KR20000014555A - 화학 물리적 연마 장치 - Google Patents

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윤종용
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Abstract

화학 물리적 연마(CMP) 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 웨이퍼를 연마하기 위한 패드, 및 상기 패드를 컨디셔닝하기 위한 부채형의 엔드-이펙터를 포함한다. 엔드-이펙터를 부채형으로 형성함으로써 연마 패드의 프로파일을 일정하게 만들 수 있다.

Description

화학 물리적 연마 장치
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 물리적 연마(chemical mechanical polishing; 이하 "CMP"라 한다) 공정을 진행할 때 연마 패드의 프로파일을 일정하게 만들 수 있는 CMP 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 집적도가 증가하면서 다층 배선 공정이 실용화됨에 따라, 포토리소그래피 공정의 마진을 확보하고 배선 길이를 최소화하기 위하여 칩(chip) 상부의 물질층에 대한 글로벌 평탄화(global planarization) 기술이 요구되고 있다. 현재, 하부 구조물을 평탄화시키기 위한 방법으로는 보론-인-실리케이트 글라스(boro-phospho-silicate glass; BPSG) 리플로우(reflow), 알루미늄(Al) 플로우, 스핀-온 글라스(spin-on glass; SOG) 에치백(etch-back), 화학 물리적 연마(CMP) 공정 등이 사용되고 있다.
이 중에서, CMP 공정은 웨이퍼를 연마하기 위한 연마제인 슬러리(slurry) 용액 내의 화학적 성분 및 웨이퍼를 연마하는 패드와 연마제의 물리적 성분에 의하여 칩의 표면을 화학 물리적으로 연마하여 평탄화를 실시하는 방법으로서, 리플로우 공정이나 에치백 공정으로 달성할 수 없는 넓은 공간 영역의 글로벌 평탄화 및 저온 평탄화를 달성할 수 있다는 장점 때문에 차세대 반도체 소자에서 유력한 평탄화 기술로 대두되고 있다.
이러한 CMP 공정 중의 연마 과정에 있어서, 연마 패드의 표면 거칠기는 웨이퍼를 연마하고 나면 연마시 웨이퍼에 의해 매끄러워진다. 만약 연마 패드의 표면 거칠기를 원상태로 다시 회복시켜 주지 않는다면, 후속 웨이퍼의 연마시 연마 속도(removal rate) 및 균일성(uniformity)에 악영향을 초래하게 된다. 따라서, 각 웨이퍼의 연마 후 연마 패드의 표면 거칠기를 회복시키고 새로운 슬러리를 상기 패드에 공급시켜 주기 위하여, 회전하는 엔드-이펙터(end-effector)를 이용해 연마 패드를 일정 압력으로 누르면서 상기 연마 패드를 컨디셔닝(conditioning)한다.
종래의 엔드-이펙터는 원판 형태로 형성되는데, 연마 패드가 통상적으로 원형이므로 원심에서 원주 방향으로 갈수록 엔드-이펙터에 의해 연마 패드가 컨디셔닝되는 양이 작아지게 되어 패드의 프로파일이 달라지는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 연마 패드의 프로파일을 일정하게 만들 수 있는 CMP 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 CMP 장치에 있어서 엔드-이펙터의 아랫면을 도시한 개략도.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시한 엔드-이펙터의 구동 방식을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 엔드-이펙터 102 : 홀
104 : 바
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 웨이퍼를 연마하기 위한 패드; 및 상기 패드를 컨디셔닝하기 위한 부채형의 엔드-이펙터를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMP 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 엔드-이펙터의 아랫면에 돌기 형태의 빗살 무늬가 교차되어 형성되고 그 뒷부분에 물을 분사하기 위한 다수의 홀(hole)이 형성된다.
바람직하게는, 상기 패드의 프로파일을 제어하기 위하여 상기 엔드-이펙터에 연결된 바(bar)를 더 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 연마 패드를 컨디셔닝하기 위한 엔드-이펙터를 부채형으로 형성함으로써 일정한 패드 프로파일을 얻을 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 CMP 장치에 있어서 엔드-이펙터의 아랫면을 도시한 개략도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시한 엔드-이펙터의 구동 방식을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 CMP 장치에 있어서 연마 패드를 컨디셔닝하기 위한 엔드-이펙터(100)는 부채형으로 형성된다. 따라서, 통상적으로 원형으로 형성되는 연마 패드의 위에 부채형의 엔드-이펙터(100)를 일정한 압력으로써 눌러 주기만 하면 패드 프로파일을 일정하게 만들 수 있다.
또한, 상기 부채형 엔드-이펙터(100)의 아랫면, 즉 부채형 엔드-이펙터(100)와 연마 패드가 닿는 부분에 돌기 형태의 빗살 무뉘를 교차시켜 형성함으로써, 연마 패드의 전면을 골고루 컨디셔닝하게 한다.
또한, 상기 부채형 엔드-이펙터(100)의 뒷부분에 물을 분사하기 위한 다수의 홀(102)을 형성함으로써, 연마 패드의 컨디셔닝시 이물질을 쉽게 제거할 수 있다.
또한, 컨디셔닝시 연마 패드의 프로파일을 제어하기 위하여 상기 부채형 엔드-이펙터(100)에 바(104)를 연결한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 연마 패드를 컨디셔닝하기 위한 엔드-이펙터를 부채형으로 형성함으로써 일정한 패드 프로파일을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 웨이퍼를 연마하기 위한 패드; 및
    상기 패드를 컨디셔닝하기 위한 부채형의 엔드-이펙터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 물리적 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엔드-이펙터의 아랫면에 돌기 형태의 빗살 무늬가 교차되어 형성된 것을 특징으로 하는 화학 물리적 연마 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 엔드-이펙터의 뒷부분에 물을 분사하기 위한 다수의 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 화학 물리적 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 패드의 프로파일을 제어하기 위하여 상기 엔드-이펙터에 연결된 바를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화학 물리적 연마 장치.
KR1019980034039A 1998-08-21 1998-08-21 화학 물리적 연마 장치 KR20000014555A (ko)

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