KR19990031794A - 화학 기계적 연마 패드 프로파일 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 CMP 패드 프로파일 측정장치는 패드의 상부에 위치하는 레일과, 상기 패드의 표면 요철을 측정할 수 있는 게이지와, 상기 게이지가 레일 위를 양방향으로 움질일 수 있도록 하는 구동장치와, 상기 게이지와 연결되어 상기 게이지에서 읽은 값을 화면상에 플로팅할 수 있는 모니터를 포함한다. 본 발명은 CMP 패드 프로파일 측정 장치는 패드의 표면 프로파일 상태를 측정할 수 있기 때문에 컨디셔닝시 위치별 컨디션닝 시간을 분리하여 진행시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 연마균일도를 향상시킬 수 있고 패드의 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

화학기계적연마 패드 프로파일 측정장치
본 발명은 화학기계적연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하, "CMP"라 칭함)장치에 관한 것으로, 특히 화학기계적연마장치의 패드의 프로파일을 측정하는 장치에 관한 것이다.
집적회로의 집적도가 증가함과 더불어 다층배선 공정이 실용화됨에 따라, 층간절연막의 글로벌(Global) 평탄화의 중요성이 더해오고 있으며, 이런 가운데 새로운 평탄화 기술로서 주목받기 시작한 것이 CMP 장치를 이용한 평탄화방법이다.
CMP 장치는 폴리싱 패드와 연마제를 이용한 기계적 성분과 슬러리(slurry) 용액 내의 화학적 성분에 의해서 웨이퍼의 표면을 기계-화학적으로 연마한다. 이 때문에, 당초에는 청정(Clean)도 문제 등 실용성에 의문을 갖기도 했으나, 종래 방법에 비해 수직방향의 형상 제어성이 뛰어나서 실용화에 대한 기대가 커지고 있다. 이런 상황을 감안하여 반도체 제조장치 메이커에서도 양산 레벨에 대응할 수 있는 CMP 장치에 대한 연구가 심화되고 있는 실정이다.
한편, 상기 CMP 장치에 있어서 중요한 것은 연마후에 연마면의 균일도이다. 상기 균일도는 CMP장치의 패드의 프로파일 변경에 의하여 발생한다. 여기서, 종래의 CMP 장치의 패드 프로파일 상태를 상세히 설명한다.
도 1은 종래기술에 의한 CMP 장치의 패드 프로파일 상태를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 종래의 CMP 장치는 패드(1) 위에 웨이퍼(3)가 높이게 되며, 상기 웨이퍼(3)를 웨이퍼 홀더(4)가 잡고 있다. 그런에, CMP를 수행한 횟수가 증가할수록 패드(1)의 프로파일이 조금씩 변하게 된다. 즉 웨이퍼(3)가 접촉하는 부위의 패드(1)는 웨이퍼(3)와의 물리적인 마찰의 영향으로 소모되어 접촉하지 않는 부위와 높이차를 가지게 된다. 또한, 연마도중 스핀들(spindle)이 회전(oscillation)하는 경우에는 패드(1)에 웨이퍼(3)가 항상 접촉하는 부위(5와 일정한 시간대로 선택적으로 접촉하는 부위(7) 그리고 항상 접촉하지 않는 부위에 따라 패드(1)의 두께가 달라진다. 결국 도 1에 도시한 바와 같이 패드에 오목한 부분이 생긴다.
따라서, 상기 종래의 CMP 장치는 연마면의 균일도를 유지하기 위하여 일정량 연마한 패드는 새로운 패드로 교체하거나, 패드 컨디션닝에 의하여 패드의 프로파일을 변경시킨다. 그러나, 플레튼에 붙어있는 패드의 프로파일를 측정할 수 있는 계측장비가 미미한 수준이다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 CMP 장치의 패드 위치별 프로파일을 측정할 수 있는 CMP 패드 프로파일 측정장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래기술에 의한 CMP 장치의 패드 프로파일 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 CMP 패드 프로파일 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 패드의 상부에 위치하는 레일과, 상기 패드의 표면 요철을 측정할 수 있는 게이지와, 상기 게이지가 레일 위를 양방향으로 움질일 수 있도록 하는 구동장치와, 상기 게이지와 연결되어 상기 게이지에서 읽은 값을 화면상에 플로팅할 수 있는 모니터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 CMP 패드 프로파일 측정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 CMP 패드 프로파일 측정 장치는 패드의 표면 프로파일 상태를 측정할 수 있기 때문에 컨디셔닝시 위치별 컨디션닝 시간을 분리하여 진행시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 연마균일도를 향상시킬 수 있고 패드의 수명을 연장시킬 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 CMP 패드 프로파일 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 CMP 패드 프로파일 측정장치는 플레튼에 부착된 패드(13) 상부에 위치하는 레일(15)과, 상기 패드(13)의 표면 요철을 측정할 수 있는 게이지(17)와, 상기 게이지(17)가 레일(15) 위를 양 방향으로 움질일 수 있게 하는 구동장치(19)와, 상기 게이지(17)와 연결되어 상기 게이지(17)에서 읽은 값을 화면 상에 플로팅할 수 있는 모니터(21)로 구성되어 있다. 상기 게이지(17)는 빛의 반사를 이용하는 방법 또는 볼이나 탐침을 이용한 물리적인 방법을 이용하여 상기 패드(13)의 표면 요철을 측정한다.
상기 본 발명의 CMP 패드 프로파일 측정장치를 이용하여 패드(13)의 표면 요철을 측정하는 방법은 먼저, 플레튼(11) 위 가장자리에 레일(15)을 고정시킨 뒤 구동장치(19)가 달린 게이지(17)를 한쪽 끝에서 다른 쪽으로 이동시켜 가면서 각 포인트당 갭을 읽는다. 게이지(17)에서 읽은값을 바탕으로 모니터(2)에서 좌표별 갭을 플로팅하여 패드(13)의 표면 프로파일을 얻는다.
따라서, 본 발명의 CMP 패드 프로파일 측정장치는 패드(13)를 플레튼(11)에서 제거하지 않은 상태로 패드(13)의 표면 프로파일을 측정할 수 있고, 이를 바탕으로 패드(13)의 표면을 컨디셔닝하면 표면을 균일하게 할 수 있다. 이렇게 되면, 웨이퍼의 연마균일도를 향상시킬 수 있고 패드(13)의 수명을 연장시킬 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은 CMP 패드 프로파일 측정 장치를 이용함으로써 패드 컨디셔닝시 위치별 컨디션닝 시간을 분리하여 진행시킬 수 있다. 즉 웨이퍼 엣지가 접촉하는 부분의 패드를 컨디션닝에 의하여 낮추어줌으로써 패드의 표면 상태를 균일하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 CMP 패드 프로파일 측정 장치는 패드의 표면 프로파일 상태를 측정할 수 있기 때문에 컨디셔닝시 위치별 컨디션닝 시간을 분리하여 진행시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 연마균일도를 향상시킬 수 있고 패드의 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims (1)

  1. 패드의 상부에 위치하는 레일;
    상기 패드의 표면 요철을 측정할 수 있는 게이지;
    상기 게이지가 레일 위를 양방향으로 움질일 수 있도록 하는 구동장치; 및
    상기 게이지와 연결되어 상기 게이지에서 읽은 값을 화면상에 플로팅할 수 있는 모니터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 CMP 패드 프로파일 측정장치.
KR1019970052631A 1997-10-14 1997-10-14 화학 기계적 연마 패드 프로파일 측정장치 KR100475013B1 (ko)

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