用于研磨装置的研磨头及使用的弹性环以及晶元的研磨装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于研磨装置的研磨头及使用的弹性环以及晶元的研磨装置，所述研磨头包括：第一本体部，其得到旋转驱动力的传递；第二本体部，其在研磨工艺中形成有将晶元的板面加压于研磨垫的加压面；边缘部，其设置有护环，所述护环在所述研磨工艺中以包裹晶元的周围的一部分以上的形态底面与所述研磨垫相接触，并且所述边缘部从所述第一本体部通过柔性材质的传递部件得到旋转驱动力的传递并进行旋转，所述用于研磨装置的研磨头将在晶元的研磨工艺中进行旋转的研磨头内产生的颗粒最小化，减少研磨头的操作故障，保证更长的耐久寿命，并解决由于颗粒流入至用于使得空气压力供给于压力室的空气压力管而导致压力被扭曲的问题。

For the elastic ring grinding head grinding device and grinding device and wafer

The utility model relates to an elastic ring grinding head grinding device and grinding device and wafer, the grinding head comprises a first body portion, the rotating transfer driving force; the second body portion, which is formed with the wafer surface and surface pressure will be pressed on the grinding pad in grinding process; edge part, which is provided with a retaining ring, the retaining ring in the grinding process on the wafer wrapped around the part of the above form and the bottom surface of the polishing pad contact, and the edge part from the first body part through the flexible material transfer parts transfer rotary driving force and rotate the polishing head for polishing device will minimize the particle rotation in the grinding head grinding wafer, reduce operating fault of grinding head, ensure the durability of longer life And solve the problem that the pressure is distorted by the flow of the particles to the air pressure tube which is used to supply the air pressure to the pressure chamber.

【技术实现步骤摘要】
用于研磨装置的研磨头及使用的弹性环以及晶元的研磨装置
本技术涉及一种用于化学机械研磨装置的研磨头及使用的弹性环以及晶元的研磨装置，详细地涉及一种用于化学机械研磨装置的研磨头，其使得在研磨头类似于螺栓(bolt)的磨损性部件的使用最小化，并防止由于颗粒(particle)而导致的工艺的恶化，并抑制在研磨工艺中晶元的研磨面因护环(retainerring)的加压力而使得研磨品质变得不均匀。
技术介绍
化学机械研磨(CMP)装置是一种为了实现全面平坦化与由用于形成电路的接触(contact)/布线膜分离以及高度集成的元件化而产生的晶元表面粗糙度的改善等而使用于对晶元的表面进行精细研磨加工的装置，所述全面平坦化是清除在半导体元件制造过程中反复进行掩蔽(masking)、刻蚀(etching)及布线工艺等的同时生成的晶元表面的凹凸而导致的单元(cell)区域与周围电路区域间的高度差。就所述CMP装置而言，研磨头在研磨工艺前后，在晶元的研磨面与研磨垫相面对的状态下，对所述晶元进行加压并进行研磨工艺，同时，若完成研磨工艺，则将晶元以直接及间接地进行真空吸附并抓握的状态移动至下一个的工艺。图1是化学机械研磨装置9的概略平面图。如图1及图2所示，化学机械研磨装置9包括：研磨头1，其在使得晶元W位于底面的状态下对晶元W加压并进行自转；研磨垫2，其在与晶元W的研磨面进行接触的同时，进行旋转2d；研磨液供给部3，其将研磨液供给于研磨垫2上并使得通过到达至晶元W的研磨液的化学研磨得以进行；调节器(conditioner)4，其对研磨垫2的表面进行改质。如图3所示，所述研磨头1包括：本体部10，其通过外部的驱动部来得到旋转驱动；膜30，其固定于与本体部10一同旋转的基底20，并且在与基底20的之间形成多个被分割的压力室C1、C2、C3；护环40，其以环形态配置于晶元W的周围，在化学机械研磨工艺中底面加压研磨垫2并防止其包围的晶元W的脱离；压力控制部50，其通过空气压力供给通道55将空气压力施加至压力室C1、C2、C3或者排出。在此，膜30形成有底板、侧面、隔壁，所述底板对晶元W进行加压，所述侧面在底板的边缘末端向上侧延长，隔壁35以环形态形成于底板的中心与侧面之间，侧面与隔壁35的末端30a固定于基底20，在膜底板与基底20之间形成多个被分割的压力室C1、C2、C3。并且，护环40设置为通过驱动部M可向上下进行移动40d。驱动部M也可以是使用电作为驱动源的马达，也可以使用空气压力或液压作为驱动源。护环40在化学机械研磨工艺中通过驱动部M在研磨垫2上用规定的力Pr被加压的状态得到保持。据此，在化学机械研磨工艺中，空气压力从压力控制部50供给于压力室C1、C2、C3，从而压力室C1、C2、C3膨胀，同时成为通过膜底板将晶元按压至研磨垫的状态。与此同时，感知到通过驱动部M使得护环40向下方移动并在晶元W的周围加压研磨垫，从而晶元W在化学机械研磨工艺中向研磨头1的外部脱离。但是，如图4所示，若配置于晶元W的周围的护环40向下方移动40d并加压研磨垫2，则在研磨垫2通过护环40的底面40a被按压的区域40x中被按压的变形产生于研磨垫2，由此，产生被按压的变形的周边产生得到反弹的反弹(rebound)变形99。但是，存在的问题在于，由于护环40与晶元W的边缘e以相互接近的形式配置，因此由于研磨垫2的反弹变形99而导致晶元的边缘e以更加高的加压力紧贴于反弹的研磨垫2的凸出部，由此，在晶元W的边缘e的研磨量无意中上升。尤其，护环40的底面在与自转的研磨垫2进行接触的同时，朝向研磨垫2得到加压力Pr的引入的护环40通过来自研磨垫11的摩擦力F1在与自转的研磨垫2相抵抗的部分55中受到倾斜旋转M20的力。由此，如图5所示，也会产生的问题在于，护环40的底面产生半径内侧部分40i与半径外侧部分40o的磨损量的偏差，同时使用时间越长，护环40与研磨垫2进行接触的接触面积越不同，同时对晶元的边缘产生的影响也变动，从而难以确保均匀的研磨品质。作为在图中未说明的标号42是在晶元的研磨工艺中生成的研磨液排出至外部的槽。换句话说，护环40在研磨头1的构成部件中最先在表示为附图标号55的地点与进行自转的研磨垫2相接触，同时通过与研磨垫2的摩擦F1护环1受到相对于研磨垫2表面试图倾斜的力。由此，产生的问题在于，护环40对研磨垫2的表面进行加压的底面40a与研磨垫2的表面形成倾斜，同时通过护环40来加压研磨垫2的力局部地会更加变大，据此，对晶元W的边缘e造成影响的研磨垫2的反弹凸出量更加变大。不仅如此，产生的问题在于，护环40的底面40a与研磨垫2的表面形成倾斜的状态，由此，若研磨垫2的表面与护环40的底面40a相接触的同时进行移动(旋转)，则在护环40产生振动。由此，引起的严重的问题在于，在护环40产生的振动通过研磨头1的本体部10、20传递至位于膜30的下侧的晶元W，从而由于由振动而产生的影响导致晶元W的研磨面的研磨品质下降。此外，引起的问题在于，由于在研磨头1的旋转部紧固结合有螺栓等，因此通过研磨工艺中的旋转运动，从螺栓、轴承(bearing)等的磨损性部件排出颗粒，同时对研磨工艺产生不良影响。由此，就构成研磨头而言，使得螺栓等的磨损性材料最小化的必要性也增加。
技术实现思路
本技术是在前述的技术背景下提出的，目的在于，在化学机械研磨工艺中传递旋转驱动力的研磨头的构成要素由磨损性材料形成，从而在研磨工艺中在旋转驱动力传递至研磨头的各个部分的过程中使得由于磨损颗粒而导致的工艺的不良影响最小化。并且，本技术的目的在于，在化学机械研磨工艺中抑制在护环与研磨垫相接触的同时所产生的倾斜位移，并减少研磨垫的反弹变形，由此，抑制在晶元的边缘区域中产生晶元被不均匀且过度的研磨。此外，本技术的目的在于，切断在护环与研磨垫相接触的同时所产生的振动传递至晶元，从而确保晶元的良好的研磨品质。并且，本技术的目的在于，在研磨工艺中对加压晶元的加压力进行二元化并进行控制，由此更加精致地并准确地控制导入至晶元的加压力。为了达成所述目的，本技术提供一种用于研磨装置的研磨头，其特征在于，包括：第一本体部，其得到旋转驱动力的传递；第二本体部，其在研磨工艺中形成有将晶元的板面加压于研磨垫的加压面；边缘部，其设置有护环，所述护环在所述研磨工艺中以包裹晶元的周围的一部分以上的形态底面与所述研磨垫相接触，并且所述边缘部从所述第一本体部通过柔性材质的传递部件得到旋转驱动力的传递并进行旋转。如上所述，就将旋转驱动力从得到旋转驱动力的传递的第一本体部向边缘部传递而言，不是通过现有的螺栓等传递部件，而是通过可弯曲变形的柔性材质的传递部件来传递旋转驱动力，据此，可解决如下问题：旋转驱动力通过螺栓得到传递的同时，在金属间的接触面或金属与塑料树脂的接触面持续地产生坚硬的材质的细微颗粒。由此，将在晶元的研磨工艺中进行旋转的研磨头内产生的颗粒最小化，减少研磨头的操作故障，保证更长的耐久寿命，并可解决由于颗粒流入至用于使得空气压力供给于压力室的空气压力管而导致压力被扭曲的问题。在此，所述传递部件可形成为第一弹性环。换句话说，由聚氨酯或橡胶材料形成，通过第一弹性环使得旋转驱动力从第一本体部传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于研磨装置的研磨头，其特征在于，包括：第一本体部，其得到旋转驱动力的传递；第二本体部，其在研磨工艺中形成有将晶元的板面加压于研磨垫的加压面；边缘部，其设置有护环，所述护环在所述研磨工艺中以包裹晶元的周围的一部分以上的形态底面与所述研磨垫接触，并且所述边缘部从所述第一本体部通过柔性材质的传递部件得到旋转驱动力的传递并进行旋转。

【技术特征摘要】
2016.05.11 KR 10-2016-00573061.一种用于研磨装置的研磨头，其特征在于，包括：第一本体部，其得到旋转驱动力的传递；第二本体部，其在研磨工艺中形成有将晶元的板面加压于研磨垫的加压面；边缘部，其设置有护环，所述护环在所述研磨工艺中以包裹晶元的周围的一部分以上的形态底面与所述研磨垫接触，并且所述边缘部从所述第一本体部通过柔性材质的传递部件得到旋转驱动力的传递并进行旋转。2.根据权利要求1所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，所述传递部件是第一弹性环。3.根据权利要求2所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，所述第一本体部与所述边缘部在相互间被允许的位移为所述第一弹性环的变形量程度。4.根据权利要求2所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，所述第一弹性环形成有沿着半径方向凸出的多个凸起，并且所述边缘部与所述第一本体部中任意一个以上形成有容纳所述凸起的容纳部，所述第一本体部与所述边缘部中任意一个以上沿着圆周方向与所述凸起产生干涉。5.根据权利要求2所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，在所述第一本体部还包括结合部件，所述结合部件选择性地结合于所述第一弹性环的上侧，通过所述结合部件的拆卸，所述第一弹性环成为可向外部脱离的状态。6.根据权利要求1所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，所述第一本体部包括：第一-一本体部，其得到旋转驱动力的传递；第一-二本体部，其相对于所述第一-一本体部沿着圆周方向得到干涉，并与所述第一-一本体部一同旋转，并且所述传递部件固定于所述第一-二本体部。7.根据权利要求6所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，还包括中心轴，所述中心轴连接于所述第一-一本体部并沿着旋转轴延长，所述第一-二本体部与所述中心轴相互通过倾斜旋转被允许的倾斜回转部得到连接。8.根据权利要求7所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，所述第一-一本体部与所述中心轴以使得第一阻尼连接体插入的状态得到连接，从而仅在第一阻尼连接体的变形位移内所述第一-一本体部与所述中心轴的倾斜旋转得到允许。9.根据权利要求7所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，所述第二本体部与所述中心轴以使得第二阻尼连接体插入的状态得到连接，仅在第二阻尼连接体的变形位移内所述第二本体部与所述中心轴的倾斜旋转得到允许。10.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于研磨装置的研磨头，其特征在于，还包括对所述第二本体部与所述边缘部进行连接的第二弹性环。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙准晧，
申请(专利权)人：KC科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：韩国,KR