化学机械研磨装置用卡环结构件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学机械研磨(CMP，Chemical-mechanical Polishing，以下简称“CMP”)装置用卡环结构件及其制造方法，更详细地，涉及如下GMP装置用卡环结构件及其制造方法，即，在CMP工序中安装于研磨头的卡环结构件的固定用螺丝部位采用高强度的金属材料，其余的部位采用低价的金属合金，不仅能够减少制造成本，还能够增加与研磨头的结合力，由此，可减少产品不合格率、简化工序、减少工作时间，来提高可销性。
【背景技术】
[0002]通常，随着半导体元件的高速化及高度集成化的趋势，在多层配线结构中，对配线层数的增加和配线图面的精细化的要求逐渐提高，因而，配线技术成为亚微米工艺中的重要课题。
[0003]尤其，进入0.35 μπι以下的工艺时代以来，为了实现微细图面，曝光装置的焦点深度相关工艺范围逐渐减小，为了确保充分的焦点深度，要求采用跨芯片领域的全面性平坦化技术。
[0004]因此，为了实现全面性平坦化，现广泛采用称为化学机械研磨(CMP)的技术，并且这种技术不仅必不可少地适用于半导体元件的制造工序，还积极开拓了对新一代元件的研宄活动。并且，所述的CMP不仅较多地适用于以实现元件高速化为目的而采用多层配线的逻辑元件，而且还随着存储元件的多层化趋势，逐渐适用于上述存储元件。
[0005]并且，在所述的CMP装置中，研磨头用于固定晶片，以起到机械作用，在上述研磨头设置有卡环(retainer ring)，且这种卡环用于固定所夹持的晶片的原位。
[0006]但是，由于上述卡环仅由作为树脂材料的塑料来制造，因而不仅强度弱，而且还增加了在CMP工序前需执行的环本身的平坦化作业所需时间，并且由于因盖子螺栓紧固导致的受力不均匀，存在产生偏磨损的问题。
[0007]因此，在目前广泛使用的卡环结构件中，作为内环的插入环(insert ring)由金属材料制造，通过包围该插入环来形成的外环由如塑料的树脂来制造。
[0008]如上所述，由内环和外环构成的环结构件的制造方法，已以“机械研磨装置的卡环制造方法”的名称，于2010年6月9日向韩国特许厅提出申请并授权；还有已由本申请人以“化学机械研磨装置用卡环结构件及其制造方法”的名称，于2010年8月18日向韩国特许厅提出申请并授权。
[0009]但是，在如上所述的卡环制造方法中，由于安装于研磨头的螺丝紧固的部位由树脂材料形成，因此，不仅紧固力弱，而且紧固时还会引起局部变形。
[0010]加上，根据该制造方法，对作为金属材料的内环进行成型，并将形成于上述内环的上表面的孔与形成有头部的插入销相结合后，在模具中注塑树脂材料来进行成型。
[0011]之后，在进行冷却后，切断上述插入销的头部，并在插入销的本体加工孔或螺纹，来完成卡环结构件，这种方法不仅非常复杂，而且需要经过多重工序步骤来完成，因此，存在制造费用高、作业难度大的问题。
【发明内容】
[0012]技术问题
[0013]因此，本发明是鉴于所述的情况而提出的，本发明的目的在于提供如下GMP装置用卡环结构件及其制造方法，即，在CMP工序中安装于研磨头的卡环结构件的固定用螺丝部位采用高强度的金属材料，并简化其制造方法，进而增加与研磨头的结合力，由此，不仅能够减少产品不合格率，还能够简化工序，减少工作时间及制造成本，来提高可销性。
[0014]解决问题的手段
[0015]通过本发明来实现上述目的，根据本发明的一方面，其特征在于，化学机械研磨装置用卡环结构件包括:插入环，上表面形成有用于与上述化学机械研磨装置的头部相结合的多个孔，上述插入环由两种以上的金属材料形成；插入销，分别与上述插入环的上述多个孔相结合，并以一体的方式形成，上述具有上表面呈开放状且中心内部形成有螺纹的本体，上述插入销由与上述插入环不同的材质的金属材料形成；以及外环，包围除了上述插入销的上表面以外的上述插入环。
[0016]此时，上述插入销的强度高于上述插入环的强度，且上述插入销包括:本体，呈圆筒形；倒棱部，在上述本体的侧面沿着长度方向部分被切断而成；以及一对圆盘形头部，设置于上述本体的上下部，上述一对圆盘形头部的直径大于上述本体的直径。。
[0017]根据本发明的另一方面，其特征在于，CMP装置用卡环结构件的制造方法包括:在由两种以上的金属材料形成的插入环上表面形成用于与上述化学机械研磨装置的头部相结合的多个孔，将与上述插入环的材质不同的金属材质的圆筒形插入销与上述插入环的多个孔相结合，来形成为一体的步骤；将结合有上述插入销的上述插入环安装于模具，并对树脂材料进行注塑，利用树脂材料包围除了上述插入销的上部以外的部分，来形成树脂材料的外环的步骤；以及以上述插入销的上表面呈开放状且中心内部具有螺纹的方式进行加工的步骤。
[0018]此时，优选地，上述插入销的材质为不锈钢，上述插入环的材质为锌合金或铝合金材质。
[0019]发明的效果
[0020]本发明根据如上所述的结构及其方法，在GMP工序中安装于研磨头的卡环结构件的固定用螺丝部位采用高强度的金属材料，并简化其制造方法，进而增加与研磨头的结合力，由此，不仅能够减少产品不合格率，还能够简化工序，减少工作时间及制造成本，来提高可销性。
【附图说明】
[0021]图1为表示本发明优选的一实施例的卡环结构件安装于CMP装置的简要图。
[0022]图2为表示本发明优选的一实施例的卡环结构件的插入环和插入销的简要立体图。
[0023]图3为本发明优选的一实施例的卡环结构件的插入环的简要立体图。
[0024]图4为沿着图3的A-A线截取的剖视图。
[0025]图5为本发明优选的一实施例的卡环结构件的简要立体图。
[0026]图6为表示本发明优选的一实施例的卡环结构件的制造工序的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面，为了让本领域所属的技术人员容易地实施本发明，将参照附图对本发明的最优选的实施例进行详细说明，且在说明本发明的过程中，全部附图中的相同的部分使用相同的附图标记。
[0028]如图所示，以附图标记10图示的本发明的卡环结构件将参照图1来进行说明。
[0029]首先，CMP装置由本体108和研磨头112构成，上述本体108包括安装于上表面的研磨压盘110和设置于该研磨压盘110的上表面的研磨垫106。
[0030]上述研磨头11