KR20210026436A - Reusable retainer-ring for polishing wafer and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리테이너 링 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정에서 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a retainer ring and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a retainer ring for wafer polishing that can be reused in a chemical mechanical polishing (CMP) process, and a manufacturing method thereof.
반도체 소자의 제조공정에서는 반도체 웨이퍼(wafer)의 표면을 평탄화하기 위한 연마 공정이 필수적으로 포함된다.In the manufacturing process of a semiconductor device, a polishing process for flattening the surface of a semiconductor wafer is essentially included.
이러한 연마 공정에 주로 사용되는 것이 화학기계적 연마(CMP) 공정이다. CMP 공정은 텅스텐이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰을 이용하여 연마함과 동시에 화학적 연마제를 사용해 연마시키는 방식이다.The chemical mechanical polishing (CMP) process is mainly used in this polishing process. The CMP process is a method of polishing the surface of a wafer coated with tungsten or oxide using mechanical friction and at the same time polishing using a chemical polishing agent.
CMP 공정에서는 캐리어에 고정된 웨이퍼를 연마 패드에 가압시킨 상태에서 회전시킴으로써, 연마 패드와 웨이퍼 표면 간의 마찰에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 한다.In the CMP process, the wafer fixed to the carrier is rotated while being pressed against the polishing pad, so that the wafer surface is polished by friction between the polishing pad and the wafer surface.
또한, 연마 패드와 웨이퍼 사이에 공급되는 슬러리(화학적 연마제)에 의해 웨이퍼의 표면이 화학적으로 연마된다. 이 과정에서 웨이퍼를 지지하는 리테이너 링은 웨이퍼와 함께 마모되기 때문에, 수명이 다하면 교체해야 한다.Further, the surface of the wafer is chemically polished by the slurry (chemical polishing agent) supplied between the polishing pad and the wafer. During this process, the retainer ring supporting the wafer wears out along with the wafer, so it must be replaced at the end of its service life.
하지만, 리테이너 링은 내연마성을 가진 고기능성 수지로 이루어져 그 가격이 높기 때문에 교체로 인한 제조 원가가 상승하는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위하여 다양한 방안이 모색되고 있다.However, since the retainer ring is made of a highly functional resin having abrasion resistance and its price is high, there is a problem that the manufacturing cost due to replacement increases. Various methods are being sought to solve this problem.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 화학기계적 연마(CMP) 공정에서 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a retainer ring for wafer polishing that can be reused in a chemical mechanical polishing (CMP) process and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned herein will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링은, 원형의 고리 형태를 이루고 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 핀 홀이 형성된 금속 재질의 인서트 링과, 상기 인서트 링을 부분적으로 감싸는 제1연마 링을 구비하는 가공 링; 및 상기 가공 링을 감싼 상태로 사출 성형되어 형성된 제2연마 링;을 포함한다.Reusable wafer polishing retainer ring according to an embodiment of the present invention comprises an insert ring made of a metal material in which pinholes are formed at predetermined intervals along a circumferential direction, forming a circular ring shape, and partially enclosing the insert ring. A processing ring having a first polishing ring; And a second polishing ring formed by injection molding while surrounding the processing ring.
상기 가공 링은 사출 성형된 상태에서 미리 설정된 크기로 절삭된 후 상기 제2연마 링에 감싸진 상태로 이중 사출 성형된다.The processing ring is cut to a predetermined size in an injection-molded state, and then double-injection-molded while being wrapped in the second abrasive ring.
상기 인서트 링은 상기 제1연마 링에 의해 감싸지지 않은 부분이 상기 제2연마 링에 의해 감싸지는 것이 바람직하다.It is preferable that a portion of the insert ring that is not wrapped by the first polishing ring is wrapped by the second polishing ring.
상기 인서트 링은 내주면의 상측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제1경사면을 갖는다.The insert ring has a first inclined surface on the upper side of the inner circumferential surface and inclined in a form that the diameter becomes narrower from the top to the bottom.
상기 인서트 링은 외주면의 하측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제2경사면을 갖는다.The insert ring has a second inclined surface on the lower side of the outer circumferential surface and inclined in a form of narrowing in diameter from top to bottom.
상기 인서트 링은 내주면의 상측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제1경사면과, 상기 인서트 링 내주면의 하측에 수직으로 형성되는 제1수직면을 구비하고, 상기 제1연마 링은 상기 제1경사면을 감싸되, 상기 제1연마 링의 내주면은 상기 제1수직면과 맞닿도록 수직으로 형성되는 것이 바람직하다.The insert ring has a first inclined surface that is inclined at an upper side of an inner circumferential surface in a form that decreases in diameter from top to bottom, and a first vertical surface formed perpendicular to a lower side of the inner circumferential surface of the insert ring, and the first polishing ring It is preferable that the first inclined surface is enclosed, and the inner circumferential surface of the first polishing ring is formed vertically so as to contact the first vertical surface.
상기 인서트 링은 외주면의 하측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제2경사면과, 상기 인서트 링 내주면의 상측에 수직으로 형성되는 제2수직면을 구비하고, 상기 제1연마 링은 상기 제2경사면과 상기 제2수직면의 형상에 대응하는 형태로 상기 인서트 링의 외주면을 감싸는 것이 바람직하다.The insert ring has a second inclined surface that is inclined at a lower side of the outer circumferential surface in a form that decreases in diameter from top to bottom, and a second vertical surface formed perpendicular to the upper side of the inner circumferential surface of the insert ring, and the first polishing ring It is preferable to surround the outer peripheral surface of the insert ring in a shape corresponding to the shape of the second inclined surface and the second vertical surface.
이때, 상기 제2연마 링은 상기 제2경사면을 감싸는 상기 제1연마 링 부위를 감싸지 않는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the second polishing ring does not cover a portion of the first polishing ring surrounding the second inclined surface.
상기 인서트 링은 아연(Zn) 재질로 이루어진 것이 바람직하다.It is preferable that the insert ring is made of a zinc (Zn) material.
상기 제1,2연마 링은 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK) 재질로 이루어진다.The first and second abrasive rings are made of a polyether ether ketone (PEEK) material.
상기 제1,2연마 링은 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK), 폴리옥시메틸렌(poly oxy methylene; POM), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide; PPS) 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.The first and second polishing rings may be made of any one of polyether ether ketone (PEEK), polyoxymethylene (POM), and polyphenylene sulfide (PPS). .
상기 제1,2연마 링은 상기 인서트 링의 핀 홀이 형성된 부위를 메우되, 상기 핀 홀이 형성된 부위마다 결합홈이 구비된다.The first and second abrasive rings fill a portion of the insert ring in which a pin hole is formed, and an engaging groove is provided for each portion of the pin hole.
상기 결합홈은 내주면에 나사산이 형성된다.The coupling groove is formed with a thread on the inner circumferential surface.
상기 결합홈의 내주면에는 나사산이 형성된 중공 형상의 암나사가 구비될 수 있다.A hollow female screw having a threaded shape may be provided on the inner circumferential surface of the coupling groove.
상기 제2연마 링은 하부에 사선으로 형성된 홈 형태를 갖는 복수의 슬러리(slurry) 배출로를 구비한다.The second polishing ring has a plurality of slurry discharge passages having a groove shape formed in a diagonal line at the bottom thereof.
본 발명의 다른 실시예에 따른 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링은, 원형의 고리 형태를 이루는 금속 재질의 인서트 링; 상기 인서트 링을 부분적으로 감싸는 제1연마 링; 및 상기 인서트 링과 제1연마 링을 감싼 상태로 사출 성형되어 형성된 제2연마 링;을 포함하며, 상기 인서트 링과 제1연마 링은 사출 성형된 상태에서 미리 설정된 크기로 절삭된 후 상기 제2연마 링에 감싸진 상태로 이중 사출 성형되어 형성된다.Reusable wafer polishing retainer ring according to another embodiment of the present invention includes an insert ring made of a metal material forming a circular ring shape; A first abrasive ring partially surrounding the insert ring; And a second abrasive ring formed by injection molding while enclosing the insert ring and the first abrasive ring, wherein the insert ring and the first abrasive ring are cut to a preset size in an injection-molded state, and then the second It is formed by double injection molding while wrapped in a polishing ring.
이때, 상기 인서트 링은 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 형성된 핀 홀을 구비한다.In this case, the insert ring has pinholes formed at predetermined intervals along the circumferential direction.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법은, 금속 재질로 이루어진 인서트 링과 상기 인서트 링을 감싸는 연마 링을 포함하는 사출 성형된 리테이너 링을, 미리 설정된 크기로 절삭하여 재활용이 가능한 가공 링으로 가공하는 제1절삭 단계; 상기 가공 링을 안착시킨 후, 사출 성형하여 상기 가공 링의 주변에 제2연마 링을 생성시키는 성형 단계; 및 상기 제2연마 링을 미리 설정된 크기로 절삭하는 제2절삭 단계;를 포함한다.On the other hand, the method for manufacturing a retainer ring for wafer polishing that can be reused according to an embodiment of the present invention includes an injection-molded retainer ring including an insert ring made of a metal material and a polishing ring surrounding the insert ring, to a predetermined size. A first cutting step of cutting and processing into a recyclable processing ring; A molding step of seating the processing ring and then injection molding to generate a second polishing ring around the processing ring; And a second cutting step of cutting the second polishing ring to a predetermined size.
상기 제1절삭 단계는 상기 인서트 링이 절삭되지 않도록 상기 연마 링을 직사각형 형태로 절삭하여 제1연마 링으로 가공한다.In the first cutting step, the polishing ring is cut into a rectangular shape so that the insert ring is not cut and processed into a first polishing ring.
본 발명의 다른 실시예에 따른 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법은, 금속 재질로 이루어진 인서트 링과 상기 인서트 링을 감싸는 연마 링을 포함하는 사출 성형된 리테이너 링을, 미리 설정된 크기로 절삭하여 재활용이 가능한 가공 링으로 가공하는 절삭 단계와, 상기 가공 링을 안착시킨 후, 사출 성형하여 상기 가공 링의 주변에 제2연마 링을 생성시키는 성형 단계를 포함한다.A method for manufacturing a retainer ring for wafer polishing that can be reused according to another embodiment of the present invention includes an injection-molded retainer ring including an insert ring made of a metal material and a polishing ring surrounding the insert ring, and cut to a preset size. And a cutting step of processing into a recyclable processing ring, and a molding step of seating the processing ring and then injection molding to generate a second polishing ring around the processing ring.
본 발명은 화학기계적 연마(CMP) 공정에서 이미 사용된 사출 제품을 절삭 가공하고 합성수지를 첨가한 후, 이중 사출하여 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a retainer ring for wafer polishing that can be reused by cutting an injection product already used in a chemical mechanical polishing (CMP) process, adding a synthetic resin, and then double injection to provide a method of manufacturing the same.
이에 따라, 이미 사용된 웨이퍼 연마용 리테이너 링을 재활용할 수 있어, 원가절감과 동시에 새제품과 같은 품질의 리테이너 링을 생산할 수 있다.Accordingly, it is possible to recycle the retainer ring for wafer polishing that has already been used, thereby reducing the cost and producing the retainer ring of the same quality as a new product.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링을 개략적으로 나타낸 정면 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링을 개략적으로 나타낸 배면 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 A-A' 단면을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조 방법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조 방법을 나타낸 순서도.1 is a front perspective view schematically showing a retainer ring for wafer polishing according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a rear perspective view schematically showing a retainer ring for wafer polishing according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view schematically showing a retainer ring for wafer polishing according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing a cross-section AA' shown in Figure 3;
5 is a flow chart showing a method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing according to an embodiment of the present invention.
7 is a flow chart showing a method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is defined by the description of the claims. Meanwhile, terms used in the present specification are for explaining embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, "comprises" or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or elements other than the recited elements, steps, actions and/or elements, or Does not exclude addition.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링을 개략적으로 나타낸 정면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링을 개략적으로 나타낸 배면 사시도이다.1 is a front perspective view schematically showing a retainer ring for wafer polishing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a rear perspective view schematically showing a retainer ring for wafer polishing according to an embodiment of the present invention.
반도체 소자를 제조함에 있어서, 집적도의 증가로 인한 소자 크기의 감소와 그에 따른 복잡한 기능의 집적회로 구현을 위해 필요한 다층 접속 공정에서 반드시 해결해야할 문제 중의 하나가 평탄화(Planarization) 공정이다.In manufacturing a semiconductor device, one of the problems that must be solved in a multi-layer connection process required to realize a reduction in device size due to an increase in integration degree and thus to implement a complex function integrated circuit is a planarization process.
평탄화는 증착시키는 유전체 뿐만 아니라, 각종 도체들에 있어서도 필요하다. 평탄화 공정이 이루어지지 않으면 노광공정에서 정밀한 패턴을 얻을 수 없고, 도체 및 유전체 증착막의 스텝 커버리지가 좋지 않아 동작 결함을 유발시킬 수 있게 된다.Planarization is necessary not only for the dielectric to be deposited, but also for various conductors. If the planarization process is not performed, a precise pattern cannot be obtained in the exposure process, and the step coverage of the conductor and dielectric deposition film is poor, which can lead to operation defects.
CMP 기술은 대부분의 경우에 패드가 넓은 표면적을 커버할 수 있는 장점이 있기 때문에 웨이퍼 전체를 한꺼번에 평탄화할 필요가 있는 경우에 자주 사용된다.CMP technology is often used when it is necessary to planarize the entire wafer at once because the pad has the advantage of being able to cover a large surface area in most cases.
도 1 및 도 2를 병행 참조하면, 웨이퍼 연마용 리테이너 링(100)은 내부에 금속 재질의 인서트 링(미도시)과, 이러한 인서트 링을 감싸는 제2연마 링(300)이 결합된 형태로 이루어진다.Referring to FIGS. 1 and 2 in parallel, the
상기 제2연마 링(300)은 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK) 재질로 이루어져, 내부의 인서트 링을 보호하는 기능을 갖는다.The
이러한 제2연마 링(300)은 웨이퍼(wafer)를 연마하기 위해 마련된 연마장치(미도시)에 결합되는 구조로 이루어진다. 이때, 제2연마 링(300)에는 원주 방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성된 결합홈(310)이 구비된다.The
여기서 소정의 간격이란, 연마장치와 결합되는 위치를 나타낸 간격으로서 결합부위와 위치에 따라 달라질 수 있다.Here, the predetermined interval is an interval indicating a position to be coupled to the polishing apparatus, and may vary depending on the joint portion and position.
상기 결합홈(310)은 연마장치에 결합되기 위해 내주면에 나사산이 형성된다. 보다 강한 결합력을 위하여 결합홈(310)의 내주면에는 나사산이 형성된 중공 형상의 암나사(미도시)가 구비될 수도 있다.The
상기 제2연마 링(300)의 배면에는 슬러리 배출로(320)가 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 형성된다. 이러한 슬러리 배출로(320)는 사선으로 형성된 홈 형태를 갖는다. 상기 슬러리 배출로(320)는 연마 패드(미도시)와 웨이퍼 사이에 공급되는 화학적 연마제인 슬러리를 외부로 안내한다. A
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.3 is a plan view schematically showing a retainer ring for wafer polishing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a cross section taken along line A-A' shown in FIG. 3.
도 3 및 도 4를 병행 참조하면, 웨이퍼 연마용 리테이너 링(100)은 가공 링(200)과 제2연마 링(300)을 포함한다.Referring to FIGS. 3 and 4 in parallel, the
가공 링(200)은 사출 성형된 후 한 번 이상 사용된 리테이너 링을 가공한 형태로써, 인서트 링(210)과 제1연마 링(220)을 구비한다.The
인서트 링(210)은 원형의 고리 형태를 이룬다. 이러한 인서트 링(210)은 웨이퍼 연마용 리테이너 링(100)의 형태를 유지시키는 프레임(frame) 링으로써, 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 인서트 링(210)은 아연(Zn) 재질로 이루어진다.The
인서트 링(210)은 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 핀 홀(미도시)이 형성된다. 상기 핀 홀은 사출 성형된 제1,2 연마 링(220, 300)에 의해 메워진다. 이에 따라, 상기 핀 홀이 형성된 부위마다 도 1 내지 도 2에서 설명된 결합홈(도 1의 310)이 구비된다.The
인서트 링(210)은 제1, 2경사면(211, 212)과, 제1,2 수직면(213, 214)을 포함한다.The
제1경사면(211)은 인서트 링(210) 내주면의 상측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 구간이다.The first
제2경사면(212)은 인서트 링(210) 외주면의 하측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 구간이다.The second
제1수직면(213)은 인서트 링(210) 내주면의 하측에 수직으로 형성되는 구간으로서, 상기 제1경사면(211)의 하단과 연결된다.The first
제2수직면(214)은 인서트 링(210) 외주면의 상측에 수직으로 형성되는 구간으로서, 상기 제2경사면(212)의 상단과 연결된다.The second
인서트 링(210)의 윗면은 상기 제1경사면(211)의 상단과 상기 제2수직면(214)의 상단 사이에 형성된다.The upper surface of the
인서트 링(210)의 밑면은 상기 제1수직면(213)의 하단과 상기 제2경사면(212)의 하단 사이에 형성된다.The lower surface of the
제1연마 링(220)은 상기 인서트 링(210)을 부분적으로 감싼다. 여기서, 상기 제1연마 링(220)은 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The
이때, 상기 제1연마 링(220)은 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK), 폴리옥시메틸렌(poly oxy methylene; POM), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide; PPS) 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수도 있다.At this time, the
상기 제1연마 링(220)은 상기 제1경사면(211)을 감싸되, 상기 제1연마 링(220)의 내주면은 상기 제1수직면(213)과 맞닿도록 수직으로 형성된다.The
이때, 상기 제1수직면(213)과 맞닿는 상기 제1연마 링(220)의 바깥면과 상기 제1경사면(211)의 각도(a)는 예각인 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that an angle (a) between the outer surface of the
즉, 인서트 링(210)은 형태를 유지하기 위해 금속 재질로 이루어지므로, 연마 공정에서 연마되는 제2연마 링(300)의 경사진 내주면을 효과적으로 유지시켜야 한다. 이를 위해 상기 제1연마 링(220)의 바깥면과 상기 제1경사면(211)의 각도(a)는 예각인 것이 바람직하다.That is, since the
상기 제1연마 링(220)은 상기 제2경사면(212)과 상기 제2수직면(214)의 형상에 대응하는 형태로 상기 인서트 링(210)의 외주면을 감싼다.The
제2연마 링(300)은 상기 가공 링(200)을 감싼 상태로 사출 성형되어 형성된다. 이때, 상기 가공 링(200)은 사출 성형된 상태에서 미리 설정된 크기로 절삭된 후 상기 제2연마 링(300)에 감싸진 상태로 이중 사출 성형된다.The
상기 미리 설정된 크기는 사출 시 가공 환경에서 요구되는 크기로써, 본 발명에서는 이미 사용된 리테이너 링의 인서트 링이 절삭되지 않도록, 연마 링을 직사각형 형태로 절삭하는 것을 의미한다.The preset size is a size required in a processing environment during injection, and in the present invention, it means cutting the polishing ring in a rectangular shape so that the insert ring of the retainer ring that has already been used is not cut.
이에 따라, 상기 리테이너 링은 가공 링(200)으로 가공되고, 연마 링은 제1연마 링(220)으로 절삭 가공된다.Accordingly, the retainer ring is machined into the
상기 제2연마 링(300)은 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK), 폴리옥시메틸렌(poly oxy methylene; POM), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide; PPS) 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.The
이때, 상기 제2연마 링(300)은 상기 제1연마 링(220)과 같은 재질로 이루어지는 것이 좋다. 왜냐하면, 이중 사출 시 상호 결합되는 접지력이 향상되고 물성의 변화가 없어 이중 사출 시에도 하나의 재질로 형성되기에 용이하기 때문이다.In this case, the
상기 제2연마 링(300)은 상기 제2경사면(212)을 감싸는 상기 제1연마 링(220) 부위를 감싸지 않는다. 이는 애초에 상기 제1연마 링(220)으로도 충분히 연마 재질로서 제기능을 다할 수 있기 때문이다. 원가절감 측면에서도 도움이 된다.The
상기 제2연마 링(300)은 상기 제1연마 링(220)에 의해 감싸지지 않은 상기 인서트 링(210) 부분을 감싸 보호한다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view illustrating a method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6을 병행 참조하면, 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법은 크게, 제1절삭 단계(S100), 성형 단계(S200) 및 제2절삭 단계(S300)를 포함한다.5 and 6, a method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing largely includes a first cutting step (S100), a forming step (S200), and a second cutting step (S300).
이때, 상기 세 단계(S100, S200, S300)는 도 6을 참조하며 단계별로 살펴보기로 한다.At this time, the three steps (S100, S200, S300) will be described step by step with reference to FIG. 6.
도 6을 살펴보면, 가로 길이(L1, L2, L3, L4, L5)와 세로 폭(w1, w2, w3, w4, w5)을 나타내는데, 이 수치는 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐이다. 따라서 해당 수치에 국한되지 않는다. 다만, 해당 수치에 따르는 비율의 범위는 유의미할 수 있다. Referring to FIG. 6, the horizontal length (L1, L2, L3, L4, L5) and the vertical width (w1, w2, w3, w4, w5) are shown, and these figures are only one example for explaining the present invention. Therefore, it is not limited to that number. However, the range of the ratio according to the corresponding value may be meaningful.
도 6의 (a)는, 완제품인 리테이너 링(10)을 나타낸다. 이러한 리테이너 링(10)은 인서트 링(11)과 연마 링(12)을 포함한다. 이때, 완제품인 리테이너 링(10)의 가로 길이(L1)는 29.67mm이고, 세로 폭(w1)은 19.15mm다.6A shows the
도 6의 (b)는, 리테이너 링(10)이 연마 공정에서 한 번 이상 사용되어 가로 길이(L2)는 L1과 같고, 세로 폭(w2, 18mm)만 줄어든 형태를 나타낸다. 이처럼 연마 공정에서 사용된 리테이너 링(10)은 연마 패드(미도시)에 대해 가압된 상태로 회전된다. 그 마찰력 및 회전력에 의해 리테이너 링(10)은 웨이퍼와 함께 마모된다.6B shows a form in which the
이러한 리테이너 링(10)은 CMP 공정에서의 소모품이기 때문에, 수명이 다하면 버려진다. 즉, 마모가 진행되어 수명이 다한 리테이너 링(10)은 치수와 형상이 달라지기 때문에 더 이상 사용하기가 어렵다. 이로 인해 리테이너 링(10)의 교체 주기가 짧아지고 CMP 공정의 공정 원가는 상승할 수밖에 없다.Since
도 6의 (c)는, 본 발명인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법에서 제1절삭 단계(S100)를 나타낸다.6C shows a first cutting step (S100) in the method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing that can be reused according to the present invention.
제1절삭 단계(S100)는 치수와 형상이 달라져 다시 사용하기 어려운 리테이너 링(10)을 미리 설정된 크기로 절삭하여, 재활용이 가능한 가공 링(200)을 만드는 단계다.The first cutting step (S100) is a step of cutting the
다시 말해, 상기 제1절삭 단계(S100)는 금속 재질로 이루어진 인서트 링(11)과 상기 인서트 링(11)을 감싸는 연마 링(12)을 포함하는 사출 성형된 리테이너 링(10)을, 미리 설정된 크기로 절삭하여 재활용이 가능한 가공 링(200)으로 가공하는 단계다.In other words, in the first cutting step (S100), an injection-molded
이때, 가공 링(200)의 가로 길이(L3)는 22.6mm이고, 세로 폭(w3)은 13.8mm다. At this time, the horizontal length (L3) of the
상기 제1절삭 단계(S100)는 인서트 링(b의 11)이 절삭되지 않도록 상기 연마 링(b의 12)을 직사각형 형태로 절삭하여 제1연마 링(220)으로 가공한다.In the first cutting step (S100), the polishing ring (12 of b) is cut into a rectangular shape so that the insert ring (11 of b) is not cut and processed into the
이는 공정을 단순화시킬 뿐만 아니라 고가의 합성수지 재료 낭비를 현저하게 줄일 수 있다.This not only simplifies the process, but also can significantly reduce the waste of expensive synthetic resin materials.
도 6의 (d)는, 본 발명인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법에서 성형 단계(S200)를 나타낸다.6D shows a forming step (S200) in the method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing that can be reused according to the present invention.
성형 단계(S200)는 상기 가공 링(200)을 안착시킨 후, 사출 성형하여 상기 가공 링(200)의 주변에 제2연마 링(300)을 생성시킨다.In the molding step (S200), after the
이때, 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링(100)의 가로 길이(L4)는 33.3mm이고, 세로 폭(w4)은 23.3mm다.At this time, the horizontal length L4 of the reusable wafer polishing
도 6의 (e)는, 본 발명인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법에서 제2절삭 단계(S300)를 나타낸다.6(e) shows a second cutting step (S300) in the method for manufacturing a retainer ring for wafer polishing that can be reused according to the present invention.
제2절삭 단계(S300)는 상기 제2연마 링(300)을 미리 설정된 크기로 절삭한다. 이때, 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링(100)의 가로 길이(L4)는29.67mm이고, 세로 폭(w5)은 19.15mm다.In the second cutting step S300, the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법은 절삭 단계(S100)와, 성형 단계(S200)를 포함한다.Referring to FIG. 7, a method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing according to another embodiment of the present invention includes a cutting step S100 and a forming step S200.
절삭 단계(S100)는, 금속 재질로 이루어진 인서트 링과 상기 인서트 링을 감싸는 연마 링을 포함하는 사출 성형된 리테이너 링을, 미리 설정된 크기로 절삭하여 재활용이 가능한 가공 링으로 가공한다.In the cutting step (S100), an injection-molded retainer ring including an insert ring made of a metal material and a polishing ring surrounding the insert ring is cut to a preset size and processed into a recyclable processing ring.
성형 단계(S200)는 상기 가공 링을 안착시킨 후, 사출 성형하여 상기 가공 링의 주변에 제2연마 링을 생성시킨다.In the molding step (S200), after the processing ring is seated, injection molding is performed to generate a second polishing ring around the processing ring.
이때, 상기 성형 단계(S200)에서 쓰이는 기본 금형틀은 미리 설정된 크기로 설치되어, 상기 성형 단계(S200)에서는 별도의 절삭 공정 없이 리테이너 링을 생산할 수 있다. At this time, the basic mold used in the molding step (S200) is installed in a preset size, and in the molding step (S200), a retainer ring can be produced without a separate cutting process.
이외 중복되는 설명은 앞선 도면을 통해 기재하였으므로 생략하기로 한다.Other overlapping descriptions have been described through the previous drawings, and thus will be omitted.
전술한 바와 같이 본 발명은 화학기계적 연마(CMP) 공정에서 이미 사용된 사출 제품을 절삭 가공하고 합성수지를 첨가한 후, 이중 사출하여 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.As described above, the present invention can provide a retainer ring for wafer polishing that can be reused by cutting an injection product already used in a chemical mechanical polishing (CMP) process, adding a synthetic resin, and then double injection to provide a method for manufacturing the same. .
이에 따라, 이미 사용된 웨이퍼 연마용 리테이너 링을 재활용할 수 있어, 원가절감과 동시에 새제품과 같은 품질의 리테이너 링을 생산할 수 있다.Accordingly, it is possible to recycle the previously used retainer ring for wafer polishing, thereby reducing the cost and producing a retainer ring of the same quality as a new product.
본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the technical idea of the present invention.
10: 리테이너 링
11: 인서트 링
12: 연마 링
100: 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링
200: 가공 링
210: 인서트 링
211: 제1경사면
212: 제2경사면
213: 제1수직면
214: 제2수직면
220: 제1연마 링
300: 제2연마 링
310: 결합홈
320: 슬러리 배출로10: retainer ring 11: insert ring
12: polishing ring
100: Reusable wafer polishing retainer ring
200: machining ring 210: insert ring
211: first slope 212: second slope
213: first vertical surface 214: second vertical surface
220: first polishing ring 300: second polishing ring
310: coupling groove 320: slurry discharge path
Claims (21)
상기 가공 링을 감싼 상태로 사출 성형되어 형성된 제2연마 링;을 포함하는 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
A processing ring having a metal insert ring having a circular ring shape and having pinholes formed at predetermined intervals along the circumferential direction, and a first polishing ring partially surrounding the insert ring; And
Reusable wafer polishing retainer ring comprising; a second polishing ring formed by injection molding while enclosing the processing ring.
상기 가공 링은
사출 성형된 상태에서 미리 설정된 크기로 절삭된 후 상기 제2연마 링에 감싸진 상태로 이중 사출 성형되는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The processing ring is
Reusable wafer polishing retainer ring that is cut to a predetermined size in an injection-molded state and then double-injection-molded while being wrapped in the second polishing ring.
상기 인서트 링은
상기 제1연마 링에 의해 감싸지지 않은 부분이 상기 제2연마 링에 의해 감싸지는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The insert ring is
Reusable wafer polishing retainer ring, wherein a portion not wrapped by the first polishing ring is wrapped by the second polishing ring.
상기 인서트 링은
내주면의 상측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제1경사면을 갖는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The insert ring is
Reusable wafer polishing retainer ring having a first inclined surface on the upper side of the inner circumferential surface and inclined in a form of narrowing in diameter from top to bottom.
상기 인서트 링은
외주면의 하측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제2경사면을 갖는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The insert ring is
Reusable wafer polishing retainer ring having a second inclined surface that is inclined at a lower side of the outer circumferential surface in a form of narrowing in diameter from top to bottom.
상기 인서트 링은
내주면의 상측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제1경사면과, 상기 인서트 링 내주면의 하측에 수직으로 형성되는 제1수직면을 구비하고,
상기 제1연마 링은
상기 제1경사면을 감싸되, 상기 제1연마 링의 내주면은 상기 제1수직면과 맞닿도록 수직으로 형성되는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The insert ring is
It has a first inclined surface that is inclined in a form that the diameter becomes narrower from the top to the bottom on the upper side of the inner circumferential surface, and a first vertical surface formed perpendicular to the lower side of the inner circumferential surface of the insert ring,
The first polishing ring
Reusable wafer polishing retainer ring surrounding the first inclined surface, wherein the inner circumferential surface of the first polishing ring is formed vertically so as to contact the first vertical surface.
상기 인서트 링은
외주면의 하측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제2경사면과, 상기 인서트 링 내주면의 상측에 수직으로 형성되는 제2수직면을 구비하고,
상기 제1연마 링은
상기 제2경사면과 상기 제2수직면의 형상에 대응하는 형태로 상기 인서트 링의 외주면을 감싸는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The insert ring is
It has a second inclined surface that is inclined in a form that the diameter becomes narrower from the top to the bottom on the lower side of the outer circumferential surface, and a second vertical surface formed perpendicular to the upper side of the inner circumferential surface of the insert ring,
The first polishing ring
Reusable wafer polishing retainer ring that surrounds the outer peripheral surface of the insert ring in a shape corresponding to the shape of the second inclined surface and the second vertical surface.
상기 인서트 링은
외주면의 하측에 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 형태로 경사지는 제2경사면과, 상기 인서트 링 내주면의 상측에 수직으로 형성되는 제2수직면을 구비하고,
상기 제1연마 링은
상기 제2경사면과 상기 제2수직면의 형상에 대응하는 형태로 상기 인서트 링의 외주면을 감싸고,
상기 제2연마 링은
상기 제2경사면을 감싸는 상기 제1연마 링 부위를 감싸지 않는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The insert ring is
It has a second inclined surface that is inclined in a form that the diameter becomes narrower from the top to the bottom on the lower side of the outer circumferential surface, and a second vertical surface formed perpendicular to the upper side of the inner circumferential surface of the insert ring,
The first polishing ring
Enclosing the outer circumferential surface of the insert ring in a shape corresponding to the shape of the second inclined surface and the second vertical surface,
The second polishing ring
Reusable wafer polishing retainer ring that does not surround the portion of the first polishing ring surrounding the second inclined surface.
상기 인서트 링은
아연(Zn) 재질로 이루어진 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The insert ring is
Reusable wafer polishing retainer ring made of zinc (Zn) material.
상기 제1,2연마 링은
폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK) 재질로 이루어진 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The first and second polishing rings
Reusable wafer polishing retainer ring made of polyether ether ketone (PEEK) material.
상기 제1연마 링은
폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK), 폴리옥시메틸렌(poly oxy methylene; POM), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide; PPS) 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The first polishing ring
Reusable wafer polishing retainer ring made of any one of polyether ether ketone (PEEK), polyoxy methylene (POM), and polyphenylene sulfide (PPS) .
상기 제2연마 링은
폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK), 폴리옥시메틸렌(poly oxy methylene; POM), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide; PPS) 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The second polishing ring
Reusable wafer polishing retainer ring made of any one of polyether ether ketone (PEEK), polyoxy methylene (POM), and polyphenylene sulfide (PPS) .
상기 제1,2연마 링은
상기 인서트 링의 핀 홀이 형성된 부위를 메우되,
상기 핀 홀이 형성된 부위마다 결합홈이 구비되는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The first and second polishing rings
Filling the portion where the pin hole of the insert ring is formed,
Reusable wafer polishing retainer ring that is provided with a coupling groove for each portion of the pin hole is formed.
상기 결합홈은
내주면에 나사산이 형성되는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 13,
The coupling groove is
Reusable wafer polishing retainer ring in which threads are formed on the inner circumferential surface.
상기 결합홈의 내주면에는
나사산이 형성된 중공 형상의 암나사가 구비되는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 13,
On the inner circumferential surface of the coupling groove
Reusable wafer polishing retainer ring that is provided with a hollow female screw threaded.
상기 제2연마 링은
하부에 사선으로 형성된 홈 형태를 갖는 복수의 슬러리(slurry) 배출로를 구비하는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 1,
The second polishing ring
Reusable wafer polishing retainer ring provided with a plurality of slurry discharge paths having a groove shape formed in a diagonal line at the bottom.
상기 인서트 링을 부분적으로 감싸는 제1연마 링; 및
상기 인서트 링과 제1연마 링을 감싼 상태로 사출 성형되어 형성된 제2연마 링;을 포함하며,
상기 인서트 링과 제1연마 링은
사출 성형된 상태에서 미리 설정된 크기로 절삭된 후 상기 제2연마 링에 감싸진 상태로 이중 사출 성형되는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
Insert ring made of metal forming a circular ring shape;
A first abrasive ring partially surrounding the insert ring; And
Includes; a second abrasive ring formed by injection molding in a state surrounding the insert ring and the first abrasive ring,
The insert ring and the first abrasive ring
Reusable wafer polishing retainer ring that is cut to a predetermined size in an injection-molded state and then double-injection-molded while being wrapped in the second polishing ring.
상기 인서트 링은
원주 방향을 따라 소정의 간격으로 형성된 핀 홀을 구비하는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링.
The method of claim 17,
The insert ring is
Reusable wafer polishing retainer ring having pinholes formed at predetermined intervals along the circumferential direction.
상기 가공 링을 안착시킨 후, 사출 성형하여 상기 가공 링의 주변에 제2연마 링을 생성시키는 성형 단계; 및
상기 제2연마 링을 미리 설정된 크기로 절삭하는 제2절삭 단계;를 포함하는 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법.
A first cutting step of cutting an injection-molded retainer ring including an insert ring made of a metal material and a polishing ring surrounding the insert ring to a preset size and processing it into a recyclable machining ring;
A molding step of seating the processing ring and then injection molding to generate a second polishing ring around the processing ring; And
Reusable wafer polishing retainer ring manufacturing method comprising; a second cutting step of cutting the second polishing ring to a predetermined size.
상기 제1절삭 단계는
상기 인서트 링이 절삭되지 않도록 상기 연마 링을 직사각형 형태로 절삭하여 제1연마 링으로 가공하는 것인 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법.
The method of claim 19,
The first cutting step
A method of manufacturing a retainer ring for wafer polishing that can be reused by cutting the polishing ring into a first polishing ring by cutting the polishing ring in a rectangular shape so that the insert ring is not cut.
상기 가공 링을 안착시킨 후, 사출 성형하여 상기 가공 링의 주변에 제2연마 링을 생성시키는 성형 단계를 포함하는 재사용이 가능한 웨이퍼 연마용 리테이너 링 제조방법.A cutting step of cutting an injection-molded retainer ring including an insert ring made of a metal material and a polishing ring surrounding the insert ring to a preset size and processing it into a recyclable processing ring,
A method of manufacturing a retainer ring for reusable wafer polishing comprising a molding step of seating the processing ring and then injection molding to generate a second polishing ring around the processing ring.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right |