本發(fā)明涉及半導(dǎo)體組件制造用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP，Chemical Mechanical Polishing)裝置的拋光頭，更具體地涉及一種包括高強(qiáng)度合金的CMP裝置的拋光頭，改善形成拋光頭的圓形多孔板的結(jié)構(gòu)，將材質(zhì)用高強(qiáng)度特殊合金代替，從根本上防止發(fā)生陶瓷材質(zhì)的龜裂(crack)，由此，延長產(chǎn)品的壽命，同時(shí)，極大化地提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率，由此，極大提高生產(chǎn)效率。

背景技術(shù)：

近來隨著半導(dǎo)體裝置高集成化，配線結(jié)構(gòu)形成多層化，層迭于半導(dǎo)體基板上的單位單元之間的表面斷層增加，因此探索用于對所述表面斷層平坦化處理的技術(shù)非常重要。

在將所述半導(dǎo)體基板表面進(jìn)行平坦化處理的技術(shù)中，CMP為對半導(dǎo)體基板表面進(jìn)行物理性及化學(xué)性拋光，在拋光頭吸附芯片之后，在供給附著于拋光臺(tái)的上部的拋光墊和拋光液(漿)的狀態(tài)下，接觸并高速旋轉(zhuǎn)。

參照圖1至圖3對現(xiàn)有的CMP裝置的拋光頭進(jìn)行說明。

首先，如圖1所示，CMP裝置包括：拋光頭(10)，真空吸附固定芯片(W)，而移動(dòng)至拋光臺(tái)(20)的拋光墊(21)之后，施加壓力接觸并以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行平坦化作業(yè)；拋光臺(tái)(20)，在上部具有拋光墊(21)，以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)，直接與芯片(W)的拋光面接觸。

并且，所述拋光頭(10)包括：壓力調(diào)節(jié)裝置(11)，在執(zhí)行CMP工藝時(shí)執(zhí)行抽氣(Pumping)動(dòng)作；吸附部(12)，位于所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)的下方，利用所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)的抽氣而產(chǎn)生的真空，直接吸附芯片(W)；卡環(huán)(13)，防止在對所述芯片(W)拋光的過程中，所述芯片(W)從吸附部(12)脫離。

并且，拋光外殼(14)與所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)連接，所述拋光外殼(14)與高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸(15)連接。

而且，在所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)的下部還形成有在表面形成有多個(gè)貫通孔的圓形的多孔板(30)，執(zhí)行將因所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)而產(chǎn)生的壓力傳輸至吸附部(12)的功能。

在此，對所述多孔板(30)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說明。

所述多孔板(30)如圖2及圖3所示，包括：圓盤形狀的主體(31)；邊緣部(32)，圍繞固定所述主體(31)的邊緣；定位銷(33)，突出形成于所述主體(31)的上部中央；多個(gè)孔(34)，形成于所述主體(31)；多孔凹槽(35)，形成于所述主體(31)的一側(cè)，形成有四個(gè)孔；中央凹槽部(36)，形成所述主體(31)的后面中央；球(37)，其一部分插入固定在所述中央凹槽部(36)的中央；平衡銷(38)，為多個(gè)，插入固定于所述中央凹槽部(36)的周圍。

對于如上所述構(gòu)成的圓形的多孔板(30)，突出形成于所述主體(31)的上部中央的定位銷(33)起到中央定位，執(zhí)行防止因安裝在下面的中央凹槽部(36)的球(37)的觸摸或晃動(dòng)(Vibration)而產(chǎn)生的龜裂的作用，反而根據(jù)所述定位銷(33)而發(fā)生了降低芯片工藝上平坦均勻度的問題。

另外，因與所述球(37)的相互晃動(dòng)，由此，以中央凹槽部(36)的中央部分和中央為中心發(fā)生非方向性龜裂，在進(jìn)行工藝時(shí)，發(fā)生不應(yīng)當(dāng)發(fā)生的泄漏(Leak)，陶瓷粉對半導(dǎo)體芯片(W)表面造成影響而成為了嚴(yán)重降低收益率(Yield)的原因。

因該原因，非正常性發(fā)生設(shè)備停止、運(yùn)轉(zhuǎn)率低下的問題，而對生產(chǎn)率低下造成嚴(yán)重影響。

并且，安裝在所述中央凹槽部(36)的邊緣部的多個(gè)平衡銷(38)用于拋光頭整體的平衡而設(shè)置，執(zhí)行防止該六個(gè)平衡銷(38)在工藝中偏向一側(cè)，或傾斜度歪曲的功能。

但，現(xiàn)有的平衡銷(38)如圖3(b)所示，通過特殊粘合劑將平衡銷(38)下端的固定部(38a)附著固定在中央凹槽部(36)，隨著時(shí)間流逝，所述粘合劑固化，而發(fā)生粉末亂飛的現(xiàn)象，對該拋光工藝造成了嚴(yán)重惡劣的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明為了解決上述所述問題而研發(fā)，本發(fā)明的目的為提供一種包括高強(qiáng)度合金的CMP裝置的拋光頭，改善形成拋光頭的圓形多孔板的結(jié)構(gòu)，將材質(zhì)用高強(qiáng)度特殊合金代替，從根本上防止發(fā)生陶瓷材質(zhì)的龜裂(crack)，由此，延長產(chǎn)品的壽命，同時(shí)極大化地提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率，因而極大提高生產(chǎn)效率。

解決問題的技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)如上所述目的，本發(fā)明的CMP裝置的拋光頭，包括：壓力調(diào)節(jié)裝置，在執(zhí)行CMP工藝時(shí)，執(zhí)行抽氣動(dòng)作；吸附部，位于所述壓力調(diào)節(jié)裝置的下方，利用所述壓力調(diào)節(jié)裝置的抽氣而產(chǎn)生的真空，直接吸附芯片；圓形的多孔板，位于所述壓力調(diào)節(jié)裝置的下部，在表面形成有多個(gè)貫通孔，將因所述壓力調(diào)節(jié)裝置而產(chǎn)生的壓力傳輸至所述吸附部；卡環(huán)，防止在對所述芯片拋光的過程中所述芯片從吸附部脫離，該CMP裝置的拋光頭的特征在于，所述多孔板包括：圓盤形狀的主體；定位凹槽，為一對，兩側(cè)對稱形成于所述主體的上部中央；孔，為多個(gè)，形成于所述主體；多孔凹槽，形成于所述主體的一側(cè)，形成有四個(gè)孔；中央凹槽部，形成于所述主體的后面中央；球，一部分插入固定于所述中央凹槽部的中央；圓形的金屬板，插入固定設(shè)置于所述中央凹槽部的中央部位，形成有裸露孔，以使露出所述球的一部分；平衡銷，為多個(gè)，插入固定于所述中央凹槽部的周圍；上部及下部邊緣部，圍繞固定所述主體的邊緣，其中，所述金屬板由包含鋯、鈦、鎳及鉻的特殊合金構(gòu)成。

并且，本發(fā)明的特征在于，所述主體、上部邊緣部及下部邊緣部由包含鋯、鈦、鎳及鉻的特殊合金材質(zhì)構(gòu)成。

并且，本發(fā)明的特征在于，所述特殊合金包含40至60重量％鋯，30至70重量％鈦，5至15重量％鎳及鉻。

并且，本發(fā)明的特征在于，所述金屬板、主體、上部及下部邊緣部由包含不銹鋼(SUS)的金屬材質(zhì)構(gòu)成。

并且，本發(fā)明的特征在于，所述多個(gè)平衡銷的固定部形成為螺旋形狀，以螺絲結(jié)合方式固定在中央凹槽部。

并且，本發(fā)明的特征在于，通過形成于所述主體的多孔傳輸?shù)目諝夤┙o線由一體式的相同金屬材質(zhì)構(gòu)成。

并且，本發(fā)明的特征在于，所述金屬板由鈦構(gòu)成。

另外，本發(fā)明的特征在于，所述金屬板、主體、上部及下部邊緣部全部由鈦構(gòu)成。

發(fā)明的有益效果

如上所述，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，去除形成于現(xiàn)有的圓形多孔板的上部的定位銷，通過兩側(cè)對稱地生成中央定位所需的一對定位凹槽，由此，極大改善平坦均勻度。

并且，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，將金屬板附著固定于多孔板下部的中央凹槽部，防止因當(dāng)前使用陶瓷材質(zhì)而產(chǎn)生的裂痕，極大地改善不良工藝，并且，將設(shè)備的停止降到最小化，以提高生產(chǎn)力。

并且，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，使用特殊合金及金屬類代替陶瓷，將通過多孔板的四個(gè)多孔而傳輸?shù)目諝夤┙o線由現(xiàn)有的螺絲結(jié)合方式變更為一體式的金屬材質(zhì)，由此，將因相應(yīng)部分的龜裂而造成設(shè)備停止及由此產(chǎn)生的費(fèi)用降到最小化。

另外，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，平衡銷通過螺絲結(jié)合而固定于中央凹槽部，由此，防止因當(dāng)前粘合劑固化而產(chǎn)生粉末亂飛的現(xiàn)象。

附圖說明

圖1為普通CMP裝置的簡略結(jié)構(gòu)圖；

圖2為現(xiàn)有的圓形多孔板的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；

圖3(a)(b)為現(xiàn)有圓形多孔板的上面及下面剖視圖；

圖4為本發(fā)明的圓形多孔板的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；

圖5(a)(b)為本發(fā)明圓形多孔板的上面及下面剖視圖；

圖6為本發(fā)明圓形多孔板的分解剖視圖。

具體實(shí)施方式

首先，對各個(gè)附圖的構(gòu)成要素附加參照符號，對于相同的結(jié)構(gòu)要素，即使在不同的附圖上，也盡可能的使用了相同的符號。并且，在說明本發(fā)明時(shí)，判斷相關(guān)的公知功能或結(jié)構(gòu)的具體說明為非本發(fā)明的要旨所必需的或混淆本發(fā)明時(shí)，省略其具體說明。

下面，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行更具體地說明。

圖4為本發(fā)明的圓形多孔板的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖，圖5(a)(b)為本發(fā)明圓形多孔板的上面及下面剖視圖，圖6為本發(fā)明圓形多孔板的分解剖視圖。

如圖所示，本發(fā)明的CMP裝置的拋光頭，包括：壓力調(diào)節(jié)裝置(11)，在執(zhí)行CMP工藝時(shí)，執(zhí)行抽氣動(dòng)作；吸附部(12)，位于所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)的下方，利用借助所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)的抽氣而產(chǎn)生的真空而直接吸附芯片(W)；圓形的多孔板(100)，位于所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)的下部，表面形成有多個(gè)貫通孔，借助因所述壓力調(diào)節(jié)裝置(11)而產(chǎn)生的壓力傳輸至所述吸附部(12)；卡環(huán)(13)，在拋光所述芯片(W)的過程中，防止所述芯片(W)從吸附部(12)脫離，其中，所述多孔板(100)包括：圓盤形狀的主體(110)；定位凹槽(111)(111)，為一對，兩側(cè)對稱形成于所述主體(110)的上部中央；多個(gè)孔(112)，形成于所述主體(110)；多孔凹槽(113)，形成于所述主體(110)的一側(cè)，形成有四個(gè)孔；中央凹槽部(114)，形成于所述主體(110)的后面中央；球(115)，一部分插入固定于所述中央凹槽部(114)的中央；圓形的金屬板(116)，插入固定設(shè)置在所述中央凹槽部(114)的中央部位，使得所述球(115)的一部分裸露；平衡銷(117)，為多個(gè)，插入固定在所述中央凹槽部(114)的周圍；上部及下部邊緣部(120)(130)，圍繞固定所述主體(110)的邊緣。

所述圓盤形狀的主體(110)由陶瓷材質(zhì)形成，圍繞固定所述主體(110)的邊緣的上部及下部邊緣部(120)(130)由金屬材質(zhì)構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述上部邊緣部(120)及下部邊緣部(130)由不銹鋼(SUS)材質(zhì)構(gòu)成。

并且，形成于所述主體(110)的中央的一對定位凹槽(111)為用于定位拋光頭的結(jié)構(gòu)，根據(jù)該定位凹槽(111)的結(jié)構(gòu)，防止了因與球(115)的相互晃動(dòng)，而使以主體(110)下部的中央凹槽部(114)和中央為中心，發(fā)生非方向性龜裂，而在拋光工藝時(shí)發(fā)生的泄漏(leak)。

并且，所述金屬板(116)使球(115)固定在中央，同時(shí)還形成一部分裸露的裸露孔(116a)，并借助特殊粘合劑粘合固定于主體(110)的下部中央凹槽部(114)。

根據(jù)本發(fā)明，所述金屬板(116)由特殊合金構(gòu)成。

所述特殊合金由包含鋯、鈦、鎳及鉻的金屬合金構(gòu)成。

其中，所述特殊合金的所述鋯(zirconium，Zr)為用于提高耐腐蝕性，及提高合金的表面強(qiáng)度而使用，所述鈦(titanium，Ti)為用于將合金輕便化，及提高強(qiáng)度而使用。

另外，所述鎳(nickel，Ni)用于合金的制造及加工的容易性而使用，所述鉻(chrome，Cr)用于合金的制造及加工的容易性而使用。

所述特殊合金按各種組成比例，能夠包含鋯、鈦、鎳及鉻，尤其，為了更好地發(fā)揮耐腐蝕性、高強(qiáng)度及輕便化特性，也可以按如下組成比例，包含所述成分。

即，在所述特殊合金包含40至60重量％鋯，30至70重量％鈦，5至15重量％鎳及鉻。

包含未滿40重量％所述鋯時(shí)，合金的耐腐蝕性及表面強(qiáng)度低下，超過60重量％時(shí)，存在因合金的密度變高而難以輕便化的問題。

包含未滿30重量％所述鈦時(shí)，難以形成合金的輕便化，超過70重量％時(shí)，發(fā)生合金的強(qiáng)度低下的問題。

并且，包含未滿5重量％所述鎳及鉻時(shí)，造成難以制造合金，所制造的合金的加工性低下的問題，超過15重量％時(shí)，相對地，鋯及鈦的含量變低，而存在合金的強(qiáng)度變低而增加重量，耐腐蝕性低下的問題。

如上所述，本發(fā)明的所述金屬板(116)由所述特殊合金材質(zhì)構(gòu)成。

借助如上所述的金屬板(116)的結(jié)構(gòu)，能夠極大提高強(qiáng)度，由此，防止因使用陶瓷材質(zhì)而發(fā)生的龜裂，從而，極大地改善工藝不良問題。

并且，所述多個(gè)，即六個(gè)平衡銷(117)用于在拋光工藝中，防止拋光頭偏向一側(cè)或傾斜度歪曲，如圖5(b)所示，通過螺絲處理下端的固定部(117a)，固定在中央凹槽部(114)時(shí)，使得按螺絲結(jié)合方式固定。

因此，如上所述固定的六個(gè)平衡銷(117)防止發(fā)生因根據(jù)現(xiàn)有的粘合劑粘合方式而發(fā)生了的問題即因粘合劑固化而粉末亂飛的現(xiàn)象。

并且，通過形成于所述主體(110)的多孔凹槽(113)而傳輸?shù)目諝夤┙o線由現(xiàn)有的螺絲結(jié)合方式變更為一體式相同的材質(zhì)，由此，對因相應(yīng)部分的龜裂而造成的設(shè)備停止及由此產(chǎn)生的費(fèi)用降到最小化。

并且，根據(jù)本發(fā)明，與所述金屬板(116)一樣，圓盤形狀的主體(110)、上部邊緣部(120)及下部邊緣部(130)也由上述特殊合金材質(zhì)構(gòu)成。

并且，所述金屬板(116)、主體(110)、上部及下部邊緣部(120)(130)由包含不銹鋼(SUS)的金屬材質(zhì)構(gòu)成。

并且，根據(jù)本發(fā)明，金屬板(116)也能夠僅由鈦構(gòu)成。

并且，所述金屬板(116)、主體(110)、上部及下部邊緣部(120)(130)也能夠全部由鈦構(gòu)成。