KR101799496B1 - Chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 웨이퍼의 연마면이 접촉한 상태로 자전하는 연마 패드와; 상기 연마 패드의 표면과 접촉하서 회전하는 제1컨디셔닝 디스크와; 상기 연마 패드의 표면과 접촉하면서 회전하는 제2컨디셔닝 디스크를; 포함하여 구성되어, 2개 이상의 컨디셔닝 디스크에 의하여 연마 패드에 대하여 보다 효율적으로 개질할 수 있고, 웨이퍼의 연마 품질을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 장치를 제공한다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus comprising: a polishing pad rotating on a polishing surface of a wafer in contact with the polishing pad; A first conditioning disk rotating in contact with the surface of the polishing pad; A second conditioning disk rotating in contact with the surface of the polishing pad; The present invention provides a chemical mechanical polishing apparatus capable of more efficiently modifying a polishing pad by two or more conditioning disks and improving the polishing quality of the wafer.

Description

화학 기계적 연마 장치 {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}

본 발명은 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마 공정 중에 대면적 웨이퍼에 따른 대면적 연마 패드의 개질을 보다 효율적으로 할 수 있으면서 화학 기계적 연마 공정 중에 발생되는 이물질을 외부로 배출시키는 효율이 향상된 화학 기계적 연마 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus capable of more effectively modifying a large area polishing pad according to a large area wafer during a chemical mechanical polishing process, And more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus having improved efficiency of polishing.

일반적으로 화학 기계식 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 연마층이 구비된 반도체 제작을 위한 웨이퍼 등의 웨이퍼와 연마 정반 사이에 상대 회전 시킴으로써 웨이퍼의 표면을 연마하는 표준 공정으로 알려져 있다. BACKGROUND ART In general, a chemical mechanical polishing (CMP) process is known as a standard process for polishing a surface of a wafer by relatively rotating between a wafer such as a wafer for manufacturing a semiconductor provided with a polishing layer and a polishing plate.

도1 및 도2는 종래의 화학 기계식 연마 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상면에 연마 패드(11)가 부착된 연마 정반(10)과, 연마하고자 하는 웨이퍼(W)를 장착하여 연마 패드(11)의 상면에 접촉하면서 회전하는 연마 헤드(20)와, 연마 패드(11)의 표면을 미리 정해진 가압력으로 가압하여 미세하게 절삭하여 연마 패드(11)의 표면에 형성된 미공이 표면에 나오도록 하는 컨디셔너(30)와, 웨이퍼(W)의 화학적 연마를 유도하는 슬러리를 연마 패드(11)에 공급하는 슬러리 공급부(40)로 구성된다. 1 and 2 are schematic views of a conventional chemical mechanical polishing apparatus. As shown in the figure, a polishing table 10 having a polishing pad 11 on its upper surface and a polishing head 20 (wafer table) 20 mounted on the wafer W to be polished and rotating while contacting the upper surface of the polishing pad 11 A conditioner 30 for finely cutting the surface of the polishing pad 11 by a predetermined pressing force so that the micropores formed on the surface of the polishing pad 11 come out to the surface; And a slurry supply unit 40 for supplying the slurry to the polishing pad 11.

연마 정반(10)은 웨이퍼(W)가 연마되는 폴리텍스 재질의 연마 패드(11)가 부착되고, 회전축(12)이 회전 구동되어 회전 운동한다.The polishing table 10 is provided with a polishing pad 11 made of a polytecontact material on which the wafer W is polished and the rotary shaft 12 is rotationally driven to rotate.

연마 헤드(20)는 연마 정반(10)의 연마 패드(11)의 상면에 위치하여 웨이퍼(W)를 파지하는 캐리어 헤드(21)와, 캐리어 헤드(21)를 회전 구동하면서 일정한 진폭만큼 왕복 운동을 행하는 연마 아암(22)으로 구성된다. The polishing head 20 includes a carrier head 21 which is located on the upper surface of the polishing pad 11 of the polishing platen 10 to grip the wafer W and a carrier head 21 which reciprocates by a constant amplitude And a polishing arm 22 for performing polishing.

슬러리 공급부(40)는 화학 기계적 연마 공정에 필요한 슬러리를 공급구(42)를 통해 연마 패드(11) 상에 공급하여 웨이퍼의 화학적 연마를 행하게 한다.The slurry supply unit 40 supplies the slurry required for the chemical mechanical polishing process onto the polishing pad 11 through the supply port 42 to perform the chemical polishing of the wafer.

컨디셔너(30)는 연마 패드(11)의 표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 미공들이 막히지 않도록 연마 패드(11)의 표면을 미세하게 절삭하여, 연마 패드(11)의 발포 기공에 채워졌던 슬러리가 캐리어 헤드(21)에 파지된 웨이퍼(W)에 원활하게 공급하도록 한다. The conditioner 30 finely cuts the surface of the polishing pad 11 so that a large number of foam micropores serving as a slurry in which a slurry containing a mixture of an abrasive and a chemical are not clogged on the surface of the polishing pad 11, So that the slurry filled in the foam pores of the carrier head 21 can be smoothly supplied to the wafer W held by the carrier head 21.

이를 위하여, 컨디셔너(30)는, 컨디셔닝 디스크(31)를 끝단에 설치한 아암(35)이 왕복 선회 운동(35d)을 하도록 작동하고, 컨디셔닝 디스크(31)를 하방으로 가압(31p)하면서, 컨디셔닝 디스크(31)를 회전 구동하여 컨디셔닝 디스크(31)가 회전 가압하면서 연마 패드(11)의 영역(30s)을 스윕하면서 연마 패드(11)의 표면을 개질시킨다.
The conditioner 30 operates so that the arm 35 provided at the end of the conditioning disk 31 operates to make the reciprocating motion 35d and presses the conditioning disk 31 downward 31p, The disk 31 is rotationally driven to modify the surface of the polishing pad 11 while sweeping the region 30s of the polishing pad 11 while rotating the conditioning disk 31 under pressure.

이 때, 웨이퍼(W)의 대면적화에 따라 웨이퍼(W)의 직경이 300mm 보다 더 커지면, 연마 패드(11)의 반경(Ro)도 웨이퍼(W)의 반경에 비례하여 더 커지는 데, 웨이퍼(W)의 직경이 작은 경우와 마찬가지로 보다 더 커진 면적의 연마 패드(11)에서 개질이 이루어지기 위해서는, 컨디셔너(30)의 컨디셔닝 디스크(31)의 면적이 커지거나 컨디셔닝 디스크(31)가 연마 패드(11)에 대하여 스윕 이동하는 속도가 더 커져야 한다. At this time, if the diameter of the wafer W is larger than 300 mm as the wafer W is made larger, the radius Ro of the polishing pad 11 becomes larger in proportion to the radius of the wafer W, The conditioning disk 31 of the conditioner 30 is increased in area or the conditioning disk 31 is moved to the polishing pad 11 in the same manner as in the case where the diameter of the conditioning disk 31 is smaller than the diameter of the conditioning disk 31. [ 0.0 > 11). ≪ / RTI >

그러나, 화학 기계적 연마 공정 중에 컨디셔닝 디스크(31)를 가압하는 가압력에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)가 연마 패드(11)에 완전히 밀착되지 않고 미세하게 들뜨는 틸팅(ang)이 발생되는데, 컨디셔닝 디스크(31)의 직경(d30)이 더 커지면, 증가된 컨디셔닝 디스크(31)의 직경(d30)에 비례하여 컨디셔닝 디스크(31)의 틸팅(ang)에 의해 연마 패드(11)에 밀착하지 못하고 들뜨는 영역이 보다 크게 발생되므로, 연마 패드(11)를 정확하게 가압하지 못하는 영역이 넓어져 개질 공정이 원활해지지 않는 문제가 발생된다. However, due to the pressing force to press the conditioning disk 31 during the chemical mechanical polishing process, the conditioning disk 31 is not completely brought into close contact with the polishing pad 11 but tilts slightly, The larger the diameter d30 of the conditioning disk 31 is, the larger the diameter d30 of the increased conditioning disk 31 is, the larger the area that can not be closely contacted to the polishing pad 11 due to the tilting of the conditioning disk 31 There arises a problem that the area where the polishing pad 11 can not be accurately pressed is widened, so that the modification process is not smooth.

이 뿐만 아니라, 컨디셔닝 디스크(31)의 직경(d30)이 더 커지면, 컨디셔닝 디스크(31)의 직경(d30)이 증가하기 이전에 비하여 인가해야 하는 가압력(31p)이 더 커지게 된다. 일반적으로 컨디셔닝 디스크(31)에 인가되는 가압력(31p)은 공압을 이용한 실린더에 의해 도입되는 데, 가압력(31p)의 증가에 따라 실린더의 용량이 더 커져야 하고, 이에 따라 컨디셔닝 디스크(31)를 고정하는 아암(35)의 끝단에 위치하는 실린더 등의 중량이 더 커져 스윕(35d) 운동이 원활하게 이루어지지 않는 문제도 야기되었다.
In addition, when the diameter d30 of the conditioning disk 31 is larger, the pressing force 31p to be applied is greater than that before the diameter d30 of the conditioning disk 31 is increased. Generally, the pressing force 31p applied to the conditioning disk 31 is introduced by a cylinder using pneumatic pressure. The capacity of the cylinder must be increased with the increase of the pressing force 31p, The weight of the cylinder or the like positioned at the end of the arm 35 is increased, and the sweep 35d is not smoothly moved.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 대면적 웨이퍼에 따른 대면적 연마 패드의 개질을 효율적으로 하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to efficiently modify a large area polishing pad according to a large area wafer during a chemical mechanical polishing process.

무엇보다도, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 발생되는 이물질을 외부로 배출시키는 효율이 향상된 화학 기계적 연마 장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In particular, the present invention aims to provide a chemical mechanical polishing apparatus with improved efficiency of discharging foreign matter generated during a chemical mechanical polishing process to the outside.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 웨이퍼의 연마면이 접촉한 상태로 자전하는 연마 패드와; 상기 연마 패드의 표면과 접촉하면서 회전하는 제1컨디셔닝 디스크와; 상기 연마 패드의 표면과 접촉하면서 회전하는 제2컨디셔닝 디스크를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a polishing apparatus comprising: a polishing pad rotating in a state in which a polishing surface of a wafer is in contact; A first conditioning disk rotating in contact with the surface of the polishing pad; A second conditioning disk rotating in contact with the surface of the polishing pad; The present invention also provides a chemical mechanical polishing apparatus comprising:

이는, 제1컨디셔닝 디스크와 제2컨디셔닝 디스크를 포함하여 2개 이상의 컨디셔닝 디스크에 의하여 연마 패드에 대하여 보다 효율적으로 개질할 수 있도록 하기 위함이다. This is to enable more efficient modification to the polishing pad by two or more conditioning disks, including the first conditioning disk and the second conditioning disk.

즉, 웨이퍼의 직경이 현재의 300mm에 비하여 보다 더 큰 직경이 되더라도 2개 이상의 컨디셔닝 디스크를 이용하여 넓은 면적의 연마 패드를 각각 가압하면서 회전하여 개질하는 것이 가능해진다.
That is, even if the diameter of the wafer is larger than the current diameter of 300 mm, it is possible to rotate and modify the polishing pad with a large area using two or more conditioning disks.

이 때, 제1컨디셔닝 디스크의 회전 중심과 상기 제2컨디셔닝 디스크의 회전 중심은 상기 연마 패드의 회전 중심으로부터 서로 다른 반경 거리에 위치할 수도 있다. 이에 따라, 자전하는 연마 패드의 서로 다른 반경 위치에서 각각 연마 패드의 표면을 개질하여, 연마 패드의 넓이가 보다 크게 확대되더라도 연마 패드의 개질 공정을 정확하게 할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.At this time, the rotation center of the first conditioning disk and the rotation center of the second conditioning disk may be located at different radial distances from the rotation center of the polishing pad. As a result, the surface of the polishing pad is modified at different radial positions of the rotating polishing pad, and the polishing pad can be precisely modified even if the width of the polishing pad is enlarged.

즉, 동일한 영역에 대하여 연마 패드를 개질하기 위하여 하나의 컨디셔닝 디스크의 크기를 보다 크게 형성할 수도 있지만, 컨디셔닝 디스크의 크기가 커질수록 컨디셔닝 디스크에 작용하는 가압력이 컨디셔닝 디스크의 전체에 균일하게 분포하지 않고 일측에 치우치기가 쉬운데, 컨디셔닝 디스크의 표면적을 크게 증대시키더라도 연마 패드가 실제 넓은 면적에 대해 개질되지 못하는 문제가 생기게 된다. 그러나, 동일한 영역에 대하여 2개 이상의 컨디셔닝 디스크가 배치됨으로써, 컨디셔닝 디스크의 크기를 일정하게 유지하여 연마 패드를 가압하는 가압력을 보다 균일하게 유지할 수 있게 되어, 연마 패드의 표면을 균일하게 개질할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.That is, one conditioning disk may be larger in size to modify the polishing pad for the same area, but as the size of the conditioning disk increases, the pressing force acting on the conditioning disk is not evenly distributed throughout the conditioning disk It is easy to bias the polishing pad to one side. However, even if the surface area of the conditioning disk is greatly increased, there is a problem that the polishing pad can not be reformed to an actual large area. However, by arranging two or more conditioning discs in the same area, the pressing force for pressing the polishing pad can be kept more uniform by keeping the size of the conditioning disc constant, so that the surface of the polishing pad can be uniformly modified Effect can be obtained.

그리고, 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크 중 어느 하나 이상은 상기 연마 패드 상에서 이동 가능하게 형성되어, 컨디셔닝 디스크와 연마 패드의 접촉 면적을 보다 크게 할 수 있다.
At least one of the first conditioning disk and the second conditioning disk is formed to be movable on the polishing pad, so that the contact area between the conditioning disk and the polishing pad can be increased.

특히, 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크가 함께 설치된 가이드 아암이 구비되어, 가이드 아암의 위치를 조절하거나, 가이드 아암에 대한 컨디셔닝 디스크의 위치를 조절하는 것 중 어느 하나 이상에 의하여, 가이드 아암에 2개 이상의 컨디셔닝 디스크가 설치되어 컨디셔닝 디스크의 위치 제어를 보다 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 아암은 상기 연마 패드 상측에서 정해진 각도만큼 왕복 회전 운동을 할 수 있다. In particular, a guide arm provided with the first conditioning disk and the second conditioning disk is provided to adjust the position of the guide arm or the position of the conditioning disk relative to the guide arm, More than two conditioning disks may be installed on the arm to facilitate positional control of the conditioning disk. For example, the guide arm may be reciprocally rotated at a predetermined angle above the polishing pad.

그리고, 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 상기 가이드 아암을 따라 이동함으로써, 가이드 아암이 회전하지 않고서도 컨디셔닝 디스크가 연마 패드의 반경 방향으로의 어느 위치에 대해서도 접촉 가압된 상태로 위치 제어를 가능하게 한다. The first conditioning disk and the second conditioning disk move along the guide arm so that the conditioning disk can be moved in the radial direction of the polishing pad without being rotated, .

이 때, 제1디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 가이드 아암의 외주면의 형상을 따라 U자형 경로를 따라 이동하게 구성되어, 컨디셔닝 디스크의 위치를 보다 자유자재로 제어할 수 있다.
At this time, the first orientation disk and the second conditioning disk are configured to move along the U-shaped path along the shape of the outer circumferential surface of the guide arm, so that the position of the conditioning disk can be controlled more freely.

무엇보다도, 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 서로 다른 방향으로 회전하게 구성될 수 있다. 이와 같이 제1컨디셔닝 디스크와 제2컨디셔닝 디스크가 서로 다른 방향으로 회전함으로써, 연마 패드와 서로 다른 방향으로 접촉 회전하면서 방향성이 없는 연마 패드의 개질 공정을 행할 수 있는 장점을 얻을 수 있다.Above all, the first conditioning disk and the second conditioning disk may be configured to rotate in different directions. As described above, the first conditioning disk and the second conditioning disk are rotated in different directions, so that the polishing pad can be modified in the direction of the polishing pad without any direction while being rotated in contact with the polishing pad in different directions.

더욱이, 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크의 회전 방향은 상기 연마 패드의 중심부에 잔류하는 물질을 반경 바깥 방향으로 배출하는 방향으로 정해짐으로써, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼로부터 분리된 연마 입자와 화학적 연마에 사용된 오염된 슬러리를 연마 패드의 바깥으로 컨디셔닝 디스크에 의하여 안내되어 밀려 배출되게 하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 이물질이 연마 패드 상에 잔류하면서 화학 기계적 연마 공정을 방해하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.Further, the rotation direction of the first conditioning disk and the second conditioning disk is determined to be a direction of discharging the material remaining in the center of the polishing pad to the outside in the radial direction, so that the abrasive particles separated from the wafer during the chemical mechanical polishing process And the effect of preventing the contaminated slurry used in the chemical polishing from being guided out by the conditioning disk to the outside of the polishing pad to be discharged and preventing the foreign matter from remaining on the polishing pad during the chemical mechanical polishing process and interfering with the chemical mechanical polishing process Can be obtained.

상기와 같은 본 발명의 구성은 연마 패드의 직경이 300mm를 초과하여 400mm 내지 500mm인 웨이퍼의 연마 공정이 행해지는 크기로 확대되더라도, 연마 패드의 개질을 원활하게 할 수 있다.
The above-described structure of the present invention can smoothly modify the polishing pad even if the diameter of the polishing pad is enlarged to a size in which the polishing process of the wafer having a diameter of more than 300 mm and 400 mm to 500 mm is performed.

한편, 본 발명은, 웨이퍼의 연마면이 접촉한 상태로 자전하는 연마 패드의 표면과 접촉하면서 회전하는 제1컨디셔닝 디스크와; 상기 연마 패드의 표면과 접촉하면서 회전하는 제2컨디셔닝 디스크와; 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크가 함께 설치된 가이드 아암을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a polishing apparatus comprising: a first conditioning disk rotating in contact with a surface of a polishing pad rotating in contact with a polishing surface of the wafer; A second conditioning disk rotating in contact with the surface of the polishing pad; A guide arm provided with the first conditioning disk and the second conditioning disk together; The present invention also provides a conditioner for a chemical mechanical polishing apparatus.

여기서, 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 상기 가이드 아암을 따라 정해진 경로로 이동할 수 있다.Here, the first conditioning disk and the second conditioning disk may move along a predetermined path along the guide arm.

그리고, 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 독립적으로 회전 속도, 가압력, 이동 속도 중 어느 하나 이상이 조절되는 것이 바람직하다.
Preferably, the first conditioning disk and the second conditioning disk independently adjust at least one of a rotational speed, a pressing force, and a moving speed.

본 발명에 따르면, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드의 표면을 2개 이상의 컨디셔닝 디스크로 개질함으로써, 웨이퍼의 직경이 현재의 300mm에 비하여 보다 더 큰 직경에 부합하는 연마 패드를 2개 이상의 컨디셔닝 디스크에 의하여 균일한 가압력으로 정확하게 개질할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, by polishing the surface of the polishing pad with two or more conditioning discs during a chemical mechanical polishing process, the polishing pad, which has a diameter corresponding to a larger diameter than the current 300 mm, It is possible to obtain an effect of accurately reforming with a uniform pressing force.

즉, 본 발명은 연마 패드의 면적이 증대된 경우에도, 컨디셔닝 디스크의 직경을 확대하지 않으면서, 단위 시간당 연마 패드의 개질 면적 비율을 연마 패드의 면적이 증대되기 이전에 비하여 동등하거나 보다 높은 수준으로 행할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. That is, according to the present invention, even when the area of the polishing pad is increased, the ratio of the modified area of the polishing pad per unit time can be made equal to or higher than that before the area of the polishing pad is increased without enlarging the diameter of the conditioning disk It is possible to obtain an advantageous effect.

그리고, 본 발명은, 2개 이상의 컨디셔닝 디스크를 자유자재로 연마 패드의 어느 반경 위치에 위치시킬 수 있는 가이드 아암이 구비되어, 2개 이상의 컨디셔닝 디스크의 연마 패드에 대한 위치 제어를 보다 정확하면서 용이하게 할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.Further, the present invention provides a guide arm capable of freely positioning two or more conditioning disks at any radial position of the polishing pad, so that the position control for the polishing pad of two or more conditioning disks can be performed more accurately and easily The advantage can be obtained.

무엇보다도, 본 발명은 2개 이상의 컨디셔닝 디스크가 서로 동일한 방향이나 반대 방향으로 회전할 수 있고, 간헐적으로 동일한 방향에서 반대 방향으로 방향 전환이 이루어지게 구성됨에 따라, 연마 패드의 개질 방향성을 없애고 균일한 형태로 개질할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.Above all, the present invention is configured so that two or more conditioning disks can rotate in the same or opposite directions to each other, and are intermittently changed from the same direction to the opposite direction, so that the reforming direction of the polishing pad is eliminated, It is possible to obtain the advantage that it can be reformed into a form.

특히, 본 발명은 한 쌍의 컨디셔닝 디스크가 원주 방향으로 배치되고, 한 쌍의 컨디셔닝 디스크의 사잇 영역이 반경 바깥을 향하는 방향으로 배출시키는 방향으로 서로 다른 방향으로 회전함으로써, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼로부터 분리된 연마 입자와 화학적 연마에 사용된 오염된 슬러리를 연마 패드의 바깥으로 컨디셔닝 디스크에 의하여 안내되어 밀려 배출되게 하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 이물질이 연마 패드 상에 잔류하면서 화학 기계적 연마 공정을 방해하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
Particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, in which a pair of conditioning disks are arranged in a circumferential direction and rotated in different directions in a direction in which the sate regions of the pair of conditioning disks are discharged in a radially outward direction, Separate abrasive particles and contaminated slurries used for chemical polishing are guided out of the polishing pad by being guided out by the conditioning disk so that the foreign matter remains on the polishing pad during the chemical mechanical polishing process and interferes with the chemical mechanical polishing process It is possible to obtain an effect of preventing the above-

도1은 일반적인 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 정면도,
도2는 도1의 평면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 구성을 평면도,
도4는 도3의 컨디셔너를 도시한 사시도,
도5a 및 도5b는 도4의 컨디셔너의 작용을 설명하기 위한 평면도,
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너의 작용을 설명하기 위한 평면도이다.1 is a front view showing the construction of a general chemical mechanical polishing apparatus;
Fig. 2 is a plan view of Fig. 1,
3 is a plan view showing the construction of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
Fig. 4 is a perspective view showing the conditioner of Fig. 3,
Figs. 5A and 5B are plan views for explaining the action of the conditioner of Fig. 4,
6 is a plan view for explaining the operation of the conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, a chemical mechanical polishing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are designated by the same or similar reference numerals and the description thereof will be omitted for the sake of clarity of the present invention.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 구성을 평면도, 도4는 도3의 컨디셔너를 도시한 사시도, 도5a 및 도5b는 도4의 컨디셔너의 작용을 설명하기 위한 평면도, 도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너의 작용을 설명하기 위한 평면도이다.
Fig. 3 is a plan view of the construction of the chemical mechanical polishing apparatus according to one embodiment of the present invention, Fig. 4 is a perspective view showing the conditioner of Fig. 3, Figs. 5A and 5B are plan views for explaining the action of the conditioner of Fig. 6 is a plan view for explaining the operation of the conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마장치(100)는, 연마 정반의 상면에 입혀지고 자전하는 연마 패드(111)와, 웨이퍼(W)를 하측에 밀착시킨 상태로 함께 자전하고 웨이퍼(W)의 연마면을 연마 패드(111)에 접촉하도록 가압하는 연마 헤드(20)와, 공급구(142)를 통해 연마 패드(111)에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부(140)와, 연마 패드(111)의 표면을 개질하는 컨디셔너(130)로 구성된다. As shown in the drawing, a chemical mechanical polishing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a polishing pad 111 which is coated on an upper surface of a polishing platen and rotates, a state in which the wafer W is brought into close contact with the lower side A polishing head 20 that rotates together with the polishing pad 111 and presses the polishing surface of the wafer W so as to contact the polishing pad 111 and a slurry supply unit 140 that supplies the slurry to the polishing pad 111 through the supply port 142 And a conditioner 130 for modifying the surface of the polishing pad 111. [

상기 연마 패드(111)는 구동 모터에 의하여 회전 구동되는 연마 정반(10)의 상면에 입혀지며, 웨이퍼(W)의 연마면에 따라 적합한 재질이 선택되어 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 정반(10)과 함께 자전(111d)하면서 웨이퍼(W)의 연마면을 연마한다. The polishing pad 111 is coated on the upper surface of the polishing platen 10 that is driven to rotate by a driving motor and a suitable material is selected according to the polishing surface of the wafer W. During the chemical mechanical polishing process, And polishes the polished surface of the wafer W while rotating together.

상기 연마 헤드(20)는 도1에 도시된 형태로 연마 정반(10)의 연마 패드(11)의 상면에 위치하여 웨이퍼(W)를 파지하는 캐리어 헤드(21)와, 캐리어 헤드(21)를 회전 구동하면서 일정한 진폭만큼 왕복 운동을 행하는 연마 아암(22)으로 구성된다. 경우에 따라서는, 연마 헤드(20)는 웨이퍼(W)를 탑재한 상태로 이동하면서 다수의 연마 패드(111)에서 다단계의 화학 기계적 연마 공정을 행할 수도 있다.The polishing head 20 includes a carrier head 21 which is located on the upper surface of the polishing pad 11 of the polishing platen 10 and grasps the wafer W, And a polishing arm 22 that performs a reciprocating motion with a constant amplitude while rotating. In some cases, the polishing head 20 may perform a multistage chemical mechanical polishing process in a plurality of polishing pads 111 while moving in a state where the wafer W is mounted.

상기 슬러리 공급부(140)는 화학 기계적 연마 공정에 필요한 슬러리를 공급구(142)를 통해 연마 패드(111) 상에 공급하여 웨이퍼의 화학적 연마를 행하게 한다.The slurry supply unit 140 supplies the slurry required for the chemical mechanical polishing process onto the polishing pad 111 through the supply port 142 to perform the chemical polishing of the wafer.

상기 컨디셔너(130)는 연마 패드(11)의 표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 미공들이 막히지 않도록 연마 패드(111)의 표면을 미세하게 절삭하여, 연마 패드(111)의 발포 기공에 채워지는 슬러리가 연마 헤드(20)의 하측에서 연마 중인 웨이퍼(W)에 원활하게 공급하도록 한다. The conditioner 130 finely cuts the surface of the polishing pad 111 so that a large number of foam micropores serving as a slurry in which a slurry containing a mixture of an abrasive and a chemical are not clogged on the surface of the polishing pad 11, 111) to be supplied to the wafer W being polished from the lower side of the polishing head 20 smoothly.

이를 위하여, 컨디셔너(130)는 힌지축(135a)을 중심으로 정해진 각도만큼 왕복 회전 운동(135d)을 하는 가이드 아암(135)과, 가이드 아암(135)에 설치되어 연마 패드(111)의 표면과 접촉하면서 자전(131r, 132r)하는 제1컨디셔닝 디스크(131) 및 제2컨디셔닝 디스크(132)를 포함하여 구성된다. The conditioner 130 includes a guide arm 135 that reciprocates in a reciprocating motion 135d about a hinge axis 135a and a guide arm 135 which is provided on the guide arm 135 and which is disposed on the surface of the polishing pad 111, And a first conditioning disk 131 and a second conditioning disk 132 which rotate while being in contact with each other.

이와 같이, 컨디셔너(130)에 2개 이상의 컨디셔닝 디스크(131, 132)가 설치됨에 따라, 웨이퍼(W)의 직경이 현재의 300mm에 비하여 보다 더 큰 대면적 (예를 들어, 직경이 400mm 내지 500mm인) 웨이퍼(W)의 연마 공정에 사용할 수 있는 연마 패드에 대해서도, 컨디셔닝 디스크(131, 132)의 틸팅 현상이 억제되는 크기로 유지하여 연마 패드(111)를 개질할 수 있게 된다. 즉, 연마 패드(111)의 반경(R1)이 종래 사용하고 있는 것에 비하여 보다 커진 경우에도, 컨디셔닝 디스크(131, 132)의 직경(d131, d132)을 확대하지 않으면서, 단위 시간당 연마 패드의 개질 면적 비율을 연마 패드의 면적이 증대되기 이전에 비하여 동등하거나 보다 높은 수준으로 행할 수 있게 된다. As described above, since two or more conditioning disks 131 and 132 are provided on the conditioner 130, the diameter of the wafer W is larger than the current 300 mm (for example, the diameter is 400 mm to 500 mm The polishing pad 111 which can be used in the polishing process of the wafer W can be maintained at a size where the tilting phenomenon of the conditioning disks 131 and 132 can be suppressed. That is, even when the radius R1 of the polishing pad 111 is larger than that of the conventional one, the diameter d131 and d132 of the conditioning disks 131 and 132 are not enlarged, The area ratio can be made equal or higher than before the area of the polishing pad is increased.

또한, 컨디셔닝 디스크(131, 132)의 직경(d131, d132)을 연마 패드(111)의 면적 증가분에 비례하여 증가하지 않게 구성할 수 있게 되어, 이에 따른 단위 컨디셔닝 디스크(131, 132)에 작용하는 가압력을 일정 수준으로 작게 유지할 수 있게 되어, 컨디셔닝 디스크의 틸팅에 따른 문제와 스윕 이동이 원활해지지 않는 문제를 해결할 수 있다 이 뿐만 아니라, 2개 이상의 컨디셔닝 디스크(131, 132)를 연마 패드(111)의 서로 다른 반경 길이에 위치시킨 상태로 회전하면서 연마 패드를 가압하도록 구성함에 따라, 연마 패드를 가압하는 가압력을 보다 균일하게 유지하여 개질 신뢰성을 높게 유지하면서 보다 넓은 연마 패드의 표면을 균일하게 개질할 수 있다. It is also possible to configure the diameters d131 and d132 of the conditioning disks 131 and 132 not to increase in proportion to the increase in the area of the polishing pad 111, It is possible to solve the problem of the tilting of the conditioning disk and the problem that the sweep movement is not smooth. In addition, since two or more conditioning disks 131 and 132 can be attached to the polishing pad 111, The polishing pad is pressed while being rotated while being positioned at different radial lengths of the polishing pad so that the pressing force for pressing the polishing pad is more uniform so that the surface of the wider polishing pad can be uniformly modified .

여기서, 가이드 아암(135)에 설치된 제1컨디셔닝 디스크(131)와 제2컨디셔닝 디스크(132)는, 가이드 아암(135)의 특정 위치에 고정되고 가이드 아암(135)의 왕복 회전 운동(135d)에 의하여 컨디셔닝 디스크(131, 132)가 연마 패드(111) 상에서 이동할 수도 있고, 가이드 아암(135)이 연마 패드(111)의 반경 방향으로 뻗어 설치된 상태에서 가이드 아암(135)의 정해진 경로(130p)를 따라 이동하는 것에 의하여 컨디셔닝 디스크(131, 132)가 연마 패드(111) 상에서 이동할 수도 있으며, 도3에 도시된 바와 같이 가이드 아암(135)이 왕복 회전 운동(135d)을 하면서 컨디셔닝 디스크(131, 132)가 가이드 아암(135)의 정해진 경로(130p)를 따라 이동하는 것이 병행될 수도 있다. The first conditioning disk 131 and the second conditioning disk 132 provided on the guide arm 135 are fixed to a specific position of the guide arm 135 and fixed to the reciprocating rotational motion 135d of the guide arm 135 The conditioning disks 131 and 132 may move on the polishing pad 111 and the predetermined path 130p of the guide arm 135 may be moved in a state in which the guide arm 135 is extended in the radial direction of the polishing pad 111 The conditioning disks 131 and 132 may move on the polishing pad 111 and the guide arm 135 may move along the conditioning disks 131 and 132 May move along the predetermined path 130p of the guide arm 135 in parallel.

특히, 가이드 아암(135)의 정해진 경로(130p)를 따라 컨디셔닝 디스크(131, 132)의 위치가 변동 가능하게 구성됨에 따라, 연마 패드(111)의 영역별로 개질 효과를 수시로 변동하면서 개질 효과를 국부적으로 차이를 두면서 제어하는 것이 가능해지는 잇점을 얻을 수 있다. Particularly, since the positions of the conditioning discs 131 and 132 can be changed along the predetermined path 130p of the guide arm 135, the effect of modifying the polishing pad 111 can be varied locally, It is possible to obtain the advantage that it can be controlled while making a difference.

더욱이, 가이드 아암(135)의 정해진 경로(130p)가 왕복 형태로만 이동하는 것이 아니라, 도3에 도시된 바와 같이 U자 형태로 형성됨에 따라, 2개의 컨디셔닝 디스크(131, 132)가 연마 패드(111)의 회전 중심(O)에 인접한 부분을 포함하여, 연마 패드(111)의 어느 위치에서도 유사한 반경 길이를 갖는 위치에 나란히 배치될 수 있게 되어, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드(111)의 높이 편차를 보다 신속하게 완화시키기 위한 개질을 확실하게 할 수 있다.3, the two conditioning disks 131 and 132 are formed in a U-shape as shown in FIG. 3, instead of being moved in the reciprocating manner only in the path 130p of the guide arm 135, It is possible to arrange the polishing pad 111 at a position having a similar radial length at any position of the polishing pad 111 including a portion adjacent to the rotation center O of the polishing pad 111 during the chemical mechanical polishing process, The modification for relieving the deviation more quickly can be ensured.

도면에 도시되지 않았지만, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드(111)의 반경 방향으로의 높이 편차를 측정하고, 연마 패드(111)의 높이 편차에 의하여 웨이퍼의 연마 품질이 영향을 받으므로, 연마 패드(111)의 높이 편차를 줄이기 위하여 컨디셔너(130)의 제어가 필요하게 된다. 이 때, 본 발명은 가이드 아암(135)의 U자 형태로 정해진 경로(130p)를 따라 2개 이상의 컨디셔닝 디스크(131, 132)를 이동시키면서, 연마 패드(111)의 높이가 상대적으로 높은 영역을 집중적으로 드레싱함으로써, 연마 패드(111)의 높이 편차를 짧은 시간 내에 완화하여 웨이퍼(W)의 연마 품질을 향상시킬 수 있다.
Although not shown in the drawings, since the height deviation of the polishing pad 111 in the radial direction is measured during the chemical mechanical polishing process and the polishing quality of the wafer is affected by the height deviation of the polishing pad 111, The conditioner 130 needs to be controlled in order to reduce the height deviation of the air conditioner 111. At this time, according to the present invention, two or more conditioning disks 131 and 132 are moved along a path 130p defined by the U-shaped shape of the guide arm 135, and a region where the height of the polishing pad 111 is relatively high By intensively dressing, the height deviation of the polishing pad 111 can be alleviated within a short time, and the polishing quality of the wafer W can be improved.

그리고, 가이드 아암(135)을 따라 이동하는 컨디셔닝 디스크(131, 132)는 도5a에 도시된 바와 같이, 각각의 컨디셔닝 디스크(131, 132)에 의하여 드레싱되는 영역의 일부가 중복되는 영역(55)이 구비되게 반경 길이가 다른 위치에 배치될 수도 있다. 이에 의하여, 연마 패드(111)의 전체 면적에 걸쳐 골고루 접촉하면서 패드의 개질 공정을 할 수 있게 된다. The conditioning disks 131 and 132 which move along the guide arm 135 are arranged in a region 55 where a part of the region to be dressed by each of the conditioning disks 131 and 132 is overlapped, May be disposed at positions having different radial lengths. As a result, it is possible to perform the process of modifying the pad while making uniform contact over the entire area of the polishing pad 111.

여기서, 컨디셔닝 디스크(131, 132)에 의하여 중복되는 영역은 도5b에 도시된 바와 같이 두껍게 형성되어, 연마 패드(111)의 높이가 상대적으로 높은 영역을 짧은 시간에 줄이도록 작용할 수도 있다.
Here, the overlapping regions by the conditioning disks 131 and 132 may be formed thick as shown in FIG. 5B, so that the polishing pad 111 may function to shorten a region having a relatively high height in a short time.

한편, 제1컨디셔닝 디스크(131)와 제2컨디셔닝 디스크(132)는 각각의 가압 수단(131p, 132p)에 의하여 독립적으로 가압되고, 동시에 서로 독립적으로 회전 구동된다. 따라서, 제1컨디셔닝 디스크(131)와 제2컨디셔닝 디스크(132)는 서로 같은 방향으로 회전할 수도 있고, 서로 다른 방향으로 회전할 수도 있으며, 서로 같은 가압력으로 연마 패드(111)를 가압할 수도 있고, 서로 다른 가압력으로 연마 패드(111)를 가압할 수도 있다. On the other hand, the first conditioning disk 131 and the second conditioning disk 132 are independently pressurized by the respective pressurizing means 131p and 132p, and are simultaneously rotationally driven independently of each other. Accordingly, the first conditioning disk 131 and the second conditioning disk 132 may rotate in the same direction, rotate in different directions, and press the polishing pad 111 with the same pressing force , The polishing pad 111 may be pressed with different pressing forces.

이에 따라, 연마 패드(111)의 영역별로 컨디셔닝 디스크(131, 132)를 통해 도입되는 가압력을 서로 다르게 조절하여 연마 패드의 개질 상태를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있다. 구체적으로는, 연마 패드는 회전 중심으로부터 반경 길이가 길수록 선속도가 더 크므로, 연마 패드와 컨디셔닝 디스크와의 접촉에 의한 개질 특성을 반경 길이에 무관하게 일정하게 유지하기 위하여, 반경 길이가 더 긴 위치를 개질하는 컨디셔닝 디스크(도5a의 131)에 도입되는 가압력이 반경 길이가 더 짧은 위치를 개질하는 컨디셔닝 디스크(도5a의 132)에 도입되는 가압력에 비하여 더 크게 작용시킬 수 있다.Accordingly, the pressing force introduced through the conditioning disks 131 and 132 can be adjusted differently for each region of the polishing pad 111, so that the reforming state of the polishing pad can be uniformly maintained as a whole. Specifically, since the polishing pad has a larger linear velocity from the center of rotation, the linear velocity is greater, so that the polishing pad has a longer radius than the polishing pad in order to keep the modification property due to the contact between the polishing pad and the conditioning disk constant irrespective of the radius. The pressing force introduced into the conditioning disk (position 131 in FIG. 5A) for modifying the position can be made larger than the pressing force introduced into the conditioning disk (position 132 in FIG. 5A) that reforms the position having a shorter radius.

이와 유사하게, 연마 패드의 영역별로 컨디셔닝 디스크(131, 132)의 회전 속도를 서로 다르게 조절하여 연마 패드의 개질 상태를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있다. 즉, 연마 패드(111)는 회전 중심으로부터 반경 길이가 길수록 선속도가 더 크므로, 연마 패드와 컨디셔닝 디스크와의 접촉에 의한 개질 특성을 반경 길이에 무관하게 일정하게 유지하기 위하여, 반경 길이가 더 긴 위치를 개질하는 컨디셔닝 디스크(도5a의 131)의 회전 속도는 반경 길이가 더 짧은 위치를 개질하는 컨디셔닝 디스크(도5a의 132)의 회전 속도에 비하여 더 크게 조절할 수 있다. Similarly, the rotational speeds of the conditioning disks 131 and 132 may be adjusted differently for each region of the polishing pad, so that the reforming state of the polishing pad can be maintained uniformly as a whole. That is, since the polishing speed of the polishing pad 111 from the center of rotation is larger as the radius is longer, the radial length of the polishing pad 111 is larger than the radial length of the polishing pad 111 in order to maintain the modification characteristic due to the contact between the polishing pad and the conditioning disk constant irrespective of the radial length. The rotational speed of the conditioning disk (131 in FIG. 5A) that modifies the long position can be adjusted to a greater extent than the rotational speed of the conditioning disk (132 in FIG. 5A), which modifies the position having a shorter radius.

이를 통해, 연마 패드의 반경 길이가 서로 다른 지점에서 선속도 차이가 발생되더라도, 연마 패드(111)의 회전 중심으로부터의 반경 길이 차이에 무관하게, 연마 패드(111)의 개질 상태를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
As a result, even if the linear velocity difference occurs at the different radial lengths of the polishing pad, the modified state of the polishing pad 111 can be kept uniform as a whole irrespective of the radial length difference from the center of rotation of the polishing pad 111 The effect can be obtained.

한편, 도면에는 제1컨디셔닝 디스크(131)와 제2컨디셔닝 디스크(132)가 서로 동일한 크기로 형성된 구성을 예시하였지만, 제1컨디셔닝 디스크(131)와 제2컨디셔닝 디스크(132)는 서로 다른 크기로 형성되어, 연마 패드의 넓은 면적을 어느 하나의 컨디셔닝 디스크로 개질하고, 충분히 개질되지 않는 연마 패드의 일부 면적을 다른 작은 크기의 컨디셔닝 디스크로 가압력을 보다 크게 하는 방식으로 행할 수도 있다. Although the first and second conditioning disks 131 and 132 have the same size as the first and second conditioning disks 131 and 132, the first and second conditioning disks 131 and 132 may have different sizes So that a large area of the polishing pad is modified with one of the conditioning disks and a part of the area of the polishing pad which is not sufficiently reformed is made larger with the other small size of the conditioning disk.

이에 의하여, 연마 패드(111)의 특정 부분에서 다른 부분에 비하여 보다 높거나 낮은 가압력을 도입하거나 보다 빠르거나 느리게 회전시키는 것에 의하여, 연마 패드의 높이 편차를 조절하거나 개질 상태를 조절할 수 있다.
Thereby, the height deviation of the polishing pad can be adjusted or the modified state can be adjusted by introducing a higher or lower pressing force at a specific portion of the polishing pad 111, or rotating the polishing pad 111 faster or slower.

그리고, 제1컨디셔닝 디스크(131)와 제2컨디셔닝 디스크(132)는 각각 독립적으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 방향을 자유자재로 조절할 수 있다. 이에 의하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 컨디셔닝 디스크(131, 132)의 회전 방향을 번갈아가면서 연마 패드(111)의 표면을 개질하여 하게 구성될 수 있다. 이와 같이 제1컨디셔닝 디스크와 제2컨디셔닝 디스크가 서로 다른 방향으로 회전함으로써, 연마 패드와 서로 다른 방향으로 접촉 회전하면서 개질 방향성이 없는 연마 패드의 개질 공정을 행할 수 있는 장점을 얻을 수 있다.The first conditioning disk 131 and the second conditioning disk 132 can freely adjust the rotation direction independently of each other in the clockwise or counterclockwise direction. Thus, the surface of the polishing pad 111 can be modified while alternately rotating the conditioning disks 131 and 132 during the chemical mechanical polishing process. As such, the first conditioning disk and the second conditioning disk rotate in mutually different directions, thereby making it possible to perform a modification process of the polishing pad having no modification direction while rotating in contact with the polishing pad in different directions.

더욱이, 도5a에 도시된 바와 같이, 제1컨디셔닝 디스크(131)와 제2컨디셔닝 디스크(132)의 회전 방향이 서로 반대이고, 제1컨디셔닝 디스크(131)와 제2컨디셔닝 디스크(132)의 사잇 공간이 반경 바깥을 향하는 방향(140x)이 되게 회전할 경우에는, 컨디셔닝 디스크(131, 132)에 의하여 연마 패드(111)의 표면을 개질 할 뿐만 아니라, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)로부터 발생되는 연마 입자와 오염된 슬러리들을 연마 패드(111)의 바깥으로 배출시킬 수 있다. 이에 의하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드(111) 상의 이물질이 잔류하지 않고 컨디셔닝 디스크(131, 132)에 의하여 밀려 출시킴으로써, 웨이퍼(W)의 연마 공정이 보다 깨끗한 환경에서 이루어져 연마 입자나 슬러리 찌꺼기에 의해 연마 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 5A, when the first conditioning disk 131 and the second conditioning disk 132 are rotated in opposite directions to each other and the first conditioning disk 131 and the second conditioning disk 132 are spaced apart from each other, The surface of the polishing pad 111 is modified by the conditioning disks 131 and 132 as well as from the wafer W during the chemical mechanical polishing process in the case where the space is rotated in the direction (140x) And the contaminated slurry can be discharged to the outside of the polishing pad 111. Thereby, the foreign substances on the polishing pad 111 do not remain in the chemical mechanical polishing process but are pushed out by the conditioning disks 131 and 132, so that the polishing process of the wafer W is carried out in a clean environment and the abrasive particles or the slurry residue It is possible to prevent the polishing quality from being lowered.

한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 도6에 도시된 바와 같이, 컨디셔너의 가이드 아암(135)에는 3개의 컨디셔닝 디스크(131, 132, 133)이 설치될 수 있다. 여기서, 3개의 컨디셔닝 디스크(131, 132, 133)의 작동 원리는 전술한 실시예에서와 마찬가지로 행해질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, three conditioning disks 131, 132 and 133 may be installed on the guide arm 135 of the conditioner. Here, the operation principle of the three conditioning disks 131, 132, and 133 can be performed in the same manner as in the above-described embodiment.

이에 더하여, 2개의 컨디셔닝 디스크(131, 132)로 구성된 것에 비하여, 원주 방향으로 중복되는 영역(66)을 보다 크게 확보하여, 연마 패드(111)의 표면 높이 편차를 보다 짧은 시간 내에 보정할 수 있을 뿐 아니라, 컨디셔닝 디스크(131-133)의 직경을 보다 작게 형성하여, 컨디셔닝 디스크(131-133)를 통해 연마 패드(111)에 인가되는 가압력의 크기를 줄이고 틸팅에 의하여 비접촉되는 영역을 줄일 수 있는 잇점이 얻어진다.
In addition, compared to the two conditioning disks 131 and 132, it is possible to obtain a larger area 66 in the circumferential direction to compensate for the surface height deviation of the polishing pad 111 in a shorter time In addition, the diameter of the conditioning disks 131-133 may be made smaller to reduce the magnitude of the pressing force applied to the polishing pad 111 through the conditioning disks 131-133 and reduce the contactless area by tilting An advantage is obtained.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modified, modified, or improved.

W: 웨이퍼 100: 화학 기계적 연마 장치
111: 연마 패드 20: 연마 헤드
130: 컨디셔너 131: 제1컨디셔닝 디스크
132: 제2컨디셔닝 디스크 135:가이드 아암
130p: 이동 경로 140: 슬러리 공급부W: wafer 100: chemical mechanical polishing apparatus
111: polishing pad 20: polishing head
130: conditioner 131: first conditioning disk
132: second conditioning disk 135: guide arm
130p: moving path 140: slurry supply part

Claims (16)

웨이퍼의 연마면이 접촉한 상태로 자전하는 연마 패드와;
상기 웨이퍼의 연마 공정 중에 왕복 회전 운동을 하는 가이드 아암과;
상기 연마 패드의 표면을 가압하면서 제1방향으로 회전하고 U자형태를 포함하는 정해진 경로를 따라 자유자재로 이동하는 제1컨디셔닝 디스크와, 상기 연마 패드의 표면을 가압하면서 상기 제1방향이나 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전하고 상기 정해진 경로를 따라 자유자재로 이동하는 제2컨디셔닝 디스크를 포함하는 2개 이상의 컨디셔닝 디스크가 상기 가이드 아암에 마련된 상기 정해진 경로를 따라 자유자재로 이동하는 다수의 컨디셔닝 디스크를;
포함하여, 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 상기 연마 패드의 중심으로부터 동일한 어느 위치에서도 상기 연마 패드의 중심으로부터 동일한 반경 방향의 위치에 나란히 배치될 수 있어서 상기 연마 패드의 높이 편차를 완화시키는 시간을 줄이고,
상기 제1컨디셔닝 디스크의 회전 중심과 상기 제2컨디셔닝 디스크의 회전 중심이 상기 연마 패드의 원주 방향으로 이격 배치된 상태에서, 상기 제1컨디셔닝 디스크의 회전 방향과 상기 제2컨디셔닝 디스크의 회전 방향은 서로 반대이면서 상기 연마 패드의 중심부에 잔류하는 물질을 반경 바깥 방향으로 배출하는 방향인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
A polishing pad that rotates while the polishing surface of the wafer contacts;
A guide arm that reciprocally rotates during a polishing process of the wafer;
A first conditioning disk rotating in a first direction while pressing the surface of the polishing pad and moving freely along a predetermined path including a U-shape; and a second conditioning disk rotating in a first direction while pressing the surface of the polishing pad, And a second conditioning disk rotating in a second direction opposite to the first direction and freely moving along the predetermined path, is provided on at least one of the plurality of conditioning disks which freely move along the predetermined path provided on the guide arm Conditioning disk;
The first conditioning disk and the second conditioning disk can be arranged side by side at the same radial position from the center of the polishing pad at any position from the center of the polishing pad so as to alleviate the height deviation of the polishing pad Reduce the time to let,
Wherein the rotating direction of the first conditioning disk and the rotating direction of the second conditioning disk are spaced apart from each other in the circumferential direction of the polishing pad in a state where the rotation center of the first conditioning disk and the rotation center of the second conditioning disk are spaced apart in the circumferential direction of the polishing pad And a direction in which the material remaining in the central portion of the polishing pad is discharged in a radially outward direction.
제 1항에 있어서,
상기 컨디셔닝 디스크가 상기 연마 패드의 반경 길이가 더 긴 위치에서 상기 연마 패드를 가압하는 가압력은 상기 연마 패드의 반경 길이가 더 짧은 위치에서 상기 연마 패드를 가압하는 가압력에 비하여 더 크게 작용하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method according to claim 1,
The pressing force by which the conditioning disk presses the polishing pad at a position where the radius of the polishing pad is longer is larger than the pressing force by which the polishing pad is pressed at a position where the radius of the polishing pad is shorter A chemical mechanical polishing apparatus.
제 1항에 있어서,
상기 컨디셔닝 디스크가 상기 연마 패드의 반경 길이가 더 긴 위치에서 상기 연마 패드와 접촉하며 회전하는 회전 속도는 상기 연마 패드의 반경 길이가 더 짧은 위치에서 상기 연마 패드와 접촉하며 회전하는 회전 속도에 비하여 더 크게 작용하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the polishing pad is rotated at a position where the polishing pad is in contact with the polishing pad at a position where the radius of the polishing pad is longer than a radius of the polishing pad, Wherein the chemical mechanical polishing apparatus is operated in a large amount.
제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 독립적으로 회전 속도, 가압력, 이동 속도 중 어느 하나 이상이 조절되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the first conditioning disk and the second conditioning disk independently adjust at least one of a rotational speed, a pressing force, and a moving speed.
제 4항에 있어서,
제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 서로 다른 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치
5. The method of claim 4,
Wherein the first conditioning disk and the second conditioning disk have different diameters. ≪ RTI ID = 0.0 >
제 4항에 있어서,
상기 연마 패드는 직경이 300mm를 초과하는 웨이퍼의 연마 공정이 행해지는 크기인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the polishing pad has a size such that a polishing process of a wafer having a diameter exceeding 300 mm is performed.
웨이퍼의 연마 공정 중에 왕복 회전 운동을 하는 가이드 아암과;
상기 웨이퍼의 연마면이 접촉한 상태로 자전하는 연마 패드에 대하여, 상기 연마 패드의 표면을 가압하면서 제1방향으로 회전하고 U자형태를 포함하는 정해진 경로를 따라 자유자재로 이동하는 제1컨디셔닝 디스크와; 상기 연마 패드의 표면을 가압하면서 상기 제1방향이나 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전하고 상기 정해진 경로를 따라 자유자재로 이동하는 제2컨디셔닝 디스크를; 포함하여 2개 이상의 컨디셔닝 디스크가 상기 가이드 아암에 마련된 상기 정해진 경로를 따라 자유자재로 이동하는 다수의 컨디셔닝 디스크를;
포함하여, 상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 상기 연마 패드의 중심으로부터 동일한 어느 위치에서도 상기 연마 패드의 중심으로부터 동일한 반경 방향의 위치에 나란히 배치될 수 있어서 상기 연마 패드의 높이 편차를 완화시키는 시간을 줄이고,
상기 제1컨디셔닝 디스크의 회전 중심과 상기 제2컨디셔닝 디스크의 회전 중심이 상기 연마 패드의 원주 방향으로 이격 배치된 상태에서, 상기 제1컨디셔닝 디스크의 회전 방향과 상기 제2컨디셔닝 디스크의 회전 방향은 서로 반대이면서 상기 연마 패드의 중심부에 잔류하는 물질을 반경 바깥 방향으로 배출하는 방향인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너.
A guide arm that reciprocally rotates during a wafer polishing process;
A first conditioning disk which rotates in a first direction while pressing the surface of the polishing pad and moves freely along a predetermined path including a U shape, with respect to a polishing pad rotating in a state in which the polishing surface of the wafer is in contact with the polishing pad, Wow; A second conditioning disk rotating in a first direction and a second direction opposite to the first direction while pressing the surface of the polishing pad and moving freely along the predetermined path; A plurality of conditioning discs, wherein at least two conditioning discs move freely along the predetermined path provided on the guide arm;
The first conditioning disk and the second conditioning disk can be arranged side by side at the same radial position from the center of the polishing pad at any position from the center of the polishing pad so as to alleviate the height deviation of the polishing pad Reduce the time to let,
Wherein the rotating direction of the first conditioning disk and the rotating direction of the second conditioning disk are spaced apart from each other in the circumferential direction of the polishing pad in a state where the rotation center of the first conditioning disk and the rotation center of the second conditioning disk are spaced apart in the circumferential direction of the polishing pad Wherein the polishing pad is in a direction opposite to the polishing pad and discharging the material remaining in the center of the polishing pad in a radially outward direction.
제 7항에 있어서,
상기 제1컨디셔닝 디스크와 상기 제2컨디셔닝 디스크는 독립적으로 회전 속도, 가압력, 이동 속도 중 어느 하나 이상이 조절되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너

8. The method of claim 7,
Wherein the first conditioning disk and the second conditioning disk independently adjust at least one of a rotational speed, a pressing force, and a moving speed. The conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1,

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