KR20100012719U - retainer ring structure for chemical-mechanical polishing machine - Google Patents
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Abstract
본 고안은 화학 기계적 연마 장치(CMP)용 리테이너 링 구조물에 관한 것으로, 이러한 구조물은, 상기 화학 기계적 연마 장치의 헤드에 결합되기 위한 다수의 볼트구멍이 상면에 형성된 메인 링과, 상기 메인 링의 상부에서 일정거리 만큼 이격되어 상기 메인 링의 가장자리 둘레를 따라 테두리로 형성되는 보조 링과, 상기 메인 링의 하부에서 하향으로 전개되어 형성되되 방사상 등 간격으로 절개되어 형성된 다수의 절개부로 갖는 하부 링이 수지재로 일체로 형성된다. 이때 상기 보조 링의 외측면에 실리콘 패드로 부착시키고, 상기 메인 링의 상부와 상기 보조 링 사이에 형성된 홈부에는 슬립 패드가 충전되는 것이 바람직하다. 본 고안은 상기와 같은 구성에 따라, 리테이너 링 구조물의 하부에는 방사상 등간격으로 절개부를 형성시켜 슬러리를 용이하게 배출시킬 뿐 만 아니라 수지재질로 하여 일체로 구성시킴으로써 리테이너 링의 장착시간을 감소시켜 작업성을 향상시키고 불량율을 감소시켜 상품성을 증대시킬 수 있는 효과가 발생한다.The present invention relates to a retainer ring structure for a chemical mechanical polishing apparatus (CMP), the structure comprising a main ring having a plurality of bolt holes in the upper surface for coupling to the head of the chemical mechanical polishing apparatus, and an upper portion of the main ring The lower ring having a plurality of incisions formed by being spaced apart by a predetermined distance from the auxiliary ring is formed along the periphery of the edge of the main ring as a border, and is formed to be developed downward downward from the bottom of the main ring and cut at radial equal intervals. It is integrally formed with ash. In this case, it is preferable to attach the outer surface of the auxiliary ring with a silicon pad, and a slip pad is filled in the groove formed between the upper part of the main ring and the auxiliary ring. According to the above configuration, the lower part of the retainer ring structure is formed at the radial equal intervals so as to not only easily discharge the slurry but also to form the resin material integrally to reduce the mounting time of the retainer ring There is an effect that can increase the commerciality by improving the properties and reducing the defective rate.
연마장치, 리테이너 링, 웨이퍼, 수지재, 실리콘 Polishing device, retainer ring, wafer, resin material, silicon
Description
본 고안은 화학 기계적 연마(chemical-mechanical polishing, 이하 CMP 라함) 장치용 리테이너 링 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CMP 공정 중 실리콘 웨이퍼(wafer)의 위치를 고정시켜 주는 리테이너 링 구조물의 하부에는 방사상 등간격으로 절개부를 형성시켜 슬러리를 용이하게 배출시킬 뿐 만 아니라 수지재질로 하여 일체로 구성시킴으로써 리테이너 링의 장착시간을 감소시켜 작업성을 향상시키고 불량율을 감소시켜 상품성을 증대시킬 수 있는 CMP 장치용 리테이너 링 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a retainer ring structure for a chemical-mechanical polishing (CMP) device, and more particularly, to a radial portion of the retainer ring structure that fixes the position of a silicon wafer during the CMP process. CMP device that can not only easily discharge the slurry by forming the cutouts at equal intervals but also consist of resin material to be integrated to reduce the mounting time of the retainer ring to improve the workability and reduce the defective rate to increase the commerciality A retainer ring structure.
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 미세패턴형성을 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 the exposure apparatus for realizing fine pattern formation is reduced as the process era of 0.35 μm or less is reduced, a wide area planarization technique over the chip region 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.
이에 따라 재활용을 할 수 있는 금속과 플래스틱과 같은 수지재로 제조한 링을 널리 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, the ring made of recyclable metals and plastics is widely used, but the liquid slurry supplied for chemical polishing cannot be easily discharged from the retainer ring, resulting in surface scratches during wafer polishing. In addition to the occurrence of the surface scratches caused by the foreign matter generated by the internal cleaning of the retainer ring is difficult.
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 것 으로서, 본 고안의 목적은 리테이너 링 구조물의 하부에는 방사상 등간격으로 절개부를 형성시켜 슬러리를 용이하게 배출시킬 뿐 만 아니라 수지재질로 하여 일체로 구성시킴으로써 리테이너 링의 장착시간을 감소시켜 작업성을 향상시키고 불량율을 감소시켜 상품성을 증대시킬 수 있는 CMP 장치용 리테이너 링 구조물을 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention is devised to solve the problems as described above, the object of the present invention is to form a cutout at radial equal intervals in the lower portion of the retainer ring structure to easily discharge the slurry as well as the resin material The present invention provides a retainer ring structure for a CMP apparatus that can be integrated to reduce the mounting time of the retainer ring, thereby improving the workability and reducing the defective rate, thereby increasing the marketability.
이러한 상기 목적은 본 고안에 의해 달성되며, 본 고안의 일면에 따라, 화학 기계적 연마 장치(CMP)용 리테이너 링 구조물은, 상기 화학 기계적 연마 장치의 헤드에 결합되기 위한 다수의 볼트구멍이 상면에 형성된 메인 링과, 상기 메인 링의 상부에서 일정거리 만큼 이격되어 상기 메인 링의 가장자리 둘레를 따라 테두리로 형성되는 보조 링과, 상기 메인 링의 하부에서 하향으로 전개되어 형성되되 방사상 등 간격으로 절개되어 형성된 다수의 절개부로 갖는 하부 링이 수지재로 일체로 형성된다. This object is achieved by the present invention, and according to one aspect of the present invention, a retainer ring structure for a chemical mechanical polishing apparatus (CMP) has a plurality of bolt holes formed on an upper surface thereof to be coupled to a head of the chemical mechanical polishing apparatus. A main ring, an auxiliary ring spaced apart by a predetermined distance from an upper portion of the main ring, and formed as an edge along an edge of the main ring; A lower ring having a plurality of cutouts is integrally formed of a resin material.
이때 상기 보조 링의 외측면에 실리콘 패드로 부착시키고, 상기 메인 링의 상부와 상기 보조 링 사이에 형성된 홈부에는 슬립 패드가 충전되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to attach the outer surface of the auxiliary ring with a silicon pad, and a slip pad is filled in the groove formed between the upper part of the main ring and the auxiliary ring.
본 고안은 상기와 같은 구성에 따라, 리테이너 링 구조물의 하부에는 방사상 등간격으로 절개부를 형성시켜 슬러리를 용이하게 배출시킬 뿐 만 아니라 수지재질로 하여 일체로 구성시킴으로써 리테이너 링의 장착시간을 감소시켜 작업성을 향상 시키고 불량율을 감소시켜 상품성을 증대시킬 수 있는 효과가 발생한다.According to the above configuration, the lower part of the retainer ring structure is formed at the radial equal intervals so as to not only easily discharge the slurry but also to form the resin material integrally to reduce the mounting time of the retainer ring There is an effect that can improve the productability by improving the properties and reducing the defective rate.
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 설명하며, 또한 본 고안을 설명하는 데 있어서 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, in order to be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and also In describing the present invention, the same reference numerals will be used for the same parts throughout the drawings.
도 1 은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 CMP 장치를 개략적인 나타낸 도면이고, 도 2 는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 리테이너 링 구조물의 개략적인 평면 사시도이며, 도 3 은 2 에 따른 리테이너 링 구조물의 배면 사시도이다.1 is a schematic view showing a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic plan perspective view of a retainer ring structure according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a retainer according to 2 Back perspective view of the ring structure.
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 접촉하 여 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 3 에 도시된 바와 같이, 상기 화학 기계적 연마 장치의 헤드(112)에 결합되기 위한 다수의 볼트구멍(16)이 상면에 형성된 메인 링(12)과, 보조 링(14) 및 하부 링(18)으로 구성된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
상기 보조 링(14)는 상기 메인 링(12)의 상부에서 일정거리 만큼 이격되어 상기 메인 링(12)의 가장자리 둘레를 따라 테두리로 형성되고, 상기 하부 링(18)은 상기 메인 링(12)의 하부에서 하향으로 전개되어 형성되되 방사상 등 간격으로 절개되어 형성된 다수의 절개부(20)로 갖는다.The
이때 상기 메인 링(12), 보조 링(14) 및 상기 하부 링(18)이 일체로 형성되되 수지재로 이루어진다.At this time, the
게다가 상기 보조 링(14)의 외측면에 실리콘 패드(도면 생략)로 부착시키는데 이는 상기 리테이너 링 구조물(10)의 상하 요동을 방지할 뿐 아니라 평탄화 공정에 따른 이물질의 발생을 억제 시키는 기능을 수행하게 된다.In addition, it is attached to the outer surface of the
또한 상기 메인 링(12)의 상부와 상기 보조 링(14) 사이에 형성된 홈부(22)에는 슬립 패드로 충전시켜 보다 원활한 평탄화 공정이 이루어 지도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the
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 실용신안등록청구구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments described, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or modifications will have to belong to the utility model registration claims of the present invention.
도 1 은 본 고안의 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 고안의 바람직한 일실시예에 따른 리테이너 링 구조물의 개략적인 평면 사시도.Figure 2 is a schematic plan perspective view of the retainer ring structure according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 2 에 따른 리테이너 링 구조물의 배면 사시도.3 is a rear perspective view of the retainer ring structure according to FIG. 2;
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 리테이너 링 구조물, 12 : 메인 링,10: retainer ring structure, 12: main ring,
14 : 보조 링, 16 : 볼트 구멍,14: secondary ring, 16: bolt hole,
18 : 하부 링, 20 : 절개부,18: lower ring, 20: incision,
22 : 홈부 22: groove
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