[实用新型]研磨装置用承载头及用于其的隔膜

说明书

本实用新型涉及化学机械式研磨装置的承载头及用于其的隔膜，提供一种研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头，从对基板的板面加压的隔膜底板的边缘延长形成有隔膜侧面，且在隔膜侧面下侧区域配备有倾斜地延长的倾斜面，如果向最外侧压力腔室施加正压，则倾斜面向下方变形并成为隔膜底板的延长形态。

技术领域

本实用新型涉及研磨装置用承载头及用于其的隔膜，详细而言，涉及一种在研磨工序中，即使基板要在承载头的下侧晃动，也能够较高地保持基板边缘的研磨品质，即使在基板的边缘部分，也能够进行正常的装置制造的研磨装置用承载头及用于其的隔膜。

背景技术

在半导体元件制造过程中，由于反复执行掩蔽、蚀刻及布线工序等而生成的晶片表面的凹凸，导致单元区域与周边电路区域间发生高度差，为了实现消除这种高度差的全面平坦化，改善因电路形成用触点/布线膜分离及高集成元件化导致的晶片表面粗糙度等，对晶片表面进行精密研磨加工，化学机械式研磨(CMP)装置正是用于此的装置。

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，使得进行研磨工序，同时，研磨工序结束后，以直接或间接真空吸附并把持晶片的状态，移送到下个工序。

图1a及图1b是图示普通的研磨装置的构成的图。如图所示，研磨装置9包括：研磨平板10，其以研磨垫11覆盖于上面的状态进行自转10r；承载头2，其以基板的研磨面接触研磨垫11的状态向下方加压Pc并自转2r；研磨液供应部3，其为了基板W的化学式研磨而供应研磨液；调节器4，其在基板的研磨工序中重整研磨垫11的状态。

基板W的研磨面以被加压于研磨垫11的状态，在借助于承载头2而自转2r的同时，进行基于与研磨垫11的摩擦的机械式研磨工序，同时，基板W的研磨面在从研磨液供应口31供应研磨液的同时进行化学式研磨工序。本实用新型既可以在机械式研磨工序与化学式研磨工序同时进行的情况下应用，也可以在只进行机械式研磨工序的情况下应用。

在基板的研磨工序中，调节器4以使调节盘位于臂41末端的状态，使调节盘向下方加压并自转4r，在既定的角度范围内进行往复旋转运动4d，借助于此，进行针对研磨垫11整体面积的重整工序。

承载头2如图2所示，包括：本体22o及底座22，其从外部传递旋转驱动力并旋转；隔膜21，其固定于底座22；卡环23，其以环形态配置于隔膜底板21a的四周，借助于上侧卡环腔CR而向下方发挥作用的约束力Pr作用于研磨垫11。其中，本体22o与底座22既可以以一体形态形成，也可以如图所示，以在相互分离的状态下借助于连接构件(图上未示出)而连接的形态形成。

其中，隔膜21具备：隔膜底板21a，其按基板W的形状形成，贴紧基板的非研磨面；隔膜侧面21b，其从隔膜底板21a的边缘向上侧延长；隔壁21c，其从隔膜底板21a延长，固定于底座120。因此，如果从压力控制部25供应空压，则在隔膜底板21a与底座22之间，借助于隔壁21c而划分的多个压力腔室C1、C2、C3、C4、C5膨胀，并对位于压力腔室C1、C2、C3、C4、C5下侧的基板W加压。

而且，卡环23以包围隔膜底板21a四周的环形态形成。如果向卡环腔CR施加正压，则在卡环腔CR膨胀的同时，发挥其下侧的卡环23被推向下方的力Pr的作用。因此，在研磨工序中，卡环23的下面被较大力Pr向下方加压并保持贴紧研磨垫11的状态，因而在研磨工序中，即使基板W被研磨垫11挤压移动，也可防止基板W脱离到承载头2之外。

其中，承载头2的卡环23内周面与隔膜21侧面21c形成有既定间隔x。借助于此，将隔膜21的侧面21b和隔壁21c固定于底座22的组装工序更加容易，在压力腔室C1、C2、C3、C4、C5随着施加正压而膨胀期间，使得隔膜侧面21b不因与卡环23内壁的摩擦而影响向下方拉伸。