KR20010017439A - Chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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KR20010017439A KR1019990032951A KR19990032951A KR20010017439A KR 20010017439 A KR20010017439 A KR 20010017439A KR 1019990032951 A KR1019990032951 A KR 1019990032951A KR 19990032951 A KR19990032951 A KR 19990032951A KR 20010017439 A KR20010017439 A KR 20010017439A
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조찬우
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Abstract

PURPOSE: A chemical mechanical polishing(CMP) apparatus is provided to uniformly perform a polishing process regarding the entire surface of a wafer, by forcibly controlling a height of a central portion of the wafer or edge portion of the wafer when the height of the central and edge portions of the wafer are not the same. CONSTITUTION: A wafer absorbing pad(121) is installed on a polishing table, and a recess part(121a) of a predetermined shape is formed on the wafer absorbing pad. A plurality of holes having a predetermined pattern is formed in a base surface of the recess part. A cover plate(122) seals the recess part. A sealing ring(126) is intervened between the cover plate and the recess part so that the holes are divided into a plurality of independent regions. Pipes are coupled to the respective regions. A vacuum pressure generating unit and a gas supplying unit are connected in parallel to the respective pipes. A wafer(101) polished by a wafer chuck is temporarily transferred to a wafer stage. A slurry eliminating unit eliminates slurry on the wafer of the wafer stage. A wafer cleaning unit cleans the wafer whose slurry is removed in the slurry eliminating unit.

Description

화학적 기계적 연마 장치{Chemical mechanical polishing apparatus}Chemical mechanical polishing apparatus

본 발명은 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing,CMP) 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 화학적 기계적 연마장치에 의하여 연마되는 웨이퍼의 센터 부분과 에지 부분에서의 프로파일(profile)이 여러 가지 원인에 의하여 균일하지 않을 경우 이를 보정할 수 있도록 한 화학적 기계적 연마장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus, and more particularly, a profile at a center portion and an edge portion of a wafer polished by a chemical mechanical polishing apparatus is not uniform due to various causes. If not, the present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus that can correct this.

일반적으로, 반도체 칩은 금속 배선 패턴에 의해 상호 접속되는 도전단자들을 갖는 디바이스들의 배열로 이루어진다. 특히 초대규모 집적(VLSI) 칩에서 이러한 금속 배선 패턴들은 다층으로 배선층을 형성하며, 각 배선층은 층간 절연막에 의해 다른 도전층과 절연되고, 서로 다른 배선층들을 전기적으로 연결할 필요가 있을 때에는 층간 절연막에 관통홀(via hole)을 형성하여 각 배선층들을 상호 접속한다.Generally, a semiconductor chip consists of an arrangement of devices with conductive terminals interconnected by a metal wiring pattern. Especially in very large scale integrated (VLSI) chips, these metal wiring patterns form wiring layers in multiple layers, and each wiring layer is insulated from other conductive layers by an interlayer insulating film and penetrates the interlayer insulating film when it is necessary to electrically connect different wiring layers. Via holes are formed to interconnect each wiring layer.

최근들어 VLSI 칩의 크기가 더욱 작아짐과 동시에 배선층들의 수가 증가함에 따라서 각 배선층중 어느 하나의 요철은 다음 배선층으로 전해지면서 배선층의 표면에는 불규칙한 요철이 생기게된다. 이러한 요철들은 인하여 배선층의 상부로 갈수록 배선층의 균일성을 떨어뜨리게 된다.In recent years, as the size of the VLSI chip becomes smaller and the number of wiring layers increases, irregularities in any one of the wiring layers are transferred to the next wiring layer, resulting in irregular irregularities on the surface of the wiring layer. These unevennesses lower the uniformity of the wiring layer toward the top of the wiring layer.

이와 같은 이유로 심한 요철은 배선층 표면의 평탄화 요구를 발생시켜 고전적으로 배선층 표면을 평탄화 위한 물리적 연마 방법이 연구 개발된 바 있다.For this reason, severe unevenness has caused a need for planarization of the wiring layer surface, and a conventional physical polishing method for planarizing the wiring layer surface has been researched and developed.

최근에는 물리적 연마 이외에 화학적 기계적인 연마 방법(Chemical Mechanical Polishing)방법이 개발된 바 있다.Recently, in addition to physical polishing, a chemical mechanical polishing method has been developed.

종래 화학적 기계적 연마방법은 알루미나(Alumina), 실리카(Silica), 순수, 수산화칼륨 또는 수산화나트륨으로 조성된 pH 조절액 등을 혼합하여 제조한 슬러리(slurry)라 불리우는 연마제를 웨이퍼 표면에 적용함으로써 슬러리에 포함된 화학 물질을 통해 웨이퍼의 표면은 화학적으로 반응됨과 동시에 연삭 입자가 웨이퍼의 표면을 기계적으로 폴리싱한 후, 웨이퍼 표면에 묻어 있는 슬러리를 세정하기까지의 과정을 포함한다.Conventional chemical mechanical polishing methods are applied to a slurry surface by applying an abrasive called slurry, which is prepared by mixing alumina, silica, pure water, a pH adjusting liquid composed of potassium hydroxide or sodium hydroxide, and the like. Through the chemicals involved, the surface of the wafer is chemically reacted, and the grinding particles mechanically polish the surface of the wafer and then clean the slurry on the surface of the wafer.

이와 같은 화학적 기계적 연마방법을 구현하기 위한 종래 화학적 기계적 연마장치는 연마 패드, 연마 패드의 상면에서 웨이퍼를 흡착하고 있는 웨이퍼 척, 웨이퍼 또는 연마 패드가 소정 속도로 회전되는 상태에서 연마 패드에 앞서 설명한 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부, 화학적 기계적 연마가 종료된 웨이퍼가 웨이퍼 척에 의하여 임시적으로 로딩되는 웨이퍼 스테이지, 웨이퍼 스테이지에 로딩된 웨이퍼를 로봇 암과 같은 이송장치에 의하여 이송받은 후, 웨이퍼에 묻어 있는 슬러리를 1차적으로 제거하는 슬러리 제거장치, 슬러리 세정장치에서 슬러리가 제거된 후 잔류 슬러리를 세정하는 슬러리 세정장치로 구성된다.Conventional chemical mechanical polishing apparatus for implementing such a chemical mechanical polishing method is a slurry described above in the polishing pad, the wafer chuck adsorbing the wafer on the upper surface of the polishing pad, the wafer or the polishing pad is rotated at a predetermined speed. Slurry supply unit for supplying the wafer, the wafer stage where the chemical mechanical polishing is finished, the wafer stage is temporarily loaded by the wafer chuck, the wafer loaded on the wafer stage is transferred by a transfer device such as a robot arm, the slurry buried in the wafer The slurry removal apparatus which removes a primary, and the slurry washing | cleaning apparatus which wash | cleans a residual slurry after a slurry is removed in a slurry washing | cleaning apparatus.

이때, 웨이퍼 척에는 웨이퍼를 흡착할 수 있도록 복수개의 동심원상에 원형 배열된 진공홀이 형성되고, 진공홀은 진공압 발생부와 연통된 소정 공간에 연통되어 진공압 발생부에서 발생한 진공압은 모든 진공홀에 동일하게 적용된다.At this time, the wafer chuck is formed with a vacuum hole arranged in a circular shape on a plurality of concentric circles to adsorb the wafer, the vacuum hole is in communication with a predetermined space in communication with the vacuum pressure generating portion, the vacuum pressure generated in the vacuum pressure generating portion is The same applies to the vacuum hole.

그러나, 이와 같은 종래 화학적 기계적 연마장치에 의하여 웨이퍼에 화학적 기계적 연마를 수행하였을 때, 도 1a에 도시된 바와 같이 웨이퍼 척 또는 연마 패드의 평평도 등의 제작 오차 또는 공정 조건 등에 의하여 웨이퍼의 원주 부분에서의 두께가 웨이퍼의 센터 부분에서의 두께보다 얇아지는 문제점이 있다.However, when chemical mechanical polishing is performed on the wafer by such a conventional chemical mechanical polishing apparatus, as shown in FIG. 1A, the wafer may be formed at the circumferential portion of the wafer due to manufacturing errors such as flatness of the wafer chuck or polishing pad or processing conditions. There is a problem that the thickness of is smaller than the thickness at the center portion of the wafer.

또한, 도 1b에 도시된 바와 같이 웨이퍼 척 또는 연마 패드의 평평도 등의 제작 오차 또는 공정 조건 등에 의하여 웨이퍼의 원주 부분에서의 두께가 웨이퍼의 센터 부분에서의 두께보다 두꺼워지는 문제점이 있다.In addition, as shown in FIG. 1B, the thickness at the circumferential portion of the wafer becomes thicker than the thickness at the center portion of the wafer due to manufacturing errors or processing conditions such as flatness of the wafer chuck or polishing pad.

다른 문제점으로는 웨이퍼 부분별로 프로파일의 차이가 발생하는 것을 인식하여도 이를 보정할 수단이 없어 이를 보정하는데 많은 시간과 노력이 소요되는 문제점이 있다.Another problem is that there is no means for correcting the difference in the profile of each wafer, so it takes a lot of time and effort to correct it.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 전면적에 걸쳐 균일한 화학적 기계적 연마가 수행되도록 함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to allow uniform chemical mechanical polishing to be performed over the entire surface of a wafer.

본 발명의 다른 목적들은 후술될 본 발명의 상세한 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention.

도 1a, 도 1b는 화학적 기계적 연마된 웨이퍼의 프로파일 경향을 도시한 그래프.1A and 1B are graphs showing the profile trend of chemically mechanically polished wafers.

도 2는 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마장치를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

도 3은 도 2의 A-A 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 웨이퍼 흡착 패드 및 밀봉링의 위치를 도시한 평면도.Figure 4 is a plan view showing the position of the wafer adsorption pad and the sealing ring.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 화학적 기계적 연마장치는 연마 테이블과, 연마 테이블의 상면에 설치되며, 소정 형상으로 상면에 리세스부가 형성되고 리세스부의 기저면에 소정 패턴으로 형성된 복수개의 홀들이 형성된 웨이퍼 흡착 패드, 리세스부를 밀봉하는 덮개 플레이트, 홀들이 복수개의 독립된 영역으로 분리되도록 덮개 플레이트와 리세스부의 사이에 개재되는 밀봉링, 각각의 영역에 연통된 배관들을 포함하는 웨이퍼 척과, 각각의 배관에 다시 병렬 방식으로 연통된 진공압 발생장치 및 가스 공급장치와, 웨이퍼 척에 의하여 연마된 웨이퍼가 임시적으로 이송되는 웨이퍼 스테이지와, 웨이퍼 스테이지의 웨이퍼에 묻은 슬러리를 제거하는 슬러리 제거부와, 슬러리 제거부에서 슬러리가 제거된 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The chemical mechanical polishing apparatus for achieving the object of the present invention is provided on the polishing table, and the upper surface of the polishing table, the recess is formed on the upper surface in a predetermined shape and a plurality of holes formed in a predetermined pattern on the base surface of the recess A wafer chuck comprising a formed wafer adsorption pad, a cover plate for sealing the recessed portion, a sealing ring interposed between the cover plate and the recessed portion so that the holes are separated into a plurality of independent regions, and piping connected to each region, A vacuum pressure generator and a gas supply device which communicate with each other in parallel again with the pipe, a wafer stage where the wafer polished by the wafer chuck is temporarily transferred, a slurry removal unit for removing the slurry on the wafer of the wafer stage, and a slurry Wafer cleaning unit for cleaning the wafer from which the slurry is removed from the removal unit It characterized in that it comprises.

이하, 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 화학적 기계적 연마장치(100)는 전체적으로 보아 원판 형상을 갖는 연마 테이블(110), 연마 척(120), 웨이퍼 스테이지(130), 슬러리 제거장치(140) 및 슬러리 세정장치(150), 턴오버 테이블(160)로 구성된다.Chemical mechanical polishing apparatus 100 according to the present invention as a whole has a disk-shaped polishing table 110, polishing chuck 120, wafer stage 130, slurry removal device 140 and slurry cleaning device 150, It consists of a turnover table 160.

구체적으로, 연마 테이블(110)에는 연마 패드(115)가 설치되며, 연마 척(120)은 연마 패드(115)의 상면으로부터 소정 간격 이격된 상태로 설치되는 바, 연마 척(120)은 웨이퍼(101)를 흡착 고정한 상태로 후술될 웨이퍼 스테이지(130)로 이동 가능하게 설치된다.Specifically, the polishing table 110 is provided with a polishing pad 115, the polishing chuck 120 is installed in a state spaced apart from the upper surface of the polishing pad 115 by a predetermined distance, the polishing chuck 120 is a wafer ( It is installed so as to be movable to the wafer stage 130 which will be described later in the state in which 101 is fixed.

이와 같은 연마 척(120)을 첨부된 도 3의 단면도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to this cross-sectional view of the polishing chuck 120 is as follows.

연마 척(120)은 다시 원판 형상으로 상면에 원형 홈 형상을 갖는 리세스부(recess part;121a)가 형성된 웨이퍼 흡착 패드(121), 웨이퍼 흡착 패드(121)의 리세스부(121a)에 꼭맞게 삽입되는 원통형 돌출부(122a)가 형성된 덮개 플레이트(122), 덮개 플레이트(122)와 웨이퍼 흡착 패드(121)를 나사(123a)에 의하여 고정시키는 고정 커버(123), 고정 커버(123)에 설치된 웨이퍼 척 로드(124) 및 웨이퍼 척 로드(124)를 회전시키는 구동장치(미도시) 및 웨이퍼(101)를 고정하면서 웨이퍼(101)와 연마 패드(115)의 간격을 조절하기 위하여 웨이퍼 흡착 패드(121)와 연통된 복수개의 배관(125a,125b)과 덮개 플레이트(122)의 원통형 돌출부(122a)와 웨이퍼 흡착 패드(121)의 리세스부(121a)의 기저면 사이에 설치되는 링 형상의 밀봉링(126)을 포함한다.The polishing chuck 120 is in the shape of a disc again and is attached to the wafer adsorption pad 121 and the recessed portion 121a of the wafer adsorption pad 121 having a recessed portion 121a having a circular groove shape on the top surface thereof. Installed in the cover plate 122, the cover plate 122 and the wafer adsorption pad 121 is fixed to the cover plate 122, the fixed cover 123, the fixed cover 123 is formed with a cylindrical protrusion (122a) is inserted into A driving device (not shown) for rotating the wafer chuck rod 124 and the wafer chuck rod 124 and a wafer suction pad (to adjust the distance between the wafer 101 and the polishing pad 115) while fixing the wafer 101. Ring-shaped sealing ring installed between the plurality of pipes 125a and 125b communicating with 121 and the cylindrical protrusion 122a of the cover plate 122 and the bottom surface of the recess 121a of the wafer suction pad 121. 126.

보다 구체적으로 웨이퍼 흡착 패드(121)에 형성된 리세스부(121a)의 기저면에는 리세스부(121a)의 기저면을 관통되도록 웨이퍼 흡착 패드측 진공홀(121b)들이 형성되는 바, 웨이퍼 흡착 패드측 진공홀(121b)들은 직경이 점차 증가되는 가상의 동심원들상에 원형 배열되도록 형성된다.More specifically, the wafer adsorption pad side vacuum holes 121b are formed in the base surface of the recess 121a formed in the wafer adsorption pad 121 so as to penetrate the base surface of the recess 121a. The holes 121b are formed to be circularly arranged on imaginary concentric circles whose diameter is gradually increased.

또한, 덮개 플레이트(122)의 원통형 돌출부(122a)의 돌출 높이는 리세스부(121a)의 기저면 깊이보다 다소 작게 형성된다.In addition, the protruding height of the cylindrical protrusion 122a of the cover plate 122 is formed to be somewhat smaller than the base surface depth of the recess 121a.

이때, 리세스부(121a)의 기저면과 원통형 돌출부(122a)의 단부 사이에는 소정 공간(127)이 형성되며 원통형 돌출부(122)에는 적어도 2 개 이상의 관통공(122b,122c)이 형성된다.In this case, a predetermined space 127 is formed between the base surface of the recess 121a and the end of the cylindrical protrusion 122a, and at least two through holes 122b and 122c are formed in the cylindrical protrusion 122.

이때, 원통형 돌출부(122a)에 형성된 관통공(122b,122c)의 위치는 매우 중요한 바, 관통공(122b,122c)의 위치는 일실시예로 원통형 돌출부(122a)의 반지름을 이등분하여 이등분된 경계면에 동심원 형상의 요홈(122d)을 형성하여 원통형 돌출부(122a)를 2 개의 영역으로 분리시킨 후 각각의 영역을 벗어나지 않는 범위 내에 국한하여 소정 위치에 관통공(122b,122c)을 형성 한다.At this time, the position of the through-holes 122b and 122c formed in the cylindrical protrusion 122a is very important, and the position of the through-holes 122b and 122c is, in one embodiment, a boundary surface divided into two by dividing the radius of the cylindrical protrusion 122a. Concave grooves 122d are formed in the cylindrical protrusions 122a to separate the two regions, and the through holes 122b and 122c are formed at predetermined positions within the range not departing from the respective regions.

이때, 요홈(122d)에는 링 형상으로 탄성이 있는 고무 재질의 밀봉링(126)이 설치됨으로써 밀봉링(126)에 의하여 덮개 플레이트(122)의 원통형 돌출부(122a)와 웨이퍼 흡착 패드(121)의 리세스부(121a)는 2 개의 영역으로 완전히 분리된다. 이때, 분리된 영역을 제 1 영역(128a), 제 2 영역(128b)이라 정의하기로 한다.At this time, the groove 122d is provided with a rubber ring sealing ring 126 having a ring shape so that the cylindrical protrusion 122a of the cover plate 122 and the wafer adsorption pad 121 are formed by the sealing ring 126. The recess 121a is completely separated into two regions. In this case, the separated region is defined as a first region 128a and a second region 128b.

이와 같이 제 1 영역(128a), 제 2 영역(128b)이 형성된 원통형 돌출부(122a)의 관통공(122b,122c)과 대응하는 웨이퍼 척 로드(124)에도 2 개의 웨이퍼 척 로드측 관통공이 형성된다.In this manner, two wafer chuck rod side through holes are also formed in the wafer chuck rod 124 corresponding to the through holes 122b and 122c of the cylindrical protrusion 122a in which the first region 128a and the second region 128b are formed. .

이와 같이 형성된 2 개의 웨이퍼 척 로드측 관통공-덮개 플레이트(122)의 원통형 돌출부(122a)에 형성된 관통공(122b,122c)으로는 각각의 배관(125a,125b) 일측 단부가 삽입된 후 배관(125a,125b)의 일측 단부는 덮개 플레이트(122)에 기 형성된 2 개의 관통공(122b,122c)에 기밀하게 결합된다.One end of each of the pipes 125a and 125b is inserted into the through holes 122b and 122c formed in the cylindrical protrusion 122a of the two wafer chuck rod-side through hole-cover plates 122 thus formed. One end of 125a and 125b is hermetically coupled to two through holes 122b and 122c previously formed in the cover plate 122.

이때, 2 개의 배관(125a,125b)에는 웨이퍼 척(120)이 회전하더라도 배관(125a,125b)이 꼬여 파손되지 않토록 꼬임 방지 수단을 구비하여야 한다.In this case, the two pipes 125a and 125b should be provided with a twist prevention means so that the pipes 125a and 125b are not twisted and damaged even if the wafer chuck 120 rotates.

한편 2 개의 배관(125a,125b)의 타측 단부에는 각각 진공압 발생부(129a,129b)와 연통되고, 배관(125a,125b)의 일부에는 분기관(125c,125d)의 일측 단부가 연통된 상태에서 분기관(125c,125d)의 타측 단부에는 질소가스 공급부(129c,129d)가 연통된다.The other ends of the two pipes 125a and 125b communicate with the vacuum pressure generating units 129a and 129b, respectively, and part of the pipes 125a and 125b communicate with one end of the branch pipes 125c and 125d. In the other end of the branch pipe (125c, 125d) nitrogen gas supply unit (129c, 129d) is in communication.

이때, 진공압 발생부(129a,129b)에 연통된 2 개의 배관(125a,125b)에는 솔레노이드 밸브가 설치되어 개폐가 제어되고, 질소가스 공급부(129c,129d)에 연통된 2 개의 분기관(125c,125d)에도 솔레노이드 밸브가 설치되어 개폐가 제어된다.At this time, solenoid valves are installed in the two pipes 125a and 125b communicating with the vacuum pressure generating units 129a and 129b to control the opening and closing, and two branch pipes 125c communicating with the nitrogen gas supply units 129c and 129d. 125d) is also provided with a solenoid valve to control the opening and closing.

이와 같이 구성된 진공압 발생부(129a,129b)는 연마 척(120)중 웨이퍼 흡착 패드(121)에 형성된 웨이퍼 흡착 패드측 진공홀(121b) 내부에 진공압을 형성시킴으로써 웨이퍼(101)를 웨이퍼 흡착 패드(121)에 흡착 고정시키는 역할을 한다.The vacuum pressure generators 129a and 129b configured as described above adsorb the wafer 101 by forming a vacuum pressure inside the wafer suction pad side vacuum hole 121b formed in the wafer suction pad 121 of the polishing chuck 120. It serves to adsorb and fix the pad 121.

질소가스 공급부(129c,129d)는 웨이퍼 흡착 패드측 진공홀(121b) 내부로 질소 가스를 불어 넣어 웨이퍼 흡착 패드측 진공홀(121b) 내부로 유입된 슬러리를 제거하는 역할을 한다.The nitrogen gas supply units 129c and 129d blow nitrogen gas into the wafer adsorption pad side vacuum hole 121b to remove the slurry introduced into the wafer adsorption pad side vacuum hole 121b.

한편, 이와 같이 구성된 연마 척(120)과 인접한 곳에는 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼(101)가 안착되는 단턱(미도시)이 형성된 웨이퍼 스테이지(130)가 설치된다.Meanwhile, a wafer stage 130 having a stepped portion (not shown) on which the wafer 101 is seated is installed, as shown in FIG. 2, adjacent to the polishing chuck 120 configured as described above.

웨이퍼 스테이지(130)에 안착된 웨이퍼(101)는 다시 로봇 암(미도시)과 같은 웨이퍼 이송장치에 의하여 슬러리 제거장치(140)로 이송되는데, 슬러리 제거장치(140)는 두 개의 슬러리 제거 롤러(142,144)가 맞닿아 회전하여 웨이퍼(101)에 묻어 있는 슬러리를 1차적으로 제거하는 역할을 한다.The wafer 101 seated on the wafer stage 130 is transferred to the slurry removal device 140 by a wafer transfer device such as a robot arm (not shown), and the slurry removal device 140 includes two slurry removal rollers ( 142 and 144 abut and rotate to primarily remove the slurry on the wafer 101.

이 슬러리 제거장치(140)에서 슬러리가 제거된 웨이퍼(101)는 슬러리 세정장치(150)로 이송되어 세정된 후 스핀 드라이 공정을 거치게 된다.The wafer 101 from which the slurry is removed from the slurry removal device 140 is transferred to the slurry cleaning device 150 and cleaned, and then subjected to a spin dry process.

슬러리 세정장치(140)는 웨이퍼(101)를 고속으로 회전시키는 웨이퍼 회전 테이블(152), 웨이퍼 회전 테이블(152)에 안착된 웨이퍼(101)에 순수를 공급하는 순수 공급노즐(154)로 구성된다.The slurry cleaning device 140 includes a wafer turn table 152 for rotating the wafer 101 at high speed, and a pure water supply nozzle 154 for supplying pure water to the wafer 101 seated on the wafer turn table 152. .

슬러리 세정장치(140)에 근접한 곳에는 웨이퍼(101)의 앞, 뒤를 바꾸어주는 턴 오버 테이블(160)이 설치되어 턴 오버 테이블(160)에 의하여 웨이퍼(101)의 전면이 위로 향한 상태에서 웨이퍼(101)는 웨이퍼 카세트(170)에 로딩된다.The turn-over table 160 for changing the front and the back of the wafer 101 is installed near the slurry cleaner 140 so that the front surface of the wafer 101 is turned upward by the turn-over table 160. 101 is loaded into wafer cassette 170.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마장치의 웨이퍼 척의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the action of the wafer chuck of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 화학적 기계적 연마장치에 의하여 연마를 수행한 후, 웨이퍼(101)의 단면 프로파일을 측정한 결과 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 단면 프로파일 경향이 발생하였을 경우, 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 웨이퍼(101)의 센터 부분의 연삭이 웨이퍼(101)의 에지 부분보다 적게 화학적 기계적 연마되어 즉, 웨이퍼(101)의 센터 부분이 볼록하게 연삭되었을 때 웨이퍼(101)의 센터 부분에서의 연마량을 증가시켜야 한다.First, after polishing is performed by a chemical mechanical polishing apparatus, the cross-sectional profile of the wafer 101 is measured, and when a cross-sectional profile tendency as shown in FIGS. 1A and 1B occurs, for example, illustrated in FIG. 1B. As described above, the grinding of the center portion of the wafer 101 is less chemically mechanically polished than the edge portion of the wafer 101, that is, at the center portion of the wafer 101 when the center portion of the wafer 101 is convexly ground. The polishing amount must be increased.

이를 구현하기 위하여 1차적으로 제 2 영역(128b)과 연통된 배관(125a)과 연통된 진공압 발생부(129a)를 작동시킴과 동시에 솔레노이드 밸브를 개방시켜 제 2 영역(128b)에 해당하는 웨이퍼 흡착 패드측 진공홀(121b)에 진공압이 발생하도록 하여 웨이퍼(101)를 웨이퍼 흡착 패드(121)에 견고하게 흡착 고정시킨다.To realize this, the wafer corresponding to the second region 128b is operated by opening the solenoid valve while simultaneously operating the vacuum pressure generator 129a communicating with the pipe 125a communicating with the second region 128b. The vacuum pressure is generated in the suction pad side vacuum hole 121b to firmly adsorb and fix the wafer 101 to the wafer suction pad 121.

이후, 제 1 영역(128a)과 연통된 배관(125b)의 질소가스 공급부(129b)와 연통된 솔레노이드 밸브를 개방시켜 제 1 영역(128a)에 해당하는 웨이퍼 흡착 패드(121)와 웨이퍼(101)의 사이에 질소가스에 의하여 소정 압력이 발생하도록 질소가스를 공급하여 제 1 영역(128a)에 해당하는 웨이퍼(101)가 소정 높이 돌출되도록 한다.Thereafter, the solenoid valve communicating with the nitrogen gas supply unit 129b of the pipe 125b communicating with the first region 128a is opened to open the wafer adsorption pad 121 and the wafer 101 corresponding to the first region 128a. The nitrogen gas is supplied so that a predetermined pressure is generated by the nitrogen gas so that the wafer 101 corresponding to the first region 128a protrudes a predetermined height.

이때, 솔레노이드 밸브의 개방 정도와 제 1 영역(128a)의 압력 측정을 매우 정밀하게 수행하도록 하여 웨이퍼(101)의 센터 부분에서의 연마량이 웨이퍼(101)의 에지 부분과 동일하게 되도록 한다.At this time, the opening degree of the solenoid valve and the pressure measurement of the first region 128a are performed very precisely so that the polishing amount at the center portion of the wafer 101 is equal to the edge portion of the wafer 101.

한편, 화학적 기계적 연마된 웨이퍼(101)의 프로파일이 도 1a와 같을 경우에도 앞의 방법을 응용하여 웨이퍼(101)의 센터와 웨이퍼(101)의 에지 부분의 연마량을 동일하게 수행할 수 있다.Meanwhile, even when the profile of the chemical mechanically polished wafer 101 is the same as that of FIG. 1A, the above-described method may be applied to perform the same amount of polishing of the center of the wafer 101 and the edge portion of the wafer 101.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 화학적 기계적 연마장치에 의하여 웨이퍼에 화학적 기계적 연마를 수행할 때, 웨이퍼의 센터 부분이 웨이퍼의 에지 부분에 비하여 많이 연마되었을 때 또는 웨이퍼의 센터 부분이 웨이퍼의 에지 부분에 비하여 적게 연마되었을 때 웨이퍼의 센터 부분 또는 웨이퍼의 에지 부분의 높이를 강제적으로 조절하여 웨이퍼의 전면적에 걸쳐 연마량이 균일하게 하는 효과가 있다.As described in detail above, when chemical mechanical polishing is performed on the wafer by a chemical mechanical polishing apparatus, when the center portion of the wafer is polished more than the edge portion of the wafer or the center portion of the wafer is compared to the edge portion of the wafer When less polished, there is an effect of forcibly adjusting the height of the center portion of the wafer or the edge portion of the wafer to uniform the amount of polishing over the entire surface of the wafer.

Claims (3)

연마 테이블과;A polishing table; 상기 연마 테이블의 상면에 설치되며, 소정 형상으로 상면에 리세스부가 형성되고 상기 리세스부의 기저면에 소정 패턴으로 형성된 복수개의 홀들이 형성된 웨이퍼 흡착 패드, 상기 리세스부를 밀봉하는 덮개 플레이트, 상기 홀들이 복수개의 독립된 영역으로 분리되도록 상기 덮개 플레이트와 상기 리세스부의 사이에 개재되는 밀봉링, 상기 각각의 영역에 연통된 배관들을 포함하는 웨이퍼 척과;A wafer adsorption pad provided on an upper surface of the polishing table and having a recessed portion formed on an upper surface thereof in a predetermined shape, and having a plurality of holes formed in a predetermined pattern on a bottom surface of the recessed portion, a cover plate for sealing the recessed portion, and the holes A wafer chuck including a sealing ring interposed between the cover plate and the recessed portion so as to be separated into a plurality of independent regions, and pipes connected to the respective regions; 각각의 상기 배관에 다시 병렬 방식으로 연통된 진공압 발생장치 및 가스 공급장치와;A vacuum pressure generator and a gas supply device connected to each of the pipes again in a parallel manner; 상기 웨이퍼 척에 의하여 연마된 웨이퍼가 임시적으로 이송되는 웨이퍼 스테이지와;A wafer stage to which the wafer polished by the wafer chuck is temporarily transferred; 상기 웨이퍼 스테이지의 웨이퍼에 묻은 슬러리를 제거하는 슬러리 제거부와;A slurry removal unit for removing the slurry adhered to the wafer of the wafer stage; 상기 슬러리 제거부에서 슬러리가 제거된 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치.And a wafer cleaning unit for cleaning the wafer from which the slurry is removed from the slurry removing unit. 제 1 항에 있어서, 상기 덮개 플레이트에는 상기 리세스부에 맞춤 결합되는 돌출부가 형성되고 상기 돌출부와 상기 리세스부의 기저면 사이에는 소정 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치.2. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1, wherein the cover plate is provided with a protrusion that is fit and coupled to the recess, and a predetermined space is formed between the protrusion and the base surface of the recess. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉링은 1 개가 설치되어 상기 덮개 플레이트와 상기 리세스부의 사이에는 제 1, 제 2 영역이 형성되고, 상기 제 1, 제 2 영역에는 상기 배관이 연통되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치.The method of claim 1, wherein one sealing ring is installed so that first and second regions are formed between the cover plate and the recess, and the pipe is in communication with the first and second regions. Chemical mechanical polishing apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030077802A (en) * 2002-03-27 2003-10-04 삼성전자주식회사 Chemical mechanical polishing apparatus having a polishing head
KR100793028B1 (en) * 2006-08-10 2008-01-08 동부일렉트로닉스 주식회사 Apparatus for chemical mecanical polishing of wafer
KR101032932B1 (en) * 2008-09-03 2011-05-06 실트로닉 아게 Method for polishing a semiconductor wafer

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