[發明專利]膜總成及具有所述膜總成的承載頭

有效

• 申請號: 201210175402.6
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102806518A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 孫準晧
• 申請（專利權）人: K.C.科技股份有限公司
• 主分類號: B24B37/27
• 分類號: B24B37/27
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 張世俊

相關申請案的交叉參考

本美國非臨時專利申請案依據35U.S.C§119主張2011年5月31日申請的第10-2011-0051797號韓國專利申請案的優先權，所述案的全部內容特此以引用的方式并入本文中。

技術領域

本文中所揭示的本發明涉及一種化學機械拋光設備的承載頭，且更特定來說，涉及一種膜總成及具有所述膜總成的承載器，所述膜總成及所述承載器可通過對圓片的邊緣部分加壓而擴大圓片的有效區域。

背景技術

化學機械拋光(CMP)設備用于通過消除單元區與外圍電路區之間的高度差來廣泛地使圓片的表面平坦化，所述高度差是由因重復地執行掩蔽工藝、蝕刻工藝及布線工藝而產生的不均勻圓片表面引起的。而且，CMP設備用于精確地拋光圓片表面，以改善因分離接觸/布線層從而形成電路并高度集成裝置引起的圓片表面粗糙度。

在CMP設備中，在拋光工藝期間承載頭通過直接及間接地真空抽吸圓片來固持或接收圓片，同時圓片的拋光表面面向拋光墊。通常，正廣泛地使用膜類型的承載頭。又，已提議一種多區劃分拋光承載頭技術，在所述技術中，可通過在圓片的表面上局部地施加不同壓力來以各種方式控制圓片的拋光輪廓。相較于通過簡單地在圓片的表面上施加均勻壓力來均勻地拋光圓片的表面的技術來說，此技術為更先進技術。

圖1a及圖1b為說明典型多區劃分拋光膜類型的承載頭H的結構及在將某些空氣壓力P1及P2分別加載至所劃分腔室C1及C2中時的承載頭H的操作狀態的示意圖。

如圖1a中所圖示，膜110安裝于承載頭H的底表面上。環狀膜支撐桿120整體地形成于膜110的頂表面上。膜110被環狀膜支撐桿120劃分成內腔室C1及外腔室C2。膜110通過以下各者而固定：堆疊于膜11的上部部分內部的膜板11及膜夾鉗12，以及環繞膜板11及膜夾鉗12的外圓周的固持環3。

在上文所描述的承載頭H中，當分別經由中心空氣通路2及外部空氣通路24加載預定空氣壓力P1及P2時，如圖1b中所圖示，空氣壓力P1將預定壓力施加至內腔室C1以允許內腔室C1膨脹。此外，空氣壓力P2將預定壓力施加至外腔室C2以允許外腔室C2膨脹。此時，由于膜支撐桿120的上端通過膜板11及膜夾鉗12而固定，因此膜支撐桿120并不因內腔室C1及外腔室C2的膨脹而變形。因此，沿膜支撐桿120的下端的外圓周在內腔室C1與外腔室C2之間形成明顯圓形拐折點121。

拐折點121對執行多重拋光工藝有不利影響，所述多重拋光工藝是通過局部差壓負載來執行以在單一圓片的表面上實現預定區劃分輪廓。換句話說，由于圓片的后表面在拐折點121的一部分處的明顯形狀/壓力變化下被不穩定地加壓，因此區劃分邊界處的拋光速度降低，且因此發生異常拋光現象。因此，減小了半導體的生產成品率。

在上文所描述的典型承載頭的狀況下，圓片吸附于耦合至承載頭的底表面的膜的底表面上。在這種狀況下，為了固定圓片，使用間接抽吸方法。對于間接抽吸方法來說，由于遞送至圓片的腔室真空壓力相對小于遞送至膜的壓力，因此可發生圓片抽吸錯誤。因此，在遞送圓片或裝設/卸下圓片期間圓片可能與承載頭分離，且因此受到損壞。

具體來說，在典型承載頭膜的狀況下，由于壓力無法均勻地施加至吸附于膜的底表面上的圓片，且因此圓片的邊緣區被不充分地拋光。因此，圓片的包括邊緣區的整個區無法被用以生產半導體裝置，從而導致成品率的惡化。

同時，膜為承載頭中的相對昂貴的組件，但膜為在拋光工藝期間部分損壞的消耗品，或膜在長時間使用之后無法再使用。因此，必須周期性地更換膜。然而，由于膜具有復雜的結構，所述復雜結構具有用于耦合至膜夾鉗的固定部分及用于多區劃分拋光的分割區，因此膜的更換需要組裝及拆卸承載頭的組件。此情形使承載頭的使用期限及拋光工藝的效率惡化。

因此，需要一種膜，所述膜可易于用新膜更換且在更換膜期間不會損壞承載頭的組件。

發明內容

本發明提供一種承載頭，其被設計成易于抽吸及裝設/卸下圓片且具有極佳拋光工藝效率。

本發明也提供一種膜，其可通過在所述圓片的整個區域上施加均勻壓力而改善拋光工藝效率。

本發明也提供一種膜，其可易于對準并提供牢固緊密接觸。

本發明的實施例提供一種在化學機械拋光設備中的承載頭的膜總成，所述膜總成包括：主要膜，其具有在執行化學機械拋光工藝時與圓片接觸的圓片接觸表面；以及圓形環，其安置于所述主要膜的邊緣部分處且接收空氣壓力從而將所述空氣壓力向下施加至所述主要膜。