KR20170054603A - 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드 - Google Patents

화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드 Download PDF

Info

Publication number
KR20170054603A
KR20170054603A KR1020150156491A KR20150156491A KR20170054603A KR 20170054603 A KR20170054603 A KR 20170054603A KR 1020150156491 A KR1020150156491 A KR 1020150156491A KR 20150156491 A KR20150156491 A KR 20150156491A KR 20170054603 A KR20170054603 A KR 20170054603A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main body
polishing
wafer
polishing pad
retainer ring
Prior art date
Application number
KR1020150156491A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102424495B1 (ko
Inventor
손준호
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
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 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to KR1020150156491A priority Critical patent/KR102424495B1/ko
Priority to CN201520978815.7U priority patent/CN205201297U/zh
Publication of KR20170054603A publication Critical patent/KR20170054603A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102424495B1 publication Critical patent/KR102424495B1/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
    • 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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • 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
    • H01L21/34—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 not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
    • H01L21/461—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H01L21/67219—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one polishing chamber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드에 관한 것으로, 연마 공정 중에 웨이퍼의 판면을 연마 패드에 가압하는 가압면이 형성된 제1본체부와; 상기 연마 공정 중에 웨이퍼의 둘레의 일부 이상을 감싸는 형태로 상기 연마 패드에 저면이 접촉하는 리테이너 링이 설치되고, 상기 제1본체부에 대해 틸팅 회전하여 상기 제1본체부에 대한 자세가 변동되는 제2본체부를; 포함하여 구성되어, 리테이너 링의 저면이 회전 또는 이동하는 연마 패드의 표면과 마찰력이 작용하더라도, 리테이너 링이 연마 패드로부터 받는 마찰력에 따라 자유롭게 틸팅회전하면서 리테이너 링의 저면이 연마 패드의 표면에 밀착된 상태를 유지하여, 리테이너 링의 가압에 의하여 연마 패드의 리바운드 돌출 변형량을 줄이는 것에 의하여, 웨이퍼의 가장자리 영역에서 웨이퍼의 불균일한 과도한 연마가 발생되는 것을 억제하는 연마 헤드 및 이를 구비한 화학 기계적 연마 장치를 제공한다.

Description

화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드 {CARRIER HEAD OF CHEMICAL MECHANICAL APPARATUS}
본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드에 관한 것으로, 상세하게는 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마면이 리테이너 링에 의하여 악영향을 받는 것을 저감하는 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드에 관한 것이다.
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.
이러한 CMP 장치에 있어서, 연마 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.
도1은 화학 기계적 연마 장치(9)의 개략 평면도이다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 화학 기계적 연마 장치(9)는 웨이퍼(W)를 저면에 위치시킨 상태에서 웨이퍼(W)를 가압하며 자전하는 연마 헤드(1)와, 웨이퍼(W)의 연마면과 접촉하면서 회전(2d)하는 연마 패드(2)와, 연마 패드(2) 상에 슬러리를 공급하여 웨이퍼(W)에 도달한 슬러리에 의한 화학적 연마를 행하게 하는 슬러리 공급부(3)와, 연마 패드(2)의 표면을 개질하는 컨디셔너(4)로 이루어진다.
상기 연마 헤드(1)는 도3에 도시된 바와 같이 외부의 구동부에 의하여 회전 구동되는 본체부(10, 20)와, 본체부(10, 20) 중 베이스(20)에 고정되어 베이스(20)와의 사이에 다수의 분할된 압력 챔버(C1, C2, C3)를 형성하는 멤브레인(30)과, 웨이퍼(W)의 둘레에 링 형태로 배치되어 화학 기계적 연마 공정 중에 저면이 연마 패드(2)를 가압하여 둘러싸고 있는 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하는 리테이너 링(40)과, 압력 챔버(C1, C2, C3)에 공압 공급로(55)를 통해 공압을 인가하거나 배출시키는 압력 제어부(50)로 이루어진다.
여기서, 멤브레인(30)은 웨이퍼(W)를 가압하는 바닥판과, 바닥판의 가장자리 끝단에 상측으로 연장된 측면과, 바닥판의 중심과 측면의 사이에 링 형태로 형성된 격벽(35)이 형성되며, 측면과 격벽(35)의 끝단(30a)이 베이스(20)에 고정되어, 멤브레인 바닥판과 베이스(20)의 사이에 다수의 분할된 압력 챔버(C1, C2, C3)를 형성한다.
그리고, 리테이너 링(40)은 구동부(M)에 의하여 상하로 이동(40d) 가능하게 설치된다. 구동부(M)는 전기를 구동원으로 사용하는 모터일 수도 있고, 공압이나 유압을 구동원으로 사용할 수도 있다. 리테이너 링(40)은 화학 기계적 연마 공정 중에 구동부(M)에 의하여 연마 패드(2) 상에서 소정의 힘(Pr)으로 가압된 상태로 유지된다.
이에 따라, 화학 기계적 연마 공정은 압력 제어부(50)로부터 공압이 압력 챔버(C1, C2, C3)에 공급되어 압력 챔버(C1, C2, C3)가 팽창하면서 멤브레인 바닥판에 의하여 웨이퍼를 연마 패드에 눌린 상태가 된다. 이와 동시에, 구동부(M)에 의하여 리테이너 링(40)은 하방 이동하여 웨이퍼(W)의 둘레에서 연마 패드를 가압함으로써 웨이퍼(W)가 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 헤드(1)의 바깥으로 이탈하는 것을 감지한다.
그러나, 도4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레에 배치된 리테이너 링(40)이 하방 이동(40d)하여 연마 패드(2)를 가압하면, 연마 패드(2)가 리테이너 링(40)의 저면(40a)에 의해 눌리는 영역(40x)에서 눌림 변형이 연마 패드(2)에 발생되고, 이로 인하여 눌림 변형이 생기는 주변이 되튀어오르는 리바운드 변형(99)이 발생된다. 그런데, 리테이너 링(40)과 웨이퍼(W)의 가장자리(e)는 서로 근접하게 배치되므로, 연마 패드(2)의 리바운드 변형(99)에 의하여 웨이퍼의 가장자리(e)는 되튀어오르는 연마 패드(2)의 돌출부에 보다 높은 가압력으로 밀착되므로, 웨이퍼(W)의 가장자리(e)에서의 연마량이 의도하지 않게 상승하는 문제가 있었다.
이에 따라, 도5에 도시된 바와 같이, 리테이너 링(40)의 저면은 반경 내측 부분(40i)과 반경 외측 부분(40o)의 마모량의 편차가 생기면서, 사용 시간이 경과할 수록 리테이너 링(40)이 연마 패드(2)와 접촉하는 접촉면적이 달라지면서, 웨이퍼의 가장자리에 미치는 영향도 변동하여 균일한 연마 품질을 확보하기 곤란한 문제도 야기되었다. 도면중 미설명 부호인 42는 웨이퍼의 연마 공정에서 생성된 슬러지가 외부로 배출되는 홈이다.
무엇보다도, 리테이너 링(40)은 연마 헤드(1)의 구성 부품 중에서 자전하는 연마 패드(2)와 가장 먼저 접촉하므로, 연마 패드(2)와의 마찰에 의하여 리테이너 링(1)은 연마 패드(2) 표면에 대하여 틸팅 경사지려는 힘을 받게 된다. 이에 따라, 리테이너 링(40)이 연마 패드(2)의 표면을 가압하는 저면(40a)은 연마 패드(2)의 표면과 경사를 이루게 되면서, 리테이너 링(40)에 의하여 연마 패드(2)를 가압하는 힘은 국부적으로 보다 더 커지며, 이에 의하여 웨이퍼(W)의 가장자리(e)에 영향을 미치는 연마 패드(2)의 리바운드 돌출량이 더 커지는 문제가 생긴다.
이 뿐만 아니라, 리테이너 링(40)의 저면(40a)이 연마 패드(2)의 표면과 경사진 상태를 이룸에 따라, 연마 패드(2)의 표면이 리테이너 링(40)의 저면(40a)과 접촉하면서 이동(회전)하면, 리테이너 링(40)에서 진동이 발생되는 문제가 생긴다. 이로 인하여, 리테이너 링(40)에서 발생된 진동이 연마 헤드(1)의 본체부(10, 20)를 통해 멤브레인(30)의 하측에 위치한 웨이퍼(W)로 전달되어, 웨이퍼(W)의 연마면의 연마 품질이 진동에 의한 영향으로 낮아지는 심각한 문제가 야기되었다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 화학 기계적 연마 공정 중에 링이 리테이너 링이 연마 패드와 접촉하면서 발생되는 틸팅 변위를 억제하여 연마 패드의 리바운드 변형을 줄임으로써, 웨이퍼의 가장자리 영역에서 웨이퍼의 불균일한 과도한 연마가 발생되는 것을 억제하는 것을 목적으로 한다.
무엇보다도, 본 발명은 리테이너 링이 연마 패드와 접촉하면서 발생되는 진동이 웨이퍼로 전달되는 것을 차단하여, 웨이퍼의 우수한 연마 품질을 확보하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 연마 공정 중에 웨이퍼의 판면을 연마 패드에 가압하는 가압면이 형성된 제1본체부와; 상기 연마 공정 중에 웨이퍼의 둘레의 일부 이상을 감싸는 형태로 상기 연마 패드에 저면이 접촉하는 리테이너 링이 설치되고, 상기 제1본체부에 대해 틸팅 회전하여 상기 제1본체부에 대한 자세가 변동되는 제2본체부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드를 제공한다.
이는, 리테이너 링이 설치된 제2본체부가 제1본체부에 대하여 틸팅 회전이 가능하게 설치됨에 따라, 리테이너 링의 저면이 회전 또는 이동하는 연마 패드의 표면과 마찰력이 작용하더라도, 리테이너 링이 연마 패드로부터 받는 마찰력에 따라 자유롭게 틸팅회전하면서 리테이너 링의 저면이 연마 패드의 표면에 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 하기 위함이다.
이를 통해, 본 발명은, 리테이너 링의 가압에 의하여 연마 패드의 리바운드 돌출 변형량을 줄일 수 있게 되어, 웨이퍼의 가장자리 영역에서 웨이퍼의 불균일한 과도한 연마가 발생되는 것을 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 제2본체부는 상기 제1본체부에 대하여 외력에 의해 자유롭게 틸팅 회전하게 구성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 리테이너 링은 연마 패드와의 마찰에 따라 연마 패드에 접촉하는 상태를 유지하기 용이해진다.
이 때, 웨이퍼를 가압하는 상기 가압면은 상기 제1본체부에 결합되어 상기 제1본체부와의 사이에 압력 챔버를 형성하는 가요성 재질의 멤브레인에 의해 형성될 수 있다.
이와 동시에, 상기 제1본체부와 상기 제2본체부는 원주 방향으로 간섭되어 제1본체부와 제2본체부 중 어느 하나가 외부로부터 수평 방향으로의 회전 구동력을 전달받으면, 제1본체부와 제2본체부는 서로에 대하여 틸팅 회전이 허용되면서도 함께 수평 회전 구동된다.
그리고, 상기 리테이너 링은 다양한 방식에 의하여 연마 패드를 가압하여 연마 공정 중에 웨이퍼의 이탈을 방지할 수 있다. 예를 들어, 리테이너 링의 상측에 선택적으로 가압하는 리테이너 챔버가 구비되고, 리테이너 챔버의 압력이 조절되면서 상기 리테이너 링의 저면으로 연마 패드를 가압하는 가압력을 다양하게 도입할 수 있다.
한편, 상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 틸팅 회전은 2개 이상의 다축(多軸)을 기준으로 하는 회전하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1본체부와 제2본체부의 연결부에는 구면 베어링(spherical bearing)에 의하여 상호 틸팅 회전이 허용되어, 다양한 방향으로 틸팅 회전될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 틸팅 회전은 1개의 제1축을 기준으로 하는 회전일 수도 있다. 이 경우에, 제1축은 연마 패드의 표면과 평행하면서 원주 방향과 접선을 이루는 축으로 정해져, 연마 패드의 표면과의 마찰에 따라 회전하는 축을 유지하면서 리테이너 링이 웨이퍼를 가압하는 가압면과 독립적으로 자유 회전하도록 하는 것이 바람직하다.
무엇보다도, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 사이에는 제1회동부와 제2회동부를 포함하는 2개 이상의 회동부가 구비된다. 이에 의하여, 제2본체부의 리테이너 링이 연마 패드와 접촉하면서 발생되는 진동이, 리테이너 링으로부터 2개의 회동부를 순서대로 통과하면서 제2본체부의 진동이 제1본체부로 전달되는 것이 회전 변위에 의하여 소산되면서, 웨이퍼에서는 리테이너 링에서 발생되는 진동이 거의 전달되지 않게 됨에 따라, 웨이퍼의 우수한 연마 품질을 확보할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 상기 제1회동부와 상기 제2회동부는 서로 동일한 높이에 2열로 배열될 수도 있고, 서로 다른 높이에 배열될 수도 있다. 그리고, 상기 제1회동부와 상기 제2회동부는 동축 상에 배치될 수도 있다. 어느 경우든지, 2개 이상의 회동부가 제1본체부와 제2본체부의 사이에 개재됨에 따라, 2개의 회동부를 통해 리테이너 링에서 발생되는 진동이 감쇄되면서 웨이퍼의 가압면에서는 진동 전달율을 크게 낮출 수 있다.
여기서, 상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 사이에는 수직 방향으로 배치된 틸팅 지지 부재가 설치되고; 상기 제1회동부는 상기 틸팅 지지 부재의 외면에 형성된 오목한 제1곡면과 상기 제1본체부의 볼록한 곡면이 서로 맞닿아 상기 제1본체부의 상기 제2본체부에 대한 틸팅 회전을 허용하고, 상기 제2회동부는 상기 틸팅 지지 부재의 외면에 상기 제1곡면과 이격된 위치에 형성된 오목한 제2곡면과 상기 제1본체부의 볼록한 곡면이 서로 맞닿아 상기 제1본체부의 상기 제2본체부에 대한 틸팅 회전을 허용하게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 틸팅 지지 부재는 외주면이 원형이어서 다양한 틸팅 회전을 허용할 수 있다. 그리고, 상기 틸팅 지지 부재는 중공 부재로 형성되어 리테이너 링으로부터 전달되는 진동을 감쇠시키는 효과를 높일 수 있다.
한편, 상기 제1회동부와 상기 제2회동부는 서로 동일한 높이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1본체부의 수평 회전의 중심에 돌출부와 수용부 중 어느 하나가 형성되고, 상기 제2본체부의 수평 회전의 중심에 돌출부와 수용부 중 다른 하나가 형성되며; 상기 돌출부와 상기 수용부에는 볼록한 곡면과 오목한 곡면 중 어느 하나가 형성되고; 상기 돌출부와 상기 수용부의 사이에 곡면으로 맞닿게 형성된 링형 곡면 부재가 개재되어, 상기 링형 곡면 부재의 곡면이 상기 돌출부의 곡면과 맞닿아 상기 제1회동부를 구성하고, 상기 링형 곡면 부재의 또 다른 곡면이 상기 수용부의 곡면과 맞닿아 상기 제2회동부를 구성할 수 있다.
여기서, 상기 제1회동부와 상기 제2회동부 중 어느 하나 이상은 구면 베어링에 의하여 다축(多軸)에 대한 틸팅 회전이 행해지게 구성될 수도 있고, 1개의 축에 대한 틸팅 회전이 행해지게 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명은, 회전 구동되는 연마 패드와; 상기 웨이퍼를 가압하면서 회전시키는 전술한 구성의 연마 헤드를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마 장치를 제공한다.
여기서, 상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 틸팅 회전은 2개 이상의 다축(多軸)을 기준으로 하는 회전일 수도 있고, 1개의 제1축을 기준으로 하는 회전일 수도 있다.
그리고, 상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 사이에는 제1회동부와 제2회동부를 포함하는 2개 이상의 회동부가 구비되어, 연마 공정 중에 연마 패드와 리테이너 링의 마찰에 의해 발생되는 진동이 연마 중인 웨이퍼로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '수평 회전'이란 용어는 연마 패드의 표면과 대략 평행한 방향으로 회전(회전축이 연마 패드의 표면에 수직한 방향)으로 정의한다. 여기서, '대략 평행'이란 용어는 평행에 대하여 대략 -5도 내지 +5도 정도의 미세한 각도 차이를 둔 것을 포함하기 위함이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '틸팅 회전'이라는 용어는 연마 패드의 표면에 대략 평행한 회전축을 중심으로 하는 회전으로 정의한다. 다시 말하면, '틸팅 회전'은 리테이너 링의 저면이 연마 패드의 표면에 대하여 경사지는 형태로 기울어지는 것을 모두 포함한다.
본 발명에 따르면, 리테이너 링이 설치된 제2본체부가 웨이퍼의 가압면이 구비된 제1본체부에 대하여 틸팅 회전이 가능하게 설치됨에 따라, 리테이너 링의 저면이 회전 또는 이동하는 연마 패드의 표면과 마찰력이 작용하더라도, 리테이너 링이 연마 패드로부터 받는 마찰력에 따라 자유롭게 틸팅 회전하면서 리테이너 링의 저면이 연마 패드의 표면에 밀착된 상태를 유지하게 유도할 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 본 발명은, 리테이너 링의 가압에 의하여 연마 패드의 리바운드 돌출 변형량을 줄이는 것에 의하여, 웨이퍼의 가장자리 영역에서 웨이퍼의 불균일한 과도한 연마가 발생되는 것을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 리테이너 링이 설치된 제2본체부와 웨이퍼의 가압면이 구비된 제1본체부의 사이에 틸팅 방향 성분으로 회전을 허용하는 2개 이상의 회동부가 직렬로 형성되어, 제2본체부의 리테이너 링이 연마 패드와 접촉하면서 발생되는 진동이, 리테이너 링으로부터 2개의 회동부를 순서대로 통과하면서 제1본체부로 전달되기 이전에 주변으로 소산되도록 하여, 웨이퍼를 가압하는 가압면에 전달되는 진동의 양을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 본 발명은, 웨이퍼의 연마 공정 중에 무진동 상태 또는 진동이 매우 작은 상태로 유지되어, 웨이퍼의 연마 품질을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도1은 일반적은 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 평면도,
도2는 도1의 정면도,
도3은 도1의 연마 헤드의 종단면을 도시한 개략도,
도4는 도3의 'A'부분의 확대도,
도5는 도3의 연마 헤드의 저면을 도시한 저면도,
도6은 본 발명의 제1실시예에 따른 연마 헤드의 구성을 도시한 종단면도,
도7a는 도6의 'B'부분의 횡단면도,
도7b는 도6의 'B'부분에 대응하는 다른 형태의 횡단면도,
도8은 도6의 'B'부분의 확대도,
도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 연마 헤드의 구성을 도시한 종단면도,
도10은 도9의 'C'부분의 확대도,
도11은 본 발명의 제3실시예에 따른 연마 헤드의 구성을 도시한 종단면도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 전술한 종래 기술의 구성 및 작용과 유사한 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위하여 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 헤드(100)는, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)를 가압하는 가압면을 형성하는 멤브레인(30)이 설치되는 제1본체부(110)와, 화학 기계적 연마 공정 중에 저면(40a)이 연마 패드(2)에 접촉하는 리테이너 링(40)이 설치되고 제1본체부(110)에 대하여 틸팅 회전(120r)되어 제1본체부(110)에 대해 자세가 변동되는 제2본체부(120)와, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5) 및 리테이너 챔버(Cp)에 공압을 공급하여 각 챔버의 압력을 독립적으로 조절하는 압력 제어부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 제1본체부(110)는 멤브레인(30)을 고정하며, 연마 공정 중에 멤브레인(30)에 의해 형성된 가압면으로 웨이퍼(W)를 가압한다.
여기서, 멤브레인(30)은 연마 공정 중에 웨이퍼를 가압하는 가압면을 형성하는 멤브레인 바닥판과, 멤브레인 바닥판으로부터 연장된 격벽(35)으로 구성된다. 격벽(35)의 끝단이 결합 부재(112)에 의해 제1본체부(110)에 고정되어, 멤브레인(30)과 제1본체부(110)의 사이에는 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 형성된다.
그리고, 멤브레인(30)의 바닥판과 격벽(35)은 가요성(flexible) 재질로 형성된다. 이에 따라, 압력 제어부(150)로부터 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 공급되는 공압이 높아지면, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 팽창하면서 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 저면에 위치한 웨이퍼를 멤브레인 바닥판으로 가압하여, 웨이퍼의 연마층 연마 두께를 조절한다. 즉, 멤브레인 바닥판이 웨이퍼(W)를 가압하는 가압면을 형성한다.
도면에는 웨이퍼(W)에 직접 공압을 전달하는 공압 통로가 멤브레인 바닥판에 형성되지 않은 구성이 예시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 멤브레인 바닥판에 웨이퍼에 직접 공압을 전달할 수 있는 공압 통로가 관통 형성될 수도 있다.
각각의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)는 압력 제어부(150)로부터 공급되는 정압 또는 부압에 의해 독립적으로 압력이 조절되면서, 연마 공정 중에 웨이퍼(W)를 구간별로 가압력을 조절할 수 있다.
상기 제2본체부(120)는 리테이너 링(40)을 고정하며, 연마 공정 중에 리테이너 링(40)의 저면(40a)이 연마 패드(2)에 접촉된 상태를 유지하게 하면서, 제1본체부(110)와의 사이에 회동부(200)에 의해 틸팅 회전(120r)이 가능하게 설치된다.
여기서, 리테이너 링(40)은 웨이퍼(W)의 둘레에 하나의 링 형태이거나, 다수로 분할된 링 형태로 형성된다. 리테이너 링(40)의 상측에는 리테이너 챔버(Cp)가 형성되어, 리테이너 챔버(Cp)의 압력에 의하여 리테이너 링(40)에 도입되는 힘(Pr)이 조절된다. 즉, 압력 제어부(150)로부터 공압 공급관(155a)을 통해 리테이너 챔버(Cp)에 높은 정압이 도입되면, 리테이너 링(40)은 연마 패드(2)를 향하여 높은 힘(Pr)으로 밀착한 상태가 된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 연마 공정 중에 웨이퍼(W)가 리테이너 링(40)에 의하여 연마 헤드(100)의 바깥으로 이탈하는 것을 방지한다.
제2본체부(120)는, 구동 샤프트(미도시)와 연결되어 구동 샤프트로부터 회전 구동력을 전달 받아, 연마 공정 중에 연마 패드(2)의 판면과 평행한 수평 회전이 행해진다. 그리고, 제1본체부(110)는 연결부(88)에 의하여 원주 방향으로 제2본체부(120)와 간섭되어 함께 회전 구동되지만, 제2본체부(120)와 상하 방향으로는 자유롭게 상하 이동을 할 수 있게 구성된다. 이에 따라, 연마 공정 중에는 제1본체부(110)와 제2본체부(120)가 함께 수평 회전하면서, 제1본체부(110)에 의하여 웨이퍼(w)를 회전시킨다.
상기 회동부(200)는 도8에 도시된 바와 같이, 제1본체부(110)와 제2본체부(120)의 수평 회전 중심에서 제1본체부(110)로부터 상향 돌출된 돌출부(115)와, 돌출부(115)를 수용하도록 제2본체부(120)에 요입 형성된 요입부(125)가 형성되고, 볼록 곡면체(210)와 오목 곡면체(220)가 각각 돌출부(115)와 요입부(125) 중 어느 하나씩 서로 맞닿게 배치된다. 도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제1본체부(110)에 요입부가 형성되고 제2본체부(120)에 요입부에 삽입되는 돌출부가 형성될 수도 있다.
이에 따라, 볼록 곡면체(210)와 오목 곡면체(220)의 곡면이 서로 맞닿은 상태에서 회전(110r, 120r)이 이루어지면서, 제1본체부(110)와 제2본체부(120)는 수평 회전 중심을 기준으로 상호 틸팅 회전(110r, 120r)이 가능해진다.
여기서, 볼록 곡면체(210)와 오목 곡면체(220) 사이의 회전은 별도의 구동 수단에 의해 강제적으로 행해지도록 구성될 수도 있지만, 외력에 의해 스스로 행해지도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 제1본체부(110)의 제2본체부(120)에 대한 틸팅 회전 방향은 다축(多軸)으로 형성될 수도 있고 2개 축으로 형성될 수도 있다. 도7a에 도시된 바와 같이, 제1본체부(110)로부터 상향 돌출된 돌출부(115)의 단면이 원형인 경우에는, 볼록 곡면체(210)와 오목 곡면체(220)의 맞물림이 돌출부(115)의 360도 둘레에 걸쳐 형성되는 구면 베어링(spherical bearing) 형태로 형성되므로, 제1축(X1)을 기준으로 하는 틸팅 회전 뿐만 아니라 여러 방향으로 틸팅 회전이 가능해진다.
한편, 도7b에 도시된 바와 같이, 제1본체부(110)로부터 상향 돌출된 돌출부(115)의 단면이 사각형 등 다각형인 경우에는, 볼록 곡면체(210)와 오목 곡면체(220)의 맞물림은 제1축(X1)을 기준으로 하는 1방향의 틸팅 회전에 한하여 허용된다.
이와 같이, 리테이너 링(40)과 연마 패드(2)의 접촉에 따른 마찰력(F1)이 불규칙적으로 발생되는 경우에는, 제1본체부(110)가 제2본체부(120)에 대한 틸팅 회전이 2축 이상으로 허용되는 구성(도7a)이 적용될 수 있으며, 리테이너 링(40)과 연마 패드(2)의 접촉에 따른 마찰력(F1)이 규칙적으로 발생되는 경우에는 제1본체부(110)가 제2본체부(120)에 대한 틸팅 회전이 1축으로 허용되는 구성(도7a)이 적용될 수 있다.
이 때, 제1본체부(110)가 제2본체부(120)에 대한 틸팅 회전이 1축 으로 허용되는 구성(도7a)은 제1회전축이 연마 패드(2)의 회전 중심으로부터 반경 방향으로 뻗은 방향으로 제1축(X1)이 배열되어, 연마 패드(2)와의 마찰력(F1)이 작용하는 방향에 따라 리테이너 링(40)의 틸팅 회전 운동(120r)이 일어나도록 할 수 있다.
상기와 같이, 리테이너 링(40)이 설치된 제2본체부(120)가 웨이퍼(W)의 가압면이 구비된 제1본체부(110)에 대하여 틸팅 회전(120r)이 가능하게 설치됨에 따라, 리테이너 링(40)의 저면(40a)에 대해 연마 패드(2)로부터 마찰력(F1)이 작용하는 방향으로 틸팅 회전 변위가 허용되면서, 리테이너 링(40)의 저면(40a)이 연마 패드(2)의 표면에 밀착된 상태를 유지할 수 있게 된다.
이를 통해, 상기와 같이 구성된 연마 헤드(100)가 구비된 화학 기계적 연마 장치에서는, 리테이너 링(40)의 가압에 의해 리테이너 링(40)의 주변에 연마 패드(2)가 리바운드 돌출 변형되는 양을 줄일 수 있게 되므로, 웨이퍼의 가장자리 영역에서 웨이퍼의 불균일한 과도한 연마가 발생되는 것을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 도9 및 도10을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 연마 헤드(100')를 상술한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 연마 헤드(100')는, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)를 가압하는 가압면을 형성하는 멤브레인(30)이 설치되는 제1본체부(110)와, 화학 기계적 연마 공정 중에 저면(40a)이 연마 패드(2)에 접촉하는 리테이너 링(40)이 설치되고 제1본체부(110)에 대하여 회동부(300)에 의해 틸팅 회전되어 제1본체부(110)에 대해 자세가 변동되는 제2본체부(120)와, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5) 및 리테이너 챔버(Cp)에 공압을 공급하여 각 챔버의 압력을 독립적으로 조절하는 압력 제어부(150)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명의 제2실시예의 구성은 제1본체부(110)와 제2본체부(120)의 틸팅 회전(110r, 120r)을 허용하는 회동부(300)의 구성에 있어서 전술한 제1실시예의 구성과 차이가 있다.
상기 회동부(300)는, 도10에 도시된 바와 같이, 제1본체부(110)와 제2본체부(120)의 수평 회전 중심에 틸팅 회전축(X1, X2)이 서로 다른 높이에 2개 이상 배치된 제1회동부(301) 및 제2회동부(302)로 구성된다.
이를 위하여, 제1본체부(110)와 제2본체부(120)에 각각 요입 형성된 수용부(115', 125)가 형성되고, 이 수용부(115' 125)에 외주면이 원형인 틸팅 지지 부재(310)가 수직 방향으로 배치된다. 그리고, 틸팅 지지 부재(310)의 외주면에는 상측과 하측에 각각 볼록 곡면체(321, 322)가 형성되고, 제1본체부(110) 및 제2본체부(120)의 수용부(115', 125)에는 볼록 곡면체(321, 322)와 맞닿는 오목 곡면체(311, 312)가 형성된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 틸팅 지지 부재(310)와 수용부(115', 125)의 곡면체는 볼록한 형성과 오목한 형상이 다양한 조합으로 설치될 수 있다. 그리고, 도10에 도시된 틸팅 지지 부재(310)는, 도7a에 도시된 돌출부(115)와 유사하게, 원형 단면으로 형성되어 곡면체(311, 321; 312, 322)의 맞닿는 면이 다양한 틸팅 축(X1, X2,...)을 중심으로 2축 이상의 방향으로 틸팅 회전되게 구성되지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 틸팅 지지 부재(310)는 도7b의 돌출부(115)와 유사하게 다각형 단면으로 형성되어 곡면체의 맞닿는 면에 의해 이루어지는 틸팅 회전이 하나의 축 방향으로 틸팅 회전되게 구성될 수도 있다.
이를 통해, 리테이너 링(40)에서 발생되는 진동은, 제2본체부(120)와, 제1회동부(301), 틸팅 지지 부재(310), 제2회동부(302) 및 제1본체부(110)를 경유하여 웨이퍼(W)를 가압하는 멤브레인 바닥판까지 도달하게 된다. 더욱이, 2개 이상의 회동부(301, 302)가 제1본체부(110)와 제2본체부(120)의 사이에 개재됨에 따라, 리테이너 링(40)에서 발생되는 진동이 2개의 회동부(301, 302)를 경유하면서 틸팅 회전에 따른 에너지로 소산되면서, 웨이퍼(W)를 가압하는 가압면에 도달하는 진동의 크기를 크게 줄일 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 도10에 도시된 바와 같이, 틸팅 지지 부재(310)가 중공 관 형태로 형성됨에 따라, 리테이너 링(40)으로부터 제1회동부(301)로 전달되는 진동이 틸팅 지지 부재(310)를 통해 제2회동부(302)로 전달되는 과정에서, 중공 관을 경유하면서 진동이 감쇠되는 효과도 얻을 수 있다.
이 뿐만 아니라, 제1회동부(301)가 틸팅 회전하는 제1축(X1)과 제2회동부(302)가 틸팅 회전하는 제2축(X2)이 서로 상하 방향으로 이격 배치됨에 따라, 제1축(X1)을 중심으로 제1회동부(301)가 틸팅 회전하는 것과 제2축(X2)을 중심으로 제2회동부(302)가 틸팅 회전하는 것이 틸팅 지지 부재(310)를 사이에 두고 서로 이격 배치되어, 리테이너 링(40)에서 발생된 진동이 제1본체부(110)로 전달되는 것을 확실하게 차단할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도11 및 도12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 연마 헤드(100")의 회동부(400)는 동일한 높이에 각각 제1회동부(401)와 제2회동부(402)의 틸팅축(X1)이 배치될 수도 있다.
보다 구체적으로는, 제1본체부(110)의 수평 회전의 중심에 돌출부(115)가 형성되고, 제2본체부(120)의 수평 회전의 중심에 돌출부(115)를 수용하는 수용부(125)가 형성된다. 그리고, 돌출부(115)의 외측면에는 볼록 곡면체(411)가 형성되고, 수용부(125)의 내측면에는 오목 곡면체(422)가 형성된다. 그리고, 볼록 곡면체(411)와 오목 곡면체(422)의 사이에는 이들 곡면과 맞닿는 곡면(451, 452)이 형성된 링형 곡면 부재(450)가 개재된다.
이에 따라, 제1본체부(110)와 제2본체부(120)의 사이에는 동일한 높이의 동축 상에, 링형 곡면 부재(450)의 오목 곡면(452)과 볼록 곡면체(411)로 이루어지는 제1회동부(401)와, 링형 곡면 부재(450)의 볼록 곡면(451)과 오목 곡면체(422)로 이루어지는 제2회동부(402)가 형성된다.
따라서, 전술한 제2실시예와 마찬가지로, 리테이너 링(40)에서 발생되는 진동은, 제2본체부(120)와, 제1회동부(401), 링형 곡면 부재(450), 제2회동부(402) 및 제1본체부(110)를 경유하여 웨이퍼(W)를 가압하는 멤브레인 바닥판까지 도달하므로, 2개 이상의 회동부(301, 302)가 제1본체부(110)와 제2본체부(120)의 사이에 개재되어, 리테이너 링(40)에서 발생되는 진동이 2개의 회동부(301, 302) 및 링형 곡면 부재(450)를 경유하면서 틸팅 회전에 따른 에너지로 소산되면서, 웨이퍼(W)를 가압하는 가압면에 도달하는 진동의 크기를 크게 줄일 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도10 및 도11에 도시된 돌출부(115)는 원형 단면으로 형성되어, 제1회동부(401) 및 제2회동부(402)에서 다양한 틸팅각(X1..)에 대하여 틸팅 회전이 허용될 수도 있고, 돌출부(115)가 다각형 단면으로 형성되어 제1회동부(401) 및 제2회동부(402)에서 하나의 제1축(X1)에 대해서만 틸팅 회전될 수도 있다.
상기와 같이 구성된, 본 발명에 따른 연마 헤드(100, 100', 100") 및 이를 구비한 화학 기계적 연마 장치는, 리테이너 링(40)이 설치된 제2본체부(120)와 웨이퍼(W)의 가압면이 구비된 제1본체부(110)의 사이에 틸팅 방향 성분으로 회전을 허용하는 2개 이상의 회동부(301, 302; 401, 402)가 형성되어, 리테이너 링(40)의 저면이 연마 패드(2)와 접촉하면서 마찰에 의해 발생되는 진동이, 리테이너 링(40)으로부터 2개의 회동부(300, 400)를 순서대로 통과하면서 제1본체부(110)로 전달되기 이전에 주변으로 소산되게 유도하여, 웨이퍼를 가압하는 가압면에 전달되는 진동의 양을 줄일 수 있으며, 이를 통해, 웨이퍼의 연마 공정 중에 무진동 상태 또는 진동이 매우 작은 상태로 유지되어, 웨이퍼의 연마 품질을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
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.
예를 들어, 발명의 상세한 설명에서 예시된 구성은 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정에 사용되는 연마 헤드(100, 100', 100")의 구성을 예로 들었지만, 슬러리를 이용하지 않는 연마 공정에서도 특허청구범위에 기재된 연마 헤드의 구성이 적용될 수 있다.
W: 웨이퍼 C1, C2, C3, C4, C5: 압력 챔버
2: 연마 패드 30: 멤브레인
40: 리테이너 링 100, 100', 100": 연마 헤드
112: 결합 부재 115: 돌출부
210, 321, 322: 볼록 곡면부 220, 311, 312: 오목 곡면부
200: 회동부 301: 제1회동부
302: 제2회동부 X1: 제1축
X2: 제2축

Claims (20)

  1. 연마 공정 중에 웨이퍼의 판면을 연마 패드에 가압하는 가압면이 형성된 제1본체부와;
    상기 연마 공정 중에 웨이퍼의 둘레의 일부 이상을 감싸는 형태로 상기 연마 패드에 저면이 접촉하는 리테이너 링이 설치되고, 상기 제1본체부에 대해 틸팅 회전하여 상기 제1본체부에 대한 자세가 변동되는 제2본체부를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2본체부는 상기 제1본체부에 대하여 외력에 의해 자유롭게 틸팅 회전하는 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가압면은 상기 제1본체부에 결합되어 상기 제1본체부와의 사이에 압력 챔버를 형성하는 가요성 재질의 멤브레인에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1본체부와 상기 제2본체부는 서로에 대하여 틸팅 회전하면서 함께 수평 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 리테이너 링을 선택적으로 가압하는 리테이너 챔버의 압력에 의하여 상기 리테이너 링의 저면이 상기 연마 패드를 가압하는 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 틸팅 회전은 2개 이상의 다축(多軸)을 기준으로 하는 회전인 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 틸팅 회전은 구면 베어링(spherical bearing)에 의해 허용되는 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 틸팅 회전은 1개의 제1축을 기준으로 하는 회전인 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1축은 상기 연마 패드에 평행하고, 상기 연마 패드의 원주 방향과 접선을 이루는 축인 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  10. 제 1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 사이에는 제1회동부와 제2회동부를 포함하는 2개 이상의 회동부가 구비된 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1회동부와 상기 제2회동부는 동축 상에 배치된 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제1회동부와 상기 제2회동부는 서로 다른 높이에 배치된 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 사이에는 수직 방향으로 배치된 틸팅 지지 부재가 설치되고;
    상기 제1회동부는 상기 틸팅 지지 부재의 외면에 형성된 오목한 제1곡면과 상기 제1본체부의 볼록한 곡면이 서로 맞닿아 상기 제1본체부의 상기 제2본체부에 대한 틸팅 회전을 허용하고,
    상기 제2회동부는 상기 틸팅 지지 부재의 외면에 상기 제1곡면과 이격된 위치에 형성된 오목한 제2곡면과 상기 제1본체부의 볼록한 곡면이 서로 맞닿아 상기 제1본체부의 상기 제2본체부에 대한 틸팅 회전을 허용하는 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 틸팅 지지 부재는 외주면이 원형인 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 틸팅 지지 부재는 중공 부재인 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 제1회동부와 상기 제2회동부는 서로 동일한 높이에 배치된 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1본체부의 수평 회전의 중심에 돌출부와 수용부 중 어느 하나가 형성되고, 상기 제2본체부의 수평 회전의 중심에 돌출부와 수용부 중 다른 하나가 형성되며;
    상기 돌출부와 상기 수용부에는 볼록한 곡면과 오목한 곡면 중 어느 하나가 형성되고;
    상기 돌출부와 상기 수용부의 사이에 곡면으로 맞닿게 형성된 링형 곡면 부재가 개재되어, 상기 링형 곡면 부재의 곡면이 상기 돌출부의 곡면과 맞닿아 상기 제1회동부를 구성하고, 상기 링형 곡면 부재의 또 다른 곡면이 상기 수용부의 곡면과 맞닿아 상기 제2회동부를 구성하는 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 제1회동부와 상기 제2회동부 중 어느 하나 이상은 구면 베어링에 의하여 다축(多軸)에 대한 틸팅 회전이 행해지는 것을 특징으로 하는 연마 장치용 연마 헤드.
  19. 회전 구동되는 연마 패드와;
    상기 웨이퍼를 가압하면서 회전시키는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 연마 헤드를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제1본체부와 상기 제2본체부의 사이에는 제1회동부와 제2회동부를 포함하는 2개 이상의 회동부가 구비된 것을 특징으로 하는 연마 장치.

KR1020150156491A 2015-11-09 2015-11-09 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드 KR102424495B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150156491A KR102424495B1 (ko) 2015-11-09 2015-11-09 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드
CN201520978815.7U CN205201297U (zh) 2015-11-09 2015-12-01 用于化学机械研磨装置的研磨头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150156491A KR102424495B1 (ko) 2015-11-09 2015-11-09 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170054603A true KR20170054603A (ko) 2017-05-18
KR102424495B1 KR102424495B1 (ko) 2022-07-26

Family

ID=55839037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150156491A KR102424495B1 (ko) 2015-11-09 2015-11-09 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102424495B1 (ko)
CN (1) CN205201297U (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180129088A (ko) * 2017-05-25 2018-12-05 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100131973A (ko) * 2008-02-13 2010-12-16 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 폴리싱장치
KR20130135086A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 연마 장치 및 연마 방법
KR20140027643A (ko) * 2012-08-27 2014-03-07 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드용 멤브레인 및 이를 구비한 캐리어 헤드
KR20150073334A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마장치용 캐리어 헤드 및 화학 기계적 연마 장치의 제어 방법
KR20150087117A (ko) * 2014-01-21 2015-07-29 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 보유 지지 장치 및 연마 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100131973A (ko) * 2008-02-13 2010-12-16 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 폴리싱장치
KR20130135086A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 연마 장치 및 연마 방법
KR20140027643A (ko) * 2012-08-27 2014-03-07 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드용 멤브레인 및 이를 구비한 캐리어 헤드
KR20150073334A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마장치용 캐리어 헤드 및 화학 기계적 연마 장치의 제어 방법
KR20150087117A (ko) * 2014-01-21 2015-07-29 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 보유 지지 장치 및 연마 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180129088A (ko) * 2017-05-25 2018-12-05 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN205201297U (zh) 2016-05-04
KR102424495B1 (ko) 2022-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6480510B2 (ja) 弾性膜、基板保持装置、および研磨装置
US12068189B2 (en) Elastic membrane, substrate holding device, and polishing apparatus
JP7141222B2 (ja) 弾性膜、基板保持装置、及び研磨装置
US10335918B2 (en) Workpiece processing apparatus
KR101410358B1 (ko) 화학적 기계적 연마장치용 멤브레인 및 화학적 기계적 연마장치용 연마헤드
US9815171B2 (en) Substrate holder, polishing apparatus, polishing method, and retaining ring
JP2011522416A (ja) 半導体ウェハの研磨装置及び研磨方法
KR101751439B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드
KR100807046B1 (ko) 화학기계적 연마장치
KR20170054603A (ko) 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드
JP2016078159A (ja) 研磨ヘッド及び研磨処理装置
KR101346995B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드
JP2010023122A (ja) 保持装置および研磨装置
KR101704492B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치용 연마 헤드
CN108015668B (zh) 基板保持装置、弹性膜、研磨装置以及弹性膜的更换方法
JP7164865B2 (ja) リテーナリング、これを有する研磨ヘッド及び研磨加工装置
JP7219009B2 (ja) 基板保持装置およびドライブリングの製造方法
KR102181101B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드
KR102317008B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 멤브레인
KR102644392B1 (ko) 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 장치
KR102599888B1 (ko) 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 장치
JP2015217445A (ja) 研磨装置
KR20170043749A (ko) 화학 기계적 연마 장치 및 연마 장치용 연마 정반 조립체

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant