KR20030095096A - Apparatus for supplying slurry by using magnetic stirrer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기 교반기(magnetic stirrer)를 이용한 슬러리 공급장치에 관한 것으로, 특히 슬러리를 교반하는 자기 교반기를 슬러리 공급 라인에 설치하여 슬러리의 응집입자를 개별입자로 분리할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a slurry supply apparatus using a magnetic stirrer, and more particularly, to a device for separating agglomerated particles of a slurry into individual particles by installing a magnetic stirrer for stirring the slurry in a slurry supply line.
통상적으로, 반도체 기술은 고집적 및 고밀도화가 요구되는 첨단 기술로서, 보다 미세한 패턴형성기술을 필요로 한다. 또한 배선의 구조도 점차적으로 다층화로 변해가는 실정이다. 즉, 반도체 소자의 표면 구조가 더욱 복잡해지며, 층간 막들의 단차도 더욱 커지고 있다.In general, semiconductor technology is an advanced technology requiring high integration and high density, and requires a finer pattern formation technology. In addition, the structure of the wiring is gradually changed into a multilayer. That is, the surface structure of the semiconductor device becomes more complicated, and the step of the interlayer films is also getting larger.
이러한, 층간 막들의 단차를 제거하기 위한 웨이퍼의 평탄화 기술로서, 스핀 온 글라스(Spin on Glass : SOG)막 증착, 식각 백(Etch Back), 리플로우(Reflow) 및 광역 평탄화를 위한 씨엠피(chemical mechanical polishing : CMP) 기술 등이 개발되어 널리 사용되고 있다.As a planarization technique of the wafer to remove the step of the interlayer films, CMP for spin on glass (SOG) film deposition, etching back, reflow, and global planarization Mechanical polishing (CMP) technology has been developed and widely used.
이중, CMP 기술은 연마속도와 연마 균일도(uniformity)가 매우 중요한 요소로서, CMP 장비의 공정조건, 슬러리 종류 및 연마패드 종류에 의해 제어되는데, 슬러리는 크게 나누어 산화막 제거용 슬러리와 금속막 제거용 슬러리의 두 종류로 구분되며, 대략적으로 0.1∼0.5㎛ 정도의 미세한 실리카, 세리아, 알루미나 등의 연마입자가 주성분으로 되어 있다.Of these, CMP technology is a very important factor in the polishing rate and uniformity (uniformity), it is controlled by the process conditions of the CMP equipment, the type of slurry and the type of polishing pad, the slurry is largely divided into the oxide film removal slurry and metal film removal slurry It is divided into two kinds, and the abrasive particles, such as fine silica, ceria, alumina, and the like of about 0.1 to 0.5 µm are the main components.
한편, CMP 장비로 슬러리를 공급하기 위한 시스템은 연마 입자들이 변질되지 않으면서 정체되지 않도록 하기 위해 일정한 통로를 통해 슬러리의 일부를 펌프를 이용하여 연마 테이블에 공급하도록 구성되어 있다.On the other hand, the system for supplying the slurry to the CMP equipment is configured to supply a part of the slurry to the polishing table by a pump through a constant passage so that the abrasive particles do not stagnate without being deteriorated.
도 1은 종래 반도체 CMP 공정의 슬러리 공급 장치에 대하여 도시한 도면으로서, 슬러리 저장조(10)에 저장된 슬러리를 압축 질소 가스의 압력을 이용하여 슬러리 송출관(20)을 통해 송출하고, 다시 슬러리 회수관(30)을 통해 회수되어 슬러리 저장조(10)에 저장된다. 이때, 슬러리 송출관(20)의 일부를 슬러리 공급관(40)에 연결하고, 제어밸브(또는, 정량 펌프)(50)를 슬러리 공급관(40)에 설치하여 연마 작업 수행 시, CMP 장비의 연마 테이블(70)위에 슬러리(60)를 슬러리 배출구(80)를 통해 일정한 유량으로 공급하도록 구성되어 연마 헤드(90)에 잡힌 웨이퍼(100)의 표면을 평탄화한다.1 is a view showing a slurry supply apparatus of a conventional semiconductor CMP process, the slurry stored in the slurry storage tank 10 is sent out through the slurry delivery pipe 20 using the pressure of compressed nitrogen gas, and again the slurry recovery pipe. Recovered through the 30 and stored in the slurry reservoir (10). At this time, a part of the slurry delivery pipe 20 is connected to the slurry supply pipe 40, and a control valve (or metering pump) 50 is installed in the slurry supply pipe 40 to perform a polishing operation. The slurry 60 is provided on the 70 at a constant flow rate through the slurry outlet 80 to planarize the surface of the wafer 100 caught by the polishing head 90.
그러나, 슬러리에 포함된 연마 입자의 형태는 슬러리가 순환함에도 불구하고 가까운 개별입자끼리 화학적(또는, 물리적)으로 쉽게 뭉쳐 응집 입자들이 발생하며, 연마시 웨이퍼에 미세 스크레치(scratch)를 유발시켜 약 1㎛ 이상의 큰 응집 입자가 발생하게 되며, 이러한, 미세 스크레치는 포토 레지스트 코팅 공정이나 층간 절연막 증착 공정시 불균일한 현상을 유발시켜 금속막의 단선을 유발하게 되는 문제점이 있다.However, in the form of abrasive particles contained in the slurry, even though the slurry is circulated, the adjacent individual particles easily aggregate together chemically (or physically) to generate aggregated particles, which causes fine scratches on the wafer during polishing. Agglomerated particles that are larger than or equal to μm are generated, and such fine scratches cause a non-uniform phenomenon in the photoresist coating process or the interlayer insulation film deposition process, thereby causing disconnection of the metal film.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 슬러리를 교반하는 자기 교반기를 슬러리 공급 라인에 설치하여 슬러리의 응집입자를 개별입자로 분리하여 스크레치 발생을 방지할 수 있도록 하는 자기 교반기를 이용한 슬러리 공급장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, the object is to install a magnetic stirrer to agitate the slurry in the slurry supply line to separate the aggregated particles of the slurry into individual particles to prevent scratch generation It is to provide a slurry supply apparatus using a magnetic stirrer.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 자기 교반기를 이용한 슬러리 공급장치는 슬러리를 저장하고 있으며, 저장된 슬러리를 압축 질소 가스의 압력을이용하여 슬러리 송출관 및 슬러리 공급관을 통해 송출하며, 다시 슬러리 회수관을 통해 회수되는 슬러리를 저장하는 슬러리 저장조; 슬러리 공급관에 설치되어 있으며, 슬러리의 량을 조절 및 제어하여 제공하는 제어밸브; 슬러리 공급관에 설치되어 있으며, 제어밸브를 통해 제공되는 슬러리를 충분히 교반시켜 연마 테이블에 공급되기 바로 직전에 슬러리 연마 입자 중의 응집 입자를 개별입자로 분리시켜 슬러리 배출구를 통해 연마 테이블에 공급하는 자기 교반기를 포함하며; 슬러리 배출구를 통해 공급되는 슬러리를 이용하여 연마 테이블 상에서 연마 헤드에 잡힌 웨이퍼를 연마하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the slurry supply apparatus using the magnetic stirrer in the present invention stores the slurry, and sends the stored slurry through the slurry delivery pipe and the slurry supply pipe using the pressure of compressed nitrogen gas, and again the slurry recovery pipe. A slurry reservoir for storing the slurry recovered through the slurry; A control valve installed in the slurry supply pipe, and controlling and controlling the amount of the slurry; The magnetic stirrer is installed in the slurry supply pipe and separates the aggregated particles in the slurry abrasive particles into individual particles immediately before being supplied to the polishing table by sufficiently stirring the slurry provided through the control valve. Includes; It is characterized by using a slurry supplied through the slurry outlet to polish the wafer caught on the polishing head on the polishing table.
도 1은 종래 반도체 CMP 공정의 슬러리 공급 장치에 대하여 도시한 도면이며,1 is a view showing a slurry supply apparatus of a conventional semiconductor CMP process,
도 2는 본 발명에 따른 자기 교반기를 이용한 슬러리 공급장치에 대한 도면이다.2 is a view of a slurry supply apparatus using a magnetic stirrer according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 슬러리 저장조 20 : 슬러리 송출관10: slurry storage tank 20: slurry sending pipe
30 : 슬러리 회수관 40 : 슬러리 공급관30: slurry recovery pipe 40: slurry supply pipe
50 : 제어밸브(또는, 정량 펌프) 60 : 슬러리50: control valve (or metering pump) 60: slurry
70 : 연마 테이블 80 : 슬러리 배출구70: polishing table 80: slurry outlet
90 : 연마 헤드 100 : 웨이퍼90: polishing head 100: wafer
110 : 자기 교반기 111 : 용기110: magnetic stirrer 111: container
113 : 자기 교반 부재 115 : 기계부113: magnetic stirring member 115: mechanical part
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 자기 교반기를 이용한 슬러리 공급장치에 대한 도면으로서, 슬러리 저장조(10), 슬러리 송출관(20), 슬러리 회수관(30), 슬러리 공급관(40), 제어밸브(또는, 정량 펌프)(50), 슬러리(60), 연마 테이블(70), 슬러리 배출구(80), 연마 헤드(90), 웨이퍼(100)를 포함한다.2 is a view of a slurry supply apparatus using a magnetic stirrer according to the present invention, the slurry storage tank 10, slurry delivery pipe 20, slurry recovery pipe 30, slurry supply pipe 40, control valve (or, Metering pump) 50, slurry 60, polishing table 70, slurry outlet 80, polishing head 90, and wafer 100.
슬러리 저장조(10)는 압축 질소 가스의 압력을 이용하여 저장된 슬러리를 슬러리 송출관(20) 및 슬러리 공급관(40)을 통해 제어밸브(또는, 정량 펌프)(50)에 송출하고, 다시 슬러리 회수관(30)을 통해 회수되는 슬러리를 저장한다.The slurry storage tank 10 sends the stored slurry using the pressure of the compressed nitrogen gas to the control valve (or the metering pump) 50 through the slurry delivery pipe 20 and the slurry supply pipe 40, and again to the slurry recovery pipe. The slurry recovered through 30 is stored.
제어밸브(또는, 정량 펌프)(50)는 슬러리 공급관(40)에 설치되어 있으며, 슬러리(60)의 량을 조절 및 제어하여 자기 교반기(110)에 제공한다.The control valve (or metering pump) 50 is installed in the slurry supply pipe 40, and adjusts and controls the amount of the slurry 60 to provide it to the magnetic stirrer 110.
자기 교반기(110)는 슬러리(60)의 일정량을 수용하는 용기(111)와, 용기(111) 내에 들어있는 자기 교반 부재(113)와, 용기(111)의 외부 일면에 위치하여 자기 교반 부재(113)를 회전시켜 에너지를 전달하는 기계부(115)를 구비하며, 슬러리(60)가 슬러리 공급관(40)을 통해 CMP 장비의 연마 테이블(70)위에 공급되는 동안, 슬러리(60)를 충분히 교반시켜 연마 테이블(70)에 공급되기 바로 직전에 슬러리 연마 입자 중의 응집 입자를 개별입자로 분리시켜 슬러리 배출구(80)를 통해 연마 테이블(70)에 공급한다.The magnetic stirrer 110 includes a container 111 for accommodating a predetermined amount of the slurry 60, a magnetic stirring member 113 contained in the container 111, and a magnetic stirring member ( Mechanical section 115 for rotating energy by rotating 113, while slurry 60 is fed over slurry supply pipe 40 onto polishing table 70 of CMP equipment, while stirring slurry 60 sufficiently. Immediately before being supplied to the polishing table 70, the aggregated particles in the slurry polishing particles are separated into individual particles and supplied to the polishing table 70 through the slurry outlet 80.
연마 테이블(70)은 슬러리 배출구(80)를 통해 공급되는 슬러리(60)를 이용하여 연마 헤드(90)에 잡힌 웨이퍼(100)를 연마한다.The polishing table 70 polishes the wafer 100 caught on the polishing head 90 by using the slurry 60 supplied through the slurry outlet 80.
상술한 구성을 바탕으로, 본 발명에 따라 자기 교반기를 이용한 슬러리 공급장치의 동작에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Based on the above-described configuration, the operation of the slurry supply apparatus using the magnetic stirrer according to the present invention will be described in more detail.
먼저, 슬러리 저장조(10)에 저장된 슬러리를 압축 질소 가스의 압력을 이용하여 슬러리 송출관(20)을 통해 송출하고, 다시 슬러리 회수관(30)을 통해 회수되어 슬러리 저장조(10)에 저장된다.First, the slurry stored in the slurry storage tank 10 is sent out through the slurry delivery pipe 20 by using the pressure of compressed nitrogen gas, and again recovered through the slurry recovery pipe 30 and stored in the slurry storage tank 10.
이때, 슬러리 송출관(20)의 일부를 슬러리 공급관(40)에 연결하고, 제어밸브(또는, 정량 펌프)(50)를 슬러리 공급관(40)에 설치하고, 또한, 자기 교반기(110)를 슬러리 공급관(40)에 설치한다.At this time, a part of the slurry delivery pipe 20 is connected to the slurry supply pipe 40, a control valve (or a metering pump) 50 is installed in the slurry supply pipe 40, and the magnetic stirrer 110 is slurryed. It is installed in the supply pipe 40.
여기서, 자기 교반기(110)는 연마 작업 수행 시, 슬러리(60)가 슬러리 공급관(40)을 통해 CMP 장비의 연마 테이블(70)위에 공급되는 동안, 슬러리(60)를 자기 교반기(110)에서 충분히 교반시켜 연마 테이블(70)에 공급되기 바로 직전에 슬러리연마 입자 중의 응집 입자를 개별입자로 분리시킨다.Here, the magnetic stirrer 110 is sufficient in the magnetic stirrer 110 while the slurry 60 is supplied on the polishing table 70 of the CMP equipment through the slurry supply pipe 40 when performing the polishing operation. Immediately before being stirred and fed to the polishing table 70, the aggregated particles in the slurry abrasive grains are separated into individual particles.
따라서, 응집 입자를 최종적으로 개별입자로 분리하여 연마 테이블(70)에 공급하여 연마 헤드(90)에 잡힌 웨이퍼(100)를 연마할 때, 웨이퍼(100) 표면과 응집 입자의 마찰에 의한 미세 스크레치(scratch) 발생을 방지할 수 있는 것이다.Therefore, when the aggregated particles are finally separated into individual particles and supplied to the polishing table 70 to polish the wafer 100 caught by the polishing head 90, fine scratches are caused by friction between the surface of the wafer 100 and the aggregated particles. (scratch) can be prevented.
그러므로, 본 발명은 슬러리를 교반하는 자기 교반기를 슬러리 공급 라인에 설치하여 슬러리의 응집입자를 개별입자로 분리시킴으로써, 웨이퍼 표면의 미세 스크레치(scratch) 현상을 방지하여 후속 공정에서의 웨이퍼 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention is to install a magnetic stirrer to agitate the slurry in the slurry supply line to separate the aggregated particles of the slurry into individual particles, thereby preventing fine scratches on the wafer surface to improve wafer yield in subsequent processes. It can be effective.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100931562B1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-14 | 플러스이엔지 주식회사 | Chemical Liquid Stirrer |
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- 2002-06-11 KR KR1020020032619A patent/KR20030095096A/en not_active Application Discontinuation
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