KR101841580B1 - 하부 웨이퍼 결함들을 위한 유지 링 - Google Patents
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Abstract
화학적 기계적 평탄화 시스템(CMP) 및 유지 링이 개시된다. 일 실시예에서, 폴리싱 시스템을 위한 유지 링은, 폴리싱된 내측 직경을 갖는 링-형상 본체를 포함한다. 본체는, 그루브들이 내부에 형성된 바닥부 표면, 외측 직경 벽, 및 내측 직경 벽을 갖고, 내측 직경 벽은 약 30마이크로인치(μin) 미만의 평균 거칠기(roughness average)(Ra)로 폴리싱된다.
Description
[0001] 본 발명의 실시예들은 반도체 기판과 같은 기판을 폴리싱하기 위한 폴리싱 시스템들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 실시예들은 기판을 폴리싱하기 위한 폴리싱 시스템의 유지 링(retaining ring)에 관한 것이다.
[0002] 화학적 기계적 폴리싱(CMP)은, 기판 상에 증착된 재료의 층을 평탄화하거나(planarize) 폴리싱하기 위해, 고-밀도 집적 회로들의 제조에서 일반적으로 사용되는 하나의 프로세스이다. 캐리어 헤드는 캐리어 헤드에서 유지되는 기판을 폴리싱 시스템의 폴리싱 스테이션에 제공할 수 있고, 운동하는(moving) 폴리싱 패드에 대해 기판을 제어 가능하게(controllably) 가압할 수 있다(urge). CMP는, 폴리싱 패드와 기판의 피쳐 측(feature side) 사이에 접촉을 제공하고 폴리싱 유체가 존재하는 동안 폴리싱 패드에 대해 기판을 운동시키는 것에 의해, 효율적으로 채용된다. 폴리싱 표면과 접촉하고 있는, 기판의 피쳐 측으로부터, 화학적 및 기계적 활동의 조합을 통해, 재료가 제거된다. 폴리싱 동안 기판으로부터 제거된 입자들은 폴리싱 유체에서 부유하게 된다(suspended). 부유하는 입자들은, 폴리싱 유체에 의해 기판을 폴리싱하는 동안 제거된다.
[0003] 디바이스 패턴들의 피쳐 크기가 점점 더 작아짐에 따라, 피쳐들의 임계 치수(critical dimension; CD) 요건은, 안정적이고 반복 가능한 디바이스 성능을 위해 더 중요한 기준이 되고 있다. 피쳐들의 CD가 20nm 미만의 크기들로 축소되는 경우, 미크론 미만의(submicron) 스크래치들은 디바이스 수율 개선에 있어서 더욱 더 치명적이게 된다. CMP는, 기판을 에워싸고(circumscribe) 캐리어 헤드에서 기판을 유지하는 것을 용이하게 하는 유지 링을 전형적으로 포함하는 캐리어 헤드를 갖는다. 폴리싱 동안, 기판은 유지 링과 접촉하게 될 수 있고, 유지 링의 부분들뿐만 아니라 접착된(adhered) 재료들을 떨어져 나가게(break free) 할 수 있으며, 유리된(loose) 재료들을 폴리싱 프로세스 내로 도입할 수 있다. 이러한 유리된 재료들은 폴리싱 동안 기판 및 폴리싱 표면과 접촉하게 될 수 있고, 기판 상의 마이크로스크래치들(<100nm)뿐만 아니라 라인 왜곡(line distortion) 및 체크 마크 결함(check mark defect)과 같은 다른 유형들의 결함들에 대한 원인이 될 수 있다(contribute).
[0004] 그러므로, 개선된 유지 링에 대한 필요가 존재한다.
[0005] 기판을 폴리싱하기 위한 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 시스템 및 유지 링이 개시된다. 일 실시예에서, CMP 시스템을 위한 유지 링은, 폴리싱된 내측 직경을 갖는 링-형상 본체를 포함한다. 본체는, 그루브들이 내부에 형성된 바닥부 표면, 외측 직경 벽, 및 내측 직경 벽을 갖고, 내측 직경 벽은 약 30마이크로인치(μin) 미만의 평균 거칠기(roughness average)(Ra)로 폴리싱된다.
[0006] 다른 실시예에서, 폴리싱 패드를 지지하도록 구성된 회전 가능한 플래튼, 폴리싱 동안 폴리싱 패드에 대해 기판을 가압하도록 구성된 폴리싱 헤드, 및 폴리싱 헤드에 커플링된 유지 링을 포함하는 CMP 시스템이 제공된다. 유지 링은, 폴리싱된 내측 직경을 갖는 링-형상 본체를 포함한다. 본체는, 그루브들이 내부에 형성된 바닥부 표면, 외측 직경 벽, 및 내측 직경 벽을 갖고, 내측 직경 벽은 약 30마이크로인치(μin) 미만의 평균 거칠기(Ra)로 폴리싱된다.
[0007] 본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이, 다른 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0008] 도 1은, 일 실시예에 따른, 유지 링을 포함하는 캐리어 헤드를 갖는 폴리싱 장치의 부분 단면도이다.
[0009] 도 2는, 일 실시예에 따른, 유지 링의 저면 평면도이다.
[0010] 도 3은, 도 2의 단면선(3-3)을 따라 절취된, 유지 링의 부분에 대한 단면도이다.
[0011] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 엘리먼트들을 나타내는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시되는 엘리먼트들이, 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에서 유익하게 사용될 수 있다는 점이 고려된다.
[0008] 도 1은, 일 실시예에 따른, 유지 링을 포함하는 캐리어 헤드를 갖는 폴리싱 장치의 부분 단면도이다.
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[0010] 도 3은, 도 2의 단면선(3-3)을 따라 절취된, 유지 링의 부분에 대한 단면도이다.
[0011] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 엘리먼트들을 나타내는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시되는 엘리먼트들이, 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에서 유익하게 사용될 수 있다는 점이 고려된다.
[0012] 기판을 폴리싱하기 위한 유지 링, 화학적 기계적 평탄화 시스템(CMP) 및 방법이 본원에서 설명된다. 유지 링은, 상당한 제조 비용들을 도입하거나 또는 기판의 폴리싱 동안 유지 링의 소비 중에 프로세스 변화들을 생성하는 것 없이, 종래의 유지 링들과 비교하여 개선된 슬러리 방출(release) 능력들을 갖는 폴리싱된 내부 직경을 포함한다. 폴리싱된 내부 직경은, 후에, 기판을 폴리싱하는 동안 떨어져 나올 수 있고 결함원(defect source)이 될 수 있는 폴리싱 부산물들 및 슬러리의 접착 및 뒤이은 응집을 실질적으로 방지한다. 따라서, 재료 축적(buildup)의 감소는, 폴리싱되는 표면들로의 결함들의 도입을 최소화하여, 생산 수율들을 개선한다. 부가적으로, 재료 축적의 감소는 생산 가동시간(up-time)을 증가시키고, 캐리어 헤드의 예방적 유지보수(preventative maintenance) 및 세정을 위해 필요한 시간들 사이의 간격을 연장시킨다.
[0013] 도 1은, 일 실시예에 따른, 폴리싱 장치(100)의 부분 단면도이다. 캐리어 헤드(150)는, 이하에서 더 설명되는 바와 같은 결함 감소에 기여하는 폴리싱된 내부 직경을 갖는 유지 링(130)을 갖는다. 캐리어 헤드(150)는 기판(135)(점선으로 도시됨)을 폴리싱 패드(175)의 폴리싱 표면(180)과 접촉된 상태로 유지한다. 폴리싱 패드(175)는 플래튼(176) 상에 배치된다. 플래튼(176)은 플래튼 샤프트(182)에 의해 모터(184)에 커플링된다. 폴리싱 장치(100)가 기판(135)을 폴리싱할 때, 모터(184)는, 플래튼(176)을, 그리고 따라서 폴리싱 패드(175)의 폴리싱 표면(180)을, 플래튼 샤프트(182)의 축(186)을 중심으로 회전시킨다.
[0014] 폴리싱 장치(100)는 화학물질(chemical) 전달 시스템(190)을 포함할 수 있다. 화학물질 전달 시스템(190)은, 슬러리 또는 탈이온수와 같은 폴리싱 유체(191)를 유지하는 화학물질 탱크(tank)(196)를 포함한다. 폴리싱 유체(191)는, 스프레이 노즐(198)에 의해 폴리싱 표면(180) 상에 스프레잉될 수 있고, 그러한 폴리싱 표면(180)은, 기판(135)을 평탄화하고 접착된 결함들(예를 들어, 입자들) 및 다른 폴리싱 잔류물을 제거하기 위해, 캐리어 헤드(150)에 의해 폴리싱 표면(180)에 대해 가압되는 기판(135)과 접촉하여 폴리싱 유체(191)를 회전시킨다.
[0015] 캐리어 헤드(150)는 샤프트(108)에 커플링되고, 샤프트(108)는 모터(102)에 커플링되며, 모터(102)는 결과적으로, 아암(170)에 커플링된다. 모터(102)는 아암(170)에 대해 선형 운동으로 측 방향으로(X 및/또는 Y 방향) 캐리어 헤드(150)를 운동시킨다. 캐리어 헤드(150)는 또한, 아암(170) 및/또는 폴리싱 패드(175)에 대해 Z 방향으로 캐리어 헤드(150)를 운동시키기 위해, 액츄에이터 또는 모터(104)를 포함한다. 캐리어 헤드(150)는 또한, 아암(170)에 대해 회전축(111)을 중심으로 캐리어 헤드(150)를 회전시키는 회전식(rotary) 액츄에이터 또는 모터(106)에 커플링된다. 모터들(104, 102, 및 106)은 폴리싱 패드(175)의 폴리싱 표면(180)에 대해 캐리어 헤드(150)를 포지셔닝하고 그리고/또는 운동시킨다. 일 실시예에서, 모터들(104, 102, 및 106)은, 프로세싱 동안, 폴리싱 표면(180)에 대해 캐리어 헤드(150)를 회전시키고, 폴리싱 패드(175)의 폴리싱 표면(180)에 대해 기판(135)을 가압하도록 하방력(down-force)을 제공한다.
[0016] 캐리어 헤드(150)는, 유지 링(130)에 의해 에워싸인 본체(125)를 포함한다. 유지 링(130)은 내측 링 직경(134)을 갖는다. 내측 링 직경(134)은 200mm, 300mm, 450mm의 직경, 또는 다른 생산 반도체 기판 직경을 갖는 반도체 기판을 수용하도록 구성될 수 있다. 내측 링 직경(134)은, 내측 링 직경(134)에 배치된 기판(135)보다 약 5mm 더 큰 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 내측 링 직경(134)은, 450mm 기판(135)을 수용하기 위해, 약 455mm의 직경을 가질 수 있다. 대안적으로, 내측 링 직경(134)은, 300mm 기판(135)을 수용하기 위해, 약 305mm의 직경을 가질 수 있다. 유지 링(130)은 또한, (도 2에 예시된) 복수의 슬러리 그루브들(268)을 가질 수 있다. 캐리어 헤드(150)는 또한, 가요성 멤브레인(140)에 인접하는 하나 또는 그 초과의 블래더들(bladders)(110/112)을 포함할 수 있다. 가요성 멤브레인(140)은, 기판(135)이 캐리어 헤드(150)에서 유지될 때, 기판(135)의 후면과 접촉한다.
[0017] 일 실시예에서, 유지 링(130)은 액츄에이터(132)에 의해 본체(125)에 커플링된다. 일 양태에서, 폴리싱 프로세스 동안 유지 링(130)을 폴리싱 패드(175)의 폴리싱 표면(180)을 향해 가압하기 위해, 유지 링(130)에 압력이 가해진다. 모터(106)는 회전축(111)을 중심으로 캐리어 헤드(150)를 회전시키고 따라서 폴리싱 동안, 캐리어 헤드(150)에서 지지되는 기판(135)은 실질적으로, 회전축(111)을 중심으로 회전된다. 유지 링(130)의 내측 링 직경(134)은 유지 링(130)에서 기판(135)을 지지하도록 크기가 정해진다. 캐리어 헤드(150)에서 기판(135)을 회전시키는 동안, 기판(135)은 유지 링(130)의 내측 링 직경(134)에 충돌하거나(bump) 타격을 가할 수 있다(strike). 화학물질 전달 시스템(190)은, 폴리싱 동안, 폴리싱 유체(191)를 폴리싱 표면(180) 및 기판(135)에 전달한다. 유지 링(130)의 슬러리 그루브들은, 유지 링(130)을 통한 그리고 기판(135)으로부터 멀리 떨어지는, 폴리싱 유체(191) 및 비말동반된(entrained) 폴리싱 잔해(debris)의 운송을 용이하게 한다. 유지 링(130)의 내측 링 직경(134)은, 과도한 비말동반된 폴리싱 유체가 유지 링(130)에 접착되는 것을 방지하는 방식으로 구성되고, 따라서, 유지 링(130)에서 유지되는 기판(135)으로부터 유지 링(130)에 대한 손상을 완화하면서, 또한, 폴리싱 동안, 기판(135)과 링(130) 사이의 접촉에 응답하여 방출되는 입자들의 양을 감소시킨다.
[0018] 도 2는 유지 링(130)의 저면 평면도이다. 유지 링(130)은 재료의 단일체(single mass)로 형성된 본체(202)로 구성될 수 있다. 대안적으로, 본체(202)는 하나 또는 그 초과의 부분들, 예컨대, 캐리어 헤드(150)에 본체(202)를 장착하도록 구성된 상부 부분(320)(도 3에 도시됨), 및 기판(135)과 폴리싱 패드(175)를 접촉시키도록 구성된 하부 부분(210)으로 형성될 수 있다. 본체(202)의 부분들은, 본체(202)의 형상을 형성하도록 서로 끼워맞춤(fit)되는 다수의 피스들(pieces)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유지 링(130)의 본체(202)는 단일 일체형 구성이다. 다른 실시예에서, 유지 링(130)의 본체(202)는 2개의 부분들인 상부 부분(320) 및 하부 부분(210)을 갖는다.
[0019] 본체(202)는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 몰리브덴, 또는 다른 프로세스-내성(resistant) 금속 또는 합금, 또는 세라믹 또는 세라믹 충전된(filled) 폴리머, 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 본체(202)의 적어도 상부 부분(320)은, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 및 몰리브덴과 같은 프로세스-내성 금속 또는 합금, 세라믹 또는 세라믹 충전된 폴리머 중 하나 또는 그 초과로 제조된다. 부가적으로, 본체(202)는, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, Ertalyte TX, PEEK, Torlon, Delrin, PET, Vespel, Duratrol, 또는 다른 적합한 재료와 같은 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 그루브들(268)이 형성되는, 본체(202)의 적어도 하부 부분(210)은, 플라스틱 재료로 제조된다. 다른 실시예에서, 하부 부분(210)은 금속 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 상부 부분(320)은 하부 부분(210)의 강성보다 더 큰 강성을 갖는 재료로 제조될 수 있다.
[0020] 본체(202)는 중앙(220)을 갖는 링 형상일 수 있다. 본체(202)는 또한, 바닥부 표면(270), 내측 직경 벽(208), 및 외측 직경 벽(264)을 포함할 수 있다. 내측 직경 벽(208)은 유지 링(130)의 내측 링 직경(134)을 정의하고, 기판(135)을 수용하도록 크기가 정해진 내측 반경을 갖는다.
[0021] 유지 링(130)의 본체(202)는 또한, 프로세스 조건들에 노출되고 그리고/또는 금속들 및/또는 축적된 프로세스 재료들을 방출하는 경향이 있는, 유지 링(130)의 하나 또는 그 초과의 표면들을 커버할 수 있는 프로세스-내성 코팅을 포함할 수 있다. 프로세스-내성 코팅은, 폴리싱 장치(100)에서 기판(135)을 프로세싱하는 데에 사용되는 폴리싱 유체의 케미스트리(chemistry)에 기초하여 선택된 중합체 재료와 같은, 프로세스 유체들과의 화학적 상호작용을 견디는 소수성(hydrophobic) 재료일 수 있다. 중합체 재료는 파릴렌(폴리파락실릴렌(polyparaxylylene))과 같은 탄소-함유 재료, 예를 들어, Parylene C(염화 선형 폴리파락실릴렌(chlorinated linear polyparaxylylene)), Parylene N(선형 폴리파락실릴렌), 및 Parylene X(가교(cross-linked) 폴리파락실릴렌)일 수 있다. 사용될 수 있는 다른 탄소-함유 재료들은, 폴리에테르에테르케톤들(PEEK), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(ERTALYTE® TX(ETX)), 화학적 기계적 폴리싱 긴 수명 x5(CMP LL5) 폴리에스테르, 비정질 투명 폴리에테르이미드(ULTEM™ 1000), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및 다이아몬드상 탄소(diamond-like carbon)(DLC)를 포함한다.
[0022] 복수의 그루브들(268)은 유지 링(130)의 하부 부분(210)에 형성될 수 있다. 그루브들(268)은 내측 링 직경(134)으로부터 하부 부분(210)의 외측 직경 벽(264)으로 연장된다. 그루브들(268)은, 슬러리 재료 및 부유하는 고체들(solids)과 같은 유체들이, 그루브(268)를 통해 내측 링 직경(134)으로부터 외측 직경 벽(264)으로 이동하는 것을 허용하기에 충분한 깊이를 가질 수 있다. 그루브들(268)의 개수 및 구성은 설정이 가능할 수 있거나(configurable) 그리고/또는 프로세스 조건들에 따를 수 있다. 예를 들어, 유지 링(130)은, 캐리어 헤드(150) 및 유지 링(130)이 회전될 때, 유체가 기판(135)에서 벗어나서(out from under) 기판(135)으로부터 멀어지게 이동하는 것을 허용하기 위한 18개의 균등하게 이격된 그루브들(268)을 가질 수 있다. 유체는, 기판이 폴리싱 동작을 겪는 동안 기판(135)의 표면을 스크래칭하거나 손상을 주는 것을 완화하기 위해, 슬러리 및 다른 유리된 재료를 그루브(268)를 통해 기판(135)으로부터 멀어지게 운반한다.
[0023] 도 3은 도 2의 단면선(3-3)을 따라 절취된, 유지 링(130)의 부분에 대한 단면도이다. 유지 링(130)의 상부 부분(320)은 유지 링(130)의 하부 부분(210)에 동심적으로(concentrically) 커플링될 수 있다. 본체(202)의 상부 부분(320) 및 하부 부분(210)은, 에폭시 재료, 우레탄 재료, 또는 아크릴 재료와 같은 접착 재료에 의해 계면(330)에서 서로 끼워맞춤되고 결합될 수 있다. 상부 부분(320)은 상부 부분의 바닥부 표면(328)을 따라 스페이서(spacer; 321)를 가질 수 있다. 스페이서(321)는 유지 링(130)에 대해서 조립체의 하부 부분(210)의 정상부 표면(316)과 상부 부분(320)의 바닥부 표면(328) 사이에 제공된다. 스페이서(321)는, 링들(130) 사이에서 치수적인 반복 가능성(dimensional repeatability)을 강화하면서, 접착 재료가 하부 부분(210)의 정상부 표면(316)과 상부 부분(320)의 바닥부 표면(328) 사이에서 불균일하게 충전되거나 스퀴징되는(squeezed out) 것을 최소화하는 균일합 갭을 제공한다.
[0024] 상부 부분(320)은 내측 직경 벽(322)을 갖는다. 하부 부분(210)은 내측 직경 벽(312)을 갖는다. 상부 및 하부 부분들(320, 210) 중 각각에 대한 내측 직경 벽들(322, 312)은 링 조립체의 내측 링 직경(134)과 일치한다. 상부 부분(320) 및 하부 부분(210) 양자에 대한 내측 직경 벽들(322, 312)은 폴리싱된다. 내측 직경 벽들(322, 312)은 래핑(lapping), CMP, 화염 폴리싱(flame polishing), 증기 폴리싱(vapor polishing), 또는 다른 적합한 방법에 의해 폴리싱될 수 있다. 내측 직경 벽(322, 312)은, 약 2Ra 내지 약 10Ra 또는 약 4Ra와 같은, 약 30Ra 미만의 마이크로인치(μin)의 평균 거칠기(Ra)를 갖기 위해, 폴리싱될 수 있다.
[0025] 일 실시예에서, 유지 링(130)은 재료의 단일 피스로 형성되고 내측 링 직경(134)은 10μin 미만의 Ra로 폴리싱될 수 있다. 내측 링 직경(134)은, 내측 링 직경(134) 그루브 마모(wear)를 개선할뿐만 아니라 입자 생성을 상당히 감소시키는 폴리싱된/평활화된(smoothed) 표면을 갖는다. 내측 링 직경(134)을 폴리싱하는 것은 기판과의 접촉으로부터 더 적은 그루빙(grooving) 및 마모를 초래하고, 부가적으로, 더 적은 입자 생성 및 부산물 부착을 초래한다. 부가적으로, 내측 링 직경(134)을 폴리싱하는 것은 쉬운 세정을 제공하고, 슬러리 및 다른 재료들이 내측 링 직경(134)에 접착되는 것을 방지한다. 따라서, 내측 링 직경(134)의 표면을 폴리싱하는 것은, 입자들이 기판(135)의 폴리싱 동작에 진입하여 기판(135)의 표면을 스크래칭하고/손상을 주는 것을 최소화한다.
[0026] 다른 실시예에서, 유지 링(130)의 하부 부분(210)은, 기판(135)이 CMP 상에서 폴리싱되는 동안 기판(135)과의 충돌 시에 유지 링(130)에 대한 마찰을 감소시키기 위해, 약 8Ra 내지 약 10Ra로 폴리싱된 내측 직경 벽(312)을 갖는다. 내측 직경 벽(312)의 감소된 마찰은 충돌로부터의 입자 생성뿐만 아니라 슬러리 재료가 유지 링(130)의 내측 직경 벽(312)에 부착되는 것을 감소시킨다.
[0027] 다른 실시예에서, 상부 부분(320)의 내측 직경 벽(322)은 약 10Ra 내지 약 15Ra로 폴리싱된다. 또 다른 실시예에서, 상부 부분(320)의 내측 직경 벽(322)은 약 2Ra 또는 그 미만으로 폴리싱된다. 내측 직경 벽(322)의 폴리싱은, 슬리러 및 다른 재료들이 응집될 수 있고 이후에 떨어져 나오게(dislodged) 될 수 있으며 오염 물질 및 잠재적인 스크래칭 원인이 될 수 있는, 유지 링(130)의 내측 직경 벽(322)에 슬러리 및 다른 재료들이 부착되는 것을 방지한다. 따라서, 유지 링(130)의 내측 직경 벽(322) 상의 입자/부산물 축적을 감소시키는 것은 폴리싱되는 기판들(135)에 대한 결함들의 감소에 기여한다. 부가적으로, 폴리싱된 표면에 슬러리 및 다른 재료들이 실질적으로 접착되지 않기 때문에, 폴리싱된 내측 직경 벽(322)은 더 용이하게 세정된다.
[0028] 상부 부분(320)은 유지 링(130)의 전체 외부 직경 벽(204)과 일치하는 외부 직경 벽(324)을 갖는다. 하부 부분(210)은 유지 링(130)의 전체 외부 직경 벽(204)과 동심인 외부 직경 벽(314)을 갖는다. 하부 부분(210)의 외부 직경 벽(314)은, 유지 링(130)에 대해서, 전체 외부 직경 벽(204)보다 더 작은 약간의 치수(334)를 가질 수 있다. 외부 직경 벽들(324, 314)은, 약 2μin 내지 약 10Ra 또는 약 4Ra와 같은, 약 30Ra 미만의 마이크로인치(μin)의 평균 거칠기(Ra)로 폴리싱될 수 있다. 폴리싱된 표면은 유지 링(130)의 외부 직경 벽들(324, 314)에 대한 슬러리 및 다른 재료들의 부착을 감소시키고, 유지 링(130)의 외부로부터 재료의 세정을 용이하게 한다. 따라서, 유지 링(130)의 외부 직경 벽들(324, 314)은 슬러리 및 폴리싱 부산물들의 축적을 억제하고, 그러므로, CMP를 겪는 동안, 기판(135)의 표면에서의 마이크로-스크래치들에 대한 가능성을 감소시킨다.
[0029] 전술한 내용은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있다.
Claims (15)
- 폴리싱 시스템을 위한 유지 링(retaining ring)으로서,
상기 유지 링은 링-형상 본체를 포함하고,
상기 링-형상 본체는,
그루브들이 내부에 형성된 바닥부 표면;
외측 직경 벽; 및
반도체 기판을 수용하도록 선택된 직경을 갖는 내측 직경 벽;
을 가지며, 상기 내측 직경 벽은 30마이크로인치(μin) 미만의 평균 거칠기(roughness average)(Ra)로 폴리싱되며,
상기 링-형상 본체는,
폴리싱된 하부 내측 직경을 갖는 하부 부분 - 상기 하부 부분에 상기 그루브들이 형성됨 -; 및
상부 부분의 바닥부 표면을 따르는 스페이서 및 폴리싱된 상부 내측 직경를 갖는, 상부 부분;을 더 포함하며,
상기 상부 부분은 상기 하부 부분에 동심적으로(concentrically) 커플링되는,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 상부 부분은 10μin 내지 15μin의 평균 거칠기로 폴리싱되며, 상기 유지 링의 하부 부분은 8μin 내지 10μin의 평균 거칠기로 폴리싱되는 상기 내측 직경 벽을 갖는,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 폴리싱된 하부 내측 직경에 대한 평균 거칠기는 2μin인,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - 제 1 항에 있어서,
내측 직경에 대한 평균 거칠기는 8μin 내지 15μin인,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - 제 2 항에 있어서,
상기 상부 부분은 금속으로 이루어지고, 상기 하부 부분은 플라스틱으로 이루어지는,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 폴리싱된 상부 내측 직경에 대한 평균 거칠기는 8μin 내지 10μin인,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 폴리싱된 상부 내측 직경에 대한 평균 거칠기는 10μin 내지 15μin인,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 외측 직경 벽은 30μin 미만의 평균 거칠기로 폴리싱되는,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - 제 2 항에 있어서,
상기 상부 부분은 상기 하부 부분의 강성(stiffness)보다 더 큰 강성을 갖는 재료로 제조되는,
폴리싱 시스템을 위한 유지 링. - CMP 시스템으로서,
폴리싱 패드를 지지하도록 구성된 회전 가능한 플래튼(platen);
폴리싱 동안 상기 폴리싱 패드에 대해 기판을 가압하도록(urge) 구성된 폴리싱 헤드; 및
유지 링을 포함하고,
상기 유지 링은 링-형상 본체를 포함하며,
상기 링-형상 본체는,
그루브들이 내부에 형성된 바닥부 표면;
외측 직경 벽; 및
내측 직경 벽;
을 가지며, 상기 내측 직경 벽은 30마이크로인치(μin) 미만의 평균 거칠기(Ra)로 폴리싱되며,
상기 링-형상 본체는,
폴리싱된 하부 내측 직경을 갖는 하부 부분 - 상기 하부 부분에 상기 그루브들이 형성됨 -; 및
상부 부분의 바닥부 표면을 따르는 스페이서 및 폴리싱된 상부 내측 직경를 갖는, 상부 부분;을 더 포함하며,
상기 상부 부분은 상기 하부 부분에 동심적으로(concentrically) 커플링되는,
CMP 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 상부 부분은 10μin 내지 15μin치 사이의 평균 거칠기로 폴리싱되며, 상기 유지 링의 하부 부분은 8μin 내지 10μin 사이의 평균 거칠기로 폴리싱되는 상기 내측 직경 벽을 갖는,
CMP 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 폴리싱된 하부 내측 직경에 대한 평균 거칠기는 2μin인,
CMP 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 폴리싱된 상부 내측 직경에 대한 평균 거칠기는 8μin 내지 10μin인,
CMP 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 외측 직경 벽은 30μin 미만의 평균 거칠기로 폴리싱되는,
CMP 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 상부 부분은 상기 하부 부분의 강성보다 더 큰 강성을 갖는 재료로 제조되는,
CMP 시스템.
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