KR20040056634A - Chemical and mechanical polishing apparatus - Google Patents

Chemical and mechanical polishing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20040056634A
KR20040056634A KR1020020083155A KR20020083155A KR20040056634A KR 20040056634 A KR20040056634 A KR 20040056634A KR 1020020083155 A KR1020020083155 A KR 1020020083155A KR 20020083155 A KR20020083155 A KR 20020083155A KR 20040056634 A KR20040056634 A KR 20040056634A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
retainer ring
membrane
wafer
polishing pad
Prior art date
Application number
KR1020020083155A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이성철
전준배
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020020083155A priority Critical patent/KR20040056634A/en
Publication of KR20040056634A publication Critical patent/KR20040056634A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32Retaining rings

Abstract

PURPOSE: A CMP(chemical mechanical polishing) apparatus is provided to improve polishing uniformity at the edge of a wafer by minimizing the unevenness of a polishing pad portion contacting the edge of the wafer during a polishing process. CONSTITUTION: A platen is prepared. A polishing pad is located on the platen. A polishing head(200) pressurizes a semiconductor substrate to the polishing pad to polish the substrate. A membrane(250) holds and releases the semiconductor substrate by vacuum, located on the bottom. A retainer ring(260) prevents the semiconductor substrate to which the membrane is absorbed from being separated from the polishing head during a process. The polishing head includes the membrane and the retainer ring. The retainer ring includes an inner retainer ring(262) surrounding the membrane and an outer retainer ring(264) surrounding the inner retainer ring.

Description

화학적 기계적 연마 장치{CHEMICAL AND MECHANICAL POLISHING APPARATUS}Chemical mechanical polishing device {CHEMICAL AND MECHANICAL POLISHING APPARATUS}

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 소자는 고집적화에 따라 그 구조가 다층화되고 있다. 이에 따라 반도체 소자의 제조공정 중에는 반도체 웨이퍼의 각 층의 평탄화를 위한 연마 공정이 필수적으로 포함된다. 이러한 연마공정을 수행하기 위한 다양한 연마 방법들이 제시되고 있으며, 이들 중 웨이퍼를 화학적, 그리고 기계적인 연마를 동시에 실시하는 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP)장치가 널리 사용된다.In recent years, the structure of semiconductor devices has been multilayered with high integration. Accordingly, a polishing process for planarizing each layer of the semiconductor wafer is essentially included in the manufacturing process of the semiconductor device. Various polishing methods for performing such a polishing process have been proposed, and among them, a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus for chemically and mechanically polishing a wafer is widely used.

기계적 연마는 회전하는 연마 패드 위에 웨이퍼를 위치시킨 상태에서 웨이퍼에 소정의 하중을 가하며 웨이퍼를 회전시킴으로써 연마 패드와 웨이퍼 표면간의 마찰에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이고, 화학적 연마는 연마 패드와 웨이퍼 사이에 공급되는 화학적 연마제인 슬러리(slurry)에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이다.Mechanical polishing is the polishing of the wafer surface by friction between the polishing pad and the wafer surface by rotating the wafer while applying the predetermined load to the wafer while the wafer is placed on the rotating polishing pad. The surface of the wafer is polished by a slurry, which is a chemical abrasive supplied between the wafers.

이러한 CMP장치에서 웨이퍼의 전체면을 균일하게 연마하는 것은 중요하며, 특히 웨이퍼가 대구경화됨에 따라, 웨이퍼 가장자리 부분의 연마 균일성은 더욱 중요하다. 일반적으로 폴리싱 헤드는 바닥면에 위치되며 웨이퍼를 홀딩하거나 릴리즈하기 위한 멤브레인과 웨이퍼가 연마공정 진행 중에 폴리싱 헤드 밖으로 빠져나가는 것을 방지하기 위한 하나의 리테이너 링이 위치된다. 리테이너 링에 가해지는 압력은 웨이퍼를 홀딩하기 위해 멤브레인에 가해지는 압력보다 더 크다. 그러나 플레이튼에 부착되는 연마 패드는 그 표면재질이 소프트하기 때문에 리테이너 링과 맞닿는 연마 패드 부분이 아래로 함입되며, 함입된 부분과 인접하는 부분은 다시 상부로 리바운딩되고, 리바운딩된 부분과 인접하는 부분은 다시 함입된다. 즉, 리테이너 링과 맞닿는 부분부터 웨이퍼 가장자리와 맞닿는 부분까지 연마 패드의 상부면은 평평하지 않고 굴곡지게 된다. 이에 의해 상기 리바운딩된 부분과 맞닿는 웨이퍼 가장자리 최외곽 부분은 과연마(overpolishing)되고, 과연마된 부분의 바로 안쪽부분, 즉 패드가 함입되어 있는 부분은 부족연마(underpolishing)된다. 따라서 웨이퍼 가장자리 부분의 대략 5mm 내지 10mm 폭에 해당되는 영역에서 연마의 균일성이 이루어지지 않게 된다.In such a CMP apparatus, it is important to uniformly polish the entire surface of the wafer, and in particular, as the wafer is largely sized, the polishing uniformity of the wafer edge portion is more important. In general, the polishing head is located at the bottom and a membrane for holding or releasing the wafer and one retainer ring for preventing the wafer from exiting the polishing head during the polishing process. The pressure applied to the retainer ring is greater than the pressure applied to the membrane to hold the wafer. However, since the surface of the polishing pad attached to the platen is soft, the portion of the polishing pad contacting the retainer ring is recessed downward, and the portion adjacent to the recessed portion is rebound back to the upper portion, and the portion adjacent to the rebound portion. Is again embedded. That is, the top surface of the polishing pad is bent rather flat than the portion abutting the retainer ring to the portion abutting the wafer edge. This results in overpolishing of the outermost edge of the wafer abutting the rebound portion and underpolishing of the inner portion of the overpolishing portion, i.e., the portion in which the pad is embedded. Therefore, the uniformity of polishing is not achieved in the region corresponding to the width of approximately 5 mm to 10 mm of the wafer edge portion.

본 발명은 웨이퍼 가장자리 부분이 과연마 및 부족연마되는 것을 최소화하여 웨이퍼의 연마균일성을 향상시킬 수 있는 화학적 기계적 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus capable of improving the polishing uniformity of a wafer by minimizing over-polishing and under-polishing of the wafer edge.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 CMP장치의 사시도;1 is a perspective view of a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2는 폴리싱 헤드의 단면도;2 is a cross-sectional view of the polishing head;

도 3a는 하나의 리테이너 링만을 구비하는 일반적인 경우 연마 패드 상부면의 굴곡을 보여주는 도면; 그리고Figure 3a shows the curvature of the polishing pad top surface in the general case with only one retainer ring; And

도 3b는 두 개의 리테이너 링을 구비하는 경우 연마 패드 상부면의 굴곡을 보여주는 도면이다.3B is a view showing the curvature of the polishing pad top surface when the two retainer rings are provided.

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

10 : 베이스 20 : 폴리싱 헤드 어셈블리10: base 20: polishing head assembly

120 : 연마 스테이션 122 : 플레이튼120: polishing station 122: platen

124 : 연마 패드 200 : 폴리싱 헤드124: polishing pad 200: polishing head

220 : 멤브레인 지지체 240 : 멤브레인 클램프220: membrane support 240: membrane clamp

250 : 멤브레인 254 : 제 1 공급라인250: membrane 254: first supply line

256 : 제 2 공급라인 262 : 내부 리테이너 링256: second supply line 262: internal retainer ring

264 : 외부 리테이너 링264: Outer Retainer Ring

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 화학적 기계적 연마 장치는 플레이튼, 상기 플레이튼 상에 위치되는 연마 패드, 상기 연마 패드에 상기 반도체 기판을 가압하여 연마하기 위한 폴리싱 헤드를 구비하며, 상기 폴리싱 헤드는 바닥면에 위치되며 진공에 의해서 상기 반도체 기판을 홀딩하거나 릴리이즈하기 위한 멤브레인과 상기 멤브레인에 흡착된 상기 반도체 기판이 공정진행 중 상기 폴리싱 헤드로부터 이탈되는 것을 방지하는 리테이너 링들을 구비한다. 바람직하게는 상기리테이너 링들은 상기 멤브레인을 감싸는 내부 리테이너 링과 상기 내부 리테이너 링을 감싸는 외부 리테이너 링을 포함하며, 상기 폴리싱 헤드 내에는 상기 내부 리테이너 링을 가압하기 위한 유체가 공급되는 제 1 공급라인, 상기 외부 리테이너 링을 가압하기 위한 유체가 공급되는 제 2 공급라인이 형성된다.In order to achieve the above object, the chemical mechanical polishing apparatus of the present invention includes a platen, a polishing pad positioned on the platen, a polishing head for pressing and polishing the semiconductor substrate on the polishing pad, and the polishing head Is located at the bottom and has a membrane for holding or releasing the semiconductor substrate by vacuum and retainer rings which prevent the semiconductor substrate adsorbed on the membrane from being released from the polishing head during the process. Preferably, the retainer rings include an inner retainer ring surrounding the membrane and an outer retainer ring surrounding the inner retainer ring, the first supply line being supplied with fluid for pressurizing the inner retainer ring in the polishing head; A second supply line is formed through which fluid for pressurizing the outer retainer ring is supplied.

바람직하게는 상기 외부 리테이너 링은 상기 내부 리테이너 링으로부터 소정간격 이격되어 위치된다.Preferably the outer retainer ring is located spaced a predetermined distance from the inner retainer ring.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 및 도 3을 참조하면서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 3.

본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.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. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화학적 기계적 연마(이하 'CMP' ) 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 폴리싱 헤드의 단면도이다.1 is a perspective view of a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the polishing head of FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명인 CMP 장치는 세 개의 연마 스테이션(polishing station)(120)과 하나의 이동 스테이션(transfer station)(140)을 가지는 베이스(base)(10)와 네 개의 캐리어 헤드 시스템(carrier head assembly)(30)을 가지는 폴리싱 헤드 어셈블리(polishing head assembly)(20)를 가진다.Referring to FIG. 1, the CMP apparatus of the present invention includes a base 10 having three polishing stations 120 and one transfer station 140 and four carrier head systems. a polishing head assembly 20 having a carrier head assembly 30.

공정진행 중 세 개의 캐리어 헤드 시스템(30)은 웨이퍼를 수용 및 유지하고연마 스테이션(120)의 연마 패드(124)에 웨이퍼를 누름으로써 연마공정을 수행한다. 그리고 하나의 캐리어 헤드 시스템(30)은 웨이퍼를 이송 스테이션(140)으로 보내거나 이송 스테이션(140)으로부터 받는다.During the process, three carrier head systems 30 receive and hold the wafer and perform the polishing process by pressing the wafer on the polishing pad 124 of the polishing station 120. One carrier head system 30 then sends wafers to or receives wafers from the transfer station 140.

연마 스테이션(120)은 상부에 설치되는 평탄한 상부면을 가지는 플레이튼(122)과, 플레이튼(122) 상에 설치되는 연마 패드(124)를 포함한다. 연마 패드(124)는 소정 두께를 갖는 평판으로 웨이퍼와 직접 접촉하여 웨이퍼가 기계적으로 연마되도록 하고, 플레이튼(122)은 연마 패드(124)를 밑에서 지지해준다. 플레이튼(122)을 소정속도로 회전시키기 위해 베이스(110) 내에 구동모터(도시되지 않음)가 위치될 수 있다.The polishing station 120 includes a platen 122 having a flat top surface installed on top and a polishing pad 124 installed on the platen 122. The polishing pad 124 is in direct contact with the wafer with a flat plate having a predetermined thickness to mechanically polish the wafer, and the platen 122 supports the polishing pad 124 from below. A drive motor (not shown) may be positioned in the base 110 to rotate the platen 122 at a predetermined speed.

연마 패드(124)의 연마조건을 유지하기 위해, 각각의 연마 스테이션(120)은 패드 컨디셔너(128)를 포함할 수 있다. 연마 패드(124)의 일측에는 연마 패드(124)의 표면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 아암(126)이 위치된다.In order to maintain the polishing conditions of the polishing pad 124, each polishing station 120 may include a pad conditioner 128. On one side of the polishing pad 124 is a slurry supply arm 126 for supplying a slurry to the surface of the polishing pad 124.

각각의 캐리어 헤드 시스템(30)은 폴리싱 헤드(200)와 폴리싱 헤드(200)를 구동하기 위한 구동축(300) 및 모터(400)를 포함한다.Each carrier head system 30 includes a polishing head 200 and a drive shaft 300 and a motor 400 for driving the polishing head 200.

도 1에 도시된 폴리싱 헤드(200)의 단면을 보여주는 도 2를 참조하면, 폴리싱 헤드(200)는 멤브레인 지지판(membrane supporting plate)(220), 멤브레인 클램프(membrane clamp)(240), 멤브레인(membrane)(250), 그리고 리테이너 링(retainer ring)(260)을 구비한다.Referring to FIG. 2, which shows a cross section of the polishing head 200 shown in FIG. 1, the polishing head 200 includes a membrane supporting plate 220, a membrane clamp 240, and a membrane. 250, and a retainer ring 260.

폴리싱 헤드(200)의 하부에는 다수의 진공홀(222)이 형성된 멤브레인 지지판(220)이 형성된다. 멤브레인 지지판(220)의 저면과 외주면에는멤브레인(250)이 장착된다. 멤브레인(250)은 원형의 얇은 고무막으로 웨이퍼의 후면과 직접적으로 면 접촉하여 웨이퍼(W)를 흡착 또는 가압하는 부분이다. 멤브레인(250)은 멤브레인 지지판(220)의 가장자리 상부에 위치되는 환형의 멤브레인 클램프(240)에 의해 멤브레인 지지판(220)에 고정된다. 멤브레인 클램프(240) 상부에는 중앙에 에어 공급라인(252)이 형성된 짐발 플레이트(gimbal plate)(270)가 위치된다. 짐발 플레이트(270), 멤브레인 지지판(220), 멤브레인 클램프(240)에 의해 제 1공간(282)이 형성된다. 짐발 플레이트(270) 내에 형성된 에어 공급라인(256)을 통해 공급되는 에어는 제 1공간(282)으로 유입되고, 이들 에어압에 따라서 멤브레인(250)은 수축 또는 팽창한다.A membrane support plate 220 having a plurality of vacuum holes 222 is formed under the polishing head 200. The membrane 250 is mounted on the bottom and outer peripheral surfaces of the membrane support plate 220. The membrane 250 is a portion of the circular thin rubber membrane that directly contacts the rear surface of the wafer to adsorb or pressurize the wafer W. The membrane 250 is fixed to the membrane support plate 220 by an annular membrane clamp 240 positioned above the edge of the membrane support plate 220. A gimbal plate 270 having an air supply line 252 is formed on the membrane clamp 240. The first space 282 is formed by the gimbal plate 270, the membrane support plate 220, and the membrane clamp 240. Air supplied through the air supply line 256 formed in the gimbal plate 270 flows into the first space 282, and the membrane 250 contracts or expands according to these air pressures.

폴리싱 헤드(200)의 하부 가장자리에는 환형의 리테이너 링(260)이 위치된다. 리테이너 링(260)은 연마공정 진행중에 웨이퍼(W)를 안정적으로 유지하여 웨이퍼(W)가 폴리싱 헤드(200)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다.At the lower edge of the polishing head 200 is an annular retainer ring 260. The retainer ring 260 is to prevent the wafer W from being separated from the polishing head 200 by stably holding the wafer W during the polishing process.

본 발명에서 폴리싱 헤드(200)는 웨이퍼 가장자리의 연마 균일성을 향상시키기 위해 두 개의 리테이너 링(262, 264)을 구비한다. 즉, 멤브레인(250)을 감싸도록 내부 리테이너 링(262)이 위치되고 내부 리테이너 링(262)을 감싸도록 외부 리테이너 링(264)이 위치된다. 내부 리테이너 링(262)과 외부 리테이너 링(264)의 가압은 각각 이루어진다. 폴리싱 헤드(200)는 내부 리테이너 링(262)을 가압하는 에어가 공급되는 제 1공급라인(254)과 외부 리테이너 링(264)를 가압하는 에어가 공급되는 제 2공급라인(256)을 가진다. 제 1공급라인(254)을 통해 공급되는 에어는 제 2공간(284)으로 유입되어 내부 리테이너 링(262)을 가압하고, 제2공급라인(256)을 통해 공급되는 에어는 제 3공간(286)으로 유입되어 외부 리테이너 링(264)을 가압한다. 외부 리테이너 링(264)과 내부 리테이너 링(262)이 각각 이동될 때 서로간에 측면마찰이 일어나지 않도록, 외부 리테이너 링(264)은 내부 리테이너 링(262)로부터 적어도 0.2mm이상 이격되는 것이 바람직하다.In the present invention, the polishing head 200 has two retainer rings 262 and 264 to improve the polishing uniformity of the wafer edge. That is, the inner retainer ring 262 is positioned to surround the membrane 250 and the outer retainer ring 264 is positioned to surround the inner retainer ring 262. Pressurization of the inner retainer ring 262 and the outer retainer ring 264 are performed respectively. The polishing head 200 has a first supply line 254 through which air pressurizes the inner retainer ring 262 and a second supply line 256 through which air pressurizes the outer retainer ring 264 is supplied. The air supplied through the first supply line 254 flows into the second space 284 to pressurize the inner retainer ring 262, and the air supplied through the second supply line 256 passes through the third space 286. ) And pressurizes the outer retainer ring 264. The outer retainer ring 264 is preferably at least 0.2 mm away from the inner retainer ring 262 so that no side friction occurs between each other when the outer retainer ring 264 and the inner retainer ring 262 are moved, respectively.

상술한 바와 같이 내부 리테이너 링(262)과 외부 리테이너 링(264)을 구비함으로써 얻어지는 효과를 도 3a와 도 3b를 참조하여 설명한다. 도 3a는 하나의 리테이너 링만을 구비하는 경우 문제점을 보여주는 도면이고, 도 3b는 두 개의 리테이너 링을 구비하는 경우 상기 문제점을 최소화하는 것을 보여주는 도면이다.As described above, the effect obtained by providing the inner retainer ring 262 and the outer retainer ring 264 will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. FIG. 3A is a view showing a problem when only one retainer ring is provided, and FIG. 3B is a view showing minimizing the problem when two retainer rings are provided.

연마공정 진행 중 웨이퍼(W)가 폴리싱 헤드 밖으로 빠져나가는 것을 방지하기 위해 리테이너 링(266)에 가해지는 압력은 멤브레인(250)에 가해지는 압력보다 더 크다. 그리고 연마 패드(124)의 상부면은 부드러운 재질로 이루어져 있기 때문에, 도 3a에서 보는 바와 같이 리테이너 링(266)과 맞닿는 부분('A부분')은 아래로 함입되고, 함입된 부분과 인접하는 부분은 리바운딩('B부분')되고, 상기 리바운딩된 부분과 인접하는 부분은 다시 함입('C부분')된다. 즉, 웨이퍼 가장자리와 맞닿는 연마 패드(124) 부분은 평평하지 않고 굴곡지게 된다. 따라서, 상기 리바운딩된 부분과 맞닿는 웨이퍼 가장자리 최외곽 부분은 과연마(overpolishing)되고, 웨이퍼 가장자리에서 과연마된 부분의 바로 안쪽부분, 즉 연마 패드(124)가 함입된 부분과 맞닿는 부분은 부족연마(underpolishing)된다. 결과적으로 웨이퍼 가장자리 부분에서 균일한 연마가 이루어지지 않으며, 이것은 리테이너 링(266)에 높은 압력이 가해질수록 심해진다.The pressure applied to the retainer ring 266 is greater than the pressure applied to the membrane 250 to prevent the wafer W from escaping out of the polishing head during the polishing process. Since the upper surface of the polishing pad 124 is made of a soft material, as shown in FIG. 3A, a portion ('A') contacting the retainer ring 266 is recessed downward, and the portion adjacent to the recessed portion is shown. Is rebounded ('B'), and the portion adjacent to the rebounded portion is re-embedded ('C'). That is, the portion of the polishing pad 124 in contact with the wafer edge is not flat but curved. Accordingly, the outermost portion of the wafer edge that abuts the rebound portion is overpolishing, and the inner portion of the portion that is over-polishing at the wafer edge, i.e., the portion where the polishing pad 124 abuts, is under-polishing ( underpolishing). As a result, no uniform polishing occurs at the edge of the wafer, which is exacerbated as high pressure is applied to the retainer ring 266.

도 3b를 참조하면 본 발명의 경우 외부 리테이너 링(264)의 가압에 의해 상기 리바운딩된 부분('B′부분')을 내부 리테이너 링(262)이 적당한 압력으로 가압하여 주므로 웨이퍼 가장자리와 맞닿는 연마 패드(124) 부분('C′부분')은 일반적인 경우에 비해 그 굴곡의 정도가 줄어들게 된다. 따라서 하나의 리테이너 링만을 구비하는 일반적인 경우보다 연마 패드(124)의 상부면이 평탄하게 유지되므로, 웨이퍼 가장자리의 연마균일성을 향상시킬 수 있다. 도 3b에서 B′과 C′부분의 영역내에서 점선으로 표시된 부분은 내부 리테이너 링(262)을 구비하지 않을 경우 연마패드의 상부면 굴곡을 나타낸다.Referring to FIG. 3B, in the present invention, the inner bounder ring 262 presses the rebounded portion ('B' portion ') to a proper pressure by the pressure of the outer retainer ring 264, so that the polishing pad contacts the edge of the wafer. (124) The portion ('C' portion ') is reduced in the degree of curvature compared to the general case. Therefore, since the upper surface of the polishing pad 124 is kept flat than the general case having only one retainer ring, the polishing uniformity of the wafer edge can be improved. In FIG. 3B, the portion indicated by the dotted line in the regions of the B 'and C' portions shows the top surface curvature of the polishing pad when the inner retainer ring 262 is not provided.

본 실시예에서는 폴리싱 헤드(200) 내에 리테이너 링(260)이 2개 장착되는 것으로 설명하였다. 그러나 리테이너 링(260)의 수가 증가할 수록 연마 패드(124) 상부면의 평탄도는 좋아지므로, 이보다 많은 수의 리테이너 링들이 장착될 수 있다.In the present exemplary embodiment, two retainer rings 260 are mounted in the polishing head 200. However, as the number of retainer rings 260 increases, the flatness of the top surface of the polishing pad 124 increases, so that more retainer rings may be mounted.

본 발명인 화학적 기계적 연마 장치에 의하면, 연마공정 진행 중 웨이퍼 가장자리와 맞닿는 연마 패드 부분의 굴곡을 최소화할 수 있으므로 웨이퍼 가장자리 부분의 연마균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the chemical mechanical polishing apparatus of the present invention, it is possible to minimize the bending of the polishing pad portion in contact with the wafer edge during the polishing process, thereby improving the polishing uniformity of the wafer edge portion.

Claims (3)

반도체 기판을 화학적 기계적으로 연마하는 장치에 있어서,An apparatus for chemically and mechanically polishing a semiconductor substrate, 플레이튼과;Platen; 상기 플레이튼 상에 위치되는 연마 패드와;A polishing pad located on the platen; 상기 연마 패드에 상기 반도체 기판을 가압하여 연마하기 위한 폴리싱 헤드를 구비하되;A polishing head for pressing and polishing the semiconductor substrate on the polishing pad; 상기 폴리싱 헤드는 바닥면에 위치되며 진공에 의해서 상기 반도체 기판을 홀딩하거나 릴리이즈하기 위한 멤브레인과 상기 멤브레인에 흡착된 상기 반도체 기판이 공정진행 중 상기 폴리싱 헤드로부터 이탈되는 것을 방지하는 리테이너 링들을 구비하고,The polishing head is located on a bottom surface and has a membrane for holding or releasing the semiconductor substrate by vacuum and retainer rings for preventing the semiconductor substrate adsorbed on the membrane from being released from the polishing head during the process; 상기 리테이너 링들은 상기 멤브레인을 감싸는 내부 리테이너 링과 상기 내부 리테이너 링을 감싸는 외부 리테이너 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마 장치.And the retainer rings comprise an inner retainer ring surrounding the membrane and an outer retainer ring surrounding the inner retainer ring. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 화학적 기계적 연마 장치는,The chemical mechanical polishing device, 상기 내부 리테이너 링을 가압하기 위한 유체가 공급되는 제 1 공급라인과;A first supply line to which fluid for pressurizing the inner retainer ring is supplied; 상기 외부 리테이너 링을 가압하기 위한 유체가 공급되는 제 2 공급라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마 장치.And a second supply line to which fluid for pressurizing the outer retainer ring is supplied. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외부 리테이너 링은 상기 내부 리테이너 링으로부터 소정간격 이격되어 위치되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마 장치에 사용되는 화학적 기계적 연마 장치.And the outer retainer ring is located at a predetermined distance from the inner retainer ring.
KR1020020083155A 2002-12-24 2002-12-24 Chemical and mechanical polishing apparatus KR20040056634A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020083155A KR20040056634A (en) 2002-12-24 2002-12-24 Chemical and mechanical polishing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020083155A KR20040056634A (en) 2002-12-24 2002-12-24 Chemical and mechanical polishing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040056634A true KR20040056634A (en) 2004-07-01

Family

ID=37349300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020083155A KR20040056634A (en) 2002-12-24 2002-12-24 Chemical and mechanical polishing apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040056634A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101613153B1 (en) * 2014-05-09 2016-04-19 주식회사 케이씨텍 Membrane in carrier head for chemical mechanical polishing apparatus
CN111098226A (en) * 2018-10-29 2020-05-05 台湾积体电路制造股份有限公司 Grinding head for chemical mechanical grinding system and chemical mechanical grinding method
WO2021240949A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 信越半導体株式会社 Polishing head and single-sided polishing method for wafer
JP2021186959A (en) * 2020-05-29 2021-12-13 信越半導体株式会社 Polishing head and single-side polishing method of wafer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101613153B1 (en) * 2014-05-09 2016-04-19 주식회사 케이씨텍 Membrane in carrier head for chemical mechanical polishing apparatus
CN111098226A (en) * 2018-10-29 2020-05-05 台湾积体电路制造股份有限公司 Grinding head for chemical mechanical grinding system and chemical mechanical grinding method
CN111098226B (en) * 2018-10-29 2021-05-14 台湾积体电路制造股份有限公司 Grinding head for chemical mechanical grinding system and chemical mechanical grinding method
WO2021240949A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 信越半導体株式会社 Polishing head and single-sided polishing method for wafer
JP2021186959A (en) * 2020-05-29 2021-12-13 信越半導体株式会社 Polishing head and single-side polishing method of wafer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6220944B1 (en) Carrier head to apply pressure to and retain a substrate
JP4422325B2 (en) Carrier head with local pressure controller for chemical mechanical polishing apparatus
KR101410358B1 (en) Membrane of a chemical mechanical polishing apparatus and polishing head of a chemical mechanical polishing apparatus
US6431968B1 (en) Carrier head with a compressible film
US5885135A (en) CMP wafer carrier for preferential polishing of a wafer
US6872130B1 (en) Carrier head with non-contact retainer
US6569771B2 (en) Carrier head for chemical mechanical polishing
JP4750250B2 (en) Carrier head with modified flexible membrane
JP5377873B2 (en) Wafer polishing apparatus and wafer polishing method using the polishing apparatus
JP2002514517A (en) Carrier head with retaining ring for use in chemical / mechanical polishing systems
US6758726B2 (en) Partial-membrane carrier head
KR100807046B1 (en) Chemical mechanical polishing apparatus
US6500059B2 (en) Apparatus and method for mounting a wafer in a polishing machine
KR20040056634A (en) Chemical and mechanical polishing apparatus
JP3856634B2 (en) Substrate holding device and polishing apparatus provided with the substrate holding device
KR20040074269A (en) Chemical mechanical polishing apparatus
JP3575944B2 (en) Polishing method, polishing apparatus, and method of manufacturing semiconductor integrated circuit device
KR20040065587A (en) Apparatus for polishing a wafer
KR20200079533A (en) Method for substrate processing system and planarized membrane
KR102599888B1 (en) Substrate carrier and substrate polishing apparatus comprisihg the same
KR100553704B1 (en) Chemical mechanical polishing apparatus and polishing pad used in the apparatus
KR100583279B1 (en) Backing film for semiconductor wafer polishing apparatus
KR100802866B1 (en) Device and method for polishing wafer
KR20030045269A (en) Chemical mechanical polishing apparatus with a polishing head
KR20040026501A (en) chemical mechanical polishing apparatus for manufacturing semiconductor devices

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination