KR101196651B1

KR101196651B1 - 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인

Info

Publication number: KR101196651B1
Application number: KR1020110051796A
Authority: KR
Inventors: 손준호
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-11-02

Abstract

화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 웨이퍼 흡착면을 제공하는 멤브레인에 있어서, 상면에 환형 가압 돌기가 형성되어 있고 하면은 평탄하게 형성되며 중앙에 통과홀이 있는 상부 멤브레인과, 상기 상부 멤브레인의 하면에 밀착되며 웨이퍼 흡착면을 제공하는 하면은 평탄하게 형성되고 중앙에 통과홀이 있는 하부 멤브레인을 포함하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인을 제공한다. 하부 멤브레인은 상면에 환형 위치 고정 돌기가 형성될 수 있다. 상부 멤브레인은 공기압 챔버를 제공하는 복수의 격벽을 포함할 수 있다.

Description

캐리어 헤드의 이중막 멤브레인{DOUBLE LAYERED MEMBRANE IN CARRIER HEAD}

본 발명은 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드에 관한 것으로, 상세하게는 웨이퍼 흡착면을 제공하는 멤브레인이 이중막으로 구성된 새로운 캐리어 헤드를 제안한다.

화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.

이러한 CMP 장치에 있어서, 캐리어 헤드는 연마공정 전후에 웨이퍼의 연마 면이 연마 패드와 마주보게 한 상태로 상기 웨이퍼를 직접 및 간접적으로 진공 흡착하여 잡아주거나 수용하는 장치로서, 멤브레인(membrane) 타입의 캐리어 헤드가 주로 사용되고 있다. 또한, 웨이퍼의 표면에 단순히 균일한 압력을 가하여 막질을 전체적으로 고르게 연마하는 기술 단계를 넘어서, 단일 웨이퍼의 표면에 국부적으로 상이한 압력을 가하여 웨이퍼의 연마 프로파일을 다양하게 조절할 수 있는 다중영역분할 연마식의 캐리어 헤드 기술이 제안된 바 있다.

도 1a 및 1b는 종래 기술에 따른 다중영역분할 연마식 멤브레인형 캐리어 헤드(H)의 구조 및 각 분할 챔버(C1)(C2)로 소정의 공기압(P1)(P2)이 부하되었을 때의 작동상태를 각각 개략적으로 도시한 것이다.

상기 캐리어 헤드(H)의 저면부에 설치되는 멤브레인(110)은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 그 상면 쪽에 링형의 멤브레인 지지스템(120)이 일체로 형성되어 상기 멤브레인 지지스템(120)에 의해 내측 챔버(C1)와 외측 챔버(C2)가 각각 분리될 수 있도록 된 구조를 이루는 것으로서, 상기 멤브레인(110)의 상부 내측에 적층 설치되는 멤브레인 플레이트(11) 및 멤브레인 클램프(12)와, 그 외주를 감싸는 리테이너링(3)에 의해 고정되는 구조를 이루고 있다.

상기의 캐리어 헤드(H)의 구조에 있어서, 중앙 공기통로(2) 및 외측 공기통로(24)를 통해 소정의 공기압(P1)(P2)이 각각 부하되면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 공기압 P1은 상기 내측 챔버(C1)에, 그리고 공기압 P2는 상기 외측 챔버(C2)에 각각 소정의 압력을 가하여 각각 팽창되고, 이때 상기 멤브레인 지지스템(120)은 상기 멤브레인 플레이트(11) 및 멤브레인 클램프(12)에 의해 상단부가 고정된 상태를 이뤄 상기 각 챔버(C1)(C2)의 팽창 정도에 맞게 변형되지 않으므로 상기 멤브레인 지지스템(120)의 하단부 외주를 따라 상기 내측 챔버(C1)와 외측 챔버(C2)의 경계부 간에 급격한 원형의 변곡점(121)을 형성하게 된다.

이러한 변곡점(121)은 단일 웨이퍼의 표면에 소정의 영역분할 프로파일을 구현하기 위하여 국부적인 차등 압력부하에 의한 다중연마공정을 수행함에 있어서 악영향을 미치게 되는 바, 즉, 상기 변곡점(121) 부위에서 급격한 형상 및 압력 변화를 이룬 채 웨이퍼의 배면을 불안정하게 가압하게 됨으로써 영역분할 경계부에서의 연마속도 저하를 초래하여 이상연마현상이 발생하고, 이로 인하여 결국 반도체 생산수율을 저하시키게 되는 문제점이 있다.

전술한 종래의 캐리어 헤드는 저면부에 결합된 멤브레인의 하면에 웨이퍼가 흡착되는데 웨이퍼의 고정을 위하여 간접 흡착 방식을 따르고 있다. 간접 흡착은 웨이퍼에 전달되는 챔버의 진공 압력이 멤브레인에 전달되는 압력에 비해 상대적으로 작기 때문에 웨이퍼의 흡착 오류를 일으킬 수 있으며, 이로 인하여 웨이퍼의 이동 과정이나 웨이퍼의 탈착 과정에서 캐리어 헤드로부터 웨이퍼가 떨어져 손상이 발생되기 쉽다.

한편, 캐리어 헤드에서 멤브레인의 고가의 부품에 해당하는 반면, 연마 과정에서 부분적으로 훼손되거나 연마 공정이 장기간 지속됨에 따라 더 이상 사용할 수 없는 소모성 부품이어서 정기적인 교체가 불가피하다. 멤브레인 클램프와의 결합을 위한 고정부나 다중영역분할 연마를 위한 격벽을 포함하는 복잡한 구조를 갖는 멤브레인의 교체는 캐리어 헤드의 구성 부품의 분해와 결합이 요구되어 캐리어 헤드의 수명을 떨어뜨리고 연마 공정의 효율을 저하시키는 요인이 되고 있다.

따라서, 소모된 멤브레인의 손쉬운 교체가 가능하고 교체 과정에서 캐리어 헤드의 구성 부품에 손상을 주지 않는 새로운 멤브레인이 요구된다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 흡착 및 탈착이 용이하고 연마 공정 효율이 뛰어난 캐리어 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 멤브레인의 교체가 용이하고 다중분할연마가 가능한 새로운 캐리어 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 멤브레인의 정렬이 쉽고 견고한 밀착이 가능한 새로운 이중막 멤브레인을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 웨이퍼 흡착면을 제공하는 멤브레인에 있어서, 상면에 환형 가압 돌기가 형성되어 있고 하면은 평탄하게 형성되며 중앙에 통과홀이 있는 상부 멤브레인과, 상기 상부 멤브레인의 하면에 밀착되며 웨이퍼 흡착면을 제공하는 하면은 평탄하게 형성되고 중앙에 통과홀이 있는 하부 멤브레인을 포함하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인을 제공한다.

상기 상부 멤브레인은 상면의 서로 다른 위치에 두 개의 환형 가압 돌기가 형성될 수 있다. 공기압이 멤브레인에 가해지면 환형 가압 돌기가 배치된 지점의 압력 상승으로 인하여 상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 상호 밀착되고, 상부 멤브레인 하면과 하부 멤브레인 상면 사이에는 공기나 액체가 침투될 여지가 없으며, 실질적으로 두 멤브레인이 일체화된다.

상기 하부 멤브레인은 상면에 상기 상부 멤브레인의 중앙 통과홀에 대응하는 위치에 환형 위치 고정 돌기가 더 형성될 수 있다. 위치 고정 돌기는 상부 멤브레인과 하부 멤브레인의 위치 정렬 기준을 제공하며, 웨이퍼의 연마 과정에서 상부 멤브레인과 하부 멤브레인 사이에 틈이 생기거나 상호 위치가 이격되는 것을 방지한다.

또한, 상기 하부 멤브레인 에지 부분은 수직 날개가 있고, 이 수직 날개의 내면에는 하방으로 수용홈을 제공하는 돌출부가 형성될 수 있다. 이에 따라, 별도의 복잡한 결합 기구나 접착층을 사용하지 않고도 상부 멤브레인과 하부 멤브레인의 견고한 밀착이 가능하다.

본 발명은 또한, 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 웨이퍼 흡착면을 제공하는 멤브레인에 있어서, 상면에 복수의 압력 인가 구획을 제공하는 격벽이 형성되어 있고, 하면은 평탄하게 형성된 상부 멤브레인과, 상기 상부 멤브레인의 하면에 밀착되며 웨이퍼 흡착면을 제공하는 하면은 평탄하게 형성된 하부 멤브레인을 포함하며, 상기 하부 멤브레인 에지 부분은 수직 날개가 있고, 이 수직 날개의 내면에는 하방으로 수용홈을 제공하는 돌출부가 형성되어 있는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인을 제공한다.

이에 따라 상부 멤브레인에 가해지는 공기압을 다중 영역으로 분할하여 다양한 프로파일의 연마가 가능하게 되며, 이 과정에서 각 영역간의 경계부에서 압력 차에 따른 급격한 변화를 하부 멤브레인이 완화시켜 전체적인 연마 공정의 효율을 향상시킨다.

본 발명에 따르면, 직접 흡착 방식의 캐리어 헤드의 멤브레인을 이중막으로 구성함으로써 멤브레인의 내구성을 증진시키며, 멤브레인에 가해지는 공기압을 다중 영역으로 분할하여 효과적인 연마 공정을 수행할 수 있다. 이중막을 구성하는 상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 별도의 결합 수단 없이도 정확한 위치에 정렬시킬 수 있고, 연마 과정에서는 두 멤브레인이 견고하게 밀착되어 접착면에 이 물질의 침투가 방지된다.

또한, 장기간 캐리어 헤드를 사용함에 따라 마모 내지 손상이 발생하기 쉬운 멤브레인은 정기적인 교체가 요구되는데 이 경우, 웨이퍼와 맞닿는 하부 멤브레인만 교체하고 상부 멤브레인은 그대로 사용함으로써 멤브레인의 교체에 따른 재료비를 크게 줄일 수 있다.

도 1a 및 1b는 종래의 캐리어 헤드를 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 캐리어 헤드를 보인 반단면도.
도 3은 본 발명의 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인을 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 상부 멤브레인을 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 하부 멤브레인을 보인 단면도.
도 6a 및 6b는 상부 멤브레인과 하부 멤브레인의 결합 상태를 보인 단면도.
도 7a 및 7b는 도 6b의 A 부분 및 B 부분 확대도.
도 8은 상부 멤브레인에 제공되는 다중분할 챔버를 보인 단면도.
도 9는 상부 멤브레인의 가압돌기에 작용하는 힘을 보인 모식도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
200:캐리어 헤드 210:하부 멤브레인
218:위치 고정 돌기 220:상부 멤브레인
221,223:격벽 225,226:가압 돌기

본 발명의 일실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드(200)는 도 2의 반단면도에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다.

캐리어 헤드는 덮개 또는 하우징 내부에 구동 샤프트(미도시)와 연결되어 회전하는 구동체(202)를 포함하며, 하부면에는 리테이너링(206) 안쪽으로 웨이퍼(10) 흡착면을 제공하는 멤브레인이 배치된다. 이 멤브레인은 캐리어 헤드 내에서 공기압을 직접 전달받는 상부 멤브레인(220)과, 상부 멤브레인과 밀착되어 간접적으로 압력을 인가받으며 웨이퍼 흡착면을 제공하는 하부 멤브레인(210)을 포함한다.

하부 멤브레인과 상부 멤브레인은 각각 캐리어 헤드 내의 다른 부품, 예를 들어 멤브레인 홀더(206)에 고정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중막 멤브레인을 구성하는 상부 멤브레인(220)과 하부 멤브레인(210)의 단면 구조를 보인 것이다.

상부 멤브레인(220)은 평면적으로 볼 때 얇은 디스크 타입의 구조체로서 중앙에는 웨이퍼의 흡착을 위해 공기압이 가해지는 통과홀(220h)이 형성되어 있다. 하부 멤브레인(210) 역시 평면적으로 볼 때 얇은 디스크 타입의 구조체로서 중앙에는 웨이퍼의 흡착을 위해 공기압이 가해지는 통과홀(210h)이 형성되어 있고 이 통과홀(210h)은 상부 멤브레인의 통과홀(220h) 보다 직경이 작게 형성되어 있다. 이 중앙부에 형성된 통과홀(210h, 220h)을 통해 직접 진공으로 웨이퍼(10)를 파지하거나 파지상태를 해제한다.

본 발명의 이중막 멤브레인은 중앙의 통과홀을 통해 공기압을 가하여 웨이퍼를 직접적으로 흡착함으로써 작은 압력으로도 웨이퍼의 흡착이 가능하며 웨이퍼 연마 시 웨이퍼 연마면에 균일한 압력을 전달하여 연마 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 이중막 멤브레인을 구성하는 상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 중앙의 통과홀을 포함하지 않을 수도 있다.

상부 멤브레인(220)과 하부 멤브레인(210)은 실리콘 고무와 같은 가요성 또는 탄성 재질의 물질로 제조할 수 있으며, 동일 재료 또는 이종 재료로 각각의 멤브레인을 제조할 수도 있다. 상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 얇게 형성되는 반면 가혹한 연마 공정에서 내구성을 유지하기 위하여 높은 경도가 요구되며, 각 멤브레인의 경도는 SHORE A 40 ~ 50의 범위인 것이 바람직하다.

상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 상부 멤브레인 하면이 하부 멤브레인의 상면에 밀착된 상태로 이중막 멤브레인을 구성하며, 상호간의 결합 및 위치 고정을 위하여 별도의 결합 수단을 구비할 수 있다. 하부 멤브레인은 상부 멤브레인을 수용하기 위하여 전체 길이가 상부 멤브레인 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 캐리어 헤드의 멤브레인을 상부 멤브레인과 하부 멤브레인의 이중막으로 구성하기 때문에 각각의 상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 단일막의 멤브레인에 비하여 두께를 크게 낮추는 것이 가능하다. 이 경우, 연마 과정에서 주로 손상을 입기 쉬운 하부 멤브레인만을 교체할 수 있어 재료비를 절감할 수 있고, 멤브레인 교체 작업이 용이하며 교체 시간도 상당히 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 이중막 멤브레인에서 상부 멤브레인은 캐리어 헤드 내의 공기 통로를 통해 전달되는 공기압이 직접적으로 가해지며, 하부 멤브레인은 상부 멤브레인을 통하여 간접적으로 공기압을 전달받아 웨이퍼에 압력을 가하는 한편, 공기압에 의해 웨이퍼를 흡착하는 표면을 제공한다.

상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 각각 별도의 수단에 의하여 캐리어 헤드 내부의 다른 부품들에 클램핑될 수 있고, 이와 달리 상부 멤브레인이 하부 멤브레인 상면에 안착된 상태에서 하부 멤브레인만을 클램핑시킬 수도 있다.

이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 이중막 멤브레인을 보다 자세하게 설명하며, 전체적으로 대칭인 멤브레인 단면의 1/2에 해당하는 부분 단면도가 도시된다.

도 4는 상부 멤브레인을 도시한 것으로, 멤브레인 상면(221a)에는 복수의 수직 격벽(222, 223)이 형성되어 있고, 하면(221b)은 평탄하게 형성되어 있다. 상기 격벽(222, 223)은 멤브레인에 가해지는 공기압을 여러 영역으로 분할하고 각각의 영역에 대해 서로 다른 공기압을 전달할 수 있는 다중영역 분할 연마를 가능하게 한다. 격벽의 수와 크기 및 위치는 연마 공정과 관련하여 다양하게 변화될 수 있다. 격벽의 끝단에는 수평적으로 연장되는 날개부(224)가 더 형성되어 캐리어 헤드 내의 다른 부품과 상부 멤브레인을 클램핑시킬 수 있다. 격벽의 두께는 공기압에 대해 충분히 견딜 수 있는 물리적인 지지력을 확보하기 위하여 상부 멤브레인 두께 보다 크게 형성될 수 있다.

상부 멤브레인 상면에는 또한 가압돌기(225, 226)가 형성된다. 이 가압돌기(225, 226)는 평면적으로 볼 때 환(環)상의 구조물로 멤브레인과 일체적으로 형성되며, 상부 멤브레인에 전달되는 공기압이 가해지는 면적을 국부적으로 크게 하며, 이에 대해서는 후술한다. 가압돌기는 상부 멤브레인 상면에 적어도 두 곳에 형성되는 것이 바람직하며, 상부 멤브레인의 중앙 통과홀 근처(226에 해당)와 에지 근처(225에 해당)에 각각 형성함으로써 상부 멤브레인과 하부 멤브레인의 견고한 밀착을 유도할 수 있다. 둘 이상의 가압돌기는 상부 멤브레인 상면에서 실질적으로 동심원상에 배치될 수 있다.

한편, 도시되지 않았으나 상부 멤브레인 상면에는 다수의 엠보싱이 형성될 수 있다. 이러한 엠보싱은 얇은 막인 상부 멤브레인을 다루기에 용이할 뿐만 아니라, 상부 멤브레인에 가해지는 공기압을 보다 균일하게 분포시킬 수 있다.

도 5는 하부 멤브레인을 도시한 것으로, 상부 멤브레인이 안착되는 표면을 제공하는 멤브레인 상면(211a)은 평탄하게 형성되어 있고, 캐리어 헤드 내의 다른 부품과 클램핑이 가능하도록 중앙 통과홀 부분과 에지 부분에는 각각 수직 날개(212, 213)가 일체적으로 형성되어 있다. 웨이퍼의 흡착면을 제공하는 멤브레인 하면(211b)은 평탄하게 형성된다.

하부 멤브레인은 웨이퍼와 직접 맞닿아 웨이퍼를 흡착할 뿐만 아니라 웨이퍼 연마 과정에서 화학적 물리적 손상을 받기 쉽기 때문에 하부 멤브레인의 두께는 상부 멤브레인 보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

하부 멤브레인의 에지 부분 수직 날개(213) 근처에는 하방에 수용홈(216)을 제공하는 돌출부(215)가 형성되어 있고, 이 수용홈에는 상부 멤브레인의 끝단이 삽입될 수 있다. 또한, 하부 멤브레인 상면의 중앙 통과홀의 수직 날개(212) 근처에는 환형 위치고정돌기(218)가 형성될 수 있다. 이 위치고정돌기는 상부 멤브레인이 하부 멤브레인에 안착될 때 상부 멤브레인의 중앙 통과홀과 실질적으로 동일한 위치에 형성되어 상부 멤브레인의 위치를 고정시킨다.

상부 멤브레인이 하부 멤브레인 상면에 안착되는 과정을 도 6a에 모식적으로 도시하였다. 상부 멤브레인의 끝단은 하부 멤브레인의 돌출부(215) 하방으로 삽입되며, 상부 멤브레인 중앙 통과홀은 하부 멤브레인의 위치고정돌기(218)에 끼워진다.

결합된 상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 도 6b에 도시한 바와 같다. 상부 멤브레인의 중앙 통과홀 부분(A)의 결합 상태를 도 7a의 확대도에 도시하였고, 상부 멤브레인 에지 부분(B)의 결합 상태를 도 7b의 확대도에 도시하였다. 이와 같이, 상부 멤브리엔과 하부 멤브레인이 끼움 결합에 의하여 상호 밀착됨으로써 본 발명에 따른 이중막 멤브레인이 완성된다. 이 과정에서 별도의 접착제나 결합 수단이 필요하지 않으며, 따라서, 연마 공정이 완료된 후에 하부 멤브레인과 상부 멤브레인을 쉽게 분리할 수 있다. 연마 과정에서는 상부 멤브레인에 가해지는 공기압으로 인하여 상부멤브레인과 하부 멤브레인은 실질적으로 일체화되고 접촉면에 공기나 액체가 침투되기 어렵다.

도 8은 본 발명의 이중막 멤브레인이 제공하는 복수의 공기압 챔버를 도시하고 있다. 상부 멤브레인의 수직 격벽에 의하여 멤브레인에 여러 영역의 챔버(C1 ~ C5)가 존재하게 되며, 각각의 챔버에는 서로 다른 압력의 공기압이 인가될 수 있다. 상기 각 챔버의 내부로 적정의 공기압을 공급하여 웨이퍼의 배면에 간접 압력을 가함으로써 정교한 다중 분할 연마가 가능하다. 복수의 챔버를 제공하는 수직 격벽은 평면적으로 볼 때 환형 구조로 형성되며, 각각의 격벽은 상부 멤브레인에서 실질적으로 동심원상으로 배치될 수 있다.

한편, 복수의 챔버를 제공하는 상부 멤브레인은 하면에 하부 멤브레인이 밀착됨으로써 연마 공정 중 각각의 챔버에 가해지는 공기압에 따른 영역분할 연마 프로파일의 경계부에서 급격한 변곡점이 형성되는 것을 크게 완화시킨다. 따라서, 챔버 경계부에서 연마 속도 변화 등으로 인한 이상연마현상을 해소하여 원하는 연마 프로파일을 원활히 구현할 수 있고, 모든 영역에 대해 연마 속도를 안정적으로 유지할 수 있다.

연마 과정에서 상부 멤브레인과 하부 멤브레인의 접촉면에는 공기나 연마 슬러리 등의 액체가 침투되지 않도록 견고한 밀착이 필요하다. 본 발명에서는 상부 멤브레인에 형성된 환형 가압돌기가 국부적으로 더 큰 힘을 하부 멤브레인에 작용시킴으로써 이 물질의 침투를 원천적으로 방지한다.

도 9를 참조하면, 상부 멤브레인(220)과 하부 멤브레인(210)이 이중막을 구성하는 상태에서 공기압(P)이 상부 멤브레인에 가해지는 과정을 모식적으로 도시하고 있다. 가압돌기는 상부 멤브레인의 상면 위로 돌출되어 다른 부분과 비교할 때 더 큰 표면적을 제공하고 있다. 따라서, 동일한 압력이 상부 멤브레인에 가해질 때 하부 멤브레인에 전달되는 압력은 가압돌기가 위치한 영역(X)이 다른 곳(N) 보다 크게 작용한다. 그 결과, 가압돌기가 형성된 부분에서 상부 멤브레인과 하부 멤브레인 사이에 더욱 큰 밀착력이 발생하게 되며, 상부 멤브레인과 하부 멤브레인의 접착면에는 다른 이물질이나 공기가 침투될 여지가 없다. 반면, 상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 마주보는 표면 간의 접착층이 존재하지 않기 때문에 상부 멤브레인 표면으로 가해지는 공기압이 제거되면 각각 독립적인 멤브레인으로 쉽게 분리할 수 있다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다. 예를 들어, 하부 멤브레인 에지 부분은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 그 사이 틈새에 상부 멤브레인이 끼워지는 구성을 예로 들었지만, 상부 멤브레인의 끝단이 절곡되어 하부 멤브레인의 에지 부분과 맞닿는 형태 등 다양하게 변경될 수 있다.

Claims

화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 웨이퍼 흡착면을 제공하는 멤브레인에 있어서,
상면에 환형 가압 돌기가 형성되어 있고 하면은 평탄하게 형성되며 중앙에 통과홀이 있는 상부 멤브레인과,
상기 상부 멤브레인의 하면에 밀착되며 웨이퍼 흡착면을 제공하는 하면은 평탄하게 형성되고 중앙에 통과홀이 있는 하부 멤브레인을 포함하는
캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
제1항에 있어서, 상기 상부 멤브레인은 상면의 서로 다른 위치에 두 개의 환형 가압 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
제1항에 있어서, 상기 하부 멤브레인은 상면에 상기 상부 멤브레인의 중앙 통과홀에 대응하는 위치에 환형 위치 고정 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
제1항에 있어서, 상기 상부 멤브레인과 하부 멤브레인의 경도는 SHORE A 40 ~ 50의 범위인 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
제1항에 있어서, 상기 하부 멤브레인은 상부 멤브레인 보다 두께가 큰 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
제1항에 있어서, 상기 상부 멤브레인은 상면에 복수의 격벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
제6항에 있어서, 상기 격벽의 두께는 상부 멤브레인 두께 보다 큰 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
제1항에 있어서, 상기 상부 멤브레인 상면은 엠보싱 처리된 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
제1항에 있어서, 상기 하부 멤브레인 에지 부분은 수직 날개가 있고, 이 수직 날개의 내면에는 하방으로 수용홈을 제공하는 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어 헤드의 이중막 멤브레인.
화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드의 웨이퍼 흡착면을 제공하는 멤브레인에 있어서,
상면에 복수의 압력 인가 구획을 제공하는 격벽이 형성되어 있고, 하면은 평탄하게 형성된 상부 멤브레인과,
상기 상부 멤브레인의 하면에 밀착되며 웨이퍼 흡착면을 제공하는 하면은 평탄하게 형성된 하부 멤브레인을 포함하며,
상기 하부 멤브레인 에지 부분은 수직 날개가 있고, 이 수직 날개의 내면에는 하방으로 수용홈을 제공하는 돌출부가 형성되어 있는
화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
제10항에 있어서, 상기 상부 멤브레인은 상면에 환형 가압 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
제10항에 있어서, 상기 하부 멤브레인은 상면에 환형 위치 고정 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
제10항에 있어서, 상기 상부 멤브레인과 하부 멤브레인은 중앙에 통과홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
제10항에 있어서, 상기 하부 멤브레인은 상부 멤브레인 보다 두께가 큰 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.
제13항에 있어서, 상기 하부 멤브레인과 상기 상부 멤브레인의 중앙을 관통하는 상기 통과홀에는 웨이퍼를 직접 파지하는 진공이 작용하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드.