KR20080071645A

KR20080071645A - 웨이퍼 폴리싱장치

Info

Publication number: KR20080071645A
Application number: KR1020070009730A
Authority: KR
Inventors: 김영훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-05

Abstract

본 발명은 폴리싱공정 진행 중에 폴리싱헤드와 콘디셔너의 충돌을 방지하는 웨이퍼 폴리싱장치에 관한 것이다.

웨이퍼 폴리싱장치에서 웨이퍼를 폴리싱할 때 폴리싱헤드와 콘디셔너의 충돌발생을 제거하여 웨이퍼에 스크래치발생을 방지하기 위한 본 발명의 웨이퍼 스크래치방지를 위한 폴리싱장치는, 웨이퍼 스크래치방지를 위한 폴리싱장치는, 외주면이 자석으로 형성되어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드와, 상기 폴리싱헤드와 동일한 극성을 갖는 자석이 외주면에 형성되어 폴리싱패드를 콘디셔닝할 수 있도록 콘디셔너패드를 고정시키는 콘디셔너헤드를 포함한다.

웨이퍼 폴리싱장치에서 폴리싱헤드와 콘디셔너헤드의 외관을 동일한 극성 N극 또는 S극으로 형성하여 폴리싱헤드와 콘디셔너가 접근할 경우 서로 밀어내게 되어 웨이퍼를 폴리싱할 때 콘디셔너 헤드의 아암부분이 이격이 생기더라도 폴리싱헤드와 콘디셔너 헤드가 충돌하여 웨이퍼에 스크래치가 발생되는 것을 방지한다.

웨이퍼 폴리싱, 폴리싱패드, 웨이퍼 스크래치 방지, 폴리셔너 헤드, 충돌방지

Description

웨이퍼 폴리싱장치{WAFER POLISHING DEVICE}

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치의 구조도

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치의 구조도

도 3은 도 2의 폴리싱헤드(30)와 콘디셔너헤드(44)의 스위프(Sweep)구간을 나타낸 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30: 폴리싱헤드 32: 웨이퍼

34: 슬러리 36: 폴리싱패드

38: 모터 40: 플래튼

본 발명은 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치에 관한 것으로, 특히 폴리싱공정 진행 중에 폴리싱헤드와 콘디셔너의 충돌을 방지하는 웨이퍼 폴리싱장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자는 고밀도화, 미세화 및 배선구조의 다층화에 의하여 단차가 증가하게 되고 이 단차를 평탄화하기 위해 SOG(Spin on Glass), ETCH BACK, REFLOW등의 여러 평탄화 방법이 개발되어 웨이퍼의 평탄화 공정에 적용되고 있다.

이러한 웨이퍼의 평탄화 공정은 기계적인 연마방식과 화학적인 연마방식이 있으며, 기계적인 연마방식은 가공변질층이 형성되어 반도체칩상의 결점이 되고, 화학적인 연마방식은 가공변질층이 생성되지 않지만 평탄화된 형상 즉, 형상정밀도를 얻을 수 없으므로, 이러한 기계적인 연마방식과 화학적인 연마방식을 접목시켜 연마하기 위한 평탄화공정이 요구되어 CMP(Chemical Mechanical Polishing)기술이 개발되었다. CMP공정은 폴리싱패드가 부착되어진 연마테이블을 회전운동시키고, 폴리싱 헤드는 회전운동과 요동운동을 동시에 행하며 일정압력으로 가압을 하고, 웨이퍼는 표면장력이나 진공에 의해 폴리싱헤드부에 장착된다. 폴리싱헤드의 자체하중과 인가되는 가압력에 의해 웨이퍼표면과 폴리싱패드가 접촉되고, 이 접촉면 사이의 미세한 틈사이로 가공액인 슬러리(Slurry)가 유동하여 슬러리 내부에 있는 연마입자와 패드의 표면돌기들에 의해 기계적인 제거작용이 이루어지고 슬러리내의 화학성분에 의해 화학적인 제거작용이 이루어진다.

이러한 종래의 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치가 미합중국 특허 5,975,994에 개시되어 있다.

이와 같은 종래의 반도체 웨이퍼 폴리싱장치를 도 1을 참조하여 설명하면, 웨이퍼(12)를 폴리싱헤드(10)에 진공 흡착한 후 폴리싱헤드(10)의 상부에 설치되어 있는 모터(26)를 구동하여 시계방향으로 웨이퍼(12)를 회전시킨다. 그런 후 폴리싱 패드(16)가 설치되어 있는 플래튼(20)을 웨이퍼(12)의 회전 반대방향으로 회전시키고, 상기 폴리싱헤드(10)를 아래쪽으로 이동하여 웨이퍼(10)의 하측면을 반대방향으로 회전하는 폴리싱패드(16)에 밀착시켜서 슬러리(SLURRY)(14)를 공급하면서 웨이퍼(10)를 연삭한다. 그리고 이렇게 폴리싱하는 도중에 모터(28)에 의해 콘디셔너 (24)를 구동시켜 콘디셔너 패드(22)가 폴리싱패드(16)에 접촉하도록 하여 폴리싱패드(16)의 표면을 평탄화하기 위해 콘디셔닝을 한다. 이때 폴리싱헤드(10)와 콘디셔너(24)는 폴리싱중에 움직인다.

상기와 같은 종래의 폴리싱장치는 콘디셔너(24)의 암부분이 이격이 생길 경우 폴링싱 도중에 폴리싱헤드(10)와 부딪치게되어 스크래치(Scratch) 소오스를 발생시키고, 이 소오스는 웨이퍼에 매크로(MACRO) 스크래치를 유발하여 수율이 떨어지는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 웨이퍼 폴리싱장치에서 웨이퍼를 폴리싱할 때 폴리싱헤드와 콘디셔너의 충돌발생을 제거하여 웨이퍼에 스크래치발생을 방지하는 웨이퍼 폴리싱장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼폴리싱장치에서 웨이퍼를 폴리싱할 때 폴리싱헤드와 콘디셔너의 충돌로 인한 웨이퍼 스크래치 발생을 제거하여 수율을 높일 수 있는 웨이퍼 폴리싱장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 스크래치방지를 위한 폴리싱장치는, 웨이퍼 스크래치방지를 위한 폴리싱장치는, 외주면이 자석으로 형성되어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드와, 상기 폴리싱헤드와 동일한 극성을 갖는 자석이 외주면에 형성되어 폴리싱패드를 콘디셔닝할 수 있도록 콘디셔너패드를 고정시키는 콘디셔너헤드를 포함함을 특징으로 한다.

상기 동일한 극성을 갖는 자석에 의해 상기 폴리싱헤드와 상기 콘디셔너 헤드가 서로 충돌하지 않도록 밀어냄을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 웨이퍼 스크래치 제거를 위한 폴리싱장치는, 웨이퍼를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드와, 상기 폴리싱패드를 고정시키고 상기 폴리싱패드를 회전시키는 플래튼과, 외주면이 자석으로 형성되어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드와, 상기 폴리싱헤드와 동일한 극성을 갖는 자석이 외주면에 형성되어 폴리싱패드를 콘디셔닝할 수 있도록 콘디셔너패드를 고정시키는 콘디셔너헤드를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 폴리싱장치의 구조도이다.

웨이퍼(32)를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드(36)와, 상기 폴리싱패드(36)를 고 정시키고 상기 폴리싱패드(36)를 회전시키는 플래튼(40)과, 상기 폴리싱패드(36)의 상부에 설치되고 상기 웨이퍼(32)가 하부에 장착되어 있으며, 상기 웨이퍼(32)를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드(30)와, 상기 폴리싱헤드(30)를 회전시키기 위한 모터(38)와, 상기 폴리싱패드(36)를 콘디셔닝할 수 있도록 콘디셔너패드(42)를 고정시키는 콘디셔너헤드(44)와, 상기 콘디셔너 헤드(44)를 회전시키기 위한 모터(46)와, 상기 콘디셔너헤드(44)의 하부에 부착되어 상기 폴리싱패드(36)를 콘디셔닝하는 콘디셔너 패드(42)로 구성되어 있다.

상기 폴리싱헤드(30)와 콘디셔너 헤드(44)는 외부가 자석으로 둘러쌓여 있다.

상기 폴리싱헤드(30)의 외관이 N극이면 콘디셔너 헤드(44)의 외관도 N 극이 되어야 한다. 상기 폴리싱헤드(30)의 외관이 S극이면 콘디셔너 헤드(44)의 외관도 S극이 되어야 한다.

도 3은 도 2의 폴리싱헤드(30)와 콘디셔너헤드(44)의 스위프(Sweep)구간을 나타낸 도면이다.

상술한 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.

웨이퍼(32)를 폴리싱헤드(30)에 진공 흡착하게 되면 폴리싱헤드(30)의 하부에 웨이퍼(32)가 장착된다. 폴리싱헤드(30)에는 다수의 진공홀이 형성되어 웨이퍼(32)를 진공흡착하도록 한다. 그런 후 폴리싱헤드(30)의 상부에 설치되어 있는 모터(38)를 구동하여 시계방향으로 웨이퍼(32)를 회전시킨다. 그런 후 폴리싱패 드(36)가 설치되어 있는 플래튼(40)을 웨이퍼(32)의 회전 반대방향으로 회전시키고, 상기 폴리싱헤드(30)를 아래쪽으로 이동하여 웨이퍼(32)의 하측면을 반대방향으로 회전하는 폴리싱패드(36)에 밀착시켜서 슬러리(SLURRY)(34)를 공급하면서 웨이퍼(32)를 연삭한다. 그리고 이렇게 폴리싱하는 도중에 모터(46)에 의해 콘디셔너 헤드(44)를 구동시켜 콘디셔너 패드(42)가 폴리싱패드(36)에 접촉하도록 하여 폴리싱패드(36)의 표면을 평탄화하기 위해 콘디셔닝을 한다.

상기와 같이 웨이퍼(32)를 폴리싱할 때 폴리싱헤드(30)와 콘디셔너헤드(44)는 도 3과 같은 스위프구간내에서 움직이게 되는데, 만약 콘디셔너 헤드(44)의 아암부분이 이격이 생길 경우 폴리싱헤드(30)와 부딪칠 우려가 있다. 그런데 폴리싱헤드(30)와 콘디셔너헤드(44)의 외관이 N극 또는 S극으로 형성되어 있어서 상기 폴리싱헤드(30)와 콘디셔너헤드(44)가 접촉되지 않고 서로 밀어내게 되어 부딪히는 현상을 방지한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼 폴리싱장치에서 폴리싱헤드와 콘디셔너헤드의 외관을 동일한 극성 N극 또는 S극으로 형성하여 폴리싱헤드와 콘디셔너가 접근할 경우 서로 밀어내게 되어 웨이퍼를 폴리싱할 때 콘디셔너 헤드의 아암부분이 이격이 생기더라도 폴리싱헤드와 콘디셔너 헤드가 충돌하여 웨이퍼에 스크래치가 발생되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 웨이퍼의 폴리싱도중에 폴리싱헤드와 콘디셔너 헤드가 충돌하는 것을 방지하여 웨이퍼에 스크래치가 발생되지 않도록 하여 수율을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims

웨이퍼 스크래치방지를 위한 폴리싱장치에 있어서,

외주면이 자석으로 형성되어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드와,

상기 폴리싱헤드와 동일한 극성을 갖는 자석이 외주면에 형성되어 폴리싱패드를 콘디셔닝할 수 있도록 콘디셔너패드를 고정시키는 콘디셔너헤드를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 폴리싱장치.
제1항에 있어서,

상기 동일한 극성을 갖는 자석에 의해 상기 폴리싱헤드와 상기 콘디셔너 헤드가 서로 충돌하지 않도록 밀어냄을 특징으로 하는 웨이퍼 폴리싱장치.
웨이퍼 스크래치 제거를 위한 폴리싱장치에 있어서,

웨이퍼를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드와,

상기 폴리싱패드를 고정시키고 상기 폴리싱패드를 회전시키는 플래튼과,

외주면이 자석으로 형성되어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드와,

상기 폴리싱헤드와 동일한 극성을 갖는 자석이 외주면에 형성되어 폴리싱패드를 콘디셔닝할 수 있도록 콘디셔너패드를 고정시키는 콘디셔너헤드를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 폴리싱장치.
제3항에 있어서,

상기 동일한 극성을 갖는 자석에 의해 상기 폴리싱헤드와 상기 콘디셔너 헤드가 서로 충돌하지 않도록 밀어냄을 특징으로 하는 웨이퍼 폴리싱장치.