隔膜及研磨头制造技术

本发明专利技术提供了一种隔膜及研磨头，隔膜，应用于晶圆研磨头，所述隔膜与晶圆的接触面上设有若干凸起，增加了隔膜与晶圆背面的接触面积，改善了研磨头中气囊形成的若干压力分区的交界处的压力，对晶圆背面压力更加均匀；并且当晶圆表面凹凸不平时，与晶圆凸处接触的所述凸起弯曲，对晶圆凸处的压力增大，而晶圆凹处基本无压力，晶圆凸处压力增大，使得晶圆的研磨速度随之变大，随着整个晶圆局部压力的不断变化，使晶圆表面逐渐平整，从而实现了晶圆的全局平坦化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体设备，尤其涉及一种隔膜及研磨头。

技术介绍

1、化学机械平坦化(chemical mechanical planarization，cmp)技术广泛应用于半导体集成电路生产工艺中。其原理为研磨头加持晶圆，将待抛光表面压向旋转的抛光盘，通过抛光盘上的抛光垫摩擦以及抛光液腐蚀实现有效快速的薄膜去除，从而实现晶圆的全局平坦化。

2、在实现晶圆的全局平坦化的过程中，研磨头100中的气囊(air bag)101会提供压力，为达到精确调控的目的，研磨头100中的气囊101一般划分为5个区域或7区域，定位环103固定晶圆200，通过控制不同区域的压力大小，调整施加在晶圆200不同位置上的压力。通过隔膜(membrane)102与晶圆200直接接触，由于相邻两个气囊101之间存在间隙，因此，气囊101通过隔膜102提供给晶圆200的压力是不均匀的，如图1所示。在研磨的过程中，压力的不同会对晶圆的研磨速度有较大的影响，不均匀的压力会导致各区域形成不同的研磨速率，从而导致各区域被磨掉的薄膜厚度不同，不利于晶圆的全局平坦化。

3、因此，有必要提供一种新型的隔膜及研磨头以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种隔膜及研磨头，改善对晶圆背面压力的均匀性。

2、为实现上述目的，本专利技术的所述隔膜，应用于晶圆研磨头，所述隔膜与晶圆的接触面上设有若干凸起。

3、可选地，若干所述凸起设置于所述隔膜与两个气囊之间对应的位置。

4、可选地，若干所述凸起均匀设置于所述隔膜与晶圆的接触面上。

5、可选地，在所述凸起在不与晶圆接触时，若干所述凸起用于与所述晶圆接触的面位于同一个平面内。

6、可选地，所述凸起呈圆柱状、棱柱状、圆锥状、棱锥状、球状、半球状。

7、可选地，当所述凸起呈圆柱状，所述凸起的直径大于0，且小于或等于2mm，所述凸起的长度大于0，且小于或等于3mm。

8、可选地，所述隔膜的材料和所述凸起的材料均为柔性材料。

9、可选地，所述柔性材料包括硅膜、氟化橡胶、硫化橡胶和聚氨酯。

10、本专利技术还提供了一种研磨头，包括若干气囊和隔膜，若干所述气囊设置于所述隔膜的压力承接面，用于向所述隔膜传递压力，所述隔膜与晶圆的接触面上设有若干均匀分布的凸起，其中，所述隔膜的压力承接面与所述隔膜与晶圆的接触面平行。

11、可选地，所述研磨头还包括定位环，所述定位环环绕所述隔膜，用于固定晶圆。

12、本专利技术的有益效果在于：所述隔膜与晶圆的接触面上设有若干凸起，增加了隔膜与晶圆背面的接触面积，改善了所述研磨头中气囊形成的若干压力分区的交界处的压力，对晶圆背面压力更加均匀；并且当晶圆表面凹凸不平时，与晶圆凸处接触的所述凸起弯曲，对晶圆凸处的压力增大，而晶圆凹处基本无压力，晶圆凸处压力增大，使得晶圆的研磨速度随之变大，随着整个晶圆局部压力的不断变化，使晶圆表面逐渐平整，从而实现了晶圆的全局平坦化。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种隔膜，应用于晶圆研磨头，其特征在于，所述隔膜具有压力承接面和晶圆承接面，所述压力承接面和晶圆承接面相对设置于所述隔膜的两个相对面；所述隔膜的承接面上设有若干凸起。

2.根据权利要求1所述隔膜，其特征在于，在所述隔膜的上部设置有若干个气囊，至少在与两个气囊之间对应的隔膜的晶圆承接面上，设置有若干凸起。

3.根据权利要求1所述隔膜，其特征在于，若干所述凸起均匀设置于所述隔膜与晶圆的接触面上。

4.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，当所述凸起不与晶圆接触时，所述凸起从隔膜的晶圆承接面向远离晶圆承接面的远端方向延伸，并且若干所述凸起的远端位于同一个平面内。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的隔膜，其特征在于，所述凸起呈圆柱状、棱柱状、圆锥状、棱锥状、球状、半球状。

6.根据权利要求5所述的隔膜，其特征在于，当所述凸起呈圆柱状，所述凸起的直径大于0，且小于或等于2mm，所述凸起的长度大于0，且小于或等于3mm。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜的材料和所述凸起的材料均为柔性材料。

8.根据权利要求7所述的隔膜，其特征在于，所述柔性材料包括硅膜、氟化橡胶、硫化橡胶和聚氨酯。

9.一种研磨头，其特征在于，包括若干气囊和如权利要求1-8任意一项所述的隔膜，若干所述气囊设置于所述隔膜的压力承接面，用于向所述隔膜传递压力，所述隔膜与晶圆的接触面上设有若干均匀分布的凸起，其中，所述隔膜的压力承接面与所述隔膜与晶圆的接触面平行。

10.根据权利要求9所述的研磨头，其特征在于，还包括定位环，所述定位环环绕所述隔膜，用于固定晶圆。

...

【技术特征摘要】

1.一种隔膜，应用于晶圆研磨头，其特征在于，所述隔膜具有压力承接面和晶圆承接面，所述压力承接面和晶圆承接面相对设置于所述隔膜的两个相对面；所述隔膜的承接面上设有若干凸起。

2.根据权利要求1所述隔膜，其特征在于，在所述隔膜的上部设置有若干个气囊，至少在与两个气囊之间对应的隔膜的晶圆承接面上，设置有若干凸起。

3.根据权利要求1所述隔膜，其特征在于，若干所述凸起均匀设置于所述隔膜与晶圆的接触面上。

4.根据权利要求1所述的隔膜，其特征在于，当所述凸起不与晶圆接触时，所述凸起从隔膜的晶圆承接面向远离晶圆承接面的远端方向延伸，并且若干所述凸起的远端位于同一个平面内。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的隔膜，其特征在于，所述凸起呈圆柱状、棱柱状、圆锥状、棱锥状、球状、半球状。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡朋月，郑雯，
申请(专利权)人：芯恩青岛集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：

全部详细技术资料下载 我是这个专利的主人