KR20040108489A - Polishing Head - Google Patents

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KR20040108489A
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강덕봉
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삼성전자주식회사
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

PURPOSE: A polishing head is provided to prevent a wafer from being damaged due to a large difference of pressure between a retainer ring and a membrane by generating properly an interlock signal using a controller. CONSTITUTION: A polishing head(300) includes a support plate(371), a membrane, a retainer ring, a measuring part, and a controller. The membrane(372) is fixed to the support plate to adsorb/pressurize a wafer. The retainer ring for preventing the deviation of the wafer is arranged to surround a periphery of the membrane. The measuring part(362) is used for measuring a first pressure value applied to the retainer ring and a second pressure value applied to the membrane. The controller(390) generates an interlock signal when the difference between the first and second pressure values deviates from a set reference range.

Description

폴리싱 헤드{Polishing Head}Polishing Head

본 발명은 반도체 웨이퍼를 제조하는 연마장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화학적 기계적 연마장치에 사용되는 폴리싱 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing apparatus for manufacturing a semiconductor wafer, and more particularly to a polishing head used in a chemical mechanical polishing apparatus.

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 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, 이하 'CMP')장치가널리 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) device 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.

도 1과 같이, 일반적인 화학적 기계적 연마장치에서 웨이퍼(W)는 연마면이 연마 패드와 대향되도록 폴리싱 헤드(100)에 장착되고, 웨이퍼(W)의 연마면은 회전하는 연마 패드상에 놓여진다. 폴리싱 헤드(100)는 조절가능한 압력을 웨이퍼(W)의 후면에 제공하여 그것을 연마 패드 상에 가압한다.As shown in FIG. 1, in a typical chemical mechanical polishing apparatus, the wafer W is mounted on the polishing head 100 so that the polishing surface faces the polishing pad, and the polishing surface of the wafer W is placed on the rotating polishing pad. The polishing head 100 provides an adjustable pressure to the backside of the wafer W and presses it onto the polishing pad.

상기 폴리싱 헤드(100)는 웨이퍼(W)를 가압하는 멤브레인(120)과 웨이퍼가 공정진행 중 폴리싱 헤드(100)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 멤브레인(120)의 둘레에 설치된 리테이너링(140)을 가진다.The polishing head 100 includes a membrane 120 for pressing the wafer W and a retainer ring 140 installed around the membrane 120 to prevent the wafer from being separated from the polishing head 100 during the process. Have

상기 리테이너링(360)은 멤브레인(120) 중앙부분으로 크게 작용하는 수직 가압력을 폴리싱 헤드(100)의 주변부분으로 분산시키는 역할도 한다.The retaining ring 360 also distributes the vertical pressing force, which acts as a central portion of the membrane 120, to the peripheral portion of the polishing head 100.

상기 폴리싱 헤드(100)의 내부 공간부에는 가압수단으로부터 압축공기가 공급되고 배출되어 상기 공간부 내의 압축공기의 압력에 따라서 멤브레인(120)이 상하운동 한다.Compressed air is supplied and discharged from the pressurizing means to the inner space of the polishing head 100 so that the membrane 120 moves up and down according to the pressure of the compressed air in the space.

상술한 상기 리테이너링(140)과 상기 멤브레인(120)은 공기가 주입되어 압력에 의해 상하운동되는데, 이들에는 주입된 공기의 압력을 측정하여 개별적으로 기준범위을 설정하고 있다.The retainer ring 140 and the membrane 120 are moved up and down by pressure due to the injection of air, and the reference ring is set individually by measuring the pressure of the injected air.

그러나, 리테이너링(140)과 멤브레인(120)에서 측정된 압력값은 각각의 개별적인 모니터링을 하였을 뿐, 리테이너링과 멤브레인의 압력값을 비교하여 기준범위에서 벗어날 경우 연마 공정의 진행을 제어할 수 없었다. 또한, 연마 공정 진행중에 웨이퍼가 깨지게 되면 공정을 중단하여 웨이퍼가 추가적으로 깨지는 것을 방지할 수 없었다.However, only the pressure values measured at the retainer ring 140 and the membrane 120 were monitored separately, and the pressure of the retainer ring and the membrane 120 was not compared to control the progress of the polishing process when the pressure was out of the reference range. . In addition, if the wafer is broken during the polishing process, the process may be stopped to prevent the wafer from being further broken.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 멤브레인과 리테이너링의 압력값을 비교하여 기준범위에서 벗어날 경우 웨이퍼가 깨지는 것을 방지하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to prevent cracking of a wafer when it is out of a reference range by comparing the pressure values of the membrane and the retaining ring.

도 1은 종래 폴리싱 헤드의 개략적인 단면도이고;1 is a schematic cross-sectional view of a conventional polishing head;

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 화학적 기계적 연마장치의 개략도이며;2 is a schematic diagram of a chemical mechanical polishing apparatus for explaining the present invention;

도 3은 본 발명의 폴리싱 헤드를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the polishing head of the present invention.

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

100 : 연마스테이션 110 : 하부포스트100: polishing station 110: lower post

120 : 테이블 130 : 전달스테이지120: table 130: delivery stage

132 : 베이스 134 : 헤드컵132: base 134: head cup

140 : 폴리싱 스테이션 142 : 플레이튼140: polishing station 142: platen

144 : 연마패드 146 : 패드조절장치144: polishing pad 146: pad adjusting device

148 : 슬러리 공급관 200 : 폴리싱 헤드 어셈블리148 slurry supply pipe 200 polishing head assembly

210 : 상부포스트 220 : 헤드지지판210: upper post 220: head support plate

222 : 슬롯 230 : 몸체222: slot 230: body

232 : 커버 240 : 구동축232 cover 240 drive shaft

242 : 구동부 300 : 폴리싱 헤드242: driving unit 300: polishing head

310 : 하우징 312 : 부싱310: housing 312: bushing

314 : 공기유입통로 316, 326 : 고정장치314: air inflow passage 316, 326: fixing device

320 : 받침대 322 : 통로320: pedestal 322: passage

330 : 짐벌 메카니즘 332 : 굴곡고리330: gimbal mechanism 332: bend ring

334 : 짐벌막대 340 : 로딩챔버334: gimbal rod 340: loading chamber

350 : 롤링격막 352 : 내부클램프350: rolling diaphragm 352: internal clamp

354 : 외부클램프 360 : 리테이너링354: external clamp 360: retainer ring

362 : 측정부 370 : 지지판 어셈블리362: measuring unit 370: support plate assembly

371 : 지지판 372 : 멤브레인371 support plate 372 membrane

373 : 굴곡격막 374 : 상부클램프373: bending diaphragm 374: upper clamp

375 : 하부클램프 376 : 지지플레이트375: lower clamp 376: support plate

380 : 가압챔버 390 : 제어부380: pressure chamber 390: control unit

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 폴리싱 헤드는, 하부에 배치되는 지지판과, 상기 지지판에 고정되며 웨이퍼를 흡착/가압하는 멤브레인과, 상기 멤브레인에 흡착된 웨이퍼가 이탈되는 것을 방지하도록 이 멤브레인의 외주면을 감싸며 배치되는 리테이너링과, 상기 리테이너링과 상기 멤브레인에 가해지는 압력을 측정하는 측정부와, 그리고 상기 리테이너링에 가해지는 압력과 상기 멤브레인에 가해지는 압력의 차이값이 설정된 기준범위을 벗어나면 인터록을 발생시키는 제어부가 포함한다.In order to achieve the above object, the polishing head of the present invention includes a support plate disposed below, a membrane fixed to the support plate to adsorb / press the wafer, and the membrane adsorbed to the membrane to prevent the separation of the wafer. A retaining ring disposed surrounding the outer circumferential surface thereof, a measuring unit for measuring the pressure applied to the retaining ring and the membrane, and a difference value between the pressure applied to the retaining ring and the pressure applied to the membrane is outside the set reference range. A control unit for generating a surface interlock is included.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 화학적 기계적 연마장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 폴리싱 헤드의 단면도이다.Figure 2 is a schematic diagram of a chemical mechanical polishing apparatus for explaining the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the polishing head of the present invention.

도 2를 참조하면, CMP장치는 연마스테이션(100)과 폴리싱 헤드 어셈블리(200)로 크게 구분된다.Referring to FIG. 2, the CMP apparatus is roughly divided into a polishing station 100 and a polishing head assembly 200.

먼저, 연마스테이션(100)은 중심부에 하부포스트(110)가 설치된 테이블(120)과, 상기 테이블(120)의 일측에 결합되는 전달스테이지(130), 그리고 각각의 폴리싱 스테이션(140)을 포함한다.First, the polishing station 100 includes a table 120 having a lower post 110 installed at a central portion thereof, a transfer stage 130 coupled to one side of the table 120, and each polishing station 140. .

상기 전달스테이지(130)는 베이스(132)와, 상기 베이스(132) 상에 배치되어 웨이퍼(W)를 이동하고, 상기 폴리싱 헤드(300)로/로부터 로딩/언로딩 하는 헤드 컵 로딩 언로딩(134)(HCLU; Head Cup Loading Unloading)를 구비한다.The transfer stage 130 is disposed on the base 132 and the base 132 to move the wafer W, and to load / unload the head cup loading / unloading to / from the polishing head 300 ( 134) (HCLU; Head Cup Loading Unloading).

상기 각각의 폴리싱 스테이션(140)은 회전 가능한 플레이튼(142)을 구비하며, 그 상부에 연마패드(144)가 배치된다. 이 플레이튼(142)은 상기 테이블(120) 내부에 위치된 구동모터(미도시)와 연결될 수 있다. 또한, 연마패드(144)의 연마조건을 유지하기 위해 패드 조절 장치(146)를 더 구비할 수도 있으며, 슬러리를 연마패드(144)의 표면에 공급하기 위한 슬러리 공급관(148)을 갖는다.Each polishing station 140 has a rotatable platen 142, with a polishing pad 144 disposed thereon. The platen 142 may be connected to a driving motor (not shown) located inside the table 120. In addition, the pad adjusting device 146 may be further provided to maintain the polishing conditions of the polishing pad 144, and the slurry supply pipe 148 may be provided to supply the slurry to the surface of the polishing pad 144.

한편, 상기 폴리싱 헤드 어셈블리(200)는 상기 연마스테이션(100) 상부에 위치설정되어 있으며, 중심부에는 상부포스트(210)가 배치되어 상기 하부포스터(110)에 지지된다.On the other hand, the polishing head assembly 200 is positioned above the polishing station 100, the upper post 210 is disposed in the center is supported by the lower poster (110).

상기 상부포스트(210)는 헤드지지판(220)과 결합되어 있고, 상기 헤드지지판(220)은 몸체(230)와도 결합되어진다.The upper post 210 is coupled to the head support plate 220, the head support plate 220 is also coupled to the body 230.

상기 헤드지지판(220)은 4개의 슬롯(222)이 형성되며, 이 슬롯(222)들은 상기 헤드지지판(220)의 중심부에서 동일한 이격거리를 갖고, 균일한 각도로 배치되어 있으며, 상기 슬롯(222)들의 길이방향은 상기 헤드지지판(220)의 중심부에서 방사방향으로 형성되어 있다.The head support plate 220 is formed with four slots 222, the slots 222 have the same separation distance from the center of the head support plate 220, are arranged at a uniform angle, the slot 222 The longitudinal direction of the) is formed in the radial direction at the center of the head support plate 220.

상기 몸체(230) 내부에는 웨이퍼(W)를 가압하는 폴리싱 헤드(300)와 연결된 구동축(240), 그리고 상기 폴리싱 헤드(300)를 상기 구동축(240)에 대해 연마패드(144)의 회전방향과 동일방향 또는, 반대방향으로 회전시키는 구동모터(242)가 장착되어 있다. 또한, 상기 몸체(230)는 도면과 같이 4개의 커버(232)가 각각 독립적으로 해체될 수도 있으며, 하나의 몸체(230)에 그 상부 개방부가 개폐되는 커버(232)를 갖을 수도 있다.The drive shaft 240 connected to the polishing head 300 pressurizing the wafer W in the body 230, and the polishing head 300 rotates with respect to the drive shaft 240 in the direction of rotation of the polishing pad 144. The drive motor 242 is rotated in the same direction or in the opposite direction. In addition, the body 230 may have four covers 232 independently of each other, as shown in the figure, and may have a cover 232 for opening and closing the upper opening of one body 230.

본 발명인 도 3참조하면, 상기 폴리싱 헤드 어셈블리(300)는 하우징(310), 받침대(320), 짐벌(gimbal)메카니즘(330), 로딩 챔버(340), 롤링격막(350), 리테이너링(360), 기판지지 어셈블리(370)를 구비한다.3, the polishing head assembly 300 includes a housing 310, a pedestal 320, a gimbal mechanism 330, a loading chamber 340, a rolling diaphragm 350, and a retaining ring 360. ), And a substrate support assembly 370.

일반적으로, 상기 하우징(310)은 연마될 기판의 원형 구조에 대응되도록 원형의 형상이며, 상기 하우징(310) 중심부에 결합되는 원통형 부싱(312)에 의해 고정되고, 2개의 공기유입통로(314)가 상기 하우징(310)의 상면과 하면이 관통되어 형성된다.In general, the housing 310 has a circular shape so as to correspond to a circular structure of a substrate to be polished, and is fixed by a cylindrical bushing 312 coupled to the center of the housing 310, and two air inlet passages 314. The upper surface and the lower surface of the housing 310 is formed through.

또한, 상기 하우징(310)은, 연마공정 진행동안 연마패드(144)의 표면에 대하여 수직으로 배치되는 회전대의 축에 대하여 회전시키기 위해 구동축(240)에 연결된다.In addition, the housing 310 is connected to the drive shaft 240 to rotate about the axis of the rotary table disposed perpendicular to the surface of the polishing pad 144 during the polishing process.

상기 받침대(320)는 상기 하우징(310) 아래에 위치된 고리 형상의 본체로써, 알루미늄, 스테인레스 강, 또는 강화 플라스틱과 같은 강성의 재료로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 받침대(320)에도 통로(322)가 형성되고, 이 통로(322) 입구와 상기 하우징(310)의 공기유입통로(314) 출구에 고정장치(316,326)가 결합된다. 상기 고정장치(316,326)는 상기 하우징(310)과 상기 받침대(320) 사이에 튜브를 연결하여 통로간에 유체적으로 연결시키기 위한 것이다.The pedestal 320 is a ring-shaped body positioned below the housing 310, and is preferably made of a rigid material such as aluminum, stainless steel, or reinforced plastic, and also includes a passage 322 in the pedestal 320. And a fixing device 316 or 326 is coupled to the inlet of the passage 322 and the outlet of the air inlet passage 314 of the housing 310. The fixing devices 316 and 326 are for fluidly connecting the passages by connecting a tube between the housing 310 and the pedestal 320.

상기 짐벌 메카니즘(330)은 상기 받침대(320)가 연마패드(144)의 표면과 평행하게 되도록 상기 하우징(310)과 상기 받침대(320)를 결합하기 위한 것으로써, 이 짐벌 메카니즘(330)은 받침대(320)에 고정된 원통형 부싱(312)과 굴곡고리(332)를 통해 삽입되는 짐벌막대(334)를 구비한다. 이 짐벌막대(334)는 받침대(320)의 수직이동을 제공하기 위해 상기 부싱(312)의 내부를 따라서 수직으로 슬라이드되고, 하우징(310)에 대하여 받침대(320)는 측면이동을 방지한다.The gimbal mechanism 330 is for coupling the housing 310 and the pedestal 320 such that the pedestal 320 is parallel to the surface of the polishing pad 144. The gimbal mechanism 330 is pedestal. It is provided with a gimbal rod 334 inserted through the cylindrical bushing 312 and the bent ring 332 fixed to (320). The gimbal bar 334 slides vertically along the interior of the bushing 312 to provide vertical movement of the pedestal 320, and the pedestal 320 with respect to the housing 310 prevents lateral movement.

상기 롤링격막(350)은 내부 가장자리가 내부클램프(352)에 의해 하우징(310)에 고정되며, 롤링격막(350)의 외부 가장자리는 외부클램프(354)에 의해 받침대(320)에 고정된다.An inner edge of the rolling diaphragm 350 is fixed to the housing 310 by an inner clamp 352, and an outer edge of the rolling diaphragm 350 is fixed to the pedestal 320 by an outer clamp 354.

또한, 상기 하우징(310)과 상기 받침대(320), 상기 롤링격막(350), 그리고 상기 짐벌 메카니즘(330) 사이에 로딩챔버(340)가 형성되는 것으로 하방 압력을 가하기 위한 것이며, 연마패드(144)에 대한 받침대(320)의 수직 위치는 로딩챔버(340)에 의해 제어된다.In addition, the loading chamber 340 is formed between the housing 310 and the pedestal 320, the rolling diaphragm 350, and the gimbal mechanism 330 to apply downward pressure, and the polishing pad 144. The vertical position of the pedestal 320 relative to) is controlled by the loading chamber 340.

상기 지지판 어셈블리(370)는 크게 지지판(371), 멤브레인(372), 굴곡격막(373) 등으로 구성된다.The support plate assembly 370 is largely composed of a support plate 371, a membrane 372, a curved diaphragm 373, and the like.

상기 지지판(371)은 상기 받침대(320) 아래에 위치되는 것으로, 상부클램프(374), 하부클램프(375), 그리고 지지플레이트(376)를 구비한다.The support plate 371 is positioned below the pedestal 320, and includes an upper clamp 374, a lower clamp 375, and a support plate 376.

상기 굴곡격막(373)은 평면의 환형 고리형상으로, 이 굴곡격막(373)의 내부 가장자리는 받침대(320)와 후술되는 리테이너링(360) 사이에 고정되며, 상기 굴곡격막(373)의 외부 가장자리는 상부클램프(374)와 하부클램프(375) 사이에 고정된다. 재질로써는 고무와 같은 유연한 탄성체이다.The curved diaphragm 373 has a planar annular annular shape, and an inner edge of the curved diaphragm 373 is fixed between the pedestal 320 and the retainer ring 360 described below, and an outer edge of the curved diaphragm 373. Is fixed between the upper clamp 374 and the lower clamp 375. The material is a flexible elastomer such as rubber.

상기 멤브레인(372)은 고무와 같은 탄성체의 원형 시트이며, 그 일부는 상기 지지판(371)과 상기 하부클램프(375) 사이에 고정된다.The membrane 372 is a circular sheet of elastic material such as rubber, a part of which is fixed between the support plate 371 and the lower clamp 375.

상기 멤브레인(372), 상기 지지판(371), 상기 굴곡격막(373)과 상기 받침대(320), 그리고 상기 짐벌 메카니즘(330) 사이에는 가압챔버(380)가 형성되어진다.A pressure chamber 380 is formed between the membrane 372, the support plate 371, the curved diaphragm 373, the pedestal 320, and the gimbal mechanism 330.

상기 리테이너링(360)은 공정 진행 중 상기 멤브레인(372)에 흡착된 웨이퍼(W)가 폴리싱 헤드(300)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 멤브레인(372)의 주위를 감싸면서 배치되어진다.The retaining ring 360 is to prevent the wafer W adsorbed on the membrane 372 from being separated from the polishing head 300 during the process, and is disposed while surrounding the membrane 372. .

한편, 상기 멤브레인(372)과 상기 리테이너링(360)에는 압력값을 측정하는 각각의 측정부(362)가 설치된다.On the other hand, the membrane 372 and the retaining ring 360 is provided with a respective measuring unit 362 for measuring the pressure value.

상기 리테이너링(360)에 설치되는 측정부(362)는 연마패드에 가해지는 압력을 측정하기 위한 것이고, 상기 멤브레인(372)에 설치되는 측정부는 웨이퍼(W)를진공 흡착하기 위한 공기의 압력을 측정한다.The measuring unit 362 installed in the retaining ring 360 is for measuring the pressure applied to the polishing pad, and the measuring unit installed at the membrane 372 measures the pressure of air for vacuum adsorption of the wafer W. Measure

그러나, 상기 멤브레인(372)에 설치된 측정부(362)는 상기 로딩챔버(340)와 상기 가압챔버(380) 내부의 공기 압력을 측정하기 위한 것으로, 가압챔버(380)와 로딩챔버(340) 내부에 설치되어도 된다.However, the measuring unit 362 installed in the membrane 372 is for measuring the air pressure in the loading chamber 340 and the pressure chamber 380, and the pressure chamber 380 and the loading chamber 340 inside the measuring chamber 362. It may be installed in.

상기 멤브레인(372), 또는 로딩챔버(340)와 상기 가압챔버(380), 그리고 상기 리테이너링(360)에 측정된 각각의 압력값이 공정을 진행하기 위해 설정된 기준범위에서 벗어날 경우 제어부(390)에 신호를 인가하여 인터록을 발생시키고, 공정을 중단시킨다.The controller 390 when the pressure values measured at the membrane 372 or the loading chamber 340, the pressure chamber 380, and the retaining ring 360 deviate from a reference range set for the process. A signal is applied to generate an interlock and stop the process.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예인 폴리싱 헤드의 작용 및 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effects of the polishing head which is an embodiment of the present invention configured as described above will be described.

폴리싱 헤드(300)가 선행 공정을 종료한 웨이퍼(W)를 연마하기 위해 공기유입통로(314)와 연통된 로딩챔버(340)와 가압챔버(380)를 통해 웨이퍼(W)가 진공 흡착된다. 이때, 웨이퍼(W)는 멤브레인(372)과 리테이너링(360)에 의해 마련된 원형 공간에 수용된다.The wafer W is vacuum-adsorbed through the loading chamber 340 and the pressure chamber 380 in communication with the air inflow passage 314 to polish the wafer W after the polishing head 300 finishes the previous process. At this time, the wafer W is accommodated in a circular space provided by the membrane 372 and the retaining ring 360.

이후, 폴리싱 헤드(300)의 구동부에 의해 리테이너링(360)은 연마패드(144) 상면에 밀착되며 소정의 압력이 가해진다. 폴리싱 헤드(300)에 수용된 웨이퍼(W)는 연마패드(144)와 소정압력으로 접촉되고, 이와 동시에 슬러리 공급관(148)은 상기 연마패드(144)와 상기 웨이퍼(W)가 접촉한 부분에 슬러리를 공급하게 되어 기계적 화학적으로 연마된다.Thereafter, the retaining ring 360 is in close contact with the upper surface of the polishing pad 144 by the driving unit of the polishing head 300 and a predetermined pressure is applied thereto. The wafer W accommodated in the polishing head 300 is in contact with the polishing pad 144 at a predetermined pressure, and at the same time, the slurry supply pipe 148 is slurry at a portion where the polishing pad 144 is in contact with the wafer W. It is then mechanically and chemically polished.

여기서, 가압챔버(380)로 공기가 공급되어 웨이퍼(W)를 흡착할 때, 상기 가압챔버(380), 또는 멤브레인(372)에 연결된 측정부(362)는 압력값을 측정한다. 또한, 상기 연마패드(144) 상면에 리테이너링(360)이 접촉되어 소정 압력이 가해질 때도 리테이너링(360)과 연결된 측정부(362)가 그 압력값을 측정하여 공정을 진행하기에 바람직한 기준 압력값의 허용범위를 벗어날 경우 제어부에서 따른 신호에 의해 인터록을 발생하고, 모든 연마 공정은 중지되어진다.Here, when air is supplied to the pressure chamber 380 to adsorb the wafer W, the measurement chamber 362 connected to the pressure chamber 380 or the membrane 372 measures the pressure value. In addition, even when the retaining ring 360 contacts the upper surface of the polishing pad 144 and a predetermined pressure is applied, a reference pressure preferable for the measurement unit 362 connected to the retaining ring 360 to measure the pressure value and proceed with the process. If the value is out of the allowable range, an interlock is generated by the signal from the controller, and all polishing processes are stopped.

따라서, 상기 리테이너링(360)과 상기 멤브레인(372)의 상호작용에 의한 압력차로 인해 웨이퍼(W)가 깨지는 현상을 방지할 수 있으며, 각각의 압력을 개별적으로 모니터링 했었던 기존의 방식보다 더 정밀하고 효과적으로 연마공정을 진행할 수 있다.Therefore, the cracking of the wafer W due to the pressure difference caused by the interaction between the retainer ring 360 and the membrane 372 can be prevented, and it is more precise than the conventional method of monitoring each pressure individually. The polishing process can be carried out effectively.

이상과 같이 본 발명인 폴리싱 헤드로 인해 다음과 같은 효과가 있다.The polishing head of the present invention as described above has the following effects.

리테이너링과 멤브레인에 가해지는 압력을 측정하는 각각의 측정부를 구비하여, 이들간에 차이값이 설정된 기준범위을 벗어나면 인터록을 발생시킬 수 있도록 하여 웨이퍼가 깨지는 현상을 방지할 수 있다.Each measuring unit for measuring the pressure applied to the retaining ring and the membrane is provided, so that an interlock can be generated when the difference value is out of the set reference range, thereby preventing the wafer from breaking.

Claims (1)

화학적 기계적 연마장치에 사용되는 폴리싱 헤드에 있어서,A polishing head for use in a chemical mechanical polishing device, 하부에 배치되는 지지판과;A support plate disposed below; 상기 지지판에 고정되며, 웨이퍼를 흡착/가압하는 멤브레인과;A membrane fixed to the support plate to adsorb / press the wafer; 상기 멤브레인에 흡착된 웨이퍼가 이탈되는 것을 방지하도록 이 멤브레인의 외주면을 감싸며 배치되는 리테이너링과;A retainer ring disposed surrounding the outer circumferential surface of the membrane to prevent the wafer adsorbed on the membrane from being separated; 상기 리테이너링과 상기 멤브레인에 가해지는 압력을 측정하는 측정부와; 그리고,A measuring unit measuring pressure applied to the retaining ring and the membrane; And, 상기 리테이너링에 가해지는 압력과, 상기 멤브레인에 가해지는 압력의 차이값이 설정된 기준범위을 벗어나면 인터록을 발생시키는 제어부가 포함된 것을 특징으로 하는 폴리싱 헤드.And a control unit for generating an interlock when a difference between the pressure applied to the retaining ring and the pressure applied to the membrane is out of a set reference range.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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