[实用新型]化学机械研磨装置及用于该装置的研磨板组装体

说明书

技术领域

本实用新型作为化学机械研磨装置，详细而言，涉及一种解决在晶片的边缘区域，由于因卡环的按压而导致的研磨垫的回弹变形，无法保持晶片边缘贴紧研磨垫的状态，使得单位时间的研磨量不规则，研磨厚度的控制困难的问题的化学机械研磨装置。

背景技术

化学机械研磨(CMP)装置1是为了在半导体元件的制造过程中用于去除因反复执行掩膜、蚀刻及布线工序等而生成的晶片表面的凹凸所导致的电池区域和周边电路区域之间的高度差，实现广域平坦化，并且为了提高随着电路形成用触点/布线膜分离及高集成元件化而要求的晶片表面粗糙度，对晶片的表面进行精密抛光加工。

这种化学机械研磨(CMP)装置1如图1所示，使得承载头20在研磨工序中，以使得晶片W的研磨面与研磨垫11相向的状态，在对所述晶片W加压的同时旋转，同时，研磨垫11也在自转的同时进行机械研磨工序。同时，在研磨垫11上，如果浆液从浆液供给部30供应到研磨垫11上，则浆液在流入晶片W的同时，进行晶片W的化学研磨工序。

一般而言，承载头20如图3所示，包括：本体部21，其借助于外部的驱动手段而旋转驱动；隔膜23，其为可挠性材质，结合于本体部21，在其之间形成压力腔室C；卡环24，其以包围把晶片W压于研磨垫11上的隔膜23的底板外周的方式形成，保持接触研磨垫11的状态，防止晶片W的脱离。

其中，就隔膜23而言，环形态的隔壁233从底板231延伸形成并结合于本体部21，因而在本体部21与底板231之间形成分割为多个的压力腔室C。

而且，调节器40利用旋转的调节盘41，在对研磨垫11表面进行改性的同时进行旋回运动，使得供应到研磨垫11上的浆液能够通过研磨垫11的微细槽，顺利地供应给位于承载头20底面的晶片W。

研磨垫11以套于研磨板12的上面的状态进行旋转11d，借助承载头20进行加压额同时以机械方式对旋转的晶片W的研磨层进行研磨。即，借助于从压力控制部25向各压力腔室C供应的空压，压力腔室C在膨胀的同时，通过压力腔室C的隔膜底板231对晶片W加压，随着本体部21的旋转，在对晶片W进行旋转驱动的同时，进行化学机械研磨工序。

其中，晶片W以被压于自转同时旋转的研磨垫11的状态研磨，因此，由于摩擦而使得向承载头20外侧弹出的力进行作用。借助于把晶片W向下方加压的承载头20的加压力，防止晶片W向外侧弹出，但在物理上，包围晶片外周的卡环24以对研磨垫11加压Pr的状态一同旋转，从防止晶片W从承载头20脱离。

但是，如图4所示，随着卡环24向下方加压的力Pr对研磨垫11加压，在卡环24加压的区域24x，研磨垫11受压变形，受压变形的加压区域24x的周边区域99x发生为了抵消研磨垫11的受压变形而凸起的回弹变形99。

为了消除这种研磨垫11的回弹变形99，试图在隔膜侧面232的上侧形成加压腔室Cx，把传递到形成加压腔室Cx底面的倾斜面的力Fcx的竖直方向成份，通过传递部件239而向下方引导，沿着隔膜侧面232试图对晶片边缘末端加压。

但是，即使沿着隔膜侧面232，把加压力Fv导入晶片边缘末端，由于研磨垫11的回弹变形99，与卡环24邻接的晶片W的边缘末端，由于与研磨垫11贴紧，使得无法保持接触状态，因此，由于在晶片W的边缘末端弹回的回弹变形99，而局部性的以高的加压力进行作用，如图5所示，在晶片的边缘区域e出现研磨量(removalrate)急剧升高的现象J，由此引起在晶片边缘区域e难以控制研磨量的问题。

因此，迫切需要开发一种方案，即使对于晶片W的边缘区域，也能够执行与中心部同等水平的研磨工序，而且能够精巧地控制晶片W边缘区域的研磨厚度。

实用新型内容

解决的技术问题

本实用新型正是在前述的技术背景下研发的，目的在于提供一种化学机械研磨装置及用于该装置的研磨板组装体，在化学机械研磨工序中，防止即使晶片脱离的卡环对研磨垫加压，使得发生研磨垫的受压变形，也能够准确地控制在晶片的边缘末端的研磨量。

另外，本实用新型的目的在于，使得即使在因卡环导致的研磨垫的受压变形下，加压力也能够均匀导入晶片的整个板面。

由此，本实用新型的目的在于，使得即使在晶片的边缘末端，也能够按照所需的研磨量研磨，从而准确控制研磨厚度。

技术方案