KR100721756B1 - Apparatus for controlling temperature of polishing pad of chemical mechanical polishing equipment for wafer - Google Patents

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윤승욱
나영민
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두산디앤디 주식회사
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치에 관한 것으로서, 연마패드의 상방에 설치되고, 상기 연마패드에 냉각물질을 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐; 상기 분사노즐에 냉각물질을 공급하는 냉각물질 공급관; 상기 냉각물질 공급관과 연통되고, 웨이퍼가 파지된 캐리어와 함께 회전하는 하는 내부 회전 하우징; 상기 내부 회전 하우징을 둘러싸는 형상으로 형성되고, 일측에 냉각물질이 유입되는 유입구가 형성되고, 내부에 상기 냉각물질 공급관과 연통되는 냉각물질 유동공간이 형성되는 외부 고정 하우징; 상기 내부 회전 하우징과 외부 고정 하우징 사이에 설치되는 베어링; 및 상기 내부 회전 하우징과 외부 고정 하우징 사이에 설치되는 실링부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 연마패드의 균일한 온도 제어로 연마의 균일도를 향상시킬 수 있으며, 연마패드와 플래튼의 견고한 접착을 유지하여 연마패드의 이탈을 방지하고, 슬러리의 화학 반응을 방지하여 막층 연마율을 향상시킬 수 있으며 연마 패드의 상방에서 냉각물질을 원활하게 공급하여 신속하고 효율적인 냉각성능을 유지할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention relates to a polishing pad temperature control apparatus for a wafer surface polishing equipment, the apparatus comprising: at least one spray nozzle disposed above the polishing pad and spraying a cooling material on the polishing pad; Cooling material supply pipe for supplying a cooling material to the injection nozzle; An internal rotating housing in communication with the cooling material supply pipe, the inner rotating housing rotating together with the carrier with the wafer held therein; An outer fixed housing formed in a shape surrounding the inner rotary housing, having an inlet through which cooling material is introduced, and a cooling material flow space communicating therewith with the cooling material supply pipe; A bearing installed between the inner rotary housing and the outer fixed housing; And a sealing member installed between the inner rotating housing and the outer fixed housing, so that the uniformity of polishing can be improved by uniform temperature control of the polishing pad, and the adhesion between the polishing pad and the platen is firm. It is possible to prevent the removal of the polishing pad by preventing the chemical reaction of the slurry to improve the polishing rate of the film layer, and to smoothly supply the cooling material from the upper side of the polishing pad to maintain a fast and efficient cooling performance. .

연마패드, 분사노즐, 냉각물질, 하우징, 웨이퍼 Polishing pad, spray nozzle, cooling material, housing, wafer

Description

웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치{Apparatus for controlling temperature of polishing pad of chemical mechanical polishing equipment for wafer}Temperature control device for polishing pad of wafer surface polishing equipment {Apparatus for controlling temperature of polishing pad of chemical mechanical polishing equipment for wafer}

도 1은 종래의 웨이퍼 표면연마장비를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional wafer surface polishing equipment.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치를 나타내는 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing a polishing pad temperature control device of the wafer surface polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 연마패드 온도조절장치를 나타내는 저면도이다.3 is a bottom view illustrating the polishing pad temperature control device of FIG. 2.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 절단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3.

도 5는 도 2의 연마패드 온도조절장치를 나타내는 부분 절개 단면도이다.5 is a partial cutaway cross-sectional view showing the polishing pad temperature control device of FIG.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치를 나타내는 개념도이다.Figure 6 is a conceptual diagram showing a polishing pad temperature control apparatus of the wafer surface polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 7은 종래의 연마패드 지름 위치에 따른 온도분포를 나타내는 연마패드의 온도분포도이다.7 is a temperature distribution diagram of a polishing pad showing a temperature distribution according to a conventional polishing pad diameter position.

도 8은 본 발명의 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치를 적용한 경우, 연마패드 지름 위치에 따른 온도분포를 나타내는 연마패드의 온도분포도이다.8 is a temperature distribution diagram of the polishing pad showing the temperature distribution according to the polishing pad diameter position when the polishing pad temperature control device of the wafer surface polishing apparatus of the present invention is applied.

<도면의 주요한 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

1: 웨이퍼 2: 연마패드1: wafer 2: polishing pad

3: 플래튼 4: 웨이퍼 회전장치3: platen 4: wafer rotator

5: 캐리어 6: 스핀들5: carrier 6: spindle

7: 콘티셔너 100: 웨이퍼 표면연마장비7: Conditioner 100: wafer surface polishing equipment

10, 30: 연마패드 온도조절장치 11: 분사노즐10, 30: polishing pad temperature controller 11: spray nozzle

12: 냉각물질 13: 냉각물질 공급관12: cooling material 13: cooling material supply pipe

14: 내부 회전 하우징 15: 외부 고정 하우징14: internal rotating housing 15: external fixed housing

16: 베어링 17: 실링부재16: bearing 17: sealing member

20: 온도측정모듈 21: 센서 노브20: temperature measurement module 21: sensor knob

22: 온도 센서 23: 무선 송신부22: temperature sensor 23: wireless transmitter

24: 접촉 단자 31: 무선 수신부24: contact terminal 31: wireless receiver

32: 제어부 33: 냉각물질 공급라인32: control unit 33: cooling material supply line

34: 냉각물질 공급밸브 35: 분사노즐 밸브34: cooling material supply valve 35: injection nozzle valve

A: 냉각물질 유동공간A: cooling material flow space

본 발명은 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연마패드의 상방에 연마패드의 온도에 따라 제어되는 냉각물질을 분사함으로써 연마패드의 온도를 낮추고, 온도균일도를 향상시킬 수 있게 하는 웨 이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing pad temperature control apparatus of a wafer surface polishing equipment, and more particularly, by lowering the temperature of the polishing pad and improving the temperature uniformity by spraying a cooling material controlled according to the temperature of the polishing pad above the polishing pad. The present invention relates to a polishing pad temperature control device for a wafer surface polishing equipment.

일반적으로 반도체 웨이퍼 공정은, 실리콘을 주원료로 하는 웨이퍼의 표면에 다층으로 반도체 소자를 형성하도록 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정, 표면 연마공정, 세정 공정 등과 같은 다수의 공정들로 이루어진다.In general, the semiconductor wafer process includes a plurality of processes such as ion implantation process, film deposition process, diffusion process, photographic process, surface polishing process, and cleaning process to form semiconductor elements in multiple layers on the surface of a wafer mainly made of silicon. Is done.

이러한 공정들 중에서 표면 연마공정을 수행하는 웨이퍼 표면연마장비는, 일반적으로 기계적 연마 및 연마액에 의한 화학적 반응작용을 통해 웨이퍼 표면의 다수 배선층간 단차를 제거하여 고정및 평탄화작업을 수행하는 화학-기계적 표면연마(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 장비가 널리 사용되고 있다.Among these processes, the wafer surface polishing equipment which performs the surface polishing process is generally a chemical-mechanical process that performs the fixing and planarization by removing the step between many wiring layers on the wafer surface through mechanical polishing and chemical reaction by the polishing liquid. CMP (Chemical Mechanical Polishing) equipment is widely used.

이러한 상기 웨이퍼 표면연마장비(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연마패드(2)가 부착된 플래튼(3) 및 상기 연마패드(2) 상방에 설치되어 연마패드(2)와 접촉된 웨이퍼(1)를 자전 및/또는 공전시키는 웨이퍼 회전장치(4)를 구비하여 이루어지는 구성으로서, 상기 웨이퍼 회전장치(4)는, 웨이퍼(1)를 파지하여 자전시키는 캐리어(5)와, 상기 캐리어(5)를 공전시키는 스핀들(6)을 구비하여 이루어지고, 상기 연마패드의 이물질 등을 제거하는 콘디셔너(7) 등이 설치되는 구성이다.As shown in FIG. 1, the wafer surface polishing apparatus 100 is installed above the platen 3 to which the polishing pad 2 is attached and the polishing pad 2 to contact the polishing pad 2. And a wafer rotating device 4 for rotating and / or rotating the wafer 1, wherein the wafer rotating device 4 includes a carrier 5 for holding and rotating the wafer 1; And a spindle (6) for revolving the carrier (5), and a conditioner (7) for removing foreign matters and the like of the polishing pad.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 웨이퍼 표면연마장비(100)는, 상기 웨이퍼(1)가 상기 플래튼(3)에 의해 지지되는 연마패드(2)에 접촉되고, 접촉된 웨이퍼(1)가 상기 캐리어(5)에 의해 자전을 하는 동시에 상기 스핀들(6)에 의해 공정을 하면서 상기 연마패드(2)와 접촉된 웨이퍼(1)의 표면을 연마할 수 있는 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 1, the conventional wafer surface polishing apparatus 100 is in contact with the polishing pad 2 supported by the platen 3, and the wafer 1 is in contact with the wafer ( 1) can rotate the surface of the wafer 1 in contact with the polishing pad 2 while rotating by the carrier 5 and processing by the spindle 6.

그러나, 이러한 종래의 웨이퍼 표면연마장비(100)는, 도 7에 도시된 바와 같 이, 공정상 웨이퍼(1)의 온도가 섭씨 80도 이하로 관리되어야 함에도 불구하고 웨이퍼 연마시 웨이퍼(1)와 연마패드(2) 간의 마찰열로 인해 웨이퍼(1)의 온도가 부분적으로 특히, 연마패드(2)의 중앙부근에서 섭씨 100도 이상으로 상승하여 웨이퍼 막층 연마에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.However, such a conventional wafer surface polishing apparatus 100, as shown in Figure 7, although the process of the wafer 1 and the wafer 1 during polishing, despite the temperature of the wafer 1 must be managed to 80 degrees Celsius or less in the process The frictional heat between the polishing pads 2 causes the temperature of the wafer 1 to rise above 100 degrees Celsius, particularly in the vicinity of the center of the polishing pads 2, thereby adversely affecting the polishing of the wafer film.

또한, 웨이퍼(1) 표면의 온도 분포가 연마패드(2)의 불균일한 온도 상승으로 인해 전체적으로 불균일한 연마가 진행되어 연마의 균일도가 크게 떨어지고, 또 연마패드(2)의 온도상승으로 인하여 연마패드(2)와 플래튼(3)을 부착시키는 접착제가 열화되어 접착성이 감소하게 됨으로써 연마 도중 연마패드(2)가 플래튼(3)에서 이탈되는 현상이 발생되는 등의 문제점이 있었다.In addition, since the temperature distribution on the surface of the wafer 1 is unevenly polished as a result of uneven temperature rise of the polishing pad 2, the uniformity of polishing is greatly reduced, and the polishing pad is caused by the temperature rise of the polishing pad 2. The adhesive adhering the (2) and the platen 3 deteriorates and the adhesiveness decreases, resulting in a phenomenon that the polishing pad 2 is separated from the platen 3 during polishing.

또한, 웨이퍼(1) 연마시 마찰열로 의한 급격한 온도 상승은 연마 후 남은 슬러리 등의 이물질과 화학 반응을 일으켜서 성분이 변화되고 막층 연마율(Removal-Rate)이 감소되는 문제점이 있었다.In addition, the rapid temperature rise due to frictional heat during polishing of the wafer 1 causes chemical reactions with foreign substances such as slurry remaining after polishing, resulting in a change in components and a reduction in film removal rate (Removal-Rate).

한편, 이러한 연마패드(2)를 냉각시키기 위하여 플래튼(3)에 쿨링장치를 설치하더라도 상기 연마패드(2)는 열전달율이 매우 낮은 절연체를 사용하기 때문에 설혹 설치된다 하더라도 냉각효과가 매우 적고 냉각시간이 많이 소요되는 등의 문제점이 있었다.On the other hand, even when a cooling device is installed on the platen 3 to cool the polishing pad 2, since the polishing pad 2 uses an insulator having a very low heat transfer rate, even if it is installed, the cooling effect is very low and the cooling time is low. There was such a problem as it takes a lot.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 웨이퍼의 온도를 섭씨 80도 이하로 관리할 수 있어서 마찰열로 인한 웨이퍼 막층 연마에 악영향을 방지할 수 있고, 연마패드의 균일한 온도 제어로 연마의 균일도를 크게 향상시킬 수 있으며, 연마패드와 플래튼의 견고한 접착을 유지하여 연마패드의 이탈을 방지하고, 슬러리의 화학 반응을 방지하여 막층 연마율(Removal-Rate)을 향상시킬 수 있으며 연마 패드의 상방에서 냉각물질을 원활하게 공급하여 신속하고 효율적인 냉각성능을 유지할 수 있게 하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to manage the temperature of the wafer below 80 degrees Celsius can prevent adverse effects on the polishing of the wafer film layer due to frictional heat, Uniform temperature control can greatly improve the uniformity of polishing, and maintain the firm adhesion between the polishing pad and the platen to prevent the polishing pad from falling off and prevent the chemical reaction of the slurry to improve the film rate (Removal-Rate) The present invention provides a polishing pad temperature control device for a wafer surface polishing apparatus that can improve and maintain a quick and efficient cooling performance by smoothly supplying a cooling material from above the polishing pad.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치는, 연마패드의 온도를 조절하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치를 구성함에 있어서, 상기 연마패드의 상방에 설치되고, 상기 연마패드에 냉각물질을 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐; 상기 분사노즐에 냉각물질을 공급하는 냉각물질 공급관; 상기 냉각물질 공급관과 연통되고, 웨이퍼가 파지된 캐리어와 함께 회전하는 하는 내부 회전 하우징; 상기 내부 회전 하우징을 둘러싸는 형상으로 형성되고, 일측에 냉각물질이 유입되는 유입구가 형성되고, 내부에 상기 냉각물질 공급관과 연통되는 냉각물질 유동공간이 형성되는 외부 고정 하우징; 상기 내부 회전 하우징과 외부 고정 하우징 사이에 설치되는 베어링; 및 상기 내부 회전 하우징과 외부 고정 하우징 사이에 설치되는 실링부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The polishing pad temperature adjusting device of the wafer surface polishing apparatus of the present invention for achieving the above object, in the configuration of the polishing pad temperature control device of the wafer surface polishing equipment to adjust the temperature of the polishing pad, installed above the polishing pad At least one spray nozzle for spraying a cooling material on the polishing pad; Cooling material supply pipe for supplying a cooling material to the injection nozzle; An internal rotating housing in communication with the cooling material supply pipe, the inner rotating housing rotating together with the carrier with the wafer held therein; An outer fixed housing formed in a shape surrounding the inner rotary housing, having an inlet through which cooling material is introduced, and a cooling material flow space communicating therewith with the cooling material supply pipe; A bearing installed between the inner rotary housing and the outer fixed housing; And a sealing member installed between the inner rotary housing and the outer fixed housing.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 냉각물질은 저온 CDA(Clean Dry Air)인 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the cooling material is preferably a low-temperature clean dry air (CDA).

또한, 본 발명에 따르면, 상기 분사노즐, 냉각물질 공급관 및 내부 회전 하우징은, 웨이퍼를 파지하는 캐리어 및 연마패드의 상태를 유지시키는 콘디셔너를 회전시키는 스핀들에 설치되는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, it is preferable that the injection nozzle, the cooling material supply pipe, and the internal rotating housing are installed on a spindle for rotating a conditioner for holding the wafer and the conditioner for holding the wafer.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 분사노즐의 선단부에 탈부착이 가능한 온도측정모듈이 설치되는 것이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to install a detachable temperature measuring module at the tip of the injection nozzle.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 온도측정모듈은, 상기 연마패드와 접촉되고, 열전달율이 우수한 재질로 제작되는 센서 노드; 상기 센서 노드를 통해 전달된 열의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 온도 센서로부터 온도신호를 인가받아 무선형태로 변환하여 송신하는 무선 송신부; 및 외부 측정장비와 연결되는 프로브핀과 접촉되는 접촉단자;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the temperature measuring module includes a sensor node in contact with the polishing pad and made of a material having excellent heat transfer rate; A temperature sensor for measuring a temperature of heat transferred through the sensor node; A wireless transmitter which receives a temperature signal from the temperature sensor and converts the signal into a wireless form; And a contact terminal in contact with a probe pin connected to an external measuring device.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 온도측정모듈로부터 실시간 유무선 온도 신호를 무선으로 인가받고, 이미 입력된 기준치와 비교하여 상기 외부 고정 하우징의 냉각물질 유입구와 연결되는 냉각물질 공급라인에 설치된 냉각물질 공급밸브에 제어신호를 인가하거나 상기 분사노즐에 설치된 분사노즐 밸브에 제어신호를 인가하는 제어부;를 더 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.Meanwhile, according to the present invention, a real-time wired / wireless temperature signal is wirelessly applied from the temperature measuring module, and a cooling material supply valve installed in a cooling material supply line connected to a cooling material inlet of the external fixed housing in comparison with a reference value already input. The controller may further include a control signal for applying a control signal to the injection nozzle valve installed in the injection nozzle.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a polishing pad temperature control apparatus for a wafer surface polishing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치(10)는, 연마패드(2)의 온도를 조절하는 것으로서, 크게 분사노즐(11)과, 냉각물질 공급관(13)과, 내부 회전 하우징(14)과, 외부 고정 하우징(15)과, 베어링(16) 및 실링부재(17)를 포함하여 이루 어지는 구성이다.First, as shown in Figures 2 to 5, the polishing pad temperature control device 10 of the wafer surface polishing equipment according to an embodiment of the present invention, as to control the temperature of the polishing pad 2, The injection nozzle 11, the cooling material supply pipe 13, the inner rotary housing 14, the outer fixed housing 15, the bearing 16 and the sealing member 17 are constituted.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 분사노즐(11)은, 상기 연마패드(2)의 상방에 설치되는 것으로서, 상기 연마패드(2)에 냉각물질(12)을 분사할 수 있도록 상기 연마패드(2)의 중심에서 외곽방향으로 방사선상에 다수개가 나란히 설치되는 것이다.Here, as shown in FIG. 3, the spray nozzle 11 is installed above the polishing pad 2, and the polishing nozzle 12 may spray the cooling material 12 onto the polishing pad 2. A plurality of radiation is installed side by side in the outer direction from the center of the pad (2).

또한, 상기 냉각물질 공급관(13)은, 상기 분사노즐(11)에 냉각물질을 공급하는 것으로서, 다수개의 상기 분사노즐(11)이 서로 연결되도록 하는 것이다.In addition, the cooling material supply pipe 13 is to supply the cooling material to the injection nozzle 11, so that the plurality of injection nozzles 11 are connected to each other.

또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내부 회전 하우징(14)은, 상기 냉각물질 공급관(13)과 연통되고, 웨이퍼(1)가 파지된 캐리어(5)와 함께 회전하는 것이고, 상기 외부 고정 하우징(15)은, 상기 내부 회전 하우징(14)을 둘러싸는 형상으로 형성되고, 일측에 냉각물질이 유입되는 유입구(18)가 형성되고, 내부에 상기 냉각물질 공급관(13)과 연통되는 냉각물질 유동공간(A)이 형성되는 것이다.4 and 5, the inner rotary housing 14 is in communication with the cooling material supply pipe 13 and rotates together with the carrier 5 in which the wafer 1 is held. The outer fixed housing 15 is formed in a shape surrounding the inner rotary housing 14, an inlet 18 through which cooling material is introduced is formed at one side thereof, and communicates with the cooling material supply pipe 13 therein. Cooling material flow space (A) is to be formed.

특히, 상기 외부 고정 하우징(15)을 기준으로 상기 내부 회전 하우징(14)의 회전이 가능하도록 상기 내부 회전 하우징(14)과 외부 고정 하우징(15) 사이에 베어링(16)이 설치되고, 상기 내부 회전 하우징(14)과 외부 고정 하우징(15) 사이로 냉각물질이 누출되지 못하도록 상기 내부 회전 하우징(14)과 외부 고정 하우징(15) 사이에 실링부재(17)가 설치된다.In particular, a bearing 16 is installed between the inner rotary housing 14 and the outer fixed housing 15 to enable rotation of the inner rotary housing 14 with respect to the outer fixed housing 15. A sealing member 17 is installed between the inner rotary housing 14 and the outer fixed housing 15 to prevent cooling material from leaking between the rotary housing 14 and the outer fixed housing 15.

여기서, 상기 냉각물질(12)은 외부로 누출되더라도 웨이퍼(1) 가공에 안전한 저온 CDA(Clean Dry Air)인 것이 바람직하고, 이러한 CDA를 냉각시키기 위하여 별도의 냉각공조기(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.Here, the cooling material 12 is preferably a low-temperature clean dry air (CDA) safe for processing the wafer 1 even if leaked to the outside, and a separate cooling air conditioner (not shown) may be installed to cool the CDA. Can be.

또한, 상기 분사노즐(11), 냉각물질 공급관(13) 및 내부 회전 하우징(14)은, 웨이퍼(1)를 파지하는 캐리어(5) 및 연마패드(2)의 상태를 유지시키는 콘디셔너(7)를 회전시키는 스핀들(6)에 설치되어 상기 연마패드(2) 상방에서 상기 웨이퍼(1)와 함께 회전하면서 상기 연마패드(2)의 연마면 위로 냉각물질(12)을 직접 분사하는 것이다.In addition, the injection nozzle 11, the cooling material supply pipe 13, and the internal rotating housing 14 may be provided with a conditioner 7 which maintains a state of the carrier 5 and the polishing pad 2 holding the wafer 1. It is installed on the spindle (6) to rotate the rotating pad with the wafer (1) above the polishing pad (2) to directly spray the cooling material 12 over the polishing surface of the polishing pad (2).

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분사노즐(11)의 선단부에 탈부착이 가능한 온도측정모듈(20)이 설치될 수 있다.Here, as shown in FIG. 5, a detachable temperature measuring module 20 may be installed at the front end of the injection nozzle 11.

즉, 상기 온도측정모듈(20)은, 상기 연마패드(2)와 접촉되고, 열전달율이 우수한 재질로 제작되는 센서 노드(21)와, 상기 센서 노드(21)를 통해 전달된 열의 온도를 측정하는 온도 센서(22)와, 상기 온도 센서(22)로부터 온도신호를 인가받아 무선형태로 변환하여 송신하는 무선 송신부(23) 및 외부 측정장비(도시하지 않음)와 연결되는 프로브핀(도시하지 않음)과 접촉되는 접촉단자(24)를 포함하여 이루어질 수 있는 것이다.That is, the temperature measuring module 20 is in contact with the polishing pad 2 and measures the temperature of the heat transferred through the sensor node 21 and the sensor node 21 made of a material having excellent heat transfer rate. A probe pin (not shown) connected to a temperature sensor 22, a wireless transmitter 23 for receiving a temperature signal from the temperature sensor 22, converting it into a wireless form, and transmitting it to a wireless transmitter 23 and an external measuring device (not shown). It may be made including a contact terminal 24 in contact with.

따라서, 작업자는 상기 분사노즐(11)의 선단부에 착탈가능하게 부착되는 온도측정모듈(20)에 의해서 센서 노드(21)의 교체나 모듈의 교체 등을 용이하게 할 수 있고, 수시로 외부 측정장비를 이용하여 온도 센서(22)의 정상 동작 상태를 점검할 수 있는 것이다.Therefore, the operator can facilitate the replacement of the sensor node 21 or the replacement of the module by the temperature measuring module 20 detachably attached to the distal end of the injection nozzle 11, and often the external measuring equipment By using this, the normal operating state of the temperature sensor 22 can be checked.

한편, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치(30)는, 상기 온도측정모듈(20)로부터 실시간 무선 온도 신호를 무선으로 인가받는 무선 수신부(31) 및 이를 이미 입력된 기준치와 비교하여 상기 외부 고정 하우징(15)의 냉각물질 유입구(18)와 연결되는 냉각물질 공급라인(33)에 설치된 냉각물질 공급밸브(34)에 통합 제어신호를 인가하거나 상기 분사노즐(11)에 설치된 분사노즐 밸브(35)에 개별 제어신호를 인가하는 제어부(32)를 더 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.On the other hand, the polishing pad temperature control apparatus 30 of the wafer surface polishing apparatus according to another embodiment of the present invention, the wireless receiving unit 31 that is wirelessly applied to the real-time wireless temperature signal from the temperature measuring module 20 and this The integrated control signal is applied to the cooling material supply valve 34 installed in the cooling material supply line 33 connected to the cooling material inlet 18 of the external fixed housing 15 compared to the reference value already input or the injection nozzle. It is possible to further include a control unit 32 for applying an individual control signal to the injection nozzle valve 35 provided in (11).

여기서, 도시하진 않았지만 상기 무선 온도 신호는 접촉핀 등을 이용하여 유선으로 전달하는 것도 가능하다. Here, although not shown, the wireless temperature signal may be transmitted by wire using a contact pin or the like.

따라서, 본 발명의 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치의 작동 과정을 설명하면, 상기 냉각물질(12)이 상기 외부 고정 하우징(15)의 유입구(18)를 통해 냉각물질 유동공간(A)에 유입되고, 상기 내부 회전 하우징(14)의 냉각물질 공급관(13)을 통해 상기 분사노즐(11)로 유입되어 상기 연마패드(2)의 연마표면에 고압으로 분사된다.Therefore, referring to the operation of the polishing pad temperature control device of the wafer surface polishing apparatus of the present invention, the cooling material 12 is a cooling material flow space (A) through the inlet 18 of the external fixed housing 15 Flows into the injection nozzle 11 through the cooling material supply pipe 13 of the inner rotary housing 14, and is sprayed at a high pressure on the polishing surface of the polishing pad 2.

이때, 상기 분사노즐(11)은 스핀들(6)과 함께 회전하는 것으로서, 상기 웨이퍼(1)를 파지한 캐리어(5)의 공전과 함께 회전하면서 연마패드(2)의 마찰열을 즉시 냉각시킬 수 있는 것이다.At this time, the injection nozzle 11 is rotated together with the spindle 6, which can immediately cool the frictional heat of the polishing pad 2 while rotating with the revolution of the carrier 5 holding the wafer 1. will be.

또한, 상기 온도측정모듈(20)의 센서 노드(21)가 상기 연마패드(2)와 접촉되면서 상기 연마패드(2)의 열이 상기 온도 센서(22)에 전달되면 상기 무선 송신부(23)가 상기 온도 센서(22)로부터 온도신호를 무선형태로 변환하여 상기 무선 수신부(31)에 송신하고, 상기 무선 수신부(31)를 통해 상기 제어부(32)가 이미 입력된 기준치와 비교하여 상기 외부 고정 하우징(15)의 냉각물질 유입구(18)와 연결되는 냉각물질 공급라인(33)에 설치된 냉각물질 공급밸브(34)에 제어신호를 인가하거 나 상기 분사노즐(11)에 설치된 분사노즐 밸브(35)에 개별 제어신호를 인가하여 실시간으로 상기 연마패드(2)의 통합 또는 개별 온도 조절이 가능해지는 것이다.In addition, when the sensor node 21 of the temperature measuring module 20 is in contact with the polishing pad 2 and the heat of the polishing pad 2 is transferred to the temperature sensor 22, the wireless transmitter 23 The temperature sensor 22 converts a temperature signal into a wireless form and transmits the temperature signal to the wireless receiver 31, and compares the control unit 32 with the reference value already input by the wireless receiver 31 to the external fixed housing. The control signal is applied to the cooling material supply valve 34 installed in the cooling material supply line 33 connected to the cooling material inlet 18 of the (15), or the injection nozzle valve 35 installed in the injection nozzle (11). By applying an individual control signal to the polishing pad 2 in real time or it is possible to adjust the individual temperature.

여기서, 이러한 냉각물질 공급밸브(34)에 인가되거나 분사노즐 밸브(35)에 인가되는 제어신호의 형태는 유무선 모두 가능하다.Here, the type of control signal applied to the cooling material supply valve 34 or the injection nozzle valve 35 may be wired or wireless.

그러므로, 도 8에 도시된 바와 같이, 연마패드(2) 지름 위치에 따른 온도분포를 나타내는 연마패드(2)의 온도분포도가 균일하고, 평탄하여 연마패드(2)의 중심부분이라도 그 온도가 섭씨 80도 미만으로 유지시켜서 최적 상태의 연마가 가능해지는 것이다.Therefore, as shown in FIG. 8, even if the temperature distribution of the polishing pad 2 showing the temperature distribution according to the diameter position of the polishing pad 2 is uniform and flat, even in the center portion of the polishing pad 2, the temperature is in degrees Celsius. By keeping it below 80 degrees, the polishing of the optimum state becomes possible.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

예컨대, 본 발명의 실시예에서는 접촉식 온도센서가 예시되었으나 이외에도 다양한 형태의 접촉식 및 비접촉식 온도센서가 적용될 수 있는 등 본 발명의 주요 구성요소에 대한 디자인, 형태 및 종류에 대한 기술은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 분야에 종사하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 수정 및 변경하는 것이 가능하다.For example, although the contact temperature sensor is illustrated in the embodiment of the present invention, the description of the design, form and type of the main components of the present invention may be applied to various types of contact and non-contact temperature sensors. Modifications and changes can be easily made by those skilled in the art without departing from the technical spirit.

따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다. Therefore, the scope of the claims in the present invention will not be defined within the scope of the detailed description, but will be defined by the following claims and the technical spirit thereof.

이상에서와 같이 본 발명의 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치에 의하면, 마찰열로 인한 웨이퍼 막층 연마에 악영향을 방지할 수 있고, 연마패드의 균일한 온도 제어로 연마의 균일도를 크게 향상시킬 수 있으며, 연마패드와 플래튼의 견고한 접착을 유지하여 연마패드의 이탈을 방지하고, 슬러리의 화학 반응을 방지하여 막층 연마율(Removal-Rate)을 향상시킬 수 있으며 연마 패드의 상방에서 냉각물질을 원활하게 공급하여 신속하고 효율적인 냉각성능을 유지할 수 있는 효과를 갖는 것이다.As described above, according to the polishing pad temperature control device of the wafer surface polishing apparatus of the present invention, it is possible to prevent adverse effects on the polishing of the wafer film layer due to frictional heat, and greatly improve the uniformity of polishing by uniform temperature control of the polishing pad. It maintains firm adhesion between the polishing pad and the platen to prevent separation of the polishing pad and prevent chemical reaction of the slurry to improve the film rate (Removal-Rate) and smooth the cooling material from above the polishing pad. It is to have the effect of maintaining a quick and efficient cooling performance by supplying the power.

Claims (6)

연마패드의 온도를 조절하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치를 구성함에 있어서,In constructing a polishing pad temperature control device of the wafer surface polishing equipment for controlling the temperature of the polishing pad, 상기 연마패드의 상방에 설치되고, 상기 연마패드에 냉각물질을 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐;At least one spray nozzle disposed above the polishing pad and spraying a cooling material on the polishing pad; 상기 분사노즐에 냉각물질을 공급하는 냉각물질 공급관;Cooling material supply pipe for supplying a cooling material to the injection nozzle; 상기 냉각물질 공급관과 연통되고, 웨이퍼가 파지된 캐리어와 함께 회전하는 하는 내부 회전 하우징;An internal rotating housing in communication with the cooling material supply pipe, the inner rotating housing rotating together with the carrier with the wafer held therein; 상기 내부 회전 하우징을 둘러싸는 형상으로 형성되고, 일측에 냉각물질이 유입되는 유입구가 형성되고, 내부에 상기 냉각물질 공급관과 연통되는 냉각물질 유동공간이 형성되는 외부 고정 하우징;An outer fixed housing formed in a shape surrounding the inner rotary housing, having an inlet through which cooling material is introduced, and a cooling material flow space communicating therewith with the cooling material supply pipe; 상기 내부 회전 하우징과 외부 고정 하우징 사이에 설치되는 베어링; 및A bearing installed between the inner rotary housing and the outer fixed housing; And 상기 내부 회전 하우징과 외부 고정 하우징 사이에 설치되는 실링부재;A sealing member installed between the inner rotary housing and the outer fixed housing; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치.Polishing pad temperature control apparatus of the wafer surface polishing equipment comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각물질은 저온 CDA(Clean Dry Air)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치.The cooling material is a low temperature CDA (Clean Dry Air) polishing pad temperature control apparatus of the wafer surface polishing equipment, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분사노즐, 냉각물질 공급관 및 내부 회전 하우징은, 웨이퍼를 파지하는 캐리어 및 연마패드의 상태를 유지시키는 콘디셔너를 회전시키는 스핀들에 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치.And the spray nozzle, the cooling material supply pipe, and the inner rotary housing are installed on a spindle for rotating a conditioner for maintaining a state of a carrier and a polishing pad for holding a wafer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분사노즐의 선단부에 탈부착이 가능한 온도측정모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치.A polishing pad temperature control apparatus for a wafer surface polishing apparatus, characterized in that a temperature measuring module is installed at a distal end of the spray nozzle. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 온도측정모듈은,The temperature measuring module, 상기 연마패드와 접촉되는 센서 노드;A sensor node in contact with the polishing pad; 상기 센서 노드를 통해 전달된 열의 온도를 측정하는 온도 센서;A temperature sensor for measuring a temperature of heat transferred through the sensor node; 상기 온도 센서로부터 온도신호를 인가받아 무선형태로 변환하여 송신하는 무선 송신부; 및A wireless transmitter which receives a temperature signal from the temperature sensor and converts the signal into a wireless form; And 외부 측정장비와 연결되는 프로브핀과 접촉되는 접촉단자;A contact terminal in contact with a probe pin connected to an external measuring device; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치.Polishing pad temperature control apparatus of the wafer surface polishing equipment comprising a. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 온도측정모듈로부터 실시간 유무선 온도 신호를 무선으로 인가받고, 이미 입력된 기준치와 비교하여 상기 외부 고정 하우징의 냉각물질 유입구와 연결되는 냉각물질 공급라인에 설치된 냉각물질 공급밸브에 제어신호를 인가하거나 상기 분사노즐에 설치된 분사노즐 밸브에 제어신호를 인가하는 제어부;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면연마장비의 연마패드 온도조절장치. The real-time wired and wireless temperature signal is wirelessly applied from the temperature measuring module, and a control signal is applied to a cooling material supply valve installed in a cooling material supply line connected to a cooling material inlet of the external fixed housing in comparison with a reference value already input. And a control unit for applying a control signal to an injection nozzle valve installed in the injection nozzle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11347935A (en) 1998-06-10 1999-12-21 Ebara Corp Polishing device
JP2001162517A (en) 1999-12-03 2001-06-19 Sony Corp Polishing device
KR20030050105A (en) * 2001-12-18 2003-06-25 삼성전자주식회사 Chemical mechanical polishing apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11347935A (en) 1998-06-10 1999-12-21 Ebara Corp Polishing device
JP2001162517A (en) 1999-12-03 2001-06-19 Sony Corp Polishing device
KR20030050105A (en) * 2001-12-18 2003-06-25 삼성전자주식회사 Chemical mechanical polishing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9999957B2 (en) 2015-02-16 2018-06-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Polishing head and polishing carrier apparatus having the same

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