KR20050005960A - 씨엠피 장치의 연마 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마 균일도를 향상시키고 슬러리 공급량을 줄여 원가를 절감시킬 수 있는 씨엠피 장치의 연마 패드에 관해 개시한다.

표면 평탄화용 연마층을 포함하는 반도체 웨이퍼의 표면에 슬러리를 공급하면서 상기 웨이퍼의 표면을 연마시키는 씨엠피장치의 연마 패드에 있어서, 개시된 본 발명은 표면에 아크릴기를 구비시켜, 상기 아크릴기가 상기 슬러리의 입자를 잡아주어 상기 슬러리가 밖으로 배출되지 않고 표면에 달라붙게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

씨엠피 장치의 연마 패드{POLISHING PAD OF CHEMICAL MECHNICAL POLISHING APPARATUS}

본 발명은 반도체 제조 장비의 씨엠피 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연마 균일도를 향상시키고 슬러리 공급량을 줄여 원가를 절감시킬 수 있는 씨엠피 장치의 연마 패드에 관한 것이다.

CMP(Chemical Mechnical Polishing)공정은 디바이스의 고 집적화 및 다층 배선화에 따른 반도체 웨이퍼를 평탄화하기 위한 표준 공정으로서 공지되어 있다.

간략하게 말하자면, CMP는 연마 슬러리 또는 유체를 집적 회로 장치 전구체와 연마 패드 사이에 유동시키거나 위치시키고, 패드와 장치를 서로에 대하여 이동시키는 한편 장치와 패드를 함께 바이어싱(biasing)시키는 공정을 수반한다. 이러한 연마는 산화규소 등의 절연층 또는 텅스텐, 알루미늄 또는 구리 등의 금속층을 평탄화시키는 데 종종 사용된다.

씨엠피 장치의 연마 패드 상면에는 소정 폭과 깊이 및 형상을 가진 그루브(groove)가 형성되어 그에 따른 패턴을 이루고, 이들 그루브 패턴은 연마 작업 과정에서 계속적으로 공급되는 슬러리의 유동과 분포 관계 및 대상 물품의 연마 정도를 결정짓는 중요 요인으로 작용하게 된다.

상기 그루브는, 연마 패드의 표면에 걸쳐 연마되는 웨이퍼의 하이드로플레이닝(hydroplaning)을 방지하기 위하여, 패드가 그루브화되지 않았거나 천공되지 않은 경우, 연마 유체의 연속층은 웨이퍼와 패드 사이에 존재하여 균일한 밀착 접촉을 방지하고 제거 속도를 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한, 슬러리가 패드 표면에 걸쳐 균일하게 분포되고 충분한 슬러리가 웨이퍼의 중심에 이르도록 보장하기 위하여 필수적이다.

상술한 이유에서 그루브가 연마패드에 추가되었지만, 연마패드가 부착되어 있는 회전정반의 빠른 회전동작으로 인해 공급되는 슬러리의 95% 가량은 회전정반 밖으로 배출되고, 단 5% 만이 연마에 이용된다.

따라서, 웨이퍼의 연마율이 일정치 않으며, 슬러리 공급량이 많아져서 슬러리 구입에 따른 제조 비용이 상승되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 버려지는 슬러리 양을 최소화하고 적은 양의 슬러리만으로도 웨이퍼를 연마할 수 있는 씨엠피 장치의 연마패드를 제공하려는 것이다.

도 1은 씨엠피 장치의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드 표면에 형성된 그루브를 보인 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드 표면에 슬러리 입자가 달라붙게 되는 현상을 보인 단면도.

상기 목적을 달성하고자, 표면 평탄화용 연마층을 포함하는 반도체 웨이퍼의 표면에 슬러리를 공급하면서 상기 웨이퍼의 표면을 연마시키는 씨엠피장치의 연마 패드에 있어서, 본 발명은 표면에 아크릴기를 구비시켜, 상기 아크릴기가 상기 슬러리의 입자를 잡아주어 상기 슬러리가 밖으로 배출되지 않고 표면에 달라붙게 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 씨엠피 장치의 개략도이다.

본 발명에 따른 씨엠피 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(1) 상에 장착되며 그 상면에 연마패드(3)를 붙인 회전정반(5)과, 상기 회전정반(5)과 마주하는 위치에 다른 회전축(7)상에 장착되어 연마 처리될 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼케리어(9)와, 상기 연마패드(3)의 상면에 관(11a)을 경유하여 연마제를 포함하는 슬러리를 공급하는 슬러리 공급기(11)로 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드 표면에 형성된 그루브를 보인 평면도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드의 단면도로서, 편의상 그루브는 생략되었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드(3)는 표면 평탄화용 연마층을 포함하는 반도체 웨이퍼(미도시)의 표면에 슬러리를 공급하면서 상기 웨이퍼의 표면을 연마시키는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상면에 소정 간격을 두고 가로 방향 및 세로 방향으로 소정 간격을 두고 다수개의 그루브(A 부분 참조)가 형성되어 있다.

또한, 상술한 그루브가 다수개 형성된 연마 패드(3)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 표면에 +차지(charge)를 가진 아크릴기(3a)를 포함한다.

도 4는 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드 표면에 슬러리 입자가 달라붙게 되는 현상을 보인 단면도이다.

상기 +차지를 가진 아크릴기(3a)는, 이 후의 슬러리 공급 시, 도 2에 도시된 바와 같이, -차지를 가진 슬러리 입자(3a)와 반응하여 슬러리가 밖으로 배출되지 않도록 하는 역할을 한다. 상기 슬러리는 세륨, 실리카 중 어느 하나를 이용한다.

따라서, -차지를 가진 슬러리 입자(10)는 +차지를 가진 아크릴기(3a)에 의해 연마 패드(3) 표면에 달라붙게 된다.

본 발명에 따르면, 연마 패드 표면에 +차지를 가진 아크릴기를 포함시켜, 상기 +차지를 가진 아크릴기에 의해 -차지를 가진 슬러리의 입자가 연마 패드 표면에 달라붙게 된다.

따라서, 본 발명의 연마패드는 밖으로 배출되는 슬러리 양을 최소화하여 적은 양의 슬러리 공급만으로도 연마율을 일정하게 유지시킬 수 있고, 뿐만 아니라 원가 절감 및 씨엠피 후 균일도를 향상시킬 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 연마패드는 표면에 +차지를 띄는 아크릴기를 포함시킨 구조를 가짐으로써, 상기 +차지를 가진 아크릴기에 의해 -차지를 가진 슬러리의 입자가 밖으로 배출되지 않고 연마 패드 표면에 달라붙게 된다.

따라서, 본 발명은 슬러리 입자를 연마 패드의 표면에 달라붙게 함으로써, 슬러리 공급량을 줄일 수 있어 원가가 절감되며, 또한 씨엠피 연마율과 균일도를 향상시킬 수있는 이점이 있다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (2)

1. 표면 평탄화용 연마층을 포함하는 반도체 웨이퍼의 표면에 슬러리를 공급하면서 상기 웨이퍼의 표면을 연마시키는 씨엠피장치의 연마 패드에 있어서,

   표면에 아크릴기를 구비시켜, 상기 아크릴기가 상기 슬러리의 입자를 잡아주어 상기 슬러리가 밖으로 배출되지 않고 표면에 달라붙게 하는 것을 특징으로 하는 씨엠피 장치의 연마 패드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 아크릴기는 + 차지를, 상기 슬러리는 -차지를 띄는 것을 특징으로 하는 씨엠피 장치의 연마 패드.