[發明專利]形成有基板容納部件的化學機械研磨裝置用載體頭

在審

• 申請號: 201780009506.0
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN108885984A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 姜準模
• 申請（專利權）人: 姜準模
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;H01L21/306;H01L21/461;H01L21/67;B24B37/27
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 胡凱

本發明涉及一種形成有基板容納部件的化學機械研磨裝置用載體頭。根據本發明的載體頭，包括：基座；基板容納部件，包括：形成有容納基板的外部面和所述外部面相反側的內部面的底板、從所述底板的邊緣向高度方向延伸的外周部、從所述外周部的外側分支而與所述基座的下部連接的結合部、從所述外周部的內側分支的接觸部；接觸對應結構，與所述基座的下部連接，而提供與所述接觸部的接觸面；及外周部加壓腔室，所述接觸部借助于流體壓力與所述接觸對應結構緊貼，而以所述結合部和所述接觸部為壁而形成。

技術領域

本發明涉及化學機械研磨裝置，更詳細地，涉及一種在研磨工藝中向基板施加研磨壓力的形成有基板容納部件的載體頭。

背景技術

半導體或玻璃基板的制造及集成電路的制造工藝中，在既定的步驟需要將基板表面研磨(polishing)或將基板表面平坦化(planarization)。根據上述的必要性正在廣泛使用化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)工藝。

基板的化學機械研磨是通常在壓板(platen)上附著研磨墊(pad)，并在稱為載體頭(carrier head)的基板容納器械上安裝基板后，將研磨液涂覆在研磨墊，并使得壓板和載體頭同時旋轉，從而，產生研磨墊與基板之間的摩擦。

載體頭由從旋轉軸接收動力并提供容納載體頭構成所需的部件的空間的基座(base)、與基座的下部連接，容納基板使其旋轉的基板容納部件、研磨工藝中支撐基板的側面而防止基板的脫離的定位環(retaining ring)等構成。在研磨時基板通過基板容納部件接收研磨壓力，因此，根據基板容納部件的結構，基板的研磨均勻度受到的影響較大。尤其，因基板的邊緣(edge)的不連續特性，難以在邊緣區域及與其鄰接的區域獲得較好的研磨均勻度，因此，需要在上述區域精密地控制壓力。

圖1概略地表示現有的載體頭(美國專利第6,857,945號)的截面。載體頭包括：基座組裝件10,40,42、容納并加壓基板50的膜結構30、定位環20。在此，在此，膜結構的外周部(32)加壓基板50的邊緣，為此，需要向最外廓腔室(C1)施加流體的壓力，將外周部32向基板50側按壓。此時，將第1外廓襟翼(flap)33和第2外廓襟翼34的較厚的邊緣(rim)部分33',34'通過基座10和夾鉗40,42進行固定，而將最外廓腔室(C1)進行密封(sealing)，從而，維持腔室(C1)內的流體壓力。

如上述地，將構成外周部的加壓所需的腔室的襟翼全部固定時，需要各個襟翼固定所需的夾鉗和夾鉗固定所需的作業空間。因此，為了將外周部垂直地加壓，減少腔室的大小或改變形狀時存在有限性。

發明內容

要解決的技術問題

為了解決如上述的現有技術的問題點，本發明的目的為提供一種在化學機械研磨時能夠精巧地加壓基板的邊緣區域及與其鄰接的區域的形成有基板容納部件的化學機械研磨裝置用載體頭。

解決問題的技術方案

為了實現上述問題，根據本發明的實施例的形成有基板容納部件的化學機械研磨裝置用載體頭，包括：基座；基板容納部件，包括：形成有容納基板的外部面和所述外部面相反側的內部面的底板、從所述底板的邊緣向高度方向延伸的外周部、從所述外周部的外側分支而與所述基座的下部連接的結合部、從所述外周部的內側分支的接觸部；接觸對應結構，與所述基座的下部連接，而提供與所述接觸部的接觸面；及外周部加壓腔室，所述接觸部借助于流體壓力與所述接觸對應結構緊貼，而以所述結合部和所述接觸部為壁而形成，并且，所述外周部加壓腔室內的流體壓力大于作用于所述外周部的內側面的流體壓力時，能夠控制所述外周部加壓腔室內的流體向所述外周部的內側面側流動，但，作用于所述外周部的內側面的流體壓力大于所述外周部加壓腔室內的流體壓力時，作用于所述外周部的內側面的流體向所述外周部加壓腔室內流動。