KR100913639B1 - Chemical-mechanical polisher - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학기계적 연마 장치에 관한 것으로, 베이스 몸체의 상면에 구비되는 폴리싱 패드와, 상기 베이스 몸체의 상부 일측에 설치된 웨이퍼 캐리어와, 상기 베이스 몸체의 상부 타측에 설치된 폴리싱 패드 컨디셔너를 포함하는 화학기계적 연마 장치에 있어서, 상기 폴리싱 패드 컨디셔너는 상기 폴리싱 패드와 접촉되는 컨디셔너 패드를 롤형(Roll type)으로 형성하여 구성하고, 상기 폴리싱 패드 컨디셔너는 컨디셔너 본체와, 상기 컨디셔너 본체의 일측에서 회전가능하게 설치되어 상기 폴리싱 패드와 접촉되는 롤형 컨디셔너 패드와, 상기 롤형 컨디셔너 패드의 외주부를 감싸는 하우징을 포함하며, 상기 하우징의 내부 상측에는 흡입력을 발생시키는 진공흡입 장치를 설치함으로써 폴리싱 패드에서 컨디셔닝되는 효율 면적이 향상되고, 수평 및 수직 압력을 조절하여 폴리싱 패드의 컨디션을 최적의 상태로 유지하며, 폴리싱 작업 도중에 폴리싱 패드 컨디셔너에서 이탈되는 다이아몬드 입자를 제거할 수 있어 컨디셔너 패드의 상태를 깨끗하게 유지함과 아울러 웨이퍼의 표면에 스크래치가 발생되는 문제를 해소하는 효과가 있다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus, and includes a polishing pad provided on an upper surface of a base body, a wafer carrier installed on an upper side of the base body, and a polishing pad conditioner installed on the other side of the base body. In the polishing apparatus, the polishing pad conditioner is formed by forming a conditioner pad in contact with the polishing pad in a roll type, and the polishing pad conditioner is rotatably installed at the conditioner body and at one side of the conditioner body. And a roll conditioner pad in contact with the polishing pad, and a housing surrounding the outer circumference of the roll conditioner pad. A vacuum suction device for generating a suction force is installed on the inner upper side of the housing to improve the efficiency area of the polishing pad. , Horizontal and By adjusting the direct pressure, the condition of the polishing pad can be maintained in an optimal state, and the diamond particles that escape from the polishing pad conditioner can be removed during the polishing operation, thereby keeping the conditioner pad clean and scratching the wafer surface. It is effective to solve the problem.
폴리싱 패드, 롤형 컨디셔너 패드, 진공흡입 장치 Polishing Pads, Roll Conditioner Pads, Vacuum Suction Units
Description
본 발명은 화학기계적 연마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨디셔닝 효율을 향상시킴과 아울러 폴리싱 패드에 발생되는 다이아몬드 입자의 제거를 용이하게 실시하도록 한 화학기계적 연마 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus that improves conditioning efficiency and facilitates removal of diamond particles generated in a polishing pad.
최근에는 웨이퍼가 대구경화 되면서 웨이면의 표면적을 평탄화하기 위하여 화학적인 가공과 기계적인 가공을 혼합하여 동시에 구현하도록 한 화학적 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing;이하 "CMP"라 칭함) 공정이 널리 이용되고 있다.In recent years, chemical-mechanical polishing (hereinafter referred to as "CMP") process, in which a wafer is large-sized and a chemical process and a mechanical process is simultaneously implemented in order to flatten the surface area of the way surface, is widely used. have.
CMP 공정이란 단차를 가진 웨이퍼의 표면을 폴리싱 패드(polishing pad)에 밀착시킨 후에 연마제와 화학물질이 포함된 슬러리를 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 주입시켜 웨이퍼의 표면을 평탄화시키는 가공방식이다.The CMP process is a processing method in which a surface of a wafer having a step is brought into close contact with a polishing pad, and then a slurry containing abrasive and chemical is injected between the wafer and the polishing pad to planarize the surface of the wafer.
도 1은 일반적인 종래 CMP 장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.1 is a plan view showing a schematic configuration of a general conventional CMP apparatus.
종래 CMP 장치(100)는 베이스 몸체(110)와 베이스 몸체(110)의 상면에 함몰되어 설치된 폴리싱 패드(120)를 구비한다. 그리고 베이스 몸체(110)의 상부 일측 에는 좌우방향으로 스윙 동작이 가능하도록 설치된 웨이퍼 캐리어(130)가 설치되고 타측에는 폴리싱 패드(120)를 연마하기 위한 폴리싱 패드 컨디셔너(140)가 각각 설치된다. 그리고 웨이퍼 캐리어(130)와 폴리싱 패드 컨디셔너(140) 사이에는 폴리싱 패드(120)에 슬러리를 공급하기 위한 슬러리 공급기(150)가 설치된다.The
이와 같은 평탄화 공정의 도중에 연마속도는 폴리싱 패드(120)의 상태에 따라 크게 달라진다. 따라서 종래 CMP 장치의 폴리싱 패드 컨디셔너(140)에는 표면에 다이아몬드 입자가 구비되어 폴리싱 패드(120)의 상태를 최적화시키게 된다.During this planarization process, the polishing rate varies greatly depending on the state of the
그러나 종래 CMP 장치에 의한 폴리싱 작업 도중에 다이아몬드 입자가 폴리싱 패드(120)에 떨어지게 되면 이후 웨이퍼 캐리어(130)에 의한 웨이퍼의 연마 작업시 웨이퍼 표면에 스크래치가 발생되는 문제가 있다. However, when the diamond particles fall on the
종래 CMP 장치는 폴리싱 패드 컨디셔너(140)가 원판 형상으로 형성되어 수평으로 회전됨으로써 컨디셔닝 작용을 실시하게 되는데, 원판 형상의 폴리싱 패드 컨디셔너(140)는 폴리싱 패드(120)와 접촉되는 면적이 제한되는 문제가 있다.In the conventional CMP apparatus, the
본 발명의 목적은 롤러형 컨디셔너 패드를 구비하여 폴리싱 패드의 컨디셔딩 효율을 향상시키려는 것이다.An object of the present invention is to provide a roller-type conditioner pad to improve the conditioning efficiency of the polishing pad.
본 발명의 다른 목적은 폴리싱 패드의 폴리싱 작업 도중에 폴리싱 패드 컨디셔너에서 이탈되는 다이아몬드 입자를 제거하기에 적합하도록 하려는 것이다.Another object of the present invention is to make it suitable for removing diamond particles that leave the polishing pad conditioner during the polishing operation of the polishing pad.
본 발명은 베이스 몸체의 상면에 구비되는 폴리싱 패드와, 상기 베이스 몸체의 상부 일측에 설치된 웨이퍼 캐리어와, 상기 베이스 몸체의 상부 타측에 설치된 폴리싱 패드 컨디셔너를 포함하는 화학기계적 연마 장치에 있어서, 상기 폴리싱 패드 컨디셔너는 상기 폴리싱 패드와 접촉되는 컨디셔너 패드를 롤형(Roll type)으로 형성하여 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention provides a polishing pad including a polishing pad provided on an upper surface of a base body, a wafer carrier installed on an upper side of the base body, and a polishing pad conditioner installed on an upper side of the base body. The conditioner is formed by forming a conditioner pad in contact with the polishing pad in a roll type.
상기 폴리싱 패드 컨디셔너는 컨디셔너 본체와, 상기 컨디셔너 본체의 일측에서 회전가능하게 설치되어 상기 폴리싱 패드와 접촉되는 롤형 컨디셔너 패드와, 상기 롤형 컨디셔너 패드의 외주부를 감싸는 하우징을 포함하는 것이 바람직하다.The polishing pad conditioner preferably includes a conditioner body, a roll conditioner pad rotatably installed at one side of the conditioner body and in contact with the polishing pad, and a housing surrounding the outer circumference of the roll conditioner pad.
상기 하우징의 내부 상측에는 흡입력을 발생시키는 진공흡입 장치가 설치된다.A vacuum suction device for generating a suction force is installed on the upper side of the housing.
상기 진공흡입 장치는 하부 중앙에 흡입구가 형성되어 상기 흡입구가 상기 롤형 컨디셔너 패드의 외주면과 대응된다.In the vacuum suction device, a suction port is formed at a lower center thereof, and the suction port corresponds to an outer circumferential surface of the roll-type conditioner pad.
본 발명은 폴리싱 패드 컨디셔너의 컨디셔너 패드를 롤형으로 형성함으로써 폴리싱 패드를 점유하는 면적이 증대되어 컨디셔닝 효율을 향상시키는 효과가 있고, 수평 및 수직 압력을 조절하여 폴리싱 패드의 컨디션을 최적의 상태로 유지하는 효과가 있다.The present invention has an effect of increasing the area occupying the polishing pad by forming the conditioner pad of the polishing pad conditioner in a roll shape, improving the conditioning efficiency, and adjusting the horizontal and vertical pressure to maintain the condition of the polishing pad in an optimal state. It works.
또한, 본 발명은 폴리싱 패드의 폴리싱 작업 도중에 폴리싱 패드 컨디셔너에서 이탈되는 다이아몬드 입자를 제거할 수 있어 컨디셔너 패드의 상태를 깨끗하게 유지함은 물론이고 폴리싱 패드로 떨어지는 다이아몬드 입자에 의해 웨이퍼의 표면에 스크래치가 발생되는 문제를 해소하는 효과가 있다.In addition, the present invention can remove the diamond particles from the polishing pad conditioner during the polishing operation of the polishing pad to keep the conditioner pad clean, as well as scratch the surface of the wafer by the diamond particles falling into the polishing pad. It is effective to solve the problem.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면 도 2는 본 발명에 따른 CMP 장치의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A'선 단면도이다.2 is a plan view of a CMP apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 CMP 장치(200)는 베이스 몸체(110)와 베이스 몸체(110)의 상면에 함몰되어 설치된 폴리싱 패드(120)를 구비한다. 2 and 3, the
그리고 베이스 몸체(110)의 상부 일측에는 좌우방향으로 스윙 동작이 가능하도록 설치된 웨이퍼 캐리어(130)가 설치되고 타측에는 폴리싱 패드(120)를 연마하기 위한 폴리싱 패드 컨디셔너(240)가 각각 설치된다. In addition, a
또한, 웨이퍼 캐리어(130)와 폴리싱 패드 컨디셔너(240) 사이에는 폴리싱 패드(120)에 슬러리를 공급하기 위한 슬러리 공급기(150)가 설치된다.In addition, a
본 발명에 따른 CMP 장치(200)의 구성중에서 폴리싱 패드 컨디셔너(240)의 구성을 제외한 다른 구성은 종래 기술과 동일 구성이므로 동일 부호를 사용한다.Among the configurations of the
본 발명은 폴리싱 패드 컨디셔너(240)는 폴리싱 패드(120)와 접촉되는 컨디셔너 패드(242)를 롤형(Roll type)으로 형성된 것을 특징으로 한다.The
즉, 본 발명에 따른 폴리싱 패드 컨디셔너(240)는 컨디셔너 본체(241)와, 컨디셔너 본체(241)의 일측에서 회전가능하게 설치되는 롤형 컨디셔너 패드(242)와, 상기 롤형 컨디셔너 패드(242)의 외주부를 감싸는 하우징(243)으로 구성된다. That is, the
그리고 상기 하우징(243)의 내부 상측에는 흡입력을 발생시키는 집공흡입 장치(244)가 설치된다. 상기 하우징(243)은 내부 상측에 상기 진공흡입 장치(244)가 설치되고, 진공흡입 장치(244)의 하부 중앙에 흡입구(245)가 형성되어 있으므로 하우징(243)의 내부 공간을 통해 폴리싱 패드(120)의 표면으로 떨어지는 이물질 즉, 롤형 컨디셔너 패드(242)에서 이탈되는 다이아몬드 입자를 흡입할 수 있게 된다.In addition, a
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 CMP 장치의 작용을 설명한다.The operation of the CMP apparatus according to the present invention configured as described above will be described.
본 발명 장치에 따른 폴리싱 패드 컨디셔너(240)는 폴리싱 패드(120)의 표면에 대한 컨디셔닝 작업시 롤형 컨디셔너 패드(242)는 폴리싱 패드(120)와 접촉되는 면에서 폴리싱이 발생되면서 수직 압력을 조절하여 컨디셔닝 작업을 실시하게 된다. 또한, 폴리싱 패드(120)가 대면적인 경우에는 롤형 컨디셔너 패드(242)의 수평 위치인 수평 거리를 조절하면서 컨디셔닝 작업을 실시할 수 있다.In the
이처럼 롤형 컨디셔너 패드(242)는 반경방향으로 길게 컨디셔너 패드가 형성되므로 폴리싱 패드 컨디셔너(242)에서 컨디셔닝 하는 점유 면적이 최대화할 수 있는 효과가 있어 컨디셔닝 효율이 향상된다.As such, since the roll-
본 발명의 따른 실시예에서는 폴리싱 패드(120)가 부착된 테이블의 회전속도는 20RPM이고, 롤형 컨디셔너 패드의 회전속도는 12~15RPM이며, 이때 수직압력은 100~150N이고 수평이동거리는 100mm이다. 그러나 이에 한정할 필요는 없다.In the embodiment of the present invention, the rotational speed of the table with the
또한, 본 발명은 폴리싱 패드 컨디셔너(240)에 의한 컨디셔닝 작업 도중에 롤형 컨디셔너 패드(242)에서 다이아몬드 입자의 결합상태가 약해지는 경우에는 진공흡입 장치(244)에서 발생되는 흡입력에 의해 흡입구(245)로 다이아몬드 입자가 흡입된다. 이처럼 진공흡입 장치(244)에 형성된 흡입구(245)는 상기 롤형 컨디셔너 패드(242)의 외주면과 인접된 위치에 대응되므로 다이아몬드 입자를 원활하게 흡입할 수 있게 된다.In addition, the present invention, when the bonding state of the diamond particles in the roll-
따라서 롤형 컨디셔너 패드(242)에서 이탈되는 다이아몬드 입자는 폴리싱 패드(120)로 떨어지지 않고 곧바로 제거되므로 이후 공정인 웨이퍼의 표면을 연마하는 과정에서 스크래치의 발생을 방지하게 된다.Therefore, the diamond particles that are separated from the roll-
도 1은 종래 CMP 장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도.1 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional CMP apparatus.
도 2는 본 발명에 따른 CMP 장치의 평면도.2 is a plan view of a CMP apparatus according to the present invention;
도 3은 도 2의 A-A'선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
110 ; 베이스 몸체 120 ; 폴리싱 패드110;
130 ; 웨이퍼 캐리어 140 ; 슬러리 공급기130;
200 ; 본 발명 실시예에 따른 CMP 장치 240 ; 폴리싱 패드 컨디셔너 241 ; 컨디셔너 본체 242 ; 롤형 컨디셔너 패드 243 ; 하우징 244 ; 진공흡입 장치200;
245 ; 흡입구245; Inlet
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