KR100628226B1 - Apparatus and Method for Chemical Mechanical Polishing of Semiconductor Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파티클에 의한 웨이퍼 표면의 손상을 방지할 수 있도록 한 반도체 소자의 화학 기계적 연마장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus and method for a semiconductor device capable of preventing damage to the wafer surface caused by particles.

본 발명에 따른 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치는 폴리싱 패드(Polishing Pad)를 이용하여 웨이퍼를 연마하는 화학 기계적 연마장치에 있어서, 화학액을 이용하여 상기 폴리싱 패드에 의해 연마된 상기 웨이퍼의 이물질을 제거하기 위한 버프 패드(Buff Pad)와, 다이아몬드를 이용하여 상기 버프 패드를 컨디셔닝(Conditioning)하기 위한 버프 드레서(Buff Dresser)와, 상기 화학액과 다른 클리닝 케미컬(Cleaning Chemical)을 이용하여 상기 버프 드레서에 묻어 있는 화학액을 중화시켜 세정하는 드레서 세정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.A chemical mechanical polishing apparatus for a semiconductor device according to the present invention is a chemical mechanical polishing apparatus for polishing a wafer by using a polishing pad, and removes foreign substances on the wafer polished by the polishing pad by using a chemical solution. To the buff dresser using a buff pad, a buff dresser for conditioning the buff pad using diamond, and a cleaning chemical different from the chemical liquid. And a dresser washing unit for neutralizing and washing the chemical liquid.

이러한 구성에 의하여 본 발명은 알칼리성 용액을 이용하여 버프 드레서의 니켈 층 손상에 의한 니켈 부식 입자에 의해 웨이퍼 표면에 발생되는 스크래치를 방지함으로써 스크래치로 인한 반도체 소자의 패턴불량을 방지하여 반도체 소자의 성능 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.By such a configuration, the present invention prevents scratches generated on the wafer surface by nickel corrosion particles caused by damage of the nickel layer of the buff dresser by using an alkaline solution, thereby preventing a pattern defect of the semiconductor device due to scratches, thereby improving the performance of the semiconductor device. The reliability can be greatly improved.

컨디셔닝, 폴리싱 패드, 버프 패드, 버프 드레서, 버핑 스텝Conditioning, Polishing Pads, Buff Pads, Buff Dressers, Buffing Steps

Description

반도체 소자의 화학 기계적 연마장치 및 방법{Apparatus and Method for Chemical Mechanical Polishing of Semiconductor Device}Apparatus and Method for Chemical Mechanical Polishing of Semiconductor Device

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치를 나타내는 도면.1 is a view showing a chemical mechanical polishing apparatus of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 버프부를 나타내는 도면.FIG. 2 is a view showing a buff portion shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 2에 도시된 절단선 Ⅲ - Ⅲ' 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view taken along a cut line III-III ′ of FIG. 2.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 로딩/언로딩부 12 : 웨이퍼10: loading / unloading unit 12: wafer

20 : 연마장치 30 : 세정장치20: polishing device 30: cleaning device

40 : 폴리싱 패드 50, 52 : 폴리싱부40: polishing pad 50, 52: polishing part

60 : 버프부 70, 72 : 세정부60: buff part 70, 72: washing part

100 : 버프 패드 102 : 홀100: buff pad 102: hole

110 : 버프 드레서 세정부 112 : 클리닝 케미컬110: buff dresser cleaning section 112: cleaning chemical

120 : 버프 드레서 130 : 케미컬 노즐120: buff dresser 130: chemical nozzle

본 발명은 반도체 소자의 제조장치에 관한 것으로, 특히 파티클에 의한 웨이퍼 표면의 손상을 방지할 수 있도록 한 반도체 소자의 화학 기계적 연마장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus and method for a semiconductor device capable of preventing damage to a wafer surface caused by particles.

반도체 소자의 제조공정에 있어서 금속박막 내지는 산화막을 제거하는 한 분야인 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하, CMP라 함) 공정을 진행하게 된다. CMP 공정은 폴리싱 패드(Polishing Pad) 상부에 웨이퍼를 한 장 올려놓은 후, 웨이퍼를 정해진 두께만큼 갈아낸 다음에 다음 공정으로 넘겨주게 된다. 이러한, CMP 공정은 일반적으로 절연막의 평탄화 공정 내지 금속막의 다마신(Damascene) 공정을 위한 수단으로 이용된다.In the process of manufacturing a semiconductor device, a chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) process, which is a field for removing a metal thin film or an oxide film, is performed. In the CMP process, a wafer is placed on top of a polishing pad, the wafer is ground to a predetermined thickness, and then transferred to the next process. Such a CMP process is generally used as a means for the planarization of an insulating film or the damascene process of a metal film.

일반적인 반도체 소자의 CMP 공정은 반도체 소자의 크기 감소 및 집적도 증가에 따라 평탄화 요구에 대응하기 위해 필수적으로 도입되는 반도체 공정의 하나이다. 그 중에서 Cu CMP는 구리(Cu)를 배선 재료로 사용하는 제조 공정에서 사용된다.The CMP process of a general semiconductor device is one of the semiconductor processes that are essentially introduced to meet the planarization demands as the size and the degree of integration of semiconductor devices decrease. Among them, Cu CMP is used in the manufacturing process using copper (Cu) as a wiring material.

이러한, CMP 공정은 웨이퍼를 연마하는 폴리싱 공정 및 세정 공정으로 구성된다. 폴리싱 공정은 폴리싱 패드를 이용하여 폴리싱 테이블에 안착된 웨이퍼를 정해진 두께만큼 갈아낸 다음에 세정공정으로 넘겨주게 된다. 세정공정은 폴리싱 공정에 의해 연마된 웨이퍼를 세정하게 된다.Such a CMP process consists of a polishing process and a cleaning process of polishing a wafer. The polishing process uses a polishing pad to grind the wafer seated on the polishing table by a predetermined thickness and then pass it to the cleaning process. The cleaning process cleans the wafer polished by the polishing process.

한편, 폴리싱 공정에서는 폴리싱 공정 후, 적합한 화학액을 웨이퍼 상에 공급하면서 웨이퍼를 버프 패드(Buff Pad)에 가압 및 마찰시켜 폴리싱 공정에서 발생 된 웨이퍼 상의 슬러리 파티클(Slurry Particle), 구리 잔류물(Cu Residue) 등을 효과적으로 제거시키는 버핑 스텝(Buffing Step) 공정을 진행하게 된다. 그리고, 폴리싱 공정에서 웨이퍼를 연마하는 동안 버핑 스텝에서 사용되는 버프 패드를 컨디셔닝(Conditioning)하게 된다. 이때, 버프 패드의 컨디션닝 공정은 초순수를 공급하면서 다이아몬드가 니켈(Ni)에 의해 고정된 일자형 버프 드레서(Dresser)를 이용하여 버프 패드를 컨디셔닝하게 된다.On the other hand, in the polishing process, slurry particles and copper residues (Cu) on the wafer generated in the polishing process are produced by pressing and rubbing the wafer to a buff pad while supplying a suitable chemical on the wafer after the polishing process. Buffing Step (Buffing Step) process to effectively remove the (Residue) and the like. The buff pad used in the buffing step is then conditioned while polishing the wafer in the polishing process. At this time, the conditioning process of the buff pad is used to condition the buff pad using a straight buff dresser (Dresser) is fixed by nickel (Ni) while supplying ultrapure water.

버핑 스텝 공정은 슬러리 파티클(Slurry Particle), 구리 잔류물(Cu Residue) 제거에 적합한 화학액(Cu 혹은 Cu 화합물과 쉽게 결합하여 킬레이트를 구성하는 물질, 구연산 등의 유기산)을 버프 패드에 공급함과 동시에 폴리싱이 끝난 웨이퍼를 버프 패드에 가압 마찰시키면서 웨이퍼 표면의 이물질을 제거한다. 이때 버프 드레서를 이용한 버프 패드의 컨디셔닝 동안 버프 드레서의 사용 시간 증가에 따라 다이아몬드 부착재인 니켈(Ni)의 화학적인 반응 등에 의해 버프 드레서에서 니켈 파티클(Ni Particle), 다이아몬드 입자 등이 탈락되게 된다. 즉, 버프 패드의 컨디셔닝시에는 초순수를 사용하지만 버프 스텝 공정에서는 다량의 산성 화학액(유기산)을 사용하므로 버프 패드의 컨디셔닝 공정시 버프 패드의 화학액과 버프 드레서의 니켈(Ni)이 반응하여 니켈(Ni)이 부식되어 반복적인 마찰에 의하여 니켈 파티클이 버프 드레서로부터 떨어지게 된다. 이에 따라, 버프 패드의 컨디셔닝 공정시 탈락된 니켈 파티클, 다이아몬드 입자 등이 버프 패드 상에 흩어져 있다가 버핑 스텝 공정에서 웨이퍼 표면의 이물질 제거시 웨이퍼 표면에 스크래치를 발생시키게 된다.The buffing step process feeds the buff pad with slurry particles and chemicals suitable for removing copper residues (substances that easily combine with Cu or Cu compounds to form chelates and organic acids such as citric acid). The foreign material on the surface of the wafer is removed while pressing and polishing the polished wafer to the buff pad. In this case, nickel particles, diamond particles, and the like are dropped from the buff dresser by chemical reaction of nickel (Ni), which is a diamond adhesion material, with the increase in the use time of the buff dresser during conditioning of the buff pad using the buff dresser. In other words, ultra-pure water is used to condition the buff pad, but a large amount of acidic chemicals (organic acid) are used in the buff step process. (Ni) corrodes, causing nickel particles to fall from the buff dresser by repeated friction. Accordingly, nickel particles, diamond particles, and the like dropped during the conditioning process of the buff pad are scattered on the buff pad, and then scratches are generated on the wafer surface when foreign matters are removed from the wafer surface in the buffing step process.

따라서, 일반적인 반도체 소자의 화학 기계적 연마장치 및 방법에서는 웨이퍼 표면에 발생되는 스크래치가 후속 공정에도 영향을 미쳐 웨이퍼에 형성되는 패턴 불량을 유발하여 반도체 소자의 성능 및 신뢰성을 감소시키게 된다.Therefore, in the conventional chemical mechanical polishing apparatus and method of the semiconductor device, scratches generated on the wafer surface also affect subsequent processes, resulting in pattern defects formed on the wafer, thereby reducing the performance and reliability of the semiconductor device.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 파티클에 의한 웨이퍼 표면의 손상을 방지할 수 있도록 한 반도체 소자의 화학 기계적 연마장치 및 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus and method for a semiconductor device capable of preventing damage to the wafer surface caused by particles, which has been devised to solve such problems of the prior art.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치는 폴리싱 패드(Polishing Pad)를 이용하여 웨이퍼를 연마하는 화학 기계적 연마장치에 있어서, 화학액을 이용하여 상기 폴리싱 패드에 의해 연마된 상기 웨이퍼의 이물질을 제거하기 위한 버프 패드(Buff Pad)와, 다이아몬드를 이용하여 상기 버프 패드를 컨디셔닝(Conditioning)하기 위한 버프 드레서(Buff Dresser)와, 상기 화학액과 다른 클리닝 케미컬(Cleaning Chemical)을 이용하여 상기 버프 드레서에 묻어 있는 화학액을 중화시켜 세정하는 드레서 세정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the chemical mechanical polishing apparatus of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention is a chemical mechanical polishing apparatus for polishing a wafer using a polishing pad, using a chemical liquid Buff pads for removing foreign matter from the wafer polished by polishing pads, Buff dressers for conditioning the buff pads using diamond, and other chemicals and other cleaning It characterized in that it comprises a dresser cleaning unit for neutralizing and cleaning the chemical liquid buried in the buff dresser by using a chemical (Cleaning Chemical).

상기 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치에서 상기 버프 패드는 상기 화학액이 공급되는 복수의 홀들을 구비하는 것을 특징으로 한다.In the chemical mechanical polishing apparatus of the semiconductor device, the buff pad may include a plurality of holes supplied with the chemical liquid.

상기 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치에서 상기 클리닝 케미컬은 알칼리성 용액인 것을 특징으로 한다.In the chemical mechanical polishing apparatus of the semiconductor device, the cleaning chemical is characterized in that the alkaline solution.

상기 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치는 상기 클리닝 케미컬을 상기 드레서 세정부에 공급하는 케미컬 노즐을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The chemical mechanical polishing apparatus of the semiconductor device may further include a chemical nozzle that supplies the cleaning chemical to the dresser cleaning unit.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 화학 기계적 연마 방법은 폴리싱 패드(Polishing Pad)를 이용하여 웨이퍼를 정해진 두께로 연마하는 단계와, 버프 패드(Buff Pad)에 공급되는 화학액을 이용하여 상기 폴리싱 패드에 의해 연마된 상기 웨이퍼의 이물질을 제거하는 단계와, 다이아몬드가 부착된 버프 드레서(Buff Dresser)를 이용하여 상기 버프 패드를 컨디셔닝(Conditioning)하는 단계와, 상기 화학액과 다른 클리닝 케미컬(Cleaning Chemical)을 이용하여 상기 버프 드레서에 묻어 있는 화학액을 중화시켜 상기 버프 드레서를 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the chemical mechanical polishing method of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, polishing a wafer to a predetermined thickness using a polishing pad, and polishing the wafer using a chemical solution supplied to a buff pad Removing foreign matter from the wafer polished by the pad, conditioning the buff pad using a diamond-attached buff dresser, and cleaning chemicals different from the cleaning chemicals Neutralizing the chemical liquid buried in the buffing dresser using a) to clean the buffing dresser.

상기 반도체 소자의 화학 기계적 연마 방법에서 상기 클리닝 케미컬은 알칼리성 용액인 것을 특징으로 한다.In the chemical mechanical polishing method of the semiconductor device, the cleaning chemical is characterized in that the alkaline solution.

상기 반도체 소자의 화학 기계적 연마 방법에서 상기 버프 패드를 컨디셔닝하는 단계는 상기 웨이퍼를 연마하는 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.Conditioning the buff pad in the chemical mechanical polishing method of the semiconductor device is performed while polishing the wafer.

이하 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하, CMP라 함) 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a chemical mechanical polishing (CMP) device of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 CMP 장치는 복수의 웨이퍼(12)가 수납된 카세트(14)를 로딩시키거나 언로딩시키는 로딩/언로딩부 (10)와, 로딩/언로딩부(10)로부터 공급되는 웨이퍼(12)에 대하여 CMP 공정을 진행하는 연마장치(20)와, 연마장치(20)에 의해 연마된 웨이퍼(12)를 세정하는 세정장치(30)와, 연마장치(20)와 세정장치(30)에 웨이퍼(12)를 공급하는 반송장치(32, 34, 36)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a CMP apparatus of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a loading / unloading unit 10 for loading or unloading a cassette 14 in which a plurality of wafers 12 are accommodated. And a polishing apparatus 20 for performing a CMP process on the wafer 12 supplied from the unloading section 10, a cleaning apparatus 30 for cleaning the wafer 12 polished by the polishing apparatus 20, and And the transfer apparatuses 32, 34, 36 for supplying the wafer 12 to the polishing apparatus 20 and the cleaning apparatus 30.

로딩/언로딩부(10)는 외부로부터 복수의 웨이퍼(12)가 수납된 복수의 카세트(14)와, 카세트(14)에 수납된 웨이퍼(12)를 반송장치(32, 34, 36)로 반송하는 제 1 로봇(12)을 구비한다.The loading / unloading unit 10 transfers the plurality of cassettes 14 in which the plurality of wafers 12 are received from the outside and the wafers 12 stored in the cassettes 14 to the transfer apparatuses 32, 34, and 36. The 1st robot 12 to convey is provided.

반송장치(32, 34, 36)는 제 1 로봇(12)에 의해 카세트(14)로부터 반송되는 웨이퍼(12)를 대기시키는 버퍼부(36)와, 버퍼부(36)로부터의 웨이퍼(12)를 반전시켜 연마장치(20)에 공급하는 웨이퍼 반전부(32)와, 버퍼부(36)의 웨이퍼(12)를 반전부(32)로 반송하는 제 2 로봇(34)을 구비한다.The conveying apparatuses 32, 34, and 36 are the buffer unit 36 which holds the wafer 12 conveyed from the cassette 14 by the first robot 12, and the wafer 12 from the buffer unit 36. And a second robot 34 for conveying the wafer 12 of the buffer unit 36 to the inverting unit 32 by inverting and supplying the wafer to the polishing unit 20.

연마장치(20)는 나란하게 설치되어 CMP 공정에 의해 반전부(32)로부터의 웨이퍼(12)를 연마하는 제 1 및 제 2 폴리싱부(50, 52)를 구비한다.The polishing apparatus 20 includes first and second polishing portions 50 and 52 which are installed side by side to polish the wafer 12 from the inverting portion 32 by a CMP process.

제 1 및 제 2 폴리싱부(50, 52) 각각은 CMP 공정에 의해 반전부(32)로부터 공급되는 웨이퍼(12)를 연마하는 폴리싱 패드(40)와; 버프 패드(Buff Pad)를 이용하여 웨이퍼(12) 표면의 이물질을 제거하며, 버프 드레서(120)를 이용하여 버프 패드를 컨디셔닝(Conditioning)함과 아울러 알칼리성 용액을 이용하여 버프 드레서(120)를 세정하는 버프부(60)를 구비한다.Each of the first and second polishing units 50 and 52 includes a polishing pad 40 for polishing the wafer 12 supplied from the inversion unit 32 by a CMP process; The foreign matter on the surface of the wafer 12 is removed using a buff pad, and the buff pad is conditioned using the buff dresser 120, and the buff dresser 120 is cleaned using an alkaline solution. The buff part 60 is provided.

폴리싱 패드(40)는 몸체에 형성된 도시하지 않은 복수의 돌기들과 돌기들에 삽입되는 연마제를 이용하여 반전부(32)로부터 공급되는 웨이퍼(12)를 정해진 두께 만큼 연마하게 된다.The polishing pad 40 polishes the wafer 12 supplied from the inversion unit 32 by a predetermined thickness by using a plurality of protrusions (not shown) formed in the body and an abrasive inserted into the protrusions.

버프부(60)는 도 2에 도시된 바와 같이 도시하지 않은 버프 테이블(Buff Table)과, 버프 패드(100)와, 버프 패드(100)를 컨디셔닝하는 버프 드레서(120)와, 클리닝 케미컬(Cleaning Chemical)(112)을 이용하여 버프 드레서(120)를 세정하는 버프 드레서 세정부(110)와, 버프 드레서 세정부(110)에 클리닝 케미컬(112)을 공급하는 케미컬 노즐(130)을 구비한다.As shown in FIG. 2, the buff unit 60 includes a buff table (not shown), a buff pad 100, a buff dresser 120 for conditioning the buff pad 100, and a cleaning chemical. Chemical) 112 is provided with a buff dresser cleaning unit 110 for cleaning the buff dresser 120, and a chemical nozzle 130 for supplying a cleaning chemical 112 to the buff dresser cleaning unit 110.

버프 테이블은 폴리싱 패드(40)에 의해 웨이퍼(12)의 폴리싱 공정이 완료된 웨이퍼(12)가 안착된다.In the buff table, the polishing pad 40 receives the wafer 12 on which the polishing process of the wafer 12 is completed.

버프 패드(100)는 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 홀(102)을 구비한다. 이러한, 다수의 홀(102)에는 웨이퍼(12)의 폴리싱 공정시 웨이퍼(12) 표면의 슬러리 파티클(Slurry Particle), 구리 잔류물(Cu Residue) 제거에 적합한 화학액(Cu 혹은 Cu 화합물과 쉽게 결합하여 킬레이트를 구성하는 물질, 구연산 등의 유기산)이 공급된다.The buff pad 100 has a plurality of holes 102 arranged in a matrix form. Such a plurality of holes 102 are easily combined with a chemical liquid (Cu or Cu compound) suitable for removing slurry particles and copper residues on the surface of the wafer 12 during the polishing process of the wafer 12. And organic acids such as citric acid).

버프 드레서(120)는 니켈(Ni)에 의해 고정된 다이아몬드를 이용하여 버프 패드(100)를 컨디셔닝하게 된다. 이때, 버프 드레서(120)는 일자형태를 가지게 된다.The buff dresser 120 may condition the buff pad 100 using diamond fixed by nickel (Ni). At this time, the buff dresser 120 has a straight shape.

버프 드레서 세정부(110)는 버프 드레서(120)가 수납된 상태에서 케미컬 노즐(130)로부터 분사되는 클리닝 케미컬(112)을 이용하여 버프 패드(100)를 컨디셔닝 공정에 의해 버프 드레서(120)에 묻어 있는 화학액을 중화시킨다.The buff dresser cleaning unit 110 applies the buff pad 100 to the buff dresser 120 using a cleaning chemical 112 sprayed from the chemical nozzle 130 in a state where the buff dresser 120 is stored. Neutralize any chemicals on the surface.

이와 같은, 버프부(60)는 폴리싱 패드(40)에 의한 웨이퍼(12)의 폴리싱 공정 후, 적합한 화학액을 웨이퍼(12) 상에 공급하면서 폴리싱 공정에 의해 웨이퍼(12) 상의 슬러리 파티클(Slurry Particle), 구리 잔류물(Cu Residue) 등을 효과적으로 제거시키는 버핑 스텝(Buffing Step) 공정을 진행하게 된다. 다시 말하여, 버프부(60)에서의 버핑 스텝 공정은 슬러리 파티클(Slurry Particle), 구리 잔류물(Cu Residue) 제거에 적합한 화학액(Cu 혹은 Cu 화합물과 쉽게 결합하여 킬레이트를 구성하는 물질, 구연산 등의 유기산)을 버프 패드(100)의 홀(102)에 공급함과 동시에 폴리싱이 끝난 웨이퍼(12)를 버프 패드(100)에 가압 마찰시키면서 웨이퍼(12) 표면의 이물질을 제거한다.As such, the buff portion 60 is a slurry particle on the wafer 12 by the polishing process while supplying a suitable chemical liquid on the wafer 12 after the polishing process of the wafer 12 by the polishing pad 40. Buffing Step process is performed to effectively remove particles, Cu residue, etc. In other words, the buffing step process in the buffing part 60 is a slurry particle, a chemical liquid suitable for removing copper residue (Cu or Cu compound, and a substance that forms chelate by combining with a Cu or Cu compound, citric acid And other organic acids) are supplied to the holes 102 of the buff pad 100 and foreign matter on the surface of the wafer 12 is removed while pressing and polishing the polished wafer 12 to the buff pad 100.

또한, 버퍼부(60)는 폴리싱 공정에서 웨이퍼(12)를 연마하는 동안 버핑 스텝에서 사용되는 버프 패드(100)를 컨디셔닝하게 된다. 구체적으로, 버프 패드(100)의 컨디션닝 공정은 버프 드레서(120)를 이용하여 버프 패드(100)를 컨디셔닝하게 된다. 이러한, 버프 패드(100)의 컨디셔닝 공정시 버프 패드(100)에 공급되는 화학액이 버프 드레서(120)에 묻게 됨으로써 화학액과 다이아몬드 부착재인 니켈(Ni)의 화학적인 반응 등에 의해 버프 드레서(120)에서 니켈 파티클(Ni Particle), 다이아몬드 입자 등이 탈락되는 현상이 발생하게 된다.In addition, the buffer unit 60 may condition the buff pad 100 used in the buffing step while polishing the wafer 12 in the polishing process. Specifically, in the conditioning process of the buff pad 100, the buff pad 100 is conditioned by using the buff dresser 120. During the conditioning process of the buff pad 100, the chemical liquid supplied to the buff pad 100 is buried in the buff dresser 120, and thus the chemical reaction between the chemical liquid and nickel (Ni), which is a diamond adhesion material, is performed. In this case, nickel particles, diamond particles, etc. are dropped out.

이러한 현상을 방지하기 위하여 버퍼부(60)는 도 3에 도시된 바와 같이 버프 패드(100)를 컨디셔닝하는 시간 이외에는 버프 드레서(120)를 버프 드레서 세정부(120)의 내부에 수납하고, 수납된 버프 드레서(120)에 케미컬 노즐(130)을 통해 클리닝 케미컬(112)를 분사하여 버프 드레서(120)의 묻어 있는 화학액을 중화시켜 세정하게 된다. 이에 따라, 버프 드레서(120)에 묻어 있는 화학액이 클리닝 케미컬 (112)과 반응하여 중화됨으로써 다이아몬드의 부착재인 니켈(Ni)층이 손상되는 방지하여 니켈(Ni) 부식의 입자 및 다이아몬드 입자의 탈락을 방지하게 된다. 이때, 클리닝 케미컬(112)은 버프 드레서(120)에 묻어 있는 화학액과 반응하여 중화되어 버프 드레서(120)의 화학작용을 억제하는 것으로, 알칼리성 용액이 될 수 있다.In order to prevent this phenomenon, the buffer unit 60 stores the buff dresser 120 inside the buff dresser cleaning unit 120 except for the time for conditioning the buff pad 100 as shown in FIG. 3. The cleaning chemical 112 is sprayed on the buff dresser 120 through the chemical nozzle 130 to neutralize and clean the chemical liquid on the buff dresser 120. Accordingly, the chemical liquid on the buff dresser 120 is neutralized by reacting with the cleaning chemical 112 to prevent the nickel (Ni) layer, which is a diamond adhesion material, from being damaged, thereby causing the nickel (Ni) corrosion particles and the dropping of the diamond particles. Will be prevented. At this time, the cleaning chemical 112 is neutralized by reacting with the chemical liquid buried in the buff dresser 120 to inhibit the chemical action of the buff dresser 120, it may be an alkaline solution.

이와 같이, 제 1 및 제 2 폴리싱부(50, 52)에 의해 연마되고, 버프부(60)에 의해 이물질이 제거된 웨이퍼(12)는 반전부(32)에 공급되고, 반전부(32)에 공급된 웨이퍼(12)는 제 2 로봇(34)에 의해 세정장치(30)로 공급된다.In this manner, the wafer 12 polished by the first and second polishing units 50 and 52, and the foreign matter is removed by the buffing unit 60 is supplied to the inverting unit 32, and the inverting unit 32. The wafer 12 supplied to the is supplied to the cleaning apparatus 30 by the second robot 34.

세정장치는(30)는 나란하게 설치되어 연마장치(20)에 의해 연마된 웨이퍼(12)를 세정하기 위한 제 1 및 제 2 세정부(70, 72)를 구비한다.The cleaning apparatus 30 includes first and second cleaning portions 70 and 72 which are installed side by side to clean the wafer 12 polished by the polishing apparatus 20.

제 1 및 제 2 세정부(70, 72)는 세정액을 이용하여 제 2 로봇(34)에 의해 공급되는 웨이퍼(12)를 세정하여 로딩/언로딩부(10)에 공급한다.The first and second cleaning units 70 and 72 clean the wafer 12 supplied by the second robot 34 using the cleaning liquid and supply the washing / reloading unit 10 to the loading / unloading unit 10.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치 및 방법은 알칼리성 용액을 이용하여 버프 드레서에 묻어 있는 화학액을 중화시켜 세정함으로써 버프 드레서의 니켈 층 손상을 방지하게 된다. 이에 따라, 본 발명은 버프 드레서의 니켈 층 손상에 의한 니켈 부식 입자에 의해 웨이퍼 표면에 발생되는 스크래치를 방지함으로써 스크래치로 인한 반도체 소자의 패턴불량을 방지하여 반도체 소자의 성능 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. 그리고, 본 발명은 버프 드레서의 니켈 층의 손상을 방지하여 고가인 버프 드레서의 수명을 연장시켜 원가를 절감할 수 있다. As described above, the apparatus and method for chemical mechanical polishing of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention prevent the damage of the nickel layer of the buff dresser by neutralizing and cleaning the chemical liquid on the buff dresser using an alkaline solution. Accordingly, the present invention can prevent scratches generated on the surface of the wafer by nickel corrosion particles caused by damage to the nickel layer of the buff dresser, thereby preventing pattern defects of the semiconductor device due to scratches, thereby greatly improving the performance and reliability of the semiconductor device. have. In addition, the present invention can reduce the cost by preventing damage to the nickel layer of the buff dresser to extend the life of the expensive buff dresser.                     

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (7)

폴리싱 패드(Polishing Pad)를 이용하여 웨이퍼를 연마하는 화학 기계적 연마장치에 있어서,In the chemical mechanical polishing apparatus for polishing a wafer using a polishing pad, 화학액을 이용하여 상기 폴리싱 패드에 의해 연마된 상기 웨이퍼의 이물질을 제거하기 위한 버프 패드(Buff Pad)와,A buff pad for removing foreign matter from the wafer polished by the polishing pad using a chemical solution, 다이아몬드를 이용하여 상기 버프 패드를 컨디셔닝(Conditioning)하기 위한 버프 드레서(Buff Dresser)와,A buff dresser for conditioning the buff pad using diamond, 상기 화학액과 다른 클리닝 케미컬(Cleaning Chemical)을 이용하여 상기 버프 드레서에 묻어 있는 화학액을 중화시켜 세정하는 드레서 세정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치.And a dresser cleaning unit for neutralizing and cleaning the chemical liquid on the buff dresser by using a cleaning chemical different from the chemical liquid. 제 1 항에 있어서, 상기 버프 패드는 상기 화학액이 공급되는 복수의 홀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치.The chemical mechanical polishing apparatus of claim 1, wherein the buff pad includes a plurality of holes to which the chemical liquid is supplied. 제 1 항에 있어서, 상기 클리닝 케미컬은 알칼리성 용액인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장치.The apparatus of claim 1, wherein the cleaning chemical is an alkaline solution. 제 1 항에 있어서, 상기 클리닝 케미컬을 상기 드레서 세정부에 공급하는 케미컬 노즐을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 화학 기계적 연마 장 치.2. The chemical mechanical polishing apparatus of claim 1, further comprising a chemical nozzle for supplying the cleaning chemical to the dresser cleaning unit. 폴리싱 패드(Polishing Pad)를 이용하여 웨이퍼를 정해진 두께로 연마하는 단계와,Polishing the wafer to a predetermined thickness using a polishing pad, 버프 패드(Buff Pad)에 공급되는 화학액을 이용하여 상기 폴리싱 패드에 의해 연마된 상기 웨이퍼의 이물질을 제거하는 단계와,Removing foreign substances on the wafer polished by the polishing pad by using a chemical solution supplied to a buff pad; 다이아몬드가 부착된 버프 드레서(Buff Dresser)를 이용하여 상기 버프 패드를 컨디셔닝(Conditioning)하는 단계와,Conditioning the buff pad using a diamond-attached buff dresser; 상기 화학액과 다른 클리닝 케미컬(Cleaning Chemical)을 이용하여 상기 버프 드레서에 묻어 있는 화학액을 중화시켜 상기 버프 드레서를 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 화학 기계적 연마 방법.And chemically rinsing the buff dresser by neutralizing the chemical solution buried in the buff dresser by using a cleaning chemical different from the chemical solution. 제 5 항에 있어서, 상기 클리닝 케미컬은 알칼리성 용액인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 화학 기계적 연마 방법.The method of claim 5, wherein the cleaning chemical is an alkaline solution. 제 5 항에 있어서, 상기 버프 패드를 컨디셔닝하는 단계는 상기 웨이퍼를 연마하는 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 화학 기계적 연마 방법.6. The method of claim 5, wherein conditioning the buff pad is performed while polishing the wafer.
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