KR20050005963A - 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.

일방향으로 회전되면서 표면 평탄화용 연마층을 포함하는 반도체 웨이퍼의 표면을 슬러리를 이용하여 연마시키는 씨엠피장치의 연마 패드에 있어서, 개시된 본 발명은 표면에 상기 슬러리를 회전정반의 센터 부분으로 유입시켜 상기 슬러리가 외부로 배출되지 않도록 하는 나사선 모양의 그루브 패턴이 형성된 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 적은 양의 슬러리를 공급으로도 연마 공정을 원활하게 진행할 수 있는 씨엠피 장치의 연마 패드에 관한 것이다.

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

간략하게 말하자면, CMP는 연마 슬러리를 표면 평탄화용 연마층이 구비된 반도체 웨이퍼와 연마 패드 사이에 유동시키거나 위치시키고, 연마 패드를 회전시켜 상기 웨이퍼 표면을 연마하는 공정을 의미한다. 이러한 CMP는 STI(Shallow Trench Isolation), ILD(Inter Layer Dielectric), 텅스텐(Tunsten) 또는 구리 등의 금속막 등의 평탄화 공정에 적용된다.

씨엠피 장치의 연마 패드 상면에는 소정 폭과 깊이 및 형상을 가진 X-Y 방향의 그루브(groove) 패턴이 형성되며, 이들 그루브 패턴은 연마 작업 과정에서 계속적으로 공급되는 슬러리의 유동과 분포 관계 및 대상 물품의 연마 정도를 결정짓는 중요 요인으로 작용하게 된다.

그러나, 연마패드가 부착되어 있는 회전정반의 빠른 회전동작으로 인해 공급되는 슬러리의 95% 가량은 회전정반 밖으로 배출되고, 단 5% 만이 연마에 이용된다.

따라서, 슬러리 공급라인의 위치를 변경시켜 슬러리가 공급되는 방향을 조절하는 방법도 채택되었으나, 이러한 방법만으로 씨엠피장치에서 요구되는 높은 회전속도에 의해 방출되는 슬러리 양을 줄이기는 어렵다.

또한, 씨엠피 공정은 빠른 회전과 낮은 힘을 가해 연마 특성을 향상시키는 방향으로 가는 추세이기 때문에, 슬러리 이용 효율을 높이는 데 어려움이 많은 문제점이 있었다.

따라서, 상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 연마패드의 그루브 패턴을 나선형으로 제조함으로써, 연마 공정 시 버려지는 슬러리 양을 최소화하고 적은 양의슬러리만으로도 웨이퍼를 연마할 수 있는 씨엠피 장치의 연마패드를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드를 설명하기 위한 단면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드 표면에 형성된 그루브 패턴을 보인 평면도.

도 3은 도 2의 AB선의 절단면을 보인 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드 표면에 형성된 그루브 패턴을 보인 평면도.

상기 목적을 달성하고자, 일방향으로 회전되면서 표면 평탄화용 연마층을 포함하는 반도체 웨이퍼의 표면을 슬러리를 이용하여 연마시키는 씨엠피장치의 연마 패드에 있어서, 본 발명은 표면에 상기 슬러리를 회전정반의 센터 부분으로 유입시켜 상기 슬러리가 외부로 배출되지 않도록 하는 나사선 모양의 그루브 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 그루브 패턴은, 바람직하게는, 상기 웨이퍼가 연마되는 부분과 대응되는 부위에 형성된다.

또한, 상기 그루브 패턴의 반경은, 바람직하게는, 회전정반에 비해 2배 크기를 가진다. 한편, 상기 그루브 패턴은, 바람직하게는, 깊이가 500㎛ 이상이고, 폭이 1mm이고, 간격이 3mm인 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드를 설명하기 위한 단면도이다.

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 발명의 일실시예에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드 표면에 형성된 그루브 패턴을 보인 평면도이고, 도 3은 도 2의 AB선의 절단면을 보인 단면도이다.

상술된 구조를 가진 본 발명에 따른 씨엠피 장치에 있어서, 연마 패드(3)는 공급되는 슬러리를 이용하여 표면 평탄화용 연마층을 포함하는 반도체 웨이퍼(W)의 표면을 연마시키는 것으로서, 그 일 실시예로서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 표면에 소정 간격을 두고 상기 회전정반의 회전 방향으로 휘어진 나사선 모양의 그루브(3a) 패턴이 다 수개 형성된다.

상기 그루브 패턴(3a)은 상기 웨이퍼가 연마되는 부분과 대응되는 부위에 형성된다. 또한, 상기 그루브 패턴(3a)은 500㎛ 이상의 깊이(H), 1mm의 폭(W) 및 3mm의 간격(S)을 가진다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드 표면에 형성된 그루브 패턴을 보인 평면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 씨엠피 장치의 연마 패드는, 도 4에 도시된 바와 같이, 표면에 그루브 패턴(3a)이 1개 형성될 수도 있다.

마찬가지로, 상기 그루브 패턴(3a)은 상기 웨이퍼가 연마되는 부분과 대응되는 부위에 형성되며, 500㎛ 이상의 깊이, 1mm의 폭 및 3mm의 간격을 가진다.

본 발명에 따르면, 연마패드 표면에 회전되는 방향으로 나사선 형상의 그루브 패턴을 형성함으로써, 상기 그루브 패턴에 의해 슬러리가 회전 정반 내부로 유입된다.

따라서, 외부로 배출되는 슬러리 양을 최소화하여 적은 양의 슬러리 공급만으로도 연마율을 일정하게 유지시킬 수 있고, 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 연마패드는 표면에 회전정반이 회전되는 방향으로 휘어진 나사선 형상의 그루브 패턴이 형성됨으로써, 상기 그루브 패턴에 의해 회전 정반이 회전 시 슬러리가 회전정반 내부로 유입된다.

따라서, 본 발명은 적은 양의 슬러리를 공급하고도 연마 공정을 원활히 진행할 수 있으므로, 슬러리의 공급량 감소에 따른 원가 절감의 이점이 있다.

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

Claims (5)

1. 일방향으로 회전되는 회전정반에 부착되며, 슬러리를 이용하여 표면 평탄화용 연마층을 포함하는 반도체 웨이퍼의 표면을 연마시키는 씨엠피장치의 연마 패드에 있어서,

   표면에 상기 슬러리를 회전 정반의 센터 부분으로 유입시켜 상기 슬러리가 외부로 배출되지 않도록 하는 나사선 모양의 그루브 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 씨엠피 장치의 연마 패드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 그루브 패턴은 상기 웨이퍼가 연마되는 부분과 대응되는 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 씨엠피 장치의 연마 패드.
3. 제 1항에 있어서, 상기 그루브 패턴의 반경은 상기 회전정반에 비해 2배 크기를 가진 것을 특징으로 하는 씨엠피 장치의 연마 패드.
4. 제 1항에 있어서, 상기 그루브 패턴의 깊이는 500㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 씨엠피 장치의 연마 패드.
5. 제 1항에 있어서, 상기 그루브 패턴은 폭이 1mm이고, 간격이 3mm인 것을 특징으로 하는 씨엠피 장치의 연마 패드.