KR101739426B1 - 화학 기계적 기판 연마장치 - Google Patents

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Abstract

복수의 연마정반에 대해서 서로 다른 온도로 제어할 수 있는 화학 기계적 기판 연마장치가 개시된다. 화학 기계적 기판 연마장치는, 기판의 연마를 위한 연마패드를 구비하는 복수의 연마정반, 상기 각 연마정반에 구비되며, 상기 각 연마패드에 접촉되도록 상기 기판을 파지하는 복수의 기판 캐리어, 상기 각 연마정반 상부에 구비되어서 상기 각 연마패드를 미소 절삭하는 복수의 컨디셔너, 상기 각 연마패드의 온도를 측정하는 복수의 온도 측정부, 상기 각 연마패드의 온도를 조절하는 온도 조절부 및 상기 복수의 연마정반에 구비된 연마패드의 온도를 서로 다르게 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

화학 기계적 기판 연마장치{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS FOR SUBSTRATE}
본 발명은 기판의 화학 기계적 연마장치에 관한 것으로, 연마면의 균일도를 향상시킬 수 있도록 연마패드의 온도를 조절할 수 있는 화학 기계적 기판 연마장치에 관한 것이다.
최근 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 반도체 공정 기술이 발전되고 있다.
반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 실리콘 기판은 다결정의 실리콘을 원재료로 하여 만들어진 단결정 실리콘 박판을 말한다. 기판을 제조하는 공정은 성장된 실리콘 단결정 잉곳(ingot)을 박판으로 자르는 슬라이싱(slicing) 공정, 기판의 두께를 균일화하고 평면화하는 래핑(lapping) 공정, 슬라이싱 공정 및 래핑 공정에서 발생한 데미지를 제거 또는 완화하는 에칭(etching) 공정, 기판 표면을 경면화하는 연마(polishing) 공정 및 연마가 완료된 기판을 세척하고 표면에 부착된 이물질을 제거하는 세정(cleaning) 공정을 포함하여 이루어진다.
여기서, 연마공정은 기판의 표면 변질층을 제거하고 두께 균일도를 개선시키는 스톡(stock) 연마와 기판의 표면을 경면으로 가공하는 파이널(final) 연마로 나뉜다.
파이널 연마공정은 기판에 일정한 압력을 가하여 고정시키는 연마헤드(polishing head)와 연마포가 부착된 테이블인 정반이 회전하면서 작용하는 기계적 반응과 콜로이달 실리카로 구성된 연마 슬러리에 의한 화학적인 반응에 의해 연마되는 화학 기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP) 장치가 사용된다.
이러한 CMP 장치는, 기판을 파지하는 장치로서 기판 캐리어가 사용되는데, 기판 캐리어는, 기판을 직접 및 간접적으로 진공 흡착하여 파지하며, 멤브레인(membrane) 타입이 주로 사용되고 있다. 또한, 기판의 표면에 단순히 균일한 압력을 가하여 연마하는 단계를 넘어서, 하나의 기판에 국부적으로 다른 압력을 가하여 기판의 연마 프로파일을 다양하게 조절할 수 있는 다중영역분할 연마식의 기판 캐리어가 제안된 바 있다.
한편, 연마 시 온도에 따라 기판의 연마된 프로파일이 영향을 받는다. 예를 들어, 기판의 연마 시 온도가 상승하면 연마 슬러리의 화학적 작용을 증가시켜서 결과적으로 연마속도를 증가시키게 되고, 연마율을 증가시키게 된다. 즉, 연마속도는 온도의 함수이기 때문에 연마 환경에서 정확하게 온도를 제어하는 것의 중요성이 강조되고 있다.
그런데, 기존에 연마패드에 출입하는 냉각수의 유속을 변경시킴으로써 연마패드의 온도를 제어하는 방법이 있었다. 그러나 기존의 연마패드 온도 제어 방법으로는, 열반응이 너무 늦어서 연마 환경에서 정확한 온도제어를 제공할 수 없었다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 연마정반에 대해서 연마패드의 온도를 서로 다른 온도로 제어할 수 있고, 기판의 연마 균일도를 향상시킬 수 있는 화학 기계적 기판 연마장치가 개시된다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 화학 기계적 기판 연마장치는, 기판의 연마를 위한 연마패드를 구비하는 복수의 연마정반, 상기 각 연마정반에 구비되며, 상기 각 연마패드에 접촉되도록 상기 기판을 파지하는 복수의 기판 캐리어, 상기 각 연마정반 상부에 구비되어서 상기 각 연마패드를 미소 절삭하는 복수의 컨디셔너, 상기 각 연마패드의 온도를 측정하는 복수의 온도 측정부, 상기 각 연마패드의 온도를 조절하는 온도 조절부 및 상기 복수의 연마정반에 구비된 연마패드의 온도를 서로 다르게 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
일 측에 따르면, 상기 제어부는 상기 기판이 연마공정에서 이동하는 순서에 따라 상기 연마패드의 온도가 낮아지도록 제어할 수 있다. 또는, 상기 제어부는 상기 기판의 화학 기계적 연마량에 따라 상기 연마패드의 온도를 서로 다르게 제어할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 기판에 대해서 제1 화학 기계적 연마가 수행되는 제1 연마정반의 온도를 제1 온도로 조절하고, 상기 제1 화학 기계적 연마가 완료된 기판에 대해서 제2 화학 기계적 연마가 수행되는 제2 연마정반의 온도를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 조절할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제어부는 상기 연마패드의 온도가 기설정된 범위로 유지되도록 제어할 수 있다. 또는, 상기 제어부는 상기 연마패드의 온도가 국소적으로 다른 부분에 비해서 낮거나 높은 부분을 가열 및/또는 냉각되도록 상기 온도 조절부를 작동시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 온도 측정부는 상기 기판 캐리어 또는 상기 컨디셔너 중 어느 일측 또는 양측에 구비되거나, 상기 기판 캐리어와 상기 컨디셔너와 별도의 개체로 형성되어서 상기 연마패드 상부에서 상기 연마패드와 이격되어 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 측정부는 상기 컨디셔너에 구비되고, 상기 온도 측정부는 상기 연마패드에 접촉 또는 비접촉되어서 상기 연마패드의 온도를 측정할 수 있다. 또는, 상기 온도 측정부는 상기 기판 캐리어에 구비되고, 상기 온도 측정부는 상기 연마패드에 접촉 또는 비접촉되어서 상기 연마패드의 온도를 측정할 수 있다. 또는, 상기 온도 측정부는 상기 연마패드를 촬영하여 상기 연마패드의 온도를 측정하는 촬영수단이 사용될 수 있다. 또한, 상기 온도 측정부는 하나의 연마패드에 대해서 복수의 위치에서 온도를 측정할 수 있도록 복수개가 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 온도 조절부는 상기 기판 캐리어 또는 상기 컨디셔너 중 어느 일측 또는 양측에 구비될 수 있다. 또는, 상기 온도 조절부는 상기 기판 캐리어와 상기 컨디셔너와 별도의 개체로 형성되어서 상기 연마패드 상부에 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 온도 조절부는, 상기 연마패드를 가열하는 가열부가 구비되고, 상기 가열부는 상기 연마패드와 접촉 또는 비접촉된 상태에서 가열하도록 형성될 수 있다. 또는, 상기 온도 조절부는, 상기 연마패드의 온도가 주변보다 높은 부분을 냉각시키는 냉각부를 포함할 수 있다. 또는, 상기 온도 조절부는 상기 연마패드에 액체나 가스 또는 액체와 가스가 혼합된 유체 중 어느 하나의 유체를 포함하는 조절매체를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 조절매체는 DI나 슬러리가 사용될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 연마패드의 목표 온도를 입력하는 입력부가 구비되고, 상기 제어부는 상기 입력부에서 입력된 온도에 따라 상기 연마패드의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 아래의 효과 중 하나 이상을 가질 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 연마정반에 대해서 연마패드의 온도를 서로 다르게 함으로써, 기판의 연마량이 많은 연마공정과 정밀한 연마가 필요한 연마공정에서의 적절한 온도를 제공할 수 있다.
또한, 복수의 연마공정에서 보다 정밀한 온도 제어가 가능하여 연마속도와 연마율 및 기판의 평탄도를 조절할 수 있고, 연마품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 기판 연마장치 및 세정 공정을 행하는 배치 구조를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 연마장치의 배치 구조를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판 연마장치의 사시도이다.
도 4와 도 5는 도 3의 기판 연마장치에서 온도 조절부와 온도 측정부를 설명하기 위한 기판 캐리어의 요부 측단면도들이다.
도 6은 도 3의 기판 연마장치에서 온도 조절부와 온도 측정부를 설명하기 위한 컨디셔너의 요부 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 연마면의 균일도를 향상시킬 수 있도록 연마패드(PP)의 온도를 조절할 수 있는 화학 기계적 화학 기계적 기판 연마장치(1)에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 기판 연마장치(1) 및 세정 공정을 행하는 배치 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 기판 연마장치(1)의 배치 구조를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1의 기판 연마장치(1)의 사시도이다. 그리고 도 4와 도 5는 도 3의 기판 연마장치(1)에서 온도 조절부(130)와 온도 측정부(120)를 설명하기 위한 기판 캐리어(100)의 요부 측단면도들이다. 도 6은 도 3의 기판 연마장치(1)에서 온도 조절부(130)와 온도 측정부(120)를 설명하기 위한 컨디셔너(110)의 요부 측단면도이다. 그리고 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(140)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 기판 연마장치(1)는, 기판(W)의 화학 기계적 연마가 수행되는 화학 기계적 연마 모듈(X1)과, 세정 공정이 수행되는 세정 모듈(X2)로 이루어진다. 화학 기계적 연마 모듈(X1)은 복수의 기판(W)에 대해서 동시 또는 순차적으로 연마공정을 수행할 수 있도록 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)이 구비되고, 상기 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)을 연결하는 순환 경로를 형성하도록 가이드 레일(G1, G2, G3; G)이 구비될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P) 중에서 일부의 연마정반에서만 연마공정이 수행되는 것도 가능하다. 마찬가지로, 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)은 순환 경로를 따라 배열되는데, 도면에 도시한 일부의 연마정반만 순환 경로를 따라 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 연마정반(P)이 아니라 하나의 연마정반이 구비되는 것도 가능하다.
상세하게는, 기판 연마장치(1)는, 기판(W)을 보유한 상태로 이동하는 기판 캐리어(100)와, 제1 연마정반(P1)과 제2 연마정반(P2)을 통과하도록 배열되고 기판 캐리어(100)가 이동할 수 있게 설치된 제1 가이드 레일(G1)과, 제3 연마정반(P3)과 제4 연마정반(P4)을 통과하게 배열되어 기판 캐리어(100)가 이동할 수 있게 설치된 제2 가이드 레일(G2)과, 제1 가이드 레일(G1)과 제2 가이드 레일(G2) 사이에 배열되어 기판 캐리어(100)가 이동하는 제3 가이드 레일(G3)과, 제1 가이드 레일(G1)의 일단과 이격된 제1 위치(S4)와 제2 가이드 레일(G2)의 일단과 이격된 제2 위치(S4')를 연결하는 제1 연결 레일(CR1)과, 제1 가이드 레일(G1)의 타단과 이격된 제3 위치(S1)와 제2 가이드 레일(G2)의 타단과 이격된 제4 위치(S1')를 연결하는 제2 연결 레일(CR2)과, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동하면서 기판 캐리어(100)를 수용할 수 있는 제1 캐리어 홀더(H1) 및 제2 캐리어 홀더(H2)와, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동하면서 기판 캐리어(100)를 수용할 수 있는 제3 캐리어 홀더(H3) 및 제4 캐리어 홀더(H4)를 포함하여 구성된다.
기판 캐리어(100)는 가이드 레일(G1, G2, G3; G)에서는 단독으로 이동하며, 연결 레일(CR1, CR2; CR)에서는 캐리어 홀더(H1, H2, H3, H4; H)에 수용된 상태로 캐리어 홀더(H)의 이동에 의해 이동한다. 도 1 및 도 2의 배치도에서 복수의 수직선으로 형성된 직사각형 형태가 기판 캐리어(100)를 단순화하여 표시한 것이다.
제1 가이드 레일(G1)은 기판 캐리어(100)가 보유하고 있는 기판(W)을 제1 연마정반(P1)과 제2 연마정반(P2)에서 각각 화학 기계적 연마공정을 할 수 있도록 배치된다. 마찬가지로, 제2 가이드 레일(G2)은 기판 캐리어(100)가 보유하고 있는 기판(W)를 제3 연마정반(P3)과 제4 연마정반(P4)에서 각각 화학 기계적 연마공정을 할 수 있도록 배치된다. 제3 가이드 레일(G3)에는 연마정반이 배치되지 않고, 기판 캐리어(100)가 이동하는 경로를 형성한다. 다만, 연결 레일(CR)에는 각각 2개씩의 캐리어 홀더(H)가 배치되므로, 연결 레일(CR)의 끝단(S1, S4)에서 다른 끝단(S1', S4')으로 이동하기 위해서는 한번에 이동할 수 없으므로, 제3 가이드 레일(G3)이 배열되는 임의의 위치에서 기판 캐리어(100)가 캐리어 홀더(H)를 갈아타기 위한 임시 적재소(TS)의 역할을 한다.
연결 레일(CR)은 가이드 레일(G)과 이격된 상태를 유지하며, 상하 높이 차이를 두고 배치될 수도 있다.
캐리어 홀더(H)는 기판 캐리어(100)를 수용하기 위한 홀더 레일(HR)이 형성되고, 연결 레일(CR)의 배치와 무관하게 가이드 레일(G)을 따라 이동하는 기판 캐리어(100)를 수용할 수 있게 구성된다. 캐리어 홀더(H)는 하나의 연결 레일(CR)마다 2개씩 배치된다. 제1 연결 레일(CR1)에 대해서는 제1 캐리어 홀더(H1)와 제2 캐리어 홀더(H2)가 설치되어 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동할 수 있다. 그리고 제2 연결 레일(CR2)에 대해서는 제3 캐리어 홀더(H3)와 제4 캐리어 홀더(H4)가 설치되어 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동할 수 있다.
제1 캐리어 홀더(H1)는 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(100)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(100)를 수용한 상태로 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(100)가 제 1가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 이와 유사하게, 제2 캐리어 홀더(H2)는 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(100)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(100)를 수용한 상태로 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(100)가 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 또한, 제3 캐리어 홀더(H3)는 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(100)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(100)를 수용한 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(100)가 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 이와 유사하게, 제4 캐리어 홀더(H4)는 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(100)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(100)를 수용한 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(100)가 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
기판 캐리어(100)는 제3 캐리어 홀더(H3)나 제4 캐리어 홀더(H4)에 수용된 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동하면서, 화학 기계적 연마공정이 수행될 예정인 새로운 기판(W)을 로딩 유닛(20)에서 공급받는다. 로딩 유닛(20)과 예비 세정부(30) 및 언로딩 유닛(10)은 제3 캐리어 홀더(H3) 및 제4 캐리어 홀더(H4)의 이동 영역에 각각 배치된다.
화학 기계적 연마공정을 완료한 기판(W)은 예비 세정부(30)에서 예비 세정되며, 예비 세정된 기판(W)은 언로딩 유닛(10)에서 반전기(미도시)에 의하여 180° 뒤집힌 상태로 세정부(C1, C2; C1', C2')로 이송된다. 예비 세정부(30)는 기판 캐리어(100)에 탑재되어 있는 기판(W)의 연마면에 높은 수압으로 세정액을 분사하는 세정 노즐(미도시)이 구비되고, 세정 노즐이 이동하면서 기판(W)의 연마면 전체에 세정액을 고압 분사함으로써, 기판(W) 연마면의 슬러리나 연마 입자 등의 큰 이물질을 제거한다. 그리고 예비 세정부(30)에 의하여 기판(W)의 연마면에서 이물질을 제거함으로써, 기판 캐리어(100)가 그 다음으로 이동하는 언로딩 유닛(10)에서 반전기가 기판(W)을 연마면이 상측으로 위치하도록 180° 뒤집는 공정에서, 기판(W)이 반전기의 암에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 기판 연마장치(1)를 이용하여 기판(W)의 화학 기계적 연마공정을 행하는 일 실시형태를 상술한다.
우선, 2개의 로딩 유닛(20)에 새로운 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)이 각각 공급되면, 제1 기판(W1)은 제3 캐리어 홀더(H3)의 기판 캐리어(100)에 탑재되고, 제2 기판(W2)은 제4 캐리어 홀더(H4)의 기판 캐리어(100)에 탑재된다.
다음으로, 제3 캐리어 홀더(H3)와 제4 캐리어 홀더(H4)는 각각 이동하여 제3 위치(S1) 및 제4 위치(S1')로 이동한 후, 제3 캐리어 홀더(H3)로부터 기판 캐리어(100)는 제1 가이드 레일(G1)로 이동하고, 제4 캐리어 홀더(H4)로부터 기판 캐리어(100)는 제3 가이드 레일(G3)로 이동한다. 여기서, 제1 가이드 레일(G1)을 따라 이동하는 기판 캐리어(100)는 제1 연마정반(P1) 상에서 제1 기판(W1)에 대한 제1 화학 기계적 연마공정이 수행되고, 제1 화학 기계적 연마공정을 마친 후에는 다시 제1 가이드 레일(G1)을 따라 S2 위치로 이동하여 제2 연마정반(P2) 상에서 제1 기판(W1)에 대한 제2 화학 기계적 연마공정이 수행된다.
다음으로, 기판 캐리어(100)는 S3 위치에서 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동하는 제1 캐리어 홀더(H1)로 옮겨져 제1 캐리어 홀더(H1)가 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동함과 함께 이동하였다가, 제1 분기위치(S5)에서 다시 제3 가이드 레일(G3)의 S6 위치로 넘어와 제3 가이드 레일(G3)을 따라 이동한 후, 제2 분기위치(S7)에서 제3 캐리어 홀더(H1)로 옮겨진 이후에, 예비 세정부(30)로 이동한다. 즉, 도면 상에서 표시된 경로를 따라 이동하면서 2단계의 화학 기계적 연마공정이 행해진다.
그리고 나서, 2단계의 화학 기계적 연마공정이 행해진 제1 기판(W1)의 연마면을 세정하고, 언로딩 유닛(10)으로 이송되어 반전기에 옮겨진 이후에 180° 반전된 상태로 메인 세정 공정으로 이송된다.
이와 유사하게, 제2 가이드 레일(G2)을 따라 이동하는 기판 캐리어(100)는 제4 연마정반(P4) 상에서 제2 기판(W2)에 대한 제1 화학 기계적 연마공정을 행하고, 제1 화학 기계적 연마공정을 마친 후에는 다시 제2 가이드 레일(G2)을 따라 이동(S2)하여 제3 연마정반(P3) 상에서 제2 기판(W2)에 대한 제2 화학 기계적 연마공정을 행한다.
그 다음으로, 기판 캐리어(100)는 S3 위치에서 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동하는 제2 캐리어 홀더(H2)로 옮겨져 제2 캐리어 홀더(H2)가 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동함과 함께 이동하였다가, S5위치에서 다시 제3 가이드 레일(G3)의 S6 위치로 넘어와 제3 가이드 레일(G3)을 따라 이동한 후, S7위치에서 제3 캐리어 홀더(H1)로 옮겨진 이후에, 예비 세정부(30)로 이동한다. 즉, 표시된 경로를 따라 이동하면서 2단계의 화학 기계적 연마공정이 행해진다.
다음으로, 2단계의 화학 기계적 연마공정이 행해진 제2 기판(W2)의 연마면을 세정하고, 언로딩 유닛(10)으로 이송되어 반전기(50)에 옮겨진 이후에 180° 반전된 상태로 메인 세정 공정으로 이송된다.
이와 같이, 상기와 같이 구성된 화학 기계적 기판 연마장치(1)를 이용하여 서로 다른 2개의 기판(W1, W2)에 대한 2단계의 화학 기계적 연마공정을 동시에 행할 수 있다.
이상과 같이 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)에서 복수의 기판(W)에 대해서 화학 기계적 연마공정이 수행되는데, 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)은 실질적으로 동일하게 화학 기계적 연마공정이 수행되므로, 이하에서는 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)을 '기판(W)'으로 통칭하여 설명한다. 즉, 기판(W)이라 함은 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 지칭한다. 또한, 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)은 후술하는 바와 같이 제어부(140)와 온도 조절부(130)에 의해서 연마패드(PP)의 온도가 서로 다르게 제어되는 것을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 하나의 연마정반만을 대표로 도시하고 및 설명하며, '연마정반(P)'이라 지칭할 때는 단수 및 복수의 연마정반을 모두 포괄하는 것이며, 필요한 부분에서만 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)을 구별하여 설명하기로 한다. 또한, 이하의 설명에서는 1개의 연마정반(P)에 대해서만 설명을 하며, 해당 실시예들은 복수의 연마정반(P)에 대해서 동일하게 적용될 수 있다. 그리고 각 구성요소들(온도 조절부(130)와 온도 측정부(120) 등)은 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)에 각각 구비된다.
연마공정 동안 기판(W)을 고정하는 기판 캐리어(100)는, 기판(W)의 연마면이 연마패드(PP)와 마주한 상태로 기판(W)을 연마패드(PP)에 대해서 가압한다. 그리고 기판 캐리어(100)는 연마공정이 완료되면 기판(W)을 직접 또는 간접적으로 파지한 상태로 다음 공정으로 이동하는 역할을 한다.
기판 캐리어(100)는 외부에서의 회전 구동력을 받아 회전하고, 하부에 기판(W)에 접촉되어 기판(W)을 파지하는 멤브레인(103) 및 기판 캐리어(100)를 둘러싸는 링 형태로 형성되어서 멤브레인(103)을 고정시키는 캐리어 링(101)을 포함하여 구성된다. 그리고 기판 캐리어(100)는 내부에 기판(W)에 압력을 가하기 위해서 압력 챔버(105)가 구비되며, 압력 챔버(105) 내부에 공기를 주입하거나 배출시킴으로써 멤브레인(103) 및 기판(W)에 압력을 가한다. 또한, 기판 캐리어(100)는 복수의 압력 챔버(105)에 서로 다른 압력을 인가함으로써 기판(W)에 국부적으로 서로 다른 압력을 가하여 기판(W)의 연마 프로파일을 다양하게 조절할 수 있다.
연마정반(P) 표면에는 기판(W)이 접촉되어 기판(W)을 연마하기 위한 연마패드(PP)가 구비되고, 연마정반(P) 하부에는 연마정반(P)의 회전을 위한 구동력을 제공하는 구동부(미도시)에 회전축이 연결된다. 기판 연마장치(1)는, 연마패드(PP)에 기판(W)이 가압 접촉된 상태에서 기판 캐리어(100)와 연마정반(P)이 각각 소정 속도로 회전함에 따라 기판(W)이 연마된다.
연마패드(PP) 상부에는 연마패드(PP)의 표면을 미리 정해진 압력으로 수직으로 가압하여 미세하게 절삭함으로써 연마패드(PP)의 표면에 형성된 다공이 표면에 나오도록 하는 컨디셔너(110)가 구비된다. 컨디셔너(110)는 연마패드(PP)의 표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 다공들이 막히지 않도록 연마패드(PP)의 표면을 미세하게 절삭하여, 연마패드(PP)의 발포 기공에 채워졌던 슬러리가 기판 캐리어(100)에 파지된 기판(W)에 원활하게 공급되도록 한다. 또한, 컨디셔너(110)는 컨디셔닝 공정 중에 연마패드(PP)에 접촉하는 컨디셔닝 디스크(미도시)를 포함하고, 컨디셔닝 디스크를 연마패드(PP)에 대해서 소정 압력으로 가압 및 회전하도록 미도시의 구동부에 연결된다. 그리고 컨디셔너(110)는 연마패드(PP) 표면에 접촉된 상태로 회전 및 스윕(sweep) 운동을 함에 따라, 연마패드(PP)의 넓은 면적에 걸쳐 발포 기공에 대한 미소 절삭이 수행된다.
한편, 기판(W)이 연마되는 동안, 기판(W)과 연마패드(PP) 사이에서 발생하는 마찰열로 인해 연마패드(PP) 표면의 온도가 상승하게 된다. 연마 시 온도가 상승하게 되면 슬러리의 화학적 작용이 증가하기 때문에, 기판(W)의 연마 프로파일에 영향을 받게 된다. 따라서, 기판(W) 및 연마패드(PP)의 온도를 일정하게 유지시키고, 조절함으로써 기판(W)의 연마 프로파일과 품질을 제어할 수 있고, 연마속도와 연마율을 향상시킬 수 있다.
여기서, 제1 연마정반(P1) 상에서 제1 기판(W1)에 대한 제1 화학 기계적 연마공정이 수행되고, 제2 연마정반(P2)으로 이동하여 제1 기판(W1)에 대한 제2 화학 기계적 연마공정이 수행된다. 마찬가지로, 제2 기판(W2)은 제4 연마정반(P4) 상에서 제1 화학 기계적 연마공정이 수행된 후 제3 연마정반(P3)으로 이동하여 제2 화학 기계적 연마공정이 수행된다. 그런데, 제1 화학 기계적 연마공정과 제2 화학 기계적 연마공정에서는 기판(W)의 연마량이 다르고 요구되는 연마량 및 연마속도가 다르다. 따라서, 제1 및 제2 화학 기계적 연마공정의 공정 조건을 서로 다르게 설정함으로써 기판(W)의 연마 품질을 보다 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 제1 및 제2 화학 기계적 연마공정에서의 온도를 서로 다르게 제어하여, 기판(W)의 연마 품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 연마 시 온도에 따라 기판(W)의 프로파일이 영향을 많이 받으므로, 기판(W)의 연마량이 많은 제1 화학 기계적 연마공정에서는 연마패드(PP)의 온도를 높게 설정하고, 기판(W)을 보다 정밀하게 연마하게 되는 제2 화학 기계적 연마공정에서는 연마패드(PP)의 온도를 낮게 설정한다. 그리고 연마패드(PP)의 온도를 조절하고 일정하게 유지하고, 각 연마정반(P에서의 연마패드(PP)의 온도를 서로 다르게 조절하는 온도 조절부(130)가 구비되고, 연마패드(PP)의 온도를 측정하는 온도 측정부(120) 및 연마패드(PP)의 온도를 서로 다르게 제어하기 위한 제어부(140)가 구비된다.
도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 온도 조절부(130)는 기판 캐리어(100)나 캐리어 링(101) 또는 컨디셔너(110) 중 어느 일측 또는 양측 모두에 구비될 수 있다. 온도 조절부(130)는 기판(W)이 연마되는 동안, 또는 기판(W) 연마공정의 전후에 연마패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다. 또는 온도 조절부(130)는 컨디셔너(110)가 연마패드(PP)를 컨디셔닝 하는 동안 연마패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다. 즉, 연마공정 동안 기판(W)이 연마되는 위치에서 열이 더 많이 발생하므로 온도 조절부(130)는 캐리어 링(101)에 구비되어서 기판(W)이 연마되는 위치를 냉각시킬 수 있다. 또는, 온도 조절부(130)는 기판(W)이 연마되는 동안 기판 캐리어(100) 주변에서 기판(W)이 연마되는 위치의 연마패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다. 또는, 온도 조절부(130)는 연마패드(PP)가 컨디셔닝 되는 동안 연마패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다.
일 예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 온도 조절부(130)는 기판 캐리어(100), 상세하게는, 캐리어 링(101)에 구비되어서 연마패드(PP)의 온도가 주변보다 낮거나 높은 위치로 기판 캐리어(100)가 이동하여 해당 위치의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 온도 조절부(130)는 캐리어 링(101)을 따라서 일부 또는 전부에 구비될 수 있다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 온도 조절부(130)의 위치와 형태는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.
다른 예로, 도 6에 도시한 바와 같이, 온도 조절부(130)는 컨디셔너(110)에 구비되어서 연마패드(PP)의 온도가 주변보다 낮거나 높은 위치로 컨디셔너(110)가 이동하여 해당 위치의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 온도 조절부(130)는 컨디셔너(110)의 일부 또는 전부에 구비될 수 있다.
또는, 도 5에 도시한 바와 같이, 온도 조절부(130)는 기판 캐리어(100)나 컨디셔너(110)에 구비되는 것이 아니라 별도의 개체로 형성되어서 연마패드(PP) 상부에 구비될 수 있다.
온도 조절부(130)는 연마패드(PP)의 온도가 주변보다 낮은 부분을 가열하는 가열부일 수 있다. 예를 들어, 온도 조절부(130)는 연마패드(PP)를 가열할 수 있는 열선이나 발열수단을 포함할 수 있다. 또는, 온도 조절부(130)는 적외선을 이용하는 가열 수단일 수 있다. 또는 온도 조절부(130)는 적외선 이외에도 자외선이나 가시광선을 이용하는 가열수단이 사용될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 온도 조절부(130)는 연마패드(PP)를 가열할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다.
또는, 온도 조절부(130)는 연마패드(PP)의 온도가 주변보다 높은 부분을 냉각시킬 수 있는 냉각부일 수 있다. 예를 들어, 온도 조절부(130)는 열전달율이 높아서 연마패드(PP)로부터 빠르게 열을 냉각시키는 열전달 부재 또는 열전도체 또는 냉각수단일 수 있다. 또는 온도 조절부(130)는 연마패드(PP)에 냉각매체를 제공하는 수단일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 온도 조절부(130)는 연마패드(PP)의 온도를 냉각시킬 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다.
온도 조절부(130)는 연마패드(PP)를 가열하기 위한 가열부와 냉각시키기 위한 냉각부를 모두 구비할 수 있다. 또한, 온도 조절부(130)는 가열부와 냉각부가 별도로 형성되지 않고, 냉각 및 가열이 모두 가능한 온도조절수단이 구비되어서, 필요에 따라 연마패드(PP)의 온도를 상승시키거나 냉각시킬 수 있다.
또는 온도 조절부(130)는 소정 온도의 조절매체를 제공하는 수단일 수 있다. 예를 들어, 온도 조절부(130)는 액체나 기체 또는 액체와 기체가 혼합된 유체 중 어느 하나의 유체로 이루어진 조절매체를 제공하는 적어도 하나 이상의 노즐이나 슬릿, 홀 등을 포함할 수 있다. 또한, 온도 조절부(130)는 연마패드(PP)의 온도를 조절하기 위한 소정 온도의 조절매체를 제공하며, 연마패드(PP)를 냉각시키는 온도와 가열시키는 온도로 제공될 수 있다. 예를 들어, 온도 조절부(130)는 연마패드(PP) 표면에 대해서 소정 각도 경사지게 구비될 수 있다. 또한, 온도 조절부(130)는 기판(W) 주변에 구비되는 소정의 직선이나 기판(W)의 둘레에 대응되는 원호와 같은 곡선 형태를 가질 수 있다. 그리고 조절매체는 소정 온도의 DI나 슬러리가 사용될 수 있다.
또한, 온도 조절부(130)는 연마패드(PP) 전체에 조절매체를 제공하거나 연마패드(PP)에서 온도가 주변과 다른 부분에만 국소적으로 조절매체를 제공하도록 형성될 수 있다. 구비될 수 있다.
온도 측정부(120)는 연마패드(PP) 일측에 구비되어서 연마패드(PP)의 온도를 측정하며, 온도 측정부(120)에서 측정된 결과에 따라 온도 조절부(130)에서 연마패드(PP)의 온도를 조절한다.
온도 측정부(120)는 연마패드(PP)와 이격된 상부에 구비되어서 간접적으로 연마패드(PP)의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 온도 측정부(120)는 연마패드(PP) 표면을 촬영하여 연마패드(PP)의 온도를 측정하는 카메라일 수 있다. 여기서, 온도 측정부(120)는 복수의 위치에서 연마패드(PP)의 온도를 측정하도록 구비될 수 있다.
또는, 온도 측정부(120)는 기판 캐리어(100) 또는 컨디셔너(110) 중 어느 일측 또는 양측 모두에 구비되어서 연마패드(PP)의 온도를 측정하는 온도센서(121) 일 수 있다. 온도 측정부(120)는 연마패드(PP)에 접촉되어서 연마패드(PP)의 온도를 측정하거나, 비접촉된 상태에서 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 온도 측정부(120)는 하나 또는 복수의 온도센서(121)가 캐리어 링(101)에 구비될 수 있다. 또는, 온도 측정부(120)는 하나 또는 복수의 온도센서(121)가 컨디셔너(110)에 구비될 수 있다.
또는, 온도 측정부(120)는 연마패드(PP) 또는 연마정반(P) 일측에 구비된 온도센서(121) 일 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 온도 측정부(120)는 연마패드(PP)의 온도를 직접 또는 간접적으로 측정할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다.
연마패드(PP)의 목표 온도를 입력할 수 있도록 입력부(미도시)가 구비되어서, 입력되는 온도에 따라 온도 조절부(130)가 연마패드(PP)의 온도를 조절하도록 하는 것도 가능하다.
제어부(140)는 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)에 대해서 서로 다른 온도로 제어 및 유지한다. 제어부(140)는 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)에 구비된 온도 측정부(120)에서 측정된 결과에 따라 온도 조절부(130)로 각 연마패드(PP)를 가열 및/또는 냉각시킬 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제어부(140)는 연마공정에 따라 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)의 온도를 기설정된 온도로 유지한다. 또한, 제어부(140)는 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)에서 연마공정이 수행되는 동안 연마패드(PP)의 온도가 기설정된 범위의 초과 또는 미만이 되면 온도 조절부(130)를 작동시켜서 해당 연마패드(PP)의 온도를 가열 및/또는 냉각시켜서 일정 온도로 유지시킨다. 또한, 제어부(140)는 하나의 연마패드(PP)에 대해서도 국소적으로 온도가 다른 부분에 비해서 낮거나 높은 부분이 검출된다면, 해당 위치에 대해서 온도 조절부(130)에서 연마패드(PP)를 가열 및/또는 냉각시켜서 일정 온도로 유지시킨다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 온도 조절부(130) 및 제어부(140)의 동작에 대해서 설명한다.
기판 연마장치(1)는 기판(W)을 연마하는 연마공정 동안 또는 기판(W)의 연마 전 또는 후에, 연마패드(PP)의 온도를 측정하고, 연마패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다.
온도 측정부(120)는 복수의 연마정반(P) 또는 연마패드(PP)의 온도를 측정하고, 측정된 온도를 제어부(140)로 전달한다. 온도 측정부(120)에서는 측정된 온도를 통해 온도 조절부(130)를 제어하여 복수의 연마패드(PP)의 온도를 조절한다. 여기서, 제어부(140)는 연마공정에 따라 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)의 온도를 기설정된 온도로 유지한다. 즉, 제1 화학 기계적 연마공정과 제2 화학 기계적 연마공정에서의 온도가 다르도록 연마패드(PP)의 온도를 제어한다.
또한, 제어부(140)는 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)에서 연마공정이 수행되는 동안 연마패드(PP)의 온도가 기설정된 범위의 초과 또는 미만이 되면 온도 조절부(130)를 작동시켜서 해당 연마패드(PP)의 온도를 가열 및/또는 냉각시켜서 일정 온도로 유지시킨다.
또는, 제어부(140)는 하나의 연마패드(PP)에 대해서도 국소적으로 온도가 다른 부분에 비해서 낮거나 높은 부분이 검출된다면, 해당 위치에 대해서 온도 조절부(130)에서 연마패드(PP)를 가열 및/또는 냉각시켜서 일정 온도로 유지시킨다.
여기서, 온도 조절부(130)는 기판 캐리어(100)와 컨디셔너(110) 중 어느 일측 또는 양측에 구비되고, 제어부(140)는 온도 조절부(130)가 연마패드(PP)의 온도 조절이 필요한 부분으로 이동하여서 연마패드(PP)의 온도를 조절하도록 할 수 있다. 또는, 온도 조절부(130)가 기판 캐리어(100)나 컨디셔너(110)와 별도의 개체로 형성되어 연마패드(PP) 상에 구비되고, 제어부(140)는 온도 조절부(130)에서 연마패드(PP)의 온도를 조절하도록 할 수 있다.
그리고 제어부(140)는 온도 조절부(130)가 연마패드(PP)의 온도를 조절한 후, 일정 시간이 경과한 후 연마패드(PP)의 온도를 다시 측정하고, 재측정된 연마패드(PP)의 온도가 목표온도에 도달하였는지 판단하여서, 연마패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다.
본 실시예들에 따르면, 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)에 대해서 연마패드(PP)의 온도를 서로 다르게 제어할 수 있어서, 기판(W)을 보다 정밀하게 연마할 수 있다. 또한, 복수의 연마공정에 대해서 서로 다른 온도로 제어함으로써 기판(W)의 연마속도와 연마율 및 기판의 평탄도를 조절할 수 있고, 연마품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 기판(W)의 연마량이 많은 공정에서는 높은 온도로 제어하고, 기판(W)을 정밀하게 연마하는 공정에서는 낮은 온도로 제어함으로써 기판(W)의 연마공정 및 품질을 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 연마패드(PP)의 온도를 소정 온도로 조절하고, 일정 온도로 유지시킴으로써, 연마 속도를 증가시키고, 기판(W)의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 또한, 연마패드(PP)의 온도를 정확하고 신속하게 제어할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
1: 기판 연마장치
10: 로딩 유닛
20: 언로딩 유닛
30: 예비 세정 장치
100: 기판 캐리어
101: 캐리어 링
103: 멤브레인
105: 압력 챔버
110: 컨디셔너
120: 온도 측정부
121: 온도 센서
130: 온도 조절부
140: 제어부
CR: 연결 레일
C1, C2, C1', C2': 세정 유닛
D: 도킹 유닛
G: 가이드 레일
H: 캐리어 홀더
P: 연마정반
PP: 연마패드
R: 캐리어 링
W: 기판

Claims (22)

  1. 기판의 연마를 위한 연마패드를 구비하는 복수의 연마정반;
    상기 각 연마정반에 구비되며, 상기 각 연마패드에 접촉되도록 상기 기판을 파지하는 복수의 기판 캐리어;
    상기 각 연마정반 상부에 구비되어서 상기 각 연마패드를 미소 절삭하는 복수의 컨디셔너;
    상기 각 연마패드의 온도를 측정하는 복수의 온도 측정부;
    상기 각 연마패드의 온도를 조절하는 온도 조절부; 및
    상기 복수의 연마정반에 구비된 상기 연마패드의 온도를 서로 다르게 제어하되, 상기 기판이 연마공정에서 이동하는 순서에 따라 상기 연마패드의 온도가 낮아지도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 의해 상기 연마패드의 온도가 낮아짐에 따라, 상기 기판의 화학 기계적 연마량이 낮아지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판에 대해서 제1 화학 기계적 연마가 수행되는 제1 연마정반의 온도를 제1 온도로 조절하고, 상기 제1 화학 기계적 연마가 완료된 기판에 대해서 제2 화학 기계적 연마가 수행되는 제2 연마정반의 온도를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 조절하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 연마정반에서 상기 제1 온도로 상기 제1 화학 기계적 연마가 수행되는 동안의 상기 기판의 화학 기계적 연마량은, 상기 제2 연마정반에서 상기 제2 온도로 상기 제2 화학 기계적 연마가 수행되는 동안의 상기 기판의 화학 기계적 연마량보다 높은 것을 특징으로 하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연마패드의 온도가 기설정된 범위로 유지되도록 제어하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연마패드의 온도가 국소적으로 다른 부분에 비해서 낮은 부분은 가열되고, 높은 부분은 냉각되도록 상기 온도 조절부를 작동시키는 화학 기계적 기판 연마장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 상기 기판 캐리어와 상기 컨디셔너 중 어느 하나 이상에 구비되거나,
    상기 기판 캐리어와 상기 컨디셔너와 별도의 개체로 형성되어서 상기 연마패드 상부에서 상기 연마패드와 이격되어 구비되는 화학 기계적 기판 연마장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 상기 컨디셔너에 구비되고,
    상기 온도 측정부는 상기 연마패드에 접촉 또는 비접촉되어서 상기 연마패드의 온도를 측정하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 상기 기판 캐리어에 구비되고,
    상기 온도 측정부는 상기 연마패드에 접촉 또는 비접촉되어서 상기 연마패드의 온도를 측정하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 상기 연마패드를 촬영하여 상기 연마패드의 온도를 측정하는 촬영수단인 화학 기계적 기판 연마장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 하나의 연마패드에 대해서 복수의 위치에서 온도를 측정할 수 있도록 복수개가 구비되는 화학 기계적 기판 연마장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 기판 캐리어와 상기 컨디셔너 중 어느 하나 이상에 구비되는 화학 기계적 기판 연마장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 기판 캐리어와 상기 컨디셔너와 별도의 개체로 형성되어서 상기 연마패드 상부에 구비되는 화학 기계적 기판 연마장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 온도 조절부는, 상기 연마패드를 가열하는 가열부가 구비되고,
    상기 가열부는 상기 연마패드와 접촉 또는 비접촉된 상태에서 가열하도록 형성된 화학 기계적 기판 연마장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 온도 조절부는, 상기 연마패드의 온도가 주변보다 높은 부분을 냉각시키는 냉각부를 포함하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 연마패드에 액체나 가스 또는 액체와 가스가 혼합된 유체 중 어느 하나의 유체를 포함하는 조절매체를 제공하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 조절매체는 DI나 슬러리가 사용되는 화학 기계적 기판 연마장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 기판 캐리어의 측부에서 상기 기판 캐리어의 저면과 상기 연마 패드의 상면의 사이를 향해 상기 조절매체를 경사지게 분사하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 연마패드의 목표 온도를 입력하는 입력부가 구비되고,
    상기 제어부는 상기 입력부에서 입력된 온도에 따라 상기 연마패드의 온도를 조절하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판에 대한 화학 기계적 연마가 미리 정해진 시간 동안 경과된 후, 상기 연마패드의 온도가 목표온도에 도달하였는지 판단하여 상기 온도 조절부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 연마공정 동안 상기 연마패드의 영역 중 다른 위치에 비해서 열이 많이 발생되는 위치인 상기 기판이 연마되는 위치를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 기판 연마장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 캐리어 헤드의 캐리어 링에 장착되며, 상기 캐리어 링에 장착된 상기 온도 조절부에 의해 상기 기판이 연마되는 위치가 냉각되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 기판 연마장치.
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