KR20030053987A - 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리싱 패드 표면에 부착된 일정 주기로 제거하는 드레싱 공정에 사용되어 폴리싱 패드의 넵(Nap)층에 부착된 이물질을 효과적으로 제거하고 넵(Nap)을 부드럽게 함으로써 추후 향상된 경면 정도를 얻을 수 있는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서에 관한 것으로서, 일면이 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드의 패드면과 서로 면접되는 원판과, 원판의 일면에 연속적으로 형성된 요철부를 포함하여 이루어져 요철부와 패드면 사이의 마찰에 의해 상기 패드면 넵(Nap)층에 부착된 이물질이 제거되도록 하고 넵(Nap)층을 부드럽게 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서를 구성하거나, 또는 사각판과, 사각판에 부착된 손잡이를 포함하여 이루어져 사각판의 가장자리가 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드의 패드면을 긁어 패드면에 부착된 이물질이 제거되도록 하고 넵(Nap)층을 부드럽게 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서를 구성한다.

Description

실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서{Apparatus for dressing a polishing pad}

본 발명은 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서에 관한 것으로서, 특히 실리콘 잉곳의 웨이퍼링 공정 중 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드 표면 넵(Nap)층에 부착된 이물질을 제거하고 넵(Nap)층을 부드럽게 하는 폴리싱 패드 드레서에 관한 것이다.

일반적으로 실리콘 웨이퍼의 폴리싱은 제조된 실리콘 잉곳을 웨이퍼 단위로 절단한 다음, 웨이퍼의 표면을 연마하여 경면화시키기 위한 공정으로, 대개 폴리싱 패드를 이용하여 웨이퍼의 표면 연마가 이루어진다.

폴리싱 패드는 부직포의 표면에 합성 수지 재질로 된 다수개의 넵(Nap)을 조밀하게 형성하여 구성된 것으로 넵과 실리콘 웨이퍼의 표면 사이에 작용하는 마찰력과 화학약품에 의해 경면화하게 된다.

이러한 폴리싱 패드를 이용하여 이루어지는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱은 여러 단계의 공정으로 나뉘어 이루어지게 되는데, 이중 최종 단계의 폴리싱을 거치면서 웨이퍼 표면의 불균일한 연마하여 웨이퍼 표면이 거칠어지고 거친 웨이퍼 표면은 파티클 카운터에서 0.12 ㎛이하의 이물질(particle)로 인식하게된다.

그런데, 이러한 0.12㎛ 이하의 이물질은 폴리싱공정 이후 단계인 세정 공정에 의해 제거되지 않아 웨이퍼 표면에 계속적으로 잔존하는 이물질로서 추후 실리콘 웨이퍼의 수율 감소 원인으로 존재한다.

따라서, 폴리싱 공정에서는 웨이퍼 표면 거칠기에 의해 발생하는 0.12 ㎛ 이하의 이물질까지 제거되어야 하나, 기존의 폴리싱 공정과 폴리싱 패드를 통해서는 제거가 어렵고, 또한 제거되지 않은 0.12 ㎛ 이하의 이물질은 실리콘 웨이퍼 표면의 경면 정도를 저하시키는 문제점이 있다.

즉, 폴리싱 공정 중 웨이퍼 표면 거칠기에 의해 발생되는 이물질은 폴리싱 패드의 넵층에 의해 균일하게 연마되어야 하나, 반복적으로 이루어지는 폴리싱 공정으로인해 패드의 넵 사이에 계속적으로 이물질이 흡착되고 넵이 거칠어짐으로 인해서 일정한 시간이 경과된 후에는 더 이상 폴리싱 패드의 넵층이 정상적인 기능을 수행하지 못하게 된다.

따라서, 일정한 시간 경과후 폴리싱 패드 넵에 부착된 이물질을 제거하고 부드럽게 하여 패드 표면을 항상 깨끗한 상태로 유지함으로써 추후 폴리싱 공정의 평탄도 향상과 패드의 수명 증가를 위한 이물질 제거공정(이하, 드레싱(dressing)공정이라 함)이 수반된다.

이에 본 발명은 폴리싱 패드 넵층에 부착된 일정 주기로 제거하는 드레싱 공정에 사용되어 폴리싱 패드의 넵층에 부착된 이물질을 효과적으로 제거하고 부드럽게 함으로써 추후 향상된 경면 정도를 얻을 수 있는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 목적을 이루기 위해, 일면이 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드의 넵층과 서로 면접되는 원판과, 원판의 일면에 연속적으로 형성된 요철부를 포함하여 이루어져 요철부와 넵층 사이의 마찰에 의해 상기 넵층에 부착된 이물질이 제거되도록 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서를 구성하거나, 또는 사각판과, 사각판에 부착된 손잡이를 포함하여 이루어져 사각판의 가장자리가 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드의 넵층을 긁어 넵층에 부착된 이물질이 제거되도록 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 이물질 드레서를 구성한다.

도 1 은 본 발명에 따른 폴리싱 패드 드레서의 제1실시예를 설명하기 위한 평면도.

도 2 는 도 1의 <Ⅱ-Ⅱ'> 방향 단면도.

도 3 은 도 2의 A 부분 확대도.

도 4 는 본 발명에 따른 폴리싱 패드 드레서의 제2실시예를 설명하기 위한 평면도.

도 5 는 도 4 의 <Ⅴ-Ⅴ'> 방향 단면도.

도 6 은 도 5 의 B 부분 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10,20 : 드레서(dresser) 12 : 원판

14 : 요철부 22 : 사각판

24 : 손잡이

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1 본 발명에 따른 폴리싱 패드 드레서의 제1실시예를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2 는 도 1의 <Ⅱ-Ⅱ'> 방향 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예인 드레서(10)는 일면이 폴리싱 패드의 넵층과 서로 면접되는 원판(12)으로 형성된다.

그리고, 원판(12)의 일면에는 폴리싱 패드의 넵층과 서로 면접된 상태에서 원판이 고속으로 회전하면 패드면과 마찰되면서 넵과 넵들 사이에 흡착된 이물질이 제거되도록 하고 부드럽게하는 요철부(14)가 형성된다.

여기서, 요철부(14)는 도 2 의 <A> 부분 확대도인 도 3을 참조하면, 단면의 형태가 수직면(16)및 수직면의 상 끝점에서 연속하여 하향 경사면(17)을 갖도록 형성되어 뾰족한 형태의 요부(14a)와 철부(14b)가 일정 간격으로 연속 형성된다.

또한, 요철부(14)는 원판의 중심점(O)을 기준으로 좌우 대칭되게 형성된다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 제1실시예인 드레서를 통한 폴리싱 패드에 부착된 이물질 제거를 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1실시예인 드레서(10)를 통해 드레싱 공정은 일정 주기로 이루어진다.

즉, 폴리싱 패드 표면의 드레싱은 최초 폴리싱 패드가 폴리싱 장치에 장착되어 공급되는 슬러리와 함께 실리콘 웨이퍼를 폴리싱하기 시작한 시점에서 임의의 횟수동안 폴리싱 공정이 이루어진 후에 실시된다.

여기서, 드레싱 공정주기는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 정도를 계속적으로 측정하여 경면 연마 정도가 변화되는 시점을 1주기로 설정한다.

예를 들어 폴리싱 패드의 최초 장착 후 5회의 폴리싱 공정이 완료된 후, 측정된 실리콘 웨이퍼의 경면 연마정도가 5회 이전의 경면 연마 정도와 차이가 발생되면 이를 드레싱 공정 1주기로 설정하여 4회의 폴리싱 공정이 완료되면 1회의 드레싱 공정을 실시하도록 한다.

이와 같은 주기를 통해 이루어지는 폴리싱 패드의 드레싱은 원판(12)의 일면을 패드면에 밀착시킨 상태에서 원판 또는 폴리싱 패드를 별도의 회전 장치에 의해 회전시키면 간단하게 이루어진다.

즉, 폴리싱 패드의 패드면과 원판(12)의 일면이 밀착되면 요철부(14)가 패드면에 접촉되고, 이 상태에서 폴리싱 패드 또는 원판이 회전하면 요철부의 철부(14b)가 패드면의 니들을 흔들면서 마찰된다.

따라서, 패드면의 니들에 붙어있던 이물질이 요철부의 철부(14b)에 의한 진동과 마찰에 의해 요부(14a)로 떨어져 제거된다.

그리고, 본 발명은 또 다른 형태로 드레서를 구성할 수 도 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 폴리싱 패드 드레서의 제2실시예를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5 는 도 4 의 <Ⅴ-Ⅴ'> 방향 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예인 드레서(20)는 원판 형태가 아니라 사각판(22)에 손잡이(24)를 부착하여 구성된다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 제2실시예를 통한 폴리싱 패드의 드레싱은 제1실시예와 동일하게 일정한 주기 단위로 이루어지고, 도 5의 <B> 부분 확대도인 도 6을 참조하면 사각판의 가장자리 모서리(26)를 폴리싱 패드의 패드면에 밀착시킨 상태에서 손잡이(24)를 상하로 이동시키면 된다.

즉, 폴리싱 패드의 패드면에 밀착된 사각판의 모서리(26)가 패드면을 긁어 진동과 마찰에 의해 이물질을 제거한다.

상기의 제1실시예와 제2실시예를 통한 폴리싱 패드의 드레싱은 제1및 제2 실시예에 따른 드레서 중 하나의 드레서만을 선택하여 실시할 수 도 있으나, 두개의 드레서를 순차적으로 사용하여 2번의 드레싱 공정을 수행할 수 도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제1및 제2 실시예에 따른 드레서는 폴리싱 패드의 넵층에 부착되어 세정 공정을 통해서 제거되지 않은 0.12 ㎛ 이하의 이물질을 일정한 주기 단위로 물리적인 방법인 진동과 마찰을 이용하여 효과적으로 제거함으로써 폴리싱 공정에서 웨이퍼 표면 거칠기에 의해 발생된 이물질의 발생을 억제한다.

따라서, 본 발명은 실리콘 웨이퍼의 표면에 표면 거칠기에 의한 이물질이 잔존하지 않도록 하여 추후 실리콘 웨이퍼의 수율 감소 원인으로 제거하게 되는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 일면이 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드의 넵층과 서로 면접되는 원판과; 상기 원판의 일면에 연속적으로 형성된 요철부를 포함하여 이루어져,

   상기 요철부와 상기 넵층 사이의 마찰에 의해 상기 넵사이에 부착된 이물질이 제거되도록 하고 넵층을 부드럽게 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서.
2. 제1항에 있어서,

   상기 요철부는 단면의 형태가 수직면 및 수직면의 상 끝점에서 연속하여 하향 경사면을 갖도록 형성되어 뾰족한 형태의 요부와 철부가 일정 간격으로 연속 형성된 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 요철부는 상기 원판의 중심선을 기준으로 좌우 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서.
4. 사각판과, 상기 사각판에 부착된 손잡이를 포함하여 이루어져 상기 사각판의 가장자리가 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드의 넵층을 긁어 상기 넵층에 부착된 이물질이 제거되도록 하고 넵층을 부드럽게하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 이물질 드레서.