KR200191625Y1 - 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 웨이퍼 상에 증착되는 옥사이드 막 또는 메탈막의 표면을 연마하여 증착막의 평탄화를 위한 웨이퍼 연마 장치에 관한 것으로 특히, 웨이퍼의 앞면에 형성되어 있는 옥사이드막 또는 메틸막의 연마를 실시하는 원통형의 연마 하우스와, 상기 연마 하우스의 하측 내면에 위치하며 웨이퍼를 로딩하는 웨이퍼 척과, 상기 연마 하우스의 일측면에 형성되어 있으며 케미칼과 이온수를 상기 연마 하우스로 주입하는 파이프 라인과, 상기 파이프 라인을 통해 주입되는 상기 케미칼과 이온수의 양을 조절하기 위한 조정밸브와, 상기 연마 하우스의 내측면의 원주율과 동일한 원주율을 갖고 상기 파이프 라인을 통해 주입된 케이칼 또는 이온수를 가압하여 액상막을 형성하기 위한 가압판, 및 상기 가압판에 의해 가압된 케미칼이 웨이퍼에 주는 압력을 조절하기 위한 압력 조절판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치에 관한 것이다.

Description

액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치

제1도는 종래 화학적 기계 연마 방식에서 사용되는 장치를 설명하기 위한 사시도.

제2도는 제1도에서 a-a′에서의 단면 예시도.

제3도는 본 고안에 따른 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치의 사시도.

제4도는 제3도에서 b-b′에서의 단면 예시도.

본 고안은 웨이퍼 상에 증착되는 옥사이드 막 또는 메탈막의 표면을 연마하여 증착막의 평탄화를 위한 웨이퍼 연마 장치에 관한 것으로 특히, 액상형 연마액을 이용하여 웨이퍼를 평탄하게 연마하며 별도의 세정 장치가 필요없는 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자의 고집적화 경향에 따라 웨이퍼상에 여러 층을 적층하는 공정을 통해 한정된 영역에 원하는 소자를 만들게 됨에 따라 공정을 수행하기 위한 표면의 평탄화가 공정상의 수율을 증가시키는 주요한 파라메타로 작용하였다.

이에 따라, 웨이퍼의 평탄화를 위해 사용되는 대표적인 방식이 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하, CMP라 칭함)에 의해 평탄화 방식인데, CMP장치는 반도체 기판을 포함한 케리어를 연마판 상부에 놓여진 연마포에 압력을 가하면서 마찰을 통해 연마가 이루어지며 이때 연마포에 연마제를 공급하여 연마가 쉽게 일어날 수 있도록 하고 있다.

상술한 바와 같은 CMP 장치는 첨부한 제1도와 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 사포와 같은 패드(2)를 큰 회전판에 붙이고 웨이퍼(4)를 거꾸로 부착시킨 웨이퍼 홀더(5)에 물리적인 힘을 가하여 웨이퍼의 앞면에 형성되어 있는 옥사이드 막 또는 메탈막을 연마한다.

이때, 상기 패드(2)의 상부에서는 파이프 라인(1)을 통하여 케미칼이 뿌려지고, 회전판(6)과 웨이퍼 홀더(5)가 각각 회전하는데, 상기 웨이퍼 홀더(5)는 그 자체가 상기 회전판(6)의 안쪽과 바깥쪽으로 직선운동하여 회전운동과 직선운동을 병행한다.

상기 패드(2)는 소프트 패드와 하드 패드가 있으며, 필요에 따라 교환 부착하여 사용한다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래의 웨이퍼 연마 장치에서는 웨이퍼 홀더(5)의 누르는 힘에 의하여 패드가 눌려 지면서 웨이퍼(4)의 증착막 연마시 균일도가 불량해지는 문제점이 발생되었다.

또한, 패드에 주입되는 케미칼과 연마시 발생되는 이물질의 제거가 용이하지 못하기 때문에 이물질 제거를 위해서는 별도의 세정장치가 필요하다는 문제점이 발생되었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 고안의 목적은 액상형 연마액을 이용하여 웨이퍼를 평탄하게 연마하며 별도의 세정 장치가 필요없는 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 웨이퍼의 앞면에 형성되어 있는 옥사이드막 또는 메탈막의 연마를 실시하는 액상막과, 상기 액상막을 둘러싸고 있는 원통형의 연마 하우스와, 상기 연마 하우스의 하측 내면에 위치하며 웨이퍼를 로딩하는 웨이퍼 척과, 상기 연마 하우스의 일측면에 형성되어 있으며 케미칼과 이온수를 상기 연마 하우스로 주입하는 파이프 라인과, 상기 파이프 라인을 통해 주입되는 상기 케미칼과 이온수의 양을 조절하기 위한 조정밸브와, 상기 연마 하우스의 내측면의 원주와 동일한 원주를 갖고 상기 파이프 라인을 통해 주입된 케미칼 또는 이온수를 가압하여 액상막을 형성하고 상기 웨이퍼에 가해질 압력을 공급하는 가압판과, 상기 가압판에 의해 가압된 케미칼이 웨이퍼에 주는 압력을 조절하기 위한 압력 조절판과, 상기 연마 하우스와 웨이퍼 척 사이에 이물질 배출을 위해 형성된 배출구를 포함하는 데 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

제3도는 본 고안에 따른 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치의 사시도이고, 제4도는 제3도에서 b-b′에서의 단면 예시도이다.

제3도에 도시되어 있는 본 고안에 따른 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치는 웨이퍼의 앞면에 형성되어 있는 옥사이드막 또는 메탈막의 연마를 실시하는 액상막(10)과, 상기 액상막을 둘러싸고 있는 원통형의 연마 하우스(13)와, 케미칼과 이온수를 주입하는 파이프 라인(12)과, 상기 파이프 라인(12)를 통해 주입되는 상기 케미칼과 이온수의 양을 조절하는 조정밸브(19)와, 상기 케미칼 또는 이온수의 액상막(10)을 형성하기위한 가압판(11)과, 상기 가압판(11)에 의해 가압된 케미칼이 웨이퍼(18)에 주는 압력을 조절하기 위한 압력 조절판(17)과, 웨이퍼를 로딩하여 회전시키는 웨이퍼 척(16), 및 상기 웨이퍼 척(16)의 회전축(14)안에 설치되어 있으며 상기 웨이퍼 척(16)에서 웨이퍼(18)를 지지하는 진공라인(15)과 상기 가압판(11)에 의하여 가압된어 액상막을 형성한 케미칼 또는 이온수와 연마된 이물질들이 배출되도록 상기 연마 하우스(13)와 웨이퍼 척(16)사이에 형성된 배출구(A)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치의 바람직한 동작예를 살펴보면 다음과 같다.

웨이퍼(18)가 웨이퍼 척(16)에 로딩되면, 상기 웨이퍼 척(16)의 회전축(14)안에 설치되어 있는 진공라인(15)에 연결되어 있는 진공 펌프(도시하지 않았음)의 펌핑 작용에 의해 로딩된 상기 웨이퍼(18)가 고정된다.

이후, 웨이퍼(18)가 고정되면 상기 웨이퍼 척(16)이 회전축(14)을 중심으로 고속 회전하게 되며, 이 가운데 케미칼 또는 이온수의 주입 파이프 라인(12)을 통해 연마 하우스(13)내부로 주입되며 이때, 가압판(11)에 고압을 걸어주어 압력조정판과 웨이퍼 사이에 케미칼 또는 이온수의 액상막이 형성된다.

이렇게 형성된 액상막에 의하여 웨이퍼 표면에 형성되어 있는 옥사이드 막 또는 메탈막을 연마하게 된다.

이후, 상기 가압판(11)에 의하여 가압되어 액상막을 형성한 케미칼 또는 이온수와 연마된 이물질들의 배출은 웨이퍼 척(16)과 연마 하우스 사이의 배출구(A)로 배출되게 된다.

상기와 같이 동작하는 본 고안에 따른 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치를 제공하면, 균일한 연마를 수행할 수 있으며 특정의 세정장치가 필요없는 등의 효과가 얻어진다.

Claims (1)

1. 웨이퍼의 앞면에 형성되어 있는 옥사이드막 또는 메탈막의 연마를 실시하는 액상막과; 상기 액상막을 둘러싸고 있는 원통형의 연마 하우스와; 상기 연마 하우스의 하측 내면에 위치하여 웨이퍼를 로딩하는 웨이퍼 척과; 상기 연마 하우스의 일측면에 형성되어 있으며 케미칼과 이온수를 상기 연마 하우스로 주입하는 파이프 라인과; 상기 파이프 라인을 통해 주입되는 상기 케미칼과 이온수의 양을 조절하기 위한 조정밸브와; 상기 연마 하우스의 내측면의 원주와 동일한 원주를 갖고 상기 파이프 라인을 통해 주입된 케미칼 또는 이온수를 가압하여 액상막을 형성하고 상기 웨이퍼에 가해질 압력을 공급하는 가압판과 ; 상기 가압판에 의해 가압된 케미칼이 웨이퍼에 주는 압력을 조절하기 위한 압력 조절판과; 상기 연마 하우스와 웨이퍼 척 사이에 이물질 배출을 위해 형성된 배출구(A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상형 연마액을 이용한 웨이퍼 연마 장치.