KR101587780B1 - 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인 - Google Patents

화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인에 관한 것으로, 웨이퍼의 판면을 가압하는 바닥판과; 상기 바닥판의 가장자리에서 상측으로 절곡 형성된 측면과; 상기 측면과 상기 바닥판의 중심의 사이에 링 형태로 상측 방향을 포함하여 연장 형성된 다수의 수직 연장부와, 상기 다수의 수직 연장부의 상단부로부터 각각 제1방향으로 수평 연장된 수평 연장부를 구비하여, 상기 수평 연장부가 상기 캐리어 헤드의 본체부에 결합되어 상기 바닥판과 상기 본체부의 사이에 다수의 압력 챔버를 형성하는 고정 플랩을; 포함하여 구성되어, 고정 플랩의 수평 연장부가 모두 동일한 제1방향을 향하도록 배열됨에 따라, 각 압력 챔버의 바닥면에서의 변형 방향도 일정해지므로 압력 챔버에 따라 바닥면의 수축 및 팽창의 차이를 최소화하여, 각 압력 챔버의 바닥면의 변형 상태에 의하여 웨이퍼에 도입되는 가압력이 왜곡되지 않고, 압력 챔버에 도입되는 압력에 비례하는 가압력으로 웨이퍼의 판면에 정확하게 도입할 수 있는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인 및 이를 구비한 캐리어 헤드를 제공한다.

Description

화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인 {MEMBRANE OF CARRIER HEAD OF CHEMICAL MECHANICAL APPARATUS AND MEMBRANE USED THEREIN}
본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인에 관한 것으로, 상세하게는 화학 기계적 연마 공정 중에 멤브레인의 상측에 형성되는 다수의 압력 챔버의 바닥면의 변형을 일정하게 유도하여 압력 챔버에 도입되는 압력과 편차를 갖는 가압력으로 웨이퍼를 가압하는 왜곡 현상을 억제하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인에 관한 것이다.
화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.
이러한 CMP 장치에 있어서, 캐리어 헤드는 연마공정 전후에 웨이퍼의 연마 면이 연마 패드와 마주보게 한 상태로 상기 웨이퍼를 가압하여 연마 공정을 행하도록 하고, 동시에 연마 공정이 종료되면 웨이퍼를 직접 및 간접적으로 진공 흡착하여 파지한 상태로 그 다음 공정으로 이동한다.
도1은 캐리어 헤드(1)의 개략도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 캐리어 헤드(1)는 외부로부터 회전 구동력을 전달받아 회전하는 상부 본체(20)와, 상부 본체(20)와 함께 회전하는 베이스(25)와, 상부 본체(20)와 베이스(25)로 이루어지는 본체부를 둘러싸는 링 형태로 장착되어 본체부와 함께 회전하는 리테이너링(30)과, 본체부의 베이스(25)에 고정되어 베이스(25)와의 사잇 공간에 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)를 형성하는 탄성 재질의 멤브레인(10)과, 공압 공급로(45)을 통해 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 공기를 넣거나 빼면서 압력을 조절하는 압력 제어부(40)로 구성된다.
도2는 도1에 적용될 수 있는 종래의 멤브레인(10)의 반단면도이다. 즉, 도2의 단면을 중심축(76)을 중심으로 회전시킨 형태로 멤브레인(10)이 형성된다. 따라서, 고정 플랩(13)은 링 형태의 얇은 가요성 판 형상이다.
탄성 재질의 멤브레인(10)은 웨이퍼(W)를 가압하도록 평탄하게 형성된 바닥판(11)과, 바닥판(11)의 가장자리 끝단에 측면(12)이 절곡 형성된다. 멤브레인(10)의 중앙부 끝단(11a)은 베이스(120)에 고정되어 웨이퍼(W)를 직접 흡입하는 흡입공(77)이 형성된다. 멤브레인(150)의 중앙부에 흡입공이 형성되지 않고 웨이퍼(W)를 가압하는 면으로 형성될 수도 있다. 멤브레인(10)의 중심으로부터 측면(12)의 사이에는 베이스(25)에 고정되는 링 형태의 고정 플랩(13)이 다수 형성되어, 고정 플랩(13)을 기준으로 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 동심원 형태로 배열된다.
여기서, 고정 플랩(13)은 멤브레인 바닥판(11)으로부터 상측으로 연장된 수직 연장부(13a)와, 수직 연장부(13a)의 상단부로부터 수평 방향으로 절곡 형성된 수평 연장부(13b)로 형성된다.
이 때, 고정 플랩(13) 중 일부는 바닥판(11)으로부터 제1수직 연장부(13a1)가 상측으로 연장 형성되고, 제1수직 연장부(13a1)의 상단부로부터 제1수평 연장부(13b1)가 연장 형성되고, 제1수평 연장부(13b1)의 끝단부로부터 제2수직 연장부(13a2)가 상측으로 연장 형성되고, 제2수직 연장부(13a2)의 상단부로부터 제2수평 연장부(13b2)가 연장 형성되는 형태로 형성될 수도 있다. 즉, 제1수직 연장부(13a1)와 제2수직 연장부(13a2)가 수직 연장부(13a)를 형성하며, 제1수평 연장부(13b1)와 제2수평 연장부(13b2)가 수평 연장부(13b)를 형성한다.
그러나, 종래의 멤브레인(10)은 고정 플랩(13)의 수평 연장부(13b)의 연장 방향이 반경 내측 방향으로 연장되는 것과 반경 외측 방향으로 연장되는 것이 교대로 배치됨에 따라, 도3에 도시된 바와 같이, 화학 기계적 연마 공정이 시작되어 압력 챔버(C1, C2, C3,...)에 공압이 인가되어 압력 챔버(C1, C2, C3)가 팽창하여 바닥판(11)을 하방으로 가압하는 가압력(P)이 작용하면, 반경 바깥 방향으로 연장된 수평 연장부(13bo)로 이루어진 고정 플랩(13o)의 수직 연장부(13ao)는 반경 내측을 향하여 팽창하고, 반경 내측 방향으로 연장된 수평 연장부(13bi)로 이루어진 고정 플랩(13i)의 수직 연장부(13ai)는 반경 외측 방향으로 팽창하므로, 고정 플랩(13o, 13i)과 만나는 바닥판(11)은 도면부호 10d1, 10d2로 표시된 바와 같이 서로 다른 방향으로 회전하는 성분의 힘이 작용하게 된다.
이에 따라, 고정 플랩(13o, 13i)의 수평 연장부(13bo, 13bi)가 서로를 향하여 배치되어 모아진 형태의 압력 챔버(도3의 C2)의 바닥판 영역(U)은 경계에서 들어올리는 힘(10d1, 10d2)에 의하여 위로 볼록하게 오무려지는 변형이 작용하는 데 반하여, 고정 플랩(13o, 13i)의 수평 연장부(13bo, 13bi)가 서로 반대 방향을 향하여 배치되어 벌려진 형태의 압력 챔버(도3의 C1, C3)의 바닥판 영역(D)은 경계에서 인접한 압력 챔버 내측으로 파여 들어가는 힘(10d2; 10d1)에 의하여 아래로 볼록하게 벌어지는 변형이 작용하게 된다.
이와 같은 원리로, 다수로 분할된 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 바닥면은 교대로 오무려지거나(수축) 벌려지려는(팽창) 힘이 교대로 작용함에 따라, 압력 제어부(40)로부터 압력 챔버(C1, C2, C3,...)에 정해진 압력을 인가하더라도, 압력 챔버(C1, C2, C3,...)의 압력에 의하여 바닥판(11) 아래에 위치한 웨이퍼(W)를 하방 가압하는 힘은 차이가 발생되는 원인이 되어 왔다.
따라서, 화학 기계적 연마 공정 중에 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 정압이 인가되어 바닥판(11)을 통해 웨이퍼(W)를 가압할 때에, 바닥판에 작용하는 변형 상태에 의하여 웨이퍼(W)에 도입되는 실제 가압력에 왜곡이 발생되지 않도록 하는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 화학 기계적 연마 공정 중에 멤브레인의 상측에 형성되는 다수의 압력 챔버의 바닥면의 변형을 일정하게 유도하여 압력 챔버에 도입되는 압력과 편차를 갖는 가압력으로 웨이퍼를 가압하는 왜곡 현상을 억제하는 것을 목적으로 한다.
이를 통해, 다수로 분할된 압력 챔버의 바닥면의 변형에 영향을 받지 않고 웨이퍼에 정확한 가압력을 인가하여 웨이퍼의 연마 두께를 보다 정교하게 조절할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인으로서, 웨이퍼의 판면을 가압하는 바닥판과; 상기 바닥판의 가장자리에서 상측으로 절곡 형성된 측면과; 상기 측면과 상기 바닥판의 중심의 사이에 링 형태로 상측 방향을 포함하여 연장 형성된 다수의 수직 연장부와, 상기 다수의 수직 연장부의 상단부로부터 각각 제1방향으로 수평 연장된 수평 연장부를 구비하여, 상기 수평 연장부가 상기 캐리어 헤드의 본체부에 결합되어 상기 바닥판과 상기 본체부의 사이에 다수의 압력 챔버를 형성하는 고정 플랩을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인을 제공한다.
이는, 고정 플랩의 수평 연장부가 모두 동일한 제1방향을 향하도록 배열됨에 따라, 고정 플랩이 캐리어 헤드의 본체부에 결합되어 다수의 분할된 압력 챔버가 형성된 상태에서, 압력 챔버에 공압이 인가되어 멤브레인이 팽창하면, 고정 플랩의 수직 연장부가 멤브레인 바닥판과 접하는 영역에서 작용되는 힘의 방향이 모두 동일하게 유도되고, 이에 따라 각 압력 챔버의 바닥면의 변형 패턴(변형 방향 및 형태)가 모두 일정하게 유도되므로, 압력 챔버에 따라 바닥면의 수축 및 팽창의 차이를 최소화하기 위함이다.
이를 통해, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정 중에 다수로 분할된 압력 챔버에 정압을 인가한 상태에서 각 압력 챔버의 바닥면이 모두 동일한 방향으로 힘을 받게 되어 변형량의 차이를 제거할 수 있으므로, 각 압력 챔버의 바닥면의 변형 상태에 의하여 웨이퍼에 도입되는 가압력이 왜곡되지 않고, 압력 챔버에 도입되는 압력에 비례하는 가압력으로 웨이퍼의 판면에 정확하게 도입할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 웨이퍼에 인가되는 가압력을 제어하는 것이 보다 쉽고 정확해지므로, 웨이퍼의 연마 두께를 보다 정교하게 조절할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 상기 제1방향은 멤브레인 바닥판과 45도 이하의 경사를 갖는 형태로 정해질 수 있지만, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 제1방향은 반경 내측과 반경 외측 중 어느 하나의 방향으로 바닥판에 평행한 방향으로 정해지는 것이 바람직하다 .
이 때, 고정 플랩은 멤브레인 바닥판으로부터 상측으로 연장된 수직 연장부와, 수직 연장부의 상단부로부터 제1방향으로 연장된 수평 연장부로만 구성될 수도 있지만, 상기 고정 플랩 중 일부 이상은 상기 바닥판으로부터 상측으로 연장된 제1수직 연장부와, 상기 제1수직 연장부의 상단부로부터 상기 제1방향으로 연장된 제1수평 연장부와, 상기 제1수평 연장부의 끝단부로부터 상기 제1방향으로 연장된 제2수직 연장부와, 상기 제2수직 연장부의 상단부로부터 상기 제1방향으로 연장된 제2수평 연장부로 이루어질 수도 있다.
한편, 본 발명은, 외부로부터 회전 구동력을 인가받아 회전하는 본체부와; 상기 본체부에 위치 고정되어 상기 본체부와 함께 회전하고, 상기 본체부와의 사이에 압력 챔버가 형성되어 상기 압력 챔버의 압력 제어에 의해 화학 기계적 연마 공정 중에 저면에 위치한 웨이퍼를 하방으로 가압하는 전술한 구성의 멤브레인을; 포함하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드를 제공한다.
본 특허청구범위 및 명세서에 기재된 '수평 연장부'라는 용어는 반드시 멤브레인 바닥판과 평행한 성분으로 연장된 형태에 국한되지 아니하며, 멤브레인 바닥판과 평행한 방향 성분이 멤브레인 바닥판에 수직한 방향 성분에 비하여 보다 많은 비중으로 연장된 형태로 정의한다. 즉, '수평 연장부'는 멤브레인 바닥판에 대하여 팽행하거나 45도 이하의 각도로 연장된 형태이다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위의 '수평 연장부'에는 하나의 방향으로만 연장되는 것에 국한되지 아니하며, 절곡부를 포함하여 구성되는 것을 포함한다.
마찬가지로, 본 특허청구범위 및 명세서에 기재된 '수직 연장부'라는 용어는 반드시 멤브레인 바닥판에 수직인 방향 성분이 멤브레인 바닥판에 평행한 방향 성분에 비하여 보다 많은 비중으로 연장된 형태로 정의한다. 즉, '수직 연장부'는 멤브레인 바닥판에 수직하거나 45도 이상의 각도로 연장된 형태이다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위의 '수직 연장부'에는 하나의 방향으로만 연장되는 것에 국한되지 아니하며, 절곡부를 포함하여 구성되는 것을 포함한다.
본 특허청구범위 및 명세서에 기재된 '제1방향'이라는 용어는 수평 연장부의 연장 방향을 지칭하며, 직선 형태의 하나의 방향에 국한되지 않는다. 다시 말하면, '제1방향'은 반경 내측 방향 또는 반경 외측 방향과 같이 직선(평면) 형태의 연장 방향을 포함할 뿐만 아니라, 절곡부에 의하여 꺽인 직선 또는 곡선부를 구비하여 연장되는 방향을 포함하는 것으로 정의한다.
본 발명에 따르면, 멤브레인과 본체부의 사이에 형성되는 압력 챔버를 다수로 분할하는 고정 플랩의 수평 연장부가 모두 동일한 제1방향을 향하도록 배열됨에 따라, 다수의 분할된 압력 챔버의 바닥면에 작용하는 힘과 변형량을 일정하게 유지하여, 각 압력 챔버의 바닥면의 변형 상태에 의하여 웨이퍼에 도입되는 가압력이 왜곡되지 않고, 압력 챔버에 도입되는 압력에 비례하는 가압력으로 웨이퍼의 판면에 정확하게 도입할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명은 웨이퍼에 인가되는 가압력을 제어하는 것이 보다 쉽고 정확해지므로, 웨이퍼의 연마 두께를 보다 정교하게 조절할 수 있는 잇점이 얻어진다.
도1은 종래의 캐리어 헤드의 구성을 도시한 반단면도,
도2는 도1의 캐리어 헤드에 적용 가능한 멤브레인의 구성을 도시한 반단면도,
도3은 도2의 'A'부분의 확대 부분으로서 종래 멤브레인의 작용을 설명하기 위한 도면,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드의 구성을 도시한 반단면도,
도5는 도4의 캐리어 헤드에 적용 가능한 멤브레인의 구성을 도시한 반단면도로서, 단면을 중심축(76)을 중심으로 회전시킨 형태를 나타내는 도면,
도6은 도5의 'B'부분의 확대 부분으로서 본 발명의 작용을 설명하기 위한 도면,
도7 및 도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멤브레인의 도5의 'B'부분에 대응하는 고정 플랩의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인(100)과 이를 구비한 캐리어 헤드를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 공지된 구성 및 작용에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 상세한 설명을 생략하기로 한다. 본 발명의 일 실시예는 도1에 도시된 종래의 구성(1)과 대비할 때 멤브레인 바닥판(110)에 하방 돌출된 돌출부(115, 115')에 의하여 웨이퍼를 가압한다는 점에 차이가 있다.(본 발명에 따른 캐리어 헤드 및 멤브레인은 도면에 도시된 반단면도의 중심선을 기준으로 회전시킨 형상이다.)
본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드(100)는, 종래의 캐리어 헤드(1)와 마찬가지로 구동 샤프트(미도시)와 연결되어 회전하는 상부 본체(20)와, 상부 본체(20)와 함께 회전하는 베이스(25)와, 베이스(25)에 고정되어 베이스(25)와의 사이에 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)를 형성하고 탄성 가요성 소재로 형성되는 멤브레인(100)과, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 공압을 공급하여 압력을 조절하는 압력 제어부(40)로 구성된다. 여기서, 상부 본체(20)와 베이스(25)는 캐리어 헤드의 본체부를 형성한다.
상기 멤브레인(100)은 웨이퍼(W)의 판면을 가압할 수 있도록 웨이퍼(W)의 판면에 대응하는 크기의 원판 형태로 형성된 바닥판(110)과, 바닥판(110)의 가장자리 끝단부로부터 상측으로 절곡되어 연장 형성된 측면(120)과, 바닥판(110)의 중심과 측면(120)의 사이에 본체부의 베이스(25)에 결합되는 다수의 링형태의 고정 플랩(130)이 형성된다.
멤브레인의 고정 플랩(130)은 바닥판(110)으로부터 바닥판(110)의 판면에 링 형태로 수직한 상방으로 연장되는 수직 연장부(131)와, 수직 연장부(131)의 상단부로부터 바닥판(110)의 판면에 평행한 제1방향(D1)으로 연장되는 수평 연장부(132)로 이루어져, 수평 연장부(132)의 끝단이 결합 부재(222)와 베이스(25)의 사이에 끼워져 고정된다. 이에 따라, 멤브레인 바닥판(110)과 베이스(25)의 사이에는 고정 플랩(130)에 의하여 분할된 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 형성된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 고정 플랩(130)의 일부 이상에 대하여, 수직 연장부(131)는 바닥판(110)의 판면에 수직한 면에 경사지게 상향 연장 형성될 수도 있고, 수평 연장부(132)는 바닥판(110)의 판면에 평행한 면에 경사지게 측방향으로 연장 형성될 수도 있다.
이 때, 고정 플랩(130)의 일부(130') 이상은 여러개의 수직 연장부와 수평 연장부로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도5에 도시된 최외측 고정 플랩(130')의 수직 연장부(131)는 멤브레인 바닥판(110)으로부터 상측으로 연장된 제1수직 연장부(1311)와, 제1수평 연장부(1321)의 상단부로부터 제1방향(D1)인 반경 내측 방향으로 연장된 제2수직 연장부(1312)로 이루어진다. 그리고, 도5에 도시된 최외측 고정 플랩(130')의 수평 연장부(132)는 제1수직 연장부(1311)의 상단부로부터 제1방향(D1)인 반경 내측 방향으로 연장된 제1수평 연장부(1321)와, 제2수직 연장부(1312)의 상단부로부터 제1방향(D1)인 반경 내측 방향으로 연장된 제2수평 연장부(1322)로 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 고정 플랩(130: 130'을 포함한다)의 수평 연장부(132)는 모두 동일한 반경 내측 방향으로 연장 형성된다. 도면에는 고정 플랩(130)의 수평 연장부(132)가 연장되는 제1방향(D1)이 반경 내측 방향으로 연장 형성된 구성을 예로 들었지만, 제1방향(D1)은 반경 외측 방향일 수도 있고, 멤브레인 바닥판(110)에 평행한 평면에 대하여 45도 이내의 경사진 방향일 수도 있다.
또한, 도7에 도시된 바와 같이 수직 연장부(131)와 수평 연장부(132)의 사이에 바닥판(110)에 대하여 45도 이상의 경사진 방향으로 연장된 중간 연장부(133)를 포함하는 것을 모두 포함한다. 이 때, 중간 연장부(133)의 경사각과 길이 및 위치는 모든 고정 플랩(130)에 대하여 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도8에 도시된 바와 같이, 수평 연장부(132')에 직선 형태의 절곡부(132x)가 형성되거나 곡선 형태의 절곡부가 형성될 수도 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 수직 연장부(131)에도 절곡부가 형성될 수도 있다.
다만, 본 발명에 따른 고정 플랩(130)의 수평 연장부(132)는 모두 동일한 제1방향(D1)으로 연장 형성된다. 여기서 제1방향(D1)은 반경 내측 방향 또는 반경 외측 방향과 같이 하나의 평면상에 존재하는 방향을 당연히 포함하지만, 도8에 도시된 바와 같이 직선 형태의 절곡부(132x) 또는 곡선 형태의 절곡부가 형성되어 방향 성분이 꺾인 방향(D1')을 포함한다.
여기서, 수평 연장부(132')에는 절곡부(132x)가 형성될 수 있다. 이 경우에는 수직 연장부(131)로부터 절곡부(132')가 형성되는 구간의 길이(x1)와 그 형태는 모든 고정 플랩(130)에 대하여 동일하게 정해지는 것이 바람직하며, 이에 따라, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 압력(P)이 작용할 때에 고정 플랩(130)들이 모두 동일한 패턴으로 변형되게 유도된다.
한편, 도면에 도시되지 않았지만 수직 연장부(131)에도 절곡부가 형성될 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로 멤브레인 바닥판(110)의 판면으로부터 절곡부가 형성되는 길이와 형태가 모든 고정 플랩(130)에 대하여 동일하게 정해지는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 멤브레인(100)은 모든 고정 플랩(130)의 수평 연장부(132)가 모두 동일한 제1방향(D1, D1')을 향하도록 배열됨에 따라, 화학 기계적 연마 공정을 위하여 다수로 분할된 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 공압을 공급하여, 멤브레인 바닥판(110)이 하방으로의 압력(P)에 팽창되면서 점선으로 표시된 위치(도6의 110p)에서 하방으로 이동하면, 멤브레인 바닥판(110)과 접하는 고정 플랩(130)의 수직 연장부(131)에서의 힘의 방향(13d)이 모든 압력 챔버에 동일하게 작용하여 각 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 바닥면의 변형 패턴(변형 방향 및 형태)가 'S'로 표시된 영역에서 모두 일정하게 유도되므로, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 따라 바닥면의 수축 및 팽창의 차이를 최소화할 수 있게 된다.
이처럼 본 발명은 각 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 바닥면이 모두 동일한 방향으로 힘을 받아 바닥면의 변형량의 차이를 최소화하므로, 각 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 바닥면의 변형 상태에 의하여 웨이퍼에 도입되는 가압력이 왜곡되지 않고, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 도입되는 압력(P)에 정비례하는 가압력으로 웨이퍼(W)의 판면에 정확하게 도입할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 웨이퍼(W)에 인가되는 가압력을 제어하는 것이 보다 쉽고 정확해지므로, 웨이퍼(W)의 연마 두께를 보다 정교하게 조절할 수 있는 화학 기계적 연마 공정을 구현하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
W: 웨이퍼 C1, C2, C3, C4, C5: 압력 챔버
9: 캐리어 헤드 100: 멤브레인
110: 바닥판 120: 측면
130: 고정 플랩 131: 수직 연장부
132: 수평 연장부

Claims (8)

  1. 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인으로서,
    웨이퍼의 판면을 가압하는 바닥판과;
    상기 바닥판의 가장자리에서 상측으로 절곡 형성된 측면과;
    상기 측면과 상기 바닥판 중심의 사이에서 링 형태로 연장 형성되어 캐리어 헤드의 본체부에 고정되어, 상기 바닥판과 상기 본체부의 사이에 압력 챔버를 형성하는 다수의 고정 플랩을;
    포함하고,
    상기 바닥판과 상기 고정 플랩에 의해 형성되는 상기 압력 챔버가 3개 이상이고,
    상기 다수의 고정 플랩은 상기 바닥판으로부터 상측 방향을 포함하여 연장 형성된 다수의 수직 연장부와, 상기 다수의 수직 연장부의 상단부로부터 모두 동일한 제1방향으로 연장된 수평 연장부를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드용 멤브레인.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1방향은 반경 내측과 반경 외측 중 어느 하나의 방향인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정 플랩 중 일부 이상은 상기 바닥판으로부터 상측으로 연장된 제1수직 연장부와, 상기 제1수직 연장부의 상단부로부터 상기 제1방향으로 연장된 제1수평 연장부와, 상기 제1수평 연장부의 끝단부로부터 상기 제1방향으로 연장된 제2수직 연장부와, 상기 제2수직 연장부의 상단부로부터 상기 제1방향으로 연장된 제2수평 연장부로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 고정 플랩은 상기 수직 연장부와 상기 수평 연장부 사이에 중간 연장부가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 중간 연장부는 모든 고정 플랩에 대하여 경사각, 길이 및 위치가 모두 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 연장부에는 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 수직 연장부로부터 상기 절곡부가 형성된 구간의 형상은 상기 고정 플랩들이 모두 동일한 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인.
  8. 외부로부터 회전 구동력을 인가받아 회전하는 본체부와;
    상기 본체부에 위치 고정되어 상기 본체부와 함께 회전하고, 상기 본체부와의 사이에 압력 챔버가 형성되어 상기 압력 챔버의 압력 제어에 의해 화학 기계적 연마 공정 중에 저면에 위치한 웨이퍼를 하방으로 가압하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 멤브레인을;
    포함하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102637832B1 (ko) * 2018-11-09 2024-02-19 주식회사 케이씨텍 연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 멤브레인
CN112108990A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 清华大学 用于化学机械抛光头的气膜、化学机械抛光头及抛光设备
CN112847127B (zh) * 2021-02-03 2023-05-16 华海清科股份有限公司 一种用于化学机械抛光的柔性膜、承载头及抛光设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050080246A (ko) * 2004-02-09 2005-08-12 삼성전자주식회사 연마 헤드용 플렉서블 멤브레인 및 이를 포함하는 연마 장치
KR101223010B1 (ko) * 2012-06-29 2013-01-17 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드용 멤브레인
KR101293485B1 (ko) * 2013-07-08 2013-08-06 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드용 리테이너 링
KR101410358B1 (ko) * 2013-02-25 2014-06-20 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마장치용 멤브레인 및 화학적 기계적 연마장치용 연마헤드

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050080246A (ko) * 2004-02-09 2005-08-12 삼성전자주식회사 연마 헤드용 플렉서블 멤브레인 및 이를 포함하는 연마 장치
KR101223010B1 (ko) * 2012-06-29 2013-01-17 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드용 멤브레인
KR101410358B1 (ko) * 2013-02-25 2014-06-20 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마장치용 멤브레인 및 화학적 기계적 연마장치용 연마헤드
KR101293485B1 (ko) * 2013-07-08 2013-08-06 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드용 리테이너 링

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