KR20050002378A - Ｃｍｐ 공정에 이용되는 연마포 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 사용되는 연마포는 표면에 슬러리를 함유하는 제1 홈이 소정 패턴으로 형성되고, 표면 내부에 최소한 한 층 이상의 통공이 형성되어 연마 공정에서 마모가 진행되면 내부에 형성된 통공이 표면에 드러나서 제2 홈을 형성하는 구조를 갖기 때문에, 마모가 진행됨에 따라 통공이 표면에 드러나서 새로운 홈으로 형성되기 때문에 사용 수명을 연장할 수 있다.

Description

ＣＭＰ 공정에 이용되는 연마포{PAD used in CMP process}

본 발명은 반도체 소자 제조 공정의 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에서 사용되는 연마포(PAD)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면에 홈(groove)을 생성하고 내부에 다층의 표면의 홈 형태와 동일한 통공을 형성하여 마모가 진행됨에 따라 통공이 표면에 드러나서 새로운 홈으로 형성되기 때문에 사용 수명을 연장할 수 있는 연마포에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 CMP 공정을 수행할 때 연마포(PAD)의 형태는 폴리우레탄 재질에 홈(groove)을 파서 슬러리(slurry)가 원심력에 의하여 밖으로 모두 나가지 않고 웨이퍼와 연마포 사이에 유입되도록 설계된다.

도 1a 및 1b는 종래 기술에 따른 연마포의 표면에 형성된 홈(groove)의 평면 패턴을 나타낸 평면도이다.

도 1a는 동심원 형태의 홈(groove)(1)을 갖는 연마포를 나타내고, 도 1b는 격자 형태의 홈(1)을 갖는 연마포를 나타낸다.

도 2a 및 2b는 종래 기술에 따른 연마포의 홈(1)을 나타낸 단면도이다.

도 2a는 홈(1)의 단면 모양을 사각형으로 만든 경우이고, 도 2b는 삼각형으로 만든 경우이다. 홈(1)의 형태는 사각형, 삼각형, 원형 등 다양하게 설계할 수 있지만 일반적으로 사용시간에 따라 균일한 슬러리의 함유량을 유지하는 사각형 형태가 주로 사용된다.

연마포는 홈(1)의 용적에 따라 슬러리의 함유량이 결정된다. 따라서 공정 진행에 따라 연마포가 마모되어 홈(1)의 용적이 줄어들면 슬러리(2)의 함유량이 줄어든다. 따라서 점차적으로 연마 효율도와 연마 균일도가 떨어진다.

이를 극복하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 연마포의 사용 수명을 연장하기 위해 홈(1)을 깊게 설계할 수 있지만, 이러한 경우 슬러리(2)의 유동이 없는 정체 영역(dead zone)이 발생하며, 시간이 흐르면 슬러리(2)가 굳어져 연마 불량이 발생된다.

또한, 홈(1)의 폭을 넓게 설계할 경우 연마 시 균일도가 현저히 떨어져 연마포로써 사용될 수 없다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 내부에 다층의 표면의 홈형태의 통공을 형성하여 마모되더라도 새로운 홈이 발생되어 슬러리의 함유량이 항상 일정하도록 하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 연마포의 홈(groove)의 모양을 나타낸 평면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 연마포의 홈을 나타낸 단면도.

도 3은 도 2a에 도시된 홈을 깊게 설계한 경우를 나타낸 단면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 연마포의 구조를 나타낸 단면도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연마포는, 표면에 슬러리를 함유하는 제1 홈이 소정 패턴으로 형성되고, 상기 표면 내부에 최소한 한 층 이상의 통공이 형성되어 연마 공정에서 마모가 진행되면 내부에 형성된 상기 통공이 표면에 드러나서 제2 홈을 형성하는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 연마포의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 4a를 참조하면 연마포는 표면에 다수의 홈(11)이 형성된다. 그리고, 표면의 하부 내부에는 표면의 홈(11)과 동일한 형태를 갖는 다층의 통공(12a, 12b, 12c)이 형성된다. 여기서 다층의 통공(12a, 12b, 12c)은 상하로 인접한 각 층별로 교번적으로 배치된다.

또한, 각 통공(12b)의 상면은 상부층에 형성된 다른 통공(12a)의 하면보다 높게 설계하고, 하면은 하부층에 형성된 다른 통공(12c)의 상면보다 낮게 설계된다.

연마포의 표면에 형성된 홈(11) 및 다층으로 형성된 통공(12a, 12b, 12c)은동일한 폭, 형상 및 용적을 가지도록 설계하며, 필요한 경우 각 층별 통공(12a, 12b, 12c)의 길이는 다르게 설계할 수 있다.

또한, 연마포의 표면에 형성된 홈(11)과 표면이 연마되어 새로 표면에 형성되는 홈(12a)의 밀도 및 면적은 동일하게 유지되도록 설계되어야 한다.

도 4a 및 4b에 도시된 본 발명에 따른 실시예에서는 홈(11) 및 통공(12a, 12b, 12c)의 단면 형태가 사각형이지만, 설계에 따라 단면의 형태가 삼각형, 원형 등 변경하여 사용될 수 있다.

상기한 바와 같이 연마포가 연마 공정에 사용되어 도 4a에 도시된 a-a' 면까지 연마포 표면이 마모되면 도 4b에 도시된 바와 같이 하부층의 통공(12a)이 표면에 드라나서 새로운 홈(12a)으로 형성된다.

여기서, 도 4a에 도시된 연마포의 홈 구조는 주조에 의해 제조되는데, 이와 같은 연마포의 수명은 홈의 층수에 비례하여 연장될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 표면에 형성된 홈 및 내부에 다층으로 형성된 통공 구조를 갖는 연마포는 CMP 공정에서 마모가 진행되어도 항상 동일한 밀도와 면적을 유지하기 때문에, 일정한 슬러리 함유량을 유지할 수 있다. 따라서, 연마 효율도 및 균일도가 일정하게 유지되는 효과가 있다.

결과적으로, 연마포의 사용기간이 늘어나서 부품 교체에 소요되는 시간 감소로 인하여 설비 가동률 및 생산량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (5)

1. 표면에 슬러리를 함유하는 제1 홈이 소정 패턴으로 형성되고, 상기 표면 내부에 최소한 한 층 이상의 통공이 형성되어 연마 공정에서 마모가 진행되면 내부에 형성된 상기 통공이 표면에 드러나서 제2 홈을 형성하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 연마포.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 표면 내부에 형성된 통공은 상하로 인접한 층별로 교번적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마포.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 통공의 상면이 상부층에 형성된 다른 상기 통공의 하면보다 높게 형성되고, 상기 통공의 하면이 하부층에 형성된 다른 상기 통공의 상면보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 연마포.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 통공은 상기 제1 홈과 상기 제2 홈은 동일한 폭, 형상, 및 용적을 갖는 것을 특징으로 하는 연마포.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 홈 및 상기 통공의 단면 형태가 사각형, 삼각형, 및 원형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연마포.