[实用新型]用于研磨装置的研磨头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于研磨装置的研磨头，详细地涉及一种用于化学机械研磨装置的研磨头，所述用于化学机械研磨装置的研磨头对完成研磨工艺的晶元紧贴抓握于研磨头的膜(membrane)底板的状态进行准确地感知，从而准确地防止卡紧(chucking) 错误。

背景技术

化学机械研磨(CMP)装置是一种为了实现大面积平坦化与由用于电路形成的接触 (contact)/布线膜分离以及高度集成的元件化所致的晶元表面粗糙度改善等而使用于对晶元的表面进行精细研磨加工的装置，所述大面积平坦化对因在半导体元件制造过程中反复进行掩蔽(masking)、蚀刻(etching)及布线等工艺的同时生成的晶元表面的凹凸而导致的单元(cell)区域与周围电路区域间的高度差进行去除。

就所述CMP装置而言，研磨头在研磨工艺前后，以晶元的研磨面与研磨垫相面对的状态对所述晶元进行加压并进行研磨工艺，同时，若完成研磨工艺，则将晶元以直接及间接地进行真空吸附并抓握的状态移动至下一个的工艺。

图1b是化学机械研磨装置9的概略平面图。如图1a及图1b所示，化学机械研磨装置9包括：研磨头1，其在使得晶元W位于底面的状态下对晶元W加压并进行自转；研磨垫2，其在与晶元W的研磨面进行接触的同时，进行旋转2d；研磨液供给部3，其将研磨液供给于研磨垫2上并通过到达至晶元W的研磨液来进行化学研磨；调节器 (conditioner)4，其对研磨垫2的表面进行改质。

如图2a所示，所述研磨头1包括：本体部20，其通过外部的驱动部来得到旋转驱动；膜10，其固定于本体部20的基底21，并且在与基底21之间形成多个被分割的压力室C1、C2、C3、C4，压力调节部50，其通过空气压力供给通道55将空气压力独立地施加至压力室C1、C2、C3或者排出。

根据需要，可设置有护环(retainer ring)，所述护环以环形态配置于研磨中的晶元W的周围，并在化学机械研磨工艺中使得底面加压研磨垫2并防止其包围的晶元W的脱离，并且膜10的一部分末端也可固定于护环。

在此，本体部20包括：驱动传递部24，其从外部得到旋转驱动力的传递；基底21，其与驱动传递部24一同旋转的同时，与膜10的末端相结合。

并且，膜10形成有底板11、侧面13、隔壁12，所述底板11对晶元W进行加压，所述侧面13在底板11的边缘末端向上侧延长，所述隔壁12以环形态形成于底板11的中心与侧面13之间，侧面13和隔壁12的末端用结合部件22固定于基底21，在膜底板与基底21之间形成多个被分割的压力室C1、C2、C3、C4。

并且，压力调节部50对通过空气压力供给管55独立地供给于多个压力室C1、C2、 C3、C4的各个压力室C1、C2、C3、C4的压力P1、P2、P3、P4进行调节，并且在研磨工艺中，按照各个压力室对加压晶元W的加压力进行控制，所述多个压力室C1、C2、C3、 C4划分形成于膜底板11的上侧。

若以图2a示出的形态完成对晶元W的研磨工艺，则如图2b所示，压力调节部50 通过空气压力供给管55将负压施加于压力室C1、C2、C3、C4中任意一个以上(在图中是第三压力室C3)，从而将比大气压低的真空状态的空间Cx形成于晶元W和膜底板11 之间的同时，在第三压力室C3下侧的真空空间Cx抓握晶元W。在此，实质上因晶元W 和膜底板的表面张力而无法产生真空空间Cx，并且如图10a及图12a所示，也可保持晶元W和膜底板相紧贴的状态。

并且研磨头1在向上侧移动之后，将晶元W以抓握的状态移动至下一个工艺。

但是，无法确认在负压施加于研磨头1的压力室中任意一个压力室C3的同时，在晶元W和膜底板11之间形成有真空状态的空间Cx，由此无法确认在将负压施加于压力室 C3的状态下，晶元W是否准确地卡紧(chucking)(抓握)于膜底板11，并且随着移送从而在移送晶元的工艺中造成出现错误的问题。

换句话说，即使将负压施加于压力室C3，若在膜底板11和晶元W之间设置有用于使得空气从外部渗透的路径，则因为未在与晶元W之间形成有密闭的负压状态的室，由此难以将晶元W卡紧在膜底板11并对其进行抓握。