KR101480168B1 - Chemical mechanical polishing apparatus having a retainer ring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학기계적 연마장치(chemical mechanical polishing(CMP) apparatus)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리테이너링(retainer ring)를 갖는 화학기계적 연마장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus, and more particularly to a chemical mechanical polishing apparatus having a retainer ring.
메모리(memory) 소자와 같은 반도체 소자가 급격히 고집적화되고 패턴 크기가 축소됨에 따라, 웨이퍼(wafer) 상에 크게 유발되는 단차를 완화하기 위해서 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP) 장치를 이용한 평탄화 공정이 이용될 수 있다.As a semiconductor device such as a memory device is rapidly integrated and the pattern size is reduced, a planarization process using a chemical mechanical polishing (CMP) device is applied to reduce a step caused largely on a wafer Can be used.
더욱이, 반도체 소자의 생산성 증대를 위해서 웨이퍼의 구경이 200㎜ 보다 큰 300㎜, 더 나아가 450mm의 대구경 웨이퍼가 사용될 수 있고, 이에 따라 CMP 장치를 이용한 평탄화 공정 또한 더 많이 이용될 수 있다. Furthermore, in order to increase productivity of a semiconductor device, a large diameter wafer having a diameter of 300 mm and a diameter of 450 mm, which is larger than 200 mm, can be used, so that a planarization process using a CMP apparatus can be used more.
화학기계적 연마장치는 웨이퍼가 탑재된 연마 헤드를 구비한다. 연마 헤드에는 리테이너링(retainer ring)이 부착 및 조립되어 있다. 리테이너링은 연마 패드에 접촉된 웨이퍼의 이탈을 방지하고 균일하게 연마 슬러리를 공급하는 역할을 수행할 수 있다. The chemical mechanical polishing apparatus has a polishing head on which a wafer is mounted. A retainer ring is attached and assembled to the polishing head. The retainer ring can serve to prevent the wafer contacting the polishing pad from escaping and uniformly supply the polishing slurry.
본 발명이 해결하려는 과제는 화학기계적 연마공정을 진행할 때 리테이너링 내의 웨이퍼가 리테이터링 밖으로 이탈하는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 화학기계적 연마장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a chemical mechanical polishing apparatus capable of effectively suppressing a wafer in a retainer ring from moving out of a retainer ring when a chemical mechanical polishing process is performed.
본 발명이 해결하려는 과제는 화학기계적 연마공정을 진행할 때 웨이퍼의 이탈을 방지하여 웨이퍼의 불균일 연마를 개선할 수 있는 화학기계적 연마장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a chemical mechanical polishing apparatus capable of preventing uneven polishing of a wafer by preventing a deviation of a wafer when a chemical mechanical polishing process is performed.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 플레이튼 상에 위치하는 연마 패드와, 연마시 상기 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 접촉하는 멤브레인를 구비하는 연마 헤드와, 상기 멤브레인의 둘레에 설치되고 연마시 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하는 리테이너링을 포함하한다.
상기 리테이너링은, 상기 연마 헤드에 조립되는 상부 리테이닝 부재와, 상기 상부 리테이닝 부재와 체결된 하부 리테이닝 부재를 포함하고, 상기 리테이너링에는 연마시 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하게 하는 보조 이탈 방지 수단이 설치되어 있다. 상기 보조 이탈 방지 수단은 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥부가 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥 부분중 상기 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있게 상기 멤브레인과 인접한 내부쪽에서 외부쪽으로 상향되게 경사진 경사 바닥부일 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a chemical mechanical polishing apparatus comprising: a polishing head located on a platen; a polishing head having a membrane in contact with a wafer positioned on the polishing pad during polishing; And a retainer ring provided around the membrane and preventing the wafer from being separated from the wafer during polishing.
Wherein the retainer ring includes an upper retaining member assembled to the polishing head and a lower retaining member fastened to the upper retaining member, the retainer ring having an auxiliary release preventing Means are provided. Wherein the bottom portion of the lower retaining member has an inclined bottom which is inclined upward from the inner side adjacent to the membrane so as to apply a local pressure to a portion of the bottom portion of the lower retaining member adjacent to the wafer, Can be.
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또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 플레이튼 상에 위치하는 연마 패드와, 연마시 상기 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 접촉하는 멤브레인를 구비하는 연마 헤드와, 상기 멤브레인의 둘레에 설치되고 연마시 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하는 리테이너링을 포함한다.
리테이너링은, 상기 연마 헤드에 조립되는 상부 리테이닝 부재와, 상기 상부 리테이닝 부재와 체결된 하부 리테이닝 부재를 포함하고, 상기 리테이너링에는 연마시 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하게 하는 보조 이탈 방지 수단이 설치되어 있다. 상기 보조 이탈 방지 수단은 상기 멤브레인과 인접한 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥 부분중 상기 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있게 상기 상부 리테이닝 부재 및 하부 리테이닝 부재의 내부에 설치된 국부 압력 인가부를 포함한다. 상기 국부 압력 인가부는 상기 상부 리테이닝 부재에 설치되고 가스를 주입할 수 있는 제1 홈과, 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥 부분으로부터 떨어져 상기 하부 리테이닝 부재의 내부에 상기 제1 홈과 연결되어 형성되고 상기 제1 홈보다 직경이 크고 상기 주입된 가스가 저장되는 제2 홈을 구비한다. The chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention further includes a polishing head having a polishing pad placed on the platen and a membrane in contact with the wafer positioned on the polishing pad at the time of polishing, And a retainer ring which is installed and prevents the wafer from being released during polishing.
The retainer ring includes an upper retaining member assembled to the polishing head and a lower retaining member coupled to the upper retaining member, wherein the retainer ring is provided with an auxiliary release preventing means Is installed. The auxiliary detachment preventing means may include a local pressure applying unit installed inside the upper retaining member and the lower retaining member so as to apply a local pressure to a portion of the bottom portion of the lower retaining member adjacent to the wafer, . The local pressure applying unit may include a first groove formed in the upper retaining member and capable of injecting gas, and a second groove formed in the lower retaining member, And a second groove having a larger diameter than the first groove and storing the injected gas.
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본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 국부 압력 인가부는 상기 제1 홈에 가스 공급에 의해 상하 이동가능하게 설치된 피스톤과, 상기 제2 홈에 상기 피스톤과 연결되게 설치된 풋셔를 더 구비하고, 상기 피스톤 및 풋셔로 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥 부분중 상기 웨이퍼와 인접한 부분에 직접적으로 압력을 가할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the local pressure applying unit may further include a piston provided in the first groove so as to be movable up and down by gas supply, and a pusher connected to the piston in the second groove, And a portion of the bottom portion of the lower retaining member adjacent to the wafer with a pusher.
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본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 리테이너링에 연마시 웨이퍼의 이탈을 방지하는 보조 이탈 방지 수단이 설치되어 있을 수 있다. 이에 따라, 연마공정을 진행할 때 리테이너링 내의 웨이퍼가 리테이터링 밖으로 이탈하는 문제를 더욱 확실하게 해결할 수 있다.In the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, the retainer ring may be provided with auxiliary detachment preventing means for preventing detachment of the wafer during polishing. This makes it possible to more reliably solve the problem that the wafer in the retainer ring moves out of the retainer ring when the polishing process is performed.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 리테이너링에 보조 이탈 방지 수단이 설치되어 연마공정을 진행할 때 웨이퍼의 이탈을 방지하여 웨이퍼가 균일하게 연마될 수 있다.Further, in the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, the auxiliary release preventing means is provided in the retainer ring to prevent the separation of the wafer when the polishing process is performed, so that the wafer can be uniformly polished.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 단면도이고,
도 2는 도 1의 연마 헤드를 설명하기 위한 확대 도면이고,
도 3은 도 1의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 리테이너링을 도시한 분해 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시한 리테이너링의 상부 리테이닝 부재와 하부 리테이닝 부재의 결합 관계 및 하부 리테이닝 부재에 설치된 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위하여 도시한 확대도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 연마시에 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 리테이너링간의 상호 위치 관계를 도시한 단면도이고,
도 7은 도 6의 A 부분의 확대도이고,
도 8은 도 6의 화학기계적 연마장치의 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위한 단면 확대도이고,
도 9는 도 8과의 비교를 위한 비교예의 단면 확대도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 연마시에 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 리테이너링간의 상호 위치 관계를 도시한 단면도이고,
도 11 및 도 12는 도 10의 B 부분의 확대도이고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 연마시에 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 리테이너링간의 상호 위치 관계를 도시한 단면도이고,
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위한 단면도이고,
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위한 단면도이고,
도 18은 도 17의 부분 확대도이고,
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 리테이너링을 도시한 분해 사시도이고,
도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 리테이너링을 도시한 분해 사시도이고,
도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 연마시에 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 리테이너링간의 상호 위치 관계를 도시한 단면도이고,
도 22 및 도 23는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is an enlarged view for explaining the polishing head of Fig. 1,
Fig. 3 is a plan view of Fig. 1,
4 is an exploded perspective view showing a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
5 is an enlarged view for explaining the engagement relationship between the upper retaining member and the lower retaining member of the retainer ring shown in FIG. 4 and the auxiliary release preventive means provided on the lower retaining member,
6 is a cross-sectional view showing a mutual positional relationship between a wafer and a retainer ring located on a polishing pad at the time of polishing a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
Fig. 7 is an enlarged view of a portion A in Fig. 6,
8 is an enlarged cross-sectional view for explaining an auxiliary deviation prevention means of the chemical mechanical polishing apparatus of FIG. 6,
9 is a cross-sectional enlarged view of a comparative example for comparison with Fig. 8,
10 is a cross-sectional view showing a mutual positional relationship between a wafer and a retainer ring located on a polishing pad at the time of polishing a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
Figs. 11 and 12 are enlarged views of a portion B in Fig. 10,
13 is a cross-sectional view showing a mutual positional relationship between a wafer and a retainer ring located on a polishing pad at the time of polishing a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIGS. 14 and 15 are sectional views for explaining an auxiliary separation preventing means of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
16 and 17 are cross-sectional views for explaining an auxiliary deviation preventing means of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 18 is a partially enlarged view of FIG. 17,
19 is an exploded perspective view showing a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
20 is an exploded perspective view showing a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
21 is a cross-sectional view showing a mutual positional relationship between a wafer and a retainer ring located on a polishing pad at the time of polishing a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
22 and 23 are cross-sectional views for explaining an auxiliary detachment preventing means of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of explanation.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. It is to be understood that throughout the specification, when an element such as a film, an area, or a substrate is referred to as being "on", "connected to", or "coupled to" another element, May be interpreted as being "on", "connected", or "coupled" to another element, or there may be other elements intervening therebetween. On the other hand, when one element is referred to as being "directly on", "directly connected", or "directly coupled" to another element, it is interpreted that there are no other components intervening therebetween do. Like numbers refer to like elements.
본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or portions, these members, components, regions, layers and / It is obvious that no. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.Also, relative terms such as "top" or "above" and "under" or "below" can be used herein to describe the relationship of certain elements to other elements as illustrated in the Figures. Relative terms are intended to include different orientations of the device in addition to those depicted in the Figures. For example, in the figures the elements are turned over so that the elements depicted as being on the top surface of the other elements are oriented on the bottom surface of the other elements. Thus, the example "top" may include both "under" and "top" directions depending on the particular orientation of the figure. If the elements are oriented in different directions (rotated 90 degrees with respect to the other direction), the relative descriptions used herein can be interpreted accordingly.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.
이하의 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 이하의 본 발명의 실시예들은 어느 하나로 구현될 수 있으며, 또한, 이하의 실시예들은 하나 이상을 조합하여 구현될 수 있다. The following embodiments of the invention are described with reference to the drawings schematically illustrating ideal embodiments of the present invention. In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention should not be construed as limited to the particular shapes of the regions shown herein, but should include, for example, changes in shape resulting from manufacturing. The following embodiments of the present invention may be implemented in any one of the following embodiments, and the following embodiments may be implemented by combining one or more of them.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 연마 헤드를 설명하기 위한 확대 도면이고, 도 3은 도 1의 평면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view for explaining the polishing head of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of FIG.
구체적으로, 화학기계적 연마장치는 웨이퍼(W), 예컨대 300㎜ 웨이퍼의 연마에 사용될 연마 패드(110)가 부착되어 회전하는 플레이튼(platen: 100)을 포함하여 구성된다. 플레이튼(100)의 연마 패드(110) 상에는 연마될 웨이퍼(W)를 도입하는 연마 헤드(polishing head: 200)가 위치한다. Specifically, the chemical mechanical polishing apparatus comprises a
연마 헤드(200)의 하면에는 진공에 의하여 웨이퍼(W)를 홀딩하거나 릴리이스할 수 있는 멤브레인(150)를 구비할 수 있다. 연마시에 멤브레인(150)은 연마 패드와 접촉할 수 있다. 연마 헤드(200)에는 바디(220)에 조립되고 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하는 리테이너링(300,400)이 설치될 수 있다. 리테이너링(300,400)은 연마 헤드(200)의 바디(220)에 부착 및 조립될 수 있다. 리테이너링(300, 400)은 연마 패드(110) 상에 접촉된 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하고 연마시 균일하게 연마 슬러리를 공급하기 위하여 설치될 수 있다. 리테이너링(300,400)의 구성에 대하여는 후에 보다 더 자세하게 설명한다. A lower surface of the polishing
연마 헤드(200)는 회전할 수 있다. 연마 헤드(200)는 웨이퍼(W)의 균일한 연마를 위해서 연마 패드(110)의 중심부에서 가장자리부 쪽 방향 또는 이의 역 방향으로 미세하게 움직이는 동작을 할 수도 있다. 웨이퍼(W)의 연마를 위해서 슬러리나 탈이온수를 공급하는 노즐(nozzle: 140)이 도입되고, 노즐(140)을 통해 연마를 위한 슬러리나 탈이온수가 제공될 수 있다. The polishing
이러한 슬러리, 탈이온수 및 연마 패드(110)에 의한 연마 작용에 의해서 웨이퍼(W)는 화학기계적 연마(CMP)될 수 있다. 즉, 슬러리나 탈이온수가 공급되고 플레이튼(100) 및 연마 헤드(200)가 선택적으로 또는 동시에 회전하면서 연마 패드(110) 상에 접촉된 웨이퍼(W)가 리테이너링(300,400)에 의해 가두어진 상태로 웨이퍼가 화학기계적 연마가 된다. The wafer W can be chemically mechanically polished (CMP) by such slurry, deionized water, and polishing action by the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 리테이너링을 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시한 리테이너링의 상부 리테이닝 부재와 하부 리테이닝 부재의 결합 관계 및 하부 리테이닝 부재에 설치된 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위하여 도시한 확대도이다.FIG. 4 is an exploded perspective view showing a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing an engaging relationship between an upper retaining member and a lower retaining member of the retainer ring shown in FIG. 4, Fig. 3 is an enlarged view for explaining an auxiliary departure preventing means provided on the retaining member.
구체적으로, 리테이너링(300, 400)은 연마 헤드(도 1의 200)의 바디(도 1의 220)에 조립 부착되는 링 형상의 상부 리테이닝 부재(300)를 포함할 수 있다. 상부 리테이닝 부재(300)는 리테이너링(300, 400)의 휨을 방지하기 위하여 금속 재질, 예컨대 스테인레스 강, 강철, 알루미늄, 황동 등으로 형성될 수 있다. Specifically, the
상부 리테이닝 부재(300)에는 연마 헤드(도 1의 200)의 바디(도 1의 220)에 조립 부착될 때 이용되는 조립홀(306)이 바디(302)에 형성될 수 있다. 조립홀(306)은 상부 리테이닝 부재(300)의 바디(302)를 관통하거나 또는 관통하지 않도록 형성될 수도 있다. 상부 리테이닝 부재(300)에는 돌기부(304)가 형성될 수 있다. 돌기부(304)는 상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)을 체결하는데 이용되는 체결 부재(304, 410)에 포함될 수 있다. 체결 부재(304, 410)를 구성하는 돌기부(304)는 하나로 이루어질 수 있다. 체결 부재(304, 410)를 구성하는 돌기부(304)는 바디(302)의 양측벽에 서로 떨어져 위치하는 복수개로 이루어질 수 있다.The
돌기부(304)는 도 5에 도시한 바와 같이 볼 형태, 즉 볼형으로 구성될 수 있다. 돌기부(304)는 도 5에 도시한 바와 같이 바디(302)의 내벽 하부에 형성될 수 있다. 돌기부(304)는 바디(302)의 내측벽 하부에 형성될 수 있다. 이와 같이 돌기부(304)는 하부 리테이닝 부재(400)과의 체결에 유리하도록 배치될 수 있다. 또한, 조립홀(306) 및 돌기부(304)의 개수 및 배치는 다양하게 할 수 있다. The
리테이너링(300, 400)은 상부 리테이닝 부재(300)의 하부에 구비되는 링 형상의 하부 리테이닝 부재(400)를 포함할 수 있다. 하부 리테이닝 부재(400)는 연마 패드(도 1의 110)에 접촉되는 것을 고려하여 상부 리테이닝 부재(300)를 구성하는 금속 물질과 다른 물질, 예컨대 수지 재질로 형성될 수 있다. 수지 재질은 폴리페닐설파이드(PPS), 폴리이미드, 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리에테르에트레케톤(PEEK), 폴리카보네이트, 아세탈, 폴리에테르이미드(PEI), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸린테레프탈레이트(PET) 등과 같은 물질일 수 있다. 하부 리테이닝 부재(400)를 구성하는 수지 재질은 금속 재질에 비하여 우수한 기계적 성질, 내화학성, 및 높은 내열 온도 특성을 가질 수 있다. The retainer rings 300 and 400 may include a ring-shaped lower retaining
하부 리테이닝 부재(400)는 상부 리테이닝 부재(300)의 하부에 위치하고 상기 상부 리테이닝 부재(300)가 안착 및 탑재되는 안착부(402, 바디), 안착부(402)의 외측에 형성되는 외륜부(406) 및 상기 안착부(402)의 내측에 설치되는 내륜부(404)를 포함할 수 있다. 하부 리테이닝 부재(400)의 하면에는 연마 패드 상에서 웨이퍼(W)와 같이 연마되는 접촉부(408)가 위치할 수 있다. 접촉부(408)는 안착부(402) 및 내외륜부(404, 406)의 외부 바닥에 위치할 수 있다. The
접촉부(408)는 복수개의 연마 절편들(408a)과 연마 절편들(408a) 사이에는 슬러리나 탈이온수가 흐를 수 있는 연마액 공급홈(412)을 가질 수 있다. 접촉부(408)는 도 5에 도시한 바와 같이 내륜부(404) 및 외륜부(406) 사이를 따라서 복수개의 연마 절편들을 가로지르는 열방출홈(414)을 포함할 수 있다. The
열방출홈(414)은 연마 절편(408a)들이 연마 패드와 회전하면서 접촉할 때 발생하는 매우 많은 열을 외부로 방출하는 역할을 수행할 수 있다. 하부 리테이닝 부재는 내열성이 높다 하더라도 수지 재질로 구성하기 때문에 열에 취약할 수 밖에 없다. 이에 따라, 열방출홈(414)은 하부 리테이닝 부재(400)의 신뢰성이나 소모 비용 등을 고려할 때 매우 중요하다. 열방출홈(414)은 적어도 하나를 형성할 수 있고, 필요에 따라 복수개 형성할 수 있다. 열방출홈(414)의 형성 모양은 후에 설명한다. The
하부 리테이닝 부재(400)의 하부, 즉 접촉부((408)의 내측벽에는 도 5에 도시한 바와 같이 연마시 웨이퍼의 이탈을 방지하게 하는 보조 이탈 방지 수단(600)이 설치될 수 있다. 보조 이탈 방지 수단(600)은 하부 리테이닝 부재의 하부 둘레부에 설치되는 걸림턱(420)일 수 있다. 보조 이탈 방지 수단(600)를 구성하는 걸림턱(420)에 대하여는 후에 보다더 자세하게 설명한다. As shown in FIG. 5, an auxiliary detachment preventing means 600 for preventing detachment of the wafer during polishing may be provided on the lower side of the
하부 리테이닝 부재(400)에는 체결홈(410)이 형성될 수 있다. 체결홈(410)은 상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)을 체결하는데 이용되는 체결 부재(304, 410)에 포함될 수 있다. 체결홈(410)은 복수개의 형성될 수 있다. 체결홈들(410)은 외륜부(406) 및 내륜부(404)의 측벽에 각각 설치되어 돌기부들(304)과 체결될 수 있게 서로 떨어져 위치할 수 있다. 체결홈들(410)은 도 5에 도시한 바와 같이 볼형 돌기부가 삽입될 수 있게 배치될 수 있다. 체결홈들(410)의 개수 및 배치는 돌기부(304)에 따라 다양하게 할 수 있다.A locking
리테이너링(300, 400)은 상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)를 착탈 가능하도록 상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)의 사이에 설치된 체결 부재(304, 410)를 포함한다. 돌기부(304)가 체결홈(410)에 삽입된 상태에서 하부 리테이닝 부재(400) 및 상부 리테이닝 부재(300)를 트위스트시켜 돌기부(304)를 체결홈(410)에 체결할 수 있다. 체결홈(410)은 도 5에 도시한 바와 같이 돌기부(304)가 인입되는 인입홈(410a)과 인입된 상태에서 회전될 때 내외륜부(404, 406)의 일측 방향으로 인입홈(410a)에서 연장된 연장홈(410b)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 체결홈(410)의 형태는 도 5에 도시한 바와 같이 L자형일 수 있다. 체결홈(410)의 형태는 도시된 L자형뿐만 아니라 T자형일 수도 있다.The retainer rings 300 and 400 are fastened to the upper retaining
상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)가 체결 부재(304, 410)에 의하여 체결될 경우, 상부 리테이닝 부재(300)의 바디(302)는 하부 리테이닝 부재(400)의 내륜부(404)의 측벽 및 외륜부(406)의 측벽과 접촉하면서 안착부(402) 상에 탑재될 수 있다. 상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)는 삼면, 즉, 하부 리테이닝 부재(400)의 내륜부(404)의 측벽 및 외륜부(406)의 측벽, 안착부(402)의 표면 접촉 상태에서 체결 부재(304, 410)에 의하여 체결될 수 있다. 이에 따라, 상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)는 체결 부재(304, 410)에 의하여 견고하게 체결될 수 있다.When the upper retaining
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 연마시에 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 리테이너링간의 상호 위치 관계를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 A 부분의 확대도이다.6 is a cross-sectional view showing a mutual positional relationship between a wafer and a retainer ring located on a polishing pad at the time of polishing the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, and Fig. 7 is an enlarged view to be.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 연마 패드(110) 상에 웨이퍼(W)가 위치하고, 웨이퍼(W) 상에는 연마 헤드의 멤브레인(150)이 위치한다. 멤브레인(150)의 둘레에는 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하는 리테이너링(300, 400)이 위치한다. Specifically, in the chemical mechanical polishing apparatus according to the embodiment of the present invention, the wafer W is placed on the
앞서 설명한 바와 같이 리테이너링(300, 400)에는 연마시 상기 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하게 하는 보조 이탈 방지 수단(600)이 설치되어 있을 수 있다. 보조 이탈 방지 수단(600)은 리테이너링(300, 400)의 하부 부분에 설치될 수 있다. 보조 이탈 방지 수단(600)은 앞서 설명한 바와 같이 상기 멤브레인(150)과 인접한 상기 하부 리테이닝 부재(400)의 하부 둘레부에 설치된 걸림턱(420)일 수 있다.As described above, the retainer rings 300 and 400 may be provided with auxiliary detachment preventing means 600 for preventing the wafer W from being separated during polishing. The auxiliary departure prevention means 600 may be installed in the lower portion of the
본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 도 7에 도시한 바와 같이 멤브레인(150) 및 리테이너링(300, 400), 즉 하부 리테이닝 부재(400)에 각각 동일한 압력(P1, P2)을 인가할 경우 웨이퍼(W)가 리테이너링(300, 400)으로부터 이탈되지 않을 수 있다.The chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention is configured to apply the same pressures P1 and P2 to the
도 8은 도 6의 화학기계적 연마장치의 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위한 단면 확대도이고, 도 9는 도 8과의 비교를 위한 비교예의 단면 확대도이다. FIG. 8 is an enlarged sectional view for explaining an auxiliary separation prevention means of the chemical mechanical polishing apparatus of FIG. 6, and FIG. 9 is an enlarged sectional view of a comparative example for comparison with FIG.
구체적으로, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 연마시에 리테이너링(300, 400), 즉 하부 리테이닝 부재(400)에 P1 압력보다 낮은 압력 P3를 가하더라도 연마 패드(110) 상에 위치하는 웨이퍼(W)가 리테이너링(300, 400)으로부터 이탈되지 않는 모습을 모여주는 도면이다. 8, the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention is capable of polishing the
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 연마시에 연마 패드(110) 상에 위치하는 웨이퍼(W)가 보조 이탈 방지 수단(600), 즉 걸림턱(420)으로 인하여 리테이너링(300, 400)으로부터 웨이퍼(W)가 이탈되지 않을 수 있다. 8, the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a wafer W positioned on the
즉, 웨이퍼(W)의 일단면이 둥근 원형 형태이고 연마시에 리테이너링(300, 400)에 압력을 덜 가할 경우에도 보조 이탈 방지 수단(600), 즉 걸림턱(420)으로 인하여 웨이퍼(W)가 하부 리테이닝 부재(400) 밑으로 파고 들어가지 않는다. That is, even if the one end face of the wafer W has a rounded shape and the pressure on the retainer rings 300 and 400 is reduced during polishing, the auxiliary
이에 반하여, 도 9의 비교예에서는 연마시에 리테이너링(300, 400), 즉 하부 리테이닝 부재(400)에 P1 압력보다 낮은 압력 P3를 가할 경우 연마 패드(110) 상에 위치하는 웨이퍼(W)가 하부 리테이닝 부재(400)) 밑으로 점차적으로 들어갈 수 있다. 9, when a pressure P3 lower than the pressure P1 is applied to the retainer rings 300 and 400, that is, the
즉, 웨이퍼(W)의 일단면이 둥근 원형 형태이기 때문에 연마시에 리테이너링(300, 400)에 압력을 덜 가할 경우에는 웨이퍼(W)가 하부 리테이닝 부재(400) 밑으로 파고 들어갈 수 있다. 이렇게 웨이퍼(W)가 하부 리테이닝 부재(400) 밑으로 파고 들어가면 웨이퍼(W)의 모서리 부분이나 둘레 부분은 균일하게 연마되지 않거나, 연마되지 않을 수도 있다.That is, since the one end face of the wafer W has a rounded shape, when the pressure is less applied to the retainer rings 300 and 400 at the time of polishing, the wafer W may pierce under the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 연마시에 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 리테이너링간의 상호 위치 관계를 도시한 단면도이고, 도 11 및 도 12는 도 10의 B 부분의 확대도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view showing a mutual positional relationship between a wafer and a retainer ring located on a polishing pad during polishing of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 11 and 12 are cross- As shown in FIG.
구체적으로, 도 10 및 도 11의 리테이너링(300, 400)은 도 4 내지 도 8과 비교하여 하부 리테이닝 부재(400)의 하부가 보조 이탈 방지 수단(600a)으로써 경사 바닥부(154)인 것을 제외하고는 동일하다. Specifically, the retainer rings 300 and 400 of FIGS. 10 and 11 have the same structure as that of FIGS. 4 to 8 except that the lower portion of the
앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 연마 패드(110) 상에 웨이퍼(W)가 위치하고, 웨이퍼(W) 상에는 연마 헤드의 멤브레인(150)이 위치한다. 멤브레인(150)의 둘레에는 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하는 리테이너링(300, 400)이 위치한다.As described above, in the chemical mechanical polishing apparatus according to the embodiment of the present invention, the wafer W is positioned on the
하부 리테이닝 부재(400)의 하부에는 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하는 보조 이탈 방지 수단(600a)이 설치되어 있다. 보조 이탈 방지 수단(600a)은 도 11에 도시한 바와 같이 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼(W)와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있게 경사 바닥부(154)로 구성될 수 있다. At the lower portion of the
경사 바닥부(154)는 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥부가 멤브레인(150)과 인접한 내부쪽에서 외부쪽으로 상향되게 경사질 수 있다. 즉, 경사 바닥부(154)는 하부 리테이닝 부재(400)의 안쪽에서 바깥쪽으로 상향되게 경사질 수 있다. 경사 바닥부(154)는 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이 연마 패드(110)의 표면(152)으로부터 약 C도, 예컨대 약 0.1 내지 5도로 구성될 수 있다. The
보조 이탈 방지 수단(600a)을 구성하는 경사 바닥부(154)는 연마시에 상기 멤브레인(150)과 인접한 상기 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 상기 웨이퍼(W)와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있는 국부 압력 인가부일 수 있다. 도 10의 B 부분은 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼(W)와 인접한 부분에 국부적으로 압력이 인가되는 국부 압력 인가부일 수 있다. 특히, 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼(W)와 인접한 경사 바닥부(154)의 일측에는 후술하는 바와 같이 국부 압력 집중부(도 13 및 도 15의 540)가 형성될 수 있다.The
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치는 연마시에 리테이너링(300, 400), 즉 하부 리테이닝 부재(400)에 웨이퍼(W)보다 압력이 덜 가해져도 연마 패드(110) 상에 위치하는 웨이퍼(W)가 리테이너링(300, 400)으로부터 이탈되지 않을 수 있다. Accordingly, the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention is capable of polishing the polishing pad 110 (110) even when the pressure is lower than that of the wafer W in the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 연마시에 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 리테이너링간의 상호 위치 관계를 도시한 단면도이고, 도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위한 단면도이다. FIG. 13 is a cross-sectional view showing a mutual positional relationship between a wafer and a retainer ring located on a polishing pad at the time of polishing a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 14 and 15 are cross- Sectional view for explaining an auxiliary detachment preventing means of the chemical mechanical polishing apparatus according to the example.
구체적으로, 도 13 내지 도 15의 화학기계적 연마장치는 보조 이탈 방지 수단(600b)이 도 4 내지 도 8, 및 도 10 내지 도 12와 다른 것을 제외하고는 동일하다. 도 13의 D 부분은 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력이 인가되는 부분을 도시한다. Specifically, the chemical mechanical polishing apparatus of Figs. 13 to 15 is the same except that the auxiliary departure prevention means 600b is different from those of Figs. 4 to 8 and 10 to 12. The portion D in Fig. 13 shows a portion of the bottom portion of the
도 14는 보조 이탈 방지 수단(600b)을 구성하는 국부 압력 인가부(330, 430)에 가스를 공급하지 않은 상태로 도시한 것이고, 도 15는 보조 이탈 방지 수단(600b)을 구성하는 국부 압력 인가부(330, 430)에 가스를 공급한 상태를 도시한 것이다. 14 is a state in which the gas is not supplied to the local
도 13 내지 도 15에 설명된 화학기계적 연마장치는 보조 이탈 방지 수단(600b)으로써 국부 압력 인가부(330, 430)을 포함할 수 있다. 보조 이탈 방지 수단(600b)은 멤브레인(150)과 인접한 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있게 상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)의 내부에 설치된 국부 압력 인가부(330, 430)를 포함할 수 있다. The chemical mechanical polishing apparatus described in FIGS. 13 to 15 may include a local
국부 압력 인가부(330, 430)는 상부 리테이닝 부재(300)에 설치되고 가스를 주입할 수 있는 제1 홈(330)과, 상기 하부 리테이닝 부재(400)에 설치되고 상기 제1 홈(330)과 연결되고 상기 제1 홈(330)보다 직경이 크고 상기 주입된 가스가 저장되는 제2 홈(430)을 구비할 수 있다. The local
제1 홈(330)에는 가스 공급 라인(510) 및 가스 공급부(520)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 도 15에 도시한 바와 같이 가스 공급부(520) 및 가스 공급 라인(510)을 통하여 국부 압력 인가부(330, 430)를 구성하는 제1 홈(330) 및 제2 홈(430)에 가스를 공급할 수 있다. 이에 따라, 멤브레인(150)과 인접한 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있고, 그 결과 리테이너링(300, 400)의 바닥부, 즉 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥에 웨이퍼의 이탈을 방지하는 국부 압력 집중부(540)가 형성될 수 있다. 국부 압력 집중부(540)로 인하여 웨이퍼 연마시 리테이너링으로부터 웨이퍼(W)의 이탈을 방지할 수 있다.A
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위한 단면도이고, 도 18은 도 17의 부분 확대도이다.Figs. 16 and 17 are cross-sectional views for explaining an auxiliary separation prevention means of the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, and Fig. 18 is a partially enlarged view of Fig.
구체적으로, 도 16 내지 도 18의 화학기계적 연마장치는 보조 이탈 방지 수단(600c)이 도 4 내지 도 8, 도 10 내지 도 12, 및 도 14 및 도 15와 다른 것을 제외하고는 동일하다. 도 16는 보조 이탈 방지 수단(600c)을 구성하는 국부 압력 인가부(330, 430)에 가스를 공급하지 않은 상태로 도시한 것이고, 도 17는 보조 이탈 방지 수단(600b)을 구성하는 국부 압력 인가부(330, 430)에 가스를 공급한 상태를 도시한 것이다. Specifically, the chemical mechanical polishing apparatus of Figs. 16 to 18 is the same except that the auxiliary departure prevention means 600c is different from those of Figs. 4 to 8, 10 to 12, and 14 and 15. 16 is a state in which the gas is not supplied to the local
도 16 내지 도 18에 설명된 화학기계적 연마장치는 보조 이탈 방지 수단(600c)을 구성하는 국부 압력 인가부(330, 430), 즉 제1 홈(330) 및 제2 홈(430)에 피스톤(550) 및 풋셔(560)가 더 설치될 수 있다. 피스톤(550)은 스프링 부재(570)에 의해 지지되어 상하 이동가능할 수 있다. 풋셔(560)는 풋셔 연결부(580)에 의하여 고정될 수 있다.The chemical mechanical polishing apparatus described in FIGS. 16 to 18 includes the local
다시 말해, 상기 제1 홈(330)에 가스 공급에 의해 상하 이동가능하게 피스톤(550)이 설치될 수 있고, 상기 제2 홈(430)에 상기 피스톤(550)과 연결되게 풋셔(560)가 설치될 수 있다. 상기 피스톤(550) 및 풋셔(560)로 상기 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼와 인접한 부분에 직접적으로 압력을 가할 수 있고, 그 결과 리테이너링(300, 400)의 바닥부, 즉 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥에 웨이퍼의 이탈을 방지하는 국부 압력 집중부(540)가 형성될 수 있다. 국부 압력 집중부(540)로 인하여 웨이퍼 연마시 리테이너링으로부터 웨이퍼(W)의 이탈을 방지할 수 있다.In other words, the
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 리테이너링을 도시한 분해 사시도이다. 19 is an exploded perspective view showing a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 19에서 도 4 및 도 5와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 도 19에서는 도 4 및 5와 다르게 상부 리테이닝 부재(300) 및 하부 리테이닝 부재(400)에 체결 부재가 설치되지 않는다. 도 19에서, 체결 부재가 설치되지 않을 경우 하부 리테이닝 부재(300)은 상부 리테이닝 부재(300)와 접착제(미도시)를 통하여 접합 내지 결합될 수 있다.Specifically, in Fig. 19, the same reference numerals as those in Figs. 4 and 5 denote the same members. In FIG. 19, unlike FIGS. 4 and 5, no fastening members are provided on the upper retaining
도 19는 하부 리테이닝 부재(400)에 설치된 보조 이탈 방지 수단(600d)을 설명하기 위한 도면이다. 보조 이탈 방지 수단(600d)는 도 14 및 도 15의 보조 이탈 방지 수단(600b)와 비교할 때 가스 공급부(520) 및 제1 홈(330)이 설치되지 않은 것을 제외하고는 동일할 수 있다. 하부 리테이닝 부재(400)는 상부 리테이닝 부재(300)가 안착 및 탑재되는 안착부(402), 안착부(402)의 외측에 형성되어 있는 외륜부(406) 및 안착부(402)의 내측에 설치되어 있는 내륜부(404)를 포함할 수 있다. Fig. 19 is a view for explaining an auxiliary departure preventing means 600d provided in the
하부 리테이닝 부재(400)는 보조 이탈 방지 수단(600d)이 설치되어 있다. 보조 이탈 방지 수단(600d)은 하부 리테이닝 부재(400)의 표면 내측 둘레에 설치될 수 있다. 보조 이탈 방지 수단(600d)은 하부 리테이닝 부재의 표면 내측 둘레에 설치되고 연마시 국부적으로 압력이 인가되는 국부 압력 인가부(LP1)일 수 있다. 국부 압력 인가부(LP1)는 가스를 공급하지 않더라도 연마시 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있는 부분일 수 있다. 국부 압력 인가부(LP1)는 화학기계적 연마공정을 진행할 경우, 연마 헤드(도 1의 200)에 의하여 압력을 받거나 웨이퍼(도 1의 W)와 접촉하면서 압력을 받는 부분일 수 있다. 국부 압력 인가부(LP1)는 하부 리테이닝 부재(400)의 표면 내측 둘레에 전체적으로 설치된 홈(430a)일 수 있다. 홈(430a)은 안착부(402) 내에 설치되고 안착부(402)의 표면보다 낮게 내륜부(404)와 인접하여 형성되어 있을 수 있다. The
도 20는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 리테이너링을 도시한 분해 사시도이다. 20 is an exploded perspective view showing a retainer ring of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 20은 도 19와 비교할 때 보조 이탈 방지 수단(600e)을 구성하는 국부 압력 인가부(LP2)를 제외하고는 동일할 수 있다. 도 20의 하부 리테이닝 부재(400)는 보조 이탈 방지 수단(600e)이 설치되어 있다. More specifically, Fig. 20 can be the same as Fig. 19 except for the local pressure applying portion LP2 constituting the auxiliary departure prevention means 600e. The
보조 이탈 방지 수단(600e)은 하부 리테이닝 부재(400)의 표면 내측 둘레에 설치될 수 있다. 보조 이탈 방지 수단(600e)은 하부 리테이닝 부재의 표면 내측 둘레에 설치되고 연마시 국부적으로 압력이 인가되는 국부 압력 인가부(LP2)일 수 있다. 국부 압력 인가부(LP2)는 가스를 공급하지 않더라도 연마시 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있는 부분일 수 있다. The auxiliary
국부 압력 인가부(LP2)는 하부 리테이닝 부재(400)의 표면 내측 둘레에 서로 떨어져 형성된 복수개의 홈들(430b)일 수 있다. 상기 홈들(430b)은 안착부(402)의 표면보다 낮게 내륜부(404)와 인접하고, 안착부(402)의 일절편(402a)에 의하여 서로 떨어져 형성되어 있을 수 있다. The local pressure applying part LP2 may be a plurality of grooves 430b formed around the inner surface of the
도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 연마시에 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 리테이너링간의 상호 위치 관계를 도시한 단면도이고, 도 22 및 도 23는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기계적 연마장치의 보조 이탈 방지 수단을 설명하기 위한 단면도이다. FIG. 21 is a cross-sectional view showing a mutual positional relationship between a wafer and a retainer ring located on a polishing pad at the time of polishing a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 22 and 23 are cross- Sectional view for explaining an auxiliary detachment preventing means of the chemical mechanical polishing apparatus according to the example.
구체적으로, 도 21 및 도 23의 E 부분은 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력이 인가되는 부분을 도시한다. 앞서 설명한 바와 같이 도 21 내지 도 23에 설명된 화학기계적 연마장치는 앞서 도 19 및 도 20에 설명된 보조 이탈 방지 수단(600d, 600e)으로써 국부 압력 인가부(LP)을 포함할 수 있다. 국부 압력 인가부(LP)는 홈(430)으로 구성되어 연마시 적은 압력을 가하더라도 국부적으로 압력이 인가될 수 있다. Specifically, portions E in FIGS. 21 and 23 show portions of the bottom portion of the
즉, 웨이퍼(W)의 일단면이 둥근 원형 형태이고 연마시에 하부 리테이닝 부재(400)에 웨이퍼(W)에 가해지는 P1 압력보다 낮은 압력 P3를 가할 경우에도 보조 이탈 방지 수단(600d, 600e), 즉 국부 압력 인가부 (LP)으로 인하여 웨이퍼(W)가 하부 리테이닝 부재(400) 밑으로 파고 들어가지 않는다.That is, even when the end face of the wafer W has a rounded shape and a pressure P3 lower than the P1 pressure applied to the wafer W is applied to the
결과적으로, 멤브레인(150)과 인접한 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥 부분중 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있고, 그 결과 리테이너링(300, 400)의 바닥부, 즉 하부 리테이닝 부재(400)의 바닥에 웨이퍼의 이탈을 방지하는 국부 압력 집중부(540)가 형성될 수 있다. 국부 압력 집중부(540)로 인하여 웨이퍼 연마시 리테이너링으로부터 웨이퍼(W)의 이탈을 방지할 수 있다.As a result, it is possible to apply a local pressure to the portion of the bottom portion of the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 개략적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You can understand that you can.
본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형, 치환 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. . It is to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect. The true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
300: 상부 리테이닝 부재, 400: 하부 리테이닝 부재, 302: 바디, 304: 돌기(체결 부재), 402: 안착부(바디), 404: 내륜부, 406: 외륜부, 410: 체결홈(체결 부재), 408: 접촉부, 408a: 연마 절편, 600, 600a, 600b, 600c, 600d, 600e: 보조 이탈 방지 수단, 420: 걸림턱, 154: 경사 바닥부, 330, 430: 국부 압력 인가부, 330: 제1홈, 430: 제2홈, 540: 국부 압력 집중부 The present invention relates to an upper retaining member and a lower retaining member which are provided on a lower end of the lower retaining member. The present invention relates to a polishing apparatus and a method of manufacturing the same and a polishing apparatus and a method of polishing the same. : First groove, 430: second groove, 540: local pressure concentration portion
Claims (11)
연마시 상기 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 접촉하는 멤브레인를 구비하는 연마 헤드; 및
상기 멤브레인의 둘레에 설치되고 연마시 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하는 리테이너링을 포함하되,
상기 리테이너링은,
상기 연마 헤드에 조립되는 상부 리테이닝 부재와, 상기 상부 리테이닝 부재와 체결된 하부 리테이닝 부재를 포함하고, 상기 리테이너링에는 연마시 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하게 하는 보조 이탈 방지 수단이 설치되어 있고,
상기 보조 이탈 방지 수단은 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥부가 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥 부분중 상기 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있게 상기 멤브레인과 인접한 내부쪽에서 외부쪽으로 상향되게 경사진 경사 바닥부인 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마장치. A polishing pad on the platen;
A polishing head having a membrane in contact with a wafer located on the polishing pad during polishing; And
And a retainer ring provided around the membrane and preventing the wafer from being separated during polishing,
The retainer ring
An upper retaining member assembled to the polishing head and a lower retaining member coupled to the upper retaining member, wherein the retainer ring is provided with an auxiliary separation preventing means for preventing the wafer from being separated during polishing ,
Wherein the bottom portion of the lower retaining member has an inclined bottom which is inclined upward from the inner side adjacent to the membrane so as to apply a local pressure to a portion of the bottom portion of the lower retaining member adjacent to the wafer, Wherein the chemical mechanical polishing apparatus is a chemical mechanical polishing apparatus.
연마시 상기 연마 패드 상에 위치하는 웨이퍼와 접촉하는 멤브레인를 구비하는 연마 헤드; 및
상기 멤브레인의 둘레에 설치되고 연마시 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하는 리테이너링을 포함하되,
상기 리테이너링은,
상기 연마 헤드에 조립되는 상부 리테이닝 부재와, 상기 상부 리테이닝 부재와 체결된 하부 리테이닝 부재를 포함하고, 상기 리테이너링에는 연마시 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하게 하는 보조 이탈 방지 수단이 설치되어 있고,
상기 보조 이탈 방지 수단은 상기 멤브레인과 인접한 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥 부분중 상기 웨이퍼와 인접한 부분에 국부적으로 압력을 가할 수 있게 상기 상부 리테이닝 부재 및 하부 리테이닝 부재의 내부에 설치된 국부 압력 인가부를 포함하고,
상기 국부 압력 인가부는 상기 상부 리테이닝 부재에 설치되고 가스를 주입할 수 있는 제1 홈과, 상기 하부 리테이닝 부재의 바닥 부분으로부터 떨어져 상기 하부 리테이닝 부재의 내부에 상기 제1 홈과 연결되어 형성되고 상기 제1 홈보다 직경이 크고 상기 주입된 가스가 저장되는 제2 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마장치.A polishing pad on the platen;
A polishing head having a membrane in contact with a wafer located on the polishing pad during polishing; And
And a retainer ring provided around the membrane and preventing the wafer from being separated during polishing,
The retainer ring
An upper retaining member assembled to the polishing head and a lower retaining member coupled to the upper retaining member, wherein the retainer ring is provided with an auxiliary separation preventing means for preventing the wafer from being separated during polishing ,
The auxiliary detachment preventing means may include a local pressure applying unit installed inside the upper retaining member and the lower retaining member so as to apply a local pressure to a portion of the bottom portion of the lower retaining member adjacent to the wafer, Including,
The local pressure applying unit may include a first groove formed in the upper retaining member and capable of injecting gas, and a second groove formed in the lower retaining member, And a second groove having a larger diameter than the first groove and storing the injected gas.
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US20220339755A1 (en) * | 2017-10-04 | 2022-10-27 | Applied Materials, Inc. | Retaining ring design |
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