[实用新型]研磨装置用承载头及用于该承载头的隔膜

说明书

本实用新型涉及研磨装置用承载头及用于该承载头的隔膜，将沿着底板的半径方向配置于第一隔壁外侧的第二隔壁以与第一隔壁不同的厚度形成，借助于此，可以使研磨量偏差实现最小化，并且提高研磨品质。

技术领域

本实用新型涉及研磨装置用承载头及用于该承载头的隔膜，更具体而言，涉及一种可以使研磨量偏差实现最小化并且提高研磨品质的研磨装置用承载头及用于该承载头的隔膜。

背景技术

化学机械式研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)工序是以向制作具备研磨层的半导体所需的晶片与研磨盘之间供应了浆料的状态进行相对旋转，从而使晶片的表面平坦化的工序。

如图1所示，化学机械式研磨装置1以使研磨垫11配置于研磨盘10上表面的状态自转，利用承载头20，使基板W被加压于研磨垫11的表面并旋转，平坦地研磨基板W的表面。为此，具备对研磨垫11的表面进行重整的调节器30，以便研磨垫11的表面保持既定的状态，通过浆料供应管40，向研磨垫11的表面供应执行化学研磨的浆料。

参照图2，承载头20包括：本体部22；底座部24，其与本体部22一同旋转；卡环26，其以环绕底座部24的环状，能上下移动地安装，与底座部24一同旋转；弹性材质的隔膜28，其固定于底座部24，在与底座部24之间的空间形成压力腔C1、C2、C3、C4、C5。

隔膜28包括：底板28a，其接触晶片W的板面；多个隔壁28b-1～28b-4，其具有环状地在底板28a的上表面延伸形成，形成独立划分的压力腔室C1、C2、C3、C4、C5。

在化学机械式研磨工序中，借助于从压力调节部(图中未示出)接入的空气压力，压力腔C1、C2、C3、C4、C5在膨胀的同时，通过隔膜28的底板28a对晶片W的板面加压。

与此同时，与本体部110及底座部120一同旋转的卡环130的底面也对研磨垫11加压并旋转，从而防止被卡环130环绕的晶片W脱离到承载头1之外。

另一方面，如果参照图3及图4，在以隔膜140接触晶片W的状态进行研磨工序期间，如果发生压力腔室C1、C2、C3、C4、C5间的压力差异，则沿着隔壁28b-1～28b-4的外周面，发生圆周应力(例如，б1、б2)(hoopstress)。

所谓作用于隔壁28b-1～28b-4的圆周应力，意味着随着隔壁28b-1～28b-4沿着底板28a的半径方向膨胀(拉伸)而作用于隔壁28b-1～28b-4的拉伸应力，通过下述[数学式1]算出。

[数学式1]

б1(б2)＝P*D/2t

(其中，P为施加于隔壁的内周面的压力，D为隔壁的直径，t为隔壁的厚度。)

如上所述，作用于隔壁28b-1～28b-4的圆周应力随着隔壁28b-1～28b-4的直径D尺寸而异，因而为了使作用于各隔壁28b-1～28b-4的圆周应力(例如，б1、б2)相互均匀，隔壁28b-1～28b-4的厚度t应根据隔壁28b的直径D尺寸而异。

但是，以往与隔壁28b-1～28b-4的直径尺寸无关，各隔壁28b-1～28b-4全部以相同的厚度t形成，因此，每个隔壁28b-1～28b-4不同大小的圆周应力(例如，б1〉б2)进行作用，因而在各隔壁28b-1～28b-4中(或邻接隔壁的区域)发生晶片W研磨量偏差，存在研磨均匀度低下的问题。

例如，如果参照图3，尽管第三隔壁28b-3具有大于第二隔壁28b-2的直径，但第二隔壁28b-2与第三隔壁28b-3以相互相同的厚度形成，因而作用于第三隔壁28b-3的圆周应力б2大于作用于第二隔壁28b-2的圆周应力б1。