KR102253726B1 - CMP head and CMP apparotus consisting the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼의 최외곽 영역의 연마율을 제어할 수 있는 씨엠피 해드 및 이를 포함하는 씨엠피 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 해드는 웨이퍼를 가압하는 바닥판, 상기 바닥판의 가장자리로부터 상부로 연장되어 배치된 제1측판, 상기 제1측판 상에 배치된 제2측판, 상기 제2측판의 하부로부터 상기 바닥판의 안쪽으로 연장되어 배치된 제1플립, 및 상기 제2측판의 상부로부터 상기 바닥판의 안쪽으로 연장되어 배치된 제2플립을 포함하고, 상기 바닥판 및 측판에 의해 정의되는 영역에 적어도 하나의 챔버를 형성하는 멤브레인; 웨이퍼가 이탈하는 것을 방지하고 패드를 가압하는 리테이너링; 및 상기 리테이너링 및 멤브레인을 지지하는 하우징; 을 포함하고, 상기 제1측판의 안쪽면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터의 거리에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 제1면, 제2면, 제3면, 제4면 및 제5면으로 구분되고, 상기 제1면 및 제5면은 하부로부터 상부에 이르기까지 곡률을 갖는 곡면이고, 상기 제2면 및 제4면은 상기 제1측판의 바깥면에 평행하고, 상기 제1측판의 바깥면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터의 거리에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 제6면 및 제7면으로 구분되고, 상기 제6면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터 상부로 수직하게 연장된 면이고, 상기 제7면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터 상기 멤브레인의 중심 방향으로 0.1 내지 3mm에 배치된다.The present invention relates to a CMP head capable of controlling a polishing rate of an outermost region of a wafer, and a CMP apparatus including the same, wherein the CMP head according to an embodiment of the present invention is a bottom plate that presses a wafer, and the bottom A first side plate extending upward from the edge of the plate, a second side plate disposed on the first side plate, a first flip disposed extending from a lower portion of the second side plate to the inside of the bottom plate, and the first side plate. A membrane including second flips extending from an upper portion of the side plate to the inside of the bottom plate, and forming at least one chamber in a region defined by the bottom plate and the side plate; A retaining ring that prevents the wafer from escaping and presses the pad; And a housing supporting the retaining ring and the membrane. Including, the inner surface of the first side plate is divided into a first surface, a second surface, a third surface, a fourth surface, and a fifth surface from the bottom to the top according to the distance from the outermost side of the bottom plate. The first and fifth surfaces are curved surfaces having a curvature from the bottom to the top, the second and fourth surfaces are parallel to the outer surface of the first side plate, and the outer surface of the first side plate Is divided into a sixth surface and a seventh surface from the bottom to the top according to the distance from the outermost side of the bottom plate, and the sixth surface is a surface extending vertically from the outermost to the top of the bottom plate, The seventh surface is disposed 0.1 to 3 mm from the outermost side of the bottom plate toward the center of the membrane.
Description
본 발명은 웨이퍼의 최외곽 영역의 연마율을 제어할 수 있는 씨엠피 해드 및 이를 포함하는 씨엠피 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a CMP head capable of controlling a polishing rate of an outermost region of a wafer, and a CMP apparatus including the same.
반도체 제조 시 수반되는 평탄화 공정인 씨엠피(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 공정은 씨엠피 장치에 의해 수행된다. The CMP (Chemical Mechanical Polishing) process, which is a planarization process involved in semiconductor manufacturing, is performed by a CMP apparatus.
상기 씨엠피 공정은 회전하는 플레이튼 상에 패드를 부착하고, 상기 패드 위에 해드를 이용하여 웨이퍼를 가압 및 회전함으로써 이루어진다. 이때, 웨이퍼 표면에 형성된 막의 종류에 따라 슬러리를 패드 위에 분사한다.The CMP process is performed by attaching a pad on a rotating platen, and pressing and rotating a wafer using a head on the pad. At this time, the slurry is sprayed onto the pad according to the type of film formed on the wafer surface.
상기 해드는 웨이퍼를 가압하기 위해 챔버를 포함하고 있으며, 상기 챔버는 동심원을 이루는 복수의 구역으로 나누어 있는 것이 일반적이다. 상기 챔버는 멤브레인이라고 하는 가요성 재질의 막 내부에 유체를 주입함으로써 형성될 수 있다. 이와 같이 복수의 구역으로 나누어진 챔버를 이용하여, 웨이퍼의 각 영역에 대한 가압조건을 조절할 수 있다. The head includes a chamber for pressing the wafer, and the chamber is generally divided into a plurality of concentric zones. The chamber may be formed by injecting a fluid into a film made of a flexible material called a membrane. By using the chamber divided into a plurality of regions as described above, it is possible to adjust the pressing conditions for each region of the wafer.
다만, 멤브레인제조 기술의 한계 및 해드 가압에 의한 패드의 리바운딩 현상으로 인하여 웨이퍼의 가장자리 부분에 대한 가압은 조절이 어렵다. 씨엠피 공정에서 웨이퍼의 가장자리 부분의 연마율을 조절하기 위해 멤브레인의 플립에 이너링(inner ring) 또는 아우터링(outer ring) 등의 수단을 부가하는 기술이 제공되고 있다. However, it is difficult to control the pressure on the edge of the wafer due to the limitation of the membrane manufacturing technology and the rebounding phenomenon of the pad due to head pressure. In the CMP process, a technique of adding a means such as an inner ring or an outer ring to a flip of a membrane has been provided in order to control the polishing rate of the edge of the wafer.
그러나, 종래의 이너링 또는 아우터링을 부가한 씨엠피 해드의 경우, 상기 이너링 또는 아우터링에 의해 멤브레인이 웨이퍼와 접하는 하부면이 가압되면서 웨이퍼의 특정 부분의 연마율이 비정상적으로 높아지는 문제를 갖고 있다.However, in the case of a conventional CMP head to which an inner ring or outer ring is added, the lower surface of the membrane in contact with the wafer is pressed by the inner ring or outer ring, and the polishing rate of a specific portion of the wafer is abnormally increased. have.
본 발명은 씨엠피 공정에서 웨이퍼 연마율을 제어하고 높은 평탄도를 제공할 수 있는 씨엠피 해드 및 이를 포함하는 씨엠피 장치를 제공함을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a CMP head capable of controlling a wafer polishing rate and providing high flatness in a CMP process, and a CMP apparatus including the same.
또한, 웨이퍼의 가장자리 부분의 연마율을 제어할 수 있는 씨엠피 해드 및 씨엠피 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a CMP head and a CMP apparatus capable of controlling a polishing rate of an edge portion of a wafer.
본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 해드는 웨이퍼를 가압하는 바닥판, 상기 바닥판의 가장자리로부터 상부로 연장되어 배치된 제1측판, 상기 제1측판 상에 배치된 제2측판, 상기 제2측판의 하부로부터 상기 바닥판의 안쪽으로 연장되어 배치된 제1플립, 및 상기 제2측판의 상부로부터 상기 바닥판의 안쪽으로 연장되어 배치된 제2플립을 포함하고, 상기 바닥판 및 측판에 의해 정의되는 영역에 적어도 하나의 챔버를 형성하는 멤브레인; 웨이퍼가 이탈하는 것을 방지하고 패드를 가압하는 리테이너링; 및 상기 리테이너링 및 멤브레인을 지지하는 하우징; 을 포함하고, 상기 제1측판의 안쪽면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터의 거리에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 제1면, 제2면, 제3면, 제4면 및 제5면으로 구분되고, 상기 제1면 및 제5면은 하부로부터 상부에 이르기까지 곡률을 갖는 곡면이고, 상기 제2면 및 제4면은 상기 제1측판의 바깥면에 평행하고, 상기 제1측판의 바깥면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터의 거리에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 제6면 및 제7면으로 구분되고, 상기 제6면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터 상부로 수직하게 연장된 면이고, 상기 제7면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터 상기 멤브레인의 중심 방향으로 0.1 내지 3mm에 배치된다.The CMP head according to an embodiment of the present invention includes a bottom plate for pressing a wafer, a first side plate extending upward from an edge of the bottom plate, a second side plate disposed on the first side plate, and the second side plate A first flip disposed extending inward from the bottom of the bottom plate, and a second flip disposed extending inward of the bottom plate from the top of the second side plate, and defined by the bottom plate and the side plate A membrane forming at least one chamber in the area to be formed; A retaining ring that prevents the wafer from escaping and presses the pad; And a housing supporting the retaining ring and the membrane. Including, the inner surface of the first side plate is divided into a first surface, a second surface, a third surface, a fourth surface, and a fifth surface from the bottom to the top according to the distance from the outermost side of the bottom plate. The first and fifth surfaces are curved surfaces having a curvature from the bottom to the top, and the second and fourth surfaces are parallel to the outer surface of the first side plate, and the outer surface of the first side plate Is divided into a sixth surface and a seventh surface from the bottom to the top according to the distance from the outermost side of the bottom plate, and the sixth surface is a surface extending vertically from the outermost to the top of the bottom plate, The seventh surface is disposed 0.1 to 3 mm from the outermost side of the bottom plate toward the center of the membrane.
본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 장치는 앞서 설명한 씨엠피 해드를 포함한다.A CMP device according to an embodiment of the present invention includes the CMP head described above.
본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 해드 및 이를 포함하는 씨엠피 장치는 씨엠피 공정에서 웨이퍼 연마율을 제어하고 높은 평탄도를 제공할 수 있다.The CMP head and the CMP apparatus including the same according to an exemplary embodiment of the present invention can control a wafer polishing rate in a CMP process and provide high flatness.
또한, 웨이퍼의 가장자리 부분의 연마율을 제어할 수 있다.In addition, the polishing rate of the edge portion of the wafer can be controlled.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 해드를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 멤브레인, 아우터링 및 이너링이 결합된 모습을 도시한 것이다.
도 5는 멤브레인을 도시한 것이다.
도 6은 이너링을 도시한 것이다.
도 7은 아우터링을 도시한 것이다.
도 8은 도 4의 단면도이다.
도 9는 도 8의 A부분을 확대한 것이다.
도 10은 도 8의 B부분을 확대한 것이다.
도 11은 이너링의 단면을 도시한 것이다.1 illustrates a CMP device according to an embodiment of the present invention.
2 shows a CMP head according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of FIG. 2.
4 is a diagram illustrating a combined state of a membrane, an outer ring, and an inner ring.
5 shows the membrane.
6 shows the inner ring.
7 shows the outer ring.
8 is a cross-sectional view of FIG. 4.
9 is an enlarged view of part A of FIG. 8.
FIG. 10 is an enlarged view of part B of FIG. 8.
11 shows a cross section of the inner ring.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. In addition, "including" certain elements throughout the specification means that other elements may be further included rather than excluding other elements unless specifically stated to the contrary.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 장치를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 씨엠피 장치(10)는 웨이퍼를 가압하는 씨엠피 해드(100), 상기 씨엠피 해드(100)를 회전시키는 부재, 상기 웨이퍼의 일 면이 접촉하는 패드(400), 상기 패드(400)가 부착되고 회전하는 플레이튼(300), 상기 패드(400)를 표면 상태를 회복하는 컨디셔너를 포함할 수 있다. 또한, 상기 패드(400)를 세정하기 위한 씨엠피 패드 세정 장치(200)를 더 포함할 수 있다. 또한, 패드(400)에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 씨엠피 해드(100)는 웨이퍼 연마율을 제어하고 높은 평탄도를 제공할 수 있고, 특히 웨이퍼의 가장자리 부분의 연마율을 제어할 수 있다.1 illustrates a CMP device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
상기 씨엠피 장치(10)의 구성은 씨엠피 해드(100)를 제외하고는 본 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다. 또한, 씨엠피 공정 조건 등에 따라서 몇 구성요소를 생략하거나 더할 수 있다.The configuration of the
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 해드(100)를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 단면도이다. 도 4는 멤브레인(110), 아우터링(150) 및 이너링(140)이 결합된 모습을 도시한 것, 도 5는 멤브레인(110)을 도시한 것, 도 6은 이너링(140)을 도시한 것, 도 7은 아우터링(150)을 도시한 것이다. 도 8은 도 4의 단면도이고, 도 9는 도 8의 A부분을 확대한 것이고, 도 10은 도 8의 B부분을 확대한 것이다.2 is a diagram illustrating a
도 2 내지 도 10를 참조하면 본 발명의 실시 예를 따르는 씨엠피 해드(100)는, 웨이퍼를 가압하는 멤브레인(110), 웨이퍼가 이탈하는 것을 방지하고 패드를 가압하는 리테이너링(120) 및 상기 리테이너링(120) 및 멤브레인(110)을 지지하는 하우징(130); 을 포함한다. 2 to 10, a CMP head 100 according to an embodiment of the present invention includes a
또한, 상기 씨엠피 해드(100)는, 씨엠피 해드(100)를 씨엠피 장치(10)에 고정하고, 상기 하우징(130)과 연결되는 외부의 유체 공급부로부터 씨엠피 해드(100) 내부로 유체를 공급하기 위한 유로를 포함하는 샤프트를 더 포함할 수 있다. 상기 하우징(130)은 그 하부에 배치되고 멤브레인(110)과 함께 웨이퍼를 가압하기 위한 챔버를 형성하는 멤브레인 플레이트(131)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
하우징(130)은 씨엠피 해드(100)를 지지하는 역할을 한다. 상기 하우징(130)은 샤프트를 통해 씨엠피 장치(10)의 회전축과 연결되며, 외부로부터 유체가 공급되는 통로를 내부에 포함하고 있다. 상기 통로는 하우징(130) 내부 챔버 및 멤브레인(110)에 의해 형성되는 챔버 내부로 유체를 공급하는 역할을 할 수 있다. 상기 하우징(130)은 다수의 블록으로 분리되어 조립된 형태일 수 있다. 상기 하우징(130)의 다수 블록은 볼트 결합을 통해 서로 고정될 수 있다. The
상기 하우징(130)의 하부 가장자리에는 리테이너링(120)이 배치될 수 있다. 상기 리테이너링(120)은 상기 하우징(130)과 볼트 결합을 통해 결합될 수 있다(미도시). 또한, 상기 하우징(130)의 하부에는 멤브레인(110)을 고정하고, 멤브레인(110)에 의해 형성된 챔버의 형상을 한정하는 멤브레인 플레이트(131)가 배치될 수 있다. A
상기 멤브레인 플레이트(131)는 내부에 통로를 포함하여, 상기 샤프트를 통해 공급되는 유체를 챔버 내부로 공급할 수 있다. 또한, 상기 멤브레인 플레이트(131)는 멤브레인(110)의 플립 단부를 고정하는 홈 및 고정부를 포함하여, 멤브레인(110)이 일정한 위치에 고정되고 일정한 형상을 유지하도록 할 수 있다. The
상기 멤브레인(110)은 가요성 재질을 포함하여 이루어질 수 있으며, 내부로 CDA(Clean Dry Air) 등의 유체가 유입되는 경우 풍선과 같이 부풀 수 있다. 이 경우, 멤브레인(110) 내부에 형성된 챔버는 일정한 압력을 유지하도록 유체 공급을 제어할 수 있다. 상기 유체는 외부의 공급장치로부터 공급될 수 있으며, 씨엠피 장치(10)의 제어부를 통해 공급 조건이 제어될 수 있다. 씨엠피 해드(100)는 상기 유체가 공급되기 위한 유로를 하우징(130) 및 멤브레인 플레이트(131) 내부에 포함할 수 있다. 이를 통해 상기 멤브레인(110)에 의해 형성된 챔버는 웨이퍼의 일 면을 일정한 압력으로 가압할 수 있다. The
상기 멤브레인(110)은 웨이퍼를 가압하는 바닥판(111), 상기 바닥판(111)의 가장자리로부터 상부로 연장되어 배치된 제1측판(112), 상기 제1측판(112) 상에 배치된 제2측판(113), 상기 제2측판(113)의 하부로부터 상기 바닥판(111)의 안쪽으로 연장되어 배치된 제1플립(114), 및 상기 제2측판(113)의 상부로부터 상기 바닥판(111)의 안쪽으로 연장되어 배치된 제2플립(115)을 포함하고, 상기 바닥판(111) 및 측판에 의해 정의되는 영역에 적어도 하나의 챔버를 형성한다.The
상기 제1측판(112) 및 제2측판(113)의 구분은 제1플립(114)이 연결된 부분을 기점으로 상부 부분을 제2측판(113)으로 정의할 수 있다. 도 9를 참조하면, 측판 중에서 f 및 g로 표시된 영역이 제1측판(112)에 해당하고, 상기 제1측판(112)의 상부에 배치된 부분이 제2측판(113)에 해당한다.The division of the
본 발명의 실시 예에서, 씨엠피 해드(100)는 내부면이 상기 제7면(112g)에 접하여 배치된 아우터링(150) 및 외부면이 상기 제2면(112b), 제3면(112c) 제4면(112d) 및 제5면(112e)에 접하여 배치된 이너링(140)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2측판(113), 제1플립(114) 및 제2플립(115)은 챔버를 형성하고, 상기 챔버가 가압되는 경우, 상기 제2측판(113)이 상기 이너링(140), 아우터링(150) 및 제1측판(112)을 가압할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1측판(112)의 안쪽면은 상기 바닥판(111)의 최외곽으로부터의 거리에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 제1면(112a), 제2면(112b), 제3면(112c), 제4면(112d) 및 제5면(112e)으로 구분되고, 상기 제1면(112a) 및 제5면(112e)은 하부로부터 상부에 이르기까지 곡률을 갖는 곡면이고, 상기 제2면(112b) 및 제4면(112d)은 상기 제1측판(112)의 바깥면에 평행하다. 또한, 상기 제1측판(112)의 바깥면은 상기 바닥판(111)의 최외곽으로부터의 거리에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 제6면(112f) 및 제7면(112g)으로 구분되고, 상기 제6면(112f)은 상기 바닥판(111)의 최외곽으로부터 상부로 수직하게 연장된 면이고, 상기 제7면(112g)은 상기 바닥판(111)의 최외곽으로부터 상기 멤브레인(110)의 중심 방향으로 0.1 내지 3mm에 배치된다.In an embodiment of the present invention, the inner surface of the
도 9를 참조하면, 제1측판(112)의 안쪽면(멤브레인(110)의 내부를 바라보는 면) 중에서 a, b, c, d, e에 해당하는 면이 각각 제1면(112a), 제2면(112b), 제3면(112c), 제4면(112d) 및 제5면(112e)에 해당한다. 또한, 제1측판(112)의 바깥면(멤브레인(110)의 외부를 바라보는 면) 중에서 f 및 g에 해당하는 면이 각각 제6면(112f) 및 제7면(112g)에 해당한다. 이와 같이 멤브레인(110) 제1측면의 안쪽면 및 바깥면에 굴곡진 복수의 면을 형성함으로써 이너링(140) 및 아우터링(150)이 멤브레인(110)을 안정적으로 고정할 수 있으며, 상부의 챔버에서 전달되는 압력이 제1측판(112)을 거쳐 바닥판(111)에 정확하게 전달되도록 할 수 있다. Referring to FIG. 9, among the inner surfaces of the first side plate 112 (the surfaces facing the inside of the membrane 110), the surfaces corresponding to a, b, c, d, and e are respectively a
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1면(112a) 및 제5면(112e)은 하부로부터 상부에 이르기까지 곡률을 갖는 곡면이다. 이를 통해 이너링(140)의 상부 및 하부가 멤브레인(110)에 닫는 면적을 늘릴 수 있어 이너링(140)에 의해 웨이퍼가 과도하게 눌려 연마율이 상승하는 것을 방지할 수 있다. As described above, the first and
상기 제2면(112b) 및 제4면(112d)은 상기 제1측판(112)의 바깥면에 평행하게 배치된다. 일 실시 예에서, 제2면(112b)과 제4면(112d)은 이너링(140)에 접해 형상이 유지되고 제1측판(112)의 바깥면은 아우터링(150)에 접하는 면이며, 이너링(140) 및 아우터링(150)이 제1측판(112)의 양쪽에서 안정적으로 접할 수 있어 멤브레인(110)의 형상을 유지하도록 할 수 있다. The second and
상기 제7면(112g)은 상기 바닥판(111)의 최외곽으로부터 상기 멤브레인(110)의 중심 방향으로 0.1 내지 3mm에 배치된다. 이와 같이 제6면(112f)과 제7면(112g)이 단차를 갖도록 아우터링(150)이 안정적으로 배치되도록 할 수 있다. The
상기 바닥판(111)으로부터 상기 제2면(112b)의 최상단의 높이(c의 최상단)는 상기 제6면(112f)의 최상단의 높이(f의 최상단)보다 하부에 배치될 수 있다. 이경우 제1면(112a) 및 제2면(112b)에 대응하는 제6면(112f) 부분이 외부로 개방될 수 있다. 이를 통해 챔퍼(C)에 의해 제1측판(112)이 하부로 가압되는 경우 제6면(112f)이 하부 방향 및 외부 방향으로 변형될 수 있고, 제1측판(112)이 웨이퍼의 가장자리 부분을 보다 정확하게 가압할 수 있다. The height of the uppermost end of the
상기 바닥판(111)으로부터 상기 제5면(112e)의 최상단의 높이(e의 최상단) 및 상기 제7면(112g)의 최상단(g의 최상단)의 높이는 동일할 수 있다. 챔버(C1)는 제1측판(112)을 하부 방향 및 외부 방향으로 가압하는 데, 제5면(112e) 및 제7면(112g)의 최상단을 동일하게 배치함으로써, 아우터링(150)이 제1측판(112)의 바깥면을 지지하여 챔버(C1)에 의해 제1측판(112)이 외부 방향으로 변경되는 것을 방지하고, 챔버(C1)의 힘이 제1측판(112)을 통해 웨이퍼의 가장자리로 전해지도록 할 수 있다. The height of the uppermost end of the
상기 멤브레인(110)의 중심으로부터 상기 제2면(112b)까지의 길이(제2면(112b)의 반경)는 상기 멤브레인(110)의 중심으로부터 상기 제5면(112e)까지의 길이(제5면(112e)의 반경)보다 길 수 있다. 이를 통해 챔버(C1)에 의해 전해지는 압력이 웨이퍼의 가장자리 부분을 가압하도록 제어할 수 있다. The length from the center of the
또한, 도 10을 참조하면, 멤브레인(110)을 일 측에서 바라본 다면 상에서, 제1면(112a)의 곡률은 제4면(112d)의 곡률에 비하여 작을 수 있다. 일 예에서, 상기 제1면(112a)의 곡률은 곡률 중심의 반경이 4.5 내지 5.5mm (= RO1.4.5~5.5)일 수 있고, 제5면(112e)의 곡률은 곡률 중심의 반경이 6.5 내지 7.5mm (= RO2.6.5~7.5)일 수 있다. 제1면(112a)의 경우 곡률 중심의 반경 RO1을 짧게 함으로써 웨이퍼의 최외각 부분까지 멤브레인(110) 내부 챔버(C2)에 의한 압력 제어가 가능하도록 할 수 있다. 제5면(112e)의 경우 챔버(C1)가 팽창함에 따라 제1플립(114)이 적절히 변형되도록 하되 이너링(140)에 의해 손상되지 않도록 곡률 중심의 반경 RO2을 6.5 내지 7.5mm로 형성할 필요가 있다. Further, referring to FIG. 10, when the
상기 제5면(112e)은 곡률을 갖는 면 및 상기 제4면(112d) 및 곡률을 갖는 면 사이에 배치되고, 상기 제4면(112d)으로부터 상기 곡률을 갖는 면까지 일정한 각도로 경사진 경사면을 포함하고, 상기 이너링(140)은 상기 제5면(112e) 중 경사면에 접할 수 있다. 즉, 상기 이너링(140)은 제5면(112e)에 일부만 접하도록 형성할 수 있다. 도 9를 참조하면, 이너링(140)은 제5면(112e) 중 제4면(112d)으로부터 상부로 경사지도록 연장된 부분에만 접하도록 배치될 수 있고, 제5면(112e) 중 상부방향으로 굴곡진 면에는 닫지 않도록 배치될 수 있다. 이와 같이 이너링(140)이 제5면(112e)의 일부만 접하도록 형성함으로써, 챔버(C1)가 팽창하는 경우에도 챔버(C1)가 이너링(140)을 직접적으로 누르는 것을 방지할 수 있어 제1측판(112)의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다. The
상기 제2측판(113)의 내경은 하부에서 상부에 이르도록 점차 길어짐으로써 상기 제2측판(113)의 내면은 일정한 경사를 갖는 형상일 수 있다. 이를 통해 챔버(C1)가 팽창함에 따라 상기 챔버(C1)가 제1측판(112)을 하부 방향으로 누를 수 있도록 할 수 있다. Since the inner diameter of the
도 11은 이너링(140)의 단면을 도시한 것이다. 상기 이너링(140)은 외주면이 상기 제2면(112b) 내지 제5면(112e)에 접하여 배치되고, 상기 제5면(112e)에 접하는 외주면에 대응하는 내주면에 단차(141)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이너링(140)의 외주면 중 상기 제2면(112b) 및 제5면(112e)에 접하는 부분은 곡률을 가질 수 있다. 이를 통해 이너링(140)이 멤브레인(110)을 안정적으로 지지할 수 있고 멤브레인(110)이 이너링(140)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 도 11을 참조하면, 이너링(140)이 제5면(112e)에 접하는 부분은 제5면(112e)을 따라 곡률을 가질 수 있다. 이 때, 이너링(140)이 제5면(112e)에 접하는 부분의 곡률은 제5면(112e)의 곡률에 비하여 클 수 있다. 일 예에서, 제5면(112e)의 곡률 중심의 반경이 6.5 내지 7.5mm (= RO2.6.5~7.5)이고, 이너링(140)의 해당 부분의 곡률 중심의 반경은 7.5 내지 8.5mm (= RO3. 7.5~8.5)일 수 있다. 이와 같이 설계함으로써 멤브레인(110)의 변형에도 이너링(140)이 멤브레인(110)을 효과적으로 지지할 수 있다. 11 is a cross-sectional view of the
이너링(140)이 제3면(112c) 및 제4면(112d)과 접촉하는 면이 이루는 각을 a, 이너링(140)이 제4면(112d) 및 제5면(112e)과 접촉하는 면이 이루는 각을 b라고 하면, a < b일 수 있다. 일 예에서 a는 115 내지 125°, b는 130 내지 140°일 수 있다. 이 경우 멤브레인(110)의 제5면(112e)에 해당하는 부분은 챔버(C)의 팽창 및 수축에 의한 변경이 자유로울 수 있고, 멤브레인(110)의 제2면(112b) 내지 제4면(112d)에 해당하는 부분은 이너링(140)이 제3면(112c) 및 제4면(112d)과 접촉하는 면에 의해 안정적으로 받쳐짐으로써 변형을 방지할 수 있다. An angle formed by the surface of the
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various types of substitutions, modifications, and changes will be possible by those of ordinary skill in the art within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, and this also belongs to the scope of the present invention. something to do.
100: 씨엠피 해드
110: 멤브레인
111: 바닥판
112: 제1측판
112a: 제1면
112b: 제2면
112c: 제3면
112d: 제4면
112e: 제5면
112f: 제6면
112g: 제7면
113: 제2측판
114: 제1플립
115: 제2플립
120: 리테이너링
130: 하우징
131: 멤브레인 플레이트
140: 이너링
141: 이너링 단차
150: 아우터링100: CMP Head
110: membrane
111: bottom plate
112: first side plate
112a: page 1
112b: page 2
112c: page 3
112d: page 4
112e: page 5
112f: page 6
112g: side 7
113: second side plate
114: first flip
115: second flip
120: retaining ring
130: housing
131: membrane plate
140: inner ring
141: inner ring step
150: outer ring
Claims (11)
웨이퍼가 이탈하는 것을 방지하고 패드를 가압하는 리테이너링; 및
상기 리테이너링 및 멤브레인을 지지하는 하우징; 을 포함하고,
상기 제1측판의 안쪽면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터의 거리에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 제1면, 제2면, 제3면, 제4면 및 제5면으로 구분되고, 상기 제1면 및 제5면은 하부로부터 상부에 이르기까지 곡률을 갖는 곡면이고, 상기 제2면 및 제4면은 상기 제1측판의 바깥면에 평행하고,
상기 제1측판의 바깥면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터의 거리에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 제6면 및 제7면으로 구분되고, 상기 제6면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터 상부로 수직하게 연장된 면이고, 상기 제7면은 상기 바닥판의 최외곽으로부터 상기 멤브레인의 중심 방향으로 0.1 내지 3mm에 배치되고,
내부면이 상기 제7면에 접하여 배치된 아우터링 및 외부면이 상기 제2면, 제3면 제4면 및 제5면에 접하여 배치된 이너링을 더 포함하고,
상기 제5면은 곡률을 갖는 곡률면 및 경사면을 포함하고,
상기 경사면은 상기 제4면 및 곡률면 사이에 배치되고, 상기 제4면으로부터 상기 곡률면까지 일정한 각도로 경사지도록 형성되고,
상기 이너링은 상기 제5면 중 경사면에 접하되 상기 곡률면에 접하지 않지 않아, 상기 챔버가 팽창하는 경우에도 상기 챔버가 상기 이너링을 직접적으로 누르는 것을 방지하는,
씨엠피 해드.
A bottom plate for pressing the wafer, a first side plate extending upward from the edge of the bottom plate, a second side plate disposed on the first side plate, and extending from the bottom of the second side plate to the inside of the bottom plate A membrane comprising a first flip disposed and a second flip extending from an upper portion of the second side plate to the inside of the bottom plate, and forming at least one chamber in a region defined by the bottom plate and the side plate ;
A retaining ring that prevents the wafer from escaping and presses the pad; And
A housing supporting the retaining ring and the membrane; Including,
The inner surface of the first side plate is divided into a first surface, a second surface, a third surface, a fourth surface, and a fifth surface from the bottom to the top according to the distance from the outermost side of the bottom plate. The first and fifth surfaces are curved surfaces having a curvature from the bottom to the top, the second and fourth surfaces are parallel to the outer surface of the first side plate,
The outer surface of the first side plate is divided into sixth and seventh surfaces from the bottom to the top according to the distance from the outermost side of the bottom plate, and the sixth surface is from the outermost to the top of the bottom plate. It is a surface extending vertically, and the seventh surface is disposed at 0.1 to 3 mm in the direction of the center of the membrane from the outermost edge of the bottom plate,
An outer ring having an inner surface in contact with the seventh surface and an inner ring having an outer surface in contact with the second surface, the third surface, the fourth surface and the fifth surface are further included,
The fifth surface includes a curved surface and an inclined surface having a curvature,
The inclined surface is disposed between the fourth surface and the curvature surface, and is formed to be inclined at a constant angle from the fourth surface to the curvature surface,
The inner ring is in contact with an inclined surface of the fifth surface but does not contact the curvature surface, preventing the chamber from directly pressing the inner ring even when the chamber is expanded,
CMP Head.
상기 바닥판으로부터 상기 제2면의 최상단의 높이는 상기 제6면의 최상단의 높이보다 하부에 배치되어,
상기 챔버에 의해 상기 제1측판이 하부로 가압되는 경우 상기 제6면이 하부 방향 및 외부 방향으로 변형되도록 하는 것인,
씨엠피 해드.
The method of claim 1,
The height of the uppermost end of the second surface from the bottom plate is disposed below the height of the uppermost end of the sixth surface,
When the first side plate is pressed downward by the chamber, the sixth surface is deformed in a downward direction and an external direction,
CMP Head.
상기 바닥판으로부터 상기 제5면의 최상단의 높이 및 상기 제7면의 최상단의 높이는 동일한,
씨엠피 해드.
The method of claim 1,
The height of the top of the fifth surface and the height of the top of the seventh surface from the bottom plate are the same,
CMP Head.
상기 멤브레인의 중심으로부터 상기 제2면까지의 길이는 상기 멤브레인의 중심으로부터 상기 제4면까지의 길이보다 긴,
씨엠피 해드.
The method of claim 1,
The length from the center of the membrane to the second side is longer than the length from the center of the membrane to the fourth side,
CMP Head.
상기 제2측판, 제1플립 및 제2플립은 챔버를 형성하고,
상기 챔버가 가압되는 경우, 상기 제2측판이 상기 이너링, 아우터링 및 제1측판을 가압하는,
씨엠피 해드.
The method of claim 1,
The second side plate, the first flip and the second flip form a chamber,
When the chamber is pressurized, the second side plate presses the inner ring, the outer ring, and the first side plate,
CMP Head.
상기 제2측판의 내경은 하부에서 상부에 이르도록 점차 길어짐으로써 상기 제2측판의 내면은 일정한 경사를 갖는 형상인,
씨엠피 해드.
The method of claim 1,
The inner diameter of the second side plate gradually increases from the bottom to the top, so that the inner surface of the second side plate has a shape having a constant inclination,
CMP Head.
상기 이너링은 외주면이 상기 제2면 내지 제5면에 접하여 배치되고,
상기 제5면에 접하는 외주면에 대응하는 내주면에 단차를 포함하는,
씨엠피 해드.
The method of claim 1,
The inner ring is disposed so that the outer circumferential surface is in contact with the second to fifth surfaces,
Including a step on the inner circumferential surface corresponding to the outer circumferential surface in contact with the fifth surface,
CMP Head.
상기 이너링은 외주면이 상기 제2면 내지 제5면에 접하여 배치되고,
상기 이너링의 외주면 중 상기 제2면 및 제5면에 접하는 부분은 곡률을 갖는,
씨엠피 해드.
The method of claim 1,
The inner ring is disposed so that the outer circumferential surface is in contact with the second to fifth surfaces,
A portion of the outer circumferential surface of the inner ring in contact with the second and fifth surfaces has a curvature,
CMP Head.
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