KR20030012646A - Polishing head of a chemical mechanical polishing machine - Google Patents

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KR20030012646A
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Abstract

PURPOSE: A polishing head of a chemical mechanical planarization machine is provided to prevent deformation of a retainer ring and reduce time for exchanging the retainer ring by simplifying a coupling or decoupling structure of the retainer ring. CONSTITUTION: A polishing head(130) includes a manifold(132), a carrier(134), a retainer ring(140), a plate, and a membrane(170). The carrier(134) is located at a lower portion of the manifold(132). The plate is installed in the inside of the retainer ring(140). The plate is connected with the manifold(132) through the carrier(134). The membrane(170) is formed with a thin rubber layer contacted with a back face of a wafer. The membrane(170) is expanded according to a pressure. The retainer ring(140) is installed at an edge of a lower end portion of the carrier(134) in order to prevent separation the wafer from the polishing head(130). The retainer ring(140) is formed with an upper ring(140a) and a lower ring(140b).

Description

화학적 기계적 평탄화 기계의 폴리싱 헤드{POLISHING HEAD OF A CHEMICAL MECHANICAL POLISHING MACHINE}Polishing head of chemical mechanical flattening machine {POLISHING HEAD OF A CHEMICAL MECHANICAL POLISHING MACHINE}

본 발명은 반도체 웨이퍼를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 반도체 웨이퍼의 표면을 화학적, 기계적으로 연마하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor wafer, and more particularly to an apparatus for chemically and mechanically polishing a surface of a semiconductor wafer.

최근, 반도체 장치가 고집적화 됨에 따라 배선구조가 다층화 되어 반도체 기판 상에 적층된 단위 셀들 사이의 표면 단차가 점점 증가되고 있으며, 이들 단위 셀들 사이의 표면 단차를 줄이기 위하여 다양한 웨이퍼 공정면의 연마 방법들이 제시되고 있다. 이들 중 웨이퍼를 화학적 기계적인 연마를 동시에 실시하는 웨이퍼의 연마면(공정면)을 평탄화하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비가 널리 사용되고 있다.In recent years, as semiconductor devices have been highly integrated, wiring structures have been multilayered to increase the surface level difference between the unit cells stacked on the semiconductor substrate, and various methods of polishing the wafer process surface have been proposed to reduce the surface level difference between the unit cells. It is becoming. Among them, CMP (Chemical Mechanical Polishing) equipment for flattening the polishing surface (process surface) of the wafer which simultaneously chemically polishes the wafer is widely used.

통상적으로, CMP 공정에서는, 웨이퍼가 그것의 연마면(공정면)이 턴 테이블을 향하도록 폴리싱 헤드에 장착되고, 웨이퍼의 연마면(공정면)은 연마 패드가 설치된 턴테이블 상에 놓여진다. 폴리싱 헤드는 턴 테이블의 연마 패드에 대향해 웨이퍼의 후면을 누르도록 웨이퍼 상에 제어 가능한 누르는 힘(로드)를 제공한다.또, 폴리싱 헤드는 웨이퍼와 턴테이블 사이의 추가적인 운동을 제공하도록 회전할 수도 있다.Typically, in a CMP process, a wafer is mounted on a polishing head such that its polishing surface (process surface) faces the turntable, and the polishing surface (process surface) of the wafer is placed on a turntable provided with a polishing pad. The polishing head provides a controllable pressing force (rod) on the wafer to press the backside of the wafer against the polishing pad of the turntable. The polishing head may also rotate to provide additional motion between the wafer and the turntable. .

효과적인 CMP 공정은 높은 연마 속도로 균일한 편평도의 웨이퍼를 가공하는데 있다. 웨이퍼 연마면의 균일도, 평탄도 및, 연마 속도 등의 특성은 웨이퍼와 연마 패드 사이의 상대속도, 연마 패드에 대향해 웨이퍼를 누르는 힘에 따라 많은 영향을 받는다. 특히, 연마 속도는 연마 패드에 대향해 웨이퍼를 누르는 힘을 크게 하면 할수록 폴리싱 속도는 더 빨라진다. 따라서, 폴리싱 헤드로부터 웨이퍼로 불균일한 누르는 힘이 가해지는 경우 상대적으로 큰 압력을 받는 웨이퍼의 특정 영역이 상대적으로 작은 압력을 받는 다른 영역에 비해서 더 빨리 연마될 것이다.An effective CMP process is to process wafers of uniform flatness at high polishing rates. Characteristics such as the uniformity, flatness, and polishing speed of the wafer polishing surface are greatly influenced by the relative speed between the wafer and the polishing pad, and the pressing force of the wafer against the polishing pad. In particular, the higher the polishing rate is, the higher the pressing force against the polishing pad is, the faster the polishing rate is. Thus, when a non-uniform pressing force is applied from the polishing head to the wafer, certain areas of the wafer that are subjected to relatively high pressure will be polished faster than other areas that are subjected to relatively small pressure.

CMP 공정에서의 연마 균일도는 설비적인 측면, 즉 헤드 구조에 대해 의존적이 특징을 가지고 있다. 따라서, CMP 업체에서는 연마 균일도가 우수한 멤블인 타입의 헤드를 개발, 적용이 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 리테이너 링의 변형이 CMP 후 웨이퍼 프로파일에 큰 영향을 미치고 있다.Polishing uniformity in the CMP process is characterized in terms of equipment, ie head structure. Therefore, CMP companies have been actively developing and applying heads of a member type having excellent polishing uniformity. Among them, the deformation of the retainer ring has a great influence on the wafer profile after CMP.

특히, 이 리테이너 링은 라이프 타임이 짧아 빈번한 교체가 이루어지고 있는 실정이다. 그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 CMP 헤드(10)에서의 리테이너 링(12)은 다수의 볼트(14)에 의해 결합되는 구조로 이루어져 있어, 그 조립 과정에서 볼트(14)의 조이는 힘에 의하여 리테이너 링(12)의 변형이 발생하게 된다.In particular, this retainer ring is a situation that is frequently replaced because of the short life time. However, as shown in Figs. 1 and 2, the retainer ring 12 in the conventional CMP head 10 has a structure that is coupled by a plurality of bolts 14, the bolt 14 in the assembly process Deformation of the retainer ring 12 is caused by the tightening force of.

도 2에서 보면 알 수 있듯이, 종래 폴리싱 헤드(10)에서 리테이너 링(12)은 패드에 전 부분이 고루 밀착되어야 하는데 반하여, 실질적으로는 볼트 체결 포인트부분은 볼트(14)의 조여주는 힘 때문에 들뜸이 발생하게 된다. 이러한 들뜸으로 인한 변형은 리테이너 링에 프로셔를 가하는 과정에서 패드의 프로파일에 변형을 일으켜 CMP 후 웨이퍼 프로 파일에 헌팅을 유발시키게 된다.As can be seen in Figure 2, in the conventional polishing head 10, the retainer ring 12 should be in close contact with the pad evenly, whereas the bolt fastening point portion is substantially lifted due to the tightening force of the bolt 14 This will occur. This deformed deformation causes deformation of the profile of the pad in the process of applying the prosher to the retainer ring, which causes hunting in the wafer profile after CMP.

이러한 문제 뿐만 아니라, 종래 리테이너 링(12)은 라이프 타임이 지나면 교체를 하기 위해, 폴리싱 헤드를 크로스에서 완전히 분리한 후 재조립하여야 한다. 이에 소요시간이 너무 많이 들고, 교체하고 나서는 헤드의 분리 결합 때문에 변경 점 관련 체크사항이 많아 설비를 백업하기까지 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.In addition to this problem, the conventional retainer ring 12 must be reassembled after the polishing head is completely detached from the cross to replace it after its lifetime. This takes too much time, there is a problem that takes a lot of time to back up the equipment due to the large number of checks related to the change point because of the separate coupling of the head after replacement.

본 발명의 목적은 리테이너 링의 변형을 방지할 수 있는 새로운 형태의 웨이퍼 연마 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a novel type of wafer polishing apparatus capable of preventing deformation of the retainer ring.

본 발명의 다른 목적은 리테이너 링의 손수위 탈 부착을 위한 새로운 형태의 웨이퍼 연마 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a novel type of wafer polishing apparatus for the manual desorption of retainer rings.

도 1은 종래 폴리싱 헤드의 분해 사시도;1 is an exploded perspective view of a conventional polishing head;

도 2는 종래 폴리싱 헤드에서 리테이너 링의 체결 관계를 설명하기 위한 단면도;2 is a cross-sectional view for explaining the fastening relationship of the retainer ring in the conventional polishing head;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CMP 장비의 전개 사시도;3 is an exploded perspective view of a CMP apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리싱 헤드의 분해 사시도;4 is an exploded perspective view of a polishing head according to a preferred embodiment of the present invention;

도 5는 및 도 6은 폴리싱 헤드의 단면도이다.5 and 6 are cross-sectional views of the polishing head.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

110 : 폴리싱 스테이션110: polishing station

112 : 연마 패드112: Polishing Pads

114 : 턴 테이블114: turntable

118 : 슬러리 공급 수단118: slurry supply means

120 : 폴리싱 헤드 어셈블리120: polishing head assembly

122 : 구동축122: drive shaft

130 : 폴리싱 헤드130: polishing head

132 : 매니폴드132: manifold

134 : 캐리어134: carrier

140 : 리테이너 링140: retainer ring

140a : 상부 링140a: upper ring

140b : 하부링140b: lower ring

170 : 멤브레인170: membrane

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 웨이퍼를 연마하기 위한 장치는 상부면에 연마 패드가 장착되어 있는 지지부 및; 상기 지지부의 연마 패드 상에 위치하어 웨이퍼를 홀딩하기 위한 폴리싱 헤드를 포함하되; 상기 폴리싱 헤드는, 외부로부터 공급되는 에어를 상기 폴리싱헤드의 내부로 분산시키기 위한 매니폴드와; 상기 매니폴드의 하부에 배치되는 캐리어와; 상기 반도체 웨이퍼를 수용하기 위한 리세스가 형성되어 상기 캐리어의 하부에 배치되어 결합되는 리테이너링을 구비한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, an apparatus for polishing a wafer includes a support portion having a polishing pad mounted on an upper surface thereof; A polishing head positioned on a polishing pad of said support for holding a wafer; The polishing head includes: a manifold for distributing air supplied from the outside into the polishing head; A carrier disposed below the manifold; A recess is formed to receive the semiconductor wafer, and has a retaining ring disposed under the carrier and coupled thereto.

이와 같은 본 발명에서 상기 리테이너링의 내부에 배치되고, 상기 캐리어를 통하여 상기 매니폴드와 연결되며, 상기 매니폴드로부터 공급되는 에어에 의해서 상기 반도체 웨이퍼에 작용하는 압력을 제공하기 위한 플레이트와; 상기 플레이트의 웨이퍼 홀딩면을 감싸도록 설치되는 얇은 고무막인 멤브레인(membrane)을 더 포함할 수 있다.In the present invention as described above is disposed in the retaining ring, connected to the manifold through the carrier, the plate for providing a pressure acting on the semiconductor wafer by the air supplied from the manifold; It may further include a membrane (membrane) which is a thin rubber film installed to surround the wafer holding surface of the plate.

이와 같은 본 발명에서 상기 매니폴드와 상기 캐리어 사이에 설치되고, 상기 매니폴드로부터 공급되는 에어에 의해서 상기 캐리어를 상기 매니폴드에 대하여 탄성적으로 운동시키기 위한 제 1탄성체를 더 포함할 수 있다.In the present invention as described above is provided between the manifold and the carrier, it may further include a first elastic body for elastically moving the carrier relative to the manifold by the air supplied from the manifold.

이와 같은 본 발명에서 일단이 상기 리테이너링에 결합되고, 타단이 상기 플레이트에 결합되며, 상기 매니폴드로부터 공급되는 에어에 의해서 상기 플레이트가 상기 리테이너링에 대하여 탄성적으로 운동하도록 하기 위한 제 2탄성체를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the second elastic body for one end is coupled to the retaining ring, the other end is coupled to the plate, and the plate elastically moves with respect to the retainer ring by air supplied from the manifold. It may further include.

이와 같은 본 발명에서 상기 리테이너링은 상기 캐리어의 하부에 다수의 볼트들에 의해 고정되는 그리고 하부에 나사부가 형성된 상부링과; 상기 상부링의 나사부와 대응되는 나사부를 갖고 상기 상부링에 나사방식으로 결합된는 하부링으로 이루어질 수 있다.The retainer ring in the present invention as described above is fixed by a plurality of bolts in the lower portion of the carrier and the upper ring threaded portion; It may be made of a lower ring that is screwed to the upper ring having a screw portion corresponding to the threaded portion of the upper ring.

이와 같은 본 발명에서 상기 상부링은 변형이 없고 영구적으로 사용할 수 있는 금속으로 이루어지며, 상기 하부링은 열가소성 엔프라인 폴리페닐렌설파이드(PPS;POLYPHENYLENE SULFIDE)로 이루어질 수 있다.In the present invention, the upper ring is made of a metal that can be used permanently without deformation, and the lower ring may be made of thermoplastic polyphenylene sulfide (PPS; POLYPHENYLENE SULFIDE).

이와 같은 본 발명에서 상기 상부링과 상기 하부링이 접촉하는 부분에는 마찰 방지 및 오염물질 침투 방지를 위하여 오-링이나 가스킷이 장착될 수 있다.In the present invention as described above, the upper ring and the lower ring in contact with the o-ring or gasket may be mounted to prevent friction and to prevent contamination.

이와 같은 본 발명에서 상기 상부링과 상기 하부링의 나사 결합 방향은 폴리싱 헤드의 회전 방향과 반대방향일 수 있다.In the present invention as described above, the screw coupling direction of the upper ring and the lower ring may be opposite to the rotation direction of the polishing head.

예컨대, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.For example, the embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. These embodiments are provided to more completely describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부도면 도 3 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명한다. 또 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6. In the drawings, the same reference numerals are used for components that perform the same function.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 CMP 장치(100)는 연마 패드(112)가 부착되어진 회전 가능한 턴 테이블(114)이 설치된 폴리싱 스테이션(110)과 폴리싱 헤드 어셈블리(120)를 갖는다.Referring to FIG. 3, the CMP apparatus 100 according to the present invention has a polishing station 110 and a polishing head assembly 120 provided with a rotatable turntable 114 to which a polishing pad 112 is attached.

상기 턴 테이블(114)은 턴 테이블을 회전시키기 위한 수단(미도시됨)에 연결되어지며, 가장 양호한 폴리싱 과정에서, 상기 회전 수단은 상기 턴 테이블(114)을 분당 약 50 내지 80회전수로 회전시킨다. 물론, 이보다 낮거나 높은 회전속도를 사용할 수 있다. 상기 연마 패드(112)는 거친 폴리싱 면을 갖는 복합재료일 수 있다. 상기 폴리싱 스테이션(110)은 통상의 패드 컨디셔닝 수단(116) 및 반응시약(예, 산화폴리싱용 탈이온수)과 마찰 입자(예, 산화폴리싱용 이산화규소)와 화학 반응 촉매(예, 산화폴리싱용 수산화칼륨)를 포함하는 슬러리를 연마 패드의 표면에 공급하기 위한 슬러리 공급 수단(118)을 포함한다. 여기서, 패드 컨디셔닝 수단 및 슬러리 공급 수단은 이 발명의 요지에 해당하지 않을 뿐만 아니라 공지된 기술이므로 여기서는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.The turn table 114 is connected to means (not shown) for rotating the turn table, and in the best polishing process, the rotating means rotates the turn table 114 at about 50 to 80 revolutions per minute. Let's do it. Of course, lower or higher rotational speeds can be used. The polishing pad 112 may be a composite material having a rough polishing surface. The polishing station 110 includes conventional pad conditioning means 116 and reaction reagents (e.g., deionized water for oxidative polishing), friction particles (e.g., silicon dioxide for oxidative polishing), and chemical reaction catalysts (e.g., hydroxide for oxidizing polishing). Slurry supply means 118 for supplying a slurry comprising potassium) to the surface of the polishing pad. Here, the pad conditioning means and the slurry supply means do not correspond to the gist of the present invention and are well known techniques, and thus detailed description thereof is omitted here.

상기 폴리싱 헤드 어셈블리(120)는 폴리싱 헤드(130), 구동축(122) 그리고 모터(124)를 포함한다. 폴리싱 헤드(130)는 연마 패드(112)에 대향해서 웨이퍼(10)를 유지하고 웨이퍼의 후면으로 하향 압력을 균일하게 분포시킨다. 폴리싱 헤드(130)는 모터(124)에 연결된 구동축(122)에 의해 분당 40 내지 70 회전수로 회전할 수 있다. 물론, 이보다 낮거나 높은 회전속도를 사용할 수 있다. 또, 폴리싱 헤드(130)에는 공기압을 제공하거나, 또는 웨이퍼를 진공으로 흡착하기 위한 진공을 제공하는 적어도 2개의 유체 공급 채널들이 연결될 수 있다. 물론, 이들 유체 공급 채널들에는 펌프들이 각각 연결된다.The polishing head assembly 120 includes a polishing head 130, a drive shaft 122, and a motor 124. The polishing head 130 holds the wafer 10 against the polishing pad 112 and evenly distributes the downward pressure to the backside of the wafer. The polishing head 130 may rotate at 40 to 70 revolutions per minute by the drive shaft 122 connected to the motor 124. Of course, lower or higher rotational speeds can be used. In addition, at least two fluid supply channels may be connected to the polishing head 130 to provide an air pressure or a vacuum for adsorbing the wafer into a vacuum. Of course, pumps are respectively connected to these fluid supply channels.

다음에는 도 4 내지 도 6을 참조하면서 폴리싱 헤드(130)를 구체적으로 설명한다. 폴리싱 헤드(130)는 매니폴드(132), 그릇형의 캐리어(134), 리테이너 링(140), 플레이트(142) 그리고 유연한 재질의 멤브레인(170)을 포함한다.Next, the polishing head 130 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6. The polishing head 130 includes a manifold 132, a bowl-shaped carrier 134, a retainer ring 140, a plate 142, and a membrane 170 of a flexible material.

상기 매니폴드(132)는 외부로부터 공급되는 3개의 유체 공급채널들을 캐리어의 내부로 분산시키기 위한 부분이며, 상기 매니폴드(132)의 하부에는 헤드의 몸체에 해당하는 캐리어(134)가 위치된다.The manifold 132 is a part for dispersing three fluid supply channels supplied from the outside into the carrier, and a carrier 134 corresponding to the body of the head is positioned under the manifold 132.

상기 플레이트(142)는 상기 리테이너링(140) 내부에 수용된다. 상기 플레이트(142)는 상기 캐리어(134)를 통하여 상기 매니폴드(132)와 연결되며, 상기 매니폴드(132)로부터 공급되는 에어에 의해서 상기 반도체 웨이퍼에 작용하는 압력을 제공한다. 물론, 상기 압력은 플레이트(142)를 감싸고 있는 얇은 고무막인 멤브레인(membrane)(170)에 의해 상기 반도체 웨이퍼로 제공된다. 상기 멤브레인(170)은 웨이퍼의 후면(10a)과 직접적으로 면 접촉하는 얇은 고무막으로, 압력을 받으면 팽창하여 웨이퍼(10)의 후면(10a)으로 로드를 가한다.The plate 142 is accommodated in the retainer ring 140. The plate 142 is connected to the manifold 132 through the carrier 134 and provides a pressure acting on the semiconductor wafer by air supplied from the manifold 132. Of course, the pressure is provided to the semiconductor wafer by a membrane 170, which is a thin rubber film surrounding the plate 142. The membrane 170 is a thin rubber film that is directly in surface contact with the back surface 10a of the wafer, and expands under pressure to apply a load to the back surface 10a of the wafer 10.

한편, 캐리어(134)의 하단 가장자리에는 리테이너 링(140)이 설치된다. 상기 리테이너 링은 연마 공정시 웨이퍼(w)가 폴리싱 헤드(130)에서 이탈하는 것을 방지하기 위한 부분으로, 이 리테이너 링(170)은 한번 고정시킨 후에는 분리할 필요가 없는 상부링(170a)과, 라이프 타임에 따라서 교체해주는 하부링(170b)으로 이루어진다. 상기 상부링(170a)은 캐리어 하부에 다수의 볼트(190)들에 의해 고정되며, 상기 하부링(170b)은 상기 상부링(170a)에 탈 부착이 용이하도록 나사방식으로 결합 고정된다. 이를 위해 상부링(170a)의 안쪽면에는 나사산(s)이 형성되며, 하부링(170b)에도 상기 상부링의 나사산(s)과 대응되는 면에 나사산(s)이 형성된다. 이처럼, 하부링(170b)은 상기 상부링(170a)에 나사방식으로 결합되는 것이다. 여기서 나사선은 헤드가 반시계 방향으로 회전하기 때문에 시계방향으로 체결할 수 있도록 제작되는 것이 바람직하다. 상기 상부링(170a)과 하부링(170b)이 상호 접촉하는 부분은 마찰 방지 및 오염물질 침투 방지를 위하여 오-링(미도시)이나 가스킷(미도시)이 장착될 수 있다.Meanwhile, a retainer ring 140 is installed at the lower edge of the carrier 134. The retainer ring is a part for preventing the wafer w from being separated from the polishing head 130 during the polishing process. The retainer ring 170 has a top ring 170a that does not need to be removed after it is fixed. , The lower ring 170b is replaced according to the life time. The upper ring 170a is fixed to the lower portion of the carrier by a plurality of bolts 190, and the lower ring 170b is fixedly coupled to the upper ring 170a by screwing to facilitate detachment. To this end, the thread (s) is formed on the inner surface of the upper ring (170a), the thread (s) is formed on the surface corresponding to the thread (s) of the upper ring in the lower ring (170b). As such, the lower ring 170b is screwed to the upper ring 170a. Here, the screw is preferably manufactured so that the head can be tightened clockwise because the head rotates in the counterclockwise direction. O-rings (not shown) or gaskets (not shown) may be mounted at portions where the upper ring 170a and the lower ring 170b contact each other to prevent friction and infiltrate contaminants.

한편, 상기 상부링(170a)은 변형이 적고, 영구적으로 사용할 수 있는 금속재질로 제작하며, 하부링은 열가소성 엔프라(엔지니어 프라스틱)인 폴리페닐렌설파이드(PPS;POLYPHENYLENE SULFIDE)로 제작하는 것이 바람직하다.On the other hand, the upper ring (170a) is made of a metal material that is less deformation, can be used permanently, the lower ring is preferably made of polyphenylene sulfide (PPS; POLYPHENYLENE SULFIDE) is a thermoplastic enpra (engineered plastic) Do.

한편, 상기 폴리싱 헤드(130)는 매니폴드(132)와 캐리어(134)사이에 제 1탄성체(136)가 구성되어 있다. 상기 제 1탄성체(136)는 압력을 받으면 탄성에 의해서 팽창한다. 상기 제 1탄성체(136)는 상기 매니폴드(170)와 상기 캐리어(134)사이에서 팽창과 수축을 통해서 완충역할을 한다. 내측 튜브(inner tube;138)는 플레이트(142)의 중앙(도시되지 않았음)과 가장자리에 위치한다. 상기 내측 튜브(138)는 압력이 가해지면 팽창해서 폴리싱동안 웨이퍼(w)가 치우치는 것을 방지한다. 제 2탄성체(144)는 상기 리테이너링(170)과 상기 플레이트(142)사이의 팽창과 수축을 가능케 한다. 제 1탄성체(138)와 제 2탄성체(144)는 고무재질로서 팽창과 수축을 가능하게 한다.Meanwhile, the polishing head 130 includes a first elastic body 136 between the manifold 132 and the carrier 134. The first elastic body 136 is expanded by elasticity when it is pressurized. The first elastic body 136 buffers through expansion and contraction between the manifold 170 and the carrier 134. An inner tube 138 is located at the center (not shown) and the edge of the plate 142. The inner tube 138 expands when pressure is applied to prevent the wafer w from biasing during polishing. The second elastic body 144 enables expansion and contraction between the retainer ring 170 and the plate 142. The first elastic body 138 and the second elastic body 144 are rubber materials to enable expansion and contraction.

이처럼, 본 발명의 구조적인 특징은 상기 리테이너 링이 캐리어에 항상 결합되어 있는 상부링과, 라이프 타임이 오버되었을 때 교체하여 주는 하부링으로 나누어진다는데 있다. 그리고 하부링은 상부링에 나사방식으로 체결된다는데 있다. 이처럼, 본 발명의 리테이너 링은 기존 리테이너 링에서 문제가 되었던 볼트 체결부분에서의 조이는 힘 차이에 의한 발생되었던 변형을 예방할 수 있다. 그 뿐만 아니라, 하부링 교체시 헤드를 크로스에서 분리하지 않고 장착되어 있는 상태에서 손쉽게 교체가 가능하다는 이점이 있다.As such, the structural feature of the present invention is that the retainer ring is divided into an upper ring which is always coupled to the carrier, and a lower ring which is replaced when the life time is over. The lower ring is screwed to the upper ring. As such, the retainer ring of the present invention can prevent the deformation caused by the tightening force difference in the bolt fastening portion that has been a problem in the existing retainer ring. In addition, there is an advantage in that the replacement of the lower ring can be easily replaced in the mounted state without removing the head from the cross.

이상에서는 바람직한 실시예들을 예시하고 그것을 통해서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 거기에 한정되는 것이 아님을 유의해야 하며, 본 발명의 사상과기술적 범위를 벗어나지 않는 선에서 다양한 실시예들 및 변형예들이 있을 수 있다는 것을 잘 이해해야 한다.Although the present invention has been illustrated and described through the preferred embodiments, it should be noted that the present invention is not limited thereto, and various embodiments and modifications may be made without departing from the spirit and technical scope of the present invention. It is important to understand that there may be.

이상과 같은 본 발명에 따르면 리테이너 링의 변형을 방지할 수 있으며, 리테이너 링의 손수위 탈 부착이 가능하기 때문에, 리테이너 링의 교체 작업 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention as described above, the deformation of the retainer ring can be prevented, and since the retainer ring can be detached by hand, the replacement time of the retainer ring can be shortened.

Claims (10)

웨이퍼를 연마하기 위한 장치에 있어서:In an apparatus for polishing a wafer: 상부면에 연마 패드가 장착되어 있는 지지부 및;A support having a polishing pad mounted on an upper surface thereof; 상기 지지부의 연마 패드 상에 위치하어 웨이퍼를 홀딩하기 위한 폴리싱 헤드를 포함하되;A polishing head positioned on a polishing pad of said support for holding a wafer; 상기 폴리싱 헤드는,The polishing head is 외부로부터 공급되는 에어를 상기 폴리싱헤드의 내부로 분산시키기 위한 매니폴드와;A manifold for distributing air supplied from the outside into the polishing head; 상기 매니폴드의 하부에 배치되는 캐리어와;A carrier disposed below the manifold; 상기 반도체 웨이퍼를 수용하기 위한 리세스가 형성되어 상기 캐리어의 하부에 배치되어 결합되는 리테이너링을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.And a retaining ring formed in the recess for accommodating the semiconductor wafer and disposed below and coupled to the carrier. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리테이너링의 내부에 배치되고, 상기 캐리어를 통하여 상기 매니폴드와 연결되며, 상기 매니폴드로부터 공급되는 에어에 의해서 상기 반도체 웨이퍼에 작용하는 압력을 제공하기 위한 플레이트와;A plate disposed inside said retainer ring, connected to said manifold through said carrier, for providing pressure acting on said semiconductor wafer by air supplied from said manifold; 상기 플레이트의 웨이퍼 홀딩면을 감싸도록 설치되는 얇은 고무막인 멤브레인(membrane)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.Wafer polishing apparatus, characterized in that it further comprises a membrane (membrane) which is installed to surround the wafer holding surface of the plate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 매니폴드와 상기 캐리어 사이에 설치되고, 상기 매니폴드로부터 공급되는 에어에 의해서 상기 캐리어를 상기 매니폴드에 대하여 탄성적으로 운동시키기 위한 제 1탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.And a first elastic body disposed between the manifold and the carrier and configured to elastically move the carrier with respect to the manifold by air supplied from the manifold. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 일단이 상기 리테이너링에 결합되고, 타단이 상기 플레이트에 결합되며, 상기 매니폴드로부터 공급되는 에어에 의해서 상기 플레이트가 상기 리테이너링에 대하여 탄성적으로 운동하도록 하기 위한 제 2탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.One end is coupled to the retainer ring, the other end is coupled to the plate, further comprising a second elastic body for causing the plate to elastically move with respect to the retainer ring by air supplied from the manifold Wafer polishing apparatus. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리테이너링은The retaining ring is 상기 캐리어의 하부에 다수의 볼트들에 의해 고정되는 그리고 하부에 나사부가 형성된 상부링과;An upper ring fixed by a plurality of bolts at the bottom of the carrier and having a threaded portion at the bottom thereof; 상기 상부링의 나사부와 대응되는 나사부를 갖고 상기 상부링에 나사방식으로 결합된는 하부링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.Wafer polishing apparatus, characterized in that consisting of a lower ring having a screw portion corresponding to the threaded portion of the upper ring screwed to the upper ring. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 상부링은 변형이 없고 영구적으로 사용할 수 있는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.The upper ring is a wafer polishing apparatus, characterized in that the deformation is made of a metal that can be used permanently. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 하부링은 열가소성 엔프라로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.Wafer polishing apparatus, characterized in that the lower ring is made of a thermoplastic enpra. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 열가소성 엔프라는 폴리페닐렌설파이드(PPS;POLYPHENYLENE SULFIDE)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.Wafer polishing apparatus, characterized in that the thermoplastic enpra is polyphenylene sulfide (PPS; POLYPHENYLENE SULFIDE). 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 상부링과 상기 하부링이 접촉하는 부분에는 마찰 방지 및 오염물질 침투 방지를 위하여 오-링이나 가스킷이 장착되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.A portion of the upper ring and the lower ring in contact with the wafer polishing apparatus, characterized in that the O-ring or gasket is mounted to prevent friction and to prevent contamination. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 상부링과 상기 하부링의 나사 결합 방향은 폴리싱 헤드의 회전 방향과 반대방향인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.The screwing direction of the upper ring and the lower ring is a wafer polishing apparatus, characterized in that the opposite direction to the rotation direction of the polishing head.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100836752B1 (en) * 2007-10-11 2008-06-10 (주)삼천 Retainer ring of cmp machine
KR100884236B1 (en) * 2008-05-27 2009-02-17 (주)아이에스테크노 Retainer-ring for polishing wafer

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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