KR20020013122A

KR20020013122A - A clamp using spring conclusion form

Info

Publication number: KR20020013122A
Application number: KR1020000046562A
Authority: KR
Inventors: 최재원; 김민규; 배기성
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2002-02-20

Abstract

PURPOSE: A clamp is provided to eliminate the necessity of using a tool when coupling the head to the spindle, while preventing generation of metallic powder by eliminating the necessity of using a bolt when the head is mounted to the spindle. CONSTITUTION: A clamp comprises a first band(40) and a second band(42) shaped as a hemispherical shape; a first hinge(44) for coupling the first band and the second band; a stopper protrusion(56) formed at an end of the first band; a horizontal surface(58) formed at an end of the second band; a plurality of protrusions formed at the horizontal surface; a tightening member(46) coupled to protrusions, and which tightens the first band and the second band by a tension force when pressed by the hand of the worker; a second hinge(48) for coupling the protrusions and the tightening member; a third hinge(54) for coupling the tightening member and a ring fixing member(50) at a position spaced apart from the second hinge; and a connection ring(52) attached to the tightening member, and which gets caught at the stopper protrusion.

Description

Clamp using spring fastening method {A CLAMP USING SPRING CONCLUSION FORM}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치에 사용되는 클램프에 관한 것으로, 특히 CMP설비에서 폴리싱헤드와 본체를 고정시키는 스프링 체결방식을 이용한 클램프에 관한 것이다.The present invention relates to a clamp used in a polishing apparatus for a semiconductor wafer, and more particularly, to a clamp using a spring fastening method for fixing a polishing head and a body in a CMP facility.

일반적으로 반도체소자는 고밀도화, 미세화 및 배선구조의 다층화에 의하여 단차가 증가하게 되고 이 단차를 평탄화하기 위해 SOG(Spin on Glass), ETCH BACK,REFLOW등의 여러 평탄화 방법이 개발되어 웨어퍼의 평탄화 공정에 적용되고 있다.In general, semiconductor devices have increased levels due to densification, miniaturization, and multilayered wiring structure, and various planarization methods such as spin on glass (ETG), ETCH BACK, and REFLOW have been developed in order to planarize the level. Is being applied to.

이러한 웨어퍼의 평탄화 공정은 기계적인 연마방식과 화학적인 연마방식이 있으며, 기계적인 연마방식은 가공변질층이 형성되어 반도체칩상의 결점이 되고, 화학적인 연마방식은 가공변질층이 생성되지 않지만 평화된 형상 즉, 형상정밀도를 얻을 수 없으므로, 이러한 기계적인 연마방식과 화학적인 연마방식을 접목시켜 연마하기 위한 평탄화공정이 요구되어 CMP(Chemical Mechanical Polishing)기술이 개발되었다. CMP공정은 폴리싱패드가 부착되어진 연마테이블을 회전운동시키고, 폴리싱 헤드는 회전운동과 요동운동을 동시에 행하며 일정압력으로 가압을 하고, 웨이퍼는 표면장력이나 진공에 의해 폴리싱헤드부에 장착된다. 폴리싱헤드의 자체하중과 인가되는 가압력에 의해 웨이퍼표면과 폴리싱패드가 접촉되고, 이 접촉면 사이의 미세한 틈사이로 가공액인 슬러리(Slurry)가 유동하여 슬러리 내부에 있는 연마입자와 패드의 표면돌기들에 의해 기계적인 제거작용이 이루어지고 슬러리내의 화학성분에 의해 화학적인 제거작용이 이루어진다. 이러한 CMP 공정에서 도 1과 같이 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하는 헤드(10)는 본체 스핀들(12)에 장착되어지고, 스핀들(12)에 장착되어진 헤드(10)는 패드 교체시나 헤드압력라인 부위 켈리브레이션(Calibration)작업을 할 때 스핀들(12)에서 탈착했다가 다시 장착한다. 이때 헤드(10)와 스핀들(12)을 하나로 체결되도록 클램프(14)를 사용하고 있다.The flattening process of the wafer has a mechanical polishing method and a chemical polishing method, and the mechanical polishing method is a defect in the semiconductor chip due to the formation of a processing deterioration layer, and the chemical polishing method does not produce a processing deterioration layer, but peace is achieved. Since a precise shape, that is, shape accuracy cannot be obtained, a planarization process for combining the mechanical polishing method and the chemical polishing method is required, and the CMP (Chemical Mechanical Polishing) technology has been developed. In the CMP process, the polishing table to which the polishing pad is attached is rotated, the polishing head performs rotational and rocking motion simultaneously, pressurized to a constant pressure, and the wafer is mounted on the polishing head portion by surface tension or vacuum. The polishing surface is brought into contact with the surface of the wafer by the self-load of the polishing head and the applied pressure, and a slurry, which is a processing liquid, flows between the minute gaps between the contact surfaces to the abrasive particles and the surface protrusions of the pad. Mechanical removal is achieved and chemical removal is effected by the chemical components in the slurry. In this CMP process, as shown in FIG. 1, the head 10 for loading and unloading the wafer is mounted on the main spindle 12, and the head 10 mounted on the spindle 12 is calibrated during pad replacement or head pressure line area. Remove the spindle from the spindle (12) and refit it when calibrating. At this time, the clamp 14 is used to fasten the head 10 and the spindle 12 to one.

도 2는 종래의 CMP공정에서 스핀들과 헤드를 체결하기 위한 클램프의 구조도이다.2 is a structural diagram of a clamp for fastening a spindle and a head in a conventional CMP process.

반구형상으로 이루어진 제1 및 제2 밴드(20, 22)와, 상기 제1 및 제2밴드(20, 22)의 한 단부에는 힌지(24)에 의해 결합되고, 상기 제1 및 제2 밴드(20, 22)의 다른 단부에는 제1 및 제2돌기(26, 28)가 각각 형성되며, 상기 제1 및 제2 돌기(26, 28)의 중앙에 구멍이 형성되어 그 구멍에 육각볼트(30)이 삽입되도록 하고, 그 육각볼트(30)에 넛트(32)를 끼워넣는다. 그리고 토크렌지와 같은 치공구를 이용하여 육각볼트(30)와 넛트(32)를 조이도록 되어 있다. 그런데 클램프를 사용하여 스핀들(12)와 헤드를 장착하기 위해서는 육각볼트(30)와 넛트(32)를 조이기 위해 토크렌치와 같은 치공구를 사용하므로 작업전에 이러한 치공구를 준비하여야 하는 불편한 문제가 있었다. 그리고 육각볼트(30)를 조이고 풀어줄 때 볼트의 나사산에서 발생되는 금속가루들이 헤드웨에 떨어졌다가 폴리싱중에 진동에 의해 다시 패드위로 떨어지면 웨이퍼의 표면에 스크러치가 유발되는 문제가 있었다.Hemispherical first and second bands 20 and 22 and one end of the first and second bands 20 and 22 are joined by hinges 24 and the first and second bands ( First and second protrusions 26 and 28 are formed at the other ends of the 20 and 22, respectively, and holes are formed in the centers of the first and second protrusions 26 and 28, and hexagon bolts 30 are formed in the holes. ) Is inserted, and the nut 32 is inserted into the hexagonal bolt 30. Then, the hexagonal bolt 30 and the nut 32 are tightened by using a tool such as a torque range. By the way, since the use of a tool such as a torque wrench to tighten the hexagon bolt 30 and the nut 32 in order to mount the spindle 12 and the head using a clamp, there was an uncomfortable problem of preparing such a tool before operation. In addition, when the hexagon bolts 30 are tightened and released, metal powders generated from the threads of the bolts fall on the head and fall back onto the pads due to vibrations during polishing, causing scratches on the surface of the wafer.

따라서 본 발명의 목적은 반도체소자 제조공정에서 토크렌치와 같은 치공구 없이 스핀들과 헤드를 장착할 수 있는 클램프를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a clamp for mounting a spindle and a head without a tool such as a torque wrench in a semiconductor device manufacturing process.

본 발명의 다른 목적은 반도체소자 제조공정에서 스핀들에 헤드를 장착할 시 육각볼트를 사용하지 않아 조이고 풀 때 발생하는 금속가루가 발생하지 않도록 하는 클램프를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a clamp that does not generate metal powder generated when tightening and loosening without using a hexagonal bolt when mounting the head to the spindle in the semiconductor device manufacturing process.

도 1은 일반적인 CMP공정에서 스핀들에 헤드가 클램프에 의해 장착된 상태도1 is a state in which the head is mounted by the clamp on the spindle in a typical CMP process

도 2는 종래의 CMP공정에서 스핀들과 헤드를 체결하기 위한 클램프의 구조도2 is a structural diagram of a clamp for fastening a spindle and a head in a conventional CMP process

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스핀들에 헤드를 체결하지 않은 상태의 클램프 구조도3 is a clamp structure without the head fastened to the spindle according to an embodiment of the present invention

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들에 헤드를 체결하는 과정을 도시한 클램프 구조도Figure 4 is a clamp structure showing a process of fastening the head to the spindle according to an embodiment of the present invention

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 폴리싱설비에서 스핀들과 헤드를 체결할 시 사용하는 클램프에 있어서, 반구형상으로 각각 이루어진 제1 및 제2 밴드와, 상기 제1 및 제2 밴드를 원형으로 결합하기 위한 제1힌지와, 상기 제1 밴드의 다른 단부에 형성되는 걸림턱과, 상기 제2 밴드의 다른 단부에 형성되어 있는 수평면과, 상기 수평면의 소정위치에 형성되어 있는 복수의 돌기와, 상기 복수의 돌기와 결합되어 작업자의 손으로 누름으로 인해 상기 제1 및 제2 밴드를 스프링 장력에 의해 조이도록 하는 조임부재와, 상기 복수의 돌기와 상기 조임부재를 결합하기 위한 제2힌지와, 상기 제2힌지와 일정거리 이격된 위치에 상기 조임부재와 고리고정부를 결합하기 위한 제3힌지와, 상기 조임부재에 부착되어 상기 걸림턱에 걸기위한 연결고리로 구성함을 특징으로 한다.In the clamp for use in fastening the spindle and the head in the polishing equipment of the semiconductor wafer of the present invention for achieving the above object, the first and second bands each having a hemispherical shape, and the first and second bands are circular A first hinge for coupling to the other side, a locking jaw formed at the other end of the first band, a horizontal plane formed at the other end of the second band, a plurality of protrusions formed at a predetermined position of the horizontal plane, A fastening member coupled to the plurality of protrusions to tighten the first and second bands by spring tension due to the user's hand pressing; a second hinge for coupling the plurality of protrusions and the tightening member; A second hinge for coupling the fastening member and the ring fixing part to a position spaced apart from the hinge by a predetermined distance, and a connection for attaching the fastening member to the hooking jaw; Characterized in that the configuration Lee.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스핀들에 헤드를 체결하지 않은 상태의 클램프 구조도이고,3 is a clamp structure diagram without the head fastened to the spindle according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들에 헤드를 체결하는 과정을 도시한 클램프 구조도이다.Figure 4 is a clamp structure showing a process of fastening the head to the spindle according to an embodiment of the present invention.

반구형상으로 이루어진 제1 및 제2 밴드(40, 42)와, 상기 제1 및 제2 밴드(40, 42)의 한 단부는 제1힌지(44)에 의해 원형으로 결합되고, 상기 제1 밴드(40)의 다른 단부에는 걸림턱(56)이 형성되며, 상기 제2 밴드(42)의 다른 단부는 수평면(58)이 형성되어 있고, 상기 수평면(58)의 소정위치에 복수의 돌기가 형성되며, 상기 돌기와 조임부재(46)가 제2 힌지(48)에 의해 결합되고, 상기 조임부재(46)와 고리고정부(50)가 제3 힌지(54)에 의해 결합되며, 상기 조임부재(46)에 연결고리(52)가 설치되어 있다.Hemispherical first and second bands 40 and 42 and one end of the first and second bands 40 and 42 are circularly coupled by a first hinge 44, and the first band. A locking jaw 56 is formed at the other end of the 40, and the other end of the second band 42 has a horizontal plane 58 formed thereon, and a plurality of protrusions are formed at a predetermined position of the horizontal plane 58. The protrusion and the fastening member 46 are coupled by the second hinge 48, and the fastening member 46 and the ring fixing part 50 are coupled by the third hinge 54, and the fastening member ( 46 is provided with a connecting ring 52.

도 3과 같이 클램프를 스핀들에 헤드를 체결하지 않은 상태에서 제1 밴드(40)와 제2 밴드(42)가 제1힌지(40)를 중심으로 벌어지도록 한 후 도 1과 같은 스핀들(12)과 헤드(10)에 장착한다. 그리고 조임부재(46)를 도 2의 점선에 도시한 바와 같이 들어올려 연결고리(52)를 걸림턱(56)에 걸리도록 한 후 치공구등을 사용하지 않고 조임부재(46)를 손으로 눌러주면 도 2의 실선으로 도시한 조임부재(46)가 스프링의 장력에 의해 수평면(58)에 첩촉된다. 이때 제1 밴드(40)와 제2 밴드(42)가 체결되어 도 1과 같은 스핀들(12)과 헤드(10)를 고정시킨다.As shown in FIG. 3, the first band 40 and the second band 42 are unfolded about the first hinge 40 in a state in which the clamp is not fastened to the spindle, and then the spindle 12 as shown in FIG. 1. And head 10. Then, as shown in the dashed line of FIG. 2, the fastening member 46 is lifted so that the connecting ring 52 is caught by the locking jaw 56, and then the hand tightening member 46 is pressed without using a tool. The fastening member 46 shown by the solid line of FIG. 2 is abutted on the horizontal surface 58 by the tension of a spring. At this time, the first band 40 and the second band 42 are fastened to fix the spindle 12 and the head 10 as shown in FIG. 1.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체소자 제조공정에서 웨이퍼의 폴리싱공정에서 스핀들에 헤드를 체결할 때 토크렌치와 같은 치공구를 사용하지 않고 손으로 눌러 체결하므로, 작업전에 토크렌치 등을 준비할 필요가 없고, 또한 볼트의 조임으로 인해 나사산으로부터 생성되는 금속가루에 의해 웨이퍼의 표면에 스크라치가 발생되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention does not require the preparation of a torque wrench before operation, since the present invention is pressed by hand without using a tool such as a torque wrench when fastening a head to a spindle in a polishing process of a wafer in a semiconductor device manufacturing process. In addition, there is an advantage that can prevent the scratch on the surface of the wafer by the metal powder generated from the thread due to the tightening of the bolt.

Claims

In the clamp used to fasten the spindle and the head in the polishing equipment of the semiconductor wafer,

First and second bands each having a hemispherical shape,

A first hinge for circularly coupling the first and second bands,

A locking jaw formed at the other end of the first band,

A horizontal plane formed at the other end of the second band,

A plurality of projections formed at a predetermined position of the horizontal plane,

A fastening member coupled to the plurality of protrusions to tighten the first and second bands by spring tension due to pressing by a worker's hand;

A second hinge for coupling the plurality of protrusions and the tightening member;

A third hinge for coupling the tightening member and the ring fixing part to a position spaced apart from the second hinge by a predetermined distance;

A clamp using a spring fastening method, characterized in that attached to the tightening member configured as a connecting ring for hanging on the locking jaw.