KR200458010Y1

KR200458010Y1 - 화학적 기계적 연마장치용 에이치씨엘유 링 구조물

Info

Publication number: KR200458010Y1
Application number: KR2020080016500U
Authority: KR
Inventors: 김부순; 최흥선
Original assignee: 시너스(주)
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2012-01-16
Also published as: KR20100006295U

Abstract

본 고안은 화학적 기계적 연마장치용 HCLU 유닛에 장착되는 HCLU 링 구조물에 관한 것으로, 이러한 구조물은, 원형인 링 본체와, 이 링 본체의 상면 일정부위에 형성된 하나 이상의 분사홀과, 이 분사홀에서 일정거리로 이격되어 형성된 하나 이상의 관통홀과, 이 관통홀에 장착되는 하나 이상의 노즐, 및 상기 분사홀과 상기 관통홀이 연통하도록 상기 링 본체의 내부에 형성되는 세정액 공급통로를 갖는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 하나 이상의 분사홀에서 분사되는 세정액은 연마 헤드의 멤브레인(membrane)과 리테이너 링(retainer ring) 사이에 분사되고, 상기 관통홀에 장착되는 하나 이상의 노즐에서 분사되는 세정액은 상기 리테이너 링의 하부에 분사된다. 본 고안은 상기와 같은 구성에 따라, HCLU 유닛에 장착되는 HCLU 링 본체의 상면에 세정액 분사홀과 노즐을 장착시켜 웨이퍼를 흡착하는 멤브레인과 리테이너 링에 축적된 슬러리 및 공정 잔여물을 용이하게 제거할 수 있어 연마공정의 작업성 및 효율성을 향상시키고 장비의 가동률을 증대시킬 수 있는 효과가 발생한다.

연마, 웨이퍼, HCLU, 링, 멤브레인

Description

화학적 기계적 연마장치용 에이치씨엘유 링 구조물{head cup loading unloading unit ring structure for chemical-mechanical polishing machine}

본 고안은 화학적 기계적 연마장치용 HCLU(head cup loading unloading unit) 링 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 HCLU 유닛에 장착되는 HCLU 링 본체의 상면에 세정액 분사홀과 노즐을 장착시켜 웨이퍼를 흡착하는 멤브레인(membrane)과 리테이너 링(retainer ring)에 축적된 슬러리 및 공정 잔여물을 용이하게 제거할 수 있어 연마공정의 작업성 및 효율성을 향상시키고 장비의 가동률을 증대시킬 수 있는 화학적 기계적 연마장치용 HCLU 링 구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 디바이스는 웨이퍼 표면 상부에 여러가지 기능을수행하는 박막을 증착하고 이를 패터닝하여 다양한 회로 기하구조를 형성함으로써 제조하게된다.

상술한 반도체 디바이스를 제조하기 위한 단위 공정들 중에서 웨이퍼 표면의 단차를 완화시키고 대 구경화된 웨이퍼의 넓어진 면을 평탄하기 위하여 화학적인 제거 가공과 기계적인 제거 가공을 하나의 가공방법으로 혼합한 화학적 기계적 연마(chemical-mechanical polishing, 이하 "CMP" 라 함) 공정이 널리 이용 되고 있 다.

이러한 CMP 공정이란 연마헤드 하단에 흡착된 단차를 가진 웨이퍼 표면을 폴리싱 플래튼(polishing platen) 상단에 구비된 폴리싱 패드(polishing pad) 위에 밀착시킨 후 연마제와 화학물질이 포함된 슬러리를 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 주입시켜 웨이퍼 표면을 평탄화시키는 방식이다.

그러나 상기와 같은 화학적 기계적 연마 공정을 실시하는 과정에서 슬러리를 비롯한 공정 잔여물들이 발생하게 되는데 이러한 공정 잔여물들이 상기 연마헤드에 부착되는 경우가 있는데 이러한 상태로 또 다른 웨이퍼에 대하여 연마 공정을 실시하게 되면 웨이퍼에 스크래치가 발생하게 된다.

따라서 연마 공정 완료 후 딜리버리 아암을 이용하여 연마패드 상부를 세척하고 HCLU(head cup loading unloading) 유닛을 이용하여 상기한 연마 헤드 하부를 세척하게 된다.

그러나 HCLU 유닛을 이용하여 연마헤드 하부를 세척하는 경우에는 상기연마헤드의 가장자리에 위치하고 있는 리테이너 링과 이 링과 연결되는 멤브레인 사이에는 슬러리 및 공정 잔여물이 그대로 잔류하여 파티클로서 작용하는 문제점을 내포하고 있었다.

따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 종래기술에 따른 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 HCLU 유닛에 장착되는 HCLU 링 본체의 상면에 세정액 분사홀과 노즐을 장착시켜 웨이퍼를 흡착하는 멤브레인과 리테이너 링에 축적된 슬러리 및 공정 잔여물을 용이하게 제거할 수 있어 연마공정의 작업성 및 효율성을 향상시키고 장비의 가동률을 증대시킬 수 있는 화학적 기계적 연마장치용 HCLU 링 구조물을 제공하는 데 있다.

이러한 상기 목적은 본 고안에 의해 달성되며, 본 고안의 일면에 따라, 화학적 기계적 연마장치용 HCLU 유닛에 장착되는 HCLU 링 구조물은, 원형인 링 본체와, 이 링 본체의 상면 일정부위에 형성된 하나 이상의 분사홀과, 이 분사홀에서 일정거리로 이격되어 형성된 하나 이상의 관통홀과, 이 관통홀에 장착되는 하나 이상의 노즐, 및 상기 분사홀과 상기 관통홀이 연통하도록 상기 링 본체의 내부에 형성되는 세정액 공급통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 하나 이상의 분사홀에서 분사되는 세정액은 연마 헤드의 멤브레인과 리테이너 링 사이에 분사되고, 상기 관통홀에 장착되는 하나 이상의 노즐에서 분사되는 세정액은 상기 리테이너 링의 하부에 분사되는 것이 바람직하다.

본 고안은 상기와 같은 구성에 따라, HCLU 유닛에 장착되는 HCLU 링 본체의 상면에 세정액 분사홀과 노즐을 장착시켜 웨이퍼를 흡착하는 멤브레인과 리테이너 링에 축적된 슬러리 및 공정 잔여물을 용이하게 제거할 수 있어 연마공정의 작업성 및 효율성을 향상시키고 장비의 가동률을 증대시킬 수 있는 효과가 발생한다.

이하, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명 하면 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 병기한다.

도 1 은 일반적인 화학적 기계적 연마장치의 개략적인 구성도이고, 도 2 는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치용 HCLU 링 구조물의 개략적인 평면 구성도이며, 도 3 은 도 2 의 선 A-A를 따라 취한 단면도 및 사용 상태도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 도면 부호 100 으로 도시한 화학적 기계적 연마장치는 웨이퍼를 흡착한 뒤 이를 회전시키는 연마 헤드(102)와 이 연마 헤드(102)에 의해 회전되는 웨이퍼(110)가 연마되도록 그 상면에 연마패드(104)가 구비된 연마플래튼(106) 및 상기 웨이퍼(110)와 연마 패드(104) 사이로 슬러리와 같은 연마제를 공급하기 위한 연마제 공급부재(108)를 포함한다.

이때 상기 연마 패드(104)는 소정의 두께를 가지는 평판으로서 상기 웨이퍼(110)가 기계적으로 연마되도록 하기위해 소정의 거칠기를 갖도록 형성된다.

이와 같은 구성에 따른 연마장치(100)의 공정을 간략히 보면, 우선적으로 사용자가 연마하고자 하는 웨이퍼(110)를 상기 연마헤드(102)의 하부에 정확하게 흡착시키는데 이는 후술할 엠브레인이 그 역할을 하게 된다.

그 후 소정의 회전 속도로 상기 웨이퍼(110)를 회전시키면서 슬러리가 공급되는 상기 연마 패드(104)의 상면에 접촉시키면, 상기 연마 패드(104)와 상기 웨이 퍼(110)의 접촉에 의한 기계적인 연마 작용과 상기 슬러리 공급부재(108)로 부터 공급되는 슬러리에 의한 화학적 연마 작용에 의해 상기 웨이퍼(110)의 표면이 평탄화된다.

그리고 상기 연마공정이 완료되면 상기 연마 헤드(102)의 하부는 UCLU 유닛을 이용하여 세척하게 되는데 도 2 와 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 본 고안에 따른 UCLU 링 구조물(10)은 원형인 링 본체(16)와, 이 링 본체(16)의 상면 일정부위에 형성된 다수의 분사홀(18)과, 이 분사홀(18)에서 일정거리로 이격되어 형성된 다수의 관통홀과, 이 관통홀에 장착되는 상기관통홀과 동수의 노즐(12), 및 상기 분사홀(18)과 상기 관통홀에 장착된 상기 노즐(12)이 연통하도록 상기 링 본체(16)의 내부에 형성되는 세정액 공급통로(14)를 갖는다.

이때 상기 다수의 분사홀(18)에서 분사되는 세정액은 상기 웨이퍼(110)를 흡착하기 용이하도록 신축가능한 재질인 멤브레인(20)과 이 멤브레인을 감싸서 상기 웨이퍼(110)를 고정시키는 리테이너 링(22) 사이에 분사되고, 상기 관통홀에 장착된 다수의 노즐(12)에서 분사되는 세정액은 상기 리테이너 링(22)의 하부에 분사되도록 위치를 정하게 된다.

게다가 상기 멤브레인(20)과 상기 리테이너 링(22) 사이에 세정액을 분사시키는 분사 영역은 좁은 반면 상기 리테이너 링(22)의 하부에 분사시키는 분사영역을 넓게하여 그 영역에 굳어있는 슬러리를 용이하게 제거하는 것이 바람직하다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1 은 일반적인 화학적 기계적 연마장치의 개략적인 구성도.

도 2 는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치용 HCLU 링 구조물의 개략적인 평면 구성도.

도 3 은 도 2 의 선 A-A를 따라 취한 단면도 및 사용 상태도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : HCLU 링 구조물, 12 : 노즐,

14 : 공급통로, 16 : 본체,

18 : 분사 홀, 20 : 멤브레인,

22 : 리테이너 링, 100 : CMP 장치,

102 : 연마 헤드, 104 : 연마 패드,

110 : 웨이퍼

Claims

삭제
화학적 기계적 연마장치용 HCLU 유닛에 장착되는 HCLU 링 구조물에 있어서,

상기 HCLU 링 구조물은, 원형인 링 본체와, 상기 링 본체의 상면 일정부위에 형성된 하나 이상의 분사홀과, 상기 분사홀에서 일정거리로 이격되어 형성된 하나 이상의 관통홀과, 상기 관통홀에 장착되는 하나 이상의 노즐, 및 상기 분사홀과 상기 관통홀이 연통하도록 상기 링 본체의 내부에 형성되는 세정액 공급통로를 포함하되,

상기 하나 이상의 분사홀에서 분사되는 세정액은 연마 헤드의 멤브레인(membrane)과 리테이너 링(retainer ring) 사이에 분사되고, 상기 관통홀에 장착되는 하나 이상의 노즐에서 분사되는 세정액은 상기 리테이너 링의 하부에 분사되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치용 HCLU 링 구조물.