KR20060010194A

KR20060010194A - 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적연마장치

Info

Publication number: KR20060010194A
Application number: KR1020040058808A
Authority: KR
Inventors: 심규찬
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2006-02-02

Abstract

본 발명은 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치에 관한 것으로서 반도체 웨이퍼를 화학적 기계적으로 연마하기 위한 슬러리가 연마압반 및 연마패드를 통해 공급되어 웨이퍼가 연마되는 연마패드 상으로 균일하게 분포되도록 하고, 웨이퍼의 전면에 직접적으로 적용될 수 있도록 한 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 반도체 웨이퍼의 일면이 상방향을 향하도록 부착되고, 그의 중심을 축으로 회전하며, 직선운동하는 웨이퍼 케리어; 상기 웨이퍼 케리어의 상부에 구비되는 연마압반; 상기 웨이퍼 케리어의 상부로부터 그의 일면이 상기 웨이퍼의 일면에 접촉하도록 상기 연마압반에 구비되며, 그의 중심을 축으로 회전하는 연마패드; 및 상기 연마압반 및/또는 연마패드를 관통하도록 구비되어 상기 연마패드와 웨이퍼의 접촉면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급관을 포함하는 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치를 제공한다.

웨이퍼, 슬러리 공급관, 연마패드, 연마압반, 웨이퍼 케리어

Description

슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치{CMP apparatus provided with polishing plate unified slurry delivery tube}

도1은 종래기술에 따른 화학적 기계적 연마장치를 설명하기 위한 개략도.

도2는 본 발명에 따른 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치를 설명하기 위한 개략도.

도3a 및 도3b는 각각 본 발명에 따른 분배관 배열의 제1 및 제2 실시예를 도시한 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명

100: 웨이퍼 200: 연마압반

210: 연마패드 220: 슬러리 공급관

230: 분배관 300: 웨이퍼 케리어

본 발명은 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치에 관한 것으로서 반도체 웨이퍼(wafer)를 화학적 기계적으로 연마하기 위한 슬러리가 연마압반 및 연마패드를 통해 공급되어 웨이퍼가 연마되는 연마패드 상으로 균일하게 분포되도록 하고, 웨이퍼의 전면에 직접적으로 적용될 수 있도록 한 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 상에 집적회로를 제조하는 과정에서 웨이퍼 전면 또는 이면을 평탄화하기 위하여 통상적으로 화학적 기계적 연마 공정을 거치게 된다. 이와 같은 화학적 기계적 연마 공정을 이용한 평탄화 기술은 반도체 집적회로의 집적도가 높아지고 웨이퍼의 대구경화 추세에 따라 더욱 더 중요한 가공 기술로 취급되고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래기술에 따른 화학적 기계적 연마장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마장치는 상면에 웨이퍼(10)가 연마되기 위해 올려지는 연마패드(21); 상기 연마패드(21)가 구비되어 상기 연마패드(21)를 회전운동시키는 연마압반(20); 상기 웨이퍼(10)가 부착되고, 상기 연마패드(21) 상에서 회전 또는 직선운동하여 상기 웨이퍼(10)를 연마하는 웨이퍼 케리어(30); 및 상기 연마패드(21)의 상부에 위치하고, 슬러리를 낙하시켜 상기 연마패드(21) 상에 공급하는 슬러리 공급단(40)을 포함한다.

상기 연마패드(21)는 상기 연마압반(20)의 상부에 구비된다. 또한, 그의 일면에 상기 웨이퍼(10)가 부착되는 웨이퍼 케리어(30)는 상기 웨이퍼(10)가 부착된 일면이 상기 연마패드(21)의 상면에 근접하게 위치되어 상기 웨이퍼(10)의 상면이 상기 연마패드(21)에 접촉하도록 한다. 여기에서 상기 연마압반(20) 및 이에 장착된 연마패드(21)는 일방향 회전하고, 상기 웨이퍼 케리어(30) 또한 회전 운동 또는 직선 운동하여 상기 웨이퍼(10)의 상면을 연마한다. 또한, 종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마장치는 상기 웨이퍼(10)의 연마를 위한 슬러리를 공급하는 슬러리 공급단(40)을 구비하는데, 상기 슬러리 공급단(40)은 소정 간격을 갖고 상기 연마패드(21)의 상부에 위치하여 상기 슬러리를 상기 연마패드(21) 상에 낙하시켜 슬러리를 공급한다. 이와 같이, 상기 슬러리가 연마패드(21) 상으로 낙하되어 공급되는 경우, 상기 슬러리는 연마 대상인 상기 웨이퍼(10)의 상면과 연마패드(21)와의 접측면에 원활히 침투되지 않고, 상기 연마패드(21)의 회전에 따른 원심력으로 인하여 상기 연마패드(21)의 가장자리로 이동하게 되어 상기 웨이퍼(10)에 대한 균일한 연마가 이루어지지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서 반도체 웨이퍼를 화학적 기계적으로 연마하기 위한 슬러리가 연마압반 및 연마패드를 통해 공급되어 웨이퍼가 연마되는 연마패드 상으로 균일하게 분포되도록 하고, 웨이퍼의 전면에 직접적으로 적용될 수 있도록 하여 웨이퍼가 균일하게 연마되도록 하는 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 슬러리 공급관은 상기 연마패드의 일면으로 연통되는 부분이 복수개의 분배관으로 이루어진다.

상기 복수개의 분배관은 상호간에 동일한 간격으로 배치되는 벌집구조로 배치될 수 있다.

상기 복수개의 분배관은 상기 연마패드의 중심으로부터 방사되는 구조로 배치될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치를 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치를 설명하기 위한 개략도이다. 또한 도3a 및 도3b는 각각 본 발명에 따른 분배관 배열의 제1 및 제2 실시예를 도시한 평면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬러리 공급관 일체형 연마압반은 반도체 웨이퍼(100)의 일면이 상방향을 향하도록 부착되고, 그의 중심을 축으로 회전하며, 직선운동하는 웨이퍼 케리어(300); 상기 웨이퍼 케리어(300)의 상부에 구비되는 연마압반(200); 상기 웨이퍼 케리어(300)의 상부로부터 그의 일면이 상기 웨이퍼(100)의 일면에 접촉하도록 상기 연마압반(200)에 구비되며, 그의 중심을 축으로 회전하는 연마패드(210); 및 상기 연마압반(200) 및/또는 연마패드(210)를 관통하도록 구비되어 상기 연마패드(210)와 웨이퍼(100)의 접촉면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급관(220)으로 이루어지며 상기 슬러리 공급관(220)은 상기 연마패드(210)의 일면으로 연통되는 부분이 복수개의 분배관(230)으로 이루어진다.

상기 반도체 웨이퍼(100)는 연마 대상이 되는 일면에 상방향 외부로 노출되도록 상기 웨이퍼 케리어(300)에 부착된다. 여기에서 상기 웨이퍼 케리어(300)는 그의 중심을 축으로 회전하고, 상하좌우 직선운동하여 이에 부착된 상기 웨이퍼(100)를 회전시키고, 직선운동시킨다.

상기 연마압반(200)은 그의 상부에 상기 웨이퍼(100)가 부착된 웨이퍼 케리어(300)의 상부에 상기 웨이퍼 케리어(300)로부터 소정간격을 갖고 구비된다. 또한, 상기 연마패드(210)는 상기 연마압반(200)의 하부에 구비되어 그의 일면이 상기 웨이퍼(100)의 노출된 일면에 접촉하도록 한다. 여기에서 상기 연마압반(200) 및 이에 구비되는 연마패드(210)는 그의 중심을 축으로 회전한다.

이에 따라, 회전 및 직선운동하는 웨이퍼 케리어(300)에 부착된 상기 웨이퍼(100)는 상기 연마패드(210)와의 접촉 및 상호간의 회전 및 직선운동으로 인한 마찰에 의해 연마된다.

또한, 본 발명은 연마압반(200) 및 연마패드(210)를 관통하여 상기 연마패드(210)의 일면으로 개방되는 슬러리 공급관(220)을 구비한다.

이에 관하여 자세히 설명하면, 상기 슬러리 공급관(220)은 상기 연마압반(200)으로부터 상기 연마패드(210)의 상기 웨이퍼(100)의 일면과 접촉하는 일면으로 연통되도록 관통한다. 이에 따라, 상기 웨이퍼(100)의 화학적 기계적 연마에 사용되는 슬러리는 상기 슬러리 공급관(220)을 통해 유동하되 상기 연마압반(200) 및 연마패드(210)를 순차적으로 통과하여 상기 웨이퍼(100)와 연마패드(210)의 접촉면에 공급한다. 여기에서, 상기 슬러리 공급관(220)은 상기 연마패드(210)의 일면으로 연통되는 부분에 여러 갈래로 갈라지도록 구비되어 상기 슬러리를 확산 분배시키는 복수개의 분배관(230)을 구비하여 상기 슬러리가 상기 웨이퍼(100)의 일면 전반에 걸쳐 균등하게 공급되도록 한다. 이에 따라, 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 상기 분배관(230)은 상호 동일한 간격을 갖도록 상기 연마패드(210) 전반에 걸쳐 구비되는 벌집구조 또는 상기 연마패드(210)의 중심으로부터 주연부까지 방사되는 구조로 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

또한, 상기 웨이퍼 케리어(300)와 상기 슬러리 공급관(220)을 포함하는 연마패드(210)는 상호간의 위치가 교체되어 배치될 수 있다. 즉, 연마압반(200)에 구비 되는 연마패드(210)의 상면에 웨이퍼(100)가 올려지고, 상기 웨이퍼 캐리어(300)가 상기 웨이퍼 케리어(300)의 상부에 위치하여 상기 웨이퍼(100)를 부착 및 가압하고, 슬러리가 상기 연마압반(200) 및 연마패드(210)를 관통하여 구비되어 상기 슬러리를 상기 웨이퍼(100)와 연마패드(210)의 접촉면에 공급되도록 이루어 질 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 연마장치는 연마 대상이 되는 웨이퍼(100)의 일면이 상방향으로 노출되도록 웨이퍼 케리어(300)에 부착되고, 상기 웨이퍼 케리어(300)의 상부에 위치하는 연마압반(200)에 구비되는 연마패드(210)가 상기 웨이퍼(100)의 일면에 접촉되도록 구비된다. 여기에서, 상기 웨이퍼 케리어(300)는 그의 중심을 축으로 회전하여 상기 웨이퍼(100)를 회전시키고, 상기 연마패드(210)는 상기 웨이퍼(100)에 접촉된 상태에서 회전 및 직선운동을 하여 상기 웨이퍼(100)를 연마시킨다. 또한, 상기 연마를 위해 공급되는 슬러리는 상기 연마압반(200) 및 연마패드(210)를 관통하여 구비되는 슬러리 공급관(220)을 통해 이동하고 상기 슬러리 공급단(220)은 상기 연마패드(210) 상에 균일하게 분포되어 배치되는 복수개의 분배관(230)을 구비하여 상기 슬러리가 상기 웨이퍼(100)와 연마패드(210)의 접촉면에 균일하게 분포되도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내어서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은, 반도체 웨이퍼를 연마하는 연마패드로부터 슬러리가 공급되도록 하고, 웨이퍼와 연마패드의 마찰면에 직접 슬러리가 분배되도록 하여 웨이퍼가 균일하게 연마되도록 하는 효과가 있다.

또한, 슬러리가 웨이퍼와 연마패드의 마찰면에 직접 공급됨으로써 공급되는 슬러리 양의 조절을 원활하게 하고, 슬러리의 웨이퍼에 대한 적용 효율을 높이는 효과가 있다.

Claims

반도체 웨이퍼의 일면이 상방향을 향하도록 부착되고, 그의 중심을 축으로 회전하며, 직선운동하는 웨이퍼 케리어;

상기 웨이퍼 케리어의 상부에 구비되는 연마압반;

상기 웨이퍼 케리어의 상부로부터 그의 일면이 상기 웨이퍼의 일면에 접촉하도록 상기 연마압반에 구비되며, 그의 중심을 축으로 회전하는 연마패드; 및

상기 연마압반 및 연마패드를 관통하도록 구비되어 상기 연마패드와 웨이퍼의 접촉면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급관을 포함하는

슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치.
제1항에 있어서,

상기 슬러리 공급관은

상기 연마패드의 일면으로 연통되는 부분이 복수개의 분배관으로 이루어진

슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치.
제1항에 있어서,

상기 복수개의 분배관은

상호간에 동일한 간격으로 배치되는 벌집구조로 배치되는

슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치.
제1항에 있어서,

상기 복수개의 분배관은

상기 연마패드의 중심으로부터 방사되는 구조로 배치되는

슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치.
상면에 웨이퍼가 연마되기 위해 올려지는 연마패드;

상기 연마패드가 구비되어 상기 연마패드를 회전운동시키는 연마압반;

상기 웨이퍼가 부착되고, 상기 연마패드 상에서 회전 또는 직선운동하여 상기 웨이퍼를 연마하는 웨이퍼 케리어; 및

상기 연마압반 및/또는 연마패드를 관통하도록 구비되어 상기 연마패드 상에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급관을 포함하는

슬러리 공급관 일체형 연마압반을 구비한 화학적 기계적 연마장치.