專利名稱：化學(xué)機(jī)械拋光用的多層扣環(huán)的制作方法
背景本發(fā)明一般涉及基片的化學(xué)機(jī)械拋光，更具體地說(shuō)，涉及化學(xué)機(jī)械拋光裝置的夾頭。
集成電路往往通過(guò)在基片上，特別是硅晶片上有序地沉積導(dǎo)電層、半導(dǎo)電層或絕緣層而做成。在每層沉積后要進(jìn)行浸蝕，以便產(chǎn)生電路特征。當(dāng)有序地沉積幾層并且浸蝕后，基片外表面或頂面，即基片的外露表面便逐漸變成非平面。此非平面的表面在集成電路制造工藝的光刻步驟中會(huì)發(fā)生問(wèn)題，因此有必要周期性地使基片表面平面化。
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是平面化的一種通用方法。這種平面化的方法通常要求將基片裝配到夾頭或拋光頭上?；饴侗砻婢o靠轉(zhuǎn)動(dòng)的拋光墊放置。該拋光墊可以是“標(biāo)準(zhǔn)”墊，也可以是固定磨料的墊。標(biāo)準(zhǔn)拋光墊有耐磨的粗糙面；而固定磨料墊的磨料顆粒粘固在保持介質(zhì)中。夾頭提供可控載荷，即壓力，作用在基片上，將其推向拋光墊。向拋光墊表面供給拋光漿液，這種漿液包括至少一種化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，如果使用標(biāo)準(zhǔn)墊則還包括磨料顆粒。
CMP的工藝效果可由其拋光速率、并由基片表面所得到的光潔度(無(wú)小尺寸的粗糙部分)和不平度(無(wú)大尺寸的表面坡度)來(lái)度量。拋光速率、光潔度和不平度由墊與漿液的組合、基片與墊之間的相對(duì)速度及基片壓向墊的作用力所決定。
CMP中重復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題是所謂的邊緣效應(yīng)，即基片的邊緣與基片中央拋光速率不同的傾向。邊緣效應(yīng)通常造成基片周邊，如200mm的晶片最外面5-10mm處的過(guò)拋光(從基片上去除太多材料)。過(guò)拋光降低了基片的總體平面度，致使基片的邊緣不適合制造集成電路并降低產(chǎn)量。
概述一方面，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械拋光裝置的夾頭(carrier head)。該夾頭有一個(gè)夾頭座、一個(gè)扣環(huán)、一個(gè)柔性隔膜、和填隙片。該扣環(huán)包括一下部和一上部，該下部具有在拋光過(guò)程中與拋光墊接觸的底表面并由第一材料制造；該上部用比第一材料硬的第二材料制造。柔性隔膜的中心部分形成基片安裝面，而外緣部分位于該夾頭座和扣環(huán)的上部之間。填隙片位于夾頭座和扣環(huán)的上部之間。
本發(fā)明的實(shí)施有以下一個(gè)或幾個(gè)特點(diǎn)。扣環(huán)中的第二通道與夾頭中的第一通道對(duì)齊。螺栓或螺釘穿過(guò)第一及第二通道，將扣環(huán)固定于夾頭上。螺栓或螺釘可延伸穿過(guò)填隙片中的小孔伸進(jìn)扣環(huán)的第二通道。第二通道可以不伸到扣環(huán)的下部。填隙片可用不銹鋼制造。第一材料可以是PPS管而第二材料可以是不銹鋼。密封件可以?shī)A在柔性隔膜外緣部分和扣環(huán)上部之間，從而使夾頭座和柔性隔膜之間的空腔密封。
另一方面，本發(fā)明提供具有基片安裝面的夾頭扣環(huán)。扣環(huán)有一個(gè)大體上呈環(huán)形的下部，其底面在拋光時(shí)與拋光墊接觸并且它是用在化學(xué)機(jī)械拋光工藝中呈惰性的第一材料制造；扣環(huán)有一個(gè)大體上呈環(huán)形的上部且與下部連結(jié)，并由比第一材料硬的第二材料制造。第一材料是PPS管，第二材料是金屬。
另一方面，本發(fā)明提供具有基片安裝面的夾頭扣環(huán)?？郗h(huán)具有一個(gè)大體上呈環(huán)形的下部和一個(gè)大體上呈環(huán)形的上部，并且環(huán)形的上部與下部連結(jié)。該下部具有一個(gè)底面，其在拋光時(shí)與拋光墊接觸，且扣環(huán)下表面中有多條槽可將漿液往里傳送。槽深至少0.14英寸。下部用在化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中呈惰性的第一材料制造。上部用比第一材料硬的第二材料制造。
另一方面，本發(fā)明提供一種使用扣環(huán)的方法。在該方法中，扣環(huán)固定于夾頭的夾頭座上，而柔性隔膜的外緣被夾在扣環(huán)和夾頭座之間。第一批基片用夾頭拋光，拋光時(shí)扣環(huán)下表面接觸拋光面。當(dāng)扣環(huán)的下表面被磨損第一量后扣環(huán)從夾頭上拆下?？郗h(huán)重新固定到夾頭上時(shí)在夾頭座和扣環(huán)之間放置第一填隙片，再用夾頭拋光第二批基片。
本發(fā)明的實(shí)施包括以下一個(gè)或幾個(gè)特點(diǎn)。第二批基片拋光前，在柔性隔膜和扣環(huán)之間固定有第一密封件。當(dāng)扣環(huán)下表面被磨損第二量后，將扣環(huán)及第一填隙片拆離夾頭，而在夾頭座與扣環(huán)之間放置第二填隙片后重新固定扣環(huán)，再用夾頭拋光第三批基片。在第三批基片拋光之前可在柔性隔膜和扣環(huán)之間固定第二密封件。
另一方面，本發(fā)明提供一套配套元件(kit)，包括具有上部的扣環(huán)；插放在夾頭的夾頭座和扣環(huán)上部之間的填隙片；和插放在柔性隔膜和扣環(huán)之間的環(huán)形密封件。該扣環(huán)包括一個(gè)下部和一個(gè)上部，該下部具有一個(gè)底面，它由第一材料制造且在拋光時(shí)與拋光墊接觸，該上部用比第一材料硬的第二材料制造。在扣環(huán)底面具有多條槽，可使?jié){液往里傳送。
一方面，本發(fā)明提供化學(xué)機(jī)械拋光裝置的夾頭。該夾頭具有一基片安裝面和一扣環(huán)，可使基片在拋光時(shí)保持在安裝面下面?？郗h(huán)包括一個(gè)下部和一個(gè)上部，該下部用第一材料制造且其底面在拋光時(shí)與拋光墊接觸，該上部用比第一材料硬的第二材料制造。
本發(fā)明的實(shí)施可以有以下幾條優(yōu)點(diǎn)，也可以沒(méi)有。這些優(yōu)點(diǎn)是降低邊緣效應(yīng)，提高基片最終平整度和光潔度，提高扣環(huán)使用壽命。
本發(fā)明別的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)可以從下述說(shuō)明，包括附圖及權(quán)利要求書中顯示出來(lái)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是化學(xué)機(jī)械拋光裝置的分解透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明所述夾頭的橫斷面示意圖。
圖3是圖2中夾頭的放大的示圖，示出了扣環(huán)。
圖4是具有填隙片和扣環(huán)的夾頭放大的示圖。
詳細(xì)說(shuō)明參照?qǐng)D1，一片或多片基片10被化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)裝置20拋光。類似的CMP裝置的說(shuō)明可見(jiàn)美國(guó)專利5,738,574，它的全部公開(kāi)內(nèi)容作為參考而被包含在此。
CMP裝置20包括一個(gè)下部機(jī)座22，其上安裝有一個(gè)工作臺(tái)面23，還包括一可拆除的上部外罩(未示)。工作臺(tái)面23上設(shè)有數(shù)個(gè)拋光臺(tái)25a、25b和25c，和一個(gè)裝卸基片的傳送臺(tái)27。傳送臺(tái)27可與三個(gè)拋光臺(tái)25a、25b、25c形成一個(gè)大體正方形布置。
每個(gè)拋光臺(tái)25a-25c包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)板30，其上放置拋光墊32。如果基片10是8英寸(200mm)或12英寸(300mm)直徑的圓盤，則臺(tái)板30和拋光墊32的直徑分別是20或30英寸左右。臺(tái)板30可與位于機(jī)座22內(nèi)的臺(tái)板驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未示)相連。對(duì)于大多數(shù)拋光工藝，臺(tái)板驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以30-200轉(zhuǎn)/分的速度轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)板30，但轉(zhuǎn)速也可更低些或更高些。每個(gè)拋光臺(tái)25a-25c還可包括輔助的拋光墊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)40，以使拋光墊保持研磨狀態(tài)。
含有活性劑(如氧化物拋光用的去離子水)和化學(xué)反應(yīng)催化劑(如氧化物拋光用的氫氧化鉀)的漿液50可用加漿/沖洗兩用臂52供應(yīng)到拋光墊32的表面。如果拋光墊32是標(biāo)準(zhǔn)墊，則漿液50還可包含磨料顆粒(如，氧化物拋光用的二氧化硅)。通常要提供足夠的漿液以覆蓋并潤(rùn)濕整個(gè)拋光墊32。加漿/沖洗臂包括若干個(gè)噴嘴(未示)，在每一拋光和調(diào)節(jié)周期結(jié)束時(shí)向拋光墊32提供高壓沖洗。
一個(gè)可旋轉(zhuǎn)多頭轉(zhuǎn)盤60包括轉(zhuǎn)盤支撐板66和外罩68，該可旋轉(zhuǎn)多頭轉(zhuǎn)盤位于下部機(jī)座22的上方。轉(zhuǎn)盤支撐板66由中心支柱62支承并且通過(guò)設(shè)置在機(jī)座22內(nèi)的轉(zhuǎn)盤馬達(dá)組件可在支柱上繞轉(zhuǎn)盤軸線64轉(zhuǎn)動(dòng)。多頭轉(zhuǎn)盤60包括4個(gè)夾頭系統(tǒng)70a、70b、70c和70d，它們以繞轉(zhuǎn)盤軸線64的等角間隔安裝在轉(zhuǎn)盤支撐板66上。其中3個(gè)夾頭系統(tǒng)容納和夾持基片并將其壓向拋光臺(tái)25a-25c的拋光墊進(jìn)行拋光。其中一個(gè)夾頭系統(tǒng)接受傳送臺(tái)27上的基片并可將基片投放在傳送臺(tái)27上。轉(zhuǎn)盤馬達(dá)可使夾頭系統(tǒng)70a-70d及附接于其上的基片繞拋光臺(tái)和傳送臺(tái)之間的轉(zhuǎn)盤軸線64作圓周運(yùn)動(dòng)。
每個(gè)夾頭系統(tǒng)70a-70d包括一個(gè)拋光頭或夾頭100。每個(gè)夾頭100單獨(dú)繞其自己的軸線旋轉(zhuǎn)，并沿形成在轉(zhuǎn)盤支撐板66中的徑向槽72單獨(dú)作橫向擺動(dòng)。夾頭傳動(dòng)軸74延伸穿過(guò)槽72使夾頭旋轉(zhuǎn)馬達(dá)76(去除外罩68的四分之一便可見(jiàn))與夾頭100相連。每個(gè)夾頭有一根傳動(dòng)軸和一臺(tái)馬達(dá)。每個(gè)馬達(dá)和傳動(dòng)軸可支承在一個(gè)滑板(未示)上，該滑板由一徑向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)沿槽直線驅(qū)動(dòng)以便使夾頭作橫向擺動(dòng)。
實(shí)際拋光時(shí)，三個(gè)夾頭，如夾頭系統(tǒng)70a-70c的夾頭定位在各自拋光臺(tái)25a-25c的上方。各夾頭100將基片放低與拋光臺(tái)32接觸。一般情況下，夾頭100將基片保持在觸及拋光墊的位置并將力分配到基片整個(gè)背面。夾頭也將力矩從傳動(dòng)軸傳遞給基片。
參照?qǐng)D2，夾頭100包括夾頭套102、夾頭座104、萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)106、加載腔108、扣環(huán)110和基片支架組件112。同類夾頭的描述可見(jiàn)美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)68/745,670的說(shuō)明書，該項(xiàng)專利申請(qǐng)人是蘇尼加等人，于1996年11月8日提出，名稱為化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)的具有柔性隔膜的夾頭。該項(xiàng)申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，其整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容作為參考結(jié)合于此。
夾頭套102可與傳動(dòng)軸74連接，在拋光時(shí)一起繞旋轉(zhuǎn)軸線107旋轉(zhuǎn)，拋光時(shí)旋轉(zhuǎn)軸線107基本上垂直于拋光墊表面。加載腔108位于夾頭套102和夾頭座104之間，可將載荷，即向下壓力作用于夾頭座104上。夾頭座104相對(duì)于拋光墊32的垂直位置也由加載腔108控制。
基片支架組件112包括支撐結(jié)構(gòu)114、將支撐結(jié)構(gòu)114連接于夾頭座104的撓性膜片(flexure diaphragm)116和與支撐結(jié)構(gòu)114相連接的柔性件或柔性隔膜(flexible membrane)118。柔性隔膜118延伸到支撐結(jié)構(gòu)114下面，為基片提供安裝面120。位于夾頭座104和基片支架組件112之間的內(nèi)腔190增壓時(shí)迫使柔性隔膜118向下運(yùn)動(dòng)，將基片壓向拋光墊。
夾頭套102是一般的圓形，與待拋光基片的圓輪廓相當(dāng)。圓柱形襯套122安裝在穿過(guò)夾頭體的垂直孔124中，穿過(guò)夾頭套的二條通道126和128用于夾頭的氣動(dòng)控制。
夾頭座104是位于夾頭套102下方的一般的環(huán)形物體。夾頭座104可用剛性材料制造，如鋁、不銹鋼或纖維增強(qiáng)塑料。通道130可以延伸通過(guò)夾頭座，固定裝置132和134提供固著點(diǎn)，以連接夾頭套102和夾頭座104之間的軟管，以便使通道128和通道130可流體地連接。
彈性和柔性隔膜140可以通過(guò)壓環(huán)142連接在夾頭座104的下表面，構(gòu)成氣囊144。壓環(huán)142可用螺釘或螺栓(未示)固定到夾頭座104。第一泵(未示)可以連接氣囊144，以將流體(例如，如空氣之類的氣體)導(dǎo)入或?qū)С鲈摎饽?，從而控制支撐結(jié)構(gòu)114及柔性隔膜118的向下的壓力。
萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)106使夾頭座104相對(duì)夾頭套102可繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因而夾頭座與拋光墊表面可保持基本平行。萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)106包括一個(gè)萬(wàn)向桿150和一個(gè)撓性環(huán)152，該萬(wàn)向桿150安裝在穿過(guò)圓柱形襯套122的通孔154中，該撓性環(huán)152固定在夾頭座104上。萬(wàn)向桿150可沿通孔154垂直滑動(dòng)，以便提供夾頭座的垂直運(yùn)動(dòng)，但它使夾頭座104不能相對(duì)于夾頭套102橫向運(yùn)動(dòng)。
滾動(dòng)膜片(rolling diaphragm)160的內(nèi)緣由內(nèi)壓緊環(huán)162壓緊在夾頭套102上，而外壓緊環(huán)164則將滾動(dòng)膜片160的外緣壓緊在夾頭座104上。于是，滾動(dòng)膜片160將夾頭套102和夾頭座104之間的空間密封，從而形成加載腔108。滾動(dòng)膜片160可以是厚度為60密耳的一般的環(huán)形硅鋼片。第二泵(未示)與加載腔108流體地連接，以控制加載腔的壓力和施加于夾頭座104上的載荷。
基片支架組件112的支撐結(jié)構(gòu)114設(shè)置在夾頭座104下方。支撐結(jié)構(gòu)114包括支撐板170、環(huán)形下壓板172和環(huán)形上壓板174。支撐板170可以是一般圓盤形的剛性件，其上有許多通孔176。此外，支撐板170在其外緣處有向下凸出部178。
基片支架組件112撓性膜片116是一個(gè)一般的平面環(huán)形圈。撓性膜片116的內(nèi)緣被夾在夾頭座104和扣環(huán)110之間。撓性膜片116的外緣被夾在下壓板172和上壓板174之間。撓性膜片116具有撓性和彈性，雖然沿其徑向和切向可以是剛性的。撓性膜片116用橡膠(如氯丁橡膠)、涂彈性體的織物(如尼倫或諾梅克斯—聚芳酰胺)、塑料或復(fù)合材料(如玻璃纖維)制成。
柔性隔膜118是一般的圓形薄板，由易彎曲有彈性的材料制成，如氯丁二烯橡膠或乙烯丙烯橡膠，一部分柔性隔膜118環(huán)繞支撐板170的邊緣伸展夾在支撐板和下壓板172之間。
介于柔性隔膜118、支撐結(jié)構(gòu)114、撓性膜片116、夾頭座104和萬(wàn)向架機(jī)構(gòu)106之間的密閉容積構(gòu)成增壓腔190。第三泵(未示)可與空腔190流體地連接，以便控制腔內(nèi)壓力并因此控制柔性隔膜加在基片上的力。
扣環(huán)110可以是一般的環(huán)形圈，用例如螺栓194(圖2截面圖上只示出一根)固定在夾頭座104的外緣。螺栓穿過(guò)夾頭座104中對(duì)齊的通孔進(jìn)入扣環(huán)110的上部。當(dāng)流體被泵送到加載腔108且?jiàn)A頭座104被向下推時(shí)，扣環(huán)110也被向下推，從而對(duì)拋光墊32施加一載荷?？郗h(huán)110的內(nèi)側(cè)表面188與柔性隔膜118的安裝面120一起構(gòu)成基片的接收凹槽192。扣環(huán)110可防止基片脫離基片接收凹槽192。
參照?qǐng)D3，扣環(huán)110由幾部分組成，包括環(huán)形下部180和環(huán)形上部184。下部180的底面182可以與拋光墊接觸，上部184與夾頭座104連接。下部180與上部184可以用粘合層186粘結(jié)。
下部用一種在CMP過(guò)程中呈化學(xué)惰性的材料制造。此外，下部180應(yīng)有足夠的彈性，使基片邊緣觸及扣環(huán)時(shí)不會(huì)引起基片碎裂或斷裂。另一方面，下部180的彈性又不應(yīng)使作用在扣環(huán)上的向下壓力導(dǎo)致下部向基片接收槽192內(nèi)凸出。具體說(shuō)，下部180的材料用硬度計(jì)測(cè)量時(shí)肖氏D刻度盤上的值為80-95左右為宜。通常，下部180材料的彈性模量在0.3-1.0×106psi之間。下部還應(yīng)當(dāng)耐用，磨損率低。但下部180容許有逐漸的磨耗，因?yàn)樗@得可防止基片邊緣在內(nèi)側(cè)表面188切出一條深槽。例如，下部180可用諸如聚亞苯基硫化物(PPS)那樣的塑料制造，該材料可從印第安納州埃文斯維爾的DSM工程塑料公司買到，商標(biāo)名為TechtronTM。其它適用的塑料有DELRINTM，可從特拉華州威爾明頓的杜邦公司買到；聚對(duì)苯二甲酸亞乙醇酯(PET)，聚醚酮醚(PEEK)，或?qū)郾蕉姿醽喍□?PBT)，或像ZYMAXXTM那樣的復(fù)合材料，這些均可從杜邦公司買到。雖然下部也可用PPS板做成，但下部180最好用PPS管材制作。
下部180的厚度T1應(yīng)大于基片10的厚度Ts。具體講，下部厚度應(yīng)足以在夾頭夾住基片時(shí)基片不會(huì)擦到粘合層。另一方面，如果下部太厚，則扣環(huán)底面因下部的撓曲特性而變形。下部180的初始厚度約為200-400密耳(溝槽深度100-300密耳)。當(dāng)溝槽磨損掉時(shí)可更換下部。因此，下部厚度T1在100-400密耳之間。如果扣環(huán)無(wú)溝槽，則下部剩余厚度等于基片厚度前應(yīng)更換下部。
下部180的底面基本上是平的，或可以有多條溝槽189，這有利于使?jié){液從扣環(huán)外側(cè)輸向基片。溝槽189深度為140密耳或更深些。
扣環(huán)110的上部184用剛性材料制造，如不銹鋼、鉬或鋁、或氧化鋁的陶瓷材料，或其他典型材料。上部材料的彈性模量約為10-50×106psi，即為下部材料彈性模量的10-100倍。例如，下部的彈性橫量約為0.6×106psi，上部材料彈性模量可以是約30×106psi，比值為50∶1，上面部分184的厚度T2應(yīng)大于下部182的厚度T1。具體說(shuō)，上面部分厚度T2可以是300-500密耳。
粘合層186可以是雙組分緩固化環(huán)氧樹(shù)脂。緩固化一般指環(huán)氧樹(shù)脂凝固要化幾個(gè)小時(shí)到幾天時(shí)間。環(huán)氧樹(shù)脂可以是Manmbond-6375TM，可從佐治亞州錢布利的Magnolia塑料公司買到。作為一種選擇，可用螺釘或壓配合的辦法將下部連接于上部而代替粘合法。
看來(lái)似乎扣環(huán)底面的平整度與邊緣效應(yīng)有關(guān)。具體說(shuō)，如果底面很平，則邊緣效應(yīng)減小。如果扣環(huán)較易彎曲，則在用螺栓194將其連接到夾頭座上時(shí)便會(huì)變形。這種變形導(dǎo)致非平面的底面，從而增大邊緣效應(yīng)。雖然扣環(huán)在安裝于夾頭之后可做研磨或機(jī)加工，但研磨易使碎屑嵌入底表面內(nèi)，會(huì)損壞基片或沾污CMP工藝，機(jī)加工則費(fèi)時(shí)又不方便。另一方面，剛性好的扣環(huán)，如不銹鋼環(huán)會(huì)引起基片開(kāi)裂或污染CMP工藝。
由于本發(fā)明的扣環(huán)，扣環(huán)110上部184的剛度增加了扣環(huán)的整個(gè)彎曲剛度，與完全用PPS等軟材料做的扣環(huán)相比，其總彎曲剛度大30-40倍。由剛性好的上部提供的增加的剛度可減少或消除因?qū)⒖郗h(huán)連接于夾頭座而引起的變形，由此減小邊緣效應(yīng)。而且，扣環(huán)固定到夾頭后不需要研磨。此外，PPS的下部在CMP工藝中是惰性的，又有足夠彈性可防止基片邊緣發(fā)生碎裂或開(kāi)裂。
本發(fā)明大剛度的扣環(huán)的另一優(yōu)點(diǎn)是降低了拋光過(guò)程對(duì)拋光墊可壓縮性的敏感性。不限制在任何一種具體理論，對(duì)邊緣效應(yīng)，尤其對(duì)易彎曲的扣環(huán)的一個(gè)可能的影響因素稱作扣環(huán)“撓曲”。具體講，在夾頭后端處基片邊緣作用在扣環(huán)內(nèi)側(cè)表面的力會(huì)使扣環(huán)撓曲，即繞與拋光墊表面平行的軸線發(fā)生局部輕微的扭曲。這樣迫使扣環(huán)內(nèi)徑更深地進(jìn)入拋光墊并在拋光墊上產(chǎn)生增大的壓力，致使拋光墊材料發(fā)生“流動(dòng)”并向基片的邊緣移動(dòng)。拋光墊材料位移大小取決于拋光墊的彈性。因此，能彎向墊子的較軟的扣環(huán)使拋光過(guò)程對(duì)墊子材料的彈性特別敏感。然而由剛性的上部提供的增加的剛度可減輕扣環(huán)的變形，從而減輕拋光墊的變形、對(duì)拋光墊壓縮性的敏感性和邊緣效應(yīng)。
參照?qǐng)D4，扣環(huán)的一部分磨損后，將填隙片202放置在扣環(huán)190和夾頭座104之間，以構(gòu)成夾頭結(jié)構(gòu)的一部分。螺釘194延伸穿過(guò)填隙片202的孔?？郗h(huán)是高精度零件，一旦被磨掉一定量，如40密耳，夾頭便不能正常起作用。例如，扣環(huán)下表面在拋光時(shí)不應(yīng)當(dāng)接觸拋光面。然而為了維持夾頭正常作用，填隙片202加大夾頭座和扣環(huán)下表面的間距。此外，撓曲膜片116(若撓曲和柔性隔膜合成一個(gè)零件則為柔性隔膜118)與扣環(huán)110之間可放置環(huán)形密封件200。環(huán)形密封件200可防止流體通過(guò)扣環(huán)110和夾頭座104之間的間隙泄露到空腔190或從該腔漏出。填隙片可用相對(duì)較硬的材料制造，如不銹鋼，而環(huán)形密封件可以用可壓縮材料制造，如橡膠。修整過(guò)程可重復(fù)多次，如每當(dāng)扣環(huán)又磨掉40密耳時(shí)可再修理。每次在夾頭中插入稍厚的填隙片和環(huán)形密封件。這樣，只要扣環(huán)的下表面有深槽，填隙片及密封件的修復(fù)組件亦可提高扣環(huán)的使用壽命。
本發(fā)明已通過(guò)一些實(shí)施例作了描述。但本發(fā)明不局限于這些描述和說(shuō)明的實(shí)施例。本發(fā)明地范圍由附屬權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種用于化學(xué)機(jī)械拋光裝置的夾頭，包括一個(gè)夾頭座；一個(gè)扣環(huán)，它包括一個(gè)下部和一個(gè)上部，該下部用第一材料制造且具有一個(gè)底面，該底面在拋光時(shí)與拋光墊接觸；該上部用比第一材料硬的第二材料制造；一個(gè)柔性隔膜，它具有一個(gè)中心部分和一個(gè)外緣部分，該中心部分為基片提供安裝面，該外緣部分位于所述夾頭座和所述扣環(huán)的上部之間；一個(gè)填隙片，位于所述夾頭座和所述扣環(huán)上部之間。
2.如權(quán)利要求1的夾頭，還包括夾頭座中的第一通道、與第一通道對(duì)齊的扣環(huán)中的第二通道和螺栓或螺釘，該螺栓或螺釘延伸穿過(guò)第一及第二通道，將扣環(huán)固定于夾頭座。
3.如權(quán)利要求2的夾頭，其特征在于，所述螺栓或螺釘穿過(guò)填隙片中的孔并伸進(jìn)所述扣環(huán)的第二通道。
4.如權(quán)利要求3的夾頭，其特征在于，所述第二通道不伸進(jìn)扣環(huán)下部。
5.如權(quán)利要求1的夾頭，其特征在于，填隙片用不銹鋼制造。
6.如權(quán)利要求1的夾頭，其特征在于，第一材料是PPS管，第二材料是不銹鋼。
7.如權(quán)利要求1的夾頭，還包括夾在柔性隔膜外面部分和扣環(huán)上部之間的密封件，用于密封形成在夾頭座和柔性隔膜之間的空腔。
8.一種具有基片安裝面的夾頭的扣環(huán)，包括一個(gè)大體呈環(huán)形的下部，其底面在拋光時(shí)與拋光墊接觸，其制造材料是在化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中呈惰性的第一材料；及一個(gè)大體呈環(huán)形的上部，它與下部連結(jié)且其制造材料是比第一材料硬的第二材料；其中，第一材料是PPS管，第二材料是金屬。
9.一種具有基片安裝面的夾頭的扣環(huán)，包括一個(gè)大體呈環(huán)形的下部，其底面在拋光時(shí)與拋光墊接觸，其制造材料是在化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中是惰性的第一材料；多個(gè)形成在扣環(huán)下表面的溝槽，可使?jié){液向里傳送，該溝槽深度至少0.14英寸；及一個(gè)大體呈環(huán)形的上部，它與下部連結(jié)且其制造材料是比第一材料硬的第二材料。
10.一種使用扣環(huán)的方法，包括將扣環(huán)固定于一個(gè)夾頭的座上，一個(gè)柔性隔膜的外緣夾在扣環(huán)和夾頭座之間；用所述夾頭拋光第一批基片，拋光時(shí)扣環(huán)下表面與拋光面接觸；扣環(huán)的下表面被磨損第一量后從夾頭上拆下扣環(huán)；在夾頭座和扣環(huán)中間放置第一填隙片再將扣環(huán)固定到夾頭上；及用所述夾頭拋光第二批基片。
11.如權(quán)利要求9的方法，還包括在拋光第二批基片之前，將一個(gè)第一密封件固定到柔性隔膜和扣環(huán)上。
12.如權(quán)利要求9的方法，還包括在扣環(huán)下表面磨損第二量后，從夾頭上拆下扣環(huán)和第一填隙片，在夾頭座和扣環(huán)間放置一個(gè)第二填隙片及重新將扣環(huán)固定于夾頭上；及用所述夾頭拋光第三批基片。
13.如權(quán)利要求11的方法，還包括在拋光第二批基片之前在柔性隔膜和扣環(huán)之間固定第一密封件，在拋光第三批基片之前在柔性隔膜和扣環(huán)中間固定第二密封件。
14.配套組件，包括扣環(huán)，包括一下部，其底面在拋光時(shí)與拋光墊接觸且用第一材料制造；及一上面部分，它用比第一材料硬的第二材料制造，此外，在扣環(huán)底面上有多個(gè)槽，可向里傳送漿液；填隙片，插放在一個(gè)夾頭的座和所述扣環(huán)上部之間；及環(huán)行密封件，插放在一柔性隔膜和所述扣環(huán)之間。
全文摘要
一種化學(xué)機(jī)械拋光裝置用的夾頭，包括一扣環(huán)，它具有撓性的下部和剛性的上部。在扣環(huán)和夾頭座之間安插填隙片，可提高扣環(huán)使用壽命，在扣環(huán)和柔性隔膜之間安插密封件，可使柔性隔膜和夾頭座之間的空腔密封。
文檔編號(hào)B24B37/04GK1430545SQ01809719
公開(kāi)日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月19日
發(fā)明者J·王, S·M·祖尼加 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料有限公司