KR20220116303A - 국부적인 웨이퍼 압력을 갖는 연마 헤드 - Google Patents

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앤드류 나겐가스트
스티븐 엠. 주니가
제이 구루사미
찰스 씨. 개럿슨
블라드미르 갈버트
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

연마 시스템은 캐리지 암을 포함하고, 캐리지 암은 캐리지 암의 하부 표면 상에 배치된 액추에이터를 갖는다. 액추에이터는 피스톤 및 피스톤의 원단부에 결합된 롤러를 포함한다. 연마 시스템은 연마 패드, 및 캐리지 암으로부터 매달리고 기판과 연마 패드 사이에 압력을 인가하도록 구성된 기판 캐리어를 포함한다. 기판 캐리어는 하우징, 리테이닝 링 및 멤브레인을 포함한다. 기판 캐리어는 하우징에 배치된 상부 하중 링을 포함한다. 액추에이터의 롤러는 기판 캐리어와 캐리지 암 사이의 상대 회전 동안 상부 하중 링에 접촉하도록 구성된다. 액추에이터는 상부 하중 링의 부분에 하중을 인가함으로써 기판과 연마 패드 사이에 인가되는 압력을 변경하도록 구성된다.

Description

국부적인 웨이퍼 압력을 갖는 연마 헤드
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 기판들의 연마 및/또는 평탄화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용의 실시예들은 화학적 기계적 연마(CMP)에 활용되는 연마 헤드들에 관한 것이다.
화학적 기계적 연마(CMP)는 결정질 규소(Si) 기판 표면 상에 퇴적된 물질의 층을 평탄화하거나 연마하기 위해 반도체 디바이스들의 제조에 통상적으로 사용된다. 전형적인 CMP 프로세스에서, 기판은 기판 캐리어, 예를 들어, 연마 헤드에 유지되고, 기판 캐리어는 연마 유체의 존재 하에 기판을 회전 연마 패드 쪽으로 누른다. 일반적으로, 연마 유체는 하나 이상의 화학적 구성성분의 수용액 및 수용액에 현탁된 나노규모의 연마 입자들을 포함한다. 물질은, 연마 유체 및 기판과 연마 패드의 상대 운동에 의해 제공되는 화학적 및 기계적 활동의 조합을 통해, 연마 패드와 접촉하는 기판의 물질 층 표면에 걸쳐 제거된다.
기판 캐리어는 기판에 접촉하는 복수의 상이한 방사상 구역들을 갖는 멤브레인을 포함한다. 멤브레인은 3개 이상의 구역들, 예컨대, 3개의 구역들 내지 11개의 구역들, 예를 들어, 3개, 5개, 7개 또는 11개의 구역들을 포함할 수 있다. 구역들은 전형적으로, 외측으로부터 내측으로 (예를 들어, 11개 구역 멤브레인의 경우, 외측 상의 구역 1로부터 내측 상의 구역 11로) 라벨링된다. 상이한 방사상 구역들을 사용하여, 멤브레인의 후면측에 의해 경계가 정해지는 챔버에 인가되는 압력은, 멤브레인에 의해 기판에 인가되는 힘의 중심 대 에지 프로파일을 제어하고, 결과적으로, 기판에 의해 연마 패드에 대해 인가되는 힘의 중심 대 에지 프로파일을 제어하도록 선택될 수 있다. 상이한 방사상 구역들을 사용하더라도, CMP에 대한 지속적인 문제는 에지 효과, 즉, 기판의 최외측 5-10 mm의 과다 연마 또는 과소 연마의 발생이다. 에지 효과는 나이프 에지 효과로 인해 기판의 주연 부분 주위에서 기판과 연마 패드 사이의 압력의 급격한 상승에 의해 야기될 수 있는데, 여기서 기판의 선단 에지가 연마 패드의 최상부 표면을 따라 긁힌다. 상이한 방사상 구역들에 압력을 인가하는 현재의 접근법들은 기판의 큰 영역에 걸쳐 힘이 분산되는 것을 초래한다. 큰 영역에 걸친 인가된 하중의 그러한 분산은 위에서 언급된 에지 효과를 방지할 수 없다.
에지 효과를 완화시키고 기판 표면의 결과적인 마감 및 편평도를 개선하기 위해, 연마 헤드는 멤브레인을 둘러싸는 리테이닝 링을 포함한다. 리테이닝 링은 연마 동안 연마 패드에 접촉하기 위한 바닥 표면, 및 연마 헤드에 고정되는 최상부 표면을 갖는다. 리테이닝 링의 바닥 표면 아래에서의 연마 패드의 사전 압축은 증가된 압력 영역을 기판 아래로부터 리테이닝 링 아래로 이동시킴으로써 기판의 주연 부분에서의 압력 증가를 감소시킨다. 그러나, 기판의 주연 부분의 균일성의 결과적인 개선은 일반적으로 제한되고 많은 응용들에 대해 부적절한 것으로 판명된다.
이에 따라, 위에서 설명된 문제들을 해결하기 위한 장치 및 방법들이 관련 기술분야에 필요하다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 기판들의 연마 및/또는 평탄화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용의 실시예들은 화학적 기계적 연마(CMP)에 활용되는 연마 헤드들에 관한 것이다.
일 실시예에서, 연마 시스템은 캐리지 암 - 캐리지 암은 캐리지 암의 하부 표면 상에 배치된 액추에이터를 갖고, 액추에이터는 피스톤; 및 피스톤의 원단부에 결합된 롤러를 포함함 -; 연마 패드; 및 캐리지 암으로부터 매달리고 기판과 연마 패드 사이에 압력을 가하도록 구성된 기판 캐리어를 포함하고, 기판 캐리어는: 하우징; 하우징에 결합된 리테이닝 링; 하우징에 결합되고 리테이닝 링의 내측 직경에 걸쳐 있는 멤브레인 - 멤브레인은 기판에 접촉하도록 구성된 바닥 부분 및 바닥 부분에 직교하여 연장되는 측 부분을 갖고, 측 부분은 측 부분의 외측 에지를 따라 형성된 환형 리세스를 포함하고, 환형 슬리브가 환형 리세스에 배치됨 -; 하우징에 배치된 상부 하중 링 - 액추에이터의 롤러는 기판 캐리어와 캐리지 암 사이의 상대 회전 동안 상부 하중 링에 접촉하도록 구성됨 -; 하우징에 원주방향으로 배치된 복수의 하중 핀들 - 복수의 하중 핀들 각각은 상부 하중 링에 결합된 근단부 및 하부 하중 링에 결합된 원단부를 가짐 -; 및 하우징에 배치된 하부 하중 링 - 하부 하중 링은 복수의 하중 핀들 각각의 원단부에 결합된 플랜지 부분 및 플랜지 부분에 대해 직교하여 연장되는 몸체 부분을 갖고, 몸체 부분은 멤브레인에 배치된 환형 슬리브에 접촉함 - 을 포함하고, 액추에이터의 작동은 상부 하중 링의 부분, 복수의 하중 핀들 중 하나 이상, 하부 하중 링, 환형 슬리브, 및 멤브레인의 외측 에지 영역에 하중을 인가하고 이에 의해 기판과 연마 패드 사이에 인가되는 압력을 변경하도록 구성된다.
본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 본 개시내용이, 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있기 때문에, 첨부 도면들은 단지 예시적인 실시예들만을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1a는 하나 이상의 실시예에 따른, 본원에 제시된 방법들을 실시하는 데 사용될 수 있는 예시적인 연마 스테이션의 개략적인 측면도이다.
도 1b는 하나 이상의 실시예에 따른, 본원에 제시된 방법들을 실시하는 데 사용될 수 있는 다중 스테이션 연마 시스템의 부분의 개략적인 평면도이다.
도 2a는 도 1b의 연마 시스템에서 사용될 수 있는 기판 캐리어의 일 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 2b는 도 2a의 부분의 확대 측단면도이다.
도 2c는 도 2a의 부분의 확대 등각도이다.
도 3a는 도 1b의 연마 시스템에서 사용될 수 있는 기판 캐리어의 또 다른 실시예의 측단면도이다.
도 3b는 도 3a의 기판 캐리어의 개략적인 상면도이다.
도 3c 및 3d는, 2개의 상이한 실시예들에 따른 내부 액추에이터들을 예시하는, 도 3b의 부분의 확대 측단면도들이다.
도 4는 도 1b의 연마 시스템에서 사용될 수 있는 기판 캐리어의 또 다른 실시예의 측단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가의 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
장치 및 방법들의 여러 예시적인 실시예들을 설명하기 전에, 본 개시내용은 이하의 설명에서 제시되는 구성 또는 프로세스 단계들의 세부사항들로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 개시내용의 일부 실시예들은 다른 실시예들과 조합될 수 있다는 것이 예상된다.
도 1a는, 본원에 제시된 방법들을 실시하는 데 사용될 수 있는, 하나 이상의 실시예에 따른 연마 스테이션(100a)의 개략적인 측면도이다. 도 1b는 복수의 연마 스테이션들(100a-c)을 포함하는 다중 스테이션 연마 시스템(101)의 부분의 개략적인 평면도이고, 여기서 연마 스테이션들(100b-c) 각각은 도 1a에 설명된 연마 스테이션(100a)과 실질적으로 유사하다. 도 1b에서, 도 1a에 설명된 연마 스테이션(100a)에 대한 구성요소들 중 적어도 일부는 시각적 혼란을 감소시키기 위해 복수의 연마 스테이션들(100a-c) 상에 도시되지 않는다. 본 개시내용으로부터 이익을 취하도록 적응될 수 있는 연마 시스템들은, 특히, 캘리포니아주 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)로부터 입수가능한 리플렉션® 엘케이(REFLEXION® LK) 및 리플렉션® 엘케이 프라임(REFLEXION® LK PRIME) 평탄화 시스템들을 포함한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 연마 스테이션(100a)은 플래튼(102), 플래튼(102)에 결합된 제1 액추에이터(104), 플래튼(102) 상에 배치되고 플래튼에 고정된 연마 패드(106), 연마 패드(106) 위에 배치된 유체 전달 암(108), 기판 캐리어(110)(단면으로 도시됨), 및 패드 컨디셔너 조립체(112)를 포함한다. 여기서, 기판 캐리어(110)는 기판 캐리어(110)가 연마 패드(106) 위에 배치되고 연마 패드를 향하도록 캐리지 조립체(114)(도 1b)의 캐리지 암(113)으로부터 매달린다. 캐리지 조립체(114)는 기판 캐리어(110)를, 그리고 따라서, 기판 캐리어에 척킹된 기판(122)을 다중 스테이션 연마 시스템(101)의 기판 캐리어 로딩 스테이션(103)(도 1b) 사이에서 그리고/또는 연마 스테이션들(100a-c) 사이에서 이동시키기 위해 캐리지 축(C)을 중심으로 회전가능하다. 기판 캐리어 로딩 스테이션(103)은 기판(122)을 기판 캐리어(110)에 로딩하기 위한 로드 컵(150)(환영으로 도시됨)을 포함한다.
기판 연마 동안, 제1 액추에이터(104)는 플래튼(102)을 플래튼 축(A)을 중심으로 회전시키는 데 사용되고, 기판 캐리어(110)는 플래튼(102) 위에 배치되고 플래튼을 향하여 있다. 기판 캐리어(110)는, 캐리어 축(B)을 중심으로 회전하면서 동시에, 기판 캐리어에 배치된 기판(122)(환영으로 도시됨)의 연마될 표면을 연마 패드(106)의 연마 표면에 대하여 압박하는 데 사용된다. 여기서, 기판 캐리어(110)는 하우징(111), 하우징(111)에 결합된 환형 리테이닝 링(115), 및 리테이닝 링(115)의 내측 직경에 걸쳐 있는 멤브레인(117)을 포함한다. 리테이닝 링(115)은 기판(122)을 둘러싸고 연마 동안 기판(122)이 기판 캐리어(110)로부터 미끄러지는 것을 방지한다. 멤브레인(117)은 기판 로딩 작동들 동안 그리고/또는 기판 연마 스테이션들 사이에서 기판(122)에 하향력을 인가하고 기판을 기판 캐리어(110) 내로 로딩(척킹)하는 데 사용된다. 예를 들어, 연마 동안, 멤브레인(117)에 하향력을 가하고, 따라서, 멤브레인과 접촉하는 기판(122)에 하향력을 가하기 위해, 가압된 가스가 캐리어 챔버(119)에 제공된다. 연마 전후에, 멤브레인(117)이 멤브레인(117)과 기판(122) 사이에 저압 포켓을 생성하기 위해 상향으로 편향되고, 따라서, 기판(122)을 기판 캐리어(110) 내로 척킹하도록 진공이 챔버(119)에 인가될 수 있다.
연마 동안, 기판(122)은 유체 전달 암(108)에 의해 제공되는 연마 유체의 존재 하에 패드(106)에 대해 압박된다. 회전 기판 캐리어(110)는 연마 패드(106)의 표면의 불균등한 마모를 부분적으로 감소시키기 위해 플래튼(102)의 내측 반경과 외측 반경 사이에서 진동한다. 여기서, 기판 캐리어(110)는 제1 액추에이터(124)를 사용하여 회전되고 제2 액추에이터(126)를 사용하여 진동된다.
여기서, 패드 컨디셔너 조립체(112)는 고정식 연마재 컨디셔닝 디스크(120), 예를 들어, 다이아몬드 함침 디스크를 포함하고, 이는 연마 패드의 표면을 회생시키고/거나 연마 패드로부터 연마 부산물들 또는 다른 잔해물을 제거하기 위해 연마 패드(106)에 대해 압박될 수 있다. 다른 실시예들에서, 패드 컨디셔너 조립체(112)는 브러쉬(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
다중 스테이션 연마 시스템(101) 및/또는 그의 개별 연마 스테이션들(100a-c)의 작동은 시스템 제어기(136)(도 1a)에 의해 용이하게 된다. 시스템 제어기(136)는 메모리(142)(예를 들어, 비휘발성 메모리) 및 지원 회로들(144)과 함께 작동가능한 프로그램가능 중앙 처리 유닛(CPU(140))을 포함한다. 지원 회로들(144)은 CPU(140)에 통상적으로 결합되고, 기판 연마 프로세스의 제어를 용이하게 하기 위해 연마 시스템(101)의 다양한 구성요소들에 결합된, 캐시, 클럭 회로들, 입력/출력 하위시스템들, 전력 공급부들 등, 및 이들의 조합들을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, CPU(140)는 다양한 연마 시스템 구성요소들 및 하위 프로세서들을 제어하기 위해서 산업 현장에서 사용되는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나, 예컨대, 프로그램가능 로직 제어기(PLC)일 수 있다. CPU(140)에 결합된 메모리(142)는 비일시적이고, 쉽게 입수가능한 메모리, 예컨대, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플로피 디스크 드라이브, 하드 디스크, 또는 임의의 다른 형태의 로컬 또는 원격 디지털 저장소 중 하나 이상을 포함한다.
본원에서, 메모리(142)는 CPU(140)에 의해 실행될 때 연마 시스템(101)의 작동을 용이하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(예를 들어, 비휘발성 메모리)의 형태로 되어 있다. 메모리(142)에 있는 명령어들은, 본 개시내용의 방법들을 구현하는 프로그램과 같은 프로그램 제품(예를 들어, 미들웨어 어플리케이션, 장비 소프트웨어 어플리케이션 등)의 형태로 되어 있다. 프로그램 코드는 다수의 상이한 프로그래밍 언어들 중 임의의 것을 따를 수 있다. 일 예에서, 본 개시내용은 컴퓨터 시스템과 함께 사용하기 위한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 상에 저장된 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 프로그램 제품의 프로그램(들)은 (본원에 설명된 방법들을 포함하는) 실시예들의 기능들을 정의한다.
예시적인 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는: (i) 정보가 영구적으로 저장되는 기입 불가능한 저장 매체(예를 들어, 컴퓨터 내의 판독 전용 메모리 디바이스들, 예컨대, CD-ROM 드라이브에 의해 판독가능한 CD-ROM 디스크들, 플래시 메모리, ROM 칩들, 또는 임의의 유형의 고체 상태 비휘발성 반도체 메모리); 및 (ii) 변경가능한 정보가 저장되는 기입가능한 저장 매체(예를 들어, 디스켓 드라이브 내의 플로피 디스크들 또는 하드 디스크 드라이브 또는 임의의 유형의 고체 상태 랜덤 액세스 반도체 메모리)를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 그러한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는, 본원에 설명된 방법들의 기능들을 지시하는 컴퓨터 판독가능한 명령어들을 보유하는 경우, 본 개시내용의 실시예들이다.
도 2a는 도 1b의 연마 시스템(101)에서 사용될 수 있는 기판 캐리어(110)의 일 실시예의 개략적인 측면도이다. 도 2b는 도 2a의 부분의 확대 측단면도이다. 도 2c는 도 2a의 부분의 확대 등각도이다. 도 2c에서, 하우징(111) 및 리테이닝 링(115)은 기판 캐리어(110)의 내부 구성요소들을 더 명확히 보여주기 위해 제거된다. 멤브레인(117)은 리테이닝 링(115)의 내측 직경에 걸쳐 있는 바닥 부분(117a), 및 리테이닝 링(115)의 내측 벽(115a)에 실질적으로 평행하게 연장되는 측 부분(117b)을 포함한다. 외부 액추에이터(202)(예를 들어, 선형 액추에이터)가 캐리지 암(113)에 결합된다. 외부 액추에이터(202)는 기판 캐리어(110)의 하우징(111)과 캐리지 암(113) 사이에 배치된다. 도 2a-2c에는 하나의 외부 액추에이터(202)만이 예시되지만, 복수의 외부 액추에이터들(202)이 캐리어 축(B)에 대하여 원주방향으로 배치될 수 있음을 이해할 것이다. 일부 실시예들에서, 외부 액추에이터들(202)의 개수는 1개 내지 12개의 외부 액추에이터, 예컨대, 1개 내지 4개의 외부 액추에이터, 예컨대, 4개 내지 12개의 외부 액추에이터, 예컨대, 4개 내지 8개의 외부 액추에이터일 수 있다.
외부 액추에이터(202)는 캐리지 암(113)의 바닥 측에 결합된 원통형 하우징(204)을 포함한다. 원통형 하우징(204)은 실질적으로 z 축을 따라 길이방향으로 배향된다(예를 들어, 중력 방향으로 정렬된다). 피스톤(206)은 원통형 하우징(204) 내부에 부분적으로 배치된다. 피스톤(206)은 실질적으로 z 축을 따라 원통형 하우징(204)에 대하여 연장되고 수축되도록 작동가능하다(예를 들어, 수직으로 이동가능하다). 일 실시예에서, 롤러(208)는 체결구(예를 들어, 클램프)를 사용하여 피스톤(206)의 원단부에 결합된다. 롤러(208)는 하중을 외부 액추에이터(202)로부터 하우징(111)으로 또는, 아래에 상세히 설명되는, 하우징의 하나 이상의 구성요소로 전달하기 위해 하우징(111)에 접촉하도록 구성된다. 롤러(208)는 작동 동안(예를 들어, 외부 액추에이터(202)가 정지해 있고 캐리어 헤드(110)가 회전하고 있을 때) 캐리어 헤드(110)로의 하중 전달을 가능하게 한다.
롤러(208)는 하우징(111)에 배치된 상부 하중 링(210)에 접촉한다. 상부 하중 링(210)은 상부 면(212) 및 상부 면(212)에 대향하는 복수의 하부 면들(214)을 갖는 환형 링이다. 일부 실시예들에서, 상부 하중 링(210)은 연속적인 환형 상부 면을 갖는다. 상부 면(212)은 캐리어 헤드(110)의 회전 동안 롤러(208)와의 접촉을 유지하기 위해 하우징(111)의 최상부를 통해 노출된다. 일부 다른 실시예들(도시되지 않음)에서, 상부 하중 링(210)은 복수의 상부 면들(212)을 갖는 복수의 호 형상 세그먼트들을 포함한다. 상부 하중 링(210) 아래에 위치되는 복수의 하중 핀들(216)이 기판 캐리어(110)의 캐리어 축(B)에 대하여 원주방향으로 배치된다. 복수의 하중 핀들(216) 각각은 실질적으로 z 축을 따라 길이방향으로 배향된다. 복수의 하중 핀들(216)은 도 2c에 더 명확히 도시된다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 복수의 하중 핀들(216)은 균일하게 이격된다. 일부 실시예들에서, 복수의 하중 핀들(216)은 6개 내지 36개의 하중 핀들, 예컨대, 12개 내지 24개의 하중 핀들을 포함할 수 있다.
복수의 하중 핀들(216)은 하부 하중 링(218)의 플랜지 부분(220)과 상부 하중 링(210) 사이에 수직으로 배치된다. 복수의 하중 핀들(216) 각각의 근단부는 상부 하중 링(210)의 복수의 하부 면들(214) 중 하나에 접촉한다. 복수의 하중 핀들(216) 각각의 원단부는 체결구(예를 들어, 작은 나사)에 의해 하부 하중 링(218)의 플랜지 부분(220)에 결합된다. 하부 하중 링(218)은 플랜지 부분(220)에 직교하여 연장되는 몸체 부분(222)을 포함한다. 몸체 부분(222)은 실질적으로 z 축을 따라 연장된다. 몸체 부분(222)은 멤브레인(117)의 측 부분(117b)과 하우징(111) 사이에 방사상으로 배치된다. 몸체 부분(222)의 내측 직경은 멤브레인(117)의 측 부분(117b)과 맞물리도록 구성된다. 몸체 부분(222)은 인접 세그먼트들(224) 사이에 보이드들(226)을 갖는 복수의 호 형상 세그먼트들(224)을 포함한다(도 2c). 세그먼트들(224)은 복수의 하중 핀들(216) 각각과 원주방향으로 정렬된다. 보이드들(226)은 인접 하중 핀들(216) 사이에 이격된다. 일부 다른 실시예들(도시되지 않음)에서, 몸체 부분(222)은 보이드들(226)이 없는 연속적인 환형 링일 수 있다.
멤브레인(117)의 측 부분(117b)은 측 부분(117b)의 외측 에지를 따라 형성된 환형 리세스(117c)를 포함한다. 리세스(117c)의 외측 직경은 측 부분(117b)의 외측 직경보다 작다. 환형 슬리브(228)는 리세스(117c)에 배치된다. 슬리브(228)의 내측 직경은 리세스(117c)의 외측 직경에 맞도록 구성된다. 슬리브(228)의 외측 직경은 측 부분(117b)의 외측 직경보다 크다. 하부 하중 링(218)의 몸체 부분(222)의 원단부는 리세스(117c) 외부에 방사상으로 노출되는 슬리브(228)의 최상부 에지와 맞물린다. 하부 하중 링(218)의 세그먼트들(224)은 복수의 하중 핀들(216) 각각에 의해 인가되는 하중을 슬리브(228)의 아래놓인 원주 부분에 집중시킨다. 보이드들(226)(도 2c)은 z 방향의 하부 하중 링(218)의 추종을 증가시킨다. 리세스(117c)를 둘러싸는 멤브레인(117)의 측 부분(117b)은, z축을 따라, 슬리브(228)의 바닥 에지와 기판(122) 사이에 부분적으로 배치된다. 측 부분(117b)의 하부 단부는 기판(122)의 에지와 접촉한다. 그러므로, 슬리브(228)에 하향력을 인가하는 것은 기판(122)의 에지와 연마 패드(106) 사이의 압력을 증가시킨다.
작동 시에, 외부 액추에이터(202)의 작동은 피스톤(206)을 하향으로 연장시키고, 이는 롤러(208)를 통해 상부 하중 링(210)에 대해 하향력을 인가한다. 상부 하중 링(210)에 인가되는 하향력은 궁극적으로, 복수의 하중 핀들(216), 하부 하중 링(218), 슬리브(228), 및 멤브레인(117)의 측 부분(117b)을 통과하는 하중 경로에 의해 기판(122)의 에지에 전달된다. 그러므로, 외부 액추에이터(202)의 작동은 멤브레인(117)의 외측 방사상 부분이 멤브레인(117) 및 기판(122)의 외측 에지의 좁은 영역에 하중을 수용하게 하고, 이는 바닥 부분(117a)이 x-y 평면에 대하여 기울어지게 하는 경향이 있을 수 있다. 특히, 멤브레인(117)의 외측 에지 상의 좁게 분산된 하중 및/또는 멤브레인(117)의 후속 기울어짐은 음의 테이퍼를 형성하는 경향이 있을 것이고, 이는 멤브레인(117)의 중심 축으로부터 외측 에지로 방사상 외측으로 이동하는 바닥 부분(117a)의 더 큰 하향 편향에 대응한다. 멤브레인(117)의 외측 에지 상의 좁게 분산된 하중은 기판(122)과 연마 패드(106) 사이에 인가되는 압력을 변경한다.
특정 실시예들에서, 기판(122)의 에지에 인가되는 압력은 국부적으로 제어될 수 있다. 다시 말해서, 외부 액추에이터들(202) 각각에 의해 인가되는 압력은 하나 이상의 능동 하중 인가 외부 액추에이터(202) 아래에 배치된 기판(122)의 호 형상 영역으로 국부화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 국부화된 압력 제어에 대응하는 호 형상 영역의 길이는 약 90 ° 이하, 예컨대, 약 60 ° 이하, 예컨대, 약 45 ° 이하, 예컨대, 약 30 ° 이하, 예컨대, 약 30 ° 내지 약 90 °일 수 있다. 따라서, 기판(122)과 연마 패드(106) 사이의 압력은 복수의 외부 액추에이터들(202) 각각의 작동을 시간조절함으로써 별개의 원주 영역들 내에서 국부적으로 제어될 수 있다. 플래튼(102) 및/또는 캐리지 조립체(114)에 대해 원하는 위치들 또는 배향들로 외부 액추에이터들(202)을 배향시키고 위치시킴으로써, 외부 액추에이터들(202)에 의해 인가되는 압력은 처리 동안 멤브레인(117)의 하나 이상의 원하는 영역에 시간상 임의의 순간에 인가될 수 있다. 일 예에서, 하나 이상의 원하는 영역은, 처리 동안 캐리어 헤드(110)가 회전되고 연마 패드(106)에 걸쳐 이동할 때 시간상 임의의 순간에 캐리어 헤드(110)의 선단 에지 또는 후단 에지 근처에 있는, 멤브레인의 부분들을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 바와 같이, 캐리어 헤드(110)는 플래튼의 반경을 따르는 방향으로 이동되거나, 플래튼의 반경에 접하는 방향으로 이동되거나, 플래튼의 반경에 대해 호 형상 방향으로 이동될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 다른 실시예들(도시되지 않음)에서, 복수의 하중 핀들(216)은 하부 하중 링(218)에 대해 하향력을 독립적으로 인가하도록 구성된 선형 액추에이터들 또는 압전 액추에이터들일 수 있다.
일부 실시예들(도시되지 않음)에서, 상부 하중 링(210)은 환형 슬리브(228)에 결합된다. 그러한 실시예들에서, 상부 하중 링(210), 복수의 하중 핀들(216), 및 하부 하중 링(218)은 외부 액추에이터(202)의 하중 인가 샤프트로부터 환형 슬리브(228)로 연장되는 하나의 연속적인 구조 또는 단편을 형성한다.
도 3a는 도 1b의 연마 시스템(101)에서 사용될 수 있는 기판 캐리어(300)의 다른 실시예의 확대 측단면도이다. 이 예에서, 기판 캐리어(300)는 분리식 멤브레인 조립체(302)를 포함한다. 멤브레인 조립체(302)를 하우징(111)에 유연하게 결합시키기 위해, 굴곡 플레이트(304)가 하우징(111)과 베이스 조립체(116) 사이에 배치된다. 굴곡 플레이트(304)는 환형 플레이트이다. 굴곡 플레이트(304)는 굴곡 플레이트(304)를 하우징(111)에 결합시키기 위한 내측 플랜지(306)를 갖는다. 굴곡 플레이트(304)는 굴곡 플레이트(304)를 내측 튜브(320)에 결합시키기 위한 외측 플랜지(308)를 갖는다.
일반적으로, (아래에 더 상세히 설명되는) 내측 튜브(320)는 z 축을 따라 굴곡 플레이트(304)의 외측 플랜지(308)에 하향력을 인가하도록 작동가능하다. 굴곡 플레이트(304)는 또한, 굴곡 섹션(310) 및 몸체 섹션(312)을 갖고 이들은 서로 방사상으로 인접하고 내측 및 외측 플랜지들(306, 308) 사이에서 연장된다. 굴곡 섹션(310)은 굴곡 플레이트(304)의 굴곡이 굴곡 섹션(310) 내에 주로 집중되도록 내측 및 외측 플랜지들(306, 308) 및 몸체 섹션(312) 각각보다 더 얇다.
내측 튜브(320)는 기판 캐리어(300)의 하우징(111) 내에 배치된다. 내측 튜브(320)은 환형 또는 호 형상이다. 내측 튜브(320)는 상부 클램프(322) 및 하부 클램프(324)를 포함하고 이들은 가압된 블래더를 형성하기 위해 각각과 짝맞춤 맞물림된다. 연결 요소(326)는 하부 클램프(324)에 접촉하는 상부 단부 및 굴곡 플레이트(304)의 외측 플랜지(308)에 접촉하는 하부 단부를 갖는다. 내측 튜브(320)의 가압은 굴곡 플레이트(304)의 외측 플랜지(308)에 대해 하향력을 가하고, 굴곡 플레이트(304)에 비틀림 모멘트를 생성하고, 외측 플랜지(308) 및 몸체 섹션(312)이 분리식 멤브레인 조립체(302)를 향하여 편향되게 한다. 특히, 굴곡 플레이트(304)의 바닥 표면을 따라 형성된 환형 돌출부(314)는 분리식 멤브레인 조립체(302)의 상부 부분(317d)에 접촉한다. 그러므로, 굴곡 플레이트(304)에의 하향력의 인가는, 멤브레인 조립체(302)의 바닥 부분(317a)을 포함하는, 멤브레인 조립체(302)의 외측 방사상 부분이 멤브레인(317) 및 기판(122)의 외측 에지의 좁은 영역에 하중을 수용하게 하고, 이는 바닥 부분(317a)이 x-y 평면에 대하여 기울어지게 하는 경향이 있을 수 있다. 특히, 멤브레인(317)의 외측 에지 상의 좁게 분산된 하중 및/또는 멤브레인(317)의 후속 기울어짐은 음의 테이퍼를 형성하는 경향이 있을 것이고, 이는 멤브레인(317)의 중심 축으로부터 외측 에지로 방사상 외측으로 이동하는 바닥 부분(317a)의 더 큰 하향 편향에 대응한다. 일부 실시예들에서, 멤브레인 조립체(302)에 의해 수용되는 좁게 분산된 하중은 멤브레인(317)의 외측 방사상 부분을 따라 기판(122) 상에 선택적으로 분산된 하중을 생성하도록 국부적으로 제어될 수 있다.
도 3a에 하나의 내측 튜브(320)만이 예시되지만, 복수의 내측 튜브들(320)이 캐리어 축(B)에 대하여 원주방향으로 배치될 수 있음을 이해할 것이다. 도 3b는, 복수의 내측 튜브들(320)의 위치들을 예시하는, 도 3a의 기판 캐리어(300)의 개략적인 상면도이다. 도 3b를 참조하면, 기판 캐리어(300)는 12개의 별개의 호 형상 내측 튜브들(320)을 포함한다. 그러나, 다른 개수의 내측 튜브들(320)이 또한 고려된다. 일부 실시예들에서, 내측 튜브들(320)의 개수는 1개 내지 16개의 내측 튜브, 예컨대, 1개 내지 4개의 내측 튜브, 예컨대, 4개 내지 16개의 내측 튜브, 예컨대, 8개 내지 12개의 내측 튜브일 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 내측 튜브(320)의 길이는 약 90 ° 이하, 예컨대, 약 60 ° 이하, 예컨대, 약 45 ° 이하, 예컨대, 약 30 ° 이하, 예컨대, 약 30 ° 내지 약 90 °일 수 있다.
도 3a-3b에 예시된 특정 실시예들에서, 기판(122)의 에지에 인가되는 압력은 국부적으로 제어될 수 있다. 다시 말해서, 압력은 하나 이상의 가압된 내측 튜브(320) 아래에 배치된 기판(122)의 호 형상 영역으로 국부화될 수 있다. 따라서, 기판(122)과 연마 패드(106) 사이의 압력은 처리 동안 캐리어 헤드(110)가 축(B)을 중심으로 회전될 때 복수의 내측 튜브들(320) 각각의 가압을 시간조절함으로써 별개의 원주 영역들 내에서 국부적으로 제어될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 기판 캐리어(300)는 캐리어 축(B)에 대하여 원주방향으로 배치된 복수의 내부 액추에이터들(330)을 포함한다. 도 3b에 12개의 내부 액추에이터들(330)이 예시되지만, 다른 개수의 내부 액추에이터들(330)이 또한 고려된다. 일부 실시예들에서, 내부 액추에이터들(330)의 개수는 1개 내지 16개의 내부 액추에이터, 예컨대, 1개 내지 4개의 내부 액추에이터, 예컨대, 4개 내지 16개의 내부 액추에이터, 예컨대, 8개 내지 12개의 내부 액추에이터일 수 있다. 도 3b를 참조하면, 기판 캐리어의 내부 액추에이터들(330)의 개수는 내측 튜브들(320)의 개수와 동일하다. 그러나, 일부 다른 실시예들(도시되지 않음)에서, 내부 액추에이터들(330)의 개수와 내측 튜브들(320)의 개수는 상이하다.
복수의 내부 액추에이터들(330)은 외부 액추에이터(202)와 구조 및 기능이 유사할 수 있다. 일반적으로, 복수의 내부 액추에이터들(330)은 원통형 하우징(332) 및 피스톤(334)을 포함한다. 피스톤(334)은 원통형 하우징(332) 내부에 부분적으로 배치된다. 피스톤(334)은 실질적으로 z 축을 따라 원통형 하우징(332)에 대하여 연장되고 수축되도록 작동가능하다.
도 3c 및 3d는, 2개의 상이한 실시예들에 따른 내부 액추에이터들(330)을 예시하는, 도 3b의 부분의 확대 측단면도들이다. 도 3c 및 3d를 일괄 참조하면, 내부 액추에이터들(330c-d) 각각은 분리식 멤브레인 조립체(302)의 상부 부분(317d)에 접촉하도록 구성된다. 피스톤(334)의 원단부는 멤브레인(317)의 상부 부분(317d)에 하향력을 인가하기 위해 그에 접촉한다. 도 3c를 참조하면, 내부 액추에이터(330c)의 피스톤(334)은 멤브레인(317)의 상부 부분(317d)에 접촉하기 위해, 굴곡 플레이트(304)에 형성된 홀을 통해 연장된다. 한편, 도 3d를 참조하면, 복수의 내부 액추에이터들(330d) 각각은 굴곡 플레이트(304)와 멤브레인(317)의 상부 부분(317d) 사이에 배치된다. 특히, 원통형 하우징(332)은 굴곡 플레이트(304)에 고정 결합된다. 원통형 하우징(332)은 굴곡 플레이트(304)의 외측 플랜지(308)의 바닥 표면에 형성된 대응하는 리세스에 적어도 부분적으로 배치된다. 피스톤(334)은 굴곡 플레이트(304)의 외측 플랜지(308)의 바닥 표면 아래로 연장되고, 멤브레인(317)의 상부 부분(317d)에 접촉한다.
도 3c 및 3d의 실시예들에서, 복수의 내부 액추에이터들(330c-d)의 효과는 좁게 분산된 하중이 멤브레인(317) 및 기판(122)의 외측 에지에 인가되는 것을 허용하고, 이는, 위에서 설명된 복수의 내측 튜브들(320)과 유사한, 멤브레인 조립체(302)의 기울어짐을 초래할 수 있다. 복수의 내측 튜브들(320) 및 내부 액추에이터들(330c-d)은, 복수의 내측 튜브들(320) 또는 내부 액추에이터들(330c-d) 중 하나 또는 다른 하나만을 단독으로 사용하는 것과 비교하여, 기판(122)과 연마 패드(106) 사이의 압력의 훨씬 더 정밀한 제어를 제공하기 위해 각각 독립적으로 작동될 수 있다.
도 3c 및 3d의 실시예들의 전체적인 효과는 유사할 수 있지만, 복수의 내측 튜브들(320)와 내부 액추에이터들(330c-d) 사이의 힘 결합 메커니즘은 상이하다. 도 3c에서, 복수의 내측 튜브들(320) 및 내부 액추에이터들(330c)에 의해 인가되는 힘들은 서로로부터 분리되는데, 이는 힘들 각각이 서로에 대해 독립적으로 인가된다는 것을 의미한다. 그러나, 도 3d에서, 힘들은 서로로부터 분리되지 않는다. 다시 말해서, 복수의 내측 튜브들(320) 및 내부 액추에이터들(330d)이 독립적으로 작동가능하더라도, 인가된 힘들은 실제로는 굴곡 플레이트(304)를 통해 서로 결합된다. 예를 들어, 내부 액추에이터들(330d) 중 하나 이상에 의해 멤브레인(317)에 대해 인가되는 하향력은 굴곡 플레이트(304)의 바닥 표면에 대해 상향 방향으로 인가되는 동등하고 반대인 반응력을 초래한다. 결과적인 상향력은 내측 튜브들(320) 중 하나 이상에 의해 굴곡 플레이트(304)에 대해 인가되는 하향력에 반대되는 방향으로 작용한다.
도 3c 및 3d의 실시예들 각각은 특정한 고유의 장점들을 갖는다. 도 3c의 실시예를 참조하면, 복수의 내부 액추에이터들(330c)이, 멤브레인(317)에 대해 직접 작용하는 것과는 대조적으로, 굴곡 플레이트(304)에 대해 작용하기 때문에, 복수의 내부 액추에이터들(330c)은 하우징(111) 내에 배치될 수 있고 여기서 복수의 내부 액추에이터들(330c)을 하우징하기 위해 상당한 설계 수정으로 적절한 공간이 이용가능하다. 게다가, 굴곡 플레이트(304) 위에 복수의 내부 액추에이터들(330c)을 배치하는 것은 복수의 내부 액추에이터들(330c)이 슬러리 오염의 영향에 덜 민감하게 한다. 일부 실시예들(도시되지 않음)에서, 슬러리 오염을 방지하기 위해 추가적인 밀봉 메커니즘들이 기판 캐리어(300) 내에 통합될 수 있다. 예를 들어, 내부 액추에이터(330c)의 피스톤(334)과 굴곡 플레이트(304) 사이에 밀봉을 향상시키기 위해 하나 이상의 슬라이딩 밀봉부가 그 사이에 배치될 수 있다. 이제 도 3d의 실시예를 참조하면, 복수의 내부 액추에이터들(330d)이, 굴곡 플레이트(304)에 대해 작용하는 것과는 대조적으로, 멤브레인(317)에 대해 직접 작용하기 때문에, 복수의 내부 액추에이터들(330d)은 피스톤(334)의 더 적은 변위로 멤브레인(317)의 외측 에지 상의 동일한 좁게 분산된 하중 및/또는 멤브레인(317)의 기울임을 생성할 수 있고, 이는 더 짧은 액추에이터들이 사용되는 것을 허용한다.
도 4는 도 1b의 연마 시스템(101)에서 사용될 수 있는 기판 캐리어(410)의 다른 실시예의 측단면도이다. 도 4의 실시예는 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있다. 기판 캐리어(410)는 베이스 조립체(116)에 결합된 내부 액추에이터(430)를 포함한다. 내부 액추에이터(430)는 외부 액추에이터(202) 및/또는 내부 액추에이터들(330, 340)과 구조 및 기능이 유사할 수 있다. 일반적으로, 내부 액추에이터(430)는 원통형 하우징(432) 및 피스톤(434)을 포함한다. 원통형 하우징(432)은 베이스 조립체(116)의 바닥 측에 결합된다. 피스톤(434)은 원통형 하우징(432) 내부에 부분적으로 배치된다. 피스톤(434)은 실질적으로 z 축을 따라 원통형 하우징(432)에 대하여 연장되고 수축되도록 작동가능하다. 피스톤(434)은 멤브레인(117)을 통해 내부 액추에이터(430)로부터 기판(122)으로 하중을 전달하기 위해 멤브레인(117)의 바닥 부분(117a)에 접촉하도록 구성된다.
도 4에는 하나의 내부 액추에이터(430)만이 예시되지만, 복수의 내부 액추에이터들(430)이 캐리어 축(B)에 대하여 하나 이상의 동심 링으로 배치될 수 있음을 이해할 것이다. 일부 실시예들(도시되지 않음)에서, 각각의 동심 링의 내부 액추에이터들(430)의 개수는 1개 내지 12개의 외부 액추에이터, 예컨대, 1개 내지 4개의 외부 액추에이터, 예컨대, 4개 내지 12개의 외부 액추에이터, 예컨대, 4개 내지 8개의 외부 액추에이터일 수 있다. 일부 다른 실시예들(도시되지 않음)에서, 복수의 내부 액추에이터들(430)은 캐리어 축(B)으로부터 상이한 방사상 거리들에 배치된 내부 액추에이터들(430)의 어레이를 포함한다. 일부 실시예들(도시되지 않음)에서, 멤브레인(117)의 하나 이상의 압력 구역은 내부 액추에이터들(430)의 링을 포함한다. 특정 실시예들에서, 기판(122)과 연마 패드(106) 사이의 압력은 복수의 내부 액추에이터들(430) 각각의 작동을 시간조절함으로써 별개의 원주 및 방사상 영역들 내에서 국부적으로 제어될 수 있다.
전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 그의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 그의 범위는 후속하는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 기판을 연마하기 위한 연마 시스템에 부착되도록 구성된 기판 캐리어로서,
    하우징;
    상기 하우징에 결합된 리테이닝 링;
    상기 하우징 내에 배치되고 상기 리테이닝 링의 내측 직경에 걸쳐 있는 멤브레인 조립체 - 상기 멤브레인 조립체는:
    상기 기판에 접촉하도록 구성된 바닥 부분;
    상기 바닥 부분에 대향하는 상부 부분; 및
    상기 바닥 부분과 상기 상부 부분 사이에 직교하여 연장되는 측 부분
    을 갖고, 외측 에지 영역은 상기 측 부분을 상기 바닥 부분에 연결함 -; 및
    상기 멤브레인 조립체에 하중을 인가함으로써, 상기 기판 캐리어에 배치된 상기 기판과 연마 패드 사이에 인가되는 압력을 변경하도록 구성된 액추에이터
    를 포함하는, 기판 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측 부분은 상기 측 부분의 외측 에지를 따라 형성된 환형 리세스를 포함하고;
    환형 슬리브가 상기 환형 리세스에 배치되고;
    상기 멤브레인 조립체에 인가된 상기 하중은 상기 환형 슬리브를 통해 상기 멤브레인의 외측 에지 영역에 인가되는, 기판 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 멤브레인 조립체의 상부 부분과 맞물리는 피스톤을 포함하고, 상기 멤브레인 조립체에 인가되는 상기 하중은 상기 멤브레인 조립체의 상부 부분에 하중을 인가하는 상기 피스톤에 의해 인가되는, 기판 캐리어.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징에 결합된 굴곡 플레이트(flexure plate)를 더 포함하는, 기판 캐리어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액추에이터의 피스톤은 상기 굴곡 플레이트에 형성된 홀을 통해 배치되는, 기판 캐리어.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 굴곡 플레이트의 하부 표면 상에 배치되고, 상기 멤브레인 조립체의 상부 부분에 인가되는 상기 하중은 상기 환형 슬리브를 통해 상기 멤브레인의 외측 에지 영역에 인가되는, 기판 캐리어.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 하우징 내에 배치된 내측 튜브(innertube)를 포함하는, 기판 캐리어.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징에 결합된 굴곡 플레이트를 더 포함하고, 상기 내측 튜브는 상기 굴곡 플레이트의 부분에 상기 하중을 인가함으로써, 상기 기판 캐리어에 배치된 기판과 연마 패드 사이에 인가되는 압력을 변경하도록 구성되는, 기판 캐리어.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 굴곡 플레이트의 돌출부는 상기 하중을 인가하기 위해 상기 멤브레인 조립체의 상부 부분과 맞물리는, 기판 캐리어.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 하우징에 접촉하도록 구성된 상부 하중 링;
    상기 하우징에 원주방향으로 배치된 복수의 하중 핀들 - 상기 복수의 하중 핀들 각각은 상기 상부 하중 링에 결합된 근단부(proximal end) 및 하부 하중 링에 결합된 원단부(distal end)를 가짐 -; 및
    상기 하우징에 배치된 하부 하중 링
    을 더 포함하고,
    상기 피스톤에 의해 인가되는 상기 하중은 상기 상부 하중 링의 부분, 상기 복수의 하중 핀들 중 하나 이상, 상기 하부 하중 링, 및 상기 환형 슬리브를 통해 상기 멤브레인의 외측 에지 영역에 인가되는, 기판 캐리어.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상부 하중 링은 상기 하우징에 배치되는, 기판 캐리어.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하부 하중 링은 상기 복수의 하중 핀들 각각의 상기 원단부에 결합된 플랜지 부분, 및 상기 플랜지 부분에 대해 직교하여 연장되는 몸체 부분을 포함하고, 상기 몸체 부분은 상기 멤브레인에 배치된 상기 환형 슬리브에 접촉하는, 기판 캐리어.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 멤브레인 조립체와 상기 기판 캐리어의 베이스 사이에 배치되고;
    상기 기판 캐리어에 배치된 기판과 연마 패드 사이의 압력은 상기 액추에이터의 시간조절 작동(timing actuation)에 의해 별개의 원주 및 방사상 영역들 내에서 제어되도록 구성되는, 기판 캐리어.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연마 시스템은 복수의 액추에이터들을 포함하고, 상기 복수의 액추에이터들 중 각각의 액추에이터는 상기 멤브레인 조립체와 상기 기판 캐리어의 베이스 사이에 배치되고, 상기 압력은 상기 복수의 액추에이터들의 시간조절 작동에 의해 제어되고;
    상기 복수의 액추에이터들은 상기 기판 캐리어의 중심 축에 대해 복수의 동심 링들로 배치되는, 기판 캐리어.
  15. 연마 시스템으로서,
    캐리지 암 - 상기 캐리지 암은 상기 캐리지 암에 결합된 액추에이터를 가짐 -; 및
    상기 캐리지 암에 결합된 기판 캐리어
    를 포함하고, 상기 기판 캐리어는:
    하우징;
    상기 하우징에 결합된 리테이닝 링;
    기판을 연마 패드의 표면에 대해 압박하도록 구성되는 멤브레인 - 상기 멤브레인은:
    상기 기판에 접촉하도록 구성된 바닥 부분;
    상기 바닥 부분으로부터 연장되는 측 부분; 및
    상기 측 부분을 상기 바닥 부분에 연결하는 외측 에지 영역
    을 포함함 -;
    상기 멤브레인의 외측 에지 영역 상에 배치된 환형 슬리브; 및
    상기 환형 슬리브에 결합된 상부 하중 링
    을 포함하고;
    상기 액추에이터는 상기 상부 하중 링의 부분, 환형 슬리브 및 상기 멤브레인의 외측 에지 영역에 하중을 인가함으로써, 상기 기판 및 상기 연마 패드에 인가되는 압력의 양을 변경하도록 구성되는, 연마 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 상부 하중 링의 부분, 환형 슬리브, 및 상기 멤브레인의 외측 에지 영역에 상기 하중을 인가하도록 구성된 하중 인가 샤프트를 포함하는, 연마 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 하중 인가 샤프트의 원단부에 결합된 롤러를 더 포함하고, 상기 액추에이터의 롤러는 상기 기판 캐리어와 상기 캐리지 암 사이의 상대 회전 동안 상기 상부 하중 링에 접촉하도록 구성되는, 연마 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하우징에 원주방향으로 배치된 복수의 하중 핀들 - 상기 복수의 하중 핀들 각각은 상기 상부 하중 링에 결합된 근단부 및 하부 하중 링에 결합된 원단부를 가짐 -; 및
    상기 하우징에 배치된 상기 하부 하중 링
    을 더 포함하고,
    상기 액추에이터의 작동은 상기 상부 하중 링의 부분, 상기 복수의 하중 핀들 중 하나 이상, 하부 하중 링, 환형 슬리브 및 상기 멤브레인의 외측 에지 영역에 하중을 인가함으로써, 상기 기판과 상기 연마 패드 사이에 인가되는 압력을 변경하도록 구성되는, 연마 시스템.
  19. 연마 시스템으로서,
    캐리지 암 - 상기 캐리지 암은 상기 캐리지 암의 하부 표면 상에 배치된 액추에이터를 갖고, 상기 액추에이터는:
    피스톤; 및
    상기 피스톤의 원단부에 결합된 롤러
    를 포함함 -;
    연마 패드; 및
    상기 캐리지 암으로부터 매달리고, 기판과 상기 연마 패드 사이에 압력을 인가하도록 구성된 기판 캐리어
    를 포함하고, 상기 기판 캐리어는:
    하우징;
    상기 하우징에 결합된 리테이닝 링;
    상기 하우징에 결합되고 상기 리테이닝 링의 내측 직경에 걸쳐 있는 멤브레인 - 상기 멤브레인은:
    상기 기판에 접촉하도록 구성된 바닥 부분;
    상기 바닥 부분에 직교하여 연장되는 측 부분; 및
    상기 측 부분을 상기 바닥 부분에 연결하는 외측 에지 영역
    을 포함함 -;
    상기 멤브레인의 측 부분에 접촉하도록 구성된 환형 슬리브;
    상기 하우징에 접촉하도록 구성된 상부 하중 링 - 상기 액추에이터의 롤러는 상기 기판 캐리어와 상기 캐리지 암 사이의 상대 회전 동안 상기 상부 하중 링에 접촉하도록 구성됨 -;
    상기 하우징에 원주방향으로 배치된 복수의 하중 핀들 - 상기 복수의 하중 핀들 각각은 상기 상부 하중 링에 결합된 근단부 및 하부 하중 링에 결합된 원단부를 가짐 -; 및
    상기 하우징에 배치된 상기 하부 하중 링
    을 포함하고,
    상기 액추에이터의 작동은 상기 상부 하중 링의 부분, 상기 복수의 하중 핀들 중 하나 이상, 하부 하중 링, 환형 슬리브 및 상기 멤브레인의 외측 에지 영역에 하중을 인가함으로써, 상기 기판과 상기 연마 패드 사이에 인가되는 압력을 변경하도록 구성되는, 연마 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 멤브레인의 측 부분은 상기 측 부분의 외측 에지를 따라 형성된 환형 리세스를 포함하고;
    상기 환형 슬리브는 상기 환형 리세스에 배치되는, 연마 시스템.
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