[實(shí)用新型]化學(xué)機(jī)械研磨系統(tǒng)的基板裝載裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621252021.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN206527634U
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 權(quán)赫泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: K.C.科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B24B37/005
• 分類號(hào): B24B37/005;B24B37/11;B24B37/34
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所11399
• 代理人: 朱健

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨系統(tǒng)的基板裝載裝置及其控制方法，更為具體地涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨系統(tǒng)的基板裝載裝置及其控制方法，所述化學(xué)機(jī)械研磨系統(tǒng)的基板裝載裝置能夠防止將用于投入化學(xué)機(jī)械研磨系統(tǒng)的基板在研磨頭裝載的過(guò)程中產(chǎn)生基板的變形及損傷。

背景技術(shù)

化學(xué)機(jī)械式研磨(CMP)系統(tǒng)是促進(jìn)大面積平坦化、由用于電路形成的接觸/布線膜分離以及高集成元件化所致的晶元表面粗糙度提高等而使用于對(duì)晶元的表面進(jìn)行精密研磨加工的裝置，所述大面積平坦化對(duì)因在半導(dǎo)體元件制造過(guò)程中反復(fù)執(zhí)行掩蔽、蝕刻及布線等工藝時(shí)所生成的晶元表面的凹凸引起的單元(cell)區(qū)域和周邊電路區(qū)域間高度差進(jìn)行去除。

通常，如韓國(guó)登記專利公報(bào)第10-1188579號(hào)等公開的一樣，CMP系統(tǒng)是將晶元裝載在研磨頭90之后，研磨頭移動(dòng)的同時(shí)在規(guī)定的研磨平板上對(duì)晶元的研磨面同時(shí)施行通過(guò)機(jī)械式摩擦的機(jī)械研磨和通過(guò)研磨液的化學(xué)研磨。

此時(shí)，如圖1所示，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中將用于朝底板92a對(duì)晶元W進(jìn)行下方加壓的膜92固定在本體部91，研磨頭90設(shè)置為在膜92和本體部91之間形成壓力室92C，并利用從壓力調(diào)節(jié)部95通過(guò)空氣壓力供給管95a所施加的空氣壓力而能夠?qū)г猈進(jìn)行下方加壓。并且，設(shè)置為在膜92的周圍設(shè)置有在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中防止晶元W脫離的護(hù)環(huán)(retainer ring)93，根據(jù)護(hù)圈室(retainer chamber)93C的空氣壓力而能夠進(jìn)行下方加壓。

并且，如圖1及圖2所示，將晶元W裝載至研磨頭90的裝載裝置1包括：放置架 10，其放置晶元W；驅(qū)動(dòng)部MH，其使放置架10朝上下方向移動(dòng)。換句話說(shuō)，在將晶元W 放置在放置架10的中央?yún)^(qū)域的狀態(tài)下，將放置架10朝上方移動(dòng)規(guī)定的高度，則研磨頭 90靠近放置架10并將吸入壓施加至中央的貫通孔95x，由此晶元W緊貼至研磨頭90的膜底板92a形成裝載的狀態(tài)。此外，為了使被放置架10支撐的晶元W的接觸部位最小化，晶元W的底面中央部未放置在放置架10并且只有晶元W的底面邊緣位置區(qū)域放置在放置架10。

另外，在基板的裝載工藝中，晶元W可以在放置架10和研磨頭90之間得到加壓，但是由于放置架升降機(jī)(lift)的異常或者其他原因而對(duì)晶元W所作用的加壓力大于一定以上的情況下，存在由于加壓力而晶元W損傷或破損的問題。

換句話說(shuō)，在晶元W裝載至研磨頭90的工藝中，在放置架10的移動(dòng)停止的狀態(tài)下研磨頭90接觸至放置在放置架10的上面的晶元W，由此研磨頭90的荷重施加至晶元W，從而存在晶元W損傷或破損的問題。

尤其，研磨頭90的膜92以底板92a的中央部區(qū)域因自重而朝下部方向下垂的狀態(tài)移動(dòng)，底板92a的中央部區(qū)域朝下部方向下垂的膜92接觸至晶元W的上面，由此向晶元W(尤其，未放置在放置架的晶元的中央部區(qū)域)施加膜92的荷重所致的壓力P，從而存在晶元W產(chǎn)生翹曲或者變形(圖2的W')或晶元W破損的問題。

此外，當(dāng)研磨頭90和放置架10的加壓力大于一定以上的情況下，存在根據(jù)加壓力而研磨頭90的膜92可能損傷的問題。

另外，在所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝進(jìn)行的研磨區(qū)域，通常，存在如下問題：對(duì)于多個(gè)晶元同時(shí)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，在裝載工藝中晶元損傷的情況下，在研磨區(qū)域?qū)ζ渌гM(jìn)行的研磨工藝也要中斷。

此外，在研磨區(qū)域完成化學(xué)機(jī)械研磨工藝之前中斷的情況下，存在如下問題：不只是裝載時(shí)損傷的晶元而且正常進(jìn)行工藝中的其他晶元也要廢棄，并且由此費(fèi)用上升且收益率下降。

由此，最近可以防止基板及膜的損傷，并且可以提升化學(xué)機(jī)械研磨工藝的效率及收益率，雖然為了削減費(fèi)用的多種方案正在進(jìn)行，但是仍然存在不足而要求繼續(xù)開發(fā)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種在進(jìn)行基板的裝載工藝時(shí)能夠防止基板損傷的化學(xué)機(jī)械研磨系統(tǒng)的基板裝載裝置及其控制方法。

特別是，本實(shí)用新型的目的在于使得基板以浮起狀態(tài)附著在研磨頭，由此能夠使得基板沒有損傷地并準(zhǔn)確地進(jìn)行裝載。

此外，本實(shí)用新型的目的在于防止在進(jìn)行基板的裝載工藝時(shí)由于施加于研磨頭的膜的加壓力而產(chǎn)生的膜的損傷。

此外，本實(shí)用新型的目的在于使基板沒有損傷地得到裝載，由此提升穩(wěn)定性及信賴性，并在裝載基板后能夠準(zhǔn)確地控制下一工藝。

此外，本實(shí)用新型的目的在于能夠提高工藝效率性及收率。