KR200288678Y1

KR200288678Y1 - Locking apparatus of wheel with waper polishing machine

Info

Publication number: KR200288678Y1
Application number: KR2020020018320U
Authority: KR
Inventors: 김정수
Original assignee: 김정수
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2002-09-11

Abstract

본 고안은 반도체 칩의 소재로 사용되는 웨이퍼 표면을 평탄하게 가공하기 위해 미세입자의 연마제를 함유한 액상 슬러리가 도포되는 연마장치의 패드면을 평탄하고 청결한 상태로 유지하도록 하는 휠을 간단한 방법과 공정으로 교환할 수 있게한 휠 체결구조에 관한 것으로,The present invention provides a simple method and process for a wheel to keep the pad surface of a polishing apparatus to which a liquid slurry containing fine particles of abrasive is applied in order to smoothly process a wafer surface used as a material of a semiconductor chip. The wheel fastening structure that can be replaced with

즉, 회전 테이블에 안착된 신축성을 가진 패드표면을 평탄하고 청결하게 유지되도록 스윙동작을 하는 작동암의 선단부에 장착된 유니버설 홀더에 휠을 체결함에 있어서 상기 홀더에 다수의 영구자석을 내장하여 그 저면부에 자력을 유기되게 하고, 상기 홀더의 저면에 결합되는 휠에 자성을 부여하여 홀더에 내장된 영구자석의 자력에 의해 부착되게 하며, 상기 홀더의 적어도 두 곳에 결합된 휠의 회전을 방지하게 된 고정핀이 결합되어 있고, 상기 홀더와 휠의 결합면에 분리를 용이하게 요입홈이 형성됨으로써, 작동암에 장착된 유니버설 홀더로부터 별도의 체결요소를 사용하지 않은 상태에서 휠을 탈착시키게 된 것이다.That is, when fastening the wheel to the universal holder mounted on the tip of the operating arm swinging to maintain a flat and clean surface of the elastic pad seated on the rotary table, the permanent magnet is built into the holder To induce magnetic force to the part, to impart magnetism to the wheel coupled to the bottom of the holder to be attached by the magnetic force of the permanent magnet embedded in the holder, to prevent the rotation of the wheel coupled to at least two places of the holder The fixing pin is coupled, and the recess is formed on the coupling surface of the holder and the wheel so that the wheel can be detached from the universal holder mounted on the operating arm without using a separate fastening element.

Description

Locking apparatus of wheel with waper polishing machine

본 고안은 웨이퍼 연마장치의 휠 체결구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 칩의 소재로 사용되는 웨이퍼 표면을 평탄하게 가공하기 위해 미세입자의 연마제를 함유한 액상 슬러리가 도포되는 연마장치의 패드면을 평탄하고 청결한 상태로 유지하도록 하는 휠을 간단한 방법과 공정으로 교환할 수 있게한 휠 체결구조에 관한 것이다.The present invention relates to a wheel fastening structure of a wafer polishing apparatus, and more particularly, to a pad surface of a polishing apparatus to which a liquid slurry containing an abrasive of fine particles is applied to smoothly process a wafer surface used as a material of a semiconductor chip. It relates to a wheel fastening structure that can be replaced by a simple method and a process for keeping the wheel flat and clean.

일반적으로, 웨이퍼의 가공중 표면에 형성된 요철을 제거하는 평탄화 공정과 기존의 건식 식각방법으로 패턴 형성이 어려운 물질을 패터닝하기 위한 공정으로 연마제에 의한 기계적인 연마효과에 산 또는 염기 용액에 의한 화학적 반응효과를 결합하게 된 이른바 화학물리연마(Chemical Mechanical Polishing ; CMP) 방법이 웨이퍼 연마장치에 되입되어 있다.In general, the chemical reaction of the acid or base solution to the mechanical polishing effect of the polishing agent in the planarization process to remove the irregularities formed on the surface during the processing of the wafer and to pattern the material difficult to form patterns by conventional dry etching method The so-called chemical mechanical polishing (CMP) method, which combines the effects, is incorporated into the wafer polishing apparatus.

상기 CMP 공정은 그 이후에 행해지는 시진식각 공정의 정확성을 증가시켜주며 뒤이어 증착되는 박막층의 두께 변화를 최소화하여 궁극적으로 공정수율을 극대화함과 아울러 웨이퍼의 전표면에서 원하지 않는 물질의 박막을 완전히 제거하게 됨을 확인할 수 있었다.The CMP process increases the accuracy of the subsequent etching process and minimizes the thickness variation of the subsequently deposited thin film layer, ultimately maximizing the process yield and completely removing the thin film of unwanted material from the entire surface of the wafer. Could be confirmed.

도 1은 일반적인 CMP 연마장치의 개요를 나타낸 평면구성도로서, 중심축을 기점으로 회전되는 테이블에 안착된 신축성을 가진 패드(1)와, 이 패드위에 놓인 웨이퍼(W)를 일정 범위에서 자유도를 가진채 회전되게 지지하는 리테이너링(2)으로구성되어 미세입자의 연마제를 함유한 액상 슬러리가 상기 패드와 웨이퍼 사이에 공급되면서 웨이퍼의 표면을 연마하게 된 것이며, 상기 연마작용이 이루어지는 패드(1)의 일측표면에는 연마제와 용액이 도포된 패드의 표면을 평탄하고 청결하게 유지되도록 하는 휠(3)이 스윙동작을 하는 작동암(4)에 설치되어 있다.1 is a plan view showing an outline of a general CMP polishing apparatus, in which elastic pads 1 seated on a table rotated around a central axis and wafers W placed on the pads have a degree of freedom in a certain range. It is composed of a retainer ring (2) to be rotated while supporting the liquid slurry containing the abrasive of the fine particles is supplied between the pad and the wafer to polish the surface of the wafer, the polishing of the pad (1) On one side surface, a wheel 3 is provided on the operating arm 4 which swings to keep the surface of the pad coated with the abrasive and the solution flat and clean.

즉, 상기 휠(3)은 작동암(4)의 선단부에 설치되어 리테이너링(2)이 위치한 부위로 패드(1)가 진입되기 전단계에서 패드의 표면에 접촉되어 이물질을 제거하게 됨으로써, 웨이퍼의 표면 연마시 작업효율을 높일 수 있게한 것이다.That is, the wheel 3 is installed at the tip of the operating arm 4 to remove foreign substances by contacting the surface of the pad before the pad 1 enters the site where the retainer ring 2 is located. It is to increase the work efficiency when polishing the surface.

이러한 휠(2)은 패드(1)의 표면으로부터 비교적 부드럽게 접촉된 상태에서 연마 작용을 하고 있으나, 일정시간 동안 연마 작용을 하는 과정에서 접촉면의 마모로 인하여 사용에 따른 수명이 제한적일 수 밖에 없었고, 이로 인하여 휠(2)을 사용할 때 주기적인 교체가 불가피하였다.The wheel 2 has a polishing operation in a relatively soft contact state from the surface of the pad 1, but in the process of polishing for a predetermined time due to abrasion of the contact surface has a limited lifetime due to use, Due to this, periodic replacement is inevitable when using the wheel 2.

도 2a 및 2b는 종래의 휠의 체결구조에 대한 일예와 다른 예를 각각 나타낸 단면구성도로서, 작동암(4)의 선단부에 장착된 유니버설 홀더(5)의 저면에 휠(2)이 결합된 상태에서 그 결합부에 마련된 플랜지부에 다수의 볼트(6)를 나사조임한 것과, 유니버설 홀더(5)의 외주면에 스프링(8)의 탄성력을 받는 다수의 볼 플랜지(7)를 형성하되 이에 대응하는 휠(2)의 접촉부에 체결홈(9)을 형성한 구조로 되어 있다.2A and 2B are cross-sectional views showing one example and another example of the conventional fastening structure of the wheel, in which the wheel 2 is coupled to the bottom of the universal holder 5 mounted to the distal end of the operating arm 4. In this state, a plurality of bolts 6 are screwed into the flange portion provided at the engaging portion, and a plurality of ball flanges 7 are formed on the outer circumferential surface of the universal holder 5 to receive the elastic force of the spring 8, but correspondingly The fastening groove 9 is formed in the contact part of the wheel 2 to make.

그러나 상기 종래의 기술중 나사식으로 휠을 체결하게 된 경우에는 휠의 교체작업과 공정이 매우 번거롭고 작업시간이 많이 소요되는 문제점이 있었고, 볼 플랜지에 의한 체결구조는 유니버설 홀더에 볼을 설치하기 위한 구조가 복잡하였음은물론 이물질이나 변형에 의해 스프링의 탄성력에 장애가 발생할 경우에는 휠의 체결력에 장애가 발생되면서 긴밀한 체결기능을 상실하게 되는 등의 문제점이 있었다.However, when the wheel is screwed in the conventional technology, there is a problem that the wheel replacement work and the process are very cumbersome and require a lot of work time, and the fastening structure by the ball flange is used to install the ball in the universal holder. The complex structure, of course, has a problem such that when the spring force due to the foreign matter or deformation caused a failure in the tightening force of the wheel and loses the close fastening function.

본 고안은 위와 같은 종래의 휠의 체결구조에 따른 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 휠의 교체를 단시간에 간편하게 함과 아울러 긴밀한 상태로 체결할 수 있는 웨이퍼 연마장치의 휠 체결구조를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the problems associated with the conventional fastening structure of the wheel, the purpose is to provide a wheel fastening structure of the wafer polishing apparatus that can be fastened in a close state and easy to replace the wheel in a short time. It is.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 회전 테이블에 안착된 신축성을 가진 패드표면을 평탄하고 청결하게 유지되도록 스윙동작을 하는 작동암의 선단부에 장착된 유니버설 홀더에 휠을 체결함에 있어서 상기 홀더에 다수의 영구자석을 내장하여 그 저면부에 자력을 유기되게 하고, 상기 홀더의 저면에 결합되는 휠에 자성을 부여하여 홀더에 내장된 영구자석의 자력에 의해 부착되게 하며, 상기 홀더의 적어도 두 곳에 결합된 휠의 회전을 방지하게 된 고정핀이 결합되어 있고, 상기 홀더와 휠의 결합면에 분리를 용이하게 요입홈이 형성됨으로써, 작동암에 장착된 유니버설 홀더로부터 별도의 체결요소를 사용하지 않은 상태에서 휠을 탈착시키게 됨을 특징으로 한다.The present invention for achieving this purpose, in the fastening the wheel to the universal holder mounted to the front end of the operating arm swinging to maintain a smooth and clean pad surface seated on the rotary table a plurality of the holder Built-in permanent magnet of the magnetic force is induced in the bottom portion of the lower portion of the holder, the magnet coupled to the bottom surface of the holder to be attached by the magnetic force of the permanent magnet embedded in the holder, coupled to at least two places of the holder The fixing pin is coupled to prevent the rotation of the wheel, and the recessed groove is formed on the coupling surface of the holder and the wheel so that a separate fastening element is not used from the universal holder mounted on the operating arm. Characterized in that the wheel is detached.

도 1은 일반적인 CMP 연마장치의 개요를 나타낸 평면구성도,1 is a plan view showing an outline of a general CMP polishing apparatus;

도 2a 및 2b는 종래의 연마장치의 작동암에 장착된 유니버설 홀더와 휠의 체결구조에 대한 일예와 다른 예를 각각 나타낸 단면구성도,2a and 2b is a cross-sectional view showing an example and another example of the fastening structure of the universal holder and the wheel mounted to the operation arm of the conventional polishing apparatus, respectively;

도 3은 본 고안의 연마장치의 작동암에 장착된 유니버설 홀더와 휠을 분리한 사시도,Figure 3 is a perspective view of the universal holder and the wheel separated from the operating arm of the polishing apparatus of the present invention,

도 4는 상기 작동암에 장착된 유니버설 홀더와 휠의 체결상태를 나타낸 단면구성도,Figure 4 is a cross-sectional view showing a fastening state of the universal holder and the wheel mounted to the operating arm,

도 5는 상기 작동암에 장착된 유니버설 홀더의 다른 실시예를 나타난 단면구성도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the universal holder mounted to the operating arm.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10 : 유니버설 홀더 11 : 플랜지10 universal holder 11 flange

12 : 요입홈 20 : 휠12: concave groove 20: wheel

30 : 영구자석 40 : 고정핀30: permanent magnet 40: fixed pin

41 : 홈41: home

이하, 본 고안의 웨이퍼 연마장치의 휠 체결구조를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the wheel fastening structure of the wafer polishing apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 고안의 연마장치의 작동암에 장착된 유니버설 홀더와 휠을 분리한사시도이고, 도 4는 상기 작동암에 장착된 유니버설 홀더와 휠의 체결상태를 나타낸 단면구성도로서, 본 고안의 웨이퍼 연마장치는 회전 테이블에 안착된 신축성을 가진 패드위에 웨이퍼(W)를 올려 놓은 상태에서 리테이너링에 의해 일정 범위에서 자유도를 가진채 회전되게 지지하여 미세입자의 연마제를 함유한 액상 슬러리를 상기 패드와 웨이퍼 사이에 공급하면서 웨이퍼의 표면을 연마하게 된 것이며, 상기 연마작용이 이루어지는 패드의 일측표면에는 연마제와 용액이 도포된 패드의 표면을 평탄하고 청결하게 유지되도록 스윙동작을 하는 작동암의 유니버설 홀더(10)에 휠(20)이 설치되어 있다.Figure 3 is a perspective view of the wheel and the universal holder mounted on the operation arm of the grinding device of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a coupling state of the universal holder and the wheel mounted to the operation arm, The wafer polishing apparatus supports the liquid slurry containing fine particles of abrasive slurry by rotating the wafer W on a stretchable pad seated on a rotating table while retaining the wafer W with a degree of freedom by retaining. The surface of the wafer is polished while being supplied between the wafer and the wafer, and the universal holder of the operating arm swings on one surface of the pad on which the polishing action is performed to keep the surface of the pad coated with the abrasive and the solution flat and clean. The wheel 20 is provided in 10.

상기 홀더(10)는 가장자리에 플랜지(11)를 구비한 원반형으로 되고 홀더(10)의 다수곳에는 그 저면부에 자력을 유기되게 다수의 영구자석(30)이 부설되고, 상기 홀더(10)의 저면에서 그 플랜지(11)에 맞닿아 결합되게 제작되는 휠(20)에는 영구자석(30)의 자력에 의해 부착되도록 자성체로 되어 있다.The holder 10 has a disk shape having a flange 11 at an edge thereof, and a plurality of permanent magnets 30 are attached to a plurality of places of the holder 10 so as to induce magnetic force in the bottom surface thereof, and the holder 10 On the bottom surface of the wheel 20 is made to be coupled to the flange 11 is coupled to the magnetic body to be attached by the magnetic force of the permanent magnet (30).

홀더(10)에 부설된 영구자석(30)의 자력에 의해 결합된 휠(20)의 결합면 사이에는 그 휠(20)의 공회전을 방지하도록 홀더(10)의 적어도 두곳에 고정핀(40)을 형성하되 이에 대응하는 휠(20)에 홈(41)을 내어 맞물려지도록 하는 것이 바람직하다.Fixing pins 40 on at least two locations of the holder 10 to prevent idle rotation of the wheels 20 between the engaging surfaces of the wheels 20 coupled by the magnetic force of the permanent magnets 30 attached to the holders 10. It is preferable to form a groove to engage the groove 41 in the wheel 20 corresponding thereto.

상기 홀더(10)의 플랜지(11)에는 이에 밀착상태로 맞닿아 결합된 휠(20)을 분리시킬 때 리무버(R)에 의해 결합면의 분리를 용이하게 할 수 있도록 소정 요입홈(12)이 형성되어 있으며, 이때 상기 요입홈(12)은 플랜지(11)에 맞닿아 있는 휠(20)에 형성하는 것도 가능하다.The flange 11 of the holder 10 has a predetermined recessed groove 12 so as to facilitate the separation of the coupling surface by the remover R when the wheel 20 coupled to the contact state in close contact therewith is removed. In this case, the recess groove 12 may be formed in the wheel 20 in contact with the flange (11).

상기 홀더(10)에 부설되는 영구자석(30)의 위치는 휠(20)의 전면에 균일한 자력을 가할 수 있는 위치로 하며, 홀더(10)를 관통하게 구멍을 내거나 임의의 깊이 많큼 홈을 내어 영구자석(30)을 압입설치하는 것이 바람직하다.The position of the permanent magnet 30 attached to the holder 10 is a position that can apply a uniform magnetic force to the front of the wheel 20, the hole to penetrate through the holder 10 or a predetermined depth of the groove It is preferable to press out and install the permanent magnet 30.

따라서, 상기와 같은 본 고안은 웨이퍼 연마장치의 일측에 설치된 작동암의 유니버설 홀더(10)와 패드면을 연마하는 휠(20)이 홀더(10)에 부설되어 있는 영구자석(30)의 자력에 의해 체결상태를 유지하고 있으며, 다만 고정핀(40)은 휠(20)의 공회전 동작을 방지하는 작용을 하고 있으므로, 상기 영구자석(30)의 자력을 상쇄시킬 수 있는 힘을 휠(20)에 가함으로써 분리가 가능하며, 상기 홀더(10)에 새로운 휠(20)을 조립할 경우에는 고정핀(40)과 휠(20)에 형성된 홈(41)을 일치되도록 한 상태에서 상호 접촉되게 함으로써 영구자석의 자력에 의해 견고한 상태로 결합 및 체결되는 것이다.Therefore, the present invention as described above is applied to the magnetic force of the permanent magnet 30, the universal holder 10 of the operation arm installed on one side of the wafer polishing apparatus and the wheel 20 for polishing the pad surface is attached to the holder 10. By maintaining the fastening state, but the fixing pin 40 acts to prevent the idle operation of the wheel 20, the force that can cancel the magnetic force of the permanent magnet 30 to the wheel 20 When the new wheel 20 is assembled to the holder 10, the permanent magnet is made to be in contact with each other in a state where the fixing pin 40 and the groove 41 formed in the wheel 20 are aligned with each other. Is coupled and fastened in a solid state by the magnetic force of the.

그러므로 홀더(10)로부터 휠(20)을 분리 또는 체결하기 위한 동작이 거의 원터치 방식으로 이루어 지게 됨으로써, 분해 조립에 따른 작업시간과 공정이 현저히 단축되는 것이다.Therefore, the operation for detaching or fastening the wheel 20 from the holder 10 is made in an almost one-touch manner, thereby significantly reducing the work time and the process due to disassembly and assembly.

이와 같은 본 고안의 웨이퍼 연마장치의 휠 체결구조는 연마가 이루어 지는 패드를 청결히 유지되게 하는 작동암의 홀더로부터 휠을 분리 또는 체결하기 위한 동작이 거의 원터치 방식으로 이루어 지게되어 분해 조립에 따른 작업시간과 공정이 현저히 단축되고 이에 따라 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.The wheel fastening structure of the wafer polishing apparatus of the present invention has a one-touch operation for separating or fastening the wheel from the holder of the operating arm to keep the pad to be polished cleanly. And the process is significantly shortened, thereby improving the productivity.

Claims

In the operating arm is installed swinging action to keep the elastic pad surface on the swivel table flat and clean,

A disc-shaped universal holder 10 having a flange 11 is provided at the tip of the working arm, and a permanent magnet 30 is installed at a plurality of places to induce magnetic force at the bottom thereof, and the holder 10 is provided. The wheel 20 is made to be coupled to the flange 11 in contact with the bottom of the magnetic body to be attached by the magnetic force of the permanent magnet 30, between the holder 10 and the coupling surface of the wheel 20 Wafer polishing apparatus, characterized in that the fixing pin 40 is formed on at least two places of the holder 10 to prevent idle rotation of the wheel 20, and the groove 41 is engaged with the wheel 20 corresponding thereto. Wheel fastening structure.

The method according to claim 1, wherein when the wheel 20 coupled to the flange 11 of the holder 10 is brought into close contact with the flange 11, the coupling surface is removed by the remover R to facilitate the separation of the coupling surface. Wheel fastening structure of the wafer polishing apparatus, characterized in that the recessed groove 12 is formed.