CN207656469U - 化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头 - Google Patents

化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头 Download PDF

Info

Publication number
CN207656469U
CN207656469U CN201721842526.XU CN201721842526U CN207656469U CN 207656469 U CN207656469 U CN 207656469U CN 201721842526 U CN201721842526 U CN 201721842526U CN 207656469 U CN207656469 U CN 207656469U
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate portion
pressurization plate
pressurization
carrier head
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201721842526.XU
Other languages
English (en)
Inventor
孙准晧
申盛皓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Case Polytron Technologies Inc
KC Tech Co Ltd
Original Assignee
Case Polytron Technologies Inc
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 Case Polytron Technologies Inc filed Critical Case Polytron Technologies Inc
Application granted granted Critical
Publication of CN207656469U publication Critical patent/CN207656469U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • 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
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B24B37/102—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being able to rotate freely due to a frictional contact with the lapping tool
    • 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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

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)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本实用新型涉及化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头，所述隔膜安装在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫的承载头上，包括：底板，其以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部；隔壁，其在底板的上面延长形成，以便划分所述多个加压板部。本实用新型可以使底板翘起现象最小化，可以获得准确控制施加于基板的压力的有利效果。

Description

化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头
技术领域
本实用新型涉及化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头，更具体而言，涉及一种能够使隔膜相对于基板翘起的现象最小化，准确地控制基板的研磨量的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头。
背景技术
化学机械式研磨(CMP)装置在半导体元件制造过程中，用于去除因反复执行掩膜、蚀刻及配线工序等而在晶片表面生成的凸凹所导致的电池区域与周边电路区域间高度差，实现广域平坦化，并且为了提高随着电路形成用触点/配线膜的分离及高集成元件化而要求的晶片表面粗糙度等，对晶片的表面进行精密研磨加工。
在这种CMP装置中，承载头在研磨工序前后，以晶片的研磨面与研磨垫相向的状态，对所述晶片加压，进行研磨工序，同时，研磨工序结束后，直接或间接地真空吸附晶片并以把持的状态，移动到下一个工序。
图1是承载头1的概略图。如图1所示，承载头1包括：本体110；底座120，其与本体110一同旋转；卡环130，其以环绕底座120的环形，能上下移动地安装，与底座120一同旋转；弹性材质的隔膜140，其固定于底座120，在与底座120之间的空间形成压力腔C1、C2、C3、C4、C5；压力控制部150，其在通过空气压力供应通道155对压力腔C1、C2、C3、C4、C5供应或排出空气的同时调节压力。
弹性材质的隔膜140在对晶片W加压的平坦底板141的边缘末端折弯形成有侧面142。隔膜140的中央部末端140a固定于底座120，形成直接吸入晶片W的吸入孔77。也可以在隔膜140的中央部不形成吸入孔，而是形成为对晶片W加压的面。在从隔膜140的中心至侧面142之间，形成有固定于底座120的环形的多个隔壁143，以隔壁143为基准，多个压力腔C1、C2、C3、C4、C5以同心圆形态排列。
因此，在化学机械式研磨工序中，借助于从压力控制部150接入的空气压力，压力腔C1、C2、C3、C4、C5在膨胀的同时，通过隔膜底板141对晶片W的板面加压。
与此同时，与本体110及底座120一同旋转的卡环130的底面130s也对研磨垫11加压并旋转，从而防止被卡环130环绕的晶片W脱离到承载头1之外。
另一方面，在以隔膜140接触晶片W的状态进行研磨工序期间，如果隔膜140从晶片离开，则难以向晶片W施加准确的压力，因而难以准确地控制晶片W的研磨量，存在晶片W的研磨均一度下降的问题。因此，在研磨工序中，需要能够稳定保持晶片W与隔膜140的接触状态。
但是，以往隔膜的底板与压力腔尺寸(沿隔膜半径方向的长度)无关，整体上以一定厚度形成，因而存在多个压力腔区间中尺寸较小的压力腔区间发生翘起现象的问题。
换句话说，如果向压力腔施加压力，则在划分压力腔C1、C2、C3、C4、C5的隔壁143发生变形(膨胀变形)的同时，连接于隔壁143下端的底板141也发生变形，因此发生底板141部位从晶片W离开的翘起现象。此时，如图2所示，即使在多个压力腔C1、C2、C3、C4、C5区间中尺寸较大的压力腔区间L1上发生底板141的翘起现象141a，也由于施加于压力腔C3的压力P3，翘起的底板(较大尺寸的底板)141可以被按压而贴紧于晶片W。可是，如图3所示，当在多个压力腔C1、C2、C3、C4、C5区间中尺寸较小的压力腔区间L2发生翘起现象(底板相对于晶片而离开的现象)141'的情况下，翘起变形的底板(较小尺寸的底板)141由于具有相对较高的刚性(比在尺寸较大压力腔区间发生翘起变形的底板更高的刚性)，因而尽管向压力腔C5施加压力P5，但仍然存在难以压平翘起的底板141的问题，因此，存在翘起现象持续的问题。特别是，在形成有较小尺寸压力腔的底板最外围边缘区域频繁发生这种底板的翘起现象141'。
如上所述，如果底板141的翘起现象141'持续，则底板141的一部分部位以从晶片离开的非接触状态配置，因而存在由底板141引起的压力无法施加于晶片W问题。因此，在发生翘起现象141'的部位，无法以希望的压力准确地对晶片W加压，因而难以准确控制晶片W的研磨量，存在晶片W的研磨均一度下降的问题。
为此，最近，在研磨工序中，为了使隔膜的底板翘起现象最小化、使隔膜贴紧基板，进行多样研究，但还远远不够，要求对此进行开发。
实用新型内容
技术问题
本实用新型目的在于提供一种能够准确控制基板的研磨量、提高研磨均一度的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备所述隔膜的承载头。
特别是本实用新型目的在于，能够使隔膜对于基板的翘起现象最小化，并且能够准确控制施加于基板的压力。
另外，本实用新型目的在于，能够提高基板边缘区域的研磨品质。
技术方案
根据旨在达成所述本实用新型目的的本实用新型的优选实施例，所述隔膜安装在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫的承载头上，其包括：底板，其以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部；隔壁，其在底板的上面延长形成，以便划分多个加压板部。
这是为了在化学机械式研磨工序中，使底板翘起现象最小化，准确控制施加于基板的压力。
特别是，本实用新型通过使构成底板的多个加压板部具有不同厚度，可以使底板相对于基板翘起的现象实现最小化，可以获得准确控制施加于基板的压力的有利效果。
即，如果压力施加于压力腔，则在划分压力腔的隔壁发生变形(膨胀变形)的同时，连接于隔壁下端的底板也发生变形，因此，发生底板部位从基板离开的翘起现象。此时，在多个压力腔区间中尺寸较大的压力腔区间，即使发生底板翘起现象，借助施加于压力腔的压力，翘起的底板(较大尺寸的底板)可以被按压而贴紧基板。可是，当在多个压力腔区间中尺寸较小的压力腔区间发生翘起现象(底板相对于基板而离开的现象)的情况下，翘起变形的底板(较小尺寸的底板)由于具有相对较高的刚性(比在尺寸较大压力腔区间翘起变形的底板更高的刚性)，因而尽管向压力腔施加压力，但仍然存在难以压平翘起的底板的问题，因而存在翘起现象持续的问题。进一步地，如果底板的翘起现象持续(尽管向压力腔施加压力，但翘起的底板不被压平的现象持续)，则以底板的一部分部位从晶片离开的非接触状态配置，因而存在底板的压力无法施加于晶片的问题。因此，在发生翘起现象的部位，无法以希望的压力准确地对晶片加压，因而存在难以准确控制晶片研磨量、晶片的研磨均一度下降的问题。
但是在本实用新型中，将形成底板的多个加压板部中具有相对较小尺寸的加压板部的厚度形成得较薄，更具体而言，以薄于第一加压板部的厚度，形成具有小于第一加压板部的尺寸的第二加压板部，从而可以降低第二加压板部的刚性，因此，即使发生第二加压板部的翘起变形，仅凭借施加于第二加压板部上部的压力，便能够压平第二加压板部，使第二加压板部贴紧基板，通过第二加压板部，可以获得准确地控制施加于基板的压力的有利效果。
优选地，隔壁沿着基板的半径方向划分多个加压板部，多个加压板部形成为环形。
优选地，底板包括：第一加压板部，其对所述基板的第一区间进行加压；第二加压板部，其具有不同于所述第一加压板部的厚度，对所述基板的第二区间进行加压。
优选地，所谓形成底板的多个加压板部中具有相对较小尺寸的加压板部，定义为形成底板的多个加压板部中具有划分各加压板部的隔壁的厚度3倍以下的长度的加压板部(例如，第二加压板部)。这起因于只有在加压板部的间隔(沿底板半径方向的长度)以隔壁厚度的3倍以下形成的情况下翘起现象才持续，理解为比第一加压板部更薄地形成的第二加压板部的条件应满足具有隔壁厚度3倍以下的间隔。更具体而言，第二加压板部的第二间隔的长度为隔壁的厚度的3倍以下。作为一个示例，如果满足隔壁厚度为1㎜、第二加压板部的第二间隔为3㎜以下的条件，则第二加压板部以薄于第一加压板部的厚度形成。
优选地，第二加压板部的厚度以第一加压板部厚度的0.3～0.6倍形成。即，如果第二加压板部的厚度低于第一加压板部厚度的0.3倍，则第二加压板部难以加工得具有均一的平坦度，存在耐久性下降的问题。与此相反，如果第二加压板部的厚度高于第一加压板部厚度的0.6倍，则由于第二加压板部的刚性，翘起现象会持续。因此，优选第二加压板部的厚度以第一加压板部厚度的0.3～0.6倍形成。
另外，考虑到隔膜的加工特性及耐久性，第二加压板部形成为具有0.6㎜以上的厚度。即，如果第二加压板部以比0.6㎜薄的厚度形成，则由于注塑加工特性上的原因，第二加压板部难以具有均一的平坦度，耐久性减弱，因此，优选第二加压板部形成为具有0.6㎜以上的厚度。
优选地，第二加压板部形成为具有刚性，从而在第二加压板部发生弯曲变形的状态下，能够通过施加于第二加压板部上部的压力而被强制按压。
另外，第二加压板部可以在多个加压板部中，沿基板的半径方向配置于最外围。更具体而言，第二加压板部沿底板半径方向，配置于从底板边缘末端起30㎜以内的边缘区域。
如上所述，较薄地形成配置于底板边缘区域的第二加压板部的厚度，从而可以使第二加压板部在底板的边缘区域贴紧于基板，因而可以获得准确地控制在底板边缘区域施加于基板的压力的有利效果。进一步地，较窄地(隔壁厚度3倍以下的长度)形成配置于底板边缘区域的第二加压板部的第二间隔，从而切断通过在隔膜四周边缘形成的侧面(图中未示出)而传递到第二加压板部的压力向底板的中央部侧传递，可以获得使底板中发生皱褶实现最小化的有利效果。
根据本实用新型另一优选领域，在化学机械式研磨工序中将基板加压于研磨垫的承载头包括：承载头本体；隔膜，其安装于承载头本体的底面，具有底板和隔壁，所述底板以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部，所述隔壁在底板的上面延长形成，以便划分多个加压板部。
如上所述，使构成底板的多个加压板部具有不同厚度，从而能够使底板对于基板翘起的现象最小化，可以获得准确地控制施加于基板的压力的有利效果。
更重要的是，将形成底板的多个加压板部中具有相对较小尺寸的加压板部的厚度形成得较薄，更具体而言，以薄于第一加压板部的厚度，形成具有小于第一加压板部的尺寸的第二加压板部，从而可以降低第二加压板部的刚性，因此，即使发生第二加压板部的翘起变形，仅凭借施加于第二加压板部上部的压力，便能够压平第二加压板部，使第二加压板部贴紧基板，通过第二加压板部，可以获得准确地控制施加于基板的压力的有利效果。
优选地，隔壁沿着基板的半径方向划分多个加压板部，多个加压板部形成为环形。
优选地，底板包括：第一加压板部，其对所述基板的第一区间进行加压；第二加压板部，其具有不同于所述第一加压板部的厚度，对所述基板的第二区间进行加压。优选地，第二加压板部沿基板的半径方向形成的第二间隔小于第一加压板部沿所述基板的半径方向形成的第一间隔，第二加压板部以薄于第一加压板部的厚度形成。
特别是所谓形成底板的多个加压板部中具有相对较小尺寸的加压板部，定义为形成底板的多个加压板部中具有划分各加压板部的隔壁的厚度3倍以下的长度的加压板部(例如，第二加压板部)。作为一个示例，如果满足隔壁厚度为1㎜、第二加压板部的第二间隔为3㎜以下的条件，则第二加压板部以薄于第一加压板部的厚度形成。
优选地，第二加压板部的厚度以第一加压板部厚度的0.3～0.6倍形成。另外，考虑到隔膜的加工特性及耐久性，第二加压板部形成得具有0.6㎜以上的厚度。更优选地，第二加压板部形成为具有刚性，在第二加压板部发生弯曲变形的状态下，能够通过施加于第二加压板部的上部的压力而被强制按压。
另外，第二加压板部可以在多个加压板部中，沿基板的半径方向配置于最外围。更具体而言，第二加压板部沿底板半径方向，配置于从底板边缘末端起30㎜以内的边缘区域。
而且，承载头本体可以以能安装隔膜的多样结构提供，并非本实用新型限制或限定于承载头本体的结构。
有益效果
综上所述，根据本实用新型，在化学机械式研磨工序中，可以使底板的翘起现象最小化，获得准确地控制施加于基板的压力的有利效果。
特别是根据本实用新型，使构成底板的多个加压板部具有不同厚度，从而可以使底板对于基板的翘起现象最小化，可以获得准确地控制施加于基板的压力的有利效果。
更重要的是，根据本实用新型，将形成底板的多个加压板部中具有相对较小尺寸的加压板部的厚度形成得较薄，更具体而言，以薄于第一加压板部的厚度，形成具有小于第一加压板部的尺寸的第二加压板部，从而可以降低第二加压板部的刚性，因此，即使发生第二加压板部的翘起变形，仅凭借施加于第二加压板部上部的压力，便能够压平第二加压板部，使第二加压板部贴紧基板，通过第二加压板部，可以获得准确地控制施加于基板的压力的有利效果。
另外，根据本实用新型，将配置于底板边缘区域的加压板部的厚度形成得较薄，从而可以更准确、精巧地调节基板边缘的研磨量，可以获得提高基板边缘区域的研磨品质的有利效果。
另外，根据本实用新型，通过使底板一部分区域的厚度不同(变小)，可以抑制底板的翘起现象，因而不是废弃现有设备中使用的隔膜，而是可以重新利用，作为经变更的隔膜(因厚度差异而具有翘起抑制功能的隔膜)使用。因此，由于可以重新使用现有设备中使用的隔膜，因而可以获得节省更换安装隔膜所产生的费用的有利效果。
附图说明
图1是图示以往承载头的半剖面图。
图2是图1的“A”部分的放大图。
图3是图1的“B”部分的放大图。
图4是图示本实用新型的化学机械式研磨装置用承载头的剖面图。
图5是图4的“C”部分的放大图。
图6及图7是用于说明图5的第二加压板部的运转结构的图。
图8是图示本实用新型的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜的剖面图。
附图标记
100：承载头 101：承载头本体
110：本体 120：底座
130：卡环 140：隔膜
141：底板 141a、141b、141c、141d、141e：加压板部
143：隔壁
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本实用新型的优选实施例，但并非本实用新型由实施例所限制或限定。作为参考，在本说明中，相同的标记指称实质上相同的要素，在这种规则下，可以引用在不同附图中记载的内容进行说明，可以省略认为对本领域技术人员来说显而易见的或重复的内容。
图4是图示本实用新型的化学机械式研磨装置用承载头的剖面图，图5是图4的“C”部分的放大图，图6及图7是用于说明图5的第二加压板部的运转结构的图。另外，图8是图示本实用新型的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜的剖面图。
参照图4至图7，本实用新型的化学机械式研磨装置用承载头100包括：承载头本体101；隔膜140，其安装于承载头本体101的底面，具有底板141和隔壁143，所述底板以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e，所述隔壁143在底板141的上面延长形成，以便划分多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e。
作为参考，承载头100提供用于从托架(图中未示出)装载基板W后，在浆料供应到在研磨盘(图中未示出)上提供的研磨垫(图中未示出)上面的状态下，对基板W加压，执行化学机械式研磨工序，在利用研磨垫及浆料的化学机械式研磨工序结束后，将基板W移送到清洗装置。
在本实用新型中，所谓基板W，可以理解为能够在研磨垫上研磨的研磨对象物，并非本实用新型由基板W的种类及特性所限制或限定。作为一个示例，作为基板W，可以使用晶片。
更具体而言，承载头本体101包括：本体110，其与驱动轴(图中未示出)连接并旋转；底座120，其与本体110连接并一同旋转。
本体110上端结合于图中未示出的驱动轴并被旋转驱动。作为参考，在本实用新型的实施例中，虽然列举本体110仅由一个主体形成的示例进行说明，但根据情况，也可以由2个以上的主体结合而构成本体。
将底座120配置成相对于本体110排列于同轴上，与本体110一同旋转地连接结合，并与本体110一同旋转。
另外，在承载头本体101上安装有卡环130，所述卡环130在化学机械式研磨工序中约束基板的脱离。
参照图8，隔膜140安装于承载头本体101的底面，构成为将基板W加压于研磨垫。
更具体而言，隔膜140由弹性可挠性材料(例如，聚氨酯)形成，包括：底板141，其由多个加压板部构成；隔壁143，其在底板141的上面延长形成，以便划分多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e，并形成多个压力腔C1～C5。
多个压力腔C1～C5可以分别设置有用于测量压力的压力传感器。各压力腔C1～C5的压力可以通过压力控制部150的控制来个别地调节，并通过调节各压力腔C1～C5的压力，可以个别地调节各加压板部141a、141b、141c、141d、141e对基板加压的压力。
形成底板141的加压板部141a、141b、141c、141d、141e的个数及尺寸可以根据要求的条件及设计规格而多样地变更。下面将列举底板141由5个加压板部141a、141b、141c、141d、141e构成的示例进行说明。根据情况，也可以由4个以上或6个以上的加压板部构成底板。
隔壁143可以根据要求的条件及设计规格而构成为以多样的形态划分加压板部141a、141b、141c、141d、141e。优选地，隔壁143形成为环形，沿着基板W的半径方向，划分多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e，多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e形成为环形。根据情况，也可以构成为使多个加压板部划分成格子形态或其他不同形态。
此时，将构成底板141的多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e中的至少一个加压板部(例如，141e)形成为具有与其他加压板141a～141d不同的厚度。
更具体而言，底板141包括对基板第一区间进行加压的第一加压板部141d、具有与第一加压板部141d不同的厚度并对基板第二区间进行加压的第二加压板部141e。
优选地，第一加压板部141d和第二加压板部141e中尺寸相对较小的某一个形成为具有比另一个更薄的厚度。作为一个示例，第二加压板部141e沿基板W半径方向形成的第二间隔LB小于第一加压板部141d沿基板W半径方向形成的第一间隔L1，且具有小于第一加压板部141d的尺寸的第二加压板部141e以比第一加压板部141d更薄的厚度形成。
如上所述，将形成底板141的多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e中具有相对较小尺寸的加压板部(例如，141e)的厚度形成得较薄，从而可以使底板141对于基板W翘起的现象最小化，可以获得准确地控制施加于基板W的压力的有利效果。
即，如果向压力腔C1～C5施加压力，则在划分压力腔C1～C5的隔壁143发生变形(膨胀变形)的同时，连接于隔壁143下端的底板141也发生变形，因此，发生底板141部位从基板离开的翘起现象。此时，即使在多个压力腔区间中尺寸较大的压力腔区间发生底板的翘起现象，借助施加于压力腔的压力，翘起的底板(较大尺寸的底板)可以被压平而贴紧基板(参照图2)。可是，当在多个压力腔区间中尺寸较小的压力腔区间发生翘起现象(底板相对于晶片而离开的现象)的情况下，翘起变形的底板(较小尺寸的底板)由于具有相对较高的刚性(比在尺寸较大压力腔区间翘起变形的底板更高的刚性)，因而尽管向压力腔施压力，但仍然存在难以压平翘起的底板的问题，因此，存在翘起现象持续的问题。进一步地，如果底板的翘起现象持续(尽管压力施加于压力腔，但翘起的底板未被压平的现象持续)，则底板的一部分部位以从晶片离开的非接触状态配置，因而存在由底板引起的压力无法施加于晶片问题。因此，在发生翘起现象的部位，无法以希望的压力准确地对晶片加压，因而难以准确控制晶片的研磨量，存在晶片研磨均一度下降的问题。
但是，在本实用新型中，将形成底板141的多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e中具有相对较小尺寸的加压板部141a、141b、141c、141d、141e的厚度形成得较薄，更具体而言，以薄于第一加压板部141d的厚度，形成具有小于第一加压板部141d的尺寸的第二加压板部141e，从而可以降低第二加压板部141e的刚性，因此，即使发生第二加压板部141e的翘起变形，仅凭借施加于第二加压板部141e上部的压力P5，便能够压平第二加压板部141e，使第二加压板部141e贴紧基板，通过第二加压板部141e，可以获得准确地控制施加于基板的压力的有利效果。
优选地，所谓形成底板141的多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e中具有相对较小尺寸的加压板部141e，被定义为形成底板141的多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e中的具有划分各加压板部的隔壁143的厚度TB的3倍以下长度的加压板部(例如，第二加压板部)141e。这起因于只有在加压板部141e间隔(沿底板半径方向的长度)LB以隔壁厚度TB的3倍以下形成的情况下翘起现象才持续，理解为比第一加压板部141d更薄地形成的第二加压板部141e的条件应满足具有隔壁143厚度TB的3倍以下的间隔。更具体而言，第二加压板部141e的第二间隔LB具有隔壁143厚度TB的3倍以下的长度。作为一个示例，如果满足隔壁143厚度TB为1㎜、第二加压板部141e的第二间隔LB为3㎜以下的条件，则第二加压板部141e以薄于第一加压板部141d的厚度(T2〈T1)形成。
另外，第二加压板部141e相对于第一加压板部141d的厚度比率可以根据要求的条件及设计规格而多样地变更。
优选地，第二加压板部141e的厚度T2按第一加压板部141d的厚度T1的0.3～0.6倍形成。即，如果第二加压板部141e的厚度T2比第一加压板部141d厚度T1的0.3倍小，则第二加压板部141e难以加工成具有均一平坦度，存在耐久性下降的问题。与此相反，如果第二加压板部141e的厚度T2比第一加压板部141d厚度T1的0.6倍大，则由于第二加压板部141e的刚性，翘起现象会持续。因此，优选第二加压板部141e的厚度T2按第一加压板部141d厚度T1的0.3～0.6倍形成。作为一个示例，第一加压板部141d可以以1～2㎜的厚度形成。
另外，考虑到隔膜140的加工特性及耐久性，第二加压板部141e形成为具有0.6㎜以上的厚度T2。即，如果第二加压板部141e以薄于0.6㎜的厚度形成，则由于注塑加工特性上的原因，第二加压板部141e难以具有均一的平坦度，耐久性减弱，因此，优选第二加压板部141e形成为具有0.6㎜以上的厚度。
优选地，第二加压板部141e形成为具有刚性，在第二加压板部141e发生弯曲变形的状态下，所述刚性由于施加于第二加压板部141e上部的压力而能够被强制按压。此时，第二加压板部141e的刚性可以根据第二加压板部141e的厚度而确定，但根据情况，也可以改变第二加压板部(隔膜)的材质来调节刚性。
另外，第二加压板部141e可以在多个加压板部141a、141b、141c、141d、141e中，沿着基板的半径方向配置于最外围。更具体而言，第二加压板部141e沿着底板141的半径方向，配置于从底板141边缘末端起30㎜以内的边缘区域(参照图5的EZ)。
如上所述，将配置于底板141边缘区域EZ的第二加压板部141e厚度形成得较薄，从而可以使第二加压板部141e在底板141的边缘区域EZ贴紧基板W，因此，可以获得在底板141的边缘区域EZ，准确地控制施加于基板W的压力的有利效果。进一步地，较窄地(隔壁厚度3倍以下的长度)形成配置于底板141边缘区域EZ的第二加压板部141e的第二间隔LB，从而切断通过在隔膜140四周边缘形成的侧面(图中未示出)而传递到第二加压板部141e的压力向底板141的中央部侧传递，可以获得使底板141中发生皱褶最小化的有利效果。
作为参考，在本实用新型的实施例中，列举第二加压板部141e在多个加压板部中沿着基板的半径方向配置于最外围的示例进行了说明，但如果是第二加压板部的间隔的长度为隔壁的厚度的3倍以下的情形，则第二加压板部也可以在沿着底板半径方向配置的多个加压板部中配置于中间位置或其他位置。
如上所述，参照本实用新型的优选实施例进行了说明，但只要是所属技术领域的技术人员便会理解，在不超出权利要求书记载的本实用新型的思想及领域的范围内，可以多样地修订及变更本实用新型。

Claims (20)

1.一种化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，所述隔膜安装在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫的承载头上，其特征在于，包括：
底板，其以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部；
隔壁，其在所述底板的上面延长形成，以便划分所述多个加压板部。
2.根据权利要求1所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述隔壁沿着所述基板的半径方向划分所述多个加压板部，所述多个加压板部形成为环形。
3.根据权利要求2所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述底板包括：
第一加压板部，其对所述基板的第一区间进行加压；
第二加压板部，其具有不同于所述第一加压板部的厚度，对所述基板的第二区间进行加压。
4.根据权利要求3所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述第二加压板部沿所述基板的半径方向形成的第二间隔小于所述第一加压板部沿所述基板的半径方向形成的第一间隔，
所述第二加压板部以薄于所述第一加压板部的厚度形成。
5.根据权利要求4所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述第二加压板部的所述第二间隔的长度为所述隔壁的厚度的3倍以下。
6.根据权利要求5所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述隔壁的厚度为1㎜，所述第二加压板部的所述第二间隔为3㎜以下。
7.根据权利要求5所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述第二加压板部的厚度为所述第一加压板部的厚度的0.3～0.6倍。
8.根据权利要求5所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述第二加压板部具有0.6㎜以上的厚度。
9.根据权利要求4所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述第二加压板部在所述多个加压板部中，沿着所述基板的半径方向配置于最外围。
10.根据权利要求9所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述第二加压板部沿着所述底板的半径方向配置于从所述底板的边缘末端起30㎜以内的边缘区域。
11.根据权利要求4所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，
所述第二加压板部形成为具有刚性，从而在所述第二加压板部发生弯曲变形的状态下，能够通过施加于所述第二加压板部的上部的压力而被强制按压。
12.一种化学机械式研磨装置用承载头，在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫，其特征在于，包括：
承载头本体；
隔膜，其安装于所述承载头本体的底面，具有底板和隔壁，所述底板以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部，所述隔壁在所述底板的上面延长形成，以便划分所述多个加压板部。
13.根据权利要求12所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，
所述隔壁沿着所述基板的半径方向划分所述多个加压板部，所述多个加压板部形成为环形。
14.根据权利要求13所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，
所述底板包括：
第一加压板部，其对所述基板的第一区间进行加压；
第二加压板部，其具有不同于所述第一加压板部的厚度，对所述基板的第二区间进行加压。
15.根据权利要求14所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，
所述第二加压板部沿所述基板的半径方向形成的第二间隔小于所述第一加压板部沿所述基板的半径方向形成的第一间隔，
所述第二加压板部以薄于所述第一加压板部的厚度形成。
16.根据权利要求15所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，
所述第二加压板部的所述第二间隔的长度为所述隔壁的厚度的3倍以下。
17.根据权利要求16所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，
所述第二加压板部的厚度为所述第一加压板部厚度的0.3～0.6倍。
18.根据权利要求16所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，
所述第二加压板部具有0.6㎜以上的厚度。
19.根据权利要求15所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，
所述第二加压板部在所述多个加压板部中，沿着所述基板的半径方向配置于最外围。
20.根据权利要求19所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，
所述第二加压板部沿着所述底板的半径方向配置于从所述底板边缘末端起30㎜以内的边缘区域。
CN201721842526.XU 2017-04-25 2017-12-26 化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头 Active CN207656469U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0052993 2017-04-25
KR1020170052993A KR102057833B1 (ko) 2017-04-25 2017-04-25 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인 및 이를 구비한 캐리어 헤드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN207656469U true CN207656469U (zh) 2018-07-27

Family

ID=62943107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201721842526.XU Active CN207656469U (zh) 2017-04-25 2017-12-26 化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102057833B1 (zh)
CN (1) CN207656469U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112792725A (zh) * 2021-02-03 2021-05-14 华海清科股份有限公司 一种用于化学机械抛光的柔性膜、承载头及抛光设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101395380B1 (ko) * 2013-04-18 2014-05-16 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112792725A (zh) * 2021-02-03 2021-05-14 华海清科股份有限公司 一种用于化学机械抛光的柔性膜、承载头及抛光设备
CN112792725B (zh) * 2021-02-03 2022-09-30 华海清科股份有限公司 一种用于化学机械抛光的柔性膜、承载头及抛光设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR102057833B1 (ko) 2019-12-20
KR20180119349A (ko) 2018-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6332832B1 (en) CMP polish pad and CMP processing apparatus using the same
JP4384993B2 (ja) 研磨ヘッド用フレキシブルメンブレイン
US9375825B2 (en) Polishing pad conditioning system including suction
CN102814738A (zh) 用于护理研磨垫的方法和设备
CN104942698B (zh) 研磨装置及研磨方法
CN208788288U (zh) 化学机械式研磨装置的承载头及其隔膜
TWI614091B (zh) 基板保持裝置、研磨裝置、研磨方法、及扣環
JPH10329007A (ja) 化学的機械研磨装置
JPH11277403A (ja) ポリッシング装置
JP4624293B2 (ja) Ｃｍｐパッドコンディショナー
CN207656469U (zh) 化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头
KR20050050872A (ko) 화학기계적 연마장치
CN209335382U (zh) 化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头
CN103551957B (zh) 单面抛光机
CN209466100U (zh) 研磨装置用承载头及用于其的隔膜
CN208663458U (zh) 研磨装置用承载头及用于该承载头的隔膜
JP5169321B2 (ja) ワークの研磨方法
CN209615159U (zh) 化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头
CN109968188A (zh) 晶片抛光垫和使用该晶片抛光垫进行晶片抛光的方法
TW436379B (en) A scalable multi-pad design for improved CMP process
KR101555874B1 (ko) 도트부를 구비한 cmp 패드 컨디셔너 및 그 제조방법
KR101177007B1 (ko) 기판 연마 장치
KR102110489B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인
KR101017095B1 (ko) 기판 연마 장치
KR20100000165U (ko) 다이아몬드 연마구

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant