KR20040058883A - 실리콘웨이퍼의 연마 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리콘웨이퍼의 표면을 연마시키는 실리콘웨이퍼 연마 장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명인 실리콘웨이퍼의 연마 장치는 연마 블록과, 상기 연마 블록을 회전시키는 회전 지지대와, 상기 연마 블록의 상부에 설치된 연마 패드를 포함하는 실리콘웨이퍼의 연마 장치에 있어서, 상기 연마 패드의 상부로 초순수를 분사시키는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐을 지지하는 분사 노즐 지지대와, 상기 분사 노즐 지지대와 결합되어, 상기 분사 노즐 지지대와 상기 분사 노즐을 상기 연마 패드의 상부 공간에서 회전 이동시키도록 상기 연마 장치의 측벽부에 설치된 지지대 구동 모듈과, 상기 분사 노즐 지지대의 단부와 결합 설치되어, 상기 분사 노즐 지지대를 통하여 분사 노즐로 초순수를 공급하는 초순수 공급 장치를 포함하여 이루어진다.

Description

실리콘웨이퍼의 연마 장치{A device for polishing silicon wafers}

본 발명은 실리콘웨이퍼의 표면을 연마시키는 실리콘웨이퍼 연마 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 기술은 생산 원가의 절감 및 제품 성능의 향상을 위하여 보다 고집적화 공정으로 급속하게 발전하고 있으며, 반도체 디바이스의 설계 시 회로의 선폭이 미세해 질수록 실리콘웨이퍼의 평탄도에 의한 선의 왜곡 현상이 발생되어 실리콘웨이퍼에 요구되는 평탄도 및 표면 특성은 더욱 엄격해지고 있다.

종래의 실리콘웨이퍼 연마 장치를 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 상부에 연마 패드(20)가 설치된 연마 블록(10)과, 연마 블록(10)을 지지하며 회전시키는 회전 지지대(30)와, 실리콘웨이퍼(W)를 하부면에 마운팅시켜 상기 연마 패드(20)의 상부면으로 상승ㆍ하강하는 연마 헤드(40)를 포함하여 구성된다.

그리고, 실리콘웨이퍼(W)를 마운팅한 연마 헤드(40)가 하강하여 연마 패드(20)의 상부면에 실리콘웨이퍼(W)의 연마면을 접촉시킨 후에, 연마 블록(30)과 연마 헤드(40)를 서로 반대 방향으로 회전시키면서 실리콘웨이퍼(W)의 연마면을 연마하는 것이다.

이러한 일련의 실리콘웨이퍼의 연마 공정은 실리콘웨이퍼의 일정량의 연마를 통하여 선행 공정에서 받은 결함을 제거하고 평탄도를 최종적으로 결정짓는다. 이와 동시에 실리콘웨이퍼의 경면 연마를 진행하여 실리콘웨이퍼 표면의 미세 특성을 제어한다.

즉, 통상적으로 연마 공정을 2공정으로 나누어 일차 연마 공정에서는 실리콘웨이퍼 표면의 일정량의 연마량 및 평탄도 확보를 위해 진행되고, 이차 연마 공정에서는 실리콘웨이퍼 표면의 미세 특성을 제어하는 것이 일반적이다.

여기에서, 일차 폴리싱에서 웨이퍼의 일정 두께를 제거할 때 실리콘웨이퍼의 연마된 물질과 연마 슬러리 내의 잔류물이 결합하며, 이의 일정 부분은 연마 패드(20)에 침투하여 연마 패드(20)의 유리화를 진행시키게 된다.

따라서, 연마 패드(20)의 유리화가 누적됨으로 인하여 연마 패드의 교체 횟수가 증가되고, 연마 패드(20)의 균일성을 악화시킴으로 인하여 연마 패드(20)의 사용 시간에 따른 연마량 저감 및 실리콘웨이퍼의 평탄도를 악화시키는 원인이 된다.

이에, 종래에는 실리콘웨이퍼(W)를 연마한 후에 연마 패드(20)의 상부면을 브러쉬(brush)를 이용하여 연마 패드(20)의 상부면에 잔류하는 실리콘웨이퍼의 연마 물질과 연마 슬러리의 잔류물을 제거하였다. 그러나, 브러쉬를 이용하여서는 상기 잔류물들을 완전히 제거하지 못하는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 실리콘웨이퍼의 연마면을 일차적으로 연마시킨 후에 연마 패드의 상부면에 잔류하는 실리콘웨이퍼의 연마 물질과 연마 슬러리의 잔류물을 완전히 제거하여, 연마 패드의 유리화 진행을 억제한 실리콘웨이퍼의 연마 장치를 제공하려는 것이다.

이를 위한 본 발명인 실리콘웨이퍼의 연마 장치는 연마 블록과, 상기 연마 블록을 회전시키는 회전 지지대와, 상기 연마 블록의 상부에 설치된 연마 패드를 포함하는실리콘웨이퍼의 연마 장치에 있어서, 상기 연마 패드의 상부로 초순수를 분사시키는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐을 지지하는 분사 노즐 지지대와, 상기 분사 노즐 지지대와 결합되어, 상기 분사 노즐 지지대와 상기 분사 노즐을 상기 연마 패드의 상부 공간에서 회전 이동시키도록 상기 연마 장치의 측벽부에 설치된 지지대 구동 모듈과, 상기 분사 노즐 지지대의 단부와 결합 설치되어, 상기 분사 노즐 지지대를 통하여 분사 노즐로 초순수를 공급하는 초순수 공급 장치를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 상기 지지대 구동 모듈은 상기 분사 노즐 지지대를 동일한 속도로 회전시키는 구동 모터와, 상기 분사 노즐 지지대가 회전하여 상기 연마 패드의 중심부와 가장 자리 부분 사이에서만 회전 이동하도록 상기 분사 노즐의 위치를 감지하는 위치 검출 센서를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 상기 초순수 공급 장치는 초순수 저장 탱크와 초순수 공급 펌프를 포함하여 이루어지며, 상기 초순수 공급 펌프는 그 공급 압력이 40㎏f 이상이고, 초순수 공급량이 180LPM(liter per minute) 이상인 것이 더욱 바람직하다.

도 1은 종래의 실리콘웨이퍼 연마 장치의 개념도.

도 2a는 본 발명인 실리콘웨이퍼 연마 장치의 측 단면 개념도.

도 2b는 본 발명인 실리콘웨이퍼 연마 장치의 개략적인 상부 개념도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명인 실리콘웨이퍼 연마 장치에서 초순수 세정 전과 후의 연마 패드상부 사진.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

10 : 연마 블록 20 : 연마 패드

30 : 회전 지지대 40 : 연마 헤드

W : 실리콘웨이퍼

100 : 초순수 분사 장치 110 : 분사 노즐

120 : 분사 노즐 지지대 121 : 지지대 회전축

130 : 지지대 구동 모듈

131 : 지지대 구동 모터 132 : 위치 검출 센서

200 : 초순수 공급 장치 210 : 초순수 저장 탱크

220 : 초순수 공급 펌프

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명인 실리콘웨이퍼의 연마 장치는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 연마 블록(10)과, 연마 블록(10)을 회전시키는 회전 지지대(30)와, 연마 블록(10)의 상부에 설치된 연마 패드(20)를 포함하는 실리콘웨이퍼의 연마 장치에 있어서, 연마 패드(20)의 상부로 초순수를 분사시키는 초순수 분사 장치(100)와, 초순수 공급 장치(200)가 더 설치된다.

여기에서, 초순수 분사 장치(100)는 연마 패드(20)의 상부면으로 초순수를 분사시키는 분사 노즐(110)과, 분사 노즐(110)을 지지하는 분사 노즐 지지대(120)와, 분사 노즐 지지대(120)와 결합되어, 분사 노즐 지지대(120)와 분사 노즐(110)을 연마 패드(20)의 상부 공간에서 회전 이동시키도록 상기 연마 장치의 측벽부(50)에 설치된 지지대 구동 모듈(130)을 포함하여 구성된다.

그리고, 초순수 공급 장치(200)는 분사 노즐 지지대(120)의 단부와 결합 설치되어, 분사 노즐 지지대(120)를 통하여 분사 노즐(110)로 초순수를 공급한다.

따라서, 실리콘웨이퍼의 연마면을 연마시킨 후에는 초순수 분사 장치(100)를 작동시켜, 연마 패드(20)의 상부면에 초순수 분사 장치(100)의 분사 노즐(110)로 초순수를 분사시킴으로서, 초순수에 의한 연마 패드(20) 상부의 잔류물을 완전히 제거할 수 있는 것이다.

이 때, 분사 노즐(110)을 통하여 초순수를 분사하는 동시에 연마 블록(10)을 회전시키면서, 분사 지지대(120)를, 도 2b에 도시된 바와 같이, 연마 패드(20)의 중심부에서 가장 자리 부분으로 회전 이동시킴으로서 연마 패드(20)의 전체면에 균일하게 초순수가 분사되도록 하여, 연마 패드(20)의 전체면을 균일하게 세정할 수 있도록 한다.

즉, 지지대 구동 모듈(130)은 분사 노즐 지지대(120)를 동일한 속도로 회전시키는 구동 모터(131)와, 분사 노즐 지지대(120)가 회전하여 연마 패드(20)의 중심부와 가장 자리 부분 사이에서만 회전 이동하도록 분사 노즐(110)의 위치를 감지하는 위치 검출 센서(132)를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다. 그리고, 연마 패드(20)및 연마 블록(10)의 측부에는 분사 노즐(110)을 통하여 연마 패드(20) 상부로 분사된 초순수가 연마 패드(20)의 가장 자리 부분으로 흘러내리는 것을 회수할 수 있도록 초순수 회수 받침대(60)를 설치하는 것이 바람직하다.

이 때, 초순수 공급 장치(200)는 초순수 저장 탱크(210)와 초순수 공급 펌프(220)를 포함하여 이루어지며, 초순수 공급 펌프(220)는 연마 패드(20)의 상부면에 분사 노즐(110)을 통하여 충분한 분사 압력으로 초순수가 분사 될 수 있도록, 그 공급 압력이 40㎏f 이상이고, 초순수 공급량이 180LPM(liter per minute) 이상인 것이 바람직하다.

따라서, 실리콘웨이퍼를 연마 한 후 연마 패드(20)의 상부면의 사진을 보면, 도 3a에 나타난 바와 같이, 연마 패드(20)의 상부면에 실리콘웨이퍼의 연마면에서 연마된 물질과 잔류 연마 슬러리 등이 남아 붉은 띠 모양으로 나타난다. 그러나, 본 발명의 초순수 분사 장치(100)를 적용하여 연마 패드(20) 상부면의 세정을 한 후에는 도 3b의 사진에서와 같이, 상술한 잔류물들이 완전히 제거되었음을 알 수 있다.

즉, 본 발명은 실리콘웨이퍼의 연마 후, 연마 패드 상부의 여러 가지 잔류 물질들을 완전히 제거함으로서 연마 패드의 유리화를 방지하고, 연마 패드의 균일성을 개선함으로서 실리콘웨이퍼 연마면의 평탄도를 향상시킬 수 있는 것이다.

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 연마면을 일차적으로 연마시킨 후에 연마 패드의 상부면에 잔류하는 실리콘웨이퍼의 연마 물질과 연마 슬러리의 잔류물을 완전히 제거하여, 연마 패드의 유리화 진행을 억제하고, 실리콘웨이퍼 연마면의 평탕도를 향상시킨 실리콘웨이퍼의 연마 장치를 제공하였다.

Claims (3)

1. 연마 블록과, 상기 연마 블록을 회전시키는 회전 지지대와, 상기 연마 블록의 상부에 설치된 연마 패드를 포함하는 실리콘웨이퍼의 연마 장치에 있어서,

   상기 연마 패드의 상부로 초순수를 분사시키는 분사 노즐과;

   상기 분사 노즐을 지지하는 분사 노즐 지지대와;

   상기 분사 노즐 지지대와 결합되어, 상기 분사 노즐 지지대와 상기 분사 노즐을 상기 연마 패드의 상부 공간에서 회전 이동시키도록 상기 연마 장치의 측벽부에 설치된 지지대 구동 모듈과;

   상기 분사 노즐 지지대의 단부와 결합 설치되어, 상기 분사 노즐 지지대를 통하여 분사 노즐로 초순수를 공급하는 초순수 공급 장치를 포함하는 것이 특징인 실리콘웨이퍼의 연마 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지지대 구동 모듈은 상기 분사 노즐 지지대를 동일한 속도로 회전시키는 구동 모터와;

   상기 분사 노즐 지지대가 회전하여 상기 연마 패드의 중심부와 가장 자리 부분 사이에서만 회전 이동하도록 상기 분사 노즐의 위치를 감지하는 위치 검출 센서를 포함하여 이루어진 것이 특징인 실리콘웨이퍼의 연마 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 초순수 공급 장치는 초순수 저장 탱크와 초순수 공급 펌프를 포함하여 이루어지며,

   상기 초순수 공급 펌프는 그 공급 압력이 40㎏f 이상이고, 초순수 공급량이 180LPM(liter per minute) 이상인 것이 특징인 실리콘웨이퍼의 연마 장치.