一种晶圆承载装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种晶圆承载装置，包括承载头和上部气动组件，所述承载头通过连接组件耦接至所述上部气动组件，所述连接组件包括定位销和具有定位销孔的法兰盘，所述定位销和法兰盘由金属材料制成，所述定位销的部分或全部表面设置有非金属结构使得所述定位销与所述法兰盘接触不产生金属污染物。

A wafer loading device

The invention discloses a wafer bearing device, which includes a bearing head and an upper pneumatic component, the bearing head is coupled to the upper pneumatic component through a connecting component, the connecting component includes a positioning pin and a flange plate with a positioning pin hole, the positioning pin and the flange plate are made of metal materials, some or all surfaces of the positioning pin are provided with a non-metallic structure to make the positioning pin The contact between the locating pin and the flange plate does not produce metal contamination.

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆承载装置
本专利技术属于化学机械抛光
，具体而言，涉及一种晶圆承载装置。
技术介绍
目前，化学机械抛光(ChemicalMechanicalPlanarization,CMP，也称化学机械平坦化)作为使晶圆获得全局平坦化的技术，已经发展成集抛光、晶圆传输、在线量测、清洗等技术于一体的装备。化学机械抛光通常将晶圆吸合在承载装置下部的承载头的底面，晶圆具有沉积层的一面抵压于抛光垫上表面，承载头在上部气动部件(UPA,upperpneumaticassembly)的致动下与抛光垫同向旋转并给予晶圆向下载荷；同时，抛光液供给于抛光垫的上表面并分布在晶圆与抛光垫之间，使得晶圆在化学及机械的共同作用下完成晶圆的化学机械抛光。现有技术中遇到的问题包括，化学机械抛光过程中容易发生晶圆表面被金属污染物划伤和/或金属污染物超标的问题，这都是在芯片制造领域难以接受的，特别是随着芯片制程的不断下探，对金属污染水平提出了前所未有的高要求。一般而言，一旦发现晶圆表面被金属污染物划伤或金属污染物超标，则可能需要更换全部相关耗材，从而大幅增加成本并降低生产效率。例如CN107301960A指出的，在半导体制程中，金属离子污染物被称为可移动离子污染源，在半导体材料中有很强的可移动性，会造成氧化物-多晶硅栅结构缺陷、PN结漏电流增加、少数载流子寿命减少、阈值电压的改变，对器件的良率和可靠性有严重的危害。晶圆承载装置的承载头是化学机械抛光设备的重要部件，需要定期对承载头装卸以开展维保作业、更换部件以保证承载头的使用寿命。为了使承载头的多个气孔与上部气动组件的气孔之间彼此精确地对准，晶圆承载装置的承载头通过定位销与上部气动组件的连接件定位并经由卡箍与之连接，反之亦然；现有的定位销在安装过程中容易划伤金属连接件的安装面，从而产生诸如金属碎屑、金属微粒、金属颗粒之类的金属污染物，类似的，上部气动组件的连接件也可配置有用于与承载头的连接件的安装面定位的定位销，而该上部定位销也容易在安装过程中划伤承载头的连接件并产生金属污染物。
技术实现思路
本专利技术旨在至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种晶圆承载装置，包括承载头和上部气动组件，所述承载头通过连接组件耦接至所述上部气动组件，所述连接组件包括定位销和具有定位销孔的法兰盘，所述定位销的主体和法兰盘由金属材料制成，所述定位销的部分或全部表面设置有非金属结构使得所述定位销与所述法兰盘接触不产生金属污染物。在一些实施例中，所述非金属结构设置于所述定位销的插入所述定位销孔的端面处。在一些实施例中，所述非金属结构形成为圆台，所述圆台与定位销结合的底面的直径等于所述定位销的直径并且所述圆台顶面的直径小于等于所述定位销的直径。在一些实施例中，所述非金属结构由塑料、陶瓷、玻璃中的至少一种制成。在一些实施例中，所述塑料为硬质工程塑料。在一些实施例中，所述硬质工程塑料为硬质聚氯乙烯、聚乙烯、有机玻璃、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、PET、ABS、PEEK和/或PPS。在一些实施例中，所述非金属结构由含有纤维和/或石墨烯的复合塑料制成。在一些实施例中，所述金属材料为不含有铝元素的硬质金属材料。同时本专利技术还公开了一种晶圆承载装置，包括承载头和上部气动组件，所述承载头通过连接组件耦接至所述上部气动组件，所述连接组件包括定位销和具有定位销孔的法兰盘，所述法兰盘由金属材料制成并且所述定位销由非金属材料制成。在一些实施例中，所述非金属材料为硬质聚氯乙烯、聚乙烯、有机玻璃、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、PET、ABS、PEEK、陶瓷、玻璃和/或PPS。本申请所述的一种晶圆承载装置，其结构合理，定位销的部分或全部表面设置有非金属材料结构，使得在对承载装置维保作业中以及所述定位销与所述法兰盘接触时不产生金属污染物，解决了晶圆表面容易被金属污染物划伤和/或金属污染物超标的问题。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术的保护范围，其中：图1是根据本专利技术所述一种化学机械抛光装置的结构示意图；图2是根据本专利技术所述晶圆承载装置的结构示意图；图3是根据本专利技术之承载头的结构示意图；图4是根据本专利技术之上部气动组件的结构示意图；图5a、5b、5c是根据本专利技术之定位销的结构示意图。其中，数字附图标记的含义如下：100-化学机械抛光装置；10-抛光盘；20-抛光垫；30-晶圆承载装置；31-承载头；32-上部气动组件；33-连接组件；331a-下法兰盘；331b-上法兰盘；332-定位销；3321a、3321b、3321c-非金属结构；333a、333b-定位销孔；334a、334b-气孔；40-修整装置；41-修整臂；42-修整头；50-抛光液供应装置。具体实施方式下面结合具体实施例及其附图，对本专利技术所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本专利技术实施方式及本专利技术保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本说明书的附图为示意图，辅助说明本专利技术的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本专利技术实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。需要指出的是，本专利技术中的晶圆在业界有时也称为“基板”或“基片”，其含义大体相同，大多数情况下在CMP领域不做区分。图1示出的化学机械抛光装置100包括抛光盘10、抛光垫20、晶圆承载装置30、修整装置40以及抛光液供应装置50；抛光垫20设置于抛光盘10上表面并与其一起沿轴线Ax1旋转；可水平移动的晶圆承载装置30设置于抛光垫20上方，其下表面吸持有待抛光的晶圆W；修整装置40包括修整臂41及修整头42，修整臂41带动旋转的修整头42摆动以修整抛光垫20表面达到适于抛光的状态；抛光液供应装置50将抛光液散布于抛光垫20表面；抛光作业时，晶圆承载装置30将晶圆W的待抛光面抵压抛光垫20的表面，抛光液分布于抛光垫20与晶圆W之间，在化学机械的作用下完成晶圆表面材料的去除。如图2所示，晶圆承载装置30包括承载头31及上部气动组件32(UPA,upperpneumaticassembly)，承载头31通过连接组件33耦接至上部气动组件32，连接组件33包括下法兰盘331a、上法兰盘331b、至少一个定位销332以及未示出的卡箍；下法兰盘331a设置于承载头31顶部用于连接至上部气动组件32底部的上法兰盘331本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆承载装置，包括承载头和上部气动组件，所述承载头通过连接组件耦接至所述上部气动组件，所述连接组件包括定位销和具有定位销孔的法兰盘，所述定位销的主体和法兰盘由金属材料制成，所述定位销的部分或全部表面设置有非金属结构使得所述定位销与所述法兰盘接触不产生金属污染物。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆承载装置，包括承载头和上部气动组件，所述承载头通过连接组件耦接至所述上部气动组件，所述连接组件包括定位销和具有定位销孔的法兰盘，所述定位销的主体和法兰盘由金属材料制成，所述定位销的部分或全部表面设置有非金属结构使得所述定位销与所述法兰盘接触不产生金属污染物。


2.如权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述非金属结构设置于所述定位销的插入所述定位销孔的端面处。


3.如权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述非金属结构形成为圆台，所述圆台与定位销结合的底面的直径等于所述定位销的直径并且所述圆台顶面的直径小于等于所述定位销的直径。


4.如权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述非金属结构由塑料、陶瓷、玻璃中的至少一种制成。


5.如权利要求4所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述塑料为硬质工程塑料。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德文，刘远航，孟松林，
申请(专利权)人：清华大学，天津华海清科机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11