KR20020006272A

KR20020006272A - 반도체 웨이퍼의 폴리싱 장치

Info

Publication number: KR20020006272A
Application number: KR1020000039844A
Authority: KR
Inventors: 서건식
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2002-01-19

Abstract

본 발명은 반도체소자 제조공정에서 웨이퍼표면에 형성된 금속층을 평탄화할 때 이물질에 의한 오염을 감소시키고 연마의 균일도를 개선하는 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치에 관한 것이다.

이물질에 의한 오염을 감소시키고 연마의 균일도를 개선하기 위한 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치에 있어서, 웨이퍼를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드와, 상기 폴리싱패드를 고정시키고 상기 폴리싱패드를 회전시키는 플래튼과, 상기 폴리싱패드의 하부에 설치되고 상기 웨이퍼가 상부에 설치되어 있으며, 상기 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드와, 상기 폴리싱헤드를 회전시키기 위한 모터와, 상기 폴리싱헤드의 둘레로 일정간격 이격 설치되어 상기 폴리싱패드를 제어하기 위한 패드콘디셔너헤드로 구성한다.

Description

반도체 웨이퍼의 폴리싱장치{A POLISHING DEVICE OF SEMECONDUCTOR WAFFER}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치에 관한 것으로, 특히 반도체소자 제조공정에서 웨이퍼표면에 형성된 금속층을 평탄화할 때 이물질에 의한 오염을 감소시키고 연마의 균일도를 개선하는 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자는 고밀도화, 미세화 및 배선구조의 다층화에 의하여 단차가 증가하게 되고 이 단차를 평탄화하기 위해 SOG(Spin on Glass), ETCH BACK, REFLOW등의 여러 평탄화 방법이 개발되어 웨어퍼의 평탄화 공정에 적용되고 있다.

이러한 웨어퍼의 평탄화 공정은 기계적인 연마방식과 화학적인 연마방식이 있으며, 기계적인 연마방식은 가공변질층이 형성되어 반도체칩상의 결점이 되고, 화학적인 연마방식은 가공변질층이 생성되지 않지만 평화된 형상 즉, 형상정밀도를 얻을 수 없으므로, 이러한 기계적인 연마방식과 화학적인 연마방식을 접목시켜 연마하기 위한 평탄화공정이 요구되어 CMP(Chemical Mechanical Polishing)기술이 개발되었다. CMP공정은 폴리싱패드가 부착되어진 연마테이블을 회전운동시키고, 폴리싱 헤드는 회전운동과 요동운동을 동시에 행하며 일정압력으로 가압을 하고, 웨이퍼는 표면장력이나 진공에 의해 폴리싱헤드부에 장착된다. 폴리싱헤드의 자체하중과 인가되는 가압력에 의해 웨이퍼표면과 폴리싱패드가 접촉되고, 이 접촉면 사이의 미세한 틈사이로 가공액인 슬러리(Slurry)가 유동하여 슬러리 내부에 있는 연마입자와 패드의 표면돌기들에 의해 기계적인 제거작용이 이루어지고 슬러리내의 화학성분에 의해 화학적인 제거작용이 이루어진다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치의 구조도이다.

웨이퍼(12)를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드(10)와, 상기 폴리싱헤드(10)를 회전시키기 위한 모터(18)와, 상기 폴리싱헤드(10)의 하부에 설치되어 상기 웨이퍼(12)를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드(16)와, 상기 폴리싱패드(16)를 고정시키는 플래튼(20)과, 상기 폴리싱헤드(10)와 수평방향으로 일정간격 이격 설치되어 상기 폴리싱패드(16)를 제어하기 위한 패드콘디셔너헤드(14)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 웨이퍼 폴리싱장치의 폴리싱 동작을 보면, 웨이퍼(12)를 폴리싱헤드(10)에 진공 흡착한 후 폴리싱헤드(10)의 상부에 설치되어 있는 모터(18)를 구동하여 시계방향으로 웨이퍼(12)를 회전시킨다. 그런 후 폴리싱패(16)이 설치되어 있는 플래튼(20)을 웨이퍼(12)의 회전 반대방향으로 회전시키고, 상기 폴리싱헤드(10)를 아래쪽으로 이동하여 웨이퍼(10)의 하측면을 반대방향으로 회전하는 폴리싱패드(16)에 밀착시켜서 슬러리(SLURRY)를 공급하면서 웨이퍼(10)를 연삭한다. 그리고 패드 콘디셔너 헤드(14)는 상기 폴리싱헤드(10)와 수평방향으로 일정간격 이격 설치되어 있으며, 상기 폴리싱패드(16)를 제어한다.

이와 같은 종래의 반도체 웨이퍼 폴리싱장치는 폴리싱패드(16)가 아래에 포리싱헤드(10)의 상부에 설치되어 있어 실제적인 폴리싱을 하기 위해 웨이퍼(12)의 표면이 패드와 접촉될 수 있도록 아래로 향하고 있으므로 많을 반도체소자의 제조를 위한 많은 설비들이 로보트(ROBOT)나 특정장치를 사용하여 작업하기 때문에 프로세스 로스(PROCESS LOSS)가 발생하여 설비들의 성능을 저하시키는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 반도체소자 제조공정에서 웨이퍼를 폴리싱할 때 웨이퍼를 턴온시키지 않도록 하여 설비들의 성능을 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 폴리싱패드를 폴리싱헤드 상부에 설치하여 웨이퍼를 폴리싱할 때 이물질에 의한 오염을 감소시킬 수 있는 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치의 구조도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치의 구조도

도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 웨이퍼 폴리싱공정이 진행될 때 폴리싱헤드의 회전방향을 나타낸 도면

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치에 있어서, 웨이퍼를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드와, 상기 폴리싱패드를 고정시키고 상기 폴리싱패드를 회전시키는 플래튼과, 상기 폴리싱패드의 하부에 설치되고 상기 웨이퍼가 상부에 설치되어 있으며, 상기 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드와, 상기 폴리싱헤드를 회전시키기 위한 모터와, 상기 폴리싱헤드의 둘레로 일정간격 이격 설치되어 상기 폴리싱패드를 제어하기 위한 패드콘디셔너헤드를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치의 구조도이다.

웨이퍼(34)를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드(32)와, 상기 폴리싱패드(32)를 고정시키고 상기 폴리싱패드(32)를 회전시키는 플래튼(30)과, 상기 폴리싱패드(32)의 하부에 설치되고 상기 웨이퍼(34)가 상부에 설치되어 있으며, 상기 웨이퍼(34)를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드(36)와, 상기 폴리싱헤드(36)를 회전시키기 위한 모터(38)와, 상기 폴리싱헤드(36)의 둘레로 일정간격 이격 설치되어 상기 폴리싱패드(32)를 제어하기 위한 패드콘디셔너헤드(14)로 구성되어 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 웨이퍼 폴리싱공정이 진행될 때 폴리싱헤드의 회전방향을 나타낸 도면이다.

폴리싱헤드(36)는 A방향으로 축회전하고, 폴리싱패드(32)는 폴리싱헤드(30)의 회전 반대방향으로 비원형 회전을 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 적용되는 웨이퍼 폴리싱장치의 폴리싱 동작을 보면, 웨이퍼(34)를 폴리싱헤드(36)에 진공 흡착한 후 폴리싱헤드(36)의 상부에 설치되어 있는 모터(38)를 구동하여 도 3과 같이 A방향으로 웨이퍼(34)를 회전시킨다. 그런 후 폴리싱패드(32)가 설치되어 있는 플래튼(30)을 웨이퍼(34)의 회전 반대방향으로 도 2와 같이 비원형 회전시킨다. 그리고, 상기 폴리싱헤드(36)를 위쪽으로 이동하여 웨이퍼(34)의 상측면을 반대방향으로 비원형 회전하는 폴리싱패드(32)에 밀착시켜서 슬러리(SLURRY)를 공급하면서 웨이퍼(34)를 연삭하여 연마의 균일도를 개선한다. 그리고 패드 콘디셔너 헤드(40)는 상기 폴리싱헤드(36)의 둘레로 일정간격 이격 설치되어 상기 폴리싱패드(32)를 제어한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체소자 제조공정에서 웨이퍼를 폴리싱할 때 웨이퍼를 턴온시키지 않도록 하여 설비들의 성능을 향상시킬 수 있으며, 또한 폴리싱패드를 폴리싱헤드 상부에 설치하여 웨이퍼를 폴리싱할 때 이물질에 의한 오염을 감소시킬 수 있고, 폴리싱헤드를 축회전시키고 폴리싱패드를 비원형회전에 의해 폴리싱을 하여 연마의 균일도를 개선할 수 있는 이점이 있다.

Claims

반도체 웨이퍼의 폴리싱장치에 있어서,

웨이퍼를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드와,

상기 폴리싱패드를 고정시키고 상기 폴리싱패드를 회전시키는 플래튼과,

상기 폴리싱패드의 하부에 설치되고 상기 웨이퍼가 상부에 설치되어 있으며, 상기 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드와,

상기 폴리싱헤드를 회전시키기 위한 모터로 구성함을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치.
제1항에 있어서,

상기 폴리싱헤드의 둘레로 일정간격 이격 설치되어 상기 폴리싱패드를 제어하기 위한 패드콘디셔너헤드를 포함함을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 폴리싱헤드의 회전은 축회전하고 상기 폴리싱패드의 회전은 비원형회전하도록 함을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치.