WO2018050068A1 - 压力加载膜 - Google Patents

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赵德文
王同庆
李昆
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    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the projection of the peripheral wall and the partition wall on the bottom wall forms a concentric circle.
  • the pressure loaded film 100 can be used in a polishing head in a chemical mechanical polishing apparatus for applying pressure to a wafer sample to be polished.
  • the pressure independent loading of the respective sub-chambers 30 can be achieved, so that the pressure loading of the respective regions of the pressing surface 16 is stabilized, and pressure coupling is less likely to occur.
  • the outer surface of the bottom wall 11 may be formed as a pressing surface 16, and the peripheral wall 12 is connected to the bottom wall 11 to define a chamber, and the partition wall 13 is connected to the bottom wall 11 to partition the chamber into a plurality of sub-chambers 30,
  • the partition wall 13 may be one or plural, and the inner surface of the bottom wall 11 forms a plurality of bottom walls 11 of the sub-chambers 30, and may be applied to the pressurizing surface 16 when a corresponding pressure is applied to each of the sub-chambers 30. Form the corresponding pressure.
  • the support frame 20 may be formed in one piece.
  • the support frame 20 may also be formed in a split type.
  • the support frame 20 located in the bottom wall 11, the peripheral wall 12, the partition wall 13 and the top wall 14 may be connected as a whole or as a whole. Separated.

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Abstract

一种压力加载膜(100)，压力加载膜(100)包括：膜本体(10)，膜本体(10)包括多个相互隔绝开的子腔室(30)，子腔室(30)用于注入压力介质，以适于通过膜本体(10)的加压面(16)向样品加载压力；支撑骨架(20)，支撑骨架(20)设在膜本体(10)内，且支撑骨架(20)的弹性系数大于膜本体(10)的弹性系数。压力加载膜(100)可以实现各个子腔室(30)的压力独立加载，使得加压面(16)的各个区域的压力加载稳定，不易产生压力耦合。

Description

压力加载膜 技术领域
本发明属于半导体工艺技术领域，具体而言，涉及一种压力加载膜。
背景技术
对于大尺寸的晶片(如直径300mm)的化学机械抛光技术，由于材料去除率的不均匀性明显，抛光头大多采用多区域压力调整技术，以提高晶片的平整度，抛光时各区域独立给压力，由于压力加载膜大多为柔性体，使得各个区域的压力会相互影响，为了解决该技术问题，相关技术中大多通过压力控制算法来稍微弥补区域压力耦合对抛光的影响，但是该方法的控制难度大，增加了控制的风险，存在改进空间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以独立控制各个区域压力的压力加载膜。
根据本发明实施例的压力加载膜，包括：膜本体，所述膜本体包括多个相互隔绝开的子腔室，所述子腔室用于注入压力介质，以适于通过所述膜本体的加压面向样品加载压力；支撑骨架，所述支撑骨架设在所述膜本体内，且所述支撑骨架的弹性系数大于所述膜本体的弹性系数。
根据本发明实施例的压力加载膜，可以实现各个子腔室的压力独立加载，使得加压面的各个区域的压力加载稳定，不易产生压力耦合。
另外，根据本发明上述实施例的压力加载膜还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些优选的实施例中，所述膜本体包括：底壁，所述底壁的外表面形成所述加压面；周壁，所述周壁与所述底壁相连以限定出腔室，间隔壁，所述间隔壁与所述底壁相连，以将所述腔室分隔为多个所述子腔室。
优选地，所述周壁和所述间隔壁在所述底壁上的投影形成同心圆。
优选地，所述支撑骨架设在所述底壁、所述周壁和所述间隔壁中的至少一个内。
优选地，所述膜本体还包括：顶壁，所述顶壁与所述周壁及所述间隔壁相连且与所述底壁相对设置，所述顶壁上具有用于加载压力介质的通孔。
具体地，所述顶壁从所述周壁的顶端向内延伸，且从所述间隔壁的顶端向两侧延伸。
具体地，所述支撑骨架设在所述底壁、所述周壁、所述间隔壁和所述顶壁内。
可选地，所述支撑骨架形成为一体式。
在本发明的一些优选的实施例中，所述膜本体为橡胶件，所述支撑骨架为尼龙件。
在本发明的一些优选的实施例中，所述支撑骨架为膜状、条状或网状。
附图说明
图1是根据本发明实施例的压力加载膜的结构示意图。
附图标记：
压力加载膜100，膜本体10，底壁11，周壁12，间隔壁13，顶壁14，通孔15，加压面16，凸起部17，支撑骨架20，子腔室30。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
压力加载膜100可以用于化学机械抛光设备中的抛光头，用于向待抛光的晶圆样品加载压力。
如图1所示，压力加载膜100包括膜本体10和支撑骨架20。
其中，膜本体10包括多个相互隔绝开的子腔室30，子腔室30用于注入压力介质，以适于通过膜本体10的加压面16向样品加载压力，压力介质可以为空气，膜本体10可以为柔性材料制成，比如膜本体10可以为橡胶件。
支撑骨架20设在膜本体10内，且支撑骨架20的弹性系数大于膜本体10的弹性系数，支撑骨架20可以为尼龙件，支撑骨架20可以为膜状、条状或网状等。
可以理解的是，若膜本体10内无支撑骨架20，在向单个子腔室30注入压力介质时，该子腔室30的内壁由于压力作用会发生膨胀，使相邻子腔室30的体积变化，从而引起相邻子腔室30的压力变动。
而根据本发明实施例的压力加载膜100，在向待加工的样品加载压力时，可以根据抛光的需求，向某个或多个子腔室30注入需要的压力介质，由于膜本体10内设有支撑骨架20，可以有效地控制其对相邻的子腔室30的压力的影响。
根据本发明实施例的压力加载膜100，可以实现各个子腔室30的压力独立加载，使得加压面16的各个区域的压力加载稳定，不易产生压力耦合。
在本发明的一些优选的实施例中，参考图1，膜本体10可以包括底壁11、周壁12和间隔壁13。
其中，底壁11的外表面可以形成为加压面16，周壁12与底壁11相连以限定出腔室，间隔壁13与底壁11相连，以将腔室分隔为多个子腔室30，间隔壁13可以为一个，也可以为多个，底壁11的内表面形成多个子腔室30的底壁11，在向各个子腔室30施加对应的压力时，可以在加压面16上形成对应的压力。
优选地，支撑骨架20可以设在底壁11、周壁12和间隔壁13中的至少一个内。比如支撑骨架20可以设在间隔壁13内，这样，可以增强相邻的子腔室30之间的间隔壁13的弹性系数，以减小子腔室30的径向变形量。
周壁12、间隔壁13和底壁11的形状可以根据加载需要选定，通常底壁11可以为圆形，参考图1，周壁12和间隔壁13在底壁11上的投影可以形成同心圆。也就是说，多个子腔室30中，最里侧的一个可以为圆柱形，其他子腔室30为圆筒形。
具体地，膜本体10还可以包括顶壁14，顶壁14与周壁12及间隔壁13相连且与底壁11相对设置，参考图1，顶壁14可以从周壁12的顶端向内延伸，且顶壁14可以从间隔壁13的顶端向两侧延伸，顶壁14上具有用于加载压力介质的通孔15，顶壁14可以形成为环形。顶壁14的与通孔15邻近的边沿可以具有凸起部17，凸起部17可以为环形，且具有弧形横截面，这样凸起部17相当于是集成在压力加载膜100上的密封圈，便于在向子腔室30通入压力介质时形成密封环境。
在本发明的一个具体的实施例中，参考图1，支撑骨架20可以设在底壁11、周壁12、间隔壁13和顶壁14内。这样，各个子腔室30之间的相互干涉作用最小，加载压力不易耦合。
支撑骨架20可以形成为一体式，当然，支撑骨架20也可以形成为分体式，换言之，位于底壁11、周壁12、间隔壁13和顶壁14内的支撑骨架20可以相连为整体，也可以分隔开。
如图1所示，在压力加载膜100工作时，向各个子腔室30内通入压缩空气，压力经加压面16传递到晶圆样品上，在抛光头和转动盘的共同作用下实现晶圆样品的表面平坦化，工作中加压面16的各个区域的压力随工况的不同可以输入不同的压力，且由于支撑骨架 20的支撑作用，加载压力时间隔壁13的弹性变形将减小，其两侧子腔室30的气体压力变化也就相应减少，从而最大限度地实现加压面16的各个区域的独立加载压力，满足晶圆的平坦化要求，且在加载压力时无需复杂的控制算法，使控制方法简单化。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

  1. 一种压力加载膜，其特征在于，包括：
    膜本体，所述膜本体包括多个相互隔绝开的子腔室，所述子腔室用于注入压力介质，以适于通过所述膜本体的加压面向样品加载压力；
    支撑骨架，所述支撑骨架设在所述膜本体内，且所述支撑骨架的弹性系数大于所述膜本体的弹性系数。
  2. 根据权利要求1所述的压力加载膜，其特征在于，所述膜本体包括：
    底壁，所述底壁的外表面形成所述加压面；
    周壁，所述周壁与所述底壁相连以限定出腔室；
    间隔壁，所述间隔壁与所述底壁相连，以将所述腔室分隔为多个所述子腔室。
  3. 根据权利要求2所述的压力加载膜，其特征在于，所述周壁和所述间隔壁在所述底壁上的投影形成同心圆。
  4. 根据权利要求2所述的压力加载膜，其特征在于，所述支撑骨架设在所述底壁、所述周壁和所述间隔壁中的至少一个内。
  5. 根据权利要求2所述的压力加载膜，其特征在于，所述膜本体还包括：
    顶壁，所述顶壁与所述周壁及所述间隔壁相连且与所述底壁相对设置，所述顶壁上具有用于加载压力介质的通孔。
  6. 根据权利要5所述的压力加载膜，其特征在于，所述顶壁从所述周壁的顶端向内延伸，且从所述间隔壁的顶端向两侧延伸。
  7. 根据权利要5所述的压力加载膜，其特征在于，所述支撑骨架设在所述底壁、所述周壁、所述间隔壁和所述顶壁内。
  8. 根据权利要求7所述的压力加载膜，其特征在于，所述支撑骨架形成为一体式。
  9. 根据权利要求1所述的压力加载膜，其特征在于，所述膜本体为橡胶件，所述支撑骨架为尼龙件。
  10. 根据权利要求1所述的压力加载膜，其特征在于，所述支撑骨架为膜状、条状或网状。
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