KR20040003478A - 반도체 연마장치의 연마액 공급 암 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마장치의 연마액 공급 암에 관한 것으로 본 발명은 웨이퍼의 표면을 연마시킬 수 있는 연마 패드와; 상기 웨이퍼를 고정시키고, 상기 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드가 접촉하여 회전하고 있는 연마 헤드와; 상기 연마 헤드에 고정된 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드 사이에서의 연마가 이루어지는 부분에 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐과; 상기 연마 패드의 연마가 이루어지는 부분에 잔류하고 있는 슬러리를 제거하는 순수를 분사하는 제1 순수분사 노즐과; 상기 연마 패드의 중심부를 향하고 있고, 상기 연마 패드의 중심부에 잔류하는 슬러리를 제거하는 순수가 공급되는 제2 순수분사 노즐로 이루어진다.

Description

반도체 연마장치의 연마액 공급 암{Slurry delivery arm in semiconductor polishing equipment}

본 발명은 반도체 연마장치의 연마액 공급암에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서 연마공정인 CMP(Chemical MechanicalPolishing) 공정은 고집적회로의 평탄화기술로 범용화되고 있다. 이는 연마 패드(polishing pad)위에서 연마액인 슬러리(slurry)와 초순수(D.I)를 공급하여 웨이퍼의 표면에 형성하는 막질의 높이차를 개선하기 위해 가공하는 것이다.

이러한 연마공정에 사용되는 연마장치는, 모터의 회전에 따라 연동하는 회전축이 회전 정반의 저면과 결합되고, 회전 정반의 상면에는 웨이퍼의 표면을 연마 시킬 수 있는 연마 패드가 부착되어 있다. 상기 연마 패드의 상부에는 아래로 향한 웨이퍼의 공정면이 상기 연마 패드에 접촉하고 이를 회전시키는 연마 헤드와; 상기 연마 패드의 입자가 막히거나 닳아서 연마도가 둔해지는 것을 막을 수 있도록 하는 연마 드레싱 기구와; 연마액이 상기 연마 패드의 상부 쪽으로 분사되도록 하는 연마액 공급 암이 위치하고 있다.

도 1은 종래의 반도체 연마장치의 연마액 공급 암에 대한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 반도체 연마장치의 연마액 공급 암에서 분사된 순수의 흐름도를 도시한 도면으로, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 연마액 공급 암(20)은 상기 연마 헤드에 고정된 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드(12) 사이에서의 연마가 이루어지는 부분에 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐(22)과; 연마공정이 진행되는 도중 상기 연마 패드(12)의 연마가 이루어지는 부분에 잔류하고 있는 슬러리를 제거하기 위해 순수를 분사하는 순수 분사 노즐(24)을 앞쪽 단부에 나란히 구비하고 있다.

이와 같은 구성을 가진 연마액 공급 암(20)에서는 연마공정이 시작되면 상기 연마 헤드(14)에 고정된 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드(12) 사이에서의 연마가이루어지는 부분에 상기 슬러리 분사노즐(22)로부터 슬러리가 분사되어 연마공정이 수행된다. 이때, 연마공정이 진행되는 도중 연마 패드(12)의 연마가 이루어지는 부분에 잔존하는 슬러리는 순수분사 노즐(24)을 통해 분사된 순수를 통해 제거됨으로써 연마 패드(12)를 세정하는 작업을 수행하게 된다.

그러나, 상기 순수 분사노즐(24)에서 분사된 순수는 도 2에 도시된 바와 같이 순수 분사노즐의 위치 및 분사각으로 인해 상기 연마 패드(12)의 중심부(A)로 흐르지 못하고 있다. 즉, 순수 분사노즐(24)에서 분사되는 순수는 상기 연마 패드(12)가 회전하면서 발생하는 원심력 등의 여러 가지 이유로 인해 연마 패드(12)의 중심부(A)와 다소 거리가 있는 지점에만 흐르게 되고, 상기 연마 패드(12)의 중심부에 순수가 흐르는 것이 어렵게 된다.

따라서, 순수가 흐르지 못하는 연마 패드의 중심부(A)에 위치한 슬러리 등의 잔류물은 제거되지 못하고 연마 패드 상면에 고착 및 고화되고, 이런 상태가 지속되면 적층된 오염물질이 파티클 형태로 연마 패드에 남겨져 연마공정 중 파티클에 의한 오염, 마이크로 스크래치 등의 현상을 일으키게 되는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 연마공정이 진행되는 연마 패드의 중심부에 잔류하고 있는 슬러리 등을 제거할 수 있도록 하는 반도체 연마장치의 연마액 공급 암을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 반도체 연마장치의 연마액 공급 암에 대한 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 종래의 반도체 연마장치의 연마액 공급 암에서 분사된 순수의 흐름도를 도시한 도면

도 3는 본 발명에 따른 반도체 연마장치의 연마액 공급 암에 대한 구성을 개략적으로 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 반도체 연마장치의 연마액 공급 암에서 분사된 순수의 흐름도를 도시한 도면

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 웨이퍼의 표면을 연마시킬 수 있는 연마 패드와; 상기 웨이퍼를 고정시키고, 상기 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드가 접촉하여 회전하고 있는 연마 헤드와; 상기 연마 헤드에 고정된 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드 사이에서의 연마가 이루어지는 부분에 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐과; 상기 연마 패드의 연마가 이루어지는 부분에 잔류하고 있는 슬러리를 제거하는 순수를 분사하는 제1 순수분사 노즐과; 상기 연마 패드의 중심부를 향하고 있고, 상기 연마 패드의 중심부에 잔류하는 슬러리를 제거하는 순수가 공급되는 제2 순수분사 노즐로 이루어진다.

본 발명은 연마장치의 연마 패드 중심부에만 순수를 분사할 수 있는 순수분사 노즐을 더 구비함으로써 연마 패드의 중심부를 포함한 전반부에 잔류하고 있는 슬러리 등을 제거할 수 있도록 하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 연마장치의 연마액 공급 암에 대한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 반도체 연마장치의 연마액 공급 암에서 분사된 순수의 흐름도를 도시한 도면으로 용이한 설명을 위해, 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일 참조부호를 부여하였다.

본 발명에 따른 연마액 공급 암(30)은 상기 연마 헤드(14)에 고정된 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드(12) 사이에서의 연마가 이루어지는 부분에 슬러리를분사하는 슬러리 분사 노즐(32)과; 연마공정을 마친 후에 상기 연마 패드(12)의 연마가 이루어지는 부분에 잔류하고 있는 슬러리를 제거하는 순수를 분사하는 제1 순수분사 노즐(34)과; 상기 연마 패드(12)의 중심부에 잔류하는 슬러리를 제거하는 순수가 공급되는 제2 순수분사 노즐(36)을 구비하고 있다.

여기서, 슬러리 분사 노즐(32) 및 제1 순수 분사 노즐(34)은 연마 헤드(14)와 연마 패드(12)사이에서의 연마가 이루어지는 부분을 향하여 위치하고, 제2 순수분사 노즐(36)은 상기 연마 패드(12)의 중심부(A)를 향하여 위치한다.

즉, 제2 순수분사 노즐(36)은 상기 연마 패드(12)의 중심부(A)에만 순수를 분사하는 장치로써, 상기 연마 패드(12)의 중심부에 잔류한 슬러리는 상기 제1 순수분사 노즐(34)에서 분사된 순수를 통해 세정하는 것이 불가능하여 이 부분만 세정할 수 있도록 하는 순수가 공급되는 순수분사 노즐을 하나 더 구비하고 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 본 발명의 연마액 공급 암(30)에서는 연마공정이 시작되면 상기 연마 헤드(14)에 고정된 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드(12) 사이에서의 연마가 이루어지는 부분에 상기 슬러리 분사노즐(32)로부터 슬러리가 분사되어 연마공정이 수행된다. 이때, 연마공정이 진행되는 도중 연마 패드(12)의 연마가 이루어지는 부분에 잔존하는 슬러리는 제1 순수분사 노즐(34)을 통해 분사된 순수를 통해 제거하고, 연마 패드(12)의 중심부(A)에 잔존하는 슬러리는 제2 순수분사 노즐(36)을 통해 분사된 순수를 통해 제거하여 연마패드의 세정작업을 수행한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 순수분사 노즐(36)을 통해 분사된 순수는 연마 패드(12)의 중심부(A)에 위치한 슬러리를 제거하는 것과 동시에 연마 패드(12)의 회전에서 기인한 원심력으로 인해 연마 패드(12)의 전반부로 이동할 수 있어 하나의 순수분사 노즐에서 분사된 순수보다 연마 패드(12)의 세정작업에 더 큰 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 연마패드의 중심부를 포함한 전반부에 걸쳐 잔류한 슬러리를 제거하는 제1 순수분사 노즐 및 제2 순수분사 노즐을 구비함으로써 연마공정에서의 세정작업의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 연마패드의 중심부로 향한 제2 순수분사 노즐을 구비함으로써 연마공정이 진행되는 연마 패드의 중심부에 잔류하고 있는 슬러리 등을 제거할 수 있어 연마 공정의 세정작업의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 웨이퍼의 표면을 연마시킬 수 있는 연마 패드와;

   상기 웨이퍼를 고정시키고, 상기 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드가 접촉하여 회전하고 있는 연마 헤드와;

   상기 연마 헤드에 고정된 웨이퍼의 공정면과 상기 연마 패드 사이에서의 연마가 이루어지는 부분에 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐과;

   상기 연마 패드의 연마가 이루어지는 부분에 잔류하고 있는 슬러리를 제거하는 순수를 분사하는 제1 순수분사 노즐과;

   상기 연마 패드의 중심부를 향하고 있고, 상기 연마 패드의 중심부에 잔류하는 슬러리를 제거하는 순수가 공급되는 제2 순수분사 노즐로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 연마장치의 연마액 공급 암.