KR100744099B1 - 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐 - Google Patents

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이우선
고필주
김남훈
서용진
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조선대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온의 슬러리를 사용함으로서 연마 대상의 연마율을 향상시킴과 아울러 마이크로 스크래치 등의 손상이 없는 상태로 우수한 표면 거칠기를 확보할 수 있으며, 소모재의 추가 구입비용 없이 높은 공정 수율을 얻을 수 있는 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐에 관한 것이다.
본 발명은 슬러리를 유동시키는 펌프와 연통되어 패드의 상부면에 슬러리를 공급하는 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐에 있어서, 상기 노즐(10)에는 공급되는 슬러리의 온도를 감지하기 위한 온도센서(12)가 장착되고, 상기 노즐(10)의 외주면에는 상기 슬러리를 가열시켜 연마테이블(30)에 부착된 패드(32) 상에 고온의 슬러리를 공급시키도록 코일형의 열선(14)이 구비되며, 상기 온도센서(12) 및 열선(14)을 제어하기 위한 컨트롤러(16)가 구비된 것을 특징으로 한다.
노즐, 온도센서, 열선, 웨이퍼, 패드, 슬러리

Description

씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐{A NOZZLE FOR SLURRY SUPPLYING OF CHEMICAL-MECHANICAL POLISHER}
도1은 본 발명에 의한 슬러리 공급 노즐이 구비된 상태의 CMP장비를 보인 상태도,
도2는 종래의 슬러리 공급 노즐이 구비된 상태의 CMP장비를 보인 상태도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 노즐 12: 온도센서
14: 열선 16: 컨트롤러
20: 헤드 22: 웨이퍼
30: 연마테이블 32: 패드
40: 컨디셔너
본 발명은 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온의 슬러리를 사용함으로서 연마 대상의 연마율을 향상시킴과 아울러 마이크로 스크래치 등의 손상이 없는 상태로 우수한 표면 거칠기를 확보할 수 있으며, 소모 재의 추가 구입비용 없이 높은 공정 수율을 얻을 수 있는 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐에 관한 것이다.
최근 반도체 산업은 국내 산업은 물론 세계 산업계에 큰 영향을 차지하면서 발전하고 있다.
이러한 반도체 산업의 최근 변화 환경 중 하나가 반도체의 고집적화이고, 이러한 반도체의 고집적화를 위해 단위 면적당 많은 칩의 생산을 위한 배선의 다층화가 시도되었으며, 노광 광원의 초점심도 한계로 인하여 웨이퍼(Wafer)의 전면에 걸친 광역평탄화가 필수적인 공정으로 인식되었다.
이러한 목적을 달성하기 위해서 기계적 제거가공과 화학적인 제거가공를 하나의 가공방법으로 혼합한 CMP(Chemical Mechanical Polishing)라는 새로운 연마 공정이 개발되었다.
상기 CMP 공정이란 도2에 도시된 바와 같이, 헤드(200)에 부착된 웨이퍼(220)를 연마테이블(300)의 상부에 부착된 패드(320) 위에 밀착시킨 후 연마재와 화학물질이 포함된 슬러리(slurry)를 노즐(100)을 이용하여 웨이퍼(220)와 패드(320) 사이에 주입시켜 웨이퍼(220)의 표면을 평탄화시키는 방식으로, 상기 CMP공정에 있어서 높은 연마율은 공정 수율의 향상에 직접적인 영향을 미치고 있다.
이와 같이 높은 연마율을 확보하기 위해서 슬러리 및 패드 등과 같은 소모재의 교체 및 공정 조건을 변화시켜 연마 수율 및 공정 성능을 향상시키고 있으나, 그 향상에 한계가 있으며, 슬러리의 관점에서 보았을 때 연마재(abrasive)의 파티클(particle) 크기를 크게 하여 연마하는 방법 등이 적용되었으나, 파티클 크기가 증가함에 따라 연마 대상의 표면에 마이크로 스크래치 등의 표면 손상을 입는 경우가 발생되는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하고자 고온 슬러리(hot-slurry)의 적용이 대안적 방법으로 제안되었으며, 이 경우 기존의 CMP장비로는 직접적으로 슬러리 온도를 조절할 수 없어 전용 용기에 필요한 양의 슬러리를 담아서 중탕에 의해 특정 온도로 조정한 다음 이를 실험자가 직접 주입하는 방법을 사용하였다.
그러나, 상기의 방법은 재현성있는 온도 확보를 할 수 없었으며, 공정시간의 증가에 의한 수율 저하 등을 초래하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 슬러리의 pH변화에 의한 연마 대상 표면의 수화 및 연화를 확보하여 연마율을 향상시킬 수 있고, 슬러리를 고온으로 가열시킴으로써 슬러리 내의 연마재 파티클 크기가 일정량 감소되어 패드 표면에 마이크로 스크래치 등의 손상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 파티클 크기의 감소로 패드 표면의 거칠기를 우수하게 향상시킬 수 있는 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 슬러리의 주입시 슬러리를 일정 온도로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 특정 온도로 조정된 슬러리를 안정적으로 주입할 수 있으며, 슬러리 및 패드 등과 같은 소모재의 교체에 따른 구입비용 없이 높은 공정 수율을 얻을수 있는 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 슬러리를 유동시키는 펌프와 연통되어 패드의 상부면에 슬러리를 공급하는 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐에 있어서, 상기 노즐에는 공급되는 슬러리의 온도를 감지하기 위한 온도센서가 장착되고, 상기 노즐의 외주면에는 상기 슬러리를 가열시켜 연마테이블에 부착된 패드 상에 고온의 슬러리를 공급시키도록 코일형의 열선이 구비되며, 상기 온도센서 및 열선을 제어하기 위한 컨트롤러가 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 슬러리 공급 노즐이 구비된 상태의 CMP장비를 보인 상태도이다.
상기 도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐은 슬러리를 유동시키는 펌프(미도시)와 연통되어 패드의 상부면에 슬러리를 공급하는 것으로, 상기 노즐(10)에는 공급되는 슬러리의 온도를 감지하기 위한 온도센서(12)가 장착되고, 상기 노즐(10)의 외주면에는 상기 슬러리를 가열시켜 연마테이블(30)에 부착된 패드(32) 상에 고온의 슬러리를 공급시키도록 코일형의 열선(14)이 구비된다.
또한, 상기 온도센서(12) 및 열선(14)을 제어하도록 컨트롤러(16)가 구비된 다.
즉, 상기 컨트롤러(16)의 제어로 상기 열선(14)을 히팅시켜 상기 노즐(10)에 열을 가하게 됨으로써 상기 노즐(10)을 통해 공급되는 슬러리의 온도를 고온으로 높일 수 있게 되고, 상기 온도센서(12)에 의해 상기 슬러리의 온도를 감지하여 상기 컨트롤러(16)로 감지신호를 보냄으로서 상기 슬러리의 온도조절이 가능하게 된다.
따라서, 상기 웨이퍼(22)의 CMP공정시 상기 노즐(10)을 통해 일정 온도, 즉 슬러리가 젤(gel)처럼 응고되는 70℃이하의 온도로 가열시켜 공급함으로써 연마율 및 표면 거칠기를 보다 향상시킬 수 있게 되며, 여기서 상기 슬러리의 온도는 40~60℃인 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 노즐(10)의 외주면에 구비된 코일형의 열선(14)을 보다 용이하게 설명하도록 도시한 것으로, 상기 열선(14)의 외부에는 상기 열선(14)을 보호하기 위한 보호커버가 구비됨은 당연하다.
한편, 도1에 도시된 웨이퍼(22)가 부착되는 헤드(20)와, 패드(32)가 부착되는 연마테이블(30) 및 컨디셔너(40)는 CMP공정을 위한 주요 구성이며, 공지된 기술인 관계로 구조 및 결합관계, 동작에 대해서는 더 이상 설명하지 않기로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 CMP공정에 따라 살펴보면,
먼저, 평탄화하고자 하는 웨이퍼(22)를 CMP장비의 헤드(20)에 부착시키고, 연마테이블(30)의 상부면에 패드(32)를 부착시킨 상태에서 노즐(10)을 통해 슬러리를 공급한다.
상기 슬러리는 상기 노즐(10)을 일정 온도 이상으로 히팅시킨 상태에서 공급 하도록 하여 고온의 슬러리가 배출되도록 한다. 이때, 상기 슬러리의 온도를 감지하여 상기 슬러리가 젤(gel)상태로 공급되지 않도록 컨트롤러(16)에서 제어하도록 한다.
한편, 상기 패드(32) 상에 고온의 슬러리가 공급됨에 따라 웨이퍼(22)의 표면 연마시 보다 향상된 연마율을 얻을 수 있게 되고, 슬러리 내에 포함된 연마재의 파티클 크기를 감소시킬 있어 패드(32)의 표면 손상을 방지할 수 있게 된다.
상기 노즐(10)로부터 슬러리가 공급되어 지면, 연마테이블(30)을 고속 회전시켜 패드(32) 상에 상기 슬러리가 균일하게 분포되게 한 후, 상기 웨이퍼(22)를 패드(32)에 밀착시켜 고속회전에 의한 물리적인 힘으로 표면을 가공시키는 공정을 수행하면 된다.
이때, 상기 연마테이블(30)의 일측에는 패드(32)가 웨이퍼(22)의 표면을 균일하게 평탄화시킬 수 있도록 패드(32)의 표면을 평탄하게 유지하도록 절삭하는 컨디셔너(40)가 설치되어 고속회전 하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 슬러리의 pH변화에 의한 연마 대상 표면의 수화 및 연화를 확보하여 연마율을 향상시킬 수 있고, 슬러리를 고온으로 가열시킴으로써 슬러리 내의 연마재 파티클 크기가 일정량 감소되어 패드 표면에 마이크로 스크래치 등의 손상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 파티클 크기의 감소로 패드 표면의 거칠기를 우수하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 슬러리의 주입시 슬러리를 일정 온도로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 특정 온도로 조정된 슬러리를 안정적으로 주입할 수 있으며, 슬러리 및 패드 등과 같은 소모재의 교체에 따른 구입비용 없이 높은 공정 수율을 얻을수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 슬러리를 유동시키는 펌프와 연통되어 패드의 상부면에 슬러리를 공급하는 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐에 있어서,
    상기 노즐(10)에는 공급되는 슬러리의 온도를 감지하기 위한 온도센서(12)가 장착되고, 상기 노즐(10)의 외주면에는 상기 슬러리를 가열시켜 연마테이블(30)에 부착된 패드(32) 상에 고온의 슬러리를 공급시키도록 코일형의 열선(14)이 구비되며, 상기 온도센서(12) 및 열선(14)을 제어하기 위한 컨트롤러(16)가 구비된 것을 특징으로 하는 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐.
KR1020060033371A 2006-04-12 2006-04-12 씨엠피장비의 슬러리 공급 노즐 KR100744099B1 (ko)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010020625A (ko) * 1999-08-20 2001-03-15 마에다 시게루 폴리싱장치
KR20020025005A (ko) * 2000-09-27 2002-04-03 가나이 쓰토무 건식 화학기계 연마방법
KR20030003263A (ko) * 2000-04-24 2003-01-09 미츠비시 스미토모 실리콘 주식회사 반도체 웨이퍼의 제조방법
KR20060023143A (ko) * 2003-06-18 2006-03-13 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판폴리싱장치 및 기판폴리싱방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010020625A (ko) * 1999-08-20 2001-03-15 마에다 시게루 폴리싱장치
KR20030003263A (ko) * 2000-04-24 2003-01-09 미츠비시 스미토모 실리콘 주식회사 반도체 웨이퍼의 제조방법
KR20020025005A (ko) * 2000-09-27 2002-04-03 가나이 쓰토무 건식 화학기계 연마방법
KR20060023143A (ko) * 2003-06-18 2006-03-13 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판폴리싱장치 및 기판폴리싱방법

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