KR20130083873A - 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체 - Google Patents

지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체 Download PDF

Info

Publication number
KR20130083873A
KR20130083873A KR1020130068914A KR20130068914A KR20130083873A KR 20130083873 A KR20130083873 A KR 20130083873A KR 1020130068914 A KR1020130068914 A KR 1020130068914A KR 20130068914 A KR20130068914 A KR 20130068914A KR 20130083873 A KR20130083873 A KR 20130083873A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
annular
support ring
ring
flexible membrane
concentric
Prior art date
Application number
KR1020130068914A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101335554B1 (ko
Inventor
스티븐 엠. 주니가
앤드류 제이. 나겐가스트
정훈 오
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20130083873A publication Critical patent/KR20130083873A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101335554B1 publication Critical patent/KR101335554B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32—Retaining rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Snaps, Bayonet Connections, Set Pins, And Snap Rings (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

베이스 조립체, 지지 링 조립체, 캐리어 링, 및 가요성 막을 가지는 캐리어 헤드가 설명된다. 지지 링 조립체는 고리형 지지 링 및 고리형 챔버를 제공하기 위해 형성된 가요성 막을 가지며, 가요성 막의 고리형 동심 돌출부는 고리형 지지 링의 고리형 동심 리세스와 조립되도록 하는 크기를 가진다.

Description

지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체 {RETAINING RING, FLEXIBLE MEMBRANE FOR APPLYING LOAD TO A RETAINING RING, AND RETAINING RING ASSEMBLY}
본 발명은 일반적으로 기판의 화학적 기계적 폴리싱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학적 기계적 폴리싱에서 이용하기 위한 캐리어 헤드에 관한 것이다.
집적 회로는 통상적으로 실리콘 기판 상의 전도성, 반전도성 또는 절연성 층들의 순차적인 증착에 의해 기판 상에 형성된다. 하나의 제조 단계는 비 평면 상에 필러 층(filler layer)을 증착시키는 단계, 및 비 평면이 노출될 때까지 필러 층을 평탄화하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 전도성 필러 층이 절연성 층의 트렌치들 또는 홀들을 채우기 위해 패턴화된 절연성 층 상에 증착될 수 있다. 이어서 절연성 층의 상승된 패턴이 노출될 때까지 필러 층이 폴리싱된다. 평탄화 후, 절연성 층의 상승된 패턴 사이에 남아있는 전도성 층의 부분들은, 기판 상의 얇은 필름 회로들 사이에 전도성 경로들을 제공하는, 비아들(vias), 플러그들 및 라인들을 형성한다. 또한, 평탄화는 포토리쏘그래피용 기판 표면을 평탄화하는 것이 요구된다.
화학적 기계적 폴리싱(CMP)은 하나의 수용된 평탄화 방법이다. 이러한 평탄화 방법은 통상적으로 기판이 CMP 장치의 캐리어 또는 폴리싱 헤드 상에 장착될 것이 요구된다. 기판의 노출 표면은 회전하는 폴리싱 디스크 패드 또는 벨트 패드에 대항하여 배치된다. 폴리싱 패드는 표준 패드이거나 고정형 연마 패드일 수 있다. 표준 패드는 내구성이 있는 거친 표면을 가지며, 반면 고정형 연마 패드는 구속 매체(containment media)에 고정된 연마 입자들을 가진다. 캐리어 헤드는 제어가능한 로드를 기판 상에 제공하여 폴리싱 패드에 대해 기판을 가압한다. 캐리어 헤드는 폴리싱 동안 기판을 제 위치에 지지하는 지지 링(retaining ring)을 가진다. 하나 이상의 화학 반응제 및 연마 입자들을 포함하는, 슬러리와 같은 폴리싱 액체가 폴리싱 패드의 표면에 공급된다.
하나의 양태에서, 지지 링 조립체가 설명된다. 지지 링 조립체는 고리형 챔버를 제공하기 위해 형성된 가요성 막(membrane) 및 가요성 막 아래 위치설정되는 고리형 지지 링을 가진다. 가요성 막은 동심의 내측벽 및 외측벽, 내측벽 및 외측벽의 상부 에지로부터 수평방향으로 연장하는 고리형 동심 림들, 고리형 하부면, 및 고리형 하부면으로부터 하방으로 연장하는 두 개의 고리형 동심 돌출부들을 가진다. 고리형 지지 링은 기판을 지지하기 위해 기판의 에지 주변을 둘러싸도록 구성된 내측면, 폴리싱 패드와 접촉하도록 구성된 하부면, 고리형 상부면, 및 고리형 상부면 내의 두 개의 고리형 동심 리세스들을 가진다. 가요성 막의 고리형 동심 돌출부들은 고리형 지지 링의 고리형 동심 리세스들 내로 조립되도록 하는 크기를 가진다.
본 발명의 실시예들은 아래의 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 가요성 막의 동심의 내측벽 및 외측벽은 지지 링의 상부 고리형 표면 아래로 연장하는 만곡 부분들을 가질 수 있다. 가요성 막의 고리형 동심 림들 및 고리형 동심 돌출부들은 내측벽 및 외측벽 보다 더 두꺼울 수 있다. 가요성 막의 고리형 하부면은 복수의 원형 홀들을 가질 수 있으며, 각각의 원형 홀은 고리형 하부면으로부터 하방으로 연장하는 두 개의 고리형 동심 돌출부들 사이에 위치설정된다. 지지 링의 고리형 상부면은 복수의 원통형 리세스들을 가질 수 있으며, 각각의 원통형 리세스는 두 개의 고리형 동심 리세스들 사이에 위치설정되어, 가요성 막이 패스너들을 이용하여 지지 링에 고정되도록 한다. 가요성 막은 캐리어 헤드에 클램핑될 수 있다. 가요성 막은 실리콘과 같은 탄성 재료로 형성될 수 있다. 고리형 지지 링은 고리형 하부 부분, 고리형 상부 부분, 및 고리형 상부 부분 및 고리형 하부 부분 사이에 접착 층을 가질 수 있다. 지지 링의 고리형 하부 부분은 복수의 그루브(groove)들을 가질 수 있다. 지지 링의 고리형 상부 부분은 그의 외측면을 따라 고리형 립을 가질 수 있으며, 고리형 립은 수평 하부면, 수직 외측면, 및 비-수평 상부면을 가진다. 지지 링의 고리형 상부 부분은 상부 고리형 표면 및 하부 고리형 표면을 가질 수 있으며, 하부 고리형 표면은 상부 고리형 표면보다 넓다.
또 다른 양태에서, 지지 링이 설명된다. 지지 링은 기판을 지지하도록 기판의 에지 주변을 둘러싸도록 구성되는 내측면을 가지는 고리형 링, 폴리싱 패드와 접촉하도록 구성된 하부면, 고리형 상부면, 고리형 상부면 내의 두 개의 고리형 동심 리세스들, 및 복수의 원통형 리세스들을 포함하며, 각각의 원통형 리세스는 두 개의 고리형 동심 리세스들 사이에 위치설정된다.
본 발명의 실시예들은 아래의 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 고리형 링은 하부면을 구비한 고리형 하부 부분 및 상부면을 구비한 고리형 상부 부분을 가질 수 있으며, 고리형 상부 부분 및 고리형 하부 부분은 상이한 재료들로 형성될 수 있으며, 고리형 상부 부분은 예를 들면, 접착 층에 의해 고리형 하부 부분에 연결될 수 있다. 고리형 하부 부분은 고리형 상부 부분 내의 대응 리세스로 연장하는 돌출부를 가질 수 있으며, 돌출부는 지지 링의 내측면을 따라 연장할 수 있다. 고리형 상부 부분은 고리형 하부 부분보다 더 단단할 수 있다. 지지 링의 하부 고리형 표면은 지지 링의 상부 고리형 표면보다 더 넓을 수 있다. 하부면은 내측면으로부터 외측면으로 연장하는 복수의 그루브들을 포함할 수 있다. 지지 링의 외측면은 고리형 립을 가질 수 있다. 고리형 립은 수평 하부면 및 경사진 상부면을 가질 수 있다. 외측면은 고리형 립 위에 리세스를 형성할 수 있다. 내측면은 바닥으로부터 상부로 내측으로 테이퍼를 형성하는 구역을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막이 설명된다. 가요성 막은 고리형 챔버를 둘러싸기 위한 동심의 내측벽 및 외측벽, 내측벽 및 외측벽의 상부 에지로부터 수평방향으로 연장하는 고리형 동심 림들, 측벽으로 연결되는 고리형 하부면, 및 고리형 하부면으로부터 하방으로 연장하는 두 개의 고리형 동심 돌출부들을 포함한다.
본 발명의 실시예들은 아래의 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 가요성 막의 동심의 내측벽 및 외측벽은 고리형 하부면 아래로 연장하는 만곡부들을 가질 수 있다. 가요성 막의 고리형 동심 림들 및 고리형 동심 돌출부들은 내측벽 및 외측벽보다 더 두꺼울 수 있다. 가요성 막의 고리형 하부면은 복수의 홀들, 예를 들면, 원형 홀들을 더 포함할 수 있으며, 각각의 홀은 두 개의 고리형 동심 돌출부들 사이에 위치설정된다. 홀들은 하부면 둘레에 동일한 각도 간격들로 이격될 수 있다. 가요성 막은 탄성 재료, 예를 들면, 실리콘으로 형성된다.
또 다른 양태에서, 캐리어 링이 설명된다. 캐리어 링은 지지 링 주변을 둘러싸도록 구성되는 내측면, 폴리싱 패드와 접촉하도록 구성되는 하부면, 및 캐리어 헤드에 부착되도록 구성되는 상부면을 가지는 고리형 링을 포함한다. 내측면은 제 1 영역에 인접하고 제 1 영역 위의 내측면의 제 2 영역보다 더 작은 내경을 구비한 하부면에 인접한 제 1 영역을 포함한다.
본 발명의 실시예들은 아래의 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 하부면은 상부면보다 더 작은 내경을 가질 수 있다. 캐리어 링의 외측면은 하부면에 인접한 리세스를 가질 수 있다. 리세스는 수평 하부면, 수직면, 및 수평 하부면과 수직면을 연결하는 경사 섹션을 포함할 수 있다. 수직면은 하부면으로부터 경사 섹션으로 연장할 수 있다. 리세스는 외측면 내에 고리형 스텝(step)을 형성할 수 있으며, 고리형 스텝은 하부면으로부터 연장하는 제 2 수직면, 및 수직면과 제 2 수직면을 연결하는 제 2 수평 하부면을 가질 수 있다. 상부면의 내경 에지 및 외경 에지는 라운드 처리될 수 있다. 복수의 원통형 리세스들은 상부면에 형성될 수 있다. 복수의 원통형 리세스들은 상부면 둘레에 동일한 각도 간격들로 이격될 수 있다. 하부면은 내측면으로부터 외측면으로 연장하는 복수의 그루브들을 포함할 수 있다. 캐리어 링은 동일한 재료, 예를 들면 플라스틱으로 제조되는 단일 유닛일 수 있다. 캐리어 링은 상부면을 가지는 고리형 상부 부분 및 하부면을 가지는 고리형 하부 부분을 포함할 수 있으며, 고리형 하부 부분은 고리형 상부 부분에 연결된다. 캐리어 링의 고리형 상부 부분 및 고리형 하부 부분은 상이한 재료들로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 고리형 상부 부분은 금속으로 형성될 수 있으며 고리형 하부 부분은 플라스틱, 예를 들면, 폴리아미드이미드(polyamidimid)로 형성될 수 있다. 접착 층은 고리형 상부 부분과 고리형 하부 부분을 연결할 수 있다. 고리형 하부 부분은 고리형 상부 부분 내의 고리형 리세스 내로 연장하는 고리형 돌출부를 포함할 수 있으며, 고리형 돌출부는 내측면을 따라 연장할 수 있다. 리세스는 수평 상부면, 내벽 및 수평 상부면과 내벽 사이의 라운드 처리된 에지를 형성할 수 있다. 내측면은 하부면에 인접한 내측으로 돌출되는 스텝을 가질 수 있다. 스텝은 수직 내측벽 및 수평 상부면을 가질 수 있다. 내측면은 내측으로 돌출되는 스텝 위로 바닥으로부터 상부까지 내측으로 테이퍼를 형성할 수 있다. 캐리어 링은 상부면에 인접한 내측으로 돌출되는 립을 가질 수 있다. 립은 수직 내측벽 및 상부 및 하부 에지들을 따라 라운드 처리된 부분을 가질 수 있다. 내측면은 립 아래에서 상부로부터 바닥까지 내측으로 테이퍼를 형성할 수 있다.
또 다른 양태에서, 캐리어 링이 설명된다. 캐리어 링은 베이스 아래 위치설정되도록 구성된 고리형 상부 부분 및 고리형 하부 부분을 가진다. 캐리어 링은 지지 링의 주변을 둘러싸도록 구성되고 폴리싱 패드와 접촉하도록 구성된 하부면을 가진다. 고리형 상부 부분은 상부면의 에지 및 내경 및 외경을 따라 라운드 처리된 부분들을 형성한다. 고리형 하부 부분은 고리형 상부 부분의 상부면보다 더 작은 내경을 가지는 하부면 및 외경을 따라 리세스를 가진다.
본 발명의 실시예들은 아래 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 캐리어 링은 베이스에 부착될 수 있다. 캐리어 링은 기판의 에지와 접촉하지 않도록 구성될 수 있다. 고리형 상부 부분은 상부면 상에 복수의 원통형 리세스들을 가질 수 있다. 고리형 하부 부분은 복수의 그루브들을 가질 수 있다. 캐리어 링의 고리형 상부 부분 및 고리형 하부 부분은 플라스틱과 같은 동일한 재료로 제조된 단일 유닛일 수 있다. 고리형 하부 부분은 그의 외경을 따라 리세스로부터 외측으로 돌출되는 고리형 스텝을 포함할 수 있다. 고리형 스텝은 수평 하부면을 가질 수 있다. 고리형 하부 부분의 방사형 단면을 따라 측정된 바와 같이 고리형 스텝의 가장 넓은 부분은 고리형 스텝의 최상 에지일 수 있다. 고리형 상부 부분 및 고리형 하부 부분은 두 개의 부분들 사이에 접착 층을 가지는 상이한 재료로 제조될 수 있다. 고리형 상부 부분은 그의 내경을 따라 그의 하부면 내에 리세스를 가질 수 있으며, 고리형 하부 부분은 그의 내경을 따라 그의 상부면으로부터 상방으로 돌출되는 고리형 돌출부를 가질 수 있으며, 돌출부는 리세스 내로 조립되는 크기를 가진다. 고리형 상부 부분의 내경을 따른 리세스는 수평 상부면 및 내벽을 따른 라운드 처리된 부분을 가질 수 있다. 고리형 상부 부분은 그의 상부면의 내경을 따른 내측으로 돌출되는 립을 가질 수 있으며, 립은 상부 및 하부 에지를 따라 라운드 처리된 부분들 및 수직 내측벽을 가질 수 있다.
또 다른 양태에서, 가요성 막이 설명된다. 가요성 막은 기판 장착면을 제공하기 위해 하부면을 가지는 주 부분(main portion), 및 주 부분의 외측 에지로부터 연장하는 외측 고리형 부분을 가진다. 주 부분 및 외측 고리형 부분 사이의 접합부는 주변 에지 힌지 및 외측 고리형 부분의 외측벽을 따라 주변 에지 힌지 위의 고리형 리세스를 가진다. 주변 에지 힌지는 라운드 처리된 내측면 및 외측면을 가지며 순응성(compliant)을 가지도록 구성된다.
본 발명의 실시예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 외측 고리형 부분은 그의 외측벽을 따라 고리형 리세스 및 그의 내측벽을 따라 내측으로 돌출되는 고리형 스텝을 가질 수 있다. 고리형 리세스는 고리형 부분이 구부러지는 것을 허용할 수 있다. 고리형 스텝은 비-수평 상부 및 하부면들을 가질 수 있다. 가요성 막은 외부 고리형 부분에 연결되는 두 개의 고리형 플랩들 및 주 부분에 연결되는 4개의 동심 고리형 플랩들을 가질 수 있다. 외부 고리형 부분에 연결되는 두 개의 고리형 플랩들은 내측으로 연장하는 수평 부분 및 두꺼운 림을 가질 수 있다. 림은 베이스 조립체에 고정되도록 구성될 수 있다. 상부 고리형 플랩은 하부 고리형 플랩보다 더 좁은 수평 부분을 가질 수 있다. 주 부분에 연결되는 최내측 동심 고리형 플랩은 외측으로 연장하는 수평 부분, 수평 부분의 외측 에지를 따라 두꺼운 림, 및 수평 부분과 주 부분 사이에 연결되는 고리형 각도형성 부분을 가질 수 있다. 고리형 각도형성 부분은 수평 부분과의 접합부보다 주 부분과의 접합부에서 더 큰 반경을 가질 수 있다. 주 부분에 연결되는 3개의 최외측 동심 고리형 플랩들은 각각 주 부분으로부터 연장하는 수직 부분, 수직 부분으로부터 연장하는 수평 부분, 및 수평 부분의 외측 에지를 따라 두꺼운 림을 가질 수 있으며, 두꺼운 림은 베이스 조립체에 고정될 수 있다. 수평 부분은 주 부분에 연결되는 3개의 최외측 동심 고리형 플랩들 중 하나 이상의 수직 부분보다 더 작은 두께를 가질 수 있다. 주 부분에 연결되는 제 2 및 제 3 최외측 동심 고리형 플랩들은 약 1.5 내지 2.0의 수직 부분의 길이에 대한 수평 부분의 길이의 비율을 가질 수 있다. 주 부분에 연결되는 3개의 최외측 동심 고리형 플랩들 중 하나 이상은 수평 부분과 수직 부분 사이의 접합부에 노치를 포함할 수 있으며, 노치는 수평 부분이 수직하게 구부러질 수 있도록 할 수 있다. 동심 고리형 플랩들 중 하나 이상은 주 부분과의 접합부에 노치를 포함할 수 있으며, 노치는 주 부분에서의 압축을 감소시킬 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 전방면, 후방면 및 에지를 가지는 기판을 화학적 기계적 폴리싱을 하기 위한 캐리어 헤드에 관한 것이다. 캐리어 헤드는 베이스 조립체, 베이스 조립체 아래 위치설정되는 고리형 지지 링, 고리형 지지 링 위 및 베이스 조립체 아래 위치설정되는 고리형 챔버를 제공하기 위해 형성된 제 1 가요성 막, 폴리싱 패드와 접촉하도록 구성되고 지지 링의 주변을 둘러싸는 캐리어 링, 및 제 2 가요성 막을 가지며, 베이스 조립체 및 제 2 가요성 막 사이의 용적은 6개의 가압 챔버들을 형성한다. 고리형 지지 링은 고리형 상부면에 두 개의 고리형 동심 리세스들, 폴리싱 패드와 접촉하도록 구성된 하부면, 및 기판을 지지하도록 기판 에지의 주변을 둘러싸도록 구성된 내측면을 가진다. 제 1 가요성 막은 고리형 하부면으로부터 하방으로 연장하는 두 개의 고리형 동심 돌출부들을 가지며, 고리형 동심 돌출부들은 고리형 지지 링의 고리형 동심 리세스들 내로 조립되도록 하는 크기를 가진다. 캐리어 링은 고리형 상부 부분 및 고리형 하부 부분을 가지며, 고리형 하부 부분은 그의 외경을 따라 리세스를 가진다. 제 2 가요성 막은 하부면을 구비한 주 부분을 가져서 기판 장착면 및 주 부분의 외측 에지로부터 연장하는 외측 고리형 부분을 제공하며, 주 부분과 외측 고리형 부분 사이의 접합부는 주변 에지 힌지 및 외측 고리형 부분의 외측벽을 따라 힌지 위에 고리형 리세스를 포함한다. 주변 에지 힌지는 라운드 처리된 내측면 및 외측면을 가져서 순응성을 갖도록 구성된다.
본 발명의 실시예들은 아래 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 캐리어 헤드는 구동 샤프트에 고정되는 하우징 부분을 더 포함할 수 있으며, 베이스 조립체는 하우징 부분에 연결될 수 있다. 캐리어 링은 하방 압력을 폴리싱 패드에 인가하도록 구성될 수 있다. 캐리어 링에 의해 인가된 하방 압력은 지지 링에 의해 인가되는 하방 압력보다 클 수 있다. 캐리어 링은 지지 링보다 더 강성 재료로 형성될 수 있다. 캐리어 링의 고리형 하부 부분 내의 그루브들은 적어도 지지 링의 고리형 하부 부분 내의 그루브들 만큼 넓을 수 있다. 캐리어 헤드는 알루미늄으로 이루어지는 코팅을 가질 수 있다. 제 2 가요성 막은 복수의 고리형 플랩들을 가질 수 있는데, 여기에서 고리형 플랩들 중 하나 이상이 주 부분에서의 압축을 감소시키기 위해 챔버들 중 하나 이상으로부터 고리형 플랩들 중 하나 이상을 통하여 막의 주 부분으로 전달되는 하방 로드를 감소시키도록 위치설정 및 구성되는 노치를 포함할 수 있다. 제 2 가요성 막은 복수의 고리형 플랩들을 가질 수 있으며, 압력이 인접한 가압 챔버들에서 동일하지 않을 때 고리형 플랩들 중 하나 이상은 고리형 플랩들 중 하나 이상이 구부러지는 것을 허용하도록 구성되는 노치를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 폴리싱 패드 상의 기판의 화학적 기계적 폴리싱용 캐리어 헤드가 설명된다. 캐리어 헤드는 베이스, 고리형 지지 링 및 캐리어 링을 가진다. 지지 링은 기판을 지지하도록 기판의 에지 주변을 둘러싸도록 구성된 내측면, 외측면, 및 폴리싱 패드와 접촉하기 위한 하부면을 가진다. 캐리어 링은 지지 링의 주변을 둘러싸는 내측면, 외측면, 및 폴리싱 패드와 접촉하기 위한 하부면을 가진다. 지지 링의 하부면은 지지 링의 내측면으로부터 지지 링의 외측면으로 연장하는 복수의 그루브들을 가지며, 캐리어 링의 하부면은 캐리어 링의 내측면으로부터 캐리어 링의 외측면으로 연장하는 복수의 그루브들을 포함하며, 캐리어 링의 하부면 내의 복수의 그루브들은 지지 링의 하부면 내의 복수의 그루브들보다 넓다.
본 발명의 실시예들은 아래 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 캐리어 헤드는 기판 장착면을 가지는 기판 뒷면(backing) 부재를 포함할 수 있으며, 기판상의 기판 장착면으로부터의 로드, 폴리싱 패드 상의 지지 링으로부터의 로드 및 폴리싱 패드 상의 캐리어 링으로부터의 로드는 독립적으로 조정가능할 수 있다. 기판 뒷면 부재는 가요성 막을 포함할 수 있다. 캐리어 링의 하부면 내의 복수의 그루브들은 지지 링의 하부면 내의 복수의 그루브들의 2배 정도가 될 수 있다. 캐리어 링의 하부면의 복수의 그루브들은 지지 링의 하부면 내의 복수의 그루브들과 정렬될 수 있다.
본 발명의 하나 또는 둘 이상의 실시예들의 세부 사항이 아래의 상세한 설명 및 첨부된 도면에서 상세하게 기재된다. 본 발명의 다른 특징들, 목적들, 및 장점들은 상세한 설명 및 도면들, 및 청구범위들로부터 명백하다.
도 1은 본 발명에 따른 캐리어 헤드의 개략적인 횡단면도이다.
도 2a는 지지 링의 일 실시예의 평면도이다.
도 2b는 지지 링의 일 실시예의 저면도이다.
도 2c는 지지 링의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 2d는 지지 링의 다른 실시예의 횡단면도이다.
도 3a는 가요성 막의 일 실시예의 평면도이다.
도 3b는 가요성 막의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 4a는 캐리어 링의 일 실시예의 평면도이다.
도 4b는 캐리어 링의 일 실시예의 저면도이다.
도 4c는 캐리어 링의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 4d 및 도 4f는 캐리어 링의 다른 실시예들의 횡단면도들이다.
도 4e, 도 4g 및 도 4h는 단일 캐리어 링의 실시예들의 횡단면도들이다.
도 5는 가요성 막의 부분 횡단면도이다.
도 6은 캐리어 헤드의 저면도이다.
동일한 도면부호들은 다양한 도면들에서 동일한 요소들을 표시한다.
도 1을 참조하면, 기판(10)은 캐리어 헤드(100)를 가지는 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 장치에 의해 폴리싱될 것이다. CMP 장치의 설명은 미국 특허 제 5,738,574호에서 설명되어 있으며 이 미국 특허의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
캐리어 헤드(100)는 하우징(102), 베이스 조립체(104), 짐벌 기구(106)(베이스 조립체(104)의 부분으로 고려될 수 있음), 로딩 챔버(108), 고리형 챔버(350)를 제공하도록 형성된 제 1 가요성 막(300) 및 지지 링(200)을 포함하는 지지 링 조립체, 캐리어 링(400), 및 복수의 가압 챔버들을 형성하는 제 2 가요성 막(500)을 포함하는 기판 뒷면 조립체(110)를 포함한다. 유사한 캐리어 헤드에 대해 설명되는 캐리어 헤드의 다른 특징들은 미국 특허 출원 공보 제 2006/0154580호에서 설명되어 있으며, 이 미국 특허 출원 공보의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
하우징(102)은 일반적으로 형상이 원형이며 폴리싱 동안 함께 회전하도록 구동 샤프트에 연결될 수 있다. 캐리어 헤드(100)의 공기압 제어를 위해 하우징(102)을 통해 연장하는 통로들(도시안됨)이 제공될 수 있다. 베이스 조립체(104)는 하우징(102) 아래 위치하는 수직 가동 조립체이다. 짐벌 기구(106)는 베이스 조립체(104)가 하우징(102)에 대해 짐벌 작용을 하도록 하며 하우징(102)에 대한 베이스 조립체(104)의 측방향 운동을 방지한다. 로딩 챔버(108)는 하우징(102)과 베이스 조립체(104) 사이에 위치하여 로드, 즉 하방 압력 또는 웨이트(weight)를 베이스 조립체(104)로 인가한다. 폴리싱 패드에 대한 베이스 조립체(104)의 수직 위치는 또한 로딩 챔버(108)에 의해 제어된다. 기판 뒷면 조립체(110)는 기판(10)용 장착면을 제공할 수 있는 하부면(512)을 구비한 가요성 막(500)을 포함한다.
도 2a 내지 도 3b를 참조하면, 기판(10)은 베이스 조립체(104)에 클램핑되는 지지 링 조립체에 의해 고정될 수 있다. 지지 링 조립체는 고리형 챔버(350)를 제공하도록 형성된 가요성 막(300) 및 지지 링(200)으로부터 구성될 수 있다. 지지 링(200)은 가요성 막(300) 아래 위치설정되어 가요성 막(300)에 고정되도록 구성될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 지지 링(200)은 내측면(231) 및 하부면(232)을 가진다. 내측면(231)은 폴리싱 동안 기판을 지지하도록 기판(10)의 에지 주변을 둘러싸도록 구성될 수 있다. 지지 링(200)의 하부면(232)은 폴리싱 패드와 접촉할 수 있다. 지지 링(200)은 두 개의 고리형 동심 리세스(233)들을 가질 수 있는 고리형 상부면을 가진다. 이러한 고리형 동심 리세스(233)들은 지지 링(200) 상에 위치설정되도록 가요성 막(300)과 인터록킹하는 크기를 가질 수 있다.
지지 링(200)은 두 개의 링들, 고리형 하부 부분(234) 및 고리형 상부 부분(235)으로 구성될 수 있다. 고리형 하부 부분(234)은 플라스틱, 예를 들면, 폴리페닐렌 설피드(PPS)와 같이, CMP 공정 내에서 화학적으로 불활성인 재료로 형성될 수 있다. 고리형 하부 부분은 또한 내구성이 있고 낮은 마모율을 가져야 한다. 또한, 고리형 하부 부분은 충분한 압축성을 가져서 지지 링에 대한 기판 에지의 접촉에 의해 기판이 깨지거나 균열되지 않도록 한다. 한편, 고리형 하부 부분은 탄성적이 아니어서 지지 링 상의 하방 압력에 의해 고리형 하부 부분이 기판 수용 리세스 내로 돌출되지 않는다. 지지 링의 고리형 하부 부분은 단지 기판 직경보다 더 큰, 예를 들면, 기판 직경보다 약 1 내지 2 mm 더 큰 내경을 가질 수 있어서 기판 로딩 시스템의 위치설정 허용오차를 수용하도록 한다. 지지 링은 약 1/2 인치의 반경 폭을 가질 수 있다.
지지 링(200)의 고리형 상부 부분(235)은 고리형 하부 부분(234)보다 더 강성인 재료로 형성될 수 있다. 강성 재료는 금속, 예를 들면, 스테인레스 강, 몰리브덴, 또는 알루미늄, 또는 세라믹, 예를 들면, 알루미나, 또는 다른 예시적인 재료들일 수 있다.
지지 링의 두 개의 링들(234, 235)이 연결될 때, 고리형 하부 부분(234)의 상부면은 고리형 상부 부분(235)의 하부면에 인접하게 위치설정된다. 두 개의 링들은 일반적으로 인접한 표면상에서 내경 및 외경에서 실질적으로 동일한 크기를 가져서, 두 개의 링들(234, 235)이 연결될 때 두 개의 링들(234, 235)이 만나는 동일 높이의 표면을 형성하도록 한다.
두 개의 고리형 부분들은 인접한 표면들 사이의 접착 층(236)을 이용하여 부착될 수 있다. 두 개의 링들 사이의 접착 층(236)은 유지 링 내에 슬러리가 걸리는 것을 방지한다. 접착 층은 완속 경화형 또는 급속 경화형 에폭시와 같은, 접착성 재료로 제조될 수 있다. 고온 에폭시는 폴리싱 공정 동안 높은 열 때문에 접착 층(236)의 저하에 대한 내성을 가진다. 소정의 실시예들에서, 에폭시는 폴리아미드 및 지방족 아민을 포함한다.
고리형 상부 부분(235)의 상부면은 지지 링 위에 위치설정되는 가요성 막(300)으로 지지 링(200)을 고정하기 위해, 볼트들, 스크류들, 또는 다른 하드웨어와 같은, 패스너들을 수용하도록 스크류 덮개(도시안됨)를 구비하는 원통형 리세스들 또는 홀(212)들을 포함할 수 있다. 홀(212)들은 지지 링 둘레에 균등하게 이격될 수 있으며 두 개의 고리형 동심 리세스(233)들 사이에 위치설정된다.
일부 실시예들에서, 지지 링(200)은 하부면(232)에 형성된 하나 또는 둘 이상의 슬러리 운반 채널(222)들을 가진다. 슬러리 운반 채널들은 폴리싱 동안 슬러리가 외부로부터 지지 링의 내부로 통과하는 것을 허용하기 위해 고리형 하부 부분(234)의 내경으로부터 외경으로 연장한다. 슬러리 운반 채널(222)들은 지지 링 둘레에 균등하게 이격될 수 있다. 각각의 슬러리 운반 채널(222)은 채널을 통과하는 반경에 대해 일정한 각도, 예를 들면, 45°로 오프셋될 수 있다. 채널들은 약 0.125 인치의 폭을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 지지 링(200)은 폴리싱 동안 유체, 예를 들면, 공기 또는 물이 지지 링의 내부로부터 외부로, 또는 외부로부터 내부로 통과하도록 하기 위해 내경으로부터 외경으로 지지 링의 본체를 통하여 연장하는 하나 또는 둘 이상의 관통 홀들을 가진다. 관통 홀들은 고리형 상부 부분(235)을 통하여 연장할 수 있다. 관통 홀들은 지지 링 둘레에 균등하게 이격될 수 있다.
일부 실시예들에서, 지지 링의 고리형 상부 부분(235)은 그의 외측면(238)을 따라 립(237)을 가질 수 있다. 립은 수평 하부면, 수직 외측면, 및 경사지는 비-수평 상부면을 가질 수 있다. 립(237)은 기판 폴리싱 동안 지지 링이 마모될 때 캐리어 링(400)의 상부 내부 에지에 대한 지지 링용 하드 스톱(hard stop)을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 고리형 상부 부분(235)의 외측면(238)은 립(237) 위에 리세스(246)를 형성할 수 있다(립 위의 외측면의 부분이 립 아래 외측면의 부분에 대해 리세스됨). 이러한 리세스(246)는 챔버(350)가 비워질 때 가요성 막(300)의 측벽(324)들이 롤링 하기 위한 공간을 제공한다.
일부 실시예들에서, 지지 링의 고리형 상부 부분(235)은 그의 상부면보다 그의 하부면에서 더 넓을 수 있다. 예를 들면, 내측면(231)은 상부로부터 수직 영역(242) 아래 바닥으로 내측으로 경사진(즉, 감소하는 직경을 가지는) 테이퍼형 영역(240)을 가질 수 있다. 테이퍼형 영역(240)은 고리형 상부 부분(235)의 하부면에 인접할 수 있다. 고리형 하부 부분(234)의 내측면은 수직일 수 있다. 기판 폴리싱 동안 지지 링의 고리형 하부 부분이 마모될 때, 지지 링의 좁은 상부 내측면은 기판 장착면을 제공하는 인접한 가요성 막 상의 마모를 방지한다. 또한, 일부 실시예들에서, 지지 링의 전체 외측면은 비 접착 코팅, 예를 들면, 파릴렌(parylene)으로 코팅될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 고리형 하부 부분(234)의 상부면은 고리형 상부 부분(235)의 하부면 내의 대응하는 리세스 내로 연장하는 돌출부(244)를 가진다. 돌출부(244)는 예를 들면, 지지 링 둘레로 연장하는 고리형일 수 있으며, 스텝형 피쳐(step-like feature)를 제공하기 위해 지지 링의 내측면에 위치설정될 수 있다. 접착 층(236)은 돌출부(244)의 외부 수직벽을 따라 연장할 수 있다. 작동 중, 이러한 스텝 피쳐는 폴리싱 패드로부터 고리형 하부 부분(234) 상의 전단력을 돌출부(244)의 수직 벽(230) 상의 측방향 힘으로 및 접착 층(236)의 관련 부분 상의 압축력으로 전달한다. 테이퍼형 영역(240)은 돌출부(244)에 인접한 고리형 상부 부분(235)의 부분으로서 도시되지만, 테이퍼형 영역(240)은 하부(234)의 부분일 수 있으며, 예를 들면, 돌출부(244)의 내측면이 테이퍼형일 수 있다.
지지 링(200) 및 가요성 막(300)은 함께 지지 링 조립체를 형성한다. 가요성 막(300)은 베이스 조립체(104)에 대해 위로 클램핑되어 고리형 유지 링(200)에 대해 아래에 고정되도록 구성되어, 유지 링 위에 고리형 챔버(350)를 제공한다. 고리형 챔버(350)가 가압될 때, 가요성 막은 지지 링 상에 독립적으로 제어가능한 로드를 제공한다. 지지 링 상의 로드는 폴리싱 패드로 로드를 제공한다. 지지 링 상의 개별적인 로딩은 링이 마모될 때 패드 상의 로딩과 일치하는 것을 허용할 수 있다. 지지 링과 캐리어 헤드 사이의 가요성 막의 위치설정에 의해 링이 캐리어 헤드에 직접 고정될 때 발생하는 지지 링 상의 캐리어 비틀림의 충격을 감소 또는 제거할 수 있다. 이러한 캐리어 비틀림의 제거는 지지 링 상의 불균일한 마모를 감소시켜, 기판 에지에서 공정 변화성을 감소시켜, 낮은 폴리싱 압력을 이용하는 것을 가능하게 하여, 링의 수명을 증가시킨다.
도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 가요성 막(300)은 동심 내부 및 외부 측벽(324)들을 가진다. 가요성 막(300)은 측벽(324)들의 상부 에지로부터 수평방향으로 그리고 내측으로 연장하는 한 쌍의 고리형 림(322)들을 가질 수 있다. 가요성 막은 가요성 막의 고리형 림(322)들 아래 위치설정되는 클램핑 링을 이용하여 베이스 조립체(104)에 클램핑될 수 있다. 또한, 가요성 막(300)은 하부면을 가진다. 가요성 막의 고리형 하부면으로부터 하방으로 연장하는 두 개의 고리형 동심 돌출부(326)들이 있을 수 있다. 이러한 고리형 동심 돌출부(326)들은 가요성 막 아래 위치설정되는 지지 링(200)의 상부면 내의 고리형 동심 리세스(233)들 내로 조립되도록 하는 크기를 가질 수 있다.
지지 링의 가요성 막(300)은 탄성인 재료로 형성될 수 있어, 막이 압력 하에서 굽혀지는 것을 허용한다. 탄성 재료는 실리콘 및 다른 예시적인 재료들을 포함할 수 있다.
가요성 막의 하부면은 원형 홀(312)들을 포함할 수 있다. 원형 홀(312)들은 두 개의 고리형 동심 돌출부(326)들 사이에 위치설정될 수 있으며 가요성 막의 하부면 둘레에 균일하게 이격될 수 있다. 원형 홀(312)들은 가요성 막(300)을 지지 링(200)에 고정하기 위해 볼트들, 스크류들, 또는 다른 하드웨어와 같은 패스너들을 수용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 막(300)을 지지 링(200)에 고정하기 위해, 접착제, 예를 들면, 록타이트(Loctite)가 리세스(212)들 내에 배치되어, 일 방 스크류들이 가요성 막(300)의 홀(312)들을 통하여 수용 리세스(212)들 내로 삽입된다. 따라서, 가요성 막(300)은 지지 링(200)으로 효과적이고 영구적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서, 가요성 막(300)의 동심의 내부 및 외부 측벽(324)들은 만곡부(328)들을 구비한 하부면을 형성하도록 아래 둘레를 감쌀 수 있다. 가요성 막이 지지 링(200)에 고정될 때, 만곡부(328)들은 지지 링의 상부면 아래로 연장할 수 있다. 만곡부(328)들은 측벽(324)들의 실질적인 부풀림 현상 없이 챔버(350)의 가압 또는 배기에 반응하여 가요성 막의 바닥이 상방 및 하방으로 이동하는 것을 허용하는 롤링 힌지를 제공한다. 일부 실시예들에서, 고리형 림(322)들은 가요성 막의 측벽(324)들보다 더 두꺼울 수 있다. 고리형 동심 돌출부(326)들은 또한 측벽(324)들보다 더 두꺼울 수 있다.
지지 링(200)이 기판(10)을 지지하고 능동 에지 공정 제어를 제공하도록 구성되지만, 캐리어 링(400)은 폴리싱 패드의 표면에 대한 캐리어 헤드의 위치설정 또는 기준 설정(referencing)을 제공한다. 또한, 캐리어 링(400)은 지지 링(200)에 접촉하여 지지 링(200)의 측방향 기준 설정(lateral referencing)을 제공한다. 캐리어 링(400)은 지지 링(200)의 주변을 둘러싸도록 구성된다. 지지 링과 같이, 캐리어 링(400)의 하부면(433)은 폴리싱 패드와 접촉할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에서 도시된 바와 같이, 캐리어 링(400)은 고리형 상부 부분(431) 및 고리형 하부 부분(432)을 가질 수 있다. 고리형 상부 부분(431)은 베이스 조립체(104) 아래 위치설정될 수 있으며 그의 상부면(434)의 내경 및 외경을 따라 라운드 처리된 부분들을 가질 수 있다. 지지 링(200)과 접촉하는 고리형 하부 부분(432)의 섹션의 내경은 지지 링의 관련 부분의 외경보다 더 크며, 지지 링이 약 1/2 인치 폭인 경우, 결국 캐리어 링의 내경은 기판보다 약 1인치 크며, 예를 들면, 300 mm(12인치) 기판에 대해 약 13 인치의 내경이 될 것이다.
고리형 하부 부분(432)은 그의 외경(440)을 따라 리세스(441)를 가질 수 있다. 리세스(441)는 바닥면(433)으로부터 연장되는 수직면(442), 외경(440)으로부터 연장하는 수평면(443), 및 수평면(443)으로 수직면(442)을 연결하는 경사면(444)에 의해 형성될 수 있다. 반경 방향 횡단면을 따라 측정할 때, 경사부의 가장 넓은 부분은 경사면(444)의 최상 에지일 수 있다. 고리형 하부 부분(432)은 수평면(443) 및 외경(440)의 에지를 따른 라운드 처리된 부분을 가질 수 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 리세스(441)는 외측으로 돌출되는 고리형 스텝(435b)에 의해 추가로 형성된다. 고리형 스텝(435b)은 수평 하부면, 경사면, 및 두 개의 표면들의 에지를 따라 라운드 처리된 부분을 가질 수 있다. 고리형 하부 부분(432)의 반경 방향 횡단면을 따라 측정할 때, 고리형 스텝(435b)의 가장 넓은 부분은 고리형 스텝(435b)의 최상 에지일 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 캐리어 링은 내측면(430)을 따라 고리형 하부 부분(432)에 내측으로 돌출되는 스텝을 가진다. 다른 실시예들에서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 캐리어 링은 도 4e에서 점선에 의해 표시된 바와 같이, 캐리어 링의 하부면(433)에 대해 수직하지 않은 내측면(430)을 가진다(비록 도 4e는 단일 부재 링을 도시하지만, 경사진 내측면은 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이 두 개의 부분 링으로 적용가능하다). 내측면(430)은 상부로부터 바닥으로 외측으로 경사질 수 있으며, 하부면(433)에 인접한 내측면(430)의 영역이 경사진다. 내측면의 더 높은 영역들에 대한 하부면(433)(범프 또는 경사면에 의한)에 인접한 가장 작은 내경은 캐리어 링이 지지 링(200)을 측방향으로 기준 설정되도록 하며, 캐리어 링이 기판의 폴리싱 동안 마모될 때 조차, 지지 링과 캐리어 링 사이의 접촉 위치에서의 일치를 위해 제공된다. 또한, 지지 링이 캐리어 링과 접촉할 때 캐리어 링의 바닥에서 피쳐의 배치는 지지 링에 토크가 작용하는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고리형 하부 부분(432)의 하부면(433)은 고리형 상부 부분(431)의 상부면(434)보다 더 작은 내경을 가진다.
캐리어 링은 베이스 조립체(104)에 부착될 수 있다. 일반적으로, 캐리어 링은 지지 링(200)을 둘러싸서 기판(10)의 에지와 접촉하지 않도록 구성된다. 캐리어 링(400)의 상부(431)는 캐리어 링(400)을 베이스 조립체(104)에 고정하기 위해 볼트들, 스크류들, 또는 다른 하드웨어와 같은 패스너들을 수용하기 위해 스크류 덮개(도시안됨)를 구비한 원통형 리세스들 또는 홀(412)들을 포함할 수 있다. 홀(412)들은 캐리어 링 둘레에 균일하게 이격될 수 있다. 일부 실시예들에서, 홀(412)들은 리세스(441)의 수평면(433) 위로 연장하지 않는다. 예를 들면, 도 4f에 도시된 바와 같이, 홀들은 평평한 하부면(433) 위에 전체적으로 위치할 수 있다. 또한, 통공 또는 돌출부들(도시안됨)과 같은, 하나 또는 둘 이상의 정렬 피쳐들이 고리형 상부 부분(431)의 상부면(434)에 위치할 수 있다. 캐리어 링이 정렬 통공을 가지는 경우, 베이스 조립체(104)와 캐리어 링이 적절히 정렬될 때 베이스 조립체(104)는 정렬 통공과 정합되는 대응 핀을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 캐리어 링(400)은 폴리싱 동안 슬러리가 캐리어 링의 외부로부터 내부로 통과하도록 하기 위한 고리형 하부 부분(432)의 내경으로부터 외경으로 연장하는 바닥면(433) 상에 하나 또는 둘 이상의 관통 슬러리 운반 채널(422)들을 가진다. 채널(422)들은 캐리어 링 둘레에 균등하게 이격될 수 있다. 각각의 슬러리 운반 채널(422)은 채널을 통과하는 반경에 대해 일정한 각도, 예를 들면 45°로 오프셋될 수 있다. 도 6을 참조하면, 캐리어 링 채널(422)들은 지지 링 채널들과 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어 링 채널(422)들은 지지 링 채널(222)들보다 더 넓어서, 슬러리가 지지 링(200)의 내부로 더 자유롭게 통과하는 것을 허용한다. 예를 들면, 캐리어 링 채널(422)들은 약 0.25 인치의 폭을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 캐리어 링(400)은 폴리싱 동안 슬러리 또는 공기가 캐리어 링의 내부로부터 외부로, 또는 외부로부터 내부로 통과하는 것을 허용하기 위해 내경으로부터 외경으로 연장하는 하나 또는 둘 이상의 관통 홀들을 가진다. 관통 홀들은 고리형 상부 부분(431)을 통하여 연장할 수 있다. 관통 홀들은 캐리어 링 둘레에 균등하게 이격될 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 링이 아닌 캐리어 링에 관통 홀들이 있다. 따라서, 캐리어 링 내의 관통 홀들을 통하여 스프레이되는 유체, 예를 들면, 세정 시스템으로부터의 물이 지지 링의 외측면을 따라 하방으로 유동하여, 캐리어 링과 지지 링 사이의 공간이 세정된다. 다른 실시예들에서, 지지 링이 아닌 캐리어 링 모두에 관통 홀들이 있으며, 관통 홀들은 유체가 캐리어 링 및 지지 링 모두를 통과하게 되도록 정렬된다. 이러한 실시예들에서, 캐리어 링(400)을 통한 관통 홀들은 지지 링(200)을 통과하는 관통 홀들과 동일한 폭을 가지거나 관통 홀들보다 더 넓을 수 있다. 일부 실시예들(도 1 참조)에서, 관통 홀(450)들은 캐리어 링 자체를 통하지 않고, 지지 링을 둘러싸는 하우징(102)의 일 부분을 통하여 형성된다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 일부 실시예들에서, 고리형 상부 부분(431)은 그의 내측면(430)을 따라 내측으로 돌출되는 립(439)을 가질 수 있으며, 여기서 립은 수직 내측벽 및 상부 및 하부 에지를 따라 라운드 처리된 부분들을 가진다. 돌출 립(439)은 스텝(432)의 내경과 동일하거나 더 작은 내경을 가질 수 있다. 립(439)은 지지 링(200)의 과도한 연장을 방지하도록 립(237)과 결합하기 위한 하드 스톱을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 4g에 의해 도시된 바와 같이, 캐리어 링(400)은 경사진 내측면 및 내측으로 돌출하는 립(439) 둘다 포함한다. 일부 다른 실시예들에서, 도 4h에 의해 도시된 바와 같이, 캐리어 링(400)의 내측면은 고리형 하부 부분(432)에서 내측으로 돌출되는 스텝 및 바닥으로부터 상부로 외측으로 기울어지는 경사진 내측면 둘다를 가진다.
일부 실시예들에서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 캐리어 링의 고리형 상부 부부분(431) 및 고리형 하부 부분(432)은 상이한 재료들로 제조된다. 고리형 상부 부분(431)은 고리형 하부 부분(432)보다 더 강성 재료로 형성될 수 있다. 강성 재료는 금속, 예를 들면, 스테인레스 강, 몰리브덴, 또는 알루미늄, 또는 세라믹, 예를 들면, 알루미나, 또는 다른 예시적인 재료들일 수 있다. 하부 고리형 부분(432)은 플라스틱, 예를 들면, 폴리에텔에텔케톤(PEEK), 탄소 충전된 PEEK, 테플론(Teflon)® 충전된 PEEK, 폴리아미드이미드(PAI), 또는 복합 재료와 같은, CMP 공정에서 화학적으로 불활성인 재료로 형성될 수 있다.
캐리어 링의 두 개의 부분들(431, 432)이 연결될 때, 고리형 하부 부분(432)의 상부면은 고리형 상부 부분(431)의 하부면에 인접하여 위치설정된다. 두 개의 부분들은 일반적으로 이들의 인접한 표면들 상의 내경 및 외경에서 실질적으로 동일한 크기를 가져서, 두 개의 부분들(431, 432)이 연결될 때 두 개의 부분들(431, 432)이 만나는 동일한 높이 표면을 형성하도록 한다. 두 개의 고리형 부분들은 인접한 표면들 사이에서 접착 층(436)을 이용하여 부착될 수 있다.
고리형 하부 부분(432)은 스텝 피쳐(438)를 가질 수 있다. 스텝 피쳐(438)는 고리형 하부 부분(432)으로부터 고리형 상부 부분(431) 내의 대응 리세스(437)로 수직하게 돌출된다. 스텝 피쳐(438)는 캐리어 링(400)의 내경에 인접한 고리형 스텝이다. 스텝 피쳐(438)는 하부 링(432)의 수평 부분으로부터 상방으로 연장한다. 스텝 피쳐(438)는 하부 링의 수평 부분의 내경 벽을 공유한다. 고리형 상부 부분(431) 내의 리세스(437)는 스텝 피쳐(438)에 대응하여, 고리형 하부 부분(432) 및 고리형 상부 부분(431)이 모일 때, 스텝 피쳐(438)가 고리형 상부 부분(431)의 리세스(437) 내로 조립되도록 한다. 리세스(437)는 수평 상부면 및 라운드 처리된 부분을 구비한 수직 내측벽을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 스텝(438)은 단지 하부 링(432)의 내경에만 있으며 외경에는 없다. 즉, 캐리어 링(400)이 캐리어 링의 내경에서 스텝(438) 및 리세스(437)가 아닌 다른 스텝 및 대응하는 리세스 피쳐들을 가지지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 접착 층(436)은 캐리어 링의 리세스(437) 내의 스텝(438)의 표면으로 연장할 수 있다.
캐리어 링의 회전 동안 발생되는 전단력은 수평 접착 층 상에 힘을 가한다. 캐리어 링(400)에서, 스텝 피쳐(438)는 전단력을 스텝 피쳐(438)의 수직 내측벽을 따라 접착 층(436) 상에 압축력으로 전달한다. 접착 층(436) 상의 압축력으로의 전단력의 전달은 스텝 피쳐 없이 캐리어 링들에 발생할 수 있는 고리형 상부 부분(431)으로부터 고리형 하부 부분(432)의 균열 가능성을 감소시킨다. 또한, 캐리어 링이 폴리싱 패드에 대항하여 하방으로 가압될 때 폴리싱 패드에 대한 캐리어 링의 수평 운동에 의해 발생되는 측방향력이 고리형 하부 부분(432)으로부터 고리형 상부 부분(431)의 베이스로 전달된다. 또한, 수직 내측벽은 접착 층(436)에 대한 더 큰 접착 영역을 제공하는데, 이는 경계부에서의 표면적의 증가 때문이다. 더 큰 접착 영역은 또한 고리형 상부 부분(431)으로부터 고리형 하부 부분(432)의 균열 가능성을 감소시킨다. 또한, 수직 내측벽을 따른 접착 층(436)은 고리형 상부 부분(431) 내의 재료(예를 들면, 스테인레스 강과 같은 강성 재료)와 고리형 하부 부분(432) 내의 재료(예를 들면, PEEK 복합물과 같은 적은 강성 또는 더 순응적인 재료) 사이의 불균일한 열적 팽창으로부터 초래되는 응력을 흡수한다.
일부 실시예들에서, 예를 들면, 도 4e, 도 4g 및 4h에 도시된 바와 같이, 캐리어 링의 고리형 상부 부분(431) 및 고리형 하부 부분(432)은 동일 재료로 제조된 단일 유닛을 포함한다. 단일 캐리어 링은 플라스틱, 예를 들면, 폴리에텔에텔케톤(PEEK), 탄소 충전된 PEEK, 테플론® 충전된 PEEK, 폴리아미드이미드(PAI), 또는 복합재와 같이, CMP 공정에서 화학적으로 불활성인 재료로 형성될 수 있다.
지지 링(200)이 기판을 지지하도록 기판(10)의 에지 주변을 둘러싸도록 구성되며, 가요성 막(500)은 기판(10)을 장착하기 위한 표면(512)을 제공한다. 도 5는 가요성 막(500)의 부분 횡단면도이고, 여기서 일반적으로 대칭인 가요성 막의 횡단면의 단지 1/2이 도시된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 가요성 막(500)은 일반적으로 평평한 주 부분(510) 및 외측 고리형 부분(520)을 가질 수 있다. 주 부분(510)은 기판 장착면(512)을 제공한다. 외측 고리형 부분(520)은 주 부분(510)의 외측 에지로부터 연장한다. 주 부분(510)과 외측 고리형 부분(520) 사이의 접합부는 주변 에지 힌지(530) 및 외측 고리형 부분(520)의 외측벽을 따라 힌지(530) 위에 위치하는 고리형 리세스(532)를 가질 수 있다. 주변 에지 힌지(530)는 그의 내측면 및 외측면을 따라 라운드 처리된 부분들을 가질 수 있다. 주변 에지 힌지(530) 및 고리형 리세스(532)는 순응적으로 구성될 수 있어, 기판(10)의 주변 상의 로딩의 대칭을 개선한다.
외측 고리형 부분(520)은 그의 외측벽을 따라 고리형 리세스(522)를 가질 수 있으며, 고리형 리세스는 외측 고리형 부분(520)이 굽혀지는 것을 허용하도록 구성된다 외측 고리형 부분(520)은 또한 그의 내측벽을 따라 내측으로 돌출되는 고리형 스텝(524)을 가질 수 있다. 고리형 스텝(524)은 비 수평(즉, 경사지는) 상부면 및 하부면을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 가요성 막(500)은 수 개의 고리형 플랩들을 가질 수 있다. 주 부분(510)은 4개의 동심 고리형 플랩(516)들을 가질 수 있다. 외측 고리형 부분(520)은 한 쌍의 고리형 플랩(526)들을 가질 수 있다. 외측 고리형 부분(520)에 연결된 고리형 플랩(526)들은 두꺼운 림(550)을 구비하는 내측으로 연장하는 수평 부분(540)을 가질 수 있다. 두꺼운 림(550)들은 베이스 조립체(104)에 고정되도록 구성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 고리형 플랩은 하부 고리형 플랩보다 좁은(즉 내측으로 멀리 연장하지 않는) 수평 부분을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 외측 고리형 부분(520)은 고리형 삼각형 부분을 가질 수 있으며, 한 쌍의 고리형 플랩(526)들의 수평 부분(540)들은 고리형 삼각형 부분의 꼭지점들을 통하여 외측 고리형 부분(520)으로 연결될 수 있다.
주 부분(510)에 연결되는 최내측 동심 고리형 플랩(516)은 두꺼운 림을 가지고 외측으로 연장하는 수평 부분 및 고리형 각도형성 부분(560)을 포함할 수 있으며, 두꺼운 림은 베이스 조립체(104)에 고정되도록 구성될 수 있다. 고리형 각도형성 부분(560)은 주 부분(510)과 고리형 플랩(516)의 수평 부분 사이를 연결할 수 있다. 고리형 각도형성 부분(560)은 수평 부분과의 접합부에서보다 주 부분(510)과의 접합부에서 더 큰 반경을 가질 수 있다.
주 부분(510)에 연결된 3개의 최외측 동심 고리형 플랩(516)들은 주 부분(510)으로부터 연장하는 수직 부분(570), 및 수평 부분의 외측 에지를 따라 두꺼운 림을 구비한 수직 부분(570)으로부터 연장하는 수평 부분을 포함할 수 있으며, 두꺼운 림은 베이스 조립체(104)에 고정되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 동심 고리형 플랩(516)의 수평 부분은 동심 고리형 플랩의 수직 부분(570)보다 더 작은 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 및 제 3 최외측 동심 고리형 플랩(516)들은 약 1.66과 같은, 약 1.5 내지 2.0의 수직 부분(570)의 길이에 대한 수평 부분의 길이의 비율을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 고리형 플랩(516, 526)은 하나 또는 둘 이상의 오목부(indentation)들 또는 노치(즉, 고리형 리세스)들을 가질 수 있다. 동심 고리형 플랩(516)은 그의 수평 부분과 그의 수직 부분(570) 사이의 접합부에 노치(580)를 가질 수 있다. 노치(580)는 동심 고리형 플랩(516)의 수평 부분이 수직으로 굽혀지도록 할 수 있다. 동심 고리형 플랩(516)은 주 부분(510)과의 접합부에서 노치(590)를 가질 수 있다. 노치(590)는 주 부분(510) 내의 압축을 감소시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, CMP용 캐리어 헤드는 베이스 조립체(104), 베이스 조립체(104) 아래 위치설정되어 기판을 지지하도록 기판(10)의 에지 주변을 둘러싸도록 구성된 고리형 지지 링(200), 베이스 조립체(104) 아래 및 고리형 유지 링(200) 위에 위치설정되는 고리형 챔버(350)를 제공하도록 형성된 제 1 가요성 막(300), 지지 링(200)의 주변을 둘러싸는 캐리어 링(400), 및 기판 장착면을 제공하는 제 2 가요성 막(500)을 포함할 수 있으며, 여기서 베이스 조립체(104)와 제 2 가요성 막(500) 사이에 형성된 용적은 6개의 가압가능한 챔버들을 형성한다.
가압가능한 챔버들은 복수의 동심 클램핑 링들을 이용하여 제 2 가요성 막(500)을 베이스 조립체(104)로 클램핑함으로써 형성될 수 있다. 챔버들은 최내측 챔버로부터 최외측 챔버로, 연속적으로 더 좁아지도록 구성될 수 있다. 주변 에지 힌지(530)에 의해 부분적으로 형성된 제 2 최외측 챔버는 기판의 폴리싱 동안 더 향상된 에지 제어를 제공하도록 좁게 구성된다.
각각의 챔버는 펌프 또는 압력 또는 진공 라인과 같은, 관련된 압력원으로 베이스 조립체(104) 및 하우징(102)을 관통하는 통로들(도시안됨)에 의해 유체적으로 연결될 수 있다. 제 1 가요성 막(300)의 고리형 챔버(350)를 위한 하나의 통로, 로딩 챔버(108)를 위한 하나의 통로, 및 베이스 조립체(104)와 제 2 가요성 막(500) 사이의 6개의 가압 챔버들 각각을 위한 하나의 통로, 총 8개의 통로들이 있을 수 있다. 베이스 조립체(104)로부터 하나 또는 둘 이상의 통로들은 로딩 챔버(108) 내부 또는 캐리어 헤드(100) 외부로 연장하는 가요성 배관에 의해 하우징(102) 내의 통로로 링크될 수 있다. 각각의 챔버의 가압, 및 기판(10) 상의 가요성 막(500)의 주 부분(510)의 관련된 세그먼트에 의해 인가되는 힘은 독립적으로 제어될 수 있다. 이는 폴리싱 동안 상이한 압력이 기판의 상이한 반경 영역으로 인가되는 것을 허용하여, 비 균일한 폴리싱율을 보상한다. 또한, 지지 링(200) 상의 압력이 챔버(350)를 이용하여 막(500)에 의해 형성된 챔버들 내의 압력과 상관없이 변할 수 있으며, 캐리어 링(400) 상의 압력이 지지 링(200) 및 로딩 챔버(108)를 이용하여 막(500)에 의해 형성된 챔버들 내의 압력에 대해 변화될 수 있다.
상술된 바와 같은, 지지 링(200), 제 1 가요성 막(300), 캐리어 링(400), 및 제 2 가요성 막(500)의 다수의 실시예들이 캐리어 헤드 내에서 실시될 수 있다.
일반적으로, 캐리어 헤드는 베이스 조립체(104)에 연결되고 구동 샤프트에 고정되도록 구성된 하우징(102)을 더 포함할 수 있다. 캐리어 헤드는 재료, 예를 들면, 알루미늄, PEEK, 또는 복합재로 코팅될 수 있다. 캐리어 헤드의 캐리어 링(400)은 폴리싱 패드로 하방 압력을 인가할 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어 링(400)에 의해 인가되는 하방 압력은 지지 링(200)에 의해 인가되는 하방 압력보다 더 크다. 캐리어 링(400)은 지지 링(200)보다 더 강성 재료로 형성될 수 있어, 지지 링보다 더 낮은 비율로 캐리어 링이 마모된다. 지지 링(200) 및 캐리어 링(300)의 폭은 공정 결과들을 조정하기 위하여 변화될 수 있다. 특히, 기판 에지 상의 폴리싱 프로파일은 각각의 링에 대해 폭 및 압력을 변화시킴으로써 변경될 수 있다.
일부 실시예들에서, 지지 링(200)은 도 1에서 점선으로 도시된 바와 같이, 유체가 링의 내부로부터 외부로, 또는 외부로부터 내부로 통과하도록 하기 위해, 지지 링(200)의 내측면(231)으로부터 외측면(238)으로 연장하는, 슬롯들 또는 관통 홀들을 가진다. 이러한 슬롯들은 캐리어 헤드(100) 내의 슬롯들과 정렬될 수 있으며 지지 링(200)의 내부로부터 과도한 슬러리를 세척하기 위한 수단을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제 2 가요성 막(500)의 동심 고리형 플랩(516) 내에 노치들(580, 590)을 가져서 폴리싱 균일도를 개선할 수 있다. 노치들의 잠재적인 장점은 인접한 챔버들 내에 동일하지 않은 압력이 있을 때 폴리싱 균일도를 개선하는 것이다. 특히, 인접한 챔버들 내에 동일하지 않은 압력이 있을 때, 고압 챔버 내의 압력이 개별 플랩을 저압 챔버 내로 낮아지도록 하는 경향이 있다. 개별 플랩의 낮아짐은 개별 플랩에 인접한 주 부분(510) 내의 압축 구역들로 초래되어, 의도되지 않은 압력 분포 및 비 균일 폴리싱을 초래한다. 그러나, 주 부분(510)과 수직 부분(570) 사이의 접합부에 노치(590)를 가짐으로써, 고리형 플랩(516)이 접합부에서 더 가요적이 되도록 한다. 이는 불균일한 압력에 의해 플랩이 굽혀질 때 주 부분(510) 내의 압력을 감소시켜, 폴리싱 균일도를 개선한다. 압력이 동심의 고리형 플랩(516)의 양 측부들 상에 인접한 가압 챔버들 내에서 동일하지 않을 때, 노치(590)는 동심의 고리형 플랩(516)이 구부러지도록 적용될 수 있다. 더욱이, 노치들(580, 590)은 주 부분(510) 내의 압축을 감소시키기 위해, 하나 이상의 가압 챔버들로부터 동심의 고리형 플랩(516)을 통하여 주 부분(510)으로 전달된 하방 로드를 감소시키도록 위치설정 및 구성될 수 있다.
본 발명의 다수의 실시예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상 및 범위로부터 이탈하지 않고 다양한 수정들이 이루어질 수 있는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 제 2 가요성 막의 동심의 고리형 플랩(216)들 중 몇 개(several)가 고리형 수직 부분(570) 대신에 고리형 각도형성 부분(560)을 가질 수 있다. 또한, 노치들은 수직 부분(570)의 중간에 고리형 각도형성 부분(560)과의 접합부, 또는 수평 부분(540) 및 림(550) 사이의 접합부에 위치할 수 있다. 따라서, 다른 실시예들이 다음의 청구범위들 내에 있다.

Claims (15)

  1. 지지 링으로서,
    기판을 지지하도록 상기 기판의 에지 주변을 둘러싸도록 구성되는 내측면, 외측면, 폴리싱 패드와 접촉하도록 구성되는 하부면, 및 고리형 상부면을 가지는 고리형 링을 포함하며,
    상기 외측면은 고리형 립, 상기 고리형 립과 상기 하부면 사이의 제 1 부분, 및 상기 제 1 부분에 대해 리세스(recess)되는 상부면과 상기 고리형 립 사이의 제 2 부분을 포함하는,
    지지 링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고리형 립은 수직 외측면 및 외측 립의 수직 외측면과 상기 고리형 링의 외측면의 제 1 부분 사이에 수평 하부면을 포함하는,
    지지 링.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고리형 립은 상기 외측 립의 수직 외측면과 상기 고리형 링의 외측면의 제 2 부분 사이에 경사진 상부면을 포함하는,
    지지 링.
  4. 제 1 항에 있어서,
    고리형 상부면에 두 개의 고리형 동심 리세스를 더 포함하는,
    지지 링 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고리형 링은 하부면을 구비한 고리형 하부 및 상부면을 구비한 고리형 상부를 포함하며, 상기 고리형 상부 및 상기 고리형 하부는 상이한 재료로 형성되고, 상기 고리형 상부는 상기 고리형 하부로 연결되는,
    지지 링.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고리형 립은 상기 고리형 상부에 형성되는,
    지지 링.
  7. 제 1 항에 있어서,
    하부 고리형 표면은 상부 고리형 표면 보다 더 넓은,
    지지 링.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 내측면은 바닥으로부터 상부로 내향 테이퍼를 형성하는 영역을 포함하는,
    지지 링.
  9. 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막으로서,
    고리형 챔버를 둘러싸는 동심 내측벽 및 외측벽,
    상기 측벽에 연결되는 고리형 하부면으로서, 상기 동심 내측 및 외측벽은 상기 고리형 하부면 아래로 연장하는 만곡부를 가지는, 고리형 하부면, 및
    상기 고리형 하부면으로부터 하방으로 연장하는 두 개의 고리형 동심 돌출부를 포함하며,
    상기 고리형 하부면은 다수의 홀(hole)을 포함하며, 각각의 홀은 상기 두 개의 고리형 동심 돌출부 사이에 위치되는,
    가요성 막.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 내측벽 및 상기 외측벽의 상부 에지로부터 수평방향으로 연장하는 고리형 동심 림을 더 포함하는,
    가요성 막.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가요성 막의 상기 고리형 동심 림 및 상기 고리형 동심 돌출부는 상기 내측벽 및 상기 외측벽 보다 두꺼운,
    지지 링.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 가요성 막은 탄성 재료로 형성되는,
    가요성 막.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 탄성 재료는 실리콘을 포함하는,
    가요성 막.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀은 원형인,
    가요성 막.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 하부면 둘레에 동일한 각도 간격으로 이격되는,
    가요성 막.
KR1020130068914A 2006-11-22 2013-06-17 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체 KR101335554B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US86709006P 2006-11-22 2006-11-22
US60/867,090 2006-11-22
US89170507P 2007-02-26 2007-02-26
US60/891,705 2007-02-26
US11/741,691 2007-04-27
US11/741,691 US7575504B2 (en) 2006-11-22 2007-04-27 Retaining ring, flexible membrane for applying load to a retaining ring, and retaining ring assembly

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090070573A Division KR101358821B1 (ko) 2006-11-22 2009-07-31 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130083873A true KR20130083873A (ko) 2013-07-23
KR101335554B1 KR101335554B1 (ko) 2013-12-02

Family

ID=38969432

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070108352A KR100940614B1 (ko) 2006-11-22 2007-10-26 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및지지 링 조립체
KR1020090070573A KR101358821B1 (ko) 2006-11-22 2009-07-31 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체
KR1020130068914A KR101335554B1 (ko) 2006-11-22 2013-06-17 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070108352A KR100940614B1 (ko) 2006-11-22 2007-10-26 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및지지 링 조립체
KR1020090070573A KR101358821B1 (ko) 2006-11-22 2009-07-31 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7575504B2 (ko)
EP (1) EP1925398B1 (ko)
JP (2) JP5314267B2 (ko)
KR (3) KR100940614B1 (ko)
CN (1) CN101293332B (ko)
AT (1) ATE503610T1 (ko)
DE (1) DE602007013517D1 (ko)
SG (1) SG143190A1 (ko)
TW (2) TWI448356B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101515424B1 (ko) * 2013-10-22 2015-04-29 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7572504B2 (en) * 2005-06-03 2009-08-11 The Procter + Gamble Company Fibrous structures comprising a polymer structure
US7654888B2 (en) * 2006-11-22 2010-02-02 Applied Materials, Inc. Carrier head with retaining ring and carrier ring
US7727055B2 (en) * 2006-11-22 2010-06-01 Applied Materials, Inc. Flexible membrane for carrier head
US8033895B2 (en) * 2007-07-19 2011-10-11 Applied Materials, Inc. Retaining ring with shaped profile
CN101827685A (zh) * 2007-11-20 2010-09-08 信越半导体股份有限公司 研磨头及研磨装置
KR20170038113A (ko) * 2008-03-25 2017-04-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 캐리어 헤드 멤브레인
US7749052B2 (en) * 2008-09-08 2010-07-06 Applied Materials, Inc. Carrier head using flexure restraints for retaining ring alignment
US10160093B2 (en) 2008-12-12 2018-12-25 Applied Materials, Inc. Carrier head membrane roughness to control polishing rate
US8475231B2 (en) * 2008-12-12 2013-07-02 Applied Materials, Inc. Carrier head membrane
TWI540021B (zh) * 2010-08-06 2016-07-01 應用材料股份有限公司 以扣環調校基板邊緣
KR20140054178A (ko) * 2011-08-05 2014-05-08 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 두 부분으로 이루어진 플라스틱 리테이닝 링
US20130102152A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
KR101938706B1 (ko) 2012-06-05 2019-01-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 인터로크 피쳐들을 갖는 2-파트 리테이닝 링
KR101387923B1 (ko) 2012-08-27 2014-04-22 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드용 멤브레인 및 이를 구비한 캐리어 헤드
US8998676B2 (en) 2012-10-26 2015-04-07 Applied Materials, Inc. Retaining ring with selected stiffness and thickness
US10532441B2 (en) 2012-11-30 2020-01-14 Applied Materials, Inc. Three-zone carrier head and flexible membrane
KR101410358B1 (ko) * 2013-02-25 2014-06-20 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마장치용 멤브레인 및 화학적 기계적 연마장치용 연마헤드
US9381613B2 (en) * 2013-03-13 2016-07-05 Applied Materials, Inc. Reinforcement ring for carrier head
US9227297B2 (en) 2013-03-20 2016-01-05 Applied Materials, Inc. Retaining ring with attachable segments
JP6232297B2 (ja) * 2014-01-21 2017-11-15 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置
TWI658899B (zh) * 2014-03-31 2019-05-11 日商荏原製作所股份有限公司 研磨裝置及研磨方法
US9368371B2 (en) 2014-04-22 2016-06-14 Applied Materials, Inc. Retaining ring having inner surfaces with facets
US9610672B2 (en) * 2014-06-27 2017-04-04 Applied Materials, Inc. Configurable pressure design for multizone chemical mechanical planarization polishing head
US10252397B2 (en) * 2014-10-30 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for profile and surface preparation of retaining rings utilized in chemical mechanical polishing processes
KR101583815B1 (ko) * 2014-12-22 2016-01-11 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인 및 이를 구비한 캐리어 헤드
KR102264785B1 (ko) * 2015-02-16 2021-06-14 삼성전자주식회사 연마 헤드 및 이를 갖는 연마 캐리어 장치
US10500695B2 (en) 2015-05-29 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Retaining ring having inner surfaces with features
KR101655075B1 (ko) * 2015-08-21 2016-09-07 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치
WO2017165216A1 (en) * 2016-03-24 2017-09-28 Applied Materials, Inc. Textured small pad for chemical mechanical polishing
KR102561746B1 (ko) 2016-07-25 2023-07-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Cmp를 위한 리테이닝 링
US11397139B2 (en) * 2017-02-27 2022-07-26 Leco Corporation Metallographic grinder and components thereof
CN108687657A (zh) * 2017-04-05 2018-10-23 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 一种化学机械研磨设备
CN209615159U (zh) * 2018-11-28 2019-11-12 凯斯科技股份有限公司 化学机械式研磨装置用承载头的卡环及具备其的承载头
KR102673907B1 (ko) * 2019-04-01 2024-06-10 주식회사 케이씨텍 연마 헤드용 격벽 멤브레인
CN112548848B (zh) * 2019-09-26 2022-09-23 清华大学 一种承载头和化学机械抛光设备
CN111318959B (zh) * 2020-04-16 2024-02-06 清华大学 一种用于化学机械抛光的保持环和承载头
US11724355B2 (en) 2020-09-30 2023-08-15 Applied Materials, Inc. Substrate polish edge uniformity control with secondary fluid dispense
JP7518175B2 (ja) 2020-10-13 2024-07-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 接点延長部又は調節可能な止め具を有する基板研磨装置
US11623321B2 (en) 2020-10-14 2023-04-11 Applied Materials, Inc. Polishing head retaining ring tilting moment control
KR20230148377A (ko) * 2021-03-04 2023-10-24 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 부동 에지 제어를 갖는 연마 캐리어 헤드

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738574A (en) 1995-10-27 1998-04-14 Applied Materials, Inc. Continuous processing system for chemical mechanical polishing
KR100485002B1 (ko) 1996-02-16 2005-08-29 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 작업물폴리싱장치및방법
US6183354B1 (en) 1996-11-08 2001-02-06 Applied Materials, Inc. Carrier head with a flexible membrane for a chemical mechanical polishing system
US6056632A (en) 1997-02-13 2000-05-02 Speedfam-Ipec Corp. Semiconductor wafer polishing apparatus with a variable polishing force wafer carrier head
US6019670A (en) 1997-03-10 2000-02-01 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for conditioning a polishing pad in a chemical mechanical polishing system
US5916015A (en) 1997-07-25 1999-06-29 Speedfam Corporation Wafer carrier for semiconductor wafer polishing machine
US6116992A (en) 1997-12-30 2000-09-12 Applied Materials, Inc. Substrate retaining ring
US6143127A (en) * 1998-05-14 2000-11-07 Applied Materials, Inc. Carrier head with a retaining ring for a chemical mechanical polishing system
US6251215B1 (en) 1998-06-03 2001-06-26 Applied Materials, Inc. Carrier head with a multilayer retaining ring for chemical mechanical polishing
US6159079A (en) 1998-09-08 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Carrier head for chemical mechanical polishing a substrate
US6089961A (en) 1998-12-07 2000-07-18 Speedfam-Ipec Corporation Wafer polishing carrier and ring extension therefor
US20020173242A1 (en) 1999-04-19 2002-11-21 Mitsubishi Materials Corporation Chemical mechanical polishing head assembly having floating wafer carrier and retaining ring
US6368189B1 (en) * 1999-03-03 2002-04-09 Mitsubishi Materials Corporation Apparatus and method for chemical-mechanical polishing (CMP) head having direct pneumatic wafer polishing pressure
US6527624B1 (en) * 1999-03-26 2003-03-04 Applied Materials, Inc. Carrier head for providing a polishing slurry
US6186880B1 (en) 1999-09-29 2001-02-13 Semiconductor Equipment Technology Recyclable retaining ring assembly for a chemical mechanical polishing apparatus
SG90746A1 (en) 1999-10-15 2002-08-20 Ebara Corp Apparatus and method for polishing workpiece
US6726528B2 (en) * 2002-05-14 2004-04-27 Strasbaugh Polishing pad with optical sensor
US6663466B2 (en) * 1999-11-17 2003-12-16 Applied Materials, Inc. Carrier head with a substrate detector
US6361419B1 (en) * 2000-03-27 2002-03-26 Applied Materials, Inc. Carrier head with controllable edge pressure
JP2001277098A (ja) * 2000-03-29 2001-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 研磨装置および研磨方法
US6558232B1 (en) 2000-05-12 2003-05-06 Multi-Planar Technologies, Inc. System and method for CMP having multi-pressure zone loading for improved edge and annular zone material removal control
US6857945B1 (en) 2000-07-25 2005-02-22 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a flexible membrane
DE60138343D1 (de) 2000-07-31 2009-05-28 Ebara Corp Substrathalter und Poliervorrichtung
EP1335814A1 (en) * 2000-11-21 2003-08-20 Memc Electronic Materials S.P.A. Semiconductor wafer, polishing apparatus and method
US6890249B1 (en) 2001-12-27 2005-05-10 Applied Materials, Inc. Carrier head with edge load retaining ring
US6872130B1 (en) 2001-12-28 2005-03-29 Applied Materials Inc. Carrier head with non-contact retainer
US6913517B2 (en) * 2002-05-23 2005-07-05 Cabot Microelectronics Corporation Microporous polishing pads
JP3091590U (ja) * 2002-07-23 2003-02-07 水源 陳 シリコンウェハの研磨用定位リングの構造
TW544375B (en) * 2002-09-09 2003-08-01 Taiwan Semiconductor Mfg Chemical mechanical polishing head
TWM255104U (en) 2003-02-05 2005-01-11 Applied Materials Inc Retaining ring with flange for chemical mechanical polishing
US7033252B2 (en) 2004-03-05 2006-04-25 Strasbaugh Wafer carrier with pressurized membrane and retaining ring actuator
JP4583207B2 (ja) 2004-03-31 2010-11-17 不二越機械工業株式会社 研磨装置
JP2008511983A (ja) * 2004-09-02 2008-04-17 カン，ジョン−モ 化学機械研磨のためのリテーニングリング
CN101934491B (zh) 2004-11-01 2012-07-25 株式会社荏原制作所 抛光设备
JP5112614B2 (ja) * 2004-12-10 2013-01-09 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置
US7186171B2 (en) * 2005-04-22 2007-03-06 Applied Materials, Inc. Composite retaining ring
JP4814677B2 (ja) 2006-03-31 2011-11-16 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101515424B1 (ko) * 2013-10-22 2015-04-29 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인

Also Published As

Publication number Publication date
US20080119118A1 (en) 2008-05-22
JP5314267B2 (ja) 2013-10-16
KR20080046556A (ko) 2008-05-27
JP2008137149A (ja) 2008-06-19
KR101358821B1 (ko) 2014-02-10
TWI448356B (zh) 2014-08-11
ATE503610T1 (de) 2011-04-15
JP2013116554A (ja) 2013-06-13
KR20090089279A (ko) 2009-08-21
KR100940614B1 (ko) 2010-02-05
EP1925398A1 (en) 2008-05-28
TW200833465A (en) 2008-08-16
CN101293332B (zh) 2012-08-08
TWI432288B (zh) 2014-04-01
TW201000257A (en) 2010-01-01
JP5568653B2 (ja) 2014-08-06
US7575504B2 (en) 2009-08-18
KR101335554B1 (ko) 2013-12-02
EP1925398B1 (en) 2011-03-30
CN101293332A (zh) 2008-10-29
DE602007013517D1 (de) 2011-05-12
SG143190A1 (en) 2008-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101335554B1 (ko) 지지 링, 지지 링으로 로드를 인가하기 위한 가요성 막, 및 지지 링 조립체
KR100942620B1 (ko) 캐리어 헤드용 가요성 막
KR100942624B1 (ko) 캐리어 헤드용 캐리어 링
KR100918258B1 (ko) 환형 유지 링과 캐리어 링을 갖는 캐리어 헤드
TWI574785B (zh) 內扣環及外扣環

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161028

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170929

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181112

Year of fee payment: 6