CN216967413U - 卡环及包括该卡环的基板研磨装置 - Google Patents

卡环及包括该卡环的基板研磨装置 Download PDF

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Abstract

根据一个实施例的卡环，其包括：上部部分，其形成为环状；以及下部部分，其包括垂直体和水平体，其中，垂直体与上部部分的内侧相结合，水平体与上部部分的下侧相结合并与垂直体相连接，水平体可包括：第一下部外周面，其形成从上部部分的外周面延长的面；以及第二下部外周面，其以与第一下部外周面形成段差的形式连接到第一下部外周面的下侧。

Description

卡环及包括该卡环的基板研磨装置
技术领域
以下实施例涉及一种卡环及包括该卡环的基板研磨装置。
背景技术
在制造半导体元件时需要包括研磨、抛光及清洗在内的CMP(chemicalmechanical polishing，化学机械研磨)作业。半导体元件为多层结构的形态，在基板层形成具有扩散区域的晶体管元件。在基板层中，连接金属线被图案化，并电连接到用于形成功能性元件的晶体管元件。如公知的一样，被图案化的导电层用二氧化硅等绝缘材料与其他导电层绝缘。由于形成有更多的金属层和与之相关联的绝缘层，因此增加了使得绝缘材料扁平的必要性。如果不实现扁平化，则由于表面形态上的许多变动，进一步的金属层制造实质上变得更加困难。另外，金属线图案由绝缘材料构成，金属CMP作业去除多余金属物。
CMP工艺包括通过研磨垫对基板的表面进行物理磨损的过程。这种工艺是以如下方式进行：通过基板载体夹住基板的状态下，将基板加压在研磨头。通常，由于研磨垫具有弹性，在研磨过程中对基板施加的压紧力不均匀，会导致发生基板从载体头脱离的现象。因此,基板载体包括支撑基板的边缘区域的卡环。
另一方面，由于在基板的研磨过程中，卡环与研磨垫相接触并且被磨损,因此随着研磨过程的进行，表面的平坦度变得不均匀。对此，采用以下方案：卡环由上部部分及下部部分构成，更换受到磨损的下部部分并使用。但是，问题在于，在这种结构中，会发生因与研磨垫的摩擦，下部部分从上部部分脱离的现象。另外，问题在于，在对下部部分进行更换并加工的过程中，下部部分的加工困难，并且再次使用的上部部分会受损。因此，实情是需要一种卡环，该卡环具有为了能够防止下部部分的脱离而将下部部分可稳定地紧固连接到上部部分的结构，同时便于更换下部部分。
以上背景技术是发明者在导出本申请的公开内容的过程中拥有或掌握的，并不一定是在本申请前向一般公众公开的公知技术。
实用新型内容
一个实施例的目的在于提供一种基板研磨装置，通过结构性特征，便于下部部分的加工，并防止更换时上部部分受损。
一个实施例的目的在于提供一种基板研磨装置，用不同的材料构成上部部分及下部部分材料，从而提高上部部分的再使用率，提高下部部分的加工性及易更换性。
根据一个实施例的卡环，其包括：上部部分，其形成为环状；以及下部部分，其包括垂直体和水平体，其中，垂直体与上部部分的内侧相结合，水平体与上部部分的下侧相结合并与垂直体相连接，水平体可包括：第一下部外周面，其形成从上部部分的外周面延长的面；以及第二下部外周面，其以与第一下部外周面形成段差的形式连接到第一下部外周面的下侧。
第二下部外周面的直径可小于第一下部外周面的直径。
垂直体可包括：第一槽，其以下陷的形式形成于上面；及第二槽，其以段差的形式与第一槽连接，并下陷形成。
第一槽可以比第二槽更深地下陷形成。
上部部分可包括：与第一槽形成，其形成从第一下部外周面延长的面；及第二上部外周面，其以与第一上部外周面倾斜的形式连接到第一上部外周面的上侧。
第一上部外周面的直径可小于第二上部外周面的直径。
上部部分包括从上面内侧向下侧方向形成段差的上部段差面，垂直体可包括从上面外侧向下侧方向形成段差的下部段差面。
上部段差面和下部段差面可位于同一平面上。
上部部分的上面可以位于比垂直体的上面更高的地方。
上部部分及下部部分可包括相互不同的材料。
下部部分可包括树脂材料。
上部部分可包括金属材料。
上部部分及下部部分可通过挤压接合。
根据一个实施例的基板研磨装置，可通过结构性特征，便于下部部分的加工，并防止更换时上部部分受损。
根据一个实施例的基板研磨装置，用不同的材料构成上部部分及下部部分材料，从而提高上部部分的再使用率高，提高下部部分的加工性及易更换性。
附图说明
图1是根据一个实施例的基板研磨装置的模式图。
图2是根据一个实施例的基板载体的截面图。
图3是根据一个实施例的卡环的侧面截面图。
图4是根据一个实施例的卡环的侧面截面图。
图5是根据一个实施例的卡环的侧面截面图。
标号说明
1：基板研磨装置
10：基板载体
11：载体头
12：膜
13：卡环
131：上部部分
132：下部部分
1320：垂直体
1321：水平体
1320a：第一槽
1320b：第二槽
1321a：第一下部外周面
1321b：第二下部外周面
231a：第一上部外周面
231b：第二上部外周面
331a：上部段差面
3320a：下部段差面
具体实施方式
以下，参照附图对实施例进行详细的说明。但是，由于在实施例中可进行多种变更，因此专利申请的权利范围并不受这些实施例的限制或限定。而是应当理解为对实施例进行的所有变更、均等物乃至替代物包括于权利范围内。
实施例中使用的术语仅用于说明目的，不应被解释为想要限定的意图。单数的表达包括多数的表达，除非上下文有明显不同的意思。在本说明书中，“包括”或“具有”等术语应理解为要指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、元件或它们组合的存在，不是事先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、元件或它们组合的存在或者附加可能性。
除非另有定义，否则包括技术的或科学的术语在内，在这里使用的所有术语都与在实施例所属的技术领域中具有一般知识的人通常所理解的含义具有相同的意义。通常使用的词典中定义的那些术语，应解释为具有与在相关技术的上下文中所具有的含义一致的意义，除非在本申请中明确定义，否则不能解释为理想的或过于形式上的意思。
另外，在参照附图进行说明时，不管附图标号如何，同一构成要素赋予相同的参照标号，并省略其重复的说明。在说明实施例时，当判断对相关的公知技术的具体的说明可能会不必要地模糊实施例的要旨时，将省略其详细的说明。
另外，在说明实施例的构成要素时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语只是为了将该构成要素与其他构成要素区别开来，并不因该术语而限制相关构成要素的本质或顺序或步骤等。当某个构成要素被记载为“连接”、“结合”或“接入”于其他构成要素时，应理解为虽然该构成要素可以直接连接或接入于其他构成要素，但在各构成要素之间也可以“连接”、“结合”或“接入”有另外的构成要素。
在某一个实施例中包含的构成要素和包含共同功能的构成要素，在其他实施例中使用相同的名称来进行说明。如果没有相反的记载,任何一个实施例中记载的说明都可以适用于其他实施例，并在重复的范围内省略具体说明。
图1是根据一个实施例的基板研磨装置的模式图。图2是根据一个实施例的基板载体的截面图。
参照图1及图2，根据一个实施例的基板研磨装置1可用于基板W的CMP工艺。
基板W可以是半导体装置制造用的硅晶片。但是,基板W的种类并不限于此。例如，基板W可包括液晶显示器(LCD，liquidcrystal display)、等离子显示板(PDP，plasmadisplay panel)等平板显示装置(flat panel display device,FPD)用玻璃。
基板研磨装置1可对基板W进行研磨。基板研磨装置1可包括基板载体10和研磨单元U。
研磨单元U可对基板W的被研磨面进行研磨。研磨单元U可包括研磨平板T和研磨垫P。
在研磨平板T可连接有研磨垫P。例如，在研磨平板T的上部可附着有研磨垫P。研磨平板T可以以轴为中心旋转，同时以轨道方式对与研磨垫P相接触的基板W的被研磨面进行研磨。在研磨平板T可沿上下方向移动的同时，调整研磨垫P相对于地面的位置。研磨垫P与基板W的被研磨面相接触，可使得基板W的被研磨面物理磨损。研磨垫P可包括聚氨酯材料。
参照图2，基板载体10可夹住基板W。基板载体10可对研磨对象基板W进行卡紧并夹住，使得夹住的基板W移动到研磨垫P的上部。基板载体10将移送到研磨垫上部的基板W与研磨垫P相接触，从而可进行基板W的研磨。基板载体10对与研磨垫P相接触的基板W进行加压，从而可调节基板W和研磨垫P之间的摩擦力，并决定基板W的研磨程度。基板载体10可包括载体头11、膜12及卡环13。
载体头11可调节基板W的位置。载体头11可从外部接收动力的传递,并以垂直于研磨垫P面的轴为中心旋转。随着载体头11的旋转，被夹住的基板W可在与研磨垫P相接触的状态下旋转并进行研磨。
载体头11可使得基板W水平移动。例如,载体头11可朝平行于研磨垫P面的第一方向和垂直于第一方向的第二方向进行并进运动。通过向第一方向和第二方向的复合移动,载体头11可使得基板W在平行于研磨垫P面的平面上移动。结果，随着载体头11的水平移动,基板W可移送到研磨位置或从研磨位置去除。
载体头11可使基板W相对于地面沿上下方向移动。为了卡紧/松开基板W，载体头11可相对于基板W支撑部沿上下方向移动，或者为了进行基板W的研磨，载体头11相对于研磨垫P沿上下方向移动。
膜12可以连接到载体头11并形成用于对基板W施加压力的压力腔室C。随着膜12形成的压力腔室C的压力变动,可以调节作用于基板W的压力。例如,在基板W与研磨垫P相接触的状态下,通过压力腔室C的压力上升,基板W被加压在研磨垫P的程度可能会增加。膜12可以包括形成压力腔室C的底面的底板和形成压力腔室C的侧壁的襟翼。襟翼可以以底板的中心为基准以具有不同半径的形式形成有多个，并且可以在相邻襟翼之间的各个空间中分别形成有压力腔室C。在压力腔室C可以施加有不同的压力,并且可以根据施加到各个压力腔室C的压力，对与各个压力腔室C相对应的基板W部位进行局部加压。
图3是根据一个实施例的卡环的侧面截面图。图3是卡环的下面以朝向上侧的形式配置的截面图。
参照图3，卡环13可以以对被夹住的基板W的周围进行包围的形式连接到载体头11。卡环13可防止基板W从被夹住的位置脱离。例如,卡环13可支撑基板W的侧面,以避免因在基板W研磨过程中产生的振动而使基板W从基板载体10脱离。
卡环13可直接连接到载体头11或通过另外的连接部件间接地连接。例如,卡环13可通过单独的致动器连接到载体头11，以便相对于基板载体10沿上下方向移动。
卡环可包括上部部分131和下部部分132。
上部部分131可以形成为环状。上部部分131可包括金属材料。因此,根据这种材料,卡环可以防止因基板W的卡紧和研磨而引起的晃动,并在基板W加工过程中减少了上部部分131的损伤和磨损现象,从而可提高上部部分131的再使用率。
下部部分132可连接到上部部分131的下侧。例如,下部部分132包括环状,下部部分132及上部部分131可通过挤压来接合。具体来说,下部部分132和上部部分131可以在接触面涂覆粘合剂,并通过挤压来接合。由于下部部分132与研磨垫P相接触而发生磨损,可能需要周期性更换。
下部部分132及上部部分131可以包括不同的材料。下部部分132可以包括可弹性变形的材料。例如，下部部分132可包括工程塑料材料。具体来说，下部部分132可包括树脂材料。根据这种材料,在基板W研磨过程中受损的下部部分132可更加容易地进行更换和加工。
下部部分132可以以包裹上部部分131的内侧和下侧的形式与上部部分131相结合。具体来说，下部部分132可包括与上部部分131的内侧相结合的垂直体1320和与上部部分131的下侧结合并与垂直体1320相连接的水平体1321。根据这样的结构,由于在基板W的研磨过程中,下部部分132以紧固连接到上部部分131的内侧的状态与上部部分131相结合,因此可以进一步防止下部部分132从上部部分131脱离的现象。
下部部分132的垂直体1320可包括与地面垂直的形状。垂直体1320可包括第一槽1320a和第二槽1320b。
第一槽1320a可以以下陷的形式形成于上面。第二槽1320b可以以段差的形式与第一槽1320a连接并下陷形成。具体来说，第一槽1320a可以比第二槽1320b更加向下侧方向下陷形成。换句话说，第一槽1320a可以比第二槽1320b更深地下陷形成。根据这样的结构,当更换下部部分132并从内侧向外侧方向加工垂直体1320时,可以在不损伤上部部分131的状态下加工垂直体1320。
下部部分132的水平体1321可包括与地面平行的形状。水平体1321可包括第一下部外周面1321a和第二下部外周面1321b。
第一下部外周面1321a可形成从上部部分131的外周面延长的面。第二下部外周面1321b可以以与第一下部外周面1321a形成段差的形式连接到第一下部外周面1321a的下侧。第二下部外周面1321b的直径可以小于第一下部外周面1321a的直径。换句话说，第一下部外周面1321a可以以第二下部外周面1321b为基准向外侧方向凸出形成。根据这样的结构,在更换下部部分132并将下部部分132的外周面从下侧向上侧方向加工的过程中,可以在不损伤上部部分131的状态下加工水平体1321。
以下,公开了包括不同结构的其他实施例的卡环。省略与之前说明的结构相同的结构的说明,并以有差异的结构为重点进行叙述。
图4是根据一个实施例的卡环的侧面截面图。图4是卡环的下面以朝上侧的形式配置的截面图。
参照图4,卡环23可包括上部部分231和下部部分232。
下部部分可包括垂直体2320和水平体2321,水平体2321可包括第一下部外周面2321a和第二下部外周面2321b。
上部部分231可包括第一上部外周面231a和第二上部外周面231b。第一上部外周面231a可形成从第一下部外周面2321a延长的面。第二上部外周面231b可以以与第一上部外周面231a倾斜的形式连接到第一上部外周面231a的上侧。第一上部外周面231a的直径可以小于第二上部外周面231b的直径。换句话说，第二上部外周面231b可以以第一上部外周面231a为基准向外侧方向凸出形成。更换下部部分232并加工下部部分232的外周面时,将下部部分232从下侧向上侧方向加工,下部部分232的侧面与上部部分231的侧面同时加工,上部部分231的外侧面也可以与下部部分232的外侧面一样向内侧方向加工。结果,在更换下部部分232并加工下部部分232的外周面的过程中,通过上部部分231的这种结构,可以使得下部部分232和上部部分231的加工作业最优化。
以下,公开了包括不同结构的其他实施例的卡环。省略与之前说明的结构相同的结构的说明,并以有差异的结构为重点进行叙述。
图5是根据一个实施例的卡环的侧面截面图。图5是卡环的下面以朝上侧的形式配置的截面图。
参照图5,卡环33可包括上部部分331和下部部分332,下部部分可包括垂直体3320和水平体3321。
上部部分331可包括从上面内侧向下侧方向形成段差的上部段差面331a，垂直体3320可包括从上面外侧向下侧方向形成段差的下部段差面3320a。上部段差面331a和下部段差面3320a可相互连接，形成同一面。即,上部段差面331a和下部段差面3320a可位于同一平面上。换句话说,借助于上部段差面331a和下部段差面3320a,可形成从上部部分331的上侧向下侧方向下陷形成的凹槽状。此时,上部部分331的上面可以位于比垂直体3320的上面更高的地方。在更换下部部分332并进行加工时,垂直体3320从内侧向外侧方向加工,并从上侧向下侧方向加工的过程中,下部段差面3320a可以以构成与上部段差面331a相同的面的形式加工。结果,在更换下部部分332并加工下部部分332的内周面的过程中,通过上部部分331及垂直体3329的这种结构,可以使得下部部分332及上部部分331的加工作业最优化。
除了前面说明的各个卡环的实施例外,每个实施例可以相互组合,形成卡环的外侧和内侧的结构。
如上所述,实施例虽然借助于有限的图进行了说明,但在相应的技术领域具有一般知识的人,可以在上述基础上进行多种技术修改和变形。例如,即使说明的技术按照与说明的方法不同的顺序来进行,或者说明的系统、结构、装置、电路等构成要素以与说明的方法不同的形态结合或组合,或者被其他构成要素或均等物代替或置换,也可以实现适当的结果。
因此,其他体现、其他实施例以及与专利权利要求书均等的事项也属于后述的权利要求书的范围。

Claims (14)

1.一种卡环，其特征在于，包括：
上部部分，其形成为环状；以及
下部部分，其包括垂直体和水平体，其中，垂直体与上部部分的内侧相结合，水平体与上部部分的下侧相结合，并与垂直体相连接；
水平体包括第一下部外周面及第二下部外周面，其中，第一下部外周面形成从上部部分的外周面延长的面；第二下部外周面以和第一下部外周面形成段差的形式连接到第一下部外周面的下侧。
2.根据权利要求1所述的卡环，其特征在于，
第二下部外周面的直径小于第一下部外周面的直径。
3.根据权利要求1所述的卡环，其特征在于，垂直体包括：
第一槽，其以下陷的形式形成于上面；以及
第二槽，其以段差的形式与第一槽连接，并下陷形成。
4.根据权利要求3所述的卡环，其特征在于，
第一槽比第二槽更深地下陷形成。
5.根据权利要求1所述的卡环，其特征在于，上部部分包括：
第一上部外周面，其形成从第一下部外周面延长的面；以及
第二上部外周面，其以与第一上部外周面倾斜的形式连接到第一上部外周面的上侧。
6.根据权利要求5所述的卡环，其特征在于，
第一上部外周面的直径小于第二上部外周面的直径。
7.根据权利要求1所述的卡环，其特征在于，
上部部分包括从上面内侧向下侧方向形成段差的上部段差面，
垂直体包括从上面外侧向下侧方向形成段差的下部段差面。
8.根据权利要求7所述的卡环，其特征在于，
上部段差面和下部段差面位于同一平面上。
9.根据权利要求8所述的卡环，其特征在于，
上部部分的上面位于比垂直体的上面更高的地方。
10.根据权利要求1所述的卡环，其特征在于，
上部部分及下部部分包括相互不同的材质。
11.根据权利要求10所述的卡环，其特征在于，
下部部分包括树脂材质。
12.根据权利要求11所述的卡环，其特征在于，
上部部分包括金属材质。
13.根据权利要求1所述的卡环，其特征在于，
上部部分及下部部分通过挤压来接合。
14.一种基板研磨装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1的卡环；以及
载体头，其连接到卡环的上侧。
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