KR200293787Y1 - 화학기계적 연마장치의 콘디셔너 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 공정에서 사용중인 스트립의 사용주기를 연장하여 원가절감을 실현하고, 상태 조절 성능도 향상시킨 콘디셔너를 제공하는 것으로, 연마패드가 고정된 복수의 회전 플레이트의 사이에 위치하는 회전모터; 상기 회전모터에 연결되어 좌우로 이동하게 되는 지지대; 상기 지지대에 고정되어 정역 방향으로 회전되는 정역모터; 상기 정역모터의 회전축에 연결되는 스트립; 및 상기 지지대에 연결 고정되어 스트립의 양단을 지지하는 브라켓을 포함한다.

Description

화학기계적 연마장치의 콘디셔너{CONDITIONER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}

본 고안은 화학기계적 연마장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 웨이퍼의 세정시 연마패드를 표면을 고르게 하는 콘디셔너에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 기판은 점차 고집적화 되고, 이에 따라 복수층 이상으로 배선구조가 다층화되고 있어 반도체 기판 상에 적층된 단위 셀들 사이의 표면 단차가 점점 증가되면서 이들 단위 셀들 사이의 표면 단차를 줄이기 위하여 다양한 연마 방법들이 실시되며, 연마 이후에는 웨이퍼의 표면을 청소하여 파티클이 발생되는 것을 방지하게 된다.

화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing)는 반도체 웨이퍼의 표면상의 피막 또는 층을 매끄럽게 하거나, 연마하거나 또는 평탄화 하기 위해 폭넓게 사용된다.

이러한 연마를 위한 화학 기계적 연마장치는 회전 플레이트상의 연마 패드에 웨이퍼의 전면을 밀착시킨 상태에서 슬러리를 공급하면서 회전 플레이트와 웨이퍼를 동시에 회전시켜 웨이퍼의 전면을 연마하게 된다.

연마가 지속되면 연마 패드의 표면이 오래된 슬러리와 웨이퍼에서 연마된 연마 입자들로 인하여 연마 패드의 표면이 매끄럽게 되고, 그 결과 연마 속도 및 연마효율이 감소된다. 이렇게 연마 속도 및 연마효율이 감소되는 문제를 해결하기 위해서 회전 플레이트의 일측에는 연마 패드 상태를 조절하는 콘디셔너(conditioner)가 설치된다.

콘디셔너는 모터에 의해 좌우로 이동되는 지지대에 상태 조절용 스트립(strip)이 장착된 것으로, 스트립이 회전 플레이트 위에 고정된 연마패드의 윤모를 문질러서 살려주게 된다.

이러한 스트립은 정해진 회수만큼 사용한 후에는 다른 것으로 교체되어진다.

그러나 스트립이 연마패드와 닿는 부위가 전체 면적의 20%도 되지 않아 대부분의 다른 부분을 사용하지 않은 상태에서 그대로 교체되어 버려지고 있는 실정이다.

또한 콘디셔너의 현재 사용되는 방식으로 연마패드의 표면에서 좌우 이동을 반복하면서 연마패드의 표면을 콘디션 조절하는 방식은 연마패드와 접촉되는 부분이 항상 동일하기 때문에 사용이 반복될수록 그 효능이 떨어지게 된다.

본 고안은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,반도체 공정에서 사용중인 스트립의 사용주기를 연장하여 원가절감을 실현하고, 상태 조절 성능도 향상시킨 콘디셔너를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 콘디셔너를 도시한 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 콘디셔너를 도시한 측면도.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 콘디셔너는, 연마패드가 고정된 복수의 회전 플레이트의 사이에 위치하는 회전모터; 상기 회전모터에 연결되어 좌우로 이동하게 되는 지지대; 상기 지지대에 고정되어 정역 방향으로 회전되는 정역모터; 상기 정역모터의 회전축에 연결되는 스트립; 및 상기 지지대에 연결 고정되어 스트립의 양단을 지지하는 브라켓을 포함한다.

이하 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 고안에 따른 콘디셔너를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 콘디셔너를 도시한 측면도이다.

본 고안의 콘디셔너는 상부에 연마패드(1a,1b)가 고정된 두 개의 회전 플레이트(3) 사이에 위치한다.

그리고 연마패드(1a,1b)의 상부에는 도면에 도시하지는 않았으나 웨이퍼의 연마면이 연마패드(1a,1b)를 향하도록 웨이퍼를 장착한 연마헤드가 위치한다.

이러한 연마헤드는 웨이퍼를 장착한 상태에서 하강하여 연마패드(1a,1b)에 웨이퍼의 연마면이 밀착되도록 한 후 연마헤드와 회전 플레이트가 회전하여 웨이퍼의 연마면을 연마하게 된다.

연마가 종료되면 연마헤드가 상승하고, 이때 콘디셔너가 연마패드(1a,1b)의 상면을 문질러 윤모를 살리게 되는 것이다.

이러한 콘디셔너는 도 1에 도시한 바와 같이 커버(5) 내부에 위치하여 지지대(7)를 좌우로 이동하게 하는 회전모터와, 그 회전모터의 회전축에 연결되어 좌우로 이동하게 되는 지지대(7)와, 지지대(7)에 고정되는 정역모터(9)와, 정역모터(9)의 회전축에 연결되는 스트립(11)과, 지지대(7)에 연결 고정되어 스트립(11)의 양단을 지지하는 브라켓(13)을 포함한다.

상기한 스트립(11)은 도 2에 도시한 바와 같이 상부가 평평하게 종방향으로 절개되어 있고, 그 절개된 부분을 제외한 나머지 부분이 연마패드(1a,1b)와 접촉된 상태에서 콘디션 조절하게 된다.

즉, 도 2을 기준으로 좌측에 위치한 연마패드(1a,1b)를 콘디션하기 위해서 스트립(11)이 좌로 이동할 때는 스트립(11)이 정방향으로 회전하고, 스트립(11)이 좌측에 위치한 연마패드(1a)의 좌측 끝부분까지 이동했을 때 -45도(°) 위치까지 스트립(11)이 회전하게 된다.

또한 우측에 위치한 연마패드(1b)를 콘디션하기 위해서 스트립(11)이 우측로 이동할 때는 스트립(11)이 역방향으로 회전하고, 스트립(11)이 우측에 위치한 연마패드(1b)의 우측 끝부분까지 이동했을 때 225도(°) 위치까지 스트립(11)이 회전하게 된다.

이와 같은 작업이 가능하도록 정역모터(9)의 회전축에 본 고안에 따른 스트립(11)의 중심이 고정되고, 그 스트립(11)의 양끝단은 브라켓(13)에 의해 지지된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 스트립이 정역방향으로 회전하면서 연마패드와 닿게 됨으로써 연마패드의 표면적 80%정도를 이용하여 연마패드를 연마하기 때문에 부품을 절감하는 효과로 이어진다.

또한 콘디셔너가 연마패드의 표면에서 좌우 이동을 반복함과 동시에 정역모터에 의해 정역으로 회전하면서 연마패드의 표면을 콘디션 조절하기 때문에 연마패드의 윤모를 더욱 잘 살리는 효과를 얻게 된다.

Claims (3)

1. 연마패드가 고정된 복수의 회전 플레이트의 사이에 위치하는 회전모터;

   상기 회전모터에 연결되어 좌우로 이동하게 되는 지지대;

   상기 지지대에 고정되어 정역 방향으로 회전되는 정역모터;

   상기 정역모터의 회전축에 연결되는 스트립; 및

   상기 지지대에 연결 고정되어 스트립의 양단을 지지하는 브라켓을 포함하는 화학기계적 연마장치의 콘디셔너.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립은 상부는 평평하게 종방향으로 절개되고, 그 절개된 부분을 제외한 나머지 부분이 연마패드와 접촉된 상태에서 콘디션 조절하게 되는 화학기계적 연마장치의 콘디셔너.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스트립은,

   상기 복수의 회전 플레이트 중 좌측에 위치한 회전 플레이트 위의 연마패드를 콘디션 할 경우 역방향으로 회전하고,

   상기 복수의 회전 플레이트 중 우측에 위치한 회전 플레이트 위의 연마패트를 콘디션 할 경우 정방향으로 회전하는 화학기계적 연마장치의 콘디셔너.