KR20200068561A - Carrier head for polishing apparatus and retainer assembly used therein - Google Patents

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손준호
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

The present invention relates to a carrier head for a polishing apparatus and a retainer assembly used therein. The carrier head includes: a carrier head body; a membrane mounted on the body and equipped with a bottom plate for pressing a substrate against a polishing pad; and a retainer that is placed outside the radius of the bottom plate to allow tilting displacement relative to the body, maintains close contact with the polishing pad during a polishing process, and presses the polishing pad with uniform pressing force.

Description

연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 리테이너 조립체{CARRIER HEAD FOR POLISHING APPARATUS AND RETAINER ASSEMBLY USED THEREIN}Carrier head for polishing apparatus and retainer assembly used therein {CARRIER HEAD FOR POLISHING APPARATUS AND RETAINER ASSEMBLY USED THEREIN}

본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 및 이를 구비한 캐리어 헤드에 관한 것으로, 보다 구체적으로 연마 공정 중에 리테이너의 들림 현상을 최소화하고, 기판의 이탈을 방지할 수 있는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 리테이너 및 이를 구비한 캐리어 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a retainer of a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus and a carrier head having the same, and more specifically, to minimize the lifting phenomenon of the retainer during the polishing process and to prevent the substrate from being detached. It relates to a retainer of the head and a carrier head having the same.

화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 기판 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 기판 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 기판의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.The chemical mechanical polishing (CMP) device is used for wide area flattening to remove the height difference between the cell area and the peripheral circuit area due to irregularities on the surface of the substrate generated by repeatedly performing masking, etching, and wiring processes during the semiconductor device manufacturing process, and for forming a circuit. This is a device used for precision polishing of the surface of the substrate to improve the surface roughness of the substrate due to the separation of the contact/wiring film and high integration.

이러한 CMP 장치에 있어서, 캐리어 헤드는 연마공정 전후에 기판의 연마 면이 연마패드와 마주보게 한 상태로 상기 기판을 가압하여 연마 공정을 행한다. 즉, 도1에 도시된 바와 같이, 기판(W)은 자전(11d)하는 연마 패드(11)에 캐리어 헤드(20)에 의해 하방 가압되며, 기판(W)도 캐리어 헤드(20)와 함께 자전(20d)하면서 연마 공정이 행해진다. In such a CMP apparatus, the carrier head performs a polishing process by pressing the substrate with the polishing surface of the substrate facing the polishing pad before and after the polishing process. That is, as shown in Figure 1, the substrate W is pressed downward by the carrier head 20 to the polishing pad 11 rotating (11d), the substrate W is also rotated with the carrier head 20 The polishing step is performed while (20d).

연마 공정이 진행될수록 연마 패드(11)의 상태가 저하되므로, 연마 패드(11)의 미세 돌기가 세워진 상태로 유지되도록 컨디셔너(40)는 연마 패드(11)를 하방 가압하면서 회전(40d)하고, 아암(41)을 중심으로 정해진 각도만큼 왕복하는 선회 운동을 하면서, 연마 패드(11)를 컨디셔닝한다. 한편, 기판(W)의 연마 공정은 화학적 연마공정도 병행될 수 있는데, 화학적 연마를 위해 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부(30)가 구비될 수 있다. 연마 패드(11) 상으로 공급된 슬러리는 도면부호 30d로 표시된 바와 같이 기판(W)으로 유입되어, 기판(W)의 화학적 연마를 행한다.Since the state of the polishing pad 11 decreases as the polishing process progresses, the conditioner 40 rotates (40d) while pressing the polishing pad 11 downward so that the fine protrusions of the polishing pad 11 are maintained. The polishing pad 11 is conditioned while performing a revolving movement that reciprocates a predetermined angle around the arm 41. On the other hand, the polishing process of the substrate W may be performed in parallel with a chemical polishing process, and a slurry supply unit 30 for supplying a slurry for chemical polishing may be provided. The slurry supplied onto the polishing pad 11 flows into the substrate W as indicated by reference numeral 30d to perform chemical polishing of the substrate W.

한편, 도2a에 도시된 바와 같이, 캐리어 헤드(20)는 본체(22, main body)와, 연마 공정 중에 기판(W)의 둘레에 링 형태로 형성되어 리테이너 챔버(23z)의 압력에 따라 상하 이동 가능하고 본체(22)와 함께 회전하는 리테이너(23)와, 본체(22)에 고정되어 본체(22)와의 사이 공간에 리테이너 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)를 형성하는 탄성 재질의 멤브레인(140)과, 공압 공급로(155)를 통해 리테이너 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 공기를 넣거나 빼면서 압력을 조절하는 압력 제어부(150)로 구성된다.On the other hand, as shown in Figure 2a, the carrier head 20 is formed in a ring shape around the main body 22 and the substrate W during the polishing process, depending on the pressure of the retainer chamber 23z. Resilient material that is movable and rotates with the body 22 and fixed to the body 22 to form retainer chambers C1, C2, C3, C4, C5 in a space between the body 22 It is composed of a membrane 140 and a pressure control unit 150 that regulates the pressure while introducing or removing air into the retainer chambers C1, C2, C3, C4, and C5 through the pneumatic supply path 155.

탄성 재질의 멤브레인(140)은 기판을 가압하는 평탄한 바닥판(141)의 가장자리 끝단에 측면(142)이 상방으로 연장 형성된다. 멤브레인(140)의 중심으로부터 측면의 사이에는 본체(22)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 has a side 142 extending upwardly at an edge end of the flat bottom plate 141 that presses the substrate. Between the center of the membrane 140 and the side surface, a plurality of ring-shaped partition walls 143 fixed to the main body 22 are formed, and a plurality of pressure chambers C1, C2, C3, C4 based on the partition walls 143, C5) are arranged in a concentric shape.

이에 따라, 화학 기계적 연마 공정 중에 압력 제어부(150)로부터 인가되는 공압에 의하여 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 팽창하면서, 멤브레인 바닥판(141)을 통해 기판(W)의 판면을 가압한다. Accordingly, while the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 expand due to pneumatic pressure applied from the pressure control unit 150 during the chemical mechanical polishing process, the plate surface of the substrate W through the membrane bottom plate 141 Pressurize.

이와 동시에, 본체(110) 및 본체(22)와 함께 회전하는 리테이너(130)도 저면(130x)이 연마패드(11)와 접촉한 상태로 가압함으로써, 리테이너(130)에 의하여 둘러싸인 기판(W)이 캐리어 헤드(20)의 바깥으로 이탈하는 것을 방지한다.At the same time, the retainer 130 rotating together with the main body 110 and the main body 22 also presses in a state where the bottom surface 130x is in contact with the polishing pad 11, so that the substrate W surrounded by the retainer 130 The carrier head 20 is prevented from falling outside.

상기와 같이 구성된 연마 장치(9)에서의 캐리어 헤드(20)는 기판(W)을 하측에 위치시킨 상태에서 자전(20d)하고, 동시에 회전(11d)하는 연마 패드(11)와 접촉한 상태를 유지하므로, 연마 공정 중에 캐리어 헤드(20)에는 항상 큰 마찰력(F)이 작용한다. The carrier head 20 in the polishing device 9 configured as described above rotates in the state where the substrate W is positioned at the lower side, and rotates (11d) at the same time, and in contact with the polishing pad 11 that rotates (11d). Since it is maintained, a large frictional force F always acts on the carrier head 20 during the polishing process.

다시 말하면, 기판(W)의 연마 공정 중에는 기판(W)이 자전과 동시에 공전을 하면서 고속으로 회전함에 따라, 기판(W)과 캐리어 헤드(20)에 큰 마찰력(F)이 작용하는 상태가 된다. 이에 따라 캐리어 헤드(20)는 연마 패드(11)에 대하여 자세가 기울어지면서, 도2b에 도시된 바와 같이, 리테이너(23)의 저면(23s)이 전부 연마 패드(11)에 밀착한 상태를 유지하지 못하고 도면부호 'LT'로 표시된 바와 같이 본체(22)와 함께 기울어지는 변위(23y)가 전체적으로 발생되면서, 리테이너(23)의 저면이 연마 패드(11)에 균일하게 밀착되지 않은 상태가 된다.In other words, during the polishing process of the substrate W, as the substrate W rotates at a high speed while rotating simultaneously with rotation, a large friction force F acts on the substrate W and the carrier head 20. . Accordingly, while the carrier head 20 is inclined with respect to the polishing pad 11, as shown in FIG. 2B, the bottom 23s of the retainer 23 is kept in close contact with the polishing pad 11 However, the displacement 23y inclined with the main body 22 as a whole is generated as shown by the reference numeral'LT', and the bottom surface of the retainer 23 is not in uniform contact with the polishing pad 11.

즉, 도2b에 과장되게 도시된 바와 같이, 리테이너(23a)의 저면(23s)이 완전히 연마 패드(11)로부터 분리된 상태가 될 수도 있다. 이 뿐만 아니라, 리테이너(23a)의 저면(23s)이 완전히 연마 패드(11)와 분리되지 않은 상태가 되더라도, 하측 리테이너(23a)의 내측 부분의 저면은 충분한 가압력으로 연마 패드(11)와 접촉한 상태이지만, 하측 리테이너(23a)의 외측 부분의 저면은 낮은 가압력으로 살짝 접촉한 상태가 되어, 리테이너(23a)의 저면(23s)에 불균일한 가압력 편차가 발생되면서, 리테이너 저면(23s)이 연마 패드(11)에 균일한 가압력으로 밀착되지 못한 상태가 된다. That is, as shown exaggeratedly in FIG. 2B, the bottom surface 23s of the retainer 23a may be completely separated from the polishing pad 11. In addition, even if the bottom surface 23s of the retainer 23a is not completely separated from the polishing pad 11, the bottom surface of the inner portion of the lower retainer 23a contacts the polishing pad 11 with sufficient pressing force. Although in the state, the bottom surface of the outer portion of the lower retainer 23a is in a slightly contacted state with a low pressing force, and an uneven pressing force deviation occurs on the bottom surface 23s of the retainer 23a, while the retainer bottom surface 23s is a polishing pad. (11) is in a state of not being in close contact with a uniform pressing force.

이와 같은 가압력 편차는 캐리어 헤드의 들뜬 위치와, 캐리어 헤드의 중심부를 기준으로 들뜬 위치로부터 원주 방향으로 180도 이격된 위치 간에 더욱더 커진다. 즉, 리테이너(23a)의 저면에 의해 연마 패드를 가압하는 가압력 편차가 원주 방향을 따라 불균일해지는 문제가 야기된다. The deviation of the pressing force becomes even greater between the excited position of the carrier head and the position spaced 180 degrees circumferentially from the excited position with respect to the center of the carrier head. That is, a problem arises in that the bias of the pressing force pressing the polishing pad by the bottom surface of the retainer 23a becomes non-uniform along the circumferential direction.

한편, 기판(W)은 고속 회전에 따른 원심력에 의해 캐리어 헤드(20)의 하측으로부터 바깥으로 이탈되게 하는 힘이 지속적으로 작용하는데, 하측 리테이너(23a)의 저면(23s)이 균일한 가압력으로 연마 패드(11)와 밀착된 상태를 유지하지 못하므로, 연마 공정 중에 기판(W)이 캐리어 헤드(20)의 바깥으로 이탈하는 슬립 아웃(slip-out)의 발생 가능성이 높아진다. On the other hand, the substrate (W) is a force to continuously move away from the lower side of the carrier head 20 by the centrifugal force according to the high-speed rotation, the lower surface of the lower retainer (23a) (23s) is polished with a uniform pressing force Since the pad 11 cannot be kept in close contact, the possibility of slip-out in which the substrate W deviates from the carrier head 20 increases during the polishing process.

이와 같이, 기판(W)의 연마 공정 중에 기판(W)의 이탈(slip-out) 현상을 최소화하기 위해서는 리테이너(130)의 들림(LT) 현상을 최소화하는 것이 필요하다. 그러나, 종래의 리테이너(23)는 캐리어 헤드(20)의 본체(22)에 결합된 금속 재질의 상측 리테이너(23a)와, 그 하부에 소모품으로 교체되는 수지 재질의 하측 리테이너(23b)로 형성되어 있으므로, 리테이너 챔버(23z)에서 상하 방향으로 이동 가능하게 형성되더라도, 리테이너 챔버(23z)의 정해진 압력 상태에서 리테이너(23)의 저면(23s)이 캐리어 헤드(20)의 기울어짐 변위에 추종하여 틸팅되는 변위가 발생될 수 없었다. As such, in order to minimize the slip-out phenomenon of the substrate W during the polishing process of the substrate W, it is necessary to minimize the lift (LT) phenomenon of the retainer 130. However, the conventional retainer 23 is formed of an upper retainer 23a made of a metal material coupled to the main body 22 of the carrier head 20, and a lower retainer 23b made of a resin material that is replaced with consumables at the lower part thereof. Therefore, even though the retainer chamber 23z is formed to be movable in the vertical direction, the bottom 23s of the retainer 23 is tilted following the tilt displacement of the carrier head 20 at a predetermined pressure state of the retainer chamber 23z. Displacement could not be generated.

한편, 하측 리테이너(23a)의 재질을 압축 변형이 가능한 재질을 적용하는 방안이 모색되었지만, 강성이 큰 금속 재질의 상측 리테이너(23b)에 구속되어, 강성이 큰 상측 리테이너(23b)가 하측 리테이너(23a)를 하방으로 눌러 하측 리테이너(23a)의 자체 변형에 의해서만 캐리어 헤드(20)의 기울어지는 변위에 추종해야 하는 한계가 있었다. 이에 따라, 연마 공정 중에 캐리어 헤드(20)의 기울어짐 변위가 발생되면, 리테이너(23)의 저면(23s)이 연마 패드(11)에 균일하게 밀착된 상태를 유지하지 못하는 문제가 야기되었다. On the other hand, although a method of applying a material capable of compressive deformation of the material of the lower retainer 23a has been sought, the upper retainer 23b having a high rigidity is constrained by the upper retainer 23b of a high rigidity metal material, and the lower retainer 23b has a lower retainer ( There was a limit to follow the inclined displacement of the carrier head 20 only by deforming the lower retainer 23a by pressing 23a) downward. Accordingly, when a tilt displacement of the carrier head 20 occurs during the polishing process, a problem in that the bottom surface 23s of the retainer 23 does not maintain a uniform contact with the polishing pad 11 has been caused.

이에 따라, 연마 공정 중에 캐리어 헤드(20)의 기울어짐 변위가 발생되면, 상측 리테이너(23b)도 함께 기울어짐 변위가 발생되며, 이에 따라 하측 리테이너(23a)도 이에 따라 들려 올라가 연마 패드(11)와 이격되거나, 연마 패드(11)와 이격되지 않더라도 하측 리테이너(23a)의 내,외측 저면(23s)에서 서로 다른 가압력 분포로 되면서, 기판의 슬립 아웃 현상이 발생되는 가능성이 커지는 문제를 안고 있었다.Accordingly, when a tilt displacement of the carrier head 20 occurs during the polishing process, the upper retainer 23b also generates a tilt displacement, and accordingly the lower retainer 23a is also lifted up accordingly and the polishing pad 11 With or without separation from the polishing pad 11, there was a problem in that the possibility of slip-out phenomenon of the substrate increased as the pressure distribution was different at the inner and outer bottoms 23s of the lower retainer 23a.

이로 인하여, 하측 리테이너(23a)의 가압력 분포가 원주 방향을 따라 불균일해짐에 따라, 리테이너(23)에 의해 눌린 연마 패드(11)의 리바운드 현상이 불균일하게 일어나, 기판의 가장자리 부분에서의 연마량이 불균일해져 연마 품질에 악영향을 미치는 문제가 야기되었다. Due to this, as the distribution of the pressing force of the lower retainer 23a becomes non-uniform along the circumferential direction, the rebound phenomenon of the polishing pad 11 pressed by the retainer 23 occurs non-uniformly, and the amount of polishing at the edge portion of the substrate is non-uniform. The problem was caused by adversely affecting the polishing quality.

따라서, 리테이너의 들림 현상을 제거하여 기판의 이탈을 최소화하고, 리테이너에 의해 눌리는 연마 패드의 리바운드 양을 균일하게 유지하여 기판의 가장자리 연마품질을 높이기 위한 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.Therefore, there is an urgent need for a method for improving the edge polishing quality of the substrate by minimizing the separation of the substrate by removing the retaining phenomenon of the retainer and uniformly maintaining the rebound amount of the polishing pad pressed by the retainer.

본 발명은 연마 공정 중에 리테이너의 들리는 변위의 발생을 억제하고 리테이너의 저면이 연마 패드와 균일한 가압력으로 항상 밀착되게 함으로써, 기판이 캐리어 헤드의 바깥으로 이탈하는 슬립 아웃 현상을 근본적으로 방지하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to prevent the occurrence of a displacement of the retainer during the polishing process and to keep the bottom surface of the retainer in constant contact with the polishing pad at a uniform pressing force, thereby fundamentally preventing a slip-out phenomenon in which the substrate leaves the carrier head. Is done.

특히, 본 발명은 리테이너의 틸팅 변위를 유연하게 허용하면서 리테이너의 바로 위에 위치한 리테이너 챔버의 가압력으로 리테이너를 하방 가압하여, 캐리어 헤드의 기울어짐 변위에도 들리는 변위가 발생되지 않으며 리테이너의 저면이 연마 패드를 가압하는 가압력이 전체 표면에 걸쳐 균일하게 유지하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention presses the retainer downward with the pressing force of the retainer chamber located directly above the retainer while flexibly allowing the tilting displacement of the retainer, so that no audible displacement occurs even when the carrier head is tilted and the bottom of the retainer is used for polishing pads. The aim is to keep the pressing force to be pressed uniformly over the entire surface.

또한, 본 발명은, 리테이너에 눌린 연마패드의 리바운드 양을 원주 방향에 대해서도 균일하게 조절하여 기판 가장자리의 연마 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to improve the polishing quality of the edge of the substrate by uniformly adjusting the amount of rebound of the polishing pad pressed against the retainer even in the circumferential direction.

이를 통해, 본 발명은 연마 공정의 신뢰성과 기판 가장자리의 연마 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.Through this, the present invention aims to improve the reliability of the polishing process and the polishing quality of the edges of the substrate.

또한, 본 발명은 리테이너의 교체 효율과 조립성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to improve the replacement efficiency and assembly properties of the retainer.

또한, 본 발명은 리테이너의 교체 공정을 간소화하고, 교체 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to simplify the replacement process of the retainer and to shorten the time required for the replacement process.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 캐리어 헤드의 본체와, 상기 본체에 탑재되어 상기 기판을 상기 연마패드에 가압하는 바닥판이 구비된 멤브레인과, 상기 본체에 대한 틸팅 변위가 허용되도록 상기 바닥판의 반경 외측에 배치되고 연마 공정 중에 상기 연마 패드에 밀착된 상태를 유지하는 리테이너를; 포함하여, 연마 공정 중에 기판의 이탈을 신뢰성있게 구속하는 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 리테이너 조립체를 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above-described objects of the present invention, the main body of the carrier head, a membrane provided with a bottom plate mounted on the main body to press the substrate against the polishing pad, and for the main body A retainer disposed outside the radius of the bottom plate to allow tilting displacement and maintaining a close contact with the polishing pad during a polishing process; Including, it provides a carrier head and a retainer assembly used therein to reliably restrain the separation of the substrate during the polishing process.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 연마 공정 중에 리테이너의 들림 현상을 근본적으로 배제하고, 리테이너의 저면이 연마 패드를 가압하는 불균일성을 제거하여, 연마 공정 중에 기판이 캐리어 헤드의 바깥으로 이탈하는 것을 근본적으로 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the lifting phenomenon of the retainer is fundamentally excluded during the polishing process, and the non-uniformity of the bottom surface of the retainer pressing the polishing pad is eliminated, thereby fundamentally leaving the substrate out of the carrier head during the polishing process. It is possible to obtain an advantageous effect of preventing.

특히, 본 발명에 따르면, 리테이너가 바로 상측에 위치한 리테이너 챔버의 리테이너 막에 고정되고, 바로 상측에 위치한 리테이너 챔버로부터 하방 가압력을 전달 받음에 따라, 캐리어 헤드의 기울어짐 변위에도 리테이너가 스스로 틸팅되는 진보된 짐벌 효과에 의해 리테이너의 저면이 연마 패드에 항상 전부 밀착되고 균일한 가압력으로 연마 패드를 가압하는 상태를 유지하는 효과를 얻을 수 있다. In particular, according to the present invention, as the retainer is fixed to the retainer membrane of the retainer chamber located directly above, and receives downward pressing force from the retainer chamber located immediately above, the retainer tilts itself despite the tilting displacement of the carrier head. By the gimbal effect, it is possible to obtain an effect of maintaining the state in which the bottom surface of the retainer is always in full contact with the polishing pad and the polishing pad is pressed with a uniform pressing force.

이와 함께, 본 발명에 따르면, 리테이너가 금속 재료와 결합된 형태로 형성되지 아니하고, 강재 등의 금속에 비하여 낮은 휨 강성을 갖는 재질로만 형성됨으로써, 리테이너의 틸팅 변위에 더하여 휨 변형이 쉽게 이루어지면서, 캐리어 헤드의 기울어짐 변위에 대해 리테이너의 저면이 연마 패드에 균일한 힘으로 가압하면서 밀착된 상태를 유지하는 효과를 얻을 수 있다.Along with this, according to the present invention, the retainer is not formed in a form combined with a metal material, and is formed only of a material having a low bending stiffness compared to metals such as steel materials, so that bending deformation is easily performed in addition to the tilting displacement of the retainer, It is possible to obtain an effect of maintaining a close state while the bottom surface of the retainer is pressed against the polishing pad with a uniform force against the tilt displacement of the carrier head.

무엇보다도, 본 발명은, 리테이너가 연마 패드를 전체적으로 균일하게 가압함에 따라, 리테이너에 눌린 연마패드가 원주 방향 전체에 걸쳐 균일해져 기판 가장자리의 연마 프로파일에 미치는 영향을 균일하게 함으로써 기판의 연마 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. Above all, the present invention improves the polishing quality of the substrate by uniformly affecting the polishing profile at the edge of the substrate by uniformly pressing the polishing pad pressed against the retainer as the retainer presses the polishing pad uniformly throughout the circumferential direction. The effect can be obtained.

이를 통해, 본 발명은 연마 공정 중에 기판이 캐리어 헤드의 바깥으로 이탈하는 슬립 아웃 현상을 신뢰성있게 억제하여 연마 공정의 안정성과 신뢰성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.Through this, the present invention can obtain an effect of improving the stability and reliability of the polishing process by reliably suppressing the slip-out phenomenon in which the substrate leaves the carrier head during the polishing process.

또한, 본 발명에 따르면 리테이너의 가공성 및 조립성을 향상시키고, 연마패드에 대한 리테이너의 밀착도를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect of improving the processability and assembling property of the retainer and increasing the degree of adhesion of the retainer to the polishing pad.

또한, 본 발명에 따르면 리테이너의 교체 공정을 간소화하고, 교체 공정에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect of simplifying the replacement process of the retainer and shortening the time required for the replacement process.

도1은 종래의 연마 장치의 구성을 도시한 평면도,
도2a는 도1의 캐리어 헤드의 반단면도,
도2b는 도2a의 'A'부분의 확대도로서 캐리어 헤드의 기울어짐 변위에 따라 함께 기울어짐 변위가 발생되는 형상을 도시한 도면,
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 캐리어 헤드의 반단면도,
도4는 도3의 'B'부분의 확대도,
도5a는 도3의 저면도,
도5b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 캐리어 헤드의 저면도,
도6은 도3의 'B'부분으로서 리테이너 막과 리테이너의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면,
도7은 본 발명의 다른 실시 형태로서 리테이너의 구속부를 설명하기 위한 도면,
도8은 도3의 리테이너 조립체의 구성을 도시한 반단면도,
도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 캐리어 헤드로서, 도3의 'B'부분에 대응하는 부분의 확대도,
도10은 도9의 리테이너 조립체의 구성을 도시한 횡단면도,
도11은 도9의 캐리어 헤드의 저면도,
도12는 본 발명의 제3실시예에 따른 캐리어 헤드로서, 도3의 'B'부분에 대응하는 부분의 확대도,
도13은 도12의 리테이너 조립체의 구성을 도시한 횡단면도,
도14는 본 발명의 제3실시예에 따른 캐리어 헤드로서, 도2a의 'A'부분에 대응하는 부분의 확대도,
도15는 도14의 작용 원리를 설명하기 위한 압축 강성에 관한 모식도이다. 1 is a plan view showing the configuration of a conventional polishing apparatus,
Figure 2a is a half sectional view of the carrier head of Figure 1,
Figure 2b is an enlarged view of the'A' portion of Figure 2a is a view showing a shape in which the tilt displacement together with the tilt displacement of the carrier head,
Figure 3 is a half cross-sectional view of the carrier head according to the first embodiment of the present invention,
Figure 4 is an enlarged view of part'B' of Figure 3,
Figure 5a is a bottom view of Figure 3,
5B is a bottom view of a carrier head according to another embodiment of the present invention,
Figure 6 is a view for explaining the structure and operation of the retainer film and retainer as part'B' of Figure 3,
7 is a view for explaining the restraint of the retainer as another embodiment of the present invention,
Figure 8 is a half sectional view showing the configuration of the retainer assembly of Figure 3,
9 is a carrier head according to a second embodiment of the present invention, an enlarged view of a portion corresponding to the'B' portion of FIG. 3,
Figure 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the retainer assembly of Figure 9,
Figure 11 is a bottom view of the carrier head of Figure 9,
12 is a carrier head according to a third embodiment of the present invention, an enlarged view of a portion corresponding to the'B' portion of FIG. 3,
Figure 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the retainer assembly of Figure 12,
Figure 14 is a carrier head according to a third embodiment of the present invention, an enlarged view of a portion corresponding to the'A' portion of Figure 2a,
15 is a schematic diagram of compression stiffness for explaining the principle of operation of FIG.

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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in this description, the same numbers refer to substantially the same elements, and the contents described in other drawings may be cited and explained under these rules, and repeated contents that are determined or apparent to those skilled in the art may be omitted.

도3 내지 도7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 캐리어 헤드(100)는, 본체(22)와, 캐리어 헤드 본체(22)의 저면에 장착되며 기판(W)을 연마패드(11)에 가압하는 멤브레인(140)과, 멤브레인(140)의 측면(142)의 하측으로부터 반경 외측으로 연장되어 본체(22)에 고정되는 가요성 재질의 리테이너 막(145)과, 멤브레인(140)의 측면(142)의 상측으로부터 반경 외측으로 연장되어 본체(22)에 고정되는 가요성 재질의 상측 플랩(146)과, 리테이너 막(145) 상에 고정되어 기판(W)의 측면을 구속하는 리테이너(130)를 포함하여 구성된다. 3 to 7, the carrier head 100 according to the first embodiment of the present invention is mounted on the bottom surface of the main body 22 and the carrier head main body 22, and the substrate W is a polishing pad ( 11) the membrane 140 to be pressed, a retainer membrane 145 made of a flexible material that is extended radially outward from the lower side of the side surface 142 of the membrane 140 and fixed to the body 22, and the membrane 140 An upper flap 146 made of a flexible material that extends radially outward from the upper side of the side surface 142 and fixed to the main body 22, and a retainer fixed on the retainer film 145 to constrain the side surface of the substrate W It is configured to include 130.

여기서, 상측 플랩(146)과 리테이너 막(145)의 링 형태의 사이 공간은 리테이너 챔버(CR)를 밀폐되게 형성한다. 리테이너 챔버(CR)는 압력 제어부(25)로부터 공압이 공급되어 압력이 조절되며, 연마 공정 중에는 정압이 인가되어, 리테이너 막(145)에 고정된 리테이너(130)를 하방으로 가압한다. Here, the space between the upper flap 146 and the ring shape of the retainer film 145 forms the retainer chamber CR to be closed. The retainer chamber CR is supplied with pneumatic pressure from the pressure control unit 25 to adjust the pressure, and a positive pressure is applied during the polishing process to press the retainer 130 fixed to the retainer film 145 downward.

이는, 본 발명은 연마 공정 중에 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위가 발생되더라도, 리테이너(130)의 들림 현상을 방지하는 것은 물론, 리테이너(130)의 저면(130s)이 연마 패드(11)에 전부 밀착된 상태를 유지함으로써 연마 패드(11)를 가압하는 가압력을 전체적으로 균일하게 유지하여, 연마 공정 중에 기판(W)의 이탈을 방지하기 위함이다. This, the present invention, even if the tilt displacement of the carrier head 100 occurs during the polishing process, as well as to prevent the lifting phenomenon of the retainer 130, the bottom surface 130s of the retainer 130 on the polishing pad 11 This is to prevent the separation of the substrate W during the polishing process by keeping the pressing force for pressing the polishing pad 11 uniformly by maintaining the state in close contact with the whole.

즉, 기판의 연마 공정 중에 기판(W)의 이탈(slip-out) 현상을 최소화하기 위해서는 리테이너의 들림 현상을 최소화하고 리테이너에 의해 연마 패드를 가압하는 가압력의 편차가 리테이너의 저면에서 발생되지 않도록 해야 하는데, 종래에는 리테이너가 높은 강성의 상측 리테이너(23a)의 하측에 고정됨에 따라, 연마 공정 중에 리테이너가 틸팅 변위가 발생되지 못하고 동시에 그 자체의 압축 변위가 미미하므로, 연마패드(11)로부터 국부적으로 들리는 현상이 발생되거나 리테이너의 반경 내측 저면과 반경 외측 저면에서의 가압력의 편차가 발생되었다. That is, in order to minimize the slip-out phenomenon of the substrate W during the polishing process of the substrate, it is necessary to minimize the lifting phenomenon of the retainer and to prevent the deviation of the pressing force pressing the polishing pad by the retainer from occurring on the bottom surface of the retainer. However, in the related art, as the retainer is fixed to the lower side of the high rigidity upper retainer 23a, during the polishing process, the retainer does not generate a tilting displacement and at the same time its compression displacement is insignificant, so it is localized from the polishing pad 11 A lifting phenomenon occurred or a deviation in the pressing force between the inner bottom surface and the outer bottom surface of the retainer occurred.

이에 반하여, 본 발명에 따른 리테이너(130)는 유연한 리테이너 막(145)에 고정된 상태로 리테이너 챔버(CR)에 의해 하방 가압됨에 따라, 연마 공정 중에 연마 패드(11)와의 마찰에 의해 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위가 발생되더라도, 리테이너(130)는 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위에 무관하게, 유연한 리테이너 막(145)에 고정되어 있고, 리테이너 챔버(CR)로부터의 하방 가압력에 의해 리테이너(130)가 캐리어 헤드(100)의 본체(22)에 대한 틸팅 변위(88)를 스스로 발생시키는 짐벌(gimbal) 기능을 함에 따라, 리테이너(130)의 저면(130x)을 항상 연마 패드(11)에 전부 밀착된 상태로 유지한다. 이에 따라, 리테이너(130)의 저면(130x)에 작용하는 가압력 편차도 종래에 비해 현격히 줄이거나 제거할 수 있다.On the other hand, the retainer 130 according to the present invention is pressed downward by the retainer chamber CR in a state fixed to the flexible retainer film 145, and thus the carrier head (by friction with the polishing pad 11 during the polishing process) Even if a tilt displacement of 100) occurs, the retainer 130 is fixed to the flexible retainer membrane 145 regardless of the tilt displacement of the carrier head 100, and is subject to a downward pressing force from the retainer chamber CR. As the retainer 130 functions as a gimbal that generates the tilting displacement 88 relative to the body 22 of the carrier head 100 by itself, the bottom surface 130x of the retainer 130 is always polished pad 11 ). Accordingly, the deviation of the pressing force acting on the bottom surface 130x of the retainer 130 can also be significantly reduced or eliminated compared to the prior art.

즉, 본 발명은 기판(W)의 이탈을 구속하는 리테이너(130)가 리테이너 챔버(CR)를 형성하는 리테이너 막(145)에 유동 가능하게 결합되는 구성에 의하여, 리테이너(130)에 틸팅 변위를 자유롭게 발생시키는 플렉시블한 특성을 부여할 수 있으므로, 리테이너(130)의 바닥 표면이 연마 패드를 누르는 불균일성을 제거하여, 기판(W)의 이탈을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, according to the present invention, a tilting displacement is applied to the retainer 130 by a structure in which the retainer 130 for restraining the separation of the substrate W is movably coupled to the retainer film 145 forming the retainer chamber CR. Since it is possible to impart flexible characteristics that are freely generated, it is possible to obtain an advantageous effect of minimizing the separation of the substrate W by removing the non-uniformity of the bottom surface of the retainer 130 pressing the polishing pad.

이 뿐만 아니라, 상기와 같이, 리테이너(130)의 저면 전체가 항상 연마 패드(11)에 밀착된 상태로 가압되므로, 리테이너(130)의 원주 방향 전체에 걸쳐 연마 패드(11)를 가압하는 가압력의 분포를 균일하게 유지된다. 이에 따라, 리테이너(130)가 하방 가압함에 따라 그 주변으로 되튀어오르는 연마 패드(11)의 리바운드 돌출양은 원주 방향을 따라 균일해지므로, 연마 패드(11)의 리바운드 현상으로 인해 기판의 가장자리 연마에 미치는 영향이 기판의 원주 방향 전체에 대해 균일해지고, 이에 의해 기판(W)의 가장자리 부분의 연마 품질을 보다 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.In addition, as described above, since the entire bottom surface of the retainer 130 is always pressed in close contact with the polishing pad 11, the pressing force for pressing the polishing pad 11 over the entire circumferential direction of the retainer 130 The distribution remains uniform. Accordingly, as the retainer 130 presses downward, the amount of rebound protrusion of the polishing pad 11 that bounces around it becomes uniform along the circumferential direction, so that the edge of the substrate is polished due to the rebound phenomenon of the polishing pad 11. The influence on the substrate becomes uniform with respect to the entire circumferential direction of the substrate, whereby an effect of further improving the polishing quality of the edge portion of the substrate W can be obtained.

참고로, 캐리어 헤드(100)는 거치대(미도시)로부터 기판(W)을 로딩 받은 후, 연마 정반(미도시) 상에 제공되는 연마패드(11) 상면에 슬러리가 공급되는 상태에서 기판(W)을 가압하여 화학 기계적 연마 공정을 수행하도록 제공되며, 연마패드(11) 및 슬러리를 이용한 화학 기계적 연마 공정이 끝난 후에는 기판(W)을 세정 장치로 이송한다.For reference, after the carrier head 100 is loaded with the substrate W from the cradle (not shown), the substrate W in a state in which slurry is supplied to the top surface of the polishing pad 11 provided on the polishing platen (not shown) ) Is provided to perform the chemical mechanical polishing process, and after the chemical mechanical polishing process using the polishing pad 11 and the slurry is finished, the substrate W is transferred to the cleaning device.

본 발명에서 기판(W)이라 함은 연마패드(11) 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 기판이 사용될 수 있다.In the present invention, the substrate W may be understood as a polishing object that can be polished on the polishing pad 11, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristics of the substrate W. For example, a substrate may be used as the substrate W.

보다 구체적으로, 도면에 도시된 캐리어 헤드(100)의 본체(22)는, 구동 샤프트(미도시)와 연결되어 회전 구동력을 전달받아 회전하는 상측 본체와, 상측 본체와 연결되어 함께 회전하는 하측 본체로 이루어진다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 상측 본체와 하측 본체가 하나의 몸체로 형성될 수도 있다. More specifically, the main body 22 of the carrier head 100 shown in the drawing is connected to a drive shaft (not shown) and receives a rotational driving force to rotate the upper body, and the lower body connected to the upper body to rotate together. Is made of However, the present invention is not limited to this, and the upper body and the lower body may be formed as one body.

본 발명은, 도8에 도시된 바와 같이, 연마 공정 중에 기판(W)을 가압하는 멤브레인(140)과, 기판(W)의 이탈을 억제하는 리테이너(130)가 결합된 리테이너 조립체(1)를 캐리어 헤드(100)에 구비한다.The present invention, as shown in Figure 8, the retainer assembly (1) is combined with a membrane 140 for pressing the substrate (W) during the polishing process, and a retainer (130) for suppressing the separation of the substrate (W) It is provided in the carrier head 100.

상기 멤브레인(140)은 캐리어 헤드(100)의 본체(22)에 탑재되어 기판(W)을 연마패드(22)에 가압하는 것으로, 연마 공정 중에 기판(W)을 밀착시킨 상태로 가압하는 가압면을 형성하는 바닥판(141)과, 바닥판(141)의 가장자리로부터 상측으로 연장 형성된 측면(142)과, 바닥판(141)의 중심으로부터 폐단면으로 다수 형성된 격벽(143)과, 측면(142)의 상단부로부터 연장되어 본체(22)에 결합되는 플랩들과, 측면(142)의 하단부로부터 반경 외측으로 연장된 리테이너 막(145)로 형성된다. The membrane 140 is mounted on the main body 22 of the carrier head 100 to press the substrate W against the polishing pad 22, and pressurizes the surface of the substrate W in close contact during the polishing process. Forming a bottom plate 141, a side surface 142 extending upward from the edge of the bottom plate 141, a partition wall 143 formed in a closed cross-section from the center of the bottom plate 141, the side surface 142 ) Is formed of flaps that extend from the upper end of the body and are coupled to the body 22, and a retainer film 145 that extends radially outward from the lower end of the side 142.

여기서, 측면(142)의 상부로부터 연장된 플랩들은 모두 반경 내측으로 연장되어 본체(22)에 결합될 수도 있으며, 도3에 도시된 바와 같이, 상부 플랩(146)은 반경 외측으로 연장되어 본체(22)의 내측면(22i)와 결합될 수도 있다. 도면에 도시된 실시예에서는, 리테이너 막(145)과 상부 플랩(146)은 반경 외측으로 연장되어 본체(22)의 내측면(22i)에 결합되므로, 리테이너 막(145)과 상부 플랩(146)과 본체(22)의 일부로 둘러싸인 링 형태의 공간이 리테이너 챔버(CR)를 형성한다. Here, all of the flaps extending from the upper portion of the side surface 142 may extend radially inward and be coupled to the main body 22. It may be combined with the inner surface 22i of 22). In the embodiment shown in the figure, the retainer film 145 and the upper flap 146 extend radially outwardly and are coupled to the inner surface 22i of the body 22, so the retainer film 145 and the upper flap 146 And a ring-shaped space surrounded by a part of the body 22 forms a retainer chamber (CR).

멤브레인(140)은 측면(142)의 상부의 플랩들과 격벽(143)의 끝단이 본체(22)에 결합되어 본체(22)의 하측에 설치되며, 이에 따라 격벽(143)을 기준으로 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 바닥판(141)의 상측에 형성된다. 그리고, 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)와 리테이너 챔버(CR)는 압력 제어부(25)로부터 정압 또는 부압의 공압을 독립적으로 공급받는다. 이에 따라, 다수의 압력 챔버(C1~C5)는 연마 공정 중에 기판(W)을 하방 가압하고, 리테이너 챔버(CR)는 리테이너(130)를 하방 가압하는 역할을 한다. The membrane 140 has flaps on the upper side of the side surface 142 and ends of the partition wall 143 coupled to the main body 22 and installed on the lower side of the main body 22. Accordingly, a plurality of membranes based on the partition wall 143 Pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 are formed above the bottom plate 141. In addition, the plurality of pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 and the retainer chamber CR are independently supplied with positive or negative air pressure from the pressure control unit 25. Accordingly, the plurality of pressure chambers C1 to C5 press the substrate W downward during the polishing process, and the retainer chamber CR serves to press the retainer 130 downward.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 다수의 압력 챔버(C1~C5)에는 각각 압력을 측정하기 위한 압력센서가 제공되어, 압력 센서의 측정값을 기초로 압력 제어부(150)로부터 제어된 공압이 각 압력 챔버(C1~C5)에 공급되어, 압력 챔버(C1~C5)의 압력은 개별적으로 조절될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a plurality of pressure chambers C1 to C5 are provided with pressure sensors for measuring pressure, respectively, and the air pressure controlled by the pressure control unit 150 based on the measured values of the pressure sensors is provided. It is supplied to the pressure chamber (C1 ~ C5), the pressure of the pressure chamber (C1 ~ C5) can be adjusted individually.

멤브레인(140)은 전체적으로 신축 가능하고 휨 변형이 원활히 발생되는 가요성 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 폴리우레탄 계열로 형성될 수 있다. 도면에는 가요성 재질로 멤브레인이 형성된 구성이 예시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 멤브레인의 측면(142)에 단단한 재질이 결합될 수도 있다. The membrane 140 may be formed of a flexible material that is entirely stretchable and flexibly deforms, and may be formed of, for example, a polyurethane-based material. In the drawings, a configuration in which a membrane is formed of a flexible material is illustrated, but according to another embodiment of the present invention, a rigid material may be coupled to the side surface 142 of the membrane.

캐리어 헤드(100)의 본체(22)에 측면(142)에 장착되며, 기판(W)을 연마패드(11)에 가압하도록 구성된다. It is mounted on the side surface 142 on the body 22 of the carrier head 100, and is configured to press the substrate W against the polishing pad 11.

상기 리테이너(130)는, 연마 공정 중에 기판(W)의 반경 외측에 배치되고 연마 공정 중에 연마 패드(11)에 밀착된 상태를 유지하기 위한 것으로, 멤브레인(140)의 측면(142)의 하측 부분으로부터 반경 외측으로 연장된 가요성 재질의 리테이너 막(145)에 결합되어 틸팅 변위(88)가 유연하게 허용된다. 이 때, 연마 공정 중에 리테이너 챔버(CR)는 정압 상태로 유지되어, 그 하측에 위치한 리테이너(130)를 하방 가압한다. 이에 따라, 리테이너(130)의 저면(130x)은 연마 패드(11)와 전부 밀착 접촉된 상태로 유지되고, 리테이너 저면(130x)은 반경 내측 부분과 반경 외측 부분이 균일한 가압력으로 연마 패드와 접촉한다. 따라서, 연마 공정 중에 기판(W)에 마찰력(F)이 크게 작용하더라도, 균일한 가압력으로 전부 밀착된 상태의 리테이너(130)를 통과하지 못하므로, 캐리어 헤드(100)의 하측에 안정적으로 위치하게 된다. The retainer 130 is disposed outside the radius of the substrate W during the polishing process and is intended to maintain a state in close contact with the polishing pad 11 during the polishing process, the lower portion of the side surface 142 of the membrane 140 It is coupled to the retainer film 145 of a flexible material extending outward from the radius from which the tilting displacement 88 is flexibly permitted. At this time, during the polishing process, the retainer chamber CR is maintained in a constant pressure state, and presses the retainer 130 located below it. Accordingly, the bottom surface 130x of the retainer 130 is maintained in full contact with the polishing pad 11, and the bottom surface 130x of the retainer 130 is in contact with the polishing pad with a uniform pressing force in the inner radius portion and the outer radius portion. do. Therefore, even if the friction force F acts largely on the substrate W during the polishing process, it does not pass through the retainer 130 in a state of close contact with a uniform pressing force, so that it is stably positioned below the carrier head 100. do.

한편, 리테이너(130)가 멤브레인(140)에 유동 가능하게 결합된다는 것은, 리테이너 막(145)의 가요성(flexibility)에 의해 리테이너(130)가 자유롭게 틸팅 변위(88)가 허용될 수 있는 상태로 결합되는 구성을 의미한다. 이에 따라, 리테이너(130)는 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 자세 변화에 On the other hand, that the retainer 130 is fluidly coupled to the membrane 140 is a state in which the retainer 130 can be freely tilted and displaced 88 due to the flexibility of the retainer membrane 145. It means the structure to be combined. Accordingly, the retainer 130 changes the tilting posture of the carrier head 100.

하거나 추종하여 그 반대로 틸팅 변위(88)가 스스로 발생되는 짐벌 기능이 부여되어, 리테이너 저면이 연마패드(11)에 전부 접촉된 상태로 유지될 수 있다.Or, on the contrary, a gimbal function in which the tilting displacement 88 is generated by itself is provided, so that the bottom of the retainer can be kept in full contact with the polishing pad 11.

리테이너(130)는, 기판(W)의 둘레를 감싸도록 멤브레인(140)의 측면(142)으로부터 소정의 간극을 두고 이격되게 배치되며, 도5a에 도시된 바와 같이, 링 형태로 형성되어 리테이너 막(145)에 결합된다. 리테이너(130)의 저면에는 반경 방향을 가로지르는 홈이 요입 형성되어 슬러리가 유입되는 통로(130p)이 형성된다. 다만, 리테이너(130)의 슬러리 유입홈의 형상은 도5a에 도시된 바와 같이 원주 방향에 대하여 경사지게 형성될 수도 있으며, 반경 방향으로 관통하는 통로를 형성할 수 있는 다양한 형태로 형성되는 것을 포함한다. The retainer 130 is arranged to be spaced apart from the side surface 142 of the membrane 140 so as to surround the periphery of the substrate W, and is formed in a ring shape as shown in FIG. 145. On the bottom surface of the retainer 130, a groove transverse to the radial direction is recessed to form a passage 130p through which the slurry flows. However, the shape of the slurry inlet groove of the retainer 130 may be formed to be inclined with respect to the circumferential direction as shown in FIG. 5A, and includes being formed in various forms capable of forming a passage through the radial direction.

리테이너(130)는 연마 패드(11)와의 지속적인 마찰에 의하여 마모되는 재질로 형성되며, 리테이너 챔버(CR)의 가압력(P)에 의해 국부적으로 압축 변형이나 비틀림 변형이 발생될 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 리테이너(130)는 금속에 비하여 휨 강성이 낮은 비금속 재질로 형성되며, 바람직하게는, 피크(peek), 폴리페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide;　PPS) 중 어느 하나 이상을 포함하는 플라스틱 또는 수지 재질로 형성된다.The retainer 130 is formed of a material that is worn by continuous friction with the polishing pad 11, and is formed of a material that can locally undergo compression deformation or torsional deformation by the pressing force P of the retainer chamber CR. It is preferred. To this end, the retainer 130 is formed of a non-metallic material having a low bending stiffness compared to a metal, and preferably, a plastic containing any one or more of peaks, poly phenylene sulfide (PPS), or It is formed of a resin material.

이에 따라, 리테이너(130)는 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위가 발생되어 스스로 틸팅 변위(88) 또는 휨 변형이 생기면서, 저면의 모서리 부분에서 과도한 힘이 순간적으로 작용하더라도, 리테이너(130)의 휨 변형에 의해 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위를 수용하면서 그 저면(130x)이 연마 패드(11)와 밀착된 상태를 유지할 수 있게 된다. Accordingly, the retainer 130 is tilted displacement of the carrier head 100 is generated by the tilting displacement 88 or bending deformation itself, even if excessive force acts momentarily in the corner portion of the bottom, the retainer 130 By accepting the tilt displacement of the carrier head 100 by the bending deformation of the bottom surface (130x) it is possible to maintain a state in close contact with the polishing pad (11).

즉, 리테이너가 스텐레스 등의 금속과 함께 결합되었던 종래 구성으로부터 벗어나, 본 발명에 따른 리테이너(130)는 금속 재질에 비하여 휨 강성이 낮은 재질(예를 들어, 플라스틱 재질)로만 형성됨에 따라, 캐리어 헤드(100)의 자세와 리테이너(130)의 자세가 불일치하는 경우에도, 리테이너(130)는 후술하는 리테이너 챔버로부터의 가압력에 의해 휨 변형이 쉽게 발생되면서 그 저면이 연마 패드에 밀착된 상태로 유지하는 데 기여하는 효과를 얻을 수 있다.That is, as the retainer deviates from the conventional configuration in which the retainer is combined with a metal such as stainless steel, the retainer 130 according to the present invention is formed of only a material having a low bending rigidity (for example, a plastic material) compared to a metal material, the carrier head Even if the posture of (100) and the posture of the retainer 130 are inconsistent, the retainer 130 is easily deformed due to the pressing force from the retainer chamber, which will be described later, and its bottom surface is kept in close contact with the polishing pad. Can contribute to the effect.

리테이너(130)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 플렉시블한 특성을 가지도록 멤브레인(140)에 유동 가능하게 결합될 수 있다. 일 예로, 멤브레인(140)의 외측면에는 리테이너 막(145)이 연장 형성되고, 리테이너(130)는 리테이너 막(145) 상에 장착된다.The retainer 130 may be fluidly coupled to the membrane 140 to have flexible properties in various ways depending on the required conditions and design specifications. For example, a retainer film 145 is formed on an outer surface of the membrane 140 and the retainer 130 is mounted on the retainer film 145.

리테이너 막(145)은 멤브레인(140)과 마찬가지로 탄성 가요성 소재(예를 들어, 폴리우레탄)로 형성되며, 리테이너(130)를 리테이너 막(145)에 고정 결합하는 것에 의하여, 리테이너(130)에도 플렉시블한 특성을 부여할 수 있다.The retainer film 145 is formed of an elastic flexible material (for example, polyurethane) like the membrane 140, and is also fixed to the retainer 130 by fixing the retainer 130 to the retainer film 145. Flexible properties can be imparted.

즉, 리테이너(130)는 그 상측에 바로 리테이너 챔버(CR)가 형성되어 자유자재로 틸팅 변위가 발생될 수 있는 상태로 하방 가압되며, 동시에 강재 등의 금속에 비하여 작은 휨 강성을 갖는 재질로 형성된 구성을 구비함에 따라, 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위가 발생되면, 유연한 리테이너 막에 직접 고정된 리테이너는 그 저면이 연마 패드에 밀착되고자 하는 자세 변형이 1차로 야기되고, 이와 동시에, 리테이너(130)의 재질이 낮은 휨 강성을 갖는 재질로만 형성됨에 따라, 리테이너 챔버의 가압력에 의해 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위에 무관하게 연마 패드에 밀착된 자세로 되게 하는 휨 변형이 2차로 발생된다. That is, the retainer 130 is formed with a material having a small bending stiffness compared to a metal such as a steel material at the same time, the retainer chamber (CR) is formed directly on the upper side and is pressed downward in a state in which tilting displacement can be generated freely. With the configuration, when the tilt displacement of the carrier head 100 occurs, the retainer fixed directly to the flexible retainer film is primarily caused by posture deformation in which the bottom surface is in close contact with the polishing pad, and at the same time, the retainer ( As the material of 130) is formed only of a material having a low bending stiffness, a bending deformation is caused to be caused to be in a position in close contact with the polishing pad regardless of the tilt displacement of the carrier head 100 by the pressing force of the retainer chamber. .

이에 따라, 연마 공정 중에 캐리어 헤드(100)가 순간적으로 또는 반복적으로 기울어짐 변위가 발생되더라도, 리테이너(130)는 저면이 연마 패드에 밀착된 상태를 유지하면서도, 리테이너의 저면 전체에 걸쳐 균일한 하중으로 연마 패드를 가압하는 자세로 유지되는 효과를 얻을 수 있다. Accordingly, even if the carrier head 100 is tilted or repeatedly tilted during the polishing process, the retainer 130 maintains a state where the bottom surface is in close contact with the polishing pad, and a uniform load across the entire bottom surface of the retainer. As a result, it is possible to obtain an effect of maintaining the posture of pressing the polishing pad.

한편, 리테이너 막(145)의 상부에는 리테이너(130)에 가압력을 인가하는 리테이너 챔버(CR)가 형성된다. 일 예로, 리테이너 챔버(CR)는 리테이너(130)를 따라 리테이너 막(145)의 상부에 링 형태로 형성된다. On the other hand, a retainer chamber CR for applying a pressing force to the retainer 130 is formed on the retainer film 145. For example, the retainer chamber CR is formed in a ring shape on the top of the retainer film 145 along the retainer 130.

여기서, 리테이너 챔버(CR)에 인가되는 압력에 의하여 리테이너(130)가 상하 이동하거나, 리테이너(130)가 연마패드(11)의 표면을 가압하는 가압력이 제어된다. 이때, 리테이너 챔버(CR)의 압력 제어는 리테이너 챔버(C1~C5)의 압력을 조절하는 압력 제어부(150)에 의해 제어될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 리테이너 챔버의 압력 제어가 별도의 제어부에 의해 제어되도록 구성하는 것도 가능하다.Here, the pressure applied to the retainer chamber (CR) moves the retainer 130 up or down, or the pressing force for the retainer 130 to press the surface of the polishing pad 11 is controlled. At this time, the pressure control of the retainer chamber CR may be controlled by the pressure control unit 150 that adjusts the pressure of the retainer chambers C1 to C5. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to configure the pressure control of the retainer chamber to be controlled by a separate control unit.

보다 구체적으로, 도3을 참조하면, 리테이너 막(145)은 상부 플랩(146)과 하방으로 이격된 위치의 멤브레인 측면(142)과 일체로 반경 외측 방향으로 연장되며 캐리어 헤드 본체(22)의 내측면(22i)에 결합되며, 멤브레인(140)의 측면과 일체로 반경 외측 방향으로 연장되며 캐리어 헤드 본체(22)의 내측면(22i)에 결합되는 상부 플랩(146)과의 사이 공간에 리테이너 챔버(CR)를 형성한다. More specifically, referring to FIG. 3, the retainer film 145 extends in the radially outward direction integrally with the upper flap 146 and the membrane side 142 at a position spaced downwardly, and the inner side of the carrier head body 22. Retainer chamber in the space between the upper flap 146 coupled to the side 22i, extending radially outwardly integral with the side of the membrane 140 and coupled to the inner side 22i of the carrier head body 22 (CR).

한편, 도5a에는 리테이너 챔버(CR)가 하나의 링 형태로 형성된 구성이 예시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 원주 방향을 따라 다수로 구획된 형태의 리테이너 챔버(CR)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 멤브레인(140)의 측면(142)의 하부와 상부에서 각각 연장된 리테이너 막(145)과 상부 플랩(146)의 사이를 메우는 형태의 격벽(미도시)이 형성되고, 그 격벽이 본체(22)의 내측벽(22i)에 고정되는 것에 의해, 리테이너 챔버(CR)는 원주 방향을 따라 다수로 분할 형성될 수 있다. On the other hand, in Figure 5a, the retainer chamber (CR) is illustrated in a configuration formed in a single ring, but the present invention is not limited to this, and may be formed of a retainer chamber (CR) of a plurality of sections along the circumferential direction. have. For example, a partition wall (not shown) is formed to fill a gap between the retainer membrane 145 and the upper flap 146 extending from the lower and upper sides of the side surface 142 of the membrane 140, and the partition wall is formed. By being fixed to the inner wall 22i of the main body 22, the retainer chamber CR can be dividedly formed in a plurality along the circumferential direction.

이를 통해, 캐리어 헤드(100)에서 들리는 변위가 발생된 위치에 자세 센서(미도시)를 구비하여, 들리는 변위가 발생된 위치의 분할 리테이너 챔버(CR)에 인가하는 정압을 보다 높이는 것에 의해 리테이너(130)를 연마 패드(11)에 밀착된 상태로 보다 확실하게 유지할 수 있다. Through this, a posture sensor (not shown) is provided at a position where the displacement heard in the carrier head 100 occurs, and the retainer (by increasing the static pressure applied to the divided retainer chamber CR at the position where the heard displacement occurs) ( 130) can be more reliably maintained in a state in close contact with the polishing pad 11.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 도5b에 도시된 바와 같이, 원주 방향을 따라 다수로 분할 형성된 리테이너 챔버(CR)에 각각 분할된 세그먼트 형태의 리테이너(130S)가 장착될 수도 있다. 즉, 도5b에 도시된 바와 같이, 리테이너(130)는 제1세그먼트 리테이너(130S1), 제2세그먼트 리테이너(130S2)를 포함하여 다수의 세그먼트 리테이너(130S)로 형성되고, 각각의 세그먼트 리테이너(130S)는 분할된 리테이너 챔버에 각각 결합된다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5B, a segmented retainer 130S, which is divided into segments, may be mounted in a retainer chamber CR divided into a plurality along a circumferential direction. That is, as shown in FIG. 5B, the retainer 130 is formed of a plurality of segment retainers 130S, including a first segment retainer 130S1 and a second segment retainer 130S2, and each segment retainer 130S ) Are each coupled to a divided retainer chamber.

다시 말하면, 상기 리테이너 챔버는 원주 방향을 따라 제1분할챔버, 제2분할챔버를 포함하여 다수로 분할 형성되고, 제1분할챔버의 하측에 제1세그먼트 리테이너(130S1)가 결합 고정되고, 제2분할챔버의 하측에 제2리테이너 막에 제2세그먼트 리테이너(130S2)가 결합 고정되는 형태로 결합된다. In other words, the retainer chamber is divided into a plurality of first and second division chambers along the circumferential direction, and the first segment retainer 130S1 is fixedly coupled to the lower side of the first division chamber, and the second. The second segment retainer 130S2 is coupled to the second retainer membrane on the lower side of the dividing chamber to be coupled and fixed.

이를 통해, 각각의 세그먼트 리테이너(130S1, 130S2,...)를 하방으로 가압하는 변위와 가압력을 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 회전 변위에 따라 다르게 조절하여, 각각의 세그먼트 리테이너(130S)가 연마 공정 중에 연마 패드(11)와 밀착된 상태를 유지함으로써, 멤브레인 바닥판(141)의 하측에 위치한 기판(W)이 캐리어 헤드(100)의 바깥으로 이탈하는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.Through this, each of the segment retainers 130S1, 130S2,... is adjusted differently according to the inclined rotational displacement of the carrier head 100 to adjust the displacement and the pressing force downward, so that each segment retainer 130S is polished. By maintaining the state in close contact with the polishing pad 11 during the process, it is possible to more reliably suppress the substrate W located below the membrane bottom plate 141 from escaping out of the carrier head 100.

한편, 세그먼트 리테이너(130S)에 의하여 리테이너(130)를 형성하는 경우에에는, 세그먼트 리테이너(130)의 사이 틈새로 슬러리가 유입되는 유입 통로(130p)가 형성되므로, 리테이너(130)의 저면에 슬러리가 통과하는 통로를 별도로 가공하지 않아도 되는 이점을 얻을 수 있다. On the other hand, in the case of forming the retainer 130 by the segment retainer 130S, the inlet passage 130p through which the slurry flows into the gap between the segment retainer 130 is formed, so that the slurry on the bottom surface of the retainer 130 It is possible to obtain the advantage of not having to separately process the passage through.

무엇보다도, 리테이너 챔버(CR)는 링 형태로 분할되지 않은 형태로 형성되고, 다수의 세그먼트 리테이너(130S)가 원주 방향을 따라 이격되게 배치되는 형태로 설치될 수도 있다. First of all, the retainer chamber CR may be formed in a non-divided ring shape, and a plurality of segment retainers 130S may be installed to be spaced apart along the circumferential direction.

이와 같은 구성에서는, 캐리어 헤드(100)의 들리는 변위가 발생된 상태로 캐리어 헤드(100)가 자전하는 경우에, 들리는 변위가 발생된 위치에서의 리테이너(130)는 상방으로 들리는 변위가 순간적으로 발생되려고 하더라도, 들리는 변위가 발생된 위치에서의 리테이너 챔버(CR)의 내부 압력이 순간적으로 낮아지면서 리테이너 챔버(CR) 내부에서 들리는 변위가 발생된 위치로 몰리는 유동이 유도되면서, 들리는 변위가 발생된 위치의 리테이너 챔버(CR)의 하방 가압력이 리테이너(130)를 하방 가압하는 힘으로 작용하게 된다. In this configuration, when the carrier head 100 rotates in a state in which the lifted displacement of the carrier head 100 occurs, the retainer 130 at the position where the lifted displacement occurs occurs momentarily in the upward lifted displacement. Even if it is to be, the internal pressure of the retainer chamber CR at the position where the displacement is heard is instantaneously lowered, and the flow driven to the position where the displacement is heard inside the retainer chamber CR is induced, and the position where the displacement is generated is generated. The downward pressing force of the retainer chamber CR acts as a force for pressing the retainer 130 downward.

이를 통해, 별도의 센서를 구비하지 않더라도, 캐리어 헤드(100)의 들리는 변위가 발생된 위치에서, 리테이너 챔버(CR)의 압력 분산 효과에 의해 들리는 변위가 발생된 위치에서의 세그먼트 리테이너를 보다 큰 변위가 발생되게 하방 가압하므로, 세그먼트 리테이너(130S)는 모두 연마 패드(11)에 밀착된 상태로 유지하게 되면서, 기판(W)의 슬립 아웃 현상을 억제하는 효과를 얻을 수 있다. Through this, even if a separate sensor is not provided, a greater displacement of the segment retainer at a position where the lifted displacement of the carrier head 100 occurs at a position where the lifted displacement of the carrier head 100 occurs is generated by the pressure dispersion effect of the retainer chamber CR Since it is pressed downward to be generated, all of the segment retainers 130S are kept in close contact with the polishing pad 11, and an effect of suppressing the slip-out phenomenon of the substrate W can be obtained.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 리테이너 막(145)에는, 멤브레인(140)의 외측면에 대해 경사지게 형성되는 경사플랩부(145a)와, 경사플랩부(145a)의 단부에 수평하게 형성되는 수평플랩부(145b)과, 과도한 인장 응력이 인가되지 않은 상태로 멤브레인 측면(142)으로부터 반경 방향으로의 이동을 허용하도록 마련된 굴곡부(145e)가 형성된다. 그리고, 리테이너(130)는, 경사플랩부(145a)에 접촉되는 대향 경사면(132)이 형성되고, 수평플랩부(145b)에 접촉되는 수평면(134)이 형성된다. According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 4 to 6, the retainer membrane 145 includes an inclined flap portion 145a and an inclined flap portion formed to be inclined with respect to the outer surface of the membrane 140. A horizontal flap portion 145b formed horizontally at the end of 145a and a bent portion 145e provided to allow movement in the radial direction from the membrane side surface 142 in a state where excessive tensile stress is not applied are formed. Then, the retainer 130 is formed with an opposite inclined surface 132 contacting the inclined flap portion 145a, and a horizontal surface 134 contacting the horizontal flap portion 145b.

보다 구체적으로, 수평플랩부(145b)는 리테이너(130)의 상면에 수평하게 형성되고, 경사플랩부(145a)는 반경 외측으로 갈수록 점진적으로 높이가 높아지는 외향 경사지도록 수평플랩부(145b)의 반경 내측에 형성된다. 이에 따라, 리테이너 챔버(CR)에 정압이 인가되는 연마 공정 중에는, 리테이너(130)의 대향 경사면(132)은 리테이너 막(145)의 경사플랩부(145a)에 밀착되고, 리테이너(130)의 수평면(134)은 상기 수평플랩부(145b)에 밀착된다.More specifically, the horizontal flap portion 145b is formed horizontally on the upper surface of the retainer 130, and the inclined flap portion 145a is a radius of the horizontal flap portion 145b such that the inclined outward slope gradually increases in height toward the outside. It is formed inside. Accordingly, during the polishing process in which the static pressure is applied to the retainer chamber CR, the opposite inclined surface 132 of the retainer 130 is in close contact with the inclined flap portion 145a of the retainer film 145, and the horizontal surface of the retainer 130 134 is in close contact with the horizontal flap portion 145b.

이와 같이, 리테이너 막(145)의 경사플랩부(145a)가 리테이너(130)의 대향 경사면(132)에 밀착되고, 리테이너 막(145)의 수평플랩부(145b)가 리테이너(130)의 수평면(134)에 밀착됨에 따라, 리테이너 챔버(CR)에 정압이 공급되면, 반경 외측으로 리테이너(130)를 밀어주는 경사진 방향 성분을 갖는 힘(P2)이 작용한다. 즉, 리테이너(130)는 멤브레인 측면(142)으로부터 멀어지는 힘의 작용에 의해, 멤브레인 측면(142)과의 정해진 간격을 일정하게 유지한다.Thus, the inclined flap portion 145a of the retainer film 145 is in close contact with the opposite inclined surface 132 of the retainer 130, and the horizontal flap portion 145b of the retainer film 145 is a horizontal surface of the retainer 130 ( 134), when the static pressure is supplied to the retainer chamber CR, a force P2 having an inclined direction component that pushes the retainer 130 out of the radius acts. That is, the retainer 130 maintains a constant distance from the membrane side surface 142 by the action of a force away from the membrane side surface 142.

이와 동시에, 리테이너(130)는 수평면(134)에 의해 하향 가압력(P1)을 전달받고, 대향 경사면(132)에 인가되는 힘(P2)의 수직 방향의 성분에 의해 하방으로 가압하게 된다. 여기서, 리테이너(130)는 가요성 재질의 리테이너 막(145)에 결합되어 있으므로, 리테이너(130)의 자세는 유동적이지만, 하방 가압력에 의해 리테이너(130)의 저면(130x)이 연마 패드(11)에 밀착된 상태를 유지하려는 성질을 갖게 된다. At the same time, the retainer 130 receives the downward pressing force P1 by the horizontal surface 134 and presses it downward by the vertical component of the force P2 applied to the opposite inclined surface 132. Here, since the retainer 130 is coupled to the retainer film 145 made of a flexible material, the posture of the retainer 130 is fluid, but the bottom surface 130x of the retainer 130 is pressed by the downward pressing force to the polishing pad 11 It will have the property to keep in close contact with.

다시 말하면, 캐리어 헤드(100)의 자세가 기울어지더라도, 리테이너(130)는 틸팅 변위(88)가 자유롭게 허용된 상태에서 하방 가압력(P1, P2의 수직방향성분)에 의하여 그 저면(130x)이 연마 패드(11)에 밀착되려고 하므로, 리테이너(130)는 항상 스스로 틸팅 변위(88)가 발생되면서 저면(130x)을 연마 패드(11)에 밀착시켜 기판(W)의 이탈을 확실하게 방지하는 효과를 얻을 수 있다. In other words, even if the posture of the carrier head 100 is inclined, the retainer 130 has its bottom surface 130x by the downward pressing force (vertical component of P1, P2) while the tilting displacement 88 is freely allowed. Since it is intended to be in close contact with the polishing pad 11, the retainer 130 always has its own tilting displacement 88, and the bottom surface 130x is brought into close contact with the polishing pad 11 to reliably prevent the substrate W from leaving. Can get

즉, 탄성 가요성 소재의 리테이너 막(145)에 고정 결합된 리테이너(130)에 수직 방향의 힘(P1)만이 인가되었더라면 리테이너 막(145)의 수평 방향으로의 비틀림 변형이 발생될 수 있지만, 본 발명은, 리테이너(130)에 수직 방향의 힘(P1)과 경사진 방향의 힘(P2)을 동시에 인가함으로써, 리테이너 막(145)이 구부러지는 변형을 억제하여 리테이너(130)의 불필요한 수평 방향으로의 틀어짐 변형을 최소화할 수 있으며, 리테이너 막(145)과 리테이너(130)의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 효과를 얻을 수 있다.That is, if only the vertical force P1 was applied to the retainer 130 fixedly coupled to the retainer film 145 of the elastic flexible material, torsional deformation of the retainer film 145 in the horizontal direction may occur. The present invention, by simultaneously applying a vertical force (P1) and a force (P2) in the inclined direction to the retainer 130, to suppress the deformation of the retainer film 145 bent, unnecessary unnecessary horizontal direction of the retainer 130 It is possible to minimize the distortion deformation to the, it is possible to obtain the effect of stably maintaining the arrangement state of the retainer film 145 and the retainer 130.

참고로, 본 발명의 실시예에서는 리테이너(130)의 내주면에만 대향 경사면(132)이 형성되고, 리테이너 막(145)이 단 하나의 경사플랩부(145a)를 포함하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예(도10)에 따르면, 리테이너에 인가되는 힘의 방향을 내측면과 외측면에서 모두 경사면(245s)을 형성하도록 구성될 수도 있다. For reference, in the embodiment of the present invention, the opposite inclined surface 132 is formed only on the inner circumferential surface of the retainer 130, and the retainer film 145 is described as an example including only one inclined flap portion 145a. According to another embodiment of the present invention (FIG. 10), the direction of the force applied to the retainer may be configured to form inclined surfaces 245s on both the inner and outer surfaces.

한편, 리테이너 막(145)은 수평플랩부(145b)와 단차지게 형성되는 돌기(145c)를 포함하고, 리테이너(130)는 돌기(145c)가 수용되는 수용부(136)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 돌기(145c)는 상단에서 하단으로 갈수록 점진적으로 확장된 폭(예를 들어, 사다리꼴 단면 형태)을 갖도록 형성된다.Meanwhile, the retainer film 145 may include a horizontal flap portion 145b and a protrusion 145c formed to be stepped, and the retainer 130 may include a receiving portion 136 in which the protrusion 145c is accommodated. Preferably, the protrusion 145c is formed to have a gradually expanded width (for example, a trapezoidal cross-sectional shape) from the top to the bottom.

이와 같이, 리테이너 막(145)에 돌기(145c)를 형성하고, 리테이너(130)에 돌기(145c)가 수용되는 수용부(136)를 형성하는 것에 의하여, 리테이너 막(145)에 리테이너(130)를 단순히 끼움 방식으로 결합하더라도, 리테이너(130)를 견고하게 리테이너 막(145)에 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다. In this way, the retainer 130 is formed on the retainer film 145 by forming the protrusions 145c on the retainer film 145 and forming the receiving portion 136 in which the protrusions 145c are accommodated on the retainer 130. Even if it is simply combined by a fitting method, it is possible to keep the retainer 130 stably coupled to the retainer film 145.

이와 같이, 본 발명은 리테이너(130)가 플렉시블한 특성을 가지도록 하는 것에 의하여, 캐리어 헤드(100)의 자세 변화(예를 들어, 기울어짐)에 순응하여 리테이너(130)를 변형시킬 수 있으므로, 연마 공정 중에 리테이너(130)가 국부적으로 들리게 되는 현상을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, the present invention can deform the retainer 130 in response to a change in attitude (for example, tilt) of the carrier head 100 by making the retainer 130 flexible. It is possible to obtain an advantageous effect of minimizing the phenomenon that the retainer 130 is locally heard during the polishing process.

그리고, 리테이너(130)를 멤브레인(140)의 측면(142)의 하단부로부터 연장 형성된 리테이너 막(145)에 결합 고정시키는 것에 의하여, 멤브레인(140)과 리테이너(130)의 간격을 최소화할 수 있으므로, 기존에 멤브레인(140)과 리테이너(130)의 사이 틈새에 슬러리가 잔류하여 오염시키는 문제를 줄일 수 있다. And, by fixing the retainer 130 to the retainer membrane 145 formed from the lower end of the side surface 142 of the membrane 140, it is possible to minimize the distance between the membrane 140 and the retainer 130, Conventionally, the slurry remaining in the gap between the membrane 140 and the retainer 130 can reduce the problem of contamination.

한편, 본 발명에 따른 캐리어 헤드(100)는 기판(W)의 반경 방향을 따라 리테이너(130)의 외측에 배치되는 가드링(160)을 본체(22)의 일부로서 포함할 수 있다. 여기서 가드링(160)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 위치에 장착될 수 있다.Meanwhile, the carrier head 100 according to the present invention may include a guard ring 160 disposed on the outside of the retainer 130 along the radial direction of the substrate W as a part of the body 22. Here, the guard ring 160 may be mounted in various positions according to required conditions and design specifications.

일 예로, 가드링(160)은 캐리어 헤드 본체(22)에 일체로 결합되며, 연마 패드(11)와는 비접촉 상태로 설치된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 가드링을 캐리어 헤드 본체의 외측 또는 주변 설비에 장착하는 것도 가능하며, 가드링의 장착 위치에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For example, the guard ring 160 is integrally coupled to the carrier head body 22 and is installed in a non-contact state with the polishing pad 11. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to mount the guard ring on the outer or peripheral equipment of the carrier head body, and the present invention is not limited or limited by the mounting position of the guard ring.

바람직하게, 가드링(160)의 저면은 연마패드(11)의 상면으로부터 이격되게 배치된다. 이와 같이, 가드링(160)의 저면을 연마패드(11)의 상면으로부터 이격되게 배치하는 것에 의하여, 가드링(160)과 연마패드(11)의 접촉에 의한 연마패드(11)의 성능 및 수명 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the bottom surface of the guard ring 160 is arranged to be spaced apart from the top surface of the polishing pad 11. Thus, by arranging the bottom surface of the guard ring 160 to be spaced apart from the top surface of the polishing pad 11, the performance and life of the polishing pad 11 due to the contact between the guard ring 160 and the polishing pad 11 An advantageous effect of minimizing degradation can be obtained.

또한, 가드링(160)은 리테이너(130)의 외측면으로부터 이격되게 배치된다. 이와 같이, 가드링(160)을 리테이너(130)의 외측면으로부터 이격되게 배치하는 것에 의하여, 리테이너(130)의 변형을 허용하면서 과도한 변형은 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the guard ring 160 is spaced apart from the outer surface of the retainer 130. As described above, by arranging the guard ring 160 to be spaced apart from the outer surface of the retainer 130, an advantageous effect of suppressing excessive deformation while suppressing deformation of the retainer 130 can be obtained.

가드링(160)은 리테이너(130)의 외측에 배치되어 리테이너(130)가 반경 바깥 방향으로 밀려 이동하는 것을 제한하는 스토퍼 역할을 하여, 리테이너 막(145)에 국부적으로 큰 인장 응력이 작용하는 것을 방지한다. The guard ring 160 is disposed on the outside of the retainer 130 and serves as a stopper to limit the movement of the retainer 130 by being pushed outward in a radial direction, thereby exerting a large tensile stress acting locally on the retainer film 145 prevent.

여기서, 비정상적인 작동에 의하여 리테이너(130)가 반경 외측으로 급작스럽게 쏠리는 경우에, 리테이너(130)와 가드 링(160)의 충격이 발생되면 기판의 연마 공정에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 리테이너(130)의 반경 외측에 대향 경사면(137)이 형성되고, 이와 대향하는 가드 링(160)에도 경사 안내면(162)이 형성되어, 리테이너(130)가 급작스럽게 반경 외측 방향으로 치우치는 변위가 발생되더라도, 이들 대향 경사면(137, 162)의 맞물림에 의해 캐리어 헤드(100)의 내부에 충격을 완충시킬 수 있다. Here, when the retainer 130 is suddenly out of the radius due to abnormal operation, when the impact of the retainer 130 and the guard ring 160 is generated, it may adversely affect the polishing process of the substrate. Accordingly, an opposite inclined surface 137 is formed outside the radius of the retainer 130, and an inclined guide surface 162 is also formed in the guard ring 160 opposite thereto, so that the retainer 130 suddenly displaces in the radially outward direction. Even if is generated, it is possible to buffer the shock in the interior of the carrier head 100 by the engagement of these opposing inclined surfaces (137, 162).

보다 구체적으로는, 리테이너(130)는, 리테이너(130)의 외측면을 형성하는 수직외측부(138)와, 수직외측부(138)의 하부에 연결되며 멤브레인(140)을 향해 경사지게 형성되는 대향 경사면(137)을 포함하고, 가드링(160)은, 수직외측부(138)에 대응하는 수직가이드부(164)와, 리테이너(130)의 대향 경사면(137)에 대응하는 경사 안내면(162)를 포함한다.More specifically, the retainer 130 includes a vertical outer portion 138 forming an outer surface of the retainer 130 and an opposite inclined surface connected to a lower portion of the vertical outer portion 138 and inclined toward the membrane 140 ( 137), the guard ring 160 includes a vertical guide portion 164 corresponding to the vertical outer portion 138, and an inclined guide surface 162 corresponding to the opposite inclined surface 137 of the retainer 130. .

대향 경사면(137)과 경사 안내면(162)의 각도 및 길이는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 대향 경사면(137)과 경사 안내면(162)의 각도 및 길이에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The angle and length of the opposing inclined surface 137 and the inclined guide surface 162 can be variously changed according to the required conditions and design specifications, and the present invention is provided by the angle and length of the opposite inclined surface 137 and the inclined guide surface 162. It is not limited or limited.

이와 같이, 리테이너(130)의 수직외측부(138)가 가드링(160)의 수직가이드부(164)에 간섭되고, 리테이너(130)의 대향 경사면(137)가 가드링(160)의 경사 안내면(162)에 간섭되도록 하는 것에 의하여, 리테이너(130)의 과도한 변형을 구속하고 충격을 완충시키는 효과를 얻을 수 있다.As such, the vertical outer portion 138 of the retainer 130 interferes with the vertical guide portion 164 of the guard ring 160, and the opposite inclined surface 137 of the retainer 130 is the inclined guide surface of the guard ring 160 ( By interfering with 162), it is possible to obtain an effect of restraining excessive deformation of the retainer 130 and cushioning the impact.

한편, 도7을 참조하면, 본 발명에 따른 캐리어 헤드(100)는 가드링(160)에 대해 리테이너(130)를 구속하는 구속부(170)를 포함할 수 있다. 구속부(170)는, 캐리어 헤드(100)의 회전시, 리테이너(130)가 안정적으로 회전할 수 있도록 가드링(160)과 리테이너(130)를 구속하기 위해 마련된다.Meanwhile, referring to FIG. 7, the carrier head 100 according to the present invention may include a restraining part 170 that restrains the retainer 130 with respect to the guard ring 160. The restraining part 170 is provided to restrain the guard ring 160 and the retainer 130 so that the retainer 130 can stably rotate when the carrier head 100 is rotated.

바람직하게, 구속부(170)는 가드링(160)에 대한 리테이너(130)의 상하 이동은 허용하고, 가드링(160)에 대한 리테이너(130)의 회전은 구속하도록 구성된다. 여기서, 구속부(170)는, 가드링(160)에 대한 리테이너(130)의 상하 이동은 허용하고, 가드링(160)에 대한 리테이너(130)의 회전은 구속 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. Preferably, the restraining portion 170 is configured to allow vertical movement of the retainer 130 with respect to the guard ring 160, and to restrict rotation of the retainer 130 with respect to the guard ring 160. Here, the restraining part 170 allows the vertical movement of the retainer 130 with respect to the guard ring 160, and the rotation of the retainer 130 with respect to the guard ring 160 can be formed in various structures that can be restrained. .

예를 들어, 구속부(170)는, 리테이너(130)에 형성되는 가이드홀(139)과, 일단은 가드링(160)에 고정되고 다른 일단은 가이드홀(139)에 수용되는 가이드핀(166)을 포함한다. 바람직하게는, 가이드홀(139)은 가이드핀(166)이 상하 방향으로 이동 가능한 장공 형태로 형성될 수 있다. For example, the restraining portion 170, the guide hole 139 formed in the retainer 130, one end is fixed to the guard ring 160, the other end is guide pins 166 accommodated in the guide hole 139 ). Preferably, the guide hole 139 may be formed in a long hole shape in which the guide pin 166 is movable in the vertical direction.

이와 같이, 가드링(160)에 결합된 가이드핀(166)의 단부가 리테이너(130)에 형성된 가이드홀(139)에 수용되도록 하는 것에 의하여, 캐리어 헤드(100)의 회전력을 리테이너(130)에 효과적으로 전달할 수 있다. 또한, 가이드핀(166)의 단부가 상하 방향으로 이동 가능하게 가이드홀(139)에 수용되도록 하는 것에 의하여, 리테이너(130)의 상하 이동을 허용할 수 있으므로, 리테이너(130)에 의하 가압력을 제어하는 것이 가능하다.As described above, by rotating the end of the guide pin 166 coupled to the guard ring 160 into the guide hole 139 formed in the retainer 130, the rotational force of the carrier head 100 is applied to the retainer 130. Effective delivery. In addition, by allowing the end of the guide pin 166 to be accommodated in the guide hole 139 so as to be movable in the vertical direction, it is possible to allow the vertical movement of the retainer 130, thereby controlling the pressing force by the retainer 130. It is possible to do.

참고로, 본 발명의 실시예에서는 가드링(160)에 결합된 가이드핀(166)의 단부가 리테이너(130)에 형성된 가이드홀(139)에 수용되는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 리테이너에 결합된 가이드핀의 단부가 가드링에 형성된 가이드홀에 수용되도록 구성하는 것도 가능하다.For reference, in the embodiment of the present invention, the end of the guide pin 166 coupled to the guard ring 160 is described as an example that is accommodated in the guide hole 139 formed in the retainer 130, but other embodiments of the present invention According to the embodiment, it is also possible to configure the end of the guide pin coupled to the retainer to be accommodated in the guide hole formed in the guard ring.

이하, 도9 내지 도11을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 리테이너 조립체(2)를 상술한다. Hereinafter, the carrier head and the retainer assembly 2 used therein according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11.

다만, 제2실시예의 요지를 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 리테이너 조립체(2)는 리테이너 막(240)이 멤브레인(140)과 독립적으로 분리 형성된다는 점에 차이가 있다. However, in describing the gist of the second embodiment, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar configuration as the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted. The retainer assembly 2 according to the second embodiment of the present invention differs in that the retainer membrane 240 is formed separately from the membrane 140.

보다 구체적으로는, 본 발명의 제2실시예에 따른 리테이너 조립체(2)는 본체(22)에 양 끝단(241x, 242x)이 고정되는 리테이너 막(240)과, 리테이너 막(240)에 끼움 결합되는 리테이너(230)가 하나의 모듈로 형성된다. More specifically, the retainer assembly 2 according to the second embodiment of the present invention is fitted to the retainer membrane 240 and the retainer membrane 240 to which both ends 241x and 242x are fixed to the main body 22. The retainer 230 is formed as a single module.

상기 리테이너 막(240)는 반경 외측으로 연장되어 본체(22)의 내측면(22i)에 고정되는 제1부분(241)과, 연마 패드(11)로부터 멀어지는 상방으로 연장되어 본체(22)에 고정되는 제2부분(242)과, 제1부분(241)과 제2부분(242)의 사이에 리테이너(230)와 결합되도록 하방 돌출된 끼움 돌기(244)와, 끼움 돌기(244)가 형성된 위치로부터 상방으로 볼록하게 돌출된 손잡이 돌기(245)와, 손잡이 돌기(245)와 제1부분(241) 및 제2부분(242)의 사이에 수평 연장된 수평부분(243)으로 형성된다. The retainer film 240 extends outside the radius and is fixed to the body 22 by extending upwardly away from the polishing pad 11 and the first portion 241 fixed to the inner surface 22i of the body 22 Wherein the second portion 242, the first portion 241 and the second portion 242 between the retainer 230 to protrude downward so that the engaging projection 244, and the fitting projection 244 is formed position It is formed of a handle protrusion 245 protruding upwardly from and a horizontal part 243 extending horizontally between the handle protrusion 245 and the first part 241 and the second part 242.

상기 리테이너(230)는, 전술한 제1실시예와 동일한 재질로 형성되며, 리테이너 막(240)의 끼움 돌기(244)를 수용하는 수용홈(236)이 형성되어, 상부에서 하부로 갈수록 점점 단면이 커지는 끼움 돌기(244)를 수용홈(236)에 끼우는 것에 의해, 리테이너 막(240)에 결합 고정된다. The retainer 230 is formed of the same material as the above-described first embodiment, and receiving grooves 236 are formed to accommodate the fitting projections 244 of the retainer film 240, and the cross section gradually increases from top to bottom. The larger fitting protrusion 244 is fixed to the retainer membrane 240 by fitting it into the receiving groove 236.

이 때, 끼움 돌기(244)의 상측에 상방으로 돌출된 손잡이 돌기(245)가 돌출 형성되어, 작업자가 손잡이 돌기(245)를 잡고 끼움 돌기(244)를 리테이너(230)의 수용홈(236)에 끼워 넣는 공정이 보다 용이해진다. 여기서, 손잡이 돌기(245)는 반경 내측면(245si)과 반경 외측면(245so)이 모두 경사진 돌기 경사면으로 형성된다. 이로 인하여, 연마 공정 중에 리테이너 챔버(CR)에 정압이 인가되면, 손잡이 돌기(245)의 돌기 경사면(245s)에 하방을 향하는 방향 성분을 갖는 힘(P')이 작용함에 따라, 리테이너(230)가 멤브레인 측면(142)으로 과도하게 근접하지 않고 제 위치를 유지한다. 이를 위하여, 반경 내측면(245so)이 연마패드(11)와 이루는 각도는 반경 외측면(245si)이 연마패드(11)와 이루는 각도에 비하여 더 작게 형성되어, 반경 내측면(245si)에 작용하는 수평 방향의 힘이 반경 외측면(245so)에 작용하는 수평방향의 힘보다 더 크게 작용하도록 한다. At this time, the handle protrusion 245 protruding upwardly protrudes upward on the upper side of the fitting protrusion 244, so that the operator holds the handle protrusion 245 and holds the fitting protrusion 244 to the receiving groove 236 of the retainer 230 It becomes easier to put in. Here, the handle protrusion 245 is formed as a projection inclined surface in which both the radially inner surface 245si and the radially outer surface 245so are inclined. Due to this, when a positive pressure is applied to the retainer chamber CR during the polishing process, as the force P'having a downward direction component acts on the protrusion inclined surface 245s of the handle protrusion 245, the retainer 230 Is not excessively close to the membrane side 142 and remains in place. To this end, the angle formed by the radially inner surface 245so with the polishing pad 11 is smaller than that formed by the radially outer surface 245si with the polishing pad 11, and acts on the radially inner surface 245si. The horizontal force acts larger than the horizontal force acting on the outer surface 245so.

리테이너 막(240)은 탄성 가요성 재질의 링 형상으로 형성되어, 제1부분(241)의 끝단(241x)이 본체(22)의 내측면(22i)에 고정되고, 제2부분(242)의 끝단(242x)이 본체(22)에 결합됨으로써, 본체(22)와 리테이너 막(240)의 사이에 링 형태의 리테이너 챔버(CR)를 형성한다. The retainer film 240 is formed in a ring shape of an elastic flexible material, so that the end 241x of the first portion 241 is fixed to the inner surface 22i of the body 22, and the second portion 242 As the end 242x is coupled to the main body 22, a ring-shaped retainer chamber CR is formed between the main body 22 and the retainer film 240.

리테이너(230)의 마모량에 따라 리테이너 챔버(CR)의 압력 변동에 따라 제2부분(242)의 길이는 변동된다. 이에 따라, 리테이너 막(240)의 제2부분(242)에 굴곡부(245e)가 마련되어, 리테이너(230)의 하방 이동 변위(99)를 수용할 수 있도록 한다. 리테이너 막(240)의 길이 변동을 위한 굴곡부(245e)가 제1부분(241)에 형성되는 경우에는, 굴곡부의 오무라듬과 펼쳐짐 정도에 따라 리테이너(230)의 위치가 반경 방향으로 편차가 발생될 수 있지만, 수직 방향으로 연장된 제2부분(242)에 굴곡부(245e)가 마련됨에 따라, 리테이너(230)의 마모량에 무관하게 리테이너(230)의 반경 방향으로의 위치를 일정하게 유지하는 이점을 얻을 수 있다.The length of the second portion 242 varies according to the pressure variation of the retainer chamber CR according to the amount of wear of the retainer 230. Accordingly, a bent portion 245e is provided in the second portion 242 of the retainer film 240 to accommodate the downward movement displacement 99 of the retainer 230. When the bent portion 245e for varying the length of the retainer film 240 is formed in the first portion 241, the position of the retainer 230 varies in the radial direction depending on the degree of unevenness and unfolding of the bent portion. Although it may be, as the bent portion 245e is provided in the second portion 242 extended in the vertical direction, the advantage of maintaining the position of the retainer 230 in the radial direction constant regardless of the amount of wear of the retainer 230 Can get

리테이너(230)의 반경 내측과 반경 외측에는 상방 돌출된 돌기(230a)가 마련되고, 리테이너 막(240)의 수평부(243)는 이들 돌기(230a)의 사이에 연장 형성된다. 이에 따라, 리테이너 막(240)을 리테이너(230)에 끼워 조립하는 과정에서, 리테이너 막(240)의 위치를 보다 정확하게 설정할 수 있으며, 사용 시간이 경과하더라도 수평부(243)가 제위치를 유지하여, 리테이너 챔버(CR)의 하방 가압력(P)이 리테이너(230)에 정확하게 전달하도록 유도하는 효과를 얻을 수 있다. The inside of the radius of the retainer 230 and the outside of the radius are provided with protrusions 230a protruding upward, and the horizontal portion 243 of the retainer film 240 is formed to extend between these protrusions 230a. Accordingly, in the process of assembling the retainer film 240 into the retainer 230, the position of the retainer film 240 can be more accurately set, and the horizontal portion 243 maintains the position even when the use time has elapsed. , It is possible to obtain an effect of inducing that the downward pressing force P of the retainer chamber CR is accurately transmitted to the retainer 230.

도면 중 미설명 부호인 22a는 리테이너 막(240)의 제2부분(242)의 끝단(242x)을 결합하기 위한 결합 부재이다. 다만, 본 발명은 리테이너 막(240)을 본체에 결합하는 것을 보조하는 결합 부재(22a)의 형상 및 결합 위치 등의 다양한 변형예를 모두 포함한다. 22a, which is not described in the drawings, is a coupling member for coupling the end 242x of the second portion 242 of the retainer film 240. However, the present invention includes all of various modifications, such as the shape and the position of the coupling member 22a to assist in retaining the retainer film 240 to the main body.

한편, 전술한 제1실시예와 마찬가지로, 리테이너 조립체(2)를 캐리어 헤드에 결합하는 데 있어서, 리테이너 챔버(CR)를 형성하는 리테이너 막(240)은 링 형태로 형성되어, 리테이너 챔버(CR)를 하나의 링 형태로 형성할 수 있다. 그리고, 리테이너(230)도 역시 하나의 링 형태로 형성되어, 리테이너 막(240)에 결합 고정되게 구성될 수 있다.On the other hand, as in the first embodiment described above, in coupling the retainer assembly 2 to the carrier head, the retainer film 240 forming the retainer chamber CR is formed in a ring shape, and the retainer chamber CR It may be formed in the form of a single ring. In addition, the retainer 230 is also formed in a single ring shape, and may be configured to be fixedly coupled to the retainer film 240.

다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 도5b에 도시된 구성과 유사하게, 링 형태의 리테이너 챔버(CR)에 다수의 세그먼트 리테이너를 서로 이격되게 결합하도록 구성될 수도 있다. However, the present invention is not limited to this, and similar to the configuration shown in FIG. 5B, the ring-shaped retainer chamber CR may be configured to couple a plurality of segment retainers spaced apart from each other.

이 뿐만 아니라, 도11에 도시된 바와 같이, 리테이너(230)를 제1세그먼트 리테이너(230S1)과 제2세그먼트 리테이너(230S2)를 포함하여 다수의 세그먼트 리테이너 형상으로 형성하고, 각각의 리테이너 세그먼트(230S)마다 리테이너 챔버(CR)를 형성하기 위한 리테이너 막(240')이 형성될 수도 있다. 이 경우에는, 각각의 리테이너 세그먼트(230S)마다 리테이너 막(240')이 결합되어, 리테이너 챔버(CR)는 리테이너 막(240')마다 하나씩 서로 이격되게 형성된다. 이에 따라, 세그먼트 리테이너(230S)의 사이 틈새는 슬러리 통로(130p)를 형성하고, 그 상측에는 본체(22)가 노출되는 형상이 된다. In addition to this, as shown in FIG. 11, the retainer 230 is formed into a plurality of segment retainer shapes including the first segment retainer 230S1 and the second segment retainer 230S2, and each retainer segment 230S Retainer film 240 ′ for forming retainer chamber CR may be formed for each. In this case, the retainer film 240' is coupled to each retainer segment 230S, and the retainer chamber CR is formed to be spaced apart from each other, one for each retainer film 240'. Accordingly, a gap between the segment retainers 230S forms a slurry passage 130p, and a body 22 is exposed on the upper side thereof.

상기와 같이 구성된 리테이너 조립체(2)는, 리테이너 막(240)이 본체(22)에만 양 끝단(241x, 242x)을 결합하는 형태로서 멤브레인(24)과 독립적으로 형성됨에 따라, 멤브레인(140)의 수명과 무관하게 리테이너(230)의 수명이 다하면 리테이너(230)만을 따로 교체할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.The retainer assembly 2 configured as described above, as the retainer membrane 240 is formed independently of the membrane 24 in the form of coupling both ends 241x and 242x only to the main body 22, the retainer membrane 240 When the life of the retainer 230 reaches the end regardless of the life, it is possible to obtain an advantage that only the retainer 230 can be replaced.

즉, 리테이너(230)와 리테이너 막(240)를 하나의 모듈로서 미리 조립한 리테이너 조립체(2)를 준비해두었다가, 리테이너(230)의 수명이 다하게 되면, 멤브레인은 그대로 캐리어 헤드(100)에 장착해둔 상태에서, 수명이 다한 리테이너 조립체(2)를 캐리어 헤드(100)로부터 분리하고 새로운 리테이너 조립체(2)를 본체(22)에 결합하는 것에 의해, 제1실시예에 비하여 리테이너의 교체 및 조립 공정을 보다 쉽고 효율적으로 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.That is, the retainer 230 and the retainer membrane 240 are prepared as a module, the pre-assembled retainer assembly 2 is prepared, and when the life of the retainer 230 reaches its end, the membrane is mounted on the carrier head 100 as it is. Replacing and assembling the retainer compared to the first embodiment by separating the retainer assembly 2 at the end of life from the carrier head 100 and coupling the new retainer assembly 2 to the main body 22 You can get the effect that you can do more easily and efficiently.

한편, 도12 및 도13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 리테이너 조립체(3)를 상술한다. Meanwhile, as shown in FIGS. 12 and 13, the carrier head according to the third embodiment of the present invention and the retainer assembly 3 used therein will be described in detail.

다만, 제3실시예의 요지를 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. However, in describing the gist of the third embodiment, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar configurations as the above-described first and second embodiments, and descriptions thereof will be omitted.

본 발명의 제3실시예에 따른 리테이너 조립체(3)는, 전술한 제2실시예와 대비하여, 리테이너 막(340)에 리테이너(330)를 결합 고정시키는 데 있어서, 체결 수단을 이용한다는 점에서 차이가 있다. 즉, 리테이너 막(340)에는 체결 볼트(399)가 관통하는 관통공(340a)이 구비되고, 리테이너(330)에는 관통공(340a)과 정렬하는 위치에 체결 홈(336)이 형성된다. 이에 따라, 리테이너 막(340)의 관통공(340a)을 관통하여 리테이너(330)의 체결홈(336)에 체결볼트(399)를 체결하는 것에 의하여, 리테이너 조립체(3)가 구성될 수도 있다. The retainer assembly 3 according to the third embodiment of the present invention, in comparison with the second embodiment described above, uses a fastening means to securely retain the retainer 330 to the retainer film 340. There is a difference. That is, the retainer film 340 is provided with a through hole 340a through which the fastening bolt 399 passes, and a retainer groove 336 is formed in the retainer 330 at a position aligned with the through hole 340a. Accordingly, the retainer assembly 3 may be configured by passing through holes 340a of the retainer film 340 to fasten the fastening bolts 399 to the fastening grooves 336 of the retainer 330.

여기서, 리테이너(330)의 외주면에는 외향 돌출 형성된 외향 돌기(339)가 구비된다. 도면에 도시된 바와 같이, 외향 돌기(339)는 상방으로 돌출된 돌기(230a)와 일체로 형성될 수도 있으며, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 외향 돌기(339)는 상방으로 돌출된 돌기(230a)와 별개로 형성될 수도 있다. Here, the outer peripheral surface of the retainer 330 is provided with an outward protrusion 339 formed to protrude outward. As shown in the figure, the outward protrusion 339 may be formed integrally with the protrusion 230a projecting upward, and according to another embodiment of the present invention, the outward protrusion 339 is the protrusion 230a protruding upward. ).

그리고, 가드링(360)의 내주면에는 외향 돌기(339)와 하향으로 이격된 위치에 내향 돌기(369)가 돌출 형성된다. 여기서, 가드링(360)의 내향 돌기(369)는 리테이너(330)의 외향 돌기(339)와 상하 방향으로 서로 간섭되게 배치된다. Then, the inner circumferential surface of the guard ring 360 protrudes the inward projection 369 at a position spaced downwardly from the outward projection 339. Here, the inward protrusion 369 of the guard ring 360 is disposed to interfere with each other in the vertical direction with the outward protrusion 339 of the retainer 330.

이에 따라, 리테이너 챔버(CR)의 압력에 따라 리테이너(330)가 상하방향(99)으로 이동이 허용되며, 리테이너(330)의 하방으로의 위치는 리테이너(330)의 외향 돌기(339)가 가드링(360)의 내향 돌기(369)에 간섭되는 위치까지로 제한된다. 따라서, 리테이너 챔버(CR)의 압력을 제어하지 않고 캐리어 헤드(100)를 이동하는 동안에도, 리테이너(330)의 하방으로의 처짐 위치가 가드링(360)에 의해 정해진 위치로 유지되어, 리테이너 막(340)에 작용하는 인장 응력의 크기를 정해진 범위로 유지하여 정해진 수명 동안의 사용을 보다 확실히 보장하고, 리테이너(330)의 자세가 과도하게 틀어지는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.Accordingly, the retainer 330 is allowed to move in the vertical direction 99 according to the pressure of the retainer chamber CR, and the downward position of the retainer 330 is guarded by the outward protrusion 339 of the retainer 330. It is limited to the position where it interferes with the inward projection 369 of the ring 360. Therefore, even while moving the carrier head 100 without controlling the pressure in the retainer chamber CR, the sagging position of the retainer 330 is maintained at the position defined by the guard ring 360, so that the retainer film By maintaining the magnitude of the tensile stress acting on the 340 within a predetermined range, it is possible to more reliably ensure the use for a specified life, and an effect of preventing the posture of the retainer 330 from being excessively distorted can be obtained.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 리테이너 조립체(1, 2, 3)는, 연마 공정 중에 캐리어 헤드(100)가 연마 패드(11)와의 마찰에 의해 일부가 들리는 기울어짐 변위가 발생되더라도, 리테이너(130, 230, 330)가 가요성 재질인 리테이너 막(145, 240, 340)에 결합되어 자유로운 틸팅 변위(88)가 허용됨에 따라, 별도의 제어를 하지 않더라도, 리테이너(130, 230, 330)의 저면이 스스로 연마 패드(11)에 밀착된 상태를 항상 유지하여 연마 공정 중에 기판(W)이 캐리어 헤드(100)의 바깥으로 이탈하는 것을 신뢰성있게 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The carrier head according to the present invention configured as described above and the retainer assemblies 1, 2 and 3 used therein have a tilt displacement in which the carrier head 100 is partially lifted by friction with the polishing pad 11 during the polishing process. Even if it occurs, the retainers 130, 230, and 330 are coupled to the retainer membranes 145, 240, and 340, which are flexible materials, so that free tilting displacement 88 is allowed, even without separate control, retainers 130, It is possible to obtain an advantageous effect of reliably restraining the substrate W from escaping out of the carrier head 100 during the polishing process by always maintaining the state where the bottom surfaces of the 230 and 330 adhere to the polishing pad 11 themselves. .

더욱이, 리테이너 챔버(CR)를 형성하는 리테이너 막(240, 340)이 본체에만 결합되고 멤브레인(140)과 독립적으로 형성됨에 따라, 리테이너의 수명과 멤브레인의 수명이 일치하지 않는 경우에도, 리테이너 조립체(2, 3)를 모듈화하여 교체함으로써, 캐리어 헤드를 간편하고 효율적으로 유지 보수하는 효과를 얻을 수 있다.Furthermore, as the retainer membranes 240 and 340 forming the retainer chamber CR are bonded only to the body and formed independently of the membrane 140, even if the life of the retainer and the life of the membrane do not match, the retainer assembly ( By modularly replacing 2 and 3), it is possible to obtain an effect of easily and efficiently maintaining the carrier head.

무엇보다도, 본 발명은, 리테이너가 항상 연마 패드에 전부 밀착된 상태를 유지하고, 이에 따라 리테이너가 연마 패드를 가압하는 가압력이 전체적으로 균일해짐에 따라, 종래에 원주 방향을 따라 연마 패드를 가압하는 가압력 편차로 인해 발생되는 리바운드 돌출양 편차에 의한 기판의 가장자리 연마 품질이 저하되었던 문제를 일거에 해결하여 기판 가장자리의 연마 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.First of all, the present invention maintains a state in which the retainer is always in close contact with the polishing pad, and accordingly, as the pressing force for the retainer to press the polishing pad becomes uniform throughout, the pressing force for pressing the polishing pad in the circumferential direction has been conventionally achieved. By solving the problem that the quality of the edge polishing of the substrate was reduced due to the deviation in the amount of rebound protrusion caused by the deviation, an effect of improving the polishing quality of the substrate edge can be obtained.

한편, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 캐리어 헤드(100)의 본체(22)에 직접 리테이너(430)가 결합되되, 그 압축 강성이 연마 패드(11)에 비하여 더 낮은 재질로 리테이너(430)가 형성될 수 있다. On the other hand, according to the third embodiment of the present invention, the retainer 430 is directly coupled to the main body 22 of the carrier head 100, but the retainer 430 is made of a material having a lower compressive stiffness than the polishing pad 11 ) May be formed.

예를 들어, 리테이너(430)는 연마 패드와 유사한 폴리우레탄 등의 우레탄 계열로 형성될 수 있으며, 성분비를 조절하여 압축 강성이 보다 작은 재질로 형성된다. For example, the retainer 430 may be formed of a urethane series, such as polyurethane, similar to a polishing pad, and is formed of a material having a smaller compressive stiffness by adjusting the component ratio.

이에 따라, 도14에 도시된 바와 같이, 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위(LT)가 발생되면, 캐리어 헤드(100)의 금속 재질로 형성된 본체(22)로부터의 가압력(F)이 리테이너(430)를 통해 연마 패드(11)로 전달된다. 이 때, 도15에 도시된 바와 같이, 본체(11)와 연마 정반(10)은 금속 재질로서 압축 강성이 리테이너(430)나 연마 패드(11)에 비하여 훨씬 (예컨대 수백배 이상) 크므로, 가압력(F)에 의한 변형은 작은 압축 강성을 갖는 리테이너(430)와 연마 패드(11)에 의해 모두 수용된다. Accordingly, as shown in FIG. 14, when the tilt displacement LT of the carrier head 100 occurs, the pressing force F from the body 22 formed of a metal material of the carrier head 100 is retainer ( It is transferred to the polishing pad 11 through 430). At this time, as shown in Figure 15, the main body 11 and the polishing platen 10 is a metal material, so the compressive stiffness is much (for example, several hundred times or more) larger than the retainer 430 or the polishing pad 11, The deformation by the pressing force F is accommodated by both the retainer 430 and the polishing pad 11 having a small compressive stiffness.

그런데, 리테이너(430)의 압축 강성(430k)은 연마 패드(11)의 압축 강성(11k)에 비하여 더 작게 형성되므로, 캐리어 헤드(11)의 기울어짐 변위(LT)에 따른 가압력(F)은 대부분 리테이너(430)의 변형 에너지로 흡수된다. 따라서, 리테이너(430)는 캐리어 헤드(100)의 기울어짐 변위(LT)에도 불구하고, 기울어짐 변위(LT)에 순응하여 리테이너(430)가 찌그러지는 압축 변형에 의해 리테이너(430)의 저면 전체가 연마 패드(11)와 밀착된 상태를 유지하므로, 연마 공정 중에 기판의 이탈을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.By the way, since the compressive stiffness 430k of the retainer 430 is formed smaller than the compressive stiffness 11k of the polishing pad 11, the pressing force F according to the tilt displacement LT of the carrier head 11 is Most of the retainer 430 is absorbed by the strain energy. Thus, the retainer 430, despite the tilt displacement (LT) of the carrier head 100, the entire bottom surface of the retainer 430 by compression deformation in which the retainer 430 is distorted in compliance with the tilt displacement (LT) Since it keeps in close contact with the polishing pad 11, it is possible to obtain an effect of preventing the substrate from leaving during the polishing process.

한편, 상기와 같이 리테이너(430)의 재질을 연마 패드(11)에 비하여 낮은 압축 강성(430k)을 갖는 재질로 형성하는 것은, 캐리어 헤드(100)의 본체(22)에 직접 결합되는 경우에도 적용될 수 있으며, 전술한 제1실시예 내지 제2실시예의 구성에도 적용될 수 있다.On the other hand, forming the material of the retainer 430 as described above as a material having a low compressive stiffness 430k compared to the polishing pad 11 is applied even when directly coupled to the body 22 of the carrier head 100 It can be applied to the configuration of the first to second embodiments described above.

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.As described above, it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art can variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can change it.

100 : 캐리어 헤드 22 : 본체
130, 230, 330, 430: 리테이너 130S: 세그먼트 리테이너
140: 멤브레인 145, 245, 345: 리테이너 막
CR: 리테이너 챔버 160 : 가드링100: carrier head 22: main body
130, 230, 330, 430: retainer 130S: segment retainer
140: membrane 145, 245, 345: retainer membrane
CR: Retainer chamber 160: Guard ring

Claims (41)

연마 공정 중에 기판을 연마패드에 가압하는 캐리어 헤드로서,
본체와;
상기 본체에 탑재되어 상기 기판을 상기 연마패드에 가압하는 바닥판이 구비된 멤브레인과;
상기 본체에 대한 틸팅 변위가 허용되도록 상기 바닥판의 반경 외측에 배치된 리테이너를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 캐리어 헤드.
As a carrier head for pressing the substrate against the polishing pad during the polishing process,
A body;
A membrane mounted on the main body and provided with a bottom plate for pressing the substrate against the polishing pad;
A retainer disposed outside the radius of the bottom plate to allow tilting displacement with respect to the body;
Characterized in that it comprises a carrier head.
제 1항에 있어서,
상기 리테이너의 상측에는 리테이너 챔버가 가요성 재질의 리테이너 막으로 일부이상 둘러싸여 밀폐 형성되고, 상기 리테이너는 상기 리테이너 막에 고정된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
According to claim 1,
A carrier head, characterized in that a retainer chamber is formed on the upper side of the retainer to be hermetically enclosed in part by a retainer film made of a flexible material, and the retainer is fixed to the retainer film.
제 2항에 있어서,
상기 리테이너는 상기 리테이너 막에 인가되는 압력과 연마 패드와 이루는 각도에 따라 상기 본체에 대한 틸팅 변위가 발생되면서 상기 연마 패드에 저면이 밀착하는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
According to claim 2,
The retainer is a carrier head characterized in that the bottom surface is in close contact with the polishing pad while a tilting displacement to the main body is generated according to the pressure applied to the retainer film and the angle formed with the polishing pad.
제 2항에 있어서,
상기 리테이너 챔버는 원주 방향을 따라 제1분할챔버, 제2분할챔버를 포함하여 다수로 분할 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
According to claim 2,
The retainer chamber is divided into a plurality of carrier heads, including a first dividing chamber and a second dividing chamber along a circumferential direction.
제 2항에 있어서,
상기 리테이너는 다수의 세그먼트 리테이너가 원주 방향을 따라 다수 이격 배치된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
According to claim 2,
The retainer is a carrier head, characterized in that a plurality of segment retainers are spaced apart a plurality along the circumferential direction.
제 2항에 있어서,
상기 리테이너는 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
According to claim 2,
The retainer is a carrier head, characterized in that formed in the form of a ring.
제 4항에 있어서,
상기 리테이너는 제1세그먼트 리테이너와 제2세그먼트 리테이너를 포함하는 다수의 세그먼트 리테이너가 원주 방향을 따라 다수 이격 배치되되, 상기 제1분할챔버의 하측에 상기 제1세그먼트 리테이너가 배치되고, 상기 제2분할챔버의 하측에 상기 제2세그먼트 리테이너가 배치된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 4,
In the retainer, a plurality of segment retainers including a first segment retainer and a second segment retainer are spaced apart from each other along a circumferential direction, and the first segment retainer is disposed below the first partition chamber, and the second segment is retained. The carrier head, characterized in that the second segment retainer is disposed on the lower side of the chamber.
제 2항에 있어서,
상기 리테이너의 반경 외측에는 상기 리테이너의 반경 바깥 방향으로의 이동을 구속하는 가드링이 배치된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
According to claim 2,
A carrier head, characterized in that a guard ring for restricting movement of the retainer in a radially outward direction is disposed outside the retainer radius.
제 8항에 있어서,
상기 가드링은 상기 본체와 일체로 형성되고 상기 연마 패드와 비접촉 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 8,
The guard ring is formed integrally with the body and characterized in that the carrier head is maintained in a non-contact state with the polishing pad.
제 8항에 있어서,
상기 리테이너와 상기 가드링은 상호 대향하는 표면에 각각 대향 경사면과 경사 안내면이 구비된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 8,
The retainer and the guard ring are carrier heads, characterized in that the opposing inclined surface and the inclined guide surface are respectively provided on opposite surfaces.
제 8항에 있어서,
상기 리테이너의 외주면에는 외향 돌기가 외향 돌출 형성되고, 상기 가드링의 내주면에는 상기 외향 돌기와 하방으로 이격된 위치에 내향 돌출 형성된 내향 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 8,
The carrier head, characterized in that an outward protrusion is formed on the outer circumferential surface of the retainer and an outward protrusion is formed on the outer circumferential surface of the retainer.
제 2항에 있어서,
상기 리테이너 막은 상기 멤브레인과 독립적으로 분리 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
According to claim 2,
The retainer membrane is a carrier head, characterized in that formed separately from the membrane.
제 12항에 있어서,
상기 리테이너 막은 반경 외측으로 연장되어 고정되는 제1부분과, 상기 연마 패드로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 상기 본체에 고정되는 제2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 12,
The retainer film is a carrier head, characterized in that it comprises a first portion that is fixed to the main body extending in a direction away from the polishing pad and a first portion that is extended and fixed outside the radius.
제 13항에 있어서,
상기 제2부분에는 굴곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 13,
A carrier head, characterized in that a bent portion is formed in the second portion.
제 2항에 있어서,
상기 리테이너 막은 상기 멤브레인으로부터 반경 외측으로 연장되어 상기 본체에 고정되고;
상기 리테이너 막에 비하여 상측의 위치에서 상기 멤브레인으로부터 반경 외측으로 연장되어 상기 본체에 고정되는 상부 플랩을; 더 포함하여,
상기 리테이너 막과 상기 상부 플랩의 사이에 상기 리테이너 챔버가 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
According to claim 2,
The retainer membrane extends radially outwardly from the membrane and is fixed to the body;
An upper flap extending radially outwardly from the membrane at a position above the retainer membrane and fixed to the body; Including more,
The carrier head, characterized in that the retainer chamber is formed between the retainer film and the upper flap.
제 2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리테이너 막에는 끼움 돌기가 하방 돌출 형성되고, 상기 리테이너의 상면에는 상기 끼움 돌기를 수용하는 수용홈이 하방으로 요입 형성되어, 상기 리테이너가 상기 리테이너 막에 결합된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method according to any one of claims 2 to 15,
The retainer film is formed with a protrusion projecting downward, and an upper surface of the retainer is formed with a receiving groove accommodating the fitting protrusion downward, so that the retainer is coupled to the retainer film.
제16항에 있어서,
상기 끼움 돌기는 상부에서 하부로 갈수록 점진적으로 확장된 폭을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 16,
A carrier head, characterized in that the fitting protrusion is formed to have a gradually expanded width from the top to the bottom.
제 16항에 있어서,
상기 리테이너 막에는, 상기 끼움 돌기가 형성된 위치로부터 상방으로 볼록하게 돌출된 손잡이 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 16,
The retainer film, the carrier head characterized in that the handle projection is formed to protrude convex upward from the position where the fitting projection is formed.
제 18항에 있어서,
상기 돌기의 반경 내측면과 반경 외측면 중 어느 하나 이상에는 하향 경사진 돌기 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 18,
A carrier head, characterized in that a downwardly inclined protrusion inclined surface is formed on at least one of the radially inner surface and the radially outer surface of the protrusion.
제 2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리테이너의 상면에는 체결 홈이 하방으로 요입 형성되고, 체결 볼트가 상기 리테이너 막을 관통하여 상기 체결 홈에 체결되어, 상기 리테이너가 상기 리테이너 막에 결합된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method according to any one of claims 2 to 15,
A carrier head, wherein a fastening groove is recessed downwardly on the upper surface of the retainer, and a fastening bolt penetrates the retainer film and is fastened to the fastening groove, so that the retainer is coupled to the retainer film.
제 2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리테이너의 상면은 반경 외측으로 갈수록 점점 높아지는 가압 경사면이 형성되고, 상기 리테이너 막은 상기 가압 경사면의 일부 이상을 덮는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method according to any one of claims 2 to 15,
The upper surface of the retainer is formed with a pressurized inclined surface which gradually increases toward the outside of the radius, and the retainer film covers a part or more of the pressurized inclined surface.
제 21항에 있어서,
상기 리테이너의 상면은 수평면을 포함하고, 상기 리테이너 막은 상기 리테이너의 상기 수평면의 일부 이상을 덮는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 21,
The carrier head, characterized in that the upper surface of the retainer includes a horizontal surface, and the retainer film covers at least a portion of the horizontal surface of the retainer.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리테이너는 금속에 비하여 휨 강성이 낮은 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method according to any one of claims 1 to 15,
The retainer is a carrier head, characterized in that formed of a material having a low bending rigidity compared to the metal.
제23항에 있어서,
상기 리테이너는 피크(peek), 폴리페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide;　PPS) 중 어느 하나 이상을 포함하는 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 23,
The retainer is a carrier head, characterized in that it is formed of a plastic material containing at least one of a peak (peek), polyphenylene sulfide (Poly Phenylene Sulfide; PPS).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리테이너는 상기 연마 패드에 비하여 압축 강성이 낮은 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method according to any one of claims 1 to 15,
The retainer is a carrier head, characterized in that formed of a material having a low compressive stiffness compared to the polishing pad.
제25항에 있어서,
상기 리테이너는 상기 캐리어 헤드의 본체에 결합된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.
The method of claim 25,
The retainer is a carrier head, characterized in that coupled to the body of the carrier head.
연마 공정 중에 기판을 연마패드에 가압하는 캐리어 헤드에 장착되어 상기 기판의 이탈을 구속하는 리테이너 조립체로서,
상기 캐리어 헤드의 멤브레인의 둘레에 배치되는 리테이너와;
가요성 재질로 형성되어 상기 리테이너와 결합되고, 상기 캐리어 헤드의 멤브레인과 독립적으로, 끝단이 상기 캐리어 헤드의 본체에 결합되어 연마 공정 중에 상기 리테이너를 하방 가압하는 리테이너 챔버의 일부를 형성하는 리테이너 막을;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
A retainer assembly mounted on a carrier head that presses a substrate against a polishing pad during a polishing process to restrain the separation of the substrate,
A retainer disposed around the membrane of the carrier head;
A retainer film formed of a flexible material, coupled to the retainer, and independently of the membrane of the carrier head, an end coupled to the body of the carrier head to form a part of a retainer chamber that presses the retainer downward during a polishing process;
Retainer assembly characterized in that it comprises a.
연마 공정 중에 기판을 연마패드에 가압하는 캐리어 헤드에 장착되어 상기 기판의 이탈을 구속하는 리테이너 조립체로서,
상기 연마 공정 중에 상기 기판을 가압하는 바닥판과, 바닥판의 가장자리로부터 상방으로 연장된 측면과, 상기 측면으로부터 연장된 리테이너 막과, 상기 리테이너 막의 상측의 상기 측면으로부터 연장된 상부 플랩을 구비하며, 상기 케리어 헤드의 본체에 결합되는 멤브레인과;
상기 멤브레인의 상기 리테이너막에 결합되는 리테이너를;
포함하고, 상기 리테이너 막과 상기 상부 플랩의 사이에 리테이너 챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
A retainer assembly mounted on a carrier head that presses a substrate against a polishing pad during a polishing process to restrain the separation of the substrate,
A bottom plate for pressing the substrate during the polishing process, a side surface extending upward from the edge of the bottom plate, a retainer film extending from the side surface, and an upper flap extending from the side surface above the retainer film, A membrane coupled to the body of the carrier head;
A retainer coupled to the retainer membrane of the membrane;
And a retainer chamber is formed between the retainer film and the upper flap.
제 27항 또는 제28항에 있어서,
상기 리테이너 막에는 끼움 돌기가 하방 돌출 형성되고, 상기 리테이너의 상면에는 상기 끼움 돌기를 수용하는 수용홈이 하방으로 요입 형성되어, 상기 리테이너가 상기 리테이너 막에 결합된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
The method of claim 27 or 28,
A retainer assembly is characterized in that the retainer film is formed with a protrusion protruding downward, and a receiving groove accommodating the fitting protrusion is recessed downward on the upper surface of the retainer, so that the retainer is coupled to the retainer film.
제29항에 있어서,
상기 리테이너 막에는, 상기 끼움 돌기가 형성된 위치로부터 상방으로 볼록하게 돌출된 돌기가 형성되되, 상기 돌기의 반경 내측면은 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
The method of claim 29,
The retainer film, the retainer assembly characterized in that the projection is formed convexly projecting upward from the position where the fitting projection is formed, the inner surface of the radius of the projection is formed as an inclined surface.
제 27항 또는 제28항에 있어서,
상기 리테이너의 상면에는 체결 홈이 하방으로 요입 형성되고, 체결 볼트가 상기 리테이너 막을 관통하여 상기 체결 홈에 체결되어, 상기 리테이너가 상기 리테이너 막에 결합된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
The method of claim 27 or 28,
A retainer assembly characterized in that a fastening groove is recessed downwardly on the upper surface of the retainer, and a fastening bolt penetrates the retainer film and is fastened to the fastening groove, so that the retainer is coupled to the retainer film.
제 27항 또는 제28항에 있어서,
상기 리테이너의 상면은 반경 외측으로 갈수록 점점 높아지는 가압 경사면이 형성되고, 상기 리테이너 막은 상기 가압 경사면의 일부 이상을 덮는 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체
The method of claim 27 or 28,
The retainer assembly is characterized in that the upper surface of the retainer is formed with a pressurized inclined surface gradually increasing toward the outside of the radius, and the retainer film covers at least a portion of the pressurized inclined surface.
제 27항 또는 제28항에 있어서,
상기 리테이너는 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체
The method of claim 27 or 28,
The retainer assembly is characterized in that it is formed in a ring shape
제 27항 또는 제28항에 있어서,
상기 리테이너는 원주 방향으로 서로 이격된 다수의 세그먼트 리테이너로 이루어진 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체
The method of claim 27 or 28,
The retainer assembly comprises a plurality of segment retainers spaced apart from each other in the circumferential direction
제 27항 또는 제28항에 있어서,
상기 리테이너 막은 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체
The method of claim 27 or 28,
The retainer film is retainer assembly characterized in that it is formed in a ring shape
제 27항 또는 제28항에 있어서,
상기 리테이너 막은 원주 방향을 따라 제1분할챔버, 제2분할챔버로 분할하는 다수의 분할막을 포함하는 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
The method of claim 27 or 28,
The retainer film is a retainer assembly, characterized in that it comprises a plurality of dividing films divided into a first dividing chamber and a second dividing chamber along a circumferential direction.
제 36항에 있어서,
상기 리테이너는 제1세그먼트와 제2세그먼트를 포함하는 다수의 세그먼트로 이루어지고, 상기 제1분할챔버의 하측에 상기 제1세그먼트가 결합되고, 상기 제2분할챔버의 하측에 상기 제2세그먼트가 결합된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
The method of claim 36,
The retainer is composed of a plurality of segments including a first segment and a second segment, the first segment is coupled to the lower side of the first segmentation chamber, and the second segment is coupled to the lower side of the second segmentation chamber. Retainer assembly characterized in that the.
제 27항 또는 제28항에 있어서,
상기 리테이너는 금속에 비하여 휨 강성이 낮은 비금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
The method of claim 27 or 28,
The retainer assembly is characterized in that it is formed of a non-metal material having a low bending rigidity compared to the metal.
제 38항에 있어서,
상기 리테이너는 피크(peek), 폴리페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide;　PPS) 중 어느 하나 이상을 포함하는 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 리테이너 조립체.
The method of claim 38,
The retainer assembly is characterized in that it is formed of a plastic material containing at least one of a peak (peek), polyphenylene sulfide (Poly Phenylene Sulfide; PPS).
연마 공정 중에 기판을 연마패드에 가압하는 캐리어 헤드에 장착되어 상기 기판의 이탈을 구속하는 리테이너로서,
링 형상으로 형성되고, 상기 캐리어 헤드의 본체에 결합되어 상기 연마 공정 중에 저면이 상기 연마 패드에 밀착되고, 상기 연마 패드에 비하여 보다 낮은 압축 강성을 갖는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 리테이너
As a retainer that is mounted on a carrier head that presses the substrate against the polishing pad during the polishing process, restraining the separation of the substrate,
It is formed in a ring shape, is coupled to the body of the carrier head, the bottom of the carrier head is characterized in that the bottom surface is in close contact with the polishing pad during the polishing process, and is formed of a material having a lower compressive stiffness than the polishing pad
제40항에 있어서,
상기 리테이너는 우레탄 계열로 형성된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드.


The method of claim 40,
The retainer is a carrier head, characterized in that formed of a urethane series.


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