化学机械式研磨装置用承载头的隔膜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隔膜及具备其的承载头，所述隔膜安装在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫的承载头上，包括：底板，其以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部；隔壁，其在底板的上面延长形成，以便划分所述多个加压板部。本实用新型专利技术可以使底板翘起现象最小化，可以获得准确控制施加于基板的压力的有利效果。

【技术实现步骤摘要】
化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头
本技术涉及化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头，更具体而言，涉及一种能够使隔膜相对于基板翘起的现象最小化，准确地控制基板的研磨量的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头。
技术介绍
化学机械式研磨(CMP)装置在半导体元件制造过程中，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的凸凹所导致的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，承载头在研磨工序前后，以晶片的研磨面与研磨垫相向的状态，对所述晶片加压，进行研磨工序，同时，研磨工序结束后，直接或间接地真空吸附晶片并以把持的状态，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，能上下移动地安装，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。也可以在隔膜140的中央部不形成吸入孔，而是形成为对晶片W加压的面。在从隔膜140的中心至侧面142之间，形成有固定于底座120的环形的多个隔壁143，以隔壁143为基准，多个压力腔C1、C2、C3、C4、C5以同心圆形态排列。因此，在化学机械式研磨工序中，借助于从压力控制部150接入的空气压力，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，在以隔膜140接触晶片W的状态进行研磨工序期间，如果隔膜140从晶片离开，则难以向晶片W施加准确的压力，因而难以准确地控制晶片W的研磨量，存在晶片W的研磨均一度下降的问题。因此，在研磨工序中，需要能够稳定保持晶片W与隔膜140的接触状态。但是，以往隔膜的底板与压力腔尺寸(沿隔膜半径方向的长度)无关，整体上以一定厚度形成，因而存在多个压力腔区间中尺寸较小的压力腔区间发生翘起现象的问题。换句话说，如果向压力腔施加压力，则在划分压力腔C1、C2、C3、C4、C5的隔壁143发生变形(膨胀变形)的同时，连接于隔壁143下端的底板141也发生变形，因此发生底板141部位从晶片W离开的翘起现象。此时，如图2所示，即使在多个压力腔C1、C2、C3、C4、C5区间中尺寸较大的压力腔区间L1上发生底板141的翘起现象141a，也由于施加于压力腔C3的压力P3，翘起的底板(较大尺寸的底板)141可以被按压而贴紧于晶片W。可是，如图3所示，当在多个压力腔C1、C2、C3、C4、C5区间中尺寸较小的压力腔区间L2发生翘起现象(底板相对于晶片而离开的现象)141'的情况下，翘起变形的底板(较小尺寸的底板)141由于具有相对较高的刚性(比在尺寸较大压力腔区间发生翘起变形的底板更高的刚性)，因而尽管向压力腔C5施加压力P5，但仍然存在难以压平翘起的底板141的问题，因此，存在翘起现象持续的问题。特别是，在形成有较小尺寸压力腔的底板最外围边缘区域频繁发生这种底板的翘起现象141'。如上所述，如果底板141的翘起现象141'持续，则底板141的一部分部位以从晶片离开的非接触状态配置，因而存在由底板141引起的压力无法施加于晶片W问题。因此，在发生翘起现象141'的部位，无法以希望的压力准确地对晶片W加压，因而难以准确控制晶片W的研磨量，存在晶片W的研磨均一度下降的问题。为此，最近，在研磨工序中，为了使隔膜的底板翘起现象最小化、使隔膜贴紧基板，进行多样研究，但还远远不够，要求对此进行开发。
技术实现思路
技术问题本技术目的在于提供一种能够准确控制基板的研磨量、提高研磨均一度的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备所述隔膜的承载头。特别是本技术目的在于，能够使隔膜对于基板的翘起现象最小化，并且能够准确控制施加于基板的压力。另外，本技术目的在于，能够提高基板边缘区域的研磨品质。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，所述隔膜安装在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫的承载头上，其包括：底板，其以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部；隔壁，其在底板的上面延长形成，以便划分多个加压板部。这是为了在化学机械式研磨工序中，使底板翘起现象最小化，准确控制施加于基板的压力。特别是，本技术通过使构成底板的多个加压板部具有不同厚度，可以使底板相对于基板翘起的现象实现最小化，可以获得准确控制施加于基板的压力的有利效果。即，如果压力施加于压力腔，则在划分压力腔的隔壁发生变形(膨胀变形)的同时，连接于隔壁下端的底板也发生变形，因此，发生底板部位从基板离开的翘起现象。此时，在多个压力腔区间中尺寸较大的压力腔区间，即使发生底板翘起现象，借助施加于压力腔的压力，翘起的底板(较大尺寸的底板)可以被按压而贴紧基板。可是，当在多个压力腔区间中尺寸较小的压力腔区间发生翘起现象(底板相对于基板而离开的现象)的情况下，翘起变形的底板(较小尺寸的底板)由于具有相对较高的刚性(比在尺寸较大压力腔区间翘起变形的底板更高的刚性)，因而尽管向压力腔施加压力，但仍然存在难以压平翘起的底板的问题，因而存在翘起现象持续的问题。进一步地，如果底板的翘起现象持续(尽管向压力腔施加压力，但翘起的底板不被压平的现象持续)，则以底板的一部分部位从晶片离开的非接触状态配置，因而存在底板的压力无法施加于晶片的问题。因此，在发生翘起现象的部位，无法以希望的压力准确地对晶片加压，因而存在难以准确控制晶片研磨量、晶片的研磨均一度下降的问题。但是在本技术中，将形成底板的多个加压板部中具有相对较小尺寸的加压板部的厚度形成得较薄，更具体而言，以薄于第一加压板部的厚度，形成具有小于第一加压板部的尺寸的第二加压板部，从而可以降低第二加压板部的刚性，因此，即使发生第二加压板部的翘起变形，仅凭借施加于第二加压板部上部的压力，便能够压平第二加压板部，使第二加压板部贴紧基板，通过第二加压板部，可以获得准确地控制施加于基板的压力的有利效果。优选地，隔壁沿着基板的半径方向划分多个加压板部，多个加压板部形成为环形。优选地，底板包括：第一加压板部，其对所述基板的第一区间进行加压；第二加压板部，其具有不同于所述第一加压板部的厚度，对所述基板的第二区间进行加压。优选地，所谓形成底板的多个加压板部中具有相对较小尺寸的加压板部，定义为形成底板的多个加压板部中具有划分各加压板部的隔壁的厚度3倍以下的长度的加压板部(例如，第二加压板部)。这起因于只有在加压板部的间隔(沿底板半径方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，所述隔膜安装在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫的承载头上，其特征在于，包括：底板，其以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部；隔壁，其在所述底板的上面延长形成，以便划分所述多个加压板部。

【技术特征摘要】
2017.04.25 KR 10-2017-00529931.一种化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，所述隔膜安装在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫的承载头上，其特征在于，包括：底板，其以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部；隔壁，其在所述底板的上面延长形成，以便划分所述多个加压板部。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隔膜，其特征在于，所述隔壁沿着所述基板的半径方向划分所述多个加压板部，所述多个加压板部形成为环形。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隔膜，其特征在于，所述底板包括：第一加压板部，其对所述基板的第一区间进行加压；第二加压板部，其具有不同于所述第一加压板部的厚度，对所述基板的第二区间进行加压。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隔膜，其特征在于，所述第二加压板部沿所述基板的半径方向形成的第二间隔小于所述第一加压板部沿所述基板的半径方向形成的第一间隔，所述第二加压板部以薄于所述第一加压板部的厚度形成。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隔膜，其特征在于，所述第二加压板部的所述第二间隔的长度为所述隔壁的厚度的3倍以下。6.根据权利要求5所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，所述隔壁的厚度为1㎜，所述第二加压板部的所述第二间隔为3㎜以下。7.根据权利要求5所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，所述第二加压板部的厚度为所述第一加压板部的厚度的0.3～0.6倍。8.根据权利要求5所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，所述第二加压板部具有0.6㎜以上的厚度。9.根据权利要求4所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，所述第二加压板部在所述多个加压板部中，沿着所述基板的半径方向配置于最外围。10.根据权利要求9所述的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜，其特征在于，所述第二加压板部沿着所述底板的半径方向配置于从所述底板的边缘末端起30㎜...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙准晧，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