JP4531389B2 - ポリシングヘッド及び化学機械的研磨装置 - Google Patents
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Description
また、本発明の目的は、メンブレインがその領域に従って別の圧力に加圧される時に、ウェーハに加えられる圧力の分布が緩慢になるようにするポリシングヘッド及び化学機械的研磨装置を提供することにある。
本発明の実施例は様々な形態に変形でき、本発明の範囲が以下で説明する実施例により限定されることとして解釈されなければならない。以下の実施例は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明のために誇張されたものである。
図5を参照すると、スライドリング240はメンブレイン230の区画部238が挿入される溝246を有する。スライドリング240に形成された溝230は下部246aと、下部246aから延長され下部246aより広い断面積を有するように形成された上部246bとからなる。メンブレイン230の区画部238は溝の下部246a及び上部246bに各々対応する幅を有する下部238aと上部238bからなる。上述の構造によりメンブレイン230の区画部238はスライドリング240に固定される。しかし、これと異なり、図6に示したように、スライドリング240の溝246とメンブレイン230の区画部238とは全部同一の幅を有するように形成され、メンブレインの区画部238は固定ピン249によりスライドリング240に固定される。望ましくは、前記メンブレイン230の区画部238は上述の下部232aと上部232bを有するスライドリングの溝246に挿入された状態で固定ピン249により固定される。スライドリング240はSUS(ステンレス鋼)を材質にして作ることができるが、その重さを減らすために、テフロン(登録商標)などのポリテトラフルオロエチレンを材質にして作られることが望ましい。
図11と図12は各々メンブレイン230の膨張の状態と収縮の状態を示す。メンブレイン230が膨張されれば、スライドリング240はガイド溝290に沿って下に移動し、徐々にガイド溝290から一部分逸脱する。メンブレイン230が縮まると、スライドリング240はガイド溝290に沿って上に移動し、ガイド溝290内に完全に挿入される。メンブレイン230が膨張する時に、スライドリング240がガイド溝290から完全に逸脱することを防止するために、スライドリング240はメンブレイン230が最大な膨張する時に加圧部232が支持プラテン212から離隔された距離より高い高さを有する。ガイド溝290の内側とスライドリング240との間にはバッファ部280が挿入される。バッファ部280はガイド溝290内でスライドリング240が柔らかに移動することができるように、ガイド溝290の内壁にグリースによってコーティングされた膜として形成されるか、テフロン(登録商標)などのポリテトラフルオロエチレンを材質にして作られた後に、ガイド溝290の内壁に付着して形成することができる。しかし、これと異なり、スライドリング240がSUS(ステンレス鋼)を材質にして作られた場合に、バッファ部280はスライドリング240の外周面にグリースによってコーティングされた膜として形成される。
Claims (17)
- 半導体基板を化学機械的に研磨するための装置に使用されるポリシングヘッドにおいて、
底面に配置されるメンブレイン支持体と、
各々独立的に加圧される複数の領域を有する加圧部、ならびに前記加圧部を前記複数の領域に仕切るため前記複数の領域の間の境界部から上部に延長された区画部を有し、前記メンブレイン支持体に固定されるメンブレインと、
前記区画部を固定し、前記メンブレイン支持体に形成されたガイド溝の内部で前記メンブレインの加圧部と共に移動するスライド部と、
を備えることを特徴とするポリシングヘッド。 - 前記スライド部の底面は、前記メンブレインが縮まる時に、前記ガイド溝の開放された下部面と同一の平面を形成する、またはガイド溝内に配置されることを特徴とする請求項1に記載のポリシングヘッド。
- 前記スライド部は、工程進行中前記ガイド溝から完全に逸脱することを防止するため、前記メンブレインが最大に膨張した時に前記メンブレインの加圧部が前記メンブレイン支持体から離隔された距離より高い高さを有することを特徴とする請求項2に記載のポリシングヘッド。
- 前記スライド部はその底面が前記メンブレインの加圧部から一定の距離離隔されていることを特徴とする請求項1に記載のポリシングヘッド。
- 前記スライド部がガイド溝内で円滑に移動するように、前記メンブレイン支持体の前記ガイド溝の内壁と前記スライド部との間に配置されるバッファ部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のポリシングヘッド。
- 前記バッファ部はポリテトラフルオロエチレンを材質にして形成されることを特徴とする請求項5に記載のポリシングヘッド。
- 前記バッファ部は前記ガイド溝の内壁にグリースをコーティングして形成されることを特徴とする請求項5に記載のポリシングヘッド。
- 前記スライド部は前記区画部が挿入される溝を有し、
前記溝はその内部に挿入された前記メンブレインの区画部が逸脱することを防止するために、下部と、前記下部から延長され前記下部より広い断面積を有する上部とからなることを特徴とする請求項1に記載のポリシングヘッド。 - 前記スライド部は前記区画部が挿入される溝を有し、
前記メンブレインの区画部は固定ピンにより前記スライド部に固定されることを特徴とする請求項1に記載のポリシングヘッド。 - 前記スライド部はポリテトラフルオロエチレンを材質にして形成されることを特徴とする請求項1に記載のポリシングヘッド。
- 前記スライド部はリングタイプで形成されることを特徴とする請求項1に記載のポリシングヘッド。
- 前記メンブレインは真空により前記半導体基板を吸着するため中央に形成されたホールを有することを特徴とする請求項1に記載のポリシングヘッド。
- 化学機械的研磨装置において、
プラテンと、プラテン上に配置される研磨パッドと、前記研磨パッドに半導体基板を加圧して前記半導体基板を研磨するポリシングヘッドとを備え、
前記ポリシングヘッドは、
前記ポリシングヘッドの底面に配置されるメンブレイン支持体と、
各々独立的に加圧される複数の領域を有する加圧部、ならびに前記加圧部を複数の領域に仕切るため前記複数の領域の間の境界部から上部に延長された区画部を有し、前記メンブレイン支持体に固定されるメンブレインと、
前記区画部を固定し、前記メンブレイン支持体に形成されたガイド溝の内部で前記メンブレインの加圧部と共に移動するスライドリングとを有することを特徴とする化学機械的研磨装置。 - 前記スライドリングの底面は、前記メンブレインが縮まる時に、前記ガイド溝の開放された下部面と同一の平面を形成する、またはガイド溝内に配置されることを特徴とする請求項13に記載の化学機械的研磨装置。
- 前記スライドリングは、前記メンブレインが最大に膨張した時に前記メンブレインの加圧部が前記メンブレイン支持体から離隔された距離より高い高さを有することを特徴とする請求項14に記載の化学機械的研磨装置。
- 前記ポリシングヘッドは、前記スライドリングが前記ガイド溝内で円滑に移動するように、前記メンブレイン支持体の前記ガイド溝と前記スライドリングとの間に配置されポリテトラフルオロエチレンを材質にしたバッファ部をさらに有することを特徴とする請求項15に記載の化学機械的研磨装置。
- 前記スライドリングは前記メンブレインの区画部が挿入される溝を有し、
前記溝はその内部に挿入された前記メンブレインの区画部が逸脱することを防止するため、下部と、前記下部から延長され前記下部より広い断面積を有する上部とからなることを特徴とする請求項15に記載の化学機械的研磨装置。
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