TWI705872B - 耐腐蝕保持環 - Google Patents

耐腐蝕保持環 Download PDF

Info

Publication number
TWI705872B
TWI705872B TW105130976A TW105130976A TWI705872B TW I705872 B TWI705872 B TW I705872B TW 105130976 A TW105130976 A TW 105130976A TW 105130976 A TW105130976 A TW 105130976A TW I705872 B TWI705872 B TW I705872B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
polymer
retaining ring
ring
rigid
annular portion
Prior art date
Application number
TW105130976A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201725093A (zh
Inventor
甘嘉哈 席拉溫
賽蒙 亞維格
永其 胡
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW201725093A publication Critical patent/TW201725093A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI705872B publication Critical patent/TWI705872B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32—Retaining rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本文所述的實施方式保護拋光系統的保持環不受腐蝕性拋光化學物質的影響。在一個實施例中，保持環具有環形主體，該環形主體具有頂表面、內徑側壁、外徑側壁和底表面。內徑側壁被配置成用於限定基材。環形主體具有：剛性環形部分；聚合物環形部分，該聚合物環形部分堆疊在剛性環形部分上且覆蓋剛性環形部分的至少三側；複數個槽，該複數個槽形成在底表面中；和複數個排水口，該複數個排水口穿過聚合物環形部分形成，其中排水口與剛性環形部分隔離。

Description

耐腐蝕保持環
本發明的實施例係關於用於拋光基材，諸如半導體基材的拋光系統。更特定而言，實施例係關於保持環、化學機械平坦化(chemical mechanical planarization; CMP)系統和用於提高保持環壽命的方法。
化學機械拋光(Chemical mechanical polishing; CMP)是在高密度積體電路製造中用以平坦化或拋光沉積在基材上的材料層的常用製程。承載頭可將保持在其中的基材提供至CMP系統的拋光站，且在存在拋光液的情況下相抵於移動的拋光墊可控地推動基材。經由化學和機械活動的組合，材料從與拋光表面接觸的基材的特徵側移除。拋光時從基材移除的材料懸浮在拋光液中。懸浮的材料藉由拋光液從拋光站移除。
承載頭通常包括保持環，該保持環限定（circumscribe）基材且可促進將基材保持在承載頭中。保持環的底表面通常在拋光期間與拋光墊接觸。保持環可具有槽以促進拋光液運動至及離開基材。當拋光基材時，漿料和已移除的懸浮材料可黏附和累積在基材和保持環之間的區域中。黏附的物質侵蝕保持環的金屬表面。另外，黏附的物質可能結塊且回退到拋光墊上且從而成為基材缺陷的來源。
因此，需要一種改良的保持環、具有改良的保持環的拋光系統。
本文所述的實施例保護拋光系統的保持環不受腐蝕性拋光化學物質的影響。在一個實施例中，保持環具有環形主體，該環形主體具有頂表面、內徑側壁、外徑側壁和底表面。內徑側壁被配置成用於限定基材。環形主體具有：剛性環形部分；聚合物環形部分，該聚合物環形部分堆疊在剛性環形部分上且覆蓋剛性環形部分的至少三側；複數個槽，該複數個槽形成在底表面中；和複數個排水口（wash port），該複數個排水口穿過聚合物環形部分形成，其中排水口與剛性環形部分隔離。
本文描述了保持環、化學機械平坦化系統(CMP)和用於拋光基材的方法。保持環包括金屬部分的封裝以延長保持環的使用壽命。
圖1是化學機械拋光系統(CMP) 100的部分截面圖。CMP系統100包括承載頭150，承載頭150將基材135（以虛線圖示）保持在保持環130內部，且在處理期間將基材135放置成與拋光墊175的拋光表面180接觸。拋光墊175置放在工作臺176上。工作臺176藉由工作臺軸182耦接至電機184。當CMP系統100拋光基材135時，電機184使工作臺176且因此使拋光墊175的拋光表面180圍繞工作臺軸182的軸線186旋轉。
CMP系統100可包括化學品輸送系統190和墊清洗系統160。化學品輸送系統190包括保持拋光液191的化學品槽罐196，該拋光液諸如為漿料或去離子水。拋光液191可藉由噴嘴198噴到拋光表面180上。拋光表面180旋轉拋光液191而使拋光液191與基材135接觸，由承載頭150相抵於拋光表面180按壓該基材以平坦化基材135。集水槽192可收集旋轉離開拋光墊175的拋光液191。所收集的拋光液191可被過濾以移除雜質且運輸回化學品槽罐196以便重新使用。
墊清洗系統160可包括輸水管162，該輸水管噴灑去離子水164至拋光墊175的拋光表面180上。管將輸水管162連接至去離子水槽罐（未圖示）。在拋光之後，來自輸水管162的去離子水164可清洗來自基材135、承載頭150和拋光表面180的碎屑和過量拋光液191。儘管墊清洗系統160和化學品輸送系統190被圖示為分離的元件，但是應理解，單個系統可同時進行輸送去離子水164和輸送拋光液191的功能。
承載頭150被耦接至軸108。軸108被耦接至電機102。電機102被耦接至臂170。電機102相對於臂170以線性運動（X軸和/或Y軸方向）橫向地移動承載頭150。承載頭150亦包括致動器104，該致動器被配置成用於相對於臂170和/或拋光墊175在Z軸方向上移動承載頭150。承載頭150亦被耦接至旋轉致動器或電機106，該旋轉致動器或電機使承載頭150圍繞旋轉軸相對於臂170旋轉，該旋轉軸與承載頭150的中心線111對準。電機/致動器104、102和106相對於拋光墊175的拋光表面180定位和/或移動承載頭150。在一個實施例中，電機/致動器104、102和106在處理期間相對於拋光表面180旋轉承載頭150，並提供向下的力以相抵於拋光墊175的拋光表面180推動基材135。
承載頭150包括容納柔性膜140的主體125。柔性膜140在承載頭150的下側上提供與基材135接觸的表面。承載頭150亦可包含設置在主體125和柔性膜140之間的一或更多個囊狀物110/112。當基材135保持在承載頭150中時，柔性膜140接觸基材135的背側。囊狀物110/112被耦接至第一可變壓力源145A，該第一可變壓力源有選擇地輸送流體至囊狀物110/112以施加力至柔性膜140。在一個實施例中，囊狀物110施加力至柔性膜140的外區域，而囊狀物112施加力至柔性膜140的中央區域。從囊狀物110/112施加至柔性膜140的力可被傳輸至基材135的各部分，且可用於控制基材135相抵於拋光墊175的拋光表面180施加的邊緣至中心壓力分佈。第一可變壓力源145A被配置成用於獨立地輸送流體至每一囊狀物110/112，以控制經由柔性膜140到達基材135的各個區域的力。另外，可在承載頭150中提供真空埠（未圖示）以施加吸力至基材135的背側，從而促進在承載頭150中保持基材135。
主體125和柔性膜140由保持環130限定。保持環130藉由致動器132耦接至主體125。致動器132由第二可變壓力源145B控制。第二可變壓力源145B提供流體或從致動器132移除流體，此引起保持環130在Z軸方向上相對於承載頭150的主體125移動。第二可變壓力源145B適於獨立於由電機104提供的運動提供保持環130的Z方向運動。第二可變壓力源145B可藉由施加負壓或正壓至致動器132和/或保持環130來提供保持環130的運動。在一個方面中，為了提供用於相抵於拋光墊175按壓基材135的力，壓力被施加於保持環130以在拋光製程期間，朝向拋光墊175的拋光表面180推動保持環130。
保持環130可由一或更多種材料形成，諸如金屬、陶瓷或塑膠。該等材料可被選擇以向保持環130提供剛性和壽命。保持環130可具有複數個漿料釋放槽244（圖2中所示）。保持環130可另外具有一或更多個排水口120。排水口120和漿料釋放槽244允許在承載頭150和保持環130中截留的漿料被沖洗掉。經由排水口120噴灑去離子水以清除附著於保持環130和柔性膜140的顆粒，有利地防止顆粒被再引入到拋光表面180上，顆粒的此再引入可能在拋光期間導致刮傷或以其他方式損壞基材。
承載頭150的保持環130在基材135的拋光期間接觸拋光表面180和拋光液191。化學品輸送系統190在拋光期間將拋光液191輸送至拋光表面180和基材135。保持環130中的漿料釋放槽244和排水口120促進輸送拋光液191和所夾帶的拋光碎屑穿過保持環130且遠離基材135。保持環130可以以保護某些材料（諸如金屬），包括保持環130免受拋光液191的影響的方式形成，從而延長保持環130的壽命且減少潛在的製程污染源。
圖2是承載頭150和保持環130的一部分的截面圖。間隙222可形成在保持環130和承載頭150的主體125的支撐結構214之間。間隙222允許支撐結構214在垂直方向上獨立於保持環130移動。孔隙220亦可存在於支撐結構和保持環130之間。當拋光基材135時，拋光液（亦即漿料）和懸浮在拋光液中的顆粒可能進入孔隙220和間隙222。懸浮固體（顆粒）可能附著於孔隙220和間隙222中的承載頭150。若沒有移除顆粒，則夾帶在承載頭150中的顆粒可能在拋光期間移出且損壞基材135。
保持環130可以是環形，具有與圖1中所示的中心線111重合的中心線。保持環130亦可包括底表面210、內徑側壁254和外徑側壁252。內徑側壁254具有被設定尺寸以接收基材135的內半徑。保持環130的內徑側壁254藉由間隙222和孔隙220與支撐結構214分離。
保持環130可由主體202組成，主體202由兩個或兩個以上部分形成。主體202的部分可包括一或更多個部件，該等部件裝配在一起以形成主體202的環形。在一個實施例中，保持環130的主體202由兩個環形部分形成。例如，保持環130可具有附接至剛性部分284的聚合物部分280。在另一實施例中，保持環130可由多於2個部分形成。例如，剛性部分284可由固持在一起或被聚合物部分280封裝的複數個分離部分形成。
保持環130的剛性部分284可被結合至保持環130的聚合物部分280。在一個實施例中，剛性部分284由聚合物部分280完全封裝以便保護剛性部分284。此佈置可藉由模塑或經由積層製造完成。在另一實施例中，剛性部分284由聚合物部分280部分地封裝，以便暴露剛性部分284的一部分以供檢查。
剛性部分284可以由不銹鋼、鋁、鉬、或其他金屬或合金、或陶器或陶瓷填充的聚合物塑膠、或該等或其他適合材料的組合形成。在一個實例中，主體202的剛性部分284可由諸如不銹鋼(SST)之類的金屬形成。聚合物部分280可由塑膠材料製成，該塑膠材料諸如聚苯硫醚(polyphenylene sulfide; PPS)、聚萘二甲酸丁二醇酯(polybutylene naphthalate; PBN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚對苯二甲酸丁二醇酯、ERTALYTE® TX、PEEK、TORLON® 、DELRIN® 、PET、VESPEL® 、DURATROL® 、或該等和/或其他適合材料的組合。在一個實例中，主體202的聚合物部分280由塑膠材料製成以形成接觸墊175和基材135的磨損表面，而剛性部分284由SST形成以向聚合物部分280提供剛性。
聚合物部分280可另外地或替代地形成有疏水材料或塗層，該疏水材料或塗層耐受與製程流體的化學相互作用，該疏水材料或塗層諸如為基於用於處理CMP系統100中的基材135的拋光液的化學性質而選擇的聚合物材料。該聚合物材料可以是含碳材料，諸如聚對二甲苯(parylene (polyparaxylylene))；或其他含碳材料，諸如PEEK(聚醚醚酮)和類金剛石碳(diamond-like carbon; DLC)。關於圖5A和圖5B更加詳細地論述塗層。
繼續參看圖2且如上文簡要地論述，主體202可包括形成在底表面210中的漿料釋放槽244。漿料釋放槽244從內徑側壁254延伸到外徑側壁252。在旋轉保持環130時，由於墊175和承載頭150的旋轉，拋光液191和任何夾帶的拋光碎屑（諸如藉由拋光從基材135移除的材料）傾向於移動穿過漿料釋放槽244。
排水口120可形成在主體202的任何部分中。排水口120具有第一中心線290，該第一中心線可大體上垂直於承載頭150的中心線111（且因此，實質上垂直於保持環130的中心線）。排水口120為指向保持環130的外徑側壁252的清洗液（亦即去離子水164）提供路徑，以使清洗液穿過保持環130的主體202而進入界定在承載頭150之內的孔隙220和間隙222。排水口120被定尺寸以提供足以移除所夾帶的拋光碎屑的清洗液的流動，該夾帶的拋光碎屑可能已被截留在承載頭150的孔隙220和間隙222中。排水口120可被定向以使得第一中心線290平行於拋光墊175的頂部拋光表面180。或者，排水口120可以垂直角292傾斜以使得第一中心線290被旋轉至第二中心線293的位置，且排水口120從外徑側壁252向上成角度。排水口120相對於第一中心線290（或水準線）的垂直角292可以是約大於-80度且小於約80度，諸如+/-30度。
排水口120的數目和配置可被配置和/或取決於製程條件。例如，保持環130可具有多達18個或更多個間隔開的排水口120，以允許附著於承載頭150的固體被沖洗掉且離開承載頭150。排水口120可圍繞保持環130相等地或以其他方式間隔開，以確保可用清洗液沖洗承載頭150的孔隙220和間隙222的所有表面。排水口120亦可以小的群組形成，諸如四個或五個排水口120的群組；且該等群組可被間隔開以提供用於緊固件或其他部件的空間，諸如如下文進一步論述的圖4A至圖6A中所示的剛性部分284的部分。
圖3是保持環130的俯視圖。保持環130可具有中心302。保持環130具有頂表面312。頂表面312可具有一或更多個安裝特徵310。安裝特徵310可延伸至主體202的聚合物部分280中。或者，安裝特徵310可延伸至主體202的剛性部分284中。安裝特徵310可以是適合於將保持環130附接於致動器132的孔、耳片或其他特徵。保持環130具有與中心302徑向對準的截面X-X。
圖4A至圖6B圖示經由截面X-X獲得的耐腐蝕保持環130的不同實施例。在圖4A至圖6B中所示的一或更多個實施例中，聚合物部分280由塑膠材料形成且剛性部分284由金屬形成，諸如不銹鋼。有利地，聚合物部分280的材料保護剛性部分284不受流經保持環130的排水口120的腐蝕性流體的影響，以便提升保持環130的壽命。同時，剛性部分284的材料為保持環130提供結構剛性。
圖4A和圖4B是圖示耐腐蝕保持環130的一個實施例的截面圖。保持環130被暴露於工作流體且具有將流體引導穿過保持環130的排水口120和漿料釋放槽244。圖4A和圖4B圖示保持環130的一個實施例，該保持環130具有由聚合物部分280封裝的剛性部分284和穿過聚合物部分280設置的排水口120。亦即，剛性部分284完全被聚合物部分280包圍和圍繞。
剛性部分284具有頂表面414和底表面416。底表面416可具有輪廓480。輪廓480可以是不規則的或規則的，諸如波形。輪廓480可具有將聚合物部分280延伸至剛性部分284的底表面416中的凸起部分481。輪廓480可具有形成正方形、正弦曲線或其他形狀圖案的凸起部分481。在一個實施例中，剛性部分284的底表面416具有在輪廓480中的大體上矩形的凸起部分481。有利地，延伸至剛性部分284的底表面416中的聚合物部分280的凸起部分481提供容納穿過聚合物部分280形成的排水口120的空間。因此，排水口120與剛性部分284隔離，且因此流經排水口120的化學品及其他物質無法接觸保持環130的剛性部分284。
輪廓480可具有週期486。週期486是相鄰凸起部分481的起點之間的距離的量度。週期486可以是短的，其中相鄰凸起部分481靠得很近。或者，週期486可以是長的，其中相鄰凸起部分481被進一步分開。週期486可以是規則的且因此沿著剛性部分284的整個底表面416以大體上類似的間隔出現。規則週期486可以指示具有規則波形的輪廓480。或者，週期486可變化以調節排水口120或排水口120群組的放置。
凸起部分481可由寬度484分離。寬度484可被配置成允許在凸起部分481之間形成一或更多個排水口120。在一個實施例中，寬度484被配置成用於形成一個排水口120。在另一實施例中，該寬度被配置成用於形成兩個或兩個以上排水口120，諸如四個排水口120。在一些實施例中，聚合物部分280的凸起部分481的寬度484在尺寸上大體相似。在其他實施例中，聚合物部分280的凸起部分481的寬度484可具有不同的尺寸。例如，凸起部分481可各自容納不同數目的排水口120，諸如在保持環130的一個位置中容納一個排水口120，而在保持環130的另一位置中容納兩個排水口120。
剛性部分284可選擇性地具有用於安裝特徵310的接收器410。接收器410被圖示為孔，但可替代地為螺釘、銷釘或其他外部凸出的特徵。接收器410可被螺紋化或具有允許緊固件將保持環130附接於承載頭150的另一特徵。有利地，相較於接收器形成在聚合物部分280的較軟材料中，形成在剛性部分284的材料中的接收器410提供了用於將保持環130附接於承載頭150的更強的錨定點。
有利地，剛性部分284可由諸如SST之類的剛性材料形成，且可由聚合物部分280的塑膠保護材料完全封裝。剛性部分284的底表面416中的凸起部分481允許在保持環130中形成排水口120，而不將剛性部分284暴露於腐蝕性工作流體。因此，保持環130的壽命被延長超過其中剛性部分284被暴露於腐蝕性工作流體的傳統保持環。
圖5A和圖5B是圖示耐腐蝕保持環130的另一實施例的截面圖。保持環130被暴露於工作流體且具有將流體引導穿過保持環130的排水口120和漿料釋放槽244。圖5A和圖5B圖示保持環130的一個實施例，該保持環具有由聚合物部分280封裝的剛性部分284和穿過聚合物部分280和剛性部分284設置的排水口120。
剛性部分284具有頂表面414和底表面516。頂表面414和底表面516可大體上平行於保持環130的頂表面312。剛性部分284可具有穿過該剛性部分設置的孔520。聚合物部分280可具有大體上與剛性部分284中的孔520對準的孔522。排水口120從內徑側壁254貫穿孔520、522延伸至外徑側壁252。
排水口120可穿過聚合物部分280和剛性部分284形成。塗層526可被設置在孔520、522上，且特別地，孔520將剛性部分284暴露於排水口120。塗層526將排水口120的通道加襯以防止流經該通道的流體與保持環130的剛性部分284接觸。塗層526可由諸如含碳材料之類的聚合物材料形成。含碳材料可包括聚對二甲苯(parylene (polyparaxylylene))，例如氯化線性聚對二甲苯（Parylene C （chlorinated linear polyparaxylylene））、線性聚對二甲苯(Parylene N)、和交聯聚對二甲苯(Parylene X)。可被使用的其他含碳材料包括PEEK（聚醚醚酮）和類金剛石碳(DLC)。塗層526保護剛性部分284避免由於化學物質流經排水口120而腐蝕。
可諸如在用於形成保持環130的印刷製程期間在積層製造操作中施加塗層526。或者，塗層526可藉由噴塗、浸漬或其它適當方法施加。在另一替代方式中，塗層526可以是聚合物部分280的整體和連續部分。例如，塗層526可以二次成型製程形成，其中剛性部分284使用聚合物部分280二次成型。有利地，塗層526保護剛性部分284免受流經排水口120的化學物質的影響，且防止流體侵蝕和劣化剛性部分284。因此，塗層526延長保持環130的使用壽命。
圖6A和圖6B是圖示耐腐蝕保持環130的又一實施例的截面圖。保持環130被暴露於工作流體且具有排水口120和漿料釋放槽244，該排水口和漿料釋放槽引導流體從內徑側壁254穿過保持環130到外徑側壁252。圖6A和圖6B圖示保持環130的一個實施例，其中剛性部分284由聚合物部分280部分地封裝且排水口120穿過聚合物部分280而設置。
剛性部分284具有頂表面612和底表面616。底表面616可具有類似於關於圖4所述的輪廓的輪廓680。輪廓680可具有凸起部分681，該凸起部分從聚合物部分280延伸且延伸到剛性部分284的底表面616中。凸起部分681可以是矩形、半圓形、或其他適合形狀。在一個實施例中，剛性部分284的底表面616具有形成輪廓680的大體上半圓形凸起部分681。有利地，延伸至剛性部分284的底表面616中的聚合物部分280的凸起部分681提供用於形成排水口120的空間，該排水口穿過無排水口120的聚合物部分280形成，從而防止剛性部分284被暴露於流經排水口120的化學品。
輪廓680的凸起部分681可具有週期686。週期686可如上文所論述是規則或不規則的以調節排水口120的放置。凸起部分681可被配置成允許在每個凸起部分681中形成一或更多個排水口120。在一個實施例中，凸起部分681被配置成用於形成一個排水口120。在另一實施例中，凸起部分681被配置成用於形成兩個或兩個以上排水口120，諸如三個排水口120。在一些實施例中，剛性部分284的凸起部分681在尺寸上大體類似於相鄰凸起部分681。在其他實施例中，剛性部分284的凸起部分481可具有不同的尺寸。
剛性部分284的頂表面612可與保持環130的頂表面312重合。頂表面612中的安裝特徵310將保持環130固定至承載頭150。聚合物部分280可將剛性部分284的除了頂表面612之外的所有部分封裝。聚合物部分280的側部690形成開口610，剛性部分284設置在開口610中。剛性部分284可被配置成扣入聚合物部分280的開口610或從開口610中解扣。側部690保護剛性部分284的除了頂表面612之外的所有部分免於暴露於處理化學物質。頂表面612被安裝到承載頭150且承載頭150實質上保護剛性部分284的頂表面612免於暴露於處理化學物質。有利地，使剛性部分284的頂表面612暴露於保持環130中允許容易組裝和獨立替換保持環130的聚合物部分280和/或剛性部分284。
儘管上述內容是針對本發明的實施例，但是可在不背離本發明的基本範疇的情況下設計本發明的其他和進一步的實施例。
100‧‧‧化學機械拋光系統(CMP) 102‧‧‧電機/致動器 104‧‧‧電機/致動器 106‧‧‧電機/致動器 108‧‧‧軸 110‧‧‧囊狀物 111‧‧‧中心線 112‧‧‧囊狀物 120‧‧‧排水口 125‧‧‧主體 130‧‧‧保持環 132‧‧‧致動器 135‧‧‧基材 140‧‧‧柔性膜 145A‧‧‧第一可變壓力源 145B‧‧‧第二可變壓力源 150‧‧‧承載頭 160‧‧‧墊清洗系統 162‧‧‧輸水管 164‧‧‧去離子水 170‧‧‧臂 175‧‧‧拋光墊 176‧‧‧工作臺 180‧‧‧拋光表面 182‧‧‧工作臺軸 184‧‧‧電機 186‧‧‧軸線 190‧‧‧化學品輸送系統 191‧‧‧拋光液 192‧‧‧集水槽 196‧‧‧化學品槽罐 198‧‧‧噴嘴 202‧‧‧主體 210‧‧‧底表面 220‧‧‧孔隙 222‧‧‧間隙 244‧‧‧漿料釋放槽 252‧‧‧外徑側壁 254‧‧‧內徑側壁 280‧‧‧聚合物部分 284‧‧‧剛性部分 290‧‧‧第一中心線 292‧‧‧垂直角 293‧‧‧第二中心線 302‧‧‧中心 310‧‧‧安裝特徵 312‧‧‧頂表面 410‧‧‧接收器 414‧‧‧頂表面 416‧‧‧底表面 480‧‧‧輪廓 481‧‧‧凸起部分 484‧‧‧寬度 486‧‧‧週期 516‧‧‧底表面 520‧‧‧孔 522‧‧‧外徑側壁 526‧‧‧塗層 610‧‧‧開口 612‧‧‧頂表面 616‧‧‧底表面 680‧‧‧輪廓 681‧‧‧凸起部分 686‧‧‧週期 690‧‧‧側部
為了可詳細地理解本發明的上述特徵的方式，可參考實施例獲得本發明的更特定的描述，在附圖中圖示實施例中的一些實施例。然而，應注意的是，附圖僅圖示本發明的典型實施例，並且因此不被視為限制本發明的範疇，因為本發明可允許其他同等有效的實施例。
圖1是拋光系統的部分截面圖。
圖2是具有保持環的承載頭的部分截面圖。
圖3是保持環的俯視圖。
圖4A和圖4B是圖示耐腐蝕保持環的一個實施例的截面圖。
圖5A和圖5B是圖示耐腐蝕保持環的另一實施例的截面圖。
圖6A和圖6B是圖示耐腐蝕保持環的又一實施例的截面圖。
為了促進理解，在可能的情況下，已使用相同的元件符號表示諸圖共用的相同元件。可以預期，在一個實施例中揭示的元件可有利地用於其他實施例，而無需特定敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
(請換頁單獨記載) 無
110‧‧‧囊狀物
120‧‧‧排水口
125‧‧‧主體
130‧‧‧保持環
135‧‧‧基材
140‧‧‧柔性膜
164‧‧‧去離子水
176‧‧‧工作臺
180‧‧‧拋光表面
202‧‧‧主體
210‧‧‧底表面
220‧‧‧孔隙
222‧‧‧間隙
244‧‧‧漿料釋放槽
252‧‧‧外徑側壁
254‧‧‧內徑側壁
280‧‧‧聚合物部分
284‧‧‧剛性部分
290‧‧‧第一中心線
292‧‧‧垂直角
293‧‧‧第二中心線

Claims (14)

  1. 一種用於一拋光系統的保持環，該保持環包含：一環形主體，該環形主體具有一頂表面、一內徑側壁、一外徑側壁和一底表面，該內徑側壁被配置成用於限定一基材；其中該環形主體包含：一剛性環形部分；一聚合物環形部分，該聚合物環形部分堆疊在該剛性環形部分上且覆蓋該剛性環形部分的至少三側；複數個槽，該複數個槽形成在該底表面中；以及複數個排水口，該複數個排水口穿過該聚合物環形部分形成，其中該等排水口藉由與該聚合物環形部分為連續的一聚合物材料與該剛性環形部分隔離，其中該聚合物材料經配置以保護該剛性環形部分不受穿過該等排水口流動之腐蝕性流體的影響。
  2. 如請求項1所述之保持環，其中該排水口相對於該環形主體的一中心線非垂直。
  3. 如請求項1所述之保持環，其中該聚合物環形部分包含：凸起部分，該等凸起部分延伸至該剛性環形部分中，該等排水口穿過該等凸起部分形成。
  4. 如請求項3所述之保持環，其中該等排水口的一內徑由該聚合物環形部分覆蓋，該聚合物環形部分由該聚合物材料組成。
  5. 如請求項1所述之保持環，其中該剛性環形部分由該聚合物環形部分完全封裝，該聚合物環形部分由該聚合物材料組成。
  6. 如請求項1所述之保持環，進一步包含：形成在該等排水口的一內徑中的一聚合物塗層，該聚合物塗層將該剛性環形部分與該等排水口隔離，該聚合物塗層由該聚合物材料組成。
  7. 一種用於一拋光系統的保持環，該保持環包含：一環形主體，該環形主體具有一頂表面、一內徑側壁、一外徑側壁和一底表面，該內徑側壁被配置成用於限定一基材；其中該環形主體包含：一金屬環形部分；一聚合物環形部分，該聚合物環形部分覆蓋該金屬環形部分的一外部；複數個槽，該複數個槽形成在該環形主體的該底表面中；和複數個排水口，該複數個排水口穿過該聚合物環形部分形成，其中該等排水口藉由與該聚合物環形 部分為連續的一聚合物材料與該金屬環形部分隔離，其中該聚合物材料經配置以保護該金屬環形部分不受穿過該等排水口流動之腐蝕性流體的影響。
  8. 如請求項7所述之保持環，其中該排水口相對於該環形主體的一中心線非垂直。
  9. 如請求項7所述之保持環，其中該聚合物環形部分包含：凸起部分，該等凸起部分延伸至該金屬環形部分中，該等排水口穿過該等凸起部分形成。
  10. 如請求項9所述之保持環，其中該等排水口的一內徑由該聚合物環形部分覆蓋，該聚合物環形部分由該聚合物材料組成。
  11. 如請求項7所述之保持環，其中該金屬環形部分由該聚合物環形部分完全封裝，該聚合物環形部分由該聚合物材料組成。
  12. 如請求項7所述之保持環，進一步包含：形成在該等排水口的一內徑中的一聚合物塗層，該聚合物塗層將該金屬環形部分與該等排水口隔離，該聚合物塗層由該聚合物材料組成。
  13. 如請求項7所述之保持環，其中該金屬環形部分由不銹鋼製成。
  14. 如請求項13所述之保持環，其中該聚合物 環形部分由以下至少之一製成：聚苯硫醚(PPS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、和聚對苯二甲酸丁二醇酯。
TW105130976A 2015-10-16 2016-09-26 耐腐蝕保持環 TWI705872B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/885,944 2015-10-16
US14/885,944 US9744640B2 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Corrosion resistant retaining rings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201725093A TW201725093A (zh) 2017-07-16
TWI705872B true TWI705872B (zh) 2020-10-01

Family

ID=58518476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105130976A TWI705872B (zh) 2015-10-16 2016-09-26 耐腐蝕保持環

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9744640B2 (zh)
EP (1) EP3362222B1 (zh)
JP (1) JP7244276B2 (zh)
KR (1) KR102615085B1 (zh)
CN (2) CN206509884U (zh)
TW (1) TWI705872B (zh)
WO (1) WO2017065951A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111482893A (zh) * 2020-04-16 2020-08-04 华海清科股份有限公司 一种化学机械抛光保持环和化学机械抛光承载头
CN111644977A (zh) * 2020-07-17 2020-09-11 中国科学院微电子研究所 研磨用固定环以及研磨头
CN113457241A (zh) * 2021-06-10 2021-10-01 枣庄市永益新材料科技股份有限公司 具有水循环功能的石英板清洗水环保型过滤装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355753A (ja) * 2001-05-30 2002-12-10 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 高性能長寿命リテーナリング及びそれを含む研磨装置
TWM464270U (zh) * 2013-04-02 2013-11-01 Sun jian zhong 異質複合硏磨定位環
TW201417948A (zh) * 2012-11-05 2014-05-16 Sang-Hyo Han 用於拋光晶圓的保持環的製造方法

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07237120A (ja) * 1994-02-22 1995-09-12 Nec Corp ウェーハ研磨装置
TW400567B (en) * 1995-04-10 2000-08-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd The polishing device and its polishing method for the substrate
EP0753989B1 (en) * 1995-07-11 2005-09-21 Delphi Technologies, Inc. Coatings and methods, especially for circuit boards
US5643061A (en) * 1995-07-20 1997-07-01 Integrated Process Equipment Corporation Pneumatic polishing head for CMP apparatus
US5695392A (en) * 1995-08-09 1997-12-09 Speedfam Corporation Polishing device with improved handling of fluid polishing media
JP3072962B2 (ja) * 1995-11-30 2000-08-07 ロデール・ニッタ株式会社 研磨のための被加工物の保持具及びその製法
US5944593A (en) * 1997-09-01 1999-08-31 United Microelectronics Corp. Retainer ring for polishing head of chemical-mechanical polish machines
JP3006568B2 (ja) * 1997-12-04 2000-02-07 日本電気株式会社 ウエハ研磨装置および研磨方法
JP2917992B1 (ja) * 1998-04-10 1999-07-12 日本電気株式会社 研磨装置
US6224472B1 (en) * 1999-06-24 2001-05-01 Samsung Austin Semiconductor, L.P. Retaining ring for chemical mechanical polishing
US6390908B1 (en) * 1999-07-01 2002-05-21 Applied Materials, Inc. Determining when to replace a retaining ring used in substrate polishing operations
US7101454B2 (en) 2000-01-24 2006-09-05 Isg Technologies, Inc. Surface preparation and polymeric coating of continuous-strip flat-rolled steel and coated product
CN100433269C (zh) * 2000-05-12 2008-11-12 多平面技术公司 抛光装置以及与其一起使用的基片托架
US6602114B1 (en) * 2000-05-19 2003-08-05 Applied Materials Inc. Multilayer retaining ring for chemical mechanical polishing
JP2002079461A (ja) 2000-09-07 2002-03-19 Ebara Corp ポリッシング装置
US6471566B1 (en) * 2000-09-18 2002-10-29 Lam Research Corporation Sacrificial retaining ring CMP system and methods for implementing the same
US6776695B2 (en) * 2000-12-21 2004-08-17 Lam Research Corporation Platen design for improving edge performance in CMP applications
JP2003311593A (ja) 2002-02-20 2003-11-05 Ebara Corp ポリッシング装置
US6869348B1 (en) * 2003-10-07 2005-03-22 Strasbaugh Retaining ring for wafer carriers
ATE468941T1 (de) 2003-11-13 2010-06-15 Applied Materials Inc Haltering mit geformter fläche
US20050126708A1 (en) * 2003-12-10 2005-06-16 Applied Materials, Inc. Retaining ring with slurry transport grooves
US7086939B2 (en) 2004-03-19 2006-08-08 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Chemical mechanical polishing retaining ring with integral polymer backing
US7134948B2 (en) * 2005-01-15 2006-11-14 Applied Materials, Inc. Magnetically secured retaining ring
US20060169674A1 (en) * 2005-01-28 2006-08-03 Daxin Mao Method and composition for polishing a substrate
US7186171B2 (en) * 2005-04-22 2007-03-06 Applied Materials, Inc. Composite retaining ring
EP1899110A2 (en) 2005-05-24 2008-03-19 Entegris, Inc. Cmp retaining ring
KR200395968Y1 (ko) 2005-06-16 2005-09-15 주식회사 윌비에스엔티 화학적기계 연마장치의 리테이너 링
US7935411B2 (en) * 2006-04-19 2011-05-03 Furio Orologio Metallized polymeric film reflective insulation material
US7935410B2 (en) * 2006-04-19 2011-05-03 Furio Orologio Metallized polymeric film reflective insulation material
KR100764040B1 (ko) 2006-05-11 2007-10-12 주식회사 윌비에스엔티 화학적기계 연마장치의 리테이너 링
DE102006062017A1 (de) * 2006-12-29 2008-07-03 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Haltering für ein chemisch-mechanisches Poliergerät
US20080299882A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Nippon Seimitsu Denshi Co., Ltd. Retainer-ring of cmp (chemical mechanical polishing) machine
US20090023362A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-22 Tzu-Shin Chen Retaining ring for chemical mechanical polishing, its operational method and application system
KR20080028392A (ko) * 2008-03-11 2008-03-31 시너스(주) 화학기계적 연마장치용 리테이너 링 구조물 및 그 제조방법
US7749052B2 (en) * 2008-09-08 2010-07-06 Applied Materials, Inc. Carrier head using flexure restraints for retaining ring alignment
WO2011075712A2 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Latitude 18, Inc. Inorganic phosphate corrosion resistant coatings
KR101003525B1 (ko) 2010-02-25 2010-12-30 주식회사 윌비에스엔티 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링 제조 방법
KR101206782B1 (ko) * 2011-02-18 2012-11-30 한상효 웨이퍼 연마용 리테이너 링 및 그 제조 방법
KR102236929B1 (ko) 2012-06-05 2021-04-06 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 인터로크 피쳐들을 갖는 2-파트 리테이닝 링
US8998676B2 (en) 2012-10-26 2015-04-07 Applied Materials, Inc. Retaining ring with selected stiffness and thickness
US9227297B2 (en) * 2013-03-20 2016-01-05 Applied Materials, Inc. Retaining ring with attachable segments
US9731399B2 (en) 2013-10-04 2017-08-15 Applied Materials, Inc. Coated retaining ring
US9242341B2 (en) * 2013-10-22 2016-01-26 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. CMP head structure
EP2915903B1 (en) * 2014-03-05 2018-02-21 The Boeing Company Chromium-free conversion coating
US20150283668A1 (en) 2014-04-04 2015-10-08 SPM Technology, Inc. Retaining ring assembly with inserts

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355753A (ja) * 2001-05-30 2002-12-10 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 高性能長寿命リテーナリング及びそれを含む研磨装置
TW201417948A (zh) * 2012-11-05 2014-05-16 Sang-Hyo Han 用於拋光晶圓的保持環的製造方法
TWM464270U (zh) * 2013-04-02 2013-11-01 Sun jian zhong 異質複合硏磨定位環

Also Published As

Publication number Publication date
EP3362222A1 (en) 2018-08-22
JP2018531805A (ja) 2018-11-01
EP3362222A4 (en) 2019-05-29
JP7244276B2 (ja) 2023-03-22
TW201725093A (zh) 2017-07-16
US9744640B2 (en) 2017-08-29
KR102615085B1 (ko) 2023-12-15
CN106863110B (zh) 2019-06-14
CN206509884U (zh) 2017-09-22
US20170106495A1 (en) 2017-04-20
KR20180058839A (ko) 2018-06-01
WO2017065951A1 (en) 2017-04-20
CN106863110A (zh) 2017-06-20
EP3362222B1 (en) 2023-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10399202B2 (en) Retaining ring for lower wafer defects
EP3302877B1 (en) Retaining ring having inner surfaces with features
TWI705872B (zh) 耐腐蝕保持環
TWI702114B (zh) 具有局部區域速率控制的拋光系統
JP6057196B2 (ja) 連動特徴を有する２つの部分からなる保持リング
KR101775464B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치의 리테이너 링
US11241769B2 (en) Methods and apparatus for profile and surface preparation of retaining rings utilized in chemical mechanical polishing processes
WO2015164149A1 (en) Retaining ring having inner surfaces with facets
US20130035022A1 (en) Two-Part Plastic Retaining Ring
TWI625196B (zh) 選擇固定環的方法
KR102598098B1 (ko) 연마 장치 및 기판 처리 장치
US20220193863A1 (en) Polishing fluid collection apparatus and methods related thereto
JP7050560B2 (ja) 研磨装置及び基板処理装置
KR20080033560A (ko) 화학기계적 연마를 위한 리테이닝 링 및 그 제조방법