化学机械抛光装置的承载头的隔膜制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及化学机械抛光装置用承载头的隔膜，包括：底板，对晶片的板面进行施压；侧面，从底板的边缘向上侧折弯而成；以及固定片，包括多个垂直延伸部和水平延伸部，上述多个垂直延伸部在上述侧面和上述底板的中心之间以环形向上延伸而成，上述水平延伸部从多个垂直延伸部的上端部水平延伸，上述水平延伸部与承载头的本体部相结合，并在上述底板和上述本体部之间形成多个压力腔室，水平延伸部从底板的中心越远则形成得越长，其以变得更长的水平延伸部的变低的上下方向的弯曲位移来收容由于水平延伸部和垂直延伸部之间的连接部的圆周方向的周长变长而变高的弯曲刚性，从而可分别减少每个固定片与隔膜底板相连接的部分的应力变动幅度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化学机械抛光装置用承载头的隔膜，详细地，涉及可以在开始实施化学机械抛光工序，并向隔膜底板的上侧的压力腔室施加静压，使得隔膜底板向下侧移动时，缓冲作用于隔膜底板和固定片之间的应力的不均衡的化学机械抛光装置用承载头的隔膜。
技术介绍
化学机械抛光(CMP)装置是为了在半导体元件的制造过程中去除因反复执行掩膜、蚀刻及布线工序等而生成的晶片表面的凹凸所导致的单元区域和周边电路区域之间的高度差，实现广域平坦化，并且为了提高随着电路形成用触点/布线膜分离及高集成元件化而要求的晶片表面粗糙度，对晶片的表面进行精密抛光加工。在这种CMP装置中，在进行抛光工序之前和进行抛光工序之后，承载头以使晶片的抛光面与抛光垫片相向的状态下，对上述晶片进行施压，从而执行抛光工序，并且，若抛光工序结束，则对晶片进行直接或间接的真空吸附，从而以把持的状态向下一个工序移动。图1为承载头1的简图。如图1所示，承载头1包括:本体部20、25，从外部接收旋转驱动力来进行旋转；挡圈130，安装成用于包围本体部20、25的环形态，并与本体部20、25 一同旋转；弹性材质的隔膜10，固定于本体部20、25的底座25，并在上述隔膜10和底座25之间的空间形成有多个压力腔室Cl、C2、C3、C4、C5 ;以及压力控制部40，通过空气压力供给路45来向压力腔室Cl、C2、C3、C4、C5送入空气或从压力腔室Cl、C2、C3、C4、C5排出空气，并调节压力。图2为现有的隔膜10的半剖视图。S卩，以中心轴76为中心，通过使图2的剖面旋转来形成隔膜10。因此，固定片13为环形态的薄的可挠性的板形状。弹性材质的隔膜10在用于对晶片W进行施压的平坦的底板11的边缘末端以折弯的方式形成有侧面12。隔膜10的中央部的末端11a固定于底座120，从而形成直接吸入晶片W的吸入孔77。也可以无需在隔膜150的中央部形成吸入孔，而是将隔膜10的中央部形成为用于对晶片W进行施压的面。在隔膜10的中心至侧面12之间形成有多个固定于底座25的环形态的固定片13，从而以固定片13为基准，由多个压力腔室(:1、02、03、04、05排列成同心圆形态。其中，固定片13包括:垂直延伸部13a，从隔膜底板11向上侧延伸；以及水平延伸部13b，从垂直延伸部13a的上端部向水平方向折弯而成。此时，在固定片13的一部分中，第一垂直延伸部13al可呈从底板11向上侧延伸而成的形态，第一水平延伸部13bl可呈从第一垂直延伸部13al的上端部延伸而成的形态，第二水平延伸部13a2可呈从第一水平延伸部13bl的末端部向上侧延伸而成的形态，第二水平延伸部13b2可呈从第二垂直延伸部13a2的上端部延伸而成的形态。即，可由第一垂直延伸部13al和第二垂直延伸部13a2形成垂直延伸部13a，可由第一水平延伸部13bl和第二水平延伸部13b2形成水平延伸部13b。另一方面，在以往的隔膜10中，固定片13的水平延伸部13b的长度L1、L2根据本体部25的固定位置来定。在这种状态下，若为了实施化学机械抛光工序而向压力腔室C1、C2、……施加静压，则本体部25的高度得到固定，但由于可挠性材质的隔膜10在膨胀的过程中使隔膜底板11向下方移动约2?3mm的距离d，从而使紧贴于隔膜底板11的底面的晶片W向下方移动，使得晶片W的抛光面与抛光垫相接触。并且，随着本体部20、25的旋转，隔膜10 —同旋转，并一边使晶片W旋转，一边执行晶片W的抛光工序。但是，如图2所示，在固定片13的水平延伸部13b的长度以不规则的方式排列的情况下，固定片13和隔膜底板11的连接部位Cm中的应力发生较大变动，并引发隔膜底板11的局部变形，从而导致无法准确地施压位于隔膜底板11的底面的晶片W的问题。例如，如图4及图5所示，针对具有固定片13的水平延伸部13b的长度L均恒定的固定片13’的隔膜10’，如同开始实施化学机械抛光工序时，向压力腔室施加静压来使隔膜底板11向下方移动的状态下，观察对隔膜底板11产生作用的应力分布图Pr，可以确认，在隔膜底板11和固定片13’的连接部Cm中，对隔膜底板11产生作用的应力发生很大的增减，从而导致应力偏差e较大。图4示出了对图5所示的应力分布图Pr的数值解释结果。像这样，即使固定片13的水平延伸部13b的长度L均恒定，也会在固定片13和隔膜底板11相连接的部分中，由各个压力腔室C1、C2……实施施压的施加力存在偏差，因此，在压力腔室Cl、C2……的边界区域中对晶片进行施压的施加力无法得到准确的控制，并成为降低晶片W的抛光品质的原因。另一方面，如图1至图5所示，现有的隔膜10将固定片13的水平延伸部13b的延伸方向以交替的方式，朝向径向向内的方向延伸和朝向径向向外的方向延伸，而如图3所示，若向压力腔室C1、C2、C3……施加空气压力，使压力腔室C1、C2、C3膨胀来使向下方推挤底板11并进行施压的施加力P产生作用，则以朝向径向向外的方向延伸的水平延伸部13b2形成的固定片13x2的垂直延伸部13a2朝向半径内侧膨胀，以朝向径向向内的方向延伸的水平延伸部13bl形成的固定片13x1的垂直延伸部13al向半径外侧膨胀，因此，如附图标记10dl、10d2所示，与固定片13x1、13x2相遇的底板11将施加向相反的方向旋转的成分的力量。由此，固定片13x1、13x2的水平延伸部13bl、13b以相向的方式配置，从而相反于凝聚形态的压力腔室C2(图3)的底板区域U由借助从边界举起的力量10dl、10d2，以向上突出的方式弯折的变形发生作用，而固定片13o、13i的水平延伸部13bo、13bi朝向相反的方向配置，从而使展开形态的压力腔室Cl、C3(图3)的底板区域D由借助向临近边界的压力腔室的内侧凹陷的力量10d2、10dl，向下凸出地方式展开的变形发生作用。基于这种原理，随着交替地施加以交替方式卷缩(收缩)或展开(膨胀)的力量，被分割成多个的压力腔室c1、C2、C3、C4、C5的底面即使从压力调节部40向压力腔室C1、C2、C3……施加指定的压力，也因压力腔室C1、C2、C3……的压力而使向下施压于位于底板11的下侧的晶片W的力量成为产生差异的原因，从而，具有在底板11发生不规则的变形的同时，实际导入晶片W的施加力畸变的问题。
技术实现思路
解决的技术问题本技术是在上述的技术背景下提出的，本技术的目的在于，提供可以在开始实施化学机械抛光工序，并向隔膜底板的上侧的压力腔室施加静压，同时使得隔膜底板向下侧移动时，缓冲作用于隔膜底板和固定片之间的应力的不均衡的化学机械抛光装置用承载头的隔膜及具有上述隔膜的承载头。S卩，本技术的目的在于，更加均匀地维持在隔膜和本体部之间被分割成多个的压力腔室的边界区域所导入的加压力，从而将隔膜底板的变形最小化。由此，本技术的目的在于，借助多个压力腔室的底面的变形来防止对晶片进行加压的加压力发生歪曲，在压力腔室的边界中，也可以对晶片施加准确的加压力，从而在整个板面中准确地调节晶片的抛光厚度，最终提高晶片的抛光品质。技术方案为了实现上述目的，本技术提供化学机械抛光装置的承载头的隔膜，上述化学机械抛光装置的承载头的隔膜包括:底板，对晶片的板面进行加压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光装置的承载头的隔膜，其特征在于，包括：底板，对晶片的板面进行施压；侧面，从上述底板的边缘向上侧折弯而成；以及固定片，包括多个垂直延伸部和水平延伸部，上述多个垂直延伸部在上述侧面和上述底板的中心之间以环形向上延伸而成，上述水平延伸部从上述多个垂直延伸部的上端部水平延伸，上述水平延伸部与上述承载头的本体部相结合，在上述底板和上述本体部之间形成多个压力腔室，上述水平延伸部从上述底板的中心越远则形成得越长。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵玟技，孙准皓，
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