KR20020018641A - 가변 연마력 웨이퍼 캐리어 헤드를 구비하는 반도체웨이퍼 연마 장치 - Google Patents

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존 에스. 허드슨
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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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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200054037A (ko) * 2018-11-09 2020-05-19 주식회사 케이씨텍 연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 멤브레인

Families Citing this family (93)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US6210255B1 (en) 1998-09-08 2001-04-03 Applied Materials, Inc. Carrier head for chemical mechanical polishing a substrate
US6244942B1 (en) * 1998-10-09 2001-06-12 Applied Materials, Inc. Carrier head with a flexible membrane and adjustable edge pressure
US6422927B1 (en) 1998-12-30 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Carrier head with controllable pressure and loading area for chemical mechanical polishing
US6272902B1 (en) * 1999-01-04 2001-08-14 Taiwan Semiconductor Manufactoring Company, Ltd. Method and apparatus for off-line testing a polishing head
KR20010024969A (ko) * 1999-02-02 2001-03-26 마에다 시게루 기판파지장치 및 연마장치
US6425809B1 (en) * 1999-02-15 2002-07-30 Ebara Corporation Polishing apparatus
US6645050B1 (en) * 1999-02-25 2003-11-11 Applied Materials, Inc. Multimode substrate carrier
JP3270428B2 (ja) 1999-07-28 2002-04-02 東芝機械株式会社 電動式射出成形機の旋回装置
US6290584B1 (en) * 1999-08-13 2001-09-18 Speedfam-Ipec Corporation Workpiece carrier with segmented and floating retaining elements
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
US6390905B1 (en) * 2000-03-31 2002-05-21 Speedfam-Ipec Corporation Workpiece carrier with adjustable pressure zones and barriers
US7140956B1 (en) 2000-03-31 2006-11-28 Speedfam-Ipec Corporation Work piece carrier with adjustable pressure zones and barriers and a method of planarizing a work piece
US6447379B1 (en) * 2000-03-31 2002-09-10 Speedfam-Ipec Corporation Carrier including a multi-volume diaphragm for polishing a semiconductor wafer and a method therefor
JP3992092B2 (ja) * 2000-04-07 2007-10-17 東京エレクトロン株式会社 試料研磨装置、試料研磨方法及び研磨パッド
JP3816297B2 (ja) 2000-04-25 2006-08-30 株式会社荏原製作所 研磨装置
US6506105B1 (en) 2000-05-12 2003-01-14 Multi-Planar Technologies, Inc. System and method for pneumatic diaphragm CMP head having separate retaining ring and multi-region wafer pressure control
US6558232B1 (en) * 2000-05-12 2003-05-06 Multi-Planar Technologies, Inc. System and method for CMP having multi-pressure zone loading for improved edge and annular zone material removal control
CN100433269C (zh) * 2000-05-12 2008-11-12 多平面技术公司 抛光装置以及与其一起使用的基片托架
US6540592B1 (en) * 2000-06-29 2003-04-01 Speedfam-Ipec Corporation Carrier head with reduced moment wear ring
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
US7198561B2 (en) * 2000-07-25 2007-04-03 Applied Materials, Inc. Flexible membrane for multi-chamber carrier head
EP2085181A1 (en) * 2000-07-31 2009-08-05 Ebara Corporation Substrate holding apparatus and substrate polishing apparatus
US7029381B2 (en) * 2000-07-31 2006-04-18 Aviza Technology, Inc. Apparatus and method for chemical mechanical polishing of substrates
EP1322940A4 (en) * 2000-07-31 2006-03-15 Asml Us Inc METHOD AND IN SITU DEVICE FOR DETECTING THE TURN POINT FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING
US6585572B1 (en) 2000-08-22 2003-07-01 Lam Research Corporation Subaperture chemical mechanical polishing system
US7481695B2 (en) 2000-08-22 2009-01-27 Lam Research Corporation Polishing apparatus and methods having high processing workload for controlling polishing pressure applied by polishing head
US6652357B1 (en) 2000-09-22 2003-11-25 Lam Research Corporation Methods for controlling retaining ring and wafer head tilt for chemical mechanical polishing
US6640155B2 (en) 2000-08-22 2003-10-28 Lam Research Corporation Chemical mechanical polishing apparatus and methods with central control of polishing pressure applied by polishing head
US6540590B1 (en) 2000-08-31 2003-04-01 Multi-Planar Technologies, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus and method having a rotating retaining ring
TWI246448B (en) * 2000-08-31 2006-01-01 Multi Planar Technologies Inc Chemical mechanical polishing (CMP) head, apparatus, and method and planarized semiconductor wafer produced thereby
US6471566B1 (en) * 2000-09-18 2002-10-29 Lam Research Corporation Sacrificial retaining ring CMP system and methods for implementing the same
US6443815B1 (en) 2000-09-22 2002-09-03 Lam Research Corporation Apparatus and methods for controlling pad conditioning head tilt for chemical mechanical polishing
JP2002187060A (ja) * 2000-10-11 2002-07-02 Ebara Corp 基板保持装置、ポリッシング装置、及び研磨方法
US6923711B2 (en) 2000-10-17 2005-08-02 Speedfam-Ipec Corporation Multizone carrier with process monitoring system for chemical-mechanical planarization tool
US6805613B1 (en) 2000-10-17 2004-10-19 Speedfam-Ipec Corporation Multiprobe detection system for chemical-mechanical planarization tool
JP2004515918A (ja) * 2000-12-04 2004-05-27 株式会社荏原製作所 基板処理装置及びその方法
DE10060697B4 (de) * 2000-12-07 2005-10-06 Siltronic Ag Doppelseiten-Polierverfahren mit reduzierter Kratzerrate und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10062496B4 (de) * 2000-12-14 2005-03-17 Peter Wolters Cmp - Systeme Gmbh & Co. Kg Halter für flache Werkstücke, insbesondere Halbleiterwafer
US6863771B2 (en) * 2001-07-25 2005-03-08 Micron Technology, Inc. Differential pressure application apparatus for use in polishing layers of semiconductor device structures and methods
US6746318B2 (en) 2001-10-11 2004-06-08 Speedfam-Ipec Corporation Workpiece carrier with adjustable pressure zones and barriers
US6736720B2 (en) 2001-12-26 2004-05-18 Lam Research Corporation Apparatus and methods for controlling wafer temperature in chemical mechanical polishing
US6592437B1 (en) 2001-12-26 2003-07-15 Lam Research Corporation Active gimbal ring with internal gel and methods for making same
US20030124963A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-03 Applied Materials, Inc. Carrier head with a non-stick membrane
US6764386B2 (en) * 2002-01-11 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Air bearing-sealed micro-processing chamber
US6937915B1 (en) * 2002-03-28 2005-08-30 Lam Research Corporation Apparatus and methods for detecting transitions of wafer surface properties in chemical mechanical polishing for process status and control
US7018268B2 (en) * 2002-04-09 2006-03-28 Strasbaugh Protection of work piece during surface processing
TWM255104U (en) * 2003-02-05 2005-01-11 Applied Materials Inc Retaining ring with flange for chemical mechanical polishing
JP4583729B2 (ja) * 2003-02-10 2010-11-17 株式会社荏原製作所 基板保持装置、研磨装置、及び該基板保持装置に用いられる弾性部材
WO2004070806A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-19 Ebara Corporation Substrate holding apparatus and polishing apparatus
JP4515047B2 (ja) * 2003-06-06 2010-07-28 株式会社荏原製作所 弾性膜、基板保持装置、研磨装置、及び研磨方法
US20060245138A1 (en) * 2003-07-14 2006-11-02 Koh Meng F Perforated plate for water chuck
EP1694464B1 (en) * 2003-11-13 2010-05-26 Applied Materials, Inc. Retaining ring with shaped surface
US11260500B2 (en) * 2003-11-13 2022-03-01 Applied Materials, Inc. Retaining ring with shaped surface
US7055229B2 (en) * 2003-12-31 2006-06-06 Intel Corporation Support system for semiconductor wafers and methods thereof
US7255771B2 (en) * 2004-03-26 2007-08-14 Applied Materials, Inc. Multiple zone carrier head with flexible membrane
US7033257B2 (en) * 2004-07-21 2006-04-25 Agere Systems, Inc. Carrier head for chemical mechanical polishing
EP2797109B1 (en) 2004-11-01 2018-02-28 Ebara Corporation Polishing apparatus
KR100674923B1 (ko) * 2004-12-03 2007-01-26 삼성전자주식회사 인접한 화소간에 출력회로를 공유하는 씨모스 이미지 센서
JP5112614B2 (ja) 2004-12-10 2013-01-09 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置
PL1785370T5 (pl) * 2005-11-11 2014-06-30 Seda Spa Izolowany kubek
US7364496B2 (en) * 2006-03-03 2008-04-29 Inopla Inc. Polishing head for polishing semiconductor wafers
US7527271B2 (en) * 2006-06-02 2009-05-05 Applied Materials, Inc. Fast substrate loading on polishing head without membrane inflation step
JP2008100295A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Shin Etsu Handotai Co Ltd 研磨ヘッド及び研磨装置
US7654888B2 (en) * 2006-11-22 2010-02-02 Applied Materials, Inc. Carrier head with retaining ring and carrier ring
US7699688B2 (en) * 2006-11-22 2010-04-20 Applied Materials, Inc. Carrier ring for carrier head
US7727055B2 (en) * 2006-11-22 2010-06-01 Applied Materials, Inc. Flexible membrane for carrier head
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
JP5074125B2 (ja) * 2007-08-09 2012-11-14 リンテック株式会社 固定治具並びにワークの処理方法
JP5042778B2 (ja) * 2007-10-31 2012-10-03 信越半導体株式会社 ワーク研磨用ヘッド及びこの研磨ヘッドを備えた研磨装置
KR101617716B1 (ko) * 2008-03-25 2016-05-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 개량된 캐리어 헤드 멤브레인
CN101585150B (zh) * 2008-05-20 2012-06-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 治具辅助定位装置
US8475231B2 (en) 2008-12-12 2013-07-02 Applied Materials, Inc. Carrier head membrane
JP5552401B2 (ja) * 2010-09-08 2014-07-16 株式会社荏原製作所 研磨装置および方法
WO2013039608A2 (en) * 2011-09-12 2013-03-21 Applied Materials, Inc. Carrier head with composite plastic portions
US9393668B2 (en) * 2012-07-12 2016-07-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Polishing head with alignment gear
US9199354B2 (en) 2012-10-29 2015-12-01 Wayne O. Duescher Flexible diaphragm post-type floating and rigid abrading workholder
US9233452B2 (en) 2012-10-29 2016-01-12 Wayne O. Duescher Vacuum-grooved membrane abrasive polishing wafer workholder
US8998677B2 (en) 2012-10-29 2015-04-07 Wayne O. Duescher Bellows driven floatation-type abrading workholder
US9011207B2 (en) 2012-10-29 2015-04-21 Wayne O. Duescher Flexible diaphragm combination floating and rigid abrading workholder
US9604339B2 (en) 2012-10-29 2017-03-28 Wayne O. Duescher Vacuum-grooved membrane wafer polishing workholder
US9039488B2 (en) 2012-10-29 2015-05-26 Wayne O. Duescher Pin driven flexible chamber abrading workholder
US8845394B2 (en) 2012-10-29 2014-09-30 Wayne O. Duescher Bellows driven air floatation abrading workholder
US8998678B2 (en) 2012-10-29 2015-04-07 Wayne O. Duescher Spider arm driven flexible chamber abrading workholder
US9566687B2 (en) * 2014-10-13 2017-02-14 Sunedison Semiconductor Limited (Uen201334164H) Center flex single side polishing head having recess and cap
US10155297B2 (en) * 2016-07-08 2018-12-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chemical mechanical polishing head
JP6927560B2 (ja) * 2017-01-10 2021-09-01 不二越機械工業株式会社 ワーク研磨ヘッド
US10926378B2 (en) 2017-07-08 2021-02-23 Wayne O. Duescher Abrasive coated disk islands using magnetic font sheet
CN113382825A (zh) * 2019-02-14 2021-09-10 崇硕科技公司 基板载具头和加工系统
US20210005479A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 Axus Technology, Llc Temperature controlled substrate carrier and polishing components
US11691241B1 (en) * 2019-08-05 2023-07-04 Keltech Engineering, Inc. Abrasive lapping head with floating and rigid workpiece carrier

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3449870A (en) * 1967-01-24 1969-06-17 Geoscience Instr Corp Method and apparatus for mounting thin elements
US3841031A (en) * 1970-10-21 1974-10-15 Monsanto Co Process for polishing thin elements
US3857123A (en) * 1970-10-21 1974-12-31 Monsanto Co Apparatus for waxless polishing of thin wafers
US4132037A (en) * 1977-02-28 1979-01-02 Siltec Corporation Apparatus for polishing semiconductor wafers
DE2809274A1 (de) * 1978-03-03 1979-09-13 Wacker Chemitronic Verfahren zur vergleichmaessigung des polierabtrages von scheiben beim polieren
US4239567A (en) * 1978-10-16 1980-12-16 Western Electric Company, Inc. Removably holding planar articles for polishing operations
US4313284A (en) * 1980-03-27 1982-02-02 Monsanto Company Apparatus for improving flatness of polished wafers
US4508161A (en) * 1982-05-25 1985-04-02 Varian Associates, Inc. Method for gas-assisted, solid-to-solid thermal transfer with a semiconductor wafer
US4671145A (en) * 1983-12-23 1987-06-09 Basf Aktiengesellschaft Method and apparatus for the surface machining of substrate plates for magnetic memory plates
JPS6434657A (en) * 1987-07-29 1989-02-06 Fujitsu Ltd Gaseous pressure type polishing device
US4918869A (en) * 1987-10-28 1990-04-24 Fujikoshi Machinery Corporation Method for lapping a wafer material and an apparatus therefor
JPH079896B2 (ja) * 1988-10-06 1995-02-01 信越半導体株式会社 研磨装置
US5029418A (en) * 1990-03-05 1991-07-09 Eastman Kodak Company Sawing method for substrate cutting operations
US5036630A (en) * 1990-04-13 1991-08-06 International Business Machines Corporation Radial uniformity control of semiconductor wafer polishing
US5230184A (en) * 1991-07-05 1993-07-27 Motorola, Inc. Distributed polishing head
US5193316A (en) * 1991-10-29 1993-03-16 Texas Instruments Incorporated Semiconductor wafer polishing using a hydrostatic medium
US5205082A (en) * 1991-12-20 1993-04-27 Cybeq Systems, Inc. Wafer polisher head having floating retainer ring
DE69316849T2 (de) * 1992-11-27 1998-09-10 Toshiba Kawasaki Kk Verfahren und Gerät zum Polieren eines Werkstückes
US5443416A (en) * 1993-09-09 1995-08-22 Cybeq Systems Incorporated Rotary union for coupling fluids in a wafer polishing apparatus
US5584746A (en) * 1993-10-18 1996-12-17 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method of polishing semiconductor wafers and apparatus therefor
JP3311116B2 (ja) * 1993-10-28 2002-08-05 株式会社東芝 半導体製造装置
US5564965A (en) * 1993-12-14 1996-10-15 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Polishing member and wafer polishing apparatus
US5820448A (en) * 1993-12-27 1998-10-13 Applied Materials, Inc. Carrier head with a layer of conformable material for a chemical mechanical polishing system
US5624299A (en) * 1993-12-27 1997-04-29 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus with improved carrier and method of use
US5643053A (en) * 1993-12-27 1997-07-01 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus with improved polishing control
US5449316A (en) * 1994-01-05 1995-09-12 Strasbaugh; Alan Wafer carrier for film planarization
US5423716A (en) * 1994-01-05 1995-06-13 Strasbaugh; Alan Wafer-handling apparatus having a resilient membrane which holds wafer when a vacuum is applied
US5423558A (en) * 1994-03-24 1995-06-13 Ipec/Westech Systems, Inc. Semiconductor wafer carrier and method
US5544421A (en) * 1994-04-28 1996-08-13 Semitool, Inc. Semiconductor wafer processing system
JP3158934B2 (ja) * 1995-02-28 2001-04-23 三菱マテリアル株式会社 ウェーハ研磨装置
US5908530A (en) * 1995-05-18 1999-06-01 Obsidian, Inc. Apparatus for chemical mechanical polishing
US5681215A (en) * 1995-10-27 1997-10-28 Applied Materials, Inc. Carrier head design for a chemical mechanical polishing apparatus
US5795215A (en) * 1995-06-09 1998-08-18 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for using a retaining ring to control the edge effect
US5738574A (en) * 1995-10-27 1998-04-14 Applied Materials, Inc. Continuous processing system for chemical mechanical polishing
US5762544A (en) * 1995-10-27 1998-06-09 Applied Materials, Inc. Carrier head design for a chemical mechanical polishing apparatus
US5762546A (en) * 1995-12-13 1998-06-09 Coburn Optical Industries, Inc. Pneumatically assisted conformal tool for an ophthalmic lens finer/polisher
US5762539A (en) * 1996-02-27 1998-06-09 Ebara Corporation Apparatus for and method for polishing workpiece
US6183354B1 (en) * 1996-11-08 2001-02-06 Applied Materials, Inc. Carrier head with a flexible membrane for a chemical mechanical polishing system
US5851140A (en) * 1997-02-13 1998-12-22 Integrated Process Equipment Corp. Semiconductor wafer polishing apparatus with a flexible carrier plate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200054037A (ko) * 2018-11-09 2020-05-19 주식회사 케이씨텍 연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 멤브레인

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