KR20040070580A

KR20040070580A - 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 ｃｍｐ 장치

Info

Publication number: KR20040070580A
Application number: KR1020030006753A
Authority: KR
Inventors: 한경수
Original assignee: 아남반도체 주식회사
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-11
Also published as: KR100517144B1

Abstract

본 발명은 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치에 관한 것으로서, 웨이퍼(W)가 밀착되어 CMP 공정을 실시하는 폴리싱 패드(10)의 상측면에 슬러리를 저장하는 복수의 그루브(1a; 도 2에 도시)가 형성되며, 폴리싱 패드(10)의 표면에 슬러리 및 초순수를 공급하는 디스펜서(30)가 설치되는 CMP 장비에 있어서, 폴리싱 패드(10)의 상측면에 접하도록 디스펜서(30)의 일측에 회전가능하게 설치되며, 폴리싱 패드(10)가 회전시 함께 회전함으로써 그루브(1a; 도 2에 도시)에 존재하는 경화된 슬러리를 제거하는 경화슬러리 제거브러쉬(40를 포함하는 것으로서, 폴리싱 패드의 그루브 내측에 경화된 모든 슬러리를 제거함으로써 웨이퍼와 폴리싱패드사이에 슬러리가 안정적으로 공급되도록 하며, 슬러리의 경화로 인한 파티클의 발생을 최대한 억제하여 웨이퍼의 수율을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

Description

경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 ＣＭＰ 장치{CHEMICAL- MECHANICAL POLISHER WITH THE REMOVAL BRUSH FOR REMOVING HARDENING SLURRY}

본 발명은 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리싱 패드의 그루브 내측에 경화된 모든 슬러리를 제거함으로써 웨이퍼와 폴리싱패드사이에 슬러리가 안정적으로 공급되도록 하는 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치에 관한 것이다.

최근에는 웨이퍼가 대구경화됨에 따라 웨이퍼의 넓어진 면을 평탄화하기 위해서 화학적인 제거가공과 기계적인 제거가공을 하나의 가공방법으로 혼합한 화학적 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing; 이하 "CMP"라 함) 공정이 널리 이용되고 있다.

CMP 공정이란 단차를 가진 웨이퍼 표면을 폴리싱 패드 위에 밀착시킨 후 연마제와 화학물질이 포함된 슬러리(slurry)를 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 주입시켜 웨이퍼의 표면을 평탄화시키는 방식이다.

종래의 CMP 공정을 실시하는 CMP 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 CMP 장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 종래의 CMP 장치의 폴리싱 패드를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 CMP 장치는 상측면에 그루브(groove; 1a)가 형성되어 폴리싱시 회전하는 폴리싱 플래튼(미도시)의 상측에 부착되고, 폴리싱 패드(1)의 상측에는 하측에 웨이퍼(W)를 진공흡착함과 아울러 웨이퍼(W)를 폴리싱 패드(1)의 상측면에 밀착시켜 회전축(2a)에 의해 웨이퍼(W)와 함께 회전하는 폴리싱 헤드(2)가 설치되며, 폴리싱 패드(1) 상측에 폴리싱 패드(1)로 슬러리를 공급함과 아울러 슬러리를 제거하기 위한 초순수를 분사하는디스펜서(3)가 설치된다.

폴리싱 패드(1)의 그루브(1a)는 폴리싱 패드(1)의 상측면에 동심원을 이루는 복수개로 형성되며, 디스펜서(3)로부터 공급되는 슬러리를 내측에 저장하여 웨이퍼(W)의 폴리싱시 웨이퍼(W)와 폴리싱 패드(1)의 상측면 사이로 공급한다.

이와 같은 종래의 CMP 장치는 폴리싱 패드(1)의 그루브(1a) 내측에 잔존하는 슬러리의 제거 및 경화방지를 위하여 디스펜서(3)가 폴리싱 패드(1)로 초순수를 분사하지만, 그루브(1a)에 잔존하는 슬러리를 완전하게 제거할 수 없으며, 이로 인해 그루브(1a) 내측에 경화된 슬러리의 양은 점차적으로 증가하여 그루브(1a)가 CMP 공정에 필요한 양의 슬러리를 저장하지 못하게 되어 웨이퍼를 제대로 폴리싱하지 못할 뿐만 아니라 그루브(1a)로부터 경화된 슬러리가 폴리싱 패드(1)에 파티클로 존재함으로써 폴리싱을 실시하는 웨이퍼(W)의 표면에 스크랫치를 발생시킴으로써 웨이퍼의 수율을 현저하게 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 폴리싱 패드의 그루브 내측에 경화된 슬러리를 완벽하게 제거함으로써 웨이퍼와 폴리싱패드사이에 슬러리를 안정적으로 공급하며, 슬러리의 경화로 인한 파티클의 발생을 최대한 억제하여 웨이퍼의 수율을 향상시키는 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 웨이퍼가 밀착되어 CMP 공정을 실시하는 폴리싱 패드의 상측면에 슬러리를 저장하는 복수의 그루브가 형성되며,폴리싱 패드의 표면에 슬러리 및 초순수를 공급하는 디스펜서가 설치되는 CMP 장비에 있어서, 폴리싱 패드의 상측면에 접하도록 디스펜서의 일측에 회전가능하게 설치되며, 폴리싱 패드가 회전시 함께 회전함으로써 그루브에 존재하는 경화된 슬러리를 제거하는 경화슬러리 제거브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 CMP 장치를 도시한 개략도이고,

도 2는 종래의 CMP 장치의 폴리싱 패드를 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치를 도시한 개략도이고,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치의 경화슬러리 제거브러쉬의 동작상태를 나타낸 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 폴리싱 패드 20 ; 폴리싱 헤드

30 ; 디스펜서 31 ; 지지바

31a ; 가이드홈 40 ; 경화슬러리 제거브러쉬

41 ; 회전체 41a ; 가이드돌기

42 ; 브러쉬

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치를 도시한 개략도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치의 경화슬러리 제거브러쉬의 동작상태를 나타낸 평면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치는, 상측면에 그루브(groove; 11)가 형성되어 폴리싱시 회전하는 폴리싱 플래튼(미도시)의 상측에 부착되고, 폴리싱 패드(10)의 상측에는 하측에 웨이퍼(W)를 진공흡착함과 아울러 웨이퍼(W)를 폴리싱 패드(10)의 상측면에 밀착시켜 회전축(21)에 의해 웨이퍼(W)와 함께 회전하는 폴리싱 헤드(20)가 설치되며, 폴리싱 패드(10) 상측에 슬러리를 공급함과 아울러 슬러리를 제거하기 위한 초순수를 분사하는 디스펜서(30)가 설치되고, 디스펜서(30)의 일측에 회전가능하게 설치되는 경화슬러리 제거브러쉬(40)를 포함한다.

폴리싱 패드(10)의 그루브(1a; 도 2에 도시)는 폴리싱 패드(10)의 상측면에동심원을 이루는 복수개로 형성되며, 디스펜서(30)로부터 공급되는 슬러리를 내측에 저장하여 웨이퍼(W)의 폴리싱시 회전축(21)에 의해 폴리싱 헤드(20)와 함께 회전하는 웨이퍼(W)와 폴리싱 패드(10)의 상측면 사이로 공급한다.

경화슬러리 제거브러쉬(40)는 폴리싱 패드(10)의 상측면에 접하도록 디스펜서(30)의 일측에 회전가능하게 설치되며, 폴리싱 패드(10)가 회전시 함께 회전함으로써 그루브(1a; 도 2에 도시)에 존재하는 경화된 슬러리를 제거한다. 따라서, 디스펜서(30)로부터 분사되는 초순수로도 제거되지 않고 그루브(1a; 도 2에 도시)에 남아 있는 경화슬러리는 경화슬러리 제거브러쉬(40)에 의해 완벽하게 제거된다.

경화슬러리 제거브러쉬(40)는 디스펜서(30)의 일측에 일정 간격을 두고 양단이 지지브라켓(32)에 의해 고정되는 지지바(31)의 외측에 회전가능하게 끼워지는 원통형의 회전체(41)와 회전체(41)의 외주면에 구비되는 브러쉬(42)로 이루어지고, 지지바(31)는 외주면을 따라 지그재그로 가이드홈(31a)이 형성되며, 경화슬러리 제거브러쉬(40)는 회전체(41)의 내측면에 지지바(31)의 가이드홈(31a)과 결합하는 가이드돌기(41a)가 형성되어 회전시 지지바(31)를 따라 왕복운동한다.

따라서, 경화슬러리 제거브러쉬(40)가 지지바(31)를 따라 왕복운동함으로써 브러쉬(42)가 폴리싱 패드(10)의 그루브(1a; 도 2에 도시) 내측의 구석 구석까지 미침으로써 그루브(1a; 도 2에 도시)에 부착된 경화된 슬러리를 보다 완벽하게 제거한다.

이와 같은 구조로 이루어진 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

폴리싱 패드(10)가 폴리싱 플래튼(미도시)과 함께 회전하면 폴리싱 패드(10) 상면에 접하는 경화슬러리 제거브러쉬(40)는 그 마찰력으로 인해 지지바(31)로부터 회전하여 디스펜서(30)로부터 분사되는 초순수와 함께 폴리싱 패드(10)의 그루브(1a; 도 2에 도시)에 잔존하는 경화된 슬러리를 제거한다.

경화슬러리 제거브러쉬(40)가 지지바(31)로부터 회전시 회전체(41)의 내측에 형성된 가이드돌기(41a)가 지지바(31)의 외주면에 지그재그로 형성된 가이드홈(31a)을 따라 지그재그로 이동함으로써 경화슬러리 제거브러쉬(40)가 지지바(31)를 따라 왕복운동하여 브러쉬(42)가 폴리싱 패드(10)의 그루브(1a; 도 2에 도시) 내측의 구석 구석까지 미치게 되어 그루브(1a; 도 2에 도시)에 부착된 경화된 모든 슬러리를 제거한다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 폴리싱 패드의 그루브 내측에 경화된 모든 슬러리를 제거함으로써 웨이퍼와 폴리싱패드사이에 슬러리가 안정적으로 공급되도록 하며, 슬러리의 경화로 인한 파티클의 발생을 최대한 억제하여 웨이퍼의 수율을 향상시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치는 폴리싱 패드의 그루브 내측에 경화된 모든 슬러리를 제거함으로써 웨이퍼와 폴리싱패드사이에 슬러리가 안정적으로 공급되도록 하며, 슬러리의 경화로 인한 파티클의 발생을 최대한 억제하여 웨이퍼의 수율을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

웨이퍼가 밀착되어 CMP 공정을 실시하는 폴리싱 패드의 상측면에 슬러리를 저장하는 복수의 그루브가 형성되며, 상기 폴리싱 패드의 표면에 슬러리 및 초순수를 공급하는 디스펜서가 설치되는 CMP 장비에 있어서,

상기 폴리싱 패드의 상측면에 접하도록 상기 디스펜서의 일측에 회전가능하게 설치되며, 상기 폴리싱 패드가 회전시 함께 회전함으로써 상기 그루브에 존재하는 경화된 슬러리를 제거하는 경화슬러리 제거브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 경화슬러리 제거브러쉬는 상기 디스펜서의 일측에 일정 간격을 두고 양단이 고정되는 지지바의 외측에 회전가능하게 끼워지는 원통형의 회전체와 상기 회전체의 외주면에 구비되는 브러쉬로 이루어지고, 상기 지지바는 외주면을 따라 지그재그로 가이드홈이 형성되며, 상기 경화슬러리 제거브러쉬는 상기 회전체의 내측면에 상기 지지바의 가이드홈과 결합하는 가이드돌기가 형성되어 회전시 상기 지지바를 따라 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 경화슬러리 제거브러쉬가 구비된 CMP 장치.