KR100385373B1 - 가변 연마력 웨이퍼 캐리어 헤드를 구비하는 반도체웨이퍼 연마 장치 - Google Patents

가변 연마력 웨이퍼 캐리어 헤드를 구비하는 반도체웨이퍼 연마 장치 Download PDF

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Abstract

반도체 웨이퍼 연마 장치용 캐리어 헤드는 복수의 개방 유체 채널을 갖춘 주요 표면을 구비하는 강성 플레이트를 포함한다. 가요성 웨이퍼 캐리어 박막은 반도체 웨이퍼와 접촉하기 위한 다공 웨이퍼 접촉 섹션과, 이러한 웨이퍼 접촉 섹션 둘레로 연장하는 벨로우즈를 구비한다. 플레이트의 주요 표면과 보유 링 사이에는 벨로우즈상의 플랜지가 끼어 있으며 보유 부재가 강성 플레이트에 고정되어 있어서, 웨이퍼 캐리어 박막과 강성 플레이트 사이에 공동을 형성한다. 강성 플레이트에는 유체 도관이 연결되어 진공원과 가압 유체원이 선택적으로 공동에 연결되게 한다. 다른 웨이퍼 캐리어 박막은 웨이퍼 캐리어 박막에 의해 형성된 공동에 대해 내부로 위치하며, 강성 플레이트에 대해 다른 공동을 형성한다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막의 공동에 다른 유체 도관이 연결되며, 이러한 유체 도관은 내부 웨이퍼 캐리어 박막이 웨이퍼 접촉 섹션과 접촉하게 하도록 선택적으로 가압된다.

Description

가변 연마력 웨이퍼 캐리어 헤드를 구비하는 반도체 웨이퍼 연마 장치{SEMICONDUCTOR WAFER POLISHING APPARATUS WITH A VARIABLE POLISHING FORCE WAFER CARRIER HEAD}
웨이퍼상에 전기 회로층을 형성시키는 연속 프로세스 단계를 실행하기 전에 매끄럽고 평탄한 마감질을 달성하도록 반도체 웨이퍼를 연마(polishing)한다. 종래의 여러 시스템은 웨이퍼를 캐리어에 고정시키고 캐리어를 회전시켜서, 회전하는 웨이퍼와 회전하는 연마 패드를 접촉하도록 위치시킴으로써 연마를 실행한다. 이러한 연마 공정동안 이용하기 위한 여러 유형의 웨이퍼 캐리어가 충분히 공급된다. 연마 패드에는 일반적으로 액체 부유식 연마 마모제를 포함하는 습윤 연마 슬러리(wet polishing slurry)가 적용된다. 연마 공정동안, 회전하는 웨이퍼와 회전하는 연마 패드 사이에는 하방 연마 압력이 적용된다. 이러한 시스템은 반도체 웨이퍼 표면을 적절히 연마하도록 웨이퍼 캐리어와 연마 패드가 완전히 평행하게 배열되어야 한다.
종래에 웨이퍼 캐리어는 연마되는 표면과 대향하는 웨이퍼의 표면이 부합하지 않는 경성 평플레이트(hard flat plate)였다. 결과적으로, 캐리어 플레이트는 웨이퍼 전체 영역에 걸쳐, 특히 웨이퍼의 에지에 일정한 연마 압력을 적용할 수 없었다. 이러한 문제를 극복하려는 시도에서, 경성 캐리어 플레이트를 보다 연성의 캐리어 박막으로 덮었다. 이러한 캐리어 박막의 목적은 일정한 연마를 돕도록 웨이퍼의 배면(back surface)에 일정한 압력을 전달하는 것이다. 이러한 박막은 캐리어 플레이트와 웨이퍼 배면 사이에 표면 불규칙성을 보충하며, 또한 웨이퍼의 배면상에 최소한의 오염물질을 수용하게 되었다. 이러한 오염물질은 상술한 캐리어 박막의 부재시 고압 영역을 발생시킬 수 있다. 불행하게도, 이들 박막은 제한된 가요성을 가지며 부분적으로만 효과적이었으며 반복사용 후에 세팅되는 경향이 있었다. 특히, 이러한 세팅은 반도체 웨이퍼의 에지에 상당한 악영향을 끼쳤다.
반도체 웨이퍼를 연마하기 위해 종래의 장치를 이용할 때, 다른 역효과로서는 반도체 웨이퍼의 에지에 인접한 환형 영역(annular region)에 보다 큰 마모가 발생한다는 것이었다. 이러한 에지 효과는 2가지의 주요 요인으로부터 기인하는 것인데, 이들 2가지의 주요 요인은, 웨이퍼 표면 위로 연마 속도가 일정하다고 가정할 때, (1) 압력 변화(공칭 연마 압력(nominal polish pressure)으로부터)와, (2) 연마 패드와 반도체 웨이퍼의 에지 사이의 상호작용이다.
후자의 요인은 웨이퍼를 연마 패드 안으로 가압하는 캐리어 압력으로 인한 것이다. 따라서, 연마 패드는 웨이퍼 아래로 가압되며 정상 두께를 벗어나 팽창되었다. 웨이퍼의 리딩 에지(leading edge)가 연마 패드의 새로운 섹션 위로 주행함에 따라, 이러한 리딩 에지가 연마 패드를 하향으로 가압할 필요가 있었다. 결과적으로, 각각의 웨이퍼의 외부 환형 영역이 마모되어 전기 회로 조립에 이용될 수 없었다. 전기 회로 조립에 대해 웨이퍼의 전체 영역을 이용하는 것이 바람직하다.
반도체 웨이퍼를 연마하기 위해 종래의 장치를 이용하는데 있어서 또 다른 문제점은 웨이퍼 중심 근처에서의 재료의 제거율이 보다 저속화된다는 것이다(일부 당업자가 "센터 슬로우(center slow)"라고 일컫는 효과). 보다 구체적으로, 웨이퍼로부터 산화막층과 같은 박막층을 제거하는 경우, 생성 산화 두께는 웨이퍼의 다소 주변 영역과 대향하는 웨이퍼의 중심에 보다 가까와 졌다. 화학 기계적 연마(CMP) 후의 웨이퍼 표면상의 산화물 형상은 웨이퍼의 중심 근처에 산화물의 가장 두꺼운 부분이 위치하는 돔형상과 유사하다. 따라서, 상술한 다른 결점뿐만 아니라 센터 슬로우 문제를 해결하는 웨이퍼 캐리어 헤드 구성을 포함하는 개선된 반도체 웨이퍼 연마 장치를 제공할 필요가 있었다.
본 발명은 반도체 프로세싱 장비에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 화학 기계적 평탄화 동안 반도체 웨이퍼를 유지하기 위한 캐리어에 관한 것이다.
도 1은 웨이퍼 캐리어를 관통하는 직경의 단면도이다.
도 2는 강성 플레이트의 저면도이다.
도 3은 가요성 웨이퍼 캐리어 박막을 상세히 나타내는 도 1의 섹션의 확대 단면도이다.
도 4는 반도체 웨이퍼를 처킹시킨 캐리어를 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 웨이퍼 캐리어를 관통하는 직경 단면도이다.
도 5는 웨이퍼 캐리어 박막과 관련한 공동의 가압을 나타내는 도 4의 웨이퍼 캐리어의 직경 단면도이다.
도 6은 두 박막과 관련한 공동(cavity)의 가압을 나타내는 도 4의 웨이퍼 캐리어의 직경 단면도이다.
도 7은 본 발명의 웨이퍼 캐리어의 다른 실시예를 나타내는 직경 단면도이다.
도 8은 본 발명의 웨이퍼 캐리어의 다른 실시예를 나타내는 직경 단면도이다.
도 9a는 도 4의 웨이퍼 캐리어의 일부분을 나타내는 직경 단면도이다.
도 9b는 캐리어의 강성 플레이트의 저면도이다.
본 발명의 전체적인 목적은 반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 개선된 웨이퍼 캐리어 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 웨이퍼의 전체 영역에 걸쳐 일정한 압력을 적용하는 캐리어 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체 웨이퍼의 배면과 접촉하여 이러한 배면의 임의의 불규칙성에 부합하는 캐리어상의 표면을 제공하는 것이다. 캐리어 플레이트의 표면은 반도체 웨이퍼의 배면의 최소한의 불규칙성조차에도 부합하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래의 캐리어에 의해 발생되는 것과 같은 반도체 웨이퍼 에지에 인접한 보다 큰 부식을 제거하는 캐리어 플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 센터 슬로우 또는 다른 까다로운 제거 형상을 교정하도록 반도체 웨이퍼의 영역 위로 비정형이지만 제어된 압력을 적용하는 캐리어 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적과 다른 목적은 주요 표면을 갖춘 강성 플레이트를 포함하는, 반도체 웨이퍼 연마 장치용 캐리어 헤드에 의해 만족된다. 연성의 유연한 재료의 웨이퍼 캐리어 박막은 반도체 웨이퍼와 접촉하는 웨이퍼 접촉 섹션을 구비한다. 이러한 웨이퍼 캐리어 박막은 강성 플레이트에 연결되어 있으며, 사이에 제 1 공동을 형성하는 주요 표면의 적어도 일부분을 가로질러 연장한다. 웨이퍼 캐리어 박막의 웨이퍼 접촉 섹션 둘레로 강성 플레이트에 보유 부재가 고정된다. 제 1 유체 도관은 압축 유체가 제 1 공동으로 연결되게 한다. 여기에 사용된 바와 같은 "압축(pressurized)"이라는 용어는 임의의 원하는 정압(positive pressure)으로 유체를 가압하거나 진공을 제공한다는 것을 의미한다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막도 제공되며, 연성의 가요성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 내부 웨이퍼 캐리어 박막은 웨이퍼 캐리어 박막의 웨이퍼 접촉 섹션의 배면 또는 내부면과 접촉하기 위한 섹션을 포함하며, 내부 웨이퍼 캐리어 박막은 강성 플레이트에 연결되어 주요 표면의 적어도 일부분을 가로질러 연장하고, 이에 의해 주요 표면 사이에 제 2 공동을 형성한다. 압축 유체 공급원을 제 2 공동에 연결시키는 제 2 유체도관이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 플레이트의 주요 표면은 복수의 개방 채널을 구비하며, 이러한 개방 채널은 플레이트와 박막 사이에 유체의 유동을 돕는다. 예컨대, 주요 표면은 방사상으로 연장하는 복수의 채널에 의해 상호연결되는 복수의 동심 환형 채널(concentric annular channels)을 구비한다.
웨이퍼 캐리어 박막의 바람직한 실시예에서, 벨로우즈에 의해 웨이퍼 캐리어 박막의 에지에 웨이퍼 접촉 섹션이 연결되어 있으며, 밸로즈로부터 플랜지가 외측으로 연장한다. 이러한 플랜지는 공동을 형성하도록 주요 표면과 보유 부재 사이에 끼어 있다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막의 바람직한 실시예는, 웨이퍼 캐리어 박막의 웨이퍼 접촉 섹션의 배면 또는 내부면과 접촉하는 중심 섹션과, 중심 섹션에 대해 에지에서 연결되는 벨로우즈와, 그리고 이러한 벨로우즈에 연결되어 벨로우즈로부터 외측으로 연장하는 플랜지를 포함하는 박막을 포함하며, 상기 플랜지는 주요 표면과 잠금 부재 사이에 제 2 공동을 형성하도록 주요 표면과 잠금 부재 사이에 끼어 있다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막의 다른 실시예는: 1)웨이퍼 캐리어 박막의 웨이퍼 접촉 섹션의 배면와 접촉하는 중심 섹션과, 중심 섹션에 연결되어 중심 섹션으로부터 상방으로 연장하는 경사진 섹션과, 그리고 이러한 경사진 섹션에 연결되어 이들 사이에 공동을 형성하도록 외부 섹션의 둘레로 강성 플레이트에 밀봉가능하게 연결되어 있는 외부 섹션을 포함하는 단일 박막과, 2)웨이퍼 캐리어 박막의 웨이퍼 접촉 섹션의 배면과 접촉하는 중심 섹션을 포함하는 풍선형 박막(ballon-like membrane)을 포함한다.
연마하는 동안, 공동은 유체에 의해 가압되며, 웨이퍼 캐리어 박막의 웨이퍼 접촉 섹션이 인접 연마 패드 안으로 반도체 웨이퍼 푸싱 웨이퍼(semiconductor wafer pushing wafer)에 대항하는 힘을 작용하게 한다. 웨이퍼 캐리어 박막은 매우 얇고, 연성이며 매우 유연하기 때문에, 연마되는 표면과 대향하는 반도체 웨이퍼의 배면에 부합(conform)한다. 웨이퍼 표면의 미세한 변화조차에도 부합하므로써, 웨이퍼 표면의 흠(defects)에 의해 야기된 포인트 압력을 감소시켜서 일정한 연마가 이루어진다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막의 실시예 중 하나를 이용하여, 웨이퍼 캐리어 박막의 웨이퍼 접촉 섹션의 배면까지 적절한 압력을 적용하므로써, 웨이퍼 중심 근처의 국부 압력이 증가할 수도 있으며, 이에 의해 센터 슬로우 문제를 완화시킨다.
보유 부재의 하부 에지는 연마 패드와 접촉하며 연마되는 반도체 웨이퍼 표면과 거의 동일평면이다. 이러한 동일평면 관계와, 보유 부재의 내경과 반도체 웨이퍼의 외경 사이의 매우 작은 간극(gap)은 종래의 연마 기술이 가지고 있던 에지 마모 효과를 상당히 최소화시킨다. 반도체 웨이퍼의 에지에 도달하기 전에 보유 부재는 연마 패드를 사전 압축한다. 보유 부재와 반도체 웨이퍼 에지 사이의 매우 작은 간극만으로, 종래의 기술이 가지고 있던 에지 마모 효과를 발생시키도록 하는 간극이라는 점에서 연마 패드가 거의 팽창하지 않는다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 장점 및 양상은 다음의 상세한 설명에서 명확해 질 것이다. 상세한 설명에서, 본 명세서의 일부분을 형성하는 첨부 도면에 대한 도면 부호를 명기하며 본 발명의 바람직한 실시예를 예시한다. 이러한 실시예는 본 발명의 권리범위 전체를 나타내는 것은 결코 아니며, 도면 부호는 본 발명의 권리범위를 해석하기 위해 여기에서 청구범위를 위해 청구범위에 대해 명기된다.
이제 도면을 참조하면, 동일 도면 부호는 다수의 도면 전체에 걸쳐 대응하는 부재를 나타낸다. 보다 구체적으로 도 1을 참조하면, 반도체 웨이퍼 연마 장치는 스핀들 샤프트(spindle shaft)(12)상에 장착된 캐리어 헤드(carrier head)(10)를 구비하는데, 이러한 스핀들 샤프트(12)는 짐벌 조립체(gimbal assembly)(도시 안함)에 의해 회전 구동 메카니즘에 연결되어 있다. 스핀들 샤프트(12)의 단부(end)는 강성 캐리어 플레이트(rigid carrier plate)(14)에 고정 연결되어 있으며, 스핀들 샤프트(12)와 캐리어 플레이트(14) 사이에 유체가 누출되는 것을 방지하도록 탄성 밀봉 링(16)이 이들 사이에 설치되어 있다. 캐리어 플레이트(14)는 평편한 상부면(18)과 평행한 하부면(20)을 구비한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 캐리어 플레이트(14)의 하부면(20)은 내부에 복수의 홈(groove)을 구비한다. 구체적으로, 하부면(20)은 직경을 증가시키기 위해 3개의 서로 이격된 동심 환형 홈(23,24,25)을 구비하는 중심 오목부(22) 영역을 구비한다. 환형 오목부(26)는 하부면(20)의 주변 에지 둘레로 연장한다. 4개의 축방향 홈(31,32,33,34)은 중심 오목부(22)로부터 동심 환형 홈(23,24,25) 각각을 통하여 환형 오목부(26)로 90도 간격으로 연장한다. 따라서, 환형 홈(23,24,25), 중심 오목부(22) 및 주변 오목부(26) 각각은 축방향 홈(31,32,33,34)을 통하여 서로 연통해 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 스핀들 샤프트(12)를 수용하는 상부면(18)상으로 중심 오목부(22)로부터 캐리어 플레이트(14)를 통하여 4개의 구멍(36)이 연장한다. 구멍(36)은 스핀들 샤프트(12)의 단부를 통하여 구멍(38)과 연통하여, 스핀들 샤프트(12)의 중심 보어(39)를 통하여 캐리어 플레이트(14)의 밑면으로 통로를 제공한다.
주변 오목부(26)에서 보유 링(retaining ring)(40)이 캐리어 플레이트(14)의 하부면(20)에 고정되어 있다. 이러한 보유 링(40)은 구멍 내부에 수용되는 복수의 캡 스크류(cap screws)(42)에 의해 고정되는데, 구멍(44)은 캐리어 플레이트(14)의 주변 오목부(26) 안으로 개방되어 있다. 캐리어 플레이트(14) 아래에 가요성 다아아프램(flexible diaphragm)을 형성하도록 캐리어 플레이트(14)와, 캐리어 플레이트(14)의 하부면(20)을 가로질러 신장하는 보유 링(40) 사이에 원형 웨이퍼 캐리어 박막(46)이 유지되어 있다. 몇 가지의 임의의 연질, 탄성 물질의 얇은 시트(thin sheet)를 이용할 수도 있지만, 원형 웨이퍼 캐리어 박막(46)은 주형 폴리우레탄(molded polyurethane)으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 원형 웨이퍼 캐리어 박막(46)은 단일 시트 안으로 연결되는 몇 가지의 연질, 탄성 물질의 시트로 이루어질 수도 있다.
도 3을 참조하면, 가요성 원형 웨이퍼 캐리어 박막(46)은 비교적 평탄한 원형 웨이퍼 접촉 섹션(48)을 구비하는데, 이러한 원형 웨이퍼 접촉 섹션(48)을 통하여 복수의 구멍(50)이 연장된다. 원형 웨이퍼 접촉 섹션(48)은 0.5 mm 내지 3.0 mm의 두께, 예컨대 1.0mm 두께이다. 원형 웨이퍼 접촉 섹션(48)은 벨로우즈 부분(bellows portion)(54)을 구비하는 환형 림(52)과 인접하여, 캐리어 플레이트(14)의 바닥면(20)과 박막(46)의 웨이퍼 접촉 섹션(48)의 배면 사이에 위치하는 공간의 변화가 가능하게 한다. 웨이퍼 접촉 섹션(48)으로부터 환형 림(52)의 대향하는 에지는 외측으로 연장하는 플랜지(flange)(56)를 구비하는데, 이러한 플랜지(56)는 캡 스크류(42)의 작용력으로 인해 캐리어 플레이트(14)의 주변 오목면과 보유 링(40) 사이에 압착된다.
반도체 웨이퍼를 프로세스하기 위해, 캐리어 헤드(10)는 웨이퍼 저장 영역 위로 이동되어 반도체 웨이퍼(60)상에 하강된다. 스핀들 샤프트(12)는 회전 커플링식 밸브(도시 안함)에 의해 진공원에 연결되어 있다. 캐리어 헤드가 반도체 웨이퍼(60) 위에 위치해 있으면서, 진공 밸브는 캐리어 플레이트(14)와 웨이퍼 캐리어 박막(46) 사이에 형성된 공동(58)을 소개(evacuate)하도록 개방되어 있다. 이러한 작동은 웨이퍼 캐리어 박막(46)의 작은 홀(hole)(50)을 통하여 공동(58) 안으로 공기를 드로잉(drawing)해서, 웨이퍼 캐리어 박막(46)에 대하여 반도체 웨이퍼를 끌어 들이는 흡입을 발생시킨다. 챔버(58)의 소개는 캐리어 플레이트(14)의 바닥면(20)에 대하여 박막(46)이 끌어당겨지게 하지만, 캐리어 플레이트(14)의 바닥면(20) 내의 홈(23 내지 34)의 형상은 표면이 박막(46)의 홀(50)을 통하여 공기를 연속하여 드로잉하기 위한 통로를 제공하여 캐리어 헤드(10)에 대하여 반도체 웨이퍼(60)를 유지한다. 보유 링(40)의 내경은 반도체 웨이퍼(60)의 외경보다 큰 5mm미만(바람직하게 1mm 내지 2mm 미만)이다.
이후, 캐리어 헤드(10)와 로딩된 반도체 웨이퍼(60)는, 도 1에 도시한 바와 같이 표준식 회전 플래튼(standard rotating platen)상에 장착되어 있는 종래의 반도체 웨이퍼 연마 패드(62)위로 이동된다. 캐리어 헤드(10)가 하강하여, 웨이퍼(60)가 연마 패드(62)의 표면과 접촉한다. 다음에, 진공원의 밸브가 폐쇄되어 압축 유체가 스핀들 샤프트(12)의 보어(39) 안으로 인도된다. 이러한 유체는 반도체 웨이퍼(60)의 표면과 반응하지 않는 건조 기체 또는 질소와 같은 가스인 것이 바람직하지만, 탈이온화된 물과 같은 액체를 이용할 수도 있다. 유체는 보어(39)로부터 구멍(38)을 통하여 캐리어 플레이트(14)의 바닥면(20)의 홈(23 내지 34) 형상 안으로 유동하여, 캐리어 플레이트(14)와 가요성 웨이퍼 캐리어 박막(46) 사이의 공동(58)을 충진한다. 이러한 작동은 공동(58)을 팽창시켜서 웨이퍼 캐리어 박막(46)의 벨로우즈(54)를 팽창시키며 반도체 웨이퍼(60)에 대하여 압력을 적용한다. 유체는 15psi(바람직하게 0.5psi 내지 10psi)미만으로 가압될 수도 있으며, 반도체 웨이퍼(60)와, 연마 패드(62)에 적용되는 연마제에 따라 정확한 압력을 가진다. 유체로부터의 압력은 공동(54) 전체에 걸쳐서 고르게 분포되어, 반도체 웨이퍼(60)상에 고른 하향력을 작용한다.
박막(46)은 매우 얇기 때문에, 반도체 웨이퍼(60)의 상부면 또는 배면에 부합한다. 이러한 박막(46)은 연질이며 매우 유연하여 웨이퍼 표면의 미세한 변화에도 부합한다. 이 결과, 박막(46)이 반도체 웨이퍼(60)의 배면상에 최소면 오염에도 부합하기 때문에 캐리어 박막은 웨이퍼(60)와 박막(46) 사이에 위치할 필요가 없다.
연마 공정동안, 캐리어 헤드(10)는 기계적으로 하향 가압되어 보유 링(40)이 연마 패드(62)를 내리 누른다. 연마 패드(62)와 접촉하는 보유 링(40)의 하부 에지(65)는 연마되는 반도체 웨이퍼 표면과 거의 동일 평면이다. 이러한 동일 평면 관계와, 보유 링(40)의 내경과 반도체 웨이퍼(60)의 외경 사이의 매우 미세한차(5mm 미만)는 종래의 연마 기술과 비교하여 에지 마모 효과를 상당히 최소화 시킨다. 반도체 웨이퍼(60)가 연마 패드(62)에 대항하여 회전하면서, 반도체 웨이퍼(60)의 에지에 의해 연마 패드(62)가 하향 압력을 받아서 이러한 마모 효과가 발생했다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 캐리어 조립체의 보유 링(40)은 연마 패드(62)를 내리 누르고 있으면서, 보유 링(40)과 반도체 웨이퍼(60)의 에지 사이에 매우 작은 간극이 존재하기 때문에, 연마 패드(62)는 이러한 간극에서 현저하게 팽창하지 않는다. 이에 의해, 종래에 발생했던 심각한 에지 마모 효과를 제어한다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 캐리어 헤드(10)는 반도체 웨이퍼의 전체 영역을 가로질러서 상당히 일정한 연마 압력을 적용한다. 일체형 벨로우즈(54)를 구비하는 웨이퍼 캐리어 박막(46)이 극도의 가요성과 연성을 가지기 때문에 캐리어 박막(46)이 반도체 웨이퍼(60)의 표면상의 작은 방해물에 반응하게 한다. 이러한 방해물은 패드 변화, 패드의 컨디셔닝(conditioning), 및 슬러리 유동비(slurry flow rates)와 같은 연마 프로세스의 일부 양상에 의해 발생될 수도 있다. 따라서, 가요성 웨이퍼 캐리어 박막(46)은 이러한 편차를 자동적으로 보상할 수 있으며 반도체 웨이퍼(60)와 연마 패드(62) 사이에 일정한 압력을 제공한다. 이들 방해물과 연관된 임의의 에너지는 반도체 웨이퍼(60)의 국부 연마비를 증가시키는 대신 웨이퍼 캐리어 박막(46) 뒤로 공동(58)내의 유체에 의해 흡수된다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 반도체 웨이퍼 연마 장치는 스핀들 샤프트(102)상에 장착되는 캐리어 헤드(100)를 구비하는데, 이러한 스핀들 샤프트(102)는 짐벌조립체(도시 안함)에 의해 회전 구동 메카니즘에 연결되어 있다. 스핀들 샤프트(102)의 단부는 강성 캐리어 플레이트(110)에 고정 연결되며, 스핀들 샤프트(102)와 캐리어 플레이트(110) 사이에 유체가 누출되는 것을 방지하도록 가요성 밀봉 링(114)이 이들 사이에 위치한다. 강성인 단단한 특성을 가지는 다른 재료를 이용할 수도 있지만, 캐리어 플레이트(110)는 스테인레스 강으로 이루어지는 것이 바람직하다. 단일 마찰식 끼워맞춤, 또는 당업자에게 널리 공지된 다른 임의의 부착 수단을 이용하여 스핀들 샤프트(102)를 캐리어 플레이트(110)에 부착할 수도 있다. 또한, 임의의 적합한 재료로 이루어질 수도 있지만, 스핀들 샤프트(102)는 스테인레스 강으로 이루어지는 것이 바람직하다. 스핀들 샤프트(102)와 캐리어 플레이트(110) 사이에는 버튼 부재(button member)(106)가 제공된다. 이러한 버튼 부재(106)는 임의의 다른 적절한 재료로 이루어질 수도 있지만, 플라스틱 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 버튼 부재(106)와 스핀들 샤프트(102) 사이에는 추가의 가요성 밀봉 링(116)이 제공된다. 캐리어 플레이트(110)는 평편한 상부면(119)과 평행한 하부면(118)을 구비한다.
튜브(tubing)(107a,107b)는 제 1 가압 공급원(pressurizing source)(도시 안함)으로부터 캐리어 플레이트(110)에 연결된 패스너(132)로 작동하는 제 1 도관(conduit)을 포함한다. 제 1 가압 공급원은 튜브(107a,107b) 내부에 조절된 압력 또는 진공을 제공하는 임의의 종래의 시스템을 포함한다. 다른 도관은 튜브(104), 채널(108) 및 구멍(112)을 포함한다. 튜브(104)의 일단은 제 2 가압 공급원(도시 안함)에 연결되어 있는데, 이러한 제 2 가압 공급원은 튜브(104) 내부의 유체에 조절된 압력 공급을 제공하는 임의의 종래 시스템을 포함한다. 튜브(104)의 대향하는 단부는 버튼 부재(106) 내부의 채널(108)에 연결되어 있다. 바람직한 실시예에서, 버튼 부재(106)에는 4개의 분리된 채널(108)이 존재하지만, 도면에 가상선으로 도시된 2개만의 채널(108)과 다른 수의 채널(108)도 가능하다. 제 2 도관 경로를 완성하도록 채널(108)이 구멍(112)과 교차한다. 튜브(107a,107b,104)는 임의의 종래의 튜브, 바람직하게 가요성의 공기 및 유압식 시스템에 이용하기 위한 튜브를 포함한다. 패스터(148)를 이용하여 캐리어 플레이트(110)에 커버(146)가 연결되어 있다. 커버(146)는 외부 파편으로부터 캐리어(100)의 내부 구성 요소를 보하한다.
보유 부재(140)와 캐리어 플레이트(110) 사이에 웨이퍼 캐리어 박막(134)의 플랜지(138)를 클램핑(clamping)하므로써, 웨이퍼 캐리어 박막(134)이 캐리어 플레이트(110)에 연결되어 있다. 패스너(142)를 이용하여 캐리어 플레이트(110)가 보유 부재(140)에 연결되어 있다. 웨이퍼 캐리어 박막(134)은 웨이퍼 캐리어 박막(134)의 위치(133)와 위치(135) 사이에 중심에 위치한 웨이퍼 접촉 섹션을 포함한다. 따라서, 웨이퍼 접촉 섹션은 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 중심으로 위치한 원형부를 포함한다. 이러한 웨이퍼 접촉 섹션은 이들 사이에 복수의 구멍(144)을 포함한다. 여기에서는 2개의 구멍(144)을 도시하지만 다소의 개구가 이용될 수 있다. 웨이퍼 캐리어 박막(134)은 또한 박막의 플랜지(138)와 웨이퍼 접촉 섹션의 에지 사이에 연결되어 있는 벨로우즈(136)를 포함한다. 공동(154)은 웨이퍼 캐리어 박막(134) 및 캐리어 플레이트(110)와 인접한다. 웨이퍼 캐리어 박막(134)은몇 가지의 임의의 연질, 탄성 재료의 얇은 시트를 이용할 수도 있지만 주형 폴리우레탄으로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 4 내지 도 8의 웨이퍼 캐리어 박막(134)은 도 1 내지 도 3의 웨이퍼 캐리어 박막과 거의 유사한 것이 바람직하다. 따라서, 웨이퍼 캐리어 박막(134)은 단일 연질, 탄성 시트안으로 연결된 복수의 시트의 재료로 이루어질 수도 있다.
잠금 부재(128)와 캐리어 플레이트(110) 사이에 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)의 플랜지(126)를 클램핑하므로써 캐리어 플레이트(110)에 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)이 연결되어 있다. 커넥터(130)에 의해 캐리어 플레이트(110)에 잠금 부재(128)가 연결되어 있다. 위치(123)와 위치(125) 사이의 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)의 섹션은 웨이퍼 캐리어 박막(134)의 웨이퍼 접촉 섹션의 배면 또는 내면을 접촉시키기 위한 것이다. 이러한 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)의 섹션은 원형이며 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)에 대해 중심이다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)은 또한 박막의 중심 섹션과 플랜지(126) 사이에 위치하는 벨로우즈(124)를 포함한다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)과 캐리어 플레이트(110) 사이에는 추가의 공동(120)이 형성되어 있다. 따라서, 공동(120)은 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 의해 형성된 공동 내에 포함된다. 또한, 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)은 임의의 몇 가지의 연질, 탄성 재료의 얇은 시트를 이용할 수도 있지만 주형 폴리우레탄으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)에 대해 단일 연질, 탄성 시트에 재료의 복수의 시트를 연결할 수도 있다. 웨이퍼 캐리어 박막(134), 연마 패드(152) 및 보유 부재(140)와 반도체 웨이퍼(150)가 인접한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 캐리어 헤드(100)의 2개의 상이한 실시예를 도시하였는데, 이들 두 실시예는 도 4 내지 도 6에 도시된 캐리어 헤드(100)의 실시예와 유사하다. 도 4 내지 도 7을 참조하면, 도 4의 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)은 도 7에서 엘라스토머(elastomer)(254)로 대체되었다. 엘라스토머(254)는 도 4에서의 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)의 벨로우즈와 플랜지 배열을 구비하지 않는다. 일반적으로, 엘라스토머(254)는 독특한 형상을 가진다. 구체적으로, 엘라스토머(254)는 웨이퍼(150)와 거의 평행한 주변부(254a)를 가진다. 이러한 주변부(254a)는 잠금 부재(128)와 캐리어 플레이트(110) 사이에 클램핑된다. 엘라스토머(254)의 주변으로부터 내부로 이동하면서 엘라스토머 섹션(254b)은 주변부(254a)에 대해 하향으로 경사지도록 가늘어진다. 엘라스토머 섹션(254b)이 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 접근하면서, 섹션(254c)은 주변부(254a)와 거의 평행하다. 또한, 섹션(254c)은 웨이퍼 캐리어 박막(134)의 내부면과 거의 접촉한다. 엘라스토머(254)는 주형 폴리우레탄으로 이루어지는 것이 바람직하지만 몇 가지의 임의의 연질, 탄성 재료의 얇은 시트를 실행할 수도 있다. 유사하게, 엘라스토머(254)에 대해 복수의 재료의 시트가 단일 연질, 탄성 시트 안으로 연결될 수도 있다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 도 4의 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)이 도 8에서 풍선형 박막(balloon-like membrane)으로 대체되었다. 풍선형 박막(156)은 캐리어 플레이트(110)에 연결되고, 및/또는 임의의 종래의 방식을 이용하여 튜브(104)로부터 공급된 중심 도관으로 연결될 수도 있다. 풍선형 박막(156)은 임의의 몇 가지 연질, 탄성 재료의 얇은 시트를 이용할 수도 있지만 주형 폴리우레탄으로 형성되는 것이 바람직하다. 풍선형 박막(156)은 또한 단일 시트 안으로 접합된 몇 가지의 연질, 탄성 시트의 재료 중에서 제조될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 캐리어 플레이트(110)의 하부면(118)의 저면도를 도시한다. 도 9a의 직경 단면도는 도 9b에 도시된 래이아웃(layouts)을 이해하는데 도움이 된다. 캐리어 플레이트(110)의 하부면(118)은 내부에 복수의 홈을 구비한다. 이러한 하부면(118)은 복수의 볼록부(118a,118b,118c,118d)를 구비한다. 직경을 증가시키기 위해 3개의 서로 이격된 동심 환형 홈(164,166,168)을 포함한다. 하부면(118)의 볼록부(118d)를 환형 오목부(170)가 둘러싼다. 이러한 환형 오목부(170)는 잠금 부재(128)(도 4 내지 도 8 참조)를 연결하기 위한 복수의 구멍(176)을 포함한다. 볼록부(186)는 환형 오목부(170)와 인접한다. 이러한 볼록부(186)는 압력원 또는 진공원이 공동(154)으로 공급하는 복수의 구멍(188)을 포함한다. 환형 오목부(190)는 보유 부재(140)를 연결하기 위해 패스너(142)를 수용하기 위한 복수의 구멍(192)을 포함한다. 하부면(118)의 중심 볼록부(118a)는 튜브(104)(도 4 내지 도 8 참조)와 유체적 연통하는 복수의 구멍(112)을 포함한다. 축방향 홈(170 내지 176)은 볼록면(118a)으로부터 표면(118d)까지 통해 있다. 축방향 홈(170 내지 176)의 깊이는 환형 홈(164 내지 168)의 깊이를 초과하는 것이 바람직하다. 튜브(104) 및 채널(108)로부터 공급된 압축 유체는 구멍(112)과 유체적으로 연통하며, 축방향 홈(170 내지 176) 및 환형 홈(164 내지 168)과 유체적 연통하여, 공동(120)의 가압화를 허용한다. 추가의 축방향 홈(178 내지 184)을 볼록면(186)에 도시한다. 축방향 홈(178 내지 184)은 축방향(170 내지 176)과 연통하지 않는다. 따라서, 튜브(107)와 구멍(188)을 통하여 공급된 압축 유체 또는 진공은 공동(154)과 연통한다.
반도체 웨이퍼(150)를 프로세싱하기 위해, 캐리어 헤드(100)가 웨이퍼 저장 영역 위로 이동하여 반도체 웨이퍼(150)상에 하강한다. 웨이퍼(150)는 또한 개별 로봇 웨이퍼 이송 아암에 의해 로딩될 수도 있다. 스핀들 샤프트(102)는 회전 연결식 밸브(도시 안함)에 의해 진공원에 연결되어 있다. 캐리어 헤드(100)가 반도체 웨이퍼(150)에 위치해 있으며, 진공 밸브는 캐리어 플레이트(110)와 웨이퍼 캐리어 박막(134)사이에 형성된 공동(154)을 소개시키도록 개방된다. 이러한 작동은 웨이퍼 캐리어 박막(134)의 작은 구멍(144)을 통하여 공동(154)안으로 공기를 드로잉해서 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 대하여 반도체 웨이퍼(150)를 끌어당기는 흡입을 발생시킨다. 이러한 프로세스를 당업자는 "처킹(chucking)"라고 하며, 도 4에 도시되어 있다. 공동(154)의 소개는 웨이퍼 캐리어 박막(134)이 볼록면(186)에 대하여 끌어당겨지게 하지만, 표면(186)의 축방향 홈(178 내지 184)의 형상은 박막(134)의 구멍(144)을 통하여 공기를 연속해서 드로잉하기 위한 통로를 제공해서, 캐리어 헤드(100)에 대하여 반도체 웨이퍼(150)를 유지시킨다. 축방향 홈(178 내지 184)를 이용하지 않고서는 효과적인 처킹이 보다 적게 실행된다. 보유 부재(140)의 내경은 반도체 웨이퍼(150)의 외경보다 큰 5mm미만(바람직하게 1mm 내지 2mm 미만)임을 주지해야 한다.
이후, 캐리어 헤드(100)와 처킹된 웨이퍼(150)는 종래의 반도체 웨이퍼 연마패드(152) 위로 이동되며, 표준식 회전 플래튼(도시 안함)상에 장착된다. 캐리어 헤드(100)가 하강하여, 웨이퍼(150)가 연마 패드(152)의 표면과 접촉하게 한다. 다음에, 진공 공급원에 대한 밸브가 폐쇄되며, 압축 유체가 스핀들 샤프트(102)의 튜브(107a,107b) 안으로 도입된다. 이러한 유체는 반도체 웨이퍼(150)의 표면과 반응하지 않는 건조 기체 또는 질소와 같은 가스가 바람직하지만, 탈이온화된 물과 같은 액체를 이용할 수도 있다. 이러한 압축 유체는 튜브(107a,107b)를 통하여, 그리고 도관 패스너(132)를 통하여, 공동(154) 안으로 유동한다. 이후, 압축 유체는 웨이퍼 캐리어 박막(134)의 내부면에 대항하는 힘을 발생시키는데, 이러한 힘은 벨로우즈(136)를 팽창하게 하고, 이에 의해 반도체 웨이퍼(150)에 대항하는 하향력이 적용되며, 연마 패드(152)와 플래튼에 의해 지지된다. 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 대항하는 반도체 웨이퍼의 대향력은 구멍(144)을 밀봉시키고, 따라서 공동(154)을 밀봉시킨다. 유체로부터의 압력은 공동(154) 전체에 걸쳐서 고르게 분포하여 반도체 웨이퍼(150)상에 고른 하향력을 작용한다. 튜브(107a,107b)를 통하여 공급된 압력을 조절하므로써, 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 의해 반도체 웨이퍼(150)에 대항하여 적용된 거의 일정한 하향력이 제어된다. 유체는 15psi미만(바람직하게 0.5psi 내지 10psi)으로 가압될 수도 있으며, 반도체 웨이퍼(150)와 연마 재료의 특성에 따라서 정확한 압력이 연마 패드(152)에 적용된다.
웨이퍼 캐리어 박막(134)은 매우 얇기 때문에, 반도체 웨이퍼(150)의 상부면 또는 배면에 따라 부합한다. 웨이퍼 캐리어 박막(134)은 웨이퍼 표면의 최소한의 변화조차에도 부합하도록 연질이며 매우 유연하다. 이 결과, 웨이퍼 캐리어박막(134)이 반도체 웨이퍼(150)의 배면상의 최소면 오염물질에도 부합하기 때문에 캐리어 박막은 웨이퍼(150)와 웨이퍼 캐리어 박막(134) 사이에 위치할 필요가 없다.
도 5를 참조하면, 반도체 웨이퍼(150)를 연마하기 위해 외부 박막(즉, 웨이퍼 캐리어 박막(134))만이 이용된다. 도 5에서는 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)을 이용하지 않는다. 또한, 도 4 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 캐리어 헤드(100)의 각 실시예는 반도체 웨이퍼(150)를 연마하는 데에 외부 박막(즉, 웨이퍼 캐리어 박막(134))만을 이용하는 상태에서 작동할 수도 있다. 반도체 웨이퍼(150)를 연마하는데에 외부 박막(134)만을 이용하는 경우에, 캐리어 헤드(100)는 도 1 내지 도 3의 캐리어 헤드(10)와 거의 유사하게 작동한다. 그러나, 도 4 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 캐리어 헤드(100)의 각 실시예는 센터 슬로우 제거 문제를 바로 잡기 위해 선택적으로 이용될 수도 있는 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)을 포함한다.
도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면, 압축 유체는 채널(108), 구멍(112) 및 공동(120)과 연통하는 튜브(104) 안으로 도입된다. 압축 유체가 공동(120)안으로 도입되면서, 벨로우즈(124)가 하방으로 팽창하고, 이에 의해 웨이퍼 캐리어 박막(134)의 내부면에 대항하여 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)의 위치(123)와 위치(125) 사이에 중심 섹션의 적어도 일부분을 가압한다. 튜브(104)를 통하여 공동(120) 안으로 공급된 압력을 제어하므로써, 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 대항하여 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)에 적용된 힘의 크기를 제어할 수 있다. 따라서, 국부적으로 보다 높은 압력을 가지는 영역은 반도체 웨이퍼(150)의 중심 영역과 인접하여 적용될 수도 있다. 구체적으로, 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)의 위치(123)와 위치(125) 사이의 거리 이하의 대략 직경을 가지는 원형 영역 아래에 위치한 반도체 웨이퍼(150)의 일부분이 승강력(elevated force)을 받기 쉬울 수도 있다.
도 6은 튜브(104,107)를 통하여 압축 유체에 노출되는 공동(120,154)을 각각 도시한다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)의 적어도 일부분은 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 대항하여 가압되며, 이에 의해 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)과 웨이퍼 캐리어 박막(134)이 만나는, 반도체 웨이퍼(150)에 대항하는 보다 큰 힘의 영역을 가압한다. 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)과 웨이퍼 캐리어 박막(134)이 만나는 곳에 적용된 보다 큰 힘은 반도체 웨이퍼(150)상의 이러한 영역 아래에 보다 큰 제거율을 용이하게 한다. 공동(120) 안으로 도입된 유체의 압력을 제어하므로써, 반도체 웨이퍼(150)에 대항하여 적용된 국부적으로 보다 큰 힘의 크기뿐만 아니라 내부 웨이퍼 캐리어 박막(122)과 웨이퍼 캐리어 박막(134) 사이의 두 접촉 각도를 제어하여, 반도체 웨이퍼(150)의 중심의 근처에서 증가된 제거율을 제어한다.
도 7을 참조하면, 웨이퍼 캐리어 박막(134)은 공동(154)의 가압으로 인해 반도체 웨이퍼(150)와 강한, 하방 접촉 상태에 있다. 유사하게, 엘라스토머(254)는 웨이퍼 캐리어 박막(134)과 강한 하방 접촉 상태에 있다. 구체적으로, 엘라스토머(254)의 접촉부(254c)는 공동(120)의 가압으로 인해 웨이퍼 캐리어 박막(134)과 강한 하방 접촉 상태에 있다. 공동(120) 내부에 압력을 제어하므로써, 반도체 웨이퍼(150)상의 접촉부(254c)아래에 재료의 제거율을 제어 방식으로 증가시킬 수 있으며, 이에 의해 센터 슬로우 제거 문제를 교정할 수 있다.
도 8을 참조하면, 웨이퍼 캐리어 박막(134)은 공동(154)의 가압으로 인해 반도체 웨이퍼(150)와 강한 하방 접촉 상태에 있다. 유사하게, 풍선형 박막(156)은 튜브(104)를 통하여 가압되어, 풍선형 박막(156)의 일부분이 웨이퍼 캐리어 박막(134)에 대항하여 강한 하방 접촉을 형성하게 한다. 풍선형 박막(156)에 적용하도록 적절한 압력을 선택함과 관련하여, 적절한 크기의 풍선형 박막(156)을 선택하므로써, 웨이퍼 캐리어 박막(134)과 풍선형 박막(156)이 접촉하는 영역 아래에 반도체 웨이퍼(150)의 제거율을 제어할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 캐리어 헤드(100)의 이들 피쳐(features)는 회로 조립에 대해 전체 웨이퍼 표면을 이용할 수 있도록, 원하는 대로 반도체 웨이퍼를 통하여 정형 또는 비정형 연마를 발생시킨다.
상술한 장치는 전형적인 예에 불과하며 본 발명의 권리 범위를 한정하지 않음을 인지해야 하고, 본 발명의 권리범위 하에서 당업자가 다양한 변경을 할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 내부 웨이퍼 캐리어 박막을 이용할 수 있으며, 내부 웨이퍼 캐리어 박막이 하나이든 하나 이상이든, 반도체 웨이퍼 표면에 대해 반드시 중심일 필요는 없다. 플래튼 위에 캐리어가 있는 것으로 설명하였지만, 당업자는 이들 구성 요소를 다르게 배향하여 유사한 결과를 실행할 수 있다.
또한, "웨이퍼" 또는 "반도체 웨이퍼"라는 용어는 여기에 광범위하게 이용되었지만, 보다 일반적으로 "피공작물(workpiece)"이라고 할 수도 있으며, 다음을 포함하게 된다. 즉, 피공작물은 반도체 웨이퍼, 절연체상의 실리콘뿐만 아니라, 능동 장치를 구비 또는 구비하지 않은 것과 같은 맨 실리콘(bare silicon) 또는 다른반도체 기판과, 부분적으로 프로세싱된 웨이퍼 모두, 하이브리드 조립체, 평판 디스플레이, 마이크로 전자-기계 센서(MEMS), MEMS 웨이퍼, 하드 컴퓨터 디스크 또는 평탄화에서 장점을 가지는 다른 재료를 포함한다. 또한, "연마비(polishing rate)"는 100 Å/minute 내지 1 미크론/minute의 임의의 범위의 재료 제거율을 의미한다.
본 발명의 권리범위를 공개적으로 알리기 위해 다음의 청구범위가 제공된다.

Claims (23)

  1. 피공작물의 표면의 화학 기계적 평탄화를 실행하는 장치용 캐리어로서,
    주요 표면을 구비하는 강성 플레이트와,
    내부면과, 상기 피공작물의 대향면과 접촉하기 위한 외부면을 갖는 웨이퍼 접촉 섹션을 구비한 연성 및 가요성 재료로 이루어지고, 상기 강성 플레이트에 연결되어 있으며 상기 주요 표면의 적어도 일부분을 가로질러 연장하여 상기 주요 표면 사이에 제 1 공동을 형성하는 웨이퍼 캐리어 박막과,
    상기 웨이퍼 접촉 섹션의 상기 내부면과 접촉하기 위한 외부면을 갖는 섹션을 구비하며, 상기 강성 플레이트에 연결되어 있고 상기 주요 표면의 적어도 일부분을 가로질러 연장하여 상기 주요 표면 사이에 제 2 공동을 형성하는 내부 웨이퍼 캐리어 박막과,
    상기 제 1 공동에 압축 유체 공급원을 연결시키는 제 1 유체 도관과, 그리고
    상기 제 2 공동에 압축 유체 공급원을 연결시키는 제 2 유체 도관을 포함하는 캐리어.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어의 상기 웨이퍼 접촉 섹션 둘레에 상기 강성 플레이트에 연결되는 보유 부재를 더 포함하는 캐리어.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어 박막은 상기 웨이퍼 접촉 섹션을 통과하는 복수의 구멍을 구비하는 캐리어.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 접촉 섹션의 상기 웨이퍼 캐리어 박막은 거의 일정한 두께를 가지는 캐리어.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어 박막의 상기 웨이퍼 접촉 섹션의 원주는 상기 강성 플레이트에 연결되는 벨로우즈와 연결되어 있는 캐리어.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어 박막은 상기 벨로우즈 둘레에서 연장하며 상기 강성 플레이트와 접촉하는 플랜지를 더 포함하는 캐리어.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어 박막은 벨로우즈와 플랜지를 더 포함하며, 상기 벨로우즈는 상기 웨이퍼 접촉 섹션에 부착되는 제 1 단부와 제 2 단부를 구비하며, 상기 플랜지는 상기 제 2 단부로부터 돌출하며 상기 강성 플레이트의 상기 주요 표면과 상기 보유 부재 사이에 끼어 있는 캐리어.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 강성 플레이트는 주요 표면상에 복수의 채널을 구비하며, 상기 제 1 유체 도관과 상기 제 2 유체 도관은 상기 복수의 채널과 연통하는 캐리어.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 강성 플레이트는 상기 주요 표면상에 복수의 동심 환형 채널을 포함하는 캐리어.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 강성 플레이트는 상기 복수의 동심 환형 채널과 상호연결되는 축방향 홈을 더 포함하는 캐리어.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 웨이퍼 캐리어 박막은 연성, 가요성 재료를 포함하는 캐리어.
  12. 제 2 항에 있어서, 상기 피공작물은 주변부를 구비하며, 상기 보유 부재는 상기 피공작물의 주변보다 5mm 미만만큼 큰 주변부를 구비하는 캐리어.
  13. 제 2 항에 있어서, 상기 보유 부재는 화학 기계적 평탄화가 수행 중인 상기 피공작물의 표면과 거의 동일 평면인 표면을 구비하는 캐리어.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 공동 내부에 유체를 더 포함하며, 상기 유체는 공기, 질소 및 물로 이루어진 그룹에서 선택되는 캐리어.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 웨이퍼 캐리어 박막의 상기 섹션의 원주는 상기 강성 플레이트에 연결되는 벨로우즈에 연결되어 있는 캐리어.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 내부 웨이퍼 캐리어 박막은 상기 벨로우즈 둘레에서 연장하며 상기 강성 플레이트와 접촉하는 플랜지를 더 포함하는 캐리어.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 웨이퍼 캐리어 박막은 벨로우즈와 플랜지를 더 포함하며, 상기 벨로우즈는 상기 내부 웨이퍼 캐리어 박막의 상기 섹션에 부착되는 제 1 단부와 제 2 단부를 구비하며, 상기 플랜지는 상기 제 2 단부로부터 돌출하며 상기 강성 플레이트의 상기 주요 표면과 잠금 부재 사이에 끼어 있는 캐리어.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어 박막과 상기 내부 웨이퍼 캐리어 박막은 서로 연결되어 있는 캐리어.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 접촉 섹션과 접촉하기 위한 상기 섹션의 영역은 상기 웨이퍼 접촉 섹션에 대응하는 영역보다 작은 캐리어.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 공동은 상기 제 1 공동 내부에 있는 캐리어.
  21. 피공작물의 표면의 화학 기계적 평탄화를 실행하는 장치용 캐리어로서,
    주요 표면을 구비하는 강성 플레이트와,
    내부면과, 상기 피공작물의 대향면과 접촉하기 위한 외부면을 갖는 웨이퍼접촉 섹션을 구비한 연성 및 가요성 재료로 이루어지고, 상기 강성 플레이트에 연결되어 있고 상기 주요 표면의 적어도 일부분을 가로질러 연장하여 상기 주요 표면 사이에 제 1 공동을 형성하는 웨이퍼 캐리어 박막과,
    상기 웨이퍼 접촉 섹션의 내부면과 접촉하기 위한 섹션을 구비하는 풍선형 부분을 포함하는 내부 웨이퍼 캐리어 박막과,
    압축 유체 공급원을 상기 제 1 공동에 연결시키는 제 1 유체 도관과, 그리고
    압축 유체 공급원을 상기 풍선형 부분에 의해 형성된 제 2 공동에 연결시키는 제 2 유체 도관을 포함하는 캐리어.
  22. 피공작물의 표면의 화학 기계적 평탄화를 실행하는 장치용 캐리어를 작동하는 방법으로서,
    주요 표면을 구비하는 강성 플레이트를 제공하는 단계와,
    웨이퍼 캐리어 박막의 웨이퍼 접촉 섹션의 외부면이 상기 피공작물의 대향면과 접촉하도록, 연성 및 가요성 재료의 상기 웨이퍼 캐리어 박막과 상기 주요 표면 사이에 형성된 제 1 공동을 압축시키는 단계와, 그리고
    내부 웨이퍼 캐리어 박막의 한 섹션의 외부면이 상기 웨이퍼 캐리어 박막의 내부면과 접촉하도록, 연성 및 가요성 재료의 상기 내부 웨이퍼 캐리어 박막과 상기 주요 표면 사이에 형성된 제 2 공동을 압축시키는 단계를 포함하는 방법.
  23. 피공작물의 표면의 화학 기계적 평탄화를 실행하는 장치용 캐리어를 작동하는 방법으로서,
    하나 이상의 관통하는 구멍을 구비한 박막을 포함하는 상기 캐리어를 상기 피공작물의 표면위로 위치시키는 단계와,
    상기 박막에 대해 상기 피공작물을 처킹하도록 각각의 구멍을 통하여 진공을 적용시키는 단계와,
    상기 캐리어와 처킹된 피공작물을 연마면에 맞대는 위치로 이동시키는 단계와,
    각각의 구멍을 통하여 진공을 해제시키는 단계와, 그리고
    상기 캐리어의 표면과 상기 박막 사이에 위치하는 공동 안으로 압축 유체를 적용시키는 단계를 포함하는 방법.
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