CN217619898U - 用于基板抛光的基板支撑载体 - Google Patents

用于基板抛光的基板支撑载体 Download PDF

Info

Publication number
CN217619898U
CN217619898U CN202122469985.0U CN202122469985U CN217619898U CN 217619898 U CN217619898 U CN 217619898U CN 202122469985 U CN202122469985 U CN 202122469985U CN 217619898 U CN217619898 U CN 217619898U
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
carrier
extension
diaphragm
disposed
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
CN202122469985.0U
Other languages
English (en)
Inventor
S·M·苏尼加
A·纳耿加斯特
J·古鲁萨米
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.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials 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 Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Application granted granted Critical
Publication of CN217619898U publication Critical patent/CN217619898U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • 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
    • B24B37/02—Lapping machines or devices; Accessories designed for working surfaces of revolution
    • 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
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/12—Lapping plates for working plane surfaces
    • 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
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • 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
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • 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

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)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

本文描述了一种用于基板抛光的基板支撑载体。该基板支撑载体包括设置在扣环与卡紧隔膜之间的延伸件。延伸件从基板的边缘径向向外设置，并且被配置成在基板处理期间与扣环接触。延伸件提供在扣环与卡紧隔膜之间的可重复且受控的接触点。延伸件可具有多个配置，使得扣环与卡紧隔膜之间的接触点被设定在预定位置处，或者使得接触点可通过可调节止动件来移动。

Description

用于基板抛光的基板支撑载体
技术领域
本公开的实施例总体上涉及用于制造半导体器件的化学机械抛光(CMP) 系统。具体而言，本文的实施例涉及用于在CMP处理期间均匀处理边缘附近的基板的装置和方法。
背景技术
化学机械抛光(CMP)通常用于半导体器件的制造以平面化或抛光设置在基板表面上的材料层。在典型的CMP工艺中，基板被保持在载体中，该载体在抛光液的存在下将基板的背面压向旋转的抛光垫。一般而言，抛光液包括一种或多种化学成分的水溶液和悬浮在该水溶液中的纳米尺度研磨颗粒。通过由抛光液以及基板与抛光垫的相对运动提供的化学和机械活动的组合，在与抛光垫接触的基板的材料层表面上去除材料。
抛光液通常从流体输送臂朝向抛光垫的中心分配到抛光垫上，使得随着抛光垫旋转，抛光液朝向抛光垫的外边缘迁移。基板通常将在载体下方轻微移位并且周期性地碰撞扣环的内表面。基板对扣环的力可能损坏基板的边缘以及扣环本身这两者。此外，在CMP工艺期间，基板与载体的扣环之间的相互作用引起基板边缘附近的不均匀性。
因此，本领域中需要解决上述问题的制品和相关方法。
实用新型内容
本公开总体上涉及用于改善基板的边缘附近的抛光均匀性的装置和方法。在一个实施例中，描述了用于基板抛光的装置。用于基板抛光的装置包括：壳体构件、耦接到壳体构件的承载构件、耦接到承载构件的支撑板、以及耦接到支撑板的基板卡紧构件。承载构件形成承载容积的至少部分。支撑板设置在承载容积的径向内侧。基板卡紧构件包括第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜包括多个通道区域，第二隔膜耦接到第一隔膜的底表面。第二隔膜进一步包括卡紧部分和延伸构件，延伸构件具有第一硬度，并且卡紧部分具有小于第一硬度的第二硬度，延伸构件从卡紧部分和第一隔膜径向向外延伸。
在另一个实施例中，描述了用于基板抛光的另一个装置。该装置包括配置成设置在抛光垫之上的基板支撑载体。基板支撑载体包括：壳体构件；承载构件，该承载构件耦接到壳体构件并且形成在承载构件的内部的承载容积的部分；设置在承载构件和所述承载容积的内部的支撑板；以及基板卡紧构件。基板卡紧构件包括第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜包括多个通道区域，第二隔膜耦接到第一隔膜的底表面。第二隔膜进一步包括卡紧部分和延伸构件，延伸构件具有第一硬度，并且卡紧部分具有小于第一硬度的第二硬度，延伸构件包围卡紧部分的部分并且从第二隔膜的卡紧部分和第一隔膜径向向外延伸。延伸构件包括外表面，该外表面被配置成在基板卡紧构件在承载容积内移动时与扣环的内表面接触。在又另一个示例中，描述了用于基板抛光的又另一个装置。该装置包括基板支撑载体。基板支撑载体包括：壳体构件；承载构件，该承载构件耦接到壳体构件并且形成承载构件中的承载容积的部分；支撑板，该支撑板设置在承载容积的径向内侧并且耦接到承载构件；基板卡紧构件，该基板卡紧构件耦接到支撑板并且设置在支撑板下方；以及耦接到承载构件的支撑板止动件。支撑板止动件包括：主体；导向销，该导向销设置在形成在主体中的开口中并且耦接到承载构件；设置在主体与支撑板之间的延伸臂；以及设置在主体顶部上并且在主体与承载构件之间的气囊。
附图说明
为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例对以上简要概括的本公开进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应注意到，附图仅示出了示例性实施例，并且因此不应视为限制其范围，可允许其他等效的实施例。
图1是用于根据本文公开的实施例使用的抛光系统的示意性侧视图。
图2A-2B是诸如图1中的承载组件之类的承载组件的示意性侧视图。
图3A是根据实施例的本文提供的延伸构件的示意性截面图。
图3B是根据另一个实施例的本文提供的延伸构件的示意性截面图。
图3C是根据实施例的本文提供的延伸臂的示意性截面图。
图4A-4B是图3A-3B的延伸构件的示意性力图。
为了促进理解，在可能的情况下使用相同的附图标记来指示附图中共有的相同元素。可以预期，一个实施例的元素和特征可以有益地结合在其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
本公开的实施例总体上涉及用于在基板抛光期间减少基板对扣环的内表面的碰撞的装置。具体而言，本文的实施例涉及化学机械抛光(CMP)系统，该系统化学机械抛光(CMP)具有从基板卡紧构件和基板外边缘径向向外设置的延伸构件。
通过提供从基板卡紧构件向外设置的延伸构件，基板卡紧构件具有比基板更大的直径。基板卡紧构件耦接到设置在承载构件中的支撑板，该承载构件设置在CMP系统内的抛光垫之上。延伸构件减少了承载构件的移动量，并且防止基板滑动而碰撞扣环的内表面。延伸构件设计成碰撞扣环的内表面。延伸构件可以是硬的，并且在基板卡紧构件与扣环之间提供受控接触表面。对接触表面的控制进一步允许对延伸构件与扣环之间的接触位置以及对来自延伸构件与扣环之间的碰撞的力所指向的方向的控制。
在传统系统中，因为基板边缘与扣环之间的当前位置和方向是不均匀且不可预测的，所以由扣环在基板上提供的力也是不可预测的。施加到基板的不可预测的力可能引起抛光不均匀性。本文公开的延伸构件减少此不可预测性并且允许对接触的位置和方向进行控制以改善基板的抛光均匀性并减小对基板和扣环的损坏。
扣环的其他实施例包括可调节的支撑板止动件，该可调节的支撑板止动件耦接到承载构件并且朝向基板卡紧构件向内延伸。支撑板止动件可具有在支撑板止动件与基板卡紧构件之间延伸的臂，以碰撞基板卡紧构件的边缘。支撑板止动件提供与延伸构件类似的功能，但是替代地耦接到承载构件并且可通过气囊的充气和放气或致动器组件来在垂直方向上调整。支撑板止动件的可调节的垂直方向使得能够将力在不同位置施加到基板卡紧构件并使不同力矩被施加到基板。在抛光操作期间调节施加到基板的力可能是有益的。
图1是用于根据本文公开的实施例使用的抛光系统100的示意性侧视图。典型地，抛光系统100的特征在于框架(未示出)和多个面板101，该框架和多个面板101限定基板处理环境103。抛光系统100包括设置在基板处理环境 103内的多个抛光站102(示出了一个)和多个承载组件104(示出了一个)。
如图1所示，抛光站102包括工作台106、安装在工作台106上并固定到工作台106的抛光垫108、用于清洁和/或复原抛光垫的垫调节器组件110、以及用于将抛光液分配到抛光垫108上的流体输送臂112。此处，工作台106设置在底板114上方并且由工作台屏蔽件120围绕(两者都以横截面示出)，底板114和工作台屏蔽件120共同限定排水盆116。排水盆116用于收集从工作台106径向向外旋转出的流体并且通过与排水盆116流体连通的排放口118排放流体。
垫调节器组件110用于通过推动研磨垫调节盘124(例如，金刚石浸渍盘) 抵靠在抛光垫108上来研磨抛光垫108的表面，以清洁和/或复原抛光垫108。垫调节操作可在抛光基板之间进行(即异位调节)、与抛光基板同时进行(即原位调节)、或以上两者。
此处，垫调节器组件110包括设置在底板114上的第一致动器126、耦接到第一致动器126的调节器臂128、以及调节器安装板130，调节器安装板130 具有固定地耦接到其上的调节器盘124。调节器臂128的第一端耦接到第一致动器126，并且安装板130耦接到调节器臂128的远离第一端的第二端。第一致动器126用于围绕轴C扫动调节器臂128并且因此扫动调节器盘124，使得当抛光垫108在调节器盘124下方旋转时，调节器盘124在抛光垫108的内半径与抛光垫108的外半径之间振荡。在一些实施例中，垫调节器组件110进一步包括第二致动器132，第二致动器132设置在调节器臂128的第二端处并耦接到调节器臂128的第二端，第二致动器132用于围绕轴D旋转调节器盘124。通常，使用设置在安装板130与第二致动器132之间的轴杆134来将安装板130 耦接到第二致动器132。
通常，当工作台106并且因此抛光垫108围绕工作台106和抛光垫108 下方的工作台轴B旋转时，旋转的承载组件104从工作台106的内径到外径来回扫动。使用定位在抛光垫108之上的流体输送臂112将抛光液输送到抛光垫 108，并且通过抛光垫108围绕工作台轴B的旋转进一步将抛光液输送到抛光垫108与基板105之间的抛光界面。通常，流体输送臂112进一步包括输送延伸构件和多个喷嘴。多个喷嘴用于将抛光液或相对高压的清洁液流(例如，去离子水)输送至抛光垫108。
承载组件104为基板105提供安装表面。在基板处理期间，承载组件104 围绕基板105并且在基板105上施加向下的力以防止基板105从承载组件104 下方滑出。基板105通常被真空卡紧到承载组件104。承载组件104围绕载体轴A旋转，同时将基板105推靠在抛光垫108上。承载组件104附加地在抛光垫的顶表面之上在径向方向上振荡。
图2A-2B是承载组件104的示意性侧视图。承载组件104中的每一者的特征在于：壳体构件202、承载构件204、耦接到承载构件204的承载环组件 206、设置在承载构件204和承载环组件206的径向内侧的支撑板212、以及设置在支撑板212下方以为基板105提供安装表面的基板卡紧元件215。对于图 2A-2B和图3A-3C的说明，除非另有说明，否则术语径向外侧是参考图1和图 2A的承载组件104的中心轴A而使用的。
如上所述，图2A和图2B的承载组件104用于向基板(诸如基板105) 施加压力。由承载组件104内的部件施加的压力将基板105抵靠或推靠在抛光垫108的表面上。承载组件104被配置成在整个抛光工艺期间保持基板105。在一些情况下，基板105和/或整个支撑板212和基板卡紧元件215在承载容积 252内可移动。承载容积252被定义为在承载组件104的壳体构件202和承载构件204下方并在抛光垫108(图1)的表面上方的容积。承载容积252的大部分由支撑板212和基板卡紧元件215占据。
壳体构件202是支撑构件并且是承载组件104的最上部。壳体构件202 包括定心件222，定心件222设置在壳体构件202的底表面上并且以中心轴A 为中心。定心件222进一步包括盖224。盖224设置成围绕定心件222的延伸件的向下延伸的部分。盖224被配置成减小定心件与承载构件204内的凹陷之间的摩擦力。
通过使用第二柔性支撑件220，承载构件204设置成围绕壳体构件202并且柔性地耦接到壳体构件202。承载构件204设置成围绕支撑板212和基板卡紧元件215中的每一者。承载构件204覆盖支撑板212和基板卡紧元件215中的每一者，并且设置在支撑板212与壳体构件202之间。承载构件204包括外环，该外环向下延伸并且围绕支撑板212和基板卡紧元件215的外径。
承载环组件206附接到承载构件204的外部部分。承载环组件206耦接到承载构件204的外环的底部。承载环组件206包括下环形部分和上环形部分，诸如分别为基板扣环210和背环208。基板扣环210通常由聚合物形成，该聚合物使用设置在其中的粘合层(未示出)粘合到背环208。背环208由诸如金属或陶瓷之类的刚性材料形成，并且使用多个紧固件(未示出)固定到承载构件204。用于形成基板扣环210和背环208的合适材料的示例分别包括本文所述的耐抛光液化学性聚合物、金属和/或陶瓷中的任何一者或组合。在基板处理期间，基板扣环210包围基板105以防止基板105从承载组件104下方滑出。
通常，在抛光期间，形成在第一隔膜214中的第一容积230和多个通道 226被各自单独地加压，以使支撑板212、隔膜214和基板卡紧元件215在承载组件104围绕载体轴A旋转时在基板105上施加向下的力，从而将基板105 推靠在抛光垫108(图1)上。在抛光之前和之后，将真空施加到第一容积230，使得基板卡紧元件215向上偏转，以在基板卡紧元件215与基板105之间产生低压袋，从而从抛光垫的表面提升支撑板212和被卡紧的基板105。可通过对形成在第一隔膜214中的多个通道226中的一个或多个通道226施加真空压力来将基板“卡紧”到隔膜214。
基板扣环210的内径大于基板的直径，以允许在抛光工艺和基板装载和卸载操作期间在基板扣环210与基板之间有一些空隙。基板扣环210的内径可以比基板105的直径更大约2mm或更多、或约3mm或更多。类似地，基板卡紧元件215的基板安装表面的外径小于基板扣环210的内径，以允许基板卡紧元件215相对于基板扣环210移动。基板105与基板扣环210之间的空隙和基板卡紧元件215与基板扣环210之间的空隙产生间隙。下面更详细地描述了基板卡紧元件215与基板扣环210之间的尺寸和间隙距离。
基板卡紧元件215耦接到支撑板212的底部。在一些实施例中，基板卡紧元件215包括多个层，并且被配置成通过向形成在第一隔膜214中的多个通道 226中的一个或多个通道226施加真空来夹持基板105的表面。基板卡紧元件 215基本上横跨支撑板212的整个底表面延伸。
基板卡紧元件215包括第一隔膜214和第二隔膜元件216。第一隔膜214 包括穿过其形成的多个通道226。通道226中的一个或多个通道226是环形的并且以轴A为中心。在图2A和图2B的实施例中，一个中心通道设置成穿过轴A，并且八个环形通道设置成围绕中心通道和轴A，等于在基板卡紧元件215 的第一隔膜214内形成总共九个通道226。在一些实施例中，可包括约5个通道226至约15个通道226，诸如约6个通道226至约12个通道226，诸如约7个通道226至约10个通道226。通道226中的每个通道226与穿过支撑板212 形成的气体通道(未示出)流体连通。通道226围绕轴A均等地分配气体和施加正负气压。基板卡紧元件215的第一隔膜214是柔软材料和/或柔性材料，诸如弹性材料(例如，硅树脂材料)，并且允许第一隔膜214随着通道226中的每个通道226内的压力增加或减小而偏转。
第二隔膜元件216设置在第一隔膜214的底表面上。在一些实施例中，第二隔膜元件216包括与第一隔膜材料214相比相对坚硬的材料。第二隔膜元件 216可以是塑料材料。在一些实施例(诸如图3A-3B的实施例)中，第二隔膜元件216包括多个层，该多个层包括柔韧材料和半刚性或刚性材料两者。第二隔膜元件216包括卡紧表面228和穿过卡紧表面228设置的多个槽225。卡紧表面228和槽225是柔韧的，使得当基板(诸如基板105)与卡紧表面228接触时，卡紧表面228变形而不损坏基板105。一个或多个通道226内的压力变化改变槽225内的压力，并且在基板105与第二隔膜元件216之间产生卡紧或解卡紧动作。通过控制经由通道226和槽225施加到基板105的背侧的压力来控制基板105表面的不同位置处的卡紧力。可在整个基板抛光工艺中改变通道 226中的每个通道226内的压力以改善抛光工艺的均匀性。在一些实施例中，槽225与一个或多个气体通道(未示出)流体连通，这些气体通道耦接到气体源和/或真空源或甚至耦接到通道226以在槽225内产生压力。通道226中的每个通道226可具有不同或相同的气压，以实现跨基板105的半径的不同水平的真空力。
如本文所述，使用第一柔性支撑件218来将支撑板212和基板卡紧元件 215附接到承载组件204。第一柔性支撑件218是环形弯曲件并且允许基板105、支撑板212和基板卡紧元件215在基板处理期间相对于承载构件204在垂直和水平方向两者上移动(其中垂直方向平行于轴A，而水平方向平行于抛光垫108 (图1)的顶表面)。支撑板212、承载构件204和第一柔性支撑件218共同限定在支撑板212与承载构件204之间的第一容积230。第一柔性支撑件218 可以弯曲以允许支撑板212相对于承载构件204的垂直移动。第一柔性支撑件 218在支撑支撑板212的负载的同时允许支撑板212的受控移动。
第二柔性支撑件220设置在承载构件204与壳体构件202之间。第二柔性支撑件220是将承载构件204耦接到壳体构件202的环形支撑件。第二容积232 被限定在承载构件204与壳体构件202之间。第二柔性支撑件220在承载构件 204与壳体构件202之间形成密封，以便允许第二容积232被泵送到比周围环境更高或更低的压力。第二容积232内的压力影响承载构件204相对于壳体构件202的垂直偏转。
图2A的实施例包括第二隔膜元件216的延伸构件244。在图3A和图3B 中更详细地描述了第二隔膜元件216的延伸构件244的实施例。延伸构件244 从第二隔膜元件216的中心区域向外并朝向基板扣环210延伸。在未加压时，延伸构件244具有比基板105的直径和第一隔膜214的直径更大的直径。延伸构件244通过从基板105的边缘向外延伸来防止基板105与基板扣环210接触。
在一些实施例中，基板105的半径被定义为第一半径238。第一半径238 可以是约140mm至约155mm，诸如约145mm至约152mm，诸如约150mm。在一个示例中，对于300mm晶片半导体抛光工艺，第一半径238将在150mm ±0.1mm之间变化。第二隔膜元件216的延伸构件244的外半径被定义为第二半径240。第二半径240可以是约151mm至约155mm，诸如约151mm至约153mm，诸如约152mm至约153mm。第二半径240可以比第一半径238 更大约0.5％至约2％，诸如更大约0.75％至约1.5％。基板扣环210的内半径被定义为第三半径242。第三半径242可以是约153mm至约156mm，诸如约 153mm至约155mm，诸如约154mm至约155mm。第三半径242比第一半径238更大约3％至约5％，诸如比第一半径238更大约3％至约4％，诸如比第一半径238更大约3.5％至约4％。第三半径242可以比第二半径240更大约 0.5％至约5％，诸如约0.75％至约3％，诸如约0.75％至约2％，诸如约1％至约2％。第三半径242可以比第二半径240更大约1mm至约10mm，诸如约1mm 至约5mm，诸如约1mm至约3mm。
气囊235设置在承载构件204与第一柔性支撑件218之间。气囊235通过第一气囊构件234耦接到承载构件204并通过第二气囊构件236耦接到第一柔性支撑件218。第一气囊构件234和第二气囊构件236是环形的并且耦接在一起以形成气囊235。第一气囊构件234和第二气囊构件236中的每一者可以大致为U形或Y形。第一气囊构件234设置成使得U形或Y形的开口端面朝上。第二气囊构件236设置成使得U形或Y形的开口端面朝下。第一气囊构件234和第二气囊构件236两者的开口端的臂相互连接并且形成密封腔237。密封腔 237可被充气或放气以相对于承载构件204推拉第一柔性支撑件218。
图2B的实施例类似于图2A的实施例，但是不包括气囊235或从第二隔膜元件216延伸并从基板105的边缘径向向外延伸的延伸构件244。相反，图 2B的实施例包括设置在承载容积252内的支撑板止动件250。支撑板止动件 250可以替代地与延伸构件244(图2A)组合使用，但在此实施例中，将不存在气囊235。
图2B的第二隔膜元件216的外边缘不包括延伸构件244，并且因此与第一隔膜214的外边缘和基板105的外边缘成一直线。第二隔膜元件216在其他方面与图2A中所述的类似。
在图3C中详细地描述支撑板止动件250。支撑板止动件250定位在承载构件204与背环208之间。支撑板止动件250从支撑板212和基板卡紧元件215 径向向外设置。支撑板止动件250横向地设置在在承载构件204与支撑板212 之间。如参考图3C进一步描述的，支撑板止动件250被配置成以与图2A的延伸构件244类似的方式来防止基板与基板扣环210的内表面接触。当支撑板 212和基板卡紧元件215移位到壳体构件202下方的偏心位置时，支撑板止动件250的一部分与支撑板212或基板卡紧元件215中的一者的外表面接触。
图3A是根据实施例的本文提供的延伸构件244的示意性截面图。延伸构件244从第一隔膜214的外表面372径向向外设置。如上所述，延伸构件244 延伸到支撑板212、基板卡紧元件215与基板扣环210之间的空间中。
第二隔膜元件216包括顶表面302、底表面308和外表面306。第二隔膜元件216的顶表面302与第一隔膜214的底表面接触并且耦接到第一隔膜214 的底表面。第二隔膜元件216的底表面308包括卡紧表面228和槽225。外表面306是第二隔膜元件216的最外侧表面并且在顶表面302与底表面308之间延伸。第二隔膜元件216的外表面306从第一隔膜214的外表面372径向向外设置。延伸构件244是第二隔膜元件216的从第二隔膜元件216的卡紧表面228 向外延伸的部分。如上所述，外表面306从基板105的外边缘径向向外设置。
第二隔膜元件216的外表面306从第一隔膜214的外表面372延伸第一距离305。第一距离305可以是约1mm至约5mm，诸如约1.5mm至约4mm，诸如约2mm至约3mm。第二隔膜元件216的外表面306与基板扣环210的内表面370相距第二距离307。第二半径307可以是约1mm至约10mm，诸如约2mm至约7mm，诸如约3mm至约5mm。第二隔膜元件216的外表面 306与第一隔膜214的外表面372之间的差异是由第二隔膜元件216的外表面 306与第一隔膜214的外表面372在半径上的差异而造成的。第二隔膜元件216 的外半径比第一隔膜214的外半径更大约0.5％至约5％，比第一隔膜214的外半径更大约0.5％至约2％，诸如比第一隔膜214的外半径更大约0.75％至约 1.5％。
外表面306比基板105的外边缘更向外延伸。延伸构件244从基板105 径向向外设置。基板105的边缘与基板扣环210的内表面370之间的径向距离为第三距离304。第三距离304可以是约4mm至约10mm，诸如5mm至约6 mm。
如图3A和图3B所示，第二隔膜元件216可以是两个分开的部分，诸如刚性部分321和柔软部分323。在一些实施例中，刚性部分321是坚硬的并且与柔软部分相比具有增加的硬度或弹性模量。刚性部分321可具有大于或等于第一隔膜214的硬度或弹性模量的硬度或弹性模量。在一些实施例中，柔软部分323具有与第一隔膜214类似的硬度或弹性模量。在一些实施例中，刚性部分321可以是第一隔膜214的一部分。刚性部分321可以是硬塑料或聚乙烯。刚性部分321具有可以使用硬度计在肖氏(Shore)A标度上测量的硬度。当使用肖氏A标度时，刚性部分321具有高于约40A的第一硬度，诸如高于约 50A，诸如高于约60A，诸如高于约80A。刚性部分321设置在柔软部分323 上方并且包括延伸构件244。延伸构件244从刚性部分321的中心主体315向外延伸。延伸构件244从柔软部分323向外设置并且围绕柔软部分323。延伸构件244具有与刚性部分321的其余部分相同的硬度。在一些实施例中，刚性部分321可以仅包括延伸构件244，使得柔软部分323耦接到第一隔膜214的底部，并且延伸构件244设置在柔软部分323的圆周周围以形成刚性部分321。在一些实施例中，刚性部分321可被称为刚性层或刚性隔膜。
从刚性部分321形成延伸构件244，以便在抛光工艺期间更好地控制由于在第二隔膜元件216的延伸构件244与基板扣环210的内表面370之间产生的碰撞而形成的任何力向量的方向。延伸构件244的形状被控制成使得延伸构件 244在与基板扣环210的内表面370接触时的变形受到限制，并且被设计成使得延伸构件244的形状一致地引导由碰撞产生的力向量。在图3A的实施例中，第二隔膜元件216和延伸构件244的外表面306的形状是平坦且垂直的，使得外表面306具有形成围绕第二隔膜元件216设置的垂直环的表面。在一些实施例中，外表面306可以相对于垂直方向倾斜或具有弯曲形状以改变力向量，使得力向量被提供在不同方向上和/或与基板扣环210的内表面370的形状相匹配。第一距离305还可表示柔软部分323的外表面与刚性部分321的外表面320 之间的距离。
柔软部分323设置在刚性部分321下方并且包括卡紧表面228和多个槽 225。柔软部分323有时可被称为卡紧部分、柔软层或柔软隔膜。柔软部分323 由软塑料(诸如软硅树脂)制成。在一些实施例中，用硬度计使用肖氏A标度来测量柔软部分323的硬度。当使用肖氏A标度时，柔软部分323具有低于约 40A的第二硬度，诸如低于约30A，诸如低于约20A，诸如约10A至约20A。在一些实施例中，柔软部分323是20硬度的硅树脂。第二硬度小于第一硬度，使得柔软部分323比刚性部分321更软。
在一些实施例中，柔软部分323设置在刚性部分321下方，使得柔软部分 323的顶表面和侧表面被刚性部分321封围。延伸构件244包围柔软部分323 的外边缘。在一些实施例中，延伸构件244不围绕柔软部分323的边缘延伸，而是替代地直接从刚性部分321的中心主体315向外延伸，使得延伸构件的底表面308与刚性部分321的其余部分的底表面成一直线并且在柔软部分323的顶表面上方。延伸构件244围绕柔软部分323的至少一部分延伸，使得延伸构件244可以是围绕柔软部分323的环。在一些实施例中，延伸构件244是围绕柔软部分323的圆周设置的多个离散延伸件。
在一些实施例中，使用粘合剂将柔软部分323粘合到刚性部分321。在又其他实施例中，柔软部分323和刚性部分321是单个件，并且存在从柔软部分 323到刚性部分321的逐渐过渡。在此实施例中，柔软部分323和刚性部分321 可以是3D打印的，并且第二隔膜元件216的密度从较低密度材料(柔软部分 323)逐渐变化到较高密度材料(刚性部分321)。过渡可以是逐渐的，使得硬度在柔软部分323与刚性部分321/延伸构件244之间逐渐增加。
在一个实施例中，多个通道325设置成穿过柔软部分323、刚性部分321 和第一隔膜214的部分，使得穿过第二隔膜元件216的柔软部分323设置的槽 225中的每个槽225流体连接到穿过第一隔膜214设置的通道226。为清楚起见，以虚线示出通道325。通道325将每个槽225连接到形成在第一隔膜214 内的多个通道226中的通道226。在一些实施例中，多个通道226中的一个或多个通道226(例如，基板卡紧通道)与通道325和槽225流体连通，而另一组流体且分开的多个通道226(例如，负载施加通道)用于向第二隔膜元件216 和基板105的背侧施加压力。通道325被示出为将每个槽225与通道226连接的单个通道，但可以存在将每个槽225连接到通道226的多个通道325。在一些实施例中，通道为圆柱形形状，并且通道设置成围绕每个槽的半径以将每个槽的不同部分连接到通道226。
图3B是根据另一个实施例的本文提供的延伸构件310的示意性截面图。图3B中所示的延伸构件310与图3A的延伸构件244不同。延伸构件310可替换延伸构件244，使得使用延伸构件310来取代图2A中的延伸构件244。延伸构件310从第二隔膜元件216的刚性部分321延伸，并且是第二隔膜元件216 的刚性部分321的部分。延伸构件310设置在第一隔膜214的外表面372与基板扣环210之间。延伸构件310从基板105的外边缘径向向外设置。延伸构件 310被配置成当支撑板212和/或基板卡紧元件215在承载构件204下方移动时或如果基板105相对于基板卡紧元件215滑动时，接触基板扣环210的内表面 370，而不是基板105接触基板扣环210的内表面370。
延伸构件310包括第一上表面318、第一下表面327、第一阶梯表面333、第二阶梯表面329、第二下表面331、第二上表面335、以及外表面320。第一上表面318从刚性部分321的中心主体315的顶部延伸。第一下表面327从刚性部分321的中心主体315的底部延伸。第一上表面318和第一下表面327是平行的，并且从第二隔膜元件216朝向基板扣环210向外延伸。
第一上表面318与第一阶梯表面333相交，使得第一阶梯表面333设置在距刚性部分321的中心主体315最远的第一上表面318的远端处。第一下表面 327与第二阶梯表面329相交，使得第二阶梯表面329设置在距刚性部分321 的中心主体315最远的第一下表面327的远端处。第一阶梯表面333设置成与第一上表面318成除了180度以外的角度，诸如与第一上表面318成90度角。当第一阶梯表面333设置成与第一上表面318成90度角时，第一阶梯表面333 与第一上表面318垂直。第二阶梯表面329设置成与第一下表面327成除了180 度以外的角度，诸如与第一下表面327成90度角。当第二阶梯表面329设置成与第一下表面327成90度角时，第二阶梯表面329与第一下表面327垂直。
第一阶梯表面333和第二阶梯表面329两者彼此平行。第一阶梯表面333 和第二阶梯表面329设置成使得第一阶梯表面333和第二阶梯表面329分别从它们与第一上表面318和第一下表面327的交叉点向上行进，使得第一阶梯表面333和第二阶梯表面329是垂直表面并且远离第一下表面327和基板105延伸。
向上延伸件314形成在第一阶梯表面333与第二阶梯表面329之间，使得向上延伸件314在第一上表面318和中心主体315上方垂直地延伸。
第二上表面335从在距第一上表面318最远的第一阶梯表面333的远端延伸。第二上表面335向外延伸，使得第二上表面335远离刚性部分321的中心主体315并朝向基板扣环210延伸。第二上表面335是水平表面并且平行于第一上表面和第一下表面327。
第二下表面331从在距第一下表面327最远的第二阶梯表面329的远端延伸。第二下表面331向外延伸，使得第二下表面331远离刚性部分321的中心主体315并朝向基板扣环210延伸。第二下表面331是水平表面并且平行于第二上表面335、第一上表面和第一下表面327中的至少一者。
外表面320设置在第一上表面335与第二下表面331之间，使得外表面 320是延伸构件310在从中心轴(例如，轴A)延伸的径向方向上的最外侧表面。在一些实施例中，外表面320是垂直表面并且平行于第一阶梯表面333和第二阶梯表面329两者。在一些实施例中，外表面320可具有不同形状，或者可相对于中心轴倾斜，以在外表面320碰撞基板扣环210的内表面370时改变力向量的方向。
上接触部分316形成为附接到向上延伸件314。上接触部分316至少由第二上表面335、第二下表面331和外表面320限定。上接触部分316从中心主体315径向向外设置并且设置在中心主体315的垂直上方。上接触部分316和延伸构件310的外表面320接触基板扣环210的位置至少部分地取决于向上延伸件314的高度313。向上延伸件的高度313被定义为第一上表面318与第二上表面335之间的距离。高度313可以是约0mm至约10mm，诸如约1mm 至约8mm，诸如约2mm至约7mm，诸如约3mm至约6mm。向上延伸件314的高度313可以改变以在基板卡紧元件215并且因此在基板105上提供期望的力矩，如下文进一步描述的。随着高度313增加，作用在基板105上的力矩变化。在一些实施例中，可能期望在基板105的不同部分上具有较大或较小的力矩。力矩至少部分地由高度313控制。延伸构件310围绕柔软部分323的至少一部分延伸，使得延伸构件310可以是围绕柔软部分323的环。在一些实施例中，延伸构件310是围绕柔软部分323的圆周设置的多个离散延伸件，使得存在多个上接触部分316和/或多个向上延伸件314。
第一隔膜214的外表面372与延伸构件310的外表面320之间的距离为第四距离319。第四距离319可以是约2mm至约10mm，诸如约3mm至约6mm，诸如约4mm至约5mm。延伸构件310的外表面320与基板扣环210的内表面370之间的距离为第五距离317。第五距离317可以是约1mm至约5mm，诸如约2mm至约4mm，诸如约2mm至约3mm。第四距离319还可表示柔软部分323的外表面与刚性部分321的外表面320之间的距离。第二隔膜元件 216的外表面320与第一隔膜214的外表面372之间的差异是由第二隔膜元件 216的外表面320与第一隔膜214的外表面372在半径上的差异而造成的。第二隔膜元件216的外半径比第一隔膜214的外半径更大约0.5％至约5％，比第一隔膜214的外半径更大约0.5％至约2％，诸如比第一隔膜214的外半径更大约0.75％至约1.5％。
图3C是根据又另一个实施例的本文提供的支撑板止动件250的示意性截面图。在与图2B类似的实施例中使用图3C的支撑板止动件250。支撑板止动件250取代延伸件或与延伸件同时使用，该延伸件诸如图3A的延伸构件244 或图3B的延伸构件310中的一者。在图3C的实施例中，使用支撑板止动件 250来代替延伸构件244、310中的任一者。支撑板止动件250可以是单个环形支撑板止动件，或者可能存在设置在围绕支撑板212和基板卡紧元件215周围的不同圆周位置处的多个离散支撑板止动件250。在存在多个离散支撑板止动件250的实施例中，支撑板止动件250中的每个支撑板止动件250仅设置成围绕支撑板212和基板卡紧元件215的圆周的一小部分。可改变对本文的支撑板止动件250的描述以描述环形支撑板止动件或多个离散支撑板止动件中的任一者。支撑板212、第一隔膜214、第二隔膜元件216和基板扣环210类似于上文所述的那些，但是第二隔膜元件216不包括延伸件。
支撑板止动件250设置在背环208与承载构件204之间。在一些实施例中，支撑板止动件250的部分耦接到背环208的顶表面256和承载构件204的底表面360。支撑板止动件250包括主体334、导向销338、延伸臂342、以及气囊 336。主体334是支撑板止动件250的主体，并且通过导向销338连接到背环 208，并且通过气囊336连接到承载构件204。
导向销338设置在腔体332内，腔体332设置在背环208的顶表面256 内。腔体332可以是圆柱形腔体。腔体332的内表面可以是与导向销338的外表面大致相同的大小。使用一个或多个紧固件或粘合剂将导向销338耦接到背环208的腔体332。导向销338的距腔体332最远的相对端设置在穿过主体334 的部分的开口356内。开口356是穿过主体334的底表面352形成的圆柱形开口。开口356具有穿过底表面352并停止在壁358处设置的开口端。壁358设置在开口356的背端处。弹簧340设置在导向销338的上端与开口356的表面之间。弹簧340设置成抵靠开口356的壁358和导向销338的端部。弹簧340 是可压缩弹簧并且被配置成从导向销338在主体334上提供向上的力。弹簧340 支撑主体334的重量，同时允许主体334在指定范围内向上和向下移动。导向销338被配置成使得主体334能够诸如在向上运动和/或向下运动中沿开口356 的长度移动。
气囊336设置在主体334与承载构件204的底表面360之间。气囊336 由柔性材料制成，使得气囊336可以在不拉伸的情况下改变形状。气囊336流体连接到气体源或流体源，使得气囊336可以具有设置在气囊336中的变化的流体量。气囊336内的变化的流体量改变气囊336内的压力，这进而将允许改变气囊336的形状。气囊336内的压力可以通过调节气囊336的内部区域内的压力而相对于承载构件204的底表面360向下推动主体334或向上拉动主体 334来致动主体334。弹簧340和气动控制的气囊336组合使用以控制主体334 的垂直位置。气囊336被配置成致动主体334的方向与导向销338使得主体334 能够移动所沿的方向相同。
延伸臂342附接到主体334并且从主体334向下朝向抛光垫108(图1) 延伸。在一些实施例中，延伸臂342是主体334的部分。延伸臂342可具有L 形。延伸臂342具有第一构件344和第二构件346。在一些实施例中，延伸臂 342是包括的第一构件344和第二构件346的实心环。在其他实施例中，延伸臂342包括设置在等距阵列中的多个离散元件，该阵列围绕主体334的中心轴在圆形方向上延伸。在一个示例中，六个或更多个离散延伸臂342定位在围绕主体334的中心轴延伸的阵列中。第一构件344是从主体334的底表面352延伸的垂直构件。第一构件3444连接到第二构件346，使得第二构件346设置成与第一构件344成直角。第二构件346设置在距主体334最远的第一构件344 的远端处。第二构件346从主体334向内延伸并且朝向支撑板212、第一隔膜 214和第二隔膜元件216延伸。接触表面348设置在第二构件346的最内侧端。接触表面348是与第一隔膜214的外表面372平行的表面。第二构件346没有一直延伸到与第一隔膜214或第二隔膜元件216接触。
间隙设置在第二构件346的接触表面348与第一隔膜214的外表面372 之间。当基板卡紧元件25在承载构件204下方居中时，第二构件346的接触表面348与第一隔膜214的外表面372之间的间隙为第一间隙距离350。第一间隙距离350可以是小于约5mm，诸如小于约4mm，诸如小于约3mm，诸如小于约2mm。在一些实施例中，第一间隙距离350可以是约1mm至约5mm，诸如约2mm至约4mm，诸如约2mm至约3mm。因为基板卡紧元件215被配置成在基板处理期间在承载构件204下方略微移位，所以第一隔膜214或第二隔膜216(图3C中的第一隔膜)与第二构件346的接触表面348之间的间隙可能达到约为零的距离，使得接触表面348与第一隔膜214或第二隔膜216 接触。
第二构件346的至少一部分设置在基板扣环210的内表面370与第一隔膜 214的外表面372之间的区域中。接触表面348径向地设置在基板扣环210与外表面372之间。接触表面348设置成与基板扣环210的内表面370相距径向距离345。径向距离345可以是约1mm至约7mm，诸如约2mm至约6mm，诸如约3mm至约5mm。
气囊分离主体334和承载构件204。在一些实施例中，主体334的顶表面 343与承载构件204的底表面360之间的高度362在一范围上变化。高度362 变化的范围可以是约1mm至约15mm，诸如约3mm至约12mm，诸如约5mm 至约10mm。通过改变主体334的顶表面343与承载构件204的底表面360之间的高度362，能够在抛光操作期间或在抛光操作之间改变接触表面348与第一隔膜214或第二隔膜216之间的接触位置。接触位置的改变允许对施加在基板上的力和力矩进行控制。可以移动力和力矩或者可以改变大小以改善抛光操作。
图4A-4B是诸如图3A-3B的延伸构件244和延伸构件310之类的延伸构件的示意性力图。在图4A-4B中，第二隔膜元件216被示出为具有耦接到底表面的基板105。使用如本文所述的卡紧动作来耦接基板105。在基板抛光期间，抛光垫108(图1)跨基板105的下表面滑动并且在基板105上产生摩擦力403。摩擦力403侧向(例如，水平方向)推动基板105。基板105耦接到第二隔膜元件216，使得第一隔膜214和支撑板212也通过第二隔膜元件216耦接到基板105。因此，当基板105由于摩擦力403而侧向移动时，第二隔膜元件216、第一隔膜214和支撑板212中的每一者与基板105一起移动。
在处理期间，图3A和图4A的延伸构件244或图3B和图4B的延伸构件 310的部分将与基板扣环210(图3A和图3B)的内表面370接触。通过使延伸构件244或延伸构件310与基板扣环210的内表面370接触，来防止基板105 的边缘与基板扣环210的内表面370接触。防止基板105与基板扣环210接触会防止基板105的边缘被基板扣环210损坏。如上文所述，延伸构件244、310 由刚性材料制成。在延伸构件244或延伸构件310与基板扣环210接触时，刚性材料防止延伸构件244或延伸构件310变形。防止变形提供了在延伸构件244 或延伸构件310与基板扣环210之间的可重复且受控的接触点。当基板扣环与延伸构件244、310中的任一者接触时，基板扣环通过延伸构件244或延伸构件310在第二隔膜元件216上施加反作用力402。摩擦力403和反作用力402 产生力矩404。力矩404围绕基板105的边缘作用，并且可能使与接触点最接近的基板边缘略微抬起。
图4A-4B中所示的力矩404考虑到反作用力402，但未包括在基板105的表面上产生的其他力，诸如由第二隔膜216和支撑板212引起的法向力或由于基板与抛光垫的相互作用而生成的力。在图4A和图4B中的405中示出了由力矩404引起并由抛光垫108(图1)施加到基板105上的(多个)法向力。图4A和图4B中的405示出了由抛光垫108施加到基板105上的反作用力所施加的跨基板105的长度的第一力梯度406。第一力梯度406由延伸构件244、 310与基板扣环210接触以及由抛光垫108施加到基板105上的反作用力所施加的力矩404引起。因此，第一力梯度406的大小在距延伸构件244或延伸构件310与基板扣环210之间的接触点最远的基板边缘附近最大。在图4A和图 4B中的408中示出了由基板105施加到抛光垫108上的力。图4A和图4B中的408示出了跨与抛光垫108接触的基板105的长度的第二力梯度410。由基板105施加到抛光垫108上的法向力的大小在与抛光垫108接触的基板105的距在延伸构件244或延伸构件310与基板扣环210之间的接触点最远的边缘附近最大。与图4A所示的实施例相比，第一力梯度406和第二力梯度410的大小在与图4B的实施例类似的实施例中更大，因为向上延伸件314提供了更长的力矩臂和增大的力矩404的大小。
第二力梯度410可以与其他力梯度(诸如由第二隔膜216施加在基板105 上的压力)组合。将注意到，力矩404的产生以及因此第二力梯度410的产生对于校正在抛光期间由于基板105的边缘与抛光垫108的相互作用而在基板 105的边缘处生成的高接触力是有用的。作为示例，在(1996年6月19日提交的)Guthrie等人的美国专利第5,795,215号中参考图7A-7C进一步描述了在利用抛光垫108的抛光工艺期间在基板105的边缘处的非均匀高接触力的原因。因此，本领域技术人员将理解，第二力梯度410的产生可用于抵消至少由于由第二隔膜216通过支撑板212施加到基板105的压力而在基板的边缘附近生成的非均匀接触力。
图3C的实施例被配置成生成作用在其中的类似的摩擦力、反作用力和力矩。图3C的实施例的反作用力类似于图4B所示的反作用力，但是用延伸臂 342替换延伸件，并且反作用力可以作用在沿第一隔膜214的外表面372的略微不同的位置。
本文公开的装置实现在基板扣环与基板卡紧隔膜之间的受控接触点，而基板本身不与基板扣环接触。该装置可以是从基板卡紧隔膜向外设置的接触延伸件、或耦接到承载构件并向内延伸以接触基板卡紧隔膜的支撑板止动件中的任何一者。受控接触点提供对在基板抛光期间施加在基板上的力的改善的调谐/ 可预测性。
如本文所使用的，术语“约”定义近似值。用术语“约”修饰的值可以是术语“约”后面的值的正负约0.5％。使用“约”的每个测量结果或范围也可以不使用术语“约”来定义。
虽然前述涉及本公开的实施例，但是可在不脱离本公开的基本范围的情况下设计本公开的其他和进一步实施例，并且本公开的范围由所附权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种用于基板抛光的基板支撑载体，其特征在于，所述基板支撑载体包括：
壳体构件；
承载构件，所述承载构件耦接到所述壳体构件，所述承载构件形成包围承载容积的组件的至少一部分；
支撑板，所述支撑板设置在所述承载容积的径向内侧并且耦接到所述承载构件；以及
基板卡紧构件，所述基板卡紧构件耦接到所述支撑板，并且所述基板卡紧构件包括：
第一隔膜，所述第一隔膜包括多个通道区域；以及
第二隔膜，所述第二隔膜耦接到所述第一隔膜的底表面，所述第二隔膜进一步包括卡紧部分和从所述卡紧部分径向向外设置的延伸构件，所述延伸构件具有第一硬度并且所述卡紧部分具有小于所述第一硬度的第二硬度，所述延伸构件包围所述卡紧部分的一部分并且从所述卡紧部分和所述第一隔膜径向向外延伸，使得所述延伸构件具有比所述第一隔膜的外半径大0.4975％至5.025％的外半径。
2.如权利要求1所述的支撑载体，其特征在于，所述壳体构件、所述承载构件、所述支撑板、所述第一隔膜和所述第二隔膜共享共同的中心轴。
3.如权利要求1所述的支撑载体，其特征在于，所述第二隔膜的顶表面粘合到所述第一隔膜的所述底表面。
4.如权利要求1所述的支撑载体，其特征在于，存在穿过所述第一隔膜和所述第二隔膜设置的5个到15个通道。
5.如权利要求1所述的支撑载体，其特征在于，所述延伸构件具有150.245mm至155.775mm的外半径。
6.如权利要求1所述的支撑载体，其特征在于，所述延伸构件是所述第二隔膜的刚性部分的部分，并且所述卡紧部分是所述第二隔膜的柔软部分的部分。
7.如权利要求6所述的支撑载体，其特征在于，所述刚性部分进一步包括设置在所述柔软部分之上的中心主体，并且所述延伸构件从所述中心主体向外延伸。
8.如权利要求7所述的支撑载体，其特征在于，所述延伸构件在肖氏A标度上具有高于39.8A的硬度。
9.一种用于基板抛光的基板支撑载体，其特征在于，所述基板支撑载体包括：
壳体构件；
承载构件，所述承载构件耦接到所述壳体构件并且在所述承载构件的内部形成包围承载容积的组件的一部分；
支撑板，所述支撑板设置在所述承载构件和所述承载容积的内部；以及
基板卡紧构件，所述基板卡紧构件耦接到所述支撑板并且在所述承载容积的内部，所述基板卡紧构件包括：
第一隔膜，所述第一隔膜包括多个通道区域；以及
第二隔膜，所述第二隔膜耦接到所述第一隔膜的底表面，所述第二隔膜进一步包括卡紧部分和延伸构件，所述延伸构件具有第一硬度并且所述卡紧部分具有小于所述第一硬度的第二硬度，所述延伸构件包围所述卡紧部分的圆周的一部分并且从所述第二隔膜的所述卡紧部分和所述第一隔膜径向向外延伸，使得所述延伸构件具有比所述第一隔膜的外半径大0.4975％至5.025％的外半径，并且所述延伸构件包括外表面，所述外表面被配置成在所述基板卡紧构件在所述承载容积内移动时与扣环的内表面接触。
10.如权利要求9所述的支撑载体，其特征在于，所述延伸构件是所述第二隔膜的刚性部分的部分，并且所述卡紧部分是所述第二隔膜的柔软部分的部分。
11.如权利要求10所述的支撑载体，其特征在于，所述刚性部分进一步包括设置在所述柔软部分之上的中心主体，并且所述延伸构件从所述中心主体向外延伸。
12.如权利要求11所述的支撑载体，其特征在于，所述延伸构件在肖氏A标度上具有高于39.8A的硬度，并且所述柔软部分在肖氏A标度上具有低于30.15A的硬度。
13.如权利要求9所述的支撑载体，其特征在于，所述延伸构件进一步包括：
中心主体；
向上延伸件，所述向上延伸件在所述中心主体上方延伸；以及
上接触部分，所述上接触部分附接到所述向上延伸件的上远端并且设置成远离所述中心主体。
14.如权利要求13所述的支撑载体，其特征在于，所述向上延伸件具有0.995mm至8.04mm的高度。
15.如权利要求9所述的支撑载体，其特征在于，所述延伸构件的外表面与所述扣环的内表面平行，并且所述扣环的内半径比所述第二隔膜的所述外半径大0.4975％至5.025％。
16.如权利要求15所述的支撑载体，其特征在于，所述支撑载体进一步包括从所述卡紧部分到所述延伸构件的硬度的逐渐过渡。
17.一种用于基板抛光的基板支撑载体，其特征在于，所述基板支撑载体包括：
壳体构件；
承载构件，所述承载构件耦接到所述壳体构件并且形成在所述承载构件中的包围承载容积的组件的一部分；
支撑板，所述支撑板设置在所述承载容积的径向内侧并且耦接到所述承载构件；
基板卡紧构件，所述基板卡紧构件耦接到所述支撑板并且设置在所述支撑板下方，所述基板卡紧构件被配置成在抛光期间卡紧基板并且将所述基板压到抛光垫中；以及
支撑板止动件，所述支撑板止动件耦接到所述承载构件，所述支撑板止动件包括：
主体；
导向销，所述导向销设置在形成在所述主体中的开口中并且耦接到所述承载构件，所述导向销被配置成使得所述主体能够沿所述导向销的长度移动；
延伸臂，所述延伸臂设置在所述主体与所述支撑板之间，当所述基板卡紧构件与所述承载构件以轴为中心时，所述延伸臂的接触表面与所述基板卡紧构件的外表面之间的间隙为1.99mm至4.02mm；以及
气囊，所述气囊设置在所述主体的顶部上并且在所述主体与所述承载构件之间，所述气囊被配置成致动所述主体。
18.如权利要求17所述的支撑载体，其特征在于，所述支撑载体进一步包括设置在所述开口内的可压缩弹簧。
19.如权利要求17所述的支撑载体，其特征在于，所述承载构件进一步包括背环，并且所述支撑板止动件设置在所述背环的顶表面之上，使得所述导向销的与所述主体相对的远端耦接到所述背环。
20.如权利要求17所述的支撑载体，其特征在于，所述延伸臂在所述支撑板止动件的所述主体下方延伸并且朝向所述支撑板的外表面延伸。
CN202122469985.0U 2020-10-13 2021-10-13 用于基板抛光的基板支撑载体 Active CN217619898U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063091098P 2020-10-13 2020-10-13
US63/091,098 2020-10-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN217619898U true CN217619898U (zh) 2022-10-21

Family

ID=81078531

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111193880.5A Pending CN114346892A (zh) 2020-10-13 2021-10-13 具有接触延伸件或可调节止动件的基板抛光装置
CN202122469985.0U Active CN217619898U (zh) 2020-10-13 2021-10-13 用于基板抛光的基板支撑载体

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111193880.5A Pending CN114346892A (zh) 2020-10-13 2021-10-13 具有接触延伸件或可调节止动件的基板抛光装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11904429B2 (zh)
JP (1) JP2023516869A (zh)
KR (1) KR20220116311A (zh)
CN (2) CN114346892A (zh)
WO (1) WO2022081398A1 (zh)

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1656344A1 (ru) * 1988-10-24 1991-06-15 И.Н.Говор и С.М.Осадчий Фотопреобразующий элемент
US6024630A (en) 1995-06-09 2000-02-15 Applied Materials, Inc. Fluid-pressure regulated wafer polishing head
US5795215A (en) 1995-06-09 1998-08-18 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for using a retaining ring to control the edge effect
JPH09225819A (ja) 1996-02-21 1997-09-02 Shin Etsu Handotai Co Ltd 被加工物の保持機構
US6146259A (en) 1996-11-08 2000-11-14 Applied Materials, Inc. Carrier head with local pressure control for a chemical mechanical polishing apparatus
US5957751A (en) 1997-05-23 1999-09-28 Applied Materials, Inc. Carrier head with a substrate detection mechanism for a chemical mechanical polishing system
US6080050A (en) 1997-12-31 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Carrier head including a flexible membrane and a compliant backing member for a chemical mechanical polishing apparatus
US6436228B1 (en) 1998-05-15 2002-08-20 Applied Materials, Inc. Substrate retainer
US6390904B1 (en) 1998-05-21 2002-05-21 Applied Materials, Inc. Retainers and non-abrasive liners used in chemical mechanical polishing
US6251215B1 (en) 1998-06-03 2001-06-26 Applied Materials, Inc. Carrier head with a multilayer retaining ring for chemical mechanical polishing
US6159079A (en) * 1998-09-08 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Carrier head for chemical mechanical polishing a substrate
US6132298A (en) 1998-11-25 2000-10-17 Applied Materials, Inc. Carrier head with edge control for chemical mechanical polishing
US6165058A (en) 1998-12-09 2000-12-26 Applied Materials, Inc. Carrier head for chemical mechanical polishing
US6422927B1 (en) 1998-12-30 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Carrier head with controllable pressure and loading area for chemical mechanical polishing
US6162116A (en) 1999-01-23 2000-12-19 Applied Materials, Inc. Carrier head for chemical mechanical polishing
US6217426B1 (en) 1999-04-06 2001-04-17 Applied Materials, Inc. CMP polishing pad
US6431968B1 (en) 1999-04-22 2002-08-13 Applied Materials, Inc. Carrier head with a compressible film
US6241593B1 (en) 1999-07-09 2001-06-05 Applied Materials, Inc. Carrier head with pressurizable bladder
US6358121B1 (en) 1999-07-09 2002-03-19 Applied Materials, Inc. Carrier head with a flexible membrane and an edge load ring
US6663466B2 (en) 1999-11-17 2003-12-16 Applied Materials, Inc. Carrier head with a substrate detector
US6450868B1 (en) 2000-03-27 2002-09-17 Applied Materials, Inc. Carrier head with multi-part flexible membrane
US6361419B1 (en) 2000-03-27 2002-03-26 Applied Materials, Inc. Carrier head with controllable edge pressure
US6602114B1 (en) 2000-05-19 2003-08-05 Applied Materials Inc. Multilayer retaining ring for chemical mechanical polishing
US6722965B2 (en) 2000-07-11 2004-04-20 Applied Materials Inc. Carrier head with flexible membranes to provide controllable pressure and loading area
US6857945B1 (en) 2000-07-25 2005-02-22 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a flexible membrane
US6848980B2 (en) 2001-10-10 2005-02-01 Applied Materials, Inc. Vibration damping in a carrier head
US6572446B1 (en) 2000-09-18 2003-06-03 Applied Materials Inc. Chemical mechanical polishing pad conditioning element with discrete points and compliant membrane
US6790768B2 (en) * 2001-07-11 2004-09-14 Applied Materials Inc. Methods and apparatus for polishing substrates comprising conductive and dielectric materials with reduced topographical defects
US6890249B1 (en) 2001-12-27 2005-05-10 Applied Materials, Inc. Carrier head with edge load retaining ring
US6835125B1 (en) 2001-12-27 2004-12-28 Applied Materials Inc. Retainer with a wear surface for chemical mechanical polishing
US7255771B2 (en) 2004-03-26 2007-08-14 Applied Materials, Inc. Multiple zone carrier head with flexible membrane
US7207871B1 (en) 2005-10-06 2007-04-24 Applied Materials, Inc. Carrier head with multiple chambers
US7575504B2 (en) 2006-11-22 2009-08-18 Applied Materials, Inc. Retaining ring, flexible membrane for applying load to a retaining ring, and retaining ring assembly
US20100120335A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-13 Novellus Systems, Inc. Partial Contact Wafer Retaining Ring Apparatus
US9050700B2 (en) 2012-01-27 2015-06-09 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for an improved polishing head retaining ring
DE102012222012B4 (de) * 2012-11-30 2017-04-06 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung
WO2014163735A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Reinforcement ring for carrier head
US9597771B2 (en) 2013-12-19 2017-03-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Carrier head having retainer ring, polishing system including the carrier head and method of using the polishing system
CN203887679U (zh) 2014-05-23 2014-10-22 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 研磨头及研磨装置
US9751189B2 (en) 2014-07-03 2017-09-05 Applied Materials, Inc. Compliant polishing pad and polishing module
US10160091B2 (en) 2015-11-16 2018-12-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. CMP polishing head design for improving removal rate uniformity
KR102670164B1 (ko) * 2018-12-24 2024-05-29 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치
US11344991B2 (en) 2019-02-28 2022-05-31 Applied Materials, Inc. Retainer for chemical mechanical polishing carrier head

Also Published As

Publication number Publication date
US20220111482A1 (en) 2022-04-14
JP2023516869A (ja) 2023-04-21
KR20220116311A (ko) 2022-08-22
TW202228913A (zh) 2022-08-01
WO2022081398A1 (en) 2022-04-21
CN114346892A (zh) 2022-04-15
US11904429B2 (en) 2024-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6776694B2 (en) Methods for carrier head with multi-part flexible membrane
US6645044B2 (en) Method of chemical mechanical polishing with controllable pressure and loading area
US6361419B1 (en) Carrier head with controllable edge pressure
US6277009B1 (en) Carrier head including a flexible membrane and a compliant backing member for a chemical mechanical polishing apparatus
US6241593B1 (en) Carrier head with pressurizable bladder
US6722965B2 (en) Carrier head with flexible membranes to provide controllable pressure and loading area
EP1177859B1 (en) Substrate holding apparatus and substrate polishing apparatus
US6494774B1 (en) Carrier head with pressure transfer mechanism
EP1048408A2 (en) Carrier head with a compressible film
WO2000021714A9 (en) A carrier head with a flexible membrane for chemical mechanical polishing
CN112292750B (zh) 抛光头及使用其的晶片抛光装置及抛光方法
US6358121B1 (en) Carrier head with a flexible membrane and an edge load ring
US20070010181A1 (en) Independent edge control for CMP carriers
KR100636455B1 (ko) 화학 기계적 연마를 위한 제어가능한 압력 및 부하 영역을갖는 캐리어 헤드
US20220111483A1 (en) Polishing head retaining ring tilting moment control
CN217619898U (zh) 用于基板抛光的基板支撑载体
TWI839644B (zh) 具有接觸延伸件或可調節止動件的基板拋光裝置
CN111266993B (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
CN114434316A (zh) 研磨头及研磨装置
KR20070050109A (ko) 화학적 기계적 연마 설비의 패드 컨디셔너

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant