化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头，所述卡环安装于在化学机械式研磨工序中将基板加压于研磨垫的承载头，用于约束基板的脱离，所述卡环包括卡环主体、向卡环主体的内周面供应清洗液的清洗液供应部、使清洗液在卡环主体的内周面暂时残留的清洗液残留部，可以获得有效去除流入到卡环内周面的浆料的有利效果。

Clasp of load-bearing head for chemical mechanical polishing device and bearing head thereof

The utility model relates to a clasp of a bearing head used in a chemical mechanical grinding device and a bearing head which is installed in a bearing head of a substrate in a chemical mechanical grinding process to restrain the disengagement of the substrate. The ring comprises a ring body and a cleaning solution to the inner circumferential surface of the body of the ring. The cleaning liquid supply department and the residual residual part of the cleaning liquid in the inner circumferential surface of the ring body can obtain the beneficial effect of effectively removing the slurry flowing into the circumferential surface of the clasp.

【技术实现步骤摘要】
化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头
本技术涉及化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头，更具体而言，涉及一种能够有效去除流入到卡环内周面的浆料及杂质的化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头。
技术介绍
在半导体元件制造过程中，化学机械式研磨(CMP)装置用于去除因反复执行掩膜、蚀刻及配线工序等而在晶片表面生成凸凹所导致电池区域与周边电路区域间高度差，实现广域平坦化，并且为了提高随着电路形成用触点/配线膜的分离及高集成元件化而要求的晶片表面粗糙度等，对晶片的表面进行精密研磨加工。在这种CMP装置中，在研磨工序前后，承载头以晶片的研磨面与研磨垫相向的状态，对所述晶片加压，以实施研磨工序，同时，一旦研磨工序结束，则直接或间接地真空吸附晶片，以把持的状态，移动到下一个工序。图1是承载头1的概略图。如图1所示，承载头1包括：本体110；底座120，其与本体110一同旋转；卡环130，其以环绕底座120的环形态，能上下移动地安装，从而与底座120一同旋转；弹性材质的隔膜140，其固定于底座120，在与底座120之间的空间形成压力腔C1、C2、C3、C4、C5；压力控制部150，其在通过空气压力供应通道155对于压力腔C1、C2、C3、C4、C5供应或排出空气的同时调节压力。弹性材质的隔膜140在用于对晶片W加压的平坦底板141的边缘末端折弯形成有侧面142。隔膜140的中央部末端140a固定于底座120，形成直接吸入晶片W的吸入孔77。在隔膜140的中央部，也可以不形成吸入孔，而是以对晶片W加压的面形成。在从隔膜140的中心至侧面142之间，形成有多个固定于底座120的环形态的隔壁143，以隔壁143为基准，以同心圆形态排列有多个压力腔C1、C2、C3、C4、C5。因此，在化学机械式研磨工序中，借助于从压力控制部150施加的空气压力，压力腔C1、C2、C3、C4、C5在膨胀的同时，通过隔膜底板141对晶片W的板面加压。与此同时，与本体110及底座120一同旋转的卡环130的底面130s也对研磨垫11加压并旋转，从而防止被卡环130环绕的晶片W脱离到承载头1之外。另一方面，卡环130相对于本体110及底座120可上下移动地安装，因而为了保障卡环相对于固定安装于本体101的隔膜的上下移动(保持非接触状态)，在隔膜与卡环之间形成间隙。可是，以往在研磨工序中，存在供应到研磨垫11的研磨面的浆料S流入在隔膜140与卡环130之间形成的间隙后残留的问题。特别是如果无法迅速去除流入隔膜140与卡环130的间隙L1的浆料S，则随着流入间隙L1的浆料固着，存在妨碍卡环130顺畅的上下移动的问题，并且存在残留于间隙L1的浆料重新附着于基板或隔膜，或作为S/C源进行作用的问题。因此，以往向在隔膜140与卡环130之间形成的间隙L1喷射清洗液，从而可以去除流入间隙L1的浆料S，但隔膜140与卡环130的间隙以非常窄的宽度(0.5㎜)形成，因而清洗液15无法充分流入间隙而反弹回来，存在难以有效去除残留于隔膜140与卡环130的间隙的浆料的问题。为此，最近正在进行旨在有效去除残留于卡环与隔膜的间隙的杂质(浆料及颗粒)的多样探讨，但还远远不够，要求对此的开发。
技术实现思路
所要解决的技术问题本技术目的在于提供一种能够有效去除残留于卡环与隔膜的间隙的杂质的化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头。特别是本技术目的在于，向卡环与隔膜的间隙之间供应的清洗液可以暂时残留，从而可以有效去除流入卡环内周面的浆料及杂质。另外，本技术目的在于，能够节省费用，提高工序效率性及收率。另外，本技术目的在于，能够提高工序效率及生产率。另外，本技术目的在于，能够提高稳定性及可靠性。技术方案根据旨在达成所述本技术目的的本技术的优选实施例，在化学机械式研磨工序中将晶片加压于研磨垫的承载头包括：承载头本体；隔膜，其安装于承载头本体的底面，将晶片加压于研磨垫；卡环，其约束晶片的脱离，具备卡环主体、清洗液供应部和清洗液残留部，所述卡环主体隔开地配置于隔膜的外侧面，所述清洗液供应部向卡环主体的内周面供应清洗液，所述清洗液残留部使清洗液在卡环主体的内周面暂时残留。这是为了有效去除残留于卡环与隔膜的窄狭间隙之间的浆料。特别是使供应到卡环主体的内周面的清洗液暂时残留，可以获得提高借助于清洗液的间隙(隔膜与卡环主体之间的间隙)的清洗效率的有利效果。即，以往隔膜与卡环的间隙以非常窄的宽度形成，因而即使从间隙下部喷射清洗液，清洗液也无法充分流入间隙而反弹回来，因此，存在难以有效去除残留于卡环与隔膜的间隙的浆料的问题。但是，本技术从间隙的上部供应清洗液，借助于沿着间隙落下的清洗液而进行清洗，从而可以向间隙供应充分的清洗液，因而可以获得有效去除(清洗)残留于隔膜与卡环的间隙的浆料的有利效果。进一步地，在本技术中，使供应到间隙(卡环主体的内周面)的清洗液暂时残留，从而可以增加清洗液接触隔膜的外侧面与卡环主体内周面的时间，因而可以获得提高清洗液的清洗效果和清洗效率的有利效果。根据本技术的一优选实施例，化学机械式研磨装置用承载头的卡环，安装于在化学机械式研磨工序中将基板加压于研磨垫的承载头上，用于约束所述基板脱离，包括：卡环主体；清洗液供应部，其用于向所述卡环主体的内周面供应清洗液；清洗液残留部，其借助于在所述卡环主体的内周面凸出形成的残留凸起，使所述清洗液暂时残留在所述卡环主体的内周面。另外，使供应到卡环主体的内周面的清洗液暂时残留，从而可以引导清洗液在间隙上以扩展的状态供应，因此，可以获得使间隙中发生未清洗区域(未进行借助于清洗液的清洗的区域)的情形最小化，进一步提高清洗效率的有利效果。即，向间隙供应的清洗液在沿着间隙落下的同时向下部排出。可是，在多个清洗液供应部沿着卡环的圆周方向隔开配置的结构中，只有从各清洗液供应部供应清洗液的地点，清洗液落下而实现清洗，因此，在各清洗液供应部之间区域，存在没有供应清洗液的问题，换句话说，在各清洗液供应部之间区域，存在没有进行借助于清洗液的清洗的问题。但是，在本技术中，使供应到间隙的清洗液借助于清洗液残留部而扩展分配，从而可以获得使间隙上发生未清洗区域的情形最小化，进一步提高清洗效率的有利效果。另外，流入间隙的清洗液第一次被阻于清洗液残留部，之后漫过清洗液残留部而沿着间隙落下，从而使清洗液可以同时接触卡环主体的内周面和隔膜的外侧面，因此，换句话说，卡环主体的内周面与隔膜的外侧面可以同时被清洗液清洗，因而可以获得更有效去除(清洗)残留于隔膜与卡环主体的间隙的浆料及杂质的有利效果。清洗液残留部以能够使流入卡环主体的内周面(或与隔膜侧面的间隙)的清洗液暂时残留的多样结构形成。更具体而言，清洗液残留部沿上下方向形成，部分地阻塞在隔膜的外侧面与卡环主体的内周面之间形成的间隙。此时，在隔膜的外侧面与清洗液残留部之间，具有窄于间隙的宽度，形成用于排出清洗液的清洗液排出流路。清洗液残留部包括在卡环主体的内周面凸出形成的残留凸起。作为一个示例，残留凸起在卡环主体的内周面以环形态形成。如上所述，借助于以环形态形成残留凸起，可以获得在间隙全部区域使清洗液均匀停滞的有利效果。此时，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械式研磨装置用承载头的卡环，安装于在化学机械式研磨工序中将基板加压于研磨垫的承载头上，用于约束所述基板脱离，其特征在于，包括：卡环主体；清洗液供应部，其用于向所述卡环主体的内周面供应清洗液；清洗液残留部，其借助于在所述卡环主体的内周面凸出形成的残留凸起，使所述清洗液暂时残留在所述卡环主体的内周面。

【技术特征摘要】
2017.04.28 KR 10-2017-00547691.一种化学机械式研磨装置用承载头的卡环，安装于在化学机械式研磨工序中将基板加压于研磨垫的承载头上，用于约束所述基板脱离，其特征在于，包括：卡环主体；清洗液供应部，其用于向所述卡环主体的内周面供应清洗液；清洗液残留部，其借助于在所述卡环主体的内周面凸出形成的残留凸起，使所述清洗液暂时残留在所述卡环主体的内周面。2.根据权利要求1所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述清洗液供应部配置于所述清洗液残留部的上部，从所述清洗液供应部供应的所述清洗液经过所述清洗液残留部后排出到所述卡环主体的下部。3.根据权利要求2所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述清洗液供应部包括：入口流路，其用于引入所述清洗液；出口流路，其使流入所述入口流路的所述清洗液供应到所述卡环主体的内周面。4.根据权利要求3所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述入口流路形成在所述卡环主体的上面。5.根据权利要求4所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述入口流路垂直地形成于所述卡环主体。6.根据权利要求3所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述入口流路形成在所述卡环主体的侧面。7.根据权利要求6所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述入口流路水平地形成于所述卡环主体。8.根据权利要求3所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述出口流路形成为具有小于所述入口流路的截面积。9.根据权利要求3所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，还包括在所述出口流路的出口端形成的清洗液容纳腔，所述清洗液经过所述清洗液容纳腔后，供应到所述卡环主体的内周面。10.根据权利要求3所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，沿着所述卡环主体的圆周方向隔开地形成有多个所述入口流路。11.根据权利要求10所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述多个入口流路隔开一定间隔地形成。12.根据权利要求10所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述出口流路的各截面积相加的总截面积大于清洗液排出流路的截面积，所述清洗液排出流路用于排出经过所述清洗液残留部的所述清洗液。13.根据权利要求1～12中任意一项所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述残留凸起在所述卡环主体的内周面以环形态形成。14.根据权利要求13所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，在所述卡环主体的内周面，沿上下方向隔开形成有多个所述残留凸起。15.根据权利要求1～12中任意一项所述的化学机械式研磨装置用承载头的卡环，其特征在于，所述残留凸起沿着所述卡环主体的内周面，以螺旋形态形成。16.一种化学机械式研磨装置用承载头，用于在化学机械式研磨工序中将基板加压于研磨垫，其特征在于，包括：承载头本体；隔膜，其安装于所述承载头本体的底面，将所述基板加压于所述研磨垫；卡环，其约束所述基板的脱离，具备卡环主体、清洗液供应部和清洗液残留部，所述卡环主体隔开地配置于所述隔膜的外侧面，所述清洗液供应部向所述卡环主体的内周面供应清洗液，所述清洗液残留部使所述清洗液在所述卡环主体的内周面暂时残留。17.根据权利要求16所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，所述清洗液残留部沿上下方向形成，部分地阻塞在所述隔膜的外侧面与所述卡环主体的内周面之间形成的间隙。18.根据权利要求17所述的化学机械式研磨装置用承载头，其特征在于，在所述隔膜的外侧面与所述清洗液残留部之间形成有清洗液排出流路，所述清洗液排出流路具有窄于所述间隙的...

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