KR100853797B1 - Method and apparatus for manufacturing slurry in cmp process - Google Patents

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Abstract

A method for fabricating slurry for a CMP process is provided to avoid malfunction of a storage tank, a filter and a transfer pump and excessive preventive maintenance by preventing large slurry particles from being left in the storage tank by a transfer pipe that is fabricated in a manner that ground slurry can be scattered and diluted during a transfer process. Slurry including deionized water and a polishing agent is fabricated and mixed. The mixed slurry is ground. The ground slurry is transferred to a storage tank part(210) wherein deionized water is added to dilute the ground slurry so that the slurry has a predetermined content of a polishing agent. Additive including a pH(hydrogen ion concentration) adjust agent and a polishing acceleration agent is mixed with the slurry diluted and transferred to the storage tank part. The additive-mixed slurry is filtered to obtain slurry having a desired size or less. The filtered slurry can be stored in a secondary storage tank part(216), and the slurry stored in the secondary storage tank part can be filtered again to obtain slurry having a predetermined size or less.

Description

화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법 및 제조장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SLURRY IN CMP PROCESS}Slurry production method and apparatus for chemical mechanical polishing process {METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SLURRY IN CMP PROCESS}

도 1은 일반적인 산화막 화학기계적 연마공정용 슬러리 제조장치를 도시하는 도면.1 is a view showing a slurry production apparatus for a general oxide film chemical mechanical polishing process.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 산화막 화학기계적 연마공정용 슬러리 제조장치를 도시하는 도면.2 is a view showing a slurry production apparatus for an oxide film chemical mechanical polishing process according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

102, 202 : 혼합기 104, 204 : 임펠러102, 202: mixer 104, 204: impeller

106, 206 : 분쇄기 108, 208 : 제 1 펌프부106,206: grinder 108,208: first pump part

110, 210 : 1차 저장탱크부 112, 212 : 제 2 펌프부110, 210: primary storage tank section 112, 212: second pump section

114, 214 : 1차 필터부 116, 216 : 2차 저장탱크부114, 214: primary filter section 116, 216: secondary storage tank section

118, 218 : 제 3 펌프부 120, 220 : 2차 필터부118, 218: third pump section 120, 220: secondary filter section

222 : 이송관 224 : 탈 이온수 첨가부     222: transfer pipe 224: deionized water addition unit

본 발명은 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polish ; 이하 'CMP'라 한 다.)공정의 슬러리(연마액 ; slurry) 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러리 분쇄 후 이송 중 분산 및 희석이 가능할 수 있도록 제작된 이송관을 이용하여 저장탱크에 슬러리의 큰 입자들이 남지 않게 함으로써, 저장탱크, 필터, 및 이송 펌프의 오작동과 과도한 유지보수를 방지할 수 있게 하는 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a manufacturing apparatus for a slurry (polishing liquid; slurry) of the chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as 'CMP') process, and more particularly, dispersion and dilution during transportation after slurry grinding. A manufacturing method and apparatus for preventing malfunction and excessive maintenance of the storage tank, the filter, and the transfer pump by preventing large particles of slurry from remaining in the storage tank by using a transfer pipe manufactured to enable this possibility will be.

CMP법은 1980년대 말 미국 IBM에서 기계적 제거가공과 화학적인 제거가공을 하나의 가공 방법으로 혼합한 새로운 연마공정으로서 개발한 것으로 기존의 기계적인 연마방식은 가공 변질층이 형성이 되는데 이러한 변질층은 반도체 칩(chip) 상의 결점이 되며 화학적인 연마는 변질층이 생성되지는 않지만 평탄화(planarization) 된 형상 즉 형상정밀도를 얻을 수가 없으며 단순히 평활한 면만을 얻을 수밖에 없다. 이러한 두 가지 공정의 장점들을 잘 접목시켜 대상체를 연마하는 것이 CMP의 기본 개념이다.The CMP method was developed in the late 1980s by IBM in the US as a new polishing process that combines mechanical removal and chemical removal into a single processing method. In the conventional mechanical polishing method, a modified layer is formed. It is a defect on a semiconductor chip, and chemical polishing does not produce a deteriorated layer, but a planarized shape, that is, shape precision, cannot be obtained, and only a smooth surface can be obtained. Polishing the object by combining the advantages of these two processes is the basic concept of CMP.

웨이퍼(wafer)는 패드(pad : 기계적 연마 요소를 갖는 연마포)와 슬러리에 의해서 연마되어지며 패드가 부착되어진 연마 테이블은 단순한 회전운동을 하고, 헤드(head)부는 회전운동과 요동운동을 동시에 행하며 일정한 압력으로 가압을 하여 준다.The wafer is polished by a pad (a polishing cloth having a mechanical polishing element) and a slurry, and the polishing table on which the pad is attached performs a simple rotational movement, and the head part simultaneously performs the rotational movement and the oscillation movement. Pressurize at a constant pressure.

웨이퍼는 표면장력 또는 진공에 의해서 헤드부에 장착되어지고, 헤드부의 자체하중과 인가되는 가압력에 의해 웨이퍼 표면과 패드는 접촉하게 되고 이 접촉면 사이의 미세한 틈(패드의 기공부분) 사이로 가공액인 슬러리가 유동을 하여 슬러리 내부에 있는 연마입자와 패드의 표면 돌기들에 의해 기계적인 제거작용이 이루어지 고 슬러리 내의 화학성분에 의해서는 화학적인 제거작용이 이루어진다.The wafer is mounted on the head part by surface tension or vacuum, and the surface of the head and the pad are brought into contact with each other by the self-load of the head part and the pressing force applied, and the slurry which is the processing liquid between the minute gaps (pores of the pad) between the contact surfaces. The flow is mechanically removed by the abrasive particles in the slurry and the surface protrusions of the pad, and chemically by the chemical components in the slurry.

CMP 공정에서 패드와 웨이퍼 간의 가압력에 의해 디바이스 돌출부의 상부에서부터 접촉이 이루어지고 이 부분에 압력이 집중되어 상대적으로 높은 표면제거 속도를 가지게 되며, 가공이 진행되어 갈수록 요출부는 줄어들어 전 면적에 걸쳐 균일하게 제거되어진다. In the CMP process, contact is made from the top of the device protrusion by the pressing force between the pad and the wafer, and the pressure is concentrated on this part to have a relatively high surface removal rate, and as the processing progresses, the recess is reduced and uniformly spread over the entire area. Removed.

CMP의 화학 작용에서 가장 중요한 부분이 연마제의 역할로서, 반도체 생산량과 직접적인 연관이 있는 연마제의 함량이 낮음에도 불구하고 연마율을 높이는 기술은 화학약품으로서만 가능한 현실이다. 전 세계적으로 반도체 연마제용으로 실리카를 많이 사용하고 있으며, 주로 퓸드 실리카(fumed silica) 및 콜로이달 실리카(colloidal silica)로 구분되어진다.The most important part of the chemistry of CMP is the role of abrasives. Despite the low content of abrasives, which is directly related to semiconductor production, the technique of increasing the polishing rate is a reality only possible with chemicals. Silica is widely used for semiconductor abrasives around the world, and mainly divided into fumed silica and colloidal silica.

도 1은 일반적인 기술에 따른 CMP용 슬러리 제조방법 및 이를 이용한 슬러리 제조장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a slurry manufacturing method for CMP and a slurry manufacturing apparatus using the same according to a general technique.

도 1은 일반적인 산화막 CMP용 슬러리 제조장치를 도시하는 도면으로서, 혼합기(102), 임펠러(impeller ; 104), 분쇄기(106), 제 1 펌프부(108), 1차 저장탱크부(110), 제 2 펌프부(112), 1차 필터부(114), 2차 저장탱크부(116), 제 3 펌프부(118), 및 2차 필터부(120)로 구성되어 있다.1 is a view showing a slurry production apparatus for a general oxide film CMP, a mixer 102, an impeller 104, a mill 106, a first pump unit 108, a primary storage tank unit 110, It consists of the 2nd pump part 112, the primary filter part 114, the secondary storage tank part 116, the 3rd pump part 118, and the 2nd filter part 120. FIG.

일반적인 산화막 CMP용 슬러리 제조는 우선 혼합기(102)에서 탈 이온수(De-Ionized Water ; DIW)와 연마제인 실리카(SiO2)를 포함하는 고농도의 슬러리를 만들고 혼합되게 되는데, 임펠러(104)의 회전동작에 의해 요동되어 응착됨이 방지된다.Slurry for general oxide film CMP is first made of a high concentration slurry containing de-ionized water (DIW) and the abrasive silica (SiO2) in the mixer 102, and is mixed, the rotation of the impeller 104 Is prevented from rocking and adhering.

이어, 혼합기(102)의 바닥에 위치하는 연결관과 연결된 분쇄기(106)는 고농도의 실리카 슬러리를 분쇄한다. 여기서, 분쇄는 용융 실리카의 응집물을 세분화시킨다는 의미뿐만 아니라 수성 용매 중에서 분쇄되고 세분화된 실리카 입자를 분산시킨다는 의미를 포함한다.Subsequently, the grinder 106 connected to the connecting tube located at the bottom of the mixer 102 grinds a high concentration of silica slurry. Here, grinding includes not only the granularity of the fused silica but also the dispersion of the ground and granulated silica particles in an aqueous solvent.

이어, 상기 분쇄되고 세분화된 슬러리는 연결관을 통해 1차 저장탱크부(110)로 이송되게 되는데, 이송은 제 1 펌프부(108)의 도움으로 원활해 진다.Subsequently, the pulverized and granular slurry is transferred to the primary storage tank unit 110 through a connecting pipe, and the transfer is smoothed with the help of the first pump unit 108.

1차 저장탱크부(110)로 이송된 슬러리는 원하는 농도로 희석되고, pH 조절제, 연마촉진제 등이 첨가된다. The slurry transferred to the primary storage tank unit 110 is diluted to a desired concentration, and a pH adjusting agent, a polishing accelerator, and the like are added.

이어, pH 조절제, 연마촉진제 등이 첨가 및 혼합된 슬러리는 1차 저장탱크부(110)의 바닥에 부착된 연결관을 통해 2차 저장탱크부(116)로 이송되는데, 이송시 제 2 펌프부(112)의 도움을 받으며, 이송 중간에 1차 필터부(114)를 거치게 된다. 1차 필터부(114)는 응집된 굵은 슬러리 입자들을 걸러내는 역할을 한다.Subsequently, the slurry to which the pH adjuster, the polishing promoter, and the like are added and mixed is transferred to the secondary storage tank unit 116 through a connection pipe attached to the bottom of the primary storage tank unit 110. With the help of 112, it passes through the primary filter 114 in the middle of the transfer. The primary filter unit 114 serves to filter out the coarse slurry particles agglomerated.

이어, 2차 저장탱크부(116)로 이송된 슬러리는 한번더 굵은 슬러리 입자들을 걸러내기 위하여, 제 3 펌프부(118)의 도움으로 2차 필터부(120)로 이송되며, 2차 필터부(120)에서 필터링 과정을 거치게 된다. Subsequently, the slurry transferred to the secondary storage tank part 116 is transferred to the secondary filter part 120 with the help of the third pump part 118 to filter out the coarse slurry particles once more, and the secondary filter part. In step 120, the filtering process is performed.

이와 같이 제조된 슬러리는 도시하지는 않았지만 또 다른 저장탱크에 저장되거나 직접 CMP장비로 분사될 수 있다. The slurry thus prepared may be stored in another storage tank or sprayed directly into the CMP apparatus, although not shown.

그런데 1차 저장탱크부(110)로 이송된 혼합되고 분산된 고농도의 슬러리는 1차 저장탱크부(110) 내에서 쉽게 응집하여 큰 덩어리 상태로 존재하게 되고, 추후 희석 및 캐미컬(chemical) 첨가 시에도 재분산되지 않는다.However, the mixed and dispersed high concentration slurry transferred to the primary storage tank unit 110 is easily aggregated in the primary storage tank unit 110 to exist in a large mass, and is subsequently diluted and chemically added. It is not redistributed even during

이렇게 슬러리의 큰 덩어리가 남아있는 경우, 필터링 단계에서 필터의 수명을 단축시키고, 이송을 위한 펌프의 오작동을 유발하게 되며, 이는 슬러리의 품질에 영향을 미치게 된다.If large chunks of slurry remain, this will shorten the life of the filter in the filtering step and cause a malfunction of the pump for transfer, which will affect the quality of the slurry.

따라서 본 발명의 목적은 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법 및 제조장치에 있어서, 일정 농도의 슬러리를 만들고 혼합기에서 혼합하고 혼합된 슬러리를 분쇄하며 분쇄된 슬러리를 저장탱크로 이송하되, 이송시 탈 이온수를 부가하여 분쇄된 슬러리를 소정의 농도로 희석하게 함으로써 저장탱크에서 생기는 굵은 슬러리 입자를 최소화할 수 있는 제조방법 및 제조장치를 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is a slurry manufacturing method and apparatus of a chemical mechanical polishing process, to make a slurry of a certain concentration, mixed in a mixer, to pulverize the mixed slurry and to transfer the crushed slurry to the storage tank, the deionized water during the transfer It is to provide a manufacturing method and apparatus that can minimize the coarse slurry particles generated in the storage tank by diluting the ground slurry to a predetermined concentration by adding a.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법의 일 특징은, 탈 이온수와 연마제를 포함하는 슬러리를 만들고 혼합하는 단계; 상기 혼합된 슬러리를 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 슬러리를 저장탱크부에 이송하되, 이송시 탈 이온수를 부가하여 소정의 연마제 함유량을 갖도록 상기 분쇄된 슬러리를 희석하는 단계; 상기 희석되어 저장탱크부로 이송된 슬러리에 pH 조절제 및 연마촉진재를 포함하는 첨가제를 혼합하는 단계; 및 상기 첨가제가 혼합된 슬러리를 필터링하여 원하는 크기 이하의 입자를 가지는 슬러리를 획득하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것이다.In order to achieve the above object, one feature of the slurry manufacturing method of the chemical mechanical polishing process according to the present invention comprises the steps of making and mixing a slurry comprising deionized water and the abrasive; Pulverizing the mixed slurry; Transferring the pulverized slurry to a storage tank, and diluting the pulverized slurry to have a predetermined abrasive content by adding deionized water during transfer; Mixing an additive including a pH adjusting agent and an abrasive promoter to the diluted and transferred slurry to a storage tank part; And filtering the slurry mixed with the additive to obtain a slurry having particles having a desired size or less. It is made to include.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조장치의 일 특징은, 탈 이온수와 연마제를 포함하는 슬러리를 만들고 혼합하 는 혼합기; 상기 혼합기와 연결되어 상기 혼합기로부터 혼합된 슬러리를 분쇄하는 분쇄기; 상기 분쇄된 슬러리를 저장탱크부로 이송하는 이송관; 상기 이송관의 이송경로 중 일부분과 연결되며, 탈 이온수를 부가하여 소정의 연마제 함유량을 갖도록 상기 분쇄되어 저장탱크부로 이송중인 슬러리를 희석시키는 탈 이온수 첨가부; 상기 이송관을 통해 상기 분쇄기와 연결되며 상기 이송중에 탈 이온수가 부가되어 연마제의 함유량이 소정의 값을 갖도록 희석된 슬러리에 pH 조절제 및 연마촉진재를 포함하는 첨가제를 혼합하고 저장하는 저장탱크부; 및 상기 저장탱크부와 연결되며 상기 첨가제가 혼합된 슬러리를 필터링하여 원하는 크기 이하의 입자를 가지는 슬러리를 획득하게 하는 필터부; 를 포함하여 이루어지는 것이다.In order to achieve the above object, one feature of the slurry production apparatus of the chemical mechanical polishing process according to the present invention, a mixer for making and mixing a slurry comprising deionized water and the abrasive; A grinder connected to the mixer to grind the mixed slurry from the mixer; A transfer pipe for transferring the pulverized slurry to a storage tank part; A deionized water addition unit connected to a portion of a transfer path of the transfer pipe and diluting the slurry being pulverized and transferred to a storage tank to have a predetermined abrasive content by adding deionized water; A storage tank unit connected to the grinder through the transfer pipe and mixing and storing an additive including a pH adjusting agent and an abrasive promoter in a slurry in which deionized water is added during the transfer to dilute the content of the abrasive to have a predetermined value; And a filter unit connected to the storage tank unit to filter the slurry mixed with the additive to obtain a slurry having particles having a desired size or less. It is made to include.

발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating the configuration and operation of the embodiment of the present invention, the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by it will be described as at least one embodiment, By the technical spirit of the present invention described above and its core configuration and operation is not limited.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMP용 슬러리 제조방법 및 이를 이용한 슬러리 제조장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a slurry manufacturing method for CMP and a slurry manufacturing apparatus using the same according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 산화막 CMP용 슬러리 제조장치를 도시하는 도면으로서, 혼합기(202), 임펠러(204), 분쇄기(206), 제 1 펌프부(208), 1차 저장탱크부(210), 제 2 펌프부(212), 1차 필터부(214), 2차 저장탱크부(216), 제 3 펌프부(218), 2차 필터부(220), 이송관(222), 및 탈 이온수 첨가부(224)로 구성되어 있다.2 is a view showing a slurry manufacturing apparatus for oxide film CMP of the present invention, a mixer 202, an impeller 204, a grinder 206, a first pump portion 208, a primary storage tank portion 210, Second pump portion 212, primary filter portion 214, secondary storage tank portion 216, third pump portion 218, secondary filter portion 220, transfer pipe 222, and deionized water The addition part 224 is comprised.

도 2에서 보면, 우선 혼합기(202)에 탈 이온수와 실리카(SiO2)를 혼합하여 일정 농도의 슬러리를 만든다. 이때 슬러리는 일단 고농도로 만들어지고 혼합되게 되는데, 임펠러(204)의 회전동작에 의해 요동되어 응착됨이 방지된다.2, first, deionized water and silica (SiO 2) are mixed in the mixer 202 to form a slurry having a predetermined concentration. At this time, the slurry is made to a high concentration and is mixed once, it is prevented from being rocked and adhered by the rotation operation of the impeller 204.

여기서, 슬러리의 농도가 높으면 높을수록 혼합기(202)에서 혼합된 실리카 슬러리의 평균 입자 사이즈(size)가 작고(320nm 이하), 입도 분포가 정규 분포를 따르며, 추후 분쇄기(206) 분쇄된 실리카 슬러리의 평균 입자 사이즈가 작고(160nm 이하) 고르게 할 수 있다. Here, the higher the concentration of the slurry, the smaller the average particle size of the silica slurry mixed in the mixer 202 (320 nm or less), the particle size distribution follows the normal distribution, and then the mill 206 of the crushed silica slurry The average particle size is small (160 nm or less) and can be made even.

여기서 실리카 연마제의 함유량은 28중량% 내지 35중량%일 수 있으며, 본 발명에서는 실리카 연마제의 농도는 28중량%인 것을 일 실시 예로 한다.Here, the content of the silica abrasive may be 28% by weight to 35% by weight, and in the present invention, the concentration of the silica abrasive is 28% by weight.

이어, 혼합기(202)의 바닥에 위치하는 연결관과 연결된 분쇄기(206)는 고농도의 실리카 슬러리를 분쇄한다. 여기서, 분쇄는 용융 실리카의 응집물을 세분화시킨다는 의미뿐만 아니라 수성 용매 중에서 분쇄되고 세분화된 실리카 입자를 분산시킨다는 의미를 포함한다.Subsequently, the grinder 206 connected to the connecting tube located at the bottom of the mixer 202 grinds a high concentration of silica slurry. Here, grinding includes not only the granularity of the fused silica but also the dispersion of the ground and granulated silica particles in an aqueous solvent.

이어, 상기 분쇄되고 세분화된 슬러리는 이송관(222)을 통해 1차 저장탱크부(210)로 이송되게 되는데, 이송은 제 1 펌프부(208)의 도움으로 원활해 진다. 이때 본 발명은 상기 이송관(222)의 이송경로 중 일부분과 연결되며, 상기 분쇄되어 1차 저장탱크부(210)로 이송중인 슬러리에 탈 이온수를 부가하여 소정의 농도로 희석시키는 탈 이온수 첨가부(224)를 포함한다.Subsequently, the pulverized and granular slurry is transferred to the primary storage tank unit 210 through the transfer pipe 222, and the transfer is smoothed with the help of the first pump unit 208. At this time, the present invention is connected to a portion of the transfer path of the transfer pipe 222, deionized water addition unit for diluting to a predetermined concentration by adding deionized water to the slurry being crushed and transferred to the primary storage tank 210 224.

본 발명은 상기 탈 이온수 첨가부(224)는 상기 분쇄되어 1차 저장탱크 부(210)로 이송중인 슬러리의 이동속도와 연동 되도록 탈 이온수를 부가하여 희석하는 것을 일 실시 예로 한다.According to an embodiment of the present invention, the deionized water adding unit 224 is diluted by adding deionized water so as to be interlocked with the moving speed of the slurry being crushed and transferred to the primary storage tank 210.

또한, 본 발명은 상기 탈 이온수 첨가부(224)는 상기 이송관(222)을 통해 이송중인 슬러리 중 연마제의 농도가 5중량% 내지 13중량%이 되도록 희석하는 것을 일 실시 예로 한다. 여기서, 슬러리 중 연마제의 농도인 5중량% 내지 13중량%는 목적하는 CMP용 슬러리의 연마제 농도이다.In addition, according to the present invention, the deionized water adding unit 224 may be diluted to have a concentration of 5 wt% to 13 wt% of the abrasive in the slurry being transferred through the transfer pipe 222. Here, 5 wt% to 13 wt%, which is the concentration of the abrasive in the slurry, is the abrasive concentration of the desired slurry for CMP.

여기서, 탈 이온수 첨가부(224)는 또 다른 연결관을 통해 이송관(222) 중 일부분과 연결되게 되는데, 분쇄되어 1차 저장탱크부(210)로 이송중인 슬러리에 탈 이온수를 공급하여 섞이게 함으로써, 슬러리의 실리카 연마제 농도를 희석시킨다.Here, the deionized water adding unit 224 is connected to a portion of the transfer pipe 222 through another connecting pipe, by mixing the deionized water by supplying the deionized water to the slurry being crushed and transferred to the primary storage tank 210 The silica abrasive concentration of the slurry is diluted.

이는 슬러리가 1차 저장탱크부(210)에 저장되기 전에 미리 희석을 시킴으로써, 저장 후 희석할 때보다 시간이 절약되게 하기 위한 것이다..This is to pre-dilute the slurry before it is stored in the primary storage tank 210, so that time is saved than when diluted after storage.

슬러리는 산 또는 염기와 같은 용액을 초순수(DIW)에 분산 및 혼합시킨 용액으로, 응집력이 강하여 일정 시간 경과 후에는 그 응집물이 슬러리 저장탱크의 바닥면에 축적된다. 이러한 슬러리 응집물을 방치할 경우, 펌프나 공급라인을 막히게 하여 화학기계적연마 공정 중의 웨이퍼에 손상을 입히고, 나아가 작업이 정지되어 이를 시정하기 위해서는 슬러리 탱크의 세정, 펌프 및 체크밸브의 분해 후 검사, 펌프 압력 체크 및 캘리브레이션, 화학기계적 연마장비의 패드 교체 등 막대한 시간이 소요되는 문제가 있다.A slurry is a solution obtained by dispersing and mixing a solution such as an acid or a base in ultrapure water (DIW), and has a high cohesive force, and after a certain time, the aggregate accumulates on the bottom of the slurry storage tank. If the slurry aggregates are left untreated, clogging the pump or the supply line may damage the wafer during the chemical mechanical polishing process, and further stop the operation to correct the slurry tank. Pressure check and calibration, pad replacement of chemical mechanical polishing equipment, such as a large amount of time is a problem.

따라서, 일반적인 슬러리의 제조방법에서와는 다르게 본 발명에서는 저장탱크에서 저장 후 희석시키는 시간을 절약할 수 있으므로, 결국 시간이 흐름에 따라 저장탱크에서 생기는 굵은 슬러리 입자를 최소화할 수 있는 것이다.Therefore, unlike the conventional method for producing a slurry, the present invention can save time to dilute after storage in the storage tank, so that the thick slurry particles generated in the storage tank can be minimized over time.

이어, 이송중에 탈 이온수 첨가부(224)로 부터 탈 이온수가 공급되여 희석된 실리카 슬러리는 이송관(222)의 한쪽 끝과 연결된 1차 저장탱크부(210)에 저장된다.Subsequently, the deionized water is supplied from the deionized water adding unit 224 during the transfer, and the diluted silica slurry is stored in the primary storage tank 210 connected to one end of the transfer pipe 222.

1차 저장탱크부(210)에서는 이송된 슬러리에 pH 조절제 및 연마촉진재를 포함하는 첨가제가 혼합되게 된다. 본 발명에서는 pH 조절제 및 연마촉진재를 포함하는 첨가제를 혼합하는 경우 스티어러(stirrer)를 이용하여 30분가량 혼합하는 것을 일 실시 예로 한다.In the primary storage tank 210, an additive including a pH regulator and an abrasive promoter is mixed with the transferred slurry. In the present invention, when the additive including the pH adjusting agent and the polishing accelerator is mixed, the mixing is performed for about 30 minutes using a stirrer.

이어, pH 조절제, 연마촉진제 등이 첨가 및 혼합된 슬러리는 1차 저장탱크부(210)의 바닥에 부착된 연결관을 통해 2차 저장탱크부(216)로 이송되는데, 이송시 제 2 펌프부(212)의 도움을 받으며, 이송 중간에 1차 필터부(214)를 거치게 된다. 1차 필터부(214)는 응집된 굵은 슬러리 입자들을 걸러내는 역할을 한다.Subsequently, the slurry to which the pH adjusting agent, the polishing promoter, and the like are added and mixed is transferred to the secondary storage tank unit 216 through a connection pipe attached to the bottom of the primary storage tank unit 210. With the help of 212, it passes through the primary filter unit 214 in the middle of the transfer. The primary filter part 214 filters out the coarse slurry particles.

이어, 2차 저장탱크부(216)로 이송된 슬러리는 한번 더 굵은 슬러리 입자들을 걸러내기 위하여, 제 3 펌프부(218)의 도움으로 2차 필터부(220)로 이송되며, 2차 필터부(220)에서 필터링 과정을 거치게 된다.Subsequently, the slurry transferred to the secondary storage tank unit 216 is transferred to the secondary filter unit 220 with the help of the third pump unit 218 to filter out the slurry particles thicker once more, and the secondary filter unit. In step 220, the filtering process is performed.

이와 같이 제조된 슬러리는 도시하지는 않았지만 또 다른 저장탱크에 저장되거나 직접 CMP장비로 분사될 수 있다.The slurry thus prepared may be stored in another storage tank or sprayed directly into the CMP apparatus, although not shown.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.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.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법 및 제조장치는 슬러리 분쇄 후 이송 중 분산 및 희석이 가능할 수 있도록 제작된 이송관을 이용하여 저장탱크에 슬러리의 큰 입자들이 남지 않게 함으로써, 저장탱크, 필터, 및 이송 펌프의 오작동과 과도한 유지보수를 방지할 수 있게 하는 효과가 있다.As described above, the slurry manufacturing method and apparatus of the chemical mechanical polishing process according to the present invention are made so that large particles of the slurry are not left in the storage tank by using a transfer pipe manufactured to enable dispersion and dilution during transportation after grinding the slurry. As a result, malfunctions and excessive maintenance of the storage tank, the filter, and the transfer pump can be prevented.

Claims (10)

탈 이온수와 연마제를 포함하는 슬러리를 만들고 혼합하는 단계;Making and mixing a slurry comprising deionized water and an abrasive; 상기 혼합된 슬러리를 분쇄하는 단계;Pulverizing the mixed slurry; 상기 분쇄된 슬러리를 저장탱크부에 이송하되, 이송시 탈 이온수를 부가하여 소정의 연마제 함유량을 갖도록 상기 분쇄된 슬러리를 희석하는 단계;Transferring the pulverized slurry to a storage tank, and diluting the pulverized slurry to have a predetermined abrasive content by adding deionized water during transfer; 상기 희석되어 저장탱크부로 이송된 슬러리에 pH 조절제 및 연마촉진재를 포함하는 첨가제를 혼합하는 단계; 및Mixing an additive including a pH adjusting agent and an abrasive promoter to the diluted and transferred slurry to a storage tank part; And 상기 첨가제가 혼합된 슬러리를 필터링하여 원하는 크기 이하의 입자를 가지는 슬러리를 획득하는 단계;Filtering the slurry mixed with the additive to obtain a slurry having particles of a desired size or less; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법.Slurry manufacturing method of a chemical mechanical polishing process comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터링하는 단계 이후에, 상기 필터링된 슬러리를 2차 저장탱크부에 저장하고 상기 2차 저장탱크부에 저장된 슬러리를 2차 필터링하여 원하는 크기 이하의 입자를 가지는 슬러리를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법.After the filtering step, further comprising the step of storing the filtered slurry in the secondary storage tank portion and secondary filtering the slurry stored in the secondary storage tank portion to obtain a slurry having particles of a desired size or less; Slurry manufacturing method of a chemical mechanical polishing process, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분쇄된 슬러리를 저장탱크에 이송하되, 상기 이송시 탈 이온수를 부가하는 경우 상기 분쇄되어 저장탱크부로 이송중인 슬러리의 이동속도와 연동 되도록 상기 탈 이온수를 부가하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법.The crushed slurry is transferred to a storage tank, but when deionized water is added during the transfer, the deionized water is added to the deionized water so as to be interlocked with the moving speed of the pulverized slurry being transferred to the storage tank. Slurry Preparation Method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연마제는 실리카(SiO2)이고, 상기 화학기계적 연마공정의 용도는 산화막의 연마인 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법.The polishing agent is silica (SiO 2 ), and the chemical mechanical polishing process is a slurry production method of a chemical mechanical polishing process, characterized in that the polishing of the oxide film. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 탈 이온수와 연마제를 포함하는 슬러리를 만들고 혼합하는 경우 상기 연마제의 함유량은 28중량% 내지 35중량%이며, 상기 저장탱크부로 이송시 탈 이온수가 부가되어 소정의 연마제 함유량을 갖도록 희석된 슬러리는 연마제의 함유량이 5중량% 내지 13중량% 인 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조방법.When the slurry containing the deionized water and the abrasive is prepared and mixed, the content of the abrasive is 28% by weight to 35% by weight, and the slurry diluted so that deionized water is added to the storage tank part to have a predetermined abrasive content is an abrasive. Slurry production method of a chemical mechanical polishing process, characterized in that the content of 5% by weight to 13% by weight. 탈 이온수와 연마제를 포함하는 슬러리를 만들고 혼합하는 혼합기;A mixer for making and mixing a slurry comprising deionized water and an abrasive; 상기 혼합기와 연결되어 상기 혼합기로부터 혼합된 슬러리를 분쇄하는 분쇄기;A grinder connected to the mixer to grind the mixed slurry from the mixer; 상기 분쇄된 슬러리를 저장탱크부로 이송하는 이송관;A transfer pipe for transferring the pulverized slurry to a storage tank part; 상기 이송관의 이송경로 중 일부분과 연결되며, 탈 이온수를 부가하여 소정의 연마제 함유량을 갖도록 상기 분쇄되어 저장탱크부로 이송중인 슬러리를 희석시키는 탈 이온수 첨가부;A deionized water addition unit connected to a portion of a transfer path of the transfer pipe and diluting the slurry being pulverized and transferred to a storage tank to have a predetermined abrasive content by adding deionized water; 상기 이송관을 통해 상기 분쇄기와 연결되며 상기 이송중에 탈 이온수가 부가되어 연마제의 함유량이 소정의 값을 갖도록 희석된 슬러리에 pH 조절제 및 연마촉진재를 포함하는 첨가제를 혼합하고 저장하는 저장탱크부; 및A storage tank unit connected to the grinder through the transfer pipe and mixing and storing an additive including a pH adjusting agent and an abrasive promoter in a slurry in which deionized water is added during the transfer to dilute the content of the abrasive to have a predetermined value; And 상기 저장탱크부와 연결되며 상기 첨가제가 혼합된 슬러리를 필터링하여 원하는 크기 이하의 입자를 가지는 슬러리를 획득하게 하는 필터부;A filter part connected to the storage tank part to filter the slurry mixed with the additive to obtain a slurry having particles having a desired size or less; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조장치.Slurry production apparatus of a chemical mechanical polishing process comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 필터부와 연결되며 상기 필터링된 슬러리를 저장하는 2차 저장탱크부와 상기 2차 저장탱크부와 연결되며 상기 2차 저장탱크부에 저장된 슬러리를 2차 필터링하여 원하는 크기 이하의 입자를 가지는 슬러리를 획득하게 하는 2차 필터부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조장치.A slurry having particles of a desired size or less by secondary filtering the slurry stored in the secondary storage tank and connected to the secondary storage tank and the secondary storage tank, which is connected to the filter unit and stores the filtered slurry. Slurry manufacturing apparatus of a chemical mechanical polishing process, characterized in that further comprises a secondary filter to obtain. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 탈 이온수 첨가부는 상기 분쇄되어 저장탱크부로 이송중인 슬러리의 이동속도와 연동 되도록 상기 탈 이온수를 부가하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조장치.The deionized water adding unit adds the deionized water so as to be linked with the moving speed of the slurry being crushed and transferred to the storage tank unit. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 연마제는 실리카(SiO2)이고, 상기 화학기계적 연마공정의 용도는 산화막의 연마인 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조장치.The abrasive is silica (SiO 2 ), the use of the chemical mechanical polishing process slurry production apparatus of a chemical mechanical polishing process, characterized in that the polishing of the oxide film. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 혼합기에서 생성되는 상기 탈 이온수와 연마제를 포함하는 슬러리는 연마제의 함유량이 28중량% 내지 35중량%이며, 상기 탈 이온수 첨가부는 탈 이온수를 부가하여 연마제의 함유량이 5중량% 내지 13중량%이 되도록 상기 이송관을 통해 이송중인 슬러리를 희석하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마공정의 슬러리 제조장치.The slurry containing the deionized water and the abrasive produced in the mixer has an abrasive content of 28% by weight to 35% by weight, and the deionized water addition part adds deionized water so that the content of the abrasive is 5% by weight to 13% by weight. Slurry manufacturing apparatus of a chemical mechanical polishing process characterized in that the dilution of the slurry being transferred through the transfer pipe.
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