[实用新型]化学机械研磨系统的基板装载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化学机械研磨系统的基板装载装置及其控制方法，更为具体地涉及一种化学机械研磨系统的基板装载装置及其控制方法，所述化学机械研磨系统的基板装载装置能够防止将用于投入化学机械研磨系统的基板在研磨头装载的过程中产生基板的变形及损伤。

背景技术

化学机械式研磨(CMP)系统是促进大面积平坦化、由用于电路形成的接触/布线膜分离以及高集成元件化所致的晶元表面粗糙度提高等而使用于对晶元的表面进行精密研磨加工的装置，所述大面积平坦化对因在半导体元件制造过程中反复执行掩蔽、蚀刻及布线等工艺时所生成的晶元表面的凹凸引起的单元(cell)区域和周边电路区域间高度差进行去除。

通常，如韩国登记专利公报第10-1188579号等公开的一样，CMP系统是将晶元装载在研磨头90之后，研磨头移动的同时在规定的研磨平板上对晶元的研磨面同时施行通过机械式摩擦的机械研磨和通过研磨液的化学研磨。

此时，如图1所示，在化学机械研磨工艺中将用于朝底板92a对晶元W进行下方加压的膜92固定在本体部91，研磨头90设置为在膜92和本体部91之间形成压力室92C，并利用从压力调节部95通过空气压力供给管95a所施加的空气压力而能够对晶元W进行下方加压。并且，设置为在膜92的周围设置有在化学机械研磨工艺中防止晶元W脱离的护环(retainer ring)93，根据护圈室(retainer chamber)93C的空气压力而能够进行下方加压。

并且，如图1及图2所示，将晶元W装载至研磨头90的装载装置1包括：放置架 10，其放置晶元W；驱动部MH，其使放置架10朝上下方向移动。换句话说，在将晶元W 放置在放置架10的中央区域的状态下，将放置架10朝上方移动规定的高度，则研磨头 90靠近放置架10并将吸入压施加至中央的贯通孔95x，由此晶元W紧贴至研磨头90的膜底板92a形成装载的状态。此外，为了使被放置架10支撑的晶元W的接触部位最小化，晶元W的底面中央部未放置在放置架10并且只有晶元W的底面边缘位置区域放置在放置架10。

另外，在基板的装载工艺中，晶元W可以在放置架10和研磨头90之间得到加压，但是由于放置架升降机(lift)的异常或者其他原因而对晶元W所作用的加压力大于一定以上的情况下，存在由于加压力而晶元W损伤或破损的问题。

换句话说，在晶元W装载至研磨头90的工艺中，在放置架10的移动停止的状态下研磨头90接触至放置在放置架10的上面的晶元W，由此研磨头90的荷重施加至晶元W，从而存在晶元W损伤或破损的问题。

尤其，研磨头90的膜92以底板92a的中央部区域因自重而朝下部方向下垂的状态移动，底板92a的中央部区域朝下部方向下垂的膜92接触至晶元W的上面，由此向晶元W(尤其，未放置在放置架的晶元的中央部区域)施加膜92的荷重所致的压力P，从而存在晶元W产生翘曲或者变形(图2的W')或晶元W破损的问题。

此外，当研磨头90和放置架10的加压力大于一定以上的情况下，存在根据加压力而研磨头90的膜92可能损伤的问题。

另外，在所述化学机械研磨工艺进行的研磨区域，通常，存在如下问题：对于多个晶元同时进行化学机械研磨工艺，在装载工艺中晶元损伤的情况下，在研磨区域对其他晶元进行的研磨工艺也要中断。

此外，在研磨区域完成化学机械研磨工艺之前中断的情况下，存在如下问题：不只是装载时损伤的晶元而且正常进行工艺中的其他晶元也要废弃，并且由此费用上升且收益率下降。

由此，最近可以防止基板及膜的损伤，并且可以提升化学机械研磨工艺的效率及收益率，虽然为了削减费用的多种方案正在进行，但是仍然存在不足而要求继续开发。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种在进行基板的装载工艺时能够防止基板损伤的化学机械研磨系统的基板装载装置及其控制方法。

特别是，本实用新型的目的在于使得基板以浮起状态附着在研磨头，由此能够使得基板没有损伤地并准确地进行装载。

此外，本实用新型的目的在于防止在进行基板的装载工艺时由于施加于研磨头的膜的加压力而产生的膜的损伤。

此外，本实用新型的目的在于使基板没有损伤地得到装载，由此提升稳定性及信赖性，并在装载基板后能够准确地控制下一工艺。

此外，本实用新型的目的在于能够提高工艺效率性及收率。