KR20090123043A - Retainer ring structure for chemical-mechanical polishing machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학 기계적 연마(chemical-mechanical polishing, 이하 CMP 라함) 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CMP 공정 중 실리콘 웨이퍼(wafer)의 위치를 고정시켜 주는 리테이너 링 구조물의 금속 및 수지재의 링을 서로 용이하고 단단하게 결합시킴으로써 평탄도 유지를 증가시키고 리테이너 링의 장착시간을 감소시킬 뿐만 아니라 헤드에 장착되는 볼트의 부식에 따른 내구성을 향상시킬 수 있어 상품성을 증대시킬 수 있는 CMP 장치용 리테이너 링 구조물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus, and more particularly, a metal and resin ring of a retainer ring structure that fixes a position of a silicon wafer during a CMP process. The retainer ring structure for CMP devices can be easily and tightly combined to increase the maintenance of flatness and reduce the mounting time of the retainer ring as well as to improve the durability due to the corrosion of the bolts mounted on the head. It is about.
일반적으로, 반도체 소자의 고속화 및 고집적화에 따라 다층 배선 구조에 있어서 배선 층수의 증가와 배선 패턴의 미세화에 대한 요구가 갈수록 높아져 다층배선 기술이 서브 마이크론 공정에서 중요한 과제이다.In general, with the high speed and high integration of semiconductor devices, there is an increasing demand for increasing the number of wiring layers and miniaturization of wiring patterns in a multilayer wiring structure, so that multilayer wiring technology is an important problem in a submicron process.
특히 0.35㎛ 이하의 공정 시대에 들어서면서 미세패턴 형성을 실현하기 위한 노광장치의 촛점심도에 대한 공정 여유가 줄어듦에 따라 충분한 촛점 심도를 확보하기 위하여 칩 영역에 걸친 광역 평탄화 기술이 요구된다.In particular, as the process era of 0.35 μm or less is reduced, a process margin for the depth of focus of an exposure apparatus for realizing fine pattern formation is reduced, and a wide area planarization technique is required to secure a sufficient depth of focus.
따라서 광역평탄화를 실현하기 위해 화학 기계적 연마(CMP)라고 불리는 기술이 현재 널리 이용되고 있으며 이러한 기술이 반도체 소자 제조공정에 필수적으로 적용되고 있을 뿐만 아니라 차세대 소자에 대해 활발히 연구되고 있다. 그리고 상기한 CMP 기술은 소자의 고속화를 실현하기 위해 다층 배선이 요구되는 논리형 소자에 많이 적용되고 있을 뿐만 아니라 기억형 소자에서도 다층화 되어감에 따라 점차적으로 적용을 하고 있는 추세이다.Therefore, a technique called chemical mechanical polishing (CMP) is widely used to realize wide-area flattening, and this technique is not only applied to a semiconductor device manufacturing process but also actively researched for next-generation devices. In addition, the above-described CMP technology is not only applied to logic devices that require multi-layer wiring in order to realize high speed, but also gradually applied to memory devices as they are multilayered.
그리고 상기한 CMP 장치에서 기계적인 작용을 담당하기 위해 웨이퍼를 고정하는 연마 헤드에는 리테이너 링(retainer ring)이 설치되어 있고 이러한 리테이너 링은 홀딩된 웨이퍼의 정위치를 고정하는데 이용된다.In addition, a retainer ring is installed in the polishing head that fixes the wafer to perform a mechanical action in the CMP apparatus, and the retainer ring is used to fix the held wafer in position.
그러나 상기 리테이너 링은 수지재인 플래스틱으로만 제조되어 있어 강도가 약할뿐 아니라 CMP 공정 전에 행해지는 링 자체의 평탄화 작업시에 소요되는 시간이 많아지고 커버 볼트 조임에 의한 힘의 불균형으로 인해 편마모가 발생되는 문제점이 있었다.However, the retainer ring is made of plastic, which is only made of resin, so that the strength of the retainer ring is not only weak, but also increases the time required for the planarization of the ring itself before the CMP process, and uneven wear occurs due to the unbalance of the force of the cover bolt. There was a problem.
이에 따라 금속과 플래스틱과 같은 수지재로 제조한 링을 사용하나 화학적인 연마를 위해 공급되는 액상의 슬러리가 용이하게 리테이너 링에서 배출되지 못하여 웨이퍼 연마시 표면 스크래치(scratch)가 발생될 뿐만 아니라 리테이너 링의 내부 세척이 어려움에 따라 발생되는 이물질에 의해 표면 스크래치가 발생되는 문제점을 내포하고 있었다.As a result, a ring made of a resin material such as metal and plastic is used, but the liquid slurry supplied for chemical polishing is not easily discharged from the retainer ring, so that surface scratches occur during wafer polishing, as well as the retainer ring. There was a problem that the surface scratches caused by the foreign matter caused by the internal cleaning of the difficulty.
게다가 금속재의 링과 수지재 링의 결합이 어렵고 이에 따라 작업성이 감소될 뿐만 아니라 결합시 본딩이나 용접 등이 이용되나 그 기능이 미비하고 불균일한 결합으로 인해 편마모가 발생되는 문제점이 내포되어 있었다.In addition, it is difficult to combine the metal ring and the resin ring, and thus workability is reduced, and bonding or welding is used at the time of joining, but the function is inferior and uneven bonding causes uneven wear.
따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 리테이너 링 구조물의 금속 및 수지재의 링을 서로 용이하고 단단하게 결합시킴으로써 평탄도 유지가 지속되고 리테이너 링의 장착시간을 감소시킬 뿐만 아니라 헤드에 장착되는 볼트의 부식에 따른 내구성을 향상시킬 수 있어 상품성을 증대시킬 수 있는 CMP 장치용 리테이너 링 구조물을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, the object of the present invention is to maintain the flatness by easily and tightly bonding the ring of the metal and resin material of the retainer ring structure with each other and the mounting of the retainer ring The present invention provides a retainer ring structure for a CMP device that not only reduces time but also improves durability due to corrosion of bolts mounted to the head, thereby increasing the marketability.
이러한 상기 목적은 본 발명에 의해 달성되며, 본 발명의 일면에 따라, 화학 기계적 연마(CMP)장치용 리테이너 링 구조물은, 상기 화학 기계적 연마 장치의 헤드에 결합되기 위한 다수의 볼트구멍이 상하로 관통하여 형성되는 금속재의 내장 링과, 이 내장 링에 형성된 다수의 볼트 구멍의 상면이 외부에 노출되도록 상기 내장 링을 감싸서 형성되는 수지재의 외장 링, 및 상기 볼트 구멍의 외주변에 장착되는 금속재의 부싱을 포함한다.This object is achieved by the present invention, and in accordance with one aspect of the present invention, a retainer ring structure for a chemical mechanical polishing (CMP) device includes a plurality of bolt holes penetrating up and down for coupling to a head of the chemical mechanical polishing device. And a metal ring mounted on the outer periphery of the bolt hole, a metal ring mounted on the outer periphery of the bolt hole formed by enclosing the metal ring formed by the metal ring, the upper surface of the plurality of bolt holes formed in the internal ring, and being exposed to the outside. It includes.
이때 상기 내장 링과 상기 외장 링을 측면에서 관통하여 형성된 다수의 관통 슬릿을 추가로 포함한다.At this time, the inner ring and the outer ring further comprises a plurality of through slits formed through the side.
그리고 상기 내장 링의 금속재는 STS303, STS304, S45, SS41, Al 중 어느 하나로 제작하고, 상기 부싱은 STS316과 STS316L 중 어느 하나로 제작하는 것이 바람 직하다.And the metal material of the built-in ring is made of any one of STS303, STS304, S45, SS41, Al, the bushing is preferably made of any one of STS316 and STS316L.
본 발명은 상기와 같은 구성에 따라, 금속 및 수지재의 링을 서로 용이하고 단단하게 결합시킴으로써 평탄도 유지가 지속적으로 유지되고 리테이너 링의 장착시간을 감소시킬 뿐만 아니라 헤드에 장착되는 볼트의 부식에 따른 내구성을 향상시키고 보수 유지관리가 용이하여 상품성을 증대시킬 수 있는 효과가 발생한다.According to the configuration as described above, by maintaining the flatness of the retainer ring and the mounting time of the retainer ring by easily and tightly bonding the ring of the metal and the resin material to each other easily and tightly according to the corrosion of the bolt mounted to the head Improved durability and easy maintenance and maintenance has the effect of increasing the marketability.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하며, 또한 본 발명을 설명하는 데 있어서 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily practice the present invention. In describing the present invention, the same reference numerals will be used for the same parts throughout the drawings.
도 1 은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 CMP 장치를 개략적인 나타낸 도면이고, 도 2 는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 리테이너 링 구조물의 개략적인 사시도이며, 도 3a 와 도 3b 는 도 2 에 따른 리테이너 링 구조물의 선 A-A 및 선 B-B를 따라 취한 단면도들이다.1 is a schematic view of a CMP apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic perspective view of a retainer ring structure according to a preferred embodiment of the present invention, Figures 3a and 3b is FIG. Sectional views taken along lines AA and BB of the retainer ring structure according to FIG.
도면에 도시한 바와 같이, 도면 부호 10 으로 도시한 본 고안에 따른 리테이너 링 구조물은 도 1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.As shown in the figure, the retainer ring structure according to the present invention shown by the
우선 CMP 장치는 본체(108)와 연마 헤드(112)로 구성되되 상기 본체(108)는 상면에 장착되는 연마 플래튼(11)과 이 연마 플래튼(110)의 상면에 설치되는 연마 패드(106)를 포함한다.First, the CMP apparatus is composed of a
상기 연마 헤드(112)에는 웨이퍼(100)를 고정하는 리테이너 링 구조물(10)과, 이 구조물(10)이 장착되는 연마 하우징(102) 및 회전 아암(104)으로 구성되며 상기 회전 아암(104)에 의해 연마 하우징(102)이 회전운동을 한다. The
상기 연마 플래튼(110)은 그 상면에 상기 웨이퍼(100)의 표면이 서로 접촉하여 연마가 이루어지는 연마 패드(106)가 구비되며, 그 하측에 구동수단이 연결된 회전 구동축(114)이 형성되어 상기 구동수단에 의해 상기 연마 플래튼(110)은 오비탈(orbital)운동을 하게 된다.The
상기 리테이너 링 구조물(10)은 도 2 와 도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같이, 금속재의 내장 링(12)과 이 내장 링과(12) 결합되는 수지재의 외장 링(14)으로 구성된다.The
상기 내장 링(12)은 상기 연마 헤드(112)에 결합되기 위한 다수의 볼트구멍(16)이 상하로 관통하여 형성되고, 상기 수지재의 외장 링(14)이 상기 내장 링(12)에 형성된 다수의 볼트 구멍(16)의 상면을 외부에 노출되도록 상기 내장 링(12)을 감싸서 형성된다.The
이때 상기 볼트 구멍(16)의 외주변에는 금속재의 부싱(bushing)(18)가 장착되는데 이러한 부싱(18)의 장착은 용접이나 본딩 및 압입공정 등을 이용할 수 있다는 것은 당업자가 용이하게 알 수 있을 것이다.At this time, the bushing (18) of the metal material is mounted on the outer periphery of the bolt hole (16). The mounting of the bushing (18) can be easily understood by those skilled in the art that it is possible to use a welding, bonding and indentation process. will be.
게다가 상기 내장 링(12)과 외장 링(14)을 측면에서 관통하여 형성된 다수의 관통 슬릿(20)을 추가로 포함하는데 이것은 웨이퍼의 가공시 발생하는 슬러리의 용 이한 배출을 제공하기 위해 형성된 것이다.In addition, it further includes a plurality of through
이때 상기 외장 링(14)은 통상적으로 금속 및 기타 다른 물질보다 우수한 기계적 성질, 내화학성, 높은 내열온도특성을 갖는 수지재로 제조하는 것이 바람직한데 예를 들어, 폴리에테르에트레케톤(PEEK), 폴리에틸렌(POM), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리벤지미다졸(PBI), 아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드(PEI), LL5, XF1, PVC 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물을 이용하는 것이 바람직하다.In this case, the
그리고 상기 내부 링(12)의 금속재는 STS(steel use stainless)(한국 KS 규격)303,STS304, S45C(중탄소강이며 평균 탄소량 0.45%인 강),SS41(인장강도가 41 kg/mm2 이상인 일반구조용 압영강재), Al 중 어느 하나로 제작하고, 상기 부싱(18)은 내화학성이 강한 STS316과 STS316L(STS316보다 탄소량이 낮게 함유된 강) 중 어느 하나로 제작하는 것이 바람직하다.And the metal material of the
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부싱이 장착된 리테이너 링 구조물의 요부 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating main parts of a retainer ring structure with a bushing according to another embodiment of the present invention.
도 4 에 따른 실시예에서의 부싱(30)은 외측 일정부위에서 턱부를 형성시킨 것으로 이러한 턱부 형성은 서로 다른 재질의 내장 링(12)과 부싱(30)의 결합을 용이하게 하기 위한 것으로 이 이외의 구성은 도 3a 와 3b 에 따른 실시예와 동일하므로 이하 생략하기로 한다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위 를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
도 1 은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 CMP 장치를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 리테이너 링 구조물의 개략적인 사시도. 2 is a schematic perspective view of a retainer ring structure in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 3a 와 도 3b 도 2 에 따른 리테이너 링 구조물의 선 A-A 및 선 B-B를 따라 취한 단면도.3a and 3b a sectional view taken along lines A-A and B-B of the retainer ring structure according to FIG. 2;
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부싱이 장착된 리테이너 링 구조물의 요부 단면도.4 is a cross-sectional view of a main portion of a retainer ring structure equipped with a bushing according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 리테이너 링 구조물, 12 : 내장 링,10: retainer ring structure, 12: built-in ring,
14 : 외장 링, 16 : 볼트 구멍,14: outer ring, 16: bolt holes,
18,30 : 부싱, 20 : 관통 슬릿,18,30 bushing, 20 through slit,
22 : 그루브, 22: groove,
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KR1020080048922A KR20090123043A (en) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | Retainer ring structure for chemical-mechanical polishing machine |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101224539B1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-01-21 | 한상효 | Retainer ring for polishing wafer |
US20150183077A1 (en) * | 2012-08-29 | 2015-07-02 | Cnus Co., Ltd. | Retainer ring structure for chemical-mechanical polishing apparatus and method for manufacturing the same |
CN111318959A (en) * | 2020-04-16 | 2020-06-23 | 清华大学 | Retaining ring and carrier head for chemical mechanical polishing |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101224539B1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-01-21 | 한상효 | Retainer ring for polishing wafer |
US20150183077A1 (en) * | 2012-08-29 | 2015-07-02 | Cnus Co., Ltd. | Retainer ring structure for chemical-mechanical polishing apparatus and method for manufacturing the same |
US10449649B2 (en) * | 2012-08-29 | 2019-10-22 | Cnus Co., Ltd. | Retainer ring structure for chemical-mechanical polishing apparatus and method for manufacturing the same |
CN111318959A (en) * | 2020-04-16 | 2020-06-23 | 清华大学 | Retaining ring and carrier head for chemical mechanical polishing |
CN111318959B (en) * | 2020-04-16 | 2024-02-06 | 清华大学 | Retaining ring and carrier head for chemical mechanical polishing |
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