TWI613038B - 三區承載頭和柔性膜 - Google Patents

三區承載頭和柔性膜 Download PDF

Info

Publication number
TWI613038B
TWI613038B TW102143105A TW102143105A TWI613038B TW I613038 B TWI613038 B TW I613038B TW 102143105 A TW102143105 A TW 102143105A TW 102143105 A TW102143105 A TW 102143105A TW I613038 B TWI613038 B TW I613038B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
annular
elastic film
peripheral
ring
main
Prior art date
Application number
TW102143105A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201429624A (zh
Inventor
吳正勳
萊登傑米
Original Assignee
應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 應用材料股份有限公司 filed Critical 應用材料股份有限公司
Publication of TW201429624A publication Critical patent/TW201429624A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI613038B publication Critical patent/TWI613038B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

一種用於化學機械研磨機之承載頭的彈性膜，該彈性膜包括主要部分、環形外圍部分及三個環形檔板。該主要部分具有基板安裝表面，該基板安裝表面之外徑為R。該環形外圍部分從該主要部分的外圍邊緣向上延伸，且該環形外圍部分具有下邊緣，該下邊緣連接至該主要部分及上邊緣。該三個環形檔板包括第一環形檔板、向內延伸的第二環形檔板及向內延伸的第三環形檔板，該第一環形檔板在75%R至95%R之間的徑向位置連結至該主要部分的內圍表面，該第二環形檔板在該下邊緣及該上邊緣之間的位置連結至該環形外圍部分，該第三環形檔板連結至該環形外圍部分的該上邊緣。

Description

三區承載頭和柔性膜
茲揭示有關於化學機械研磨之承載頭。
積體電路通常由導電層、半導體層或絕緣層依序沉積而形成於基板，特別是矽晶圓上。一種製造的步驟涉及將填料層沉積於非平面表面上並將該填料層平坦化。對於特定應用上，該填料層被平坦化直到圖案層之該頂表面暴露為止。舉例而言，導電填料層可被沉積於圖案化的絕緣層上以填滿該絕緣層中的溝槽或孔洞。平坦化後，在該絕緣層之凸起圖案之間剩餘的該導電層部分形成穿孔、插座及接線，該等穿孔、插座及接線提供該基板上薄膜電路之間的導電路徑。對於例如氧化物研磨的其他應用而言，該填料層被平坦化直到預定厚度留存於該非平面表面上為止。另外，該基板表面的平坦化通常係光微影所要求的。
化學機械研磨(CMP)係一種被接受的平坦化方法。此平坦化方法通常要求該基板安裝於承載頭上。該基板之該暴露表面通常係靠在轉動式研磨墊上擺設。該承載頭提供可控 制的負載於該基板上以將該基板推靠至該研磨墊上。研磨液，例如具有研磨顆粒的漿料，通常供應至該研磨墊之該表面。對於基板上金屬層之研磨，例如銅層，該漿料可為酸性的。
150mm(亦稱為「6吋」)直徑基板的技術節點持續地進步。這產生了化學機械研磨製程能力進步的需求，以符合晶圓內及晶圓至晶圓均勻度日益嚴格的要求。雖然多區域承載頭被用於較大的基板上，例如200mm及300mm直徑基板，150mm直徑基板承載頭較小的尺寸可能構成形狀因素的困難。
一態樣中，化學機械研磨機之承載頭的彈性膜包括主要部分、環形外圍部分及剛好三個環形檔板以於該彈性膜固定在承載頭時，將位於該主要部分上方的容量分割為複數個腔室。該主要部分具有下表面以提供基板安裝表面，且該基板安裝表面具有外徑R。該環形外圍部分從該主要部分的外圍邊緣向上延伸且該環形外圍部分具有下邊緣及上邊緣，該下邊緣連接至該主要部分。該三個環形檔板包括第一環形檔板、第二環形檔板及第三環形檔板，該第一環形檔板在75%R至95%R之間的徑向位置連結至該主要部分的內圍表面，該第二環形檔板在該下邊緣及該上邊緣之間的位置連結至該環形外圍部分，該第二環形檔板從該環形外圍部分向內延伸，該第三環形檔板連結至該環形外圍部分的該上邊緣，該第三環形檔板從該環形外圍部分向內延伸。
另一態樣中，化學機械研磨頭包括底座組件、固定於該底座組件的支撐環以及如上述固定於該底座組件的彈性膜。
任何態樣的實作可包括一個或更多個下列特徵。該基板安裝表面可具有大約75mm的外徑。該第一環形檔板可在距離該主要部分的該外圍邊緣大約10mm處連結至該主要部分。該第一環形檔板可在85%R至90%R之間的徑向位置連結至該主要部分。該第一環形檔板可包括水平延伸區段及垂直延伸區段，該垂直延伸區段將該水平延伸區段連接至該主要部分。凹口可於該水平延伸區段及該垂直延伸區段之間的接合點形成。該水平延伸區段可具有小於該垂直延伸區段的厚度。各個該檔板之厚度可小於該主要部分之厚度。該環形外圍部分可包括主體，該主體的厚度大於該主要部分的厚度。凹口可於該環形外圍部分的該主體之內部體積表面內，在該主體與該主要部分的接合點形成。該主體的外圍表面可在該主體的下邊緣與上邊緣之間具有凹槽。位於該凹槽及該下邊緣之間的該主體之該外圍表面可為單一垂直表面。位於該凹槽及該上邊緣之間的該主體之該外圍表面可為單一垂直表面。位於該凹槽及該下邊緣之間的該主體之該外圍表面可橫向對準位於該凹槽及該上邊緣之間的該主體之該外圍表面。
實作可包括一個或更多個下列優點。晶圓內及晶圓至晶圓的均勻度可提升，且該提升可被延伸至150mm直徑的基板。
一個或更多個實作的細節在附圖及以下描述中闡述。其他態樣、特徵及優點將顯見於該等描述、圖式及請求項。
10‧‧‧基板
100‧‧‧承載頭
102‧‧‧殼體
104‧‧‧腔室
108‧‧‧通道
110‧‧‧支撐環
112‧‧‧下部分
114‧‧‧上部分
120‧‧‧彈性膜
122‧‧‧腔室
122a‧‧‧腔室
122b‧‧‧腔室
122c‧‧‧腔室
124‧‧‧檔板
124a‧‧‧內圍環形檔板/內圍檔板
124b‧‧‧中間環形檔板/中間檔板
124c‧‧‧外圍檔板
126‧‧‧外部環
128‧‧‧內部環
130‧‧‧底座組件
132‧‧‧夾板
136‧‧‧環架機構
138‧‧‧外罩
140‧‧‧主要部分
142‧‧‧基板安裝表面
144‧‧‧內圍圓形部分
146‧‧‧外圍環形部分
148‧‧‧邊緣部分
150‧‧‧環形外圍部分/外圍部分
152‧‧‧主體
154‧‧‧凹槽
156‧‧‧凹槽
158‧‧‧凹槽
160‧‧‧垂直部分
162‧‧‧水平部分
164‧‧‧外緣部分
166‧‧‧凹口
170‧‧‧表面
172‧‧‧部分
174‧‧‧部分
第1圖為化學機械研磨裝置之承載頭的剖面示意圖。
第2圖為第1圖中該承載頭之右手邊的放大圖。
第3圖為第1圖中該承載頭之膜的剖面示意圖。
於研磨操作時，一個或更多個基板可被化學機械研磨(CMP)裝置研磨，該化學機械研磨裝置包括承載頭100。化學機械研磨裝置的描述可於美國專利號5,738,574中找到。
關於第1圖及第2圖，模範承載頭100包括殼體102、底座組件130、位於殼體102及底座組件130之間的可加壓腔室104、彈性膜120、位於膜120及底座組件130之間的複數個可加壓腔室122及支撐環110，該底座組件可相對於殼體102垂直移動，該可加壓腔室控制垂直位置或控制底座組件130上的向下壓力，該彈性膜固定至具有底表面的底座組件130，該底表面提供安裝表面給該基板10，該支撐環固定在底座組件130邊緣附近以將該基板10保持於膜120底下。殼體102可固定至驅動軸，且該驅動軸可轉動及/或轉移該承載頭經過研磨墊。
支撐環110可為大致環形的圈環，該支撐環固定在底座組件130的外圍邊緣，例如透過螺釘或螺栓，該等螺釘 或螺栓延伸經過底座組件130中的對準通道進入支撐環110的該上表面。支撐環110的內圍表面連同彈性膜120的該下表面定義基板接收凹槽。支撐環110防止該基板10脫離該基板接收凹槽。支撐環110可包括下部分112及上部分114，該上部分比下部分112更堅硬。該下部分112可為塑膠，例如聚苯硫醚(PPS)或聚醚醚酮(PEEK)。下部分112實質上可為純塑膠(由塑膠組成)，例如沒有非塑膠填料。上部分114可為金屬，例如不鏽鋼。
壓力控制器可透過殼體102及/或底座組件130中的通道流動連接至腔室104以控制腔室104中的壓力，也因此控制底座組件130的位置及/或施加於該底座組件的向下壓力，也因此控制支撐環110。相似地，壓力控制器可透過殼體102及/或底座組件130中的通道108流動連接至腔室122以控制腔室122中的壓力，也因此控制彈性膜120施加於該基板10的向下壓力。
一替代方案中，底座組件130及殼體102可被結合成單一部件(不具有腔室122且底座組件130相對於殼體102無法垂直移動)。某些實作中，驅動軸可被升高及降低以控制該支撐環110施加於該研磨墊的壓力。另一替代方案中，支撐環110可相對於底座組件130移動，且承載頭100可包括內部腔室，該內部腔室可被加壓以控制施加於該支撐環的向下壓力，例如美國專利號7,699,688中所述，其揭示透過引用納入本說明書中。
彈性膜120可為矽膜。該彈性膜可包括多重檔板 124，該多重檔板將彈性膜120及底座組件130之間的容量分割為可獨立控制的腔室。檔板124的尾端可被接合至底座組件130，例如夾在底座組件130上。
環形外部環126可被插入凹槽中，該凹槽位於彈性膜120外部周圍部分的外圍表面。環形內部環128可鄰接彈性膜120外部周圍的內圍表面。外部環126及內部環128增加彈性膜120周圍部分的堅硬度。此舉可允許該多重腔室之上腔室中的壓力透過該周圍部分被傳輸至該基板10。
各個檔板之尾端可被夾在夾板132之間。各種夾板實質上可為純塑膠、複合塑膠或金屬，該純塑膠例如聚醚醚酮(PEEK)或聚苯硫醚(PPS)，該複合塑膠例如玻璃填料PPS或玻璃填料PEEK，該金屬例如不鏽鋼或鋁。
環架機構136(其可被認定係底座組件130的一部分)允許底座組件130相對於殼體102垂直滑動，同時限制底座組件130的橫向移動。外罩138，例如基於聚乙烯對苯二甲酯(PET-P)的半晶態熱塑性聚酯，例如ErtalyteTM可被覆蓋於底座組件130的外側以防止漿料污染到達承載頭100的該內部體積。
環架機構136、各種夾板132及外罩138可一起被認定係提供底座組件130。
關於第2圖及第3圖，某些實作中該膜包括剛好三個檔板，該三個檔板包括內圍檔板124a、中間檔板124b及外圍檔板124c，該等檔板定義三個腔室122a、122b及122c。第一腔室122a係大致圓形的腔室，該第一腔室位於最內圍檔板 124a中。第二腔室122b係環形腔室，該第二腔室圍繞第一腔室122a，且該第二腔室係由最內圍檔板124a及中間檔板124b之間的容量所定義。第三腔室122c可擺設於第二腔室122b上方，且該第三腔室係由中間檔板124b及外圍檔板124c之間的容量所定義。
如第3圖所示，彈性膜120可具有大致平坦的主要部分140及環形外圍部分150。主要部分140的該下表面提供基板安裝表面142。外圍部分150的該下邊緣係連結至主要部分140的該外圍邊緣。
內圍環形檔板124a係連結至彈性膜120之主要部分140的該上表面。因此，基板安裝表面142之內圍圓形部分144上的該向下壓力主要係由第一腔室122a(見第2圖)中的壓力所控制，該內圍圓形部分位於內圍環形檔板124a連接至主要部分140內的區域。另一方面，基板安裝表面142之外圍環形部分146上的該向下壓力主要係由第二腔室122b(見第2圖)中的壓力所控制，該外圍環形部分位於內圍環形檔板124a連接至主要部分140及環形外圍部分150處之間。
內圍檔板124a可在基板安裝表面142之外徑75%至95%之間，例如80%至85%之間的徑向位置被連結至主要部分140的該內圍表面。對於研磨150mm直徑基板而言，基板安裝表面142(及主要部分140)可具有大約75mm的外徑。內圍檔板124a可在距離該基板安裝表面之該邊緣10mm處被連接至主要部分140。因此，內圍圓形部分144可具有大約65mm的外徑，且外圍環形部分146可具有大約10mm的寬度。
內圍環形檔板124a可包括垂直部分160及水平部分162，該垂直部分從主要部分140向上延伸，且該水平部分從垂直部分160的上邊緣水平延伸。水平部分162可從垂直部分160向內延伸(朝向該承載頭的中心)。水平部分162的尾端可具有厚的外緣部分164，該外緣部分固定至底座組件130時可經配置流動地分離腔室122a、122b。舉例而言，假設水平部分162從垂直部分160向內延伸，厚的外緣部分164可位於水平部分162的內圍邊緣。
某些實作中，內圍環形檔板124a的水平部分162可具有小於垂直部分160的厚度。某些實作中，水平部分162的長度與垂直部分160的長度之比例係介於大約1.5至2.0之間，例如大約1.66。某些實作中，內圍環形檔板124a的垂直部分160可具有小於該彈性膜之主要部分140的厚度。
某些實作中，凹陷或凹口166係於內圍環形檔板124a的垂直部分160中形成。凹口166可擺設於水平部分162及其垂直部分160之間的接合點內角。凹口166可允許同心環形檔板124a的該水平部分垂直彎曲。然而，其他位置係可能的，例如在垂直部分160中間或在垂直部分160至主要部分140的接合點。
彈性膜120的外圍部分150包括主體152，該主體從主要部分140的該外圍邊緣向上延伸。主體152可比彈性膜120的主要部分140還厚。凹槽154的形成可在主體152的內圍表面中，主體152及主要部分140之間的接合點。此凹槽154可容許主體152相對於主要部分140更自由地在樞 軸上轉動。
環形外圍部分150可具有環形凹槽156沿著該環形外圍部分的外牆。環形外部環126(見第2圖)可插入凹槽156中。介於凹槽156及該下邊緣之間的該主體外圍表面部分172可橫向對準介於凹槽156及該上邊緣之間的該主體外圍表面部分174。
中間環形檔板124b可從環形外圍部分150水平向內延伸，例如從主體152的該內圍表面。中間檔板124b的厚度可與內圍檔板124a的水平部分162相同。中間檔板124b可在主體152最寬處連接至主體152。中間檔板124b的該內圍邊緣可具有厚的外緣部分164，該厚的外緣部分固定在底座組件130時可經配置以流動地分離腔室122b、122c。
某些實作中，凹槽158係在主體152的該內圍表面中的中間檔板124b及主體152之間的接合點形成。內部環128(見第2圖)可利用凸緣鄰接外圍部分150，該凸緣延伸至凹槽154及凹槽158之中。
外圍檔板124c可從環形外圍部分150的該上邊緣向內延伸。外圍檔板124c的厚度可與內圍檔板124a的水平部分162相同。外圍檔板124c的該內圍邊緣可具有厚的外緣部分164，該厚的外緣部分固定在底座組件130時可經配置以流動地將第三腔室122c與該承載頭外面的環境分離。
某些實作中，外圍部分150的表面170係斜向的，該表面在中間檔板124b及外圍檔板124c之間延伸。此斜向表面170可在外圍部分150的頂部提供三角剖面。
當第三腔室122c(見第2圖)被加壓時，表面170上的壓力傳輸經過主體152以施加壓力於基板安裝表面142的邊緣部分148。
本發明以若干實施例的方式描述。然而，該發明不受限於所描繪或描述的該等實施例。相對的，該發明的範疇係由附加的請求項所定義。
申請專利範圍如下。
120‧‧‧彈性膜
124a‧‧‧內圍環形檔板/內圍檔板
124b‧‧‧中間環形檔板/中間檔板
124c‧‧‧外圍檔板
140‧‧‧主要部分
142‧‧‧基板安裝表面
144‧‧‧內圍圓形部分
146‧‧‧外圍環形部分
148‧‧‧邊緣部分
150‧‧‧環形外圍部分/外圍部分
152‧‧‧主體
154‧‧‧凹槽
156‧‧‧凹槽
158‧‧‧凹槽
160‧‧‧垂直部分
162‧‧‧水平部分
164‧‧‧外緣部分
166‧‧‧凹口
170‧‧‧表面
172‧‧‧部分
174‧‧‧部分

Claims (17)

  1. 一種彈性膜，該彈性膜用於一化學機械研磨機的一承載頭，該彈性膜包括：一主要部分，該主要部分具有一下表面以提供一基板安裝表面，該基板安裝表面具有一外徑R；一環形外圍部分，該環形外圍部分從該主要部分的一外圍邊緣向上延伸，該環形外圍部分具有一下邊緣，該下邊緣連接至該主要部分及一上邊緣；及剛好三個環形檔板，在該彈性膜固定至一承載頭時，該三個環形檔板將該主要部分上方的一容量分割為複數個腔室，該三個環形檔板包括：一第一環形檔板，該第一環形檔板在75%R至95%R之間的一徑向位置連結至該主要部分的一內圍表面；一第二環形檔板，該第二環形檔板在該下邊緣及該上邊緣之間的一位置連結至該環形外圍部分，該第二環形檔板從該環形外圍部分向內延伸；及一第三環形檔板，該第三環形檔板連結至該環形外圍部分的該上邊緣，該第三環形檔板從該外圍環形部分向內延伸。
  2. 如請求項1所述之彈性膜，其中該基板安裝表面具有大約150mm的一直徑。
  3. 如請求項2所述之彈性膜，其中該第一環形檔板係在距 離該主要部分的該外圍邊緣大約10mm處連結至該主要部分。
  4. 如請求項2所述之彈性膜，其中該第一環形檔板係在85%R至90%R之間的一徑向位置連結至該主要部分。
  5. 如請求項1所述之彈性膜，其中該第一環形檔板包括一水平延伸區段及一垂直延伸區段，該垂直延伸區段將該水平延伸區段連接至該主要部分。
  6. 如請求項5所述之彈性膜，該彈性膜包括一凹口，該凹口位於該水平延伸區段及該垂直延伸區段之間的一接合點。
  7. 如請求項5所述之彈性膜，其中該水平延伸區段具有小於該垂直延伸區段的一厚度。
  8. 如請求項1所述之彈性膜，其中各個該等檔板的一厚度小於該主要部分的一厚度。
  9. 如請求項8所述之彈性膜，其中該環形外圍部分包括一主體，該主體的一厚度大於該主要部分的一厚度。
  10. 如請求項1所述之彈性膜，該彈性膜包括一凹口，該凹口位於該環形外圍部分的該主體的一內部體積表面內之該主體與該主要部分的一接合點。
  11. 如請求項10所述之彈性膜，該彈性膜包括一環形凹槽，該環形凹槽位於該主體的一外圍表面之該主體的一下邊緣及一上邊緣之間。
  12. 如請求項11所述之彈性膜，其中位於該凹槽及該下邊緣之間的該主體之該外圍表面係一單一垂直表面。
  13. 如請求項12所述之彈性膜，其中位於該凹槽及該上表面之間的該主體之該外圍表面係一單一垂直表面。
  14. 如請求項13所述之彈性膜，其中位於該凹槽及該下邊緣之間的該主體之該外圍表面係橫向對準位於該凹槽及該上邊緣之間的該主體之該外圍表面。
  15. 如請求項1所述之彈性膜，其中該彈性膜是一矽膜。
  16. 如請求項1所述之彈性膜，其中每個環形檔板的一尾端具有一加厚外緣。
  17. 一種化學機械研磨頭，該化學機械研磨頭包括：一底座組件；一支撐環，該支撐環固定至該底座組件；及一彈性膜，該彈性膜固定至該底座組件，該彈性膜包括： 一主要部分，該主要部分具有一下表面以提供一基板安裝表面，該基板安裝表面具有一外徑R；一環形外圍部分，該環形外圍部分從該主要部分的一外圍邊緣向上延伸，該環形外圍部分具有一下邊緣，該下邊緣連接至該主要部分及一上邊緣；及剛好三個環形檔板，在該彈性膜固定至一承載頭時，該三個環形檔板將該主要部分上方的一容量分割為複數個腔室，該三個環形檔板包括：一第一環形檔板，該第一環形檔板在75%R至95%R之間的一徑向位置連結至該主要部分的一內圍表面；一第二環形檔板，該第二環形檔板在該下邊緣及該上邊緣之間的一位置連結至該環形外圍部分，該第二環形檔板從該環形外圍部分向內延伸；及一第三環形檔板，該第三環形檔板連結至該環形外圍部分的該上邊緣，該第三環形檔板從該環形外圍部分向內延伸。
TW102143105A 2012-11-30 2013-11-26 三區承載頭和柔性膜 TWI613038B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261731758P 2012-11-30 2012-11-30
US61/731,758 2012-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201429624A TW201429624A (zh) 2014-08-01
TWI613038B true TWI613038B (zh) 2018-02-01

Family

ID=50824274

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102143105A TWI613038B (zh) 2012-11-30 2013-11-26 三區承載頭和柔性膜
TW106144996A TWI683724B (zh) 2012-11-30 2013-11-26 三區承載頭、內部環和彈性膜

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106144996A TWI683724B (zh) 2012-11-30 2013-11-26 三區承載頭、內部環和彈性膜

Country Status (8)

Country Link
US (3) US10532441B2 (zh)
EP (1) EP2926365B1 (zh)
JP (2) JP6360491B2 (zh)
KR (2) KR102035721B1 (zh)
CN (1) CN104854680B (zh)
SG (1) SG11201503627WA (zh)
TW (2) TWI613038B (zh)
WO (1) WO2014085203A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10532441B2 (en) * 2012-11-30 2020-01-14 Applied Materials, Inc. Three-zone carrier head and flexible membrane
WO2014163735A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Reinforcement ring for carrier head
CN207915211U (zh) * 2017-08-11 2018-09-28 清华大学 具有自适应性的抛光头
JP7003838B2 (ja) * 2018-05-17 2022-01-21 株式会社Sumco 研磨ヘッド及びこれを用いたウェーハ研磨装置及び研磨方法
CN108838868A (zh) * 2018-05-23 2018-11-20 长江存储科技有限责任公司 晶圆研磨设备及其操作方法
KR102637832B1 (ko) * 2018-11-09 2024-02-19 주식회사 케이씨텍 연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 멤브레인
KR102637833B1 (ko) * 2018-11-09 2024-02-19 주식회사 케이씨텍 연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 멤브레인
CN112108990A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 清华大学 用于化学机械抛光头的气膜、化学机械抛光头及抛光设备
US11945073B2 (en) 2019-08-22 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Dual membrane carrier head for chemical mechanical polishing
CN112548848B (zh) * 2019-09-26 2022-09-23 清华大学 一种承载头和化学机械抛光设备
CN113118966B (zh) * 2019-12-31 2022-08-16 清华大学 一种用于化学机械抛光的承载头及其使用方法
CN111251177B (zh) * 2020-03-10 2021-11-16 北京烁科精微电子装备有限公司 承载头及具有其的抛光装置
CN111805418B (zh) * 2020-07-17 2021-09-21 中国科学院微电子研究所 研磨头气动装置及研磨头
JP2023516875A (ja) * 2020-11-10 2023-04-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 局所的なウエハ圧力を有する研磨ヘッド
CN112792725B (zh) * 2021-02-03 2022-09-30 华海清科股份有限公司 一种用于化学机械抛光的柔性膜、承载头及抛光设备
CN112775825B (zh) * 2021-02-03 2022-11-04 华海清科股份有限公司 一种用于化学机械抛光的柔性膜、承载头及抛光设备
CN113910102A (zh) * 2021-11-02 2022-01-11 华海清科股份有限公司 一种用于化学机械抛光的承载头

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070202785A1 (en) * 2005-12-29 2007-08-30 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a textured membrane
CN101293332A (zh) * 2006-11-22 2008-10-29 应用材料股份有限公司 保持环、用于向保持环施加负载的柔性膜和保持环组件
CN101293334A (zh) * 2006-11-22 2008-10-29 应用材料股份有限公司 用于研磨头的柔性膜
CN201168928Y (zh) * 2005-12-28 2008-12-24 应用材料公司 一种用于衬底化学机械抛光装置的载具头及其柔性膜
CN102172888A (zh) * 2011-02-16 2011-09-07 清华大学 一种抛光头
CN102227803A (zh) * 2009-05-14 2011-10-26 应用材料股份有限公司 研磨头区域边界平滑化

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738574A (en) 1995-10-27 1998-04-14 Applied Materials, Inc. Continuous processing system for chemical mechanical polishing
US5964653A (en) * 1997-07-11 1999-10-12 Applied Materials, Inc. Carrier head with a flexible membrane for a chemical mechanical polishing system
US6241593B1 (en) * 1999-07-09 2001-06-05 Applied Materials, Inc. Carrier head with pressurizable bladder
US6450868B1 (en) * 2000-03-27 2002-09-17 Applied Materials, Inc. Carrier head with multi-part flexible membrane
US6666756B1 (en) 2000-03-31 2003-12-23 Lam Research Corporation Wafer carrier head assembly
US6857945B1 (en) 2000-07-25 2005-02-22 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a flexible membrane
KR100470227B1 (ko) 2001-06-07 2005-02-05 두산디앤디 주식회사 화학기계적 연마장치의 캐리어 헤드
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
KR100586018B1 (ko) 2004-02-09 2006-06-01 삼성전자주식회사 연마 헤드용 플렉서블 멤브레인 및 이를 포함하는 연마 장치
US7255771B2 (en) * 2004-03-26 2007-08-14 Applied Materials, Inc. Multiple zone carrier head with flexible membrane
JP4822744B2 (ja) 2004-06-04 2011-11-24 三星電子株式会社 化学機械的研磨装置、キャリアヘッド及び区画リング
KR100621629B1 (ko) 2004-06-04 2006-09-19 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마 장치에 사용되는 연마 헤드 및 연마방법
JP2006004993A (ja) 2004-06-15 2006-01-05 Seiko Epson Corp Ｃｍｐ装置、ｃｍｐ研磨方法、半導体装置及びその製造方法
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
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
US20090242125A1 (en) 2008-03-25 2009-10-01 Applied Materials, Inc. Carrier Head Membrane
US8475231B2 (en) 2008-12-12 2013-07-02 Applied Materials, Inc. Carrier head membrane
US20110189856A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Kun Xu High Sensitivity Real Time Profile Control Eddy Current Monitoring System
US8721391B2 (en) * 2010-08-06 2014-05-13 Applied Materials, Inc. Carrier head with narrow inner ring and wide outer ring
JP5648954B2 (ja) 2010-08-31 2015-01-07 不二越機械工業株式会社 研磨装置
US10052739B2 (en) 2011-09-12 2018-08-21 Applied Materials, Inc. Carrier head with composite plastic portions
KR20130131120A (ko) * 2012-05-23 2013-12-03 삼성전자주식회사 연마 헤드용 가요성 멤브레인
US10532441B2 (en) * 2012-11-30 2020-01-14 Applied Materials, Inc. Three-zone carrier head and flexible membrane
WO2014163735A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Reinforcement ring for carrier head

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201168928Y (zh) * 2005-12-28 2008-12-24 应用材料公司 一种用于衬底化学机械抛光装置的载具头及其柔性膜
CN201371411Y (zh) * 2005-12-28 2009-12-30 应用材料公司 一种用于衬底化学机械抛光装置的载具头及其柔性膜
US20070202785A1 (en) * 2005-12-29 2007-08-30 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a textured membrane
CN101293332A (zh) * 2006-11-22 2008-10-29 应用材料股份有限公司 保持环、用于向保持环施加负载的柔性膜和保持环组件
CN101293334A (zh) * 2006-11-22 2008-10-29 应用材料股份有限公司 用于研磨头的柔性膜
CN102227803A (zh) * 2009-05-14 2011-10-26 应用材料股份有限公司 研磨头区域边界平滑化
CN102172888A (zh) * 2011-02-16 2011-09-07 清华大学 一种抛光头

Also Published As

Publication number Publication date
EP2926365A1 (en) 2015-10-07
KR102256550B1 (ko) 2021-05-25
JP6360491B2 (ja) 2018-07-18
WO2014085203A1 (en) 2014-06-05
US11370079B2 (en) 2022-06-28
KR102035721B1 (ko) 2019-10-23
JP2018152607A (ja) 2018-09-27
SG11201503627WA (en) 2015-06-29
KR20190120448A (ko) 2019-10-23
US11338409B2 (en) 2022-05-24
EP2926365A4 (en) 2015-12-09
EP2926365B1 (en) 2017-05-03
JP6574026B2 (ja) 2019-09-11
US10532441B2 (en) 2020-01-14
KR20150090199A (ko) 2015-08-05
CN104854680B (zh) 2018-02-02
TW201827161A (zh) 2018-08-01
US20140150974A1 (en) 2014-06-05
JP2015536575A (ja) 2015-12-21
TWI683724B (zh) 2020-02-01
TW201429624A (zh) 2014-08-01
CN104854680A (zh) 2015-08-19
US20200223028A1 (en) 2020-07-16
US20190210181A1 (en) 2019-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI613038B (zh) 三區承載頭和柔性膜
JP2015536575A5 (zh)
TWI651160B (zh) 用於承載頭的加強環
JP5924739B2 (ja) 内側保定リングおよび外側保定リング
KR102399064B1 (ko) 화학적 기계적 연마를 위한 방법, 시스템, 및 연마 패드
KR102014492B1 (ko) 복합 플라스틱 부분들을 구비한 캐리어 헤드
US7666068B2 (en) Retainer ring
US20160136780A1 (en) Using A Carrier Head With Shims