KR102144845B1 - 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드와 화학 기계적 연마 장치 - Google Patents

화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드와 화학 기계적 연마 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드와 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드에 장착되어 상기 웨이퍼의 이탈을 구속하는 리테이너 링은, 리테이너 링 몸체와, 리테이너 링 몸체의 저면에 관통 형성되는 관통홈과, 관통홈과 연통되며 리테이너 링 몸체의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되는 제1연장홈을 포함하는 것에 의하여, 리테이너 링의 내면으로 유입된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드와 화학 기계적 연마 장치{RETAINER RING IN CARRIER HEAD FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND CARRIER HEAD WITH THE SAME AND CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}
본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드와 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 리테이너 링의 내면으로 유입된 슬러리 및 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드와 화학 기계적 연마 장치에 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.
도 1은 캐리어 헤드(1)의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 캐리어 헤드(1)는 본체(110)와, 본체(110)와 함께 회전하는 베이스(120)와, 베이스(120)를 둘러싸는 링 형태로 상하 이동 가능하게 장착되어 베이스(120)와 함께 회전하는 리테이너링(130)과, 베이스(120)에 고정되어 베이스(120)와의 사이 공간에 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)를 형성하는 탄성 재질의 멤브레인(140)과, 공압 공급로(155)를 통해 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 공기를 넣거나 빼면서 압력을 조절하는 압력 제어부(150)로 구성된다.
탄성 재질의 멤브레인(140)은 웨이퍼(W)를 가압하는 평탄한 바닥판(141)의 가장자리 끝단에 측면(142)이 절곡 형성된다. 멤브레인(140)의 중앙부 끝단(140a)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(140)의 중심으로부터 측면(142)의 사이에는 베이스(120)에 고정되는 링 형태의 격벽(143)이 다수 형성되어, 격벽(143)을 기준으로 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 동심원 형태로 배열된다.
이에 따라, 화학 기계적 연마 공정 중에 압력 조절부(150)로부터 인가되는 공압에 의하여 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 팽창하면서, 멤브레인 바닥판(141)을 통해 웨이퍼(W)의 판면을 가압한다.
이와 동시에, 본체(110) 및 베이스(120)와 함께 회전하는 리테이너 링(130)의 저면(130s)도 연마 패드(11)를 가압하면서 회전함으로써, 리테이너 링(130)에 의하여 둘러싸인 웨이퍼(W)가 캐리어 헤드(1)의 바깥으로 이탈하는 것을 방지한다.
한편, 리테이너 링(130)은 본체(110) 및 베이스(120)에 대해 상하 이동 가능하게 장착되기 때문에, 본체(100)에 고정 설치되는 멤브레인에 대한 리테이너 링의 상하 이동을 보장(비접촉 상태를 유지)하기 위하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이에는 간극이 형성된다.
그런데, 기존에는 연마 공정 중에 연마 패드(11)의 연마면에 공급된 슬러리(S)가 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이에 형성된 간극으로 유입된 후 잔류하는 문제점이 있다.
특히, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 유입된 슬러리(S)를 신속하게 제거하지 못하면, 간극(L1)으로 유입된 슬러리가 고착됨에 따라 리테이너 링(130)의 원활한 상하 이동을 방해하는 문제점이 있으며, 간극(L1)에 잔류한 슬러리가 다시 기판 또는 멤브레인에 부착되는 문제점이 있다.
이에 기존에는 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 세척수를 분사하여 간극(L1)에 유입된 슬러리(S)를 제거할 수 있도록 하였으나, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극은 매우 좁은 폭(0.5㎜)으로 형성되기 때문에, 세척수(15)가 간극으로 충분하게 유입되지 못하고 퇴튕겨져 나옴으로 인해, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 어려운 문제점이 있다.
이를 위해, 최근에는 리테이너 링과 멤브레인의 간극에 잔류하는 이물질(슬러리 및 파티클)을 효과적으로 제거하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 리테이너 링과 멤브레인의 간극에 잔류하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드와 화학 기계적 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 리테이너 링과 멤브레인의 좁은 간극 사이로 세척수가 충분히 유입될 수 있도록 하여, 리테이너 링의 내면으로 유입된 슬러리 및 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 비용을 절감할 수 있으며, 공정 효율성 및 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드에 장착되어 상기 웨이퍼의 이탈을 구속하는 리테이너 링은, 리테이너 링 몸체와, 리테이너 링 몸체의 저면에 관통 형성되는 관통홈과, 관통홈과 연통되며 리테이너 링 몸체의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되는 제1연장홈을 포함한다.
이는, 리테이너 링과 멤브레인의 좁은 간극 사이에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 위함이다.
특히, 본 발명은 링 몸체의 저면에 반경 방향으로 관통 형성되는 관통홈과 연통되게 리테이너 링 몸체의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되는 제1연장홈을 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 세척수가 효과적으로 공급될 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은 멤브레인의 외측면과 리테이너 링의 내주면의 사이에 제1연장홈과 간극으로 이루어진 확장된 폭(간극 폭 + 제1연장홈 폭)을 갖는 세척수 진입 경로를 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이에 세척수가 충분하게 유입될 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 기존에는 멤브레인과 리테이너 링의 간극이 매우 좁은 폭(0.5㎜)으로 형성되기 때문에, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 세척수를 분사하더라도, 세척수가 간극으로 충분하게 유입되지 못하고 퇴튕겨져 나옴으로 인해, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명은 멤브레인과 리테이너 링의 사이에 기존 간극보다 확장된 폭(간극 폭 + 제1연장홈 폭)을 갖는 세척수 진입 경로를 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 충분한 세척수를 공급할 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거(세척)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
일 예로, 리테이너 링 몸체는, 제1링부재와, 제1링부재의 하부에 적층되게 형성되되 저면에는 관통홈이 형성되고 내주면에는 제1연장홈이 형성된 제2링부재를 포함한다.
바람직하게, 제1연장홈의 하단부와 관통홈의 내측 단부를 완전히 겹쳐지게 형성(제2링부재를 저면에서 바라볼 때 제1연장홈의 하단부가 관통홈의 영역 내에 배치되게 형성)하는 것에 의하여, 제1연장홈의 하단부가 제2링부재의 저면으로 노출됨에 따른 접촉 면적 변화(연마 패드에 대한 제2링부재의 접촉 면적 변화)에 의해 연마 패드의 평탄도 저하되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 제2링부재의 저면은 연질의 연마 패드에 직접 회전 접촉하게 되는데, 제2링부재의 내주면에 형성된 제1연장홈의 하단부가 제2링부재의 저면 내측(제2링부재의 내주면에 인접한 저면 부위)에 노출되면, 제2링부재의 저면에는 홈이 형성된 부위(제1영역, 제1연장홈의 하단부)와, 홈이 형성되지 않은 부위(제2영역)가 공존하게 되며, 제1영역에서는 연마 패드에 대한 접촉이 이루어지지 않고, 제2영역에서만 연마 패드에 대한 접촉(가압)이 이루어지게 된다. 따라서, 연마 패드는 제2링부재의 저면 중에서 외주면에 인접한 저면 부위(제2영역)에서만 가압되기 때문에, 제2링부재의 반경 방향을 따른 제1영역과 제2영역에서의 가압 면적 차이에 의하여 연마 패드의 평탄도가 일정하게 유지되기 어렵다. 반면, 관통홈은 제2링부재의 저면에 반경 방향을 따라 전체적으로 형성되기 때문에, 다시 말해서 관통홈이 형성된 영역은 전체적으로 연마 패드에 접촉하지 않기 때문에, 제2링부재의 반경 방향을 따른 접촉 면적이 일정하게 유지(제1영역과 제2영역에서의 가압 면적이 일정하게 유지)된다.
이와 같이, 본 발명은, 제2링부재의 저면에 반경 방향을 따라 전체적으로 형성된 관통홈은 연마 패드의 평탄도에 영향을 미치지 않는다는 점에 기초하여, 관통홈 영역 상에 제1연장홈의 하단부를 겹쳐지게 형성하는 것에 의하여, 제1연장홈의 하단부가 제2링부재의 저면으로 노출됨에 따른 접촉 면적 변화(연마 패드에 대한 제2링부재의 접촉 면적 변화)를 방지할 수 있으므로, 연마 패드의 평탄도를 균일하게 유지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제1링부재의 내주면에는 제1연장홈과 연통되며 상부 방향으로 연장된 제2연장홈이 형성된다.
이와 같이, 제2링부재의 내주면에서 제1링부재의 내주면까지 연속적으로 연통되게 제1연장홈과 제2연장홈을 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이의 가장 위쪽까지 세척수를 충분하게 유입되도록 할 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 보다 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 제2연장홈은 제1링부재의 접선 방향을 향하도록 경사지게 형성된다. 이와 같이, 제2연장홈을 제1링부재의 접선 방향을 향하도록 경사지게 형성하는 것에 의하여, 제2연장홈의 경사를 따라 안내된 세척수가 멤브레인과 리테이너 링의 간극에서 일종의 소용돌이와 같은 유동 흐름(리테이너 링의 원주 방향을 따른 유동 흐름)을 가질 수 있으므로, 제2연장홈이 형성된 간극 부위뿐만 아니라 제2연장홈이 형성되지 않은 간극부위까지 세척수가 충분하게 퍼지게 하여, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 더욱 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 제2연장홈은 직선 형태로 형성되거나, 곡선 형태로 형성되는 것이 가능하다.
또한, 제2연장홈은 제1연장홈에서 분기된 복수개의 분기홈을 포함할 수 있다. 이와 같이, 제2연장홈을 복수개의 분기홈으로 형성하고, 제1연장홈으로 유입된 세척수가 복수개의 분기홈을 통해 안내되며 분기되도록 하는 것에 의하여, 제1연장홈으로 유입된 세척수가 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 충분하게 퍼지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드는, 캐리어 헤드 본체와; 캐리어 헤드 본체의 저면에 장착되며, 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 멤브레인과; 멤브레인의 외측면에 이격되게 배치되는 리테이너 링 몸체와, 리테이너 링 몸체의 저면에 반경 방향으로 관통 형성되는 관통홈과, 관통홈과 연통되며, 리테이너 링 몸체의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되는 제1연장홈을 포함하며, 웨이퍼의 이탈을 구속하는 리테이너 링을; 포함한다.
이와 같이, 멤브레인의 외측면과 리테이너 링의 내주면의 사이에 제1연장홈과 간극으로 이루어진 확장된 폭(간극 폭 + 제1연장홈 폭)을 갖는 세척수 진입 경로를 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이에 세척수가 충분하게 유입될 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 제1연장홈의 하단부와 관통홈의 내측 단부를 완전히 겹쳐지게 형성(제2링부재를 저면에서 바라볼 때 제1연장홈의 하단부가 관통홈의 영역 내에 배치되게 형성)하는 것에 의하여, 제1연장홈의 하단부가 제2링부재의 저면으로 노출됨에 따른 접촉 면적 변화(연마 패드에 대한 제2링부재의 접촉 면적 변화)에 의해 연마 패드의 평탄도 저하되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제1링부재의 내주면에는 제1연장홈과 연통되며 상부 방향으로 연장된 제2연장홈이 형성된다. 이와 같이, 제2링부재의 내주면에서 제1링부재의 내주면까지 연속적으로 연통되게 제1연장홈과 제2연장홈을 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이의 가장 위쪽까지 세척수를 충분하게 유입되도록 할 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 보다 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 제2연장홈은 제1링부재의 접선 방향을 향하도록 경사지게 하는 것에 의하여, 제2연장홈의 경사를 따라 안내된 세척수가 멤브레인과 리테이너 링의 간극에서 일종의 소용돌이와 같은 유동 흐름(리테이너 링의 원주 방향을 따른 유동 흐름)을 가질 수 있으므로, 제2연장홈이 형성된 간극 부위뿐만 아니라 제2연장홈이 형성되지 않은 간극부위까지 세척수가 충분하게 퍼지게 하여, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 더욱 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 제2연장홈은 직선 형태로 형성되거나, 곡선 형태로 형성되는 것이 가능하다.
또한, 제2연장홈은 제1연장홈에서 분기된 복수개의 분기홈을 포함할 수 있다. 이와 같이, 제2연장홈을 복수개의 분기홈으로 형성하고, 제1연장홈으로 유입된 세척수가 복수개의 분기홈을 통해 안내되며 분기되도록 하는 것에 의하여, 제1연장홈으로 유입된 세척수가 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 충분하게 퍼지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 웨이퍼를 연마 패드에 가압하여 화학 기계적 연마 공정을 행하는 화학 기계적 연마 장치는, 캐리어 헤드 본체와, 캐리어 헤드 본체의 저면에 장착되며 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 멤브레인과, 멤브레인의 외측면에 이격되게 배치되는 리테이너 링 몸체와, 리테이너 링 몸체의 저면에 반경 방향으로 관통 형성되는 관통홈과, 관통홈과 연통되며, 리테이너 링 몸체의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되는 제1연장홈을 구비하는 리테이너 링을 포함하는 캐리어 헤드와; 관통홈에 세척수를 공급하는 세척 유닛을; 포함한다.
이와 같이, 멤브레인의 외측면과 리테이너 링의 내주면의 사이에 제1연장홈과 간극으로 이루어진 확장된 폭(간극 폭 + 제1연장홈 폭)을 갖는 세척수 진입 경로를 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이에 세척수가 충분하게 유입될 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 제1연장홈의 하단부와 관통홈의 내측 단부를 완전히 겹쳐지게 형성(제2링부재를 저면에서 바라볼 때 제1연장홈의 하단부가 관통홈의 영역 내에 배치되게 형성)하는 것에 의하여, 제1연장홈의 하단부가 제2링부재의 저면으로 노출됨에 따른 접촉 면적 변화(연마 패드에 대한 제2링부재의 접촉 면적 변화)에 의해 연마 패드의 평탄도 저하되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제1링부재의 내주면에는 제1연장홈과 연통되며 상부 방향으로 연장된 제2연장홈이 형성된다. 이와 같이, 제2링부재의 내주면에서 제1링부재의 내주면까지 연속적으로 연통되게 제1연장홈과 제2연장홈을 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이의 가장 위쪽까지 세척수를 충분하게 유입되도록 할 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 보다 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 제2연장홈은 제1링부재의 접선 방향을 향하도록 경사지게 하는 것에 의하여, 제2연장홈의 경사를 따라 안내된 세척수가 멤브레인과 리테이너 링의 간극에서 일종의 소용돌이와 같은 유동 흐름(리테이너 링의 원주 방향을 따른 유동 흐름)을 가질 수 있으므로, 제2연장홈이 형성된 간극 부위뿐만 아니라 제2연장홈이 형성되지 않은 간극부위까지 세척수가 충분하게 퍼지게 하여, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 더욱 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 제2연장홈은 직선 형태로 형성되거나, 곡선 형태로 형성되는 것이 가능하다.
또한, 제2연장홈은 제1연장홈에서 분기된 복수개의 분기홈을 포함할 수 있다. 이와 같이, 제2연장홈을 복수개의 분기홈으로 형성하고, 제1연장홈으로 유입된 세척수가 복수개의 분기홈을 통해 안내되며 분기되도록 하는 것에 의하여, 제1연장홈으로 유입된 세척수가 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 충분하게 퍼지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 리테이너 링과 멤브레인의 좁은 간극 사이에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 링 몸체의 저면에 반경 방향으로 관통 형성되는 관통홈과 연통되게 리테이너 링 몸체의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되는 제1연장홈을 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 세척수가 효과적으로 공급될 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은 멤브레인의 외측면과 리테이너 링의 내주면의 사이에 제1연장홈과 간극으로 이루어진 확장된 폭(간극 폭 + 제1연장홈 폭)을 갖는 세척수 진입 경로를 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이에 세척수가 충분하게 유입될 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제1연장홈의 하단부와 관통홈의 내측 단부를 완전히 겹쳐지게 형성하는 것에 의하여, 제1연장홈의 하단부가 제2링부재의 저면으로 노출됨에 따른 접촉 면적 변화(연마 패드에 대한 제2링부재의 접촉 면적 변화)에 의해 연마 패드의 평탄도 저하되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제2링부재의 내주면에서 제1링부재의 내주면까지 연속적으로 연통되게 제1연장홈과 제2연장홈을 형성하는 것에 의하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이의 가장 위쪽까지 세척수를 충분하게 유입되도록 할 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 보다 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 제2연장홈을 제1링부재의 접선 방향을 향하도록 경사지게 형성하는 것에 의하여, 제2연장홈의 경사를 따라 안내된 세척수가 멤브레인과 리테이너 링의 간극에서 일종의 소용돌이와 같은 유동 흐름(리테이너 링의 원주 방향을 따른 유동 흐름)을 가질 수 있으므로, 제2연장홈이 형성된 간극 부위뿐만 아니라 제2연장홈이 형성되지 않은 간극부위까지 세척수가 충분하게 퍼지게 하여, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 더욱 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제2연장홈을 복수개의 분기홈으로 형성하고, 제1연장홈으로 유입된 세척수가 복수개의 분기홈을 통해 안내되며 분기되도록 하는 것에 의하여, 제1연장홈으로 유입된 세척수가 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 충분하게 퍼지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 슬러리 제거에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 공정 효율성 및 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 캐리어 헤드를 도시한 반단면도,
도 2는 도 1의 'A'부분의 확대도,
도 3은 간극에 슬러리가 유입된 상태를 도시한 도 1의 'A'부분의 확대도,
도 4는 간극에 세척수를 분사하는 상태를 도시한 도 1의 'A'부분의 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 캐리어 헤드를 도시한 단면도,
도 6은 도 5의 리테이너 링을 도시한 사시도,
도 7은 도 5의 리테이너 링을 도시한 저면도,
도 8은 도 5의 리테이너 링을 도시한 단면도,
도 9는 도 5의 관통홈 및 제1연장홈에 의한 세척수 진입 경로를 설명하기 위한 도면,
도 10 및 도 11은 도 9의 세척수 진입경로에 의한 세척수의 진입 및 배출 상태를 설명하기 위한 도면,
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리테이너 링을 도시한 도면,
도 14 및 도 15는 제2연장홈의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 캐리어 헤드를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 리테이너 링을 도시한 사시도이며, 도 7은 도 5의 리테이너 링을 도시한 저면도이고, 도 8은 도 5의 리테이너 링을 도시한 단면도이다. 또한, 도 9는 도 5의 관통홈 및 제1연장홈에 의한 세척수 진입 경로를 설명하기 위한 도면이고, 도 10 및 도 11은 도 9의 세척수 진입경로에 의한 세척수의 진입 및 배출 상태를 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼를 연마 패드에 가압하여 화학 기계적 연마 공정을 행하는 화학 기계적 연마 장치(101)는, 캐리어 헤드 본체(105)와, 캐리어 헤드 본체(105)의 저면에 장착되며 웨이퍼(W)를 연마 패드에 가압하는 멤브레인(140)과, 멤브레인(140)의 외측면에 이격되게 배치되는 리테이너 링 몸체(131)와, 리테이너 링 몸체(131)의 저면에 관통 형성되는 관통홈(134a)과, 관통홈(134a)과 연통되며, 리테이너 링 몸체(131)의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되는 제1연장홈(134b)을 구비하는 리테이너 링(130)을 포함하는 캐리어 헤드(100)와; 관통홈(134a)의 내측 단부에 세척수를 공급하는 세척 유닛(400)을; 포함한다.
도 5를 참조하면, 캐리어 헤드(100)는, 구동 샤프트(미도시)와 연결되어 회전하는 본체(110)와 본체(110)와 연결되어 함께 회전하는 베이스(120)를 포함하는 캐리어 헤드 본체(105)와, 베이스(120)에 고정되어 베이스(120)와의 사이에 압력 챔버(..., C4, C5)를 형성하고 탄성 가요성 소재로 형성되는 멤브레인(140)과, 압력 챔버에 공압을 공급하여 압력을 조절하는 압력 제어부(150)와, 멤브레인(140)의 둘레를 감싸고 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드(11)와 접촉하는 리테이너 링(130)을 포함한다.
본체(110)는 도면에 도시되지 않은 구동 샤프트에 상단이 결합되어 회전 구동된다. 본체(110)는 하나의 몸체로 형성될 수도 있지만, 2개의 부재(미도시)가 서로 결합된 상태로 이루어질 수도 있다.
베이스(120)는 본체(110)에 대하여 동축 상에 정렬되도록 배치되며, 본체(110)와 함께 회전하도록 연결 결합되어, 본체(110)와 함께 회전한다.
멤브레인(140)은 캐리어 헤드 본체(105)의 저면에 장착되며, 웨이퍼(W)를 연마 패드에 가압하도록 구성된다.
일 예로, 멤브레인(140)은 도 5에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 즉, 멤브레인(140)은, 우레탄 등의 가요성 재질로 형성된 바닥판과, 바닥판의 가장자리 끝단으로부터 절곡되어 상측 연직 방향으로 연장 형성되고 가요성 재질로 형성된 측면과, 바닥판의 중심과 측면의 사이에 베이스(120)에 결합되는 다수의 링형태의 격벽으로 구성되며, 멤브레인(140)과 베이스(120)의 사이에는 격벽에 의해 분할된 다수의 압력 챔버가 형성된다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 리테이너 링(130)은, 멤브레인(140)의 외측면에 이격되게 배치되는 리테이너 링 몸체(131)와, 리테이너 링 몸체(131)의 저면에 반경 방향으로 관통 형성되는 관통홈(134a)과, 관통홈(134a)과 연통되며 리테이너 링 몸체(131)의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되는 제1연장홈(134b)을 포함하며, 본체(110)와 연결되어 본체(110)의 회전에 따라 함께 회전한다.
리테이너 링 몸체(131)는, 링 형태의 제1링부재(132)와 제1링부재(132)의 하부에 적층되는 링 형태의 제2링부재(134)를 구비하며 화학 기계적 연마 공정 중에 멤브레인(140) 바닥판의 하측에 위치하는 웨이퍼(W)의 둘레를 감싸는 링 형태로 형성된다.
제1링부재(132)는 도전성 소재로 형성되고, 제2링부재(134)는 비도전성 부재로 형성되어 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드에 접촉한다. 일 예로, 제2링부재(134)는 엔지니어링 플라스틱이나 수지 등의 재질로 형성된다.
리테이너 링(130)은 상측에 위치한 링 형태의 가압 챔버의 압력에 의하여 상하 이동되게 구동된다. 구체적으로는, 리테이너 링(130)과 일체로 상하 이동하는 하측 부재와, 하측 부재의 상측에 위치하여 하측 부재의 상면과 맞닿은 상태로 배치된 상측 부재와, 하측 부재와 상측 부재의 접촉면의 둘레를 감싸는 가요성 링부재에 의해 가압 챔버가 형성되어, 압력 제어부로부터 가압 챔버로 공급되는 압력에 따라 하측 부재와 상측 부재 사이의 간격이 조절되면서, 리테이너 링(130)이 연마 패드의 표면을 가압하는 가압력이 제어된다.
관통홈(134a)은 제2링부재(134)의 저면에 반경 방향 성분을 갖도록 관통 형성되며, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드 상에 공급된 슬러리가 관통홈(134a)을 통해 배출되도록 한다.
바람직하게 제2링부재(134)의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개의 관통홈(134a)을 형성하는 것에 의하여, 리테이너 링(130)의 원주 방향을 따라 균일하게 슬러리를 배출하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 관통홈(134a)의 개수 및 이격 간격은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제1연장홈(134b)은 관통홈(134a)과 연통되게 제2링부재(134)의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성된다.
여기서, 제1연장홈(134b)과 관통홈(134a)이 연통된다 함은, 제1연장홈(134b)과 관통홈(134a)이 공간적으로 서로 연결되어 있음을 의미한다.
보다 구체적으로, 제1연장홈(134b)의 하단부와 관통홈(134a)의 내측 단부(제2링부재(134)의 내주면에 노출되는 단부)는 서로 겹쳐지게 형성되며, 관통홈(134a)과 제1연장홈(134b)은 제2링부재(134)의 저면 및 내주면에 연속적으로 연결된 대략 "L"자 형태의 홈을 형성한다.
이때, 제1연장홈(134b)은 제2링부재(134)의 내주면에 상하 방향을 따라 수직한 홈 형태(도 5 참조)로 형성되거나, 상하 방향에 대해 경사진 홈 형태(도 7 참조)로 형성되는 것이 가능하다.
바람직하게, 제1연장홈(134b)의 하단부와 관통홈(134a)의 내측 단부를 완전히 겹쳐지게 형성(제2링부재를 저면에서 바라볼 때 제1연장홈의 하단부가 관통홈의 영역 내에 배치되게 형성)하는 것에 의하여, 제1연장홈(134b)의 하단부가 제2링부재(134)의 저면으로 노출됨에 따른 접촉 면적 변화(연마 패드에 대한 제2링부재의 접촉 면적 변화)에 의해 연마 패드의 평탄도 저하되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 제2링부재(134)의 저면은 연질의 연마 패드에 직접 회전 접촉하게 되는데, 제2링부재(134)의 내주면에 형성된 제1연장홈(134b)의 하단부가 제2링부재(134)의 저면 내측(제2링부재(134)의 내주면에 인접한 저면 부위)에 노출되면, 제2링부재(134)의 저면에는 홈이 형성된 부위(제1영역, 제1연장홈의 하단부)와, 홈이 형성되지 않은 부위(제2영역)가 공존하게 되며, 제1영역에서는 연마 패드에 대한 접촉이 이루어지지 않고, 제2영역에서만 연마 패드에 대한 접촉(가압)이 이루어지게 된다. 따라서, 연마 패드는 제2링부재(134)의 저면 중에서 외주면에 인접한 저면 부위(제2영역)에서만 가압되기 때문에, 제2링부재(134)의 반경 방향을 따른 제1영역과 제2영역에서의 가압 면적 차이에 의하여 연마 패드의 평탄도가 일정하게 유지되기 어렵다. 반면, 관통홈(134a)은 제2링부재(134)의 저면에 반경 방향을 따라 전체적으로 형성되기 때문에, 다시 말해서 관통홈(134a)이 형성된 영역은 전체적으로 연마 패드에 접촉하지 않기 때문에, 제2링부재(134)의 반경 방향을 따른 접촉 면적이 일정하게 유지(제1영역과 제2영역에서의 가압 면적이 일정하게 유지)된다.
이와 같이, 제2링부재(134)의 저면에 반경 방향을 따라 전체적으로 형성된 관통홈(134a)은 연마 패드의 평탄도에 영향을 미치지 않는다는 점에 기초하여, 관통홈(134a) 영역 상에 제1연장홈(134b)의 하단부를 겹쳐지게 형성하는 것에 의하여, 제1연장홈(134b)의 하단부가 제2링부재(134)의 저면으로 노출됨에 따른 접촉 면적 변화(연마 패드에 대한 제2링부재(134)의 접촉 면적 변화)를 방지할 수 있으므로, 연마 패드의 평탄도를 균일하게 유지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
경우에 따라서는, 제1연장홈이 관통홈과 부분적으로 연통(제1연장홈의 하단부가 관통홈의 내측 단부와 일부만 겹쳐지게)되게 형성되는 것도 가능하나, 제1연장홈(134b)의 하단부가 제2링부재(134)의 저면에 노출됨에 따른 연마 균일도 저하를 최소화할 수 있도록, 제1연장홈(134b)의 하단부는 관통홈(134a)의 내측 단부와 최대한 겹쳐지게 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 제2링부재(134)의 내주면에 제1연장홈(134b)을 형성하고, 제2링부재(134)의 내주면에 형성된 제1연장홈(134b)이 멤브레인(140)의 외측면과 리테이너 링(130)의 내주면의 사이에 형성되는 간극(L1)과 연통되게 하는 것에 의하여, 멤브레인(140)의 외측면과 리테이너 링(130)의 내주면의 사이에는 제1연장홈(134b)(L2)과 간극(L1)으로 이루어진 확장된 세척수 진입 경로(L3)가 마련된다.
이와 같이, 본 발명은 멤브레인(140)의 외측면과 리테이너 링(130)의 내주면의 사이에 확장된 폭(간극 폭 + 제1연장홈 폭)을 갖는 세척수 진입 경로(L3)를 형성하고, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이에 세척수가 충분하게 유입될 수 있도록 하는 것에 의하여, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 기존에는 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)이 매우 좁은 폭(0.5㎜)으로 형성되기 때문에, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 세척수를 분사하더라도, 세척수가 간극(L1)으로 충분하게 유입되지 못하고 퇴튕겨져 나옴으로 인해, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명은 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이에 기존 간극(L1)보다 확장된 폭(간극 폭 + 제1연장홈 폭)을 갖는 세척수 진입 경로(L3)를 형성하는 것에 의하여, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 충분한 세척수를 공급할 수 있으므로, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거(세척)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
아울러, 세척 유닛(400)은 관통홈(134a)의 내측 단부에 세척수를 공급하도록 마련된다.
이때, 세척 유닛(400)은 캐리어 헤드(100)로부터 웨이퍼가 분리된 상태에서 캐리어 헤드(100)에 세척수를 공급하도록 구성된다. 경우에 따라서는 캐리어 헤드에 웨이퍼가 탑재된 상태에서 세척 유닛에 의해 세척수가 공급되도록 구성하는 것도 가능하다.
세척 유닛(400)은 캐리어 헤드(100)의 하부에 세척수를 공급 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 세척 유닛(400)은 상부 방향으로 세척수를 분사 가능한 복수개의 세척수 노즐을 포함할 수 있으며, 캐리어 헤드(100)의 하부에 배치되어, 캐리어 헤드(100)의 하부에서 회전함과 동시에 세척수를 분사하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 침지식으로 세척 유닛을 구성하는 것도 가능하다. 참고로, 세척 유닛(400)으로서는 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1130888호의 '세정 유닛', 대한민국 등록특허공보 제10-1399836호의 '웨팅 장치' 등이 사용될 수 있으며, 세척 유닛의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리테이너 링을 도시한 도면이고, 도 14 및 도 15는 제2연장홈의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리테이너 링(130)은, 제1링부재(132)와, 제1링부재(132)의 하부에 적층되게 형성되는 제2링부재(134)를 포함하고, 제2링부재(134)의 저면에는 관통홈(134a)이 형성되고, 제2링부재(134)의 내주면에는 제1연장홈(134b)이 형성되되, 제1링부재(132)의 내주면에는 제1연장홈(134b)과 연통되며 상부 방향으로 연장된 제2연장홈(132a)이 형성된다.
제2연장홈(132a)은 제1연장홈(134b)의 상단부와 연속적으로 연통되게 제1링부재(132)의 내주면에 형성되며, 제1연장홈(134b)과 마찬가지로 멤브레인(140)의 외측면과 리테이너 링(130)의 내주면의 사이에 확장된 폭(간극 폭 + 제2연장홈(132a) 폭)을 갖는 세척수 진입 경로(L3)가 형성한다.
이와 같이, 제2링부재(134)의 내주면에서 제1링부재(132)의 내주면까지 연속적으로 연통되게 제1연장홈(134b)과 제2연장홈(132a)을 형성하는 것에 의하여, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이의 가장 위쪽까지 세척수를 충분하게 유입되도록 할 수 있으므로, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 잔류된 슬러리를 보다 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게, 도 14를 참조하면, 제2연장홈(132a)은 제1링부재(132)의 접선 방향을 향하도록 경사지게 형성된다. 이와 같이, 제2연장홈(132a)을 제1링부재(132)의 접선 방향을 향하도록 경사지게 형성하는 것에 의하여, 제2연장홈(132a)의 경사를 따라 안내된 세척수가 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에서 일종의 소용돌이와 같은 유동 흐름(리테이너 링(130)의 원주 방향을 따른 유동 흐름)을 가질 수 있으므로, 제2연장홈(132a)이 형성된 간극(L1) 부위뿐만 아니라 제2연장홈(132a)이 형성되지 않은 간극(L1)부위까지 세척수가 충분하게 퍼지게 하여, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 잔류된 슬러리를 더욱 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 제2연장홈(132a)은 직선 형태로 형성되거나, 곡선 형태로 형성되는 것이 가능하다.
또한, 도 15를 참조하면, 제2연장홈(132a)은 제1연장홈(134b)에서 분기된 복수개의 분기홈(132a')을 포함할 수 있다. 여기서, 도15에 도시된 바와 같이, 분기홈(132a')은 리테이너 링 몸체에 대해 서로 반대 방향을 향하는 접선 방향으로 연장 형성될 수 있다.
이와 같이, 제2연장홈(132a)을 복수개의 분기홈(132a')으로 형성하고, 제1연장홈(134b)으로 유입된 세척수가 복수개의 분기홈(132a')을 통해 안내되며 분기되도록 하는 것에 의하여, 제1연장홈(134b)으로 유입된 세척수가 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 충분하게 퍼지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 제2연장홈(132a)이 3개의 분기홈(132a')으로 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 분기홈(132a')은 개수 및 배치 각도는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 캐리어 헤드 101 : 화학 기계적 연마 장치
105 : 캐리어 헤드 본체 110 : 본체
120 : 베이스 130 : 리테이너 링
131 : 리테이너 링 몸체 132 : 제1링부재
132a : 제2연장홈 132a' : 분기홈
134 : 제2링부재 134a : 관통홈
134b : 제1연장홈 140 : 멤브레인
400 : 세척 유닛

Claims (26)

  1. 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드의 멤브레인을 감싸는 형태로 장착되어 상기 웨이퍼의 이탈을 구속하는 리테이너 링으로서,
    리테이너 링 몸체를 포함하고;
    상기 리테이너 링 몸체의 저면에 반경 방향 성분을 갖도록 관통 형성되는 관통홈이 원주 방향을 따라 이격되게 다수 형성되고;
    제1연장홈이 상기 관통홈의 내측 단부로부터 상기 관통홈과 연통하는 형태로 상기 리테이너 링 몸체의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되고;
    상기 리테이너 링 몸체의 내주면에는 상기 제1연장홈과 연통되며 상부 방향으로 연장되면서 상기 리테이너 링 몸체의 접선 방향을 향하도록 경사지게 연장된 제2연장홈이 형성되되, 상기 제2연장홈은 상기 제1연장홈에서 분기되되 상기 리테이너 링 몸체에 대해 서로 반대 방향을 향하는 접선 방향으로 분기된 분기홈을 다수 포함하고;
    상부 방향으로 분사된 세척수가 상기 제1연장홈과 상기 제2연장홈에 의해 상기 멤브레인과 상기 리테이너 링 몸체의 간극으로 공급되면, 상기 세척수가 상기 제2연장홈에 의해 안내되면서 유입되어 상기 리테이너 링 몸체의 원주 방향으로의 유동이 유도되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1연장홈의 하단부와 상기 리테이너 링 몸체의 내주면에 노출되는 상기 관통홈의 내측 단부는 서로 겹쳐지게 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너 링 몸체는,
    제1링부재와;
    상기 제1링부재의 하부에 적층되게 형성되되, 저면에는 상기 관통홈이 형성되고, 내주면에는 상기 제1연장홈이 형성된 제2링부재를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2연장홈은 직선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2연장홈은 곡선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드로서,
    캐리어 헤드 본체와;
    상기 캐리어 헤드 본체의 저면에 장착되며, 상기 웨이퍼를 상기 연마 패드에 가압하는 멤브레인과;
    상기 멤브레인의 외측면에 이격되게 배치되어 상기 웨이퍼의 이탈을 구속하는 리테이너링을;
    포함하고, 상기 리테이너 링은,
    리테이너 링 몸체를 포함하고;
    상기 리테이너 링 몸체의 저면에 반경 방향 성분을 갖도록 관통 형성되는 관통홈이 원주 방향을 따라 이격되게 다수 형성되고;
    제1연장홈이 상기 관통홈의 내측 단부로부터 상기 관통홈과 연통하는 형태로 상기 리테이너 링 몸체의 내주면에 상부 방향으로 연장 형성되고;
    상기 리테이너 링 몸체의 내주면에는 상기 제1연장홈과 연통되며 상부 방향으로 연장되면서 상기 리테이너 링 몸체의 접선 방향을 향하도록 경사지게 연장된 제2연장홈이 형성되되, 상기 제2연장홈은 상기 제1연장홈에서 분기되되 상기 리테이너 링 몸체에 대해 서로 반대 방향을 향하는 접선 방향으로 분기된 분기홈을 다수 포함하도록 형성되어;
    상부 방향으로 분사된 세척수가 상기 제1연장홈과 상기 제2연장홈에 의해 상기 멤브레인과 상기 리테이너 링 몸체의 간극으로 공급되면, 상기 세척수가 상기 제2연장홈에 의해 안내되면서 유입되어 상기 리테이너 링 몸체의 원주 방향으로의 유동이 유도되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1연장홈의 하단부와 상기 리테이너 링 몸체의 내주면에 노출되는 상기 관통홈의 내측 단부는 서로 겹쳐지게 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1연장홈은, 상기 멤브레인의 외측면과 상기 리테이너 링의 내주면의 사이에 형성되는 간극과 연통되며,
    상기 제1연장홈과 상기 간극은 상호 협조적으로 상기 간극의 폭보다 확장된 세척수 진입 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 리테이너 링 몸체는,
    제1링부재와;
    상기 제1링부재의 하부에 적층되게 형성되되, 저면에는 상기 관통홈이 형성되고, 내주면에는 상기 제1연장홈이 형성된 제2링부재를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 웨이퍼를 연마 패드에 가압하여 화학 기계적 연마 공정을 행하는 화학 기계적 연마 장치로서,
    제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 캐리어 헤드와;
    상부 방향으로 세척수를 분사 가능한 세척수 노즐을 구비하여, 상기 관통홈의 내측 단부에 세척수를 분사하여 공급하는 세척 유닛을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  20. 삭제
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1연장홈은, 상기 멤브레인의 외측면과 상기 리테이너 링의 내주면의 사이에 형성되는 간극과 연통되며,
    상기 제1연장홈과 상기 간극은 상호 협조적으로 상기 간극의 폭보다 확장된 세척수 진입 경로를 형성하고, 상기 세척 유닛은 상기 세척수 진입 경로에 상기 세척수를 공급하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  22. 삭제
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