KR20040056177A - 실리콘웨이퍼의 연마 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리콘웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명인 실리콘웨이퍼 연마 장치는 연마 장치 내의 하부에서 회전하도록 설치된 연마 블록과, 상기 연마 블록의 상부에 양면 접착 패드에 의하여 접착 설치된 탄성 패드와, 상기 탄성 패드의 상부에 설치된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 상부 공간에서 회전 및 승강하도록 상기 연마 챔버 내의 상부 공간에 설치된 연마 헤드와, 상기 연마 헤드의 하부에 설치되어 실리콘웨이퍼를 마운팅 시키는 웨이퍼 접착판을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 탄성 패드는 압축 하중이 400 내지 700g/cm2일 때, 그 압축률이 20 내지 30 %이고, 그 경도(Hardness)가 15 내지 25인 것이 바람직하며, 이 때, 상기 탄성 패드는 그 두께가 약 1㎜인 것이 더욱 바람직하다.

Description

실리콘웨이퍼의 연마 장치{A polishing device of silicon wafer}

본 발명은 실리콘웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 장치에 관한 것이다.

일반적으로 CMP(Chemical Mechanical Planarization) 공정에서 사용되는 연마 장치는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 연마 장치 내부의 하부에서 회전 가능하도록 설치된 연마 블록(10)과, 연마 블록(10)의 상부에 설치된 연마 패드(20)와, 연마 패드(20)의 상부에서 회전ㆍ승강하는 연마 헤드(30)와, 연마 헤드(30)의 하부에 설치되어 실리콘웨이퍼(W)를 마운팅(mounting)시키는 웨이퍼 접착판(40)을 구비한다.

그리고, 실리콘웨이퍼(W)를 웨이퍼 접착판(40)에 마운팅 시킨 상태에서, 연마 헤드(30)를 하강시켜 실리콘웨이퍼(W)의 연마면을 연마 패드(20)에 접촉시킨 후, 연마 헤드(30)로 실리콘웨이퍼(W)를 가압 하면서, 실리콘웨이퍼(W)의 하부면과 연마 패드(20) 사이에 연마 슬러리(미도시)를 주입하는 동시에, 연마 헤드(30)와 연마 블록(10)을 상호 반대 방향으로 회전시키면서 실리콘웨이퍼(W)의 하부면을 연마하는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 실리콘웨이퍼 연마 장치는 실리콘웨이퍼(W)의 가장 자리 부분에서 연마 패드(20)와 실리콘웨이퍼(W)의 하부면 사이로 연마 슬러리가 침투되면서, 실리콘웨이퍼(W)의 하부 전체면에 균일한 하중이 가해지지 않게 된다. 또한, 연마 헤드(30)로부터 가해지는 실리콘웨이퍼(W)의 가압에 의하여 연마 패드(20)가 미소한 두께로 압축되며, 이 때, 실리콘웨이퍼(W)의 가장 자리 부분에서 경사면을 가지게 된 상태에서 실리콘웨이퍼를 연마하게 되는 것이다.

즉, 종래의 실리콘웨이퍼 연마 장치는 상술한 메커니즘에 의하여 실리콘웨이퍼의 연마 시, 실리콘웨이퍼 연마면의 가장 자리 부분이 실리콘웨이퍼의 내부면보다 더 많이 연마되어 라운드형이 되는 에지-롤-오프(Edge-Roll-off : E) 현상을 발생시켜, 실리콘웨이퍼 표면의 안정적인 평탄도를 얻지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 실리콘웨이퍼의 연마면에 발생하는 에지-롤-오프(Edge-Roll-off) 현상을 개선하여, 실리콘웨이퍼 표면이 안정적인 평탄도를 가지도록 실리콘웨이퍼를 연마할 수 있는 실리콘웨이퍼 연마 장치를 제공하려는 것이다.

이를 위한 본 발명인 실리콘웨이퍼 연마 장치는 연마 장치 내의 하부에서 회전하도록 설치된 연마 블록과, 상기 연마 블록의 상부에 양면 접착 패드에 의하여 접착 설치된 탄성 패드와, 상기 탄성 패드의 상부에 설치된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 상부 공간에서 회전 및 승강하도록 상기 연마 챔버 내의 상부 공간에 설치된 연마 헤드와, 상기 연마 헤드의 하부에 설치되어 실리콘웨이퍼를 마운팅 시키는 웨이퍼 접착판을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 탄성 패드는 압축 하중이 400 내지 700g/cm2일 때, 그 압축률이 20 내지 30 %이고, 그 경도(Hardness)가 15 내지 25인 것이 바람직하며, 이 때, 상기 탄성 패드는 그 두께가 약 1㎜인 것이 더욱 바람직하다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 실리콘웨이퍼 연마 장치의 개략적인 단면도.

도 2b는 본 발명인 실리콘웨이퍼 연마 장치의 개략적인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

10 : 연마 블록 20 : 연마 패드(pad)

30 : 연마 헤드(head) 40 : 웨이퍼 접착판

110 : 탄성 패드(pad) 111 : 양면 접착 패드(pad)

W : 실리콘웨이퍼

첨부된 도면 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 실리콘웨이퍼를 연마하는 연마 장치에 있어서, 연마 장치 내의 하부에서 회전하도록 설치된 연마 블록(10)과, 연마 블록(10)의 상부에 양면 접착 패드(111)에 의하여 접착 설치된 탄성 패드(110)와, 탄성 패드(110)의 상부에 설치된 연마 패드(20)를 포함한다.

그리고, 연마 패드(20)의 상부 공간에서 회전 및 승강하도록 연마 장치 내의 상부 공간에 설치된 연마 헤드(30)와, 연마 헤드(30)의 하부에 설치되어 실리콘웨이퍼(W)를 마운팅 시키는 웨이퍼 접착판(40)을 포함하여 이루어진다.

따라서, 연마 헤드(30)로부터 실리콘웨이퍼(W)의 전체면을 통하여 연마 패드(20)로전달되는 불균일한 하중을 연마 패드(20)의 하부에 설치된 탄성 패드(110)에 의하여 균일하게 조절할 수 있는 것이다. 즉, 연마 슬러리가 실리콘웨이퍼(W)의 가장 자리 부분을 통하여 연마 패드(20)와 실리콘웨이퍼(W)의 하부면 사이로 침투하더라도, 탄성 패드(110)의 수축에 의하여 실리콘웨이퍼(W)의 가장 자리 부분으로 일시적으로 과하게 가해지는 하중을 줄일 수 있는 것이다.

또, 연마 헤드(30)로 실리콘웨이퍼(W)를 가압 하더라도, 탄성 패드(110)의 탄성력에 의하여 연마 패드(20)가 압축되는 것을 약화시킬 수 있으며, 이에 의하여 실리콘웨이퍼(W)의 가장 자리 부분에서 연마 패드(20)의 경사면의 크기를 작게 할 수 있는 것이다.

즉, 상술한 메커니즘으로 실리콘웨이퍼(W)를 연마함으로서, 실리콘웨이퍼(W)의 가장 자리 부분에 발생하는 에지-롤-오프(Edge-Roll-Off) 현상을 줄일 수 있으며, 이에 따라 실리콘웨이퍼 연마면의 평탄도를 개선할 수 있는 것이다.

여기에서, 탄성 패드(110)는 연마 패드(20)로 가해지는 불균일한 하중을 충분히 조절할 수 있도록, 압축 하중이 400 내지 700g/cm2일 때, 그 압축률(Compressibility)이 20 내지 30 %이고, 그 경도(Hardness)가 15 내지 25인 것이 바람직하다. 그리고, 탄성 패드(110)는 그 두께를 약 1㎜로 하는 것이 더욱 바람직하다.

즉, 탄성 패드(110)의 압축률이 과도하게 크거나, 경도가 클 경우에는 오히려 실리콘웨이퍼(W)의 평탄도를 악화시킬 수 있으며, 또 탄성 패드(110)의 두께가 너무 두꺼우면 연마 패드(20)와 연마 헤드(30)간의 간격 불량으로 인하여 실리콘웨이퍼(W)에 과압력이 걸려 실리콘웨이퍼의 연마 두께 관리가 잘 되지 않기 때문에 탄성 패드(110)의 두께를 약 1㎜로 하였다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

본 발명은 실리콘웨이퍼의 연마면에 발생하는 에지-롤-오프(Edge-Roll-off) 현상을 개선하여, 실리콘웨이퍼 표면이 안정적인 평탄도를 가지도록 실리콘웨이퍼를 연마할 수 있는 실리콘웨이퍼 연마 장치를 제공하였다.

Claims (4)

1. 실리콘웨이퍼를 연마하는 연마 장치에 있어서,

   상기 연마 장치 내의 하부에서 회전하도록 설치된 연마 블록과;

   상기 연마 블록의 상부에 양면 접착 패드에 의하여 접착 설치된 탄성 패드와;

   상기 탄성 패드의 상부에 설치된 연마 패드와;

   상기 연마 패드의 상부 공간에서 회전 및 승강하도록 상기 연마 챔버 내의 상부 공간에 설치된 연마 헤드와;

   상기 연마 헤드의 하부에 설치되어 실리콘웨이퍼를 마운팅 시키는 웨이퍼 접착판을 포함하는 것이 특징인 실리콘웨이퍼의 연마 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 탄성 패드는 압축 하중이 400 내지 700g/cm2일 때, 그 압축률(Compressibility)이 20 내지 30 %인 것이 특징인 실리콘웨이퍼의 연마 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 탄성 패드는 그 경도(Hardness)가 15 내지 25인 것이 특징인 실리콘웨이퍼의 연마 장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 탄성 패드는 그 두께가 약 1㎜인 것이 특징인 실리콘웨이퍼의 연마 장치.