WO2015005687A1 - 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에 관한 것으로, 화학적 기계 연마 장치에 장착되는 제 1 링체와 연마 패드에 접촉되는 제 2 링체를 상기 제 1 링체의 결합 구멍을 관통하여 상기 제 2 링체의 결합 홈부에 결합되는 고정체와, 상기 결합 구멍 또는 상기 결합 홈부 내에 구비되며 상기 고정체를 접착 고정시키는 접착부로 견고하게 서로 결합시키는 것으로, 연마 작업 시 발생되는 사고를 방지하고, 정해진 수명까지 안정적으로 사용이 가능하다.
Description
본 발명은 세라믹 소자 제조방법 및 세라믹 소자에 관한 것으로, 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에 관한 것으로 더 상세하게는 웨이퍼를 화학적 기계 연마 장치로 연마할 때 상기 웨이퍼를 수용하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에 관한 발명이다.
본 발명은 2013년 7월 11일 출원된 한국특허출원 제10-2013-0081684호의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
일반적으로 반도체 웨이퍼는 화학적 기계 연마 장치(Chemical Mechanical Polishing, CMP)에 의해 표면 평탄화 작업을 거치게 된다.
상기 화학적 기계 연마 장치는 화학적 작용과 물리적 작용을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 도포된 산화막이나 금속 박막을 연마하여 평탄화 또는 제거 하는 장치이다.
상기 화학적 기계 연마 장치는 도 1에서 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(7)를 수용하는 웨이퍼 수용부가 하부면에 형성되며 모터에 연결되어 회전하는 연마 헤드(5)와, 상기 연마 헤드(5)의 하부에 배치되며 상기 연마 헤드(5)에 수용된 반도체 웨이퍼(7)의 표면을 연마하는 연마 패드(6)와, 상기 연마 패드(6)에 화학적 연마제를 공급하는 연마제 공급부를 포함한다.
그리고, 상기 연마 헤드(5)는 하부면에 웨이퍼 수용부를 형성하는 리테이너 링(1)이 장착된다.
상기 리테이너 링(1)은 상기 연마 헤드(5)의 캐리어에 장착되는 제 1 링체(1a)와, 상기 제 1 링체(1a)의 하부에 결합되고, 하부면에 이격된 복수의 연마제 공급홈이 형성되며 상기 연마 패드(6)에 접촉되는 제 2 링체(1b)를 포함한다.
상기 제 1 링체(1a)와 제 2 링체(1b)는 본딩제를 이용한 본딩(bonding)에 의해 결합되어 일체화되는 것이다.
상기 제 1 링체(1a)는 스테인레스(SUS) 강과 같은 금속재로 제조되며, 상기 제 2 링체는 엔지니어링 플라스틱재로 제조되는 것이다.
상기 리테이너 링(1)은 장착되는 화학적 기계 연마 장치의 종류에 따라 다양한 규격으로 제조되며, 해당 화학적 기계 연마 장치의 규격에 맞도록 제조되어 사용된다.
즉, 상기 반도체 웨이퍼(7)는 상기 연마 헤드(5)의 수용부 내에서 화학적 기계적 연마 작업 중에 외주면이 상기 리테이너 링(1)의 내주면에 걸려 이탈되지 않게 되는 것이다.
그리고 상기 연마제 공급부에 의해 상기 연마 패드로 공급된 화학적 연마제인 슬러리(Slurry)는 상기 제 2 링체(1b)의 연마제 공급홈을 통해 반도체 수용부 내로 공급되어 반도체 웨이퍼의 표면을 산화시키는 것이다.
상기 화학적 기계 연마 장치는 상기 슬러리에 의한 화학적 산화 작용과, 상기 연마 헤드 및 연마 패드가 회전하면서 상기 연마 패드에 접촉된 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 작용을 반복하면서 반도체 웨이퍼의 표면을 균일하게 평탄화하는 것이다.
근래에 들어 화학적 기계 연마 장치에서는 연마 헤드(5)에 안정적으로 견고하게 장착이 가능하고, 연마 패드와의 접촉에 따른 진동이 최소화되도록 기설정된 중량 또는 높이를 가지는 리테이너 링을 요구하고 있다.
상기 리테이너 링(1)은 기설정된 중량과 높이를 가지는 규격을 맞추기 위해 전체 두께에서 금속재로 제조되는 상기 제 1 링체(1a)의 두께를 증대시켜 제조하고 있다.
그러나, 상기 리테이너 링(1)은 금속재로 제조되는 상기 제 1 링체(1a)에만 볼트가 체결되어 상기 연마 헤드(5)에 장착되므로 상기 제 2 링체(1a)가 본딩된 부분의 접착력이 약해져 반도체 웨이퍼(7)를 안정적으로 지지하지 못해 반도체 웨이퍼(7)의 표면에 스크래치를 발생시키고, 심한 경우 반도체 웨이퍼(7)가 화학적 기계적 연마 작업 중 깨지는(Broken) 사고가 자주 발생하는 문제점이 있었던 것이다.
또, 상기 제 1 링체(1a)와 상기 제 2 링체(1b)가 본딩되어 제조된 상기 리테이너 링(1)은 연마 작업 중 내주면 측과, 외주면 측으로 본딩재가 유출되는 경우가 빈번하게 발생하고, 유출된 본딩제가 굳어 이탈되면서 반도체 웨이퍼(7)의 표면에 스크래치를 발생시키는 경우가 빈번히 발생하였던 것이다.
본 발명의 목적은 제조 시 조립이 간단하고, 연마 작업 중 사고 발생이 방지되고, 안정적인 연마 작업이 가능한 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링을 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는, 화학적 기계 연마 장치에 장착되며 내부에 웨이퍼가 수용되어 상기 웨이퍼를 감싸는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링이며,
화학적 기계 연마 장치에 장착되며 상, 하 방향으로 관통된 복수의 결합 구멍이 이격되게 형성된 제 1 링체;
상기 제 1 링체의 하부면에 장착되고, 상기 결합 구멍과 연결되는 복수의 결합 홈부가 형성된 제 2 링체; 및
상기 결합 구멍을 관통하여 상기 결합 홈부에 결합되어 상기 제 1 링에 상기 제 2 링체를 장착시키는 고정체;를 포함한 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링을 제공함으로써 해결된다.
본 발명에서 상기 고정체는 상기 결합 구멍을 관통하여 상기 결합 홈부에 체결되는 고정 볼트부재이다.
본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 상기 결합 구멍 또는 상기 결합 홈부 내에 구비되며 상기 고정체를 접착 고정시키는 접착부를 더 포함한다.
본 발명에서 상기 접착부는, 상기 결합 구멍의 내주면과 상기 고정체의 외주면 사이에 형성된 공간에 구비된 상부 접착부를 포함한다.
본 발명에서 상기 고정체는 상단에 머리부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 상부에는 상기 결합 구멍과 연통되어 상기 머리부가 내부로 삽입되고 상기 머리부의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부가 형성되며, 상기 접착부는, 상기 머리 삽입부의 내주면과 상기 머리부의 외주면 사이에 구비된 머리 접착부를 포함한다.
본 발명에서 상기 접착부는, 상기 고정체의 하단과 상기 결합 홈부의 바닥면 사이에 형성된 공간에 구비된 하단 접착부를 포함한다.
본 발명에서 상기 고정체는 상단에 머리부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 상부에는 상기 결합 구멍과 연통되어 상기 머리부가 내부로 삽입되고 상기 머리부의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부가 형성되며, 상기 접착부는, 상기 결합 구멍의 내주면과 상기 고정체의 외주면 사이에 구비된 상부 접착부; 상기 머리 삽입부의 내주면과 상기 머리부의 외주면 사이에 구비된 머리 접착부; 및 상기 고정체의 하단과 상기 결합 홈부의 바닥면 사이에 형성된 공간에 구비된 하단 접착부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 어느 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 어느 하나와 연통되는 돌기부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 다른 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 다른 하나와 연통되고 상기 돌기부가 삽입되는 돌기 삽입홈부가 형성된다.
본 발명에서 상기 접착부는, 상기 돌기부의 상부면 또는 하부면과 상기 돌기 삽입홈부의 내측면 사이에 구비되는 제 1 돌기 접착부; 및 상기 돌기부의 외측면과 상기 돌기 삽입홈부의 내측면 사이에 구비되는 제 2 돌기 접착부를 포함한다.
본 발명에서 상기 고정체는 상단에 머리부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 상부에는 상기 결합 구멍과 연통되어 상기 머리부가 내부로 삽입되고 상기 머리부의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부가 형성되며, 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 어느 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 어느 하나와 연통되는 돌기부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 다른 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 다른 하나와 연통되고 상기 돌기부가 삽입되는 돌기 삽입홈부가 형성되며, 상기 접착부는, 상기 결합 구멍의 내주면과 상기 고정체의 외주면 사이에 구비된 상부 접착부; 상기 머리 삽입부의 내주면과 상기 머리부의 외주면 사이에 구비된 머리 접착부; 상기 고정체의 하단과 상기 결합 홈부의 바닥면 사이에 구비된 하단 접착부; 상기 돌기부의 상부면 또는 하부면과 상기 돌기 삽입홈부의 내측면 사이에 구비되는 제 1 돌기 접착부; 및 상기 돌기부의 외측면과 상기 돌기 삽입홈부의 내측면 사이에 구비되는 제 2 돌기 접착부를 포함한다.
본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 상기 고정체가 상기 결합 홈부에 결합된 상태에서, 상기 고정체의 외주면과 상기 결합 구멍의 내주면 사이에 상기 접착부가 구비되는 공간이 형성된다.
본 발명에서 상기 고정체는 상단에 머리부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 상부에는 상기 결합 구멍과 연통되어 상기 머리부가 내부로 삽입되고, 상기 머리부의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부가 형성되며, 상기 고정체가 상기 결합 홈부에 결합된 상태에서, 상기 머리부의 외주면과 상기 머리 삽입부의 내주면 사이에 상기 접착부가 구비되는 공간이 형성된다.
본 발명에서 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 어느 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 어느 하나와 연통되는 돌기부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 다른 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 다른 하나와 연통되고 상기 돌기부가 삽입되는 돌기 삽입홈부가 형성되며, 상기 고정체가 상기 결합 홈부에 결합된 상태에서, 상기 돌기부의 외주면과 상기 돌기 삽입홈부의 내주면 사이에 상기 접착부가 구비되는 공간이 형성된다.
본 발명에서 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 사이에는 오링이 개재된다.
본 발명에서 상기 오링은 상기 고정체가 결합되는 부분을 중심으로 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 안쪽 또는 바깥쪽 중 적어도 어느 한 측에 구비된다.
본 발명에서 상기 오링은 상기 고정체가 결합되는 부분을 중심으로 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 안쪽과 바깥쪽에 각각 구비된다.
본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부가 연통되도록 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 위치를 고정하는 위치 고정부재를 더 포함하며, 상기 위치 고정부재는, 일부분이 상기 제 1 링체에 삽입되고 나머지 부분이 상기 제2링체에 삽입된다.
본 발명에서 상기 결합 구멍은 상기 결합 홈부의 내경보다 큰 내경을 가지며, 상기 위치 고정부재는 상기 결합 홈부의 중심과 상기 결합 구멍의 중심이 일치되도록 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 위치를 고정한다.
본 발명에서 상기 위치 고정부재는 원주 방향에서 양 단부가 이격되는 원통 형상을 가지고, 이격된 부분을 통해 탄성을 가진다.
본 발명에서 상기 위치 고정부재는, 원주 방향에서 이격된 양 단부에 서로 맞물리는 복수의 치가 돌출된다.
본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 연마 헤드에 장착되는 링체와 연마 패드에 접촉되는 링체를 간단하고 견고하게 조립하여 리테이너 링의 제조 비용을 줄이고, 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 연마 헤드에 장착되는 링체와 연마 패드에 접촉되는 링체를 견고하게 고정하여 연마 작업 시 발생되는 사고를 방지하고, 정해진 수명까지 안정적으로 사용이 가능하도록 한 효과가 있다.
도 1은 종래 리테이너 링이 장착된 연마 헤드를 개략적으로 도시한 단면도
도 2는 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링을 도시한 분해 사시도
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링의 일 예를 도시한 단면도
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링의 다른 예를 도시한 단면도
도 8은 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링의 또 다른 예를 도시한 단면도
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
10 : 제 1 링체 11 : 결합 구멍
13 : 머리 삽입부 20 : 제 2 링체
21 : 결합 홈부 30 : 고정체
31 : 고정 볼트부재 40 : 접착부
41 : 상부 접착부 42 : 하단 접착부
43 : 머리 접착부 44 : 제 1 돌기 접착부
45 : 제 2 돌기 접착부 50 : 위치 고정부재
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명은 화학적 기계 연마 장치에 장착되며 내부에 웨이퍼가 수용되어 상기 웨이퍼를 감싸는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링에 관한 것이다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 화학적 기계 연마 장치에 장착되는 제 1 링체(10)와, 상기 제 1 링체(10)의 하부면에 결합되는 제 2 링체(20)를 포함한다.
상기 제 1 링체(10)는 화학적 기계 연마 장치의 헤드에 장착되는 것으로, 금속 재질로 제조되며 SUS 재질인 것을 일 예로 한다. 상기 제 1 링체(10)는 금속 재질로 형성되어 헤드에 견고하게 장착되며, 해당 화학적 기계 연마 장치에서 요구하는 규격의 중량 및 강성을 확보할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제 1 링체(10)의 하부에는 하부면이 화학적 기계 연마 장치의 연마 패드에 접촉되는 제 2 링체(20)가 결합된다. 상기 제 2 링체(20)의 하부면에는 링의 내부로 연마제를 공급하는 연마제 공급홈(23)이 형성된다. 상기 연마제 공급홈(23)은 상기 제 2 링체(20)의 하부면에 이격되게 복수로 형성되어 상기 제 2 링체(20)의 내부 즉, 상기 웨이퍼가 수용된 상기 제 2 링체(20)의 내주면 안쪽으로 연마제를 안정적으로 원활하게 공급한다.
상기 제 2 링체(20)는 합성수지재로 제조되며, 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene Sulfide)인 것을 일 예로 하며, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐설파이드(PPS), 폴리아미드, 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리카보네이트, 아세탈, 폴리에테르아미드(PEI), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸린테레프탈레이트(PET) 등과 같은 공지의 엔지니어링 플라스틱 중 어느 하나를 선택하여 제조될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 제 2 링체(20)는 상기 합성 수지재로 한 몸체로 제조되는 것을 일 예로 하며, 도시하지는 않았지만, 금속 재질의 삽입 링부재와, 상기 삽입 링부재의 둘레를 감싸는 합성수지재의 외피 링부재를 포함할 수도 있다. 상기 삽입 링부재는 상기 외피 링부재의 내부로 내장된다. 즉, 상기 외피 링부재는 상기 삽입 링부재가 외부로 노출되지 않도록 상기 삽입 링부재의 둘레를 감싼다.
상기 삽입 링부재는 SUS 재질인 것을 일 예로 하고, 상기 외피 링부재는 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene Sulfide)인 것을 일 예로 하며, 열분해 질화붕소(PBN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐설파이드(PPS), 폴리아미드, 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리카보네이트, 아세탈, 폴리에테르아미드(PEI), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸린테레프탈레이트(PET) 등과 같은 공지의 엔지니어링 플라스틱 중 어느 하나를 선택하여 제조될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 제 1 링체(10)에는 화학적 기계 연마 장치의 연마 헤드에 장착되기 위해 내부로 헤드 장착구가 삽입되어 결합하는 복수의 장착부(12)가 이격되게 형성되고, 상기 장착부(12)는 구멍일 수도 있고, 홈일 수도 있다. 상기 장착부(12)의 내주면에는 볼트에 체결되는 나사홈이 형성되어 상기 제 1 링체(10)는 볼트 체결로 화학적 기계 연마 장치의 연마 헤드에 장착되는 것을 일 예로 한다.
상기 제 1 링체(10)에는 상, 하 방향으로 관통된 복수의 결합 구멍(11)이 이격되게 형성된다. 상기 결합 구멍(11)은 상기 제 2 링체(20)를 상기 제 1 링체(10)의 하부면에 장착 고정시키는 고정체(30)가 관통되는 구멍이다.
상기 결합 구멍(11)은 상기 장착부(12)와 별개로 구멍형태의 상기 장착부(12)의 사이에 배치되는 것을 일 예로 한다.
상기 제 1 링체(10)는 상기 장착부(12)를 상기 결합 구멍(11)과 일체로 형성하여 별도로 상기 장착부(12)를 형성하지 않고, 상기 결합 구멍(11)의 내주면에 나사홈을 형성하여 화학적 기계 연마 장치의 연마 헤드에 장착 가능할 수도 있다.
상기 제 2 링체(20)에는 상기 결합 구멍(11)과 연결되는 복수의 결합 홈부(21)가 형성된다. 상기 결합 홈부(21)는 상기 제 2 링체(20)를 상기 제 1 링체(10)의 하부면에 장착 고정시키는 고정체(30)가 결합되는 홈이다.
상기 고정체(30)는 상기 결합 구멍(11)을 관통하여 상기 결합 홈부(21)에 결합되어 상기 제 1 링체(10)의 하부면에 상기 제 2 링체(20)를 밀착시켜 견고하게 장착 고정시키는 것이다. 상기 고정체(30)는 상기 결합 구멍(11)을 관통하여 상기 결합 홈부(21)에 체결되는 고정 볼트부재(31)인 것이 바람직하다. 상기 고정 볼트부재(31)는 상기 결합 홈부(21)에 나사결합으로 체결되어 상기 제 1 링체(10)의 하부면에 상기 제 2 링체(20)를 간단하게 장착 고정시킬 수 있고, 나사 결합력에 의해 견고하게 장착 고정시킨다. 상기 결합 홈부(21)의 내주면에는 상기 고정 볼트부재(31)가 체결되는 나사산이 형성된다.
상기 결합 구멍(11) 또는 상기 결합 홈부(21) 내에는 상기 고정체(30)를 접착 고정시키는 접착부(40)가 구비되며, 상기 접착부(40)는 접착제(40a)를 상기 결합 구멍(11) 또는 상기 결합 홈부(21) 내로 일정량 삽입한 후 상기 고정체(30)를 결합시켜 상기 결합 구멍(11) 또는 상기 결합 홈부(21) 내에서 상기 고정체(30)를 상기 제 1 링체(10) 또는 상기 제 2 링체(20)에 접착시켜 고정한다.
상기 제 2 링체(20)는 상기 고정체(30)와 상기 접착부(40)에 의해 상기 제 1 링체(10)에 견고하게 고정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 상기 결합 구멍(11)과 상기 결합 홈부(21)가 연통되도록 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)의 위치를 고정하는 위치 고정부재(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 위치 고정부재(50)는 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)의 사이에서 일부분이 상기 제 1 링체(10) 내로 삽입되고 나머지 부분이 상기 제 2 링체(20)의 내부로 삽입된다.
상기 상기 제 2 링체(20)의 상부면에는 상기 위치 고정부재(50)가 삽입되는 제 2 위치 고정홈(22)이 형성된다.
도 3을 참고하면, 상기 결합 구멍(11)은 상기 결합 홈부(21)의 내경보다 큰 내경을 가지도록 형성되고, 상기 고정체(30)가 상기 결합 홈부(21)에 결합된 상태에서 상기 결합 구멍(11)의 내주면과 상기 고정체(30)의 외주면은 이격된다. 상기 접착부(40)는 상기 결합 구멍(11)의 내주면과 상기 고정체(30)의 외주면 사이에 형성된 공간에 구비된 상부 접착부(41)를 포함한다.
또한, 상기 고정체(30)는 상단에 머리부(30a)가 구비되고, 상기 제 1 링체(10)의 상부에는 상기 결합 구멍(11)과 연통되어 상기 머리부(30a)가 내부로 삽입되고, 상기 머리부(30a)의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부(13)가 형성되며, 상기 머리 삽입부(13)의 내주면과 상기 머리부(30a)의 외주면은 이격된다. 상기 접착부(40)는 상기 머리 삽입부(13)의 내주면과 상기 머리부(30a)의 외주면 사이에 구비된 머리 접착부(43)를 포함한다.
또한, 상기 고정체(30)의 하단과 상기 결합 홈부(21)의 바닥면은 이격되고, 상기 접착부(40)는 상기 고정체(30)의 하단과 상기 결합 홈부(21)의 바닥면 사이에 형성된 공간에 구비된 하단 접착부(42)를 포함한다. 상기 고정체(30)가 상기 결합 홈부(21)에 결합되어 상기 머리부(30a)가 상기 머리 삽입부(13)에 삽입되어 안착되면 상기 고정체(30)의 하단과 상기 결합 홈부(21)의 사이에는 이격되어 공간이 형성된다. 상기 고정체(30)의 하단과 상기 결합 홈부(21)의 사이 공간에 상기 하단 접착부(42)가 형성된다.
상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)의 사이에는 오링(60)이 개재되는 것이 바람직하다. 상기 제 1 링체(10)의 하부면에는 상기 오링(60)이 삽입되는 오링홈(61)이 형성되는 것을 일 예로 하고, 상기 오링(60)은 상기 오링홈(61)에 삽입되고 상기 제 2 링체의 상부면에 밀착되어 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20) 사이를 실링한다. 상기 오링(60)은 상기 고정체(30)가 결합되는 부분을 중심으로 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)의 안쪽 또는 바깥쪽 중 적어도 어느 한 측에 구비되며, 더 바람직하게는 안쪽과 바깥쪽 양 쪽에 각각 구비되는 것이다.
상기 오링(60)은 웨이퍼의 화학적 기계 연마 작업 중 슬러리가 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)의 사이로 유입되어 상기 고정체(30)가 결합된 부분으로 유입되는 것을 방지하고, 리테이너 링의 내경과 외경 측으로의 슬러리 유입을 방지한다.
상기 고정체(30)가 상기 고정 볼트부재(31)인 것을 일 예로 하여 더 상세하게 설명하면, 다음과 같다.
도 4를 참고하면, 상기 결합 구멍(11) 내로 일정량 이상의 접착제(40a)를 삽입하여 상기 결합 홈부(21)를 막고, 상기 고정 볼트부재(31)를 상기 결합 구멍(11)을 관통시켜 상기 결합 홈부(21)에 체결하면, 상기 결합 구멍(11)의 내주면인 상기 결합 구멍(11)의 내측 둘레와 상기 고정 볼트부재(31)의 외주면인 상기 고정 볼트부재(31)의 외측 둘레 사이에 형성된 공간 내로 상기 접착제(40a)가 채워져 상기 상부 접착부(41)를 형성한다.
또한, 상기 고정 볼트부재(31)가 상기 결합 홈부(21)에 체결하여 상기 머리부(30a)가 상기 머리 삽입부(13) 내에 안착되어 걸리면, 상기 머리부(30a)의 외주면인 상기 머리부(30a)의 외측 둘레와 상기 머리 삽입부(13)의 내주면인 내측 둘레 사이에 형성된 공간에 상기 접착제(40a)가 채워져 상기 머리 접착부(43)가 형성된다.
또한, 상기 고정 볼트부재(31)가 상기 결합 홈부(21)에 체결하여 상기 머리부(30a)가 상기 머리 삽입부(13) 내에 안착되어 걸리면 상기 고정 볼트부재(31)의 하단부와 상기 결합 홈부(21)의 바닥 사이에 형성된 공간 내로 상기 접착제(40a)가 채워져 상기 하단 접착부(42)가 형성된다.
상기 상부 접착부(41), 상기 머리 접착부(43), 상기 하단 접착부(42)는 상기 고정 볼트부재(31)를 상기 제 1 링체(10)와, 상기 제 2 링체(20)에 각각 접착시켜 고정하므로, 상기 제 2 링체(20)를 상기 제 1 링체(10)에 더 견고하게 장착 고정될 수 있도록 하여 웨이퍼의 화학적 기계 연마 중 상기 고정 볼트부재(31)의 체결력이 약해지는 것을 방지하고, 상기 고정 볼트부재(31)의 체결력이 약해지면서 발생되는 사고를 예방한다.
상기 위치 고정부재(50)는 상기 결합 홈부(21)의 내측 둘레 외측으로 상기 결합 구멍(11)의 내측 둘레가 이격되게 위치되도록 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)의 위치를 고정한다. 더 바람직하게는 상기 결합 홈부(21)의 중심과, 상기 결합 구멍(11)의 중심이 일치되도록 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)의 위치를 고정하여 상기 결합 구멍(11)을 관통하는 상기 고정 볼트부재(31)의 둘레 및 상기 머리부(30a)의 둘레로 공간이 고르게 형성될 수 있도록 한다.
한편, 도 5를 참고하면, 상기 제 2 링체(20)의 상부에는 상기 결합 홈부(21)가 형성된 돌기부(20a)가 돌출되고, 상기 제 1 링체(10)의 하부면에는 상기 결합 구멍(11)이 연통되고 상기 돌기부(20a)가 삽입되는 돌기 삽입홈부(10a)가 형성된다. 또, 도 6을 참고하면, 상기 제 1 링체(10)의 하부에는 상기 결합 구멍(11)이 관통되는 돌기부(20a)가 돌출되고, 상기 제 2 링체(10)의 상부면에는 상기 결합 홈부(21)가 연통되고 상기 돌기부(20a)가 삽입되는 돌기 삽입홈부(10a)가 형성된다.
즉, 상기 제 1 링체(10)의 하부와 상기 제 2 링체(20)의 상부 중 어느 한 측에는 상기 결합 구멍(11)과 상기 결합 홈부(21) 중 어느 하나와 연통되는 돌기부(20a)가 구비되고, 상기 제 1 링체(10)의 하부와 상기 제 2 링체(20)의 상부 중 다른 한 측에는 상기 결합 구멍(11)과 상기 결합 홈부(21) 중 다른 하나와 연통되고 상기 돌기부(20a)가 삽입되는 돌기 삽입홈부(10a)가 형성된다.
상기 돌기부(20a)는 외측면이 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내측면과 이격되는 크기로 형성된다. 즉, 상기 돌기부(20a)의 높이보다 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 깊이가 더 크게 형성되고, 상기 돌기부(20a)의 외경보다 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내경이 더 크게 형성된다.
상기 결합 홈부(21)는 상기 돌기부(20a)의 중앙에 형성되고, 상기 돌기 삽입홈부(10a)는 상기 결합 구멍(11)과 중심이 일치되게 형성되어 상기 고정 볼트부재(31)를 상기 결합 홈부(21)에 체결하면 상기 돌기부(20a)의 외측 둘레로 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내주면과의 이격된 공간이 고르게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 접착부(40)는 상기 돌기부(20a)의 상부면과 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내측면 사이에 구비되는 제 1 돌기 접착부(44)를 더 포함할 수도 있다. 상기 고정 볼트부재(31)가 상기 결합 구멍(11)을 관통하여 상기 결합 구멍(11)에 체결되면,상기 돌기부(20a)의 상부면과 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내측면 사이에 이격된 공간이 형성되고, 상기 공간에 접착제(40a)가 채워져 상기 제 1 돌기 접착부(44)가 형성된다.
또한, 상기 접착부(40)는 상기 돌기부(20a)의 외측면과 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내측면 사이에 구비되는 제 2 돌기 접착부(45)를 더 포함할 수도 있다. 상기 고정 볼트부재(31)가 상기 결합 구멍(11)을 관통하여 상기 결합 구멍(11)에 체결되면, 상기 돌기부(20a)의 외측 둘레로 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내주면과의 이격된 공간이 형성되고, 상기 공간에 접착제(40a)가 채워져 상기 제 2 돌기 접착부(45)가 형성된다.
또한, 상기 돌기부(20a)는 외측면에 파여진 걸림 홈이 형성되고, 상기 제 2 돌기 접착부(45)는 상기 걸림홈(20b)에 채워져 걸리도록 형성된다. 즉, 상기 제 2 돌기 접착부(45)는 상기 걸림홈(20b)에 채워져 걸리게 되어 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)를 더 견고하게 장착 고정시킨다.
도 7을 참고하면, 상기 결합 구멍(11) 내로 일정량 이상의 접착제(40a)를 삽입하여 상기 결합 홈부(21)를 막고, 상기 고정 볼트부재(31)를 상기 결합 구멍(11)을 관통시켜 상기 결합 홈부(21)에 체결하면, 상기 결합 구멍(11)의 내주면과 상기 고정 볼트부재(31)의 외주면 사이 공간, 상기 머리부(30a)의 외주면과 상기 머리 삽입부(13)의 내주면 사이 공간, 상기 고정 볼트부재(31)의 하단부와 상기 결합 홈부(21)의 바닥 사이 공간, 상기 돌기부(20a)의 상부면과 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내측면 사이 공간, 상기 돌기부(20a)의 외측면과 상기 돌기 삽입홈부(10a)의 내측면 사이 공간에 각각 상기 접착제(40a)가 채워져 상기 상부 접착부(41), 상기 머리 접착부(43), 상기 하단 접착부(42), 상기 제 1 돌기 접착부(44), 상기 제 2 돌기 접착부(45)가 각각 형성된다.
상기 상부 접착부(41), 상기 머리 접착부(43), 상기 하단 접착부(42), 상기 제 1 돌기 접착부(44), 상기 제 2 돌기 접착부(45)는 상기 고정 볼트부재(31)를 상기 제 1 링체(10)와, 상기 제 2 링체(20)에 각각 접착시켜 고정한다.
따라서, 상기 상부 접착부(41), 상기 머리 접착부(43), 상기 하단 접착부(42), 상기 제 1 돌기 접착부(44), 상기 제 2 돌기 접착부(45)는 상기 제 2 링체(20)를 상기 제 1 링체(10)에 더 견고하게 장착 고정될 수 있도록 하여 웨이퍼의 화학적 기계 연마 중 상기 고정 볼트부재(31)의 체결력이 약해지는 것을 확실하게 방지하고, 상기 고정 볼트부재(31)의 체결력이 약해지면서 발생되는 사고를 확실하게 예방한다.
한편, 도 8을 참고하면, 상기 위치 고정부재(50)는 상기 제 1 링체(10)의 하부면에 형성된 제 1 위치 고정홈(14)에 일부분이 삽입되고, 상기 제 2 링체(20)의 상부면에 형성된 제 2 위치 고정홈(22)에 나머지 부분이 삽입된다.
상기 제 1 링체(10)의 하부면에는 복수의 제 1 위치 고정홈(14)이 이격되게 형성되고, 상기 제 2 링체(20)의 하부면에는 복수의 제 2 위치 고정홈(22)이 이격되게 형성된다. 상기 제 1 위치 고정홈(14)과 상기 제 2 위치 고정홈(22)은 서로 일치될 때 상기 결합 구멍(11)과 상기 결합 홈부(21)가 연통되는 위치가 되도록 형성된다.
상기 위치 고정부재(50)는, 상기 제 1 링체(10)와 상기 접촉 링체와 별도로 제조되어 분리 가능하며, 상기 제 1 위치 고정홈(14)과 상기 제 2 위치 고정홈(22) 중 어느 한 측에 결합시킨 상태에서 다른 한 측으로 결합하는 것을 일 예로 한다.
상기 위치 고정부재(50)는 원주 방향에서 양 단부가 이격되는 원통 형상을 가지고, 이격된 양 단부에 서로 맞물리는 복수의 치(51)가 돌출된다. 상기 상기 위치 고정부재(50)는 상기 원주 방향에서 이격된 부분을 통해 자체적으로 탄성을 가져 상기 제 1 위치 고정홈(14)과 상기 제 2 위치 고정홈(22)에 견고하게 결합된다.
즉, 상기 위치 고정부재(50)는 원주 방향에서 양단부가 이격되어 직경이 좁아지면서 일부분이 상기 제 1 위치 고정홈(14)과 상기 제 2 위치 고정홈(22)에 각각 결합된다.
상기 위치 고정부재(50)는 상기 제 1 위치 고정홈(14)과 상기 제 2 위치 고정홈(22)에 결합된 후 상기 복수의 치(51)가 맞물리면서 더 견고하게 결합되어 상기 제 1 링체(10)와 상기 제 2 링체(20)의 결합을 더 견고하게 한다.
상기 위치 고정부재(50)가 상기 제 1 위치 고정홈(14)과 상기 제 2 위치 고정홈(22)에 각각 결합되면 상기 결합 구멍(11)의 중심과 상기 결합 홈부(21)의 중심이 일치되어 상기 고정 볼트부재(31)를 상기 결합 구멍(11)을 통해 상기 결합 홈부(21)로 정확하게 체결할 수 있도록 하고, 상기 고정 볼트부재(31)의 둘레, 상기 머리부(30a)의 둘레, 상기 돌기부(20a)의 둘레로 공간을 고르게 형성할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 연마 헤드에 장착되는 링체와 연마 패드에 접촉되는 링체를 간단하고 견고하게 조립하여 리테이너 링의 제조 비용을 줄이고, 생산성을 향상시킨다.
본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링은 연마 헤드에 장착되는 링체와 연마 패드에 접촉되는 링체를 견고하게 고정하여 연마 작업 시 발생되는 사고를 방지하고, 정해진 수명까지 안정적으로 사용이 가능하다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
Claims (20)
- 화학적 기계 연마 장치에 장착되며 내부에 웨이퍼가 수용되어 상기 웨이퍼를 감싸는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링이며,화학적 기계 연마 장치에 장착되며 상, 하 방향으로 관통된 복수의 결합 구멍이 이격되게 형성된 제 1 링체;상기 제 1 링체의 하부면에 장착되고, 상기 결합 구멍과 연결되는 복수의 결합 홈부가 형성된 제 2 링체; 및상기 결합 구멍을 관통하여 상기 결합 홈부에 결합되어 상기 제 1 링에 상기 제 2 링체를 장착시키는 고정체;를 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 1에 있어서,상기 고정체는 상기 결합 구멍을 관통하여 상기 결합 홈부에 체결되는 고정 볼트부재인 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 1에 있어서,상기 결합 구멍 또는 상기 결합 홈부 내에 구비되며 상기 고정체를 접착 고정시키는 접착부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 접착부는,상기 결합 구멍의 내주면과 상기 고정체의 외주면 사이에 형성된 공간에 구비된 상부 접착부를 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 고정체는 상단에 머리부가 구비되고,상기 제 1 링체의 상부에는 상기 결합 구멍과 연통되어 상기 머리부가 내부로 삽입되고 상기 머리부의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부가 형성되며,상기 접착부는,상기 머리 삽입부의 내주면과 상기 머리부의 외주면 사이에 구비된 머리 접착부를 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 접착부는,상기 고정체의 하단과 상기 결합 홈부의 바닥면 사이에 형성된 공간에 구비된 하단 접착부를 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 고정체는 상단에 머리부가 구비되고,상기 제 1 링체의 상부에는 상기 결합 구멍과 연통되어 상기 머리부가 내부로 삽입되고 상기 머리부의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부가 형성되며,상기 접착부는,상기 결합 구멍의 내주면과 상기 고정체의 외주면 사이에 구비된 상부 접착부;상기 머리 삽입부의 내주면과 상기 머리부의 외주면 사이에 구비된 머리 접착부; 및상기 고정체의 하단과 상기 결합 홈부의 바닥면 사이에 형성된 공간에 구비된 하단 접착부;를 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 어느 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 어느 하나와 연통되는 돌기부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 다른 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 다른 하나와 연통되고 상기 돌기부가 삽입되는 돌기 삽입홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 8에 있어서,상기 접착부는,상기 돌기부의 상부면 또는 하부면과 상기 돌기 삽입홈부의 내측면 사이에 구비되는 제 1 돌기 접착부; 및상기 돌기부의 외측면과 상기 돌기 삽입홈부의 내측면 사이에 구비되는 제 2 돌기 접착부를 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 고정체는 상단에 머리부가 구비되고,상기 제 1 링체의 상부에는 상기 결합 구멍과 연통되어 상기 머리부가 내부로 삽입되고 상기 머리부의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부가 형성되며,상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 어느 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 어느 하나와 연통되는 돌기부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 다른 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 다른 하나와 연통되고 상기 돌기부가 삽입되는 돌기 삽입홈부가 형성되며,상기 접착부는,상기 결합 구멍의 내주면과 상기 고정체의 외주면 사이에 구비된 상부 접착부;상기 머리 삽입부의 내주면과 상기 머리부의 외주면 사이에 구비된 머리 접착부;상기 고정체의 하단과 상기 결합 홈부의 바닥면 사이에 구비된 하단 접착부;상기 돌기부의 상부면 또는 하부면과 상기 돌기 삽입홈부의 내측면 사이에 구비되는 제 1 돌기 접착부; 및상기 돌기부의 외측면과 상기 돌기 삽입홈부의 내측면 사이에 구비되는 제 2 돌기 접착부를 포함한 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 고정체가 상기 결합 홈부에 결합된 상태에서, 상기 고정체의 외주면과 상기 결합 구멍의 내주면 사이에는 상기 접착부가 구비되는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 고정체는 상단에 머리부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 상부에는 상기 결합 구멍과 연통되어 상기 머리부가 내부로 삽입되고, 상기 머리부의 외경보다 내경이 큰 머리 삽입부가 형성되며,상기 고정체가 상기 결합 홈부에 결합된 상태에서, 상기 머리부의 외주면과 상기 머리 삽입부의 내주면 사이에 상기 접착부가 구비되는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 3에 있어서,상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 어느 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 어느 하나와 연통되는 돌기부가 구비되고, 상기 제 1 링체의 하부와 상기 제 2 링체의 상부 중 다른 한 측에는 상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부 중 다른 하나와 연통되고 상기 돌기부가 삽입되는 돌기 삽입홈부가 형성되며,상기 고정체가 상기 결합 홈부에 결합된 상태에서, 상기 돌기부의 외주면과 상기 돌기 삽입홈부의 내주면 사이에 상기 접착부가 구비되는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 1에 있어서,상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 사이에는 오링이 개재되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 14에 있어서,상기 오링은 상기 고정체가 결합되는 부분을 중심으로 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 안쪽 또는 바깥쪽 중 적어도 어느 한 측에 구비된 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 14에 있어서,상기 오링은 상기 고정체가 결합되는 부분을 중심으로 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 안쪽과 바깥쪽에 각각 구비된 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 1에 있어서,상기 결합 구멍과 상기 결합 홈부가 연통되도록 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 위치를 고정하는 위치 고정부재를 더 포함하며,상기 위치 고정부재는, 일부분이 상기 제 1 링체에 삽입되고 나머지 부분이 상기 제2링체에 삽입되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 17에 있어서,상기 결합 구멍은 상기 결합 홈부의 내경보다 큰 내경을 가지며,상기 위치 고정부재는 상기 결합 홈부의 중심과 상기 결합 구멍의 중심이 일치되도록 상기 제 1 링체와 상기 제 2 링체의 위치를 고정하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 17에 있어서,상기 위치 고정부재는원주 방향에서 양 단부가 이격되는 원통 형상을 가지고, 이격된 부분을 통해 탄성을 가지는 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
- 청구항 19에 있어서,상기 위치 고정부재는,원주 방향에서 이격된 양 단부에 서로 맞물리는 복수의 치가 돌출된 것을 특징으로 하는 화학적 기계 연마 장치의 리테이너 링.
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