KR20090124017A - Retainer ring of chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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KR20090124017A KR1020080050007A KR20080050007A KR20090124017A KR 20090124017 A KR20090124017 A KR 20090124017A KR 1020080050007 A KR1020080050007 A KR 1020080050007A KR 20080050007 A KR20080050007 A KR 20080050007A KR 20090124017 A KR20090124017 A KR 20090124017A
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Abstract

PURPOSE: A retainer ring of a CMP(Chemical Mechanical Polishing) apparatus is provided to control the contact area between a retainer ring and a polishing pad by laminating plural unit retainer rings, connecting a cylinder to each unit retainer ring, and controlling vertical height of a unit retainer ring. CONSTITUTION: A retainer ring of a CMP(Chemical Mechanical Polishing) apparatus comprises plural unit retainer rings(41,42,43,44). The unit retainer rings are formed in concentric circle shapes with different diameters. The unit retainer rings are laminated. Cylinders(31,32,33,34) are connected to the unit retainer rings. The cylinders adjust the vertical height. The contact area of a polishing pad surface and the pressure distribution condition are controllable in the CMP apparatus contacted with the retainer ring composed of the plural unit retainer rings.

Description

ＣＭＰ 장치의 리테이너링{Retainer ring of chemical mechanical polishing apparatus}Retainer ring of chemical mechanical polishing apparatus

본 발명은 화학적·기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, 이하 'CMP'라 함)장치의 리테이너링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CMP 장치의 폴리싱헤드에 장착되어 웨이퍼를 지지하는 리테이너링의 구조를 직경을 달리하는 다수의 동심원 형태로 이루어진 단위 리테이너링이 조합된 형태로 구성하고, 각각의 단위 리테이너링에는 상하 이동을 위한 실린더를 연결하여, 리테이너링과 접촉되는 폴리싱패드 표면의 접촉면적 및 압력분포 상태를 조절함으로써 웨이퍼 에지부에서의 연마 균일도를 향상시킬 수 있도록 된 CMP 장치의 리테이너링에 관한 것이다.The present invention relates to a retaining of a chemical mechanical polishing (CMP) device, and more particularly to a diameter of a retainer ring mounted on a polishing head of a CMP device to support a wafer. Unit retainer ring consisting of a plurality of different concentric circles is formed in a combined form, and each unit retainer ring is connected with a cylinder for vertical movement, and the contact area and pressure distribution state of the polishing pad surface in contact with the retainer ring The present invention relates to a retaining of a CMP apparatus that can be adjusted to improve polishing uniformity at the wafer edge.

현재 반도체 제조 공정에 있어서 반도체 소자가 고집적화 되어가고 금속배선이 다층화됨에 따라 층간 절연막의 평탄화 정도가 후속 공정에 미치는 영향이 점차 커지고 있어 층간 절연막에 대한 평탄화 공정의 중요성이 증가하고 있다.In the current semiconductor manufacturing process, as semiconductor devices have been highly integrated and metal wiring has been multilayered, the leveling effect of the planarization of the interlayer insulating film is gradually increasing, and the importance of the planarization process for the interlayer insulating film is increasing.

이러한 평탄화 공정을 위해 SOG(spin on glass), 에치백(etch back), 리플로우(reflow), CMP 공정 등의 여러 평탄화 방법이 개발되어 반도체 제조공정에 적용되고 있다.For the planarization process, various planarization methods such as spin on glass, etch back, reflow, and CMP processes have been developed and applied to semiconductor manufacturing processes.

상기 CMP 공정은 슬러리(slurry)에 의한 화학반응과 폴리싱패드에 의한 기계적 가공이 동시에 이루어지는 평탄화 공정으로서, 기존의 평탄화 방식인 리플로우 또는 에치백 공정 등과 비교해서 광역 평탄화를 이루는 동시에 소자와 소자간의 분리(isolation) 및 소자의 다층화를 이룰 수 있는 장점이 있다.The CMP process is a planarization process in which a chemical reaction by a slurry and a mechanical processing by a polishing pad are simultaneously performed, and a wide area planarization is performed at the same time as a conventional planarization method such as a reflow or etchback process. (isolation) and the multi-layered device has the advantage that can be achieved.

도 1은 종래 CMP 장치의 구성을 나타낸 요부절개 사시도이다.1 is a perspective view of a main portion cutaway showing the configuration of a conventional CMP apparatus.

CMP 장치(10)는 테이블(4)의 상면에 폴리싱패드(5)가 부착되어 상기 테이블(4)의 회전시 함께 회전하게 된다. CMP 공정에서 폴리싱패드(5)는 웨이퍼(1)의 평탄화 능력과 연마비를 결정하는 중요한 부분이다. 웨이퍼(1)는 리테이너링(2)에 의해 폴리싱헤드(3)의 하측에 고정되며, 상기 폴리싱헤드(3)의 회전시 함께 회전하게 된다. 평탄화 대상인 웨이퍼(1)는 폴리싱헤드(3)의 하방향 하중에 의해 폴리싱패드(5)에 압력을 작용하게 되고, 상기 폴리싱헤드(3)와 폴리싱패드(5)의 상대적인 회전속도의 차이에 의해 웨이퍼(1) 표면의 평탄화 공정이 진행된다. The CMP apparatus 10 has a polishing pad 5 attached to an upper surface of the table 4 to rotate together with the table 4 when the table 4 is rotated. In the CMP process, the polishing pad 5 is an important part in determining the planarization capability and the polishing ratio of the wafer 1. The wafer 1 is fixed to the lower side of the polishing head 3 by the retainer ring 2, and rotates together when the polishing head 3 is rotated. The wafer 1 to be planarized exerts a pressure on the polishing pad 5 by the downward load of the polishing head 3, and by the difference in the relative rotational speeds of the polishing head 3 and the polishing pad 5. The planarization process of the surface of the wafer 1 is advanced.

이때, 폴리싱패드(5)의 일측으로는 슬러리 공급기(6)를 통해 슬러리(7)가 폴리싱패드(5)의 상면으로 분사되어 웨이퍼(1)의 연마가 이루어진다. CMP 진행중 웨이퍼(1)는 실리카 현탁액인 슬러리(7)가 인가된 폴리싱패드(5)위에 놓이게 되며, 높은 압력에서 회전운동을 한다. 상기 CMP 장치(10)의 일측에는 폴리싱패드(5)의 컨디셔닝 효과를 개선하기 위한 컨디셔닝 디스크(20)와 컨디셔너 암(21)이 설치된다.At this time, one side of the polishing pad 5, the slurry 7 is injected to the upper surface of the polishing pad 5 through the slurry feeder 6 to polish the wafer 1. During CMP, the wafer 1 is placed on the polishing pad 5 to which the slurry 7, which is a silica suspension, is applied, and rotates at a high pressure. One side of the CMP apparatus 10 is provided with a conditioning disk 20 and a conditioner arm 21 to improve the conditioning effect of the polishing pad 5.

도 2는 종래 폴리싱헤드에 리테이너링이 결합된 상태 및 웨이퍼에 접하는 폴리싱패드 표면에서의 압력분포 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 종래 폴리싱패드 에 접하는 웨이퍼 표면의 중앙부와 에지부에서의 압력분포 상태를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a state in which retainer rings are coupled to a conventional polishing head and a pressure distribution state on a polishing pad surface in contact with a wafer, and FIG. 3 is a pressure distribution state in a center portion and an edge portion of a wafer surface in contact with a conventional polishing pad. It is sectional drawing which shows.

폴리싱헤드(3)의 하부에는 진공라인(11)에 소통된 공간인 압력실(12)이 형성되어 있고, 상기 압력실(12) 내부 공간에 진공이 인가되면 상기 폴리싱헤드(3)의 저면에는 웨이퍼(1)가 고정된다.A pressure chamber 12, which is a space communicated with the vacuum line 11, is formed below the polishing head 3, and when a vacuum is applied to the space inside the pressure chamber 12, a bottom surface of the polishing head 3 is formed. The wafer 1 is fixed.

CMP 공정의 진행중에, 상기 폴리싱헤드(3)는 회전운동과 요동운동을 동시에 행하며 일정압력으로 상기 웨이퍼(1)를 폴리싱패드(5)측으로 가압하게 된다.In the course of the CMP process, the polishing head 3 simultaneously performs the rotational and rocking motion and presses the wafer 1 toward the polishing pad 5 at a constant pressure.

상기 폴리싱헤드(3)의 하부에는 웨이퍼(1)의 크기보다 조금 더 큰 직경의 테두리 형상을 갖는 리테이너링(2)이 구비되어, 공정이 진행되는 동안에 폴리싱헤드(3)의 자체하중이 포함된 가압력과 폴리싱패드(5)가 회전하면서 웨이퍼(1)와의 사이에 발생하는 마찰력에 의해 웨이퍼(1)가 외측으로 이탈되는 것을 방지하도록 지지하는 역할을 한다.The lower portion of the polishing head (3) is provided with a retaining ring (2) having an edge shape slightly larger than the size of the wafer (1), the self-load of the polishing head (3) is included during the process As the pressing force and the polishing pad 5 rotate, they serve to prevent the wafer 1 from escaping outward due to the friction force generated between the wafer 1 and the wafer 1.

CMP 과정에서 상기 리테이너링(2)은 하측으로 접촉되는 폴리싱패드(5)에 압력을 주게 된다. 이 때, 상기 리테이너링(2)과 접촉되는 폴리싱패드(5)의 표면에는 도 2의 타원형 점선 내에 실선으로 표시한 부분과 같은 압력분포 프로파일이 나타난다. In the CMP process, the retainer ring 2 applies pressure to the polishing pad 5 which is in contact with the lower side. At this time, on the surface of the polishing pad 5 in contact with the retaining ring 2, a pressure distribution profile such as a portion indicated by a solid line in the oval dotted line of FIG. 2 appears.

상기 폴리싱패드(5) 표면에서의 불균일한 압력분포는, 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼(1) 에지부(E)에서의 압력분포를 불균일하게 형성하게 된다.Non-uniform pressure distribution on the surface of the polishing pad 5 results in non-uniform pressure distribution at the edge portion E of the wafer 1, as shown in FIG.

즉, 웨이퍼(1)의 중앙부(C)에서는 폴리싱패드(5)와의 접촉에 의한 압력의 분포가 균일하게 형성되지만, 웨이퍼(1)의 에지부(E)에서는 웨이퍼(1)의 가장자리로 갈수록 타원형 점선 내의 점선으로 표시된 바와 같은 압력분포 프로파일이 나타난다. 여기서 타원형 점선 내의 실선은 웨이퍼(1)의 윤곽선을 나타낸 것이다.That is, the pressure distribution due to contact with the polishing pad 5 is uniformly formed in the central portion C of the wafer 1, while the edge portion E of the wafer 1 is elliptical toward the edge of the wafer 1. The pressure distribution profile appears as indicated by the dotted line in the dashed line. The solid line in the oval dotted line shows the outline of the wafer 1 here.

이렇게 웨이퍼(1) 에지부(E)에서의 불균일한 압력분포는 CMP 공정의 수행 결과 웨이퍼(1) 표면의 불균일한 프로파일을 초래하는 문제점이 있다.The non-uniform pressure distribution at the edge portion E of the wafer 1 thus causes a problem of uneven profile of the surface of the wafer 1 as a result of performing the CMP process.

그러나 종래의 리테이너링(2)은 그 크기와 두께가 일정한 형태로 규격화되어 있어 제품 출하 당시의 스펙(spec) 및 마모도에 따라서 CMP 공정에 많은 영향을 미치게 되며, 특히 웨이퍼(1) 에지부(E)에서의 압력분포 상태를 균일하게 조절할 수 없는 고정된 구조로 되어 있어 CMP 공정의 연마 균일도가 떨어지는 문제점이 있다.However, the conventional retainer ring (2) is standardized to have a constant size and thickness, which affects the CMP process according to the spec and wear at the time of shipment of the product. In particular, the edge portion (E) of the wafer (1) ), There is a problem in that the polishing uniformity of the CMP process is lowered because it has a fixed structure that cannot uniformly control the pressure distribution state.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, CMP 공정에서 리테이너링과 폴리싱패드 간의 접촉면적 및 압력분포 상태를 균일하게 조절하여 CMP 공정에서 웨이퍼 표면 전체의 연마 균일도를 향상시킬 수 있도록 하는 CMP 장치의 리테이너링을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by uniformly adjusting the contact area and pressure distribution between the retaining ring and the polishing pad in the CMP process to improve the polishing uniformity of the entire wafer surface in the CMP process The purpose is to provide retaining of the CMP apparatus.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 CMP 장치의 리테이너링은, CMP 장치의 폴리싱헤드에 장착되어 웨이퍼의 측방향 이동을 방지하도록 지지하는 리테이너링에 있어서, 상기 리테이너링은 직경을 달리하는 동심원 형태로 이루어진 다수의 단위 리테이너링이 인접하여 적층된 형태로 이루어지되, 상기 다수의 단위 리테이너링에는 상기 단위 리테이너링의 상하 높이 조절을 위한 실린더가 각각 연결되어, 상기 단위 리테이너링이 조합된 리테이너링과 접촉되는 상기 CMP 장치의 폴리싱패드 표면의 접촉면적 및 압력분포 상태의 조절이 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.In the retaining ring of the CMP apparatus of the present invention for achieving the above object, the retaining ring is mounted on a polishing head of the CMP apparatus and supported to prevent lateral movement of the wafer. A plurality of unit retainer ring formed of a concentric circle is formed adjacently stacked, the plurality of unit retainer ring is connected to the cylinder for adjusting the vertical height of the unit retainer ring, respectively, the retainer combined with the unit retainer ring Characterized in that the contact area and the pressure distribution of the polishing pad surface of the CMP device in contact with the ring is made possible.

상기 리테이너링은 2 ~ 5 개의 단위 리테이너링의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The retaining ring is characterized by consisting of a combination of two to five unit retainer ring.

상기 단위 리테이너링은 상기 실린더의 작동에 따라 개별적으로 상하 높이 조절이 이루어지는 것을 특징으로 한다.The unit retainer is characterized in that the vertical height adjustment is made individually according to the operation of the cylinder.

본 발명에 따른 CMP 장치의 리테이너링에 의하면, 리테이너링을 직경을 달리하는 다수의 단위 리테이너링이 인접하여 적층된 형태로 구성하고, 각각의 단위 리테이너링에는 실리더를 연결하여 단위 리테이너링의 상하 높이를 조절함과 아울러, 폴리싱패드에 접촉되는 단위 리테이너링의 개수와 상호 조합을 다양하게 구성하여 리테이너링과 폴리싱패드와의 접촉면적을 조절할 수 있게 되므로 폴리싱패드 표면의 압력분포 상태를 균일하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼 에지부에서의 압력분포 상태를 균일하게 조절하여 CMP 공정에 따른 웨이퍼 표면의 연마 균일도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the retaining ring of the CMP apparatus according to the present invention, the retainer ring is formed in a form in which a plurality of unit retainer rings having different diameters are stacked adjacent to each other, and a cylinder is connected to each unit retainer ring, and the upper and lower portions of the unit retainer ring are connected. In addition to adjusting the height, it is possible to adjust the contact area between the retainer ring and the polishing pad by varying the number and mutual combination of unit retainers in contact with the polishing pad. As a result, the pressure distribution at the edge of the wafer may be uniformly adjusted, thereby improving the polishing uniformity of the wafer surface according to the CMP process.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 CMP 장치의 리테이너링의 구조를 나타낸 구성도로서, (a)는 정면도, (b)는 저면도를 나타낸 것이다.4 is a block diagram showing the structure of the retaining ring of the CMP apparatus according to the present invention, (a) is a front view, (b) is a bottom view.

본 발명의 리테이너링(40)은 직경을 달리하는 다수개의 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 조합으로 구성된다. 도시된 도면에서는 상기 단위 리테이너링(41,42,43,44)이 4개로 구성된 실시예를 나타낸 것이다.Retainer ring 40 of the present invention is composed of a combination of a plurality of unit retainer rings (41, 42, 43, 44) of different diameters. In the drawing, the unit retainers 41, 42, 43, 44 are shown in an embodiment consisting of four.

상기 단위 리테이너링(41,42,43,44)은 직경이 큰 것에서부터 작은 것의 순서에 따라 제1 리테이너링(41), 제2 리테이너링(42), 제3 리테이너링(43), 제4 리테이너링(44)으로 구성되고, 상기 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 상측에는 실린 더(31,32,33,34)가 각각 연결되며, 상기 실린더(31,32,33,34)의 실린더축(31a,32a,33a,34a)이 신장과 수축됨에 따라서 상기 단위 리테이너링(41,42,43,44)은 상하로 이동 가능한 구조로 되어 있다.The unit retainer rings 41, 42, 43, and 44 may have a first retainer ring 41, a second retainer ring 42, a third retainer ring 43, and a fourth in the order of diameter from large to small. Retainer ring 44, the cylinder 31, 32, 33, 34 is connected to the upper side of the unit retainer ring (41, 42, 43, 44), respectively, the cylinder (31, 32, 33, As the cylinder shafts 31a, 32a, 33a, 34a of 34 are extended and retracted, the unit retainer rings 41, 42, 43, 44 are movable up and down.

도 4의 (a)에서는 제1 리테이너링(41)으로부터 순차로 제2 리테이너링(42), 제3 리테이너링(43), 제4 리테이너링(44)이 상측으로부터 하측으로 순차로 배치되도록 해당 실린더축(31a,32a,33a,34a)이 신장되어 길이가 조절된 상태의 예를 나타낸 것이다.In FIG. 4A, the second retainer ring 42, the third retainer ring 43, and the fourth retainer ring 44 are sequentially disposed from the first retainer ring 41 in order from the upper side to the lower side. An example of a state in which the cylinder shafts 31a, 32a, 33a, 34a are extended and the length is adjusted is shown.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 단위 리테이너링(41,42,43,44)은 원형의 테두리를 갖는 링 형상이므로 실린더(31,32,33,34)의 작동에 의한 가압력이 상기 단위 리테이너링(41,42,43,44)에 고르게 분포되도록 실린더헤드(50)의 내부 구조(미도시)를 형성할 수 있으며, 당업자에 의해 다양한 형태로 구성될 수 있을 것이다.As shown in (b) of FIG. 4, the unit retainer rings 41, 42, 43, and 44 have a ring shape having a circular edge, and thus the pressing force due to the operation of the cylinders 31, 32, 33, and 34 is measured. An internal structure (not shown) of the cylinder head 50 may be formed to be evenly distributed in the unit retainer rings 41, 42, 43, and 44, and may be configured in various forms by those skilled in the art.

도 5는 본 발명에 따른 CMP 장치의 리테이너링의 사용상태도이다.5 is a state diagram of use of the retaining ring of the CMP apparatus according to the present invention.

이하에서는 리테이너링(40)을 구성하는 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 높이를 서로 달리 조절함으로써 상기 리테이너링(40)과 폴리싱패드(5)가 접촉되는 면적의 조절을 통하여 압력분포 상태를 변화시킬 수 있는 실시예들을 예로 들어 설명한다.Hereinafter, by adjusting the height of the unit retainer rings 41, 42, 43, 44 constituting the retainer ring 40 differently, the pressure is controlled by adjusting the area in which the retainer ring 40 and the polishing pad 5 are in contact with each other. Embodiments capable of changing the distribution state will be described as an example.

도 5의 (a)는 웨이퍼(1)가 하나의 단위 리테이너링인 제4 리테이너링(44)에 의해 지지되고, 나머지 단위 리테이너링(41,42,43)은 상측에 위치된 상태를 나타낸 것이며, 상기 제4 리테이너링(44)과 폴리싱패드(5)간에는 원형띠 모양의 접촉면 적(S1)을 갖게 된다. FIG. 5A illustrates a state in which the wafer 1 is supported by the fourth retainer ring 44 which is one unit retainer ring, and the remaining unit retainer rings 41, 42, and 43 are located on the upper side. In addition, the fourth retainer ring 44 and the polishing pad 5 may have a circular band-shaped contact area S1.

도 5의 (b)는 웨이퍼(1)의 측면 둘레로 두 개의 단위 리테이너링인 제3 리테이너링(43)과 제4 리테이너링(44)에 의해 지지되고, 나머지 단위 리테이너링(41,42)은 상측에 위치된 상태를 나타낸 것이며, 상기 제3 리테이너링(43) 및 제4 리테이너링(44)과 폴리싱패드(5)간에는 접촉면적(S2)을 갖게 된다. 따라서 도 5의 (a)에 따른 실시예보다 더 넓은 접촉이 이루어지게 되어, 압력을 분산시킬 수 있게 된다. FIG. 5B is supported by two unit retainer rings, the third retainer ring 43 and the fourth retainer ring 44, around the side of the wafer 1, and the remaining unit retainer rings 41, 42. Denotes a state located above, and has a contact area S2 between the third retainer ring 43, the fourth retainer ring 44, and the polishing pad 5. Therefore, a wider contact is made than in the embodiment according to FIG. 5 (a), so that the pressure can be dispersed.

도 5의 (c)는 제3 리테이너링(43)과 제4 리테이너링(44)이 웨이퍼(1)의 측면을 지지한 상태에서 제2 리테이너링(32)을 하측으로 이동시켜 폴리싱패드(5)와 접촉면적(S3)을 갖도록 구성한 실시예이며, 도 5의 (d)는 제3 리테이너링(43)과 제4 리테이너링(44)이 웨이퍼(1)의 측면을 지지한 상태에서 제1 리테이너링(41)과 제2 리테이너링(32)을 하측으로 이동시켜 접촉면적(S4)를 갖도록 구성한 실시예이다.5C illustrates the polishing pad 5 by moving the second retainer ring 32 downward while the third retainer ring 43 and the fourth retainer ring 44 support the side surface of the wafer 1. ) And the contact area S3, and FIG. 5D shows the first retainer ring 43 and the fourth retainer ring 44 in a state in which the third retainer ring 43 and the fourth retainer ring 44 support the side surface of the wafer 1. In this embodiment, the retainer ring 41 and the second retainer ring 32 are moved downward to have a contact area S4.

즉, 도 5의 (c),(d)에 따른 실시예는 폴리싱패드(5)와 직접적으로 접촉되는 부분이 웨이퍼(1)의 측면에서 측방향으로 제3 리테이너링(43) 및 제4 리테이너링(44)의 폭만큼 이격된 부분에 형성되도록 하여, 압력이 집중되는 부분의 위치를 변경시킬 수 있게 된다.That is, in the embodiment according to (c) and (d) of FIG. 5, the portion in direct contact with the polishing pad 5 has the third retainer ring 43 and the fourth retainer laterally from the side of the wafer 1. It is possible to change the position of the portion where the pressure is concentrated by being formed in the portion spaced apart by the width of the ring 44.

또한, 도 5의 (e)에서와 같이 제4 리테이너링(44)이 웨이퍼(1)의 측면을 지지한 상태에서, 서로 인접되지 않은 제1 리테이너링(41)과 제3 리테이너링(43)을 하측으로 이동시켜 폴리싱패드(5)에 접촉되도록 구성할 경우에는 폴리싱패드(5)와의 접촉부에서의 압력분포 프로파일을 또 다른 상태로 변경할 수 있게 된다.In addition, as shown in FIG. 5E, the first retainer ring 41 and the third retainer ring 43 which are not adjacent to each other while the fourth retainer ring 44 supports the side surface of the wafer 1. When it is configured to be in contact with the polishing pad 5 by moving downward, the pressure distribution profile at the contact portion with the polishing pad 5 can be changed to another state.

상기한 도 5의 실시예에서는 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 상하 높이 조절을 일정한 높이로 조절한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 높이는 미세한 길이로 조절될 수 있으며, 이에 따라 리테이너링(40)과 접촉되는 폴리싱패드(5) 표면의 위치 및 접촉면적을 조절할 수 있게 되고 상기 폴리싱패드(5) 표면에서의 불균일한 압력분포 프로파일을 균일한 프로파일을 갖도록 조절할 수 있게 된다.In the above-described embodiment of FIG. 5, the case in which the vertical height adjustment of the unit retainer rings 41, 42, 43, 44 is adjusted to a constant height is described as an example, but the unit retainer rings 41, 42, 43, 44 are The height of the can be adjusted to a fine length, it is possible to adjust the position and the contact area of the surface of the polishing pad (5) in contact with the retaining ring 40 and the non-uniform pressure distribution profile on the surface of the polishing pad (5) It can be adjusted to have a uniform profile.

도 6은 본 발명에 따른 리테이너링의 상하 위치 및 두께의 제어단계를 나타낸 블록구성도이다.Figure 6 is a block diagram showing a control step of the vertical position and thickness of the retaining ring according to the present invention.

본 발명의 리테이너링(40)을 구성하는 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 조합은 CMP 공정의 진행중 폴리싱패드 압력측정장치(50)를 이용하여 폴리싱패드(5) 표면의 압력분포 상태를 실시간으로 감지하고, 상기 감지된 압력분포 신호를 수신한 제어부(60)에서는 각 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 상하 위치를 조절하는 해당 실린더(31,32,33,34)의 작동상태를 제어하게 된다.The combination of the unit retainer rings 41, 42, 43, 44 constituting the retainer ring 40 of the present invention is the pressure distribution on the surface of the polishing pad 5 using the polishing pad pressure measuring device 50 during the CMP process. The controller 60, which detects the state in real time and receives the detected pressure distribution signal, controls the corresponding cylinders 31, 32, 33, and 34 to adjust the upper and lower positions of the respective retainer rings 41, 42, 43, and 44. To control the operating status.

상기 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 상하 위치 제어는 각각 개별적으로 이루어져 리테이너링(40)의 저면 프로파일을 평판 및 굴곡 등 다양한 형태로 구성할 수 있게 된다.The upper and lower position control of the unit retainer rings 41, 42, 43, 44 are made separately so that the bottom profile of the retainer ring 40 can be configured in various forms such as a flat plate and a bend.

상기에서는 리테이너링(40)을 4개의 단위 리테이너링(41,42,43,44)의 조합으로 구성한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 그 개수는 해당 장비 및 웨이퍼의 크기(200 mm, 300 mm, 400 mm 등)에 따라서 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.In the above description, the case in which the retainer ring 40 is configured by a combination of four unit retainer rings 41, 42, 43, and 44 has been described as an example. mm, etc.) and may be variously modified.

또한, 폴리싱헤드(50) 하부의 설치가능 공간 및 구현하고자 하는 압력분포 프로파일의 형성을 고려할 때, 단위 리테이너링의 개수는 2 ~ 5개의 범위에서 구성함이 바람직하다. In addition, in consideration of the installation space under the polishing head 50 and the formation of the pressure distribution profile to be implemented, the number of unit retaining rings is preferably configured in the range of 2-5.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. will be.

도 1은 종래 CMP 장치의 구성을 나타낸 요부절개 사시도,1 is a perspective view showing the main parts of the conventional CMP apparatus,

도 2는 종래 폴리싱헤드에 리테이너링이 결합된 상태 및 웨이퍼에 접하는 폴리싱패드 표면에서의 압력분포 상태를 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing a state in which a retaining ring is coupled to a conventional polishing head and a pressure distribution state on a surface of a polishing pad in contact with a wafer;

도 3은 종래 폴리싱패드에 접하는 웨이퍼 표면의 중앙부와 에지부에서의 압력분포 상태를 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing a pressure distribution state at a center portion and an edge portion of a wafer surface in contact with a conventional polishing pad;

도 4는 본 발명에 따른 CMP 장치의 리테이너링의 구조를 나타낸 구성도, 4 is a block diagram showing the structure of the retaining ring of the CMP apparatus according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 CMP 장치의 리테이너링의 사용상태도,5 is a state of use of the retaining ring of the CMP apparatus according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 리테이너링의 상하 위치 및 두께의 제어단계를 나타낸 블록구성도이다.Figure 6 is a block diagram showing a control step of the vertical position and thickness of the retaining ring according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 웨이퍼 2 : 리테이너링1: wafer 2: retaining

3,50 : 폴리싱헤드 4 : 테이블3,50: polishing head 4: table

5 : 폴리싱패드 10 : CMP 장치5: polishing pad 10: CMP apparatus

11 : 진공라인 12 : 압력실 31,32,33,34 : 실린더 31a,32a,33a,34a : 실린더축11 vacuum line 12 pressure chamber 31, 32, 33, 34 cylinder 31a, 32a, 33a, 34a cylinder shaft

40 : 리테이너링 41,42,43,44 : 단위 리테이너링40: Retainer Ring 41,42,43,44: Unit Retainer Ring

50 : 폴리싱패드 압력측정장치 60 : 제어부50: polishing pad pressure measuring device 60: control unit

Claims (3)

CMP 장치의 폴리싱헤드에 장착되어 웨이퍼의 측방향 이동을 방지하도록 지지하는 리테이너링에 있어서,A retaining ring mounted on a polishing head of a CMP apparatus to support the wafer to prevent lateral movement of the wafer, 상기 리테이너링은 직경을 달리하는 동심원 형태로 이루어진 다수의 단위 리테이너링이 인접하여 적층된 형태로 이루어지되, 상기 다수의 단위 리테이너링에는 상기 단위 리테이너링의 상하 높이 조절을 위한 실린더가 각각 연결되어, 상기 단위 리테이너링이 조합된 리테이너링과 접촉되는 상기 CMP 장치의 폴리싱패드 표면의 접촉면적 및 압력분포 상태의 조절이 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 CMP 장치의 리테이너링.The retainer ring is formed of a plurality of unit retainer rings formed of concentric circles having different diameters adjacent to each other, and the plurality of unit retainers are connected to cylinders for adjusting the upper and lower heights of the unit retainer ring, respectively. And retaining the contact area and pressure distribution of the polishing pad surface of the CMP apparatus in which the unit retainer contacts the combined retainer ring. 제1항에 있어서, 상기 리테이너링은 2 ~ 5 개의 단위 리테이너링의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 CMP 장치의 리테이너링.The retainer ring of claim 1, wherein the retainer ring is a combination of two to five unit retainer rings. 제1항에 있어서, 상기 단위 리테이너링은 상기 실린더의 작동에 따라 개별적으로 상하 높이 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 CMP 장치의 리테이너링.The retainer ring of claim 1, wherein the unit retainer ring is vertically adjusted in accordance with the operation of the cylinder.
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