[发明专利]沟槽式化学机械抛光保持环及其制造方法

说明书

本发明涉及化学机械保持环的技术领域，具体是沟槽式化学机械抛光保持环及其制造方法，用于解决现有技术中金属环和塑料环通过粘合剂粘接在一起，从而导致了粘合剂可能外溢，粘合剂破碎后掉落出渣状颗粒，以及使金属环和保持环连接强度比较弱的问题。本发明包括金属环和塑料环，所述金属环包括安装面和结合面，所述结合面上开有沟槽，所述塑料环上设有通过注塑与沟槽卡接的凸缘。本发明中在注塑的过程中塑料环的凸缘直接与沟槽形成一体，从而可以极大的提高金属环和塑料环间的结合强度；金属环和塑料环间不需要通过粘合剂粘接在一起，不会存在粘合剂可能外溢和粘合剂破碎后掉落出渣状颗粒的问题。

技术领域

本发明涉及化学机械保持环的技术领域，更具体的是涉及沟槽式化学机械抛光保持环及其制造方法。

背景技术

半导体芯片制造过程中的一种关键工艺是化学机械抛光，又称为化学机械平坦化。在化学机械抛光过程中，硅晶圆被面朝下以一定的压力压在抛光垫表面，两者做相对旋转运动、同时引入抛光液，进行化学机械抛光。硅晶圆可以保持在其位置转动并相对抛光垫运动，而不会被转动产生的离心力和相对运动的摩擦力带离其位置，这是依赖环绕在硅晶圆周围的保持环的作用而实现的。

现有技术中化学机械抛光保持环包括：一个具有较高刚性模量的不锈钢金属环和一个由比较耐磨耐化学腐蚀材料制作的塑料环。塑料环是由横向切割塑料管材而得到一片一片的塑料圆环。金属环和塑料环两个环上下叠层并通过粘合剂粘接固定在一起，塑料环表面一般需要额外工序处理后进行粘接以增强粘接强度。

使用粘合剂将金属环和塑料环粘接在一起，存在粘合剂外溢，并在抛光过程中粘合剂破碎掉落出渣状颗粒的风险，而且金属环与塑料环间的粘接强度也比较弱。因此，需要一种可以降低粘合剂外溢和破碎风险，且可以提高金属环和塑料环连接强度的保持环以及其制造方法。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了沟槽式化学机械抛光保持环及其制造方法，用于解决现有技术中金属环和塑料环通过粘合剂粘接在一起，从而导致了粘合剂可能外溢，粘合剂破碎后掉落出渣状颗粒，以及使金属环和保持环连接强度比较弱的问题。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

沟槽式化学机械抛光保持环，包括金属环和塑料环，所述金属环包括安装面和结合面，所述结合面上开有沟槽，所述塑料环上设有通过注塑与沟槽卡接的凸缘。

作为一种优选的方式，所述沟槽的数量为至少一个。

作为一种优选的方式，相邻两个所述沟槽间形成沟槽墙壁，所述沟槽墙壁上开有豁口。

作为一种优选的方式，所述豁口连通相邻两个沟槽。

作为一种优选的方式，所述豁口的横截面形状为方形或矩形或梯形或倒T形。

作为一种优选的方式，所述沟槽内开有凹陷结构。

作为一种优选的方式，所述凹陷结构为螺纹孔或光滑孔。

作为一种优选的方式，所述沟槽的横截面形状为梯形或倒T形。

沟槽式化学机械抛光保持环的制造方法，制造方法为：

步骤1：在金属环的结合面上加工出连接槽组件；

步骤2：将步骤1中的金属环放入模具型腔的底部，并使金属环的结合面与注塑料流入的方向对应；

步骤3：加热融化注塑料并在压力作用下推动熔融的注塑料流动进入模具型腔内，使注塑料填充结合面上的连接槽组件；

步骤4：将注塑料冷却后原位形成塑料环，使得塑料环和金属环直接结合在一起后，使塑料环和金属环脱模，形成塑料环和金属环直接结合在一起的叠层结构；

步骤5：步骤4中的叠层结构通过精密机械加工得到保持环成品，并在塑料环的表面刻出斜槽