KR100238213B1 - 슬러리 공급장치 및 이를 이용한 슬러리 공급방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체장치의 제조과정에 사용되는 슬러리 공급장치 및 이 장치를 이용한 슬러리 공급방법에 관해 개시한다. 슬러리 공급튜브에 슬러리 응집 방지 수단을 구비한다. 따라서 슬러리 공급튜브내의 슬러리의 응집을 항시 방지할 수 있고 이 장치를 사용하여 슬러리를 공급함에 따라 양질의 응집이 배제된 슬러리를 폴리싱 패드에 공급하여 웨이퍼의 스크래치를 방지할 수 있다.

Description

슬러리 공급장치 및 이를 이용한 슬러리 공급방법{A slurry supply apparatus and method for suppling the slurry using the same}

본 발명은 반도체장치의 제조과정에 사용되는 슬러리(slurry) 공급장치 및 이 장치를 이용한 슬러리 공급방법에 관한 것으로서, 특히 슬러리 공급과정에서 슬러리의 응집을 방지하는 수단을 구비하는 장치와 이를 이용하여 슬러리의 응집없이 슬러리를 공급하는 방법에 관한 것이다.

반도체장치의 고 집적화에 따라 반도체장치의 제조하는 각 과정은 매우 신중히 진행되어야 한다. 반도체장치의 제조과정에서 물질막을 형성한 후에는 다음 공정의 안정적인 수행을 위해 그 표면을 평탄화하는 과정이 이어진다. 물질층의 평탄화는 하부막에 존재하는 물질막의 단차나 스텝커버리지등이 상부막으로 이어지는 것을 방지할 수 있음은 물론 표면을 평평하게 함으로써 후속 물질층의 두꼐를 전체적으로 균일하게 형성할 수 있다.

반도체장치의 제조과정에서 특정물질층을 평탄화하는 방법으로서 현재 널리 사용되고 있는 방법으로는 에치 백이나 화학적 기계적 폴리싱(Chemical Mechanical Polishing:이하, CMP라 한다)방법이 있다. 이중에서 CMP방법은 폴리싱 패드와 같은 소모성 부품이 있어서 비용 증가를 무시할 수 없으나 넓은 면적에 걸쳐서 평평한 면을 얻을 수 있어서 널리 사용되고 있다.

CMP방법은 웨이퍼와 폴리싱 패드를 마찰시켜서 웨이퍼를 연마하는 방법인데, 실질적으로 웨이퍼를 연마시키는 역활은 폴리싱 패드와 웨이퍼사이에 공급되는 슬러리이다. 사실 슬러리에는 화합물과 함께 연마제가 들어있고 연마제는 슬러리의 종류에 따라 다른데, 주로 실리카(silica) 또는 알루미나(alumina)입자이다. 이와 같은 연마제는 CMP공정에 없어서는 안될 성분이지만, 연마제의 입자 크기와 그 분포는 CMP된 웨이퍼의 표면 상태에 많은 영향을 주고 응집된 큰 입자의 경우에는 웨이퍼 스크래치의 주 원인이 되기도 한다. 따라서 슬러리와 슬러리 공급장치는 CMP공정에서 매우 중요하다.

CMP공정에 사용되는 슬러리 공급장치의 종래 기술에 의한 일예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 종래 기술에 의한 반도체장치의 제조과정에 사용되는 슬러리 공급장치를 나타낸 도면이다. 이를 참조하면, 슬러리 공급장치는 슬러리 저장설비(10)와 슬러리를 폴리싱 패드에 공급하는 슬러리 저장설비(10)에 연결된 슬러리 공급 튜브(12)로 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 의한 슬러리 공급장치는 슬러리 저장설비(10)내에서 슬러리에 포함된 연마제의 응집(agglomeration)을 방지하기 위해 슬러리를 계속 휘젖는다. 이와 같이 계속 휘저어진 상태의 슬러러를 슬러리 공급튜브(12)를 통해서 폴리싱패드과 웨이퍼 사이에 공급한다.

종래 기술에 의한 슬러리 공급장치 및 그 제조방법에서는 상술한 바와 같이 슬러리 저장설비에서는 슬러리를 계속적으로 휘저어서 연마제의 응집을 막을 수 있다. 하지만, 슬러리 저장설비를 떠나서 슬러리 공급튜브를 통과하는 동안에는 슬러리는 외부로부터 상태의 물리적 또는 화학적 변화를 일으키는 어떠한 영향도 받지 않는다. 따라서 슬러리내의 연마제를 중심으로 응집이 일어날 가능성이 커진다. 특히, 이러한 가능성은 다음과 같은 이유로 인해 더욱 커진다. 즉, 슬러리가 계속적으로 폴리싱 패드 상으로 공급되는 경우에는 그런대로 응집의 가능성이 작아질 수 있으나, 폴리싱과 다음 폴리싱사이에는 웨이퍼의 인출과 새로운 웨이퍼의 로딩등과같은 일련의 공정등으로 인해 슬러리의 공급이 일시적으로 중단된다. 이 시간동안에 슬러리 자장설비에서는 슬러리의 휘저어짐이 계속적인 진행되지만, 슬러리 공급튜브안에 존재하는 슬러리의 경우는 정지한 채로 다음 폴리싱이 개시될 때 까지 대기상태로 있게된다. 따라서 슬러리의 응집가능성은 매우 커진다.

다른 이유로는 일반적으로 사용하고 있는 슬러리 공급튜브는 주로 지름 1인치(inch)이하의 폴리에틸렌(polyethylene)이나 테프론 관으로 되어 있는데, 그 길이는 수 미터정도이다. 그런데, 슬러리 저장설비로 부터 공급되는 슬러리의 유량이 매우 작으므로 슬러리 공급튜브의 끝에 까지 도달하는데는 많은 시간이 소요되고 외부로부터는 어떠한 영향도 받지 않으므로 슬러리의 응집가능성은 매우 높아지게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폴리싱 패드에 도달될 때 까지 계속적으로 슬러리의 응집을 방지할 수 있는 슬러리 공급장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 슬러리 공급장치를 이용한 슬러리 공급방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 반도체장치의 제조과정에 사용되는 슬러리 공급장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 제조과정에 사용되는 슬러리 공급장치를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:슬러리 저장설비.

12:슬러리 공급튜브.

14:슬러리의 응집을 방지하는 수단.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 슬러리 공급장치는 슬러리 저장설비와 상기 슬러리 저장설비에 연결되어 폴리싱 패드까지 슬러리를 공급하는 슬러리 공급튜브로 구성되는 슬러리 공급장치에 있어서, 상기 슬러리 공급튜브에는 튜브내에서 상기 슬러리의 응집을 방지하기 위해 다수의 슬러리 응집 방지수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 수단은 상기 슬러리 공급튜브에 일정간격 이격되어 배치되어 있다.

상기 슬러리 공급튜브의 종단에는 착탈이 가능하고 다수의 상기 수단을 구비하는 다른 수단이 구비되어 있을 수도 있다.

상기 슬러리 응집 방지수단은 초음파 트랜스듀서(transducer)이다.

이외에도 슬러리의 응집을 방지할 수 있는 수단이면 다른 수단을 구비할 수도 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 슬러리 공급방법은 슬러리 저장설비와 상기 슬러리 저장설비에 연결되어 폴리싱 패드까지 슬러리를 공급하는 슬러리 공급튜브로 구성되는 슬러리 공급장치에 있어서, 상기 슬러리 공급튜브내에서 상기 슬러리의 응집을 방지하기 위해 상기 슬러리 공급튜브에 다수의 슬러리 응집 방지수단을 설치하여 응집이 배제된 슬러리를 폴리싱 패드에 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 수단은 상기 슬러리 공급튜브에 일정간격 이격되게 설치하여 사용한다.

상기 수단을 상기 슬러리 공급 튜브의 종단에 착탈시킬 수 있는 다른 수단에 설치한 후 상기 다른 수단을 상기 슬러리 공급튜브의 종단에 착탈시켜서 사용한다.

상기 수단으로는 초음파 트랜스듀서를 사용한다.

상기 수단은 초음파 트랜서듀서외에도 상기 슬러리 공급튜브내에서 슬러리의 응집을 방지할 수 있는 것이면, 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면, CMP공정에서 슬러리의 응집을 방지하여 웨이퍼의 스크래치 가능성을 완전히 배제할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 제조과정에서 사용되는 슬러리 공급장치 및 이를 이용한 슬러리 공급방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래의 설명에서 종래 기술에 사용된 참조번호와 동일한 것은 동일한 부재를 의미한다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 제조과정에 사용되는 슬러리 공급장치는 큰 구성은 도 1에 도시한 종래 기술에 의한 슬러리 공급장치와 별 차이가 없다. 즉, 슬러리 저장설비(10)와 상기 슬러리 저장설비(10)에 연결되어 있는 슬러리 공급튜브(12)로 구성되어 있다. 하지만, 종래와 크게 구별되는 것은 슬러리 공급튜브(12)인데, 여기에는 종래 기술에서는 없는 상기 슬러리 공급튜브(12)내에 존재하는 슬러리의 응집을 방지하는 수단(14)이 다수 구비되어 있다. 이와 같은 수단(14)에 의해 상기 슬러리 공급튜브(12)내에 존재하는 슬러리는 공급시나 폴리싱과 폴리싱사이의 정체시나 항시 응집으로부터 벗어날 수 있다. 상기 수단(14)이 일예는 초음파 트랜스듀서(transducer)가 될 수 있다. 하지만 이 한 가지로 한정하지는 않는다.

상기 수단(14)은 도 2에 도시한 바와 같이 그 배치는 상기 슬러리 공급튜브(12)를 따라 일정 간격 이격되어 있을 수 있다. 하지만 이와 같은 배치외에도 다른 방식의 배치도 가능하다. 예를 들면, 상기 슬러리 튜브(12)의 종단에 착탈이 가능한 별도의 다른 수단에 상기 수단(14)인 초음파 트랜스듀서를 다수 설치한 뒤 상기 다른 수단을 슬러리 공급튜브(12)의 종단에 부착시킬 수 있다. 물론 상기 다른 수단에는 초음파 트랜스듀서뿐만 아니라 상기 수단(14)의 어떤 것도 될 수 있다.

계속해서 도 2에 도시한 도면을 참조하여 슬러리 공급방법을 설명한다. 종래 기술에서는 도 1에 도시한 바와 같은 슬러리 저장설비(도 1의 10)와 여기에 연결된 슬러리 공급튜브(12)를 사용하여 슬러리를 폴리싱 패드에 공급하여 사용하였다. 하지만, 본 발명의 실시예에의한 슬러리 공급방법은 슬러리 저장설비(10)에서 여기에 연결된 슬러리 공급튜브(12)를 통해서 폴리싱 패드로 슬러리를 공급하는데, 상기 슬러리 공급튜브(12)내에서 슬러리의 응집을 방지하기 위해 슬러리 응집 방지 수단(14)을 설치하여 사용한다. 상기 슬러리 응집 방지 수단(14)으로는 초음파 트랜스듀서를 사용한다. 상기 수단(14)을 슬러리 공급튜브(12)에 설치하여 사용함으로써 상기 슬러리 공급튜브(12)내에 존재하는 슬러리의 응집을 항시 방지할 수 있다. 즉, 슬러리의 공급시나 폴리싱사이의 정체시에도 항시 슬러리의 응집을 방지할 수 있으므로 응집이 배제된 슬러리를 폴리싱 패드에 공급할 수 있다. 따라서 웨이퍼의 연마시 웨이퍼의 스크래치를 방지할 수 있다.

상기 수단(14)은 상기 슬러리 공급튜브(12)을 따라 일정 간격 이격되게 배치하여 사용한다. 하지만, 다른 방식으로 배치하여 사용할 수도 있다. 예컨대, 상기 슬러리 공급튜브(12)의 종단에 착탈이 가능한 다른 수단에 상기 수단(14)을 설치한 뒤 상기 다른 수단을 상기 슬러리 공급튜브(12)의 종단에 설치함으로써 상기 튜브(12)를 통해서 방출되는 슬러리의 응집을 방지할 수도 있다.

이외에도 상기 수단(14)을 사용하여 응집이 배제된 슬러리를 공급하는 방법은 여러가지가 있을 수 있다.

이상으로 본 발명은 슬러리 공급튜브에 슬러리 응집 방지 수단을 구비한다. 따라서 슬러리 공급튜브내의 슬러리의 응집을 항시 방지할 수 있고 이 장치를 사용하여 슬러리를 공급함에 따라 양질의 응집이 배제된 슬러리를 폴리싱 패드에 공급하여 웨이퍼의 스크래치를 방지할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진자에 의하여 실시가능함은 명백하다.

Claims (8)

1. 슬러리 저장설비와 상기 슬러리 저장설비에 연결되어 폴리싱 패드까지 슬러리를 공급하는 슬러리 공급튜브로 구성되는 슬러리 공급장치를 이용한 슬러리 공급방법에 있어서,

   상기 슬러리 공급튜브내에서 상기 슬러리가 응집되는 것을 방지하기 위해 상기 슬러리 공급튜브에 다수의 슬러리 응집 방지수단을 설치하여 응집이 배제된 슬러리를 폴리싱 패드에 공급하는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬러리 응집 방지수단은 상기 슬러리 공급튜브에 일정간격으로 설치하는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 슬러리 응집 방지수단을 상기 슬러리 공급 튜브의 종단에 설치하여 사용하되, 착탈시킬 수 있는 다른 수단에 설치한 후 상기 다른 수단을 상기 슬러리 공급튜브의 종단에 착탈시켜서 사용하는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 슬러리 응집 방지수단으로 초음파 트랜스듀서를 사용하는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급방법.
5. 슬러리 저장설비와 상기 슬러리 저장설비에 연결되어 폴리싱 패드까지 슬러리를 공급하는 슬러리 공급튜브로 구성되는 슬러리 공급장치에 있어서,

   상기 슬러리 공급튜브에 슬러리 응집을 방지하기 위한 다수의 슬러리 응집 방지 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 수단은 상기 슬러리 공급튜브에 일정간격 이격되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 슬러리 공급튜브의 종단에 착탈이 가능하고 다수의 상기 수단을 구비하는 다른 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 슬러리 응집 방지수단은 초음파 트랜스듀서(transducer)인 것을 특징으로 하는 슬러리 공급장치.