KR20090019944A

KR20090019944A - 웨이퍼 폴리싱장치의 플래튼커버 열배기장치

Info

Publication number: KR20090019944A
Application number: KR1020070084256A
Authority: KR
Inventors: 정준석; 김강인; 부재필
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-02-26

Abstract

본 발명은 폴리싱공정 진행 중에 패드표면에 발생되는 열을 배출하는 플래튼커버 열배기장치에 관한 것이다.

폴리싱장치에서 웨이퍼를 폴리싱할 때 폴리싱패드의 마찰 시 발생되는 열을 배출하여 플래튼의 온도가 상승되지 않도록 하여 폴리싱패드의 뜯김 및 버블발생을 방지하기 위한 본 발명의 폴리싱장치의 플래튼 커버 열배기장치는, 폴리싱 작업 시 슬러리가 플래튼의 외부로 튀는 것을 차단하여 설비 오염 및 부식을 방지하는 역할을 하는 플래튼 실드커버와, 상기 플래튼 실드커버에 형성되어 폴리싱 작업 시 폴리싱패드의 마찰열을 외부로 배기하기 위한 열배기부를 포함한다.

웨이퍼 폴리싱, 폴리싱패드, 폴리싱패드 뜯김방지, 폴리셔너 헤드, 플래튼 실드커버

Description

웨이퍼 폴리싱장치의 플래튼커버 열배기장치{HEAT EXHAUST EQUIPMENT OF PLATEN COVER IN WAFER POLISHING DEVICE}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 폴리싱장치의 플래튼 커버 열배기장치에 관한 것으로, 특히 폴리싱공정 진행 중에 패드표면에 발생되는 열을 배출하는 플래튼커버 열배기장치에 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.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 폴리싱장치의 구성도이고,

도 2는 도 1 중 플래튼 실드커버(30)의 사시도이다.

상기 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 반도체 웨이퍼 폴리싱장치를 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 폴리싱패드(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 플래튼 실드커 버(30)는 폴리싱 작업 시 슬러리(14)가 플래튼(20)의 외부로 튀는 것을 차단하여 설비 오염 및 부식을 방지하는 역할을 한다. 여기서 폴리싱패드(16)의 표면은 폴리싱 중에 최대치에 이르고, 폴리싱패드(16)의 크리닝 시 다량의 초순수(DIW)분사에 의해 최저치에 이르게 된다. 폴리싱 중에 폴리싱패드(16)의 표면에서 발생되는 마찰열은 주로 슬러리(14)를 통해 배출되나 폴리싱 시 발생되는 열이 더 크기 때문에 점진적으로 온도가 상승한다.

상기와 같은 종래의 폴리싱장치는 웨이퍼 폴리싱 시 폴리싱패드(16)의 표면에 발생되는 마찰열이 슬러리(14)를 통해 배출되고 있으나, 시간이 경과하면서 발생되는 열의 온도가 상승되면 플래튼(20)의 온도가 예컨대 60~70℃으로 상승하게 되어 이 폴리싱패드(16)의 뜯김 및 버블(Bubble)발생으로 프로세스 중 웨이퍼가 파손되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 웨이퍼 폴리싱장치에서 웨이퍼를 폴리싱할 때 폴리싱패드의 마찰 시 발생되는 열을 배출하여 플래튼의 온도가 상승되지 않도록 하여 폴리싱패드의 뜯김 및 버블발생을 방지하는 폴리싱장치의 플래튼커버 열배기장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼폴리싱장치에서 웨이퍼를 폴리싱할 때 폴리싱패드의 뜯김 및 버블 발생을 방지하여 웨이퍼의 파손을 방지하는 폴리싱장치의 플 래튼커버 열배기장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리싱장치의 플래튼 커버 열배기장치는, 폴리싱 작업 시 슬러리가 플래튼의 외부로 튀는 것을 차단하여 설비 오염 및 부식을 방지하는 역할을 하는 플래튼 실드커버와, 상기 플래튼 실드커버에 형성되어 폴리싱 작업 시 폴리싱패드의 마찰열을 외부로 배기하기 위한 열배기부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 열배기부는, 상기 플래튼 실드커버의 상부에 형성된 복수 개의 홀과, 슬러리 및 초순수(DIW)의 튀는 현상을 방지하기 위해 상기 복수 개의 홀에 각각 장착된 복수의 홀캡으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 홀캡은 폴리싱 진행 시 또는 폴리싱패드의 크리닝 시 슬러리 또는 초순수(DIW)가 튀는 현상을 방지하기 위해 소정각도로 다수의 칸막이가 형성됨을 특징으로 한다.

상기 다수의 칸막이의 소정각도는 45°가 바람직하다.

본 발명에서는 플래튼 실드커버의 상부에 복수의 열배기를 형성하여 폴리싱공정 중이나 폴리싱 패드 크리닝 시 폴리싱패드의 마찰로 인한 열을 배기시켜 폴리싱패드의 표면온도를 낮추어 폴리싱 중에 폴리싱패드의 뜯김현상이나 폴리싱 패드 의 탈착현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 폴리싱이나 폴리싱 패드의 크리닝 시 슬러리나 초순수(DIW)가 외부로 튀지 않도록 하여 설비부식을 방지할 수 있는 이점이 있다.

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 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 폴리싱장치의 구조도이다.

웨이퍼(32)를 폴리싱하기 위한 폴리싱패드(42)와, 상기 폴리싱패드(42)를 고정시키고 상기 폴리싱패드(42)를 회전시키는 플래튼(40)과, 상기 폴리싱패드(42)의 상부에 설치되고 상기 웨이퍼(32)가 하부에 장착되어 있으며, 상기 웨이퍼(32)를 진공 흡착하기 위한 폴리싱헤드(34)와, 상기 폴리싱헤드(34)를 회전시키기 위한 모터(36)와, 상기 폴리싱패드(42)를 콘디셔닝할 수 있도록 콘디셔너패드(44)를 고정시키는 콘디셔너헤드(46)와, 상기 콘디셔너 헤드(46)를 회전시키기 위한 모터(48)와, 상기 콘디셔너헤드(46)의 하부에 부착되어 상기 폴리싱패드(42)를 콘디셔닝하는 콘디셔너 패드(44)와, 상기 플래튼(40) 및 폴리싱패드(42)를 감싸고 있으며 폴리싱 작업 시 슬러리(14)가 플래튼(20)의 외부로 튀는 것을 차단하여 설비 오염 및 부식을 방지하는 역할을 하는 플래튼 실드커버(50)와, 상기 플래튼 실드커버(50)의 상부에 형성되어 폴리싱 작업 시 폴리싱패드(34)의 마찰열을 외부로 배기하기 위한 열배기부(52)로 구성되어 있다.

도 4는 도 3중 플래튼 실드커버(50)의 사시도이다.

상기 플래튼 실드커버(50)의 상부에 복수 개의 홀(52)이 형성되어 있고, 상기 복수 개의 홀(52)을 통해 슬러리 및 초순수(DIW)가 튀는 현상을 방지하기 위해 상기 복수 개의 홀(52)에 각각 홀캡(54)이 장착되어 있다.

상기 홀캡(54)은 슬러리 및 초순수(DIW)의 튀는 현상을 방지하기 위해 예컨대 45°각도로 다수의 칸막이(56)가 형성되어 있다.

상기 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 반도체 웨이퍼 폴리싱장치를 설명하면, 웨이퍼(32)를 폴리싱헤드(34)에 진공 흡착한 후 폴리싱헤드(34)의 상부에 설치되어 있는 모터(36)를 구동하여 시계방향으로 웨이퍼(32)를 회전시킨다. 그런 후 폴리싱패드(42)가 설치되어 있는 플래튼(40)을 웨이퍼(32)의 회전 반대방향으로 회전시키고, 상기 폴리싱헤드(34)를 아래쪽으로 이동하여 웨이퍼(32)의 하측면을 반대방향으로 회전하는 폴리싱패드(42)에 밀착시켜서 슬러리(SLURRY)(38)를 공급하면서 웨이퍼(32)를 연삭한다. 그리고 이렇게 폴리싱하는 도중에 모터(48)에 의해 콘디셔너헤드(46)를 구동시켜 콘디셔너 패드(44)가 폴리싱패드(42)에 접촉하도록 하여 폴리싱패드(42)의 표면을 평탄화하기 위해 콘디셔닝을 한다. 이때 플래튼 실드커버(50)는 폴리싱 작업 시 슬러리(38)가 플래튼(40)의 외부로 튀는 것을 차단하여 설비 오염 및 부식을 방지하는 역할을 한다. 여기서 폴리싱패드(42)의 표면은 폴리싱 중에 최대치에 이르고, 폴리싱패드(42)의 크리닝 시 다량의 초순수(DIW)분 사에 의해 최저치에 이르게 된다. 폴리싱 중에 폴리싱패드(42)의 표면에서 발생되는 마찰열은 주로 슬러리(38)를 통해 배출되나 폴리싱 시 발생되는 열이 더 크기 때문에 점진적으로 온도가 상승한다. 이렇게 폴리싱패드(42)에 발생된 열은 플래튼 실드커버(50)에 형성된 복수의 열배기부(52)를 통해 배기된다. 상기 복수의 열배기부(52)는 상기 플래튼 실드커버(50)의 상부에 형성된 복수 개의 홀(52)과, 슬러리 및 초순수(DIW)의 튀는 현상을 방지하기 위해 상기 복수 개의 홀(52)에 각각 장착된 복수의 홀캡(54)으로 이루어져 있다. 상기 복수 개의 홀(52)은 예를 들어 12개로 형성하는 것이 바람직하나, 12개이상으로 형성하는 것도 가능하다. 상기 홀캡(54)은 폴리싱 진행 시 또는 폴리싱패드(42)의 크리닝 시 슬러리 또는 초순수(DIW)가 튀는 현상을 방지하기 위해 예컨대 45°각도로 다수의 칸막이(56)가 형성되어 있다. 상기 다수의 칸막이(56)는 45°로 예를 들어 설명하였으나 15~75°로 형성하여도 무방하다. 상기 홀캡(54)을 통해 상기 플래튼 실드커버(50)내의 열이 배기된다. 이때 홀캡(54)을 통해 열이 배기될 때 슬러리(38)가 45°로 형성된 다수의 칸막이(56)에 부딪쳐 외부로 튀지 않게 된다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 폴리싱장치의 구성도

도 2는 도 1 중 플래튼 실드커버(30)의 사시도

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 폴리싱장치의 구조도

도 4는 도 3중 플래튼 실드커버(50)의 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

32: 웨이퍼 34: 폴리싱헤드

36: 모터 38: 슬러리

40: 플래튼 42: 폴리싱패드

44: 패드 콘디셔너 46: 콘디셔너 헤드

50: 플래튼 실드커버 52: 열배기부

Claims

폴리싱장치의 플래튼 커버 열배기장치에 있어서,

폴리싱 작업 시 슬러리가 플래튼의 외부로 튀는 것을 차단하는 플래튼 실드커버와,

상기 플래튼 실드커버에 형성되어 폴리싱 작업 시 폴리싱패드의 마찰열을 외부로 배기하기 위한 열배기부를 포함함을 특징으로 하는 폴리싱장치의 플래튼 커버 열배기장치.
제1항에 있어서, 상기 열배기부는,

상기 플래튼 실드커버의 상부에 형성된 복수 개의 홀과,

상기 복수개의 홀을 통해 슬러리 및 초순수(DIW)가 튀는 현상을 방지하기 위해 상기 복수 개의 홀에 각각 장착된 복수의 홀캡으로 이루어짐을 특징으로 하는 폴리싱장치의 플래튼 커버 열배기장치.
제2항에 있어서,

상기 홀캡은 폴리싱 진행 시 또는 폴리싱패드의 크리닝 시 슬러리 또는 초순수(DIW)가 튀는 현상을 방지하기 위해 소정각도로 다수의 칸막이가 형성됨을 특징 으로 하는 폴리싱장치의 플래튼 커버 열배기장치.
제3항에 있어서,

상기 다수의 칸막이의 소정각도는 45°임을 특징으로 하는 폴리싱장치의 플래튼 커버 열배기장치.