KR20070091832A

KR20070091832A - 화학적 기계적 연마 장치

Info

Publication number: KR20070091832A
Application number: KR1020060021451A
Authority: KR
Inventors: 이명재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-12

Abstract

본 발명은 화학적 기계적 연마 장치를 제공한다. 상기 장치는 연마 테이블, 연마 패드 및 세정액 분사 장치로 구성된다. 세정액 분사 장치는 연마 패드의 외부방향으로 기울어져 세정액을 분사한다. 이에 따라, 연마 패드 표면의 슬러리 잔여물 및 이물질이 감소하여 미세 스크래치를 최소화할 수 있다.

화학적 기계적 연마, 연마 패드, 세정액 분사

Description

화학적 기계적 연마 장치{Chemical Mechanical Polishing Apparatus}

도 1은 종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 평면도이다.

도 2는 도 1의 I-I` 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 평면도이다.

도 4는 도 3의 I-I` 라인을 따라 취해진 단면도이다.

♧ 도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명 ♧

110: 연마 테이블 120: 연마 패드

130: 연마 헤드 140: 세정액 분사장치

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학적 기계적 연마 장치에 관한 것이다.

반도체 소자의 고집적화에 따라 그 구조가 다층화되고 있다. 이에 따라 반도체 소자의 제조공정 중에는 반도체 웨이퍼의 각 층의 평탄화를 위한 연마 공정이 필수적으로 포함된다. 이러한 연마공정을 수행하기 위한 다양한 연마방법들이 제시되고 있으며, 이들 중 웨이퍼를 화학적 그리고 기계적 연마를 동시에 실시하는 화 학적 기계적 연마 (Chemical Mechanical Polishing: CMP) 장치가 널리 사용된다.

기계적 연마는 회전하는 연마 패드(polishing pad) 위에 웨이퍼를 위치시킨 상태에서 웨이퍼에 소정의 하중을 가하면서 웨이퍼를 회전시킴으로써, 연마 패드와 웨이퍼 표면 사이의 마찰에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이다. 화학적 연마는 연마 패드와 웨이퍼 사이에 공급되는 화학적 연마제인 슬러리(slurry)에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마 장치이고, 도 2는 도 1의 I-I`라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 화학적 기계적 연마 장치(10)는 연마 테이블 구동축(11a)에 의하여 회전하는 연마 테이블(11)상에 연마 패드(12)가 장착되고, 연마 테이블(11) 상부에 웨이퍼(W)의 연마되는 면이 연마 패드(12)를 향하도록 연마 헤드(polishing head, 14)를 구비한다. 연마 헤드(14)는 연마 패드(12)에 마주하는 웨이퍼(W)의 후면을 가압한다. 연마 헤드(14)가 연마 헤드 구동축(14a)에 의하여 회전함과 동시에 연마 패드(12)가 장착된 연마 테이블(11)이 회전할 수 있다. 또한, 연마 헤드(14) 상부에 세정액 분사구(rinse nozzle, 17)가 장착된 세정액 분사 장치(16)가 구비된다. 상기 세정액 분사구(17)는 연마 패드(12)에 수직으로 세정액을 분사하여 슬러리 잔여물 및 이물질을 제거한다.

전술한 화학적 기계적 연마 장치에 의하여, 연마 공정 중 세정액을 연마 패드에 수직으로 분사하면 슬러리 잔여물 및 이물질이 연마 패드 밖으로 완전히 흘러나가지 못하며, 연마 패드 상에서 세정액이 튀는 현상이 일어나는 문제점이 있다. 이로 인해, 차후의 화학적 기계적 연마 공정시 웨이퍼에 미세 스크래치(micro scratch)를 발생시키는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이상에서 언급한 문제점을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼 표면에 발생할 수 있는 미세 스크래치의 유발을 최소화할 수 있는 화학적 기계적 연마 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 화학적 기계적 연마 장치를 제공한다. 이 장치는 연마 테이블, 연마 테이블 상에 장착된 연마 패드 및 연마 패드 상부에 위치하는 세정액 분사구를 가지는 세정액 분사 장치를 포함하되, 상기 세정액 분사 장치는 연마 패드의 외부방향으로 기울어져 세정액을 분사하는 것을 특징으로 한다.

상기 세정액 분사구는 상기 세정액 분사 장치의 하부에 돌출되어 장착되고 상기 연마 패드의 외부방향으로 기울어져 있는 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 것이고, 도 4는 도 3의 I-I`라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 3 및 4를 참조하면, 연마 테이블 구동축(110a)에 의하여 회전하는 연마 테이블(110)상에 연마 패드(120)가 장착되어 있다. 상기 연마 패드(120) 상부에는 연마 헤드(130)가 배치되어 있으며, 연마 헤드(130)는 연마 헤드 구동축(130a)에 의하여 회전하면서 웨이퍼(W) 후면에 압력을 가하는 역할을 수행한다. 상기 연마 패드(120) 상부에 세정액 분사 장치(140)가 배치된다. 세정액 분사 장치(140)는 그 하부에 세정액을 분사하는 세정액 분사구(145)가 장착되어 있다. 상기 세정액 분사 장치(140)는 세정액 분사구(145)를 통하여 연마 패드의 외부방향으로 기울어져 세정액을 분사하는 것을 특징으로 한다. 세정액 분사 장치(140)는 초순수(DeIonized water : DI water)를 고압 분사하는 방식일 수 있다. 상기 세정액 분사구(145)는 세정액 분사 장치(140)의 하부에 돌출되어 연마 패드의 외부방향으로 기울어져 있는 구조로 형성될 수 있다.

이에 따라, 화학적 기계적 연마 공정에서 반도체 웨이퍼 표면에 발생할 수 있는 미세 스크래치를 유발하는 연마 패드 상부에 잔존하는 슬러리 및 잔유물을 효율적으로 제거할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 연마 패드를 세정하는 효과가 극대화된 화학적 기계적 연마 장치를 구성할 수 있다. 이에 따라, 화학적 기계적 연마 공정에서 발생하는 미세 스크래치의 발생을 최소화함으로써, 신뢰성과 수율이 높은 반도체 웨 이퍼를 만들 수 있다.

Claims

연마 테이블;

상기 연마 테이블상에 장착된 연마 패드;

상기 연마 패드로부터 상부로 이격되고 피연마물을 장착하는 연마헤드; 및

상기 연마 패드 상부에 위치하고 세정액 분사구를 가지는 세정액 분사 장치를 포함하되, 상기 세정액 분사 장치는 연마 패드의 외부방향으로 기울어져 세정액을 분사하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세정액 분사구는 상기 세정액 분사 장치의 하부에 돌출되어 장착되고 상기 연마 패드의 외부방향으로 기울어져 있는 구조인 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마 장치.