KR101455310B1 - Retainner Ring of Chemical Mechanical Polishing Apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에 관한 것으로, 합성수지재의 외피 링부재의 내부에 금속재인 삽입 링부재가 삽입된 접촉 링체에 금속재인 장착 링부재를 결합시켜 구성함으로써, 상기 접촉 링체가 합성수지재만으로 형성된 것에 비해 상기 장착 링체의 크기를 줄일 수 있고, 기설정된 중량 이상으로 제조함에 있어 제조비용이 저렴하며 연마 패드에 접촉되어 마모되는 접촉 링체만 교체하여 사용이 가능하다.The present invention relates to a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus, in which a ring member, which is a metal material, is joined to a contact ring body in which an insert ring member, which is a metal material, is inserted into an outer ring member of a synthetic resin material, It is possible to reduce the size of the mounting ring body and to use only the contact ring body which is inexpensive to manufacture at a predetermined weight or more and which is worn in contact with the polishing pad.

Description

화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링{Retainner Ring of Chemical Mechanical Polishing Apparatus}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus,

본 발명은 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에 관한 것으로 더 상세하게는 웨이퍼를 화학적 기계 연마 장치로 연마할 때 상기 웨이퍼를 수용하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에 관한 것이다. Technical Field The present invention relates to a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus, and more particularly to a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus that receives the wafer when the wafer is polished by a chemical mechanical polishing apparatus.

일반적으로 반도체 웨이퍼는 화학적 기계 연마 장치(Chemical Mechanical Polishing, CMP)에 의해 표면 평탄화 작업을 거치게 된다.Generally, a semiconductor wafer is subjected to surface planarization by chemical mechanical polishing (CMP).

상기 화학적 기계 연마 장치는 화학적 작용과 물리적 작용을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 도포된 산화막이나 금속 박막을 연마하여 평탄화 또는 제거 하는 장치이다.The chemical mechanical polishing apparatus is an apparatus for polishing or removing an oxide film or a thin metal film applied on a semiconductor wafer by using a chemical action and a physical action.

상기 화학적 기계 연마 장치는 도 1에서 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(7)를 수용하는 웨이퍼 수용부가 하부면에 형성되며 모터에 연결되어 회전하는 연마 헤드(5)와, 상기 연마 헤드(5)의 하부에 배치되며 상기 연마 헤드(5)에 수용된 반도체 웨이퍼(7)의 표면을 연마하는 연마 패드(6)와, 상기 연마 패드(6)에 화학적 연마제를 공급하는 연마제 공급부를 포함한다.As shown in FIG. 1, the chemical mechanical polishing apparatus includes a polishing head 5 formed on a lower surface of a lower surface of a wafer receiving portion for accommodating a semiconductor wafer 7 and connected to a motor, A polishing pad 6 disposed on the polishing head 6 for polishing the surface of the semiconductor wafer 7 housed in the polishing head 5 and an abrasive supply part for supplying a chemical polishing agent to the polishing pad 6. [

그리고, 상기 연마 헤드(5)는 하부면에 웨이퍼 수용부를 형성하는 리테이너 링(1)이 장착된다.The polishing head 5 is mounted on the lower surface thereof with a retainer ring 1 forming a wafer receiving portion.

즉, 상기 반도체 웨이퍼(7)는 상기 연마 헤드(5)의 수용부 내에서 화학적 기계적 연마 작업 중에 외주면이 상기 리테이너 링(1)의 내주면에 걸려 이탈되지 않게 되는 것이다.That is, the outer circumferential surface of the semiconductor wafer 7 is not caught by the inner circumferential surface of the retainer ring 1 during the chemical mechanical polishing operation in the accommodating portion of the polishing head 5, and is not released.

그리고 상기 연마제 공급부에 의해 상기 연마 패드로 공급된 화학적 연마제인 슬러리(Slurry)는 상기 접촉 링체(1b)의 연마제 공급홈을 통해 반도체 수용부 내로 공급되어 반도체 웨이퍼의 표면을 산화시키는 것이다.A slurry, which is a chemical abrasive supplied to the polishing pad by the abrasive supply part, is supplied into the semiconductor accommodating part through the abrasive supply grooves of the contact ring body 1b to oxidize the surface of the semiconductor wafer.

상기 화학적 기계 연마 장치는 상기 슬러리에 의한 화학적 산화 작용과, 상기 연마 헤드 및 연마 패드가 회전하면서 상기 연마 패드에 접촉된 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 작용을 반복하면서 반도체 웨이퍼의 표면을 균일하게 평탄화하는 것이다.The chemical mechanical polishing apparatus uniformly flattens the surface of the semiconductor wafer while repeating a chemical oxidizing action by the slurry and a polishing action of polishing the surface of the semiconductor wafer contacted with the polishing pad while rotating the polishing head and the polishing pad .

상기 리테이너 링(1)은 상기 연마 헤드(5)의 캐리어에 장착되는 장착 링체(1a)와, 상기 장착 링체(1a)의 하부에 결합되고, 하부면에 이격된 복수의 연마제 공급홈이 형성되며 상기 연마 패드(6)에 접촉되는 접촉 링체(1b)를 포함한다.The retainer ring 1 has a mounting ring body 1a to be mounted on the carrier of the polishing head 5 and a plurality of abrasive supply grooves which are coupled to the lower portion of the mounting ring body 1a and are spaced apart from the lower surface And a contact ring body 1b contacting the polishing pad 6. [

상기 장착 링체(1a)와 접촉 링체(1b)는 본딩재를 이용한 본딩(bonding)에 의해 결합되어 일체화되는 것이다. The mounting ring body 1a and the contact ring body 1b are integrally joined by bonding using a bonding material.

상기 장착 링체(1a)는 스테인레스(SUS) 강과 같은 금속재로 제조되며, 상기 접촉 링체는 엔지니어링 플라스틱재로 제조되는 것이다. The mounting ring body 1a is made of a metal material such as stainless steel (SUS) steel, and the contact ring body is made of an engineering plastic material.

상기 리테이너 링은 장착되는 화학적 기계 연마 장치의 종류에 따라 다양한 규격으로 제조되며, 해당 화학적 기계 연마 장치의 규격에 맞도록 제조되어 사용된다. The retainer ring is manufactured in various sizes according to the type of the chemical mechanical polishing apparatus to be mounted, and is manufactured and used in conformity with the specifications of the chemical mechanical polishing apparatus.

근래에 들어 화학적 기계 연마 장치에서는 연마 헤드(5)에 안정적으로 견고하게 장착이 가능하고, 연마 패드와의 접촉에 따른 진동이 최소화되도록 기설정된 중량 또는 높이를 가지는 리테이너 링을 요구하고 있다.In recent years, in the chemical mechanical polishing apparatus, a retainer ring having a predetermined weight or height has been demanded so that it can be stably and firmly mounted on the polishing head 5 and vibration caused by contact with the polishing pad is minimized.

상기 리테이너 링(1)은 기설정된 중량과 높이를 가지는 규격을 맞추기 위해 도 2에서 도시된 바와 같이 전체 리테이너 링의 두께에서 금속재로 제조되는 상기 장착 링체(1a)의 두께를 증대시켜 제조하고 있다.The retainer ring 1 is manufactured by increasing the thickness of the mounting ring body 1a made of a metallic material in the thickness of the entire retainer ring as shown in Fig. 2 in order to meet specifications having predetermined weights and heights.

그러나, 상기 리테이너 링(1)은 금속재로 제조되는 상기 장착 링체(1a)에만 볼트가 체결되어 상기 연마 헤드(5)에 장착되므로 상기 접촉 링체(1a)가 본딩된 부분의 접착력이 약해져 반도체 웨이퍼(7)를 안정적으로 지지하지 못해 반도체 웨이퍼(7)의 표면에 스크래치를 발생시키고, 심한 경우 반도체 웨이퍼(7)가 화학적 기계적 연마 작업 중 깨지는(Broken) 사고가 자주 발생하는 문제점이 있었던 것이다.However, since the retainer ring 1 is bolted to only the mounting ring body 1a made of a metal material and mounted on the polishing head 5, the adhesive force of the portion to which the contact ring body 1a is bonded is weakened, 7 of the semiconductor wafers 7 can not be stably supported and scratches are generated on the surface of the semiconductor wafers 7, and in a severe case, breakage of the semiconductor wafers 7 frequently occurs during chemical mechanical polishing operations.

또 상기 리테이너 링(1)은 작동 중 상기 장착 링체(1a)와 상기 접촉 링체(1b)의 본딩 시 유출된 내, 외주면으로 본딩재가 유출되는 경우가 빈번하고, 유출된 본딩재가 연마 작업 중 굳어 이탈되면서 반도체 웨이퍼(7)의 표면에 스크래치를 발생시키는 경우가 빈번히 발생하였던 것이다.In addition, the retainer ring 1 is frequently exposed to the inner and outer surfaces of the retainer ring 1 that are leaked out during bonding of the mounting ring body 1a and the contact ring body 1b during operation, The surface of the semiconductor wafer 7 is frequently scratched.

상기 리테이너 링(1)은 기설정된 중량과 높이를 가지도록 하기 위해 상기 금속재의 상기 장착 링체(1a)의 두께가 상기 접촉 링체(1a)에 비해 매우 두껍고 상기 접촉 링체(1a)의 두께를 증대시키는 데 한계가 있으므로 상기 장착 링체(1a)와 상기 접촉 링체(1a)의 볼트 체결이 불가능한 문제점이 있는 것이다.The retainer ring 1 is formed so that the thickness of the mounting ring body 1a of the metallic material is much thicker than that of the contact ring body 1a and the thickness of the contact ring body 1a is increased There is a problem that bolts can not be fastened between the mounting ring body 1a and the contact ring body 1a.

이는 상기 장착 링체(1a)와 상기 접촉 링체(1a)를 볼트 체결하는 경우 상기 상기 장착 링체(1a)의 상부에서 하부로 볼트가 관통되어 볼트의 단부가 상기 접촉 링체(1b)에 삽입되어 체결되어야 하는데, 볼트의 단부가 접촉 링체(1b)에 삽입되는 경우 연마 중 접촉 링체(1b)의 마모 가능 두께가 얇아져 연마 중 볼트의 단부가 접촉 링체(1b)의 하부면으로 돌출되는 사고가 발생될 수 있다.When the mounting ring body 1a and the contact ring body 1a are bolted to each other, bolts are passed downward from the upper portion of the mounting ring body 1a, and the ends of the bolts are inserted into the contact ring body 1b and fastened When the end portion of the bolt is inserted into the contact ring body 1b, the abradable thickness of the contact ring body 1b during polishing becomes thin, and an accident that the end portion of the bolt protrudes to the lower face of the contact ring body 1b during polishing may occur have.

또한, 이를 방지하기 위해서는 상기 접촉 링체(1b)의 두께를 증대시켜야 하는데 이 경우 기설정된 높이를 맞추기가 어려운 문제가 있는 것이다.In order to prevent this, the thickness of the contact ring body 1b must be increased. In this case, however, it is difficult to adjust the height of the contact ring body 1b.

즉, 상기한 바와 같이 종래의 리테이너 링(1)은 기설정된 중량과 높이를 가지도록 하기 위해 상기 장착 링체(1a)와 상기 접촉 링체(1b)를 본딩으로 접합하여 고정할 수 밖에 없는 것이다.That is, as described above, the conventional retainer ring 1 has to be fixed by bonding the mounting ring body 1a and the contact ring body 1b in order to have a predetermined weight and height.

또한, 상기 리테이너 링(1)은 상기 접촉 링체(1b)의 마모로 인해 주기적으로 교체해야하는데 마모된 상기 접촉 링체(1b)가 본딩 결합되어 상기 접촉 링체(1b)만 분리하여 교체하고, 상기 장착 링체(1a)를 재활용하는 것이 사실상 불가능한 문제점이 있었던 것이다.The retainer ring 1 should be periodically replaced due to wear of the contact ring body 1b. The contact ring body 1b thus worn is bonded and bonded so that only the contact ring body 1b is detached and replaced. It is practically impossible to recycle the ring body 1a.

국내특허공개 제10-2003-0001526호 '화학 기계 연마용 다층 유지링' (2003년 1월 6일 공개)Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0001526 'Multilayer Retaining Ring for Chemical Mechanical Polishing' (Published January 6, 2003)

본 발명의 목적은 기설정된 중량 또는 높이를 가지며 안정적인 연마 작업이 가능한 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus which has a predetermined weight or height and is capable of a stable polishing operation.

이러한 본 발명의 과제는, 화학적 기계 연마 장치에 장착되며 내부에 웨이퍼가 수용되어 상기 웨이퍼를 감싸는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링이며,The object of the present invention is a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus which is mounted on a chemical mechanical polishing apparatus and in which a wafer is accommodated and which surrounds the wafer,

화학적 기계 연마 장치에 장착되며 금속 재질로 제조되는 장착 링체; A mounting ring body mounted on the chemical mechanical polishing apparatus and made of a metal material;

상기 장착 링체의 하부면에 결합되는 접촉 링체를 포함하며,And a contact ring body coupled to a lower surface of the mounting ring body,

상기 접촉 링체는, 금속재질의 삽입 링부재; 및 Wherein the contact ring body comprises: an insert ring member made of a metal; And

합성수지재로 내부에 상기 삽입 링부재가 내장되게 상기 삽입 링부재의 둘레를 감싸는 외피 링부재를 포함한 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링을 제공함으로써 해결된다.And a retaining ring of a chemical mechanical polishing apparatus including an outer ring member which surrounds the periphery of the insertion ring member so that the insertion ring member is embedded in the synthetic resin material.

본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 기설정된 중량과 높이에 대한 규격을 동시에 만족하며, 화학적 기계 연마 장치에 견고하게 장착되고 안정적이고 효율적인 연마 작업을 가능하게 하는 효과가 있다. The retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention satisfies the specifications for predetermined weight and height at the same time, and is firmly mounted on the chemical mechanical polishing apparatus and enables a stable and efficient polishing operation.

본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 화학적 기계 연마 장치에 장착되는 링체를 재사용하고, 연마 패드에 접촉되어 마모되는 링체만 교체하여 사용이 가능하므로 소모품인 리테이너 링의 교체 시 소요되는 비용을 절감하도록 하는 효과가 있고, 상품성이 증대되는 효과가 있다. The retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention can be used by reusing the ring body mounted on the chemical mechanical polishing apparatus and by replacing only the worn ring body in contact with the polishing pad so that the cost of replacing the retainer ring as a consumable item There is an effect of reducing the cost of the product, and an effect of increasing the commerciality.

도 1은 종래 리테이너 링이 장착된 연마 헤드를 개략적으로 도시한 단면도
도 2는 종래 리테이너 링을 도시한 요부 확대 단면 사시도
도 3은 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링을 도시한 분해 사시도
도 4는 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링을 도시한 요부 확대 단면 사시도
도 5는 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에서 삽입 링부재를 도시한 사시도
도 6은 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링을 도시한 평면도
도 7은 도 6의 A - A'단면도
도 8은 도 6의 B-B' 단면도1 is a cross-sectional view schematically showing a polishing head having a conventional retainer ring mounted thereon
Fig. 2 is a perspective view of the main part of the conventional retainer ring
3 is an exploded perspective view showing the retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.
Fig. 4 is an enlarged cross-sectional perspective view showing the retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention
5 is a perspective view showing the insertion ring member in the retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.
6 is a plan view showing the retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line A-A '
8 is a cross-sectional view taken along the line BB '

본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 화학적 기계 연마 장치에 장착되며 내부에 웨이퍼가 수용되어 상기 웨이퍼를 감싸는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에 관한 것이다. The present invention relates to a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus which is mounted on a chemical mechanical polishing apparatus and in which a wafer is received and which surrounds the wafer.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치에 장착되는 장착 링체(10)와, 상기 장착 링체(10)의 하부면에 결합되는 접촉 링체(20)를 포함한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the apparatus includes a mounting ring body 10 mounted on a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, and a contact ring body 20 coupled to a lower surface of the mounting ring body 10.

상기 장착 링체(10)는 화학적 기계 연마 장치의 헤드에 장착되는 것으로, 금속 재질로 제조되며 SUS 재질인 것을 일 예로 한다. 상기 장착 링체(10)는 금속 재질로 형성되어 헤드에 견고하게 장착되며, 해당 화학적 기계 연마 장치에서 요구하는 규격의 중량 및 강성을 확보할 수 있도록 한다.The mounting ring body 10 is mounted on the head of the chemical mechanical polishing apparatus and is made of a metal material and made of SUS. The mounting ring body 10 is made of a metal material and is firmly mounted on the head so that the weight and rigidity of the standard required by the chemical mechanical polishing apparatus can be ensured.

또한, 상기 장착 링체(10)의 하부에는 하부면이 화학적 기계 연마 장치의 연마 패드에 접촉되는 접촉 링체(20)가 결합된다. 상기 접촉 링체(20)의 하부면에는 링의 내부로 연마제를 공급하는 연마제 공급홈이 형성된다. 상기 연마제 공급홈은 상기 접촉 링체(20)의 하부면에 이격되게 복수로 형성되어 상기 접촉 링체(20)의 내부 즉, 상기 웨이퍼가 수용된 상기 접촉 링체(20)의 내주면 안쪽으로 연마제를 안정적으로 원활하게 공급한다.A lower portion of the mounting ring body 10 is joined with a contact ring body 20 whose lower surface is in contact with the polishing pad of the chemical mechanical polishing apparatus. On the lower surface of the contact ring body 20, an abrasive supply groove for supplying an abrasive to the inside of the ring is formed. The abrasive supply grooves are formed in plural numbers so as to be spaced apart from the lower surface of the contact ring body 20 so as to stably and smoothly move the abrasive agent inside the contact ring body 20, that is, inside the inner peripheral surface of the contact ring body 20, .

상기 접촉 링체(20)는, 금속 재질의 삽입 링부재(21)와, 상기 삽입 링부재(21)의 둘레를 감싸는 합성수지재의 외피 링부재(22)를 포함한다. 상기 삽입 링부재(21)는 상기 외피 링부재(22)의 내부로 내장된다. 즉, 상기 외피 링부재(22)는 상기 삽입 링부재(21)가 외부로 노출되지 않도록 상기 삽입 링부재(21)의 둘레를 감싼다. The contact ring body 20 includes an insert ring member 21 made of a metal and an outer ring member 22 made of a synthetic resin material surrounding the insertion ring member 21. The insertion ring member (21) is embedded in the inside of the outer ring member (22). That is, the outer ring member 22 surrounds the insertion ring member 21 so that the insertion ring member 21 is not exposed to the outside.

도시하지는 않았지만, 상기 접촉 링체(20)는 금형 내에 상기 삽입 링부재(21)를 삽입한 후 금형 내에 외피 링부재(22)를 형성하는 용융된 외피재를 주입하고, 냉각시킴으로써 제조되는 것을 일 예로 한다. 상기 접촉 링체(20)는 상기 삽입 링부재(21)를 외측 둘레로 빈 공간이 형성되게 금형 내에 배치시킨 후 상기 금형 내로 상기 외피재를 주입하여 채우고 외피재를 냉각시키면 상기 삽입 링부재(21)의 둘레를 상기 외피 링부재(22)로 감싸는 형태로 제조되는 것이다. Although not shown, the contact ring body 20 is manufactured by inserting a molten sheath material for inserting the insert ring member 21 into the metal mold and forming the sheath ring member 22 in the metal mold, do. The contact ring body 20 is formed by arranging the insertion ring member 21 in the mold such that an empty space is formed around the outer circumference of the insertion ring member 21, Is wrapped around the outer ring member (22).

상기 금형 내에서 상기 삽입 링부재(21)는 금형 내에 돌출된 돌기에 결합되어 외측 둘레로 빈공간이 형성되게 배치될 수 있고, 별도의 장착용 링을 결합시켜 상기 장착용 링을 금형 내의 홈에 결합시켜 외측 둘레로 빈공간이 형성되게 배치될 수 있다.In the mold, the insertion ring member (21) can be arranged so as to be coupled to a protrusion projected in the mold and to form an empty space around the outer circumference, and a separate mounting ring is coupled to the insertion ring member And can be arranged so as to form an empty space around the outer periphery.

상기 삽입 링부재(21)는 금속 재질로 제조되어 완성된 리테이너 링의 중량 및 강성을 확보하고 기설정된 규격의 높이로 제조 가능하게 한다. 상기 삽입 링부재(21)는 SUS 재질인 것을 일 예로 한다. The insertion ring member 21 is made of a metal material to ensure the weight and rigidity of the finished retainer ring and to be manufactured with a predetermined standard height. The insertion ring member 21 is made of SUS material.

상기 외피 링부재(22)는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)인 것을 일 예로 하며, 폴리페닐설파이드(PPS), 폴리아미드, 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리카보네이트, 아세탈, 폴리에테르아미드(PEI), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸린테레프탈레이트(PET) 등과 같은 공지의 엔지니어링 플라스틱 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있음을 밝혀둔다.The outer shell ring member 22 is made of polyether ether ketone (PEEK), and examples thereof include polyphenylsulfide (PPS), polyamide, polybenzimidazole (PBI), polycarbonate, acetal, polyetheramide (PEI) , Polybutylene terephthalate (PBT), polyethyleneterephthalate (PET), and the like can be selected and used.

본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)를 결합시키는 볼트부재(30)를 더 포함한다. 상기 볼트부재(30)는 상기 장착 링체(10)를 관통하여 상기 접촉 링체(20)에 체결되며, 상기 접촉 링체(20)에서 상기 삽입 링부재(21)에 체결되는 것이 바람직하다. 상기 볼트부재(30)는 금속재인 상기 삽입 링부재(21)에 체결되어 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)를 견고하게 결합시킬 수 있다. The retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention further includes a bolt member (30) for coupling the mounting ring body (10) and the contact ring body (20). It is preferable that the bolt member 30 is fastened to the contact ring body 20 through the mounting ring body 10 and is fastened to the insertion ring member 21 at the contact ring body 20. The bolt member 30 is fastened to the insertion ring member 21 made of metal so that the mounting ring body 10 and the contact ring body 20 can be firmly engaged with each other.

상기 장착 링체(10)에는 상기 볼트부재(30)가 관통되는 복수의 볼트 구멍(11)이 형성되고, 상기 접촉 링체(20)에는 상기 외피 링부재(22)를 통과하여 상기 삽입 링부재(21)의 일부로 파여지며 상기 볼트부재(30)가 체결되는 볼트 체결홈(20a)이 형성된다.A plurality of bolt holes 11 through which the bolt member 30 passes are formed in the mounting ring body 10 and the insertion ring member 21 A bolt fastening groove 20a is formed in which the bolt member 30 is fastened.

상기 볼트부재(30)는 상기 볼트 구멍(11)을 관통하여 상기 볼트 체결홈(20a)에 체결된다. 상기 볼트 체결홈(20a)의 내주면에는 상기 볼트부재(30)가 체결되는 나사산이 형성된다. The bolt member 30 passes through the bolt hole 11 and is fastened to the bolt fastening groove 20a. A screw thread for fastening the bolt member 30 is formed on the inner circumferential surface of the bolt fastening groove 20a.

상기 볼트부재(30)는 금속재인 상기 장착 링체(10)를 금속재인 상기 삽입 링부재(21)에 체결시키므로, 상기 장착 링체(10)를 합성수지재인 접속 링체에 체결하는 경우에 비해 강한 힘으로 체결할 수 있고, 체결된 부분에서의 파손 및 변형이 방지된다. Since the bolt member 30 is fastened to the insertion ring member 21 made of metal so that the mounting ring body 10 is fastened to the connection ring body made of a synthetic resin material, And breakage and deformation in the fastened portion are prevented.

비교 예로 상기 접촉 링체(20)가 합성 수지재로만 제조된 경우 볼트로 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)를 강하게 체결하여 결합하면 체결된 부분에서의 파손 및 변형이 발생되므로 상기 접촉 링체(20)와 상기 장착 링체(10)의 사이에 본딩재를 도포하여 결합시켜야 한다. 그리고 기설정된 규격의 높이와 중량을 만족시키기 위해서는 합성 수지재로만 제조된 상기 접촉 링체(20)의 두께를 증대시키기 불가능하고 연마 시 상기 접촉 링체(20)의 사용 두께를 확보하기 위해서도 상기 접촉 링체(20)와 상기 장착 링체(10)를 서로 본딩으로 결합시킬 수 밖에 없다. 그런데, 상기한 바와 같이 상기 접촉 링체(20)와 상기 장착 링체(10)를 서로 본딩으로 결합시키는 경우, 상기 접촉 링체(20)가 상기 장착 링체(10)에 견고하게 결합되지 못해 연마 작업 중 상기 접촉 링체(20)가 연마 패드에 접촉되면서 유동이 발생되는 문제점이 있는 것이다. 그리고 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)의 사이에서 본딩재가 유출되는 경우 유출된 본딩재가 굳어 연마 작업 중 이탈되면서 웨이퍼의 표면에 스크래치를 발생시키는 경우가 빈번히 발생한다.In the comparative example, when the contact ring body 20 is made of a synthetic resin material, when the ring body 10 and the contact ring body 20 are tightly coupled with each other by bolts, A bonding material must be applied and joined between the ring body 20 and the mounting ring body 10. [ In order to satisfy the height and weight of the predetermined standard, it is impossible to increase the thickness of the contact ring body 20 made only of a synthetic resin material. In order to ensure the thickness of the contact ring body 20 during polishing, 20 and the mounting ring body 10 by bonding. However, when the contact ring body 20 and the mounting ring body 10 are bonded to each other by bonding as described above, the contact ring body 20 is not firmly coupled to the mounting ring body 10, There is a problem that the contact ring body 20 comes into contact with the polishing pad to generate a flow. In addition, when the bonding material flows out between the mounting ring body 10 and the contact ring body 20, the outflowed bonding material hardens and is often detached from the polishing operation to cause scratches on the surface of the wafer.

즉, 본 발명에 따른 화학적 기계 장치의 리테이너 링은 접촉 링체(20)가 합성 수지재로만 제조되는 경우에 비해 볼트부재(30)로 금속 재인 상기 장착 링체(10)와 상기 삽입 링부재(21)를 강하게 체결할 수 있어 상기 접촉 링체(20)와 상기 삽입 링부재(21)를 견고하게 결합시킨다. 따라서, 연마 작업 중 상기 접촉 링체(20)의 유동이 최소화되어 안정적이고 불량없는 작업이 가능하다. 또한, 상기 접촉 링체(20)와 상기 장착 링체(10)의 사이에 본딩재를 도포할 필요가 없어 연마 작업 중 굳은 본딩재가 이탈되면서 웨이퍼의 표면에 스크래치를 발생시키는 경우가 발생하지 않는다. 또한, 상기 삽입 링부재(21)의 하부로 상기 외피 링부재(22)의 두께를 확보할 수 있어 연마 시 마모되는 마모 두께를 확실하게 확보할 수 있다.In other words, the retainer ring of the chemical mechanical device according to the present invention is advantageous in that the retainer ring of the mounting ring body 10 and the insertion ring member 21, which are made of metal by the bolt member 30 as compared with the case where the contact ring body 20 is made of synthetic resin only, So that the contact ring body 20 and the insertion ring member 21 are firmly engaged with each other. Therefore, the flow of the contact ring body 20 during the polishing operation is minimized, and stable and defect-free operation is possible. In addition, it is not necessary to apply a bonding material between the contact ring body 20 and the mounting ring body 10, so that a hard bonding material is removed during the polishing operation, and scratches are not generated on the surface of the wafer. In addition, the thickness of the outer ring member 22 can be secured to the lower portion of the insertion ring member 21, and the thickness of the abrasion worn during polishing can be surely ensured.

한편, 도 5를 참고하면, 상기 삽입 링부재(21)에는 상, 하로 관통된 복수의 관통 구멍(21a)이 형성된다. 상기 관통 구멍(21a)은 상기 삽입 링부재(21)를 금형 내에 장착시키기 위한 장착 용핀이 결합되거나, 상기 삽입 링부재(21)를 상기 금형 내에 돌출된 돌기에 결합될 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 5, the insertion ring member 21 is formed with a plurality of through holes 21a penetrating upward and downward. The through hole 21a may be fitted with a mounting pin for mounting the insertion ring member 21 in the mold or may be coupled to the protrusion in the mold.

도 6을 참고하면, 상기 장착 링체(10)의 상부면에는 복수의 상기 볼트 결합 구멍 및 상기 장착 링체(10)를 화학적 기계 연마 장치의 헤드에 장착시키기 위한 복수의 장착 구멍(12)이 형성된다. 6, a plurality of bolt engagement holes and a plurality of mounting holes 12 for mounting the mounting ring body 10 on the head of the chemical mechanical polishing apparatus are formed on the upper surface of the mounting ring body 10 .

도 7을 참고하면, 상기 장착 구멍(12)의 내주면에는 헤드 장착 볼트가 체결되는 장착 나사부가 형성되며, 상기 관통 구멍(21a)에는 상기 외피 링부재(22)의 외피재가 채워지거나 상기 장착용 핀이 결합되어 막히게 된다. 상기 외피 링부재(22)에서 상기 관통 구멍(21a)에 채워진 부분에 장착 홈부(22a)가 형성되고, 상기 장착 구멍(12)은 상기 장착 홈부(22a)와 연통되게 형성되고, 더 바람직하게는 대응되는 위치에 형성되며 상기 장착 홈부(22a)의 중앙부에 형성되는 것을 일 예로 한다.7, a mounting threaded portion for fastening the head mounting bolt is formed on the inner circumferential surface of the mounting hole 12. The through hole 21a is filled with the sheath material of the sheath ring member 22, Are combined and clogged. A mounting groove portion 22a is formed at a portion of the outer ring member 22 that is filled in the through hole 21a and the mounting hole 12 is formed to communicate with the mounting groove portion 22a, And is formed at the center of the mounting groove portion 22a.

상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)는 상기 장착 링체(10)에 체결되고, 단부 일부분이 상기 접촉 링체(20)의 내부로 삽입되는 헤드 장착 볼트에 의해 화학적 기계 연마 장치의 헤드에 견고히 장착된다. 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)는 상기 헤드 장착 볼트에 의해 더 견고하게 결합되어 일체화 된다. The mounting ring body 10 and the contact ring body 20 are connected to the head of the chemical mechanical polishing apparatus by a head mounting bolt which is fastened to the mounting ring body 10 and a part of the end portion is inserted into the contact ring body 20 And is firmly mounted. The mounting ring body 10 and the contact ring body 20 are more firmly coupled and integrated by the head mounting bolt.

상기한 바와 같이 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)는 결합 시 상기 볼트 구멍(11)과, 상기 볼트 체결홈(20a)이 일치되어야 하고, 상기 장착 구멍(12)이 상기 장착 홈부(22a)에 일치되어야 한다.The bolt hole 11 and the bolt coupling groove 20a must be aligned with each other when the mounting ring body 10 and the contact ring body 20 are coupled to each other, (22a).

도 3 및 도 8을 참고하면, 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)의 결합 위치를 안내하는 결합 가이드부재(40)를 더 포함하는 것이 바람직하다.3 and 8, the retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention further includes a coupling guide member 40 for guiding a coupling position of the mounting ring body 10 and the contact ring body 20 .

상기 결합 가이드부재(40)는, 상기 장착 링체(10)의 하부면과 상기 접촉 링체(20)의 상부면 중 한 측에 돌출되는 복수의 가이드 돌기부(41); 및 The engagement guide member 40 includes a plurality of guide protrusions 41 protruding from one side of the lower surface of the mounting ring body 10 and the upper surface of the contact ring body 20; And

상기 장착 링체(10)의 하부면과 상기 접촉 링체(20)의 상부면 중 다른 측에 형성되며 상기 가이드 돌기부(41)가 삽입되는 복수의 가이드 홈부(42)를 포함한다.And a plurality of guide grooves 42 formed on the lower surface of the mounting ring body 10 and on the other side of the upper surface of the contact ring body 20 and into which the guide protrusions 41 are inserted.

상기 가이드 돌기부(41)는 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)와 별도로 제조되어 분리 가능하며, 상기 가이드 홈부(42)는 상기 장착 링체(10)의 하부면과 상기 접촉 링체(20)의 상부면에 각각 형성되어 상기 장착 링체(10)의 하부면과 상기 접촉 링체(20)의 상부면 중 어느 한 측에 결합시킨 상태에서 다른 한 측으로 결합하는 것을 일 예로 한다.The guide protrusion part 41 is separately manufactured and detachable from the mounting ring body 10 and the contact ring body 20 and the guide groove part 42 is formed between the lower surface of the mounting ring body 10 and the contact ring body 20 Are coupled to one side of the lower surface of the mounting ring body 10 and the upper surface of the contact ring body 20 and are coupled to the other side.

상기 가이드 돌기부(41)는 원주 방향에서 양 단부가 이격되는 원통 형상을 가지고, 이격된 양 단부에 서로 맞물리는 복수의 치(41a)가 돌출된다. 상기 가이드 돌기부(41)는 상기 원주 방향에서 이격된 부분을 통해 자체적으로 탄성을 가져 상기 가이드 홈부(42)에 견고하게 결합된다.The guide protrusion 41 has a cylindrical shape in which both end portions are spaced apart from each other in the circumferential direction, and a plurality of teeth 41a engaging with each other are protruded at the both ends. The guide protrusion 41 is resiliently attached to the guide groove 42 through a portion spaced apart from the circumferential direction.

즉, 상기 가이드 돌기부(41)는 원주 방향에서 양단부가 이격되어 직경이 좁아지면서 일부분이 상기 장착 링체(10)의 하부면과 상기 접촉 링체(20)의 상부면에 형성된 가이드 홈부(42)에 각각 결합된다.That is, the guide protrusions 41 are formed in the guide groove portions 42 formed on the lower surface of the mounting ring body 10 and the upper surface of the contact ring body 20, respectively, while the both ends of the guide protrusions 41 are spaced apart from each other in the circumferential direction, .

상기 가이드 돌기부(41)는 상기 가이드 홈부(42)에 결합된 후 상기 복수의 치(41a)가 맞물리면서 더 견고하게 결합되어 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)의 결합을 더 견고하게 한다. The guide protrusion 41 is coupled to the guide groove 42 and is then more firmly engaged with the plurality of teeth 41a so that the connection of the mounting ring body 10 and the contact ring body 20 is more secure do.

상기 가이드 돌기부(41)가 상기 가이드 홈부(42)에 삽입되도록 상기 장착 링체(10)와 상기 접촉 링체(20)를 결합시키면 상기 볼트 구멍(11)과, 상기 볼트 체결홈(20a)이 일치되고, 상기 장착 구멍(12)이 상기 장착 홈부(22a)에 일치된다. When the mounting ring body 10 and the contact ring body 20 are engaged so that the guide projection portion 41 is inserted into the guide groove portion 42, the bolt hole 11 and the bolt connecting groove 20a are aligned , The mounting hole 12 is aligned with the mounting groove portion 22a.

본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 금속재인 장착 링부재를 합성수지재의 외피 링부재(22)의 내부에 금속재인 삽입 링부재(21)가 삽입된 접촉 링체(20)에 결합시켜 구성함으로써, 상기 접촉 링체(20)가 합성수지재만으로 형성된 것에 비해 상기 장착 링체(10)의 크기를 줄일 수 있다.The retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention is constituted by attaching the mounting ring member made of metal to the contact ring body 20 into which the insert ring member 21 made of metal is inserted in the outer ring member 22 of the synthetic resin material , The size of the mounting ring body (10) can be reduced as compared with the case where the contact ring body (20) is formed only of synthetic resin material.

즉, 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 기설정된 중량과 높이에 대한 규격을 동시에 만족하며, 화학적 기계 연마 장치에 견고하게 장착되고 안정적이고 효율적인 연마 작업을 가능하게 한다. That is, the retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention satisfies the specifications for predetermined weight and height at the same time, and is firmly mounted on the chemical mechanical polishing apparatus and enables a stable and efficient polishing operation.

본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 화학적 기계 연마 장치에 장착되는 장착 링체(10)를 재사용하고, 연마 패드에 접촉되어 마모되는 접촉 링체(20)만 교체하여 사용이 가능하므로 소모품인 리테이너 링의 교체 시 소요되는 비용을 절감하도록 하고, 상품성이 증대된다.The retainer ring of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention can be used by reusing the mounting ring body 10 mounted on the chemical mechanical polishing apparatus and replacing only the contact ring body 20 which is abraded in contact with the polishing pad, It is possible to reduce the cost of replacing the ring and increase the commerciality.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

10 : 장착 링체 11 : 볼트 구멍
12 : 장착 구멍 20 : 접촉 링체
21 : 삽입 링부재 22 : 외피 링부재
30 : 볼트부재 40 : 결합 가이드부재
41 : 가이드 돌기부 42 : 가이드 홈부 10: mounting ring body 11: bolt hole
12: mounting hole 20: contact ring body
21: insertion ring member 22: sheath ring member
30: bolt member 40: engaging guide member
41: guide projection part 42: guide groove part

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 화학적 기계 연마 장치에 장착되며 내부에 웨이퍼가 수용되어 상기 웨이퍼를 감싸는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링이며,
화학적 기계 연마 장치에 장착되며 금속 재질로 제조되는 장착 링체;
상기 장착 링체의 하부면에 결합되는 접촉 링체;
상기 장착 링체와 상기 접촉 링체를 결합시키는 볼트부재를 포함하며,
상기 접촉 링체는, 금속재질의 삽입 링부재; 및
합성수지재로 내부에 상기 삽입 링부재가 내장되게 상기 삽입 링부재의 둘레를 감싸는 외피 링부재를 포함하고,
상기 장착 링체에는 상기 볼트부재가 관통되는 복수의 볼트 구멍이 형성되고,
상기 접촉 링체에는 상기 외피 링부재를 통과하여 상기 삽입 링부재의 일부로 파여지며 상기 볼트부재가 체결되는 볼트 체결홈이 형성되어 상기 볼트부재가 상기 삽입 링부재에 체결되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.A retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus mounted on a chemical mechanical polishing apparatus and having a wafer received therein and surrounding the wafer,
A mounting ring body mounted on the chemical mechanical polishing apparatus and made of a metal material;
A contact ring body coupled to a lower surface of the mounting ring body;
And a bolt member for coupling the attachment ring body and the contact ring body,
Wherein the contact ring body comprises: an insert ring member made of a metal; And
And a cover ring member which surrounds the insertion ring member with the insertion ring member being embedded in the synthetic resin material,
Wherein a plurality of bolt holes through which the bolt member passes are formed in the mounting ring body,
Wherein the bolt member is fastened to the insertion ring member by forming a bolt fastening groove through which the bolt member is fastened to the contact ring body by being passed through the sheath ring member and being part of the insertion ring member. Of the retainer ring. 화학적 기계 연마 장치에 장착되며 내부에 웨이퍼가 수용되어 상기 웨이퍼를 감싸는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링이며,
화학적 기계 연마 장치에 장착되며 금속 재질로 제조되는 장착 링체; 및
상기 장착 링체의 하부면에 결합되는 접촉 링체를 포함하며,
상기 접촉 링체는, 금속재질의 삽입 링부재; 및
합성수지재로 내부에 상기 삽입 링부재가 내장되게 상기 삽입 링부재의 둘레를 감싸는 외피 링부재를 포함하고,
상기 장착 링체의 상부면에는 상기 장착 링체를 화학적 기계 연마 장치의 헤드에 장착시키기 위한 복수의 장착 구멍이 형성되고,
상기 삽입 링부재에는 상, 하로 관통된 복수의 관통 구멍이 형성되며,
상기 외피 링부재에서 상기 관통 구멍에 채워진 부분에 장착 홈부가 형성되고,
상기 장착 구멍과 상기 장착 홈부는 연통되게 형성된 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링. A retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus mounted on a chemical mechanical polishing apparatus and having a wafer received therein and surrounding the wafer,
A mounting ring body mounted on the chemical mechanical polishing apparatus and made of a metal material; And
And a contact ring body coupled to a lower surface of the mounting ring body,
Wherein the contact ring body comprises: an insert ring member made of a metal; And
And a cover ring member which surrounds the insertion ring member with the insertion ring member being embedded in the synthetic resin material,
A plurality of mounting holes for mounting the mounting ring body on the head of the chemical mechanical polishing apparatus are formed on the upper surface of the mounting ring body,
Wherein the insertion ring member is formed with a plurality of through holes penetrating upwardly and downwardly,
A mounting groove portion is formed in a portion of the outer ring member that is filled in the through hole,
Wherein the mounting hole and the mounting groove portion are formed so as to communicate with each other. 삭제delete 화학적 기계 연마 장치에 장착되며 내부에 웨이퍼가 수용되어 상기 웨이퍼를 감싸는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링이며,
화학적 기계 연마 장치에 장착되며 금속 재질로 제조되는 장착 링체;
상기 장착 링체의 하부면에 결합되는 접촉 링체; 및
상기 장착 링체와 상기 접촉 링체의 결합 위치를 안내하는 결합 가이드부재를 포함하며,
상기 접촉 링체는, 금속재질의 삽입 링부재; 및
합성수지재로 내부에 상기 삽입 링부재가 내장되게 상기 삽입 링부재의 둘레를 감싸는 외피 링부재를 포함하고,
상기 결합 가이드부재는,
상기 장착 링체의 하부면과 상기 접촉 링체의 상부면 중 한 측에 돌출되는 복수의 가이드 돌기부; 및
상기 장착 링체의 하부면과 상기 접촉 링체의 상부면 중 다른 측에 형성되며 상기 가이드 돌기부가 삽입되는 복수의 가이드 홈부를 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링. A retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus mounted on a chemical mechanical polishing apparatus and having a wafer received therein and surrounding the wafer,
A mounting ring body mounted on the chemical mechanical polishing apparatus and made of a metal material;
A contact ring body coupled to a lower surface of the mounting ring body; And
And a coupling guide member for guiding a coupling position of the attachment ring body and the contact ring body,
Wherein the contact ring body comprises: an insert ring member made of a metal; And
And a cover ring member which surrounds the insertion ring member with the insertion ring member being embedded in the synthetic resin material,
Wherein the engaging guide member
A plurality of guide protrusions protruding from one side of the lower surface of the mounting ring body and the upper surface of the contact ring body; And
And a plurality of guide groove portions formed on the other side of the lower surface of the mounting ring body and the upper surface of the contact ring body and into which the guide projection portions are inserted. 청구항 6에 있어서,
상기 가이드 돌기부는 상기 장착 링체와 상기 접촉 링체와 분리 가능하게 제조되고,
상기 가이드 홈부는 상기 장착 링체의 하부면과 상기 접촉 링체의 상부면에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링. The method of claim 6,
Wherein the guide protrusion is made detachable from the mounting ring body and the contact ring body,
And the guide groove portion is formed on the lower surface of the mounting ring body and the upper surface of the contact ring body, respectively. 청구항 7에 있어서,
상기 가이드 돌기부는 원주 방향에서 양 단부가 이격되는 원통 형상을 가지고, 이격된 부분을 통해 탄성을 가지는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링. The method of claim 7,
Wherein the guide projection portion has a cylindrical shape with both end portions being spaced from each other in the circumferential direction, and has elasticity through the spaced portion. 청구항 8에 있어서,
상기 가이드 돌기부는 원주 방향에서 이격된 양 단부에 서로 맞물리는 복수의 치가 돌출된 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링. The method of claim 8,
Wherein a plurality of teeth engaged with each other are protruded from both end portions of the guide projection portion spaced from each other in the circumferential direction.
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