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KR20030045269A - Chemical mechanical polishing apparatus with a polishing head - Google Patents

Chemical mechanical polishing apparatus with a polishing head Download PDF

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KR20030045269A
KR20030045269A KR1020010075686A KR20010075686A KR20030045269A KR 20030045269 A KR20030045269 A KR 20030045269A KR 1020010075686 A KR1020010075686 A KR 1020010075686A KR 20010075686 A KR20010075686 A KR 20010075686A KR 20030045269 A KR20030045269 A KR 20030045269A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
supporter
wafer
polishing
membrane
holes
Prior art date
Application number
KR1020010075686A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박종윤
김승곤
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PURPOSE: A CMP(Chemical Mechanical Polishing) apparatus having a polishing head is provided to be capable of firmly fixing a wafer and uniformly pressing the wafer under a polishing process. CONSTITUTION: A CMP apparatus is provided with a turn table for loading a polishing pad and a polishing head(200) for fixing and pressing a wafer. The polishing head(200) further includes a carrier(202) having at least one gas path, a supporter(210) installed in the carrier(202), a back film(218) attached on the rear surface of the supporter(210), and a membrane(224) for contacting the wafer. The supporter(210) further includes a chamber and a plurality of supporter holes(212). At this time, the chamber is connected through the gas path and the supporter holes(212). Preferably, the back film(218) and the membrane(224) includes film holes(220) and membrane holes(226) corresponding to the supporter holes, respectively.

Description

폴리싱 헤드가 구비된 화학기계적 연마장치{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS WITH A POLISHING HEAD}Chemical Mechanical Polishing Equipment with Polishing Head {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS WITH A POLISHING HEAD}

본 발명은 반도체 웨이퍼를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 반도체 웨이퍼의 표면을 화학적, 기계적으로 연마하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor wafer, and more particularly to an apparatus for chemically and mechanically polishing a surface of a semiconductor wafer.

최근, 반도체 장치가 고집적화 됨에 따라 배선구조가 다층화 되어 반도체 기판 상에 적층된 단위 셀들 사이의 표면 단차가 점점 증가되고 있으며, 이들 단위 셀들 사이의 표면 단차를 줄이기 위하여 다양한 웨이퍼 공정면의 연마 방법들이 제시되고 있다. 이들 중 웨이퍼를 화학적 기계적인 연마를 동시에 실시하는 웨이퍼의 공정면을 평탄화하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비가 널리 사용되고 있다.In recent years, as semiconductor devices have been highly integrated, wiring structures have been multilayered to increase the surface level difference between the unit cells stacked on the semiconductor substrate, and various methods of polishing the wafer process surface have been proposed to reduce the surface level difference between the unit cells. It is becoming. Among them, CMP (Chemical Mechanical Polishing) equipment for flattening the process surface of the wafer which simultaneously chemically polishes the wafer is widely used.

통상적으로, CMP 공정에서는, 웨이퍼가 그것의 공정면이 턴 테이블을 향하도록 폴리싱 헤드에 장착되고, 웨이퍼의 공정면은 연마 패드가 설치된 턴테이블 상에 놓여진다. 도 1에 도시된 것과 같이 통상적인 폴리싱 헤드(100)은 기체출입구를 갖는 캐리어(102)와 상기 캐리어(102) 하단 가장자리에 설치되고 웨이퍼를 지지하기 위한 공간을 제공하는 리테이너 링(104)과 웨이퍼와 대면하는 유연한 재질의 멤브레인(106)을 포함한다. 상기 폴리싱 헤드(100)의 저면에는 웨이퍼를 흡착하거나 웨이퍼에 압력을 가하기 위한 복수개의 서포터 홀(108)이 설치되어 있다.Typically, in a CMP process, a wafer is mounted to a polishing head with its process surface facing the turn table, and the process surface of the wafer is placed on a turntable provided with a polishing pad. As shown in FIG. 1, a conventional polishing head 100 includes a carrier 102 having a gas outlet and a retainer ring 104 and a wafer installed at the bottom edge of the carrier 102 and providing space for supporting the wafer. And a membrane 106 of flexible material facing away from the substrate. The bottom of the polishing head 100 is provided with a plurality of supporter holes 108 for adsorbing the wafer or applying pressure to the wafer.

도 2는 웨이퍼가 적재된 종래의 폴리싱 헤드를 도 1의 I-I'를 따라 취한 단면도이다. 도시된 것과 같이 폴리싱 헤드는 턴테이블의 연마 패드에 대향해 웨이퍼를 누르도록 웨이퍼 상에 제어 가능한 누르는 힘 또는 압력을 제공한다. 상기 폴리싱 헤드(100)의 상기 캐리어(102) 내부에 서포터(110)가 설치되어 있다. 상기 서포터(110)는 기체출입구(132)와 연통되는 챔버(112)를 갖고, 상기 서포터(110)의 저면에 상기 챔버(112)와 연통된 서포터 홀(120)들이 설치되어 있다. 종래의 화학적기계적 연마장치의 폴리싱 헤드에서 상기 스포터 홀(120)들은 상기 서포터(110) 저면에 돌출된 포스트(116)에 존재한다. 상기 포스트(116)는 웨이퍼와 직접 접촉하므로 웨이퍼에 압력을 제공하거나 웨이퍼를 흡착하기 위한 매질인 백 필름(118) 상기 포스트(116)의 저면에 부착되어 있다. 상기 서포터(110)의 저면을 상기 멤브레인(114)가 감싸고 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1 of a conventional polishing head loaded with a wafer. FIG. As shown, the polishing head provides a controllable pressing force or pressure on the wafer to press the wafer against the polishing pad of the turntable. The supporter 110 is installed in the carrier 102 of the polishing head 100. The supporter 110 has a chamber 112 communicating with the gas inlet 132, and supporter holes 120 communicating with the chamber 112 are installed at a bottom of the supporter 110. In the polishing head of the conventional chemical mechanical polishing apparatus, the spotter holes 120 exist in the post 116 protruding from the bottom of the supporter 110. Since the post 116 is in direct contact with the wafer, it is attached to the bottom surface of the post 116, which is a medium for applying pressure to or adsorbing the wafer. The membrane 114 surrounds the bottom of the supporter 110.

도 3에 도시된 것과 같이, 종래의 폴리싱 헤드(100)는 면적이 좁은 상기 포스트(116) 저면에 상기 백 필름(118)이 존재한다. 이로 인하여, 연마공정이 진행되는 동안 상기 멤브레인(114)의 뒤틀림에 의한 외부힘과 고속의 회전력에 의해 가해지는 마찰력에 의해 상기 백 필름(118)이 밀려 상기 서포터 홀(120)들이 막히는 문제를 유발한다. 그 결과, 웨이퍼의 흡착력이 약해져 웨이퍼가 이송중에 파괴되거나, 웨이퍼에 제공되는 압력이 약해져 웨이퍼의 연마가 불량해질 수 있다.As shown in FIG. 3, the conventional polishing head 100 has the back film 118 at the bottom of the post 116 having a narrow area. Accordingly, the back film 118 is pushed by the frictional force applied by the external force and the high-speed rotational force of the membrane 114 during the polishing process, causing the problem that the supporter holes 120 are blocked. do. As a result, the adsorption force of the wafer is weakened and the wafer is broken during transfer, or the pressure applied to the wafer is weakened, resulting in poor polishing of the wafer.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 안정적으로 웨이퍼를 고정할 수 있는 폴리싱 헤드를 갖는 화학적기계적 연마장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus having a polishing head capable of stably fixing a wafer.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 연마공정 중에 균일하게 웨이퍼에 압력을 가할 수 있는 폴리싱 헤드를 갖는 화학적기계적 연마장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus having a polishing head capable of uniformly applying pressure to a wafer during a polishing process.

도 1은 일반적인 폴리싱 헤드를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a general polishing head.

도 2는 웨이퍼가 적재된 종래의 폴리싱 헤드를 도 1의 I-I'를 따라 취한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1 of a conventional polishing head loaded with a wafer. FIG.

도 3은 종래의 폴리싱 헤드의 포스트 부분을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a post portion of a conventional polishing head.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예예 따른 화학기계적 연마장치를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a chemical mechanical polishing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 폴리싱 헤드를 나타낸 도면이다.5 and 6 illustrate a polishing head according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8은 각각 웨이퍼를 고정한 상태 및 웨이퍼에 압력을 가한 상태의 폴리싱 헤드를 나타낸 도면들이다.7 and 8 are views illustrating a polishing head in a state in which a wafer is fixed and a pressure is applied to the wafer, respectively.

상기 기술적 과제들은 서포터 저면에 백 필름이 부착된 폴리싱 헤드를 갖는 화학적기계적 연마장치에 의해 제공될 수 있다. 이 장치는, 상부면 상에 연마 패드가 장착되어 있는 턴 테이블과, 웨이퍼를 유지하고 상기 웨이퍼를 턴 테이블 위로가압하는 폴리싱 헤드를 갖는다. 상기 폴리싱 헤드는, 적어도 하나의 기체 출입구를 갖는 캐리어와, 상기 캐리어 내부에 설치되는 서포터와, 상기 서포터 저면의 전면에 부착된 백 필름 및 상기 웨이퍼와 면접촉하는 유연한 재질의 멤브레인으로 구성된다. 상기 서포터 저면은 평평하게 형성되고, 상기 서포터 저면에 상기 기체 출입구와 연통된 서포터 홀이 존재한다. 상기 백 필름 및 상기 멤브레인의 상기 서포터 홀과 대응하는 위치에 각각 필름 홀 및 멤브레인 홀이 형성되어 있다.The above technical problems can be provided by a chemical mechanical polishing apparatus having a polishing head having a back film attached to a supporter bottom. The apparatus has a turn table with a polishing pad mounted on an upper surface thereof, and a polishing head for holding a wafer and pressing the wafer onto the turn table. The polishing head includes a carrier having at least one gas entrance, a supporter installed inside the carrier, a back film attached to the front surface of the bottom of the supporter, and a membrane of flexible material in surface contact with the wafer. The supporter bottom is formed flat, and there is a supporter hole communicating with the gas entrance and exit on the supporter bottom. Film holes and membrane holes are formed at positions corresponding to the supporter holes of the back film and the membrane, respectively.

본 발명에 따르면 상기 폴리싱 헤드는 저면이 평평한 서포터를 갖고, 상기 서포터 저면의 전면을 덮는 백 필름을 갖는다. 따라서, 연마공정 중 폴리싱 헤드의 회전력 및 멤브레인의 뒤틀림에 의한 압력으로 인하여 상기 백 필름이 밀려 상기 서포터 홀을 막는 문제를 유발하지 않는다.According to the present invention, the polishing head has a supporter having a flat bottom, and a back film covering the entire surface of the bottom of the supporter. Therefore, the back film is not pushed due to the rotational force of the polishing head and the pressure of the membrane during the polishing process, thereby preventing the problem of blocking the supporter hole.

본 발명에 따른 폴리싱 헤드의 서포터 저면 중심에 상기 기체 출입구와 연통되고, 상기 서포터 홀보다 직경이 큰 센터 서포터 홀을 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 센터 서포터 홀과 대응하는 위치의 상기 백 필름에 센터 필름 홀이 형성된다. 상기 센터 서포터 홀은 연마공정 중 상기 멤브레인에 압력을 가해준다.The center of the supporter bottom surface of the polishing head according to the present invention may further include a center supporter hole communicating with the gas inlet and having a larger diameter than the supporter hole. In this case, a center film hole is formed in the back film at a position corresponding to the center supporter hole. The center supporter hole applies pressure to the membrane during the polishing process.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the invention will be fully conveyed to those skilled in the art. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예예 따른 화학기계적 연마장치를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a chemical mechanical polishing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 화학적기계적연마(CMP)장치(300)는 연마 패드(306)가 부착되어진 회전 가능한 턴 테이블(302)이 설치된 폴리싱 스테이션(300)과 폴리싱 헤드 어셈블리(320)를 갖는다.Referring to FIG. 4, the chemical mechanical polishing (CMP) apparatus 300 according to the present invention includes a polishing station 300 and a polishing head assembly 320 provided with a rotatable turntable 302 to which a polishing pad 306 is attached. Has

상기 턴테이블(302)은 턴 테이블을 회전시키기 위한 수단(미도시됨)에 연결되어지며, 가장 양호한 폴리싱 과정에서, 상기 회전 수단은 상기 턴 테이블(302)을 분당 약 50 내지 80회전수로 회전시킨다. 물론, 이보다 낮거나 높은 회전속도를 사용할 수 있다. 상기 연마 패드(306)는 거친 폴리싱 면을 갖는 복합재료일 수 있다. 상기 폴리싱 스테이션(300)은 통상의 패드 컨디셔닝 수단(308) 및 반응시약(예, 산화폴리싱용 탈이온수)과 마찰 입자(예, 산화폴리싱용 이산화규소)와 화학 반응 촉매(예, 산화폴리싱용 수산화칼륨)를 포함하는 슬러리를 연마 패드의 표면에 공급하기 위한 슬러리 공급 수단(304)을 포함한다.The turntable 302 is connected to a means (not shown) for rotating the turntable, and in the best polishing process, the rotating means rotates the turntable 302 at about 50 to 80 revolutions per minute. . Of course, lower or higher rotational speeds can be used. The polishing pad 306 may be a composite material having a rough polishing surface. The polishing station 300 includes conventional pad conditioning means 308 and reaction reagents (e.g., deionized water for polishing and oxidizing), friction particles (e.g., silicon dioxide for polishing and polishing) and chemical reaction catalysts (e. Slurry supply means 304 for supplying a slurry comprising potassium) to the surface of the polishing pad.

폴리싱 헤드 어셈블리(320)는 폴리싱 헤드(200), 구동축(310) 그리고 모터(312)를 포함한다. 상기 폴리싱 헤드(200)는 상기 연마 패드(306)에 대향해서 웨이퍼를 유지하고 상기 웨이퍼의 후면으로 하향 압력을 균일하게 분포시킨다. 상기 폴리싱 헤드(200)는 상기 모터(312)에 연결된 구동축(310)에 의해 분당 40 내지 70 회전수로 회전할 수 있다. 물론, 이보다 낮거나 높은 회전속도를 사용할 수 있다. 또, 상기 폴리싱 헤드(306)에는 공압적인 힘을 주고 웨이퍼를 상기 폴리싱 헤드의 바닥에 진공으로 고정하는데 사용되는 적어도 하나의 유체 공급 채널들이 연결될 수 있다. 물론, 이들 유체 공급 채널들에는 펌프들이 각각 연결된다.The polishing head assembly 320 includes a polishing head 200, a drive shaft 310 and a motor 312. The polishing head 200 holds the wafer against the polishing pad 306 and evenly distributes the downward pressure to the backside of the wafer. The polishing head 200 may be rotated at 40 to 70 revolutions per minute by the drive shaft 310 connected to the motor 312. Of course, lower or higher rotational speeds can be used. In addition, the polishing head 306 may be connected to at least one fluid supply channel used to apply pneumatic force and to vacuum the wafer to the bottom of the polishing head. Of course, pumps are respectively connected to these fluid supply channels.

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 폴리싱 헤드를 나타낸 도면이다.5 and 6 illustrate a polishing head according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면서, 상기 폴리싱 헤드(200)는 캐리어(202), 리테이너 링(228), 서포터(210), 백 필름(218) 그리고 유연한 재질의 멤브레인(224)을 포함한다. 상기 서포터(210)는 상기 캐리어(202) 내부에 설치된다. 상기 서포터(210)는 챔버(230), 센터 서포터 홀(214) 및 복수개의 서포터 홀(212)들을 구비한다. 상기 챔버(230)는 상기 캐리어(202)의 기체 출입구(232)와 연통되며, 상기 서포터(210)의 저면에 형성된 복수개의 서포터 홀들(212)과 연통된다. 상기 서포터(210)의 저면은 평평하게 이루어지며, 상기 서포터 저면의 에지부위는 라운딩 처리되어 있다. 이와는 달리, 서포터 저면의 에지 부위는 모따기 처리될 수도 있다. 상기 서포터 저면에는 웨이퍼의 고정/비고정시 매질로 사용하기 위한 백 필름(218)이 부착된다. 이 백 필름(218)은 상기 서포터의 전면에 부착되며 상기 서포터 홀들(212)과 대응하는 위치에 필름 홀들(220)을 구비한다. 상기 백 필름(218)의 두께는 상기 멤브레인(224)의 그것과 동일한 것이 바람직하나, 멤브레인(224) 두께보다 작거나 클 수도 있다.Referring to FIGS. 5 and 6, the polishing head 200 includes a carrier 202, a retainer ring 228, a supporter 210, a back film 218 and a membrane 224 of a flexible material. The supporter 210 is installed inside the carrier 202. The supporter 210 includes a chamber 230, a center supporter hole 214, and a plurality of supporter holes 212. The chamber 230 communicates with the gas inlet and outlet 232 of the carrier 202, and communicates with the plurality of supporter holes 212 formed in the bottom of the supporter 210. The bottom of the supporter 210 is made flat, and the edge portion of the bottom of the supporter is rounded. Alternatively, the edge portion of the bottom of the supporter may be chamfered. A back film 218 is attached to the bottom of the supporter for use as a medium when the wafer is fixed or unfixed. The back film 218 is attached to the front surface of the supporter and includes film holes 220 at positions corresponding to the supporter holes 212. The thickness of the back film 218 is preferably the same as that of the membrane 224, but may be smaller or larger than the thickness of the membrane 224.

상기 멤브레인(224)은 웨이퍼와 직접적으로 면접촉하는 얇은 고무막으로, 압력을 받으면 팽창하여 웨이퍼(20)에 균일한 압력을 가한다. 상기 멤브레인(224)에는 웨이퍼의 진공 흡착을 위해 상기 서포터 홀들(212) 및 상기 필름 홀들(220)과 대응하는 위치에 멤브레인 홀들(226)이 형성되어 있다.The membrane 224 is a thin rubber film that is directly in surface contact with the wafer, and expands under pressure to apply uniform pressure to the wafer 20. Membrane holes 226 are formed in the membrane 224 at positions corresponding to the supporter holes 212 and the film holes 220 for vacuum adsorption of a wafer.

한편, 상기 캐리어(202)의 하단 가장자리에는 리테이너 링(228)이 설치된다. 이 리테이너 링(228)은 연마 공정시 진공 흡착된 웨이퍼가 외부로 이탈하는 것을 방지한다.Meanwhile, a retainer ring 228 is installed at the lower edge of the carrier 202. This retainer ring 228 prevents the vacuum-adsorbed wafer from escaping to the outside during the polishing process.

또한, 상기 서포터(210)의 저면 중심에 상기 서포터 홀들(212)보다 직경이 큰 센터 서포터 홀(214)을 더 구비할 수 있다. 이 때, 상기 백 필름(218)에도 상기 센터 서포터 홀(214)과 대응하는 위치에 센터 필름 홀(222)이 형성된다. 그러나, 상기 센터 서포터 홀(214) 및 상기 센터 필름 홀(222)에 대응하는 위치의 상기 멤브레인(224)에는 홀이 존재하지 않는다. 상기 센터 서포터 홀(214)은 상기 챔버(230)와 연통되고, 웨이퍼를 고정/비고정시 상기 서포터 홀들(212)과 아울러 상기 멤브레인(224)에 강한 압력 또는 강한 흡착력을 제공한다.In addition, a center supporter hole 214 having a larger diameter than the supporter holes 212 may be further provided at the center of the bottom surface of the supporter 210. In this case, a center film hole 222 is formed in the back film 218 at a position corresponding to the center supporter hole 214. However, no hole exists in the membrane 224 at a position corresponding to the center supporter hole 214 and the center film hole 222. The center supporter hole 214 is in communication with the chamber 230 and provides a strong pressure or strong adsorption force to the membrane 224 along with the supporter holes 212 when the wafer is fixed / unfixed.

도 7 및 도 8은 각각 웨이퍼를 고정한 상태 및 웨이퍼에 압력을 가한 상태의 폴리싱 헤드를 나타낸 도면들이다.7 and 8 are views illustrating a polishing head in a state in which a wafer is fixed and a pressure is applied to the wafer, respectively.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 폴리싱 헤드(200)에 의해 웨이퍼(20)를 유지하고 그것을 턴 테이블(302) 상의 연마 패드(306)로 이동시키기 위해, 상기 서포터(210)의 챔버(230) 및 상기 서포터(210)와 상기 멤브레인(224) 사이의 공기가 상기 기체 출입구(232)로 흡입 또는 배출되면서 상기 챔버(230)의 내부가 부압된다. 따라서, 웨이퍼(20)는 상기 서포터 홀들(212), 상기 필름 홀들(220) 및 상기 멤브레인 홀들(226)을 통해 상기 멤브레인(224)에 맞닿은 상태로 진공 흡착된다.7 and 8, the chamber 230 of the supporter 210 to hold the wafer 20 by the polishing head 200 and move it to the polishing pad 306 on the turn table 302. ) And the air between the supporter 210 and the membrane 224 is sucked into or discharged from the gas inlet 232, and the inside of the chamber 230 is negatively pressured. Therefore, the wafer 20 is vacuum-adsorbed in contact with the membrane 224 through the supporter holes 212, the film holes 220, and the membrane holes 226.

이어서, 상기 폴리싱 헤드(200)는 웨이퍼(20)가 상기 연마 패드(306)에 접촉할 때까지 하강된다. 그리고 도 8에서와 같이, 웨이퍼(20)는 소정의 누르는 힘에의해 상기 연마 패드(306)의 상부를 압박하게 된다.The polishing head 200 is then lowered until the wafer 20 contacts the polishing pad 306. As shown in FIG. 8, the wafer 20 presses the upper portion of the polishing pad 306 by a predetermined pressing force.

그 후, 캐리어(202)의 기체 출입구(232)를 통하여 에어가 유입되고, 상기 에어는 상기 서포터 홀들(212) 및 상기 필름 홀들(220)을 통해 유입되어 상기 멤브레인(224)을 팽창시킨다. 상기 팽창된 멤브레인(224)은 웨이퍼(20)의 전체 상부면에 균일한 압력을 가하게 된다. 이런 상태에서, 상기 슬러리 공급수단을 통해 슬러리가 공급되고, 상기 폴리싱 헤드(200) 및 상기 턴 테이블(302)은 상호 반대방향으로 회전하게 되면서 웨이퍼의 하부면이 연마된다.Thereafter, air is introduced through the gas inlet 232 of the carrier 202, and the air is introduced through the supporter holes 212 and the film holes 220 to expand the membrane 224. The expanded membrane 224 exerts a uniform pressure on the entire top surface of the wafer 20. In this state, the slurry is supplied through the slurry supply means, and the polishing head 200 and the turn table 302 rotate in opposite directions to polish the lower surface of the wafer.

상술한 바와 같이 본 발명은 서포터 저면의 전면에 백 필름이 부착된다. 따라서, 연마공정시 회전력 및 멤브레인의 뒤틀림에 의해 상기 백 필름에 외부힘이 가해지더라도 상기 백 필름의 접착력이 강하여 상기 백 필름이 서포터 홀을 막는 것을 막을 수 있다. 또한, 상기 서포터와 상기 멤브레인이 직접 접촉하지 않고 상기 멤브레인이 상기 백 필름과 접촉하기 때문에 상기 멤브레인이 뒤틀리는 현상도 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, the back film is attached to the front surface of the supporter bottom surface. Therefore, even when an external force is applied to the back film due to the rotational force and the distortion of the membrane during the polishing process, the adhesive force of the back film is strong to prevent the back film from blocking the supporter hole. In addition, since the membrane is in contact with the back film without directly contacting the supporter and the membrane, it is possible to prevent the membrane from being warped.

상술한 것과 같이 본 발명에 따르면, 서포터 홀을 통하여 에어의 출입을 원할하게 하여 안정된 웨이퍼 고정/비고정을 제공할 수 있고, 웨이퍼를 고정하였을 때 멤브레인이 뒤틀림을 효과적으로 막을 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide stable wafer fixing / unfixing by allowing air to enter and exit smoothly through the supporter hole, and effectively prevent the distortion of the membrane when the wafer is fixed.

또한, 본 발명에 따르면, 장시간의 연마공정 동안에도 상기 멤브레인에 균일한 압력을 제공할 수 있기 때문에 우수한 연마균일도를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a uniform pressure to the membrane even during a long polishing process can provide excellent polishing uniformity.

Claims (5)

웨이퍼를 연마하기 위한 장치에 있어서:In an apparatus for polishing a wafer: 상부면 상에 연마 패드가 장착되어 있는 턴 테이블 및;A turn table having a polishing pad mounted on an upper surface thereof; 웨이퍼를 유지하고 상기 웨이퍼를 턴 테이블 위로 가압하는 폴리싱 헤드를 포함하고,A polishing head for holding a wafer and forcing the wafer onto a turntable, 상기 폴리싱 헤드는, 적어도 하나의 기체 출입구를 갖는 캐리어와, 상기 캐리어 내부에 설치되는 서포터와 상기 서포터 저면에 부착된 백 필름 및, 상기 웨이퍼와 면접촉하는 멤브레인을 포함하되, 상기 서포터는 챔버 및 그 저면에 복수개의 서포터 홀을 갖고, 상기 챔버는 상기 기체 출입구 및 상기 서포터 홀과 연통하고, 상기 서포터의 저면은 평평하고, 상기 백 필름 및 상기 멤브레인은 상기 서포터 홀과 대응하는 위치에 각각 필름 홀들 및 멤브레인 홀들을 구비한 것을 특징으로 하는 화학적기계적 연마장치.The polishing head includes a carrier having at least one gas entrance, a supporter installed inside the carrier, a back film attached to the bottom of the supporter, and a membrane in surface contact with the wafer, wherein the supporter includes a chamber and its It has a plurality of supporter holes in the bottom surface, the chamber is in communication with the gas entrance and the supporter hole, the bottom of the supporter is flat, the back film and the membrane in the position corresponding to the supporter hole respectively film holes and A chemical mechanical polishing apparatus comprising membrane holes. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 백 필름은 상기 서포터 전면을 덮으며 부착된 것을 특징으로 하는 화학적기계적 연마장치.And the back film is attached to cover the front of the supporter. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 멤브레인은 상기 서포터의 저면을 감싸도록 상기 서포터에 고정된 것을특징으로 하는 화학적기계적 연마장치.And the membrane is fixed to the supporter to surround the bottom of the supporter. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 서포터 저면의 중심에 상기 챔버와 연통하는 센터 서포터 홀;및A center supporter hole communicating with the chamber at the center of the bottom of the supporter; and 상기 백 필름의 상기 센터 서포터 홀과 대응하는 위치에 센터 필름 홀을 더 구비한 것을 특징으로 하는 화학적기계전 연마장치.And a center film hole at a position corresponding to the center supporter hole of the back film. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 캐리어의 하부 가장자리에 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 공간을 제공하는 리테이너 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적기계적 연마장치.And a retainer ring providing space at the bottom edge of the carrier for supporting the wafer.
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KR100725923B1 (en) 2006-06-08 2007-06-11 황석환 Membrane for cmp head
KR100899336B1 (en) * 2009-02-03 2009-05-27 지앤피테크놀로지 주식회사 Polishing head of chemical mechanical polishing assembly
KR101151544B1 (en) * 2010-11-02 2012-05-30 주식회사 엘지실트론 Apparatus for polishing wafer

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