KR20160000019A - Chemical mechanical polishing apparatus and carrier head used therein - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus and a carrier head used therein. The carrier head is used in a chemical mechanical polishing process performed on a wafer while a plate surface of the wafer touches a rotating polishing pad. The carrier head comprises: a membrane including a membrane bottom plate touching and pressurizing the plate surface of the wafer during the chemical mechanical polishing process; and a retainer ring which arranged in a ring shape round the membrane, and includes a first member made of a conductive material and formed with a first stepped surface and a second stepped surface having different height, a second member touching the polishing pad during the chemical mechanical polishing process, and stacked on a lower part of the first member with a non-conductive member. The chemical mechanical polishing apparatus can precisely measure the thickness of a conductive layer of a wafer in consideration of an abrasion loss amount of a polishing pad by measuring a thickness changed amount of the polishing pad using a height difference, which is informed in advance, between a first stepped surface and a second stepped surface from two output signals of the first stepped surface and the second stepped surface, and then reflecting the thickness changed amount of the polishing pad to the thickness of the conductive layer, calculated from an eddy current output signal of the conductive layer of the wafer.

Description

화학 기계적 연마 장비 및 이에 사용되는 캐리어 헤드 {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND CARRIER HEAD USED THEREIN} Technical Field [0001] The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus and a carrier head used therefor,

본 발명은 화학 기계적 연마 장비 및 이에 사용되는 캐리어 헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드의 마모량에 따라 연마 패드의 두께를 고려하여 웨이퍼의 막두께를 정확하게 검출할 수 있는 화학 기계적 연마 장비 및 이에 사용되는 캐리어 헤드에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus and a carrier head used therein, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus capable of accurately detecting a film thickness of a wafer in consideration of the thickness of a polishing pad, To a mechanical polishing apparatus and a carrier head used therefor.

일반적으로 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 회전하는 연마 정반 상에 웨이퍼 등의 기판이 접촉한 상태로 회전 시키면서 기계적인 연마를 행하여 미리 정해진 두께에 이르도록 기판의 표면을 평탄하게 하는 공정이다. Generally, a chemical mechanical polishing (CMP) process is a process in which a surface of a substrate is flattened to a predetermined thickness by performing mechanical polishing while rotating a substrate such as a wafer in contact with a rotating polishing plate to be.

이를 위하여, 도1에 도시된 바와 같이 화학 기계적 연마 장비(1)는 연마 정반(12)에 연마 패드(11)를 그 위에 입힌 상태로 자전시키면서, 캐리어 헤드(20)로 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)의 표면에 가압하면서 회전시켜, 웨이퍼(W)의 표면을 평탄하게 연마한다. 이를 위하여, 연마 패드(11)의 표면이 일정한 상태로 유지되도록 회전(30r)하면서 개질시키는 컨디셔너(30)가 구비되고, 연마 패드(11)의 표면에 화학적 연마를 수행하는 슬러리가 슬러리 공급관(40)을 통해 공급된다. 1, the chemical mechanical polishing apparatus 1 is configured to polish the wafer W with the carrier head 20 while rotating the polishing pad 11 in a state of covering the polishing pad 11 with the polishing pad 12, The surface of the wafer W is polished flat while being pressed against the surface of the pad 11. A conditioner 30 is provided for modifying the surface of the polishing pad 11 while being rotated 30r so that the surface of the polishing pad 11 is kept constant and a slurry for performing chemical polishing on the surface of the polishing pad 11 is supplied to the slurry supply pipe 40 ).

이 때, 캐리어 헤드(20)는 도3에 도시된 바와 같이, 회전 구동되는 베이스(22')를 포함하는 본체부(22)와, 베이스(22')와의 사이에 압력 챔버(C)를 위치시킨 상태로 베이스(22')에 고정되는 멤브레인(21)과, 멤브레인(21)의 바닥판 둘레를 감싸는 리테이너 링(23)으로 구성되어, 멤브레인 바닥판의 저면에 웨이퍼(W)를 위치시킨 상태로 압력 챔버(C)의 압력을 조절하면서 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)를 향하여 가압하면서 회전시킨다. 여기서, 리테이너 링(23)은 웨이퍼(W)가 캐리어 헤드(20)의 바깥으로 이탈하는 것을 방지하기 위하여, 저면이 연마 패드(11)에 가압된 상태로 접촉한 상태로 유지된다. 3, the carrier head 20 includes a main body portion 22 including a base 22 'that is driven to rotate, and a pressure chamber C positioned between the base 22' And a retainer ring 23 surrounding the bottom plate of the membrane 21 so that the wafer W is placed on the bottom surface of the membrane bottom plate 22 The wafer W is rotated while pressing the wafer W toward the polishing pad 11 while adjusting the pressure of the pressure chamber C. Here, the retainer ring 23 is kept in contact with the polishing pad 11 while being pressed against the polishing pad 11 in order to prevent the wafer W from being released to the outside of the carrier head 20.

한편, 화학 기계적 연마 공정에 의해 연마되는 웨이퍼(W)의 막 두께는 정확하게 조절되어야 한다. 이를 위하여, 대한민국 공개특허공보 제2001-93678호 등에 개시된 종래의 기술에 따르면, 연마 정반(10)과 연마 패드(11)에 투명창을 형성하는 관통부(10a)를 웨이퍼(W)가 위치하는 영역(20a)의 하측에 구비하고, 웨이퍼(W)의 연마층이 금속막인 경우에, 구리 등의 도전층에 인접하게 센서 코일이 구비된 와전류 센서(60)에 교류 전류를 인가하여 와전류 센서(60)로부터 와전류 신호(Si)를 웨이퍼 도전층에 인가하고, 도전층에서의 리액턴스 성분과 저항성분을 포함하는 출력 신호(So)를 와전류 센서(60)에서 검출하여, 합성 임피던스의 변화량으로부터 도전층의 층두께 변화를 검출하는 구성이 종래에 사용되고 있다. On the other hand, the film thickness of the wafer W to be polished by the chemical mechanical polishing process must be precisely controlled. For this purpose, according to the conventional technique disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-93678, a penetration portion 10a for forming a transparent window on the polishing platen 10 and the polishing pad 11 is placed on the wafer W Current sensor 60 provided on the lower side of the region 20a and adjacent to the conductive layer such as copper when the polishing layer of the wafer W is a metal film by applying an alternating current to the eddy current sensor 60, Current signal Si from the current sensor 60 to the wafer conductive layer and the output signal So containing the reactance component and the resistance component in the conductive layer is detected by the eddy current sensor 60, A structure for detecting a layer thickness change of a layer has been conventionally used.

그러나, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)의 도전층이 연마되고 있을 뿐만 아니라, 동시에 연마 패드(11)의 표면도 마모되고 있으므로, 연마 패드(11)의 표면 마모량만큼 도전층의 막두께의 검출에 오차를 안고 있는 문제가 있었다. 따라서, 연마 패드의 두께 변동을 반영하여 정확하게 웨이퍼(W)의 도전층의 두께를 검출할 수 있는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다. However, since not only the conductive layer of the wafer W is polished but also the surface of the polishing pad 11 is worn during the chemical mechanical polishing process, the film thickness of the conductive layer is detected by the surface wear amount of the polishing pad 11 There was an error in the error. Therefore, there is a desperate need for a method that accurately detects the thickness of the conductive layer of the wafer W by reflecting the variation in the thickness of the polishing pad.

특히, 연마 패드(11)의 마모량은 화학 기계적 연마 공정이 진행됨에 따라 선형적으로 변동하지 않고 비선형적으로 불규칙하게 변동하므로, 연마 패드(11)의 마모량에 따라 웨이퍼(W)의 도전층 두께의 검출에 오차를 야기할 수 밖에 없었다.
Particularly, since the abrasion amount of the polishing pad 11 fluctuates non-linearly irregularly without linearly changing as the chemical mechanical polishing process proceeds, the thickness of the conductive layer of the wafer W depends on the abrasion amount of the polishing pad 11 It was necessary to cause an error in detection.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드의 마모량을 반영하여 웨이퍼의 도전층 막두께를 정확하게 검출하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to accurately detect the thickness of a conductive layer of a wafer by reflecting a wear amount of a polishing pad during a chemical mechanical polishing process.

이를 통하여, 본 발명은 웨이퍼의 연마 종료 시점을 정확하게 검출하여, 웨이퍼의 연마두께를 정확하게 제어하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to precisely detect the end point of polishing of a wafer and precisely control the polishing thickness of the wafer.

또한, 본 발명은 화학 기계적 연마 장비용 캐리어 헤드의 리테이너 링의 조립을 보다 용이하게 할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
It is also an object of the present invention to make it easier to assemble the retainer ring of the carrier head for the chemical mechanical polishing equipment.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 데 사용되는 캐리어 헤드로서, 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼의 판면에 접촉하여 가압하는 멤브레인 바닥판을 포함하는 멤브레인과; 서로 다른 높이를 갖는 제1단턱면과 제2단턱면이 형성되고 도전성 소재로 형성된 링 형태의 제1부재와, 상기 제1부재의 하측에 비도전성 부재로 적층 형성되어 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 연마 패드에 접촉하는 제2부재를 포함하고, 상기 멤브레인의 둘레에 링 형태로 배치된 리테이너 링을; 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a carrier head used for carrying out a chemical mechanical polishing process of a wafer while the plate surface of the wafer is in contact with a rotating polishing pad, wherein during the chemical mechanical polishing process, A membrane comprising a membrane bottom plate for contacting and pressing against a plate surface of a membrane; A first member formed in a ring shape and formed of a conductive material and having a first step surface and a second step surface having different heights, and a second member formed in a laminated structure on the lower side of the first member with a non- A retainer ring including a second member in contact with the polishing pad and disposed in the form of a ring around the membrane; The present invention also provides a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus.

이와 같이, 도전성 부재로 제1단턱면과 제2단턱면을 갖도록 형성된 제1부재와, 비도전성 부재로 제1부재의 하측에 형성된 제2부재로 리테이너 링이 형성됨에 따라, 연마 패드에 가압되면서 마모되는 것은 비도전성 소재인 제2부재에 의해 이루어지고, 서로 다른 높이로 제1단턱면과 제2단턱면이 도전성 부재로 형성됨에 따라 제1단턱면과 제2단턱면에서의 2개의 출력 신호로부터 미리 알고 있는 제1단턱면과 제2단턱면의 높이차이를 이용하여 연마 패드의 두께 변동량을 측정할 수 있게 된다.As described above, since the retainer ring is formed by the first member formed to have the first step surface and the second step surface with the conductive member and the second member formed on the lower side of the first member with the non-conductive member, The first and second end surfaces are formed of a conductive member at different heights, so that the two output signals at the first end surface and the second end surface, The variation in the thickness of the polishing pad can be measured using the difference in height between the first stage side surface and the second stage side surface which are known from beforehand.

따라서, 웨이퍼의 도전층에서의 와전류 출력 신호로부터 산출된 웨이퍼의 도전층 두께에 연마 패드의 두께 변동량을 반영함으로써, 연마 패드의 마모량을 고려한 웨이퍼의 도전층 두께를 정확하게 측정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
Therefore, by reflecting the fluctuation amount of the polishing pad thickness on the conductive layer thickness of the wafer calculated from the eddy current output signal in the conductive layer of the wafer, it is possible to obtain an advantageous effect that the thickness of the conductive layer of the wafer can be accurately measured in consideration of the abrasion pad wear amount .

이 때, 상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면은 각각 수평한 평탄면으로 형성됨으로써, 회전하는 리테이너 링의 각 단턱면에서의 와전류 출력신호를 균일하게 얻을 수 있다. At this time, since the first step surface and the second step surface are each formed as a horizontal flat surface, an eddy current output signal at each step surface of the rotating retainer ring can be uniformly obtained.

또한, 상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면의 높이 편차는 원주 방향 전체에 걸쳐 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the height difference between the first step surface and the second step surface is maintained constant over the entire circumferential direction.

그리고, 상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면은 각각 링 형태로 형성되어 중심으로부터 반경 방향으로 서로 다른 길이에 분포됨으로써, 회전하는 리테이너 링의 각 단턱면에서 와전류 출력신호를 균일하게 얻을 수 있다.The first step surface and the second step surface are formed in a ring shape and distributed in different lengths in the radial direction from the center so that the eddy current output signal can be uniformly obtained at each step surface of the rotating retainer ring .

한편, 상기 제1부재는 금속 소재로 형성되고, 상기 제2부재는 수지, 플라스틱 중 어느 하나 이상의 소재로 형성될 수 있다. 이를 통해, 인가되는 전류가 제2부재를 관통하여 도전성 금속 소재의 제1부재에서 와전류가 생성됨으로써, 제1단턱면과 제2단턱면에서 와전류 출력신호를 얻을 수 있다. Meanwhile, the first member may be formed of a metal material, and the second member may be formed of at least one of resin and plastic. Thereby, an applied current passes through the second member, and an eddy current is generated in the first member of the conductive metal material, so that an eddy current output signal can be obtained at the first step surface and the second step surface.

한편, 본 발명은, 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장치로서, 상기 연마 패드가 상측에 입혀지고, 상기 연마 패드를 관통 형성하는 위치에 투명창이 구비된 연마 정반과; 전술한 구성의 캐리어 헤드와; 상기 투명창의 하측에서 와전류를 인가하고, 인가된 와전류의 출력 신호를 수신하되, 상기 웨이퍼와 상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면에서의 출력 신호를 수신하는 감지 센서를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비를 제공한다. On the other hand, the present invention is a chemical mechanical polishing apparatus for carrying out a chemical mechanical polishing process of the wafer while contacting the polishing surface of the wafer with a polishing pad, wherein the polishing pad is coated on the upper side, An abrasive table having a transparent window at its position; A carrier head having the above-described configuration; A sensing sensor for applying an eddy current at a lower side of the transparent window and receiving an output signal of an applied eddy current and receiving an output signal from the wafer and the first stage stage and the second stage stage; And a chemical mechanical polishing apparatus.

여기서, 상기 감지 센서는 3개 이상 배치되어, 상기 웨이퍼와 상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면에서의 출력 신호를 각각 수신한다.
Here, three or more detection sensors are arranged to receive output signals from the wafer, the first step surface and the second step surface, respectively.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼를 저면에 위치시킨 상태에서 가압하는 캐리어 헤드의 리테이너 링을 구성함에 있어서, 도전성 부재로 제1단턱면과 제2단턱면을 갖도록 형성된 제1부재와, 비도전성 부재로 제1부재의 하측에 적층 형성된 제2부재로 리테이너 링이 형성됨에 따라, 연마 패드에 가압되면서 마모되는 것은 비도전성 소재인 제2부재에 의해 이루어져 원활하게 가압된 상태를 유지할 수 있으면서, 서로 다른 높이로 제1단턱면과 제2단턱면이 도전성 부재로 형성됨에 따라 제1단턱면과 제2단턱면에서의 2개의 출력 신호로부터 미리 알고 있는 제1단턱면과 제2단턱면의 높이차이를 이용하여 연마 패드의 두께 변동량을 실시간으로 측정할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, in constructing the retainer ring of the carrier head that presses the wafer while the wafer is placed on the bottom surface during the chemical mechanical polishing process, the conductive member is made of a material having a first step surface and a second step surface And a second member laminated on the lower side of the first member by a non-conductive member, the retainer ring is formed by the second member, which is a non-conductive material, The first step surface and the second step surface are formed of the conductive members at different heights, so that the first step surface and the second step surface, which are previously known from the two output signals at the first step surface and the second step surface, The variation in the thickness of the polishing pad can be measured in real time using the height difference of the two stepped surfaces.

이를 통해, 본 발명은, 웨이퍼의 도전층에서의 와전류 출력 신호로부터 산출된 웨이퍼의 도전층 두께에 리테이너 링의 단턱면에서의 와전류 출력 신호로부터 얻어진 연마 패드의 두께 변동량을 반영함으로써, 연마 패드의 마모량을 고려한 웨이퍼의 도전층 두께를 정확하게 측정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
Thus, according to the present invention, by reflecting the variation in the thickness of the polishing pad obtained from the eddy current output signal at the end surface of the retainer ring to the conductive layer thickness of the wafer calculated from the eddy current output signal in the conductive layer of the wafer, It is possible to obtain an advantageous effect that the thickness of the conductive layer of the wafer can be accurately measured.

도1은 종래의 화학 기계적 연마 장비의 구성을 도시한 정면도,
도2는 도1의 평면도,
도3은 도1에 사용되는 캐리어 헤드의 반단면도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장비의 캐리어 헤드의 반단면도,
도5는 도4의 'A'부분의 확대도로서 웨이퍼 도전층의 두께검출구성을 도시한 도면,
도6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 캐리어 헤드의 일부 구성을 도시한 도면이다.1 is a front view showing the construction of a conventional chemical mechanical polishing apparatus;
Fig. 2 is a plan view of Fig. 1,
Figure 3 is a half sectional view of the carrier head used in Figure 1,
Figure 4 is a half sectional view of the carrier head of a chemical mechanical polishing machine according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG. 4, showing a configuration for detecting the thickness of a wafer conductive layer,
6 is a view showing a part of the configuration of a carrier head according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장비(100) 및 이에 사용되는 캐리어 헤드(120)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the chemical mechanical polishing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention and the carrier head 120 used therein will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장비(100)는, 웨이퍼(W)의 연마면이 연마되도록 접촉하는 연마 패드(11)가 입혀진 연마 정반(10)과, 웨이퍼(W)를 저면에 위치한 상태로 가압하면서 웨이퍼(W)를 자전시키는 캐리어 헤드(120)와, 웨이퍼(W)의 도전층의 두께를 감지하도록 와전류를 인가하고 도전층으로부터의 출력 신호를 수신하는 와전류 센서(130)와, 와전류 센서(130)에 교류 전류를 인가하고 와전류 센서(130)에 수신된 출력 신호로부터 웨이퍼(W)의 도전층 두께를 감지하는 제어부(140)로 구성된다.A chemical mechanical polishing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a polishing table 10 on which a polishing pad 11 is brought into contact so that the polishing surface of the wafer W is polished, An eddy current sensor 130 for applying an eddy current to sense the thickness of the conductive layer of the wafer W and receiving an output signal from the conductive layer, And a controller 140 for applying an alternating current to the eddy current sensor 130 and sensing the thickness of the conductive layer of the wafer W from an output signal received by the eddy current sensor 130.

상기 연마 정반(10)은 상면에 연마 패드(11)가 입혀진 상태로 회전 구동된다. 연마 정반(10)에는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 와전류 신호가 인가되는 관통공(10a)이 구비될 수도 있지만, 와전류 센서(130)로부터의 신호가 도전체를 통과하지 않도록 배치된다면 관통공(10a)이 형성되지 않을 수도 있다. 즉, 와전류 센서(130)가 연마 패드(11)의 하측에만 위치하면, 와전류 센서(130)는 연마 정반(10)에 매립되는 형태로 설치되게 구성될 수도 있다.The polishing table 10 is rotationally driven in a state in which the polishing pad 11 is put on the upper surface. The polishing table 10 may be provided with a through hole 10a to which an eddy current signal is applied as shown in FIGS. 1 and 2. However, if the signal from the eddy current sensor 130 is arranged not to pass through the conductor, The hole 10a may not be formed. That is, if the eddy current sensor 130 is located only on the lower side of the polishing pad 11, the eddy current sensor 130 may be embedded in the polishing surface plate 10.

상기 캐리어 헤드(120)는 도4에 도시된 바와 같이, 외부로부터 회전 구동되는 베이스(122')를 포함하는 본체부(122)와, 베이스(122')와의 사이에 압력 챔버(C)를 위치시킨 상태로 베이스(122')에 고정되는 멤브레인(121)과, 멤브레인(121)의 바닥판 둘레를 감싸는 리테이너 링(123)으로 구성된다. 4, the carrier head 120 includes a body portion 122 including a base 122 'rotationally driven from the outside, and a pressure chamber C' positioned between the base 122 ' A membrane 121 fixed to the base 122 'and a retainer ring 123 surrounding the bottom plate of the membrane 121.

여기서, 멤브레인(121)과 베이스(122')의 사이에 형성되는 압력 챔버(C)는 멤브레인 바닥판으로부터 링 형태로 돌출된 플랩에 의하여 다수로 분할된 압력 챔버를 형성한다. 그리고, 압력 챔버(C)마다 독립적으로 공압이 공급되어 압력 챔버(C)의 압력이 조절되며, 압력 챔버(C)에 공압이 공급되면서 멤브레인 바닥판을 하방으로 밀어, 멤브레인 바닥판의 하측에 위치한 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)를 향하여 가압한다. Here, the pressure chamber C formed between the membrane 121 and the base 122 'forms a plurality of pressure chambers divided by a flap protruding in a ring form from the membrane bottom plate. The pneumatic pressure is independently supplied to each of the pressure chambers C to adjust the pressure of the pressure chambers C and the pneumatic pressure is supplied to the pressure chambers C and the membrane bottom plate is pushed downward, So that the wafer W is pressed toward the polishing pad 11.

이와 동시에, 본체부(122)가 회전함에 따라 멤브레인(121)도 함께 회전하며, 따라서 멤브레인(121)의 바닥판 저면에 위치한 웨이퍼(W)도 함께 회전하면서 화학 기계적 연마 공정이 이루어진다. At the same time, as the main body 122 rotates, the membrane 121 rotates together with the wafer W located on the bottom surface of the bottom plate of the membrane 121, thereby performing a chemical mechanical polishing process.

그리고, 리테이너 링(123)은 화학 기계적 연마 공정 중인 웨이퍼(W)의 둘레를 감싸는 링 형태로 형성되며, 화학 기계적 연마 공정 중에 저면(123s)이 연마 패드(11)에 가압된 상태를 유지한다. 이에 따라, 리테이너 링(123)은 연마 패드(11)와 접하는 저면(123s)을 포함하는 제2부재(1232)는 마모가 이루어질 수 있는 소모성 소재로 형성된다. The retainer ring 123 is formed in the shape of a ring that surrounds the periphery of the wafer W during the chemical mechanical polishing process and maintains the bottom surface 123s pressed against the polishing pad 11 during the chemical mechanical polishing process. The second member 1232 including the bottom surface 123s contacting with the polishing pad 11 is formed of a consumable material that can be abraded.

즉, 리테이너 링(123)은 연마 패드(11)와 접촉하는 제2부재(1232)와, 제2부재(1232)의 상측에 적층된 제1부재(1231)로 이루어진다. 제1부재(1231)와 제2부재(1232)가 맞닿는 경계면에는 서로 다른 높이를 갖는 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)이 형성된다. 이 때, 제1부재(1231)는 예를 들어 금속 등의 도전성 소재로 형성되어 와전류가 발생될 수 있게 된다. 그리고, 제2부재는 예를 들어, 플라스틱이나 수지 등의 비도전성 소재로 형성되어 와전류 센서(131, 132)로부터 인가되는 입력 신호가 통과하여 제1부재(1231)에서 와전류가 생성되게 한다.That is, the retainer ring 123 includes a second member 1232 that contacts the polishing pad 11, and a first member 1231 that is stacked on the upper side of the second member 1232. At the interface between the first member 1231 and the second member 1232, a first step surface 123s1 and a second step surface 123s2 having different heights are formed. At this time, the first member 1231 is made of a conductive material such as metal, for example, and an eddy current can be generated. The second member is formed of, for example, a non-conductive material such as plastic or resin, so that an input signal applied from the eddy-current sensors 131 and 132 is passed to generate an eddy current in the first member 1231.

이 때, 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)은 수평한 평탄면으로 이루어지고, 멤브레인(121)의 중심으로부터 서로 다른 반경 방향의 길이에서 링 형태로 분포되게 형성된다. 이에 따라, 제1단턱면(123s1)에 와전류를 생성시키는 제1와전류 센서(131)와, 제2단턱면(123s2)에 와전류를 생성시키는 제2와전류 센서(132)는 리테이너 링(123)이 화학 기계적 연마 공정 중에 지속적으로 회전하더라도, 일정한 와전류를 각 단턱면(123s1, 123s2)에 생성시킬 수 있게 되어, 리테이너 링(123)의 각 단턱면(123s1, 123s2)에서 와전류 출력신호(So1, So2)를 균일하게 얻을 수 있다. At this time, the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 are formed as horizontal flat surfaces and are distributed in a ring shape at different radial lengths from the center of the membrane 121. The first eddy current sensor 131 generates an eddy current at the first stepped surface 123s1 and the second eddy current sensor 132 generates eddy current at the second stepped surface 123s2. It is possible to generate a constant eddy current on each of the stepped faces 123s1 and 123s2 even if the film is continuously rotated during the chemical mechanical polishing process so that the eddy current output signals So1 and So2 ) Can be uniformly obtained.

또한, 리테이너 링(123)의 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)의 높이 편차(y)는 원주 방향 전체에 걸쳐 일정하게 형성되어, 원주 방향으로의 어느 위치에서도 와전류 출력신호(So1, So2)를 일정하게 얻을 수 있는 잇점이 있다. 그리고, 도면에 도시된 바와 같이 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)은 각각 링 형태로 형성되어, 멤브레인 바닥판의 중심으로부터 반경 방향으로 서로 다른 길이에 분포된다. The height deviation y between the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 of the retainer ring 123 is uniform throughout the circumferential direction so that the eddy current output signal (So1, So2) can be constantly obtained. As shown in the figure, the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 are formed in a ring shape, and are distributed in different lengths in the radial direction from the center of the membrane bottom plate.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드(120)는, 리테이너 링(123)이 도전성 소재인 제1부재(1231)와 비도전성 소재인 제2부재(1232)가 서로 다른 높이의 단턱면(123s1, 123s2)을 갖게 형성되어, 와전류 센서(131, 132)로부터 인가되는 입력 신호(Si1, Si2)에 의하여 제2부재(1232)의 각 단턱면(123s1, 123s2)에서 와전류가 유도되어, 단턱면(123s1, 123s2)에서의 와전류에 의한 출력 신호(So1, So2; 예를 들어, 공진 주파수이거나 합성 임피던스)를 와전류 센서(131, 132)에서 수신할 수 있게 된다. The carrier head 120 according to an embodiment of the present invention configured as described above is configured such that the first member 1231 of a conductive material and the second member 1232 of a non- 123e2 of the second member 1232 by the input signals Si1 and Si2 applied from the eddy current sensors 131 and 132. The eddy currents are induced in the stepped surfaces 123s1 and 123s2 of the second member 1232 by the input signals Si1 and Si2, So that the eddy current sensors 131 and 132 can receive the output signals So1 and So2 (for example, resonance frequency or composite impedance) due to eddy currents in the stepped surfaces 123s1 and 123s2.

이 때, 각 단턱면(123s1, 123s2) 사이의 높이 편차(y)는 이미 알고 있으므로, 서로 다른 단턱면(123s1, 123s2)에서의 출력 신호(So1, So2)를 실시간으로 수신하여 얻어진 서로 다른 2개의 출력 신호(So1, So2)로부터, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드(11)의 마모에 따른 두께 감소량을 실시간으로 검출할 수 있는 잇점이 얻어진다. At this time, since the height deviation y between the stepped faces 123s1 and 123s2 is already known, the difference in height between the two stepped faces 123s1 and 123s2, which are obtained by receiving the output signals So1 and So2 in real time, From the output signals So1 and So2 of the polishing pad 11 during the chemical mechanical polishing process, the amount of decrease in thickness due to wear of the polishing pad 11 can be detected in real time.

이 뿐만 아니라, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 헤드(120)는, 리테이너 링(123)이 제1부재(1231)와 제2부재(1232)가 서로 단턱을 두고 적층 형성됨에 따라, 이들의 조립이 보다 용이해지는 유리한 효과도 얻을 수 있다. 한편, 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제1부재(1231')와 제2부재(1232') 중 어느 하나는 다른 하나의 링형 홈에 요입되는 링형 돌기 형태로 단턱면이 형성될 수도 있다. 이에 의해서도, 제1부재(1231')와 제2부재(1232')를 정확한 위치에 조립할 수 있는 잇점이 얻어진다.
In addition, in the carrier head 120 according to the embodiment of the present invention configured as described above, the retainer ring 123 is formed such that the first member 1231 and the second member 1232 are stacked one on another with a step Accordingly, an advantageous effect of facilitating assembly of these components can be obtained. 6, according to another embodiment of the present invention, any one of the first member 1231 'and the second member 1232' may be formed in the form of a ring-shaped protrusion A stepped surface may be formed. This also provides the advantage that the first member 1231 'and the second member 1232' can be assembled at precise positions.

상기 와전류 센서(130)는 n번 감긴 중공 나선의 형상인 센서 코일(미도시)이 구비되어 제어부(140)로부터 교류 전류를 인가받아, 센서 코일로부터 입력 신호(Si1, Si2, Si3; Si)를 자속 형태로 인가하여, 도전체에 와전류를 인가하며, 도전체의 두께가 변동하거나 도전체와의 거리가 변동될 경우에, 도전체에서 발생되는 와전류에 의한 공진주파수 또는 합성임피던스를 출력 신호(So1, So2, So3; So)로 수신하여 출력 신호(So)의 변화로부터 도전체의 두께 변화나 도전체까지의 거리를 검출하는 데 사용된다. The eddy current sensor 130 is provided with a sensor coil (not shown) in the form of a hollow spiral wound n times and receives input signals Si1, Si2, Si3, Si from the sensor coil And applies the eddy current to the conductor so that the resonance frequency or the composite impedance due to the eddy current generated in the conductor when the thickness of the conductor varies or the distance from the conductor changes, So2, So3, So, and is used to detect a change in the thickness of the conductor or a distance to the conductor from the change in the output signal So.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 와전류 센서(130)는, 리테이너 링(123)의 제1단턱면(123s1)에 와전류를 발생시켜 출력 신호(So1)를 수신하는 제1와전류 센서(131)와, 리테이너 링(123)의 제2단턱면(123s2)에 와전류를 발생시켜 출력 신호(So2)를 수신하는 제2와전류 센서(132)와, 웨이퍼(W)의 도전층에 와전류를 발생시켜 출력 신호(So3)를 수신하는 제3와전류 센서(133)로 이루어진다. 도면에는 3개의 와전류 센서(131, 132, 133; 130)가 별개로 설치되어 있지만, 3개의 위치에서 신호를 발진하고 수신할 수 있는 하나의 와전류 센서로 구성될 수도 있다.
The eddy current sensor 130 includes a first eddy current sensor 131 for generating an eddy current at the first step surface 123s1 of the retainer ring 123 and receiving the output signal So1, A second eddy current sensor 132 for generating an eddy current at the second end surface 123s2 of the retainer ring 123 to receive the output signal So2 and a second eddy current sensor 132 for generating an eddy current in the conductive layer of the wafer W, And a third eddy current sensor 133 for receiving the third signal So3. Although three eddy current sensors 131, 132, 133 and 130 are separately provided in the figure, they may be constituted by one eddy current sensor capable of oscillating and receiving signals at three positions.

상기 제어부(140)는 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 동안에 와전류 센서(130)에 교류 전류를 인가하여 센서 코일을 통하여 고주파 전류가 흐르면서, 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)과 웨이퍼(W)의 도전층에서 와전류를 발생시킨다. 그리고, 제어부(140)는 각각의 와전류 센서(131, 132, 133; 130)에서 검출된 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2) 및 웨이퍼(W)의 도전층으로부터의 출력 신호(So)로부터, 와류 센서(131, 132)로부터 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2) 까지의 거리 및 웨이퍼(W)의 도전층의 두께 변화를 감지한다. The control unit 140 applies an alternating current to the eddy current sensor 130 while the chemical mechanical polishing process is being performed so that the high frequency current flows through the sensor coil and the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 Thereby generating an eddy current in the conductive layer of the wafer W. The control unit 140 controls the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 detected by the respective eddy current sensors 131, 132, 133 and 130 and the output signals from the conductive layers of the wafer W, The distance from the eddy current sensors 131 and 132 to the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 and the thickness variation of the conductive layer of the wafer W are detected.

이와 같은 감지 원리는 대한민국 공개특허공보 제2001-93678호 및 제2002-31079호에 개시된 구성을 채용할 수 있다.
Such a detection principle can employ the configuration disclosed in Korean Patent Laid-Open Nos. 2001-93678 and 2002-31079.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장비(100)는, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼를 저면에 위치시킨 상태에서 가압하는 캐리어 헤드(120)의 리테이너 링(123)을 구성함에 있어서, 도전성 부재로 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)을 갖도록 형성된 제1부재(1231)와, 비도전성 부재로 제1부재(1231)의 하측에 적층 형성된 제2부재(1232)로 리테이너 링(123)을 구성함에 따라, 연마 패드(11)에 접촉하면서 비도전성 소재인 제2부재(1232)에 의해 이루어지고, 제1와전류 센서(131) 및 제2와전류 센서(132)로부터 인가되는 입력 신호(Si)에 의하여 도전성 소재인 제1부재(1231)의 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)으로부터의 2개의 출력 신호(So1, So2)와 미리 알고 있는 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)의 높이차이(y)를 용하여 연마 패드(11)의 두께 변동량을 실시간으로 측정할 수 있게 되므로, 제3와전류 센서(133)에 의하여 웨이퍼(W)의 도전층에서의 와전류 출력 신호(So3)로부터 산출된 웨이퍼(W)의 도전층 두께에 리테이너 링(123)의 단턱면(123s1, 123s2)에서의 와전류 출력 신호(So1, So2)로부터 얻어진 연마 패드(11)의 두께 변동량을 반영함으로써, 연마 패드(11)의 마모량이 반영된 웨이퍼(W)의 도전층 두께를 정확하게 검출할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
The chemical mechanical polishing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention configured as described above constitutes the retainer ring 123 of the carrier head 120 that presses the wafer while the wafer is positioned on the bottom surface during the chemical mechanical polishing process A first member 1231 formed to have a first step surface 123s1 and a second step surface 123s2 as conductive members and a second member 1231 formed as a non-conductive member and laminated on the lower side of the first member 1231 The first eddy current sensor 131 and the second eddy current sensor 132 are formed by the second member 1232 which is a nonconductive material while being in contact with the polishing pad 11 as the retainer ring 123 is constituted by the first eddy current sensor 131 and the second eddy current sensor 132 The two output signals So1 and So2 from the first stage surface 123s1 and the second stage surface 123s2 of the first member 1231 which is a conductive material are previously detected The height difference (y) between the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 of the polishing pad 11 The thickness of the conductive layer of the wafer W calculated from the eddy current output signal So3 in the conductive layer of the wafer W by the third eddy current sensor 133 can be measured in real time by the retainer ring 123 Of the wafers W reflecting the abrasion amount of the polishing pad 11 are reflected by the amount of variation in the thickness of the polishing pad 11 obtained from the eddy current output signals So1 and So2 at the stepped faces 123s1 and 123s2 of the polishing pad 11 Can be accurately detected.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 공정 중의 웨이퍼의 도전층의 막두께 검출 방법은, 먼저, 웨이퍼(W)를 캐리어 헤드(120)의 멤브레인 바닥판에 위치시킨 상태에서, 연마 정반(10)을 자전시키면서 캐리어 헤드(120)도 함께 자전하고, 캐리어 헤드(120)의 압력 챔버(C)에 정압을 인가하여 웨이퍼(W)의 연마면이 연마 패드(11)에 가압되도록 한 상태로, 웨이퍼(W)의 연마면에 대하여 화학 기계적 연마 공정을 행한다. In the method of detecting the film thickness of the conductive layer of the wafer in the chemical mechanical polishing process according to the embodiment of the present invention as described above, first, in a state in which the wafer W is positioned on the membrane bottom plate of the carrier head 120, The carrier head 120 is also rotated so that the polishing surface of the wafer W is pressed against the polishing pad 11 by applying a positive pressure to the pressure chamber C of the carrier head 120 while rotating the polishing surface plate 10 The polishing surface of the wafer W is subjected to a chemical mechanical polishing process.

그 다음, 화학 기계적 연마 공정을 행하는 도중에, 제1와전류 센서(131)와 제2와전류 센서(132)에 고주파 교류 전류를 인가하여, 제1와전류 센서(131)와 제2와전류 센서(132)로부터 도전성 소재로 형성된 리테이너 링(123)의 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)에 와전류가 발생하도록 자속의 형태인 입력 신호(Si)를 인가한다. 이 때, 캐리어 헤드(120)의 리테이너 링(123)의 제2부재(1232)는 플라스틱, 수지 등의 비도전성 소재로 형성되므로, 제1와전류 센서(131)와 제2와전류 센서(132)로부터 인가되는 자속에 의하여 와전류가 발생되지 않는다. 그 대신, 제2부재(1232)를 관통한 자속(magnetic flux)은 제1부재(1231)의 제1단턱면(123s1) 및 제2단턱면(123s2)에서 와전류가 발생된다.Next, during the chemical mechanical polishing process, a high frequency AC current is applied to the first eddy current sensor 131 and the second eddy current sensor 132, and the first eddy current sensor 131 and the second eddy current sensor 132 An input signal Si in the form of a magnetic flux is applied so that an eddy current is generated in the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 of the retainer ring 123 made of a conductive material. At this time, since the second member 1232 of the retainer ring 123 of the carrier head 120 is formed of a non-conductive material such as plastic or resin, the first eddy current sensor 131 and the second eddy current sensor 132 No eddy current is generated by the applied magnetic flux. Instead, a magnetic flux penetrating through the second member 1232 generates an eddy current at the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 of the first member 1231. [

그리고 나서, 화학 기계적 연마 공정은 웨이퍼(W)가 연마 패드(11)에 가압되면서 연마되는 것에 의하여 이루어지지만, 웨이퍼(W)의 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드(11)의 표면도 마모되어 점점 얇아지는 현상이 발생된다. Then, the chemical mechanical polishing process is performed by polishing the wafer W while being pressed against the polishing pad 11, but the surface of the polishing pad 11 is also worn down during the chemical mechanical polishing process of the wafer W, Is generated.

따라서, 제1와전류 센서(131) 및 제2와전류 센서(132)에서는 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)에서 발생된 와전류로부터 공진주파수나 리액턴스 성분과 저항성분을 포함하는 합성 임피던스를 출력 신호(So1, So2)로 와전류 센서(131, 132)에서 수신하고, 제어부(140)는 수신된 출력 신호(So1, So2)를 전송받아 연마 패드(11)의 마모에 따른 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)의 이동량을 출력 신호(So1, So2)로부터 산출한다. 이 때, 제1단턱면(123s1)과 제2단턱면(123s2)의 높이 편차(y)를 미리 알고 있으므로, 수신된 출력 신호(So1, So2)로부터 실시간으로 연마 패드(11)의 마모량을 검출할 수 있다. Therefore, in the first eddy-current sensor 131 and the second eddy-current sensor 132, a composite current including the resonance frequency, the reactance component, and the resistance component is generated from the eddy currents generated in the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 The control unit 140 receives the received output signals So1 and So2 from the eddy current sensors 131 and 132 through the output signals So1 and So2, The amount of movement of the stepped surface 123s1 and the second stepped surface 123s2 is calculated from the output signals So1 and So2. At this time, since the height deviation y of the first step surface 123s1 and the second step surface 123s2 is previously known, the wear amount of the polishing pad 11 is detected from the received output signals So1 and So2 in real time can do.

그리고 나서, 제3와전류 센서(133)로부터 웨이퍼(W)에 입력 신호(Si3)를 자속 형태로 인가하여, 웨이퍼(W)의 도전층에 와전류를 발생시킨다. 그리고, 마찬가지로 제3와전류 센서(133)에서 연마 공정에 따른 도전층의 두께 변화가 반영된 출력 신호(So3)를 수신한다. 즉, 제3와전류 센서(133)에서 수신되는 출력 신호(So3)는 공진 주파수이거나 합성 임피던스일 수 있으며, 이에 의하여 도전층의 두께 변화를 검출할 수 있다.An input signal Si3 is applied to the wafer W from the third eddy current sensor 133 in the form of magnetic flux to generate an eddy current in the conductive layer of the wafer W. Similarly, the third eddy-current sensor 133 receives the output signal So3 reflecting the change in the thickness of the conductive layer due to the polishing process. That is, the output signal So3 received by the third eddy current sensor 133 may be a resonant frequency or a synthetic impedance, thereby detecting a change in the thickness of the conductive layer.

이 때, 제3와전류 센서(133)에서 수신된 출력신호(So3)에 의해 웨이퍼(W)의 두께 변화는 검출할 수 있지만, 여기에는 연마 패드(11)의 두께 변화에 해당하는 만큼의 오차를 포함하고 있다. 따라서, 단계 3에서 구한 연마 패드(11)의 두께 변화량을 제3와전류 센서(133)에서 검출된 웨이퍼(W)의 도전층의 막두께에 반영하여, 웨이퍼(W)의 도전층 두께를 산출한다.
At this time, a change in the thickness of the wafer W can be detected by the output signal So3 received by the third eddy current sensor 133, but the error corresponding to the thickness variation of the polishing pad 11 can be detected . Therefore, the thickness variation of the polishing pad 11 obtained in step 3 is reflected on the film thickness of the conductive layer of the wafer W detected by the third eddy current sensor 133, and the thickness of the conductive layer of the wafer W is calculated .

상기와 같이, 본 발명은,캐리어 헤드(120)의 리테이너 링(123)을 도전성 소재의 제1부재(1231)와 비도전성 소재의 제2부재(1232)로 적층하여 형성하되, 제1부재(1231)와 제2부재(1232)의 경계면에 서로 다른 높이의 단턱면(123s1, 123s2)을 구비하여, 서로 다른 2개의 단턱면(123s1, 123s2)에서 유도된 와전류의 출력 신호(So1, So2)로부터 연마 패드(11)의 두께 변화량을 산출하고, 웨이퍼(W)의 도전층 두께를 도전층에서 유도된 와전류의 출력 신호(So3)로부터 산출한 값에 산출된 연마 패드(11)의 두께 변화량을 반영하여 구함으로써, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드(11)의 마모량을 고려한 웨이퍼의 도전층 두께를 정확하게 측정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the retainer ring 123 of the carrier head 120 is formed by laminating a first member 1231 of a conductive material and a second member 1232 of a non-conductive material, The output signals So1 and So2 of the eddy currents derived from the two stepped surfaces 123s1 and 123s2 having different levels of stepped surfaces 123s1 and 123s2 at the interface between the first member 1231 and the second member 1232 are formed, And the thickness variation amount of the polishing pad 11 calculated on the value obtained by calculating the thickness of the conductive layer of the wafer W from the output signal So3 of the eddy current induced in the conductive layer is calculated as It is possible to obtain an advantageous effect that the thickness of the conductive layer of the wafer can be accurately measured in consideration of the abrasion amount of the polishing pad 11 during the chemical mechanical polishing process.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 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 embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10: 연마 정반 11: 연마 패드
120: 캐리어 헤드 121: 멤브레인
122: 본체부 123: 리테이너 링
123s1: 제1단턱면 123s2: 제2단턱면
130: 와전류 센서 140: 제어부DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
10: polishing pad 11: polishing pad
120: Carrier head 121: Membrane
122: main body part 123: retainer ring
123s1: 1st-step surface 123s2: 2nd-step surface
130: Eddy current sensor 140:

Claims (8)

웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 데 사용되는 캐리어 헤드로서,
상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼의 판면에 접촉하여 가압하는 멤브레인 바닥판을 포함하는 멤브레인과;
서로 다른 높이를 갖는 제1단턱면과 제2단턱면이 형성되고 도전성 소재로 형성된 링 형태의 제1부재와, 상기 제1부재의 하측에 비도전성 부재로 적층 형성되어 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 연마 패드에 접촉하는 제2부재를 포함하고, 상기 멤브레인의 둘레에 링 형태로 배치된 리테이너 링을;
포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
A carrier head for use in carrying out a chemical mechanical polishing process of a wafer while the plate surface of the wafer is in contact with a rotating polishing pad,
A membrane including a membrane bottom plate for contacting and pressing the plate surface of the wafer during the chemical mechanical polishing process;
A first member formed in a ring shape and formed of a conductive material and having a first step surface and a second step surface having different heights, and a second member formed in a laminated structure on the lower side of the first member with a non- A retainer ring including a second member in contact with the polishing pad and disposed in the form of a ring around the membrane;
≪ RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
제 1항에 있어서,
상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면은 각각 수평한 평탄면으로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
The method according to claim 1,
Wherein the first step surface and the second step surface are each formed as a horizontal flat surface.
제 1항에 있어서,
상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면의 높이 편차는 원주 방향 전체에 걸쳐 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
The method according to claim 1,
And the height deviation of the first step surface and the second step surface is constantly maintained throughout the circumferential direction.
제 1항에 있어서,
상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면은 각각 링 형태로 형성되어 중심으로부터 반경 방향으로 서로 다른 길이에 분포된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
The method according to claim 1,
Wherein the first step surface and the second step surface are each formed in a ring shape and are distributed in different lengths in the radial direction from the center.
제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1부재는 금속 소재로 형성되고, 상기 제2부재는 수지, 플라스틱 중 어느 하나 이상의 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the first member is formed of a metal material, and the second member is formed of one or more materials of resin and plastic.
웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장치로서,
상기 연마 패드가 상측에 입혀지고, 상기 연마 패드를 관통 형성하는 위치에 투명창이 구비된 연마 정반과;
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 캐리어 헤드와;
상기 투명창의 하측에서 와전류를 인가하고, 인가된 와전류의 출력 신호를 수신하되, 상기 웨이퍼와 상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면에서의 출력 신호를 수신하는 감지 센서를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비.
A chemical mechanical polishing apparatus in which a wafer is subjected to a chemical mechanical polishing process while a wafer surface is brought into contact with a rotating polishing pad,
An abrasive plate having an upper surface coated with the polishing pad and having a transparent window at a position where the polishing pad is penetrated;
A carrier head according to any one of claims 1 to 4;
A sensing sensor for applying an eddy current at a lower side of the transparent window and receiving an output signal of an applied eddy current and receiving an output signal from the wafer and the first stage stage and the second stage stage;
Wherein the chemical mechanical polishing apparatus comprises a chemical mechanical polishing apparatus.
제 5항에 있어서,
상기 감지 센서는 3개 이상 배치되어, 상기 웨이퍼와 상기 제1단턱면과 상기 제2단턱면에서의 출력 신호를 각각 수신하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비.
6. The method of claim 5,
Wherein at least three detection sensors are arranged to receive the output signals from the wafer, the first step surface and the second step surface, respectively.
제 5항에 있어서,
상기 제1부재는 금속 소재로 형성되고, 상기 제2부재는 수지, 플라스틱 중 어느 하나 이상의 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
6. The method of claim 5,
Wherein the first member is formed of a metal material, and the second member is formed of one or more materials of resin and plastic.
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KR20080067563A (en) * 2007-01-16 2008-07-21 가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔 Retainer ring for polishing head

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