KR20180120879A - Retainer ring in carrier head for chemical mechanical polishing apparatus and carrier head having the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a retainer ring of a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus and a carrier head having the same. The retainer ring attached to a carrier head for pressing a substrate against a polishing pad during a chemical mechanical polishing process comprises: a retainer ring body; a cleaning liquid supply unit supplying a cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body; and a cleaning liquid retaining unit temporarily retaining the cleaning liquid on the inner surface of the retainer ring body. Therefore, the retainer ring can effectively remove slurry flowing into the inner surface of the retainer ring.

Description

화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드{RETAINER RING IN CARRIER HEAD FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND CARRIER HEAD HAVING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a retainer ring for a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus, and a carrier head having the retainer ring. [0002]

본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드에 관한 것으로, 보다 구체적으로 리테이너 링의 내면으로 유입된 슬러리 및 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a retainer ring for a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus and a carrier head having the same, and more particularly to a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus capable of effectively removing slurry and foreign substances introduced into the inner surface of a retainer ring To a retainer ring and a carrier head having the retainer ring.

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.

도 1은 캐리어 헤드(1)의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 캐리어 헤드(1)는 본체(110)와, 본체(110)와 함께 회전하는 베이스(120)와, 베이스(120)를 둘러싸는 링 형태로 상하 이동 가능하게 장착되어 베이스(120)와 함께 회전하는 리테이너링(130)과, 베이스(120)에 고정되어 베이스(120)와의 사이 공간에 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)를 형성하는 탄성 재질의 멤브레인(140)과, 공압 공급로(155)를 통해 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 공기를 넣거나 빼면서 압력을 조절하는 압력 제어부(150)로 구성된다. Fig. 1 is a schematic view of the carrier head 1. Fig. 1, the carrier head 1 includes a main body 110, a base 120 that rotates together with the main body 110, and a ring 120 surrounding the base 120, A retainer ring 130 which rotates together with the base 120 and a membrane made of an elastic material which is fixed to the base 120 and forms the pressure chambers C1, C2, C3, C4 and C5 in a space between the base 120 and the base 120. [ And a pressure control unit 150 that adjusts the pressure by inserting or removing air into or from the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 through the pneumatic supply path 155.

탄성 재질의 멤브레인(140)은 웨이퍼(W)를 가압하는 평탄한 바닥판(141)의 가장자리 끝단에 측면(142)이 절곡 형성된다. 멤브레인(140)의 중앙부 끝단(140a)은 베이스(120)에 고정되어 웨이퍼(W)를 직접 흡입하는 흡입공(77)이 형성된다. 멤브레인(150)의 중앙부에 흡입공이 형성되지 않고 웨이퍼(W)를 가압하는 면으로 형성될 수도 있다. 멤브레인(140)의 중심으로부터 측면(142)의 사이에는 베이스(120)에 고정되는 링 형태의 격벽(143)이 다수 형성되어, 격벽(143)을 기준으로 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 동심원 형태로 배열된다.The elastic membrane 140 is formed by bending the side surface 142 at the edge of the flat bottom plate 141 pressing the wafer W. A central end 140a of the membrane 140 is fixed to the base 120 to form a suction hole 77 for sucking the wafer W directly. It may be formed as a surface that pressurizes the wafer W without forming a suction hole at the center of the membrane 150. A plurality of ring-shaped partition walls 143 fixed to the base 120 are formed between the center of the membrane 140 and the side surface 142 to define a plurality of pressure chambers C1, C2, C3 , C4, and C5 are arranged in concentric circles.

이에 따라, 화학 기계적 연마 공정 중에 압력 조절부(150)로부터 인가되는 공압에 의하여 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 팽창하면서, 멤브레인 바닥판(141)을 통해 웨이퍼(W)의 판면을 가압한다.Accordingly, the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 are expanded by the air pressure applied from the pressure regulator 150 during the chemical mechanical polishing process, Press the plate surface.

이와 동시에, 본체(110) 및 베이스(120)와 함께 회전하는 리테이너 링(130)의 저면(130s)도 연마 패드(11)를 가압하면서 회전함으로써, 리테이너 링(130)에 의하여 둘러싸인 웨이퍼(W)가 캐리어 헤드(1)의 바깥으로 이탈하는 것을 방지한다.At the same time, the bottom surface 130s of the retainer ring 130 rotating together with the main body 110 and the base 120 also rotates while pressing the polishing pad 11, so that the wafer W, which is surrounded by the retainer ring 130, To the outside of the carrier head (1).

한편, 리테이너 링(130)은 본체(110) 및 베이스(120)에 대해 상하 이동 가능하게 장착되기 때문에, 본체(100)에 고정 설치되는 멤브레인에 대한 리테이너 링의 상하 이동을 보장(비접촉 상태를 유지)하기 위하여, 멤브레인과 리테이너 링의 사이에는 간극이 형성된다.Since the retainer ring 130 is mounted so as to be vertically movable with respect to the main body 110 and the base 120, it is possible to ensure the vertical movement of the retainer ring with respect to the membrane fixed to the main body 100 ), A gap is formed between the membrane and the retainer ring.

그런데, 기존에는 연마 공정 중에 연마 패드(11)의 연마면에 공급된 슬러리(S)가 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이에 형성된 간극으로 유입된 후 잔류하는 문제점이 있다.Conventionally, there is a problem that the slurry S supplied to the polishing surface of the polishing pad 11 during the polishing process remains after flowing into the gap formed between the membrane 140 and the retainer ring 130.

특히, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(L1)에 유입된 슬러리(S)를 신속하게 제거하지 못하면, 간극(L1)으로 유입된 슬러리가 고착됨에 따라 리테이너 링(130)의 원활한 상하 이동을 방해하는 문제점이 있으며, 간극(L1)에 잔류한 슬러리가 다시 기판 또는 멤브레인에 부착되거나 S/C 소스로 작용하는 문제점이 있다.Particularly, if the slurry S flowing into the gap L1 between the membrane 140 and the retainer ring 130 can not be removed quickly, the slurry flowing into the gap L1 is fixed, There is a problem that the slurry remaining in the gap L1 adheres to the substrate or the membrane again or acts as a S / C source.

이에 기존에는 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이에 형성된 간극(L1)에 세정액을 분사하여 간극(L1)에 유입된 슬러리(S)를 제거할 수 있도록 하였으나, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극은 매우 좁은 폭(0.5㎜)으로 형성되기 때문에, 세정액(15)이 간극으로 충분하게 유입되지 못하고 퇴튕겨져 나옴으로 인해, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 어려운 문제점이 있다.The slurry S flowing into the gap L1 can be removed by spraying the cleaning liquid to the gap L1 formed between the membrane 140 and the retainer ring 130. However, The clearance between the membrane 140 and the retainer ring 130 can not be sufficiently increased because the gap between the membrane 140 and the retainer ring 130 is formed with a very narrow width (0.5 mm) There is a problem that it is difficult to effectively remove the residual slurry.

이를 위해, 최근에는 리테이너 링과 멤브레인의 간극에 잔류하는 이물질(슬러리 및 파티클)을 효과적으로 제거하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.To this end, in recent years, various studies have been made to effectively remove foreign matters (slurry and particles) remaining in the gap between the retainer ring and the membrane, but there is still insufficient and development thereof is required.

본 발명은 리테이너 링과 멤브레인의 간극에 잔류하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링 및 이를 구비한 캐리어 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a retainer ring of a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus capable of effectively removing foreign matter remaining in a gap between a retainer ring and a membrane, and a carrier head having the same.

특히, 본 발명은 리테이너 링과 멤브레인의 간극 사이로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류될 수 있도록 하여, 리테이너 링의 내면으로 유입된 슬러리 및 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Particularly, the present invention aims at enabling the cleaning liquid supplied between the retainer ring and the membrane to be temporarily retained, thereby effectively removing slurry and foreign matter introduced into the inner surface of the retainer ring.

또한, 본 발명은 비용을 절감할 수 있으며, 공정 효율성 및 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to reduce costs and improve process efficiency and yield.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드는, 캐리어 헤드 본체와; 캐리어 헤드 본체의 저면에 장착되며, 웨이퍼를 연마 패드에 가압하는 멤브레인과; 멤브레인의 외측면에 이격되게 배치되는 리테이너 링 몸체와, 리테이너 링 몸체의 내면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 리테이너 링 몸체의 내면에서 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부를 구비하며, 웨이퍼의 이탈을 구속하는 리테이너 링;을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the objects of the present invention described above, a carrier head for pressing a wafer to a polishing pad during a chemical mechanical polishing process comprises a carrier head body; A membrane mounted on a bottom surface of the carrier head body and pressing the wafer against the polishing pad; A retaining ring body disposed so as to be spaced apart from the outer surface of the membrane, a cleaning liquid supply portion for supplying a cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body, and a cleaning liquid retaining portion for temporarily retaining the cleaning liquid on the inner surface of the retainer ring body, And a retainer ring which restrains the retainer ring.

이는, 리테이너 링과 멤브레인의 좁은 간극 사이에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 위함이다.This is to effectively remove the residual slurry between the retainer ring and the narrow gap of the membrane.

특히, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 세정액에 의한 간극(멤브레인과 리테이너 링 몸체의 사이 간극)의 세정 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Particularly, by allowing the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body to temporarily remain, an advantageous effect of increasing the cleaning efficiency of the gap (the gap between the membrane and the retainer ring body) by the cleaning liquid can be obtained.

즉, 기존에는 멤브레인과 리테이너 링의 간극이 매우 좁은 폭으로 형성되기 때문에, 간극의 하부에서 세정액을 분사하더라도, 세정액이 간극으로 충분하게 유입되지 못하고 퇴튕겨져 나옴으로 인해, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명은 간극의 상부에서 세정액을 공급하고, 간극을 따라 낙하하는 세정액에 의해 세정이 행해지도록 하는 것에 의하여, 간극에 충분한 세정액을 공급할 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거(세척)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 본 발명에서는, 간극(리테이너 링 몸체의 내면)으로 공급된 세정액을 일시적으로 잔류시키는 것에 의하여, 세정액이 멤브레인의 외측면과 리테이너 링 몸체의 내면에 접촉되는 시간을 증가시킬 수 있으므로, 세정액에 의한 세정 효과와 세정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, since the gap between the membrane and the retainer ring is conventionally formed with a very narrow width, even if the cleaning liquid is sprayed from the lower portion of the gap, the cleaning liquid can not sufficiently flow into the gap, There is a problem that it is difficult to effectively remove the residual slurry. However, according to the present invention, since the cleaning liquid is supplied from above the gap and the cleaning liquid is dropped by the cleaning liquid falling along the gap, a sufficient cleaning liquid can be supplied to the gap, so that the slurry remaining in the gap between the membrane and the retainer ring An advantageous effect of effectively removing (washing) can be obtained. Furthermore, in the present invention, since the cleaning liquid supplied to the gap (the inner surface of the retainer ring body) is temporarily retained, the time for which the cleaning liquid contacts the outer surface of the membrane and the inner surface of the retainer ring body can be increased, And an advantageous effect of improving the cleaning efficiency can be obtained.

또한, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 간극 상에서 세정액이 넓게 펼쳐진 상태로 공급되게 안내할 수 있으므로, 간극에서 미세정 영역(세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 영역)이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 간극으로 공급된 세정액은 간극을 따라 낙하하면서 하부로 배출된다. 그런데, 복수개의 세정액 공급부가 리테이너 링의 원주 방향을 따라 이격되게 배치되는 구조에서는, 각 세정액 공급부로부터 세정액이 공급된 지점에서만 세정액이 낙하하며 세정이 이루어지기 때문에, 각 세정액 공급부의 사이 영역에서는 세정액이 공급되지 않은 문제점, 다시 말해서, 각 세정액 공급부의 사이 영역에서는 세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 간극으로 공급된 세정액이 세정액 잔류부에 의해 넓게 분배되도록 하는 것에 의하여, 간극 상에서 미세정 영역이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, by allowing the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body to temporarily remain, the cleaning liquid can be guided to be fed in a wide spread state on the gap. Therefore, Is minimized, and an advantageous effect of further increasing the cleaning efficiency can be obtained. That is, the cleaning liquid supplied to the gap falls down along the gap and is discharged to the lower portion. In the structure in which the plurality of cleaning liquid supply portions are arranged so as to be spaced apart along the circumferential direction of the retainer ring, the cleaning liquid is dropped only at the point where the cleaning liquid is supplied from each of the cleaning liquid supply portions. There is a problem in that no cleaning is performed by the cleaning liquid in the region between the cleaning liquid supply portions. However, in the present invention, by distributing the cleaning liquid supplied to the gaps widely by the cleaning liquid residual portion, it is possible to minimize the occurrence of fine crystal regions on the gaps and to obtain a favorable effect of further increasing the cleaning efficiency.

또한, 간극으로 유입된 세정액이 세정액 잔류부에 일차적으로 막혀지고, 그 후 세정액 잔류부를 넘어 간극을 따라 낙하하도록 하는 것에 의하여, 세정액이 리테이너 링 몸체의 내면과 멤브레인의 외측면에 동시에 접촉할 수 있으므로, 다시 말해서, 세정액에 의해 리테이너 링 몸체의 내면과 멤브레인의 외측면이 동시에 세정될 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링 몸체의 간극에 잔류된 슬러리 및 이물질을 보다 효과적으로 제거(세척)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the cleaning liquid introduced into the gap is primarily blocked in the cleaning liquid residual portion, and then falls along the clearance beyond the cleaning liquid residual portion, the cleaning liquid can simultaneously contact the inner surface of the retainer ring body and the outer surface of the membrane In other words, since the inner surface of the retainer ring body and the outer surface of the membrane can be cleaned simultaneously by the cleaning liquid, an advantageous effect of more effectively removing (cleaning) the slurry and foreign matter remaining in the gap between the membrane and the retainer ring body can be obtained have.

세정액 잔류부는 리테이너 링 몸체의 내면(간극)으로 유입된 세정액을 일시적으로 잔류시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.The cleaning liquid retaining portion may be formed in various structures that can temporarily retain the cleaning liquid introduced into the inner surface (gap) of the retainer ring body.

보다 구체적으로, 세정액 잔류부는 멤브레인의 외측면과 리테이너 링 몸체의 내면의 사이에 형성된 간극을 부분적으로 막도록 형성된다. 이때, 멤브레인의 외측면과 세정액 잔류부의 사이에는, 간극보다 좁은 폭을 가지며, 세정액이 배출되는 세정액 배출유로가 형성된다.More specifically, the cleaning liquid retaining portion is formed so as to partially cover the gap formed between the outer surface of the membrane and the inner surface of the retainer ring body. At this time, between the outer surface of the membrane and the remaining portion of the cleaning liquid, a cleaning liquid discharge passage having a narrower width than the gap and discharging the cleaning liquid is formed.

세정액 잔류부는 리테이너 링 몸체의 내면에 돌출 형성되는 가이드돌기를 포함한다.The cleaning liquid retaining portion includes a guide projection protruding from the inner surface of the retainer ring body.

일 예로, 가이드돌기는 리테이너 링 몸체의 내면에 링 형태로 형성된다. 이와 같이, 가이드돌기를 링 형태로 형성하는 것에 의하여, 간극 전체 영역에 걸쳐 세정액을 균일하게 정체시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 리테이너 링 몸체의 내면에는 단 하나의 가이드돌기가 형성될 수 있으나, 다르게는 리테이너 링 몸체의 내면에 상하 방향을 따라 이격되게 복수개의 안내돌기를 형성하는 것도 가능하다.For example, the guide protrusion is formed in a ring shape on the inner surface of the retainer ring body. By forming the guide protrusion in the ring shape in this way, an advantageous effect of uniformly stagnating the cleaning liquid over the entire area of the gap can be obtained. At this time, only one guide projection may be formed on the inner surface of the retainer ring body, but it is also possible to form a plurality of guide projections on the inner surface of the retainer ring body so as to be spaced apart in the vertical direction.

다른 일 예로, 안내돌기를 리테이너 링 몸체의 내면을 따라 스파이럴(spiral) 형태로 연속적으로 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이, 안내돌기를 스파이럴 형태로 형성하는 것에 의하여, 세정액이 간극 상에서 체류하는 시간을 보다 증가시킬 수 있으며, 세정액에 의한 세정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 세정액이 스파이럴 형태의 안내돌기를 따라 이동하는 동안 세정액에 원심력이 부여될 수 있기 때문에, 세정액에 의한 세정 효과를 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As another example, it is also possible to continuously form the guide projections in a spiral shape along the inner surface of the retainer ring body. By forming the guide projection in a spiral shape in this way, the time for which the cleaning liquid remains on the gap can be further increased, and an advantageous effect of improving the cleaning efficiency by the cleaning liquid can be obtained. Furthermore, since the centrifugal force can be applied to the cleaning liquid while the cleaning liquid moves along the spiral-shaped guide projection, an advantageous effect of further increasing the cleaning effect by the cleaning liquid can be obtained.

세정액 공급부는 세정액 잔류부의 상부에 배치되며, 세정액 공급부에서 공급된 세정액은 간극을 따라 낙하하면서 세정액 잔류부를 거친 후 리테이너 링 몸체의 하부로 배출된다.The cleaning liquid supply portion is disposed on the upper portion of the cleaning liquid retaining portion. The cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply portion falls along the clearance, passes through the cleaning liquid retaining portion, and is discharged to the lower portion of the retainer ring body.

세정액 공급부는 세정액 잔류부의 상부에서 리테이너 링 몸체의 내면(멤브레인과 리테이너 링 몸체의 사이의 간극)에 세정액을 공급 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 세정액 공급부는, 세정액이 유입되는 입구유로와, 입구유로에 유입된 세정액을 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급하는 출구유로를 포함한다.The cleaning liquid supply portion may be formed in various structures capable of supplying the cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body (the gap between the membrane and the retainer ring body) from the upper portion of the cleaning liquid retaining portion. For example, the cleaning liquid supply portion includes an inlet channel through which the cleaning liquid flows and an outlet channel through which the cleaning liquid introduced into the inlet channel is supplied to the inner surface of the retainer ring body.

일 예로, 입구유로는 리테이너 링 몸체의 상면에 형성된다. 이때, 입구유로는 리테이너 링 몸체에 수직하게 형성될 수 있다.In one example, the inlet channel is formed on the upper surface of the retainer ring body. At this time, the inlet channel may be formed perpendicular to the retainer ring body.

다른 일 예로, 입구유로는 리테이너 링 몸체의 측면에 형성된다. 이때, 입구유로는 리테이너 링 몸체에 수평하게 형성될 수 있다.In another example, the inlet flow path is formed on the side surface of the retainer ring body. At this time, the inlet channel may be formed horizontally on the retainer ring body.

아울러, 입구유로의 상단부는 캐리어 헤드 본체의 상부까지 연장될 수 있다. 경우에 따라서는 입구유로를 캐리어 헤드 본체까지 연장하지 않고, 리테이너 링 몸체에만 형성하는 것도 가능하다. 다르게는 리테이너 링 몸체에 출구유로만을 형성하고, 캐리어 헤드 본체에 출구유로와 연통되게 입구유로를 형성하는 것도 가능하다.In addition, the upper end of the inlet passage may extend to the upper portion of the carrier head body. In some cases, the inlet channel may be formed only in the retainer ring body without extending to the carrier head body. Alternatively, it is also possible to form only the outlet passage on the retainer ring body and form the inlet passage on the carrier head body so as to communicate with the outlet passage.

바람직하게, 출구유로는 입구유로보다 작은 단면적을 갖도록 형성된다. 이와 같이, 출구유로의 단면적을 입구유로보다 작게 형성하는 것에 의하여, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급되는 세정액의 공급 압력 및 공급량을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the outlet passage is formed to have a smaller cross-sectional area than the inlet passage. By forming the cross-sectional area of the outlet flow passage smaller than the inlet flow passage as described above, an advantageous effect of uniformly maintaining the supply pressure and the supply amount of the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body can be obtained.

또한, 출구유로의 출구단에는 세정액 수용챔버가 형성될 수 있으며, 세정액은 세정액 수용챔버에 거친 후 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급될 수 있다. 이와 같이, 세정액이 수용챔버에 먼저 채워진 후, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급되도록 하는 것에 의하여, 맥동 현상을 최소화하고 세정액의 공급 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, a cleaning liquid accommodating chamber may be formed at the outlet end of the outlet flow path, and the cleaning liquid may be supplied to the inner surface of the retainer ring body after roughening the cleaning liquid accommodating chamber. By thus supplying the cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body after first filling the accommodating chamber, an advantageous effect of minimizing the ripple phenomenon and increasing the supply efficiency of the cleaning liquid can be obtained.

입구유로는 리테이너 링 몸체의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된다. 바람직하게, 복수개의 입구유로를 리테이너 링 몸체의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 형성하는 것에 의하여, 리테이너 링 몸체의 내면에 원주 방향을 따라 균일하게 세정액을 공급하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.A plurality of inlet passages are formed so as to be spaced along the circumferential direction of the retainer ring body. Preferably, the plurality of inlet passages are spaced apart at regular intervals along the circumferential direction of the retainer ring body, whereby an advantageous effect of uniformly supplying the cleaning liquid along the circumferential direction to the inner surface of the retainer ring body can be obtained.

더욱 바람직하게, 복수개의 입구유로에 각각 연결된 출구유로의 각 단면적을 합한 총단면적은 세정액 잔류부를 거친 세정액이 배출되는 세정액 배출유로의 단면적보다 크게 형성된다. 이와 같이, 출구유로의 각 단면적을 합한 총단면적이 세정액 배출유로(멤브레인의 외측면과 가이드돌기 사이의 영역)의 단면적보다 크게 형성하는 것에 의하여, 간극에 유입되는 세정액 유입 유량이 간극으로부터 배출되는 세정액 배출 유량보다 많게 할 수 있으므로, 가이드돌기의 상부에 충분한 양의 세정액이 머무를 수 있게 되어, 세정 안정성을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.More preferably, the total cross-sectional area of the cross-sectional areas of the exit flow paths connected to the plurality of inlet flow paths is greater than the cross-sectional area of the rinse solution discharge passage through which the rinse solution passes through the rinse solution remaining portion. By forming the total cross-sectional area of the cross-sectional areas of the outlet flow path larger than the cross-sectional area of the cleaning liquid discharge passage (the area between the outer surface of the membrane and the guide projection), the cleaning liquid inflow flow rate flowing into the gap A sufficient amount of the cleaning liquid can remain on the upper portion of the guide projection, and an advantageous effect of increasing the cleaning stability can be obtained.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 화학 기계적 연마 공정 중에 기판을 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드는, 캐리어 헤드 본체와, 캐리어 헤드 본체의 저면에 장착되며 기판을 연마 패드에 가압하는 멤브레인과, 멤브레인의 외측면에 간극을 두고 이격되게 배치되며 기판의 이탈을 구속하는 리테이너 링과, 간극으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 멤브레인의 외측면에 형성되며 간극에서 상기 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부를 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a carrier head for pressing a substrate to a polishing pad during a chemical mechanical polishing process comprises a carrier head body, a membrane mounted on a bottom surface of the carrier head body and pressing the substrate against the polishing pad, And a cleaning liquid retaining portion formed on an outer surface of the membrane for temporarily retaining the cleaning liquid at a gap between the retainer ring and the cleaning liquid retaining portion, the retainer ring being spaced apart from the outer surface of the membrane, .

이와 같이, 멤브레인과 리테이너 링의 사이 간극으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 세정액이 멤브레인의 외측면과 리테이너 링 몸체의 내면에 접촉되는 시간을 증가시킬 수 있으므로, 세정액에 의한 세정 효과와 세정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Since the cleaning liquid supplied to the gap between the membrane and the retainer ring is temporarily left in this way, the time for which the cleaning liquid contacts the outer surface of the membrane and the inner surface of the retainer ring body can be increased, And an advantageous effect of improving the cleaning efficiency can be obtained.

또한, 멤브레인과 리테이너 링의 사이 간극으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 간극 상에서 세정액이 넓게 펼쳐진 상태로 공급되게 안내할 수 있으므로, 간극에서 미세정 영역(세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 영역)이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the cleaning liquid supplied to the gap between the membrane and the retainer ring is temporarily left, the cleaning liquid can be guided to be fed in a wide spread state on the gap, so that the microcrystalline area (cleaning by the cleaning liquid is not performed And a favorable effect of further increasing the cleaning efficiency can be obtained.

보다 구체적으로, 세정액 공급부는 세정액 잔류부의 상부에 배치되며, 세정액 공급부에서 공급된 세정액은 간극을 따라 낙하하면서 세정액 잔류부를 거친 후 리테이너 링의 하부로 배출된다.More specifically, the cleaning liquid supply portion is disposed on the upper portion of the cleaning liquid retaining portion, and the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply portion falls along the clearance, passes through the cleaning liquid retaining portion, and is discharged to the lower portion of the retainer ring.

세정액 공급부는 멤브레인과 리테이너 링의 사이 간극에 세정액을 공급 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 세정액 공급부는, 세정액 저장부에서부터 세정액이 유입되는 입구유로와, 입구유로에 유입된 세정액을 간극으로 공급하는 출구유로를 포함한다. 이때, 입구유로는 리테이너 링과 캐리어 헤드 본체 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.The cleaning liquid supply part may be formed in various structures capable of supplying the cleaning liquid to the gap between the membrane and the retainer ring. For example, the cleaning liquid supply portion includes an inlet flow path from which the cleaning liquid flows from the cleaning liquid storage portion, and an outlet flow path that supplies the cleaning liquid introduced into the inlet flow path to the gap. At this time, the inlet passage may be formed in at least one of the retainer ring and the carrier head body.

또한, 출구유로의 출구단에는 세정액 수용챔버가 형성될 수 있으며, 세정액은 세정액 수용챔버)에 거친 후 멤브레인과 리테이너 링의 사이 간극으로 공급될 수 있다. 이와 같이, 세정액이 세정액 수용챔버에 먼저 채워진 후, 멤브레인과 리테이너 링의 사이 간극으로 공급되도록 하는 것에 의하여, 맥동 현상을 최소화하고 세정액의 공급 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, a cleaning liquid accommodating chamber may be formed at the outlet end of the outlet passage, and the cleaning liquid may be supplied to the gap between the membrane and the retainer ring after passing through the cleaning liquid accommodating chamber). As described above, by supplying the cleaning liquid to the gap between the membrane and the retainer ring after first filling the cleaning liquid accommodating chamber, it is possible to obtain a favorable effect of minimizing the ripple phenomenon and increasing the supply efficiency of the cleaning liquid.

보다 구체적으로, 세정액 잔류부는 멤브레인과 리테이너 링의 사이 간극을 부분적으로 막도록 멤브레인의 외측면에 돌출 형성된다. 이때, 멤브레인과 세정액 잔류부의 사이에는, 간극보다 좁은 폭을 가지며, 세정액이 배출되는 세정액 배출유로가 형성된다.More specifically, the cleaning liquid retaining portion is formed on the outer surface of the membrane so as to partially cover the gap between the membrane and the retainer ring. At this time, between the membrane and the remaining portion of the cleaning liquid, a cleaning liquid discharge passage having a narrower width than the gap and discharging the cleaning liquid is formed.

일 예로, 세정액 잔류부는 멤브레인의 외측면에 돌출 형성되는 가이드돌기를 포함한다. 바람직하게 가이드돌기는 멤브레인의 외측면에 링 형태로 형성된다. 다르게는, 가이드돌기를 멤브레인의 외측면을 따라 스파이럴(spiral) 형태로 연속적으로 형성하는 것도 가능하다.For example, the cleaning liquid retaining portion includes a guide protrusion protruding from the outer surface of the membrane. Preferably, the guide protrusion is formed in a ring shape on the outer surface of the membrane. Alternatively, it is also possible to continuously form the guide projections in a spiral shape along the outer surface of the membrane.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 화학 기계적 연마 공정 중에 기판을 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드에 장착되어 상기 기판의 이탈을 구속하는 리테이너 링은, 리테이너 링 몸체와, 리테이너 링 몸체의 내면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 리테이너 링 몸체의 내면에서 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부를 포함한다.According to another preferred aspect of the present invention, there is provided a retainer ring mounted on a carrier head for pressing a substrate against a polishing pad during a chemical mechanical polishing process, the retainer ring comprising a retainer ring body and a cleaning liquid And a cleaning liquid retaining portion for temporarily retaining the cleaning liquid on the inner surface of the retainer ring body.

이와 같이, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 세정액이 멤브레인의 외측면과 리테이너 링 몸체의 내면에 접촉되는 시간을 증가시킬 수 있으므로, 세정액에 의한 세정 효과와 세정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By thus allowing the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body to temporarily remain, the time for which the cleaning liquid is in contact with the outer surface of the membrane and the inner surface of the retainer ring body can be increased, An advantageous effect of improving the efficiency can be obtained.

또한, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 간극 상에서 세정액이 넓게 펼쳐진 상태로 공급되게 안내할 수 있으므로, 간극에서 미세정 영역(세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 영역)이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, by allowing the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body to temporarily remain, the cleaning liquid can be guided to be fed in a wide spread state on the gap. Therefore, Is minimized, and an advantageous effect of further increasing the cleaning efficiency can be obtained.

보다 구체적으로, 세정액 잔류부는 멤브레인의 외측면과 리테이너 링 몸체의 내면의 사이에 형성된 간극을 부분적으로 막도록 형성된다. 이때, 멤브레인의 외측면과 세정액 잔류부의 사이에는, 간극보다 좁은 폭을 가지며, 세정액이 배출되는 세정액 배출유로가 형성된다.More specifically, the cleaning liquid retaining portion is formed so as to partially cover the gap formed between the outer surface of the membrane and the inner surface of the retainer ring body. At this time, between the outer surface of the membrane and the remaining portion of the cleaning liquid, a cleaning liquid discharge passage having a narrower width than the gap and discharging the cleaning liquid is formed.

세정액 잔류부는 리테이너 링 몸체의 내면에 돌출 형성되는 가이드돌기를 포함한다. 일 예로, 가이드돌기는 리테이너 링 몸체의 내면에 링 형태로 형성될 수 있다. 이때, 리테이너 링 몸체의 내면에는 단 하나의 가이드돌기가 형성될 수 있으나, 다르게는 리테이너 링 몸체의 내면에 상하 방향을 따라 이격되게 복수개의 안내돌기를 형성하는 것도 가능하다. 다른 일 예로, 가이드돌기는 리테이너 링 몸체의 내면을 따라 스파이럴 형태로 형성될 수 있다.The cleaning liquid retaining portion includes a guide projection protruding from the inner surface of the retainer ring body. For example, the guide projection may be formed in a ring shape on the inner surface of the retainer ring body. At this time, only one guide projection may be formed on the inner surface of the retainer ring body, but it is also possible to form a plurality of guide projections on the inner surface of the retainer ring body so as to be spaced apart in the vertical direction. In another example, the guide projection may be formed in a spiral shape along the inner surface of the retainer ring body.

세정액 공급부는 세정액 잔류부의 상부에 배치되며, 세정액 공급부에서 공급된 세정액은 간극을 따라 낙하하면서 세정액 잔류부를 거친 후 리테이너 링 몸체의 하부로 배출된다.The cleaning liquid supply portion is disposed on the upper portion of the cleaning liquid retaining portion. The cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply portion falls along the clearance, passes through the cleaning liquid retaining portion, and is discharged to the lower portion of the retainer ring body.

세정액 공급부는 세정액 잔류부의 상부에서 리테이너 링 몸체의 내면(멤브레인과 리테이너 링 몸체의 사이의 간극)에 세정액을 공급 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 세정액 공급부는, 세정액이 유입되는 입구유로와, 입구유로에 유입된 세정액을 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급하는 출구유로를 포함한다.The cleaning liquid supply portion may be formed in various structures capable of supplying the cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body (the gap between the membrane and the retainer ring body) from the upper portion of the cleaning liquid retaining portion. For example, the cleaning liquid supply portion includes an inlet channel through which the cleaning liquid flows and an outlet channel through which the cleaning liquid introduced into the inlet channel is supplied to the inner surface of the retainer ring body.

일 예로, 입구유로는 리테이너 링 몸체의 상면에 형성된다. 이때, 입구유로는 리테이너 링 몸체에 수직하게 형성될 수 있다.In one example, the inlet channel is formed on the upper surface of the retainer ring body. At this time, the inlet channel may be formed perpendicular to the retainer ring body.

다른 일 예로, 입구유로는 리테이너 링 몸체의 측면에 형성된다. 이때, 입구유로는 리테이너 링 몸체에 수평하게 형성될 수 있다.In another example, the inlet flow path is formed on the side surface of the retainer ring body. At this time, the inlet channel may be formed horizontally on the retainer ring body.

바람직하게, 출구유로는 입구유로보다 작은 단면적을 갖도록 형성된다. 이와 같이, 출구유로의 단면적을 입구유로보다 작게 형성하는 것에 의하여, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급되는 세정액의 공급 압력 및 공급량을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the outlet passage is formed to have a smaller cross-sectional area than the inlet passage. By forming the cross-sectional area of the outlet flow passage smaller than the inlet flow passage as described above, an advantageous effect of uniformly maintaining the supply pressure and the supply amount of the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body can be obtained.

또한, 출구유로의 출구단에는 세정액 수용챔버가 형성될 수 있으며, 세정액은 세정액 수용챔버에 거친 후 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급될 수 있다. 이와 같이, 세정액이 수용챔버에 먼저 채워진 후, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급되도록 하는 것에 의하여, 맥동 현상을 최소화하고 세정액의 공급 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, a cleaning liquid accommodating chamber may be formed at the outlet end of the outlet flow path, and the cleaning liquid may be supplied to the inner surface of the retainer ring body after roughening the cleaning liquid accommodating chamber. By thus supplying the cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body after first filling the accommodating chamber, an advantageous effect of minimizing the ripple phenomenon and increasing the supply efficiency of the cleaning liquid can be obtained.

입구유로는 리테이너 링 몸체의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된다. 바람직하게, 복수개의 입구유로를 리테이너 링 몸체의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 형성하는 것에 의하여, 리테이너 링 몸체의 내면에 원주 방향을 따라 균일하게 세정액을 공급하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.A plurality of inlet passages are formed so as to be spaced along the circumferential direction of the retainer ring body. Preferably, the plurality of inlet passages are spaced apart at regular intervals along the circumferential direction of the retainer ring body, whereby an advantageous effect of uniformly supplying the cleaning liquid along the circumferential direction to the inner surface of the retainer ring body can be obtained.

더욱 바람직하게, 복수개의 입구유로에 각각 연결된 출구유로의 각 단면적을 합한 총단면적은 세정액 잔류부를 거친 세정액이 배출되는 세정액 배출유로의 단면적보다 크게 형성된다. 이와 같이, 출구유로의 각 단면적을 합한 총단면적이 세정액 배출유로(멤브레인의 외측면과 가이드돌기 사이의 영역)의 단면적보다 크게 형성하는 것에 의하여, 간극에 유입되는 세정액 유입 유량이 간극으로부터 배출되는 세정액 배출 유량보다 많게 할 수 있으므로, 가이드돌기의 상부에 충분한 양의 세정액이 머무를 수 있게 되어, 세정 안정성을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.More preferably, the total cross-sectional area of the cross-sectional areas of the exit flow paths connected to the plurality of inlet flow paths is greater than the cross-sectional area of the rinse solution discharge passage through which the rinse solution passes through the rinse solution remaining portion. By forming the total cross-sectional area of the cross-sectional areas of the outlet flow path larger than the cross-sectional area of the cleaning liquid discharge passage (the area between the outer surface of the membrane and the guide projection), the cleaning liquid inflow flow rate flowing into the gap A sufficient amount of the cleaning liquid can remain on the upper portion of the guide projection, and an advantageous effect of increasing the cleaning stability can be obtained.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 리테이너 링과 멤브레인의 좁은 간극 사이에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect of effectively removing the slurry remaining between the narrow gap between the retainer ring and the membrane.

특히, 본 발명에 따르면, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 세정액에 의한 간극(멤브레인과 리테이너 링 몸체의 사이 간극)의 세정 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Particularly, according to the present invention, by allowing the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body to temporarily remain, an advantageous effect of increasing the cleaning efficiency of the gap (the gap between the membrane and the retainer ring body) by the cleaning liquid can be obtained .

즉, 기존에는 멤브레인과 리테이너 링의 간극이 매우 좁은 폭으로 형성되기 때문에, 간극의 하부에서 세정액을 분사하더라도, 세정액이 간극으로 충분하게 유입되지 못하고 퇴튕겨져 나옴으로 인해, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명은 간극의 상부(간극의 가장 위쪽)에서 세정액을 공급하고, 간극을 따라 낙하하는 세정액에 의해 세정이 행해지도록 하는 것에 의하여, 간극에 충분한 세정액을 공급할 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거(세척)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 본 발명에서는, 간극(리테이너 링 몸체의 내면)으로 공급된 세정액을 일시적으로 잔류시키는 것에 의하여, 세정액이 멤브레인의 외측면과 리테이너 링 몸체의 내면에 접촉되는 시간을 증가시킬 수 있으므로, 세정액에 의한 세정 효과와 세정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, since the gap between the membrane and the retainer ring is conventionally formed with a very narrow width, even if the cleaning liquid is sprayed from the lower portion of the gap, the cleaning liquid can not sufficiently flow into the gap, There is a problem that it is difficult to effectively remove the residual slurry. However, according to the present invention, since the cleaning liquid is supplied from the upper portion of the gap (the uppermost portion of the gap) and the cleaning liquid is dropped by the cleaning liquid falling along the gap, sufficient cleaning liquid can be supplied to the gap, It is possible to obtain an advantageous effect of effectively removing (cleaning) the slurry remaining in the gap. Furthermore, in the present invention, since the cleaning liquid supplied to the gap (the inner surface of the retainer ring body) is temporarily retained, the time for which the cleaning liquid contacts the outer surface of the membrane and the inner surface of the retainer ring body can be increased, And an advantageous effect of improving the cleaning efficiency can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면, 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 간극 상에서 세정액이 넓게 펼쳐진 상태로 공급되게 안내할 수 있으므로, 간극에서 미세정 영역(세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 영역)이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 간극으로 공급된 세정액은 간극을 따라 낙하하면서 하부로 배출된다. 그런데, 복수개의 세정액 공급부가 리테이너 링의 원주 방향을 따라 이격되게 배치되는 구조에서는, 각 세정액 공급부로부터 세정액이 공급된 지점에서만 세정액이 낙하하며 세정이 이루어지기 때문에, 각 세정액 공급부의 사이 영역에서는 세정액이 공급되지 않은 문제점, 다시 말해서, 각 세정액 공급부의 사이 영역에서는 세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 간극으로 공급된 세정액이 세정액 잔류부에 의해 넓게 분배되도록(세정액이 공급되지 않는 지점까지 세정액이 퍼지게) 하는 것에 의하여, 간극 상에서 미세정 영역이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, since the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body is temporarily left, the cleaning liquid can be guided to be fed in a wide spread state on the gap, And the cleaning efficiency can be further improved. That is, the cleaning liquid supplied to the gap falls down along the gap and is discharged to the lower portion. In the structure in which the plurality of cleaning liquid supply portions are arranged so as to be spaced apart along the circumferential direction of the retainer ring, the cleaning liquid is dropped only at the point where the cleaning liquid is supplied from each of the cleaning liquid supply portions. There is a problem in that no cleaning is performed by the cleaning liquid in the region between the cleaning liquid supply portions. However, in the present invention, the cleaning liquid supplied to the gaps is spread widely by the cleaning liquid remnant (the cleaning liquid spreads to the point where the cleaning liquid is not supplied), thereby minimizing the occurrence of fine crystal regions on the gap, An advantageous effect of a higher height can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면, 간극으로 유입된 세정액이 세정액 잔류부에 일차적으로 막혀지고, 그 후 세정액 잔류부를 넘어 간극을 따라 낙하하도록 하는 것에 의하여, 세정액이 리테이너 링 몸체의 내면과 멤브레인의 외측면에 동시에 접촉할 수 있으므로, 다시 말해서, 세정액에 의해 리테이너 링 몸체의 내면과 멤브레인의 외측면이 동시에 세정될 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링 몸체의 간극에 잔류된 슬러리 및 이물질을 보다 효과적으로 제거(세척)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, since the cleaning liquid introduced into the gap is firstly clogged in the cleaning liquid residual portion, and then dropped along the clearance beyond the cleaning liquid residual portion, the cleaning liquid is supplied to the inner surface of the retainer ring body and the outer surface of the membrane The inner surface of the retainer ring body and the outer surface of the membrane can be cleaned simultaneously by the cleaning liquid so that the slurry and foreign matter remaining in the gap between the membrane and the retainer ring body can be removed (cleaned) more effectively An advantageous effect can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면, 가이드돌기를 링 형태 또는 스파이럴 형태롤 형성하는 것에 의하여, 간극 전체 영역에 걸쳐 세정액이 충분하게 퍼지게 할 수 있으므로, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 더욱 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, since the cleaning liquid can sufficiently spread over the entire area of the gap by forming the guide projection in the form of a ring or spiral, it is possible to more effectively remove the slurry remaining in the gap between the membrane and the retainer ring An advantageous effect can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면 슬러리 제거에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 공정 효율성 및 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to reduce the time and cost required for slurry removal, and to obtain an advantageous effect of improving process efficiency and yield.

도 1은 종래의 캐리어 헤드를 도시한 반단면도,
도 2는 도 1의 'I'부분의 확대도,
도 3은 간극에 슬러리가 유입된 상태를 도시한 도 1의 'I'부분의 확대도,
도 4는 간극에 세정액을 분사하는 상태를 도시한 도 1의 'I'부분의 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 캐리어 헤드를 도시한 단면도,
도 6은 도 5의 'A'부분의 확대도,
도 7은 본 발명에 따른 캐리어 헤드의 리테이너 링을 도시한 저면도,
도 8은 도 7의 'B'부분의 확대도,
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 캐리어 헤드로서, 세정액 잔류부의 변형예를 설명하기 위한 도면,
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 캐리어 헤드로서, 세정액의 진입 및 배출 과정을 설명하기 위한 도면,
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어 헤드를 설명하기 위한 도면,
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 캐리어 헤드를 설명하기 위한 도면이다.1 is a half sectional view showing a conventional carrier head,
FIG. 2 is an enlarged view of a portion 'I' in FIG. 1,
FIG. 3 is an enlarged view of a portion 'I' in FIG. 1 showing a state in which slurry flows into a gap,
FIG. 4 is an enlarged view of a portion "I" in FIG. 1 showing a state of spraying a cleaning liquid to a gap,
5 is a cross-sectional view of a carrier head according to the present invention,
FIG. 6 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG. 5,
7 is a bottom view showing the retainer ring of the carrier head according to the present invention,
8 is an enlarged view of a portion 'B' in FIG. 7,
FIGS. 9 and 10 are views for explaining a modified example of the cleaning liquid remaining portion as the carrier head according to the present invention,
11 and 12 are diagrams for explaining a process of entering and discharging a cleaning liquid as a carrier head according to the present invention,
13 and 14 are views for explaining a carrier head according to another embodiment of the present invention,
15 is a view for explaining a carrier head according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.

도 5는 본 발명에 따른 캐리어 헤드를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 'A'부분의 확대도이다. 또한, 도 7은 본 발명에 따른 캐리어 헤드의 리테이너 링을 도시한 저면도이고, 도 8은 도 7의 'B'부분의 확대도이다. 그리고, 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 캐리어 헤드로서, 세정액 잔류부의 변형예를 설명하기 위한 도면이고, 도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 캐리어 헤드로서, 세정액의 진입 및 배출 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a sectional view showing the carrier head according to the present invention, and FIG. 6 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG. 7 is a bottom view showing the retainer ring of the carrier head according to the present invention, and Fig. 8 is an enlarged view of a portion 'B' in Fig. 9 and 10 are views for explaining a modified example of the cleaning liquid remaining portion as a carrier head according to the present invention, and FIGS. 11 and 12 illustrate a carrier head according to the present invention, Fig.

도 5 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 공정 중에 r기판을 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드(100)는, 캐리어 헤드 본체(101)와; 캐리어 헤드 본체(101)의 저면에 장착되며, 기판(W)을 연마 패드에 가압하는 멤브레인(140)과; 멤브레인(140)의 외측면에 이격되게 배치되는 리테이너 링 몸체(131)와, 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부(200)와, 리테이너 링 몸체(131)의 내면에서 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부(300)를 구비하며, 기판의 이탈을 구속하는 리테이너 링(130);을 포함한다.Referring to Figures 5 to 12, a carrier head 100 for pressing a r substrate to a polishing pad during a chemical mechanical polishing process according to the present invention comprises a carrier head body 101; A membrane 140 mounted on the bottom surface of the carrier head body 101 for pressing the substrate W against the polishing pad; A cleaning liquid supply portion 200 for supplying a cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body 131 and a cleaning liquid supply portion 200 for supplying cleaning liquid from the inner surface of the retainer ring body 131 to the surface of the retainer ring body 131. [ And a cleaning liquid retaining portion 300 for temporarily retaining the retaining ring 130. The retainer ring 130 restrains the detachment of the substrate.

참고로, 캐리어 헤드(100)는 거치대(미도시)로부터 기판(W)을 로딩 받은 후, 연마 정반(미도시) 상에 제공되는 연마 패드(미도시) 상면에 슬러리가 공급되는 상태에서 기판(W)을 가압하여 화학 기계적 연마 공정을 수행하도록 제공되며, 연마 패드 및 슬러리를 이용한 화학 기계적 연마 공정이 끝난 후에는 기판(W)을 세정 장치로 이송한다.For reference, the carrier head 100 is mounted on a substrate (not shown) after a substrate W is loaded from a holder (not shown), and then slurry is supplied to an upper surface of a polishing pad (not shown) W) to perform a chemical mechanical polishing process, and after the chemical mechanical polishing process using the polishing pad and the slurry is completed, the substrate W is transferred to the cleaning device.

본 발명에서 기판(W)이라 함은 연마 패드 상에 연마될 수 있는 연마대상물로 이해될 수 있으며, 기판(W)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 기판(W)으로서는 웨이퍼가 사용될 수 있다.In the present invention, the substrate W can be understood as an object to be polished which can be polished on a polishing pad, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristics of the substrate W. As an example, a wafer may be used as the substrate W.

보다 구체적으로, 캐리어 헤드 본체(101)는, 구동 샤프트(미도시)와 연결되어 회전하는 본체(110)와, 본체(110)와 연결되어 함께 회전하는 베이스(120)를 포함한다.More specifically, the carrier head body 101 includes a main body 110 that rotates in conjunction with a drive shaft (not shown), and a base 120 that is connected to the main body 110 and rotates together.

본체(110)는 도면에 도시되지 않은 구동 샤프트에 상단이 결합되어 회전 구동된다. 참고로, 본 발명의 실시예에서는 본체(110)가 단 하나의 몸체로 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 2개 이상의 몸체를 결합하여 본체를 구성하는 것도 가능하다.The body 110 is rotatably driven by being coupled to an upper end of a drive shaft (not shown). For reference, in the embodiment of the present invention, the main body 110 is formed as a single body, but in some cases it is possible to combine two or more bodies to construct the main body.

베이스(120)는 본체(110)에 대하여 동축 상에 정렬되도록 배치되며, 본체(110)와 함께 회전하도록 연결 결합되어, 본체(110)와 함께 회전한다.The base 120 is arranged to be coaxially aligned with the body 110 and is coupled to rotate with the body 110 to rotate with the body 110.

멤브레인(140)은 캐리어 헤드 본체(101)의 저면에 장착되며, 기판(W)을 연마 패드에 가압하도록 구성된다.The membrane 140 is mounted on the bottom surface of the carrier head body 101 and is configured to press the substrate W against the polishing pad.

일 예로, 멤브레인(140)은 도 5에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 즉, 멤브레인(140)은, 탄성 가요성 소재(예를 들어, 폴리우레탄)로 형성된 바닥판(141)과, 바닥판(141)의 가장자리 끝단으로부터 절곡되어 상측 연직 방향으로 연장 형성되고 가요성 재질로 형성된 측면(미도시)과, 바닥판(141)의 중심과 측면의 사이에 베이스(120)에 결합되는 다수의 링형태의 격벽(143)으로 구성되며, 멤브레인(140)과 베이스(120)의 사이에는 격벽(143)에 의해 분할된 다수의 압력 챔버(C1~C5)가 형성된다.In one example, the membrane 140 has a structure as shown in FIG. That is, the membrane 140 includes a bottom plate 141 formed of a resiliently flexible material (e.g., polyurethane), and a plurality of flexible members 141, which are bent from the edge of the bottom plate 141 and extend in the upper vertical direction, And a plurality of ring-shaped partition walls 143 which are coupled to the base 120 between the center and the side face of the bottom plate 141. The membrane 140 and the base 120, A plurality of pressure chambers C1 to C5 partitioned by the partition walls 143 are formed.

복수개의 압력 챔버(C1~C5)에는 각각 압력을 측정하기 위한 압력센서가 제공될 수 있다. 각 압력 챔버(C1~C5)의 압력은 압력제어부(195)에 의한 제어에 의해 개별적으로 조절될 수 있다.The plurality of pressure chambers C1 to C5 may be provided with pressure sensors for measuring pressure, respectively. The pressures of the respective pressure chambers C1 to C5 can be individually adjusted by the control of the pressure control section 195. [

리테이너 링(130)은, 캐리어 헤드 본체(101)에 장착되어 화학 기계적 연마 공정 중에 기판(W)의 이탈을 구속한다.The retainer ring 130 is mounted on the carrier head body 101 to restrain the deviation of the substrate W during the chemical mechanical polishing process.

보다 구체적으로, 리테이너 링(130)은 멤브레인(140)의 외측면에 소정 간극(G)을 두고 이격되게 배치되는 리테이너 링 몸체(131)와, 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부(200)와, 리테이너 링 몸체(131)의 내면에서 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부(300)를 포함한다.More specifically, the retainer ring 130 includes a retainer ring body 131 disposed on the outer surface of the membrane 140 so as to be spaced apart from the outer surface of the retainer ring body 130 by a predetermined gap G, A cleaning liquid supply part 200 and a cleaning liquid retaining part 300 for temporarily retaining the cleaning liquid on the inner surface of the retainer ring body 131. [

바람직하게, 리테이너 링 몸체(131)는, 링 형태의 제1링부재(132)와, 제1링부재(132)의 하부에 적층되는 링 형태의 제2링부재(134)를 포함하며, 화학 기계적 연마 공정 중에 멤브레인(140) 바닥판(141)의 하측에 위치하는 기판(W)의 둘레를 감싸는 링 형태로 형성된다. 경우에 따라서는 리테이너 링 몸체가 단 하나의 링부재로 구성되는 것도 가능하다.The retainer ring body 131 preferably includes a first ring member 132 in the form of a ring and a second ring member 134 in the form of a ring stacked on the bottom of the first ring member 132, And is formed in a ring shape surrounding the periphery of the substrate W positioned below the bottom plate 141 of the membrane 140 during the mechanical polishing process. In some cases, the retainer ring body may be constituted by only one ring member.

제1링부재(132)는 도전성 소재로 형성될 수 있고, 제2링부재(134)는 비도전성 부재로 형성되어 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드에 접촉한다. 일 예로, 제2링부재(134)는 엔지니어링 플라스틱이나 수지 등의 재질로 형성될 수 있다.The first ring member 132 may be formed of a conductive material and the second ring member 134 may be formed of a non-conductive member to contact the polishing pad during the chemical mechanical polishing process. For example, the second ring member 134 may be formed of a material such as engineering plastic or resin.

리테이너 링(130)은 상측에 위치한 링 형태의 가압 챔버(135)의 압력에 의하여 상하 이동되게 구동된다. 구체적으로는, 리테이너 링(130)과 일체로 상하 이동하는 하측 부재와, 하측 부재의 상측에 위치하여 하측 부재의 상면과 맞닿은 상태로 배치된 상측 부재와, 하측 부재와 상측 부재의 접촉면의 둘레를 감싸는 가요성 링부재에 의해 가압 챔버가 형성되어, 압력 제어부로부터 가압 챔버로 공급되는 압력에 따라 하측 부재와 상측 부재 사이의 간격이 조절되면서, 리테이너 링(130)이 연마 패드의 표면을 가압하는 가압력이 제어된다. The retainer ring 130 is driven to move up and down by the pressure of the ring-shaped pressure chamber 135 located on the upper side. Concretely, the lower member that moves up and down integrally with the retainer ring 130, the upper member that is positioned on the upper side of the lower member and is in contact with the upper surface of the lower member, and the peripheral surface of the contact surface of the lower member and the upper member The gap between the lower member and the upper member is adjusted in accordance with the pressure supplied from the pressure control unit to the pressure chamber so that the retainer ring 130 presses the surface of the polishing pad Is controlled.

그리고, 제2링부재(134)의 저면에는 반경 방향 성분을 갖는 관통홈(미도시)이 관통 형성될 수 있으며, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드 상에 공급된 슬러리가 관통홈을 통해 배출될 수 있다. 바람직하게 제2링부재(134)의 저면에 원주 방향을 따라 이격되게 복수개의 관통홈을 형성하는 것에 의하여, 리테이너 링(130)의 원주 방향을 따라 균일하게 슬러리를 배출하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 관통홈의 개수 및 이격 간격은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.A through groove (not shown) having a radial component can be formed through the bottom surface of the second ring member 134, and the slurry supplied onto the polishing pad during the chemical mechanical polishing process can be discharged through the through- have. By forming a plurality of through grooves so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction on the bottom surface of the second ring member 134, an advantageous effect of uniformly discharging the slurry along the circumferential direction of the retainer ring 130 can be obtained . At this time, the number and spacing of the through grooves may be variously changed according to the required conditions and design specifications.

세정액 공급부(200)는 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 세정액을 공급하도록 마련된다.The cleaning liquid supply unit 200 is provided to supply the cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body 131.

여기서, 세정액 공급부(200)가 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 세정액을 공급한다 함은, 멤브레인(140)의 외측면과 리테이너 링 몸체(131)의 내면의 사이에 형성된 간극(G)에 세정액을 공급하는 것으로 이해된다.The cleaning liquid supply unit 200 supplies the cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body 131. The cleaning liquid is supplied to the gap G formed between the outer surface of the membrane 140 and the inner surface of the retainer ring body 131, As shown in FIG.

참고로, 세정액 공급부(200)는 캐리어 헤드(100)로부터 기판이 분리된 상태에서 세정액을 공급할 수 있다. 경우에 따라서는 캐리어 헤드에 기판이 탑재된 상태에서 세정액 공급부가 세정액을 공급하도록 구성하는 것도 가능하다.For reference, the cleaning liquid supply unit 200 can supply the cleaning liquid in a state in which the substrate is separated from the carrier head 100. In some cases, the cleaning liquid supply portion may be configured to supply the cleaning liquid in a state where the substrate is mounted on the carrier head.

보다 구체적으로, 세정액 공급부(200)는 세정액 잔류부(300)의 상부에 배치되며, 세정액 공급부(200)에서 공급된 세정액은 간극(G)을 따라 낙하하면서 세정액 잔류부(300)를 거친 후 리테이너 링 몸체(131)의 하부로 배출된다.More specifically, the cleaning liquid supply part 200 is disposed on the upper part of the cleaning liquid retaining part 300. The cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply part 200 passes through the cleaning liquid retaining part 300 while falling along the gap G, And is discharged to the lower portion of the ring body 131.

세정액 공급부(200)에서 공급되는 세정액으로서는 순수와 같은 통상의 세정액이 사용될 수 있으며, 세정액의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Conventional cleaning liquids such as pure water may be used as the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply unit 200, and the present invention is not limited or limited by the kind and characteristics of the cleaning liquid.

세정액 공급부(200)는 세정액 잔류부(300)의 상부에서 리테이너 링 몸체(131)의 내면(멤브레인과 리테이너 링 몸체의 사이의 간극)에 세정액을 공급 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 세정액 공급부(200)는, 세정액 저장부(미도시)에서부터 세정액이 유입되는 입구유로(210)와, 입구유로(210)에 유입된 세정액을 리테이너 링 몸체(131)의 내면으로 공급하는 출구유로(220)를 포함한다.The cleaning liquid supply unit 200 may be formed in various structures that can supply the cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body 131 (the gap between the membrane and the retainer ring body) from the upper portion of the cleaning liquid retainer 300. For example, the cleaning liquid supply unit 200 includes an inlet flow path 210 through which a cleaning liquid flows from a cleaning liquid storage unit (not shown), and a cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body 131 And an outlet flow path 220.

보다 구체적으로, 입구유로(210)는 리테이너 링 몸체(131)의 상면에 형성된다. 일 예로, 입구유로(210)는 리테이너 링 몸체(131)에 수직하게 형성될 수 있다.More specifically, the inlet passage 210 is formed on the upper surface of the retainer ring body 131. For example, the inlet passage 210 may be formed perpendicular to the retainer ring body 131.

이때, 입구유로(210)의 상단부는 캐리어 헤드 본체(101)의 상부까지 연장될 수 있다. 경우에 따라서는 입구유로를 캐리어 헤드 본체까지 연장하지 않고, 리테이너 링 몸체에만 형성하는 것도 가능하다. 다르게는 입구유로를 경사지게 형성하는 것도 가능하다.At this time, the upper end of the inlet channel 210 may extend to the upper portion of the carrier head body 101. In some cases, the inlet channel may be formed only in the retainer ring body without extending to the carrier head body. Alternatively, the inlet channel may be formed to be inclined.

출구유로(220)의 상단은 입구유로(210)의 하단에 연통되고, 출구유로(220)의 하단은 멤브레인(140)과 리테이너 링 몸체(131)의 사이의 간극(G)에 연통된다. 참고로, 본 발명의 실시예에서는 출구유로(220)가 경사지게 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 출구유로를 수직하게 형성하는 것도 가능하다.The upper end of the outlet flow passage 220 communicates with the lower end of the inlet flow passage 210 and the lower end of the outlet flow passage 220 communicates with the gap G between the membrane 140 and the retainer ring body 131. For reference, in the embodiment of the present invention, the outlet flow path 220 is formed to be inclined, but it is also possible to form the outlet flow path vertically in some cases.

바람직하게, 출구유로(220)는 입구유로(210)보다 작은 단면적(A2〈 A1)을 갖도록 형성된다. 이와 같이, 출구유로(220)의 단면적(A2)을 입구유로(210)의 단면적(A1)보다 작게 형성하는 것에 의하여, 리테이너 링 몸체(131)의 내면으로 공급되는 세정액의 공급 압력 및 공급량을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the outlet passage 220 is formed to have a smaller cross sectional area (A2 < A1) than the inlet passage 210. [ By forming the cross sectional area A2 of the outlet passage 220 smaller than the sectional area A1 of the inlet passage 210 as described above, the supply pressure and the supply amount of the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body 131 can be uniform So that it is possible to obtain an advantageous effect.

또한, 출구유로(220)의 출구단에는 세정액 수용챔버(230)가 형성될 수 있으며, 세정액은 세정액 수용챔버(230)에 거친 후 리테이너 링 몸체(131)의 내면으로 공급될 수 있다. 이와 같이, 세정액이 세정액 수용챔버(230)에 먼저 채워진 후, 리테이너 링 몸체(131)의 내면으로 공급되도록 하는 것에 의하여, 맥동 현상을 최소화하고 세정액의 공급 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, a cleaning liquid accommodating chamber 230 may be formed at the outlet end of the outlet line 220, and the cleaning liquid may be supplied to the inner surface of the retainer ring body 131 after passing through the cleaning liquid accommodating chamber 230. By thus supplying the cleaning liquid to the inner surface of the retainer ring body 131 after first filling the cleaning liquid accommodating chamber 230, it is possible to obtain a favorable effect of minimizing the ripple phenomenon and increasing the supply efficiency of the cleaning liquid.

그리고, 입구유로(210)는 리테이너 링 몸체(131)의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된다. 바람직하게, 복수개의 입구유로(210)를 리테이너 링 몸체(131)의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 형성하는 것에 의하여, 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 원주 방향을 따라 균일하게 세정액을 공급하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.A plurality of inlet passages 210 are formed so as to be spaced along the circumferential direction of the retainer ring body 131. Preferably, the plurality of inlet passages 210 are spaced apart at regular intervals along the circumferential direction of the retainer ring body 131, thereby uniformly supplying the cleaning liquid along the circumferential direction to the inner surface of the retainer ring body 131 It is possible to obtain an advantageous effect.

세정액 잔류부(300)는 리테이너 링 몸체(131)의 내면에서 세정액을 일시적으로 잔류시키기 위해 마련된다.The cleaning liquid retaining portion 300 is provided for temporarily retaining the cleaning liquid on the inner surface of the retainer ring body 131.

참고로, 본 발명에서 세정액 잔류부(300)가 리테이너 링 몸체(131)의 내면에서 세정액을 일시적으로 잔류시킨다 함은, 리테이너 링 몸체(131)의 내면으로 공급된 세정액이 곧바로 배출되지 않고 일시적으로 적체되게 하는 것으로 이해될 수 있으며, 리테이너 링 몸체(131)의 내면 상에서 세정액이 머무르는 시간을 지연시키는 것으로 이해될 수 있다.In the present invention, the rinsing liquid retaining portion 300 temporarily retains the rinsing liquid from the inner surface of the retainer ring body 131 by temporarily retaining the rinsing liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body 131 And it can be understood that it delays the time for the cleaning liquid to stay on the inner surface of the retainer ring body 131. [

이와 같이, 본 발명은 리테이너 링 몸체(131)의 내면으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 세정액에 의한 간극(멤브레인과 리테이너 링 몸체의 사이 간극)(G)의 세정 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, the present invention is advantageous in that the cleaning efficiency of the gap (gap between the membrane and the retainer ring body) G caused by the cleaning liquid is improved by allowing the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body 131 to temporarily remain Effect can be obtained.

즉, 기존에는 멤브레인과 리테이너 링의 간극이 매우 좁은 폭으로 형성되기 때문에, 간극의 하부에서 세정액을 분사하더라도, 세정액이 간극으로 충분하게 유입되지 못하고 퇴튕겨져 나옴으로 인해, 멤브레인과 리테이너 링의 간극에 잔류된 슬러리를 효과적으로 제거하기 어려운 문제점이 있다.That is, since the gap between the membrane and the retainer ring is conventionally formed with a very narrow width, even if the cleaning liquid is sprayed from the lower portion of the gap, the cleaning liquid can not sufficiently flow into the gap, There is a problem that it is difficult to effectively remove the residual slurry.

하지만, 본 발명은 간극(G)의 상부에서 세정액을 공급하고, 간극(G)을 따라 낙하하는 세정액에 의해 세정이 행해지도록 하는 것에 의하여, 간극(G)에 충분한 세정액을 공급할 수 있으므로, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 간극(G)에 잔류된 슬러리(S)를 효과적으로 제거(세척)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 본 발명에서는, 간극(리테이너 링 몸체의 내면)(G)으로 공급된 세정액을 일시적으로 잔류시키는 것에 의하여, 세정액이 멤브레인(140)의 외측면과 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 접촉되는 시간을 증가시킬 수 있으므로, 세정액에 의한 세정 효과와 세정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, the present invention can supply a sufficient amount of cleaning liquid to the gap G by supplying the cleaning liquid from the upper portion of the gap G and cleaning the cleaning liquid by the falling liquid along the gap G, It is possible to obtain an advantageous effect of effectively removing (cleaning) the slurry S remaining in the gap G between the retainer ring 140 and the retainer ring 130. Furthermore, in the present invention, the cleaning liquid supplied to the gaps (the inner surface of the retainer ring body) is temporarily left so that the cleaning liquid contacts the outer surface of the membrane 140 and the inner surface of the retainer ring body 131 It is possible to obtain an advantageous effect of improving the cleaning effect by the cleaning liquid and the cleaning efficiency.

또한, 본 발명은 리테이너 링 몸체(131)의 내면으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 간극(G) 상에서 세정액이 넓게 펼쳐진 상태로 공급되게 안내할 수 있으므로, 간극(G)에서 미세정 영역(세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 영역)이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도 7을 참조하면, 간극(G)으로 공급된 세정액은 간극(G)을 따라 낙하하면서 하부로 배출된다. 그런데, 복수개의 세정액 공급부(200)가 리테이너 링(130)의 원주 방향을 따라 이격되게 배치되는 구조에서는, 각 세정액 공급부(200)로부터 세정액이 공급된 지점에서만 세정액이 낙하하며 세정이 이루어지기 때문에, 각 세정액 공급부(200)의 사이 영역(DZ)에서는 세정액이 공급되지 않은 문제점, 다시 말해서, 각 세정액 공급부(200)의 사이 영역(DZ)에서는 세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 간극(G)으로 공급된 세정액이 세정액 잔류부(300)에 의해 넓게 분배되도록 하는 것에 의하여, 간극(G) 상에서 미세정 영역이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, since the cleaning liquid supplied to the inner surface of the retainer ring body 131 temporarily remains, the cleaning liquid can be guided to be supplied in a wide spread state on the gap G, It is possible to minimize the occurrence of a definite area (a region in which cleaning by the cleaning liquid is not performed) and to obtain an advantageous effect of further increasing the cleaning efficiency. That is, referring to FIG. 7, the cleaning liquid supplied to the gap G falls down along the gap G and is discharged downward. However, in the structure in which the plurality of cleaning liquid supply units 200 are disposed so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction of the retainer ring 130, the cleaning liquid is dropped only at the point where the cleaning liquid is supplied from each of the cleaning liquid supply units 200, There is a problem that the cleaning liquid is not supplied in the interspace DZ of the respective cleaning liquid supply units 200, that is, the cleaning liquid is not cleaned in the interspace DZ between the respective cleaning liquid supply units 200. However, in the present invention, by causing the cleaning liquid supplied to the gap G to be widely distributed by the cleaning liquid retaining portion 300, it is possible to minimize the occurrence of fine crystal regions on the gap G, Effect can be obtained.

또한, 본 발명은 간극(G)으로 유입된 세정액이 세정액 잔류부(300)에 일차적으로 막혀지고, 그 후 세정액 잔류부(300)를 넘어 간극(G)을 따라 낙하하도록 하는 것에 의하여, 세정액이 리테이너 링 몸체(131)의 내면과 멤브레인(140)의 외측면에 동시에 접촉할 수 있으므로, 다시 말해서, 세정액에 의해 리테이너 링 몸체(131)의 내면과 멤브레인(140)의 외측면이 동시에 세정될 수 있으므로, 멤브레인(140)과 리테이너 링 몸체(131)의 간극(G)에 잔류된 슬러리(S) 및 이물질을 보다 효과적으로 제거(세척)하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The present invention is also characterized in that the cleaning liquid introduced into the gap G is first clogged with the cleaning liquid retaining portion 300 and then dropped over the gap G beyond the cleaning liquid retaining portion 300, The inner surface of the retainer ring body 131 and the outer surface of the membrane 140 can be simultaneously cleaned by the cleaning liquid because the inner surface of the retainer ring body 131 and the outer surface of the membrane 140 can be in contact simultaneously Therefore, it is possible to obtain an advantageous effect of more effectively removing (cleaning) the slurry S and foreign matter remaining in the gap G between the membrane 140 and the retainer ring body 131.

세정액 잔류부(300)는 리테이너 링 몸체(131)의 내면(간극)으로 유입된 세정액을 일시적으로 잔류시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.The cleaning liquid retaining portion 300 may be formed in various structures that can temporarily retain the cleaning liquid introduced into the inner surface (gap) of the retainer ring body 131.

보다 구체적으로, 세정액 잔류부(300)는 멤브레인(140)의 외측면과 리테이너 링 몸체(131)의 내면의 사이에 형성된 간극(G)을 부분적으로 막도록 형성된다. 이때, 멤브레인(140)의 외측면과 세정액 잔류부(300)의 사이에는, 간극(G)보다 좁은 폭을 가지며, 세정액이 배출되는 세정액 배출유로(도 6의 DP)가 형성된다.More specifically, the cleaning liquid retaining portion 300 is formed so as to partially cover the gap G formed between the outer surface of the membrane 140 and the inner surface of the retainer ring body 131. At this time, between the outer surface of the membrane 140 and the cleaning liquid retaining portion 300, a cleaning liquid discharge passage (DP in FIG. 6) having a width narrower than the gap G and through which the cleaning liquid is discharged is formed.

일 예로, 세정액 잔류부(300)는 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 돌출 형성되는 가이드돌기(310)를 포함한다.For example, the cleaning liquid retaining portion 300 includes guide protrusions 310 protruding from the inner surface of the retainer ring body 131.

가이드돌기(310)는 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 돌출 형성되며, 리테이너 링 몸체(131)의 내면(간극)으로 유입된 세정액은 가이드돌기(310)에 일차적으로 막혀지고, 그 후 가이드돌기(310)를 넘어 간극(G)을 따라 낙하하게 된다.The guide protrusion 310 protrudes from the inner surface of the retainer ring body 131 and the cleaning liquid introduced into the inner surface (gap) of the retainer ring body 131 is primarily blocked by the guide protrusion 310, (310) and fall along the clearance (G).

가이드돌기(310)는 세정액을 일시적으로 구속할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 바람직하게 가이드돌기(310)는 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 링 형태로 형성된다. 이와 같이, 가이드돌기(310)를 링 형태로 형성하는 것에 의하여, 간극(G) 전체 영역에 걸쳐 세정액을 균일하게 정체시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The guide protrusions 310 can be formed in various structures that can temporarily restrict the cleaning liquid. Preferably, the guide protrusion 310 is formed in a ring shape on the inner surface of the retainer ring body 131. By forming the guide protrusion 310 in the ring shape in this manner, an advantageous effect of uniformly stagnating the cleaning liquid over the entire area of the gap G can be obtained.

일 예로, 리테이너 링 몸체(131)의 내면에는 단 하나의 가이드돌기(310)가 형성될 수 있다.(도 6 참조) 경우에 따라서는, 도 9와 같이, 리테이너 링 몸체(131)의 내면에 상하 방향을 따라 이격되게 복수개의 가이드돌기(310)를 형성하는 것도 가능하다.For example, a single guide protrusion 310 may be formed on the inner surface of the retainer ring body 131 (see FIG. 6). As shown in FIG. 9, the guide protrusion 310 may be formed on the inner surface of the retainer ring body 131 It is also possible to form a plurality of guide protrusions 310 so as to be spaced along the vertical direction.

다르게는, 도 10과 같이, 가이드돌기(310')를 리테이너 링 몸체(131)의 내면을 따라 스파이럴(spiral) 형태로 연속적으로 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이, 가이드돌기(310')를 스파이럴 형태로 형성하는 것에 의하여, 세정액이 간극(G) 상에서 체류하는 시간을 보다 증가시킬 수 있으며, 세정액에 의한 세정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 세정액이 스파이럴 형태의 가이드돌기(310')를 따라 이동하는 동안 세정액에 원심력이 부여될 수 있기 때문에, 세정액에 의한 세정 효과를 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 10, it is also possible to continuously form the guide protrusion 310 'in a spiral shape along the inner surface of the retainer ring body 131. By forming the guide protrusion 310 'in the spiral shape in this manner, the time for which the cleaning liquid remains on the gap G can be further increased, and an advantageous effect of improving the cleaning efficiency by the cleaning liquid can be obtained. Further, centrifugal force can be applied to the cleaning liquid while the cleaning liquid moves along the guide projection 310 'in the form of a spiral, so that an advantageous effect of further increasing the cleaning effect by the cleaning liquid can be obtained.

그리고, 가이드돌기(310,310')는 세정액 수용챔버(230)의 하부에 배치되거나, 세정액 수용챔버(230)의 중간(내부)에 배치되는 것이 가능하다.The guide protrusions 310 and 310 'may be disposed under the cleaning liquid accommodating chamber 230 or disposed in the middle (inside) of the cleaning liquid accommodating chamber 230.

더욱 바람직하게, 복수개의 입구유로(210)에 각각 연결된 출구유로(220)의 각 단면적을 합한 총단면적은 세정액 잔류부(300)를 거친 세정액이 배출되는 세정액 배출유로(DP)의 단면적보다 크게 형성된다. 이와 같이, 출구유로(220)의 각 단면적을 합한 총단면적이 세정액 배출유로(멤브레인의 외측면과 가이드돌기 사이의 영역)(DP)의 단면적보다 크게 형성하는 것에 의하여, 간극(G)에 유입되는 세정액 유입 유량이 간극(G)으로부터 배출되는 세정액 배출 유량보다 많게 할 수 있으므로, 가이드돌기(310)의 상부에 충분한 양의 세정액이 머무를 수 있게 되어, 세정 안정성을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Sectional area of each of the outlet flow paths 220 connected to the plurality of inlet flow paths 210 is larger than the cross sectional area of the cleaning liquid discharge flow path DP through which the cleaning liquid passing through the cleaning liquid retaining portion 300 is discharged do. As described above, the total cross-sectional area of the cross-sectional areas of the outlet passage 220 is larger than the cross-sectional area of the cleaning liquid discharge passage (the area between the outer surface of the membrane and the guide projection) DP, A sufficient amount of the cleaning liquid can remain at the upper portion of the guide protrusion 310 and an advantageous effect of enhancing the cleaning stability can be obtained because the cleaning liquid inflow flow rate can be made larger than the cleaning liquid discharge flow rate discharged from the gap G. [

한편, 도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어 헤드를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.13 and 14 are views for explaining a carrier head according to another embodiment of the present invention. In addition, the same or equivalent portions as those in the above-described configuration are denoted by the same or equivalent reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 세정액 공급부(200)는, 세정액 저장부(미도시)에서부터 세정액이 유입되는 입구유로(210')와, 입구유로(210')에 유입된 세정액을 리테이너 링 몸체(131)의 내면으로 공급하는 출구유로(220)를 포함하되, 입구유로(210')는 리테이너 링 몸체(131)의 측면에 형성될 수 있다. 일 예로, 입구유로(210')는 리테이너 링 몸체(131)에 수평하게 형성될 수 있다.13 and 14, according to another embodiment of the present invention, the cleaning liquid supply unit 200 includes an inlet flow path 210 'through which a cleaning liquid flows from a cleaning liquid storage unit (not shown), an inlet flow path 210' The inlet passage 210 'may be formed on a side surface of the retainer ring body 131. The inlet passage 210' may be formed on the inner surface of the retainer ring body 131. [ For example, the inlet passage 210 'may be formed horizontally in the retainer ring body 131.

참고로, 본 발명의 실시예에서는 리테이너 링 몸체(131)에 입구유로(210')와 출구유로(220)가 모두 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 리테이너 링 몸체에 출구유로만을 형성하고, 캐리어 헤드 본체에 출구유로와 연통되게 입구유로를 형성하는 것도 가능하다.For reference, in the embodiment of the present invention, both the inlet passage 210 'and the outlet passage 220 are formed in the retainer ring body 131. However, in some cases, only the outlet passage may be formed in the retainer ring body And the inlet channel may be formed in the carrier head body so as to communicate with the outlet channel.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 캐리어 헤드를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.15 is a view for explaining a carrier head according to another embodiment of the present invention. In addition, the same or equivalent portions as those in the above-described configuration are denoted by the same or equivalent reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어 헤드는, 캐리어 헤드 본체(101)와, 캐리어 헤드 본체(101)의 저면에 장착되며 기판(W)을 연마 패드에 가압하는 멤브레인(140)과, 멤브레인(140)의 외측면에 간극(G)을 두고 이격되게 배치되며 기판(W)의 이탈을 구속하는 리테이너 링(130)과, 간극(G)으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부(200)와, 멤브레인(140)의 외측면에 형성되며 간극(G)에서 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부(300)를 포함한다.15, a carrier head according to another embodiment of the present invention includes a carrier head body 101, a membrane 140 mounted on the bottom surface of the carrier head body 101 and pressing the substrate W against the polishing pad 140 A retainer ring 130 spaced apart from the outer surface of the membrane 140 with a gap G therebetween and for restricting the removal of the substrate W and a cleaning liquid supply unit 200 for supplying a cleaning liquid to the gap G And a cleaning liquid retaining portion 300 formed on the outer surface of the membrane 140 and temporarily retaining the cleaning liquid in the gap G. [

캐리어 헤드 본체(101)는, 구동 샤프트(미도시)와 연결되어 회전하는 본체(110)와, 본체(110)와 연결되어 함께 회전하는 베이스(120)를 포함한다.The carrier head main body 101 includes a main body 110 which rotates in conjunction with a driving shaft (not shown), and a base 120 connected to the main body 110 and rotated together.

멤브레인(140)은 캐리어 헤드 본체(101)의 저면에 장착되며, 기판(W)을 연마 패드에 가압하도록 구성된다.The membrane 140 is mounted on the bottom surface of the carrier head body 101 and is configured to press the substrate W against the polishing pad.

일 예로, 멤브레인(140)은, 탄성 가요성 소재(예를 들어, 폴리우레탄)로 형성된 바닥판(141)과, 바닥판(141)의 가장자리 끝단으로부터 절곡되어 상측 연직 방향으로 연장 형성되고 가요성 재질로 형성된 측면(미도시)과, 바닥판(141)의 중심과 측면의 사이에 베이스(120)에 결합되는 다수의 링형태의 격벽(143)으로 구성되며, 멤브레인(140)과 베이스(120)의 사이에는 격벽(143)에 의해 분할된 다수의 압력 챔버(C1~C5)가 형성된다.For example, the membrane 140 includes a bottom plate 141 formed of a resiliently flexible material (e.g., polyurethane), and a flexible plate 141 that is bent from the edge of the bottom plate 141 and extends in the upper vertical direction, And a plurality of ring-shaped partition walls 143 joined to the base 120 between the center and the side face of the bottom plate 141. The membrane 140 and the base 120 A plurality of pressure chambers C1 to C5 divided by the partition wall 143 are formed.

복수개의 압력 챔버(C1~C5)에는 각각 압력을 측정하기 위한 압력센서가 제공될 수 있다. 각 압력 챔버(C1~C5)의 압력은 압력제어부(195)에 의한 제어에 의해 개별적으로 조절될 수 있다.The plurality of pressure chambers C1 to C5 may be provided with pressure sensors for measuring pressure, respectively. The pressures of the respective pressure chambers C1 to C5 can be individually adjusted by the control of the pressure control section 195. [

리테이너 링(130)은, 캐리어 헤드 본체(101)에 장착되어 화학 기계적 연마 공정 중에 기판의 이탈을 구속한다.The retainer ring 130 is mounted to the carrier head body 101 to restrain the deviation of the substrate during the chemical mechanical polishing process.

일 예로, 리테이너 링(130)은, 링 형태의 제1링부재(132)와, 제1링부재(132)의 하부에 적층되는 링 형태의 제2링부재(134)를 포함하며, 화학 기계적 연마 공정 중에 멤브레인(140) 바닥판(141)의 하측에 위치하는 기판(W)의 둘레를 감싸는 링 형태로 형성된다. The retainer ring 130 includes a first ring member 132 in the form of a ring and a second ring member 134 in the form of a ring stacked on the lower portion of the first ring member 132, And is formed in a ring shape that surrounds the periphery of the substrate W positioned below the bottom plate 141 of the membrane 140 during the polishing process.

세정액 공급부(200)는 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이 간극(G)으로 세정액을 공급하도록 마련된다.The cleaning liquid supply unit 200 is provided to supply the cleaning liquid to the gap G between the membrane 140 and the retainer ring 130.

보다 구체적으로, 세정액 공급부(200)는 세정액 잔류부(300)의 상부에 배치되며, 세정액 공급부(200)에서 공급된 세정액은 간극(G)을 따라 낙하하면서 세정액 잔류부(300)를 거친 후 리테이너 링(130)의 하부로 배출된다.More specifically, the cleaning liquid supply part 200 is disposed on the upper part of the cleaning liquid retaining part 300. The cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply part 200 passes through the cleaning liquid retaining part 300 while falling along the gap G, And is discharged to the lower portion of the ring 130.

세정액 공급부(200)는 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이 간극(G)에 세정액을 공급 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 세정액 공급부(200)는, 세정액 저장부(미도시)에서부터 세정액이 유입되는 입구유로(210)와, 입구유로(210)에 유입된 세정액을 간극(G)으로 공급하는 출구유로(220)를 포함한다. 이때, 입구유로는 리테이너 링과 캐리어 헤드 본체 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.The cleaning liquid supply unit 200 may be formed in various structures that can supply the cleaning liquid to the gap G between the membrane 140 and the retainer ring 130. The cleaning liquid supply unit 200 includes an inlet flow path 210 through which a cleaning liquid flows from a cleaning liquid storage unit (not shown), an outlet flow path 220 for supplying a cleaning liquid introduced into the inlet flow path 210 to the gap G ). At this time, the inlet passage may be formed in at least one of the retainer ring and the carrier head body.

또한, 출구유로(220)의 출구단에는 세정액 수용챔버(230)가 형성될 수 있으며, 세정액은 세정액 수용챔버(230)에 거친 후 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이 간극(G)으로 공급될 수 있다. 이와 같이, 세정액이 세정액 수용챔버(230)에 먼저 채워진 후, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이 간극(G)으로 공급되도록 하는 것에 의하여, 맥동 현상을 최소화하고 세정액의 공급 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The cleaning liquid accommodating chamber 230 may be formed at the outlet end of the outlet channel 220. The cleaning liquid may pass through the cleaning liquid accommodating chamber 230 and may be introduced into the gap 140 between the membrane 140 and the retainer ring 130, As shown in FIG. In this way, the cleaning liquid is first filled in the cleaning liquid accommodating chamber 230, and then supplied to the gap G between the membrane 140 and the retainer ring 130, thereby minimizing the ripple phenomenon and increasing the supply efficiency of the cleaning liquid An advantageous effect can be obtained.

세정액 잔류부(300)는 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이 간극(G)에서 세정액을 일시적으로 잔류시키기 위해 마련된다.The cleaning liquid retaining portion 300 is provided to temporarily retain the cleaning liquid in the gap G between the membrane 140 and the retainer ring 130.

이와 같이, 본 발명은 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이 간극(G)으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 세정액에 의한 간극(멤브레인과 리테이너 링의 사이 간극)(G)의 세정 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 간극(G)으로 공급된 세정액이 일시적으로 잔류되도록 하는 것에 의하여, 간극(G) 상에서 세정액이 넓게 펼쳐진 상태로 공급되게 안내할 수 있으므로, 간극(G)에서 미세정 영역(세정액에 의한 세정이 행해지지 않는 영역)이 발생하는 것을 최소화하고, 세정 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. As described above, according to the present invention, the gap (the gap between the membrane and the retainer ring) (G (gap between the membrane and the retainer ring)) caused by the cleaning liquid is maintained by temporarily retaining the cleaning liquid supplied to the gap G between the membrane 140 and the retainer ring 130 It is possible to obtain an advantageous effect of increasing the cleaning efficiency of the cleaning liquid. Since the cleaning liquid supplied to the gap G temporarily remains, the cleaning liquid can be guided to be supplied in a wide spread state on the gap G, so that the cleaning liquid can be guided to the fine gap area (cleaning by the cleaning liquid And the cleaning efficiency can be further improved.

보다 구체적으로, 세정액 잔류부(300)는 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이 간극(G)을 부분적으로 막도록 멤브레인(140)의 외측면에 돌출 형성된다. 이때, 멤브레인(140)과 세정액 잔류부(300)의 사이에는, 간극(G)보다 좁은 폭을 가지며, 세정액이 배출되는 세정액 배출유로(도 6의 DP)가 형성된다.More specifically, the cleaning liquid retaining portion 300 is protruded from the outer surface of the membrane 140 to partially block the gap G between the membrane 140 and the retainer ring 130. At this time, a cleaning liquid discharge passage (DP in FIG. 6) having a width narrower than the gap G and discharging the cleaning liquid is formed between the membrane 140 and the cleaning liquid residual portion 300.

일 예로, 세정액 잔류부(300)는 멤브레인(140)의 외측면에 돌출 형성되는 가이드돌기(310")를 포함한다.For example, the cleaning liquid retaining portion 300 includes a guide protrusion 310 "protruding from the outer surface of the membrane 140.

가이드돌기(310")는 멤브레인(140)의 외측면에 돌출 형성되며, 멤브레인(140)과 리테이너 링(130)의 사이 간극(G)으로 유입된 세정액은 가이드돌기(310")에 일차적으로 막혀지고, 그 후 가이드돌기(310")를 넘어 간극(G)을 따라 낙하하게 된다.The guide protrusion 310 "protrudes from the outer surface of the membrane 140 and the cleaning liquid introduced into the gap G between the membrane 140 and the retainer ring 130 is primarily clogged by the guide protrusion 310" And then falls along the gap G beyond the guide protrusion 310 ".

바람직하게 가이드돌기(310")는 멤브레인(140)의 외측면에 링 형태로 형성된다. 이때, 멤브레인(140)의 외측면에는 단 하나의 가이드돌기(310")가 형성되거나, 상하 방향을 따라 이격되게 복수개의 가이드돌기(310")가 형성될 수 있다. 다르게는, 가이드돌기(도 10의 310' 참조)를 멤브레인(140)의 외측면을 따라 스파이럴(spiral) 형태로 연속적으로 형성하는 것도 가능하다.Preferably, the guide protrusion 310 '' is formed in a ring shape on the outer surface of the membrane 140. At this time, only one guide protrusion 310 '' may be formed on the outer surface of the membrane 140, A plurality of guide protrusions 310 '' may be formed so as to be spaced apart from each other. Alternatively, the guide protrusions (see 310 'in FIG. 10) may be continuously formed in a spiral shape along the outer surface of the membrane 140 It is possible.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It will be understood that the present invention can be changed.

100 : 캐리어 헤드 101 : 캐리어 헤드 본체
110 : 본체 120 : 베이스
130 : 리테이너 링 131 : 리테이너 링 몸체
132 : 제1링부재 134 : 제2링부재
140 : 멤브레인 200 : 세정액 공급부
210 : 입구유로 220 : 출구유로
230 : 세정액 수용챔버 300 : 세정액 잔류부
310 : 가이드돌기100: Carrier head 101: Carrier head body
110: main body 120: base
130: retainer ring 131: retainer ring body
132: first ring member 134: second ring member
140: Membrane 200: Cleaning liquid supply part
210: inlet channel 220: outlet channel
230: cleaning liquid accommodating chamber 300: cleaning liquid retaining portion
310: guide projection

Claims (40)

화학 기계적 연마 공정 중에 기판을 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드에 장착되어 상기 기판의 이탈을 구속하는 리테이너 링으로서,
리테이너 링 몸체와;
상기 리테이너 링 몸체의 내면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부와;
상기 리테이너 링 몸체의 내면에서 상기 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
A retainer ring mounted on a carrier head for pressing a substrate against a polishing pad during a chemical mechanical polishing process,
A retainer ring body;
A cleaning liquid supply unit for supplying a cleaning liquid to an inner surface of the retainer ring body;
A cleaning liquid retaining portion for temporarily retaining the cleaning liquid on an inner surface of the retainer ring body;
And the retainer ring of the carrier head for the chemical mechanical polishing apparatus.
제1항에 있어서,
상기 세정액 공급부는 상기 세정액 잔류부의 상부에 배치되며,
상기 세정액 공급부에서 공급된 상기 세정액은 상기 세정액 잔류부를 거친 후 상기 리테이너 링 몸체의 하부로 배출되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
The method according to claim 1,
The cleaning liquid supply portion is disposed on the upper portion of the cleaning liquid retaining portion,
Wherein the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply portion is discharged to the lower portion of the retainer ring body after passing through the cleaning liquid retaining portion.
제2항에 있어서,
상기 세정액 공급부는,
상기 세정액이 유입되는 입구유로와;
상기 입구유로에 유입된 상기 세정액을 상기 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급하는 출구유로를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
3. The method of claim 2,
The cleaning liquid supply unit includes:
An inlet channel through which the cleaning liquid flows;
An outlet passage for supplying the cleaning liquid introduced into the inlet passage to the inner surface of the retainer ring body;
And the retainer ring of the carrier head for the chemical mechanical polishing apparatus.
제3항에 있어서,
상기 입구유로는 상기 리테이너 링 몸체의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
The method of claim 3,
And the inlet channel is formed on the upper surface of the retainer ring body.
제4항에 있어서,
상기 입구유로는 상기 리테이너 링 몸체에 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
5. The method of claim 4,
Wherein the inlet channel is formed perpendicular to the retainer ring body. ≪ RTI ID = 0.0 > 21. < / RTI >
제3항에 있어서,
상기 입구유로는 상기 리테이너 링 몸체의 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
The method of claim 3,
And said inlet passage is formed on a side surface of said retainer ring body.
제6항에 있어서,
상기 입구유로는 상기 리테이너 링 몸체에 수평하게 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
The method according to claim 6,
Wherein the inlet passage is formed horizontally in the retainer ring body.
제3항에 있어서,
상기 출구유로는 상기 입구유로보다 작은 단면적을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
The method of claim 3,
Wherein the outlet channel is formed to have a smaller cross-sectional area than the inlet channel.
제3항에 있어서,
상기 출구유로의 출구단에 형성되는 세정액 수용챔버를 더 포함하고,
상기 세정액은 상기 세정액 수용챔버를 거친 후 상기 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
The method of claim 3,
And a cleaning liquid accommodating chamber formed at an outlet end of the outlet passage,
Wherein the cleaning liquid is supplied to the inner surface of the retainer ring body after passing through the cleaning liquid accommodating chamber.
제3항에 있어서,
상기 입구유로는 상기 리테이너 링 몸체의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
The method of claim 3,
Wherein a plurality of the inlet channels are formed so as to be spaced apart from each other along the circumferential direction of the retainer ring body.
제10항에 있어서,
상기 복수개의 입구유로는 일정한 간격으로 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
11. The method of claim 10,
Wherein the plurality of inlet passages are spaced apart from each other by a predetermined distance. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제10항에 있어서,
상기 출구유로의 각 단면적을 합한 총단면적은 상기 세정액 잔류부를 거친 상기 세정액이 배출되는 세정액 배출유로의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
11. The method of claim 10,
Sectional area of the exit flow path is greater than the cross-sectional area of the rinse-liquid discharge passage through which the rinsing liquid passes through the rinsing liquid residual portion.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정액 잔류부는 상기 리테이너 링 몸체의 내면에 돌출 형성되는 가이드돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.

후 청구항에 반영
상기 리테이너 링 몸체의 내면과 상기 멤브레인의 측면의 외면을 동시에 세정하는 것을 특징으로 하는 13. The method according to any one of claims 1 to 12,
Wherein the cleaning liquid retaining portion includes a guide projection protruding from the inner surface of the retainer ring body.

Reflected in the claim
And simultaneously cleaning the inner surface of the retainer ring body and the outer surface of the side surface of the membrane 제13항에 있어서,
상기 안내돌기는 상기 리테이너 링 몸체의 내면에 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
14. The method of claim 13,
Wherein the guide protrusion is formed in a ring shape on the inner surface of the retainer ring body.
제14항에 있어서,
상기 안내돌기는 상기 리테이너 링 몸체의 내면에 상하 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
15. The method of claim 14,
Wherein a plurality of the guide protrusions are formed on the inner surface of the retainer ring body so as to be spaced apart in the up-and-down direction.
제13항에 있어서,
상기 안내돌기는 상기 리테이너 링 몸체의 내면을 따라 스파이럴(spiral) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
14. The method of claim 13,
Wherein the guide protrusion is formed in a spiral shape along the inner surface of the retainer ring body.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리테이너 링 몸체는,
제1링부재와;
상기 제1링부재의 하부에 적층되는 제2링부재를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 링.
13. The method according to any one of claims 1 to 12,
The retainer ring body may include:
A first ring member;
A second ring member laminated on a lower portion of the first ring member;
And the retainer ring of the carrier head for the chemical mechanical polishing apparatus.
화학 기계적 연마 공정 중에 기판을 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드로서,
캐리어 헤드 본체와;
상기 캐리어 헤드 본체의 저면에 장착되며, 상기 기판을 상기 연마 패드에 가압하는 멤브레인과;
상기 멤브레인의 외측면에 이격되게 배치되는 리테이너 링 몸체와, 상기 리테이너 링 몸체의 내면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 상기 리테이너 링 몸체의 내면에서 상기 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부를 구비하며, 상기 기판의 이탈을 구속하는 리테이너 링을;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
A carrier head for pressing a substrate against a polishing pad during a chemical mechanical polishing process,
A carrier head body;
A membrane mounted on a bottom surface of the carrier head body and pressing the substrate against the polishing pad;
And a cleaning liquid retaining portion for temporarily retaining the cleaning liquid on the inner surface of the retainer ring body, wherein the retaining ring body is disposed on the inner surface of the retainer ring body so as to be spaced apart from the outer surface of the membrane, A retainer ring for restricting the disengagement of the substrate;
And a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus.
제18항에 있어서,
상기 세정액 잔류부는 상기 멤브레인의 외측면과 상기 리테이너 링 몸체의 내면의 사이에 형성된 간극을 부분적으로 막도록 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
19. The method of claim 18,
Wherein the cleaning liquid retaining portion is formed to partially cover the gap formed between the outer surface of the membrane and the inner surface of the retainer ring body.
제19항에 있어서,
상기 멤브레인의 외측면과 상기 세정액 잔류부의 사이에는, 상기 간극보다 좁은 폭을 가지며, 상기 세정액이 배출되는 세정액 배출유로가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
20. The method of claim 19,
And a cleaning liquid discharge passage for discharging the cleaning liquid is formed between the outer surface of the membrane and the remaining portion of the cleaning liquid, the narrowing width being narrower than the gap.
제18항에 있어서,
상기 세정액 잔류부는 상기 리테이너 링 몸체의 내면에 돌출 형성되는 가이드돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
19. The method of claim 18,
Wherein the cleaning liquid retaining portion includes a guide protrusion protruding from the inner surface of the retainer ring body.
제21항에 있어서,
상기 안내돌기는 상기 리테이너 링 몸체의 내면에 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
22. The method of claim 21,
Wherein the guide protrusion is formed in a ring shape on the inner surface of the retainer ring body.
제22항에 있어서,
상기 안내돌기는 상기 리테이너 링 몸체의 내면에 상하 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
23. The method of claim 22,
Wherein the guide protrusions are formed on the inner surface of the retainer ring body so as to be spaced apart from each other along the vertical direction.
제21항에 있어서,
상기 안내돌기는 상기 리테이너 링 몸체의 내면을 따라 스파이럴(spiral) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
22. The method of claim 21,
Wherein the guide protrusion is formed in a spiral shape along the inner surface of the retainer ring body.
제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정액 공급부는 상기 세정액 잔류부의 상부에 배치되며,
상기 세정액 공급부에서 공급된 상기 세정액은 상기 세정액 잔류부를 거친 후 상기 리테이너 링 몸체의 하부로 배출되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
25. The method according to any one of claims 18 to 24,
The cleaning liquid supply portion is disposed on the upper portion of the cleaning liquid retaining portion,
Wherein the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply portion is discharged to the lower portion of the retainer ring body after passing through the cleaning liquid retaining portion.
제25항에 있어서,
상기 세정액 공급부는,
상기 세정액이 유입되는 입구유로와;
상기 입구유로에 유입된 상기 세정액을 상기 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급하는 출구유로를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
26. The method of claim 25,
The cleaning liquid supply unit includes:
An inlet channel through which the cleaning liquid flows;
An outlet passage for supplying the cleaning liquid introduced into the inlet passage to the inner surface of the retainer ring body;
And a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus.
제26항에 있어서,
상기 입구유로는 상기 리테이너 링 몸체의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
27. The method of claim 26,
Wherein the inlet channel is formed on an upper surface of the retainer ring body.
제26항에 있어서,
상기 입구유로는 상기 리테이너 링 몸체의 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
27. The method of claim 26,
Wherein the inlet channel is formed on a side surface of the retainer ring body.
제26항에 있어서,
상기 출구유로는 상기 입구유로보다 작은 단면적을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
27. The method of claim 26,
Wherein the outlet flow path is formed to have a smaller cross sectional area than the inlet flow path.
제26항에 있어서,
상기 출구유로의 출구단에 형성되는 세정액 수용챔버를 더 포함하고,
상기 세정액은 상기 세정액 수용챔버를 거친 후 상기 리테이너 링 몸체의 내면으로 공급되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
27. The method of claim 26,
And a cleaning liquid accommodating chamber formed at an outlet end of the outlet passage,
Wherein the cleaning liquid is supplied to the inner surface of the retainer ring body after passing through the cleaning liquid accommodating chamber.
제26항에 있어서,
상기 입구유로는 상기 리테이너 링 몸체의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
27. The method of claim 26,
Wherein a plurality of the inlet channels are formed so as to be spaced apart along the circumferential direction of the retainer ring body.
제31항에 있어서,
상기 출구유로의 각 단면적을 합한 총단면적은 상기 세정액 잔류부를 거친 상기 세정액이 배출되는 세정액 배출유로의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
32. The method of claim 31,
Sectional area of the exit flow path is greater than the cross-sectional area of the cleaning liquid discharge path through which the cleaning liquid passed through the cleaning liquid residual portion is discharged.
화학 기계적 연마 공정 중에 기판을 연마 패드에 가압하는 캐리어 헤드로서,
캐리어 헤드 본체와;
상기 캐리어 헤드 본체의 저면에 장착되며, 상기 기판을 상기 연마 패드에 가압하는 멤브레인과;
상기 멤브레인의 외측면에 간극을 두고 이격되게 배치되며, 상기 기판의 이탈을 구속하는 리테이너 링과;
상기 간극으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부와;
상기 멤브레인의 외측면에 형성되며, 상기 간극에서 상기 세정액을 일시적으로 잔류시키는 세정액 잔류부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
A carrier head for pressing a substrate against a polishing pad during a chemical mechanical polishing process,
A carrier head body;
A membrane mounted on a bottom surface of the carrier head body and pressing the substrate against the polishing pad;
A retainer ring spaced apart from the outer surface of the membrane and spaced apart from the membrane,
A cleaning liquid supply unit for supplying the cleaning liquid to the gap;
A cleaning liquid retaining portion formed on an outer surface of the membrane and temporarily retaining the cleaning liquid at the gap;
And a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus.
제33항에 있어서,
상기 세정액 잔류부는 상기 간극을 부분적으로 막도록 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
34. The method of claim 33,
Wherein the cleaning liquid residue is formed to partially cover the gap.
제33항에 있어서,
상기 세정액 잔류부는 상기 멤브레인의 외측면에 돌출 형성되는 가이드돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
34. The method of claim 33,
Wherein the cleaning liquid retaining portion includes a guide protrusion protruding from the outer surface of the membrane.
제33항에 있어서,
상기 안내돌기는 상기 멤브레인의 외측면에 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
34. The method of claim 33,
Wherein the guide protrusions are formed on the outer surface of the membrane in the form of a ring.
제33항에 있어서,
상기 안내돌기는 상기 멤브레인의 외측면을 따라 스파이럴(spiral) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
34. The method of claim 33,
Wherein the guide protrusions are formed in a spiral shape along an outer surface of the membrane.
제33항에 있어서,
상기 세정액 공급부는 상기 세정액 잔류부의 상부에 배치되며,
상기 세정액 공급부에서 공급된 상기 세정액은 상기 세정액 잔류부를 거친 후 상기 간극을 따라 하부로 배출되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
34. The method of claim 33,
The cleaning liquid supply portion is disposed on the upper portion of the cleaning liquid retaining portion,
Wherein the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply unit is discharged downward along the gap after passing through the cleaning liquid retaining unit.
제38항에 있어서,
상기 세정액 공급부는,
상기 세정액이 유입되는 입구유로와;
상기 입구유로에 유입된 상기 세정액을 상기 간극으로 공급하는 출구유로를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
39. The method of claim 38,
The cleaning liquid supply unit includes:
An inlet channel through which the cleaning liquid flows;
An outlet flow path for supplying the cleaning liquid introduced into the inlet flow path to the gap;
And a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus.
제39항에 있어서,
상기 출구유로의 출구단에 형성되는 세정액 수용챔버를 더 포함하고,
상기 세정액은 상기 세정액 수용챔버를 거친 후 상기 간극으로 공급되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
40. The method of claim 39,
And a cleaning liquid accommodating chamber formed at an outlet end of the outlet passage,
Wherein the cleaning liquid is supplied to the gap after passing through the cleaning liquid accommodating chamber.
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