KR20050008051A - 연마 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마패드의 연마홈의 형상을 개선시켜 연마제가 원심력에 의해 연마패드 외부로 흘러나가는 것을 방지하여 웨이퍼가 균일하게 연마되도록 하는 연마패드에 관해 개시한다. 화학적 기계적 연마 공정에 사용되는 연마패드에 있어서, 개시된 본 발명은 중심점에서 외곽 라인을 연결시키는 회오리 형상의 연마홈이 소정 폭 및 깊이를 가지고 다수개 형성된다.

따라서, 본 발명은 연마패드에 중심점에서 외곽 라인을 연결시키는 회오리 형상의 연마홈이 다수개 형성됨으로써, 연마 패드 위로 연마제를 공급하면서 웨이퍼를 연마하는 공정에서, 상기 연마홈이 연마제를 연마패드 외곽부로 배출하지 못하도록 잡아두는 역할을 한다. 따라서, 연마제가 연마 패드면에 균일하게 분포되어 웨이퍼의 연마 균일도가 향상된다.

Description

연마 패드{polishing pad}

본 발명은 연마패드에 관한 것으로서, 특히, 연마패드의 연마홈의 형상을 개선시켜 연마제가 원심력에 의해 연마패드 외부로 흘러나가는 것을 방지하여 웨이퍼가 균일하게 연마되도록 하는 연마패드에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 집적회로의 집적도가 증가함과 더불어 다층배선 공정이 실용화됨에 따라, 층간절연막의 글로벌(Global) 평탄화의 중요성이 커지고 있으며, 이런 가운데 새로운 평탄화 기술로서 주목받기 시작한 것이 화학적 기계적 연마(CMP ; Chemical Mechanical Polishing)방법이다.

화학적 기계적 연마장비는, 연마패드에 의한 물리적 연마와 연마제에 의한 화학적 연마에 의해서 반도체 기판 상의 구조물 표면을 화학 물리적으로 연마한다. 이 때문에, 당초에는 청정(Clean)도 문제 등 실용성에 의문을 갖기도 했으나, 수직방향의 형상 제어성이 뛰어나서 실용화에 대한 기대가 커지고 있다. 이러한 상황을 감안하여 반도체장비 제조업자들도 초고집적 반도체 집적회로의 양산단계에 대응할 수 있는 CMP장비의 개발에 박차를 가하고 있는 실정이다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 연마장치의 구성을 보인 도면이다.

웨이퍼 연마장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 동력을 발생하는 동력수단(1)과, 이 동력수단(1)의 회전축(2)에 결합되어 동력을 전달받아 회전하는 연마테이블(3)과, 연마테이블(3)에 고정되어 웨이퍼(9)의 표면을 연마하도록 연마홈(5)을 갖는 연마패드(4)와, 상기 연마패드(4)에 연마제(7)를 공급하는 연마제 공급라인(6)과, 웨이퍼(9)를 고정하여 회전시키는 웨이퍼캐리어(8)로 구성된다.

도 2는 종래 기술에 따른 연마패드의 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅱ선의 절단면을 보인 단면도이다.

한편, 상기 연마패드로는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일정간격으로 동심원상으로 연마홈(5)이 형성된 K-Groove 타입의 연마패드(4)가 가장 많이 사용되고 있다, 그리고, 상기 연마 패드의 재질로는 폴리우레탄 등이 사용되고 있다.

상기 연마패드(4)에 연마홈(5)을 형성하는 이유는 연마제 공급라인(6)으로 공급되는 연마제(7)의 이동을 촉진시켜 웨이퍼의 연마균일도(Uniformity)를 증대시키기 위하여 형성하는 것이다.

상기한 웨이퍼 연마장치의 사용 상태를 보면, 연마패드(4)를 연마테이블(3)에 안치시킨 후에 동력수단(1)을 작동하여 연마패드(4)를 회전시키면서, 연마제공급라인(6)을 통하여 연마제(7)를 공급하여 웨이퍼캐리어(8)에 고정된 웨이퍼(9)를 회전시켜서 웨이퍼(9)를 연마하도록 한다.

상기한 연마패드에 연마홈을 형성하는 경우, 연마홈이 없는 경우에 비하여 연마제의 이동이 원활하므로 연마균일도가 어느 정도는 향상되는 것은 확실하다.

그러나, 종래의 기술에서 연마제는 회전운동을 하는 연마패드 위로 공급되면서 계속적으로 연마 패드 외곽부로 흘러나가게 된다. 따라서, 회전운동하는 연마패드에 연마제의 공급이 일정하게 유지되지 못함에 따라, 웨이퍼의 연마 공정이 원활하게 진행되지 못하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 연마홈의 형상을 변화시켜 연마제를 회전운동을 하는 연마 패드 위에 최대한 존재하도록 함으로써, 연마제의 배출속도를 지연시켜 연마제가 연마 패드면에 균일하게 분포되도록 하는 연마패드의 연마홈을 제공하려는 것이다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 연마장치의 개략적인 구성을 보인 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 연마패드의 평면도.

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅱ선의 절단면을 보인 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 연마패드의 평면도.

도 5는 도 4의 A부분을 확대한 평면도.

도 6은 도 5의 Ⅲ-Ⅳ선의 절단면을 보인 단면도.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명의 연마 패드는 중심점에서 외곽 라인을 연결시키는 회오리 형상의 연마홈이 소정 폭 및 깊이를 가지고 다수개 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 연마홈은 톱니 모양이 연속하여 반복된 형상을 가지며, 1mm의 폭과0.5mm이상의 깊이를 갖도록 형성된다.

상기 회오리 형상의 연마홈은 상기 연마패드의 회전에 대한 연마제의 원심력이 작용하는 방향으로 형성된다.

따라서, 본 발명의 연마패드는 중심점에서 외곽 라인을 연결시키는 회오리 형상의 연마홈을 다수개 가짐으로써, 연마 패드 위로 연마제를 공급하면서 웨이퍼를 연마하는 공정에서, 상기 연마홈이 연마제를 연마패드 외곽부로 배출하지 못하도록 잡아두는 역할을 한다. 따라서, 연마제의 배출속도를 지연시켜 연마제가 연마 패드면에 균일하게 분포되므로 웨이퍼의 연마 균일도가 향상된다.

(실시예)

도 4는 본 발명에 따른 연마패드의 평면도이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대한 평면도이다. 또한, 도 6은 도 5의 Ⅲ-Ⅳ선의 절단면을 보인 단면도이다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 연마 패드(10)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 중심점에서 외곽 라인을 연결시키는 회오리 형상의 연마홈(11)이 다수개 형성된다.

이때, 상기 연마패드(10)의 재질로는 폴리우레탄을 사용한다.

즉, 상기 연마홈(11)은 연마 패드(10)에 소정 깊이 및 폭을 가지고 동일한 형태로 다수개 형성된다.

상기 연마홈(11)은, 도 4및 도 5에 도시된 바와 같이, 톱니 모양(A부분)이 연속하여 반복된 형상을 가지며, 상기 연마홈(11)들은 연마패드(10)의 중심점에서 만난다.

또한, 상기 연마홈(11)은 약 1mm의 폭을 가지며, 깊이는 0.5mm이상으로 깊게 형성된다.

상기 회오리 형상의 연마홈(11)은 연마패드(10)의 회전에 대한 연마제의 원심력이 작용하는 방향으로 형성되며, 연마 패드(10)가 회전 시, 도 5및 도 6에 도시된 바와 같이, 톱니 모양이 꺽기는 지점에서 연마제(12)를 연마 패드(10) 외곽부로 배출되지 못하도록 잡아두는 역할을 한다. 즉, 연마제(12)의 배출속도를 지연시켜 연마제(12)가 연마 패드(10)면에 균일하게 분포되도록 한다.

본 발명에 따르면, 연마패드에 중심점에서 외곽 라인을 연결시키는 회오리 형상의 연마홈이 다수개 형성됨으로써, 연마 패드 위로 연마제를 공급하면서 웨이퍼를 연마하는 공정에서, 상기 연마홈이 연마제를 연마패드 외곽부로 배출하지 못하도록 잡아두는 역할을 한다.

따라서, 연마제의 배출속도를 지연시켜 연마제가 연마 패드면에 균일하게 분포되도록 한다.

이상에서와 같이, 본 발명은 연마홈을 톱니모양이 연속적으로 반복된 형상을 갖도록 형성함으로써, 연마패드 위로 공급되는 연마제를 연마패드의 외곽부로 배출되지 않도록 최대한 잡아두게 된다. 따라서, 연마제의 배출속도를 지연시켜 연마제가 연마 패드면에 균일하게 분포시킨다.

또한, 본 발명은 연마홈을 연마패드의 회전에 대한 연마제의 원심력이 작용하는 방향으로 형성시킴으로써, 연마 패드 회전 시 연마제를 최대한으로 연마 패드위에 포집할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 연마 공정 시, 연마제가 오랫동안 연마 패드에 포집되므로, 웨이퍼의 연마 균일도가 개선된다. 뿐만 아니라, 연마제의 소모량을 줄여 제품의 생산비용이 절감된다.

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

Claims (4)

1. 화학적 기계적 연마 공정에 사용되는 연마패드에 있어서,

   중심점에서 외곽 라인을 연결시키는 회오리 형상의 연마홈이 소정 폭 및 깊이를 가지고 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 연마패드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연마홈은 톱니 모양이 연속하여 반복된 형상을 가진 것을 특징으로 하는 연마패드.
3. 제 1항에 있어서, 상기 회오리 형상의 연마홈은 상기 연마패드의 회전에 대한 연마제의 원심력이 작용하는 방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 연마패드.
4. 제 1항에 있어서, 상기 연마홈은 1mm의 폭과 0.5mm이상의 깊이를 가진 것을 특징으로 하는 연마패드.