KR101441669B1 - 캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막 및 기판 폴리싱 방법 - Google Patents

캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막 및 기판 폴리싱 방법 Download PDF

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Abstract

가요성 박막은 수평 중앙부, 상기 중앙부에 연결되는 수직부, 상기 수직부에 연결되는 두꺼운 테두리부, 및 상기 두꺼운 테두리부에 연결되는 연장부를 포함한다. 상기 수평 중앙부의 외측면은 기판을 수용하도록 구성된 장착면을 제공한다. 상기 두꺼운 테두리부는 상기 두꺼운 테두리부에 바로 인접한 부분보다 큰 두께를 가진다. 상기 두꺼운 테두리부는 상기 연장부와 수직부 사이에 있으며 상기 연장부의 가장 큰 치수는 상기 두꺼운 테두리부의 두께보다 작다.

Description

캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막 및 기판 폴리싱 방법 {FLEXIBLE MEMBRANE FOR USE IN CARRIER HEAD AND METHOD OF POLISHING SUBSTRATE}
본 발명은 일반적으로 기판의 화학 기계적 폴리싱에 관한 것이며, 더 구체적으로는 화학 기계적 폴리싱에 사용하기 위한 가요성 박막을 포함하는 캐리어 헤드에 관한 것이다.
집적 회로는 통상적으로, 전도체, 반도체 또는 절연체 층들을 순차적으로 증착함으로써 기판, 특히 실리콘 웨이퍼 상에 형성된다. 각각의 층을 증착한 이후에, 각각의 층은 회로 피쳐(circuitry features)들을 형성하도록 에칭된다. 일련의 층들이 순차적으로 증착 및 에칭되면서, 기판의 외부 또는 최상부 표면, 즉 기판의 노출 표면이 점차적으로 비평탄화 된다. 이러한 비평탄화 표면은 집적회로 제작 공정의 포토리소그래피 단계들에 있어서 문제점들을 제공한다. 그러므로, 기판 표면을 주기적으로 평탄화할 필요가 있다.
평탄화에 대한 하나의 인정된 방법은 화학 기계적 폴리싱(CMP)이다. 이러한 평탄화 방법은 통상적으로, 기판이 캐리어 또는 폴리싱 헤드에 장착될 것을 요구한다. 기판의 노출 표면은 회전 폴리싱 패드와 같은 이동하는 폴리싱 표면에 대해 놓인다. 폴리싱 패드는 내구성의 거친 표면을 갖는 "표준형" 폴리싱 패드 또는 격납 수단 내에 유지된 연마 입자를 갖는 "고정 연마제형(fixed-abrasive)" 폴리싱 패드일 수 있다. 캐리어 헤드는 폴리싱 패드에 대해 기판을 누르기 위한 제어가능한 부하를 기판에 제공한다. 표준형 패드가 사용되는 경우에 하나 이상의 화학 반응제 및 연마제 입자를 포함하는 폴리싱 슬러리가 폴리싱 패드의 표면으로 공급된다.
몇몇 캐리어 헤드는 기판을 수용하는 장착면을 갖춘 가요성 박막을 포함한다. 가요성 박막 뒤편의 챔버는 박막이 외측으로 팽창되어 그 부하를 기판에 가하도록 가압된다. 폴리싱 이후에, 기판은 장착면에 척에 의해 고정되며, 폴리싱 패드를 들어 올려 이송 스테이션 또는 다른 폴리싱 패드와 같은 다른 위치로 이동된다.
본 발명의 일면에 관하여, 박막이 설명된다. 상기 박막은 수평 중앙부, 상기 수평 중앙부에 연결되는 수직부, 상기 수직부에 연결되는 두꺼운 테두리부, 및 상기 두꺼운 테두리부에 연결되는 연장부를 포함하는 가요성 박막이다. 상기 수평 중앙부의 외측면은 기판을 수용하도록 구성된 장착면을 제공한다. 상기 두꺼운 테두리부는 상기 두꺼운 테두리부에 바로 인접한 부분보다 더 큰 두께를 가진다. 상기 두꺼운 테두리부는 상기 연장부와 수직부 사이에 있으며 상기 연장부의 가장 큰 치수는 상기 두꺼운 테두리부의 두께보다 더 작다.
본 발명의 실시예들은 다음 특징들 중에 하나 또는 그보다 많은 특징을 포함할 수 있다. 박막은 두꺼운 테두리부와 수직부 사이에 연결부를 가질 수 있으며, 상기 연결부는 수평이며 중앙부에 평행하다. 상기 연결부, 수직부 및 중앙부의 횡단면은 U형상이며 상기 U형상의 한 단부에 상기 두꺼운 테두리부를 가진다. 상기 두꺼운 테두리부는 원형 횡단면을 가질 수 있다. 상기 연장부는 상기 두꺼운 테두리부의 두께의 50% 미만인 두께를 가질 수 있다. 상기 연장부는 상기 두꺼운 테두리부의 두께의 25% 미만인 두께를 가질 수 있다. 상기 연장부는 상기 두꺼운 테두리부의 두께의 15% 미만인 두께를 가질 수 있다. 상기 연장부는 상기 두꺼운 테두리부의 두께의 10% 미만인 두께를 가질 수 있다. 상기 가요성 박막은 폴리클로로프렌, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무 또는 실리콘으로 제조될 수 있다. 상기 수평 중앙부는 원형일 수 있다. 상기 수평 중앙부는 약 200 mm의 직경을 가질 수 있다. 상기 수평 중앙부는 약 300 mm의 직경을 가질 수 있다. 상기 두꺼운 테두리부는 환형이며, 상기 연장부도 환형일 수 있다. 상기 두꺼운 테두리부는 평탄부를 갖는 횡단면을 가질 수 있다.
기판을 유지하기 위한 캐리어 헤드는 본 발명에서 설명된 바와 같은 박막과, 상기 박막을 에워싸는 유지 링, 및 상기 유지 링에 연결되는 베이스 조립체를 포함할 수 있으며, 상기 베이스 조립체와 상기 박막 사이에는 공동이 있으며, 상기 두꺼운 테두리부와 연장부는 상기 베이스 조립체의 부품에 대해 밀봉됨으로써 상기 박막과 베이스 조립체의 부품 사이로 유체가 통과할 수 없다.
본 발명의 실시예들은 다음 장점들 중 하나 또는 그보다 많은 장점을 포함할 수 있다. 박막들에는 캐리어 헤드 부품의 리세스 내측으로 쉽게 끼워 맞춰지고 리세스의 벽에 대해 밀봉될 수 있음으로써 상기 박막과 상기 부품 사이로 유체가 통과되지 못하게 하는 밀봉부가 형성될 수 있다. 박막이 리세스 내측에 쉽게 끼워 맞춰지기 때문에, 박막은 빠르고 쉽게 교체될 수 있으며 캐리어 헤드의 작동 중지 시간이 최소화될 수 있다. 또한, 누수가 없는 박막의 제조 가능성이 더 높아지기 때문에, 사용 불가능, 즉 누수되거나 끼워 맞춰지지 않다는 이유로 박막이 거의 불량처리되지 않으며, 불량처리된 박막을 교체하는데 시간이 덜 소모될 수 있다. 캐리어 헤드의 작동 중지 시간이 감소됨으로써 제작 효율이 더 증대될 수 있다.
본 발명의 하나 또는 그보다 많은 실시예에 대한 세부 사항들이 이후의 첨부 도면과 상세한 설명에 진술되어 있다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점들은 상세한 설명 및 도면, 그리고 특허청구범위로부터 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 캐리어 헤드의 개략적인 횡단면도이며,
도 2는 박막 테두리의 일 실시예에 대한 개략적인 횡단면도이며,
도 3은 박막 테두리의 일 실시예에 대한 개략적인 횡단면도이며,
도 4 및 도 5는 캐리어 헤드 지지대 내의 박막 테두리에 대한 개략적인 횡단면도이며,
도 6은 박막의 일 실시예의 일부에 대한 개략적인 횡단면도이며,
도 7은 박막의 개략적인 후면도이며,
도 8은 박막의 일 실시예에 대한 개략적인 횡단면도이며,
도 9는 캐리어 헤드에 의해 유지된 박막의 개략적인 횡단면도이다.
다수의 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
위에서 언급한 바와 같이, 몇몇 캐리어 헤드는 폴리싱 작동 중에 그리고 폴리싱 작동들 사이에 기판에 대한 장착면을 제공하는 가요성 박막을 포함한다. 가요성 박막 또는 다이어프램은 기판의 후면과 접촉하는 수평 장착면 및 가요성 박막의 후면으로부터 연장하는 플랩의 단부에 있는 클램핑부를 가진다. 몇몇 실시예에서 클램핑부는 환형이다. 클램핑부들은 박막을 캐리어 헤드에 연결하는데 사용된다. 몇몇 형태의 클램핑부들은 클램핑부의 단부에 두꺼운 테두리부 또는 비드(bead)를 가진다. 두꺼운 테두리는 캐리어 헤드의 지지대(support component) 내에 있는 홈 또는 리세스 내측에 끼워 맞춰진다. 두꺼운 테두리가 플랩의 다른 부분들보다 더 두껍기 때문에, 플랩은 박막 뒤편의 챔버가 가압되어 박막이 캐리어 헤드로부터 떨어지는 외측으로 굽혀진 경우에도 리세스로부터 쉽게 당겨지지 않는다.
캐리어 헤드는 함께 끼워 맞춰지는 경질 부품들로 형성된다. 가요성 박막은 박막보다 더 경질인 구성 요소 내측에 끼워 맞춰진다. 박막은 환형 클램핑부가 유사한 크기의 환형 리세스 내측에 끼워 맞춰질 때 유체가 박막과 상기 구성 요소 사이로 통과하지 못하게 하는 충분한 유연성을 가진다. 캐리어 헤드와 박막 사이의 공간, 즉 챔버는 밀봉될 수 있다. 박막과 캐리어 헤드 사이의 공동을 밀봉하는 것은 공동이 필요에 따라 정압 또는 부압으로 가압될 수 있게 한다.
제작 공정에 있어서 부딪히는 하나의 잠재적 문제점은 최종 제품으로 함께 끼워 맞춰지도록 제조되는 상이한 부품들에 대한 제작 허용 공차이다. 이는 가요성 재료로 제조된 박막의 경우에 특히 그러할 수 있다. 가요성 박막은 캐리어 헤드보다 더 대량으로 제조되는 소모성 제품이다. 이들 박막은 박막의 재료가 마모될 때, 예를 들어 부서지거나 손상되었을 때 교체된다. 가요성 박막이 제조될 때, 클램핑부의 단부에 있는 두꺼운 테두리는 정밀하게 제조되는 것을 어렵게 한다. 두꺼운 테두리가 소정의 허용 공차 범위 내에 있지 못하면, 두꺼운 테두리는 캐리어 헤드에 의해 유지되는 리세스 내에 끼워 맞춰지지 못하거나 리세스의 에지와 접촉하지 못할 수 있다. 어느 경우에도, 두꺼운 테두리는 캐리어 헤드와 박막 사이의 공동을 적절히 밀봉할 수 없을 것이다. 적절한 밀봉에 대한 결핍은 누출을 초래하여 통상적으로 사용 불가한 박막이 된다.
연장부를 두꺼운 테두리에 부가함으로써, 두꺼운 테두리의 치수가 조금 더 작은 목표 크기 내에 있도록 또한 선택될 수 있다. 두꺼운 테두리 상의 연장부는 작은 두께의 테두리가 갖는 끼워 맞춤의 편리성을 유지한 채, 캐리어 헤드의 지지대에 대한 밀봉 측면에서 더 큰 크기의 두꺼운 테두리인 것처럼 두꺼운 테두리가 작용할 수 있게 한다. 연장부가 두꺼운 테두리 자체보다 더 작은 치수를 갖기 때문에 상기 연장부는 플래쉬(flash)로서 지칭될 수 있다. 제작 공정에 의해 제조되고 제거되는 대부분의 형태의 플래쉬와는 달리, 상기 플래쉬는 박막 상에 유지되며 박막의 원주변 주위에 균일한 치수를 갖도록 설계된다. 플래쉬가 최종 제품에서 의도된 목적을 가지며 특정 치수를 갖도록 설계되므로, 플래쉬는 공학적 플래쉬로서 지칭된다.
도 1을 참조하면, 기판(10)은 캐리어 헤드(100)를 갖는 화학 기계적 폴리싱(CMP) 장치에 의해 폴리싱될 것이다. CMP 장치에 대한 설명은 미국 특허 제 5,738,574호에서 찾아 볼 수 있으며 캐리어 헤드(100)에 대한 설명은 미국 공보 제 2008/0119119호에서 찾아볼 수 있으며, 이들 전체 설명은 본 발명에 참조로 병합되었다.
캐리어 헤드(100)는 하우징(102), 베이스 조립체(104), (베이스 조립체(104)의 일부로 고려될 수 있는)짐벌(gimbal) 기구(106), 로딩 챔버(108), 환형 챔버(350)를 제공하기 위한 형상의 제 1 가요성 박막(300) 및 유지링(200)을 포함하는 유지 링 조립체, 캐리어 링(400), 및 복수의 가압가능한 챔버를 한정하는 제 2 가요성 박막(500)을 포함하는 기판 후면 조립체(110)를 포함한다. 유사한 캐리어 헤드에 대해 설명된 캐리어 헤드의 다른 특징들은 미국 특허 출원 공보 제 2006/0154580호에서 찾아 볼 수 있으며, 상기 공보의 전체 설명은 본 발명에 참조로 병합되었다.
하우징(102)은 일반적으로 형상이 원형일 수 있으며 폴리싱 중에 함께 회전되도록 구동 축에 연결될 수 있다. 캐리어 헤드(100)의 공압 제어를 위한 통로(도시 않음)가 하우징(102)을 통해 연장할 수 있다. 베이스 조립체(104)는 하우징(102)의 아래에 위치된 수직 이동가능한 조립체이다. 짐벌 기구(106)는 베이스 조립체(104)가 하우징(102)에 대해 수평을 유지할 수 있게 하는 동시에, 하우징(102)에 대해 베이스 조립체(104)의 측면 운동을 방지한다. 로딩 챔버(108)는 하우징(102)과 베이스 조립체(104) 사이에 위치되어 부하, 즉 하향 압력 또는 중량을 베이스 조립체(104)에 가한다. 폴리싱 패드에 대한 베이스 조립체(104)의 수직 위치는 또한, 로딩 챔버(108)에 의해 제어된다. 기판 후면 조립체(110)는 기판(10)에 대한 장착면을 제공할 수 있는 하부면(512)을 갖춘 가요성 박막(500)을 포함한다.
기판(10)은 베이스 조립체(104)에 클램프 고정되는 유지 링 조립체에 의해 유지될 수 있다. 유지링 조립체는 유지 링(200)과 가요성 박막(300)으로부터 구성될 수 있다. 유지 링(200)은 가요성 박막(300) 아래에 위치될 수 있으며 가요성 박막(300)에 고정되도록 구성될 수 있다.
유리 링(200)은 내측면 및 하부면을 가진다. 내측면은 폴리싱 중에 기판(10)을 유지하기 위해 기판(10)의 에지를 원주 방향으로 에워싸도록 구성될 수 있다. 유지 링(200)의 하부면은 폴리싱 패드(도시 않음)와 접촉될 수 있다. 유지 링(200)은 두 개의 환형 동심 리세스를 가질 수 있는 환형 상부면을 가진다.
유지 링(200)이 기판을 유지하기 위해 기판(10)의 에지를 원주 방향으로 에워싸도록 구성되지만, 가요성 박막(500)은 기판(10)을 장착하기 위한 장착면(512)을 제공한다. 가요성 박막(500)은 기판 장착면(512)을 제공하는 주요 부분(510)을 가진다. 주요 부분(510)으로부터 연장하는 것은 유지 링(200)과 베이스 조립체(104) 사이에 클램프 고정될 수 있는 수직 연장부 또는 외측 환형부(520)이다. 몇몇 실시예에서, 수직 연장부는 원통형이다.
두꺼운 테두리부(550) 또는 비드는 박막(500)의 주변부에 있다. 몇몇 실시예에서, 수평 중간부 또는 립(lip)은 박막(500)의 중심 쪽으로 내측으로 굽혀지며 두꺼운 테두리부(550)를 환형부(520)에 연결한다. 두꺼운 테두리부(550)는 베이스 조립체(104)에 고정되도록 구성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 두꺼운 테두리부(550)의 횡단면도가 도시되어 있으며, 상기 두꺼운 테두리부(550)는 두꺼운 테두리부(550)와 박막(500)의 주요 부분(510) 사이에 있는 중간 부분(553)보다 더 큰 직경 또는 두께를 가진다. 연장부(555) 또는 공학적 플래쉬는 두꺼운 테두리부(550)로부터 멀어지는 쪽으로 연장한다. 즉, 두꺼운 테두리부(550)는 연장부(555)와 주요 부분(510) 사이에 있다. 연장부(555)는 두꺼운 테두리부(550)의 유효 두께가 연장부(555)의 두께만큼 증가될 수 있게 한다.
몇몇 실시예에서, 두꺼운 테두리부(550)는 원형 횡단면을 가진다(도 2). 직경(A)은 두꺼운 테두리부(550)의 직경(C)과 동일하며, 여기서 직경(A)은 직경(C)에 대해 수직하게 측정된다. 연장부(555)의 두께(B)(테두리부(550)의 표면에 수직한 두께)는 A + B의 직경과 같은 A보다 큰 직경을 갖는 두꺼운 테두리부의 방식으로 두꺼운 테두리부(550)가 밀봉할 수 있게 하나, A + B의 직경을 갖는 박막보다 설치하는데 덜 어렵게 될 것이다. 예를 들어, 두꺼운 테두리부(550)는 가상 외형선(phantom outline)(559)으로 나타낸 직경을 갖는 두꺼운 테두리부에 대한 밀봉 품질을 제공할 것이다. 직경(B)을 갖는 연장부(555)의 가요성은 직경(A)의 두꺼운 테두리부(550)에 더하여 연장부(555)가 홈 또는 리세스 내측으로 압박될 수 있게 하며, 상기 홈 또는 리세스에는 A + B의 직경을 갖는 두꺼운 테두리부가 끼워 맞춰지지 못하거나 쉽게 끼워 맞춰지지 못한다.
다른 실시예에서, 두꺼운 테두리부(550)는 곡선부와 평탄부를 갖는 횡단면을 가진다(도 3). 일 방향으로 가장 넓은 치수(D)는 치수(D)가 측정된 방향에 수직한 방향으로 가장 넓은 치수(E)보다 크거나 작을 수 있다. 그러나, 연장부(555)는 전술한 실시예에서와 실질적으로 동일한 방식으로 거동한다. 원형 횡단면을 갖는 두꺼운 테두리부(550) 또는 평탄면 및 곡선면을 갖는 두꺼운 테두리부(550)에서, (테두리부(550)의 표면에 수직한)연장부(555)의 두께는 두꺼운 테두리부(550)의 직경, 두께 또는 가장 넓은 치수보다 작은데, 이는 예를 들어 두꺼운 테두리부(550)의 반경보다 작으며, 또한 두꺼운 테두리부(550)의 두께 또는 가장 넓은 치수의 50% 미만, 25% 미만, 20% 미만, 15% 미만, 10% 미만, 또는 5% 미만이며, 또한 예를 들어 두꺼운 테두리부(550)의 직경의 반경의 5 내지 10% 범위이다. 몇몇 실시예에서, 연장부(555)는 하나 또는 그보다 많은 직각을 가진다. 몇몇 실시예에서, 연장부(555)는 두꺼운 테두리부(550)의 반경을 따라 연장하며 반경에 평행한 측벽을 가진다. 다른 실시예에서, 연장부(555)는 두꺼운 테두리부(550)로부터 연장할 때처럼 테이퍼진다. 몇몇 실시예에서, 두꺼운 테두리부(550)와 연장부(555) 사이의 전이부는 각을 이루고 있다.
가요성 박막(500)은 일반적으로, 가요성 및 탄성 재료, 예를 들어 네오프렌, 폴리클로로프렌, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무 또는 실리콘으로 제조되는 원형 시이트이다. 상기 박막(500)은 폴리싱 공정에 대해 소수성(hydrophobic), 내구성 및 화학적으로 불활성이어야 한다. 주요 부분(510)은 200 mm 직경의 기판을 수용할 수 있는 치수이어야 하며(예를 들어, 상기 주요 부분(510)의 직경은 약 200 mm 또는 그보다 조금 더 클 수 있으며), 또는 300 mm 직경의 기판을 수용할 수 있는 치수이어야 한다(예를 들어, 상기 주요 부분(510)의 직경은 약 300 mm 또는 그보다 조금 더 클 수 있다).
도 4 및 도 5는 캐리어 헤드 조립체(104)의 지지대(565)의 리세스(562) 내에 있는 두꺼운 테두리부(550) 및 연장부(555)에 대한 부분 횡단면도이다. 두꺼운 테두리부(550)는 접촉 지점(578,579)에서 리세스의 벽과 접촉한다. 연장부(555)는 접촉 지점(578)의 영역에 있는 두꺼운 테두리부(550)에 위치된다. 두 개의 도면으로부터 볼 수 있듯이, 연장부(555)는 환형부(520)에 가까운 내측 접촉지점(578)이나 박막(500)의 중심에 가까운 외측 접촉지점(579)에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 연장부(555)는 중간부(553)가 지향되는 평면에 평행하다. 몇몇 실시예에서, 연장부(555)는 중간부(553)가 연장하는 방향에 평행한 방향으로 연장한다. 몇몇 실시예에서, 연장부(555)는 중간부(553)가 연장하는 평면에 대해 10°, 15°, 30°또는 45°의 각도로 연장한다.
연장부(555)를 어디에 위치시킬 것인가를 결정하는 것 이외에도, 연장부(555)의 크기도 결정될 수 있다. 몇몇 예에서, 두꺼운 테두리부(550)가 리세스에 끼워 맞춰지는 동시에 유체가 박막과 지지대(565) 사이에서 누출되지 않게 하는 직경의 범위가 있다. 그 범위는 x 내지 y이며 평균 목표 직경은 z이다. 상기 범위의 끝단인 x와 y는 목표 직경(z)으로부터 약 3 표준 편차(three standard deviations)만큼 떨어져 있다. 두꺼운 테두리부(550)를 갖는 박막이 x의 목표 직경으로 제조되었다면, 제조상의 불완전함으로 인해 대다수의 박막은 누수될 것이다. 두꺼운 테두리부(550)를 갖는 박막이 y의 목표 직경으로 제조되었다면, 제조상의 불완전함으로 인해 대다수의 박막은 오목부 내측에 끼워 맞춰지지 않을 것이다. 하나의 선택은 두꺼운 테두리부(550)가 직경(z)을 가지며 연장부(555)가 목표 두께의 2 표준 편차 범위 내에 있는 두께를 갖도록 제조하는 것이다. 이러한 두께는 약 2 * (y - z)/3의 공식에 근접될 것이다.
도 6은 가요성 박막(500)의 일 실시예에 대한 부분 횡단면도이며, 여기서 일반적으로 대칭인 가요성 박막의 횡단면의 단지 1/2만이 도시되었다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가요성 박막(500)은 주요 부분(510)과 외측 환형부(520) 사이에 접합부를 가질 수 있으며 상기 외측 환형부는 주변 에지 힌지(530) 및 외측 환형부(520)의 외벽을 따라 상기 힌지(530) 위에 위치되는 환형 리세스(532)를 가진다. 주변 에지 힌지(530)는 내외측 표면을 따라 둥근 부분을 가질 수 있다. 주변 에지 힌지(530) 및 환형 리세스(532)는 유연성을 갖도록 구성됨으로써 기판(10) 주변부의 로딩에 대한 평형성을 개선한다.
외측 환형부(520)는 외측 환형부의 외벽을 따라 환형 리세스(522)를 가질 수 있으며 환형 리세스는 외측 환형부(520)가 가요성을 갖도록 구성된다. 외측 환형부(520)는 또한, 외측 환형부의 내벽을 따라 내측으로 돌출하는 환형 스텝(524)을 가질 수 있다. 환형 스텝(524)은 비-수평(즉, 경사진) 상부 및 하부면들을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 가요성 박막(500)은 여러 개의 환형 플랩을 가질 수 있다. 주요 부분(510)은 4 개의 동심 환형 플랩(516)을 가질 수 있다. 외측 환형부(520)는 한 쌍의 환형 플랩(526)을 가질 수 있다. 외측 환형부(520)에 연결된 환형 플랩(526)은 두꺼운 테두리부(550)를 구비한 내측으로 연장하는 수평부(540)를 가질 수 있다. 수평부(540)는 두꺼운 테두리부(550)를 환형부(520)에 연결한다. 상부 환형 플랩은 하부 환형 플랩보다 더 좁은(즉, 내측으로 보다 멀리 연장하지 않는)수평부를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외측 환형부(520)는 환형 삼각형부를 가질 수 있으며, 한 쌍의 환형 플랩(526)의 수평부(540)는 환형 삼각형부의 정점을 통해 외측 환형부(520)에 연결될 수 있다.
주요 부분(510)에 연결된 최내측 동심 환형 플랩(516)은 베이스 조립체(104)에 고정되도록 구성될 수 있는 두꺼운 테두리를 구비한 외측으로 연장하는 수평부, 및 환형 각진부(560)를 포함할 수 있다. 환형 각진부(560)는 주요 부분(510)과 환형 플랩(516)의 수평부 사이에 결합될 수 있다. 환형 각진부(560)는 수평부와의 접합부에서보다도 주요 부분(510)과의 접합부에서 더 큰 반경을 가질 수 있다.
주요 부분(510)에 연결된 3 개의 최외측 동심 환형 플랩(516)은 주요 부분(510)으로부터 연장하는 수직부(570), 및 수직부(570)로부터 연장하는 수평부를 포함할 수 있으며, 상기 수평부는 베이스 조립체(104)에 고정되도록 구성될 수 있는, 수평부의 외측 에지를 따라 두꺼운 테두리부를 가진다. 몇몇 실시예에서, 동심 환형 플랩(516)의 수평부는 동심 환형 플랩의 수직부(570)보다 더 작은 두께를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제 2 및 제 3 최외측 동심 환형 플랩(516)은 약 1.5 내지 2.0 범위, 예를 들어 약 1.66의, 수직부(570)의 길이에 대한 수평부의 길이의 비율을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 환형 플랩(516,526)은 하나 또는 그보다 많은 톱니 또는 노치(즉, 환형 리세스)를 가질 수 있다. 동심 환형 플랩(516)은 수평부와 수직부(570) 사이의 접합부에 노치(580)를 가질 수 있다. 노치(580)는 동심 환형 플랩(516)의 수평부가 수직으로 가요성을 가질 수 있게 한다. 동심 환형 플랩(516)은 주요 부분(510)과의 접합부에 노치(590)를 가질 수 있다. 노치(590)는 주요 부분(510)에서의 압축을 감소시키도록 구성될 수 있다.
다른 실시예인 도 7을 참조하면, 가요성 박막(500')은 비-주변 후면 플랩을 포함하지 않는다. 박막의 후면도 또는 평면도는 주요 부분(510)의 내측면, 및 환형 중간부(553)가 도시되며, 상기 환형 중간부는 외측 환형부(520)를 환형의 두꺼운 테두리부(550)에 연결한다. 두꺼운 테두리부(550)는 환형 중간부(553)와 환형 연장부(555) 사이에 있다. 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 원통형이며 리세스가 없는 외측 환형부(520)는 원형 주요 부분(510)과 환형 중간부(553) 사이에 있다. 도 9는 캐리어 헤드(100')에 의해 유지된 박막(500')의 개략적인 횡단면도를 도시한다.
본 발명의 다수의 실시예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 다양한 변형예들이 본 발명의 사상과 범주로부터 이탈함이 없이 형성될 수 있다고 이해될 것이다. 예를 들어, 연장부(555)들은 주요 부분에 대해 비-평형 각도에 있을 수 있다. 본 명세서에서 설명된 박막의 특징들은 본 명세서에서 설명된 다른 박막에도 사용될 수 있다. 또한, 연장부는 O형 링 등과 같은 박막 이외의 부품들에도 놓일 수 있다. 따라서, 다른 실시예들도 다음의 특허청구범위의 범주 내에 있다.

Claims (16)

  1. 캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막으로서,
    수평 중앙부, 상기 중앙부에 연결되는 수직부, 상기 수직부에 연결되는 두꺼운 테두리부, 및 상기 두꺼운 테두리부에 연결되는 연장부를 포함하고,
    상기 수평 중앙부의 외측면은 기판을 수용하도록 구성된 장착면을 제공하며,
    상기 두꺼운 테두리부는 상기 두꺼운 테두리부에 바로 인접한 부분의 두께보다 더 큰 두께를 가지고,
    상기 두꺼운 테두리부는 상기 연장부와 상기 수직부 사이에 배치되며,
    상기 연장부의 가장 큰 두께가 상기 두꺼운 테두리부의 두께보다 더 작은,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 두꺼운 테두리부와 상기 수직부 사이에 연결부를 더 포함하며,
    상기 연결부는 수평이고 상기 중앙부에 평행한,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결부, 수직부 및 중앙부의 횡단면은 U-형상이며 상기 U-형상은 한 단부에 상기 두꺼운 테두리부를 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 두꺼운 테두리부는 원형 횡단면을 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 두꺼운 테두리부의 두께의 50% 미만인 두께를 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 두꺼운 테두리부의 두께의 25% 미만인 두께를 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 두꺼운 테두리부의 두께의 15% 미만인 두께를 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 두꺼운 테두리부의 두께의 10% 미만인 두께를 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성 박막은 폴리클로로프렌, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무 또는 실리콘으로 제조되는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 중앙부는 원형인,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수평 중앙부는 200 mm의 직경을 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 수평 중앙부는 300 mm의 직경을 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 두꺼운 테두리부가 환형이며,
    상기 연장부가 환형인,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 두꺼운 테두리부는 플랫부를 갖는 횡단면을 가지는,
    캐리어 헤드에 사용하기 위한 가요성 박막.
  15. 기판을 유지하기 위한 캐리어 헤드로서,
    제 1 항에 따른 가요성 박막;
    상기 가요성 박막을 에워싸는 유지 링; 및
    상기 유지 링에 연결되는 베이스 조립체;를 포함하며,
    상기 베이스 조립체와 상기 가요성 박막 사이에 공동이 배치되며,
    상기 두꺼운 테두리부와 상기 연장부가 상기 베이스 조립체의 부품에 대해 밀봉됨으로써 상기 가요성 박막과 상기 베이스 조립체의 부품 사이로 유체가 통과하지 않는,
    기판을 유지하기 위한 캐리어 헤드.
  16. 기판의 폴리싱 방법으로서,
    캐리어 헤드에 의해 기판에 부하를 가하는 단계; 및
    부하를 가하는 동안에 기판과 폴리싱 패드 사이에 상대 운동을 생성하는 단계;를 포함하며,
    상기 캐리어 헤드는:
    유지 링; 및
    기판을 폴리싱 패드에 대해 가압하도록 구성되는 가요성 박막;을 포함하며,
    상기 가요성 박막은 가압가능한 챔버의 계면을 형성하는 내측 표면 및 기판 수용 표면을 제공하는 외측 표면을 포함하고,
    상기 유지 링은 상기 가요성 박막을 에워싸며,
    상기 박막은 수평 중앙부, 상기 중앙부에 연결되는 수직부, 상기 수직부에 연결되는 두꺼운 테두리부, 및 상기 두꺼운 테두리부에 연결되는 연장부를 포함하며,
    상기 두꺼운 테두리부는 상기 두꺼운 테두리부에 바로 인접한 부분의 두께보다 더 큰 두께를 가지며,
    상기 두꺼운 테두리부는 상기 연장부와 상기 수직부 사이에 배치되며,
    상기 연장부의 가장 큰 두께가 상기 두꺼운 테두리부의 두께보다 작은,
    기판의 폴리싱 방법.
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