KR20150000978A - Membrane in carrier head - Google Patents

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    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools

Abstract

The present invention relates to a carrier head of a chemical mechanical polishing apparatus. The carrier head includes: a base which is rotated; a membrane which forms a pressure chamber between a bottom plate whose lower side is in contact with the surface of a wafer in a chemical mechanical polishing process, and a part thereof which is fixed to the base; a pressure control unit which supplies pneumatic pressure to the pressure chamber through a gas path which is connected to the pressure chamber; and a hole block which includes a plurality of connection holes inside and is installed in the pressure chamber to make the gas supplied from the outlet of the gas path reach the bottom plate of the membrane through the connection hole. The present invention applies uniform pressure to the bottom plate of the membrane which forms the bottom surface of the pressure chamber by the distribution of the pneumatic pressure uniformed as the gas supplied to the pressure chamber from the pressure control unit passes through the hole block.

Description

화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드{MEMBRANE IN CARRIER HEAD}≪ Desc / Clms Page number 1 > MEMBRANE IN CARRIER HEAD &

본 발명은 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드에 관한 것으로, 상세하게는 캐리어 헤드의 압력 챔버에서 멤브레인을 가압하는 압력의 편차를 제거하여 웨이퍼의 영역별 가압력을 정확하게 제어할 수 있는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인에 관한 것이다.
The present invention relates to a carrier head of a chemical mechanical polishing apparatus and more particularly to a carrier of a chemical mechanical polishing apparatus capable of precisely controlling a pressing force of each region of a wafer by eliminating a deviation of a pressure for pressing a membrane in a pressure chamber of a carrier head Head membrane.

화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.The chemical mechanical polishing (CMP) apparatus is a device for performing a wide-area planarization that removes a height difference between a cell region and a peripheral circuit region due to unevenness of a wafer surface generated by repeatedly performing masking, etching, To improve the surface roughness of the wafer due to contact / wiring film separation and highly integrated elements, and the like.

이러한 CMP 장치에 있어서, 캐리어 헤드는 연마공정 전후에 웨이퍼의 연마 면이 연마 패드와 마주보게 한 상태로 상기 웨이퍼를 가압하여 연마 공정을 행하도록 하고, 동시에 연마 공정이 종료되면 웨이퍼를 직접 및 간접적으로 진공 흡착하여 파지한 상태로 그 다음 공정으로 이동한다. In such a CMP apparatus, the carrier head presses the wafer in a state in which the polished surface of the wafer faces the polishing pad before and after the polishing step to perform the polishing process, and at the same time, when the polishing process is finished, the wafer is directly or indirectly Vacuum-adsorbed and held, and then moved to the next step.

도1은 캐리어 헤드(1)의 개략도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 캐리어 헤드(1)는 본체부(40)와, 본체부(40)와 함께 회전하는 장착된 베이스(20)와, 베이스(20)의 원주부에 장착된 리테이너링(30)과, 베이스(20)와 리테이너링(30)의 사이에 끝단(10a)이 고정되어 웨이퍼(W)와 바닥판(11)이 접촉하는 탄성 재질의 멤브레인(10)과, 멤브레인(10)과 베이스(20)의 사이에 형성되는 압력 챔버(C)의 압력을 조절하는 압력 조절부(50)로 구성된다. Fig. 1 is a schematic view of the carrier head 1. Fig. 1, the carrier head 1 includes a body portion 40, a mounted base 20 that rotates together with the body portion 40, and a retainer ring (not shown) A membrane 10 of an elastic material in which an end 10a is fixed between the base 20 and the retainer ring 30 so that the wafer W and the bottom plate 11 are in contact with each other, And a pressure regulating part 50 for regulating the pressure of the pressure chamber C formed between the base 20 and the base 20.

멤브레인(10)은 바닥판(11)에 링형 격벽(15)이 형성되어 베이스(20)에 위치 고정되어, 멤브레인(10)과 베이스(20)의 사이에 압력 챔버(C)를 하나로 형성할 수 있지만, 웨이퍼(W)를 영역별로 가압하는 힘을 조절할 수 있도록 멤브레인(10)과 베이스(20)의 사이에 다수로 분할된 압력 챔버(C1, C2, C3; C)를 형성할 수도 있다. 이를 위하여, 멤브레인(10)의 바닥판(11)에는 다수의 링형 격벽(15)이 형성되어 베이스(20)에 위치 고정된다. The membrane 10 has a ring-shaped partition wall 15 formed on the bottom plate 11 and fixed to the base 20 so that the pressure chamber C can be formed between the membrane 10 and the base 20. [ However, a plurality of divided pressure chambers C1, C2, C3, C may be formed between the membrane 10 and the base 20 so as to control the force for pressing the wafer W in each region. For this, a plurality of ring-shaped partitions 15 are formed on the bottom plate 11 of the membrane 10 and fixed to the base 20.

압력 조절부(50)로부터 연장된 기체 통로(55)는 그 출구(55e1, 55e2, 55e3)가 압력 챔버(C1, C2, C3)의 상측에 연통되게 배치되어, 압력 조절부(50)로부터 제어된 공압이 기체 통로(55)를 통하여 압력 챔버(C1, C2, C3)에 공급되면서, 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 압력이 제어되면서 멤브레인(10)의 바닥판(11)을 통하여 웨이퍼(W)를 가압한다. The gas passages 55 extending from the pressure regulating portion 50 are arranged such that the outlets 55e1, 55e2 and 55e3 thereof communicate with the upper portions of the pressure chambers C1, C2 and C3, C2 and C3 are supplied to the pressure chambers C1, C2 and C3 through the gas passage 55 to control the pressure of the bottom plate 11 of the membrane 10 So that the wafer W is pressed.

그러나, 도2에 도시된 바와 같이, 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 상측에 위치하는 기체 통로(55)의 출구(55e1, 55e2, 55e3)로부터 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 전체에 도달하는 경로(pz')는 서로 차이가 생기게 되어, 출구(55e1, 55e2, 55e3)의 바로 아래에 위치하는 판면 중앙부(M)에 비하여 판면 주변부(E)에는 기체가 충분히 도달하지 않게 된다. 더욱이, 베이스(20)의 저면과 멤브레인(10)의 판면 사이의 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 높이(Ho)는 도2에 도시된 것에 비하여 압력 챔버의 폭(격벽 사이의 거리)에 비하여 훨씬 작게 형성되므로, 판면 중앙부(M)와 판면 주변부(E)에서 바닥판(11)을 가압하는 힘의 차이가 발생되고, 이에 따라 웨이퍼(W)의 연마 공정이 균일하게 이루어지지 않는 문제가 야기된다. However, as shown in Fig. 2, the pressure chambers C1, C2, C3, and C5 extend from the outlets 55e1, 55e2, 55e3 of the gas passage 55 positioned above the pressure chambers C1, C2, C3; And the paths pz 'reaching the entirety of the plate surface area E are different from each other so that the gas is sufficiently supplied to the plate surface peripheral part E as compared with the plate surface central part M located just below the outlets 55e1, 55e2, 55e3 . Further, the height Ho of the pressure chambers C1, C2, C3, C between the bottom surface of the base 20 and the plate surface of the membrane 10 is smaller than the width (distance between the partition walls A difference in the pressing force of the bottom plate 11 is generated between the central portion M of the plate surface and the peripheral portion E of the plate surface so that the polishing process of the wafer W is not uniform Problems arise.

따라서, 압력 챔버(C1, C2, C3; C)에 의해 가압되는 판면에 균일한 힘으로 가압할 수 있도록 하는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
Therefore, there is a great demand for a method of pressing the plate surface pressed by the pressure chambers C1, C2, C3 (C) with a uniform force.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 캐리어 헤드의 압력 챔버에 공압을 공급하여 압력 챔버의 하측에 위치하는 멤브레인을 통하여 웨이퍼에 영역별로 정확한 가압력이 도입되도록 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above technical background, and it is an object of the present invention to provide a method and system for polishing a wafer by supplying pneumatic pressure to a pressure chamber of a carrier head during a chemical mechanical polishing process, It is an object of the present invention to provide a carrier head of a chemical mechanical polishing apparatus.

즉, 본 발명은 압력 챔버로 유입되는 기체 통로의 출구의 위치가 압력 챔버의 구석에 치우쳐 위치하더라도, 하나의 압력 챔버 하측에 대하여 멤브레인의 바닥판을 균일한 가압력으로 도입하여 웨이퍼의 연마를 균일하게 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.That is, according to the present invention, even if the position of the outlet of the gas passage introduced into the pressure chamber is biased to the corner of the pressure chamber, the bottom plate of the membrane is introduced uniformly under the pressure chamber to polish the wafer uniformly To be able to do so.

이를 통해, 본 발명은 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐 의도한 바에 따른 연마를 행할 수 있게 됨에 따라, 반도체 패키지를 신뢰성있게 제조할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
Accordingly, it is an object of the present invention to reliably manufacture a semiconductor package as it is possible to carry out polishing as intended over the entire surface of the wafer.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 회전 구동되는 베이스와; 화학 기계적 연마 공정 중에 저면이 웨이퍼의 판면과 접촉하는 바닥판과, 상기 베이스에 일부가 고정되어 그 사이에 압력 챔버를 형성하는 멤브레인과; 상기 압력 챔버까지 연통된 기체 통로를 통하여 상기 압력 챔버 내에 공압을 공급하는 압력 조절부와; 다수의 연통공이 내부에 형성되어 상기 기체 통로의 출구로부터 공급된 기체가 상기 연통공을 통하여 상기 멤브레인의 바닥판에 도달하도록 상기 압력 챔버 내에 설치된 홀 블록을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드를 제공한다.According to an aspect of the present invention, A bottom plate contacting the bottom surface of the wafer during a chemical mechanical polishing process; a membrane partially fixed to the base to form a pressure chamber therebetween; A pressure regulator for supplying pneumatic pressure into the pressure chamber through a gas passage communicated to the pressure chamber; A plurality of communication holes formed in the interior of the pressure chamber so that gas supplied from the outlet of the gas passage reaches the bottom plate of the membrane through the communication hole; The present invention also provides a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus.

이는, 압력 조절부로부터 공급되는 공압이 압력 챔버에 공급되면, 공급된 기체의 유동이 다수의 연통공이 형성된 홀 블록을 통과하면서 멤브레인의 바닥판에 균일하게 공급되면서, 압력 챔버의 하면을 형성하는 멤브레인의 바닥판에 균일한 압력이 작용하게 되므로, 웨이퍼에 균일한 가압력을 도입하기 위함이다. This is because when the pneumatic pressure supplied from the pressure regulator is supplied to the pressure chamber, the flow of the supplied gas is uniformly supplied to the bottom plate of the membrane while passing through the hole block having the plurality of communication holes, So that a uniform pressing force is applied to the wafer.

또한, 상기 멤브레인은 링 형태의 격벽이 형성되어, 상기 압력 챔버는 상기 격벽을 기준으로 다수로 분할된 다수로 형성되고, 상기 홀 블록은 상기 다수의 압력 챔버 중 어느 하나 이상에 위치하도록 구성됨에 따라, 홀 블록이 설치된 분할 압력 챔버 내에서는 웨이퍼에 균일한 가압력을 도입할 수 있다. 따라서, 홀 블록은 다수의 압력 챔버들 전부에 설치될 수도 있지만, 멤브레인의 바닥판에서의 압력 편차가 큰 일부의 압력 챔버에만 설치될 수도 있다.The membrane is formed with a ring-shaped partition wall, and the pressure chamber is formed in a plurality of divided portions based on the partition wall, and the hole block is located in any one of the plurality of pressure chambers , A uniform pressing force can be introduced into the wafer in the divided pressure chamber provided with the hole block. Therefore, the hole block may be installed in all of the plurality of pressure chambers, but it may be installed only in a part of the pressure chambers where the pressure deviation in the bottom plate of the membrane is large.

이를 통해, 본 발명은 압력 챔버로 유입되는 기체 통로의 출구의 위치가 압력 챔버의 구석에 치우쳐 위치하더라도, 압력 챔버의 하면을 형성하는 멤브레인의 바닥판에는 균일한 가압력이 작용하게 되므로, 웨이퍼에 정확한 가압력을 분포시키면서 연마 공정을 신뢰성있게 행할 수 있는 잇점이 얻어진다. Accordingly, even if the position of the outlet of the gas passage introduced into the pressure chamber is biased to the corner of the pressure chamber, uniform pressing force acts on the bottom plate of the membrane forming the lower surface of the pressure chamber, It is possible to reliably perform the polishing process while distributing the pressing force.

여기서, 상기 압력 챔버에 연통되는 기체 통로의 출구로부터 상기 멤브레인의 상기 바닥판에 이르는 경로 상에는 상기 홀 블록이 배치되어, 홀 블록을 통과하지 않고서는 기체 통로의 출구로부터 멤브레인의 바닥판에 도달하지 못하도록 함으로써, 홀 블록을 통과하면서 기체의 압력이 서로 균질해져 멤브레인의 바닥판 전체에는 균일한 가압력으로 작용할 수 있도록 한다.Here, the hole block is disposed on a path from the outlet of the gas passage communicating with the pressure chamber to the bottom plate of the membrane so as not to reach the bottom plate of the membrane from the exit of the gas passage without passing through the hole block So that the pressure of the gas becomes homogeneous while passing through the hole block, so that the pressure acts uniformly on the entire bottom plate of the membrane.

한편, 압력 챔버에 연통하는 기체 통로의 출구로부터 멤브레인의 바닥판에 이르는 경로 상에 배열된 홀 블록을 통과하면서, 기체의 유동 성분이 상하 방향 성분(멤브레인의 바닥판에 수직한 방향)으로만 유동하는 것에 비하여, 기체의 유동 성분이 좌우 방향 성분(멤브레인의 바닥판에 평행한 방향 및 바닥판에 경사진 방향)을 갖도록 유동하는 것이 기체 압력의 균질화에 도움이 되므로, 상기 홀 블록의 상기 연통공은 상하 방향과 수평 성분을 모두 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 홀 블록은 내부에 불규칙적인 연통공이 다수 형성되어 있는 다공질 블록으로 형성될 수 있다.On the other hand, while passing through the hole block arranged on the path from the outlet of the gas passage communicating with the pressure chamber to the bottom plate of the membrane, the flow component of the gas flows only in the vertical direction component (direction perpendicular to the bottom plate of the membrane) (The direction parallel to the bottom plate of the membrane and the inclined direction on the bottom plate), the flow of the gas flows in the horizontal direction, Is preferably formed to have both the vertical direction and the horizontal component. For example, the hole block may be formed of a porous block having many irregular communication holes therein.

그리고, 상기 홀 블록은 상기 압력 챔버의 높이의 50% 이상의 높이로 형성되는 경우에, 기체 통로를 통해 압력 챔버로 유입된 기체가 홀 블록을 통과하면서 보다 신뢰성있게 균질화되도록 할 수 있다. When the height of the hole block is 50% or more of the height of the pressure chamber, the gas introduced into the pressure chamber through the gas passage can be more reliably homogenized while passing through the hole block.

상기 홀 블록은 비가요성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 홀 블록이 가요성 소재로 형성될 경우에는, 다수의 압력 챔버들 사이에 도입되는 가압력에 차이가 있는 경우에는, 압력 챔버의 측면을 형성하는 멤브레인의 격벽을 기준으로 팽창하는 힘에 의하여 멤브레인의 격벽과 바닥판이 접하는 구석 영역에서 일측으로 치우치는 변형이 발생될 수 있다. 따라서, 홀 블록은 비가요성 소재로 형성되어 압력 챔버의 격벽 사이를 채우는 형태로 형성됨으로써, 홀 블록에 의하여 격벽의 일측으로 치우치는 변형이 억제됨으로써, 멤브레인 바닥판의 구석 영역에서 가압력의 차이가 발생되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 홀 블록은 알루미늄과 같은 금속 소재나 세라믹, 엔지니어링 플라스틱 등의 소재로 형성될 수 있다.It is preferable that the hole block is formed of a non-flexible material. When the hole block is formed of a flexible material, when there is a difference in the pressing force introduced between the plurality of pressure chambers, by the force expanding with respect to the partition wall of the membrane forming the side surface of the pressure chamber, And a deformation that deviates to one side may occur in a corner area where the bottom plate contacts. Accordingly, since the hole block is formed of the non-flexible material and is filled in the space between the partition walls of the pressure chamber, deformation of the partition wall toward one side of the partition wall is suppressed by the hole block, Can be suppressed. For example, the hole block may be formed of a metal material such as aluminum, ceramic, engineering plastic, or the like.

그리고, 상기 홀 블록의 저면은 상기 멤브레인의 바닥판과 이격 배열되어 홀 블록과 멤브레인 바닥판 사이에 하측 공간을 구비함으로써, 홀 블록을 통과한 기체의 유동이 홀 블록과 멤브레인 바닥판의 사이에서 균질화되게 확산되면서, 멤브레인의 바닥판에 균질한 압력으로 가압하는 것이 가능해진다. 이와 동시에, 우레탄과 같이 탄성 가요성 재질로 형성되는 멤브레인 바닥판이 비가요성 홀 블록에 긁혀 손상되는 것을 방지하는 효과도 얻어진다. Since the bottom surface of the hole block is spaced apart from the bottom plate of the membrane and has a lower space between the hole block and the membrane bottom plate, the flow of gas passing through the hole block is homogenized between the hole block and the membrane bottom plate It becomes possible to pressurize the bottom plate of the membrane with a homogeneous pressure. At the same time, an effect of preventing the membrane bottom plate formed of elastic flexible material such as urethane from being scratched and damaged on the non-flexible hole block is also obtained.

또한, 홀 블록의 상면은 베이스의 저면과 이격 배열되어 홀 블록과 베이스 사이에 상측 공간을 구비함으로써, 기체 통로의 출구로 배출된 기체의 유동이 홀 블록에 의하여 저항을 받으면서, 상측 공간 내에서 전체적으로 기체가 확산된 상태에서 홀 블록을 통과하도록 구성된다. 이를 통해, 압력 챔버 내의 멤브레인 바닥판에 균일한 가압력이 도입되는 것이 보다 확실해진다. 이 경우에는, 홀 블록의 연통공이 상하 방향으로만 배열되어 있더라도, 멤브레인의 바닥판에 균일하게 분포된 가압력을 도입할 수 있다.
Further, since the upper surface of the hole block is spaced apart from the bottom surface of the base to have an upper space between the hole block and the base, the flow of the gas discharged to the outlet of the gas passage is resisted by the hole block, The gas is configured to pass through the hole block in a diffused state. As a result, it becomes more certain that a uniform pressing force is introduced into the membrane bottom plate in the pressure chamber. In this case, even if the communication holes of the hole blocks are arranged only in the vertical direction, a pressing force uniformly distributed to the bottom plate of the membrane can be introduced.

본 발명에 따르면, 압력 챔버에 다수의 연통공이 형성된 홀 블록이 배치됨에 따라, 압력 조절부로부터 압력 챔버에 공급된 기체는 홀 블록을 통과하면서 공압의 분포 상태가 균일해지므로, 압력 챔버의 하면을 형성하는 멤브레인의 바닥판에 균일한 가압력을 도입할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, since the hole block in which the plurality of communication holes are formed in the pressure chamber is arranged, the gas supplied to the pressure chamber from the pressure regulating portion passes through the hole block and the distribution state of the air pressure becomes uniform. It is possible to obtain a favorable effect that a uniform pressing force can be introduced to the bottom plate of the membrane to be formed.

또한, 본 발명은 홀 블록이 비가요성 소재로 형성되어, 다수로 분할된 압력 챔버 사이의 압력 편차가 발생될 경우에도, 각각의 압력 챔버의 구석 영역에서 발생될 수 있는 격벽의 휨 변형에 따른 불균일한 가압 상태를 해소할 수 있는 잇점이 있다. In addition, the present invention is also applicable to a case where even when a hole block is formed of an incompatible material and a pressure deviation occurs between a plurality of divided pressure chambers, unevenness due to a bending deformation of a partition wall which can be generated in a corner region of each pressure chamber There is an advantage that a pressurized state can be solved.

무엇보다도, 본 발명은 홀 블록이 멤브레인의 바닥판과 이격되어, 홀 블록과 멤브레인의 바닥판 사이에 하측 공간이 마련되게 함으로써, 홀 블록을 통과하여 연통공의 출구에서 불연속적으로 균질화된 기체의 공압이 하측 공간 내에서 확산되면서 연속적으로 균질화시킨 상태로 멤브레인의 바닥판을 가압할 수 있게 되어, 압력 챔버에 의하여 웨이퍼에 도입되는 가압력이 보다 균일하게 분포되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.Above all, the present invention is characterized in that the hole block is spaced apart from the bottom plate of the membrane so that a lower space is provided between the hole block and the bottom plate of the membrane, The pneumatic pressure is diffused in the lower space and the bottom plate of the membrane can be pressed in a continuously homogenized state so that the pressing force introduced into the wafer by the pressure chamber is more uniformly distributed.

그리고, 본 발명은 홀 블록이 베이스와도 이격되어 홀 블록과 베이스 사이에 상측 공간이 마련되도록 함으로써, 베이스에 형성되는 기체 통로의 출구로부터의 공압이 홀 블록을 통과하기 이전에 상측 공간 내에서 확산되도록 유도한 상태에서 홀 블록을 기체가 통과하여 공압이 전달됨에 따라, 압력 챔버 내의 압력을 보다 확실하게 균일한 분포 상태로 유도할 수 있는 잇점이 있다.
Further, the present invention allows the space between the hole block and the base to be spaced apart from the base, so that the air pressure from the outlet of the gas passage formed in the base is diffused The pressure in the pressure chamber can be more reliably and uniformly distributed as the pneumatic pressure is transmitted through the gas through the hole block.

도1은 종래의 캐리어 헤드의 구성을 도시한 횡단면도,
도2는 압력 챔버 내의 가압력 분포 상태를 설명하기 위한 도1의 'A'부분의 확대도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 구성을 도시한 횡단면도,
도4는 압력 챔버 내의 가압력 분포 상태를 설명하기 위한 도2의 'B'부분의 확대도,
도5는 도4의 제2압력 챔버에 설치되는 홀 블록을 도시한 사시도이다.
1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional carrier head,
FIG. 2 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG. 1 for explaining a state of pressure force distribution in a pressure chamber,
3 is a cross-sectional view showing the configuration of a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is an enlarged view of a portion 'B' in FIG. 2 for explaining a pressing force distribution state in the pressure chamber,
FIG. 5 is a perspective view illustrating a hole block installed in the second pressure chamber of FIG. 4. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드를 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, a carrier head of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are designated by the same or similar reference numerals and the description thereof will be omitted for the sake of clarity of the present invention.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드(100)는, 웨이퍼를 가압하는 바닥판(111)이 구비되고 탄성 소재로 형성된 멤브레인(110)과, 멤브레인(110)의 끝단(10a)과 격벽(115)의 끝단을 고정하고 회전 구동되는 베이스(120)와, 베이스(120)의 저면에 고정되어 웨이퍼(W)의 연마 공정 중에 웨이퍼(W)의 둘레를 감싼 상태로 회전하는 리테이너 링(130)과, 외부의 구동 수단에 의하여 회전 구동되고 회전 구동력을 베이스(120)에 전달하는 본체부(140)와, 멤브레인(110)과 베이스(120)의 사이에 형성되는 압력 챔버(C1, C2, C3; C)에 제어된 공압을 공급하는 압력 조절부(150)와, 압력 챔버(C1, C2, C3; C) 내에 설치되어 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 하면을 형성하는 멤브레인(110)의 바닥판(111)에 균일한 압력이 도입되도록 하는 홀 블록(160)을 포함하여 구성된다. 3, the carrier head 100 of the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a membrane 110 formed of an elastic material and provided with a bottom plate 111 for pressing the wafer, A base 120 that is rotatably driven by fixing an end 10a of the membrane 110 and an end of the partition 115 and a base 120 which is fixed to the bottom of the base 120 to fix the wafer W during the polishing process of the wafer W. [ A main body 140 rotatably driven by an external driving means and transmitting a rotational driving force to the base 120, A pressure regulating part 150 for supplying a controlled pneumatic pressure to the pressure chambers C1, C2, C3 formed between the pressure chambers C1, C2, C3, And a bottom plate 111 of the membrane 110 forming a lower surface of the bottom plate 110, It is configured to.

상기 멤브레인(110)은 바닥판(111)과 바닥판(111)의 가장자리 끝단으로부터 절곡되어 상측으로 연장 형성된 측면과, 바닥판(111)의 중심과 측면의 사이에 베이스(120)와 결합되는 다수의 링 형태의 격벽(115)이 형성된다. 측면의 끝단(10a)과 격벽(115)의 끝단은 베이스(120)에 결합되면서 그 사이 공간에 압력 챔버(C1, C2, C3; C)를 형성한다. The membrane 110 includes a bottom plate 111 and a bottom plate 111. The membrane 110 includes a bottom plate 111 and a bottom plate 111. The bottom plate 111 includes a bottom plate 111, A ring-shaped partition wall 115 is formed. The end of the side face 10a and the end of the partition wall 115 are coupled to the base 120 to form pressure chambers C1, C2, C3, C in the space therebetween.

도면에는 멤브레인(110)이 베이스(120)의 내부에 삽입 결합된 구성으로 개략화되어 있지만, 본 출원인이 출원하여 특허등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1244221호 및 제10-1241023호에 개시된 바와 같이 멤브레인의 끝단은 결합 부재와 베이스(120)의 사이에 끼인 형태로 결합될 수도 있다. Although the membrane 110 is schematically illustrated as being inserted and coupled into the base 120, it is also possible to use the membrane disclosed in Korean Patent Application Nos. 10-1244221 and 10-1241023 filed by the present applicant, Similarly, the end of the membrane may be interposed between the coupling member and the base 120.

도면에는 3개의 분할된 압력 챔버(C1, C2, C3)가 형성된 구성을 예로 들었지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 하나의 압력 챔버로 형성될 수도 있고, 2개 또는 4개 이상으로 분할된 압력 챔버로 형성될 수도 있다.Although the figure shows a configuration in which three divided pressure chambers C1, C2 and C3 are formed, according to another embodiment of the present invention, it may be formed as one pressure chamber, and two or more divided pressure chambers Chamber.

상기 베이스(120)는 도면에 간략화되어 도시되어 있지만 대한민국 등록특허공보 제10-122301호에 개시된 바와 같이 멤브레인(110)의 끝단과 결합한 상태로 회전 구동하는 구성 요소를 통칭한다. The base 120 is schematically shown in the figure but is generally referred to as a component that is rotationally driven in a state of being engaged with an end of the membrane 110 as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-122301.

상기 리테이너링(130)은 베이스(120)에 고정되어 베이스(120)와 함께 회전하면서, 연마 중인 웨이퍼(W)를 감싸도록 형성된다. 리테이너링(130)의 저면은 웨이퍼(W)의 연마면이 연마 공정 중에 접촉하고 있는 연마 패드 상에 접촉하여, 웨이퍼(W)가 연마 공정 중에 캐리어 헤드(100)의 바깥으로 이탈하는 것을 방지한다.The retainer ring 130 is fixed to the base 120 and rotates together with the base 120 so as to surround the wafer W being polished. The bottom surface of the retainer ring 130 contacts the polishing pad that is in contact with the polishing surface of the wafer W during the polishing process to prevent the wafer W from falling out of the carrier head 100 during the polishing process .

상기 본체부(140)는 도면에 도시되지 않은 수단에 의하여 회전 구동된다. 그리고, 본체부(140)는 베이스(120)에 회전 구동력을 전달하여, 본체부(140)와 베이스(120)와 리테이너링(130) 및 멤브레인(110)이 함께 회전하게 된다. 도면에 도시된 실시예에서는 본체부(140)와 베이스(120)가 서로 다른 구성 요소로 도시되어 있지만, 본체부(140)와 베이스(120)는 하나의 몸체로 이루어질 수도 있다. The body portion 140 is rotationally driven by means not shown in the drawing. The main body 140 transmits rotational driving force to the base 120 so that the main body 140, the base 120, the retainer ring 130, and the membrane 110 rotate together. Although the body 140 and the base 120 are illustrated as different components in the illustrated embodiment, the body 140 and the base 120 may be formed as a single body.

상기 압력 조절부(150)는 기체 통로(155)를 통하여 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3: C)마다 연통되어, 각각의 압력 챔버(C1, C2, C3: C)의 압력을 독립적으로 제어한다. 이를 위하여, 기체 통로(155)는 압력 조절부(150)로부터 압력 챔버(C1, C2, C3: C)에까지 개별적으로 연장 형성된다. 기체 통로(155)의 출구(155e1, 155e2, 155e3)는 베이스(120)의 저면에 배치된다. 압력 조절부(150)를 통해 기체를 공급하거나 흡입하여, 압력 챔버(C1, C2, C3: C)에 정압 또는 부압이 인가되어, 멤브레인(110)의 바닥판(111)을 통해 웨이퍼(W)를 가압하거나 흡입 파지한다. The pressure regulator 150 communicates with the plurality of pressure chambers C1, C2 and C3 through the gas passage 155 to independently control the pressures of the pressure chambers C1, C2 and C3 . To this end, the gas passages 155 are individually extended from the pressure regulating portion 150 to the pressure chambers C1, C2, and C3: C. The outlets 155e1, 155e2 and 155e3 of the gas passage 155 are disposed on the bottom surface of the base 120. [ A positive or negative pressure is applied to the pressure chambers C1, C2, and C3 by supplying or sucking the gas through the pressure regulating unit 150 and is supplied to the wafers W through the bottom plate 111 of the membrane 110, Or suction grasping.

상기 홀 블록(160)은 멤브레인(110)과 베이스(120)의 사이에 형성되는 압력 챔버(C1, C2, C3: C) 내에 배치된다. 홀 블록(160)은 상하 방향으로 연통공이 관통 형성된 다수의 관다발 형태로 형성될 수 있고, 상하 좌우 방향으로 연통공이 불규칙적으로 형성된 다공질 블록 형태로 형성될 수 있다. 연통공이 상하 방향과 수평 성분을 모두 갖는 다공질 블록 형태로 형성되는 경우에, 홀 블록(160)을 통과하면서 기체의 공압이 충분히 균질화될 수 있도록 홀 블록(160)의 높이(Hx)은 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 높이(베이스의 저면과 멤브레인 바닥판 사이의 높이)의 50%보다 더 큰 치수로 형성되는 것이 좋다.The hole block 160 is disposed in the pressure chambers C1, C2, and C3 formed between the membrane 110 and the base 120. [ The hole block 160 may be formed in the form of a plurality of vents in which a communication hole is vertically penetrated, and may be formed in the shape of a porous block having irregularly formed communication holes in the up, down, left, and right directions. The height Hx of the hole block 160 is set to be equal to or less than the height Hx of the pressurizing chamber 160 so that the pneumatic pressure of the gas can be sufficiently homogenized while passing through the hole block 160 (The height between the bottom surface of the base and the bottom plate of the membrane) of C1, C2, C3;

그리고, 홀 블록(160)은 비가요성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 홀 블록(160)이 가요성 소재로 형성되는 경우에는, 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3; C)들 사이에 도입되는 가압력에 차이가 발생되면, 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 측면을 형성하는 멤브레인의 격벽(115)을 기준으로 팽창하는 힘에 의하여 멤브레인의 격벽(115)과 바닥판(111)이 접하는 구석 영역(E)에서 일측으로 치우치는 변형이 발생될 수 있으므로, 홀 블록(160)을 비가요성 소재로 형성하여 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 격벽(115) 사이를 채우는 형태(격벽과 홀 블록 사이에 삽입 부재가 개재되는 것을 포함함)로 형성됨으로써, 홀 블록(160)에 의하여 격벽(115)의 일측으로 치우치는 변형을 억제하여, 멤브레인 바닥판(111)의 구석 영역(E)에서 가압력의 편차가 발생되는 것을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 홀 블록은 알루미늄과 같은 금속 소재나 세라믹, 엔지니어링 플라스틱 등의 소재로 형성될 수 있다.Further, it is preferable that the hole block 160 is formed of an incompatible material. When the hole block 160 is formed of a flexible material, the pressure chambers C1, C2, C3, and C, when a difference in pressing force introduced between the plurality of pressure chambers C1, C2, A deformation may be generated in the corner region E where the partition 115 of the membrane and the bottom plate 111 are in contact with each other due to the expansion force of the membrane 115 forming the side surface of the membrane, The hole block 160 is formed of a non-flexible material to fill the space between the partition walls 115 of the pressure chambers C1, C2, C3 (including interposing an insertion member between the partition wall and the hole block) It is possible to suppress the deformation of the hole block 160 toward the one side of the partition wall 115 and minimize the occurrence of the deviation of the pressing force in the corner area E of the membrane bottom plate 111. [ For example, the hole block may be formed of a metal material such as aluminum, ceramic, engineering plastic, or the like.

상기 홀 블록(160)의 저면은 상기 멤브레인의 바닥판과 이격 배열되어 홀 블록과 멤브레인 바닥판 사이에 하측 공간을 구비함으로써, 홀 블록을 통과한 기체의 유동이 홀 블록과 멤브레인 바닥판의 사이에서 균질화되게 확산되면서, 멤브레인의 바닥판에 균질한 압력으로 가압하는 것이 가능해진다. 이와 동시에, 우레탄과 같이 탄성 가요성 재질로 형성되는 멤브레인 바닥판이 비가요성 홀 블록에 긁혀 손상되는 것을 방지하는 효과도 얻어진다.
Since the bottom surface of the hole block 160 is spaced apart from the bottom plate of the membrane and has a lower space between the hole block and the membrane bottom plate, the flow of the gas passing through the hole block is maintained between the hole block and the membrane bottom plate It becomes possible to pressurize the bottom plate of the membrane with homogeneous pressure while spreading homogenously. At the same time, an effect of preventing the membrane bottom plate formed of elastic flexible material such as urethane from being scratched and damaged on the non-flexible hole block is also obtained.

도4에 도시된 바와 같이, 홀 블록(161, 162, 163; 160)은 베이스(120)로부터 이격된 위치에 설치되어 그 사이에 상측 공간(x2)을 형성하고, 멤브레인(110)의 바닥판(111)으로부터 이격된 위치에 설치되어 그 사이에 하측 공간(x1)을 형성한다. 그리고, 이 때, 홀 블록(161, 162, 163; 160)은 고정 볼트(88)에 의하여 베이스(120)와 이격되게 고정됨으로써, 홀 블록(161, 162, 163; 160)의 상, 하측에 각각 상,하측 공간(x1, x2)을 형성할 수 있다. 이를 위하여, 홀 블록(161, 162, 163; 160)의 상면에는 고정 볼트(88)의 수나사산과 맞물리는 암나사공(160x)이 형성된다. 그리고, 홀 블록(161, 162, 163; 160)은 멤브레인(110)의 격벽(115)의 측면(115s)에 밀착되는 형태로 설치된다. 제2압력챔버(C2)를 예로 들면, 홀 블록(162)의 내측 직경(162di)과 외측 직경(162do)은 멤브레인의 격벽(115)과 맞닿는 치수로 형성되어, 홀 블록(162)의 내면(162Si)과 외면(162So)이 멤브레인의 격벽(115)의 측면(115s)과 맞닿도록 설치된다. 따라서, 기체 통로(155)의 출구(155e1, 155e2, 155e3)로부터의 공압은 홀 블록(161, 162, 163; 160)을 통과하여야 각 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 바닥판(111)에 도달하게 된다. 4, the hole blocks 161, 162, 163, and 160 are installed at positions spaced apart from the base 120 to form an upper space x2 therebetween, (X1) at a position spaced apart from the lower space (111). At this time, the hole blocks 161, 162, 163, and 160 are fixed to the base 120 by the fixing bolts 88 so that the hole blocks 161, 162, 163, Upper and lower spaces x1 and x2 can be formed, respectively. For this purpose, a female screw hole 160x is formed on the upper surface of the hole blocks 161, 162, 163, 160 to engage with the male thread of the fixing bolt 88. The hole blocks 161, 162 and 163 are installed in close contact with the side surfaces 115s of the partition walls 115 of the membrane 110. The inner diameter 162di and the outer diameter 162do of the hole block 162 are formed so as to be in contact with the partition wall 115 of the membrane so that the inner surface 162d of the hole block 162 162Si and the outer surface 162So are in contact with the side surface 115s of the partition 115 of the membrane. Therefore, the pneumatic pressure from the outlets 155e1, 155e2 and 155e3 of the gas passage 155 must pass through the hole blocks 161, 162, 163 and 160 so that the bottom plate of each of the pressure chambers C1, C2, 111).

한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 도6에 도시된 바와 같이 홀 블록(160)의 내면과 외면 중 어느 하나 이상과 멤브레인(110)의 격벽(115)의 사이에는 링 형태의 가요성 삽입 부재(99)가 개재(介在)될 수 있다. 이에 의하여, 홀 블록(160)이 비가요성 소재로 형성된 경우에, 부드러운 재질의 멤브레인(110)의 격벽(115)이나 측면이 홀 블록(160)에 긁혀 손상되는 것을 방지할 수 있으면서, 멤브레인(110)의 격벽(115)을 베이스(120)에 고정 설치하는 공정도 보다 용이해진다. 이 때, 가요성 삽입 부재(99)에는 기체가 통과하는 연통공이 형성되어도 되지만, 연통공이 없더라도 무방하다. 그리고, 가요성 삽입 부재(99)는 멤브레인(110)의 격벽(115)에 손상을 억제할 수 있으면서, 홀 블록(160)을 통과한 기체가 가요성 삽입 부재(99)에 의하여 구석 영역(E)에 공압을 덜 공급하지 않을 정도의 얇은 두께, 예를 들어 0.5mm 내지 3mm의 두께로 형성된다.6, between the inner surface and the outer surface of the hole block 160 and between the partition walls 115 of the membrane 110, a ring-shaped flexible insert (not shown) The member 99 can be interposed. Thus, when the hole block 160 is formed of the non-flexible material, it is possible to prevent the partition wall 115 or the side wall of the soft material membrane 110 from being scratched and damaged by the hole block 160, Is secured to the base 120 is also facilitated. At this time, the flexible insertion member 99 may be provided with a communication hole through which the gas passes, but it may be provided without the communication hole. The flexible insertion member 99 can prevent damage to the partition wall 115 of the membrane 110 while allowing the gas passing through the hole block 160 to be inserted into the corner area E For example, 0.5 mm to 3 mm, so as not to supply the air pressure less.

이와 같이, 홀 블록(161, 162, 163; 160)의 상측에 상측 공간(x2)을 형성함으로써, 기체 통로(155)의 출구(155e1, 155e2, 155e3)로 배출된 기체의 유동(pz2)이 홀 블록(161, 162, 163; 160)에 저항을 받아 상측 공간(x2) 내에 전체적으로 기체가 확산된 상태로 홀 블록(161, 162, 163; 160)을 통과하게 된다. 따라서, 각 압력 챔버(C1, C2, C3; C) 내의 멤브레인 바닥판(111)의 상면(111s)에 도입되는 압력은 판면에 걸쳐 균일한 압력(pz1)으로 도입된다. 이와 같이, 홀 블록(161, 162, 163; 160)의 상측에 상측 공간(x2)을 구비한 경우에는, 홀 블록(160)의 연통공이 상하 방향으로만 배열되어 있더라도, 멤브레인의 바닥판(111)에 균일하게 분포된 가압력을 도입할 수 있는 잇점이 있다.By forming the upper space x2 on the upper side of the hole blocks 161, 162, 163, 160, the flow pz2 of the gas discharged to the outlets 155e1, 155e2, 155e3 of the gas passage 155 162 and 163; 160 through the hole blocks 161, 162, 163, and 160 in a state where the gas is entirely diffused in the upper space x2. Therefore, the pressure introduced into the upper surface 111s of the membrane bottom plate 111 in each of the pressure chambers C1, C2, C3 (C) is introduced at a uniform pressure pz1 across the surface of the plate. When the upper space x2 is provided on the upper side of the hole blocks 161, 162 and 163, the communication holes of the hole block 160 are arranged only in the vertical direction, The pressing force can be uniformly distributed.

또한, 홀 블록(161, 162, 163; 160)의 하측에 하측 공간(x1)을 형성함으로써, 홀 블록(161, 162, 163; 160)을 통과한 기체의 유동이 홀 블록(161, 162, 163; 160)과 멤브레인 바닥판(111)의 사이에서 균질화되게 확산된 이후에, 멤브레인의 바닥판(111)의 상면(111s)을 균질하게 분포된 상태의 압력으로 가압하게 된다. 또한, 압력 챔버(C1, C2, C3; C) 중 일부에 인가된 부압에 의하여 해당 압력 챔버의 공간이 수축함으로써, 웨이퍼(W)와 멤브레인 바닥판(111) 사이를 진공이 되면서 웨이퍼(W)를 흡입 파지하는 경우에, 멤브레인 바닥판(111)이 압력 챔버의 안쪽으로 휘는 변형이 발생되더라도, 홀 블록(161, 162, 163; 160)과 멤브레인 바닥판(111) 사이의 하측 공간(x1)에 의하여, 바닥판(111)의 상면(111s)이 홀 블록(161, 162, 163; 160)에 긁혀 손상되는 것을 방지할 수 있다. By forming the lower space x1 below the hole blocks 161, 162 and 163, the flow of gas passing through the hole blocks 161, 162, 163, The upper surface 111s of the bottom plate 111 of the membrane is pressurized with a uniformly distributed pressure after being homogenized and diffused between the membrane bottom plate 111 and the membrane bottom plate 111. [ The space of the pressure chamber is contracted by a negative pressure applied to a part of the pressure chambers C1, C2, C3 (C) The lower space x1 between the hole blocks 161, 162, 163, and 160 and the membrane bottom plate 111 can be reduced, even if the membrane bottom plate 111 is deformed inwardly of the pressure chamber, It is possible to prevent the top surface 111s of the bottom plate 111 from being scratched and damaged by the hole blocks 161, 162, 163,

도면에는 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 전부에 홀 블록(161, 162, 163; 160)이 설치되는 구성을 예로 들었지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 압력 챔버(C1, C2, C3; C)들 중에 압력이 균일하게 도입되지 않는 일부의 압력 챔버에만 홀 블록이 설치될 수 있다. Although the figure shows an example in which the hole blocks 161, 162, 163 and 160 are provided on all of the pressure chambers C1, C2, C3, C, according to another embodiment of the present invention, , C3, C) may be installed only in some pressure chambers where pressure is not uniformly introduced.

그리고, 홀 블록(160)은 고정 볼트(88)에 의하여 베이스(120)와 상측 공간(x2)을 사이에 두고 각각의 압력 챔버(C1, C2, C3; C)에 위치 고정되는데, 고정 볼트(88)와의 체결 길이를 조절하는 것에 의하여 홀 블록(160)은 압력 챔버(C1, C2, C3; C) 내에서 상하 방향(160d)으로 고정 위치가 변동될 수 있다. 이를 통하여, 압력 챔버(C1, C2, C3; C) 내의 상,하측 공간(x1, x2)의 높이(d)를 조절하여, 압력 챔버(C1, C2, C3; C)에 공급되는 공압에 대하여 멤브레인 바닥판(111)을 가압하는 가압력을 조절할 수 있다.
The hole block 160 is fixed to each of the pressure chambers C1, C2 and C3 with the fixing bolt 88 interposed between the base 120 and the upper space x2. The fixing position of the hole block 160 can be varied in the vertical direction 160d within the pressure chambers C1, C2, C3, By adjusting the height d of the upper and lower spaces x1 and x2 in the pressure chambers C1, C2 and C3, it is possible to control the air pressure supplied to the pressure chambers C1, C2 and C3 The pressing force for pressing the membrane bottom plate 111 can be adjusted.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 캐리어 헤드(100)는, 압력 챔버(C1, C2, C3; C)에 다수의 연통공이 형성된 홀 블록(160)이 배치됨에 따라, 압력 조절부(150)로부터 압력 챔버(C1, C2, C3; C)에 공급된 기체가 홀 블록(160)을 통과하면서 공압의 분포 상태를 균일하게 조절하므로, 압력 챔버(C1, C2, C3; C)의 하면을 형성하는 멤브레인의 바닥판(111)에 균일한 가압력을 도입하여, 웨이퍼의 연마 두께를 정교하게 조절할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The carrier head 100 according to the present invention is configured such that the hole block 160 having the plurality of communication holes formed therein is disposed in the pressure chambers C1, Since the gas supplied to the chambers C1, C2, and C3 uniformly adjusts the distribution state of the air pressure while passing through the hole block 160, the membranes forming the lower surfaces of the pressure chambers C1, C2, A uniform pressing force can be introduced into the bottom plate 111 of the wafer W to obtain an advantageous effect that the polishing thickness of the wafer can be precisely controlled.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modified, modified, or improved.

W: 웨이퍼 C1, C2, C3: 압력 챔버
E: 구석 영역 88: 고정 볼트
99: 가요성 삽입부재 110: 멤브레인
111: 바닥판 115: 격벽
120: 베이스 130: 리테이너 링
140: 본체부 150: 압력 조절부
155: 기체 통로 155e1, 155e2, 155e3: 출구
161, 162, 163; 160 : 홀 블록 W: wafers C1, C2, C3: pressure chambers
E: corner area 88: fixing bolt
99: flexible insertion member 110: membrane
111: bottom plate 115: partition wall
120: base 130: retainer ring
140: main body part 150: pressure regulating part
155: gas passages 155e1, 155e2, 155e3: outlet
161, 162, 163; 160: Hall block

Claims (12)

웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드로서,
회전 구동되는 베이스와;
화학 기계적 연마 공정 중에 저면이 웨이퍼의 판면과 접촉하는 바닥판과, 상기 베이스에 일부가 고정되어 그 사이에 압력 챔버를 형성하는 멤브레인과;
상기 압력 챔버까지 연통된 기체 통로를 통하여 상기 압력 챔버 내에 공압을 공급하는 압력 조절부와;
다수의 연통공이 내부에 관통 형성되어 상기 기체 통로의 출구로부터 공급된 기체가 상기 연통공을 통하여 상기 멤브레인의 바닥판에 도달하도록 상기 압력 챔버 내에 설치된 홀 블록을;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
A carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus for pressing a wafer onto a polishing pad,
A base rotatably driven;
A bottom plate contacting the bottom surface of the wafer during a chemical mechanical polishing process; a membrane partially fixed to the base to form a pressure chamber therebetween;
A pressure regulator for supplying pneumatic pressure into the pressure chamber through a gas passage communicated to the pressure chamber;
A hole block provided in the pressure chamber so that a plurality of communication holes are formed in the through hole and gas supplied from the outlet of the gas passage reaches the bottom plate of the membrane through the communication hole;
Wherein the carrier head is made of a metal.
제 1항에 있어서,
상기 멤브레인은 링 형태의 격벽이 형성되어, 상기 압력 챔버는 상기 격벽을 기준으로 다수로 분할된 다수로 형성되고, 상기 홀 블록은 상기 다수의 압력 챔버 중 어느 하나 이상에 위치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is formed with a ring-shaped partition wall, the pressure chamber is formed by a plurality of divided portions based on the partition wall, and the hole block is located in at least one of the plurality of pressure chambers Of the carrier head.
제 2항에 있어서,
상기 홀 블록은 상기 다수의 압력 챔버 들 중에 일부의 압력 챔버에만 설치되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
3. The method of claim 2,
Wherein the hole block is installed only in a part of the pressure chambers of the plurality of pressure chambers.
제 2항에 있어서,
상기 압력 챔버에 연통되는 기체 통로의 출구로부터 상기 멤브레인의 상기 바닥판에 이르는 경로 상에는 상기 홀 블록이 배치되어, 상기 기체 통로로부터의 기체가 상기 멤브레인의 상기 바닥판에 도달하기 위해서는 상기 홀 블록을 통과해야 하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
3. The method of claim 2,
The hole block is disposed on a path from the outlet of the gas passage communicating with the pressure chamber to the bottom plate of the membrane so that the gas from the gas passage can pass through the hole block to reach the bottom plate of the membrane Characterized in that the carrier head of the chemical mechanical polishing apparatus is made of a metal.
제 4항에 있어서,
상기 홀 블록은 비가요성 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
5. The method of claim 4,
Wherein the hole block is formed of a non-flexible material.
제 5항에 있어서,
상기 홀 블록은 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
6. The method of claim 5,
Wherein the hole block is formed of aluminum. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
제 4항에 있어서,
상기 홀 블록은 다공질 블록인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
5. The method of claim 4,
Wherein the hole block is a porous block. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
제 5항에 있어서,
상기 홀 블록과 상기 멤브레인의 격벽 사이에는 가요성 소재가 개재된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
6. The method of claim 5,
Wherein a flexible material is interposed between the hole block and the partition wall of the membrane.
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀 블록의 상기 연통공은 상하 방향과 수평 성분을 모두 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the communication hole of the hole block is formed to have both a vertical direction and a horizontal component.
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀 블록의 저면은 상기 멤브레인의 바닥판과 이격 배열되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the bottom surface of the hole block is spaced apart from the bottom plate of the membrane.
제 10항에 있어서,
상기 홀 블록의 상면은 상기 베이스의 저면과 이격 배열되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
11. The method of claim 10,
Wherein an upper surface of the hole block is spaced apart from a bottom surface of the base.
제 10항에 있어서,
상기 홀 블록은 상기 압력 챔버 내에서 상하로 위치 조정되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
11. The method of claim 10,
Wherein the hole block is vertically positioned within the pressure chamber.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD818980S1 (en) * 2014-10-01 2018-05-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device
TWI753957B (en) * 2016-10-28 2022-02-01 日商荏原製作所股份有限公司 Substrate holding apparatus, elastic membrane, polishing apparatus, and method for replacing elastic membrane

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980071792A (en) * 1997-02-27 1998-10-26 마에다 시게루 Polishing device
KR19990023510A (en) * 1997-08-11 1999-03-25 오쯔보 히데오 Wafer Polishing Machine
KR20010039858A (en) * 1999-10-15 2001-05-15 마에다 시게루 Apparatus and method for polishing workpiece
KR100306717B1 (en) * 1997-08-11 2001-11-30 오쯔보 히데오 wafer polishing apparatus
KR100357808B1 (en) * 1998-04-02 2002-10-25 스피드팜-아이펙, 인코포레이티드 Carrier and CMP Apparatus
KR20020091325A (en) * 2001-05-31 2002-12-06 삼성전자 주식회사 Polishing head of a chemical mechanical polishing machine and polishing method using the polishing head
KR100811172B1 (en) * 2000-05-12 2008-03-10 멀티-플레이너 테크놀로지즈 인코포레이티드 Pneumatic diaphragm head having an independent retaining ring and multi-region pressure control, and method to use the same
KR101575087B1 (en) * 2014-09-02 2015-12-07 주식회사 케이씨텍 Membrane assembly in carrier head for chemical mechanical polishing apparatus and carrier head with the same
JP6071689B2 (en) * 2013-03-26 2017-02-01 日本碍子株式会社 Bending strength test equipment

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980071792A (en) * 1997-02-27 1998-10-26 마에다 시게루 Polishing device
KR19990023510A (en) * 1997-08-11 1999-03-25 오쯔보 히데오 Wafer Polishing Machine
KR100306717B1 (en) * 1997-08-11 2001-11-30 오쯔보 히데오 wafer polishing apparatus
KR100357808B1 (en) * 1998-04-02 2002-10-25 스피드팜-아이펙, 인코포레이티드 Carrier and CMP Apparatus
KR20010039858A (en) * 1999-10-15 2001-05-15 마에다 시게루 Apparatus and method for polishing workpiece
KR100811172B1 (en) * 2000-05-12 2008-03-10 멀티-플레이너 테크놀로지즈 인코포레이티드 Pneumatic diaphragm head having an independent retaining ring and multi-region pressure control, and method to use the same
KR20020091325A (en) * 2001-05-31 2002-12-06 삼성전자 주식회사 Polishing head of a chemical mechanical polishing machine and polishing method using the polishing head
JP6071689B2 (en) * 2013-03-26 2017-02-01 日本碍子株式会社 Bending strength test equipment
KR101575087B1 (en) * 2014-09-02 2015-12-07 주식회사 케이씨텍 Membrane assembly in carrier head for chemical mechanical polishing apparatus and carrier head with the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD818980S1 (en) * 2014-10-01 2018-05-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device
TWI753957B (en) * 2016-10-28 2022-02-01 日商荏原製作所股份有限公司 Substrate holding apparatus, elastic membrane, polishing apparatus, and method for replacing elastic membrane

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