[实用新型]化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头

说明书

本实用新型涉及化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头，所述隔膜安装在化学机械式研磨工序中用于将基板加压于研磨垫的承载头上，包括：底板，其以可挠性材质形成，包括具有不同厚度并接触基板的多个加压板部；隔壁，其在底板的上面延长形成，以便划分所述多个加压板部。本实用新型可以使底板翘起现象最小化，可以获得准确控制施加于基板的压力的有利效果。

技术领域

本实用新型涉及化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头，更具体而言，涉及一种能够使隔膜相对于基板翘起的现象最小化，准确地控制基板的研磨量的化学机械式研磨装置用承载头的隔膜及具备其的承载头。

背景技术

化学机械式研磨(CMP)装置在半导体元件制造过程中，用于去除因反复执行掩膜、蚀刻及配线工序等而在晶片表面生成的凸凹所导致的电池区域与周边电路区域间高度差，实现广域平坦化，并且为了提高随着电路形成用触点/配线膜的分离及高集成元件化而要求的晶片表面粗糙度等，对晶片的表面进行精密研磨加工。

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，进行研磨工序，同时，研磨工序结束后，直接或间接地真空吸附晶片并以把持的状态，移动到下一个工序。

图1是承载头1的概略图。如图1所示，承载头1包括：本体110；底座120，其与本体110一同旋转；卡环130，其以环绕底座120的环形，能上下移动地安装，与底座120一同旋转；弹性材质的隔膜140，其固定于底座120，在与底座120之间的空间形成压力腔C1、C2、C3、C4、C5；压力控制部150，其在通过空气压力供应通道155对压力腔C1、C2、C3、C4、C5供应或排出空气的同时调节压力。

弹性材质的隔膜140在对晶片W加压的平坦底板141的边缘末端折弯形成有侧面142。隔膜140的中央部末端140a固定于底座120，形成直接吸入晶片W的吸入孔77。也可以在隔膜140的中央部不形成吸入孔，而是形成为对晶片W加压的面。在从隔膜140的中心至侧面142之间，形成有固定于底座120的环形的多个隔壁143，以隔壁143为基准，多个压力腔C1、C2、C3、C4、C5以同心圆形态排列。

因此，在化学机械式研磨工序中，借助于从压力控制部150接入的空气压力，压力腔C1、C2、C3、C4、C5在膨胀的同时，通过隔膜底板141对晶片W的板面加压。

与此同时，与本体110及底座120一同旋转的卡环130的底面130s也对研磨垫11加压并旋转，从而防止被卡环130环绕的晶片W脱离到承载头1之外。

另一方面，在以隔膜140接触晶片W的状态进行研磨工序期间，如果隔膜140从晶片离开，则难以向晶片W施加准确的压力，因而难以准确地控制晶片W的研磨量，存在晶片W的研磨均一度下降的问题。因此，在研磨工序中，需要能够稳定保持晶片W与隔膜140的接触状态。

但是，以往隔膜的底板与压力腔尺寸(沿隔膜半径方向的长度)无关，整体上以一定厚度形成，因而存在多个压力腔区间中尺寸较小的压力腔区间发生翘起现象的问题。