KR19980082861A - 화학기계적연마 장비의 연마패드부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학기계적 연마 장비의 연마패드부에 관한 것으로, 연성 패드와, 상기 연성 패드의 한 쪽 면에 상기 연성패드와 동일한 물질로 이루어진 제1 물질부 및 상기 연성패드보다 더 경한 물질로 이루어진 제2 물질부가 혼재된 연마패드를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 연마패드와 웨이퍼의 접촉면적을 극대화시킬 수 있다.

Description

화학기계적연마(CMP) 장비의 연마패드부(Polishing pad part of CMP apparatus)

본 발명은 화학기계적연마 장비에 관한 것으로, 특히 연마패드부에 관한 것이다.

반도체소자를 제조하는 데 있어서, 웨이퍼 표면에 형성된 물질막의 평탄화를 위한 공정은 점점 더 중요해지고 있다. 특히, 고집적 반도체소자일수록 패턴의 폭 및 간격이 좁아지고 적층되는 물질막의 수가 증가하여 표면굴곡이 점점 심해지고 있다. 이에 따라, 고집적 반도체소자의 제조에 있어서 우수한 평탄도를 얻을 수 있는 화학기계적연마(CMP) 공정 기술이 널리 사용되고 있다.

화학기계적 연마공정에 사용되는 일반적인 연마패드부는 연성 패드 및 연성 패드의 한쪽 면에 부착된 경질성 패드로 구성된다. 그리고, 상기 경질성 패드의 표면에 웨이퍼를 접착시키고, 연마패드부 및 웨이퍼를 회전시키어 웨이퍼의 표면에 형성된 물질막을 연마한다.

도 1은 종래의 연마패드부를 사용하여 웨이퍼의 표면에 형성된 물질막을 연마하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 연마패드부는 원판 형태인 연성패드(1)와 상기 연성패드(1)의 한쪽 면에 부착된 경질성 패드(3)로 구성된다. 한편, 상기 연성 패드(1)의 다른 한쪽 면, 즉 상기 경질성 패드(3)가 부착된 표면의 반대편 표면의 중심부에 연마패드부의 회전축(5)이 부착되어 있다. 그리고, 상기 경질성 패드(3)의 상부에 웨이퍼 홀더(7)가 위치하고, 상기 웨이퍼 홀더(7)의 아래 쪽에 웨이퍼(9)가 로딩된다. 상기 웨이퍼(9)를 웨이퍼 홀더(7)의 아래면에 고정시키기 위한 링(13)이 웨이퍼의 가장자리를 감싸도록 설치되어 있다. 상기 웨이퍼 홀더(7)의 상부면의 중심부에는 웨이퍼 홀더 회전축(11)이 설치되어 있다.

상술한 종래의 연마패드부를 사용하여 웨이퍼 표면에 형성된 물질막을 연마하는 방법을 살펴보면, 먼저, 상기 웨이퍼 홀더(7)의 아래면에 웨이퍼(9)를 로딩시키고, 상기 링(13)으로 웨이퍼(9)를 고정시킨 후, 웨이퍼 홀더(7)를 연마패드부의 상부에 위치시킨다. 다음에, 웨이퍼(9)와 경질성 패드(3)가 서로 접촉되도록 웨이퍼 홀더(7)에 소정의 힘을 가한 후, 웨이퍼(9)와 경질성 패드(3)의 사이에 연마제를 공급시킨 상태에서 연마패드부의 회전축(5) 및 웨이퍼 홀더의 회전축(11)을 각각 A방향 및 B방향으로 회전시킨다. 이때, 참조부호 E로 표시한 원내에 도시된 바와 같이 상기 링(13)에 의해 경질성 연마패드(3)의 표면이 오목하게 변형되며, 이로 인하여 웨이퍼(9)의 가장자리 부분이 경질성 연마패드(3)와 접촉되지 않는다. 따라서, 웨이퍼(9)의 가장자리 부분이 연마되지 않는 문제점이 발생한다. 또한, 웨이퍼와 접촉하는 경질성 연마패드(3)에 연마제가 침투하여 후속 웨이퍼를 연마할 때 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 가장자리에 연마되지 않는 부분의 면적을 최소화시키고 연마되는 웨이퍼의 표면에 스크래치가 유발되는 현상을 억제시킬 수 있는 화학기계적 연마 장비의 연마패드부를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 연마패드부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 연마패드부를 설명하기 위한 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 화학기계적연마 장비의 연마 패드부는 연성 패드와, 상기 연성 패드의 한 쪽 면에 상기 연성패드와 동일한 물질로 이루어진 제1 물질부 및 상기 연성패드보다 더 경한 물질로 이루어진 제2 물질부가 혼재된 연마패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 연마패드부의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 연마패드부는 연성 패드(101)와, 상기 연성 패드(101)의 한쪽 면에 제1 물질부(103b) 및 제2 물질부(103a)가 서로 번갈아가면서 부착된 연마패드로 구성된다. 여기서, 상기 제1 물질부(103b)는 상기 연성 패드(101)와 동일한 물질로 이루어져 있고, 상기 제2 물질부(103a)는 연성패드(101)보다 더 경한 물질로 이루어져 있다. 그리고, 바람직하게는 상기 제2 물질부(103a)의 표면에 연마제를 공급하기 위한 홈(G)이 형성되어 있다. 상기 연성 패드(101)의 다른 한 쪽 면의 중심부에는 연마패드부를 회전시키기 위한 연마패드의 회전축(105)이 부착되어 있다.

상술한 본 발명의 연마패드부를 이용하여 웨이퍼의 표면에 형성된 물질막을 평탄화시키기 위하여 연마하는 방법을 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 도 2에서 설명한 연마패드부의 상부에 도 1에서 설명한 웨이퍼 홀더(7)를 위치시킨다. 이때, 웨이퍼 홀더(7)의 하부면, 즉 연마패드부 쪽의 표면에는 웨이퍼(9)가 링(13)에 의해 고정되어 있다. 다음에, 상기 웨이퍼(9)가 연마패드에 접촉되도록 웨이퍼 홀더(7)에 소정의 힘을 가한다. 이때, 웨이퍼 표면의 가장자리에 위치하는 링(13)에 의해 연마패드의 표면이 오목하게 변형되는 부분의 면적은 연성 패드(101)와 동일한 물질로 이루어진 상기 제1 물질부(103b)에 의하여 최소화된다. 따라서, 웨이퍼(9)와 연마패드가 접촉하는 면적을 극대화시킬 수 있다. 다음에, 상기 홈(G)을 통하여 연마제를 공급하고, 연마패드부의 회전축(105) 및 웨이퍼 홀더의 회전축(11)을 회전시키어 웨이퍼(9) 표면에 형성된 물질막을 연마함으로써 화학기계적 연마공정에 의한 평탄화 공정을 실시한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 웨이퍼와 연마패드가 접촉하는 면적을 극대화시킬 수 있으므로 웨이퍼 전면에 형성된 물질막의 평탄화 공정을 효율적으로 실시할 수 있다.

Claims (3)

1. 화학기계적연마 장비의 연마 패드부에 있어서,

   연성 패드; 및

   상기 연성 패드의 한 쪽 면에 상기 연성패드와 동일한 물질로 이루어진 제1 물질부 및 상기 연성패드보다 더 경한 물질로 이루어진 제2 물질부가 혼재된 연마패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 화학기계적연마 장비의 연마패드부.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질부 및 제2 물질부는 상기 연성 패드의 중심으로부터 가장자리 방향으로 서로 번갈아가면서 위치하는 것을 특징으로 하는 화학기계적연마 장비의 연마패드부.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 물질부는 그 표면에 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 화학기계적연마 장비의 연마패드부.