KR20100044988A - Device for removing particle on polishing pad in cmp device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학적 기계적 연마 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학적 기계적 연마 공정 진행 후 폴리싱 패드 표면에 잔존하는 이물질을 원활하게 제거해줌으로써 웨이퍼 상의 스크래치를 방지할 수 있도록 한 화학적 기계적 연마 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing foreign matter from a polishing pad of a chemical mechanical polishing apparatus. More particularly, the present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus for preventing scratches on a wafer by smoothly removing foreign matter remaining on a surface of a polishing pad after a chemical mechanical polishing process is performed. The present invention relates to a polishing pad foreign material removing apparatus of a polishing equipment.
최근 반도체 소자가 고집적화되고 금속배선이 다층화됨에 따라 층간 절연막의 평탄화 정도가 후속 공정에 미치는 영향이 점차 커지고 있어 층간 절연막에 대한 평탄화 공정의 중요성이 증가하고 있다.In recent years, as semiconductor devices have been highly integrated and metal wiring has been multilayered, the leveling effect of the planarization of the interlayer insulating film is gradually increasing, and the importance of the planarization process for the interlayer insulating film is increasing.
이러한 층간 절연막의 평탄화 공정에 적용되는 방법 중의 하나로 화학적 기계적 연마 공정(Chemical mechanical polishing; 이하 'CMP' 라고 함)이 있다.One of the methods applied to the planarization of the interlayer insulating film is a chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP).
도 1은 종래 CMP 장비의 전체 구성을 보여주는 평면도이고, 도 2는 종래 CMP 장비의 외관을 보여주는 사시도이며, 도 3은 종래 CMP 공정 후 웨이퍼 상에 발생하는 스크래치를 보여주는 평면도 및 부분확대도이다.1 is a plan view showing the overall configuration of a conventional CMP equipment, Figure 2 is a perspective view showing the appearance of a conventional CMP equipment, Figure 3 is a plan view and a partial enlarged view showing scratches occurring on the wafer after the conventional CMP process.
도 1을 참조하면, 종래의 CMP 장비(1)는 베이스 몸체(10)와, 상기 베이스 몸체(10)의 상면에 회전가능하게 설치된 폴리싱 패드(11)와, 베이스 몸체(10)의 상측에 회전가능하게 설치된 웨이퍼 캐리어(20) 및 좌우방향으로 스윙동작이 이루어질 수 있도록 설치된 패드 컨디셔너(30)가 각각 구비되며, 일측에는 폴리싱 패드(11) 상에 슬러리(Slurry)를 공급하는 슬러리 공급기(40)가 설치된다.Referring to FIG. 1, the
이와 같은 구성의 종래 CMP 장비(1)는 웨이퍼 캐리어(20)에 의해 이송된 웨이퍼(W)가 폴리싱 패드(11) 위에서 회전되면서 웨이퍼(W) 표면을 기계적으로 평탄화하고, 이와 동시에 슬러리 공급기(40)에서는 폴리싱 패드(11) 표면에 화학적 반응을 수행하는 슬러리를 공급하면서 화학적인 평탄화가 이루어지게 된다.In the
한편, 상기 CMP 장비(1)의 지속적인 구동으로 인해 폴리싱 패드(11)는 그 표면 거칠기가 낮아지게 되어 폴리싱 기능을 점진적으로 상실하게 되는데, 이를 방지하기 위해 상기 패드 컨디셔너(30)를 사용하게 된다. 이러한 패드 컨디셔너(30)는 CMP 공정의 보다 효율적인 연마율의 달성을 위하여 폴리싱 패드(11)의 표면 거칠기를 항상 일정하게 유지시킬 수 있도록 다이아몬드 디스크를 가진 컨디셔닝 헤드(31)가 구비된다.On the other hand, due to the continuous driving of the
그러나 종래의 CMP 장비(1)에서 패드 컨디셔너(30)만으로는 폴리싱 패드(11) 상에 외부에서 유입된 파티클 또는 슬러리 입자 등의 이물질을 완벽하게 제거하는데 어려움이 있다.However, in the
이 경우 상기 폴리싱 패드(11)의 표면에 잔존하는 이물질은 도 3에서와 같이 패드 컨디셔너(30)의 미세한 다이아몬드 입자에 의한 긁힘으로 작은 점(Dot)과 같 은 형태, 또는 원으로 표시된 부분과 같이 웨이퍼(W) 상에 스크래치(Scratch)의 원인으로 작용하게 되는 문제점이 있다.In this case, foreign matter remaining on the surface of the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, CMP 공정 진행 후 폴리싱 패드 표면에 잔존하는 이물질을 원활하게 제거해줌으로써 웨이퍼 상의 스크래치를 방지할 수 있도록 한 화학적 기계적 연마 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and provides a polishing pad foreign material removal device of the chemical mechanical polishing equipment to prevent scratches on the wafer by smoothly removing the foreign matter remaining on the surface of the polishing pad after the CMP process. Its purpose is to.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 화학적 기계적 연마 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치는, 방사상의 웨이퍼 캐리어에 흡착고정된 웨이퍼를 슬러리를 이용하여 연마하게 되는 폴리싱 패드의 이물질을 제거하기 위한 화학적 기계적 연마 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치에 있어서, 상기 패드의 표면을 향해 고압의 초순수를 분사시키는 복수의 분사노즐; 및 상기 분사노즐에 초순수를 공급하게 되는 초순수 공급부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Polishing pad foreign matter removal apparatus of the chemical mechanical polishing equipment of the present invention for achieving the above object, the chemical for removing the foreign matter of the polishing pad to polish the wafer adsorbed and fixed to the radial wafer carrier using a slurry. A polishing pad debris removing device of a mechanical polishing equipment, comprising: a plurality of injection nozzles for spraying high pressure ultrapure water toward a surface of the pad; And an ultrapure water supply unit configured to supply ultrapure water to the injection nozzle. Characterized in that configured to include.
이 경우 상기 분사노즐은 상기 회전되는 웨이퍼 캐리어의 사이사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.In this case, the injection nozzle is installed between the rotating wafer carrier.
상기 분사노즐은 홀더에 분리가능하게 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.The injection nozzle is characterized in that the fitting detachably coupled to the holder.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치는 폴리싱 패드 표면의 이물질을 원활하게 제거해줌으로써 웨이퍼 상의 스크래치를 방지할 수 있고, 이에 따라 반도체 소자의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Polishing pad foreign matter removal apparatus of the chemical mechanical polishing equipment according to the present invention as described above can smoothly remove the foreign material on the surface of the polishing pad to prevent scratches on the wafer, thereby improving the productivity of the semiconductor device There is an advantage.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Here, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are denoted by the same reference numerals as much as possible even if displayed on the other drawings.
도 4는 본 발명에 따른 CMP 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치의 구성을 보여주는 평면도이고, 도 5는 폴리싱 패드 이물질 제거장치의 개략적인 측면도이다.Figure 4 is a plan view showing the configuration of the polishing pad debris removal device of the CMP apparatus according to the present invention, Figure 5 is a schematic side view of the polishing pad debris removal device.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명은 회전프레임(110)의 하부에 소정각도(일례로 90˚) 이격되게 방사상으로 설치되는 웨이퍼 캐리어(111)와, 상기 웨이퍼 캐리어(111)에 흡착고정되는 웨이퍼(W)를 슬러리 공급기(140)에서 공급되는 슬러리를 이용하여 연마할 수 있도록 베이스 몸체(120)의 상면에 회전가능하게 설치된 폴리싱 패드(121)와, 상기 폴리싱 패드(121)의 표면 거칠기를 항상 일정하게 유지시킬 수 있도록 일측에 컨디셔닝 헤드(131)가 구비된 패드 컨디셔너(130)를 포함한 CMP 장비(100)의 구성은 종래와 동일하다.4 and 5, the present invention is a
여기서, CMP 공정 진행 후 폴리싱 패드(121) 표면에 잔존하는 이물질을 원활하게 제거해줌으로써 웨이퍼(W) 상의 스크래치를 방지할 수 있는 수단이 마련되어야 한다.Here, a means for preventing scratches on the wafer W by smoothly removing the foreign matter remaining on the surface of the
이를 구현하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 폴리싱 패드 이물질 제거장치(200)는 분사노즐(210), 초순수 공급부(230)를 포함하여 구성된다.Polishing pad foreign
상기 분사노즐(210)은 폴리싱 패드(121)의 표면을 향해 고압의 초순수(DI Water)를 분사시켜 잔존하는 슬러리 및 외부 파티클 등의 이물질을 말끔하게 제거해주는 것으로, 상기 분사노즐(210)은 웨이퍼 캐리어(111)의 사이사이에 설치된다. The
이러한 상기 복수의 분사노즐(210)은 공급라인(213)을 통해 연결된 초순수 공급부(230)로부터 초순수를 공급받게 된다.The plurality of
도 6은 본 발명에 따른 분사노즐의 결합구조를 보여주는 도면으로, 상기 분사노즐(210)은 예방정비(PM)시 틈새에 끼인 이물질을 원활하게 제거할 수 있도록 홀더(215)에 분리가능하게 끼움 결합된다. 일례로 상기 분사노즐(210)의 측면에는 복수의 끼움돌기(210a)가 형성되고, 상기 홀더(215)에는 끼움돌기(210a)에 대응되도록 끼움홈(215a)이 형성된다.6 is a view showing a coupling structure of the injection nozzle according to the present invention, the
그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 폴리싱 패드 이물질 제거장치의 작용에 대하여 도 7을 참조하여 설명해 보기로 한다.Then, the operation of the polishing pad foreign matter removal apparatus according to the present invention having the above configuration will be described with reference to FIG. 7.
도 7은 본 발명에 따른 폴리싱 패드 이물질 제거장치의 작동상태를 보여주는 평면도이다.7 is a plan view showing an operating state of the polishing pad foreign matter removal apparatus according to the present invention.
웨이퍼(W)의 평탄화 공정 후 폴리싱 패드(121)의 상면에는 슬러리 및 외부에서 유입된 파티클 등의 이물질이 발생하게 되고, 이러한 이물질은 폴리싱 패드(121)의 표면 거칠기를 항상 일정하게 유지시키기 위한 컨디셔닝 헤드(131)에 의해서도 완벽하게 제거되지 못하고 잔존하게 된다.After the planarization process of the wafer W, foreign substances such as slurry and particles introduced from the outside are generated on the upper surface of the
이에 따라, 해당 공정이 완료되고 나면 회전프레임(110)이 소정각도 회전되면서 분사노즐(210)이 폴리싱 패드(121) 상부에 위치하게 되고, 분사노즐(210)에서는 초순수 공급부(230)를 통해 공급받은 초순수를 폴리싱 패드(121)의 표면에 강하게 분사시켜줌으로써 이물질을 제거해주게 된다.Accordingly, after the process is completed, the rotating
분사노즐(210)을 통해 분사된 초순수와 이에 의해 제거되는 이물질은 하부에 구비된 배출구(미도시)를 통해 외부로 배출되게 되고, 이상과 같은 이물질 제거작업이 완료되고 나면 후속 CMP 공정이 실시된다.Ultrapure water sprayed through the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains falls within the scope of the technical spirit of the present invention. Of course, various changes and modifications are possible.
도 1은 종래 CMP 장비의 전체 구성을 보여주는 평면도,1 is a plan view showing the overall configuration of a conventional CMP equipment,
도 2는 종래 CMP 장비의 외관을 보여주는 사시도,Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the conventional CMP equipment,
도 3은 종래 CMP 공정 후 웨이퍼 상에 발생하는 스크래치를 보여주는 평면도 및 부분확대도,3 is a plan view and a partially enlarged view showing scratches occurring on a wafer after a conventional CMP process;
도 4는 본 발명에 따른 CMP 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치의 구성을 보여주는 평면도,4 is a plan view showing the configuration of a polishing pad foreign matter removal apparatus of the CMP apparatus according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 폴리싱 패드 이물질 제거장치의 개략적인 측면도,5 is a schematic side view of a polishing pad foreign material removing apparatus according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 분사노즐의 결합구조를 보여주는 저면도,Figure 6 is a bottom view showing the coupling structure of the injection nozzle according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따른 폴리싱 패드 이물질 제거장치의 작동상태를 보여주는 평면도이다.7 is a plan view showing an operating state of the polishing pad foreign matter removal apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : CMP 장비 110 : 회전프레임100: CMP equipment 110: rotating frame
111 : 웨이퍼 캐리어 120 : 베이스몸체111 wafer carrier 120 base body
121 : 폴리싱 패드 130 : 패드 컨디셔너121: polishing pad 130: pad conditioner
131 : 컨디셔닝 헤드 140 : 슬러리 공급기131: conditioning head 140: slurry feeder
200 : 폴리싱 패드 이물질 제거장치 210 : 분사노즐200: polishing pad debris removal device 210: injection nozzle
210a : 끼움돌기 213 : 공급라인210a: fitting protrusion 213: supply line
215 : 홀더 215a : 끼움홈215:
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KR1020080103998A KR20100044988A (en) | 2008-10-23 | 2008-10-23 | Device for removing particle on polishing pad in cmp device |
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---|---|---|---|---|
KR200477667Y1 (en) * | 2015-01-27 | 2015-07-09 | 전용준 | Chemical Mechanical Poilsher having BOTTOM PLATE |
TWI737390B (en) * | 2020-01-17 | 2021-08-21 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | Cmp systems, tray assembly for cmp systems and cleaning method thereof |
-
2008
- 2008-10-23 KR KR1020080103998A patent/KR20100044988A/en not_active Application Discontinuation
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KR200477667Y1 (en) * | 2015-01-27 | 2015-07-09 | 전용준 | Chemical Mechanical Poilsher having BOTTOM PLATE |
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