膜总成及具有所述膜总成的承载头制造技术

本发明专利技术提供一种在化学机械抛光设备中的承载头的膜总成。所述膜总成包括主要膜及圆形环。所述主要膜具有在执行化学机械抛光工艺时与圆片接触的圆片接触表面。所述圆形环安置于所述主要膜的边缘部分处且接收空气压力以在所述边缘部分处将所述空气压力向下施加至所述主要膜。

【技术实现步骤摘要】

本文中所揭示的本专利技术涉及一种化学机械抛光设备的承载头，且更特定来说，涉及一种膜总成及具有所述膜总成的承载器，所述膜总成及所述承载器可通过对圆片的边缘部分加压而扩大圆片的有效区域。
技术介绍
化学机械抛光(CMP)设备用于通过消除单元区与外围电路区之间的高度差来广泛地使圆片的表面平坦化，所述高度差是由因重复地执行掩蔽工艺、蚀刻工艺及布线工艺而产生的不均匀圆片表面引起的。而且，CMP设备用于精确地抛光圆片表面，以改善因分离接触/布线层从而形成电路并高度集成装置引起的圆片表面粗糙度。在CMP设备中，在抛光工艺期间承载头通过直接及间接地真空抽吸圆片来固持或接收圆片，同时圆片的抛光表面面向抛光垫。通常，正广泛地使用膜类型的承载头。又，已提议一种多区划分抛光承载头技术，在所述技术中，可通过在圆片的表面上局部地施加不同压力来以各种方式控制圆片的抛光轮廓。相较于通过简单地在圆片的表面上施加均匀压力来均匀地抛光圆片的表面的技术来说，此技术为更先进技术。图Ia及图Ib为说明典型多区划分抛光膜类型的承载头H的结构及在将某些空气压力Pl及P2分别加载至所划分腔室Cl及C2中时的承载头H的操作状态的示意图。如图Ia中所图示，膜110安装于承载头H的底表面上。环状膜支撑杆120整体地形成于膜110的顶表面上。膜110被环状膜支撑杆120划分成内腔室Cl及外腔室C2。膜110通过以下各者而固定堆叠于膜11的上部部分内部的膜板11及膜夹钳12，以及环绕膜板11及膜夹钳12的外圆周的固持环3。在上文所描述的承载头H中，当分别经由中心空气通路2及外部空气通路24加载预定空气压力Pl及P2时，如图Ib中所图示，空气压力Pl将预定压力施加至内腔室Cl以允许内腔室Cl膨胀。此外，空气压力P2将预定压力施加至外腔室C2以允许外腔室C2膨胀。此时，由于膜支撑杆120的上端通过膜板11及膜夹钳12而固定，因此膜支撑杆120并不因内腔室Cl及外腔室C2的膨胀而变形。因此，沿膜支撑杆120的下端的外圆周在内腔室Cl与外腔室C2之间形成明显圆形拐折点121。拐折点121对执行多重抛光工艺有不利影响，所述多重抛光工艺是通过局部差压负载来执行以在单一圆片的表面上实现预定区划分轮廓。换句话说，由于圆片的后表面在拐折点121的一部分处的明显形状/压力变化下被不稳定地加压，因此区划分边界处的抛光速度降低，且因此发生异常抛光现象。因此，减小了半导体的生产成品率。在上文所描述的典型承载头的状况下，圆片吸附于耦合至承载头的底表面的膜的底表面上。在这种状况下，为了固定圆片，使用间接抽吸方法。对于间接抽吸方法来说，由于递送至圆片的腔室真空压力相对小于递送至膜的压力，因此可发生圆片抽吸错误。因此，在递送圆片或装设/卸下圆片期间圆片可能与承载头分离，且因此受到损坏。具体来说，在典型承载头膜的状况下，由于压力无法均匀地施加至吸附于膜的底表面上的圆片，且因此圆片的边缘区被不充分地抛光。因此，圆片的包括边缘区的整个区无法被用以生产半导体装置，从而导致成品率的恶化。同时，膜为承载头中的相对昂贵的组件，但膜为在抛光工艺期间部分损坏的消耗品，或膜在长时间使用之后无法再使用。因此，必须周期性地更换膜。然而，由于膜具有复杂的结构，所述复杂结构具有用于耦合至膜夹钳的固定部分及用于多区划分抛光的分割区，因此膜的更换需要组装及拆卸承载头的组件。此情形使承载头的使用期限及抛光工艺的效率恶化。因此，需要一种膜，所述膜可易于用新膜更换且在更换膜期间不会损坏承载头的 组件。
技术实现思路
本专利技术提供一种承载头，其被设计成易于抽吸及装设/卸下圆片且具有极佳抛光工艺效率。本专利技术也提供一种膜，其可通过在所述圆片的整个区域上施加均匀压力而改善抛光工艺效率。本专利技术也提供一种膜，其可易于对准并提供牢固紧密接触。本专利技术的实施例提供一种在化学机械抛光设备中的承载头的膜总成，所述膜总成包括主要膜，其具有在执行化学机械抛光工艺时与圆片接触的圆片接触表面；以及圆形环，其安置于所述主要膜的边缘部分处且接收空气压力从而将所述空气压力向下施加至所述主要膜。在一些实施例中，所述圆形环可具有中空剖面，所述中空剖面经形成以具有关于所述圆片接触表面倾斜的倾斜表面。在其他实施例中，所述膜总成可进一步包括划分膜，所述划分膜具有用于界定数个腔室的至少一个分割区且安置于所述主要膜的顶表面上。在再其他实施例中，所述圆形环可包括外壁，其与所述主要膜的边缘翼形部的内表面接触；所述倾斜表面，其安置于所述外壁的相反表面处以将所述空气压力的方向自水平方向改变至垂直方向；以及向下突起，其自所述外壁及所述倾斜表面向下延伸。在甚至其他实施例中，所述主要膜可包括自所述主要膜的所述边缘部分垂直地延伸的翼形部部分，及自所述翼形部部分延伸的边缘腔室，所述边缘腔室与所述倾斜表面接触以便将所述空气压力施加至所述倾斜表面。在又其他实施例中，所述边缘腔室可包括直接与所述圆形环的所述倾斜表面接触的倾斜部分。在其他实施例中，所述划分膜可包括形成于所述划分膜的顶表面上的环状加压突起。在再其他实施例中，所述主要膜可包括定位突起，所述定位突起形成于所述主要膜的所述顶表面上的位置处，对应于所述划分膜的中心通孔。在甚至其他实施例中，所述主要膜可具有大于所述划分膜的厚度。在又另一实施例中，所述主要膜的所述边缘部分可包括边缘翼形部，且所述边缘翼形部可包括向下形成于所述边缘翼形部的内表面上且提供接收沟槽的突起部分。在本专利技术的其他实施例中，一种在化学机械抛光设备中的承载头的膜总成包括主要膜，其在其平坦底表面上提供圆片接触表面且包含形成于边缘部分处且接收空气压力的边缘腔室；以及圆形环，其耦合至所述主要膜且在其剖面上具有倾斜表面，所述倾斜表面接收来自所述边缘腔室的空气压力且使所述空气压力转向所述主要膜的所述底表面。在一些实施例中，所述膜总成可进一步包括划分膜，所述划分膜包含用于提供多个压力腔室的至少一个分割区，且具有将被紧密附着至所述主要膜的顶表面的平坦底表面。 在其他实施例中，所述圆形环可经形成以具有具中空部分的剖面。在本专利技术的再其他实施例中，一种承载头包括根据所述上述实施例中的任一者的膜总成；以及用于将压力供应至所述膜总成的主要膜的空气通路。附图说明包括附图以提供对本专利技术的进一步理解，且附图并入于本说明书中并构成本说明书的一部分。诸图式说明本专利技术的示范性实施例，且与描述一起用来解释本专利技术的原理。在诸图式中图Ia及图Ib为典型承载头的截面图；图2为根据本专利技术的示范性实施例的承载头的半截面图；图3为图2的承载头的双层膜的截面图；图4为描绘于图3中的划分膜的截面图；图5为描绘于图3中的主要膜；图6a及图6b分别为圆形环的俯视图和截面图；图7为根据本专利技术的示范性实施例的膜总成的截面图；图8为图7的局部放大图；图9为提供于图7的划分膜上的多重划分腔室的截面图；以及图10为说明施加于图9的划分膜的加压突起上的力的示意图。具体实施例方式下文将参看随附图式更详细地描述本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术可以不同形式来体现，且不应被解释为限于本文中所阐述的实施例。实情为，提供此等实施例以使得本专利技术将为详尽的且完整的，且将本专利技术的范畴完全传达给所属领域的技术人员。下文中，将结合随附图式来描述本专利技术的示范性实施例。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在化学机械抛光设备中的承载头的膜总成，其包含：主要膜，其具有在执行化学机械抛光工艺时与圆片接触的圆片接触表面；以及圆形环，其安置于所述主要膜的边缘部分处且接收空气压力以将所述空气压力向下施加至所述主要膜。

【技术特征摘要】
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【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：发明
国别省市：