연마장치의 멤브레인(Membrane for polishing machine)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2010-0109148
(43) 공개일자 2010년10월08일
(51) Int. Cl.

H01L 21/304 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2009-0027590
(22) 출원일자 2009년03월31일
심사청구일자 2009년03월31일
(71) 출원인
황석환
서울 마포구 용강동 494-8 두영아파트 602
(72) 발명자
황석환
서울 마포구 용강동 494-8 두영아파트 602
(74) 대리인
이대선
전체 청구항 수 : 총 1 항
(54) 연마장치의 멤브레인
(57) 요 약
본 발명은 연마공정시 웨이퍼에 연마압력을 가하는 캐리어에 장착되는 연마장치의 멤브레인에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 상면에 연마패드(2)가 구비된 턴테이블(3)과, 탄성연질 소재로 된 멤브레인이 저면에 구비되
어 상기 연마패드(2) 위에 피가공물을 픽업하여 올려놓도록 된 캐리어헤드(4)를 포함하는 화학기계적 연마장치에
있어서, 상기 멤브레인(10)은 바닥부(14)와, 상기 바닥부(14)의 둘레부에서 상향으로 연장된 측면부(16)와, 상기
바닥부(14)의 상면에서 동심원형태로 돌출된 다수개의 격벽(18)을 포함하여 이루어지며, 상기 바닥부(14)의 저면
에는 엠보싱돌기(12)가 형성된 것을 특징으로 하는 연마장치의 멤브레인이 제공된다.
대 표 도 - 도2
공개특허 10-2010-0109148
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특허청구의 범위
청구항 1
상면에 연마패드(2)가 구비된 턴테이블(3)과, 탄성연질 소재로 된 멤브레인이 저면에 구비되어 상기 연마패드
(2) 위에 피가공물을 픽업하여 올려놓도록 된 캐리어헤드(4)를 포함하는 화학기계적 연마장치에 있어서, 상기
멤브레인(10)은 바닥부(14)와, 상기 바닥부(14)의 둘레부에서 상향으로 연장된 측면부(16)와, 상기 바닥부(14)
의 상면에서 동심원형태로 돌출된 다수개의 격벽(18)을 포함하여 이루어지며, 상기 바닥부(14)의 저면에는 엠보
싱돌기(12)가 형성된 것을 특징으로 하는 연마장치의 멤브레인.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 연마장치의 멤브레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연마공정시 웨이퍼에 연마압력을 가하는 캐[0001]
리어에 장착되는 연마장치의 멤브레인에 관한 것이다.
배 경 기 술
반도체 집적회로의 제조과정에서 웨이퍼의 표면을 평탄화할 필요가 있으며, 이러한 평탄화과정은 주로 화학기계[0002]
적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP)에 의해 이루어진다.
화학기계적 연마는 도 1에 도시된 바와 같이, 연마패드(2)가 부착된 턴테이블(3)과, 웨이퍼를 픽업하여 상기 연[0003]
마패드(2)에 가압하면서 회전시키는 캐리어헤드(4)와, 상기 연마패드(2)에 슬러리액을 공급하는 슬러리액공급라
인(5)으로 구성된 연마장치에 의해 행하여지는데, 상기 캐리어헤드(4)로 웨이퍼를 픽업하여 연마패드(2)에 가압
시키고 연마패드(2)에 슬러리액을 공급하면서 웨이퍼를 연마한다. 이러한 화학기계적 연마장치에서 상기 캐리어
헤드(4)의 저면에는 탄성연질의 합성수지 또는 고무로 이루어진 멤브레인(8)이 장착되는데, 캐리어헤드(4)에 형
성된 에어홀을 이용해 상기 멤브레인(8)과 캐리어헤드(4) 사이로 에어를 주입하면 멤브레인(8) 내부의 공기압이
상승되어 웨이퍼가 연마패드(2)에 가압되고 이에 따라 웨이퍼에 적절한 연마압력이 발생된다.
한편, 이와 같이 하여 웨이퍼를 연마한 후, 멤브레인 내부의 에어를 배출시키면 웨이퍼가 멤브레인에서 이탈되[0004]
어야 하나, 멤브레인이 탄성연질로 이루어져서 표면이 다소의 점성을 가질 뿐만 아니라 연마과정에서 웨이퍼가
멤브레인에 강하게 가압되기 때문에 웨이퍼가 멤브레인에서 쉽게 떨어지지 않는다. 이와 같은 상황에서는 외력
을 가하여 웨이퍼를 멤브레인에서 분리시켜야 하는데, 이러한 과정에서 웨이퍼가 손상되기도 한다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 연마작업 후 웨이퍼에 외력을 가하지 않[0005]
아도 웨이퍼가 멤브레인에서 잘 떨어지므로 멤브레인의 손상을 발생시키지 않는 새로운 구성을 갖는 연마장치의
멤브레인을 제공하는 것이다.
과제 해결수단
본 발명의 일 특징에 따르면, 상면에 연마패드(2)가 구비된 턴테이블(3)과, 탄성연질 소재로 된 멤브레인이 저[0006]
면에 구비되어 상기 연마패드(2) 위에 피가공물을 픽업하여 올려놓도록 된 캐리어헤드(4)를 포함하는 화학기계
적 연마장치에 있어서, 상기 멤브레인(10)은 바닥부(14)와, 상기 바닥부(14)의 둘레부에서 상향으로 연장된 측
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면부(16)와, 상기 바닥부(14)의 상면에서 동심원형태로 돌출된 다수개의 격벽(18)을 포함하여 이루어지며, 상기
바닥부(14)의 저면에는 엠보싱돌기(12)가 형성된 것을 특징으로 하는 연마장치의 멤브레인이 제공된다.
효 과
이상과 같이 본 발명에 의한 멤브레인(10)은 피가공물(1)과 접촉되는 바닥부(14) 저면에 엠보싱돌기(12)가 형성[0007]
된다. 이러한 엠보싱돌기(12)에 의해 본 발명에 의한 멤브레인(10)은 저면이 요철을 가지므로, 저면이 매끄러운
종래의 멤브레인(10)에 비해 피가공물(1)과의 접촉면적이 상대적으로 줄어든다. 따라서 연마작업 후에 피가공물
(1)이 멤브레인(10)에서 잘 떨어진다.
따라서 연마작업 후 피가공물(1)을 멤브레인(10)에서 분리시키기 위해 피가공물(1)에 외력을 가하지 않아도 되[0008]
므로 피가공물(1)이 멤브레인(10)에서 분리되는 과정에서 손상될 우려가 없다.
[0009]
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명은 도시된 바와 같이, 화학기계적 연[0010]
마장치의 캐리어헤드에 장착되는 멤브레인에 관한 것이다.
도시된 바와 같이, 상기 멤브레인(10)은 바닥부(14)와, 이 바닥부(14)의 단부에서 상향으로 연장된 측면부(16)[0011]
와, 상기 바닥부(14) 내측에서 동심원형태로 돌출된 다수개의 격벽(18)을 갖도록 실리콘과 같은 탄성연질 소재
로 성형된다.
이러한 멤브레인(10)은 도시된 바와 같은, 화학기계적 연마장치의 캐리어헤드(4)에 장착되는데, 캐리어헤드(4)[0012]
에는 에어홀(7)이 형성되어 이 에어홀(7)을 통해 멤브레인(10)과 캐리어헤드(4) 사이로 공기가 주입 또는 배출
된다. 멤브레인(10)을 캐리어헤드(4)에 장착하면 상기 격벽(17)들의 상단이 캐리어헤드(4)의 저면에 접하게 되
어 멤브레인(10)의 내부는 다수개의 챔버로 구획되는데, 바람직하게는 상기 각 챔버로 공기를 주입하거나 배출
할 수 있도록 캐리어헤드(4)에 형성된 에어홀(7)의 위치가 조절된다. 따라서 상기 챔버 별로 공기를 주입하거나
배출할 수 있게 된다. 캐리어헤드로 피가공물(1)을 픽업할 때에는 멤브레인(1)의 가장 바깥쪽 챔버에만 공기를
주입하여 피가공물(1)과 멤브레인(10)의 사이에 주변에 비해 낮은 진공압이 발생되어 피가공물(1)이 멤브레인에
흡착되도록 한다.
한편, 상기 멤브레인(10)의 바닥부(14) 저면에는 엠보싱돌기(12)가 형성된다. 이와 같이 멤브레인(10)의 바닥부[0013]
(14) 저면에 엠보싱돌기(12)가 형성되면, 멤브레인(10)과 피가공물(1)인 웨이퍼의 접촉면적이 상대적으로 줄어
들기 때문에 웨이퍼가 멤브레인(10)에서 상대적으로 잘 떨어진다. 바람직하게는 멤브레인(10)의 성형금형 내측
면에 스크랫치를 형성하여 멤브레인(10)이 성형되면서 상기 스크랫치에 의해 엠보싱돌기(11)가 형성되도록
한다.
멤브레인(10) 저면의 요철 정도, 즉, 웨이퍼(1)와 멤브레인(10)의 접촉면적에 따라 이들의 분리성능이 달라지므[0014]
로 멤브레인(10) 바닥부(14) 저면의 요철정도를 조절할 필요가 있다. 요철정도가 심하면 멤브레인(10)과 웨이퍼
(1)의 접촉면적이 상대적으로 더 줄어들어서 웨이퍼(1)가 멤브레인(10)에서 한층 더 잘 떨어질 것이나, 멤브레
인(10)가 웨이퍼(1)를 흡착하는 흡착성능이 저하되어 연마과정에서 웨이퍼(1)가 멤브레인(10)에서 이탈될 우려
가 발생될 수 있다. 따라서 이러한 면을 고려하여 멤브레인(10)의 엠보싱돌기(12)의 크기와 간격 등을 통해 바
닥부(14)의 요철정도를 조절한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 일반적인 화학적기계적 연마장치를 보인 도면[0015]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인을 보인 사시도[0016]
도 3은 상기 실시예의 사용상태도 [0017]
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도면
도면1
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도면2
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도면3
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