[发明专利]化学机械研磨设备、方法及系统有效

专利信息
申请号: 201110116264.X 申请日: 2011-05-03
公开(公告)号: CN102233542A 公开(公告)日: 2011-11-09
发明(设计)人: 夫在弼;金东秀;徐建植;全灿云;潘俊昊;具滋铁 申请(专利权)人: 三星电子株式会社;K.C.科技股份有限公司
主分类号: B24B37/00 分类号: B24B37/00
代理公司: 北京铭硕知识产权代理有限公司 11286 代理人: 郭鸿禧;刘奕晴
地址: 韩国京畿*** 国省代码: 韩国;KR
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摘要:
搜索关键词: 化学 机械 研磨 设备 方法 系统
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种化学机械研磨系统及其方法,且更具体地讲,涉及一种化学机械研磨系统,在该化学机械研磨系统中,即使基板载体单元在装载有基板时移动通过穿过复数个研磨压板的循环路径,也防止用于将压缩空气供应至旋转式管套的空气压力供应管扭转,因此能够在该复数个研磨压板上连续地研磨装载于该基板载体单元处的所述基板。

背景技术

一般而言,将化学机械研磨程序(CMP)称为用以研磨基板的表面的标准程序,其中,基板(比如,具有研磨层的晶圆)相抵于研磨压板相对地旋转以用于制造半导体。

图1至图3为已知的化学机械研磨系统的示意图。如图1及图2所示,该化学机械研磨系统包含:研磨压板10,研磨压板10经驱动以与在其上部表面上附接至压板基座14的压板垫16及背衬垫15一起旋转;基板载体单元20,基板55装载于基板载体单元20处以用于在向下方向22d′上予以按压且在方向22d上旋转;及研磨浆供应部件30,其用于将研磨浆30a提供于压板垫16的上部表面上。

关于研磨压板10,由马达12产生的旋转驱动力经由动力传输带11递送至轴件13,使得压板基座14与轴件13一起旋转。分别将由软材料制成的背衬层15及用于研磨程序的压板垫16施加于压板基座14的上部表面上。

基板载体单元20包括:载体头21,其用于装载并固持基板55;旋转轴件22,其经驱动以与载体头21一体式地旋转;马达23,其用于驱动旋转轴件22;小齿轮(pinion)24,其紧固至马达轴件及齿轮25,齿轮25固定至旋转轴件22以用于将马达23的驱动力传输至旋转轴件22;驱动支撑件26,其用于以可旋转方式收纳旋转轴件22;及汽缸27,其用于向上及向下移动驱动支撑件26且相抵于压板垫16向下按压基板55。

在如上所构造的化学机械研磨系统中,基板55旋转,且在被向下按压于远离压板垫16的旋转中心的位置处的同时接触压板垫16,且压板垫16也同时地旋转。当经由研磨浆供应管30将含有研磨剂及化学材料的研磨浆30a供应于压板垫16上时,引入该研磨浆以经由在压板垫16的上部表面上于X-Y方向上具有预定宽度及深度的凹槽图案接触基板55与压板垫16之间的表面,以研磨基板55的表面。

同时,可通过旋转式管套来体现用以相抵于压板垫16向下按压基板55的构造,该旋转式管套在接收到电信号后随即驱动该旋转式管套中的流体,该旋转式管套的构造在第2004-75114号韩国特许公开专利中予以充分地揭示。

在如上文所描述的化学机械研磨系统中,可通过在经由基板载体单元20的载体头21装载并固持一个基板之后接触压板垫16而逐一研磨基板55。然而,或者,可以以可同时地研磨复数个基板55的方式来构造化学机械研磨系统,如在第2005-12586号韩国特许公开专利中所说明。

换句话说,如图3所示,已使用化学机械研磨系统1,其中提供划分成复数个分支且围绕旋转中心41以可旋转方式予以安装的载体输送器40,基板载体单元20安装于载体输送器40的末端40A、40B及40C处,且当通过基板装载/卸载单元K将新基板55s及55′装配于基板载体单元20上时,载体输送器40旋转以在各个研磨压板10、10′及10″上同时地研磨装配于载体输送器40的末端40A、40B及40C处的复数个基板55。

然而,虽然图3所示的已知的化学机械研磨系统1能够在复数个研磨压板10、10′及10″上同时地研磨复数个基板55,但该系统必须将用于驱动马达23、汽缸27或旋转式管套的电或压缩空气供应至安置于载体输送器40的末端40A、40B及40C处的每个基板载体单元20。因此,由于空气压力供应管沿着分支延伸,所以该系统所具有的缺点在于:空气压力供应管可能会归因于载体输送器40的旋转而变得围绕彼此扭转,该扭转需要特定操作以使所述管恢复至其初始位置,因此降低研磨程序的效率。

另外,该系统所具有的缺点在于:随着空气压力供应管重复地扭转,当长时期使用所述管时,显现疲劳破裂的可能性增加。因此,该系统通过降低必须以预定压力在研磨压板上向下按压基板的旋转式管套的操作可信度而引起问题。

发明内容

通过本发明克服现有技术的这样的劣势。本发明的一个目标在于提供一种化学机械研磨系统,在该化学机械研磨系统中,即使基板载体单元在装载有基板时移动通过穿过复数个研磨压板的循环路径,也防止用于将压缩空气供应至旋转式管套的空气压力供应管扭转,因此能够在该复数个研磨压板上连续地研磨装载于该基板载体单元处的所述基板。

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