KR20060091458A - Chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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KR20060091458A
KR20060091458A KR1020050012346A KR20050012346A KR20060091458A KR 20060091458 A KR20060091458 A KR 20060091458A KR 1020050012346 A KR1020050012346 A KR 1020050012346A KR 20050012346 A KR20050012346 A KR 20050012346A KR 20060091458 A KR20060091458 A KR 20060091458A
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Abstract

차지하는 공간이 적으며, 컨시셔닝 디스크를 원활하게 교체할 수 있는 화학 기계적 연마 장치가 제공된다. 화학 기계적 연마 장치는, 연마 패드가 놓여지는 턴 테이블과, 연마 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 장치와, 몸체와, 몸체부의 일면에 형성되어 웨이퍼를 고정 지지하는 웨이퍼 캐리어와, 몸체부의 타면에 형성되여 컨디셔닝 디스크를 고정 지지하는 디스크 캐리어를 구비하는 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드를 포함한다.A small amount of space is provided and a chemical mechanical polishing apparatus for smoothly replacing the conditioning disk is provided. The chemical mechanical polishing apparatus includes a turn table on which a polishing pad is placed, a slurry supply device for supplying slurry to the polishing pad, a body, a wafer carrier formed on one surface of the body portion to fix and support the wafer, and formed on the other surface of the body portion. And a polishing and conditioning combined head having a disk carrier for holding and holding the conditioning disk.

CMP, 패드 컨디셔너, 연마, 웨이퍼 캐리어 CMP, Pad Conditioner, Polishing, Wafer Carrier

Description

화학 기계적 연마 장치{Chemical mechanical polishing apparatus}Chemical mechanical polishing apparatus

도 1은 종래의 화학 기계적 연마 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a conventional chemical mechanical polishing apparatus.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학 기계적 연마 장치가 웨이퍼를 연마하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.2A is a view for explaining a state in which a chemical mechanical polishing apparatus polishes a wafer according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학 기계적 연마 장치가 연마 패드를 컨디셔닝하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.2B is a view for explaining a state in which a chemical mechanical polishing apparatus according to one embodiment of the present invention condition a polishing pad.

도 3은 도 2a의 A 부분을 확대한 부분 확대 단면도이다.FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of FIG. 2A.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)<Explanation of symbols for main parts of the drawing

200: 화학 기계적 연마 장치 210: 턴 테이브200: chemical mechanical polishing device 210: turn tape

212: 회전축 215: 연마 패드212: rotating shaft 215: polishing pad

220: 슬러리 공급장치 225: 슬러리220: slurry feeder 225: slurry

250: 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드 252: 웨이퍼250: head for both polishing and conditioning 252: wafer

254: 리테이닝 링 256: 웨이퍼 캐리어254: retaining ring 256: wafer carrier

260: 몸체 262: 회전 구동부260: body 262: rotation drive

270: 컨디셔닝 디스크 272: 자석270: conditioning disk 272: magnet

274: 디스크 캐리어 280: 지지축274: disc carrier 280: support shaft

282: 회전부 284: 천공부282: rotating part 284: drilling part

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus.

화학 기계적 연마란 연마제에 의한 기계적인 폴리싱 효과와 산 또는 염기 용액에 의한 화학적 반응 효과를 결합하여 웨이퍼 표면을 평탄화 해주는 공정을 말한다. 즉, 화학 기계적 연마는 웨이퍼 표면의 돌출된 부분을 제거하는 평탄화 공정으로, 보다 효과적인 다층 배선 반도체 소자 제작을 위해, 혹은 기존 건식 식각(dry etching)이 어려운 구리(Cu) 등과 같은 물질을 패터닝(patterning)하는 공정을 말한다.Chemical mechanical polishing refers to a process of planarizing a wafer surface by combining a mechanical polishing effect by an abrasive and a chemical reaction effect by an acid or base solution. In other words, chemical mechanical polishing is a planarization process that removes protruding portions of the wafer surface, and is used for more efficient multilayer wiring semiconductor device fabrication or for patterning a material such as copper (Cu), which is difficult to dry dry. ) Says the process.

도 1은 종래의 화학 기계적 연마 장치의 구성을 개략적으로 보여주고 있다.1 schematically shows the configuration of a conventional chemical mechanical polishing apparatus.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 화학 기계적 연마 장치(100)는 신축성 있는 연마 패드(110), 웨이퍼(120)가 장착되며 웨이퍼(120)에 압력을 가하여 주는 웨이퍼 캐리어(wafer carrier)(130), 사용된 연마 패드(110)를 재조절하고 본래의 연마 조건과 상태로 회복시키는 패드 컨디셔너(pad conditioner)(140) 및 연마 패드(110)에 연마 용액인 슬러리(slurry)를 공급해 주는 슬러리 공급 장치(150)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional chemical mechanical polishing apparatus 100 includes a wafer carrier 130 that is equipped with an elastic polishing pad 110 and a wafer 120 and pressurizes the wafer 120. And a slurry supply device for supplying a slurry as a polishing solution to the pad conditioner 140 and the polishing pad 110 to readjust the used polishing pad 110 and restore the original polishing conditions and conditions. It consists of 150.

여기서, 슬러리 공급 장치(150)는 화학 용액에 미세한 연마 입자가 첨가된 슬러리를 웨이퍼(120)와 연마 패드(110) 사이에 공급하고, 웨이퍼 캐리어(130)는 저면에 장착된 웨이퍼(120)를 가압 및 회전시켜 웨이퍼(120)의 표면을 연마한다.Here, the slurry supply device 150 supplies a slurry in which fine abrasive particles are added to the chemical solution between the wafer 120 and the polishing pad 110, and the wafer carrier 130 supplies the wafer 120 mounted on the bottom surface thereof. The surface of the wafer 120 is polished by pressing and rotating.

연마 패드(110)의 표면에는 슬러리를 담아두는 수많은 미공들이 형성되어 연마 패드(110)와 닿는 웨이퍼(120) 표면이 연마된다.The surface of the polishing pad 110 is formed with a number of fine pores containing the slurry to polish the surface of the wafer 120 in contact with the polishing pad 110.

연마 패드(110)의 회전속도, 웨이퍼 캐리어(130)의 회전속도 및 웨이퍼 캐리어(130)가 웨이퍼(120)를 누르는 힘 등에 의해 웨이퍼(120)는 일정한 연마 속도로 연마될 수 있다.The wafer 120 may be polished at a constant polishing rate by the rotational speed of the polishing pad 110, the rotational speed of the wafer carrier 130, and the force that the wafer carrier 130 presses on the wafer 120.

아울러 연마가 진행될수록 연마 패드(110) 표면이 맨질맨질(glazing) 해지고, 그로 인해 웨이퍼(120)와 연마 패드(110)의 접촉면적이 넓어져서 연마 균일도와 평탄도가 나쁘게 되는데, 패드 컨디셔너(140)는 이러한 연마 패드(110)의 상태를 개선한다. 패드 컨디셔너(140)는 연마 패드(110)의 오래된 부분을 깎아내고 새로운 표면을 드러나게 함으로써, 연마 패드(110)에 형성된 미공의 막힘을 방지하고 연마 패드(110)의 수명과 성능을 유지시키는 역할을 한다.In addition, as the polishing proceeds, the surface of the polishing pad 110 is polished, and thus, the contact area between the wafer 120 and the polishing pad 110 is widened, resulting in poor polishing uniformity and flatness. The pad conditioner 140 ) Improves the state of this polishing pad 110. The pad conditioner 140 cuts off the old part of the polishing pad 110 and exposes a new surface, thereby preventing clogging of pores formed in the polishing pad 110 and maintaining the life and performance of the polishing pad 110. do.

그러나, 이러한 종래 기술에 의한 화학 기계적 연마 장치(100)의 경우, 웨이퍼 캐리어(130)와 패드 컨디셔너(140)가 별개의 장치로 구분되어 있기 때문에 전체 연마 시스템 내에서 많은 공간을 차지한다. 일반적으로, 패드 컨디셔너(140)에 의해 연마 패드(110)를 컨디셔닝(conditioning)한 후 웨이퍼 캐리어(130)에 의해 연마 공정이 진행되기 때문에 이와 같이 별개의 장치로 구분된 웨이퍼 캐리어(130)와 패드 컨디셔너(140)는 제조 비용을 상승시키는 요인이 된다.However, in the case of the chemical mechanical polishing apparatus 100 according to the related art, since the wafer carrier 130 and the pad conditioner 140 are divided into separate devices, they occupy much space in the entire polishing system. In general, since the polishing process is performed by the wafer carrier 130 after conditioning the polishing pad 110 by the pad conditioner 140, the wafer carrier 130 and the pad separated into such separate devices. The conditioner 140 is a factor that increases the manufacturing cost.

또한, 패드 컨디셔너(140)에 사용되는 컨디셔닝 디스크는, 소모품으로서 지 속적으로 교체할 필요가 있으나, 종래 기술에 의한 패드 컨디셔너(140)의 다이아몬드 디스크의 경우 연마 패드(110)와 대향하게 장착되어 있어서 교체하기가 어렵다.In addition, although the conditioning disk used for the pad conditioner 140 needs to be continuously replaced as a consumable, the diamond disk of the pad conditioner 140 according to the prior art is mounted to face the polishing pad 110. Difficult to replace

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전체 연마 시스템이 차지하는 공간을 줄이고, 원활하게 컨디셔닝 디스크를 교체할 수 있는 화학 기계적 연마 장치를 제공함에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the space occupied by the entire polishing system, and to provide a chemical mechanical polishing apparatus that can smoothly replace the conditioning disk.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치는, 연마 패드가 놓여지는 턴 테이블과, 상기 연마 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 장치와, 몸체와, 상기 몸체부의 일면에 형성되어 웨이퍼를 고정 지지하는 웨이퍼 캐리어와, 상기 몸체부의 타면에 형성되여 컨디셔닝 디스크를 고정 지지하는 디스크 캐리어를 구비하는 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a chemical mechanical polishing apparatus including a turn table on which a polishing pad is placed, a slurry supply device supplying a slurry to the polishing pad, a body, and the body portion. And a wafer carrier having a wafer carrier formed on one surface to fix and support the wafer, and a disk carrier formed on the other surface of the body to fix and support the conditioning disk.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발 명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시에에 따른 화학 기계적 연마 장치를 나타내는 단면도들이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학 기계적 연마 장치가 웨이퍼를 연마하는 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학 기계적 연마 장치가 연마 패드를 컨디셔닝하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2A is a view illustrating a state in which a chemical mechanical polishing apparatus polishes a wafer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a state in which the chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention conditions a polishing pad. A diagram for explaining.

도 2a 및 도 2b에 도시된 화학 기계적 연마 장치(200)는 연마 패드(215), 슬러리 공급장치(220), 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250) 및 지지축(280)을 포함한다.The chemical mechanical polishing apparatus 200 shown in FIGS. 2A and 2B includes a polishing pad 215, a slurry supply device 220, a head for mixing and conditioning head 250, and a support shaft 280.

본 발명의 화학 기계적 연마 장치(200)는 웨이퍼(252)를 연마 패드(215) 상에서 연마하기 위해 제공된다. 본 명에서에서 설명된 개념을 사용하여 연마될 수 있는 웨이퍼(252)의 일례로는, 실리콘, 텅스텐, 알루미늄, 동, BPSG, USG, 열산화물, 실리콘계 막 및 낮은 k 유전체 및 그 혼합물을 포함하지만, 이것들에 한정되지는 않는다.The chemical mechanical polishing apparatus 200 of the present invention is provided for polishing a wafer 252 on a polishing pad 215. Examples of wafers 252 that can be polished using the concepts described herein include silicon, tungsten, aluminum, copper, BPSG, USG, thermal oxides, silicon based films and low k dielectrics and mixtures thereof. It is not limited to these.

연마 패드(215)는 거친 연마 표면을 갖는 탄력성 재료로 이루어지고, 연마 공정을 돕도록 텍스쳐를 갖는 경우도 있다. 연마 패드(215)는 압력 감응 부착층 등 에 의해 턴 테이블(210)에 부착될 수 있다. 연마 패드(215)는 턴 테이블(210) 상에서 소정 속도로 회전한다. The polishing pad 215 is made of a resilient material having a rough polishing surface and may have a texture to assist in the polishing process. The polishing pad 215 may be attached to the turn table 210 by a pressure sensitive adhesive layer or the like. The polishing pad 215 rotates on the turn table 210 at a predetermined speed.

턴 테이블(210)은 회전축(212)에 의해 구동 모터(미도시)에 연결된 회전성 알루미늄판 또는 스테인리스강판일 수 있다. 대부분 연마 공정에서 고속 또는 저속의 회전 속도가 이용되며, 예를 들어 구동 모터는 약 30 내지 200 rpm에서 턴 테이블(210)을 회전시킬 수 있다.The turn table 210 may be a rotatable aluminum plate or a stainless steel plate connected to a drive motor (not shown) by the rotation shaft 212. In most polishing processes, high or low rotational speeds are used, for example the drive motor may rotate the turntable 210 at about 30 to 200 rpm.

화학 기계적 연마 장치(200)는 연마 패드(215)의 반경을 횡단하여 연장되는 슬러리 공급장치(220)을 포함한다. 슬러리 공급장치(220)는 화학 기계적 연마 공정에 필요한 슬러리(225)를 연마 패드(215)에 공급해 주는 장치이다.The chemical mechanical polishing apparatus 200 includes a slurry feeder 220 that extends across the radius of the polishing pad 215. The slurry supply device 220 is a device for supplying the slurry 225 necessary for the chemical mechanical polishing process to the polishing pad 215.

화학 기계적 연마 장치(200)를 구성하는 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250)는, 디스크(disk) 형상의 몸체(body)(260)와, 몸체(260)의 내부에 배치된 회전 구동부(262)와, 몸체(260)의 일면에 형성되어 회전 구동부(262)와 연결되어 회전 구동부(262)로부터의 회전력을 웨이퍼(252)에 전달하는 웨이퍼 캐리어(wafer carrier)(256)와, 몸체(260)의 타면에 형성되어 회전 구동부(262)와 연결되어 회전 구동부(262)로부터의 회전력을 컨디셔닝 디스크(conditioning disk)(270)에 전달하는 디스크 캐리어(disk carrier)(274)를 포함한다. The dual head grinding and conditioning unit 250 constituting the chemical mechanical polishing apparatus 200 includes a disk-shaped body 260, a rotation driving unit 262 disposed inside the body 260, A wafer carrier 256 formed on one surface of the body 260 and connected to the rotation driver 262 to transfer the rotational force from the rotation driver 262 to the wafer 252, and the body 260 of the body 260. A disk carrier 274 is formed on the other surface and connected to the rotation driving unit 262 to transmit the rotational force from the rotation driving unit 262 to the conditioning disk 270.

여기서, 웨이퍼 캐리어(256)는 웨이퍼(252)를 고정 지지하여 이송하며, 웨이퍼(252)를 연마 패드(215) 상에 놓는다. 즉, 웨이퍼(252)는 웨이퍼 캐리어(256)의 바닥부에 진공으로 척킹(chucking)되어, 웨이퍼(252)는 웨이퍼 캐리어(256)에 의해 연마 패드(215) 상에 제자리에 보유된다. 웨이퍼(252)의 하면은 연마 패드(215)에 대향하도록 위치한다. 웨이퍼(252)의 상면은 웨이퍼 캐리어(256)의 하면에 대향하도록 위치한다. 연마 패드(215)가 회전함에 따라, 웨이퍼 캐리어(256)는 소정 속도로 웨이퍼(252)를 회전시켜 연마한다.Here, the wafer carrier 256 fixedly supports and transports the wafer 252 and places the wafer 252 on the polishing pad 215. That is, the wafer 252 is chucked with a vacuum at the bottom of the wafer carrier 256 so that the wafer 252 is held in place on the polishing pad 215 by the wafer carrier 256. The lower surface of the wafer 252 is positioned to face the polishing pad 215. The top surface of the wafer 252 is positioned to face the bottom surface of the wafer carrier 256. As the polishing pad 215 rotates, the wafer carrier 256 rotates and polishes the wafer 252 at a predetermined speed.

웨이퍼 캐리어(256)는 웨이퍼(252)를 연마 패드(215)에 대해 고정시키며 웨이퍼(252)에 대하여 하강 압력을 균일하게 가한다. 웨이퍼 캐리어(256)는 회전 구동부(262)로부터 웨이퍼(252)까지 토오크(torque)를 전달하며 웨이퍼(252)가 연마 중에 웨이퍼 캐리어(256)로부터 이탈하지 않도록 한다.The wafer carrier 256 holds the wafer 252 against the polishing pad 215 and applies a downward pressure uniformly against the wafer 252. Wafer carrier 256 transfers torque from rotational drive 262 to wafer 252 and prevents wafer 252 from leaving wafer carrier 256 during polishing.

웨이퍼 캐리어(256)로부터 웨이퍼(252)가 이탈하는 것을 방지하기 위해, 웨이퍼 캐리어(256)의 바닥부에는 리테이닝 링(retaining ring)(254)이 형성될 수 있다. 리테이닝 링(254)은 편평한 바닥면을 갖는 환형의 링이다. 웨이퍼 캐리어(256)가 웨이퍼(252)를 척킹한 후 하강시킬 때, 리테이닝 링(254)은 연마 패드(215)와 접하게 되어, 웨이퍼(252)가 연마 중에 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 리테이닝 링(254)은 경질의 플라스틱 또는 세라믹 재료로 제조될 수 있다. 리테이닝 링(254)은 볼트 등에 의해 웨이퍼 캐리어(256)에 체결될 수 있다.A retaining ring 254 may be formed at the bottom of the wafer carrier 256 to prevent the wafer 252 from escaping from the wafer carrier 256. Retaining ring 254 is an annular ring having a flat bottom surface. When the wafer carrier 256 chucks the wafer 252 and then lowers, the retaining ring 254 comes into contact with the polishing pad 215 to prevent the wafer 252 from leaving during polishing. Retaining ring 254 may be made of a rigid plastic or ceramic material. The retaining ring 254 may be fastened to the wafer carrier 256 by a bolt or the like.

디스크 캐리어(274)는 컨디셔닝 디스크(270)를 고정 지지하며 컨디셔닝 디스크(270)에 회전력을 전달한다. The disc carrier 274 fixedly supports the conditioning disk 270 and transmits rotational force to the conditioning disk 270.

연마 패드(215)는 시간이 지남에 따라 그 거칠기(roughness)와 탄성도(elasticity) 및 그에 따른 원하는 제거율(연마율)을 유지하기 위한 능력을 잃어버리게 된다. 이러한 감소된 제거율은 웨이퍼(252)로부터 재료의 원하는 제거율을 회복하기 위하여, 계속 증가하는 컨디셔닝 파라미터, 예를 들면 하향력 및/또는 컨디 셔닝 각속도(angular velocity) 및/또는 커디셔닝 시간을 필요로 한다. 따라서, 연마 패드(215)는 연마 사이클 사이에서 컨디셔닝 디스크(270)에 의해 컨디셔닝되어야 한다. 이러한 컨디셔닝 디스크(270)는 디스크 캐리어(274)에 의해 연마 패드(215) 상에 위치하게 된다. 연마 패드(215)가 회전함에 따라, 컨디셔닝 디스크(270)도 회전한다. 이와 같이 연마 패드(215)의 표면을 거칠게 함으로써, 그 본래의 재료 제거율을 회복한다.The polishing pad 215 loses its ability to maintain its roughness and elasticity and thus the desired removal rate (polishing rate) over time. This reduced removal rate requires ever-increasing conditioning parameters, such as down force and / or conditioning angular velocity and / or conditioning time, to recover the desired removal rate of the material from the wafer 252. . Thus, the polishing pad 215 must be conditioned by the conditioning disk 270 between polishing cycles. This conditioning disk 270 is placed on the polishing pad 215 by the disk carrier 274. As the polishing pad 215 rotates, the conditioning disk 270 also rotates. By thus roughening the surface of the polishing pad 215, the original material removal rate is restored.

컨디셔닝 디스크(270)는 다이아몬드 디스크를 사용할 수 있으며, 연마 패드(215) 상에 합침(含浸)된 연마제와 오염된 슬러리를 제거하고 연마 패드(215)의 본래의 연마 상태로 회복시키기 위해 사용될 수 있다. The conditioning disk 270 may use a diamond disk and may be used to remove abrasive and contaminated slurry that have been coalesced onto the polishing pad 215 and restore the original polishing state of the polishing pad 215. .

컨디셔닝 디스크(270)가 디스크 캐리어(274)에 탈부착이 용이하도록 하기 위해, 디스크 캐리어(274)에 대향하는 컨디셔닝 디스크(270)의 일면은 자석(272)으로 형성할 수 있다.In order for the conditioning disk 270 to be easily attached to and detached from the disk carrier 274, one surface of the conditioning disk 270 opposite to the disk carrier 274 may be formed of a magnet 272.

몸체(260)의 양쪽 측면에는 지지축(280)이 삽입되어, 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250)는 지지축(280)을 중심으로 상하 회전 운동을 할 수 있다. 따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이 웨이퍼(252)를 연마하고자 할 때는 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250)를 회전시켜 웨이퍼 캐리어(256)가 연마 패드(215)를 대향하도록 하고, 도 2b에 도시된 바와 같이 연마 패드(215)를 컨디셔닝하고자 할 때는 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250)를 회전시켜 디스크 캐리어(274)가 연마 패드(215)를 대향하도록 한다.Support shafts 280 are inserted into both sides of the body 260, so that the grinding and conditioning combined head 250 may vertically rotate about the support shaft 280. Therefore, when the wafer 252 is to be polished as shown in FIG. 2A, the dual head polishing and conditioning head 250 is rotated so that the wafer carrier 256 faces the polishing pad 215, as shown in FIG. 2B. As described above, when the polishing pad 215 is to be conditioned, the polishing and conditioning head 250 is rotated so that the disk carrier 274 faces the polishing pad 215.

이와 같이, 하나의 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250)에 웨이퍼 캐리어(256) 와 디스크 캐리어(274)를 동시에 배치함으로써 전체 연마 시스템이 차지하는 공간을 줄일 수 있다.As such, by simultaneously placing the wafer carrier 256 and the disk carrier 274 on one polishing and conditioning head 250, the space occupied by the entire polishing system can be reduced.

이하, 도 3은 도 2a의 A 부분을 확대한 부분 확대 단면도로서, 지지축(280)을 중심으로 상하 회전하는 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250)에 대하여 상세히 설명한다.3 is a partial enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged portion A of FIG. 2A, and describes a head 250 that is combined with the polishing and conditioning unit that rotates up and down about the support shaft 280.

도 3을 참조하면, 몸체(260)의 양쪽 측면에는 소정의 깊이를 가진 천공부(284)가 형성되고, 지지축(280)의 일단에는 천공부(284)에 삽입되어 몸체(260)와 결합되고 지지축(280)에 대하여 몸체(260)가 상대적으로 회전운동을 하게 하는 회전부(282)가 형성된다. Referring to FIG. 3, perforations 284 having a predetermined depth are formed at both sides of the body 260, and one end of the support shaft 280 is inserted into the perforations 284 to be coupled to the body 260. And a rotating part 282 which allows the body 260 to rotate relatively with respect to the support shaft 280.

즉, 회전부(282)는 지지축(280)의 일단과 결합되어 있고, 회전부(282)는 몸체(260)의 천공부(284)의 내벽과 결합되어 있어서, 몸체(260)는 지지축(280)과 일정한 위치에 배치되면서 지지축(280)을 중심으로 자유로이 회전할 수 있게 된다. 이러한 회전부(282)로는 베어링을 사용할 수 있다.That is, the rotating part 282 is coupled to one end of the support shaft 280, the rotating part 282 is coupled to the inner wall of the perforation portion 284 of the body 260, the body 260 is the support shaft 280 ) And can be freely rotated about the support shaft 280 while being disposed at a predetermined position. As the rotating part 282, a bearing may be used.

지지축(280)은 상하로 이동할 수 있으며, 웨이퍼(252) 연마 공정에서 패드 컨디셔닝 공정으로(또는 그 역방향으로) 전환할 때 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250)가 원활하게 상하 회전을 할 수 있도록 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드(250)를 들어 올리는 역할을 할 수 있다.The support shaft 280 may move up and down, and the polishing and conditioning head 250 may smoothly rotate up and down when switching from the wafer 252 polishing process to the pad conditioning process (or vice versa). And it may serve to lift the conditioning combined head 250.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments but may be manufactured in various forms, and having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치에 의하면, 전체 연마 시스템이 차지하는 공간을 줄어들어 제조원가가 절감되고, 원활하게 컨디셔닝 디스크를 교체할 수 있게 된다.As described above, the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention reduces the space occupied by the entire polishing system, thereby reducing the manufacturing cost and smoothly replacing the conditioning disk.

Claims (5)

연마 패드가 놓여지는 턴 테이블;A turn table on which the polishing pad is placed; 상기 연마 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 장치; 및A slurry supply device for supplying a slurry to the polishing pad; And 몸체와, 상기 몸체부의 일면에 형성되어 웨이퍼를 고정 지지하는 웨이퍼 캐리어와, 상기 몸체부의 타면에 형성되여 컨디셔닝 디스크를 고정 지지하는 디스크 캐리어를 구비하는 연마 및 컨디셔닝 겸용 헤드를 포함하는 화학 기계적 연마 장치.And a polishing and conditioning head having a body, a wafer carrier formed on one surface of the body to fix and support the wafer, and a disk carrier formed on the other surface of the body to fix and support the conditioning disk. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 컨디셔닝 디스크는 상기 디스크 캐리어와 대향하는 일면이 자석으로 형성된 화학 기계적 연마 장치.The conditioning disk is a chemical mechanical polishing apparatus is formed with a magnet on one side facing the disk carrier. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 몸체는 그 양측면에는 천공부가 형성되고, The body has perforations formed on both sides thereof, 상기 천공부에 삽입되어 상기 몸체의 상하 회전 운동시 회전 중심축 역할을 수행하는 지지축을 더 포함하는 화학 기계적 연마 장치.The chemical mechanical polishing apparatus further comprises a support shaft inserted into the perforation part to serve as a central axis of rotation during vertical rotation of the body. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 몸체와 상기 지지축은 베이링 결합을 하는 화학 기계적 연마 장치.And the body and the support shaft are bearing couplings. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 몸체 내에 형성되어, 상기 웨이퍼 캐리어 및 상기 컨디셔닝 디스크에 회전력을 전달하는 회전 구동부를 더 포함하는 화학 기계적 연마 장치.And a rotational drive formed in the body to transmit rotational force to the wafer carrier and the conditioning disk.
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