KR20110099432A - Double side polishing machine - Google Patents

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KR20110099432A
KR20110099432A KR1020100018435A KR20100018435A KR20110099432A KR 20110099432 A KR20110099432 A KR 20110099432A KR 1020100018435 A KR1020100018435 A KR 1020100018435A KR 20100018435 A KR20100018435 A KR 20100018435A KR 20110099432 A KR20110099432 A KR 20110099432A
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송현진
정한표
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주식회사 엘지실트론
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Abstract

양면 연마 장치는 일정한 궤적을 그리며 자전하는 웨이퍼의 일면을 연마하는 연마 패드면인 다수의 제1 단위 연마 셀들이 형성되는 제1 연마 패드, 및 상기 웨이퍼의 다른 일면을 연마하는 연마 패드면인 다수의 제2 단위 연마 셀들이 형성되는 제2 연마 패드를 포함하며, 상기 다수의 제1 단위 연마 셀들과 상기 다수의 제2 단위 연마 셀들은 서로 다른 면적을 갖는다. 이로써 웨이퍼의 자전을 강제적으로 원활하게 하여 테이퍼가 발생하지 않는 양호한 연마 프로파일을 얻을 수 있다.The double-side polishing apparatus includes a first polishing pad having a plurality of first unit polishing cells, which is a polishing pad surface for polishing one surface of a rotating wafer with a predetermined trajectory, and a plurality of polishing pad surfaces for polishing the other surface of the wafer. And a second polishing pad on which second unit polishing cells are formed, wherein the plurality of first unit polishing cells and the plurality of second unit polishing cells have different areas. This makes it possible to forcibly smooth the rotation of the wafer to obtain a good polishing profile in which no taper is generated.

Description

양면 연마 장치{Double Side Polishing Machine}Double Side Polishing Machine

본 발명은 웨이퍼 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 양면 연마 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer manufacturing apparatus, and more particularly to a wafer double-side polishing apparatus.

실리콘 웨이퍼의 경면 연마는 실리카(SILICA) 계열의 연마제를 공급하면서 웨이퍼와 인조 피혁으로된 폴리싱 패드(polishing pad) 사이에 일정한 하중과 상대 속도를 조절하여 연마하는 것이다.Mirror polishing of silicon wafers is performed by controlling a constant load and relative speed between a wafer and a polishing pad made of artificial leather while supplying a silica-based abrasive.

실리콘 웨이퍼의 경면 연마 방법으로는 웨이퍼 양면을 동시에 경면화하는 양면 연마 방식과 낱장의 웨이퍼를 플레이트(plate)에 진공 흡작하여 연마하는 낱장 방식, 왁스(wax)등의 접착제를 사용하지 않고 패킹 패드(packing pad)와 템플레이트(tepplate)로 웨이퍼를 고정하여 연마하는 왁스리스(waxless) 연마 방식 등 여러 가지가 있다. As a mirror polishing method of a silicon wafer, a double side polishing method for mirror-mirroring both surfaces of a wafer simultaneously, a sheet method for vacuum suctioning a single wafer onto a plate, and a packing pad without using an adhesive such as wax There are various methods such as a waxless polishing method of fixing and polishing a wafer with a packing pad and a template.

도 1은 일반적인 편면 연마 방식의 개념도를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 글래스(glass)나 세라믹(ceramic) 등의 플레이트(plate, 105)에 웨이퍼(120)의 일면을 왁스(110)로 접착시키고, 웨이퍼(120)의 다른 면만을 폴리싱 패드(polishing pad, 130)로 연마하는 편면 연마 방식을 왁스 마운트 배치(wax mount batch) 방식이라 한다.1 shows a conceptual diagram of a general single side polishing method. As shown in FIG. 1, one side of the wafer 120 is adhered to the plate 105, such as glass or ceramic, by wax 110, and only the other side of the wafer 120 is polished. The one-side polishing method of polishing with a polishing pad 130 is called a wax mount batch method.

도 2는 일반적인 양면 연마 방식의 개념도를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 양면 연마 방식(Double Side Polishing, DSP)은 상정반(205)에 부착된 제1 폴리싱 패드(210)로 웨이퍼(220)의 일면을 연마함과 동시에, 하정반(230)에 부착된 제2 폴리싱 패드(240)로 웨이퍼(220) 다른 일면을 연마한다.2 shows a conceptual diagram of a general double side polishing method. As shown in FIG. 2, the double side polishing method (DSP) polishes one surface of the wafer 220 with the first polishing pad 210 attached to the upper plate 205, and at the same time, the lower plate ( The other surface of the wafer 220 is polished with the second polishing pad 240 attached to 230.

일반적으로 200mm DSP 장비는 지름이 200mm인 웨이퍼의 일면을 연마하는 상정반과 웨이퍼의 다른 일면을 연마하는 하정반, 및 웨이퍼를 수용하는 캐리어의 회전 RPM(Rotation Per Minute)에 의하여 웨이퍼 자전을 원활하게 하여 웨이퍼의 초정밀척(Super Flatness)을 달성한다. 그러나 웨이퍼의 자전이 원활하지 않을 경우에는 연마로 인하여 웨이퍼의 일부분이 다른 부분보다 가늘어지는 테이퍼(Taper)가 발생한다. In general, the 200mm DSP equipment smoothes the rotation of the wafer by the upper plate that polishes one side of the wafer having a diameter of 200mm, the lower plate that polishes the other side of the wafer, and the rotation per minute (RPM) of the carrier containing the wafer. Super flatness of the wafer is achieved. However, when the wafer is not rotated smoothly, a taper is produced in which a portion of the wafer is thinner than other portions due to polishing.

DSP 장비의 연마 조건, 패드 프로파일(pad profile), 및 파라미터(parameter)가 맞지 않을 경우 테이퍼가 발생한다. 그리고 이를 정상화하기 위하여 패드 체인지(pad change), 파라미터 초기 세팅, 및 상태 안정화까지 시간이 많이 걸리기 때문에 생산성이 떨어진다.Taper occurs when the grinding conditions, pad profile, and parameters of the DSP equipment do not match. In order to normalize this, productivity decreases because it takes a long time to change a pad, set an initial parameter, and stabilize a state.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 테이퍼 발생을 억제하고 양호한 연마 프로파일을 갖는 양면 연마 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a double-side polishing apparatus that suppresses the occurrence of taper and has a good polishing profile.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 양면 연마 장치는 일정한 궤적을 그리며 자전하는 웨이퍼의 일면을 연마하는 연마 패드면인 다수의 제1 단위 연마 셀들이 형성되는 제1 연마 패드, 및 상기 웨이퍼의 다른 일면을 연마하는 연마 패드면인 다수의 제2 단위 연마 셀들이 형성되는 제2 연마 패드를 포함하며, 상기 다수의 제1 단위 연마 셀들과 상기 다수의 제2 단위 연마 셀들은 서로 다른 면적을 갖는 것을 특징으로 한다.A double-side polishing apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a first polishing pad formed with a plurality of first unit polishing cells, which is a polishing pad surface for polishing one surface of a rotating wafer drawing a predetermined trajectory, And a second polishing pad in which a plurality of second unit polishing cells, which are polishing pad surfaces polishing the other side of the wafer, are formed, wherein the plurality of first unit polishing cells and the plurality of second unit polishing cells are mutually opposite. It is characterized by having a different area.

본 발명의 실시 예에 따른 양면 연마 장치는 각각이 서로 다른 면적을 갖는 연마 패드면들이 형성된 제1 연마 패드 및 제2 연마 패드로 일정한 궤적을 그리며 자전하는 웨이퍼의 양면을 연마하여 웨이퍼의 양면의 마찰력의 다르게 함으로써 웨이퍼의 자전을 강제적으로 원활하게 하여 테이퍼가 발생하지 않는 양호한 연마 프로파일을 얻을 수 있는 효과가 있다.In the double-side polishing apparatus according to the embodiment of the present invention, the frictional force of both sides of the wafer is polished by polishing both sides of the rotating wafer while drawing a predetermined trajectory with a first polishing pad and a second polishing pad on which polishing pad surfaces each having a different area are formed. By differently, it is possible to forcibly smooth the rotation of the wafer to obtain a good polishing profile in which no taper is generated.

도 1은 일반적인 편면 연마 방식의 개념도를 나타낸다.
도 2는 일반적인 양면 연마 방식의 개념도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 양면 연마 장치의 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 양면 연마 장치의 정면도를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 캐리어 드라이브에 의하여 자전하는 웨이퍼의 궤적을 나타낸다.
도 6a는 도 4에 도시된 상정반의 하부면에 부착된 제1 연마 패드를 나타낸다.
도 6b는 도 4에 도시된 하정반의 상부면에 부착된 제2 연마 패드를 나타낸다.
도 7은 제1 단위 연마 셀과 제2 단위 연마 셀에 의한 웨이퍼 앞면과 뒷면 각각에 대한 마찰력의 차이를 나타낸다.
도 8a 내지 도 8c는 제1 단위 연마 셀들의 면적을 각각 달리하여 테스트한 결과에 따른 연마 속도 및 편평도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 8a에 도시된 서로 다른 연마 공정 조건들에 따른 연마 프로파일을 나타낸다.1 shows a conceptual diagram of a general single side polishing method.
2 shows a conceptual diagram of a general double side polishing method.
3 is a perspective view of a double-side polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view of the double-side polishing apparatus shown in FIG.
FIG. 5 shows the trajectory of the wafer rotating by the carrier drive shown in FIG. 4.
FIG. 6A shows a first polishing pad attached to the lower surface of the upper surface shown in FIG. 4.
FIG. 6B shows a second polishing pad attached to the upper surface of the lower plate shown in FIG. 4.
FIG. 7 illustrates the difference in frictional force for the front and rear surfaces of the wafer by the first unit polishing cell and the second unit polishing cell.
8A to 8C are graphs showing polishing speeds and flatness according to the test results of different areas of the first unit polishing cells.
9 illustrates a polishing profile according to the different polishing process conditions shown in FIG. 8A.

이하, 본 발명의 기술적 과제 및 특징들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 본 발명을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the technical objects and features of the present invention will be apparent from the description of the accompanying drawings and the embodiments. Looking at the present invention in detail.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 양면 연마 장치(300)의 사시도를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 양면 연마 장치의 정면도를 나타낸다.3 is a perspective view of a double-side polishing apparatus 300 according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a front view of the double-side polishing apparatus shown in FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 양면 연마 장치(300)는 제1 회전축(305), 상정반(upper platen, 310), 제2 회전축(315), 하정반(lower platen, 320), 캐리어(carrier, 330), 캐리어 드라이브(carrier drive, 340-1 내지 340-4), 제1 연마 패드(upper polishing pad, 410), 제2 연마 패드(lower polishing pad, 420)를 포함한다.3 and 4, the double-side polishing apparatus 300 includes a first rotating shaft 305, an upper plate 310, a second rotating shaft 315, a lower plate 320, and a carrier ( carrier 330, carrier drives 340-1 to 340-4, a first polishing pad 410, and a second polishing pad 420.

제1 회전축(305)은 상정반(310)의 일면(예컨대, 상부면)에 연결되어 상정반(310)을 제1 방향으로 회전시키며, 상정반(310)에 일정한 압력을 가한다.The first rotation shaft 305 is connected to one surface (eg, the upper surface) of the upper surface plate 310 to rotate the upper surface plate 310 in the first direction, and applies a constant pressure to the upper surface plate 310.

예컨대, 구동 모터(미도시)의 회전력에 의하여 제1 회전축(305)은 제1 방향(예컨대, 시계 방향)으로 회전하며, 제1 회전축(305)의 회전에 의하여 이와 연결된 상정반(310)은 제1 방향(예컨대, 시계 반대 방향)으로 회전할 수 있다. 또한 제1 회전축(305)은 공압 또는 유압 실린더(cylinder, 미도시)와 연결되고, 실린더의 동작에 의하여 상정반(310)에 일정한 압력을 가할 수 있다.For example, the first rotary shaft 305 rotates in the first direction (eg, clockwise) by the rotational force of the driving motor (not shown), and the upper plate 310 connected thereto is rotated by the rotation of the first rotary shaft 305. It may rotate in a first direction (eg counterclockwise). In addition, the first rotation shaft 305 is connected to a pneumatic or hydraulic cylinder (not shown), it can apply a constant pressure to the upper surface plate 310 by the operation of the cylinder.

제2 회전축(315)은 하정반(320)의 일면(예컨대, 하부면)에 연결되어 하정반(320)을 제2 방향으로 회전시키며, 하정반(320)에 일정한 압력을 가한다.The second rotating shaft 315 is connected to one surface (eg, the lower surface) of the lower platen 320 to rotate the lower platen 320 in a second direction, and applies a constant pressure to the lower platen 320.

예컨대, 구동 모터(미도시)의 회전력에 의하여 제2 회전축(315)은 제2 방향(예컨대, 시계 반대 방향)으로 회전하며, 제2 회전축(315)의 회전에 의하여 이와 연결된 하정반(320)은 제2 방향(예컨대, 시계 반대 방향)으로 회전할 수 있다. 또한 제2 회전축(315)은 공압 또는 유압 실린더(cylinder, 미도시)와 연결되고, 실린더의 동작에 의하여 하정반(310)에 일정한 압력을 가할 수 있다.For example, the second rotating shaft 315 rotates in the second direction (eg, counterclockwise) by the rotational force of the driving motor (not shown), and the lower plate 320 connected thereto by the rotation of the second rotating shaft 315. May rotate in a second direction (eg, counterclockwise). In addition, the second rotation shaft 315 may be connected to a pneumatic or hydraulic cylinder (not shown), and may apply a constant pressure to the lower plate 310 by the operation of the cylinder.

상정반(310)의 다른 일면(예컨대, 하부면)과 하정반(320)의 다른 일면(예컨대, 상부면)이 대향하도록 상정반(310)은 하정반(320)의 상부에 배치된다. 상정반(310)은 제1 회전축(305)에 의하여 제1 방향으로 회전하며, 하정반(320)은 제2 회전축(315)에 의하여 제2 방향으로 회전한다. 여기서 제1 방향 및 제2 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.The upper surface plate 310 is disposed on the upper surface of the lower surface plate 320 such that the other surface (eg, the lower surface) of the upper surface plate 310 and the other surface (eg, the upper surface) of the lower surface plate 320 face each other. The upper plate 310 rotates in the first direction by the first rotation shaft 305, and the lower plate 320 rotates in the second direction by the second rotation shaft 315. The first direction and the second direction may be opposite to each other.

캐리어(330)는 상정반(310)과 하정반(320) 사이에 배치되고, 웨이퍼(335)를 수용하는 홀더 홀들(holder holes, 미도시)이 형성된 원형 플레이트 형태를 갖는다.The carrier 330 is disposed between the upper plate 310 and the lower plate 320 and has a circular plate shape in which holder holes (not shown) are formed to accommodate the wafer 335.

캐리어 드라이브(340-1 내지 340-4)는 캐리어(330)를 지지하며, 홀더 홀들 각각에 삽입되는 웨이퍼(335)가 일정한 궤적을 그리며 자전하도록 캐리어(330)를 진동(oscillation)시킨다.The carrier drives 340-1 to 340-4 support the carrier 330, and oscillate the carrier 330 so that the wafer 335 inserted into each of the holder holes rotates in a constant trajectory.

도 5는 도 4에 도시된 캐리어 드라이브(340-1 내지 340-4)에 의하여 자전하는 웨이퍼(335)의 궤적(510)을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 캐리어 드라이브(340-1 내지 340-4)에 의한 캐리어(330)의 진동에 의하여 웨이퍼(335)는 일정한 궤적(510)을 그리며 자전한다. A영역은 웨이퍼(335)의 궤적(510)에서 웨이퍼(335)가 항상 존재하는 영역을 나타낸다.FIG. 5 shows the trajectory 510 of the wafer 335 rotating by the carrier drives 340-1 to 340-4 shown in FIG. 4. Referring to FIG. 5, the wafer 335 rotates while drawing a constant trajectory 510 by vibration of the carrier 330 by the carrier drives 340-1 to 340-4. A region represents a region where the wafer 335 is always present in the trace 510 of the wafer 335.

제1 연마 패드(410)는 상정반(310)의 하부 면에 부착되고, 연마시 웨이퍼(335)의 일면(예컨대, 앞면)과 접촉한다. 제2 연마 패드(420)는 하정반(320)의 상부 면에 부착되고, 연마시 웨이퍼(335)의 다른 일면(예컨대, 뒷면)과 접촉한다.The first polishing pad 410 is attached to the lower surface of the upper surface plate 310 and contacts one surface (eg, the front surface) of the wafer 335 during polishing. The second polishing pad 420 is attached to the upper surface of the lower surface plate 320 and contacts the other surface (eg, the rear surface) of the wafer 335 during polishing.

제1 연마 패드(410)와 제2 연마 패드(420)는 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 웨이퍼(335) 양면의 평탄도를 다르게 연마하고자 할 때는 서로 다른 재질일 수 있다.The first polishing pad 410 and the second polishing pad 420 may be formed of the same material, and may be made of different materials to polish the flatness of both surfaces of the wafer 335 differently.

도 6a는 도 4에 도시된 상정반(310)의 하부 면에 부착된 제1 연마 패드(410)를 나타내고, 도 6b는 도 4에 도시된 하정반(320)의 상부 면에 부착된 제2 연마 패드(420)를 나타낸다.FIG. 6A illustrates a first polishing pad 410 attached to the lower surface of the upper plate 310 illustrated in FIG. 4, and FIG. 6B illustrates a second surface attached to the upper surface of the lower plate 320 illustrated in FIG. 4. The polishing pad 420 is shown.

도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 연마 패드(410)는 다수의 제1 그루브들(grooves, 610,615), 및 다수의 제1 단위 연마 셀들(620)을 포함한다. 제1 연마 패드(410)에 형성되는 다수의 제1 그루브들(610,615)은 일정한 패턴을 나타내며, 제1 그루브들 및 제1 단위 연마 셀들의 형태는 다양하게 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6A, the first polishing pad 410 includes a plurality of first grooves 610 and 615, and a plurality of first unit polishing cells 620. The plurality of first grooves 610 and 615 formed in the first polishing pad 410 have a predetermined pattern, and the first grooves and the first unit polishing cells may be formed in various shapes.

예컨대, 다수의 제1 그루브들(610,615)은 세로 방향으로 일정한 간격마다 이격되어 형성되는 제1 세로 그루브들(예컨대, 610-1 내지 610-3) 및 제1 세로 그루브들(예컨대, 610-1 내지 610-3)과 수직 교차되도록 가로 방향으로 일정한 간격마다 이격되어 형성되는 제1 가로 그루브들(예컨대, 615-1 내지 615-3)로 구분될 수 있다. 여기서 그루브(groove)는 일정한 깊이와 폭을 갖도록 제1 연마 패드(410)에 형성되는 홈을 말한다.For example, the plurality of first grooves 610 and 615 may be formed to be spaced apart at regular intervals in the vertical direction, for example, first vertical grooves (eg, 610-1 to 610-3) and first vertical grooves (eg, 610-1). To 610-3) may be divided into first horizontal grooves (eg, 615-1 to 615-3) spaced apart at regular intervals in a horizontal direction so as to vertically intersect with each other. The groove is a groove formed in the first polishing pad 410 to have a constant depth and width.

다수의 제1 단위 연마 셀들(620) 각각은 다수의 제1 그루브들(610,615)로 둘러싸이며, 제1 면적을 갖는다. 여기서 제1 단위 연마 셀들(620)은 다수의 제1 그루브들(610,615)에 사이에 위치하며, 연마시 웨이퍼의 일면(예컨대, 앞면)과 접촉하는 연마 패드면을 말한다. 제1 단위 연마 셀들(620) 각각은 동일한 면적을 갖는 동일한 크기일 수 있다.Each of the plurality of first unit polishing cells 620 is surrounded by a plurality of first grooves 610 and 615 and has a first area. Here, the first unit polishing cells 620 are positioned between the plurality of first grooves 610 and 615, and refer to a polishing pad surface that contacts one surface (eg, a front surface) of the wafer during polishing. Each of the first unit polishing cells 620 may have the same size having the same area.

예컨대, 제1 세로 그루브들(610-1 내지 610-3)과 제1 가로 그루브들(615-1 내지 615-3)에 의하여 제1 단위 연마 셀들(620) 각각은 가로 길이가 a이고, 세로 길이가 b인 사각형일 수 있다.For example, each of the first unit polishing cells 620 may have a horizontal length a by the first vertical grooves 610-1 to 610-3 and the first horizontal grooves 615-1 to 615-3. It may be a rectangle of length b.

도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 연마 패드(420)는 다수의 제2 그루브들(630,640), 및 다수의 제2 단위 연마 셀들(650)을 포함한다. 이때 제2 연마 패드(420)에 형성되는 다수의 제2 그루브들(630,640)은 일정한 패턴을 나타내며, 제2 그루브들 및 제2 단위 연마 셀들의 형태는 다양하게 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6B, the second polishing pad 420 includes a plurality of second grooves 630 and 640, and a plurality of second unit polishing cells 650. In this case, the plurality of second grooves 630 and 640 formed on the second polishing pad 420 may have a predetermined pattern, and the shape of the second grooves and the second unit polishing cells may be variously formed.

예컨대, 다수의 제2 그루브들(630,640)은 제2 연마 패드(420)에 세로 방향으로 일정한 간격마다 이격되어 형성되는 제2 세로 그루브들(예컨대, 630-1 내지 630-3) 및 제2 세로 그루브들(예컨대, 630-1 내지 630-3)과 수직 교차되도록 제2 연마 패드(420)에 가로 방향으로 일정한 간격마다 이격되어 형성되는 제2 가로 그루브들(예컨대, 640-1 내지 640-3)로 구분될 수 있다. For example, the plurality of second grooves 630 and 640 may be formed on the second polishing pad 420 by spaced apart at regular intervals in the vertical direction (eg, 630-1 to 630-3) and the second vertical grooves. Second horizontal grooves (eg, 640-1 to 640-3) formed spaced apart at regular intervals in the horizontal direction on the second polishing pad 420 to vertically intersect the grooves (eg, 630-1 to 630-3). ) Can be separated.

다수의 제2 단위 연마 셀들(650) 각각은 다수의 제2 그루브들(630,640)로 둘러싸이며, 제2 면적을 갖는다. 여기서 제2 단위 연마 셀들(650)은 다수의 제2 그루브들(630,640) 사이에 위치하며, 연마시 웨이퍼(335)의 다른 일면(예컨대, 뒷면)과 접촉하는 연마 패드면을 말한다. 제2 단위 연마 셀들 각각은 서로 동일한 면적을 갖는 동일한 크기일 수 있다.Each of the plurality of second unit polishing cells 650 is surrounded by a plurality of second grooves 630 and 640 and has a second area. Here, the second unit polishing cells 650 are positioned between the plurality of second grooves 630 and 640, and refer to a polishing pad surface contacting the other surface (eg, a back surface) of the wafer 335 during polishing. Each of the second unit polishing cells may have the same size having the same area as each other.

예컨대, 제2 세로 그루브들(630-1 내지 630-3)과 제2 가로 그루브들(640-1 내지 640-3)에 의하여 제2 단위 연마 셀들(650) 각각은 가로 길이가 c이고, 세로 길이가 d인 사각형일 수 있다.For example, each of the second unit abrasive cells 650 may have a horizontal length c by the second vertical grooves 630-1 to 630-3 and the second horizontal grooves 640-1 to 640-3. It may be a rectangle of length d.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 연마 패드(410)에 형성되는 제1 단위 연마 셀(620)의 면적(예컨대, a×b)과 제2 연마 패드(420)에 형성되는 제2 단위 연마 셀(650)의 면적(예컨대, c×d)을 서로 다르게 한다.According to an embodiment of the present invention, an area (eg, a × b) of the first unit polishing cell 620 formed on the first polishing pad 410 and the second unit polishing formed on the second polishing pad 420 are provided. The area (eg, c × d) of cell 650 is made different.

제1 단위 연마 셀(620)의 면적이 제2 단위 연마 셀(650)의 면적보다 크도록 할 수 있다. 예컨대, 다수의 제1 단위 연마 셀들(620) 각각의 크기가 서로 동일하고, 다수의 제2 단위 연마 셀들(650) 각각의 크기는 서로 동일할 수 있다. 이때 제1 단위 연마 셀(620)의 가로 길이와 상기 제2 단위 연마 셀(650)의 가로 길이의 비율, 및 제1 단위 연마 셀(620)의 세로 길이와 상기 제2 단위 연마 셀(650)의 세로 길이의 비율은 모두 2~4:1일 수 있다.The area of the first unit polishing cell 620 may be larger than the area of the second unit polishing cell 650. For example, each of the plurality of first unit polishing cells 620 may have the same size, and each of the plurality of second unit polishing cells 650 may have the same size. In this case, the ratio of the horizontal length of the first unit polishing cell 620 to the horizontal length of the second unit polishing cell 650, the vertical length of the first unit polishing cell 620, and the second unit polishing cell 650 are described. The ratio of the vertical lengths of all may be 2 to 4: 1.

구체적으로 제1 단위 연마 셀(620)의 면적은 40mm×40mm, 60mm×60mm, 및 80mm×80mm 중 어느 하나로 하고, 제2 단위 연마 셀(650)의 면적은 20mm×20mm으로 할 수 있다. 여기서 mm은 밀리미터(millimetre)이다.Specifically, the area of the first unit polishing cell 620 may be any one of 40 mm × 40 mm, 60 mm × 60 mm, and 80 mm × 80 mm, and the area of the second unit polishing cell 650 may be 20 mm × 20 mm. Where mm is millimetre.

다수의 그루브들(610, 615,630,640)에는 슬러리 홀들(미도시)이 형성되며, 슬러리 홀들을 통하여 공급되는 슬러리는 다수의 그루브들(610, 615, 630,640)을 통하여 유동한다.Slurry holes (not shown) are formed in the plurality of grooves 610, 615, 630 and 640, and the slurry supplied through the slurry holes flows through the plurality of grooves 610, 615, 630 and 640.

도 7은 제1 단위 연마 셀(620)과 제2 단위 연마 셀(650)에 의한 웨이퍼(335) 앞면과 뒷면 각각에 대한 마찰력의 차이를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 제1 단위 연마 셀(620)의 면적과 제2 단위 연마 셀(650) 각각의 면적은 서로 다르다.FIG. 7 illustrates the difference in frictional force between the front and rear surfaces of the wafer 335 by the first unit polishing cell 620 and the second unit polishing cell 650. Referring to FIG. 7, the area of the first unit polishing cell 620 and the area of each of the second unit polishing cell 650 are different from each other.

따라서 제1 단위 연마셀(620) 및 제2 단위 연마 셀(650)에 의하여 웨이퍼(335)의 앞면과 뒷면에 대한 양면 연마시 웨이퍼(335) 앞면 및 뒷면 각각에 대한 유체(예컨대, slurry)와의 접촉 면적(또는 접착력)에 차이가 발생하고 이로 인하여 웨이퍼의 앞면과 뒷면 각각에 대한 마찰력의 차이가 발생한다.Accordingly, when double-side polishing of the front and rear surfaces of the wafer 335 by the first unit polishing cell 620 and the second unit polishing cell 650, the fluids (eg, slurry) on the front and rear surfaces of the wafer 335 are respectively. Differences in contact area (or adhesive force) result in differences in friction between the front and back sides of the wafer.

예컨대, 제1 연마 패드(410)와 제2 연마 패드(420)의 사이즈(size, 예컨대, 지름)가 동일하고, 제1 연마 패드(410)와 제2 연마 패드(420) 각각에 형성되는 그루브의 사이즈가 동일하다고 할 때, 제1 단위 연마 셀(620)의 면적이 제2 단위 연마 셀(650)의 면적보다 크기 때문에 양면 연마시 웨이퍼(335)의 앞면에 대한 상마찰력이 웨이퍼(335)의 뒷면에 대한 하마찰력보다 크다.For example, grooves formed on the first polishing pad 410 and the second polishing pad 420 having the same size (eg, diameter) of the first polishing pad 410 and the second polishing pad 420. When the size of the same is the same, since the area of the first unit polishing cell 620 is larger than the area of the second unit polishing cell 650, the upper frictional force on the front surface of the wafer 335 during double-side polishing, the wafer 335 Is greater than the friction on the back.

이러한 상마찰력과 하마찰력의 차이에 의하여 웨이퍼(335)를 강제적으로 원활하게 회전(자전)시킴으로써 양면 연마시 웨이퍼에 테이퍼(taper)가 발생하는 것을 억제할 수 있다.By the difference between the upper friction force and the lower friction force, the wafer 335 is forcibly and smoothly rotated (rotated) to suppress the occurrence of taper on the wafer during double-side polishing.

도 8a 내지 도 8c는 제1 단위 연마 셀들(650)의 면적을 각각 달리하여 테스트한 결과에 따른 연마 속도 및 편평도를 나타내는 그래프이다. 여기서 제2 단위 연마 셀들(650) 각각의 면적이 20mm×20mm일 때, 도 8a는 제1 단위 연마 셀들(650) 각각의 면적이 40mm×40mm인 경우이고, 도 8b는 도 8a는 제1 단위 연마 셀들(650) 각각의 면적이 60mm×60mm인 경우이고, 도 8c는 제1 단위 연마 셀들(650) 각각의 면적이 80mm×80mm인 경우이다.8A to 8C are graphs showing polishing speeds and flatness according to the test results of different areas of the first unit polishing cells 650. Here, when the area of each of the second unit polishing cells 650 is 20 mm × 20 mm, FIG. 8A illustrates an area of 40 mm × 40 mm of each of the first unit polishing cells 650, and FIG. 8B illustrates the first unit of FIG. 8A. An area of each of the polishing cells 650 is 60 mm × 60 mm, and FIG. 8C illustrates an area of each of the first unit polishing cells 650 is 80 mm × 80 mm.

이때 연마 속도(Removal Rate, RR)의 기준 값(Ref.RR)은 약 0.7um/min이고, 편평도(SBIR)의 기준 값(Ref.SBIR)은 약 0.1nm이다. 기준 연마 속도 및 기준 편평도에 가장 가까운 테스트가 양호한 연마 프로파일을 나타낸다. At this time, the reference value (Ref.RR) of the polishing rate (Removal Rate, RR) is about 0.7um / min, and the reference value (Ref.SBIR) of the flatness (SBIR) is about 0.1 nm. The test closest to the reference polishing rate and the reference flatness shows a good polishing profile.

x축은 서로 다른 연마 공정 조건들(조건_1 내지 조건_7) 하에서의 테스트들을 나타내고, y축은 각각의 연마 공정 조건들에 대한 연마 속도들(Test 1_RR 내지 Test 7_RR) 및 편평도들(Test 1_SBIR 내지 Test7_SBIR)을 나타낸다. 이때 서로 다른 연마 공정 조건들은 도 9에 도시된 바와 같다.The x axis represents tests under different polishing process conditions (conditions 1 to 7), and the y axis represents polishing rates (Test 1_RR to Test 7_RR) and flatness (Test 1_SBIR to Test7_SBIR) for respective polishing process conditions. ). At this time, different polishing process conditions are as shown in FIG. 9.

도 9는 도 8a에 도시된 서로 다른 연마 공정 조건들에 따른 연마 프로파일을 타낸다.FIG. 9 shows the polishing profile according to the different polishing process conditions shown in FIG. 8A.

도 8a 내지 도 8c, 및 도 9를 참조하면, 도 8a에서는 조건_3에서의 연마 프로파일이 가장 양호하고, 도 8b 및 도 8c에서는 조건_5에서의 연마 프로파일이 가장 양호하다. 그러나 다른 조건들에서는 연마 미달(R/R미달), 웨이퍼 에지 부분에 롤(Edge roll) 형성, 테이퍼(Taper) 발생, 및/또는 웨이퍼 가운데 부분이 움푹 패임(Concave)이 발생하여 연마 프로파일이 양호하지 않다.8A to 8C and 9, the polishing profile under condition _3 is the best in FIG. 8A, and the polishing profile under condition _5 is the best in FIGS. 8B and 8C. Under other conditions, however, the polishing profile is good due to poor polishing (R / R), edge roll formation on the wafer edge, taper, and / or concave in the middle of the wafer. Not.

전체적으로 도 8a의 조건_3에서의 연마 프로파일이 가장 양호하다. 즉 제2 단위 연마 셀(650)의 면적이 20mm×20mm일 때, 제1 단위 연마 셀(620)의 면적이 40mm×40mm이고, 조건_3에서 가장 양호한 연마 프로파일을 얻을 수 있다.Overall, the polishing profile under condition _3 in FIG. 8A is the best. That is, when the area of the second unit polishing cell 650 is 20 mm × 20 mm, the area of the first unit polishing cell 620 is 40 mm × 40 mm, and the best polishing profile can be obtained under the condition _3.

상술한 바와 같이 본원 발명의 실시 예에 따른 양면 연마 장치는 각각이 서로 다른 면적을 갖는 연마 패드면들이 형성된 제1 연마 패드 및 제2 연마 패드로 일정한 궤적을 그리며 자전하는 웨이퍼의 양면을 연마하여 웨이퍼의 양면의 마찰력을 다르게 함으로써 웨이퍼의 자전을 강제적으로 원활하게 하여 테이퍼가 발생하지 않는 양호한 연마 프로파일을 얻을 수 있다.As described above, the double-side polishing apparatus according to the embodiment of the present invention polishes both sides of a rotating wafer while drawing a predetermined trajectory with a first polishing pad and a second polishing pad each having polishing pad surfaces having different areas. By varying the frictional force on both sides of the wafer, the rotation of the wafer can be forcibly smoothed to obtain a good polishing profile with no taper.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

300: 양면 연마 장치, 305: 제1 회전축, 310: 상정반,
315: 제2 회전축, 320: 하정반, 330: 캐리어, 335: 웨이퍼,
340-1 내지 340-4: 캐리어 드라이브, 410: 제1 연마 패드,
420: 제2 연마 패드, 610,615: 제1 그루브들, 620: 제1 단위 연마 셀들,
630,640: 제2 그루브들, 650: 제2 단위 연마 셀들.300: double-side polishing apparatus, 305: first rotating shaft, 310: upper surface plate,
315: second axis of rotation, 320: lower plate, 330: carrier, 335: wafer,
340-1 to 340-4: carrier drive, 410: first polishing pad,
420: second polishing pad, 610, 615: first grooves, 620: first unit polishing cells,
630, 640: second grooves, 650: second unit polishing cells.

Claims (8)

일정한 궤적을 그리며 자전하는 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마 장치에 있어서,
상기 웨이퍼의 일면을 연마하는 연마 패드면인 다수의 제1 단위 연마 셀들이 형성되는 제1 연마 패드; 및
상기 웨이퍼의 다른 일면을 연마하는 연마 패드면인 다수의 제2 단위 연마 셀들이 형성되는 제2 연마 패드를 포함하며,
상기 다수의 제1 단위 연마 셀들과 상기 다수의 제2 단위 연마 셀들은 서로 다른 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.In the double-side polishing apparatus for polishing both sides of the rotating wafer drawing a constant trajectory,
A first polishing pad having a plurality of first unit polishing cells formed on a surface of the polishing pad for polishing one surface of the wafer; And
A second polishing pad on which a plurality of second unit polishing cells are formed, the polishing pad surface polishing the other side of the wafer;
And the plurality of first unit polishing cells and the plurality of second unit polishing cells have different areas. 제1항에 있어서, 상기 양면 연마 장치는,
상기 제1 연마 패드에 부착되어 상기 제1 연마 패드와 함께 회전하는 상정반; 및
상기 제2 연마 패드에 부착되어 상기 제2 연마 패드와 함께 상기 상정반의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 하정반을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 앙면 연마 장치.According to claim 1, The double-sided polishing apparatus,
An upper plate attached to the first polishing pad and rotating together with the first polishing pad; And
And a lower surface plate attached to the second polishing pad and rotating together with the second polishing pad in a direction opposite to the rotation direction of the upper surface plate. 제2항에 있어서, 상기 양면 연마 장치는,
상기 상정반 및 상기 하정반 사이에 배치되어 상기 웨이퍼를 수용하고, 연마시 상기 웨이퍼가 일정한 궤적을 그리며 자전하도록 진동하는 캐리어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.The double-side polishing apparatus according to claim 2,
And a carrier disposed between the upper surface plate and the lower surface plate to accommodate the wafer and to vibrate to rotate the wafer at a constant trajectory during polishing. 제1항에 있어서, 상기 제1 연마 패드 및 상기 제2 연마 패드 각각은,
일정한 패턴을 갖도록 형성되는 다수의 그루부들(grooves)을 더 포함하며,
상기 제1 연마 패드에 형성되는 다수의 그루브들 사이에 상기 다수의 제1 단위 연마 셀들이 형성되고, 상기 제2 연마 패드에 형성되는 다수의 그루브들 사이에 상기 다수의 제2 단위 연마 셀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.The method of claim 1, wherein each of the first polishing pad and the second polishing pad,
Further comprising a plurality of grooves (grooves) formed to have a predetermined pattern,
The plurality of first unit polishing cells are formed between the plurality of grooves formed in the first polishing pad, and the plurality of second unit polishing cells are formed between the plurality of grooves formed in the second polishing pad. Double-side polishing device, characterized in that. 제4항에 있어서, 상기 다수의 그루부들은,
세로 방향으로 일정한 간격마다 이격되어 형성되는 세로 그루브들; 및
상기 세로 그루브들과 수직 교차되도록 가로 방향으로 일정한 간격마다 이격되어 형성되는 가로 그루브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.The method of claim 4, wherein the plurality of grooves,
Vertical grooves spaced apart at regular intervals in the vertical direction; And
And horizontal grooves spaced apart at regular intervals in the horizontal direction so as to vertically intersect the vertical grooves. 제1항에 있어서,
상기 다수의 제1 단위 연마 셀들의 면적은 상기 다수의 제2 단위 연마 셀들의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.The method of claim 1,
And an area of the plurality of first unit polishing cells is larger than an area of the plurality of second unit polishing cells. 제1항에 있어서,
상기 제1 단위 연마 셀의 가로 길이와 상기 제2 단위 연마 셀의 가로 길이의 비율 및 상기 제1 단위 연마 셀의 세로 길이와 상기 제2 단위 연마 셀의 세로 길이의 비율은 모두 2~4:1인 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.The method of claim 1,
The ratio of the lateral length of the first unit polishing cell to the lateral length of the second unit polishing cell, and the ratio of the longitudinal length of the first unit polishing cell and the longitudinal length of the second unit polishing cell are 2 to 4: 1. Double-side polishing apparatus characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서,
상기 다수의 제1 단위 연마 셀들의 가로 및 세로의 길이는 40mm × 40mm, 60mm × 60mm, 및 80mm × 80mm 중 어느 하나이고, 상기 다수의 제2 단위 연마 셀들의 가로 및 세로 길이는 40mm × 40mm인 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.The method of claim 1,
The width and length of the plurality of first unit polishing cells are any one of 40 mm × 40 mm, 60 mm × 60 mm, and 80 mm × 80 mm, and the width and length of the plurality of second unit polishing cells are 40 mm × 40 mm. Double-side polishing apparatus, characterized in that.
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KR101487413B1 (en) * 2013-09-04 2015-01-29 주식회사 엘지실트론 Apparatus for polishing wafer

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