KR101104824B1 - 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛 - Google Patents

캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR101104824B1
KR101104824B1 KR1020110005496A KR20110005496A KR101104824B1 KR 101104824 B1 KR101104824 B1 KR 101104824B1 KR 1020110005496 A KR1020110005496 A KR 1020110005496A KR 20110005496 A KR20110005496 A KR 20110005496A KR 101104824 B1 KR101104824 B1 KR 101104824B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
connection hole
retaining ring
flow path
head
receiving space
Prior art date
Application number
KR1020110005496A
Other languages
English (en)
Inventor
김오수
국존호
Original Assignee
김오수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김오수 filed Critical 김오수
Priority to KR1020110005496A priority Critical patent/KR101104824B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101104824B1 publication Critical patent/KR101104824B1/ko
Priority to US13/353,754 priority patent/US9162342B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32—Retaining rings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 기판을 흡착하여 고정지지하는 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 일실시예에 따른 캐리어 헤드는 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드로서, 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와; 상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링과; 상기 헤드 본체의 상면에 결합되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 커버를 포함한다.

Description

캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛{CARRIER HEAD AND CARRIER HEAD UNIT}
본 발명은 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 화학 기계적 연마 공정 중에 기판을 흡착하여 고정지지하는 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛에 관한 것이다.
반도체 집적회로의 미세화와 다층화가 요구되면서, 반도체 제조 공정 중 소정의 단계에서 웨이퍼 표면을 평탄화하거나 웨이퍼 표면에 형성된 도전층을 선택적으로 제거하는 것이 요구된다. 이와 같은 필요에 의해 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP)가 반도체 제조 공정에 널리 사용되고 있으며, 최근에는 화학기계적 연마 기술과 듀얼 다마신 기술이 결합되어 금속배선 공정에도 활용이 되면서 그 중요성이 더욱 높아지고 있다.
화학기계적 연마장치(CMP System)는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀지역과 주변회로지역간 높이차이를 제거하는 광역 평탄화(Global Planarization)와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리(Isolation) 및 고집적소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.
일반적으로 화학기계적 연마 공정은 연마 패드에 슬러리를 도포하고 웨이퍼에 압력을 가한 상태에서 연마 패드와 웨이퍼를 서로 회전시킴으로써 웨이퍼 표면을 평탄화하거나 도전층을 선택적으로 제거한다. 즉 연마 패드를 이용하는 기계적 요소와 슬러리 용액의 조성성분을 이용하는 화학적 요소에 의해 웨이퍼의 표면을 기계적, 화학적으로 연마한다.
연마 공정 중에 웨이퍼에 연마 압력을 인가하고 회전 운동을 시키며 경우에 따라서는 웨이퍼를 이송하는 역할을 하는 장치를 캐리어 헤드(Carrier Head)라고 하는데, 캐리어 헤드의 본체에는 웨이퍼의 측면을 둘러싸서 회전 운동 중 웨이퍼가 이탈하는 것을 방지하는 리테이닝 링(Retaining Ring)이 구비된다.
리테이닝 링은 캐리어 헤드의 본체에 볼트와 같은 체결부재로 결합되어 있는데, 연마를 위해 캐리어 헤드 및 연마 패드를 회전시키므로 이때 발생하는 진동에 의해 체결부재가 풀리면서 리테이닝 링이 캐리어 헤드 본체로부터 이격되거나 탈락되는 경우가 발생한다. 리테이닝 링이 캐리어 헤드 본체로부터 이격되거나 탈착되면 웨이퍼가 제대로 지지되지 못하거나 캐리어 헤드로부터 이탈되어 연마 공정을 중단하여야 하고, 웨이퍼 및 캐리어 헤드가 파손되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 화학기계적 연마 공정 도중 진동에 의해 기판의 측부를 둘러싸서 보호하는 리테이닝 링이 캐리어 헤드의 본체에서 이격 또는 탈락되는 것을 감지할 수 있는 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛을 제공한다.
그리고 본 발명은 리테이닝 링이 캐리어 헤드 본체에서 미세하게 이격되더라도 이를 감지할 수 있는 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛을 제공하며, 이에 따라 안정적으로 기판을 지지하여 연마할 수 있는 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 캐리어 헤드는 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드로서, 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와; 상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링과; 상기 헤드 본체의 상면에 결합되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 커버를 포함한다.
그리고, 일실시예의 제1 변형예에 따른 캐리어 헤드는 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드로서, 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와; 상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부를 폐쇄시키는 리테이닝 링과; 상기 연결홀을 통하여 체결되어 상기 리테이닝 링을 헤드 본체에 밀착시키는 체결부재를 포함하고, 상기 체결부재는 상부 영역의 외주면에 상기 연결홀의 상부 영역 내주면에 밀착되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 내부 실링이 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 일실시예의 제2 변형예에 따른 캐리어 헤드는 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드로서, 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부의 바닥면으로 개구되면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와; 상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링을 포함한다.
이때 상기 헤드 본체에는 상기 복수의 연결홀에 각각 연통되는 복수개의 보조 유로와, 상기 복수개의 보조 유로를 연통시키는 연결 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 헤드 본체와 리테이닝 링 사이에 배치되어 상기 연결홀의 접촉면 둘레를 밀봉시키는 하부 실링을 포함한다.
상기 커버와 헤드 본체 사이에 배치되어 상기 연결홀의 접촉면 둘레를 밀봉시키는 연결홀 실링과, 상기 헤드 본체와 커버의 접촉면 가장자리를 밀봉시키는 상부 실링을 포함한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 캐리어 헤드 유닛은 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드 유닛으로서, 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와; 상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링과; 상기 헤드 본체의 상면에 결합되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 커버와; 상기 메인 유로의 공기압을 감지하는 압력 센서가 구비되고, 상기 압력 센서에서 감지되는 공기압의 변화를 알리는 알람이 구비되는 제어부를 포함하고, 상기 리테이닝 링의 결합상태 변화에 따라 상기 연결홀에서 발생되는 공기압 누출현상을 상기 제어부에서 감지하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 일실시예의 제1 변형예에 따른 캐리어 헤드 유닛은 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드 유닛으로서, 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와; 상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부를 폐쇄시키는 리테이닝 링과; 상기 연결홀을 통하여 체결되어 상기 리테이닝 링을 헤드 본체에 밀착시키고, 상부 영역의 외주면에는 상기 연결홀의 상부 영역 내주면에 밀착되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 내부 실링이 구비되는 체결부재와; 상기 메인 유로의 공기압을 감지하는 압력 센서가 구비되고, 상기 압력 센서에서 감지되는 공기압의 변화를 알리는 알람이 구비되는 제어부를 포함하고, 상기 리테이닝 링의 결합상태 변화에 따라 상기 연결홀에서 발생되는 공기압 누출현상을 상기 제어부에서 감지하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 일실시예의 제2 변형예에 따른 캐리어 헤드 유닛은 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드 유닛으로서, 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부의 바닥면으로 개구되면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와; 상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링과; 상기 메인 유로의 공기압을 감지하는 압력 센서가 구비되고, 상기 압력 센서에서 감지되는 공기압의 변화를 알리는 알람이 구비되는 제어부를 포함하고, 상기 리테이닝 링의 결합상태 변화에 따라 상기 연결홀에서 발생되는 공기압 누출현상을 상기 제어부에서 감지하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 헤드 본체에는 상기 복수의 연결홀에 각각 연통되는 복수개의 보조 유로와, 상기 복수개의 보조 유로를 연통시키는 연결 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 화학기계적 연마 공정 도중 진동에 의해 기판의 측부를 둘러싸서 보호하는 리테이닝 링이 헤드 본체에서 이격 또는 탈락되는 것을 실시간으로 감시하여 웨이퍼가 제대로 연마되지 않거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 리테이닝 링이 헤드 본체에서 미세하게 이격되더라도 리테이닝 링과 헤드 본체 사이의 이격공간에서 발생되는 공기압의 누출현상을 감지하여 신속하게 대처할 수 있으며, 리테이닝 링의 이격 또는 탈락을 감지하지 못하여 발생할 수 있는 장비의 파손, 고장 등을 예방하고 안전사고의 위험을 감소시킬 수 있다.
이에 따라 기판 연마 공정의 생산성을 향상시킬 수 있고, 설비 유지 보수에 대한 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 일부를 나타내는 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 작동 상태를 나타내는 작동상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 제1 변형예 일부를 개략적으로 나타내는 확대 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 제2 변형예의 일부를 개략적으로 나타내는 확대 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 캐리어 헤드에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
먼저 본 발명의 실시예는 연마가 필요한 다양한 종류의 기판에 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 원형의 실리콘 웨이퍼를 예로 하여 설명하도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드 유닛은 기판은 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀지역과 주변회로지역간 높이차이를 제거하는 광역 평탄화(Global Planarization)와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리(Isolation) 및 고집적소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 기판의 표면을 정밀 연마 가공하는 화학기계적 연마장치(CMP System)에서 기판을 공기의 흡착력에 의해 흡착하여 고정시키는 수단이다. 물론 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드 유닛은 화학기계적 연마장치에 구성되는 구성요소로 한정되지 않고 기판을 공기의 흡착력에 의해 흡착하여 고정시키는 다양한 수단에 적용될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드를 개략적으로 나타내는 종단면도이며, 도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 일부를 나타내는 확대 사시도이다. 또한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 캐리어 헤드 유닛은 크게 웨이퍼(S)를 흡착시켜 고정시키는 캐리어 헤드와, 상기 캐리어 헤드에서 발생되는 공기압의 변화를 감지하여 알리는 제어부를 포함한다. 특히, 상기 캐리어 헤드는 헤드 본체(100), 리테이닝 링(200), 체결부재(300) 및 커버(400)를 포함하고, 상기 제어부는 압력 센서(미도시)와 알람부(미도시)를 포함하여 구성된다.
헤드 본체(100)는 연마 공정 중에 웨이퍼(S)를 공기의 흡착력에 의해 고정지지하여 연마 패드에 웨이퍼(S)를 접촉하도록 하는 수단으로서, 예를 들어 원형의 웨이퍼(S)를 고정시키기 위하여 원판 형상으로 구비된다. 바람직하게는 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 웨이퍼(S)가 수용되는 수용공간(101)이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간(101)의 측부를 둘러싸는 하우징부(102)가 형성된다.
특히, 상기 수용공간(101)에는 웨이퍼(S)를 고정시키는 멤브레인 어셈블리(110)가 배치되고, 상기 헤드 본체(100)의 몸체에는 상기 수용공간(101)으로 연통되어 상기 멤브레인 어셈블리(110)와 연통되는 메인 유로(120)가 형성되고, 상기 하우징부(102)를 상하로 관통하는 복수의 연결홀(140)이 형성된다. 그리고, 상기 복수의 연결홀(140)에는 각각 상기 메인 유로(120)와 상기 연결홀(140)을 연통시키는 보조 유로(130)가 형성된다.
또한, 상기 헤드 본체(100)에는 상기 복수의 보조 유로(130)를 서로 연통시키는 연결 유로(150)가 형성된다. 이때 상기 연결 유로(150)는 상면이 개구되는 형상으로 형성되고, 개구된 연결 유로(150)의 상면은 후술되는 커버(400)에 의해 폐쇄된다.
멤브레인 어셈블리(membrane assembly, 110)는 웨이퍼(S)를 헤드 본체(100)에 고정시키는 수단으로서, 헤드 본체(100)의 바닥면, 수용공간(101)에 배치됨에 의해 웨이퍼(S)의 상면에 위치하여 웨이퍼(S)의 상면을 흡착하고, 웨이퍼(S)의 연마하고자 하는 면이 아래를 향하도록 한다. 멤브레인 어셈블리(110)는 그 바닥면에 다수의 통공이 구비되어 있고, 통공들은 헤드 본체(100) 내부에 형성된 메인 유로(120)와 연통되어 있는데, 메인 유로(120)는 다시 헤드 본체(100) 상측에 장착된 매니폴드 어셈블리(160)를 통해 압력 센서에 연결된다. 그래서 메인 유로(120)를 통해 공기를 뽑아내면, 그 흡입력에 의해 웨이퍼(S)가 멤브레인 어셈블리(110) 하부면에 밀착하여 고정된다.
매니폴드 어셈블리(manifold assembly, 160)는 웨이퍼 연마 과정에서 웨이퍼(S) 영역마다 다른 압력을 가하여 원활한 연마를 수행하도록 메인 유로(120)를 통해 웨이퍼(S) 영역마다 공기의 흡입을 적절한 압력으로 분배한다. 상기 멤브레인 어셈블리(110) 및 매니폴드 어셈블리(160)는 통상의 캐리어 헤드에 구비되는 일반적인 구성이므로, 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 헤드 본체(100)의 하우징부(102)에 형성되는 연결홀(140)은 헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200)을 고정하기 위한 체결부재(300)가 삽입되어 체결되는 홀로서, 헤드 본체(100)의 하우징부(102)에 상하로 관통되어 형성된다. 이때 상기 연결홀(140)의 하단은 리테이닝 링(200)이 배치되어, 연결홀(140) 하단 개구부를 폐쇄하고, 상기 연결홀의 상단은 커버(400)가 배치되어, 연결홀(140) 상단 개구부를 폐쇄한다.
상기 연결홀(140)은 견고하게 헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200)을 고정하기 위해 복수개로 구비되어, 헤드 본체(100)의 하우징부를 따라 환형으로 배치되며, 일정 간격(예컨대 18개의 연결홀이 구비되는 경우 20 °의 간격으로 채치)으로 배치되는 것이 바람직하다. 연결홀(140)은 체결부재(300)가 삽입되는 공간인 동시에, 연마 공정 중 리테이닝 링(200)이 헤드 본체(100)로부터 이격 또는 탈락되면서 외부에서 유입되는 공기가 지나가는 공간이다.
보조 유로(130)는 메인 유로(120)와 연결홀(140)을 연통시키는 수단으로서, 리테이닝 링(200)이 연마 공정 도중 헤드 본체(100)에서 이격 또는 탈락되는 경우, 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100) 사이의 공간으로 유입되어 연결홀(140)로 들어온 외부 공기를 메인 유로(120)로 흘려보내도록 한다(도 5의 (b) 참조). 이때 연결홀(140)은 복수개로 형성되기 때문에, 연결홀(140 : 140a, 140b …)마다 각각의 보조 유로(130 : 130a, 130b …)가 구비되고, 각 연결홀(140)과 연결되는 보조 유로(130)는 상기 연결 유로(150)에 의해 연통된다. 상기 연결 유로(150)는 도 4에 도시된 바와 같이 환형으로 배치되는 연결홀(140)을 따라 환형으로 형성될 수 있으며, 각 보조 유로(130)를 하나의 메인 유로(120)에 연결시키는 역할을 한다.
리테이닝 링(200)은 멤브레인 어셈블리(110)에 장착되는 웨이퍼(S)의 측면을 둘러싸서 웨이퍼(S)의 이탈을 방지하는 수단으로서, 도우넛형상의 환형으로 형성되어 헤드 본체(100) 하우징부(102)의 바닥면에 결합되고, 웨이퍼(S)가 리테이닝 링(200)의 내부에 배치되도록 한다. 환형으로 형성된 리테이닝 링(200)의 내경은 멤브레인 어셈블리(110)에서와 같이 장착되는 웨이퍼(S)의 반경보다 커야 하는데(예컨대, 대략 웨이퍼의 직경보다 0.2 ~ 2 mm 정도 크다), 이는 멤브레인 어셈블리(110)에 용이하게 장착하기 위함이다. 만약, 리테이닝 링(200)의 내경이 장착되는 웨이퍼(S)와 동일한 경우 웨이퍼(S)가 파손되거나 변형될 우려가 있기 때문이다.
상기 리테이닝 링(200)은 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS)나 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK)과 같은 내마모성 플라스틱, 알루미나와 같은 세라믹 또는 플라스틱이나 세라믹으로 코팅된 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 리테이닝 링(200)은 헤드 본체(100) 하우징부(102)의 바닥면에 체결부재(300)를 통해 결합된다. 그래서, 하우징부(102)의 바닥면에 형성되어 있는 연결홀(140)의 하단 개구부를 폐쇄시킨다.
그리고, 상기 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100)의 하우징부(102)가 접촉하는 접촉면에는 두 면을 밀봉시켜 두면 사이에 공기의 유출입을 방지하기 위한 별도의 밀봉 수단이 더 추가될 수 있다. 예컨대 연결홀(140)은 헤드 본체(100) 하우징부(102)의 바닥면을 따라 정렬되어 형성되는데, 이와 같이 정렬배치된 복수개의 연결홀(140)들의 둘레을 따라 각각 환형의 홈이 형성되고, 그 홈에 오링(O-ring) 형태의 하부 실링(210)이 삽입될 수 있다. 이때 하부 실링(210)은 고무와 같은 탄성력 있는 소재로 구성될 수 있으며, 그 단면은 원형 형상으로서 그 직경은 접촉면에 형성된 홈의 깊이보다 약간 크게 형성되어 그 일부가 접촉면 표면보다 돌출될 수 있다. 이 경우 리테이닝 링(200)의 상면과 헤드 본체(100) 하우징부의 바닥면이 밀착될 때, 하부 실링(210)이 변형되면서 보다 견고하게 두 면을 밀착시킬 수 있다.
체결부재(300)는 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100)를 결합시키는 수단으로서, 연결홀(140)에 삽입되어 리테이닝 링(200)에 체결됨에 의해 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100)를 밀착시켜서 고정지지한다. 체결부재(300)는 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 헤드부와 몸체부를 갖는 일반적인 볼트 구조로 형성될 수 있는데, 체결부재(300)는 연결홀(140)의 상측으로 삽입되어 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100)를 결합시킨다. 그리고 체결부재(300)의 몸체부 하단 외주면에 나사산이 형성되며, 리테이닝 링(200)에 나사산을 갖는 홀이 형성되어 체결부재(300)와 리테이닝 링(200)이 나사결합을 한다. 체결부재(300)는 이에 한정되지 않고, 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100)를 결합시킬 수 있는 형상이라면 다양하게 변경되어 구현될 수 있을 것이다.
커버(400)는 상하로 관통된 연결홀(140)의 상단 개구부를 폐쇄하기 위한 수단으로서, 헤드 본체(100)의 상면에 밀착되어 결합된다. 연결홀(140)이 복수개로 형성되어 환형으로 배치되는 경우, 커버(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 도우넛 형상의 환형으로 형성되어, 환형으로 정렬되어 형성된 각 연결홀(140)의 상단 관통구를 폐쇄한다. 또한 각 연결홀(140)과 연결되는 보조 유로(130)를 연결시키기 위한 연결 유로(150)가 환형으로 형성되는 경우에 연결 유로(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 상측이 개구된 형태로 형성되는데, 커버(400)가 연결 유로(130)의 개구된 상면을 폐쇄시킨다.
본 발명에서는 메인 유로(120) 내의 공기압 변화에 따라 리테이닝 링(200)의 이격 여부를 판단하므로, 구성요소 간의 결합 부위에서 외부 공기가 유출입 되지 않도록 결합 부위가 밀봉되는 것이 필요하다. 이에 따라 커버(400)와 헤드 본체(100) 사이에는 연결홀 실링(410)과 상부 실링(420)이 구비된다.
도 2에 도시된 바와 같이 연결홀 실링(410)은 상기 커버(400)와 헤드 본체(100) 사이에 배치되어 각각의 연결홀(140) 상단의 관통구 둘레를 따라 오링(O-ring) 형태로 구비되어 상기 연결홀(140)의 접촉면 둘레를 밀봉시킨다. 상기 연결홀 실링(410)의 기술적 특징 역시 상술한 하부 실링(210)과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
그리고, 상부 실링(420)은 상기 헤드 본체(100)와 커버(400)의 접촉면 가장자리를 밀봉시키기 위하여 복수의 연결홀(140)을 사이에 두고 내측 및 외측에 각각 오링(O-ring) 형태로 구비되어 상기 연결홀(140)의 접촉면 주변을 헤드 본체(100) 외부와 격리시킨다. 상기 상부 실링(420)의 기술적 특징은 전술된 하부 실링(210)과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한 커버(400)는 도 3의 (b)에서와 같이 볼트와 같은 별도의 체결수단(440)으로 헤드 본체(100)와 결합될 수 있는데, 이 경우에도 체결수단(440)과 커버(400) 사이에 공기의 유출입을 막고 밀봉시키기 위해 밀봉수단(445)이 구비될 수 있다. 상기 밀봉수단은(445)은 오링 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 도 3의 (a)에서와 같이 커버(400)와 헤드 본체(100)의 접촉면에는 끼워맞춤 형태의 소정의 돌기 및 홈 등이 형성될 수도 있는데, 헤드 본체(100)에 고정부(430)가 헤드 본체(100) 상면으로부터 돌출되어 형성되고, 커버(400)에는 이에 대응하여 함몰된 홈이 형성된다. 그리고 고정부(430)와 함몰된 홈에는 밀봉수단(435)이 더 구비될 수 있다.
제어부는 상기 메인 유로의 공기압 변화를 감지하여 작업자에게 알려주는 수단으로서, 압력 센서와 알람을 포함한다.
압력 센서(미도시)는 메인 유로(120)의 공기압을 감지하는 수단이다. 특히 리테이닝 링(200)이 연마 공정 도중 헤드 본체(100)에서 이탈 또는 탈락되는 경우, 외부 공기가 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100) 사이의 틈으로 유입되어 연결홀(140)로 들어오고, 연결홀(140)과 연통된 보조 유로(130)를 통해 다시 메인 유로(120)로 흘러들어간다. 즉, 리테이닝 링(200)이 연마 공정 도중 헤드 본체(100)에서 이격 또는 탈락되면 이로 인해 메인 유로(120)에 외부 공기가 유입되므로, 메인 유로(120)의 공기압의 변화가 발생하고, 압력 센서는 이를 감지하는 역할을 한다.
알람(미도시)은 압력 센서에서 감지되는 공기압에 변화가 발생하는 경우 이를 작업자에게 알리는 수단으로서, 상술한 바와 같이 리테이닝 링(200)이 연마 공정 도중 헤드 본체(100)에서 이격 또는 탈락되어 메인 유로(120)에서의 공기압에 변화가 발생하는 경우 이를 경보음, 디스플레이 장치 등을 통해 작업자에게 알리거나, 곧바로 연마 공정을 중단시키도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 캐리어 헤드는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 일부 변형되어 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 제1 변형예 일부를 개략적으로 나타내는 확대 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 제2 변형예의 일부를 개략적으로 나타내는 확대 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 캐리어 헤드의 제1 변형예는 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 웨이퍼(S)가 수용되는 수용공간(101)이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간(101)의 측부를 둘러싸는 하우징부(102)가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간(101)으로 연통되는 메인 유로(120)가 형성되고, 상기 하우징부(102)를 상하로 관통하면서 상기 메인 유로(120)에 연통되는 복수의 연결홀(140)이 형성되는 헤드 본체(100)와; 상기 헤드 본체(100)에 형성된 하우징부(102)의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀(140)의 하부를 폐쇄시키는 리테이닝 링(200)과; 상기 연결홀(140)을 통하여 체결되어 상기 리테이닝 링(200)을 헤드 본체(100)에 밀착시키는 체결부재(300)를 포함한다. 여기서 헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200)은 상술한 바와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하고 제1 변형예에서 변형된 구성요소를 중심으로 설명한다.
제1 변형예에서의 체결부재(500)는 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100)를 결합시키면서 연결홀(140)의 상단 개구부를 폐쇄시키는 수단으로서, 연결홀(140)에 삽입되어 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100)를 고정지지한다. 이때 체결부재(500)는 상부 영역의 외주면에 상기 연결홀(140)의 상부 영역 내주면에 밀착되어 상기 연결홀(140)의 상부 영역을 폐쇄시키는 적어도 하나 이상의 내부 실링(510, 520)이 구비된다. 그래서 연결홀(140)의 상단 개구부를 폐쇄시킨다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 캐리어 헤드의 제2 변형예는 몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 웨이퍼(S)가 수용되는 수용공간(101)이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간(101)의 측부를 둘러싸는 하우징부(102)가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간(101)으로 연통되는 메인 유로(120)가 형성되고, 상기 하우징부(102)의 바닥면으로 개구되면서 상기 메인 유로(120)에 연통되는 복수의 연결홀(600)이 형성되는 헤드 본체(100)와; 상기 헤드 본체(100)에 형성된 하우징부(102)의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀(600)의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링(200)을 포함한다. 여기서 상술한 기재에서 중복되는 설명은 생략하고 제2 변형예에서 변형된 구성요소를 중심으로 설명한다.
헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200)가 전술된 실시예의 연결홀(600)과는 별개의 체결홀(700)을 통하여 체결부재(300)가 체결되거나(도 7 참조) 또는 별도의 구성에 의해 결합되어 있는 경우, 헤드 본체(100)의 하우징부(102)에는 바닥면으로만 개구되는 복수의 연결홀(600)이 형성되고, 상기 연결홀(600)이 메인 유로(120)와 연통된다. 즉, 연마 공정 중 리테이닝 링(200)이 헤드 본체(100)로부터 이격 또는 탈락되면서 외부에서 유입되는 공기가 지나가는 공간으로서, 체결부재가 체결되는 체결홀(700)이 아닌 별도의 수단인 연결홀(600)이 이용된다. 리테이닝 링(200)은 헤드 본체(100)의 하우징부 바닥면에 결합되어 연결홀(600)의 하단 개구부를 폐쇄한다.
이하에서는 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 작동 상태에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 작동 상태를 나타내는 작동 상태도이다.
화학기계적 연마 공정을 수행하기 위해 캐리어 헤드에 웨이퍼(S)를 장착시킨다. 앞서 설명한 바와 같이 메인 유로(120)를 통해 공기를 뽑아내면, 그 흡입력에 의해 웨이퍼(S)가 멤브레인 어셈블리(110) 하부면에 밀착하여 고정된다. 이때 메인 유로(120) 내의 공기의 흐름은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 메인 유로(120)를 따라(경로 A → G) 매니폴드 어셈블리(160)로 들어가며, 이때 메인 유로(120)의 공기압은 일정하고, 공기압을 압력 센서로 실시간 감지하여 공정 도중 메인 유로(120)의 공기압 변화 발생여부를 파악한다.
화학기계적 연마 공정이 시작되면, 캐리어 헤드는 그 하부에 장착된 웨이퍼(S)를 연마 패드에 밀착시키고 회전하게 된다. 연마 공정 도중 캐리어 헤드의 회전 등에 따른 진동에 의해 헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200)을 결속시키는 체결부재(300)의 결합이 풀리는 경우가 발생한다. 이 경우 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100) 사이에 이격이 발생된다. 리테이닝 링(200)이 헤드 본체(100)의 바닥면으로부터 이격되면 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100) 사이의 하부 실링(210)에 의한 밀봉이 해제된다. 이때 외부 공기가 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100) 사이의 이격 공간으로 유입되고(경로 B), 연결홀(140a)와 체결부재(300) 사이의 틈을 따라(경로 C) 이동하여 보조 유로(130a)를 통해(경로 D) 메인 유로(120)로 들어가게 된다(경로 G).
이러한 경로를 통해 외부 공기가 메인 유로(120)로 유입되면, 메인 유로(120)의 공기압에 미세한 변화가 발생하며, 압력 센서에서는 이러한 공기압의 변화를 감지하여 알람에 의해 작업자에게 경고하게 된다. 즉 헤드 본체(100)에서 리테이닝 링(200)이 조금이라도 이격되는 경우에는 외부 공기가 메인 유로(120)로 유입되어 그 공기압이 변화하고, 공기압의 변화에 의해 리테이닝 링(200)의 이격 또는 탈락 여부를 감지할 수 있다. 알람은 공기압의 변화를 경보음, 디스플레이 장치 등을 통해 작업자에게 알리거나, 곧바로 연마 공정을 중단시키도록 한다.
연결홀(140)은 헤드 본체(100) 외주를 따라 복수개가 소정간격으로 배치되므로, 헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200) 접촉면 중 어느 일 부분에서라도 이격이 발생하는 경우 메인 유로(120)에서의 공기압 변화에 의해 이를 감지할 수 있다. 예를 들면, 메인 유로(120)와 직접적으로 연통되는 연결홀(140a)이 아니라, 연결 유로(150)를 통해 연통되는 연결홀(140b)이 존재하는 구역의 접촉면에서의 이격이 발생하면, 외부 공기가 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100)의 바닥면 사이의 공간으로 유입되고, 연결홀(140b)와 체결부재(300) 사이의 틈을 따라 이동하여 보조 유로(130b)를 통해(경로 E) 연결 유로(150)로 들어가고, 다시 연결 유로(150)를 거쳐(경로 F) 보조 유로(130a)를 통해 메인 유로(120)에 합류한다. 이와 같은 경로를 통해 외부 공기가 메인 유로(120)로 유입되어 메인 유로(120)의 공기압에 변화가 발생하고, 압력 센서에서는 이러한 공기압의 변화를 감지하여 알람에 알린다.
한편, 제1 변형예에서는 캐리어 헤드의 회전에 따른 진동에 의해 헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200)을 결속시키는 체결부재(300)의 결합이 풀리는 경우가 발생하면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200) 사이에 이격 공간이 발생되어 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100) 사이의 하부 실링(210)에 의한 밀봉이 해제된다. 이때 외부 공기가 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100) 사이의 이격 공간으로 유입되고(경로 B), 연결홀(140a)와 체결부재(300) 사이의 틈을 따라(경로 C) 이동하여 보조 유로(130a)를 통해(경로 D) 메인 유로(120)로 들어가게 된다(경로 G).
제1 변형예에서도 연결홀(140)이 헤드 본체(100) 외주를 따라 복수개가 소정간격으로 배치되는 경우, 헤드 본체(100)와 리테이닝 링(200) 접촉면 중 어느 일 부분에서라도 이격이 발생하면 메인 유로(120)에서의 공기압 변화에 의해 이를 감지할 수 있는데, 이는 상술한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제2 변형예에서는 리테이닝 링(200)이 헤드 본체(100)의 바닥면으로부터 이격되면, 리테이닝 링(200)과 헤드 본체(100) 사이의 하부 씰링부(210)에 의한 밀봉이 해제된다. 이 때 외부 공기가 리테이닝 링(200)이 헤드 본체(100)의 바닥면 사이의 공간으로 유입되고, 연결홀(145)과 보조 유로(130a)를 순차적으로 통과하여 메인 유로(120)에 합류한다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 다양한 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : 헤드 본체 110 : 멤브레인 어셈블리
120 : 메인 유로 130 : 보조 유로
140 : 연결홀 145 : 연결홀
150 : 연결유로 160 : 매니폴드 어셈블리
200 : 리테이닝 링 210 : 보호패드
300 : 체결부재 400 : 커버

Claims (10)

  1. 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드로서,
    몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와;
    상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링과;
    상기 헤드 본체의 상면에 결합되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 커버를 포함하는 캐리어 헤드.
  2. 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드로서,
    몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와;
    상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부를 폐쇄시키는 리테이닝 링과;
    상기 연결홀을 통하여 체결되어 상기 리테이닝 링을 헤드 본체에 밀착시키는 체결부재를 포함하고,
    상기 체결부재는 상부 영역의 외주면에 상기 연결홀의 상부 영역 내주면에 밀착되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 내부 실링이 구비되는 캐리어 헤드.
  3. 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드로서,
    몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부의 바닥면으로 개구되면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와;
    상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링을 포함하는 캐리어 헤드.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 본체에는 상기 복수의 연결홀에 각각 연통되는 복수개의 보조 유로와, 상기 복수개의 보조 유로를 연통시키는 연결 유로가 형성되는 캐리어 헤드.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 본체와 리테이닝 링 사이에 배치되어 상기 연결홀의 접촉면 둘레를 밀봉시키는 하부 실링을 포함하는 캐리어 헤드.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버와 헤드 본체 사이에 배치되어 상기 연결홀의 접촉면 둘레를 밀봉시키는 연결홀 실링과, 상기 헤드 본체와 커버의 접촉면 가장자리를 밀봉시키는 상부 실링을 포함하는 캐리어 헤드.
  7. 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드 유닛으로서,
    몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와;
    상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링과;
    상기 헤드 본체의 상면에 결합되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 커버와;
    상기 메인 유로의 공기압을 감지하는 압력 센서가 구비되고, 상기 압력 센서에서 감지되는 공기압의 변화를 알리는 알람이 구비되는 제어부를 포함하고,
    상기 리테이닝 링의 결합상태 변화에 따라 상기 연결홀에서 발생되는 공기압 누출현상을 상기 제어부에서 감지하는 캐리어 헤드 유닛.
  8. 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드 유닛으로서,
    몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부를 상하로 관통하면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와;
    상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부를 폐쇄시키는 리테이닝 링과;
    상기 연결홀을 통하여 체결되어 상기 리테이닝 링을 헤드 본체에 밀착시키고, 상부 영역의 외주면에는 상기 연결홀의 상부 영역 내주면에 밀착되어 상기 연결홀의 상부 영역을 폐쇄시키는 내부 실링이 구비되는 체결부재와;
    상기 메인 유로의 공기압을 감지하는 압력 센서가 구비되고, 상기 압력 센서에서 감지되는 공기압의 변화를 알리는 알람이 구비되는 제어부를 포함하고,
    상기 리테이닝 링의 결합상태 변화에 따라 상기 연결홀에서 발생되는 공기압 누출현상을 상기 제어부에서 감지하는 캐리어 헤드 유닛.
  9. 공기의 흡입력을 이용하여 기판을 고정시키는 캐리어 헤드 유닛으로서,
    몸체의 중앙부에는 하부 방향으로 개구되어 기판이 수용되는 수용공간이 형성되고, 몸체의 가장자리에는 상기 수용공간의 측부를 둘러싸는 하우징부가 형성되며, 몸체를 관통하여 상기 수용공간으로 연통되는 메인 유로가 형성되고, 상기 하우징부의 바닥면으로 개구되면서 상기 메인 유로에 연통되는 복수의 연결홀이 형성되는 헤드 본체와;
    상기 헤드 본체에 형성된 하우징부의 바닥면에 결합되어 상기 연결홀의 하부 영역을 폐쇄시키는 리테이닝 링과;
    상기 메인 유로의 공기압을 감지하는 압력 센서가 구비되고, 상기 압력 센서에서 감지되는 공기압의 변화를 알리는 알람이 구비되는 제어부를 포함하고,
    상기 리테이닝 링의 결합상태 변화에 따라 상기 연결홀에서 발생되는 공기압 누출현상을 상기 제어부에서 감지하는 캐리어 헤드 유닛.
  10. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 본체에는 상기 복수의 연결홀에 각각 연통되는 복수개의 보조 유로와, 상기 복수개의 보조 유로를 연통시키는 연결 유로가 형성되는 캐리어 헤드 유닛.
KR1020110005496A 2011-01-19 2011-01-19 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛 KR101104824B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110005496A KR101104824B1 (ko) 2011-01-19 2011-01-19 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛
US13/353,754 US9162342B2 (en) 2011-01-19 2012-01-19 Carrier head and carrier head unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110005496A KR101104824B1 (ko) 2011-01-19 2011-01-19 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101104824B1 true KR101104824B1 (ko) 2012-01-16

Family

ID=45614136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110005496A KR101104824B1 (ko) 2011-01-19 2011-01-19 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9162342B2 (ko)
KR (1) KR101104824B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200465446Y1 (ko) 2012-09-09 2013-02-19 전용준 캐리어 헤드 하우징과 보유 링 간의 결합 상태 점검 기능을 갖는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드
KR20190059040A (ko) * 2017-11-22 2019-05-30 주식회사 케이씨텍 캐리어 및 이를 포함하는 화학 기계적 연마 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9227297B2 (en) * 2013-03-20 2016-01-05 Applied Materials, Inc. Retaining ring with attachable segments
US9878421B2 (en) * 2014-06-16 2018-01-30 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing retaining ring with integrated sensor
US11282755B2 (en) * 2019-08-27 2022-03-22 Applied Materials, Inc. Asymmetry correction via oriented wafer loading
US20230129597A1 (en) * 2021-10-27 2023-04-27 Sch Power Tech Co., Ltd. Retaining Ring for Wafer Polishing
CN116117686A (zh) * 2021-11-15 2023-05-16 成都高真科技有限公司 晶圆抓取装置、抛光设备及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010008630A (ko) * 1999-07-02 2001-02-05 윤종용 화학적-기계적 폴리싱 장치 및 방법
KR20010046755A (ko) * 1999-11-15 2001-06-15 윤종용 반도체 연마 공정용 연마 헤드
JP2003179014A (ja) * 2001-12-12 2003-06-27 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ研磨装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6398621B1 (en) * 1997-05-23 2002-06-04 Applied Materials, Inc. Carrier head with a substrate sensor
JPH11226865A (ja) * 1997-12-11 1999-08-24 Speedfam Co Ltd キャリア及びｃｍｐ装置
US5989444A (en) * 1998-02-13 1999-11-23 Zywno; Marek Fluid bearings and vacuum chucks and methods for producing same
US6602380B1 (en) * 1998-10-28 2003-08-05 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for releasably attaching a polishing pad to a chemical-mechanical planarization machine
US6272902B1 (en) * 1999-01-04 2001-08-14 Taiwan Semiconductor Manufactoring Company, Ltd. Method and apparatus for off-line testing a polishing head
US6241825B1 (en) * 1999-04-16 2001-06-05 Cutek Research Inc. Compliant wafer chuck
US6241593B1 (en) * 1999-07-09 2001-06-05 Applied Materials, Inc. Carrier head with pressurizable bladder
CN104044057B (zh) * 2004-11-01 2017-05-17 株式会社荏原制作所 抛光设备
JP2007158201A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Nippon Seimitsu Denshi Co Ltd Ｃｍｐ装置のリテーナリング
JP4827569B2 (ja) * 2006-03-23 2011-11-30 大日本スクリーン製造株式会社 基板支持構造とこれを用いた熱処理装置と基板支持構造に用いられるシート状物と基板支持構造の製造方法
JP4814677B2 (ja) * 2006-03-31 2011-11-16 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010008630A (ko) * 1999-07-02 2001-02-05 윤종용 화학적-기계적 폴리싱 장치 및 방법
KR20010046755A (ko) * 1999-11-15 2001-06-15 윤종용 반도체 연마 공정용 연마 헤드
JP2003179014A (ja) * 2001-12-12 2003-06-27 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ研磨装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200465446Y1 (ko) 2012-09-09 2013-02-19 전용준 캐리어 헤드 하우징과 보유 링 간의 결합 상태 점검 기능을 갖는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드
KR101372193B1 (ko) 2012-09-09 2014-03-25 전용준 캐리어 헤드 하우징과 보유 링 간의 결합 상태 점검 기능을 갖는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드 및 이를 이용한 감시방법
KR20190059040A (ko) * 2017-11-22 2019-05-30 주식회사 케이씨텍 캐리어 및 이를 포함하는 화학 기계적 연마 장치
KR102459834B1 (ko) * 2017-11-22 2022-10-28 주식회사 케이씨텍 캐리어 및 이를 포함하는 화학 기계적 연마 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US9162342B2 (en) 2015-10-20
US20120184189A1 (en) 2012-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101104824B1 (ko) 캐리어 헤드 및 캐리어 헤드 유닛
US6398621B1 (en) Carrier head with a substrate sensor
US6244932B1 (en) Method for detecting the presence of a substrate in a carrier head
KR20010051781A (ko) 기판 감지기를 가지는 캐리어 헤드
US9227297B2 (en) Retaining ring with attachable segments
KR20020073440A (ko) 폴리싱 장치
EP1568074B1 (en) Carrier head for chemical mechanical polishing apparatus
US11536385B2 (en) Fluid control device
CN103889656A (zh) 具有复合塑胶部分的载体头部
CN102172888B (zh) 一种抛光头
KR20010030213A (ko) 연마 헤드, 이것을 이용한 연마 장치, 및 연마 상태 검출방법
US20190148160A1 (en) Clog detection in a multi-port fluid delivery system
KR101372193B1 (ko) 캐리어 헤드 하우징과 보유 링 간의 결합 상태 점검 기능을 갖는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드 및 이를 이용한 감시방법
JP6675879B2 (ja) 基板処理装置及び制御方法
JP6190286B2 (ja) 基板保持装置および研磨装置
JP2003071705A (ja) 化学機械研磨装置
TWI832059B (zh) 基板處理裝置及其控制方法
KR100743454B1 (ko) 화학적 기계적 연마장비의 연마 종점 검출장치
JP2015095553A (ja) 部品実装装置および部品実装方法
KR101417393B1 (ko) 진공 필터 유닛 및 이를 포함하는 전자 소자 픽업 장치
US20230268194A1 (en) Substrate processing apparatus, and waterproofing device for acoustic sensor
KR20190120294A (ko) 유체 제어 기기 및 센서 보유지지 부재
KR20080013161A (ko) 화학 기계적 연마장치의 연마헤드
JP2017187311A (ja) リーク検査装置
KR101206777B1 (ko) 캐리어 헤드

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141125

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151020

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200109

Year of fee payment: 9