KR20010105759A - 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드 - Google Patents

화학적 기계적 연마장치의 연마헤드 Download PDF

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Abstract

저면을 경사지게 절삭 가공하여 연마패드와 밀착력을 향상시킨 리테이너 링을 구비하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드가 개시되어 있다. 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드에서, 상기 리테이너 링의 저면을 그 외주연에서 내주연 쪽으로 소정의 각도로 경사지도록 절삭 가공한다. 따라서, 상기 리테이너 링과 캐리어 사이에서 기밀 기능을 하는 고정판의 탄성력에 의해 상기 리테이너 링의 내주연 부분이 하방으로 밀리더라고 상기 리테이너 링이 상기 연마패드에 균일하게 밀착하게 된다.

Description

화학적 기계적 연마장치의 연마헤드{POLISHING HEAD OF CHEMICAL AND MECHANICAL APPARATUS FOR POLISHING WAFER}
본 발명은 화학적 기계적 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저면을 경사지게 절삭 가공하여 연마패드와 밀착력을 향상시킨 리테이너 링을 구비하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 상에 집적회로를 제조하는 과정에서 웨이퍼 전면 또는 배면을 평탄화하기 위하여 통상적으로 화학적 기계적 연마 공정을 거치게 된다. 이와 같은 화학적 기계적 연마 공정을 이용한 평탄화 기술은 반도체 집적회로의 집적도가 높아지고 웨이퍼의 대구경화 추세에 따라 더욱 더 중요한 가공 기술로 취급되고 있다.
웨이퍼 표면을 평탄화하는 데 사용되는 화학적 기계적 연마 시스템은 크게 구분하여 웨이퍼 카세트의 장.탈착 장치, 웨이퍼 이동장치, 연마장치, 웨이퍼 세정장치와 이들의 제어장치로 구성된다. 이중에서 연마장치는 웨이퍼를 지지하면서 회전 가압하는 연마헤드, 연마패드가 부착된 연마정반, 및 그 구동기구, 연마패드의 드레싱 기구, 웨이퍼 척면의 세정 기구, 슬러리 공급기구로 구성된다.
기계적 연마에 있어서 웨이퍼 표면의 제거속도는 연마압력과 연마속도에 비례한다. 화학적 기계적 연마장치와 같이 화학적인 작용이 부가된 연마에서는, 여기에 웨이퍼 표면과 슬러리의 화학반응이 부가된다. 웨이퍼 표면의 어느 위치에 대해서도 연마하중, 연마속도, 슬러리의 양, 웨이퍼 면과 연마패드의 마찰, 연마온도 등을 균일하게 할 수 있다면, 광역 평탄화 및 잔류막 두께의 균일화를 달성할 수 있을 것이다. 그러나, 실제로는 앞에서 서술한 인자나 연마패드의 표면상태가 웨이퍼 면내에서 시간에 따라 변화하고, 잔류막 두께가 불균일하게 된다. 그리고, 디슁(dishing )이나 티닝(thinning)이 발생하고, 디바이스의 수율에 영향을 미치게 된다. 이러한 인자를 경험적으로 또는 과학적으로 제어할 필요가 있다.
화학적 기계적 연마에서는 연마제거량이 1㎛ 이하이며, 연마 후의 표면 평탄도는 0.01㎛ 이하가 요구된다. 따라서, 웨이퍼를 어떻게 하면 고정밀도로 지지하는 가가 매우 중요하다.
종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마기술과 관련한 중요한 문제점은, 다이 수율(die yield)과 제품 신뢰성에 영향을 미치는 결함에 있다는 점이다. 예컨대, 양질의 연마 공정을 보장하는데 필요한 압력이 너무 높으면, 웨이퍼 캐리어 링이 상당히 굽어진다. 밴딩(banding)과 관련하여, 웨이퍼 캐리어 링의 과부하 부분이 웨이퍼에 대하여 평탄하지 않기 때문에, 슬러리 유동에 영향을 미치고 웨이퍼가 불균일하게 연마될 수 있는 결함 발생의 잠재성이 농후해진다.
종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마기술과 관련한 다른 문제점은, 러버 블레이더(rubber bladder)를 실링한 것이 작동중에 역효과를 미쳐, 누설을 야기할 수도 있다는 점이다. 누설을 검사하기 위하여, 정규적인 예방 유지(preventive and maintenance) 검사를 정기적으로 수행한다. 예방 유지 시간은 장비의 가용성을 감소시킨다. 그러므로, 밴딩 및 밀봉 누설을 감소시키기 위하여 화학적 기계적 연마헤드 구조를 개량하는 것이 바람직하다.
미국특허 제5,944,590호에는 하면의 외주면을 따라 라운딩된 리테이너 링을 구비하는 연마장치가 개시되어 있다. 상기 리테이너 링의 하면과 반도체 웨이퍼의 하면 사이의 차는 연마패드 상에서 50㎛ 또는 그 보다 작다. 미국특허 제5,948,204호에는 러버 블레이더(rubber bladder)에 부착되어 연마공정 동안에 웨이퍼를 안전하게 하도록 구성된 링 조립체가 개시되어 있다. 상기 링 조립체는 다수의 링을 구비하며, 제1 링은 연질 재료로 제작하며, 연마공정 동안에 웨이퍼에 부착되는 백킹 판을 지지한다. 제2 링은 경질 재료로 제작하며, 연마공정 동안에 제1 링의 밴딩을 감소시키고 러버 블레이더의 누설을 감소시키기 위한 웨이퍼 캐리어 판과 제1 링에 부착된다.
미국특허 제5,664,988호에는 반도체 웨이퍼 연마방법 및 연마장치가 개시되어 있다. 상기 연마장치는 웨이퍼 캐리어 링과 지지링을 구비한다. 일본 특허 공개평 제8-339979호에는 피연마기판 유지장치 및 기판을 연마하기 위한 방법이 개시되어 있다. 상기 피연마기판 유지장치의 가이드 부재는 링 형상으로 형성하고, 그 내측과 외측을 통과하는 통로를 구비한다.
도 1은 종래 기술의 일예에 따른 연마헤드(10)의 단면도이다. 도 1로 나타낸 바와 같이, 상술한 연마헤드(10)는, 하우징(12), 상기 하우징(12)에 장착되고 웨이퍼 척킹판(13)을 구비하는 웨이퍼 캐리어(14), 및 상기 캐리어(14)에 장착되고 상기 웨이퍼 척킹판(13)의 적소에 웨이퍼(W)를 유지하도록 형성된 웨이퍼 리테이너 링(16)을 구비한다.
상기 웨이퍼 캐리어(14)와 상기 리테이너 링(16)은 상기 하우징(12)에 대하여 가동가능하게 장착된다. 상기 웨이퍼 캐리어(14)와 상기 리테이너 링(16) 사이에는 기밀을 유지하기 위해 합성수지재 탄성체로 제작된 시일 링(15)이 배치된다.
상술한 바와 같이 종래 기술에 따른 연마헤드(10)는, 웨이퍼 캐리어(14)에 가해진 바이어스 힘에 의해 웨이퍼(W)가 연마패드(P)와 밀착되고, 리테이너 링(16) 또한 웨이퍼 캐리어(14)에 가해진 바이어스 힘에 의해 연마패드(P)와 밀착된 상태에서, 상기 웨이퍼(W)를 연마한다. 따라서, 연마패드(P)에 웨이퍼(W)를 균일하게 밀착시킬 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 전면(whole surface)에 걸쳐 고르게 연마할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 상기 종래 기술에 따른 연마헤드(10)는, 웨이퍼 캐리어(14)와 리테이너 링(16)사이에 배치된 시일 링(15)의 탄성력에 의해 리테이너 링(16)의 내주연 부분이 하방으로 밀리는 경우가 있다. 이러한 경우, 상기 리테이너 링(16)은, 그 하면의 외측 연부가 상기 연마패드(P)에 대하여 들뜬 상태된다. 그 결과, 상기 척킹판(13)에 의해 지지되는 웨이퍼(W) 및 상기 리테이너 링(16)이 연마패드(P)와 불균일하게 밀착되게 된다. 따라서, 상기 연마헤드(10)가 회전하는 동안에, 상기 리테이너 링(16)이 상기 연마패드(P)와 불균일하게 밀착되기 때문에, 상기 리테이너 링(16)의 내주연의 상기 연마패드(P)에 의해 연마되고, 그에 따라 상기 리테이너링(16)으로부터 발생된 입자가 상기 웨이퍼(W)의 연마면에 스크래치를 형성하여 상기 웨이퍼(W)의 연마면을 손상시키게 되는 결함이 있다.
또한, 상기 웨이퍼(W)를 유지 보호하는 상기 리테이너 링(16)이 상기 연마패드(P)와 불균일하게 밀착됨에 따라, 상기 웨이퍼(W) 또한 상기 연마패드(P)와 불균일하게 밀착되며, 상기 웨이퍼(W)와 상기 연마패드(P) 사이에 공급되는 슬러리가 상기 연마패드(P) 상에 균일하게 분포되지 않는 문제점이 있으며, 그 결과, 상기 웨이퍼(W)의 연마면이 평탄하게 연마되지 않는다는 단점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 시일 링의 탄성력에 의해 탄성적으로 변형되더라고, 연마패드(P)와 균일하게 밀착됨으로써 웨이퍼의 연마면을 평탄하게 연마할 수 있도록 돕는 리테이너 링을 구비한 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드를 나타낸 단면도로, 리테이너 링의 저면이 연마패드에 대하여 소정의 각도로 경사져 있는 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드를 나타낸 단면도로, 리테이너 링의 저면이 연마패드에 대하여 평탄하게 접한 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드에 적용되는 상기 리테이너 링을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드에 적용되는 상기 리테이너 링의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 연마헤드 110: 하우징
112: 연장부 114a, 114b, 114c: 관통공
120: 캐리어 120a, 130a, 130b: 공기 챔버
124a, 124b: 크램프 128: 에어 쿠션
129: 공기 도관 130: 웨이퍼 척킹부재
132: 탄성판 134: 척킹판
136a, 136b: 연결링 136c: 고정링
138: 안내부재 140: 리테이너 링
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 공기 유로를 구비하며, 공기의 유동을 안내하기 위한 하우징; 상기 하우징에 연결되며, 연마패드에 의해 연마되는 웨이퍼를 지지하기 위한 캐리어; 상기 캐리어에 장착되며, 진공압을 이용하여 웨이퍼를 파지하기 위한 웨이퍼 척킹수단; 그리고 상기 캐리어의 연부를 따라 장착되고 상기 연마패드와 접하며, 상기 웨이퍼 척킹수단을 안내하고 상기 웨이퍼 척킹수단에 의해 파지된 웨이퍼를 보호 유지하기 위한 유지수단을 구비하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드를 제공한다.
본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드에 있어서, 상기 유지수단의 저면은 외측연부에서 내측연부 쪽으로 방사상으로 소정의 각도 만큼 경사지며, 상기 연마패드와 밀착시 그 저면이 상기 연마패드에 균일하게 밀착되도록 내측 연부가 하방으로 탄성적으로 밀린다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드는, 상기 유지수단을 교체할 시, 상기 유지수단을 상기 연마헤드에 장착하기 전에, 상기 유지수단의 저면을 연마하여 실제 연마공정시에 평탄해지도록 가공할 필요가 없이, 상기 유지수단을 상기 연마헤드에 바로 장착하여 사용할 수 있다. 따라서, 상기 유지수단을 사전에 연마하는 데 소요되는 시간과 인력 등을 절약할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드(100)를 나타낸 단면도로, 상기 연마헤드(100)에 저면이 경사진 리테이너 링(140)이 장착되어 있다.
도 2로 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드(100)는, 공기 유로를 구비하며, 공기의 유동을 안내하기 위한 하우징(110), 상기 하우징(110)에 연결되며, 연마패드(P)에 의해 연마되는 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 캐리어(120), 상기 캐리어(120)에 장착되며, 진공압을 이용하여 웨이퍼(W)를 파지하기 위한 웨이퍼 척킹부재(130), 그리고 상기 캐리어(120)의 연부를 따라 장착되고 상기 연마패드(P)와 접하며, 상기 웨이퍼 척킹부재(130)를 안내하고 상기 웨이퍼 척킹부재(130)에 의해 파지된 웨이퍼(W)를 보호 유지하기 위한 리테이너 링(140, retainer ring)을 구비한다.
상기 하우징(110)은, 상기 캐리어(120)가 상하방으로 승강하도록 상기 캐리어(120)를 안내하기 위한 본체부(110a)와 상기 본체부(110a)의 하단부에서 반경방향 외측으로 소정의 길이 만큼 연장되며, 상기 캐리어(120)를 상기 하우징(110)에 연결하기 위한 플랜지부(110b)로 구성된다.
상기 하우징(110)의 상기 본체부(110a)는, 단면 형상이 원형이며 그 하면의 중심부에는 하방으로 소정 길이 만큼 연장되는 연장부(112)가 상기 본체부(110a)와 일체로 형성되어 있다. 상기 본체부(110a)는, 그 상면에서 하면까지 그 중심부를 관통하여 형성된 제1 관통공(114a)과 상기 제1 관통공(114a)에서 반경방향 외측으로 소정 거리 만큼 떨어진 위치에서 상기 본체부(110a)의 상면으로부터 그 하면으로 관통하여 형성된 제2 및 제3 관통공(114b, 114c)을 구비한다. 상기 제2 및 제3 관통공(114b, 114c)은, 상기 제1 관통공(114a)을 중심으로 서로 대칭되도록 형성할 수 있다. 상기 제1, 제2 및 제3 관통공(114a, 114b, 114c)은, 압축 공기가 유입 유출되는 공기 유로로서 기능한다.
상기 연장부(112) 또한 관통공(112a)이 형성되어 있으며, 상기 관통공(112a)은 상기 본체부(110a)의 중심부에 형성된 제1 관통공(114a)과 연결된다. 상기 연장부(112)의 관통공(112a)은 상기 본체부(110a)의 제1 관통공(114a) 보다 직경이 크다.
한편, 상기 하우징(110)의 상기 플랜지부(110b)는, 그 연부를 따라 소정 간격을 두고 상기 연부에 관통 형성된 다수의 관통공을 포함한다. 상기 다수의 관통공은 상기 하우징(110)과 상기 캐리어(120)를 연결할 시, 체결부재, 예컨대 나사가 삽입 연장되어 상기 하우징(110)과 상기 캐리어(120)를 연결한다.
상기 캐리어(120)는, 상기 하우징(110)의 상기 제2 관통공(114b)을 통해 유입/유출되는 압축공기의 힘에 의해 상하방으로 승강하는 본체부(122)와 상기 본체부(122)를 상기 하우징(110)에 연결하기 위한 연결부재(124)를 포함한다.
상기 캐리어(120)의 본체부(122)는, 원형으로 그 중심부에는 직경이 상기 하우징(110)의 연장부(112)에 형성된 상기 관통공(112a)의 직경과 같은 제1 관통공(122a)이 형성되어 있다. 또한, 상기 캐리어(120)의 본체부(122)에는 상기 캐리어(120)의 제1 관통공(122a)으로부터 반경방향 외측으로 소정 거리 만큼 떨어진 위치에 상기 캐리어(120)의 상면으로부터 상기 캐리어(120)의 하면에 형성된 제2 환형 홈(126b)으로 상기 캐리어(120)를 관통 연장하는 제2 관통공(122b)이 형성된다.
상기 캐리어(120)의 상기 본체부(122) 상면에는 그 연부로부터 상기 본체부(122)의 중심부 쪽으로 소정 거리 만큼 떨어진 위치에 상기 본체부(122)의 중심부를 중심으로 제1 환형 홈(126a)이 형성되어 있다. 상기 본체부(122)의 연부에는 다수의 관통공이 소정의 간격을 두고 상기 본체부(122)의 중심부를 중심으로 방사상으로 형성된다. 상기 본체부(122)의 연부에 형성된 다수의 관통공으로 나사를 관통 연장시키고 상기 리테이너 링(140)에 형성된 나사공에 나사결합시켜 상기 리테이너 링(140)을 상기 캐리어(120)에 고정시킨다.
또한, 상기 본체부(122)의 하면에는 상기 본체부(122)의 중심부와 상기 본체부(122)의 연부 사이의 중간부분에 상기 본체부(122)의 중심부를 중심으로 제2 환형 홈(126b)이 형성되어 있다. 상기 본체부(122) 하면의 연부는, 소정의 폭을 갖는 제1 계단부가 형성되어 있으며, 상기 제1 계단부로부터 상기 제2 환형 홈(126b) 쪽으로 상기 제1 계단부 보다 폭이 넓은 제2 계단부가 형성되어 있다. 상기 제1 계단부와 상기 제2 계단부는 상기 본체부(122)의 중심부를 중심으로 환형으로 형성된다. 상기 제2 계단부의 측벽 말단으로부터 상기 제2 환형 홈(126b)의 개구까지는 경사져 있다.
한편, 상기 캐리어(120)의 본체부(122)는, 중앙부분이 다른 나머지 부분 보다 두께가 얇다. 상기 캐리어(120)의 본체부(122)에는 상기 중앙부분과 상기 제1 환형 홈(126a) 사이에 다수의 리세스가 형성되어 있으며, 상기 각각의 리세스의 내주면에는 나사가 형성되어 있다. 상기 다수의 리세스는, 소정의 간격을 두고 상기 본체부(122)의 중심부를 중심으로 방사상으로 배열된다.
상기 캐리어(120)의 상기 연결부재(124)는, 볼트 및 너트에 의해 상기 하우징(110)의 저면에 연결 결합되는 외측 클램프(124a), 나사에 의해 상기 캐리어(120)의 상면에 고정되는 내측 클램프(124b), 및 일단부는 상기 하우징(110)에 고정되고, 타단부는 상기 캐리어(120)에 고정되어 상기 하우징(110)과 상기 캐리어(120)를 연결하는 환형의 탄성재 시트(124c)를 포함한다.
상기 연결부재(124)의 상기 외측 클램프(124a)는, 본체부와 플랜지부로 구성되며, 상기 본체부와 상기 플랜지부는 일체로 형성된다. 상기 외측 클램프(124a)의내경은 상기 내측 클램프(124b)의 외경 보다 크며, 그 외경은 상기 하우징(110)의 최대 직경과 크기가 같다. 상기 외측 클램프(124a)의 상기 플랜지부는, 그 연부에 상기 하우징(110)의 상기 플랜지부(110b)에 형성된 다수의 관통공에 각각 대응하는 다수의 관통공이 형성되어 있다.
상기 외측 클램프(124a)는, 그 연부에 형성된 다수의 관통공이 상기 하우징(110)의 플랜지부(110b)에 형성된 다수의 관통공에 각각 대응하도록 상기 하우징(110)의 저면에 배열한 후, 볼트와 너트를 사용하여 상기 하우징(110)에 연결 고정한다. 이 때, 상기 탄성재 시트(124c)의 일단부를 상기 하우징(110)의 저면과 상기 외측 클램프(124a) 사이에 배치하여, 상기 외측 클램프(124a)와 상기 하우징(110) 사이에 기밀을 유지하도록 한다.
상기 연결부재(124)의 상기 내측 클램프(124b)는, 원판 형상으로 그 반경은 상기 캐리어(120)의 중심부에서 상기 제1 환형 홈(126a)의 개구까지의 거리와 같다. 상기 내측 클램프(124b)의 중심부에는 직경이 상기 하우징(110)의 중심부에서 하방으로 연장되는 상기 연장부(112)의 외경과 같거나 약간 큰 관통공이 형성되어 있다. 또한, 상기 내측 클램프(124b)는, 상기 중심부에서 반경방향 외측으로 소정 거리 만큼 떨어진 위치에 상기 캐리어(120)의 상면에 환상으로 배열된 다수의 리세스에 대응하는 다수의 관통공이 형성되어 있다.
또한, 상기 연결부재(124)의 상기 내측 클램프(124b)에는 그 중심부로부터 소정 길이 만큼 떨어져 상기 하우징(110)에 형성된 제3 관통공(114c)에 대응하는 관통공이 형성되어 있으며, 상기 내측 클램프(124b)의 하면에는 상기 관통공의 개구로부터 반경방향 외측으로 상기 캐리어(120)에 형성된 제2 관통공(122b)에 대응하는 위치까지 상기 개구의 직경과 동일한 크기의 폭을 갖는 긴 홈이 형성되어 있다. 상기 내측 클램프(124b)에 형성된 긴 홈에는 일단부가 상기 하우징(110)의 제3 관통공(114c)과 연결되고 타단부는 후술하는 에어 쿠션(128)에 연결되어 상기 에어 쿠션(128)에 공기를 공급하거나 배출하기 위한 공기 도관(129)이 배치된다.
상기 내측 클램프(124b)는, 그 연부에 형성된 다수의 관통공이 상기 캐리어(120)의 상면에 형성된 다수의 리세스와 대응하도록 하는 한편 상기 긴 홈의 일단이 상기 캐리어(120)의 제2 관통공(122b)에 대응하도록 상기 캐리어(120)의 상면에 배치한 후, 나사를 사용하여 상기 캐리어(120)에 고정한다. 이 때, 상기 탄성재 시트(124c)의 타단부를 상기 캐리어(120)와 상기 내측 클램프(124b) 사이에 배치하여 상기 캐리어(120)와 상기 내측 클램프(124b) 사이에 기밀을 유지하도록 한다.
상기 캐리어(120)의 하면에 형성된 제2 환형 홈(126)에는 환형 형상의 에어 쿠션(128)이 배치된다. 상기 에어 쿠션(128)은 신축성이 양호한 합성 수지 또는 고무로 제작하며, 일측에는 공기가 유출입 할 수 있는 공기 유출입구가 형성되어 있다. 상기 에어 쿠션(128)은, 상기 내측 클램프(124b)에 배치된 상기 공기 도관(129)을 통해 공급된 압축공기의 압력에 의해 팽창되어 웨이퍼 척킹부재(130)를 하방으로 하강시키거나 상기 공기 도관(129)을 통해 압축공기가 배출됨에 따라 수축되어 상기 캐리어(120)와 상기 웨이퍼 척킹부재(130) 사이의 공간(공기챔버)을 진공상태 만들어 상기 웨이퍼 척킹부재(130)가 상방으로 상승하도록 한다.
상기 연결부재(124)의 환형 탄성재 시트(124c)는, 고무 또는 합성 수지재의 탄성체로 제작한다. 상기 환형 탄성재 시트(124c)는, 소정의 폭을 가지며, 직경은 상기 내측 클램프(124b) 보다는 크고 상기 캐리어(120)와 상기 외측 클램프(124a) 보다는 작다.
상술한 바와 같이 상기 연결부재(124)에 의해 연결된 상기 하우징(110)과 상기 캐리어(120)는, 그 사이에 공기 챔버(120a)를 한정한다. 따라서, 상기 하우징(110)에 형성된 상기 제2 관통공(114b)을 통해 압축공기가 유입되면, 상기 공기 챔버(120a)에 공기압이 가해져 상기 캐리어(120)는 상기 압축공기의 힘에 의해 하방으로 하강하게 된다. 반대로, 상기 하우징(110)에 형성된 상기 제2 관통공(114b)을 통해 압축공기가 유출되면, 상기 하우징(110), 상기 캐리어(120) 및 상기 연결부재(124)에 의해 한정되는 공기 챔버(120a)가 진공 상태가 되어 진공압이 발생하게 되며, 그 결과 상기 캐리어(120)가 상기 하우징(110)을 향해 상방으로 이동하게 된다.
상기 척킹부재(130)는, 공기압에 의해 팽창 및 수축가능한 탄성재 판(132), 웨이퍼(W)를 흡착하여 파지하기 위한 척킹판(134), 상기 탄성재 판(132)을 상기 척킹판(134)에 고정시키는 한편 상기 척킹판(134)을 상기 캐리어(120)에 연결하기 위한 연결부재(136), 그리고 상기 연결부재(136)를 안내하여 상기 척킹판(134)의 승하강을 돕기 위한 안내부재(138)를 포함한다.
상기 탄성재 판(132)은, 상기 하우징(110)에 상기 캐리어(120)를 연결하는 데 사용한 환형의 탄성재 시트(136a)와 같이 고무 또는 합성 수지재 탄성체로 제작하며, 그 형상은 원판 형상이다. 상기 탄성재 판(132)의 연부에는 상기 탄성재 판(132)의 중심축선을 중심으로 다수의 관통공이 방사상으로 배열된다.
상기 척킹판(134)은, 소정의 직경을 갖는 원판 형상으로, 그 중심축으로부터 소정의 반경 범위내에는 다수의 관통공이 형성되어 있다. 상기 척킹판(134)의 상면 연부에는 상기 연부를 따라 상기 척킹판(134)의 중심축을 중심으로 환형 홈이 형성되어 있다. 상기 척킹판(134)에 형성된 다수의 관통공을 통해 공기가 유동한다. 또한, 상기 홈과 인접한 위치에는 상기 홈을 따라 다수의 나사공이 소정의 간격을 두고 배열된다.
상기 연결부재(136)는, 상기 척킹판(134)을 상기 캐리어(110)와 연결하는 한편 상기 캐리어(110)와 상기 척킹부재(130) 사이에 공기 챔버(130a)를 형성하는 환형의 탄성재 시트(136a), 상기 탄성재 판(132)을 상기 척킹판(134)에 고정하기 위한 제1 연결링(136b), 상기 제1 연결링(136b)이 장착된 상기 척킹판(134)에 상기 탄성재 시트(136a)의 내측 연부를 고정하기 위한 제2 연결링(136c), 그리고 상기 캐리어(120)에 상기 탄성재 시트(136a)의 외측 연부를 고정하기 위한 탄성재 고정링(136d)을 포함한다.
상기 연결부재(136)의 상기 제1 연결링(136b)은, 환형 형상으로 소정의 폭을 갖는다. 상기 제1 연결링(136b)의 외경은 상기 척킹판(134)의 직경 보다 약간 작다. 상기 제1 연결링(136b)에는 상기 척킹판(134)에 형성된 다수의 나사공에 대응하는 관통공이 형성되어 있으며, 또한 상기 제1 연결링(136b)의 상면에는 상기 관통공과 평행하게 다수의 나사공을 형성할 수도 있다.
상술한 바와 같은 상기 제1 연결링(136b)을 사용하여 상기 탄성재 판(132)을 상기 척킹판(134)에 고정한다. 먼저, 상기 탄성재 판(132)이 상기 척킹판(134)의 하면을 감싸도록 배열한다. 이어서, 상기 척킹판(134)의 연부를 따라 상기 탄성재 판(132)의 연부를 상방으로 절곡한 후, 상기 척킹판(134)의 상면과 접하도록 상기 탄성재 판(132)의 연부를 한 번 더 절곡한다. 이 때, 상기 탄성재 판(132)의 연부에 형성된 다수의 관통공이 상기 척킹판(134)의 상면에 형성된 다수의 나사공과 각각 대응하도록 배열하여야 한다. 그 후, 상기 제1 연결링(136b)에 형성된 다수의 관통공이 상기 탄성재 판(132)의 연부에 형성된 다수의 관통공과 각각 대응하도록 상기 제1 연결링(136b)을 상기 탄성재 판(132)의 연부 위로 배치한다. 최종적으로, 상기 제1 연결링(136b)과 상기 탄성재 판(132)의 연부에 각각 형성된 다수의 관통공으로 나사를 관통 연장시켜 상기 척킹판(134)의 상면에 형성된 나사공에 결합시켜 상기 탄성재 판(132)을 상기 척킹판(134)에 고정시킨다.
상기 연결부재(136)의 제2 연결링(136c)은, 환형 형상으로 소정의 폭을 갖는다. 상기 제2 연결링(136c)의 외경은 상기 제1 연결링(136b)의 외경 보다 작으며, 내경은 상기 제1 연결링(136b)의 내경 보다 약간 작다. 상기 제2 연결링(136c)의 내주면은, 상단부에서 하단부 쪽으로 소정의 각도 경사지도록 절삭 가공된다. 상기 제2 연결링(136c)의 내주연의 하단부에서의 직경이 상기 내주연 상단부에서의 직경 보다 크며, 그 상단부에서 하단부 쪽으로 직경이 점점 커진다. 상기 제2 연결링(136c)에는, 상기 제1 연결링(136b)의 상면에 형성된 나사공과 대응하도록 다수의 관통공이 소정의 간격을 두고 형성할 수도 있다.
상기 연결부재(136)의 상기 고정링(136d)은, 환성 형상으로 소정의 탄성력을 갖는 합성수지 또는 고무를 사용하여 소정의 두께, 약 1 ㎜의 두께를 갖도록 제작한다. 상기 고정링(136d)은, 최대 직경이 상기 캐리어(120)의 직경 보다 약간 작다. 상기 고정링(136d)은 상기 탄성재 시트(136a)를 상기 캐리어(120)에 고정하는 한편, 상기 캐리어(120)와 후술하는 리테이너 링(140) 사이에서 기밀을 유지하는 시일 링으로서 역할을 한다.
상기 탄성재 시트(136a)는, 외경이 상기 탄성재 고정링(136d)의 외경과 동일하다. 상기 탄성재 시트(136a)의 내측 연부에는 다수의 관통공이 상기 연부를 따라 소정의 간격을 두고 형성할 수도 있다. 상기 탄성재 시트(136a)의 내측 연부에 관통공이 없는 경우에는, 상기 탄성재 시트(136a)의 내측 연부의 양면을 접착재로 도포한 후, 상기 내측 연부를 상기 제1 연결링(136b)과 상기 제2 연결링(136c) 사이에 배치하여 접착시킨다. 한편, 상기 탄성재 시트(136a)의 외측 연부 또한 그 양면을 접착재로 도포한 후, 상기 캐리어(120)의 하면과 상기 고정링(136d) 사이에 배치하여 접착시킨다. 따라서, 상기 척킹판(134)을 상기 캐리어(120)에 연결시킬 수 있다.
이와는 달리, 상기 탄성재 시트(136a)의 내측 연부에 그 연부를 따라 다수의 관통공이 형성되어 있는 경우에는, 상기 관통공에 대응하도록 나사공이 형성되어 있는 제1 및 제2 연결링(136b, 136c)을 사용한다. 상기 탄성재 시트(136a)의 내측 연부에 형성된 관통공이 상기 제1 연결링(136b)과 제2 연결링(136c)에 형성된 나사공과 각각 대응하도록 상기 탄성재 시트(136a)를 상기 제1 연결링(136b)과 제2 연결링(136c) 사이에 배치한 후, 상기 제1 연결링(136b)에 형성된 나사공과 상기 탄성재 시트(136a)의 내측 연부에 형성된 관통공으로 나사를 각각 관통 연장시켜 상기 제2 연결링(136c)에 형성된 나사공과 결합시켜 상기 탄성재 시트(136a)를 상기 제1 및 제2 연결링(136b, 136c)과 연결한다. 상기 탄성재 시트(136a)의 외측 연부는 상술한 바와 같이 접착재를 사용하여 상기 캐리어(120)에 접착 고정한다.
상기 안내부재(138)는, 소정의 두께를 갖는 원판 형상으로 그 중심부에는 상방으로 소정 높이 만큼 연장되는 연장부가 형성되어 있다. 상기 안내부재(138)의 연부 하부는 소정의 폭과 높이를 갖는 계단부가 형성되어 있다. 상기 안내부재(138)는, 상기 연장부의 상단부로부터 상기 안내부재(138)의 하면까지 관통공이 형성되어 있다. 상기 안내부재(138)의 연장부는, 외경이 상기 하우징(110)의 연장부(112)의 내경 및 상기 캐리어(120)의 중심부에 형성된 관통공과 같거나 그 보다 약간 작다.
상기 안내부재(138)는, 도 2로 나타낸 바와 같이, 상기 연장부가 상기 캐리어(120)의 중심부에 형성된 관통공을 관통 연장하여 상기 하우징(110)의 연장부(112)에 형성된 관통공 내로 삽입되고, 상기 척킹부재(130)의 제2 연결링(136c)의 경사진 내주연이 상기 안내부재(138)의 계단부에 걸치어 공기압 및 진공압에 따라 상기 제2 연결링(136c)이 상기 계단부를 따라 활주하여 승하강 가능하도록 장착한다. 이때, 상기 안내부재(138)의 상면이 상기 캐리어(120)의 하면과 밀착된다.
상기 안내부재(138)에 형성된 관통공은, 상기 하우징(110)에 형성된 제1 관통공(114a)과 연통되며, 또한 척킹부재(130)의 상기 안내부재(138), 상기 척킹판(134), 상기 연결부재(136), 및 상기 탄성재 판(132)에 의해 한정된 공기 챔버(130b)와 연통된다. 따라서, 상기 척킹부재(130)가 상기 웨이퍼(W)를 척킹할 시에는, 상기 안내부재(138)에 형성된 상기 관통공과 상기 하우징(110)에 형성된 제1 관통공(114a)을 통해 상기 공기 챔버(130b)로부터 공기를 배출하여 상기 공기 챔버(130b)가 진공상태가 되도록 한다. 그 결과, 상기 척킹판(134)의 하면에 배치된 상기 탄성재 판(132)의 일부가 상기 척킹판(134)에 형성된 다수의 관통공내로 흡입되고, 상기 탄성재 판(132)과 상기 웨이퍼(W) 사이에 진공압이 발생하여, 상기 탄성재 판(132)에 웨이퍼(W)가 밀착하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 구성한 상기 척킹부재(130)의 연결부재(136)는, 상기 캐리어(120) 및 상기 안내부재(138)와 공기 챔버(130a)를 한정한다. 상기 공기 챔버(130a)는, 상기 캐리어(120)의 하면에 형성된 제2 환형 홈(126b)에 장착된 에어 쿠션(128)이 공기압에 의해 팽창하면, 압력이 상승하게 된다. 그 결과, 상기 안내부재(138)에 활주가능하게 접하고 있는 상기 연결부재(136)의 제2 연결링(136c)과 그에 연결된 제1 연결링(136b) 및 척킹판(134)이 하방으로 하강하게 된다. 반대로, 상기 에어 쿠션(128)내의 공기가 배출되어 상기 에어 쿠션(128)이 수축되면, 상기 공기 챔버(130a)에 가해진 공기압이 낮아진다. 그 결과, 상기 연결부재(136)의 탄성재 시트(136a)의 탄성력에 의해 상기 제2 연결링(136c) 및 그에 연결된 제1 연결링(136b)과 상기 척킹판(134)이 상방으로 상승하게 된다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드(100)에 적용된 리테이너 링(140)을 나타낸 사시도와 단면도이다.
도 3과 도 4로 나타낸 바와 같이, 상기 리테이너 링(140)은, 폴리페닐렌 설파이드 수지(Polyphenylene sulfide resin, PPS 수지)와 같은 합성수지로 제작한다. 그러나, 상기 폴리페닐렌 설파이드 수지 뿐만 아니라 아세탈 수지 및 PED-P 수지로도 제작할 수 있다.
통상적으로, 상기 리테이너 링(140)은 폴리페닐렌 설파이드 수지(PPS)로 제작한 원통체를 소정의 두께로 절단하여 고리 형상의 단위체로 만든다. 그 후, 선반을 이용하여 상기 연마헤드(100)에 적용하기 적합한 형상 및 크기로 가공한다.
상기 리테이너 링(140)은, 환형 형상으로 소정의 직경 및 높이를 갖는다. 상기 리테이너 링(140)은, 내경이 약 200 ㎜ 이며, 외경은 약 240 ㎜ 내지 약 250 ㎜ 이고, 그 하면의 폭은 약 20 ㎜ 내지 약 25 ㎜ 이다.
상기 리테이너 링(140)은, 상술한 바와 같이 합성수지재 원통체를 소정의 두께로 절단하여, 선반을 이용하여 절삭가공한다. 도 3과 도 4를 통해 알 수 있듯이, 상기 리테이너 링(140)은 그 상부 내주연에 제1 계단부(142)와 제2 계단부(144)가 형성되어 있다. 상기 리테이너 링(140)의 제1 계단부(142)는, 상기 내주연으로부터 반경방향 외측으로 소정의 폭과 높이를 갖도록 절삭 가공하여 형성한다. 상기 제1 계단부(142)의 폭과 높이는 상기 고정링(136d)의 폭 및 두께와 같다. 그러나, 상기 제1 계단부(142)의 높이는 상기 고정링(136d)의 두께 보다 약간 작게 할 수도 있다. 상기 리테이너 링(140)의 제2 계단부(144)는, 상기 캐리어(120)의 하면에 형성된 턱부와 맞물리도록 형성된다. 따라서, 상기 제2 계단부의 폭과 높이는 상기 턱부의 폭 및 높이와 같다.
한편, 상기 리테이너 링(140)의 하면(146)은, 수평면에 대하여 약 0.8 내지 0.9 도의 범위내에서 경사지도록 절삭 가공하며, 바람직하게는 약 0.85 도 각도로 경사지도록 절삭 가공한다. 상기 리테이너 링(140)의 상기 경사진 면은, 저면에서 보았을 때, 상기 리테이너 링(140)의 외주연에서 내주연 쪽으로 경사진다. 상기 리테이너 링(140)의 상단부에서 하단부까지의 길이는, 상기 외주연이 상기 내주연 보다 약 0.35 ㎜ 정도 길다.
상기 리테이너 링(140)의 상연부에는, 다수의 나사공(148)이 소정의 간격을 두고 방사상으로 형성되어 있다. 상기 리테이너 링(140)의 상연부에 형성된 나사공(148)의 수는 12개가 바람직하다. 한편, 상기 리테이너 링(140)의 외주연에는 상기 나사공(140) 사이의 공간에 12 개의 홀(도시않됨)이 각각 형성되어 있으며, 내주연에는 상기 나사공 사이에 각각 3개씩 총 36개의 홀(도시않됨)이 형성되어 있다. 상기 외주연에 형성된 홀과 상기 내주연에 형성된 홀은, 상기 외주연에 형성된 홀 1개당 상기 내주연에 형성된 홀 3개의 비율로 연통된다.
상기 외주연과 내주연을 연통하는 관통홀을 통해 슬러리 공급장치에서 공급되는 슬러리가 상기 리테이너 링(140)의 내주연 쪽으로 이동하여, 상기 웨이퍼(W)를 연마하는 데 사용된다.
이와 같이 형성된 상기 리테이너 링(140)은, 그 상연부에 형성된 다수의 나사공(148)이 상기 캐리어(120)의 연부에 형성된 관통공과 각각 대응하도록 상기 캐리어(120)의 하면에 밀착한 상태에서 상기 캐리어(120)의 관통공 내로 나사를 관통연장시켜 상기 리테이너 링(140)에 형성된 나사공에 나사결합시킴으로써 상기 캐리어(120)에 연결 고정할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연마헤드(100)의 각 구성 요소의 작용 관계에 대하여 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 연마헤드(100)는, 도 2로 나타낸 바와 같이, 상기 하우징(110), 상기 캐리어(120) 및 상기 연결부재(124)에 의해 한정된 공기 챔버(120a)로부터 상기 하우징(110)의 상기 제2 관통공(114b)을 통해 공기를 배출하여 상기 공기 챔버(120a)가 진공 상태가 되도록 한다. 상기 공기 챔버(120a)가 진공 상태가 되면, 진공압에 의해 상기 캐리어(120)가 상기 하우징(110)의 하면에 밀착하게 된다.
상기 캐리어(120)가 상기 하우징(110)의 하면에 밀착하게 되면, 상기 캐리어(120)에 연결된 리테이너 링(140) 및 웨이퍼 척킹부재(130) 또한 상방으로 함께 이동한다. 이와 같은 상태에서, 상기 내측 클램프(124b)에 배치되고, 상기 하우징(110)의 제3 관통공(114c)과 연결된 공기 도관(129)을 통해 상기 에어 쿠션(128) 내로 공기를 공급하여 상기 에어 쿠션(128)을 팽창시킨다. 따라서, 상기 에어 쿠션(128)이 팽창함에 따라, 상기 캐리어(120), 상기 척킹부재(130)의 상기 안내부재(138)와 연결부재(136)에 의해 한정되는 상기 공기 챔버(130a)에 압력이 가해진다. 상기 공기 챔버(130a) 내의 공기압에 의해 상기 척킹부재(130)가 하방으로 하강하게 된다. 이때, 상기 척킹부재(130)는, 상기 제2 연결링(136c)의 경사면이 상기 안내부재(138)의 계단부를 따라 활주이동하며, 하면에 배치된 탄성재판(132)가 상기 리테이너 링(140)의 저면(146)과 동일 평면 상에 놓일 때까지 하강한다. 상술한 바와 같이, 하방으로 이동한 상기 척킹부재(130)는, 웨이퍼 이송장치(도시않됨)에 의해 이송되는 웨이퍼(W)에 밀착하게 된다.
상기 척킹부재(130)가 상기 웨이퍼(W)에 밀착된 상태에서, 상기 척킹부재(130)의 상기 안내부재(138)에 형성된 연장부의 공기유로와 상기 하우징(110)에 형성된 제1 관통공(114a)을 통해 상기 안내부재(138), 상기 척킹판(134), 및 상기 연결부재(136)에 의해 한정되는 공기 챔버(130b) 내의 공기를 배출시킨다. 그에 따라, 상기 공기 챔버(130b)에는 진공압이 발생하게 되고, 그 진공압에 의해 상기 척킹판(134)의 하면에 배치된 상기 탄성재 판(132)이 상기 척킹판(134)에 형성된 관통공내로 흡착된다. 따라서, 상기 척킹판(134)과 상기 웨이퍼(W) 사이에 진공압이 발생되어 상기 척킹판(134)에 상기 웨이퍼(W)가 견고하게 밀착된다.
이후, 상기 에어 쿠션(128)으로부터 공기를 빼내어 상기 에어 쿠션(128)을 수축시킨다. 따라서, 상기 공기 챔버(130a) 내의 압력이 낮아지고, 상기 연결부재(136)의 탄성재 시트(136a)가 그 탄성력에 의해 상기 척킹판(134)을 당기기 때문에, 상기 척킹판(134)이 상방으로 이동하여, 상기 척킹판(134)에 흡착된 상기 웨이퍼(W)가 상기 리테이너 링(140)의 저면(146) 보다 높은 위치에 놓이게 된다.
상술한 바와 같은 상태에서, 상기 척킹부재(130)의 상기 척킹판(134), 상기 안내부재(138) 및 상기 연결부재(136)에 의해 한정되는 공기 챔버(130b)를 진공 상태로 유지하면서, 상기 하우징(110)과 상기 캐리어(120) 사이에 형성된 상기 공기 챔버(120a)에 공기를 공급한다. 그 결과, 상기 하우징(110)과 상기 캐리어(120) 사이에 형성된 상기 공기 챔버(120a)로 공급되는 공기의 압력에 의해 상기 캐리어(120)가 하방으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 캐리어(120)가 하방으로 이동되면, 상기 캐리어(120)에 연결된 상기 리테이너 링(140)과 상기 척킹부재(130) 또한 상기 캐리어(120)와 함께 하방으로 이동하게 된다. 이때, 상기 리테이너 링(140)은 도 2로 나타낸 바와 같이 상기 연마패드(P)의 상면과 접하게 된다. 이때, 상기 리테이너 링(140)은, 상기 척킹부재(130)의 고정링(136d)의 탄성력에 의해 그 내주연 부분이 하방으로 다소 밀리어 그 외주연 부분과 함께 상기 연마패드(P)의 상면에 균일하게 접하게 된다. 그러나, 상기 척킹부재(130)는 상기 리테이너 링(140)의 하면 보다 높은 위치에 있기 때문에 상기 연마패드(P)의 상면과 이격된 상태로 있게 된다.
이어서, 상기 하우징(110)과 상기 캐리어(120) 사이에 형성된 상기 공기 챔버(120a)에 공기를 계속해서 공급하여, 상기 리테이너 링(140)이 상기 연마패드(P)의 상면과 여전히 접해 있도록 하는 한편 상기 척킹부재(130)의 상기 안내부재(138), 상기 척킹판(134) 및 상기 연결부재(136)에 의해 한정되는 상기 공기 챔버(130b)로부터 공기를 배출하여, 상기 공기 챔버(130b)를 진공 상태로 유지하면서, 상기 캐리어(120)의 하면에 배치된 상기 에어 쿠션(128)에 공기를 공급하여 팽창시킨다. 상기 에어 쿠션(128)이 팽창함에 따라 상기 캐리어(120)와 상기 척킹부재(130)의 안내부재(138) 및 연결부재(136)에 의해 한정된 상기 공기챔버(130a) 내의 압력이 상승한다. 따라서, 상기 공기 챔버(130a) 내의 압력이 상승함에 따라, 상기 압력에 의해 상기 척킹부재(130)가 하방으로 하강한다. 그 결과, 상기 척킹부재(130)에 의해 파지된 상기 웨이퍼(W)의 일면이 상기 연마패드(P)의 상면과 접하게 된다. 계속해서 상기 캐리어(120)와 상기 척킹부재(130) 사이의 공기 챔버(130a)의 압력을 높여, 상기 연마패드(P)에 상기 웨이퍼(W)를 밀착시킨다.
상술한 바와 같이 상기 웨이퍼(W)를 상기 연마패드(P)에 밀착시킨 상태에서, 상기 웨이퍼(W)와 상기 연마패드(P) 사이에 슬러리를 공급하면서 상기 연마헤드(100)와 상기 연마패드(P)를 서로에 대해 반대방향으로 회전시키켜 상기 웨이퍼(W)의 일면을 연마한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드에 적용된 상기 리테이너 링은, 그 외주연에서 내주연 쪽으로 경사지도록 저면을 절삭 가공함으로써 상술한 척킹부재의 고정링의 탄성력에 의해 내주연 부분이 하방으로 밀리더라도 상기 리테이너 링의 저면이 상기 연마패드에 균일하게 밀착된다.
따라서, 상기 연마패드에 대한 상기 리테이너 링의 밀착력을 향상시키기 위하여 별도로 상기 리테이너 링을 연마하기 위한 시간과 인력을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 공기 유로를 구비하며, 공기의 유동을 안내하기 위한 하우징;
    상기 하우징에 연결되며, 연마패드에 의해 연마되는 웨이퍼를 지지하기 위한 캐리어;
    상기 캐리어에 장착되며, 진공압을 이용하여 웨이퍼를 파지하기 위한 웨이퍼 척킹수단; 그리고
    상기 캐리어의 연부를 따라 장착되고 상기 연마패드와 평탄하게 접하며, 상기 웨이퍼 척킹수단을 안내하고 상기 웨이퍼 척킹수단에 의해 파지된 웨이퍼를 보호 유지하기 위한 유지수단을 구비하며,
    상기 유지수단의 저면은 외측연부에서 내측연부 쪽으로 방사상으로 소정의 각도 만큼 경사지는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유지수단의 상연부와 상기 캐리어의 하연부 사이에 배치되어 상기 척킹수단과 상기 캐리어에 의해 한정되는 공기 챔버의 기밀을 유지하기 위한 고정링을 구비하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유지수단은, 탄성적으로 휘어지는 가요성 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유지수단의 저면의 경사각은 0.8 내지 0.9도 인 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유지수단은, 아세탈 수지, 폴리페닐렌 설파이드 수지 또는 PED-P 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유지수단은, 상기 연마패드와 밀착시 그 하면이 상기 연마패드에 균일하게 밀착되도록 내측 연부가 하방으로 탄성적으로 밀리는 탄성체로 제작하는 갖는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  7. 공기 유로를 구비하며, 공기의 유동을 안내하기 위한 하우징;
    상기 하우징에 연결되며, 연마패드에 의해 연마되는 웨이퍼를 지지하기 위한 캐리어;
    상기 캐리어에 승하강 가능하도록 연결되어 상기 웨이퍼를 파지하기 위한 척킹판;
    상기 캐리어와 상기 척킹판 사이에 배치되고, 상기 하우징의 공기 통로중 하나와 연통되며, 상기 척킹판의 승하강을 안내하기 위한 안내부재;
    상기 척킹판을 상기 캐리어에 연결하고, 상기 캐리어, 상기 척킹판, 및 상기안내부재와 함께 공기 챔버를 한정하기 위한 연결부재;
    상기 캐리어의 하면에 배치되고 상기 하우징의 공기 통로중 하나와 연통되며, 상기 캐리어, 상기 척킹판, 상기 안내부재, 및 상기 연결부재에 의해 한정된 상기 공기 챔버를 팽창시키거나 수축시켜 상기 척킹판을 승하강시키기 위한 에어 쿠션; 그리고
    상기 캐리어의 연부를 따라 장착되고 상기 연마패드와 평탄하게 접하며, 상기 웨이퍼 척킹판을 안내하고 상기 웨이퍼 척킹판에 의해 파지된 웨이퍼를 보호 유지하기 위한 리테이너 링을 구비하며,
    상기 리테이너 링의 저면은 외측연부에서 내측연부 쪽으로 방사상으로 소정의 각도 만큼 경사지는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 리테이너 링의 상연부와 상기 캐리어의 하연부 사이에 배치되어 상기 척킹판과 상기 캐리어에 의해 한정되는 공기 챔버의 기밀을 유지하기 위한 고정링을 구비하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 리테이너 링은, 탄성적으로 휘어지는 가요성 재료로 제작하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 리테이너 링의 저면의 경사각은 0.8 내지 0.9도 인것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 리테이너 링은, 아세탈 수지, 폴리페닐렌 설파이드 수지 또는 PED-P 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 연마헤드.
  12. 척킹부재에 의해 파지된 웨이퍼를 보호 유지하기 위한 환형의 본체부; 및
    상기 본체부의 상단부 내주면에 형성되며, 그 상면 연부에 상기 본체부를 캐리어에 연결 고정하기 위한 다수의 나사공이 형성되어 있는 계단부를 포함하며,
    상기 본체부의 저면은 외측연부에서 내측연부 쪽으로 방사상으로 소정의 각도 만큼 경사지는 것을 특징으로 하는 리테이너 링.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 본체부는, 탄성적으로 휘어지는 가요성 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 리테이너 링.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 본체부 저면의 경사각은 0.8 내지 0.9도 인 것을 특징으로 하는 리테이너 링.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 본체부는, 아세탈 수지, 폴리페닐렌 설파이드 수지 또는 PED-P 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 리테이너 링.
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