KR200286822Y1 - 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치 - Google Patents

Abstract

이 고안은 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치에 관한 것으로, 슬러리(slurry)를 이용한 웨이퍼의 평탄화후, 그 슬러리에 의한 턴 테이블의 패드 오염을 방지할 수 있도록, 상면에 패드(2)가 부착되어 고속 회전하는 턴 테이블(1)과, 상기 턴 테이블(1)의 상면에 위치되어 웨이퍼(3)를 고정하는 동시에, 고속 회전하면서 상기 웨이퍼(3)를 상기 턴 테이블(1)의 패드(2)에 접촉시켜 기계적 연마가 수행되도록 하는 캐리어(4)와, 상기 턴 테이블(1)의 패드(2) 중앙에 웨이퍼(3)의 화학적 연마를 위해 슬러리(7)를 공급하는 노즐(5)로 이루어진 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치에 있어서, 상기 턴 테이블(1)의 패드(2) 둘레 부근에는, 질소 가스가 분사되어 슬러리 잔여물(9)이 제거되도록, 질소 가스 분사 노즐(10)이 더 설치된 것을 특징으로 함.

Description

반도체 웨이퍼용 평탄화 장치{chemical mechanical polishing device for semiconductor wafer}

본 고안은 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 슬러리(slurry)를 이용한 웨이퍼의 평탄화후, 그 슬러리에 의한 턴 테이블의 패드 오염을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼의 평탄화(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 공정은 초고집적회로(ULSI; Ultra-Large Scale Integrated circuits)의 제조를 위하여 사용되는 공정으로 기계적 작용과 화학적 작용을 이용하여 부분 공정이 수행된 실리콘 웨이퍼를 얇게(0.5㎛ 정도) 갈아내어 평탄하게 만드는 공정을 말한다.

도1에는 이러한 반도체 웨이퍼를 위한 일반적인 평탄화 장치가 도시되어 있으며, 이를 참조하여 종래 평탄화 장치의 구성 및 작용을 간략히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 대략 원판형으로서 중앙의 회전축을 중심으로 일정 방향으로 회전하는 턴 테이블(1')이 구비되어 있고 상기 턴 테이블(1')의 상부에는 패드(2')가 부착되어 있다. 상기 패드(2')의 상부 일측에는 웨이퍼(3')의 후면을 고정시키는 캐리어(4')가 위치되어 있으며, 상기 캐리어(4')는 상기 턴 테이블(1')의 회전 방향과 같은 방향으로 회전된다. 또한, 상기 패드(2')의 상부에는 화학적 연마 작용을 수행할 수 있도록 일정량의 슬러리(7')를 공급하는 노즐(5')이 구비되어 있다.

도면중 미설명 부호 8'은 턴 테이블 커버이고, 9'는 슬러리 잔여물을 도시한 것이다.

이러한 평탄화 장치는 먼저 상기 캐리어(4')에 의해 웨이퍼(3')가 고정되고, 이어서 상기 캐리어(4')에 의해 상기 웨이퍼(3')가 상기 턴 테이블(1')의 패드(2')에 밀착된다. 또한, 노즐(5')을 통해서는 일정량의 슬러리(7')가 패드(2')의 중앙에 공급됨과 동시에 상기 턴 테이블(1') 및 캐리어(4')가 일정 방향으로 고속 회전함으로써, 상기 웨이퍼(3')의 기계적 및 화학적 평탄화 공정이 수행된다. 여기서, 통상 상기 캐리어(4')의 회전 방향과 상기 턴 테이블(1')의 회전 방향은 동일하게 셋팅된다.

상기와 같은 공정에 의해 상기 웨이퍼(3')가 일정 두께로 연마된 후에는 상기 노즐(5')에서 슬러리(7') 대신 탈이온수(도시되지 않음)가 패드(2') 중앙에 분사된다. 즉, 웨이퍼(3')의 평탄화 후에는 탈이온수를 고속 회전하는 턴 테이블(1')의 패드(2')에 분사함으로써, 상기 패드(2')에 남아 있는 슬러리 잔여물(9')이 제거되도록 하고 있다.

그러나, 상기 슬러리는 그 자체가 굳어 증착되는 특성을 가지고 있음으로써, 웨이퍼의 평탄화 도중 슬러리가 패드 표면에 증착되어 파티클(particle) 발생의 한 요인이 되고 있다. 특히, 평탄화중에 턴 테이블의 회전에 의해 패드 둘레쪽 부분에 슬러리 잔여물이 증착하는 경향이 있으며, 현재는 상기와 같이 평탄화가 끝난 후, 패드 표면의 중앙 영역에만 탈 이온수를 분사함으로써, 패드 둘레 부분에 증착되는 슬러리 잔여물은 잘 제거되지 않고 있다.

따라서, 턴 테이블의 패드 둘레 부분에 증착되는 슬러리 잔여물로 인해 상기 패드 표면의 오염이 심하게 되고, 또한 파티클(particle)의 발생률이 높아지며, 패드 수명이 짧아지는 문제도 있다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 슬러리(slurry)를 이용한 웨이퍼의 평탄화후, 그 슬러리에 의한 턴 테이블의 패드 오염을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치를 도시한 개략 사시도이다.

도2는 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치를 도시한 개략 사시도이다.

-도면중 주요 부호에 대한 설명-

1; 턴 테이블(turn table) 2; 패드(pad)

3; 반도체 웨이퍼(wafer) 4; 캐리어(carrier)

5; 슬러리 분사 노즐(nozzle) 7; 슬러리(slurry)

8; 턴 테이블 커버(turn table cover) 9; 슬러리 잔여물

10; 질소 가스 분사 노즐

상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 상면에 패드가 부착되어 고속 회전하는 턴 테이블과, 상기 턴 테이블의 상면에 위치되어 웨이퍼를 고정하는 동시에, 고속 회전하면서 상기 웨이퍼를 상기 턴 테이블의 패드에 접촉시켜 기계적 연마가 수행되도록 하는 캐리어와, 상기 턴 테이블의 패드 중앙에 웨이퍼의 화학적 연마를 위해 슬러리를 공급하는 노즐로 이루어진 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치에 있어서, 상기 턴 테이블의 패드 둘레 부근에는, 질소 가스가 분사되어 슬러리 잔여물이 제거되도록, 질소 가스 노즐이 더 설치된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 하여 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치는 웨이퍼의 평탄화후 턴 테이블의 패드 중앙에는 탈 이온수를 분사하고, 패드의 둘레 부분에는 질소 가스를 분사함으로써, 패드 전영역에 슬러리가 증착되지 않도록 할 수 있다.

결국, 패드의 전영역에 슬러리 잔여물의 증착을 억제함으로써, 패드 표면의 오염을 막고, 파티클의 발생률을 낮추며, 또한 패드 수명을 연장할 수 있게 된다.

이하 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치를 도시한 개략 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 고안의 구성은 상면에 패드(2)가 부착되어 고속 회전하는 턴 테이블(1)과, 상기 턴 테이블(1)의 상면에 위치되어 웨이퍼(3)를 고정하는 동시에, 고속 회전하면서 상기 웨이퍼(3)를 상기 턴 테이블(1)의 패드(2)에 접촉시켜 기계적 연마가 수행되도록 하는 캐리어(4)와, 상기 턴 테이블(1)의 패드(2) 중앙에 웨이퍼(3)의 화학적 연마를 위해 슬러리(7)를 공급하는 노즐(5)과, 상기 턴 테이블(1)의 패드(2) 둘레 부근에, 질소 가스를 분사하여, 슬러리 잔여물(9)이 제거되도록 하는 질소 가스 노즐(10)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호 8은 턴 테이블 커버이다.

이러한 구성을 하는 본 고안에 의한 평탄화 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 캐리어(4)에 반도체 웨이퍼(3)가 고정된다. 그런 후, 상기 캐리어(4) 및 그 하부의 턴 테이블(1)이 같은 방향으로 고속회전 하는 동시에, 상기 캐리어(4)가 상기 턴 테이블(1)의 패드(2)쪽으로 하강함으로써, 상기 웨이퍼(3)의 일면이 상기 패드(2)에 접촉되어 기계적 연마가 수행된다.

물론, 상기 턴 테이블(1)의 패드(2) 중앙에는 슬러리 분사 노즐(5)을 통하여 슬러리(7)가 분사됨으로써, 상기 슬러리(7)에 의해 상기 웨이퍼(3)의 일면이 화학적 연마된다.

상기 반도체 웨이퍼(3)가 일정 두께 연마된 후에는 상기 캐리어(4)가 상승되어 상기 웨이퍼(3)와 패드(2)를 분리한다.

또한, 상기 슬러리 분사 노즐(5)을 통하여는, 슬러리(7) 대신 탈이온수가 분사됨으로써, 상기 패드(2) 중앙에 남아 있는 슬러리 잔여물(9)이 제거되도록 한다.

이어서, 상기 탈이온수의 분사를 정지하고, 상기 패드(2)의 둘레에 설치된 질소 노즐(10)을 통하여 질소가 분사됨으로써, 상기 패드(2)의 둘레에 증착되려 하는 슬러리 잔여물(9)을 세척한다.

계속해서, 상기 질소 분사 노즐(10)의 분사를 정지하고, 상기 패드(2) 중앙에 설치된 슬러리 분사 노즐(5)을 통하여 탈이온수가 다시 한번 분사됨으로써, 상기 패드(2) 표면의 슬러리 잔여물(9)을 완전히 제거한다.

이상에서와 같이 본 고안은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만, 이것으로만 본 고안이 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

따라서 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치에 의하면, 웨이퍼의 평탄화후 턴 테이블의 패드 중앙에는 탈 이온수를 분사하고, 패드의 둘레 부분에는 질소 가스를 순차 분사함으로써, 패드 전영역에 슬러리 잔여물이 남지 않는 효과가있다.

결국, 패드의 전영역에 슬러리 잔여물의 증착을 억제함으로써, 패드 표면의 오염을 막고, 파티클의 발생률을 낮추며, 또한 패드 수명을 연장하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 상면에 패드(2)가 부착되어 고속 회전하는 턴 테이블(1)과, 상기 턴 테이블(1)의 상면에 위치되어 웨이퍼(3)를 고정하는 동시에, 고속 회전하면서 상기 웨이퍼(3)를 상기 턴 테이블(1)의 패드(2)에 접촉시켜 기계적 연마가 수행되도록 하는 캐리어(4)와, 상기 턴 테이블(1)의 패드(2) 중앙에 웨이퍼(3)의 화학적 연마를 위해 슬러리(7)를 공급하는 노즐(5)로 이루어진 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치에 있어서,

   상기 턴 테이블(1)의 패드(2) 둘레 부근에는, 질소 가스가 분사되어 슬러리 잔여물(9)이 제거되도록, 질소 가스 분사 노즐(5)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 평탄화 장치.