[实用新型]化学机械抛光装置用承载头的隔膜及承载头

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学机械抛光装置的承载头的隔膜，更详细地，涉及在化学机械抛光工序中解决因通过隔膜的侧面来传递的加压力而在隔膜底板的边缘区域中发生弯曲变形，从而无法准确地对晶片的边缘进行加压的问题的化学机械抛光装置的承载头的隔膜及承载头。

背景技术

化学机械抛光(CMP)装置是为了在半导体元件的制造过程中谋求用于去除在反复执行掩蔽、蚀刻及配线工序等的过程中生成的晶片表面的凹凸引起的单元区域和周边回路之间的高度差的全局平坦化，以及由回路形成用接触/配线膜的分离机高集成元件化引起的晶片表面的粗糙度的提高等而用于对晶片的表面进行精密的抛光加工的装置。

在这种化学机械抛光装置中，在进行抛光工序之前和之后，承载头以使晶片的抛光面与抛光垫片相向的状态下，对上述晶片进行加压，从而执行抛光工序，并且，若结束抛光工序，则对晶片进行直接或间接的真空吸附，从而以把持的状态向下一个工序移动。

图1为承载头1的简图。如图1所示，承载头1包括：本体110；底座120，与本体110一同旋转；挡圈130，以包围底座120的环形态安装，并与底座120一同旋转；弹性材质的隔膜140，固定于底座120，并在与底座120之间的空间形成压力腔室C1、C2、C3、C4、C5；以及压力控制部150，通过气动供给路线155来向压力腔室C1、C2、C3、C4、C5送入空气或从压力腔室C1、C2、C3、C4、C5放出空气，从而调节压力。

弹性材质的隔膜140在用于对晶片W进行加压的平坦的底板141的边缘末端以弯折的方式形成有侧面142。隔膜140的中央部的末端140a固定于底座120，从而形成直接吸入晶片W的吸入孔77。也可以无需在隔膜150的中央部形成吸入孔，而是形成为用于对晶片W进行加压的面。在隔膜140的中心至侧面142之间形成有多个固定于底座120的环形态的隔板143，从而以隔板143为基准，多个压力腔室C1、C2、C3、C4、C5以同心圆形态排列。

在隔膜140的侧面142的上部形成有侧面加压腔室Cy，上述侧面加压腔室Cy被固定片包围，上述固定片从隔膜140的侧面142延伸。加压腔室Cy的气动也被压力控制部150控制，由此，若向加压腔室Cy供给气动，则倾斜面向环形的环160的倾斜面倾斜地传递作用力Fcx，向环形的环160传递的作用力Fcx中的朝向上下方向的作用力成分Fv通过侧面142来传递，从而对晶片W的边缘进行加压。在附图中，作为未说明的附图标记的145为用于使环形的环160位于侧面142的支撑突起。

与此同时，气动通过气动供给路线155从压力控制部150向压力腔室C1、C2、C3、C4、C5传递，从而借助压力腔室C1、C2、C3、C4、C5的压力……、P4、P5来对位于底板141的底面的晶片W的板面进行加压。

但是，为了对晶片W的边缘进行加压，以如上所述的方式构成的化学机械抛光装置的承载头1通过隔膜140的侧面142来传递垂直加压力Fv，而随着通过形成有侧面142的区域e1来传递的加压力Fv，并通过侧面142来传递的加压力Fv向隔膜底板141的半径内侧传递，在形成有侧面的底板的边缘末端e1至到达15～20mm为止的边缘区域(除了从隔膜底板的中心至Re为止的区域的外部区域)Me产生细微的皱纹141s，从而存在发生翘起现象的问题。

并且，不仅在底板的边缘区域E，而且如图2b所示，若多个压力腔室P1、P2、P3、P4、P5的压力得到不同的控制，则压力腔室之间的隔板143产生向半径方向推挤的作用力，从而推动底板141，使得作用力向板面方向传递，并引起产生皱纹的问题。

由此，如图3所示，由于用于划分被底板141的边缘区域Me加压的晶片W的边缘区域E和压力腔室C1、C2、……、C5的隔板143的附近Z的抛光量不均衡，使得目标抛光曲线和实际抛光曲线的偏差变大，因而存在很难调节抛光量的问题。

实用新型内容

解决的技术问题

本实用新型是在上述的技术背景下提出的，本实用新型的目的在于，在化学机械抛光工序中抑制在边缘区域和隔板的附近发生底板产生皱纹的现象，从而在晶片的边缘区域和隔板的附近更加准确地控制加压力。

技术方案

为了实现上述目的，本实用新型提供化学机械抛光装置用承载头的隔膜，其特征在于，包括：底板，由可挠性材质形成；侧面，在上述底板的边缘部弯折而成，并由可挠性材质形成，且形成有环形槽；多个隔板，从上述底板的上表面延伸形成。