KR20060109526A - 화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 장치 - Google Patents

화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 장치 Download PDF

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Abstract

화학 기계적 연마 공정에서 사용되는 화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 장치가 제공된다. 화학적 기계적 연마 패드는 외면에 하나 이상의 그루브를 포함하는 연마면이 형성되어 있는 연마층 및 연마층에 연결되며 외면 또는 내부에 배치된 적어도 하나의 자성체를 구비하는 바디층을 포함한다. 또한 화학 기계적 연마 장치는 상면 또는 상면에 인접한 내부에 배치된 적어도 하나의 자석을 구비하는 연마 테이블과, 연마 테이블의 상면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및 피연마 대상이 장착되는 연마 헤드를 포함한다.
CMP, 화학 기계적 연마 장치, 연마 패드, 자성체, 자석

Description

화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 장치{Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing apparatus}
도 1은 종래의 화학 기계적 연마 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드의 단면도이다.
도 3은 도 2의 화학 기계적 연마 패드의 개략적인 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블의 변형예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드와 종래의 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블의 부착을 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드와 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블의 부착을 나타내는 개략도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블의 탈부착을 나타내는 개략도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 화학 기계적 연마 패드 110: 바디층
120, 210: 영구 자석 130: 연마층
130a: 연마면 200: 연마 테이블
211: 전자석 220: 전원 공급부
221: 제 1 스위치 222: 제 2 스위치
300: 연마 헤드 400: 슬러리 공급부
500: 화학 기계적 연마 장치
본 발명은 반도체 기판의 화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 장치 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마 공정에서 상호 탈부착되는 화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 장치에 관한 것이다.
화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP)란 연마제에 의한 기계적인 연마 효과와 산 또는 염기 용액에 의한 화학적 반응 효과를 결합하여 반도체 기판 표면을 평탄화 해주는 공정을 말한다. 즉, 화학 기계적 연마는 반도체 기판 표면의 돌출된 부분을 제거하는 평탄화 공정으로, 보다 효과적인 다층 배선 반도체 소자 제작을 위해, 또는 기존 건식 식각(dry etching)이 어려운 구리(Cu) 등과 같은 물질로 이루어진 다마신 배선 등을 형성하기 위해 사용된다.
종래 화학 기계적 연마는 도 1 에 도시된 바와 같이 연마 테이블(11), 연마 패드(20)에 슬러리를 공급해 주는 슬러리 공급부(12) 및 반도체 기판이 장착되며 반도체 기판에 압력을 가하여 주는 연마 헤드(14)를 포함하는 화학 기계적 연마 장치(10)와 연마 테이블의 상면에 부착되는 화학 기계적 연마 패드(20)에 의해 수행된다.
연마 테이블(11)은 그 상면에 신축성 있는 연마 패드(20)가 장착되고, 슬러리 공급부(12)는 화학 용액에 미세한 연마 입자가 첨가된 슬러리를 반도체 기판과 연마 패드(20) 사이에 공급하고, 연마 헤드(14)는 저면에 장착된 반도체 기판을 가압 및 회전시켜 반도체 기판의 표면을 연마한다. 이때 연마 테이블(11)을 회전시켜 그에 부착된 연마 패드(20)가 동시에 회전하면서 연마 패드(20)에 대한 반도체 기판의 상대적 회전속도를 조절하고 슬러리를 연마 패드(20)에 고르게 공급한다.
여기서 연마 패드(20)를 연마 테이블(11)의 상면에 부착하기 위해 연마 패드 (20)의 저면에는 접착제가 도포되어 있어 이러한 접착제에 의해 연마 패드(20)가 연마 테이블(11)에 부착된다.
한편, 연마가 진행되면 연마 패드(20)의 연마면이 마모되어 연마율이 감소하기 때문에 일정 기간 사용 후에는 연마 패드(20)를 교체하게 된다.
그러나, 종래 기술에서와 같이 연마 패드와 연마 테이블을 접착제에 의해 부착시키는 경우 넓은 면적의 연마 패드를 연마 테이블의 상면에 고르게 부착시키기 어렵고, 부착이 잘못될 경우 연마 패드 내에 기공이 발생하여 연마 공정의 균일도를 저해할 수 있다.
또한 연마 패드 탈착의 경우 접착제에 의한 접착력 때문에 분리가 용이하지 않고, 탈착 후 연마 테이블 상에 접착제가 일부 잔존할 수 있다. 이러한 잔존물은 새로운 연마 패드 부착시 연마 패드의 평탄도를 저해할 수 있기 때문에 연마 테이블을 세척하는 공정이 추가로 요구되어 전체 공정 시간이 증가하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화학 기계적 연마 장치와 탈부착이 용이한 화학 기계적 연마 패드를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 화학 기계적 연마 패드와 탈부착이 용이한 화학 기계적 연마 장치를 제공하고자 하는 것이다.
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.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드는 외면에 하나 이상의 그루브를 포함하는 연마면이 형성되어 있는 연마층 및 상기 연마층에 연결되며 내부에 배치된 적어도 하나의 자성체를 구비하는 바디층을 포함한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드는 외면에 하나 이상의 그루브를 포함하는 연마면이 형성되어 있는 연마층 및 상기 연마층에 연결되며 외면에 배치된 적어도 하나의 자성체를 구비하는 바디층을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치는 상면에 인접한 내부에 배치된 적어도 하나의 영구 자석을 구비하는 연마 테이블과, 상기 연마 테이블의 상기 상면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및 피연마 대상이 장착되는 연마 헤드를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치는 상면에 배치된 적어도 하나의 영구 자석을 구비하는 연마 테이블과, 상기 연마 테이블의 상기 상면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및 피연마 대상이 장착되는 연마 헤드를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치는 상면 또는 상기 상면에 인접한 내부에 배치된 적어도 하나의 전자석을 구비하는 연마 테이블과, 상기 연마 테이블의 상기 상면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및 피연마 대상이 장착되는 연마 헤드를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 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.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드(100)는 도 2에 도시된 것처럼 연마층(130)과 바디층(110)을 포함한다.
먼저 연마층(130)에 대해 살펴보면, 연마층(130)은 화학 기계적 연마 공정에서 반도체 기판이 직접 접촉하는 부위이다. 연마층(130)의 외면에는 연마 슬러리를 함유할 수 있는 하나 이상의 그루브를 포함하는 연마면(130a)이 형성되어 있으며, 이러한 연마면(130a)은 전체적으로 거친 형상일 수 있다.
연마 패드의 바디층(110)은 연마층(130)을 지지하며 연마 패드(100)를 연마 테이블에 부착시키는 역할을 한다. 바디층(110)으로는 연마층(130)과 달리 탄성을 갖는 부드러운 재질을 사용할 수 있다.
이러한 바디층(110)은 연마층(130)과 별개의 층으로 적층되어 형성될 수 있다. 또한 예를 들어 바디층(110)이 연마층(130)과 일체형으로 형성될 수 있는데, 이때 바디층(110)은 연마층(130)과 화학적으로 상용성이 있는 재질로 구성되고 바디층(110)과 연마층(130) 사이에 구조적인 경계부가 존재할 수 있다.
연마 패드의 바디층(110)은 내부에 배치되어 연마 패드(100)와 연마 테이블의 부착 및 고정을 돕는 적어도 하나의 자성체를 포함할 수 있다. 자성체는 자기장에 놓였을 때 자화될 수 있는 물질로, 자화되어 자기장을 발산하는 자석을 포함한다. 자기장에 대한 자화의 방향이나 세기에 따라 강자성체, 반강자성체, 페리자성체, 상자성체, 반자성체 등으로 분류할 수 있다.
여기서 강자성체는 자석에 달라붙는 등 강한 자성을 지닌 자성체이며, 원자의 자기모멘트가 정렬되어 있는 물질이다. 반강자성체는 2개의 원자의 자기모멘트가 크기가 같고 방향이 반대인 물질이다. 페리자성체는 반자성체에서 자기모멘트의 크기가 다른 물질이고, 상자성체는 열진동 때문에 자기모멘트가 무질서한 방향을 잡고 있는 물질이다. 반자성체는 자기장을 걸면 자기장과 반대방향으로 자화가 이루어지는 물질을 말한다.
연마 패드의 바디층(110)에 배치되는 자성체로는 자석을 사용할 수 있으며, 연마 패드(100) 구조의 간결성을 위해 영구 자석(120)을 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어 연마 테이블의 재질이 자석일 경우 적용될 수 있는 자성체로서 이에 제한 되는 것은 아니지만, 강자성체를 사용할 수 있다. 강자성체로는 예를 들어 철, 니켈, 코발트 또는 이들의 합금을 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 연마 패드의 바디층(130)에 포함되는 자성체로서 영구 자석(120)을 예로 들어 설명하지만, 영구 자석(120)의 형상, 배치, 크기, 숫자 및 재질 등은 그 성질에 반하지 않는 한 강자성체 등 다른 자성체에도 동일하게 적용될 수 있다.
연마 패드의 바디층(110)에 배치되는 영구 자석(120)은 그 형상에 따라 막대형 자석, U자형의 자석, 원판형 자석 등이 있을 수 있으며, 충분한 자기력을 갖는다면 그 형상과 무관하게 바디층(110)에 포함되는 영구 자석(120)으로 사용할 수 있다.
도 3은 도 2의 화학 기계적 연마 패드의 개략적인 저면도이다. 도 3을 참조하면, 연마 패드의 바디층(110)에 배치되는 영구 자석(120)의 크기 및 숫자는 충분한 자기적 인력이 형성될 수 있는 범위에서 자유롭게 선택할 수 있으며, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 영구 자석(120)을 일정한 간격으로 고르게 분포하도록 배치할 수 있다. 또한, 연마 패드(100)의 직경과 동일하거나 약간 작은 직경을 갖는 하나의 영구 자석(120)을 배치할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
다시 도 2를 참조하면, 영구 자석(120)을 포함하는 연마 패드(100)와 연마 테이블은 자기적 인력에 의해 부착되는데 이러한 자기적 인력은 연마 패드의 바디층(110)의 영구 자석(120)과 연마 테이블의 자석 사이의 거리에 반비례하므로, 부착력을 강화하기 위해서는 연마 패드의 바디층(110)에 포함되는 영구 자석(120)이 연마 테이블에 존재하는 자석과 가까운 거리에 배치될 필요가 있다. 따라서 영구 자석(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 그 일면이 연마 패드 바디층(110)의 외부로 노출되어 연마 패드 바디층(110)의 외면과 함께 연마 패드(100)의 하면을 구성하도록 배치될 수 있다. 연마 패드(100)의 하면은 연마 패드가(100)가 연마 테이블에 부착되는 부착면이 될 수 있다.
이때 영구 자석(120)을 연마 패드의 바디층(110)에 고정하는 방법으로는 예를 들어 연마 패드의 바디층(120)의 외면에 영구 자석(110)의 형상을 음각 성형하고 영구 자석(110) 또는 음각 성형된 부분에 접착제를 도포하여 접착시킴으로써 고정하는 방법이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드의 변형예를 나타내는 단면도이다. 도 4에서 영구 자석(120)은 외부로 노출되지 않고 연마 패드 바디층(110)의 내부에 완전히 내포될 수 있다. 이 경우 도 2의 경우보다 상대적으로 자기적 인력이 약하지만, 영구 자석(120)을 고정하기 위해 연마 패드 바디층(130)의 외면에 추가적으로 음각 성형 및 접착제를 도포할 필요성이 없다. 따라서 제조 공정이 단순화되고, 제품 안정성이 개선될 수 있다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드를 설명한다. 설명의 편의상 도 2의 실시예의 도면에 나타난 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드(101)는 도 5에 도시된 바와 같이 연마층(130)과 바디층(110)을 포함하며, 바디층(110)의 외면에 영구 자 석(120)이 배치된다. 이 경우 영구 자석(120)은 연마 테이블과의 탈부착 과정에서 손상될 수 있기 때문에 적절한 강도를 가질 필요가 있다. 도 5에서는 하나의 영구 자석(120)이 배치되어 있는 것을 도시하였으나, 부착면의 편평도를 유지하는 범위에서 작은 크기의 다수의 영구 자석(120)이 배치될 수 있다. 이러한 영구 자석(120)을 연마 패드의 바디층(110)에 고정하는 방법으로는 예를 들어 영구 자석(120)의 일면 또는 연마 패드의 바디층(110)의 외면에 접착제를 도포하여 접착시킴으로써 고정하는 방법이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(500)는 도 6에 도시된 것처럼 연마 테이블(200), 슬러리 공급부(300) 및 연마 헤드(400)를 포함한다.
슬러리 공급부(300)는 화학 기계적 연마 공정에 필요한 슬러리를 연마 테이블(200) 상면에 장착되는 연마 패드에 공급해주는 역할을 한다. 이러한 슬러리 공급부(300)에는 슬러리를 연마 패드 상에 골고루 분사할 수 있게 하는 분사 수단을 포함할 수 있다.
연마 헤드(400)는 반도체 기판을 고정 지지하여 이송하며 반도체 기판을 연마 패드 상에 놓는다. 즉 반도체 기판의 하면은 연마 패드에 대향하도록 위치되고, 반도체 기판의 상면은 연마 헤드(400)의 하면에 대향하도록 위치될 수 있다. 연마 패드가 회전함에 따라 연마 헤드(400)는 반도체 기판을 가압 회전시켜 반도체 기판 을 연마한다.
연마 테이블(200)은 연마 패드가 부착되는 장소로서 연마 패드를 지지하고 회전시키는 역할을 한다. 연마 테이블(200)에는 자성체를 포함하는 연마 패드와 충분한 자기적 인력을 가질 수 있도록 연마 테이블(200)의 상면과 인접한 내부에 자석이 배치될 수 있는데, 여기서 자석은 도 6에 도시된 바와 같이 영구 자석일 수 있다. 이러한 연마 테이블(200)의 영구 자석(210)과 자성체를 포함하는 연마 패드 사이의 자기적 인력에 의해 연마 패드가 연마 테이블(200)의 상면에 부착될 수 있다.
연마 테이블(200)에 포함되는 영구 자석(210)은 그 형상에 따라 막대형 자석, U자형의 자석, 원판형 자석 등이 있을 수 있으며, 충분한 자기력을 갖는다면 그 형상과 무관하게 연마 테이블(200)에 포함되는 영구 자석(210)으로 사용할 수 있다.
영구 자석(210)을 포함하는 연마 테이블(200)과 자성체를 포함하는 연마 패드는 자기적 인력에 의해 부착되는데 이러한 자기적 인력은 연마 테이블(200)에 포함되어 있는 영구 자석(210)과 연마 패드의 자성체 사이의 거리에 반비례하므로, 부착력을 강화하기 위해서는 연마 테이블(200)의 상면에 인접하여 배치되는 영구 자석(210)이 연마 패드에 포함되어 있는 자성체와 가까운 거리에 배치될 필요가 있다. 따라서 영구 자석(210)은 도 6에 도시된 바와 같이 그 일면이 연마 테이블(200)의 외부로 노출되어 연마 테이블(200)의 상면과 함께 연마 패드에 부착되는 부착면을 형성하도록 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블의 변형예를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 7을 참조하면, 연마 테이블(200)에 포함되는 영구 자석(210)은 외부로 노출되지 않고 연마 테이블(200)의 내부에 완전히 내포될 수 있다. 이 경우 도 2의 경우보다 상대적으로 자기적 인력이 약하지만, 연마 패드와의 부착면인 연마 테이블(200) 상면의 평탄도를 조절하기 용이하다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 화학 기계적 연마 장치를 설명한다. 설명의 편의상 도 6의 실시예의 도면에 나타난 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 도 8 및 도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치와 동일하게 적용되는 슬러리 공급부 및 연마 헤드를 생략하고 연마 테이블에 대해서만 도시하였다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블을 나타내는 개략적인 단면도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블(201)은 도 8에 도시된 바와 같이 연마 테이블(201)의 상면에 배치된 적어도 하나의 영구 자석(210)을 포함할 수 있다. 이 경우 영구 자석(210)은 연마 테이블(201)과의 탈부착 과정에서 손상될 수 있기 때문에 적절한 강도를 가질 필요가 있다. 도 8에서는 하나의 영구 자석(210)이 배치되어 있는 것을 도시하였으나, 부착면의 편평도를 유지하는 범위에서 작은 크기의 다수의 영구 자석(210)이 배치될 수 있다. 이러한 영구 자석(210)을 연마 테이블(201)의 상면에 고정하는 방법으로는 예를 들어 영구 자석(210)의 일면 또는 연마 테이블(201)의 상면에 접착제를 도포하여 접착시킴으로써 고정하는 방법이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블을 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블(202)의 상면 또는 상면에 인접한 내부에 배치된 적어도 하나의 자석은 전자석일 수 있다. 여기서 전자석(211)은 전원 공급부(220)로부터 공급된 전류에 의해 자기화되고, 전류의 공급을 중단하면 자기화되지 않은 원래의 상태로 복귀하는 자석이다. 예를 들어 솔레노이드 전자석의 경우 투자율이 큰 원통 모양의 철심에 전원이 연결된 코일을 감아 형성할 수 있다. 전자석(211)으로부터 방출되는 자기력선의 방향은 공급된 전류의 방향에 의존하는데, 따라서 이러한 전자석(211)에 다른 방향의 전류를 인가하면 자기장의 방향을 바꿀 수 있다. 또한 전자석(211)의 자기력의 세기는 철심을 둘러싼 코일의 권선수 및 전류의 세기에 비례하므로 이들을 조절하여 자기력의 세기를 조절할 수 있다. 따라서 이러한 전자석(211)이 포함된 연마 테이블(201)은 자성체를 포함하는 연마 패드와의 탈부착이 용이하다.
상기한 바와 같은 전자석(211)의 형상, 배치, 크기, 숫자 및 재질 등은 그 성질에 반하지 않는 한, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블(200) 또는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블(201)에 배치되는 영구 자석(210)의 경우와 동일하게 적용할 수 있다.
계속해서 도 10 내지 도 12a를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 화학 기 계적 연마 패드를 화학 기계적 연마 장치에 부착하는 방법을 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드와 종래의 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블의 부착을 나타내는 개략도이다.
도 10에서 영구 자석(120)을 포함하는 연마 패드의 바디층(110)을 자성체, 예를 들어 강자성체인 강철로 이루어진 종래의 연마 테이블(250)에 접근시키면, 영구 자석(120)에 인접한 연마 테이블(250)의 상면이 자화된다. 예를 들어 도 10에서 도시된 바와 같이 연마 패드(100)의 영구 자석(120)의 N극이 연마 테이블(250)의 상면을 향하도록 배치되는 경우, 그에 대향하는 연마 테이블(250)의 상면은 S극의 자극을 갖도록 자화되며, N극과 S극 사이의 자기적 인력에 의해 연마 패드(100)와 연마 테이블(250)의 상면이 부착된다. 따라서 연마 패드(100)의 부착이 용이하고, 부착 과정에서 기공이 발생할 확률이 줄어든다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드와 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블의 부착을 나타내는 개략도이다. 도 11에 도시된 바와 같이 연마 테이블(200)에 포함된 영구 자석(210)의 S극이 연마 패드(100)를 향하도록 배치된 경우 연마 패드의 바디부(110)에 포함된 영구 자석(120)의 N극이 연마 테이블(200)의 상면을 향하도록 배치되면 연마 테이블(200)의 영구 자석(210)의 S극과 연마 패드(100)의 영구 자석(120)의 N극 사이에 자기적 인력을 발생하여 연마 패드(100)가 연마 테이블(200)에 부착된다.
만약 도 11에서 연마 패드의 바디부(110)에 영구 자석(120) 대신에 강철 등의 강자성체가 포함된 경우에는 도 10에서 설명한 바와 유사하게 연마 테이블(200) 의 영구 자석(210)에 의해 연마 패드(100)의 강자성체가 자화되고 자기적 인력이 발생하여 연마 패드(100)가 연마 테이블(200)에 부착될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 연마 테이블의 탈부착을 나타내는 개략도들이다. 도 12a 및 도 12b에서 전자석(211)에 전원을 공급하는 전원 공급부(220) 내의 회로를 간략하게 도시하였다.
도 12a에서는 연마 패드의 바디부(110)에는 강철 등과 같은 강자성체(120')가 배치되어 있고, 연마 테이블(202)에 포함되어 있는 전자석(211)은 전원 공급부(220)와 연결되어 있다. 전원 공급부(220)에는 제 1 스위치(221)와 제 2 스위치(222)가 병렬로 연결되어 있다. 도 12a를 참조하면, 먼저 전원 공급부(220)의 제 1 스위치(221)와 제 2 스위치(222)를 모두 연 상태에서 연마 패드(100)를 연마 테이블(202)의 상면에 접근시킨다. 이때 연마 패드(100)의 강자성체(120')와 연마 테이블(202)의 전자석(211)은 서로 대향되도록 위치할 수 있다. 다음으로 제 2 스위치(222)는 연 상태에서 제 1 스위치(221)를 닫으면 도 12a에서 연마 테이블(202)의 전자석(211)에 연결된 회로에 반시계 방향의 전류가 흐르게 된다. 전류가 전자석(211)의 철심을 감고 있는 코일을 흐르게 되면 앙페르의 오른손 법칙에 의해 도 12a에서 전자석의 N극이 연마 테이블(202)의 상면에 인접한 전자석의 일측에 형성되어 연마 패드(100) 방향으로 자기장이 형성된다. 이렇게 형성된 자기장에 의해 상기한 바와 같이 연마 패드(100)의 강자성체(120')와 연마 테이블(202)의 전자석(211) 사이에서 자기적 인력이 발생하여 연마 패드(100)를 연마 테이블(202)에 부 착 및 고정시킬 수 있다.
연마 패드(100)는 소모품이기 때문에 연마 패드의 연마층(130)의 연마면(130a)이 닳거나 기타 다른 이유로 연마 패드(100)를 교체할 경우 연마 테이블(202)로부터 연마 패드(100)를 탈착시켜야 한다. 연마 패드(100)와 연마 테이블(202)은 연마 테이블(202)의 전자석(211)에 의해 부착되어 있는데 전자석(211)에 전류의 공급을 중단하면 자기적 인력이 소멸하게 된다. 즉, 닫혀 있는 제 1 스위치(221)를 열고, 일정 시간이 경과하면 자기적 인력이 소멸하여 연마 패드(100)를 연마 테이블(202)로부터 용이하게 분리할 수 있다.
다음으로 도 12b를 참조하여 연마 패드(100)가 자성체로서 영구 자석(120)을 포함하고, 연마 테이블(202)이 전자석(211)을 포함하는 경우를 설명한다. 도 12b에 도시된 바와 같이 연마 패드(100)의 영구 자석(120)의 N극이 연마 테이블(202) 방향으로 위치하도록 배치되어 있는 경우, 그에 대향하는 연마 테이블(202)의 전자석(211)은 연마 패드(100)의 영구 자석(120)의 N극 방향으로 S극이 형성되도록 조절함으로써 자기적 인력을 발생시킬 수 있다.
구체적으로 살펴 보면, 먼저 영구 자석(120)을 포함하는 연마 패드(100)를 연마 테이블(202)에 위치시킨다. 이때 연마 테이블(202)의 전자석(211)에 전원을 인가하지 않아 전자석(211)이 작동하지 않더라도 연마 패드(100)의 영구 자석(120)에 의해 연마 패드(100)와 연마 테이블(202) 사이에 자기적인 인력이 발생하여 미세한 위치 조정이 어려울 수 있다. 이러한 미세한 위치 조정을 위해 예를 들어 도 12b의 회로에서 제 2 스위치(222)를 연 상태에서 제 1 스위치(221)를 닫으면 상기 한 바와 같이 연마 패드(101)와 대향하는 전자석(211)의 일측에 N극이 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 연마 테이블(202) 전자석(211)의 N극과 연마 패드(100) 영구 자석(120)의 N극 사이에는 자기적인 척력이 발생하므로 연마 패드(100)의 위치를 조절하기 용이하다. 이때 회로에 예를 들어 가변저항(미도시)을 설치하여 전류를 약하게 조절하면 전자석(211)의 자기장이 약하게 조절되며, 이로써 더욱 미세한 조절이 가능하다.
연마 패드(100)를 연마 테이블(202)에 위치시킨 경우, 제 1 스위치(221)를 다시 연다. 다음으로 보다 강한 자기적 인력을 발생시키기 위해 회로에서 제 1 스위치(221)를 연 상태에서 제 2 스위치(222)를 닫으면 앙페르의 오른손 법칙에 의해 연마 패드(100)에 대향하는 전자석(211)의 일측에 S극이 형성된다. 가변저항 등에 의해 회로의 전류를 서서히 증가시키면 전자석(211)의 자기력이 증가하여 연마 패드(100) 영구 자석(120)의 N극에 보다 강하게 부착될 수 있다.
연마 패드(100)의 탈착은 상기한 경우와 유사하지만, 예를 들어 연마 패드(100)의 영구 자석(120)과 연마 테이블(202)의 전자석(211) 간에 자기적 척력이 발생하도록 하여 탈착을 용이하게 할 수 있다. 즉, 도 12b에서 닫혀 있던 제 2 스위치(222)를 열고 다시 제 1 스위치(221)를 닫으면, 상기한 바와 같이 앙페르의 오른손 법칙에 의해 연마 패드(100)에 대향하는 전자석(211)의 일측에 N극이 형성된다. 따라서 연마 패드(100) 영구 자석(120)의 N극과 자기적 척력이 발생하므로 연마 패드(100)가 연마 테이블(202)로부터 쉽게 분리될 수 있다.
한편 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드(101) 및 본 발명 의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(201)에서의 탈부착 관계는 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드(100) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(200)의 탈부착 관계와 각각 유사하며, 그 설명은 생략한다.
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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 패드 및 화학 기계적 연마 장치는 상호 부착 및 탈착이 용이하고, 부착력을 용이하게 조절할 수 있다. 또한 탈착시 추가적인 연마 테이블 세척 공정이 필요없어 화학 기계적 연마 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 외면에 하나 이상의 그루브를 포함하는 연마면이 형성되어 있는 연마층; 및
    상기 연마층에 연결되며, 외면 또는 내부에 배치된 적어도 하나의 자성체를 구비하는 바디층을 포함하는 연마 패드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 자성체가 영구 자석 또는 강자성체인 연마 패드.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 자성체는 일면이 상기 바디층의 외부로 노출되어 상기 바디층의 외면과 함께 연마 테이블에 부착되는 부착면을 형성하도록 배치되는 연마 패드.
  4. 상면 또는 상기 상면에 인접한 내부에 배치된 적어도 하나의 자석을 구비하는 연마 테이블;
    상기 연마 테이블의 상기 상면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부; 및
    피연마 대상이 장착되는 연마 헤드를 포함하는 화학 기계적 연마 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 자석이 영구 자석 또는 전자석인 화학 기계적 연마 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 자석은 일면이 상기 연마 테이블의 외부로 노출되어 상기 연마 테이블의 상면과 함께 상기 연마 패드에 부착되는 부착면을 형성하도록 배치되는 화학 기계적 연마 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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