KR102121738B1 - 슬러리의 제거 효율이 향상된 화학 기계적 연마 장치 - Google Patents

슬러리의 제거 효율이 향상된 화학 기계적 연마 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 웨이퍼의 판면이 연마 패드에 접촉한 상태로 화학 기계적 연마 공정이 이루어지는 화학 기계적 연마 장치에 있어서, 바(bar) 형태로 형성되어 연마 패드의 반경 방향을 따라 배열되고, 연마 패드의 회전 방향의 반대 방향 성분을 갖도록 세정액을 고압 분사하는 제1세정노즐과; 상기 제1세정노즐로부터 분사되는 세정액이 상기 연마 패드와 접촉하는 영역을 향하여 상기 연마 패드의 반경 바깥 방향 성분을 갖도록 유체를 고압 분사하여, 상기 제1세정노즐에 의하여 연마 패드 상에 잔류하는 슬러리를 상기 연마 패드의 바깥으로 밀어내는 배출 노즐을; 포함하여 구성되어, 사용된 슬러리가 연마 패드 상에서 잔류하는 것을 억제하여 사용된 슬러리의 석화 현상에 의하여 웨이퍼가 불균하게 연마되는 것을 최소화하는 화학 기계적 연마 장치를 제공한다.

Description

슬러리의 제거 효율이 향상된 화학 기계적 연마 장치{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS WITH IMPROVED EFFICIENCY OF REMOVING SLURRY FROM POLISHING PAD}
본 발명은 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 상세하게는 화학 기계적 연마 공정이 이루어지는 연마 패드 상에 잔류하는 슬러리를 보다 완전히 제거하여, 잔류하는 슬러리에 의하여 웨이퍼의 균일한 연마 공정이 방해받지 않도록 화학 기계적 연마 장치에 관한 것이다.
화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.
이러한 CMP 장치에 있어서, 캐리어 헤드는 연마공정 전후에 웨이퍼의 연마 면이 연마 패드와 마주보게 한 상태로 상기 웨이퍼를 가압하여 연마 공정을 행하도록 하고, 동시에 연마 공정이 종료되면 웨이퍼를 직접 및 간접적으로 진공 흡착하여 파지한 상태로 그 다음 공정으로 이동한다.
도1 및 도2는 종래의 화학 기계적 연마 장치(9)의 구성을 도시한 것이다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 화학 기게적 연마 장치(9)는 회전하는 정반(10)의 상면에 형성된 연마 패드(11) 상에 웨이퍼(W)를 위치시키고, 캐리어 헤드(20)가 웨이퍼(W)를 저면에 두고 가압하면서 회전(20d)하여, 연마 패드(11)와 캐리어(20)가 서로 가압되면서 상대 회전 운동이 행해져 웨이퍼(W)의 기계적 연마를 행하고, 슬러리 공급부(30)의 공급구(32)로부터 슬러리를 연마 패드(11) 상에 공급하면, 슬러리가 웨이퍼(W)에 공급되면서 웨이퍼(W)의 화학적 연마를 행한다.
컨디셔너(40)는 연마 패드(11)를 가압하면서 회전(40d) 및 선회(41d) 운동을 하여 연마 패드(11)의 표면에 형성된 미세 홈(도면 3의 11a)이 항상 일정한 상태를 유지하여, 연마 패드(11) 상에 공급된 슬러리가 캐리어 헤드(20)의 저면에 위치한 웨이퍼(W)에 원활히 공급되도록 한다.
한편, 연마 패드(11) 상에 공급되는 슬러리는 웨이퍼(W)로 공급되어 웨이퍼(W)의 화학적 연마를 할 수 있도록 하지만, 사용된 슬러리가 연마 패드(11) 상에 오랫동안 잔류하면, 도3에 도시된 바와 같이 슬러리 입자(89)가 연마 패드(11)의 미세 홈(11a)에 끼어 석화됨에 따라, 웨이퍼(W)의 균일한 연마를 방해하는 원인이 되어 왔다. 따라서, 화학 기계적 연마 공정 중에 사용된 슬러리는 곧바로 배출시키는 것이 필요하다.
이를 위하여, 종래의 화학 기계적 연마 장치(9)는 도2에 도시된 바와 같이 연마 패드(11)의 회전 방향을 기준으로 사용된 슬러리가 다량으로 유출(Sr)되는 영역의 전방부에 고압의 순수(55)를 노즐(50)로부터 고압 분사하도록 구성된다. 고압 분사된 순수에 의하여 웨이퍼(W)로부터 유출된 사용된 슬러리는 고압의 순수(55)에 의하여 연마 패드(11)의 바깥으로 밀려 배출(67)되지만, 회전하는 연마 패드(11)를 타고 다시 웨이퍼(W)로 유입됨에 따라, 웨이퍼(W)의 화학적 연마 뿐만 아니라 연마 패드(11)에 석화된 슬러리(89)에 의하여 기계적 연마도 균일하게 이루어지지 않는 문제가 야기된다.
따라서, 화학 기계적 연마 공정 중에 사용된 슬러리가 연마 패드(11) 상에 고착되어 석화되지 않고 곧바로 연마 패드(11)의 바깥으로 모두 배출시킬 수 있도록 하는 방안의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명은 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정이 이루어지는 연마 패드 상에 잔류하는 사용된 슬러리를 보다 완전히 제거하여, 잔류하는 슬러리가 연마 패드 상에서 석화되는 것을 방지함으로써 웨이퍼의 연마 공정이 균일하게 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 웨이퍼의 판면이 연마 패드에 접촉한 상태로 화학 기계적 연마 공정이 이루어지는 화학 기계적 연마 장치에 있어서, 바(bar) 형태로 형성되어 연마 패드의 반경 방향 성분을 갖도록 배열되고, 연마 패드의 회전 방향과 반대 방향 성분을 갖도록 세정액을 고압 분사하는 제1세정노즐과; 상기 제1세정노즐로부터 분사되는 세정액이 상기 연마 패드와 접촉하는 영역을 향하여 상기 연마 패드의 반경 바깥 방향 성분을 갖도록 유체를 고압 분사하여, 상기 제1세정노즐에 의하여 연마 패드 상에 잔류하는 슬러리를 상기 연마 패드의 바깥으로 밀어내는 배출 노즐을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치를 제공한다.
이는, 연마 패드의 반경 방향을 따라 배열된 바 형태의 제1세정노즐로부터 세정액을 원주 방향 성분을 갖도록 연마 패드의 회전 방향과 반대 방향으로 고압 분사하도록 구성됨에 따라, CMP 공정 중인 웨이퍼로부터 유출된 사용된 슬러리는 슬러리의 이동 방향(연마 패드의 회전 방향)과 반대로 고압 분사되는 세정액에 의하여, 연마 패드의 회전에도 불구하고 고압 분사되는 세정액의 분사 영역에 모이게 되고, 연마 패드 상에 모인 세정액을 배출 노즐로부터 분사된 유체에 의하여 반경 바깥으로 배출시킬 수 있게 되어, 사용된 슬러리가 완전히 연마 패드의 반경 바깥으로 배출되어 웨이퍼의 연마면이 전체적으로 균일하게 연마될 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 본 발명은 사용된 슬러리를 하나의 방향성분을 가하여 외부로 배출시키는 것이 아니라, 연마 패드를 타고 연마 패드의 회전 방향을 따라 원주 방향으로 회전하려는 슬러리의 이동 경로를, 제1세정노즐로부터 회전 반대 방향으로 분사되는 고압의 세정액에 의하여 분사 압력으로 1차적으로 차단하고, 제1세정노즐로부터 분사된 세정액과 혼합된 상태로 있는 슬러리를 배출 노즐로부터 고압 분사되는 유체에 의하여 반경 방향으로 밀어 2차적으로 배출시킴으로써, 연마 패드 상에 잔류하는 사용된 슬러리를 보다 확실하게 제거할 수 있게 된다.
이를 통해, 사용된 슬러리가 연마 패드 상에서 석화되어 웨이퍼의 CMP 공정을 저해하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 제1세정노즐은 세정액을 경사지게 분사함으로써, 제1세정노즐로부터 분사되는 세정액의 세정압에 의하여, 사용된 슬러리가 회전하는 연마 패드를 타고 제1세정노즐로부터 세정액이 분사되는 분사 영역을 넘어 다시 웨이퍼로 유입되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제1세정노즐은 상기 바의 길이 방향을 따라 슬릿 형태의 토출구를 통하여 세정액을 고압 분사함으로써, 연마 패드의 반경 방향 전체에 대하여 균일한 세정압으로 사용된 슬러리가 원주 방향으로 이동하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제1세정노즐은 바 형태로 형성되고, 다수의 분사 노즐이 간격을 두고 배치되어, 토출구로부터 퍼지는 형태로 순수를 분사하도록 구성될 수도 있다.
상기 제1세정노즐로부터 세정액이 분사되는 영역은 상기 연마 패드의 회전 방향을 기준으로 웨이퍼가 접촉하는 위치에 비하여 후방이고 컨디셔너가 접촉하는 위치에 비하여 전방에 위치하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 배출 노즐로부터 분사되는 유체는 순수, 고압 기체 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
한편, 상기 연마 패드의 회전 방향을 기준으로 상기 제1세정노즐에 비하여 전방에 위치하여, 연마 패드의 회전 방향으로 세정액을 경사지게 분사하는 제2세정노즐을; 더 포함하고, 상기 배출 노즐은 상기 제1세정노즐과 상기 제2세정 노즐로부터의 세정액이 분사되어 모이는 영역을 향하여 유체를 분사함으로써, 제1세정노즐과 제2세정노즐로부터 분사되는 세정액에 의해 연마 패드 상의 슬러리를 사잇 영역에 한데 모아 배출시킴으로써, 배출 효율을 보다 높일 수 있다.
이 때, 상기 제2세정노즐은 바 형태로 형성되는 것이 좋다.
그리고, 상기 제1세정노즐, 상기 제2세정노즐 및 상기 배출 노즐은 서로 결합된 하나의 모듈로 형성될 수 있다. 이를 통해, 연마 패드 상에 설치하는 것이 보다 간편해진다.
그리고, 상기 제1세정노즐 및 상기 제2세정노즐의 주위에서 상기 연마 패드를 적시는 순수를 도포하는 프리 웨팅 유닛을; 더 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 연마 패드의 회전 방향을 기준으로, 상기 제1세정 노즐 및 상기 제2세정 노즐보다 후방에 위치하여 상기 연마 패드의 회전 방향과 반대 방향으로 원주 방향 성분 및 반경 방향 성분을 모두 갖도록 배치된 바 형태의 제3세정노즐을; 추가적으로 포함하여 구성되어, 웨이퍼가 위치한 영역으로부터 다량으로 유출되는 사용된 슬러리가 제2세정노즐 및 제1세정노즐로 유입되기 이전에 1차적으로 바깥으로 배출시키는 것이 효과적이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '전방' 또는 '후방'이라는 용어는 연마 패드의 회전 방향을 기준으로 회전하는 진행 방향을 전방(前方)이라 하고, 회전 방향의 뒷쪽을 후방(後方)이라고 정의한다.
본 발명에 따르면, 연마 패드의 반경 방향을 따라 배열된 바 형태의 제1세정노즐로부터 세정액을 원주 방향 성분을 갖도록 연마 패드의 회전 방향과 반대 방향으로 고압 분사하도록 구성됨에 따라, CMP 공정 중인 웨이퍼로부터 유출된 사용된 슬러리는 슬러리의 이동 방향(연마 패드의 회전 방향)과 반대로 고압 분사되는 세정액에 의하여, 연마 패드의 회전에도 불구하고 고압 분사되는 세정액의 분사 영역에 모이게 되고, 연마 패드 상에 모인 세정액을 배출 노즐로부터 분사된 유체에 의하여 반경 바깥으로 배출시킬 수 있게 되어, 사용된 슬러리가 완전히 연마 패드의 반경 바깥으로 배출되어 웨이퍼의 연마면이 전체적으로 균일하게 연마될 수 있도록 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 사용된 슬러리가 연마 패드 상에서 잔류하면서 CMP 공정 중에 웨이퍼가 불균하게 연마되는 것을 최소화할 수 있다.
도1은 종래의 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 횡단면도,
도2는 연마 패드 상의 슬러리 제거 원리를 도시한 도1의 평면도,
도3은 도2의 'A'부분의 종단면 확대도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 평면도,
도5는 도4의 'B'부분의 종단면도,
도6은 도4의 'C'부분의 종단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치를 설명한다. 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.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(100)는, 회전(11d)하는 연마 패드(11)와, 웨이퍼(W)의 연마면을 연마 패드(11) 상에 가압하는 캐리어 헤드와, 연마 패드(11) 상에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부와, 자전(40d)하는 컨디셔닝 디스크를 아암(41)으로 선회 운동(41d)시키면서 연마 패드(11)의 표면을 개질하는 컨디셔너(40)와, 웨이퍼(W)의 화학적 연마에 사용된 슬러리가 웨이퍼(W)로부터 유입(Sr)되면 1차적으로 슬러리를 배출시키는 제3세정노즐(140)과, 제3세정노즐(140)에도 불구하고 연마 패드(11)상에 잔류하는 슬러리를 모아 연마 패드(11)의 바깥으로 배출시키는 슬러리 배출유닛(100)과, 연마 패드(11) 상에 순수를 공급하여 젖은 상태를 유지시키는 프리 웨팅 유닛(150)으로 구성된다.
상기 제3세정노즐(140)은 도4에 도시된 바와 같이 바 형태로 형성되어, 사용된 슬러리가 웨이퍼(W)로부터 유입(Sr)되는 영역에서 원주 방향 성분과 반경 방향 성분을 모두 갖도록 세정액(99)을 고압으로 분사(54)하여, 사용된 슬러리가 가장 많이 집중되는 영역(SA)에서 사용된 슬러리를 연마 패드(11)의 바깥으로 밀어 배출(77)시킨다.
제3세정노즐(140)은 바 형태로 형성되어 바(bar)의 길이 방향을 따라 다수의 스폿(spot) 노즐이 배열되어, 이들 노즐로부터 분사(54)되는 고압의 세정액(99)이 연마 패드(11)의 표면에 직선 형태의 영역을 형성한다. 이에 따라, 제3세정 노즐(140)에 의하여 경사지게 분사되는 고압의 세정액(99)에 의하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)로부터 유입(Sr)되는 사용된 슬러리가 세정액(99)과 혼합되고, 슬러리 중 입자들(89)이 고압 분사되는 세정액(99)에 부유하면서, 세정액(99)의 분사압에 의하여 슬러리의 60%~70%정도를 연마 패드(11)의 바깥으로 밀어 배출(77)시킨다. 그러나, 슬러리의 30% ~ 40%는 연마 패드(11) 상에 잔류하면서 주변을 향하여 회전하는 연마 패드(11)의 표면을 따라 이동(76)하게 된다.
상기 슬러리 배출 유닛(100)은 제3세정노즐(140)에 의하여 제거하지 못한 사용된 슬러리를 완전히 제거하는 데 사용된다. 즉, 슬러리 배출 유닛(100)은 연마 패드(11)의 회전 방향(11d)을 기준으로 제3세정 노즐(140)에 비하여 전방에 위치하며, 연마 패드(11)의 회전 반대 방향으로 고압의 세정액(99)을 분사하는 제1세정노즐(110)과, 제1세정노즐(110)에 비하여 연마 패드(11)의 회전 방향(11d)을 기준으로 후방에 위치하고 제3세정노즐(140)에 비하여 전방에 위치하는 제2세정노즐(130)과, 제1세정노즐(110)과 제2세정노즐(130)의 사이를 향하여 고압의 유체를 분사하는 배출 노즐(120)로 구성된다.
여기서, 도4에 도시된 바와 같이 제1세정노즐(110)과 제2세정노즐(130)은 연마 패드(11)의 반경 방향으로 배열되는 바(bar) 형태로 형성되고, 슬릿 형태의 세정액 토출구(111, 131)가 형성되거나 토출되는 세정액이 분산되는 형태의 노즐이 다수의 지점에 배치되어, 연마 패드(11)에 반경 방향 전체에 대하여 세정액(99)이 고압 분사되도록 한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제2세정노즐(130)은 바 형태로 형성되지 않을 수 있지만, 제1세정노즐(110)은 바 형태로 형성되어, 제1세정노즐(110)로부터 토출되는 세정액(99)에 의하여 슬러리가 제1세정노즐(110)을 가로질러 통과하는 것을 억제할 수 있도록 하는 것이 필요하다. 이를 위하여, 제1세정노즐(110)의 바(bar) 길이는 연마 패드(11)의 반경에 해당하는 길이 또는 그보다 더 길게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 제1세정노즐(110)의 바(bar) 길이는 제3세정노즐(140)의 바(bar) 길이보다 더 길게 형성되는 것이 좋다.
그리고, 배출 노즐(120)은 연마 패드(11)의 중심을 향하는 제1세정노즐(110)과 제2세정노즐(130)의 끝단부에 결합되어, 제1세정노즐(110)과 배출 노즐(120) 및 제2세정노즐(130)은 하나의 몸체로 이루어지는 모듈을 형성한다. 이에 따라, 슬러리 배출 유닛(100)은 하나의 몸체로 형성되므로, 화학 기계적 연마 장치(1)에 슬러리 배출 유닛(100)의 설치가 보다 쉬워질 뿐만 아니라, 각 세정 노즐(110, 130)로부터 분사되는 세정액(99)의 분사 방향을 조정하는 것이 용이해진다.
또한, 제1세정노즐(110)과 제2세정노즐(130)은 연마 패드(11)의 반경에 해당하는 길이로 형성되면서, 연마 패드의 상측에 배치되어, 제1세정노즐(110)은 연마 패드(11)의 회전 방향(11d)과 반대되는 원주 방향으로 세정액(99)을 경사지게 고압 분사(51)하고, 제2세정노즐(120)은 연마 패드(11)의 회전 방향(11d)과 일치하는 원주 방향으로 세정액(99)을 경사지게 고압 분사(53)한다.
이에 따라, 도6에 도시된 바와 같이, 제3세정노즐(140)의 세정액 분사에도 불구하고 연마 패드(11)에 잔류하는 슬러리는, 제2세정노즐(130)로부터 연마 패드(11)의 회전 방향(11d)으로 경사지게 분사(53)되는 세정액(90)에 의하여 제1세정노즐(110)의 근처로 유도되지만, 동시에 제1세정노즐(110)로부터 그 반대 방향으로 경사지게 분사(51)되는 세정액(99)에 의하여 제1세정노즐(110)을 넘어서 이동하는 것이 억제되므로, 제1세정노즐(110)과 제2세정노즐(130)의 사이 영역에 주변의 슬러리(89)가 혼합된 상태의 세정액(99)이 볼록하게 모이게 된다. 이 때, 도4에 도시된 바와 같이, 배출 노즐(120)로부터 높은 압력의 기체 또는 순수를 연마 패드(11)의 반경 방향으로 강력하게 분사하는 것에 의하여, 제1세정노즐(110)과 제2세정노즐(130)의 사이 영역에 볼록하게 모여있던 세정액(99)과 이에 혼합되어 있던 슬러리(89)는 순간적으로 연마 패드(11)의 반경 바깥으로 밀려 배출된다. 이를 통해, 연마 패드(11) 상에 잔류하고 있던 사용된 슬러리는 모두 연마 패드(11)의 바깥으로 배출된다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 슬러리 배출 유닛은 제2세정노즐(130)을 구비하지 않고, 제1세정노즐(110)과 배출 노즐(120)로만 구성될 수도 있으며, 제2세정노즐(130)이 배출 노즐(120)과 결합되지 않을 수도 있으며 바(bar) 형태로 형성되지 않고 개별적으로 세정액을 퍼지게 분사하는 형태의 노즐로 구성될 수도 있다. 이 경우에는, 도면에 도시된 실시예의 슬러리 배출 유닛(100)에 비하여 연마 패드(11)에 잔존하는 슬러리를 제1세정노즐(110)로부터 분사되는 세정액에 혼합되게 하는 효과가 다소 부족할 수 있더라도, 제1세정노즐(110)로부터 경사지게 고압 분사되는 세정액에 의해 슬러리가 제1세정 노즐(110)을 지나쳐 통과하지 못하게 막은 상태로에서 배출 노즐(120)로 배출시키는 작용은 구현될 수 있다.
또 한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 슬러리 배출 유닛(100)의 제1세정노즐(110) 및 제2세정노즐(130)은 연마 패드(11)의 회전 방향(11d)과 접선 방향인 원주 방향으로만 세정액(99)을 조사하지 않고, 도4에 도시된 바와 같이 반경 방향 성분이 다소 포함된 방향으로 세정액(99)을 경사지게 고압 분사하도록 구성될 수도 있다.
상기 프리 웨팅 유닛(150)은 제1세정노즐(110), 제2세정노즐(130) 및 제3세정노즐(140)에 비하여 훨씬 낮은 압력으로 순수를 연마 패드(11)에 공급(55)하여, 연마 패드(11)가 어느정도 젖어있는 상태를 유지시킨다. 프리 웨팅 유닛(150)으로부터 분사되는 순수는 슬러리가 거의 잔류하지 않는 영역(SB)을 향하여 공급(55)한다. 예를 들어, 도4에 도시된 바와 같이 제1세정노즐(110) 주변의 전방에 위치할 수 있다.
그리고, 본 실시예에서는 노즐(110, 130, 140)세정액(99)을 순수로 사용되는 것을 예로 들었지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 웨이퍼의 CMP 공정에 영향을 미치지 않으면서 연마 패드(11)를 세정할 수 있는 다양한 액체로 적용될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는, 연마 패드(11)의 반경 방향을 따라 길게 배열된 바(bar) 형태의 제1세정노즐(110)로부터 세정액(99)을 연마 패드(11)의 회전 방향(11d)과 반대 방향 성분을 갖도록 고압 분사(51)하여 연마 패드(11) 상에 잔류하는 슬러리를 세정액(99)의 분사 영역에 모이도록 한 상태에서, 배출 노즐(120)로부터 고압의 기체 또는 액체를 순간적으로 분사하여, 제1세정노즐(110)의 후방에 모여있는 슬러리가 혼합된 세정액을 연마 패드(11)의 반경 바깥으로 배출시킬 수 있으므로, 연마 패드(11) 상에 사용된 슬러리가 잔류하는 것을 확실하게 방지할 수 있게 됨에 따라, 연마 패드(11) 상에서 잔류하는 사용된 슬러리 및 이에 의해 연마 패드(11) 상에 석화된 경질의 슬러리에 의하여 CMP 공정 중의 웨이퍼 연마면이 전체적으로 긁히거나 손상되지 않고 균일하게 연마할 수 있도록 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
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.
W: 웨이퍼 11: 연마 패드
40: 컨디셔너 Sr: 사용된 슬러리 유입방향
100: 슬러리 배출 유닛 110: 제1세정노즐
120: 배출 노즐 130: 제2세정노즐
140: 제3세정노즐 150: 프리 웨팅 유닛

Claims (10)

  1. 웨이퍼의 판면이 연마 패드에 접촉한 상태로 화학 기계적 연마 공정이 이루어지는 화학 기계적 연마 장치에 있어서,
    연마 패드의 반경 방향 성분을 갖도록 배열되고 상기 연마 패드의 상측에 배치되어, 연마 패드의 회전 방향과 반대 방향 성분을 갖도록 세정액을 분사하는 제1세정노즐과;
    상기 연마 패드의 회전 방향을 기준으로 상기 제1세정노즐에 비하여 후방에 위치하고 상기 연마 패드의 상측에 배치되어, 연마 패드의 회전 방향 성분을 갖도록 세정액을 분사하는 제2세정노즐과;
    상기 제1세정노즐과 상기 제2세정 노즐로부터의 세정액이 분사되어 모이는 영역을 향하여 유체를 분사하되, 상기 연마 패드의 반경 바깥 방향 성분을 갖도록 유체를 고압 분사하여, 상기 제1세정노즐에 의하여 연마 패드 상에 잔류하는 슬러리를 상기 연마 패드의 바깥으로 밀어내는 배출 노즐을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1세정노즐은 상기 연마 패드의 표면에 대하여 경사지게 세정액을 분사하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1세정노즐은 바(bar) 형태로 형성되어, 상기 바의 길이 방향을 따라 슬릿 형태의 토출구를 통하여 세정액을 고압 분사하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1세정노즐로부터 세정액이 분사되는 영역은 상기 연마 패드의 회전 방향을 기준으로 웨이퍼가 접촉하는 위치에 비하여 전방이고 컨디셔너가 접촉하는 위치에 비하여 후방인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 배출 노즐로부터 분사되는 유체는 순수, 고압 기체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1세정노즐과 제2세정노즐은 바 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  8. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1세정노즐, 상기 제2세정노즐 및 상기 배출 노즐은 서로 결합된 하나의 모듈인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  9. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1세정노즐 및 상기 제2세정노즐의 주위에서 상기 연마 패드를 적시는 순수를 도포하는 프리 웨팅 유닛을;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  10. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 패드의 회전 방향을 기준으로, 상기 제1세정 노즐 및 상기 제2세정 노즐보다 전방에 위치하여 상기 연마 패드의 회전 방향과 반대 방향으로 원주 방향 성분 및 반경 방향 성분을 모두 갖도록 배치된 바 형태의 제3세정노즐을;
    추가적으로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.

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