KR100876381B1 - 기판 고정 장치 및 기판 폴리싱 장치 - Google Patents

기판 고정 장치 및 기판 폴리싱 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 기판 고정 장치는 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하여 상기 기판 고정면상에 기판을 고정시키는 기판 홀더 본체 및 상기 기판 홀더 본체에 고정적으로 부착되는 리테이너 링을 포함하여 이루어진다. 상기 리테이너 링은, 상기 기판의 폴리싱이 행해질 때 상기 리테이너 링이 상기 기판 외측 반경방향으로 폴리싱면과 맞물리도록, 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 배치된다. 상기 기판 홀더 본체는 내측 및 외측면을 가지는 멤브레인을 제공한다. 상기 내측면은 유체 압력이 가해지는 유체 압력 챔버를 형성하도록 상기 기판 홀더 본체의 표면과 서로 작용한다. 상기 외측면은 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판과 맞물린다.

Description

기판 고정 장치 및 기판 폴리싱 장치{SUBSTRATE HOLDING APPARATUS AND SUBSTRATE POLISHING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 고정 장치의 종단면도,
도 2는 도 1의 기판 고정 장치가 어떻게 작동되는지를 나타내는 종단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 고정 장치의 종단면도,
도 4a는 하부면상에 형성된 홈(grooves)을 갖는 리테이너 링의 예시의 저면도,
도 4b는 도 4a에서 라인 A-A를 따라 얻어진 단면도,
도 5a는 하부면상에 형성된 홈을 갖는 리테이너 링의 또다른 예시의 저면도,
도 5b는 도 5a에서 라인 A-A를 따라 얻어진 단면도,
도 6a는 하부면상에 형성된 홈을 갖는 리테이너 링의 또다른 예시의 저면도,
도 6b는 도 6a에서 라인 A-A를 따라 얻어진 단면도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 고정 장치의 종단면도,
도 8은 도 1 내지 도 3의 기판 고정 장치를 포함하는 폴리싱 장치의 전체 구조를 나타내는 개략도,
도 9는 본 발명의 제 4실시예에 따른 기판 고정 장치의 종단면도,
도 10은 도 9의 기판 고정 장치의 저면도,
도 11은 도 9의 기판 고정 장치가 어떻게 작동되는지를 나타내는 종단면도,
도 12는 도 9 내지 도 11의 기판 고정 장치를 포함하는 폴리싱 장치의 전체 구조를 나타내는 개략도,
도 13은 본 발명의 기판 고정 장치를 사용함으로써 2-단계(2-stage) 폴리싱에 적절하게 사용되는 폴리싱 장치의 평면도,
도 14는 폴리싱면에 대해서 웨이퍼를 가압하기 위해 유체 압력이 웨이퍼에 가해지고 폴리싱면에 대하여 리테이너 링을 가압하기 위해 유체 압력이 리테이너 링에 가해지는 종래의 기판 고정 장치의 개략 설명도이다.
본 발명은 기판면을 평탄하게 하기 위해 폴리싱할 때 기판을 고정하는 기판 고정 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상술된 기판 고정 장치를 포함하는 폴리싱 장치에 관한 것이다.
반도체 장치 제조 공정은 웨이퍼상에 박막층을 형성하는 단계와 상기 층에 미세한 패턴과 구멍을 형성하는 단계를 포함한다. 웨이퍼상에 소정 개수의 회로층이 형성될 때까지 이 공정이 반복된다. 따라서, 각각의 회로층이 형성된 후 볼록부와 오목부가 웨이퍼면상에 생성되거나 추가된다. 최근에 반도체 디바이스는 점점 미세해지고 반도체 디바이스의 요소 구조는 복잡해져 왔다. 또한, 로직형 디바이스용 회로층의 개수는 증가되는 경향이 있다. 그 결과, 반도체 웨이퍼면상의 볼록부 와 오목부의 개수가 증가하고 이들 부분 사이의 높이에 있어서의 차이도 증가하게 된다. 이것이 웨이퍼 상에 막을 형성시키는 동안, 극히 얇은 막이 웨이퍼상의 볼록부와 오목부를 포함하는 기복 영역(undulating area)위로 형성되어 회로를 망가뜨리고 회로층들 사이의 전기 절연 결함을 발생시키기 쉬운 문제점들을 가져와서 제품의 품질과 수율을 떨어 뜨린다. 반도체 디바이스는 초기 동작시에는 정상적으로 동작될 수 있으나 그것들이 오랜 기간에 걸쳐 사용될 때는 신뢰성이 없다.
웨이퍼상의 볼록부와 오목부는 또한 리소그래피 공정에서 문제가 된다. 즉, 웨이퍼의 노출면이 볼록부와 오목부를 포함할 때, 노출 시스템의 렌즈는 부분적으로 초점을 벗어나고 미세한 패턴의 형성은 어려워진다.
이들 이유로 인해, 반도체 디바이스를 가공하는데 있어 표면을 평탄화하는 기술은 더욱더 중요해져 왔다. 여러가지 표면 평탄화 기술에서, 가장 중요한 기술은 CMP(화학적 기계적 폴리싱)인데, 이것은 실리콘(SiO2)등의 연마 입자를 포함하는 연마액등이 폴리싱 패드의 폴리싱면상에 공급되는 동안 반도체 웨이퍼가 폴리싱면에 슬라이딩 하도록 맞물리는 폴리싱 장치에 의한 폴리싱을 포함한다.
일반적으로, 상술된 형태의 폴리싱 장치는 폴리싱면을 갖는 폴리싱 패드와 반도체 웨이퍼를 고정하는 웨이퍼 홀더를 구비한 폴리싱 테이블을 포함한다. 웨이퍼 홀더는 반도체 웨이퍼를 고정하고 소정 압력하에서 폴리싱 테이블에 대하여 웨이퍼를 가압하는데 사용된다. 웨이퍼 홀더와 폴리싱 테이블은 서로 상대적으로 이동하여 반도체 웨이퍼는 폴리싱면과 슬라이딩 가능하게 맞물림되고, 웨이퍼를 평탄 하고 경면 다듬질 된 표면(flat and mirror-finished surface)에 폴리싱 한다.
상술된 폴리싱 장치에서, 반도체 웨이퍼와 폴리싱 패드의 폴리싱면 사이에 생성하는 상대적인 압력이 웨이퍼의 전체면에 걸쳐 균일하지 않을 때는 웨이퍼의 각 부분에 작용하는 압력에 따라 부족하거나 과도한 폴리싱이 되기 쉽다. 따라서, 웨이퍼의 전체면에 균일한 압력을 가하기 위해서, 고무로된 탄성막이 웨이퍼를 고정하는 웨이퍼면위의 웨이퍼 홀더에 제공되고 공기 압력등의 유체 압력은 탄성막의 후면에 가해진다. 이러한 경우에, 웨이퍼면의 원주 가장자리는 폴리싱면에 대하여 웨이퍼의 접촉부와 비접촉부 사이의 경계에 대응한다. 폴리싱 패드가 탄력성이 있기 때문에 웨이퍼면의 원주 가장자리 근처 부분에 가해진 압력이 균일하지 않아서, 웨이퍼의 원주 가장자리면만이 초과하여 폴리싱되고, 웨이퍼는 "무딘(dull)" 가장자리를 갖게 된다.
대안으로서, 가이드 링 또는 웨이퍼의 외주 가장자리를 잡아주는 안내 링 또는 리테이너 링이 웨이퍼의 바깥쪽 위치에서 폴리싱면을 가압하는 웨이퍼 홀더를 사용하는 것이 제안되고 있다. 이러한 웨이퍼 홀더에서, 리테이너 링은 공기 압력등의 유체 압력하에서 폴리싱면에 대하여 가압된다.
도 14는 폴리싱면에 대하여 웨이퍼를 가압하기 위해 유체 압력이 웨이퍼에 가해지고 폴리싱면에 대하여 리테이너 링을 가압하기 위해 유체 압력이 리테이너 링에 가해지는 상술된 형태의 웨이퍼 홀더의 개략도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더(50)는 내부 공간을 형성하는 웨이퍼 홀더 본체(51), 웨이퍼 홀더 본체(51)의 내부 공간에 수용되고 폴리싱 테이블(60) 의 폴리싱면(61)에 대하여 반도체 웨이퍼(W)를 가압하는데 적합한 웨이퍼 가압 기구(52), 웨이퍼 홀더 본체(51)에 대하여 수직 이동하고 웨이퍼(W)의 외주 가장자리를 고정하기에 적합하게 제공된 리테이너 링(53), 및 폴리싱면(61)에 대하여 리테이너 링(53)을 가압하는 리테이너 링 가압 기구(54)를 포함한다.
상세히 도시되지는 않았지만, 웨이퍼 가압 기구(52)는 고무등의 탄성 재료로 이루어진 탄성막 부재를 포함하고 웨이퍼 홀더 본체(51)와 연결된다. 가압된 공기등의 가압 유체는 웨이퍼(W)가 유체 압력하에서 폴리싱면(61)에 대하여 가압되도록 탄성막 부재의 내부로 공급된다. 상세히 도시되지는 않았지만, 리테이너 링 가압 기구(54)는 또한 고무등의 탄성막을 포함하고 웨이퍼 홀더 본체(51)와 연결된다. 가압 공기등의 가압 유체는 리테이너 링(53)이 유체 압력하에서 폴리싱면 (61)에 대하여 가압되도록 탄성막 부재의 내측에 공급된다. 웨이퍼 홀더 본체(51)는 구동 샤프트(55)에 연결되고 상기 구동 샤프트(55)는 공기 실리더등의 리프팅 기구에 의해 수직 이동하는데 적응된다.
폴리싱 테이블(60)에 가까운 위치로 웨이퍼 홀더 본체 전체(51)를 이동시키도록 구동 샤프트(55)에 연결된 공기 실린더등의 리프팅 기구가 작동된다. 웨이퍼(W)가 폴리싱면(61) 가까이에서 고정될 때, 가압 유체는 소정 압력하에서 웨이퍼 가압 기구(52)에 공급되고 폴리싱 테이블(60)의 폴리싱면(61)에 대하여 웨이퍼(W)를 가압한다. 폴리싱 동안 웨이퍼(W)에 공급된 압력은 웨이퍼 가압 기구(52)로 공급된 가압 유체의 압력을 조절함으로써 소정 값으로 조정된다. 한편, 가압된 유체는 소정 압력하에서 리테이너 링 가압 기구(54)로 공급되고 폴리싱 테이블(60) 의 폴리싱면(61)에 대하여 리테이너 링(53)을 가압한다.
유체 압력을 사용하여, 폴리싱면(61)에 대하여 웨이퍼(W)가 가압되기 때문에, 웨이퍼의 중심부로부터 원주 가장자리까지 웨이퍼(W)의 전체면에 걸쳐 균일한 압력 분배를 얻을 수 있다. 이것은 웨이퍼(W)의 전체면에 균일한 폴리싱을 가능하게 한다. 또한, 폴리싱 동안, 웨이퍼에 가해진 압력과 실질적으로 동일한 압력이 리테이너 링 가압 기구(54)를 통해 리테이너 링(53)에 가해지므로, 웨이퍼(W)의 바깥쪽에 있는 폴리싱 패드의 폴리싱면은 웨이퍼(W)의 압력과 실질적으로 동일한 압력하에서 가압된다. 따라서, 균일한 압력 분배는 웨이퍼(W)의 중심부로부터 웨이퍼 (W)의 바깥쪽에 있는 리테이너 링(53)의 외주부까지의 영역에 걸쳐 연속적으로 얻어질 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 원주 가장자리의 과도하거나 또는 부족한 폴리싱이 방지될 수 있다.
유체 압력하에서 웨이퍼와 리테이너 링 모두를 가압하는 상술된 종래의 웨이퍼 홀더에서, 리테이너 링은 웨이퍼 홀더 본체에 대하여 수직(또는 직각)방향 또는 측면(또는 반지름)방향으로 이동될 수 있다. 즉, 리테이너 링은 웨이퍼 홀더 본체에 독립적으로 이동할 수 있다. 리테이너 링의 이동은 웨이퍼면의 외주부를 폴리싱하는데 있어서의 균일성에 영향을 미친다. 리테이너 링의 수직 이동이 폴리싱을 위해 필요하더라도, 그것의 횡방향 이동은 필요하지 않다. 오히려, 리테이너 링의 횡방향 이동은 리테이너 링과 웨이퍼면의 원주 가장자리 사이의 간격을 변화시켜 웨이퍼면의 외주부를 폴리싱하는데 있어서 균일성과 안정성을 크게 손상시키기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 종래의 웨이퍼 홀더에서, 웨이퍼를 고정하는 웨이퍼 홀더면이 탄성막으로 덮혀지기 때문에, 예를 들어, 웨이퍼를 이송시키는 동안 그것을 고정시키기 위해 탄성막에는 흡입 컵-형상(suction cup-like) 구조를 형성하는 것이 필요하다. 웨이퍼가 흡입 컵-형상 구조를 갖는 탄성막으로 고정될 때, 웨이퍼의 휨 또는 변형이 발생한다. 웨이퍼의 휨으로 인해, 웨이퍼는 그것의 이송시 파손될 수 있거나 웨이퍼상에 형성된 디바이스 구조가 손상될 수 있다. 또한, 웨이퍼가 탄성막을 거쳐 웨이퍼 홀더에 간접 접촉하여 고정되기 때문에, 웨이퍼 이송시 웨이퍼를 고정하는데 결함이 발생하여, 웨이퍼 홀더의 가동율을 저하시키고 웨이퍼의 수량을 떨어뜨린다.
또한, 탄성 폴리싱 패드와 연마액(슬러리)을 사용하는 화학적 기계적 폴리싱 (CMP)에서는 다음의 문제들이 발생한다. 즉, 볼록부와 오목부를 갖는 웨이퍼면이 폴리싱될 때, 폴리싱의 초기에는 볼록부는 오목부에 우선하여 폴리싱되지만, 어떤 일정량으로 볼록부가 폴리싱 된 후에는, 점진적으로 오목부도 또한 폴리싱된다(볼록부와 함께). 따라서, 볼록부와 오목부 사이의 높이에 있어서의 차이는 쉽게 감소될 수 없다. 즉, 상대적으로 부드럽고, 탄력성이 있는 폴리싱된 패드와 다량의 연마입자를 포함하는 슬러리형 연마액을 사용하여 폴리싱되기 때문에, 웨이퍼면의 볼록부 뿐만 아니라 오목부에서도 화학적 기계적 폴리싱이 일어난다. 또한, 폴리싱 효과는 볼록부와 오목부의 밀집상태에 따라 변한다.
따라서, 페놀 수지 등의 바인더(binder)를 사용함으로써 결합된 세륨 산화물 (CeO2)등의 고착 연마 입자를 포함하는 폴리싱면을 이용함으로써 폴리싱에 관한 시도가 있어 왔다. 이러한 폴리싱에서, 화학적 기계적 폴리싱에서 종래에 사용된 폴리싱 패드와 비교될 때 폴리싱면이 단단하여, 오목부에 우선하여 볼록부가 폴리싱되고 오목부는 함께 폴리싱되지 않을 것이다. 따라서, 웨이퍼의 완전한 평탄도가 쉽게 얻어질 수 있다.
그러나, 고착 연마 입자를 포함하는 경질 폴리싱면에 적절한 웨이퍼 홀더는 개발되어 있지 않다. 일반적으로, 경질 폴리싱면용의 종래의 웨이퍼 홀더는 웨이퍼 홀더에 의해 고정될 웨이퍼와 맞물림되기에 적합한 강성 웨이퍼 홀더 본체와 탄성지지 패드를 포함한다. 탄성지지 패드는 웨이퍼상의 충격을 흡수할 수 있더라도, 경질 폴리싱면상에서 기복을 처리하는 것은 어렵고, 이러한 기복은 폴리싱될 웨이퍼면상에 전달되어 영향을 미친다.
상술된 바를 고려하여, 본 발명이 이루어진다.
본 발명에 의하면, 기판과 폴리싱면 사이의 상대적인 움직임에 의해 기판이 폴리싱되도록 기판을 고정하고 기판을 폴리싱면과 접촉시키는 기판 고정 장치가 제공되고, 상기 장치는 폴리싱면을 향하는 기판고정면을 갖고 상기 기판 고정면상의 기판을 고정하는 기판 홀더 본체 및 기판 고정면상의 기판 홀더 본체와 일체로 형성되거나 그것에 단단히 고정된 리테이너 링을 포함하고, 상기 리테이너 링은 기판의 폴리싱이 실행되도록 기판의 바깥쪽 반지름 방향으로 폴리싱면과 맞물리도록 기판 홀더 본체로 고정된 기판의 외주변을 둘러싸도록 배치되어 있다. 기판 홀더 본체는 기판고정면 상에 내측 및 외측면을 포함하는 대향 표면을 갖는 멤브레인(membrane)을 구비하여 제공되고, 멤브레인의 내부면은 유체 압력이 가해지는 유체 압력 챔버를 형성하도록 기판 홀더 본체면과 상호 동작되고, 외부면은 기판 홀더 본체로 고정된 기판과 맞물린다.
본 발명의 또다른 특성에 의하면, 기판의 전체면을 덮는 멤브레인 대신 기판 고정 장치가 제공되고, 상기 장치는 내부 공간에 제공되어 기판 고정 장치에 의해 고정될 기판과 밀봉되어 맞물림되도록 배치되는 기판 지지 링 및 유체 압력 챔버가 기판 홀더 본체, 상기 기판 지지 링과 맞물린 기판, 및 플렉시블 시일 부재로 정의되도록 기판 지지 링과 기판 홀더 본체 사이에서 밀봉되어 연결된 플렉시블 시일 부재를 포함한다. 유체 압력 챔버는 가압 유체원 또는 진공원에 선택적으로 연결되도록 배치된다.
이들 기판 고정 장치는 리테이너 링과 웨이퍼 홀더 본체 사이의 상대적인 움직을 제거하여 폴리싱하는 동안 리테이너 링의 동작이 안정화될 수 있다. 기판은 폴리싱면의 기복을 따라 움직일 수 있도록 유체 압력 챔버상에 고정된다.
본 발명의 또다른 형태에 의하면, 상술된 바와 같이 기판 고정 장치를 포함하는 폴리싱 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또다른 특성에 의하면, 경질 폴리싱면을 갖는 제1폴리싱 테이블과 기판을 고정시키고 경질 폴리싱면과 접촉시키는 기판 고정 장치를 포함하는 기판 폴리싱 장치가 제공된다. 기판 고정 장치는 폴리싱면을 마주보는 기판고정면을 갖고 상기 기판고정면상에 기판을 고정시키는 기판 홀더 본체 및 기판 홀더 본체의 기판고정면상에 제공된 멤브레인을 포함하고, 상기 멤브레인은 내측 및 외측면을 포함하는 대향면을 갖고, 내측면은 유체 압력이 가해지는 유체 압력 챔버를 형성하도록 기판 홀더 본체면과 상호 동작하고 외측면은 기판 홀더 본체에 고정된 기판과 맞물린다. 예를 들어, 경질 폴리싱면은 19.6MPa(200kg/cm2 )이상의 압축 계수를 갖는다. 이러한 장치에서, 기판은, 폴리싱 작업동안 폴리싱면상의 기복을 따라 움직일 수 있도록 폴리싱면에 대하여 기판을 가압하기 위한 유체 압력이 공급된 유체 압력 챔버상에 고정된다.
또한, 기판 폴리싱 장치는 제1폴리싱 테이블의 경질의 폴리싱보다 좀더 부드러운(또는 탄성 계수가 더 작은) 폴리싱면을 갖는 제2폴리싱 테이블을 더욱 포함할 수 있다. 기판 홀더 본체는 기판을 고정하도록 배치되고, 그 후, 기판의 제1폴리싱이 실시되도록 기판을 경질 폴리싱면과 접촉한 후, 그 후, 기판의 제2폴리싱이 실시되도록 기판을 연질 폴리싱면과 접촉시킨다. 이러한 장치에 의해서, 스크래치 마크를 덜 갖는 고도의 평탄한 웨이퍼면이 얻어질 수 있다.
이러한 폴리싱 장치는 다음과 같이 변경될 수 있다. 기판의 전체면을 덮는 멤브레인 대신에, 상기 장치는 내면에 제공되고 기판 고정 장치로 고정되도록 기판과 밀봉되어 맞물림되도록 배치되는 기판 지지 링 및 유체 압력 챔버가 기판 홀더 본체, 플렉시블 시일 부재, 상기 기판 지지 링과 맞물린 기판으로 형성되도록 기판 지지 링과 기판 홀더 본체 사이에서 밀봉되어 연결된 플렉시블 시일 부재를 포함한 다. 유체 압력 챔버는 가압된 유체원 또는 진공원에 선택적으로 연결되도록 배치된다.
이하에서는 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명된다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 고정 장치(1)의 종단면도이다. 도 2는 도 1이 어떻게 작동되는지를 나타내는 종단면도이다.
기판 고정 장치(1)는 기판 또는, 이러한 실시예에서 폴리싱될 반도체 웨이퍼 (W)를 고정시키고 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 대하여 웨이퍼를 가압하도록 채택된다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 기판 고정 장치는 내부 공간을 형성하는 접시형 웨이퍼 홀더 본체(2)와 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정된 리테이너 링(3)을 포함한다. 웨이퍼 홀더 본체(2)는 금속 또는 세라믹등의 높은 강도와 높은 강성을 가진 물질로 이루어져 있고 원형 상부판(2A)과 상기 상부판(2A)으로부터 아래쪽으로 연장된 원주벽부(2B)를 포함한다. 리테이너 링(3)은 원주벽부(2B)의 하단부에 고정된다. 리테이너 링(3)은 높은 강성을 갖는 수지 재료로 만들어져 있다. 리테이너 링(3)은 웨이퍼 홀더 본체(2)와 일체로 형성될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.
웨이퍼 홀더 본체(2)와 리테이너 링(3)은 일반적으로 원통 형상으로 탄성 멤브레인지지부재(5)와 탄성 멤브레인(4)을 수용하는 내부 공간을 형성한다. 탄성 멤브레인 지지부재(5)는 탄성 멤브레인(4)의 외주부를 고정한다. 탄성 멤브레인으로 이루어진 플렉시블 시트(6)는 탄성 멤브레인 지지부재(5)와 웨이퍼 홀더 본체(2) 사이에서 연장된다. 밀봉 가능한 구조를 갖는 유체 챔버(8)는 웨이퍼 홀더 본체(2), 탄성 멤브레인(4) 및 웨이퍼 홀더 본체의 내부면과 플렉시블 시트(6)로 형성된다. 각각의 탄성 멤브레인(4)과 플렉시블 시트(6)는 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 폴리우레탄 고무 또는 실리콘 고무등의 강도와 내구성이 탁월한 고무재료로 형성된다. 가압된 공기등의 가압 유체는 튜브와 커넥터를 포함하는 유체 통로(10)로 통해 유체 챔버(8)로 공급된다. 유체 챔버(8)에 공급된 가압된 유체의 압력은 레귤레이터(regulator)에 의해 변화될 수 있다. 약간의 갭이 탄성 멤브레인(4)의 외주면 사이, 및 웨이퍼 홀더 본체(2) 및 리테이너 링(3)에서 형성된다. 탄성 멤브레인(4)과 탄성 멤브레인 지지부재(5)는 웨이퍼 홀더 본체(2)와 리테이너 링(3)에 대하여 수직 이동가능하다.
높은 폴리싱 성능을 보장하기 위해서는, 이러한 실시예에서와 같이 탄성 멤브레인을 사용함으로써 유체 챔버(8)를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 탄성 멤브레인(4)은 사용될 수 없을 것이고 웨이퍼는 유체와 직접 접촉함으로써 가압될 수 있다. 탄성 멤브레인(4)이 사용되지 아니할 수 있고, 유체 챔버는 폴리싱될 웨이퍼의 후방면과 웨이퍼 홀더 본체(2)에 형성된다.
환형의 스토퍼판(13)은 지지부재(12)를 통해서 웨이퍼 홀더 본체(2)의 상부판에 고정된다. 스토퍼판(13)의 상단면(13a)은 소정의 높이에 위치되고 스토퍼판(13)은 제한시키는 부재를 제공한다. 가압된 유체가 유체 챔버(8)에 공급될 때, 탄성 멤브레인(4)과 탄성 멤브레인 지지 부재(5)는 하나의 단일체로서 웨이퍼 홀더 본체(2)에 대하여 아래쪽으로 이동한다. 이 경우, 탄성 멤브레인 지지부재(5)의 상단부(5a)는 스토퍼판(13)의 상단면(13a)과 맞물림으로써, 탄성 멤브레인(4)과 탄성 멤브레인 지지부재(5)의 아래쪽으로 이동하는 것을 소정의 범위로 제한한다.
복수의 관통구(14h)을 포함하는 척킹판(14)은 탄성 멤브레인 지지부재(5)내부에 제공된다. 이러한 실시예에서, 척킹판(14)는 탄성 멤브레인 지지부재(5)의 내측면에 고정된다. 그러나, 척킹판(14)은 탄성 멤브레인 지지부재(5)와 일체로 형성될 수 있다. 몇몇의 구형의 후퇴부(14a)가 척킹판(14)의 하부면위에 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 부압이 진공원으로부터 유체통로(10)를 통해 유체 챔버 (8)에 가해질 때, 탄성 멤브레인(4)은 척킹판(14)의 구형의 후퇴부(14a)를 따라 변형된다. 즉, 척킹판(14)의 구형의 후퇴부(14a)에 대응하는 탄성 멤브레인(4)부는 흡입 컵을 형성하고 탄성 멤브레인(4)의 하부면상에 웨이퍼(W)를 고정한다.
공기 실린더등의 액추에이터(16)로 작동되는 복수의 스토퍼(17)는 웨이퍼 홀더 본체(2)의 상부판(2A)에 제공된다. 액추에이터(16)를 동작시킴으로써, 스토퍼(17)는 도 2에 도시된 바와 같이 소정 길이 만큼 하방으로 돌출된다. 부압이 유체 챔버(8)에 가해질 때, 탄성 멤브레인 지지부재(5)는 탄성 멤브레인(4)과 함께 상방향으로 이동하고 탄성 멤브레인 지지부재(5)의 상단부(5a)는 스토퍼(17)에 맞닿아 탄성 멤브레인 지지부재(5)와 탄성 멤브레인(4)의 상방향 움직임을 소정 범위로 제한한다. 즉, 스토퍼는 조정가능한 높이별 위치를 갖는 제한부재를 제공한다. 액추에이터(16)가 변화가능한 압력을 발생시킬 수 있는 공기 실린더등의 기구를 갖도록 배치되고, 스토퍼(17)가 하향 방향으로 탄성 멤브레인 지지부재(5)를 가압하 기 위해 폴리싱하는 동안 돌출될 때, 기판(W)의 외주부는 폴리싱면에 대하여 기계적으로 가압될 수 있다. 웨이퍼 홀더 구동 샤프트(18)는 웨이퍼 홀더 본체(2)의 상부 판(2A)상에 제공된다. 구동 샤프트(18)와 웨이퍼 홀더 본체(2)는 유니버설 조인트(universal joint)(19)를 통해 연결된다.
유니버설 조인트(19)는 구동 샤프트(18)와 웨이퍼 홀더 본체(2) 서로에 대하여 경사를 허용하면서 웨이퍼 홀더 본체(2)에 구동 샤프트의 토크와 압력을 전달한다. 유니버설 조인트(19)는 웨이퍼 홀더 본체(2)의 경사를 허용하는 구형 베어링 기구 및 웨이퍼 홀더 본체(2)로 구동 샤프트(18)의 회전을 전달하는 토크 전달 기구를 포함한다. 구형 베어링 기구는 구동 샤프트(18)의 하부면의 중심부에 형성된 구형의 후퇴부(18a), 상부 판(2A)의 상부면의 중심부에 형성된 구형의 후퇴부(2a), 및 구형의 후퇴부(18a)와 구형의 후퇴부(2a) 사이에 제공된 세라믹등의 높은 경도를 갖는 재료로 만들어진 베어링 볼(21)을 포함한다.
토크 전달 기구는 구동 샤프트(18)에 고정된 구동 핀(도시 생략)과 상부 판(2A)에 고정된 구동 핀(도시 생략)을 포함한다. 이들 두 핀은 서로에 대하여 수직으로 이동하고 상이한 접촉 위치에서 맞물릴 수 있다. 따라서, 구동 샤프트 (18)의 토크는 웨이퍼 홀더 본체(2)가 경사질 때조차 웨이퍼 홀더 본체(2)에 확실히 전달된다.
다음, 상술된 바와 같이 배치된 웨이퍼 홀더(1)의 동작에 대하여 설명된다.
웨이퍼 홀더(1)전체는 웨이퍼를 전달하는 위치로 이동되고, 유체 챔버(8)는 유체 통로(10)를 통해 진공원에 연결된다. 결과적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 탄성 멤브레인(4)이 변형되고 척킹판(14)의 후퇴부(14a)를 따라 형성된 흡입컵의 영향으로 인해 그것의 하부 표면상에 웨이퍼(W)를 고정한다. 탄성막(4)상에 웨이퍼(W)를 고정하는 동안, 웨이퍼 홀더(1) 전체는 폴리싱면(폴리싱 패드등)을 갖는 (도 8의 참조 부호(30)로 나타난) 폴리싱 테이블위의 위치로 이동된다. 그 후, 웨이퍼(W)와 리테이너 링(3)은 폴리싱 표면에 대하여 가압되고, 폴리싱을 시작한다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼 홀더(1)로부터 분리되지 않도록웨이퍼(W)의 외주 가장자리는 리테이너 링(3)으로 고정된다.
웨이퍼(W)를 폴리싱하기 위해서, 구동 샤프트(18)에 연결된 (도 8의 참조 부호(30)로 나타난) 공기 실린더가 동작되고, 소정 압력하에서 폴리싱 테이블의 폴리싱 표면에 대하여 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정된 리테이너 링(3)을 가압한다. 이러한 상태에서, 가압된 유체는 소정 압력하에서 유체 챔버(8)로 공급되고, 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 대하여 웨이퍼(W)를 가압한다. 폴리싱을 위하여 웨이퍼(W)에 공급된 압력(W)은 유체 챔버(8)에 공급된 가압된 유체의 압력을 제어함으로써 소정 레벨로 조정된다. 따라서, 유체 챔버내의 유체의 압력이 웨이퍼(W)에 가해져, 웨이퍼의 중심부로부터 그것의 원주 가장자리까지 웨이퍼(W)의 전체 표면에 걸쳐서 폴리싱을 위한 균일한 압력 분배를 얻을 수 있다. 이것은 웨이퍼(W)의 전체 표면에 대한 균일한 폴리싱을 가능하게 한다.
폴리싱하는 동안, 웨이퍼(W)에 공급된 압력과 실질적으로 동일하거나 또는 약간 큰 압력이 공기 실린더를 통해 리테이너 링(3)에 가해져, 웨이퍼(W)의 압력과 실질적으로 동일한 압력하에서, 웨이퍼(W)의 바깥쪽 폴리싱면이 가압된다. 따라서, 웨이퍼 (W)의 중심부로부터 웨이퍼(W)의 바깥쪽 리테이너 링(3)의 외주부까지의 영역에 걸쳐 연속적으로 균일한 압력 분배가 얻어질 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 원주 가장자리에서 과도한 또는 불충분한 폴리싱이 방지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 고정 장치의 수직단면도이다. 이러한 실시예에서, 척킹판(14)은 제공되지 않고, 탄성 멤브레인 지지 부재(5)의 내부의 공간은 텅 비어있다. 척킹판(14)을 제공하는 대신, 복수의 관통구(4h)이 그것의 중심부와 외주부 사이의 영역내의 탄성 멤브레인(4)에 형성된다. 따라서, 부압이 진공원으로부터 유체 통로(10)를 통해서 탄성 멤브레인(4)의 하부면상의 웨이퍼(W)를 고정하는 유체 챔버(8)에 가해질 때, 관통구(4h)을 통해 직접 가해진 진공힘의 영향으로 인해 웨이퍼(W)가 고정된다.
폴리싱하는 동안, 이러한 실시예의 웨이퍼 홀더(1)에서는, 제1실시예에서와 같이, 상기 웨이퍼(W)에 의해 닫혀진 위치된 멤브레인(4)내의 관통구(4h)을 갖는 탄성 멤브레인에 의하여 웨이퍼(W)가 폴리싱면에 대하여 가압되도록 가압 유체를 유체 챔버(8)에 공급한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서, 리테이너 링(3)은 강성 구조를 갖는 웨이퍼 홀더 본체(2)와 고정되어 연결되고, 리테이너 링(3)은 웨이퍼 홀더 본체(2)를 수직 이동시킴으로써 수직 이동된다. 이러한 구성에서, 웨이퍼 홀더 본체(2)에 가해진 압력은 리테이너 링(3)을 가압하는 압력처럼 활용될 수 있다. 또한, 리테이너 링(3)이 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정되기 때문에, 리테이너 링의 바람직하지 못한 횡방향(또는 반지름 방향의)의 움직임이 방지될 수 있다. 따라서, 리테이너 링(3)과 웨이퍼의 원주 가장자리 사이의 간격은 항상 최소화될 수 있고, 웨이퍼(W)의 외주부를 폴리싱하는데 있어서의 균일성과 안정성이 보장될 수 있다.
리테이너 링(3)이 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정되도록 연결되기 때문에, 리테이너 링에는 높은 강성이 제공될 수 있고, 폴리싱동안 리테이너 링의 동작이 안정화될 수 있다. 부상형 구조의 웨이퍼 고정 가압 기구는 안정되고 높은 강성을 갖는 리테이너 링의 내부에 있는 폴리싱면의 기복을 따라간다. 결과적으로, 경질의 폴리싱 표면에서조차 리테이너 링의 동작이 안정화될 수 있고, 웨이퍼를 폴리싱의 탁월한 안정성을 달성할 수 있다.
스토퍼(17)의 조정가능한 위치결정에 의해, 탄성 멤브레인 지지부재(5)의 상향 이동은 소정 높이에서 제한되고, 그리하여 척킹판(14)의 상향 이동이 소정 높이에서 제약된다. 이것은 탄성 멤브레인(4)상에 고정된 웨이퍼의 휨 및 웨이퍼의 파손등의 제품의 품질을 저하를 방지한다. 또한, 폴리싱 동안 탄성 멤브레인 지지부재 (5)를 하향 가압하고 실린더 기구를 사용하여 스토퍼(17)를 돌출시킴으로써, 폴리싱 표면에 대하여 웨이퍼(W)를 가압하는 압력이 웨이퍼 표면의 부분상에서 변화될 수 있고, 폴리싱될 표면의 프로파일과 관련되는 소정의 폴리싱 특성을 얻는 것이 가능하도록 하게 한다.
관통구(4h)이 탄성 멤브레인(4)내에 형성된 도 3에 도시된 웨이퍼 홀더에서, 관통구(4h)을 통해 가해진 진공력의 효과로 인해 탄성 멤브레인(4)은 웨이퍼(W)를 직접 고정한다. 따라서, 도 1에 도시된 척킹판(14)과의 접촉으로 인해 탄성 멤브레인(4)의 특성 변화의 문제는 없다. 이것은 웨이퍼의 균일한 폴리싱의 안정성을 강화시킨다. 또한, 웨이퍼(W)를 고정시키기 위하여, 척킹판(14)을 사용하여 형성되는 흡입 컵의 효과를 활용하는 것은 불필요해진다. 따라서, 척킹판(14)을 제공할 필요가 없고 환형 형태의 탄성 멤브레인 지지 부재(5)만이 필요하다.
도 4a 내지 도 6b는 그것의 하부면상에 형성된 홈을 갖는 리테이너 링의 예시를 나타낸다. 도 4a , 도 5a 및 도 6a는 리테이너 링의 저면도이다. 도 4b, 도 5b, 및 도 6b는 도 4a, 도 5a 및 도 6a 에서 각각 A-A 라인을 따라 얻어진 단면도이다.
도 4a 및 도 4b의 예시에서, (화살표(r)로 나타낸 반지름 방향으로 각각 연장하는) 복수의 홈(3g-1)이 리테이너 링(3)의 하부면상에 형성된다.
도 5a 및 도 5b의 예시에서, 반지름 방향(r)에 대하여 소정 각도(θ)로 경사진 복수의 홈(3g-2)은 리테이너 링(3)의 하부면상에 형성된다.
도 6a 및 도 6b의 예시에서, (반지름 방향(r)으로 각각 연장된) 복수의 홈(3g-3)은 리테이너 링(3)의 하부면상에 형성된다. 반지름 방향의 홈(3g-3)은 리테이너 링(3)의 외주 가장자리로부터 리테이너 링의 내주 가장자리로부터 약간의 거리를 갖는 중간위치로 연장된다.
리테이너 링이 웨이퍼의 외측에서 폴리싱면(폴리싱 패드등)을 가압하기 때문에, 리테이너 링의 전체 하부면이 평탄할 때, 연마액(슬러리)은 원활하게 리테이너 링의 내부 영역안으로 흐르지 않을 것이다. 즉, 웨이퍼에 공급된 연마액의 양이 불충분해져서, 웨이퍼의 폴리싱에서의 균일성을 저하시키고 폴리싱 속도를 떨어뜨리게 된다. 또한, 웨이퍼와 폴리싱 표면이 높은 마찰을 받아서, 문제점, 즉 폴리싱 장치상에서의 높은 동력 부하를 초래한다.
대안으로서, 연마액의 유입을 방해하는 리테이너 링의 효과를 최소화시키기 위해서 리테이너 링의 하부면의 너비를 감소시키는 것이 고려되고 있다. 하지만, 이러한 경우에 있어서, 리테이너 링의 하부면의 불균일한 마모로 인해, 리테이너 링의 하부면의 평탄부의 면적이 감소되어, 리테이너 링이 안정적인 방식으로 폴리싱 표면을 가압하는 것을 어렵게 만든다. 또한, 리테이너 링의 마모량이 커져, 리테이너 링의 수명을 감소시킨다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 홈(3g-1)이 폴리싱면과 접촉하게 되는 리테이너 링(3)의 하부면상에 형성될 수 있다. 이러한 형태에 의하면, 연마액(3)이 리테이너 링(3) 내부 영역으로 원활하게 흘러 들어가게 되어, 연마액의 웨이퍼로의 공급을 확보함으로써, 웨이퍼의 폴리싱에 있어서의 균일성의 저하 및 폴리싱 속도의 저하를 방지한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 반경방향에 대해 경사진 홈(3g-2)은 리테이너 링의 하부면상에 형성될 수 있다. 상기 홈(3g-2)의 기울기 방향은 리테이너 링(3)의 회전방향(R)에 일치한다. 이것은 웨이퍼로의 연마액의 원활한 흐름을 증진시킨다. 그러나, 연마액의 과잉공급으로 인하여 웨이퍼의 일부분상에 폴리싱을 가속화할 가능성이 높은 경우에는, 도 6a 및 도 6b의 홈(3g-3)이 리테이너 링의 하부면상에 형성될 수 있다. 상기 홈(3g-3)은 연마액의 과잉공급을 방지하는 벽부를 남겨두기 위하여, 리테이너 링(3)의 내주 에지로 연장되어 있지 않으므로, 리테이너 링 내부 웨이퍼로의 연마액의 공급을 확보하면서 상기 웨이퍼의 일부분의 과도한 폴리싱을 방지하게 된다.
상기 홈(3g-3)의 다른 장점을 아래에 설명한다. 상기 홈이 리테이너 링의 내주 에지로 연장되면, 다음과 같은 문제점들이 나타난다. 즉, 웨이퍼 홀더와 웨이퍼간에 상대적인 회전이 발생하면, 상기 웨이퍼에서 오리엔테이션 플랫(orientation flat) 또는 노치를 형성함으로써 형성되는 웨이퍼의 외주면의 모난 부분(angular portion)이 리테이너 링의 홈과 접촉되게 된다. 그 결과, 충격으로 인하여 리테이너 링의 내주 에지에서의 상기 홈 주위 부분이 마모되기 쉽다. 상기 오리엔테이션 플랫은 특히 이러한 마모를 생기게 하기 쉽다. 또한, 오리엔테이션 플랫이 상기 홈과 접촉하도록 할 때 충격으로 인하여 현저한 잡음마져도 발생한다. 상기 리테이너 링의 홈에서의 마모는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 리테이너 링의 홈의 말단부에 벽부분을 남겨둠으로써 방지될 수 있다.
리테이너 링의 하부면상의 홈의 형성은 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같은 웨이퍼 홀더 뿐만 아니라, 그것이 폴리싱면에 대해 리테이너 링을 가압할 수 있는 한 각종 웨이퍼 홀더에 적용될 수 있다. 도 7은 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 다른 웨이퍼 홀더의 실례를 도시한다.
도 7의 예시에 있어서, 웨이퍼 홀더(101)는 웨이퍼 홀더 본체(102) 및 반도체 웨이퍼(W) 등의 폴리싱될 기판의 상부면을 잡아주는 고정판(103)을 포함한다. 상기 고정판(103)은 세라믹 등의 높은 강성을 가지는 재료로 만들어지고, 변형되지 않도록 적응되는 웨이퍼 고정면(103a)을 구비한다. 탄성 매트(106)는 고정판(103)의 하부면에 부착된다.
웨이퍼(W)를 고정판(103)의 하부면상에 잡아주기 위하여, 웨이퍼 홀더(101) 의 외주면상에 웨이퍼(W)의 외주면을 잡아주는 리테이너 링(또는 가이드 링)(107)이 제공된다. 챔버(C)는 고정판(103)과 웨이퍼 홀더 본체(102) 사이에 형성된다. 상기 챔버(C)는 고정판(103)에 형성된 연통 구멍(103m)을 통해 유체 압력을 웨이퍼(W)의 배면에 가하는데 사용된다. 상기 챔버(C)를 진공 펌프로 비움으로써, 진공력의 효과로 인하여 웨이퍼(W)가 웨이퍼 고정면(103a)상에 고정될 수 있다. 고정판(103)의 웨이퍼 고정면(103a)으로부터 웨이퍼(W)를 분리시키기 위하여, 순수 등의 액체가 챔버(C)로 공급되는 것에 유의해야 할 것이다.
도 7의 예시에 있어서, 웨이퍼 홀더의 하부면상에 고정된 웨이퍼는 상기 웨이퍼 홀더 구동 샤프트(18)를 수직방향으로 이동시키는 공기 실린더에 의하여 상기 폴리싱면에 대해 가압된다. 그것의 하부면상에 형성된 홈(103g-3)을 가지는 리테이너 링(107)은 그것이 웨이퍼를 둘러싸도록 배치된다. 리테이너 링(107)은 공간(143)으로 공급된 가압된 유체의 압력의 효과로 인하여 상기 폴리싱면에 대해 독립적으로 가압된다. 상기 공간(143)은 하부 시일 링(140A) 및 상부 시일 링(140B)에 의해 형성된다. 상부 시일 링(140B)은 웨이퍼 홀더 본체(102)의 장착 플랜지부(102a)에 고정된 링(141b) 및 상기 링(141b)과 웨이퍼 홀더 본체(102)의 장착 플랜지부(102a) 사이의 공간을 실링하는 립 실(lip seals; 142b)을 포함한다. 하부 시일 링(140A)은 리테이너 링(107)을 가압하는 링(141a) 및 상기 링(141a)과 웨이퍼 홀더 본체(102)의 장착 플랜지부(102a) 사이의 공간을 실링하기 위하여 리테이너 링(141a)의 내부 및 외부에 반경방향으로 제공된 립 실(142a)을 포함한다. 리테이너 링(107)은 수직으로 이동가능한 제 1 리테이너 링 부재(107a)와 웨이퍼 홀더 본체(102)에 고정된 제 2 리테이너 링 부재(107b)를 포함한다. 도 7의 실시예에 있어서, 리테이너 링(107)이 마모되더라도, 상기 리테이너 링은 소정의 압력하에 가압될 수 있다. 리테이너 링(107)에 형성된 홈(103g-3)은 도 6a 및 도 6b의 홈(3g-3)과 동일한 형태이다. 즉, 상기 홈(103g-3)은 리테이너 링의 반경방향의 외주 에지로부터 연장되어, 상기 리테이너 링의 반경방향의 내주 에지에 못 미쳐서 끝난다. 홈(103g-3)의 효과는 상기 홈(3g-3)과 연계하여 상술된 것과 같다. 상기 홈(103g-3)은 도 5a에 도시된 바와 같이 반경방향(r)에 대해 소정의 각도(θ)로 기울어질 수 있다.
도 8은 도 1 내지 도 3의 기판 고정 장치를 포함하는 폴리싱 장치의 전체 구조를 도시한 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 폴리싱 테이블(30)은 그것의 상부면에 부착된 폴리싱 패드(31)를 가지며, 웨이퍼 홀더(1) 아래에 제공된다.
웨이퍼 홀더(1)는 유니버설 조인트(19)를 통해 구동 샤프트(18)에 연결된다. 상기 구동 샤프트(18)는 웨이퍼 홀더 헤드(32)에 고정된 공기 실린더(33)에 연결된다. 상기 구동 샤프트(18)는 공기 실린더(33)에 의하여 수직으로 이동됨으로써, 웨이퍼 홀더(1) 전체를 수직방향으로 이동시키고, 상기 폴리싱 테이블(30)에 대해 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정된 리테이너 링(3)을 가압시킨다.
상기 구동 샤프트(18)는 키이(도시되지 않음)를 통해 회전식 실린더에 연결된다. 상기 회전식 실린더(34)는 그것의 외주면상에 타이밍 풀리(timing pulley; 35)를 구비한다. 상기 타이밍 풀리(35)는 타이밍 벨트(36)를 통해 웨이퍼 홀더 본체(32)에 고정된 웨이퍼 홀더 모터(37)에 연결된 타이밍 풀리(38)에 연결된다. 따 라서, 회전식 실린더(34)와 구동 샤프트(18)는 하나의 단위체로서 타이밍 풀리(38), 타이밍 벨트(36) 및 타이밍 풀리(35)를 통해 웨이퍼 홀더 모터(37)에 의하여 회전되어, 상기 웨이퍼 홀더(1)를 회전시킨다. 웨이퍼 홀더 헤드(32)는 프레임(도시되지 않음)에 의해 고정적으로 지지된 웨이퍼 홀더 헤드 샤프트(39)에 의하여 지지된다.
공기 실린더(33)와 유체 챔버(8)는 각각 레귤레이터(R1) 및 레귤레이터(R2)를 통해 가압된 공기원(24)에 연결된다. 상기 공기 실린더(33)로 공급된 가압되는 공기의 압력은 레귤레이터(R1)로 제어되어, 리테이너 링(3)을 폴리싱 패드(31)에 대해 가압시키는 압력을 조정한다. 유체 챔버(8)로 공급되는 가압된 공기의 압력은 레귤레이터(R2)로 제어되어, 웨이퍼(W)를 폴리싱 패드(31)에 대해 가압시키는 압력을 조정한다.
연마액 공급 노즐(40)은 폴리싱 테이블(30) 위쪽에 제공된다. 연마액(Q)은 상기 연마액 공급 노즐(40)을 통해 폴리싱 테이블(30) 위에 있는 폴리싱 패드(31)상으로 공급된다.
폴리싱 장치에 있어서, 폴리싱시, 웨이퍼 홀더(1)의 탄성 멤브레인(4)의 하부면상에 웨이퍼(W)를 잡아두는 동안, 공기 실린더(33)가 작동하여, 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정된 리테이너 링(3)을 폴리싱 테이블(30)쪽으로 가압하고, 가압된 공기는 유체 챔버(8)에 공급되어, 웨이퍼(W)를 회전하고 있는 폴리싱 테이블(30)상의 폴리싱 패드(31)에 대해 가압한다. 한편, 폴리싱 패드(31)상에 상기 연마액(Q)을 보유하도록 연마액 공급 노즐(40)로부터 연마액(Q)이 공급된다. 따라서, 폴리싱될 웨이퍼면(웨이퍼(W)의 하부면)과 폴리싱 패드(31) 사이에 연마액(Q)을 보유하는 동안에 폴리싱이 행해진다.
폴리싱을 위하여, 리테이너 링(3)을 폴리싱 패드(31)에 대해 가압하는 압력(공기 실린더(33)를 통해 가해짐) 및 웨이퍼(W)를 폴리싱 패드(31)에 대해 가압하는 압력(유체 챔버(8)로 공급되는 가압된 공기에 의하여 가해짐)은 소정의 레벨로 조정된다. 폴리싱하는 동안, 리테이너 링(3)을 폴리싱 패드(31)에 대해 가압하는 압력은 레귤레이터(R1)에 의하여 변화될 수 있고, 웨이퍼(W)를 폴리싱 패드(31)에 대해 가압하는 압력은 레귤레이터(R2)에 의하여 변화될 수 있다. 그 결과, 폴리싱하는 동안, 리테이너 링(3)을 폴리싱 패드(31)에 대해 가압하는 압력과 웨이퍼(W)를 폴리싱 패드(31)에 대해 가압하는 압력을 제어함으로써, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 상기 웨이퍼(W) 외부의 리테이너 링(3)의 외주부를 가로질러 균일한 압력 분포가 계속해서 얻어질 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 원주 에지에서의 과도하거나 또는 불충분한 폴리싱이 방지될 수 있다.
본 발명에 있어서, 폴리싱 테이블상에 형성된 폴리싱면은 상술된 것과 같은 폴리싱 패드 또는 고착 연마 입자로 이루어진 연마판으로 준비될 수 있다. 폴리싱 패드로는, 예를 들어 Rodel, Inc.에서 제조, 판매하는 SUBA800, IC-1000 및 IC-1000/SUBA400(2층 포) 및 FUJIMI INCORPORATED에서 제조, 판매하는 Surfin xxx-5 및 Surfin 000 등과 같이 시판되는 각종 폴리싱 패드가 사용될 수 있다. 상기 SUBA800, Surfin xxx-5 및 Surfin 000은 우레탄 수지를 사용하여 결합된 섬유들로 이루어진 부직포이다. 상기 IC-1000은 다공 구조를 가지고 그것의 표면상에 많이 형성된 미세 후퇴부 또는 구멍을 포함하는 경질의, 발포 폴리우레탄의 단일 층으로 이루어져 있다.
상기 연마판은 바인더를 사용하여 결합되고 판 모양으로 성형되는 고착 연마 입자로 이루어진다. 상기 연마판으로부터 떨어져 나온 연마 입자들을 활용하여 폴리싱이 행하여진다. 상기 연마판은 연마 입자, 바인더 및 기공을 포함하여 이루어진다. 연마 입자의 예로는 0.5㎛ 이하의 작은 평균 입자 직경을 가지는 세륨 옥사이드(CeO2)의 입자들을 포함한다. 바인더로는, 예를 들어 에폭시 수지가 사용된다. 상기 연마판은 경질 폴리싱면을 제공한다. 상기 연마판은 고착 연마 입자의 얇은 층 및 상기 고착 연마 입자의 하부측에 부착된 탄성 폴리싱 패드를 포함하여 이루어진 2층 구조를 가질 수 있다. 상술된 IC-1000 또한 경질 폴리싱면을 제공한다.
본 발명의 웨이퍼 홀더는 경질 폴리싱면을 갖는 폴리싱 부재를 사용하는데 적합한데, 특히 19.6MPa(200kg/cm2) 이상의 압축 탄성 계수(modulus of elasticity of compression)를 갖는 폴리싱면에 적합하다.
종래의 웨이퍼 홀더에 있어서는, 견고한 웨이퍼 홀더 본체상에 제공된 받침 패드(backing pad)상에 웨이퍼가 고정된다. 상기 폴리싱 패드는 탄성이 있기 때문에, 이 폴리싱 패드에 의하여 웨이퍼상의 충격들이 흡수된다. 그러나, 경질 폴리싱면이 사용되는 경우에는, 폴리싱면상의 기복이 전달되어, 폴리싱될 웨이퍼면에 영향을 준다. 또한, 받침 패드의 진공 개구부에 대응하는 마크가 웨이퍼의 후면상에 형성된다.
한편, 웨이퍼가 유체 압력을 이용하여 탄성 멤브레인상에 고정되는, 본 발명의 웨이퍼 홀더에서는, 단단하고 기복있는 폴리싱면으로 인한 웨이퍼상의 충격이 상기 웨이퍼의 후면상에 작용하는 유체 압력에 의하여 흡수될 수 있다. 따라서, 폴리싱면이 단단하더라도, 고도의 폴리싱 성능이 유지될 수 있으며, 진공 개구부에 대응하는 마크가 웨이퍼상에 형성되지 않는다.
또한, 본 발명에서는 리테이너 링이 웨이퍼 홀더 본체에 고정적으로 연결되기 때문에, 리테이너 링은 높은 강성을 부여시키고, 상기 리테이너 링의 불안정한 이동을 억제할 수 있게 되어, 폴리싱 성능을 안정시킨다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 고정 장치(1)의 종단면도이다. 도 10은 도 9의 기판 고정 장치의 저면도이다. 도 11은 도 9의 기판 고정 장치가 어떻게 작동하는지를 도시한 단면도이다.
상기 기판 고정 장치(1)는 반도체 웨이퍼 등의 폴리싱될 기판을 잡아주고, 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 대해 상기 웨이퍼를 가압하는데 채택된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 기판 고정 장치는 내부 공간을 형성하는 접시 모양 웨이퍼 홀더 본체(2) 및 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)의 하단에 고정된 리테이너 링(3)을 포함하여 이루어진다. 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)는 금속 및 세라믹 등의 고강도 및 고강성을 갖는 재료로 만들어지며, 원형의 상부판(2A) 및 상기 상부판(2A)으로부터 아래쪽으로 연장되는 주변 벽부(2B)를 포함한다. 상기 리테이너 링(3)은 상기 주변 벽부(2B)의 하단에 고정된다. 상기 리테이너 링(3)은 고강성을 갖는 수지 재료로 만들어진다. 상기 리테이너 링(3)은 웨이퍼 홀더 본체(2)와 일체로 성형될 수 있다는 것에 유의해야 할 것이다.
상기 웨이퍼 홀더 본체(2) 및 리테이너 링(3)은 일반적으로 디스크형 형태인 탄성 멤브레인 지지 부재(5) 및 탄성 멤브레인(4)을 포함하는 내부 공간을 형성한다. 상기 탄성 멤브레인 지지 부재(5)는 탄성 멤브레인(4)의 외주부를 잡아준다. 탄성 멤브레인으로 만들어진 플렉시블 시트(flexible sheet; 6)는 탄성 멤브레인 지지 부재(5)와 웨이퍼 홀더 본체(2) 사이에 연장된다. 유체 챔버(8)는 웨이퍼 홀더 본체(2), 탄성 멤브레인(4), 플렉시블 시트(6) 및 웨이퍼 홀더 본체(2)의 내부면으로 성형된다. 각각의 탄성 멤브레인(4) 및 플렉시블 시트(6)는, 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 폴리우레탄 고무 또는 실리콘 고무 등의 강도 및 내구성이 탁월한 고무 재료로 성형된다. 가압된 공기 등의 가압된 유체는 튜브 및 커넥터를 포함하여 이루어진 유체 통로(10)를 거쳐 유체 챔버(8)로 공급된다. 상기 유체 챔버(8)로 공급된 가압된 유체는 탄성 멤브레인 지지 부재(5)로 성형된 관통-구멍(5h)을 통해 상기 탄성 멤브레인(4)의 후면으로 흐르게 되어, 가압된 유체의 압력이 상기 탄성 멤브레인(4)의 후면에 가해지도록 한다. 상기 유체 챔버(8)로 공급된 가압된 유체의 압력은 레귤레이터에 의하여 변화될 수 있다. 탄성 멤브레인(4)의 외주면과 웨이퍼 홀더 본체(2) 및 리테이너 링(3) 사이에는 약간의 갭이 형성된다. 상기 탄성 멤브레인(4) 및 탄성 멤브레인 지지 부재(5)는 상기 웨이퍼 홀더 본체(2) 및 리테이너 링(3)에 대해 수직으로 이동 가능하다.
고도의 폴리싱 성능을 확보하기 위해서는, 본 실시예에서와 같이 탄성 멤브레인을 사용하여 유체 챔버(8)를 성형하는 것이 바람직하다. 그러나, 탄성 멤브레 인(4)은 상기 웨이퍼가 유체와 직접 접촉하여 가압될 수 있도록 사용될 수 없다. 상기 탄성 멤브레인(4)이 사용되지 않으면, 상기 유체 챔버는 상기 웨이퍼 홀더 본체(2) 및 폴리싱될 웨이퍼의 후면으로 형성된다.
환형 스토퍼판(stopper plate; 13)은 지지 부재(12)를 통해 웨이퍼 홀더 본체(2)의 상부판(2A)에 고정된다. 상기 스토퍼판(13)의 상단면(13a)은 소정의 높이에 위치되고, 상기 스토퍼판(13)은 제한시키는 부재를 제공한다. 가압된 유체가 유체 챔버(8)로 공급되면, 상기 탄성 멤브레인(4) 및 탄성 멤브레인 지지 부재(5)는 하나의 단위체로서 웨이퍼 홀더 본체(2)에 대해 아래쪽으로 이동한다. 이 경우, 탄성 멤브레인 지지 부재(5)의 상단부(5a)는 상기 스토퍼판(13)의 상단면(13a)과 맞물림으로써, 탄성 멤브레인(4)과 탄성 멤브레인 지지 부재(5)가 아래쪽으로 이동하는 것을 소정의 범위로 제한하게 된다. 상기 탄성 멤브레인(4)은 그안에 형성된 복수의 개구부(4a)를 포함한다. 연통 구멍(14h)을 각각 가지는 진공부(14)는 각개의 개구부(4a)로부터 노출되어 있다. 상기 진공부(14)는 탄성 멤브레인 지지 부재(5)의 중앙부에 형성된다. 본 실시예에서, 진공부(14)는 탄성 멤브레인 지지 부재(5)와 일체로 성형된다. 그러나, 상기 탄성 멤브레인 지지 부재(5)는 환형 형태로 성형될 수 있으며, 척킹판이 상기 탄성 멤브레인 지지 부재(5)의 내측에 고정되도록 하는 복수의 진공부(14)를 포함하는 디스크형 척킹판이 채용될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 멤브레인(4)의 중앙부에는 5개의 개구부(4a)가 형성되고, 진공부(14)는 각개의 개구부(4a)로부터 노출되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 진공부(14)의 연통 구멍(14h)의 하단은 개방되어 있다. 모든 연통 구멍(14h)은 탄성 멤브레인 지지 부재(5) 내부에 결합되어, 유체 챔버(8)내의 튜브(11)를 통해 진공원으로 연결된다. 상기 진공원을 통해 연통 구멍(14h)의 개방 단부로 부압이 가해지면, 반도체 웨이퍼(W)는 진공력에 의하여 상기 진공부(14)상에 고정된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 폴리싱하는 동안, 상기 진공부(14)는 탄성 멤브레인(4)의 하단면의 안쪽에 위치하여, 상기 탄성 멤브레인(4)의 하단면으로부터 돌출되지 않는다. 웨이퍼(W)가 진공력에 의해 고정되면, 도 11에 도시된 바와 같이, 진공부(14)의 하단면들은 상기 탄성 멤브레인(4)의 하단면과 실질적으로 같은 평면에 있게 된다. 얇은 고무 시트를 통해 진공력이 웨이퍼에 가해지도록, 각 진공부(14)의 하단면에는 얇은 고무 시트 등의 탄성 시트(15)가 부착된다.
웨이퍼 홀더 구동 샤프트(18)는 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)의 상부판(2A) 위쪽에 제공된다. 상기 구동 샤프트(18) 및 웨이퍼 홀더 본체(2)는 유니버설 조인트(19)로 연결된다. 구동 샤프트(18) 및 웨이퍼 홀더 본체(2)가 서로에 대하여 경사질 수 있도록 하면서, 상기 유니버설 조인트(19)가 구동 샤프트(18)의 압력 및 토오크를 웨이퍼 홀더 본체(2)로 전달한다. 상기 유니버설 조인트(19)는 웨이퍼 홀더 본체(2)와 구동 샤프트(18)가 서로에 대해 경사지도록 하는 구형 베어링 기구 및 상기 구동 샤프트(18)의 회전을 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)로 전달하는 토오크 전달 기구를 포함하여 이루어진다. 상기 구형 베어링 기구는 상기 구동 샤프트(18)의 하부면의 중앙부에 형성된 구형 후퇴부(18a), 상기 상부판(2A)의 상부면의 중앙부에 형성된 구형 후퇴부(2a) 및 상기 구형 후퇴부(18a)와 구형 후퇴부(2a)에 사이 에 제공되며 세라믹 등의 높은 경도(硬度)를 갖는 재료로 만들어진 베어링 볼(21)을 포함하여 이루어진다.
상기 토오크 전달 기구는 상기 구동 샤프트(18)에 고정된 구동핀(도시되지 않음) 및 상기 상부판(2A)에 고정된 구동핀(도시되지 않음)을 포함한다. 이 2개의 핀들은 서로에 대해 수직으로 이동하여 상이한 접촉 위치에서 맞물릴 수 있다. 따라서, 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)가 기울어져 있더라도 상기 구동 샤프트(18)의 토오크가 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)로 확실하게 전달된다.
다음으로, 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명된 상기 웨이퍼 홀더(1)의 작동에 대하여 설명한다.
상기 웨이퍼 홀더(1) 전체는 웨이퍼를 이송하기 위한 위치로 이동되고, 상기 진공부(14)의 연통 구멍(14h)은 상기 튜브(11)를 통해 진공원으로 연결된다. 그 결과, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 연통 구멍(14h)을 통해 가해진 진공력의 효과로 인하여 상기 진공부(14)의 하단면상에 상기 웨이퍼(W)가 고정된다. 이 경우, 상기 탄성 멤브레인 지지 부재(5)와 상기 진공부(14)가 위쪽으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 약간의 정압이 상기 유체 챔버(8)로 가해지고, 상기 탄성 멤브레인 지지 부재(5)의 상단부(5a)는 상기 스토퍼판(13)의 상단면(13a)과 맞물리게 됨으로써, 상기 탄성 멤브레인 지지 부재(5)와 상기 진공부(14)가 소정의 위치에 정지되도록 한다. 상기 웨이퍼(W)가 진공력에 의해 고정되는 동안, 상기 웨이퍼 홀더(1)는 폴리싱면(폴리싱 패드 등)을 갖는 폴리싱 테이블(도 12의 참조부호 30을 가리킴) 위쪽의 위치로 이동된다. 그 후, 상기 웨이퍼(W) 및 상기 리테이너 링(3)은 상 기 폴리싱면에 대해 가압됨으로써, 폴리싱이 시작된다. 상기 웨이퍼(W)의 외주 에지는 리테이너 링(3)에 의하여 고정되어, 상기 웨이퍼(W)가 웨이퍼 홀더(1)로부터 분리되지 않도록 한다.
웨이퍼(W)를 폴리싱하기 위하여, 구동 샤프트(18)에 연결된 공기 실린더(도 12의 참조부호 33을 가리킴)가 작동되어, 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정된 리테이너 링(3)을 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 대하여 소정의 압력으로 가압하게 된다. 이 상태에서, 가압된 유체는 소정의 압력하에 유체 챔버(8)로 공급되어, 상기 웨이퍼(W)를 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 대하여 가압하게 된다. 폴리싱을 위하여 상기 웨이퍼(W)에 가해지는 압력은 상기 유체 챔버(8)에 공급된 가압된 유체의 압력을 제어하여 원하는 레벨로 조정된다. 따라서, 상기 유체 압력은 개구부(4a)에 대응하는 그 부분에서 웨이퍼(W)에 직접 가해지는 한편, 탄성 멤브레인(4)을 통해 상기 웨이퍼(W)의 나머지 부분에 간접적으로 가해진다. 그러나, 상기 웨이퍼(W)의 이들 2곳의 부분에 가해진 압력은 같다. 즉, 유체 챔버(8)내의 유체 압력은 웨이퍼(W)의 전체면에 가해지기 때문에, 웨이퍼(W)의 두께에 관계없이, 그 중심으로부터 웨이퍼(W)의 전체면을 가로질러 그것의 원주 에지까지 폴리싱하는 균일한 압력 분포를 얻는 것이 가능하다. 이는 웨이퍼(W)의 전체면의 균일한 폴리싱을 가능하게 한다. 폴리싱하는 동안, 상기 탄성 멤브레인(4)은 상기 개구부(4a) 주위의 웨이퍼(W)의 후면과 밀접한 접촉을 하게 되어, 가압된 유체가 상기 유체 챔버(8)로부터 외부로 누출되는 것이 실질적으로 없게 된다.
폴리싱하는 동안, 상기 웨이퍼(W)에 가해진 것보다 실질적으로 같거나 약간 높은 압력이 상기 공기 실린더를 통해 리테이너 링(3)으로 가해져서, 상기 웨이퍼(W)의 외측 폴리싱면은 웨이퍼(W)의 압력과 실질적으로 동일한 압력으로 가압된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 웨이퍼(W)의 외측 리테이너 링(3)의 외주부까지의 영역을 가로지르는 균일한 압력 분포가 연속해서 얻어질 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 원주 에지에서의 과도하거나 또는 불충분한 폴리싱이 방지될 수 있다.
도 9 내지 도 11에 도시된 웨이퍼 홀더에 있어서, 상기 리테이너 링(3)은 견고한 구조를 갖는 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정적으로 연결되고, 상기 리테이너 링(3)은 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)를 수직으로 이동시켜 수직방향으로 이동된다. 이러한 형태에 의하여, 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)에 가해진 압력은 상기 리테이너 링(3)을 가압하는 압력으로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 리테이너 링(3)은 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정되기 때문에, 리테이너 링(3)의 바람직하지 않은 횡방향(또는 반경방향) 이동을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 리테이너 링(3)과 상기 웨이퍼면의 원주 에지 사이의 거리는 일정하게 최소화될 수 있으며, 상기 웨이퍼(W)의 외주부의 폴리싱에 있어서의 균일성 및 안정성이 확보될 수 있다.
리테이너 링(3)은 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정적으로 연결되기 때문에, 상기 리테이너 링(3)에 높은 강성을 줄 수 있고, 폴리싱하는 동안의 리테이너 링의 동작이 안정화될 수 있다. 부상형 구조(floating type structure)의 웨이퍼 고정 압력 기구는, 안정되고 높은 강성을 갖는 리테이너 링 내부의 폴리싱면의 기복을 따라간다. 그 결과, 상기 리테이너 링의 작동 상태는 경질 폴리싱면상에서조차 안정화될 수 있어, 웨이퍼의 폴리싱의 탁월한 안정성을 달성하게 한다.
개구부(4a)는 탄성 멤브레인(4)안에 성형되고, 연통 구멍(14h)을 갖는 진공부(14)는 상기 개구부(4a)내에 제공된다. 상기 웨이퍼(W)는 상기 진공원에 연결된 연통 구멍(14h)을 통해 가해진 진공력의 효과로 인하여 고정된다. 즉, 상기 진공부(14)는 진공력의 효과로 인하여 상기 웨이퍼(W)를 직접 고정시킨다. 따라서, 상기 탄성 멤브레인(4)에 흡입컵과 같은 형태(suction cup-like configuration)를 부여할 필요가 없다. 따라서, 상기 탄성 멤브레인(4)의 성질의 변화가 쉽게 일어나지 않으므로, 웨이퍼의 폴리싱에 있어서의 균일성이 안정적으로 유지될 수 있게 된다.
도 12는 도 9 및 도 10의 기판 고정 장치를 포함하는 폴리싱 장치의 전체 구조를 도시한 단면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 폴리싱 테이블(30)은 그것의 상부면에 부착되는 폴리싱 패드(31)를 구비하며, 상기 웨이퍼 홀더(1) 아래에 제공된다.
웨이퍼 홀더(1)는 유니버설 조인트(19)를 통해 구동 샤프트(18)에 연결된다. 상기 구동 샤프트(18)는 웨이퍼 홀더 헤드(32)에 고정된 공기 실린더(33)에 연결된다. 상기 구동 샤프트(18)는 공기 실린더(33)에 의하여 수직으로 이동되어, 웨이퍼 홀더(1) 전체를 수직방향으로 이동시키고, 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정된 리테이너 링(3)을 폴리싱 테이블(30)에 대하여 가압하게 한다.
상기 구동 샤프트(18)는 키이(도시되지 않음)를 통해 회전식 실린더(34)에 연결된다. 회전식 실린더(34)는 그것의 외주면상에 타이밍 풀리(35)를 구비한다. 상기 타이밍 풀리(35)는 타이밍 벨트(36)를 통해, 웨이퍼 홀더 헤드(32)에 고정된 웨이퍼 홀더 모터(37)에 연결되는 타이밍 풀리(38)에 연결된다. 따라서, 회전식 실린더(34) 및 구동 샤프트(18)는 하나의 단위체로서 상기 타이밍 풀리(38), 타이밍 벨트(36) 및 타이밍 풀리(35)를 통해 웨이퍼 홀더 모터(37)에 의하여 회전되어, 상기 웨이퍼 홀더(1)를 회전시킨다. 상기 웨이퍼 홀더 헤드(32)는 프레임(도시되지 않음)에 의해 고정적으로 지지된 웨이퍼 홀더 헤드 샤프트(39)에 의하여 지지된다.
공기 실린더(33) 및 유체 챔버(8)는 각각 레귤레이터(R1) 및 레귤레이터(R2)를 통해 가압된 공기원(24)으로 연결된다. 상기 공기 실린더(33)로 공급된 가압된 공기의 압력은 레귤레이터(R1)에 의하여 제어되어, 상기 리테이너 링(3)을 상기 폴리싱 패드(31)에 대하여 가압하는 압력을 조정하게 된다. 상기 유체 챔버(8)로 공급되는 가압된 공기의 압력은 레귤레이터(R2)에 의하여 제어되어, 상기 웨이퍼(W)를 상기 폴리싱 패드(31)에 대하여 가압하는 압력을 조정하게 된다. 상기 진공부(14)의 연통 구멍(14h)은 밸브(V)를 통해 진공 펌프 등의 진공원(25)에 연결된다.
연마액 공급 노즐(40)은 폴리싱 테이블(30) 위쪽에 제공된다. 연마액(Q)은 연마액 공급 노즐(40)을 통해 폴리싱 테이블(30) 위에 있는 폴리싱 패드(31)상으로 공급된다.
이 폴리싱 장치에 있어서, 웨이퍼(W)를 이송하기 위해서는, 진공부(14)의 연통 구멍(14h)이 진공원(25)과 연통됨으로써, 웨이퍼(W)를 진공부(14)상에 고정시키기 위하여 상기 웨이퍼(W)로 진공력을 가하게 된다. 폴리싱시, 진공부(14)를 통해 웨이퍼(W)에 가해진 진공력은 해제되고, 상기 웨이퍼 홀더(1)의 탄성 멤브레인(4)의 하단면상에 상기 웨이퍼(W)를 고정시키는 동안, 공기 실린더(33)가 작동됨으로써, 상기 웨이퍼 홀더 본체(2)에 고정된 리테이너 링(3)을 상기 폴리싱 테이블(30) 쪽으로 가압시켜, 가압된 공기는 유체 챔버(8)로 공급됨으로써, 상기 웨이퍼(W)를 회전하고 있는 상기 폴리싱 테이블(30)상의 폴리싱 패드(31)에 대하여 가압하게 된다. 한편, 연마액(Q)은 상기 연마액(Q)을 폴리싱 패드(31)상에 보유하기 위하여 상기 연마액 공급 노즐(40)로부터 공급된다. 따라서, 폴리싱될 웨이퍼면(웨이퍼(W)의 하부면)과 폴리싱 패드(31) 사이에 연마액(Q)을 보유하면서 폴리싱이 행해진다.
폴리싱시, 상기 리테이너 링(3)을 폴리싱 패드(31)에 대해 가압하는 압력(상기 공기 실린더(33)를 통해 가해짐) 및 상기 웨이퍼(W)를 폴리싱 패드(31)에 대해 가압하는 압력(상기 유체 챔버(8)로 공급된 가압된 공기에 의하여 가해짐)은 소정의 레벨로 조정된다. 폴리싱하는 동안, 상기 리테이너 링(3)을 상기 폴리싱 패드(31)에 대하여 가압하는 압력은 레귤레이터(R1)에 의하여 변화될 수 있으며, 상기 웨이퍼(W)를 상기 폴리싱 패드(31)에 대하여 가압하는 압력은 레귤레이터(R2)에 의하여 변화될 수 있다. 그 결과, 폴리싱하는 동안, 상기 리테이너 링(3)을 상기 폴리싱 패드(31)에 대하여 가압하는 압력 및 상기 웨이퍼(W)를 상기 폴리싱 패드(31)에 대하여 가압하는 압력을 제어함으로써, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 웨이퍼(W)의 외측 리테이너 링(3)의 외주부까지의 영역을 가로지르는 균일한 압력 분포가 연속해서 얻어질 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 원주 에지에서의 과도하거나 또는 불충분한 폴리싱이 방지될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 폴리싱 테이블상에 형성된 폴리싱면은 상술된 것과 같은 폴리싱 패드 또는 고착 연마제로 준비될 수 있다. 폴리싱 패드로는, 예를 들어 Rodel, Inc.에서 제조, 판매하는 SUBA800, IC-1000 및 IC-1000/SUBA400(2층 포) 및 FUJIMI INCORPORATED에서 제조, 판매하는 Surfin xxx-5 및 Surfin 000 등과 같이 시판되는 각종 폴리싱 패드가 사용될 수 있다. 상기 SUBA800, Surfin xxx-5 및 Surfin 000은 우레탄 수지를 사용하여 결합된 섬유들을 포함하는 부직포이다. 상기 IC-1000은 다공 구조를 가지고 그것의 표면상에 많이 형성된 미세 후퇴부 또는 구멍을 포함하는 경질의, 발포 폴리우레탄의 단일 층으로 이루어진다.
상기 고착 연마제는 바인더를 사용하여 결합되고 판 모양으로 형성되는 입자들로 이루어진다. 상기 연마판으로부터 떨어져 나온 연마 입자들을 활용하여 폴리싱이 행하여진다. 상기 연마판은 연마 입자, 바인더 및 기공을 포함하여 이루어진다. 연마 입자의 예로는 0.5㎛ 이하의 작은 평균 입자 직경을 가지는 세륨 옥사이드(CeO2)의 입자들을 포함한다. 바인더로는, 예를 들어 에폭시 수지가 사용된다. 상기 고착 연마제는 경질 폴리싱면을 제공한다. 상기 고착 연마제는 일반적으로 고착 연마 입자의 얇은 층 및 상기 고착 연마 입자의 하부측에 부착된 탄성 폴리싱 패드를 포함하여 이루어진 2층 구조를 가질 수 있다. 상술된 IC-1000 또한 경질 폴리싱면을 제공한다.
본 실시예의 웨이퍼 홀더는 경질 폴리싱면을 갖는 폴리싱 부재를 사용하는데 적합한데, 특히 19.6MPa(200kg/cm2) 이상의 압축 탄성 계수를 갖는 폴리싱면에 적합 하다.
종래의 웨이퍼 홀더에 있어서는, 견고한 웨이퍼 홀더 본체상에 제공된 받침 패드상에 웨이퍼가 고정된다. 상기 폴리싱 패드는 탄성이 있기 때문에, 이 폴리싱 패드에 의하여 웨이퍼상의 충격들이 흡수된다. 그러나, 경질 폴리싱면이 사용되는 경우에는, 폴리싱면상의 기복이 전달되어, 폴리싱될 웨이퍼면에 영향을 준다. 또한, 받침 패드의 진공 개구부에 대응하는 마크가 웨이퍼의 후면상에 형성된다.
한편, 웨이퍼가 유체 압력을 이용하여 탄성 멤브레인상에 고정되는, 본 발명의 웨이퍼 홀더에서는, 단단하고 기복있는 폴리싱면으로 인한 웨이퍼상의 충격이 상기 웨이퍼의 후면상에 작용하는 유체 압력에 의하여 흡수될 수 있다. 따라서, 폴리싱면이 단단하더라도, 고도의 폴리싱 성능이 유지될 수 있으며, 진공 개구부에 대응하는 마크가 웨이퍼상에 형성되지 않는다.
또한, 본 실시예에서는 리테이너 링이 웨이퍼 홀더 본체에 고정적으로 연결되기 때문에, 상기 리테이너 링은 높은 강성을 부여시키고, 상기 리테이너 링의 불안정한 이동을 억제할 수 있게 되어, 폴리싱 성능을 안정시킨다.
적은 스크래치 마크를 갖는 고도로 평탄화된 웨이퍼면은 2-스테이지 폴리싱을 행함으로써 얻어질 수 있다. 즉, 상기 웨이퍼가 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더(즉, 웨이퍼를 유체 압력하에 잡아주는 웨이퍼 홀더)에 의하여 고정되는 동안, 경질 연마판상에서 상기 웨이퍼의 폴리싱을 우선 행하고, 그 후 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더로 상기 웨이퍼를 잡아주는 동안, 상기 연마판에 비교하여 (좀 더) 부드러운 폴리싱 패드상에서 상기 웨이퍼를 최종 폴리싱한다. "부드러운(soft)"이란 용어는 낮은 탄성 계수를 가진다는 것을 의미하는 것에 유의해야 할 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더를 사용하여 상술한 2-스테이지 폴리싱에 적절하게 사용되는 폴리싱 장치의 평면도이다. 도 13의 폴리싱 장치는 2 개의 폴리싱 테이블(30)을 포함한다. 연마판 또는 고착 연마제 폴리싱 도구(29)는 하나의 폴리싱 테이블(30)에 부착되어, 제1폴리싱유닛(41a)을 제공한다. 폴리싱 패드(31)는 다른 폴리싱 테이블(30)에 부착되어, 제2폴리싱유닛(41b)을 제공한다. 상기 제2폴리싱유닛(41b)은 최종 폴리싱에 사용될 수 있다. 상기 제2폴리싱유닛(41b)의 폴리싱 패드(31)는 상기 제1폴리싱유닛(41a)의 연마제 폴리싱 도구에 고착된 폴리싱 도구보다 더 낮은 탄성 계수를 가진다. 웨이퍼 홀더(1)는 도 1 내지 도 3 또는 도 9 내지 도 11에 도시된 것과 동일한 구조를 가진다. 단일 웨이퍼 홀더(1)는 상기 제1폴리싱유닛(41a) 및 상기 제2폴리싱유닛(41b)에 공통이다. 즉, 도 8 또는 도 12의 경우에서와 같이, 상기 웨이퍼 홀더(1)는 웨이퍼 홀더 헤드(32)에 의하여 지지된다. 상기 웨이퍼 홀더 헤드는 웨이퍼 홀더 헤드 샤프트에 의해 피봇방식으로 운동하는 것이 적합하고, 상기 웨이퍼 홀더(1)는 고착 연마제 폴리싱 도구(29) 및 폴리싱 패드(31) 사이에서 이동될 수 있다. 본 실시예에서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 홀더(1)에 의하여 웨이퍼 공급 리프트(42)로부터 픽업되고, 그 다음 제1폴리싱유닛(41a)으로 이동되어, 고착 연마제 폴리싱 도구(29)에 의해 상기 웨이퍼의 제1폴리싱을 행한 후, 제2폴리싱유닛(41b)으로 이동되어, 상기 폴리싱 패드(31)에 의해 상기와 동일한 제2 또는 최종 폴리싱을 행하고, 상기 폴리싱된 웨이퍼를 상기 리프트로 이송하기 위하여 상기 리프트(42)로 복귀한다. 이러한 구성에 의하여, 좀더 적은 스크래치 마크를 갖는 고도로 평탄화된 웨이퍼면을 얻을 수 있다.
본 발명은 앞서 기술된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않고도 다양한 방식으로 변형될 수 있다는 것을 유의해야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 페놀 수지 등의 바인더를 사용함으로써 결합된 세륨 산화물(CeO2)등의 고착 연마 입자를 포함하는 폴리싱면을 이용함으로써, 화학적 기계적 폴리싱에서 종래에 사용된 폴리싱 패드와 비교될 때 폴리싱면이 단단하여, 오목부에 우선하여 볼록부가 폴리싱되고 오목부는 함께 폴리싱되지 않을 것이고, 따라서 웨이퍼의 완전한 평탄도가 쉽게 얻어질 수 있다.

Claims (60)

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  6. 기판과 폴리싱면간의 상대운동을 일으킴으로써 상기 기판이 폴리싱되도록, 상기 기판을 고정하고 상기 폴리싱면에 접촉시키는 기판 고정 장치로서,
    상기 장치는,
    상기 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하고, 상기 기판 고정면상에서 기판을 고정하는 기판 홀더 본체; 및
    상기 기판 고정면상의 상기 기판 홀더 본체에 일체로 성형되거나 고정적으로 부착된 리테이너 링을 포함하여 이루어지고,
    상기 리테이너 링은, 상기 기판의 폴리싱이 행해질 때 상기 리테이너 링이 상기 기판 외측 반경방향으로 폴리싱면과 맞물리도록, 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 배치되어 있으며,
    상기 기판 홀더 본체는 내측 및 외측면을 포함하고 있는 대향하는 면을 갖는 멤브레인이 상기 기판 고정면상에 제공되어 있고, 상기 내측면은 유체 압력이 가해지는 유체 압력 챔버를 형성하도록 상기 기판 홀더 본체의 표면과 서로 작용하고, 상기 외측면은 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판과 맞물리고,
    상기 기판 홀더 본체는 디스크형 부재와, 상기 디스크형 부재의 상기 기판 고정면 외주 상에 제공되는 주변링을 포함하는 접시 모양이고;
    상기 리테이너 링은 상기 주변 링 부재에 일체로 성형되거나 고정적으로 부착되고;
    상기 디스크형 부재, 상기 주변 링 부재 및 상기 리테이너 링은 내부 공간을 형성하도록 서로 작용하고;
    상기 멤브레인은 상기 내부 공간내에 제공되며,
    상기 기판 고정 장치는, 상기 내부 공간내에 제공되어 상기 멤브레인의 외주에 연결되는 멤브레인 지지 부재 및 상기 유체 압력 챔버가 상기 멤브레인, 상기 멤브레인 지지 부재, 플렉시블 환형 시일 부재 및 상기 기판 홀더 부재에 의해 형성되도록 상기 멤브레인 지지 부재와 상기 주변 링 부재 사이에 연결된 플렉시블 환형 시일 부재를 더 포함하고,
    상기 장치의 내부에 위치되어 상기 멤브레인 지지 부재에 연결되는 척킹판을 더 포함하고, 상기 척킹판은 내부면과 상기 멤브레인의 상기 내측면에 인접하는 외부면을 포함하는 대향하는 면 및 그것의 상기 대향하는 면들 사이에 연장되는 1 이상의 관통 구멍을 구비하며,
    상기 척킹판의 상기 외부면은 상기 관통 구멍에 유동적으로 연결되는 1 이상의 오목부가 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  7. 기판과 폴리싱면간의 상대운동을 일으킴으로써 상기 기판이 폴리싱되도록, 상기 기판을 고정하고 상기 폴리싱면에 접촉시키는 기판 고정 장치로서,
    상기 장치는,
    상기 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하고, 상기 기판 고정면상에서 기판을 고정하는 기판 홀더 본체; 및
    상기 기판 고정면상의 상기 기판 홀더 본체에 일체로 성형되거나 고정적으로 부착된 리테이너 링을 포함하여 이루어지고,
    상기 리테이너 링은, 상기 기판의 폴리싱이 행해질 때 상기 리테이너 링이 상기 기판 외측 반경방향으로 폴리싱면과 맞물리도록, 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 배치되어 있으며,
    상기 기판 홀더 본체는 내측 및 외측면을 포함하고 있는 대향하는 면을 갖는 멤브레인이 상기 기판 고정면상에 제공되어 있고, 상기 내측면은 유체 압력이 가해지는 유체 압력 챔버를 형성하도록 상기 기판 홀더 본체의 표면과 서로 작용하고, 상기 외측면은 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판과 맞물리고,
    상기 기판 홀더 본체는 디스크형 부재와, 상기 디스크형 부재의 상기 기판 고정면 외주 상에 제공되는 주변링을 포함하는 접시 모양이고;
    상기 리테이너 링은 상기 주변 링 부재에 일체로 성형되거나 고정적으로 부착되고;
    상기 디스크형 부재, 상기 주변 링 부재 및 상기 리테이너 링은 내부 공간을 형성하도록 서로 작용하고;
    상기 멤브레인은 상기 내부 공간내에 제공되며,
    상기 기판 고정 장치는, 상기 내부 공간내에 제공되어 상기 멤브레인의 외주에 연결되는 멤브레인 지지 부재 및 상기 유체 압력 챔버가 상기 멤브레인, 상기 멤브레인 지지 부재, 플렉시블 환형 시일 부재 및 상기 기판 홀더 부재에 의해 형성되도록 상기 멤브레인 지지 부재와 상기 주변 링 부재 사이에 연결된 플렉시블 환형 시일 부재를 더 포함하고,
    상기 장치의 내부에 위치되어 상기 멤브레인 지지 부재에 연결되는 척킹판을 더 포함하고, 상기 척킹판은 내부면과 상기 멤브레인의 상기 내측면에 인접하는 외부면을 포함하는 대향하는 면 및 그것의 상기 대향하는 면들 사이에 연장되는 1 이상의 관통 구멍을 구비하며,
    상기 척킹판의 상기 외부면은 각각 평탄면을 가지는 1 이상의 상승 또는 승강된 부분을 가지고, 상기 관통 구멍은 평탄면에서 개방되며, 상기 멤브레인에는 1 이상의 개구가 제공되어 상기 척킹판의 상기 승강된 부분이 상기 멤브레인의 상기 외측면 상에 고정된 기판에 노출되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  8. 삭제
  9. 기판과 폴리싱면간의 상대운동을 일으킴으로써 상기 기판이 폴리싱되도록, 상기 기판을 고정하고 상기 폴리싱면에 접촉시키는 기판 고정 장치로서,
    상기 장치는,
    상기 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하고, 상기 기판 고정면상에서 기판을 고정하는 기판 홀더 본체; 및
    상기 기판 고정면상의 상기 기판 홀더 본체에 일체로 성형되거나 고정적으로 부착된 리테이너 링을 포함하여 이루어지고,
    상기 리테이너 링은, 상기 기판의 폴리싱이 행해질 때 상기 리테이너 링이 상기 기판 외측 반경방향으로 폴리싱면과 맞물리도록, 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 배치되어 있으며,
    상기 기판 홀더 본체는 내측 및 외측면을 포함하고 있는 대향하는 면을 갖는 멤브레인이 상기 기판 고정면상에 제공되어 있고, 상기 내측면은 유체 압력이 가해지는 유체 압력 챔버를 형성하도록 상기 기판 홀더 본체의 표면과 서로 작용하고, 상기 외측면은 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판과 맞물리고,
    상기 리테이너 링은 반경방향으로 내부 및 외부 에지를 가지며 상기 폴리싱면과 맞물리는 환형 면을 가지고, 상기 환형 면에는 상기 반경방향의 외부 에지로부터 상기 반경방향의 내부 에지쪽으로 연장되는 1 이상의 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 홈은 상기 반경방향의 내부 에지에 도달하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 홈은 상기 반경방향의 내부 에지에 못미쳐 끝나는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 장치는 상기 척킹판의 상기 관통 구멍을 진공원으로 연결하는 도관 및 상기 유체 압력 챔버를 가압된 유체원으로 연결하는 도관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  13. 기판과 폴리싱면간의 상대운동을 일으킴으로써 상기 기판이 폴리싱되도록, 상기 기판을 고정하고 상기 폴리싱면에 접촉시키는 기판 고정 장치로서,
    상기 장치는,
    상기 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하고, 상기 기판 고정면상에서 기판을 고정하는 기판 홀더 본체; 및
    상기 기판 고정면상의 상기 기판 홀더 본체에 일체로 성형되거나 고정적으로 부착된 리테이너 링을 포함하여 이루어지고,
    상기 리테이너 링은, 상기 기판의 폴리싱이 행해질 때 상기 리테이너 링이 상기 기판 외측 반경방향으로 폴리싱면과 맞물리도록, 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 배치되어 있으며,
    상기 기판 홀더 본체는 내측 및 외측면을 포함하고 있는 대향하는 면을 갖는 멤브레인이 상기 기판 고정면상에 제공되어 있고, 상기 내측면은 유체 압력이 가해지는 유체 압력 챔버를 형성하도록 상기 기판 홀더 본체의 표면과 서로 작용하고, 상기 외측면은 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판과 맞물리고,
    상기 기판 홀더 본체는 디스크형 부재와, 상기 디스크형 부재의 상기 기판 고정면 외주 상에 제공되는 주변링을 포함하는 접시 모양이고;
    상기 리테이너 링은 상기 주변 링 부재에 일체로 성형되거나 고정적으로 부착되고;
    상기 디스크형 부재, 상기 주변 링 부재 및 상기 리테이너 링은 내부 공간을 형성하도록 서로 작용하고;
    상기 멤브레인은 상기 내부 공간내에 제공되며,
    상기 기판 고정 장치는, 상기 내부 공간내에 제공되어 상기 멤브레인의 외주에 연결되는 멤브레인 지지 부재 및 상기 유체 압력 챔버가 상기 멤브레인, 상기 멤브레인 지지 부재, 플렉시블 환형 시일 부재 및 상기 기판 홀더 부재에 의해 형성되도록 상기 멤브레인 지지 부재와 상기 주변 링 부재 사이에 연결된 플렉시블 환형 시일 부재를 더 포함하고,
    상기 기판 홀더 본체상에 제공되어 상기 멤브레인 지지 부재와 맞물리고 상기 폴리싱면 쪽으로 추진되도록 배치되는 1 이상의 푸셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 경질 폴리싱면을 가지는 제1폴리싱테이블; 및
    기판을 고정하고 상기 경질 폴리싱면에 접촉시키는 기판 고정 장치를 포함하여 이루어지는 기판 폴리싱 장치로서,
    상기 기판은 상기 기판과 상기 폴리싱면 사이의 상대운동을 일으킴으로써 폴리싱되고,
    상기 기판 고정 장치는,
    상기 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하고, 상기 기판 고정면상에 기판을 고정시키는 기판 홀더 본체; 및
    상기 기판 홀더 본체의 상기 기판 고정면상에 제공되는 멤브레인을 포함하고, 상기 멤브레인은 내측 및 외측면을 포함하고 있는 대향하는 면을 구비하며, 상기 내측면은 유체 압력이 가해지는 유체 압력 챔버를 형성하도록 상기 기판 홀더 본체의 표면과 서로 작용하고, 상기 외측면은 상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판과 맞물리며,
    상기 장치는 상기 제1폴리싱테이블의 상기 경질 폴리싱보다 부드러운 연질 폴리싱면을 가지는 제2폴리싱테이블을 더 포함하고, 상기 기판 홀더 본체는 상기 기판 홀더 본체가 기판을 고정시키도록 배치되며, 그 후 상기 기판을 상기 경질 폴리싱면과 접촉시켜 상기 기판의 제1폴리싱을 한 후, 상기 기판을 상기 연질 폴리싱면과 접촉시켜 상기 기판의 제2폴리싱을 하는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 연질 폴리싱면은 상기 경질 폴리싱면보다 작은 압축 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  22. 기판과 폴리싱면간의 상대운동을 일으킴으로써 상기 기판이 폴리싱되도록, 상기 기판을 고정하고 상기 폴리싱면에 접촉시키는 기판 고정 장치로서,
    상기 장치는,
    상기 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하고, 상기 기판 고정면상에서 기판을 고정하는 기판 홀더 본체;
    상기 기판 고정면상의 상기 기판 홀더 본체에 일체로 성형되거나 고정적으로 부착되어, 상기 기판 홀더 본체 및 리테이너 링에 의하여 형성된 내부 공간을 형성하며, 상기 기판의 폴리싱이 행해질 때 리테이너 링이 상기 기판 외측 반경방향으로 폴리싱면과 맞물리도록, 상기 기판 홀더 장치에 의해 고정된 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 배치되어 있는 리테이너 링;
    상기 내부 공간내에 제공되어 상기 기판 고정 장치에 의해 고정될 기판과 밀봉하여 맞물리게 배치되는 기판 지지 링; 및
    유체 압력 챔버가 상기 기판 홀더 본체, 플렉시블 시일 부재 및 상기 기판 지지 링과 맞물린 기판에 의해 형성되도록, 상기 기판 지지 링과 상기 기판 홀더 본체 사이에 밀봉하여 연결되는 상기 플렉시블 시일 부재를 포함하여 이루어지고,
    상기 유체 압력 챔버는 가압된 유체원 또는 진공원에 선택적으로 연결되게 배치되어 있으며,
    상기 기판 홀더 본체상에 제공되어 상기 기판 지지 링과 맞물리고 상기 폴리싱면 쪽으로 추진되도록 배치되는 1 이상의 푸셔를 더 포함하고,
    상기 리테이너 링은 반경방향으로 내부 및 외부 에지를 가지며, 상기 폴리싱면과 맞물리게 되는 환형 면을 가지고, 상기 환형 면에는 상기 반경방향의 외부 에지로부터 상기 반경방향의 내부 에지쪽으로 연장되는 1 이상의 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 홈은 상기 반경방향의 내부 에지에 도달하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 홈은 상기 반경방향의 내부 에지에 못미쳐 끝나는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
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  29. 경질 폴리싱면을 가지는 제1폴리싱테이블; 및
    기판을 고정하고 상기 경질 폴리싱면에 접촉시키는 기판 고정 장치를 포함하여 이루어지는 기판 폴리싱 장치로서,
    상기 기판은 상기 기판과 상기 폴리싱면 사이의 상대운동을 일으킴으로써 폴리싱되고,
    상기 기판 고정 장치는,
    상기 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하고, 상기 기판 고정면상에 기판을 고정시키는 기판 홀더 본체와, 및
    상기 기판 홀더 본체의 상기 기판 고정면상에 제공되어, 상기 기판 고정 장치에 의해 고정될 상기 기판과 밀봉되어 맞물리도록 배치되는 기판 지지 부재, 및
    유체 압력 챔버가 상기 기판 홀더 본체, 플렉시블 시일 부재 및 상기 기판 지지 부재와 맞물리는 기판에 의해 형성되도록, 상기 기판 지지 링과 상기 기판 홀더 본체 사이에 밀봉되어 연결되는 플렉시블 시일 부재를 포함하여 이루어지고,
    상기 유체 압력 챔버는 가압된 유체원 또는 진공원에 선택적으로 연결되게 배치되어 있으며,
    상기 장치는 상기 제1폴리싱테이블의 상기 경질의 폴리싱보다 부드러운 연질 폴리싱면을 가지는 제2폴리싱테이블을 더 포함하고, 상기 기판 홀더 본체는 상기 기판 홀더 본체가 기판을 고정시키도록 배치되며, 그 후 상기 기판을 상기 경질 폴리싱면과 접촉시켜 상기 기판의 제1폴리싱을 한 후, 상기 기판을 상기 연질 폴리싱면과 접촉시켜 상기 기판의 제2폴리싱을 하는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  30. 경질 폴리싱면을 가지는 제1폴리싱테이블; 및
    기판을 고정하고 상기 경질 폴리싱면에 접촉시키는 기판 고정 장치를 포함하여 이루어지는 기판 폴리싱 장치로서,
    상기 기판은 상기 기판과 상기 폴리싱면 사이의 상대운동을 일으킴으로써 폴리싱되고,
    상기 기판 고정 장치는,
    상기 폴리싱면을 향하는 기판 고정면을 구비하고, 상기 기판 고정면상에 기판을 고정시키는 기판 홀더 본체와, 및
    상기 기판 홀더 본체의 상기 기판 고정면상에 제공되어, 상기 기판 고정 장치에 의해 고정될 상기 기판과 밀봉되어 맞물리도록 배치되는 기판 지지 부재, 및
    유체 압력 챔버가 상기 기판 홀더 본체, 플렉시블 시일 부재 및 상기 기판 지지 부재와 맞물리는 기판에 의해 형성되도록, 상기 기판 지지 링과 상기 기판 홀더 본체 사이에 밀봉되어 연결되는 플렉시블 시일 부재를 포함하여 이루어지고,
    상기 유체 압력 챔버는 가압된 유체원 또는 진공원에 선택적으로 연결되게 배치되어 있으며,
    상기 리테이너 링은 반경방향으로 내부 및 외부 에지를 가지며 상기 폴리싱면과 맞물리는 환형 면을 가지고, 상기 환형 면에는 상기 반경방향의 외부 에지로부터 상기 반경방향의 내부 에지쪽으로 연장되는 1 이상의 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 홈은 상기 반경방향의 내부 에지에 도달하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  32. 제 30항에 있어서,
    상기 홈은 상기 반경방향의 내부 에지에 못미쳐 끝나는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 기판을 고정하고 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 기판을 접촉시키기 위한 기판 고정 장치로서,
    상기 장치는,
    기판을 고정하기 위한 기판 홀더 본체;
    상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 배치된 리테이너 링;
    상기 기판 홀더 본체 내에 제공되고, 그 안에 진공원을 연결하기 위한 연통구멍을 가지는 지지부재;
    상기 지지부재의 상기 연통구멍의 개구가 개방된 위치에 개구를 가지며, 상기 기판 홀더 본체 내에 유체 압력 챔버를 형성하는 탄성 멤브레인; 을 포함하고,
    상기 유체 압력 챔버에는, 상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하기 위한 가압된 유체가 공급되며; 상기 리테이너 링은 상기 폴리싱면에 대하여 가압되고; 상기 기판은, 상기 지지부재의 상기 연통구멍 및 상기 탄성 멤브레인의 상기 개구에 의해 형성되어 상기 연통구멍을 상기 진공원으로 연결하는 진공부에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  39. 제 38항에 있어서,
    상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판이 가압되는 하에서의 압력을 조정하도록, 상기 가압된 유체의 압력이 조정가능하게 변화되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  40. 제 38항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인은, 상기 기판 홀더 본체 내에서 수직방향으로 상기 지지부재와 함께 이동하도록, 상기 지지부재에 의해 지지되며, 수직방향으로의 상기 지지부재의 이동은 제한부재에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  41. 제 38항에 있어서,
    상기 지지부재는 복수의 상기 연통구멍을 포함하고, 상기 탄성 멤브레인은 복수의 상기 개구를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  42. 제 38항에 있어서,
    상기 리테이너 링은, 상기 기판 홀더 본체를 수직방향으로 이동시키는 기계작용에 의해, 상기 폴리싱면에 대하여 가압되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  43. 폴리싱면을 구비한 폴리싱 테이블; 및
    기판을 고정하고 상기 폴리싱면에 접촉시키기 위한 기판 홀더를 포함하여 이루어지는 기판 폴리싱 장치에 있어서,
    상기 기판 홀더는,
    상기 기판 홀더 내에 제공되고, 그 안에 진공원을 연결하기 위한 연통구멍을 가지는 지지부재; 및
    상기 지지부재의 상기 연통구멍의 개구가 개방된 위치에 개구를 가지며, 상기 기판 홀더 내에 유체 압력 챔버를 형성하는 탄성 멤브레인; 을 포함하고,
    상기 기판을 고정하기 위한 진공부는 상기 지지부재의 상기 연통구멍 및 상기 탄성 멤브레인의 상기 개구에 의해 형성되고;
    상기 유체 압력 챔버에는, 상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하기 위한 가압된 유체가 공급되며;
    상기 기판은, 상기 연통구멍을 상기 진공원으로 연결하는 상기 지지부재의 상기 진공부에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  44. 제 43항에 있어서,
    상기 폴리싱 면은, 바인더에 의해 결합되는 고착연마입자가 제공된 연마판에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  45. 제 43항에 있어서,
    상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판이 가압되는 하에서의 압력을 조정하도록, 상기 가압된 유체의 압력이 조정가능하게 변화되는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  46. 제 43항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인은, 상기 기판 홀더 내에서 수직방향으로 상기 지지부재와 함께 이동하도록, 상기 지지부재에 의해 지지되며, 수직방향으로의 상기 지지부재의 이동은 제한부재에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  47. 제 43항에 있어서,
    상기 지지부재는 복수의 상기 연통구멍을 포함하고, 상기 탄성 멤브레인은 복수의 상기 개구를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  48. 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 대하여 기판을 가압하고 기판 홀더에 의해 상기 기판을 고정함으로써 기판을 폴리싱하는 방법에 있어서,
    상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하기 위하여, 상기 기판 홀더 내에 제공되고 그 안에 개구를 포함하는 탄성 멤브레인에 의해 형성된 유체 압력 챔버 안으로 유체 압력을 공급하는 단계; 및
    지지부재에 제공되고 진공원과 연결되는 연통구멍과, 상기 지지부재의 상기 연통구멍의 개구가 개방되는 위치에 제공되는 상기 탄성 멤브레인의 개구를 포함하는 진공부를 상기 진공원에 연결하여 상기 진공부에 의해 기판을 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 방법.
  49. 기판을 고정하고 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 기판을 접촉시키기 위한 기판 고정 장치로서,
    상기 장치는,
    기판을 고정하기 위한 기판 홀더 본체;
    상기 기판 홀더 본체에 의해 고정된 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 배치된 리테이너 링;
    상기 기판 홀더 본체 내에 제공되는 지지부재;
    상기 지지부재에 의해 지지되고 상기 기판 홀더 본체 내에 유체 압력 챔버를 형성하는 탄성 멤브레인; 및
    상기 기판 홀더 본체 내에서 수직방향으로의 상기 지지부재의 이동의 제한을 조정하기 위한 액추에이터; 를 포함하고,
    상기 유체 압력 챔버에는, 상기 탄성 멤브레인을 통해 상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하기 위한 가압된 유체가 공급되며, 상기 리테이너 링은 상기 폴리싱면에 대하여 가압되고, 상기 수직방향으로의 상기 지지부재의 이동의 제한이 상기 액추에이터에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  50. 제 49항에 있어서,
    상기 리테이너 링은 상기 기판 홀더 본체와 일체로 형성되거나 상기 기판 홀더 본체에 고정적으로 확보되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  51. 제 49항에 있어서,
    상기 액추에이터는 공기 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  52. 제 49항에 있어서,
    상기 기판의 폴리싱 작업동안 상기 액추에이터에 의해 하향 방향으로 상기 지지부재를 이동함으로써, 상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 기계적으로 가압되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  53. 폴리싱면을 구비한 폴리싱 테이블;
    기판을 고정하고 상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압시키는 기판 홀더를 포함하여 이루어지는 기판 폴리싱 장치에 있어서,
    상기 기판 홀더는,
    상기 기판 홀더 내에 제공되는 지지부재;
    상기 지지부재에 의해 지지되고 상기 기판 홀더 내에 유체 챔버를 형성하는 탄성 멤브레인; 및
    상기 기판 홀더 내에서 수직방향으로의 상기 지지부재의 이동의 제한을 조정하기 위한 액추에이터; 를 포함하고,
    상기 유체 챔버에는, 상기 탄성 멤브레인을 통해 상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하기 위한 가압된 유체가 공급되며, 리테이너 링은 상기 폴리싱면에 대하여 가압되고, 상기 수직방향으로의 상기 지지부재의 이동의 제한이 상기 액추에이터에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  54. 제 53항에 있어서,
    상기 리테이너 링은 상기 기판 홀더와 일체로 형성되거나 상기 기판 홀더에 고정적으로 확보되는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  55. 제 53항에 있어서,
    상기 액추에이터는 공기 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  56. 제 53항에 있어서,
    상기 기판의 폴리싱 작업동안 상기 액추에이터에 의해 하향 방향으로 상기 지지부재를 이동함으로써, 상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 기계적으로 가압되는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  57. 폴리싱 테이블의 폴리싱면에 대하여 기판을 가압하고 기판 홀더에 의해 상기 기판을 고정함으로써 기판을 폴리싱하는 방법에 있어서,
    상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하기 위하여, 상기 기판 홀더 내에 제공된 지지부재에 의해 지지되는 탄성 멤브레인에 의해 형성되어 상기 기판 홀더에 제공되는 유체 압력 챔버 안으로 유체 압력을 공급하는 단계; 및
    액추에이터에 의해 상기 기판 홀더 내에서 수직방향으로의 상기 지지부재의 이동의 제한을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 방법.
  58. 제 38항에 있어서,
    상기 지지부재의 외부면은 1이상의 상승 또는 승강된 부분을 가지고, 상기 연통구멍은 상승된 부분에서 개방되며, 상기 탄성 멤브레인에는 1이상의 개구가 제공되어 상기 지지부재의 상기 승강된 부분이 상기 탄성 멤브레인의 외부면 상에 고정된 기판에 노출되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  59. 제 43항에 있어서,
    상기 지지부재의 외부면은 1이상의 상승 또는 승강된 부분을 가지고, 상기 연통구멍은 상승된 부분에서 개방되며, 상기 탄성 멤브레인에는 1이상의 개구가 제공되어 상기 지지부재의 상기 승강된 부분이 상기 탄성 멤브레인의 외부면 상에 고정된 기판에 노출되는 것을 특징으로 하는 기판 폴리싱 장치.
  60. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101568177B1 (ko) * 2014-01-21 2015-11-11 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 리테이너 링
US9818619B2 (en) 2014-06-23 2017-11-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Carrier head

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2264174A3 (en) * 1998-07-22 2012-03-07 SmithKline Beecham Limited Protein similar to neuroendocrine-specific protein, and encoding CDNA
JP4372423B2 (ja) 2001-05-29 2009-11-25 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法
KR20040091626A (ko) 2002-01-22 2004-10-28 멀티-플레이너 테크놀로지즈 인코포레이티드 슬러리 분배를 위한 굴곡면을 가진 유지링을 구비한화학적 물리적 연마장치 및 방법
US7160493B2 (en) * 2002-10-11 2007-01-09 Semplastics, Llc Retaining ring for use on a carrier of a polishing apparatus
US20040102140A1 (en) * 2002-11-21 2004-05-27 Wood Jeffrey H. Contour following end effectors for lapping/polishing
TWI393209B (zh) * 2003-02-10 2013-04-11 Ebara Corp 研磨基板之方法
JP2007507079A (ja) * 2003-07-09 2007-03-22 ピーター ウォルターズ サーファス テクノロジーズ ゲーエムベーハー ウント コー． カーゲー 平坦な作業物、詳細には半導体ウェーハの化学的機械研磨のための保持具
JP2005034959A (ja) * 2003-07-16 2005-02-10 Ebara Corp 研磨装置及びリテーナリング
US20050126708A1 (en) * 2003-12-10 2005-06-16 Applied Materials, Inc. Retaining ring with slurry transport grooves
US7118452B2 (en) * 2004-02-12 2006-10-10 The Boeing Company Pneumatically actuated flexible coupling end effectors for lapping/polishing
US7429410B2 (en) * 2004-09-20 2008-09-30 Applied Materials, Inc. Diffuser gravity support
CN105904335B (zh) 2004-11-01 2019-04-30 株式会社荏原制作所 抛光设备
DE102005016411B4 (de) * 2005-04-08 2007-03-29 IGAM Ingenieurgesellschaft für angewandte Mechanik mbH Vorrichtung zur hochgenauen Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes
US7326105B2 (en) * 2005-08-31 2008-02-05 Micron Technology, Inc. Retaining rings, and associated planarizing apparatuses, and related methods for planarizing micro-device workpieces
KR100898793B1 (ko) * 2005-12-29 2009-05-20 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자용 기판 합착 장치
JP2009539626A (ja) * 2006-06-02 2009-11-19 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド メンブレン膨張ステップなしの研磨ヘッドへの高速基板ローディング
US7575504B2 (en) * 2006-11-22 2009-08-18 Applied Materials, Inc. Retaining ring, flexible membrane for applying load to a retaining ring, and retaining ring assembly
JP2008177248A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Tokyo Seimitsu Co Ltd 研磨ヘッド用リテーナリング
DE102007026292A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Siltronic Ag Verfahren zur einseitigen Politur nicht strukturierter Halbleiterscheiben
KR100864943B1 (ko) * 2007-08-09 2008-10-23 세메스 주식회사 기판 세정 장치
JP5042778B2 (ja) * 2007-10-31 2012-10-03 信越半導体株式会社 ワーク研磨用ヘッド及びこの研磨ヘッドを備えた研磨装置
JP5464843B2 (ja) * 2007-12-03 2014-04-09 株式会社半導体エネルギー研究所 Ｓｏｉ基板の作製方法
US20090311945A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Roland Strasser Planarization System
JP5390807B2 (ja) * 2008-08-21 2014-01-15 株式会社荏原製作所 研磨方法および装置
US8460067B2 (en) 2009-05-14 2013-06-11 Applied Materials, Inc. Polishing head zone boundary smoothing
CA2999324C (en) 2010-02-18 2020-09-22 Ncs Multistage Inc. Downhole tool assembly with debris relief, and method for using same
JP5648954B2 (ja) * 2010-08-31 2015-01-07 不二越機械工業株式会社 研磨装置
CA2766026C (en) 2010-10-18 2015-12-29 Ncs Oilfield Services Canada Inc. Tools and methods for use in completion of a wellbore
KR101775464B1 (ko) * 2011-05-31 2017-09-07 삼성전자주식회사 화학 기계적 연마 장치의 리테이너 링
DE102011082777A1 (de) 2011-09-15 2012-02-09 Siltronic Ag Verfahren zum beidseitigen Polieren einer Halbleiterscheibe
US20130078812A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Strasbaugh Wafer Carrier with Flexible Pressure Plate
US9176173B2 (en) * 2011-11-28 2015-11-03 Texas Instruments Incorporated Method for detecting imperfect mounting of a rod-shaped metallic object in a metallic hollow shaft and a device
US9017138B2 (en) 2012-01-25 2015-04-28 Applied Materials, Inc. Retaining ring monitoring and control of pressure
US9050700B2 (en) 2012-01-27 2015-06-09 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for an improved polishing head retaining ring
US8931559B2 (en) 2012-03-23 2015-01-13 Ncs Oilfield Services Canada, Inc. Downhole isolation and depressurization tool
CN102672551A (zh) * 2012-05-22 2012-09-19 江南大学 一种超声波雾化型抛光机
JP5976522B2 (ja) * 2012-05-31 2016-08-23 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法
US10702972B2 (en) 2012-05-31 2020-07-07 Ebara Corporation Polishing apparatus
US9016675B2 (en) * 2012-07-06 2015-04-28 Asm Technology Singapore Pte Ltd Apparatus and method for supporting a workpiece during processing
KR20150070163A (ko) * 2012-10-19 2015-06-24 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 성형 가능한 그리고/또는 붕괴될 수 있는 부품을 상승 및 이동시키기 위한 장치, 시스템 및 방법
US8998676B2 (en) * 2012-10-26 2015-04-07 Applied Materials, Inc. Retaining ring with selected stiffness and thickness
JP5538601B1 (ja) * 2013-08-22 2014-07-02 ミクロ技研株式会社 研磨ヘッド及び研磨処理装置
JP6336893B2 (ja) * 2014-11-11 2018-06-06 株式会社荏原製作所 研磨装置
DE102014212176A1 (de) * 2014-06-25 2015-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens
US10510563B2 (en) * 2016-04-15 2019-12-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Wafer carrier assembly
JP6447575B2 (ja) 2016-05-23 2019-01-09 トヨタ自動車株式会社 金属皮膜の成膜方法およびその成膜装置
USD839224S1 (en) * 2016-12-12 2019-01-29 Ebara Corporation Elastic membrane for semiconductor wafer polishing
CN108818294A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 长江存储科技有限责任公司 研磨头、研磨系统及研磨方法
US12017322B2 (en) * 2018-08-14 2024-06-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chemical mechanical polishing method
US11676824B2 (en) * 2018-12-10 2023-06-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Chemical mechanical polishing apparatus for controlling polishing uniformity
CN110948385B (zh) * 2019-01-08 2020-08-14 华海清科股份有限公司 一种用于化学机械抛光的弹性膜
CN110497545B (zh) * 2019-08-13 2021-06-08 安徽晶天新能源科技有限责任公司 一种太阳能硅片生产加工工艺
US11325223B2 (en) 2019-08-23 2022-05-10 Applied Materials, Inc. Carrier head with segmented substrate chuck

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10337658A (ja) * 1997-05-23 1998-12-22 Applied Materials Inc 機械化学的研磨装置用の基板検出機構を有するキャリヤヘッド
KR19990030719A (ko) * 1997-10-04 1999-05-06 로버트 에이치. 씨. 챠오 씨엠피 장비의 폴리싱 헤드용 리테이너 링
JPH11239965A (ja) * 1997-12-01 1999-09-07 Lucent Technol Inc 化学的機械的研磨及び化学的機械的研磨システムを使用する集積回路の製造方法
JP2014527894A (ja) * 2011-09-27 2014-10-23 エス・ホー・エル・グループ・アクチボラゲットＳｈｌ Ｇｒｏｕｐ Ａｂ 初期ロック状態、中間始動準備状態および薬剤送達状態を有する医療用送達装置

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5146259A (en) * 1988-06-30 1992-09-08 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Electronically controlled camera including automatic shutter speed changing apparatus
JPH0569310A (ja) 1991-04-23 1993-03-23 Mitsubishi Materials Corp ウエーハの鏡面研磨装置
US5643053A (en) 1993-12-27 1997-07-01 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus with improved polishing control
JP3257304B2 (ja) 1994-11-24 2002-02-18 三菱マテリアル株式会社 研磨装置
JP3158934B2 (ja) * 1995-02-28 2001-04-23 三菱マテリアル株式会社 ウェーハ研磨装置
JP3690837B2 (ja) * 1995-05-02 2005-08-31 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置及び方法
US5643061A (en) * 1995-07-20 1997-07-01 Integrated Process Equipment Corporation Pneumatic polishing head for CMP apparatus
US5695392A (en) * 1995-08-09 1997-12-09 Speedfam Corporation Polishing device with improved handling of fluid polishing media
JP3724869B2 (ja) * 1995-10-09 2005-12-07 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置および方法
US5762539A (en) * 1996-02-27 1998-06-09 Ebara Corporation Apparatus for and method for polishing workpiece
US6595831B1 (en) * 1996-05-16 2003-07-22 Ebara Corporation Method for polishing workpieces using fixed abrasives
US6146259A (en) 1996-11-08 2000-11-14 Applied Materials, Inc. Carrier head with local pressure control for a chemical mechanical polishing apparatus
US5941758A (en) 1996-11-13 1999-08-24 Intel Corporation Method and apparatus for chemical-mechanical polishing
JPH10178087A (ja) 1996-12-17 1998-06-30 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ吸着テーブル
US6056632A (en) 1997-02-13 2000-05-02 Speedfam-Ipec Corp. Semiconductor wafer polishing apparatus with a variable polishing force wafer carrier head
US5851140A (en) 1997-02-13 1998-12-22 Integrated Process Equipment Corp. Semiconductor wafer polishing apparatus with a flexible carrier plate
JP3724911B2 (ja) * 1997-04-08 2005-12-07 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置
EP0870576A3 (en) * 1997-04-08 2000-10-11 Ebara Corporation Polishing Apparatus
US5891791A (en) * 1997-05-27 1999-04-06 Micron Technology, Inc. Contamination free source for shallow low energy junction implants
US5964653A (en) * 1997-07-11 1999-10-12 Applied Materials, Inc. Carrier head with a flexible membrane for a chemical mechanical polishing system
US5951382A (en) * 1997-12-01 1999-09-14 Lucent Technologies Inc. Chemical mechanical polishing carrier fixture and system
US5967885A (en) * 1997-12-01 1999-10-19 Lucent Technologies Inc. Method of manufacturing an integrated circuit using chemical mechanical polishing
JP3006568B2 (ja) * 1997-12-04 2000-02-07 日本電気株式会社 ウエハ研磨装置および研磨方法
US6116992A (en) * 1997-12-30 2000-09-12 Applied Materials, Inc. Substrate retaining ring
JPH11267857A (ja) 1998-03-18 1999-10-05 Daido Steel Co Ltd 摩擦接合方法
US6436228B1 (en) * 1998-05-15 2002-08-20 Applied Materials, Inc. Substrate retainer
JPH11333712A (ja) * 1998-05-21 1999-12-07 Nikon Corp 研磨ヘッド及びそれを用いた研磨装置
US6146260A (en) * 1998-08-03 2000-11-14 Promos Technology, Inc. Polishing machine
JP2000124173A (ja) 1998-10-16 2000-04-28 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
US6159073A (en) * 1998-11-02 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for measuring substrate layer thickness during chemical mechanical polishing
US6422927B1 (en) * 1998-12-30 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Carrier head with controllable pressure and loading area for chemical mechanical polishing
JP2000223447A (ja) 1999-02-01 2000-08-11 Nikon Corp 研磨ヘッド及び研磨装置及び研磨方法
TW467795B (en) * 1999-03-15 2001-12-11 Mitsubishi Materials Corp Wafer transporting device, wafer polishing device and method for making wafers
US6227955B1 (en) * 1999-04-20 2001-05-08 Micron Technology, Inc. Carrier heads, planarizing machines and methods for mechanical or chemical-mechanical planarization of microelectronic-device substrate assemblies
US6450868B1 (en) * 2000-03-27 2002-09-17 Applied Materials, Inc. Carrier head with multi-part flexible membrane
US6722965B2 (en) * 2000-07-11 2004-04-20 Applied Materials Inc. Carrier head with flexible membranes to provide controllable pressure and loading area
US6857945B1 (en) * 2000-07-25 2005-02-22 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a flexible membrane
US6419567B1 (en) * 2000-08-14 2002-07-16 Semiconductor 300 Gmbh & Co. Kg Retaining ring for chemical-mechanical polishing (CMP) head, polishing apparatus, slurry cycle system, and method
US6527625B1 (en) * 2000-08-31 2003-03-04 Multi-Planar Technologies, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus and method having a soft backed polishing head

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10337658A (ja) * 1997-05-23 1998-12-22 Applied Materials Inc 機械化学的研磨装置用の基板検出機構を有するキャリヤヘッド
KR19990030719A (ko) * 1997-10-04 1999-05-06 로버트 에이치. 씨. 챠오 씨엠피 장비의 폴리싱 헤드용 리테이너 링
JPH11239965A (ja) * 1997-12-01 1999-09-07 Lucent Technol Inc 化学的機械的研磨及び化学的機械的研磨システムを使用する集積回路の製造方法
JP2014527894A (ja) * 2011-09-27 2014-10-23 エス・ホー・エル・グループ・アクチボラゲットＳｈｌ Ｇｒｏｕｐ Ａｂ 初期ロック状態、中間始動準備状態および薬剤送達状態を有する医療用送達装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101568177B1 (ko) * 2014-01-21 2015-11-11 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 리테이너 링
US9818619B2 (en) 2014-06-23 2017-11-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Carrier head

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