KR20160139620A - Chemical mechanical polishing apparatus for substrate - Google Patents

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KR20160139620A
KR20160139620A KR1020150074824A KR20150074824A KR20160139620A KR 20160139620 A KR20160139620 A KR 20160139620A KR 1020150074824 A KR1020150074824 A KR 1020150074824A KR 20150074824 A KR20150074824 A KR 20150074824A KR 20160139620 A KR20160139620 A KR 20160139620A
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

Disclosed are a method for controlling the temperature of a polishing pad and an apparatus for polishing a substrate, which can control the temperature of a polishing pad and uniformly maintain the polishing quality of a substrate. The apparatus for polishing a substrate includes: a polishing surface plate having the polishing pad for polishing the substrate; a substrate carrier grasping the substrate to come into contact with the polishing pad; and a temperature control unit prepared in the upper portion of the polishing pad and providing a control medium for controlling the temperature of the polishing pad.

Description

화학 기계적 기판 연마장치{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS FOR SUBSTRATE}Technical Field [0001] The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus,

본 발명은 기판의 화학 기계적 연마장치에 관한 것으로, 연마면의 균일도를 향상시킬 수 있도록 연마패드의 온도를 조절할 수 있는 화학 기계적 기판 연마장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus for a substrate, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus capable of adjusting the temperature of a polishing pad so as to improve the uniformity of the polishing surface.

최근 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 반도체 공정 기술이 발전되고 있다.BACKGROUND ART [0002] Recently, with the rapid spread of an information medium such as a computer, semiconductor devices are rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at high speed and to have a large storage capacity. In response to this demand, semiconductor processing technology is being developed in the direction of improving the degree of integration, reliability, and response speed and the like.

반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 실리콘 기판은 다결정의 실리콘을 원재료로 하여 만들어진 단결정 실리콘 박판을 말한다. 기판을 제조하는 공정은 성장된 실리콘 단결정 잉곳(ingot)을 박판으로 자르는 슬라이싱(slicing) 공정, 기판의 두께를 균일화하고 평면화하는 래핑(lapping) 공정, 슬라이싱 공정 및 래핑 공정에서 발생한 데미지를 제거 또는 완화하는 에칭(etching) 공정, 기판 표면을 경면화하는 연마(polishing) 공정 및 연마가 완료된 기판을 세척하고 표면에 부착된 이물질을 제거하는 세정(cleaning) 공정을 포함하여 이루어진다.A silicon substrate widely used as a material for manufacturing semiconductor devices refers to a single crystal silicon thin plate made of polycrystalline silicon as a raw material. The substrate manufacturing process includes a slicing process for cutting a grown silicon single crystal ingot into thin plates, a lapping process for uniformizing and flattening the thickness of the substrate, a process for eliminating or alleviating damages caused in the slicing process and the lapping process A polishing process for mirror-polishing the surface of the substrate, and a cleaning process for cleaning the polished substrate and removing foreign matters adhered to the surface.

여기서, 연마 공정은 기판의 표면 변질층을 제거하고 두께 균일도를 개선시키는 스톡(stock) 연마와 기판의 표면을 경면으로 가공하는 파이널(final) 연마로 나뉜다.Here, the polishing process is divided into stock polishing, which removes the surface alteration layer of the substrate and improves the thickness uniformity, and final polishing which polishes the surface of the substrate to mirror surface.

파이널 연마 공정은 기판에 일정한 압력을 가하여 고정시키는 연마헤드(polishing head)와 연마포가 부착된 테이블인 정반이 회전하면서 작용하는 기계적 반응과 콜로이달 실리카로 구성된 연마 슬러리에 의한 화학적인 반응에 의해 연마되는 화학 기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP) 장치가 사용된다.In the final polishing process, a polishing head, which fixes a substrate with a predetermined pressure, and a polishing table, which is a table with a polishing cloth, are mechanically polished by a chemical reaction by a polishing slurry composed of a colloidal silica, A chemical mechanical polishing (CMP) apparatus is used.

이러한 CMP 장치는, 기판을 파지하는 장치로서 기판 캐리어가 사용되는데, 기판 캐리어는, 기판을 직접 및 간접적으로 진공 흡착하여 파지하며, 멤브레인(membrane) 타입이 주로 사용되고 있다. 또한, 기판의 표면에 단순히 균일한 압력을 가하여 연마하는 단계를 넘어서, 하나의 기판에 국부적으로 다른 압력을 가하여 기판의 연마 프로파일을 다양하게 조절할 수 있는 다중영역분할 연마식의 기판 캐리어가 제안된 바 있다.In such a CMP apparatus, a substrate carrier is used as an apparatus for holding a substrate. The substrate carrier holds the substrate directly and indirectly by vacuum suction, and a membrane type is mainly used. In addition, there has been proposed a multi-layer split polishing type substrate carrier capable of variously adjusting the polishing profile of a substrate by applying a different local pressure to one substrate, beyond simply polishing the surface of the substrate by applying a uniform pressure have.

한편, 연마 시 온도에 따라 기판의 연마된 프로파일이 영향을 받는다. 예를 들어, 기판의 연마 시 온도가 상승하면 연마 슬러리의 화학적 작용을 증가시켜서 결과적으로 연마속도를 증가시키게 되고, 연마율을 증가시키게 된다. 즉, 연마속도는 온도의 함수이기 때문에 연마 환경에서 정확하게 온도를 제어하는 것의 중요성이 강조되고 있다.On the other hand, the polished profile of the substrate is affected by the polishing temperature. For example, an increase in temperature during polishing of a substrate increases the chemical action of the polishing slurry, which results in an increase in the polishing rate and an increase in the polishing rate. That is, since the polishing rate is a function of the temperature, the importance of accurately controlling the temperature in the polishing environment is emphasized.

그런데, 기존에 연마패드에 출입하는 냉각수의 유속을 변경시킴으로써 연마패드의 온도를 제어하는 방법이 있었다. 그러나 기존의 연마패드 온도 제어 방법으로는, 열반응이 너무 늦어서 연마 환경에서 정확한 온도제어를 제공할 수 없었다.
However, there has been a conventional method of controlling the temperature of the polishing pad by changing the flow rate of cooling water flowing into and out of the polishing pad. However, with conventional polishing pad temperature control methods, the thermal response was too slow to provide accurate temperature control in a polishing environment.

본 발명의 실시예들에 따르면, 연마패드의 온도를 제어할 수 있고, 기판의 연마 균일도를 향상시킬 수 있는 화학 기계적 기판 연마장치가 개시된다.According to embodiments of the present invention, a chemical mechanical polishing apparatus capable of controlling the temperature of the polishing pad and improving the polishing uniformity of the substrate is disclosed.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판 연마장치는, 기판의 연마를 위한 연마패드를 구비하는 연마정반, 상기 연마패드에 접촉되도록 상기 기판을 파지하는 기판 캐리어 및 상기 연마패드 상부에 구비되어서 상기 연마패드의 온도를 조절하기 위한 조절매체를 제공하는 온도조절부를 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, a substrate polishing apparatus includes a polishing pad having a polishing pad for polishing a substrate, a substrate carrier holding the substrate to be brought into contact with the polishing pad, And a temperature controller provided on the polishing pad to provide a conditioning medium for adjusting the temperature of the polishing pad.

일 측에 따르면, 상기 조절매체는 액체나 가스 또는 액체와 가스가 혼합된 유체 중 어느 하나의 유체를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 조절매체는 DI 또는 슬러리가 사용될 수 있다. 또한, 상기 온도조절부는 상기 연마패드 전체에 상기 조절매체를 제공하도록 구비되거나, 상기 연마패드에서 주변과 온도가 다른 부분에만 국소적으로 상기 조절매체를 제공하도록 구비될 수 있다.According to one aspect, the conditioning medium may provide any one of a liquid or a gas or a fluid-gas mixture. For example, the conditioning medium may be DI or a slurry. Also, the temperature controller may be provided to provide the control medium to the entire polishing pad, or may be provided to locally provide the control medium only at a portion of the polishing pad where the temperature is different from the surrounding temperature.

일 측에 따르면, 상기 온도조절부는 적어도 하나 이상의 분사부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 분사부는 노즐, 슬릿 또는 홀 중 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 분사부는 슬릿 형태를 갖고, 상기 분사부는 상기 연마패드의 표면에 대해서 경사지게 조절매체를 제공할 수 있도록 형성될 수 있다.According to one aspect, the temperature regulating unit may include at least one or more jetting units. For example, the injection unit may be formed in any one of a nozzle, a slit, and a hole. Further, the jetting portion may have a slit shape, and the jetting portion may be formed to provide an adjusting medium at an angle to the surface of the polishing pad.

일 측에 따르면, 상기 온도조절부는 복수의 분사부가 상기 기판 둘레를 따라 배치될 수 있다. 또한, 상기 온도조절부는 상기 기판이 연마되는 위치와 인접한 위치에 조절매체를 제공하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 온도조절부는 상기 분사부가 상기 연마패드의 표면에 대해서 경사지게 배치될 수 있다. 또한, 상기 온도조절부는 상기 조절매체가 분사되는 방향이 상기 연마패드의 회전 방향과 일치하도록 경사지게 구비될 수 있다. 그리고 상기 온도조절부는 상기 조절매체가 분사되는 방향이 상기 연마패드의 회전 방향에 대해서 일 접선 방향으로 분사되도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 온도조절부는 상기 조절매체가 분사되는 방향과 반대쪽에, 상기 조절매체가 비산되는 것을 방지하는 비산 방지부를 더 구비할 수 있다.According to one aspect, the temperature regulating portion may be arranged along the periphery of the substrate with a plurality of jetting portions. In addition, the temperature controller may be provided to provide a conditioning medium at a position adjacent to a position where the substrate is polished. Further, the temperature regulating portion may be disposed such that the jetting portion is inclined with respect to the surface of the polishing pad. In addition, the temperature controller may be inclined such that the direction in which the control medium is ejected coincides with the rotation direction of the polishing pad. The temperature regulator may be arranged such that the direction in which the control medium is ejected is injected in one tangential direction with respect to the rotation direction of the polishing pad. The temperature control unit may further include a scattering prevention unit disposed on a side opposite to a direction in which the control medium is ejected to prevent the control medium from being scattered.

일 측에 따르면, 상기 기판의 연마 프로파일을 측정하는 평탄도 측정부가 구비되고, 상기 온도조절부는 상기 평탄도 측정부의 측정 결과에 따라서 상기 조절매체의 공급량과 공급시간 및 공급유속 중 어느 하나의 조건이 조절될 수 있다. 또한, 상기 온도조절부는 상기 평탄도 측정부의 측정 결과에 따라서 상기 조절매체의 제공 위치를 변경할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a flatness measuring unit for measuring a polishing profile of the substrate, wherein the temperature adjusting unit adjusts the condition of the supply amount of the conditioning medium, the supply time and the supply flow rate according to a measurement result of the flatness measuring unit Lt; / RTI > In addition, the temperature controller may change the providing position of the control medium according to the measurement result of the flatness measuring unit.

일 측에 따르면, 상기 연마패드의 온도를 측정하는 온도 측정부가 구비되고, 상기 온도조절부는 상기 온도 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 조절매체의 공급량과 공급시간 및 공급유속 중 어느 하나의 조건이 조절될 수 있다. 또한, 상기 온도조절부는 상기 온도 측정부의 측정 결과에 따라서 상기 조절매체의 제공 위치를 변경할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a temperature measuring unit for measuring the temperature of the polishing pad, wherein the temperature adjusting unit adjusts the temperature of the polishing pad according to the temperature measured by the temperature measuring unit, Lt; / RTI > Also, the temperature controller may change the providing position of the control medium according to the measurement result of the temperature measuring unit.

일 측에 따르면, 상기 온도조절부는 상기 기판의 연마 중 또는 연마 후에 상기 조절매체를 제공할 수 있다.According to one aspect, the temperature regulating section may provide the conditioning medium during polishing or after polishing of the substrate.

본 발명의 다양한 실시예는 아래의 효과 중 하나 이상을 가질 수 있다.Various embodiments of the present invention may have one or more of the following effects.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 연마패드에 소정의 조절매체를 제공하여 연마패드의 온도 및 기판의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 연마패드의 온도를 조절하고 일정하게 유지시킴으로써 연마속도와 연마율 및 기판의 평탄도를 조절할 수 있다.
As described above, according to the embodiments of the present invention, the polishing pad can be provided with a predetermined control medium to control the temperature of the polishing pad and the temperature of the substrate. In addition, the polishing rate, the polishing rate, and the flatness of the substrate can be controlled by adjusting the temperature of the polishing pad and keeping it constant.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 기판 연마장치 및 세정 공정을 행하는 배치 구조를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 연마장치의 배치 구조를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판 연마장치의 모식도이다.
도 4와 도 5는 도 1의 기판 연마장치에서 온도조절부를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도조절부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view showing a chemical mechanical polishing apparatus and an arrangement structure for carrying out a cleaning process according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a plan view showing the arrangement structure of the substrate polishing apparatus of Fig. 1. Fig.
3 is a schematic view of the substrate polishing apparatus of FIG.
4 and 5 are plan views for explaining the temperature control unit in the substrate polishing apparatus of FIG.
6 is a block diagram for explaining the operation of the temperature controller according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected,""coupled," or "connected. &Quot;

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 화학 기계적 기판 연마장치(1) 및 연마패드(PP)의 온도 조절 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 기판 연마장치(1) 및 세정 공정을 행하는 배치 구조를 도시한 평면도이다. 그리고 도 2는 도 1의 기판 연마장치(1)의 배치 구조를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1의 기판 연마장치(1)의 모식도이다. 또한, 도 4와 도 5는 도 1의 기판 연마장치(1)에서 온도조절부(100)를 설명하기 위한 평면도들이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도조절부(100)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.Hereinafter, the method of controlling the temperature of the chemical mechanical polishing apparatus 1 and the polishing pad PP according to the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a plan view showing a chemical mechanical polishing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention and a layout structure for performing a cleaning process. FIG. 2 is a plan view showing the arrangement structure of the substrate polishing apparatus 1 of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic view of the substrate polishing apparatus 1 of FIG. 4 and 5 are plan views for explaining the temperature control unit 100 in the substrate polishing apparatus 1 of FIG. 6 is a block diagram for explaining the operation of the temperature controller 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 기판 연마장치(1)는, 기판(W)을 보유한 상태로 이동하는 기판 캐리어(C)와, 제1 연마정반(P1)과 제2 연마정반(P2)을 통과하도록 배열되고 기판 캐리어(C)가 이동할 수 있게 설치된 제1 가이드 레일(G1)과, 제3 연마정반(P3)과 제4 연마정반(P4)을 통과하게 배열되어 기판 캐리어(C)가 이동할 수 있게 설치된 제2 가이드 레일(G2)과, 제1 가이드 레일(G1)과 제2 가이드 레일(G2) 사이에 배열되어 기판 캐리어(C)가 이동하는 제3 가이드 레일(G3)과, 제1 가이드 레일(G1)의 일단과 이격된 제1 위치(S4)와 제2 가이드 레일(G2)의 일단과 이격된 제2 위치(S4')를 연결하는 제1 연결 레일(CR1)과, 제1 가이드 레일(G1)의 타단과 이격된 제3 위치(S1)와 제2 가이드 레일(G2)의 타단과 이격된 제4 위치(S1')를 연결하는 제2 연결 레일(CR2)과, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동하면서 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있는 제1 캐리어 홀더(H1) 및 제2 캐리어 홀더(H2)와, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동하면서 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있는 제3 캐리어 홀더(H3) 및 제4 캐리어 홀더(H4)를 포함하여 구성된다.1 and 2, a chemical mechanical polishing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a substrate carrier C that moves in a state holding a substrate W, A first guide rail G1 which is arranged to pass through the first polishing table P1 and the second polishing table P2 so that the substrate carrier C is movable and a second guide rail G1 which is arranged so that the third and fourth polishing tables P3, A second guide rail G2 arranged to allow the substrate carrier C to move and a second guide rail G2 arranged between the first guide rail G1 and the second guide rail G2, And a second position S4 'spaced apart from one end of the second guide rail G2 at a first position S4 spaced apart from one end of the first guide rail G1 And a third position S1 spaced from the other end of the first guide rail G1 and a fourth position S1 'spaced apart from the other end of the second guide rail G2 The second year A first carrier holder H1 and a second carrier holder H2 capable of receiving the substrate carrier C while moving along the first connection rail CR1 and a second carrier holder H2 And a third carrier holder H3 and a fourth carrier holder H4 that can receive the substrate carrier C while moving along the first carrier holder H3.

기판 캐리어(C)는 가이드 레일(G1, G2, G3; G)에서는 단독으로 이동하며, 연결 레일(CR1, CR2; CR)에서는 캐리어 홀더(H1, H2, H3, H4; H)에 수용된 상태로 캐리어 홀더(H)의 이동에 의해 이동한다. 도 1 및 도 2의 배치도에서 다수의 수직선으로 형성된 직사각형 형태가 기판 캐리어(C)를 단순화하여 표시한 것이다.The substrate carrier C moves independently in the guide rails G1, G2 and G3 and is accommodated in the carrier holders H1, H2, H3 and H4 in the connection rails CR1 and CR2 And is moved by the movement of the carrier holder (H). A rectangular shape formed by a plurality of vertical lines in the arrangement diagrams of Figs. 1 and 2 is a simplified representation of the substrate carrier C.

제1 가이드 레일(G1)은 기판 캐리어(C)가 보유하고 있는 기판(W)을 제1 연마정반(P1)과 제2 연마정반(P2)에서 각각 화학 기계적 연마 공정을 할 수 있도록 배치된다. 마찬가지로, 제2 가이드 레일(G2)은 기판 캐리어(C)가 보유하고 있는 기판(W)를 제3 연마정반(P3)과 제4 연마정반(P4)에서 각각 화학 기계적 연마 공정을 할 수 있도록 배치된다. 제3 가이드 레일(G3)에는 연마정반이 배치되지 않고, 기판 캐리어(C)가 이동하는 경로를 형성한다. 다만, 연결 레일(CR)에는 각각 2개씩의 캐리어 홀더(H)가 배치되므로, 연결 레일(CR)의 끝단(S1, S4)에서 다른 끝단(S1', S4')으로 이동하기 위해서는 한번에 이동할 수 없으므로, 제3 가이드 레일(G3)이 배열되는 임의의 위치에서 기판 캐리어(C)가 캐리어 홀더(H)를 갈아타기 위한 임시 적재소(TS)의 역할을 한다.The first guide rail G1 is disposed so that the substrate W held by the substrate carrier C can be chemically mechanically polished in the first polishing table P1 and the second polishing table P2. Similarly, the second guide rail G2 is disposed so that the substrate W held by the substrate carrier C can be subjected to a chemical mechanical polishing process in the third polishing table P3 and the fourth polishing table P4, respectively do. A polishing platen is not disposed on the third guide rail G3, and a path through which the substrate carrier C moves is formed. In order to move from the ends S1 and S4 of the connecting rail CR to the other ends S1 'and S4', the carrier holder H can be moved at one time because two carrier holders H are disposed on the connecting rail CR. The substrate carrier C serves as a temporary storage unit TS for exchanging the carrier holder H at any position where the third guide rail G3 is arranged.

연결 레일(CR)은 가이드 레일(G)과 이격된 상태를 유지하며, 상하 높이 차이를 두고 배치될 수도 있다.The connecting rails CR are spaced apart from the guide rails G and may be disposed with a difference in height between the up and down directions.

캐리어 홀더(H)는 기판 캐리어(C)를 수용하기 위한 홀더 레일(HR)이 형성되고, 연결 레일(CR)의 배치와 무관하게 가이드 레일(G)을 따라 이동하는 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있게 구성된다. 캐리어 홀더(H)는 하나의 연결 레일(CR)마다 2개씩 배치된다. 제1 연결 레일(CR1)에 대해서는 제1 캐리어 홀더(H1)와 제2 캐리어 홀더(H2)가 설치되어 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동할 수 있다. 그리고 제2 연결 레일(CR2)에 대해서는 제3 캐리어 홀더(H3)와 제4 캐리어 홀더(H4)가 설치되어 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동할 수 있다.The carrier holder H includes a holder rail HR for receiving the substrate carrier C and accommodates a substrate carrier C moving along the guide rail G regardless of the arrangement of the connecting rails CR . Two carrier holders H are arranged for each connection rail CR. A first carrier holder H1 and a second carrier holder H2 may be provided for the first connection rail CR1 and may move along the first connection rail CR1. A third carrier holder H3 and a fourth carrier holder H4 are provided for the second connection rail CR2 and can move along the second connection rail CR2.

제1 캐리어 홀더(H1)는 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(C)를 수용한 상태로 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(C)가 제 1가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 이와 유사하게, 제2 캐리어 홀더(H2)는 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(C)를 수용한 상태로 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(C)가 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 또한, 제3 캐리어 홀더(H3)는 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(C)를 수용한 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(C)가 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 이와 유사하게, 제4 캐리어 홀더(H4)는 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(C)를 수용한 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(C)가 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.The first carrier holder H1 can receive the substrate carrier C positioned in any one of the first guide rail G1 and the third guide rail G3 and can hold the substrate carrier C in a state of accommodating the substrate carrier C The first and second guide rails G1 and G3 are reciprocatable along the first connecting rail CR1 and reciprocate along the first connecting rail CR1 so that the substrate carrier C accommodated in the first and second guide rails G1 and G3 Move to a position where you can move to either one. Similarly, the second carrier holder H2 may receive the substrate carrier C located in either the third guide rail G3 or the second guide rail G2, and may receive the substrate carrier C The substrate carrier C reciprocatingly moved along the first connection rail CR1 is reciprocated along the first connection rail CR1 while being supported by the third guide rail G3 and the second guide rail CR1, (G2). ≪ / RTI > The third carrier holder H3 can accommodate the substrate carrier C positioned in any one of the first guide rail G1 and the third guide rail G3 and can hold the substrate carrier C in a state The substrate carrier C reciprocating along the second connecting rail CR2 is reciprocally moved along the second connecting rail CR2 to the first guide rail G1 and the third guide rail G3 To a position where it can be moved to any one of them. Similarly, the fourth carrier holder H4 may receive the substrate carrier C located in either the third guide rail G3 or the second guide rail G2, and may receive the substrate carrier C The substrate carrier C reciprocatingly moved along the second connection rail CR2 is reciprocable along the second connection rail CR2 while being supported by the third guide rail G3 and the second guide rail CR2, (G2). ≪ / RTI >

기판 캐리어(C)는 제3 캐리어 홀더(H3)나 제4 캐리어 홀더(H4)에 수용된 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동하면서, 화학 기계적 연마 공정이 수행될 예정인 새로운 기판(W)을 로딩 유닛(20)에서 공급받는다. 로딩 유닛(20)과 예비 세정 장치(30) 및 언로딩 유닛(10)은 제3 캐리어 홀더(H3) 및 제4 캐리어 홀더(H4)의 이동 영역에 각각 배치된다.The substrate carrier C is moved along the second connection rail CR2 while being accommodated in the third carrier holder H3 or the fourth carrier holder H4 so that a new substrate W to be subjected to the chemical- Is supplied from the loading unit (20). The loading unit 20, the preliminary cleaning device 30 and the unloading unit 10 are respectively disposed in the moving regions of the third carrier holder H3 and the fourth carrier holder H4.

화학 기계적 연마 공정을 완료한 기판(W)은 예비 세정 장치(30)에서 예비 세정되며, 예비 세정된 기판(W)은 언로딩 유닛(10)에서 반전기(미도시)에 의하여 180° 뒤집힌 상태로 세정 유닛(C1, C2; C1', C2')으로 이송된다. 예비 세정 장치(30)는 기판 캐리어(C)에 탑재되어 있는 기판(W)의 연마면에 높은 수압으로 세정액을 분사하는 세정 노즐이 구비되고, 세정 노즐이 이동하면서 기판(W)의 연마면 전체에 세정액을 고압 분사함으로써, 기판(W) 연마면의 슬러리나 연마 입자 등의 큰 이물질을 제거한다. 그리고 예비 세정 장치(30)에 의하여 기판(W)의 연마면에서 이물질을 제거함으로써, 기판 캐리어(C)가 그 다음에 이동하는 언로딩 유닛(10)에서 반전기가 기판(W)을 기판 캐리어(C)로부터 인계 받아 연마면(SW)이 상측으로 위치하게 180° 뒤집는 공정에서, 기판(W)이 반전기의 암에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.The substrate W having undergone the chemical mechanical polishing process is preliminarily cleaned in the preliminary cleaner 30 and the preliminarily cleaned substrate W is inverted by 180 DEG in the unloading unit 10 To the cleaning units C1, C2 (C1 ', C2'). The preliminary cleaning apparatus 30 is provided with a cleaning nozzle for spraying a cleaning liquid at a high water pressure on the polishing surface of the substrate W mounted on the substrate carrier C, So as to remove large foreign substances such as slurry and abrasive particles on the polished surface of the substrate W. Then, the foreign material is removed from the polishing surface of the substrate W by the preliminary cleaning apparatus 30, so that the reversing unit 10 in the unloading unit 10 in which the substrate carrier C moves next moves the substrate W to the substrate carrier C, the substrate W can be prevented from being contaminated by the arm of the inverter in the process of turning the polishing surface SW upside down by 180 °.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 기판 연마장치(1)를 이용하여 기판(W)의 화학 기계적 연마 공정을 행하는 일 실시형태를 상술한다.An embodiment for carrying out the chemical mechanical polishing process of the substrate W using the chemical mechanical polishing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention constituted as described above will be described in detail.

2개의 로딩 유닛(20)에 새로운 제1 기판(W1)과 제2 기판(W)이 각각 공급되면, 제1 기판(W1)은 제3 캐리어 홀더(H3)의 기판 캐리어(C)에 탑재되고, 제2 기판(W2)은 제4 캐리어 홀더(H4)의 기판 캐리어(C)에 탑재된다.When a new first substrate W1 and a second substrate W are supplied to the two loading units 20 respectively, the first substrate W1 is mounted on the substrate carrier C of the third carrier holder H3 And the second substrate W2 is mounted on the substrate carrier C of the fourth carrier holder H4.

다음으로, 제3 캐리어 홀더(H3)와 제4 캐리어 홀더(H4)는 각각 이동하여 제3 위치(S1) 및 제4 위치(S1')로 이동한 후, 제3 캐리어 홀더(H3)로부터 기판 캐리어(C)는 제1 가이드 레일(G1)로 이동하고, 제4 캐리어 홀더(H4)로부터 기판 캐리어(C)는 제3 가이드 레일(G3)로 이동한다. 여기서, 제1 가이드 레일(G1)을 따라 이동하는 기판 캐리어(C)는 제1 연마정반(P1) 상에서 제1 기판(W1)에 대한 제1 화학 기계적 연마공정이 수행되고, 제1 화학 기계적 연마 공정을 마친 후에는 다시 제1 가이드 레일(G1)을 따라 이동(S2)하여 제2 연마정반(P2) 상에서 제1 기판(W1)에 대한 제2 화학 기계적 연마공정이 수행된다.Next, the third carrier holder H3 and the fourth carrier holder H4 move to the third position S1 and the fourth position S1 ', respectively, and then the third carrier holder H3 and the fourth carrier holder H4 move from the third carrier holder H3 to the substrate holder The carrier C moves to the first guide rail G1 and the substrate carrier C moves from the fourth carrier holder H4 to the third guide rail G3. Here, the substrate carrier C moving along the first guide rail G1 is subjected to a first chemical mechanical polishing process on the first substrate W1 on the first polishing surface P1, and the first chemical mechanical polishing A second chemical mechanical polishing process for the first substrate W1 is performed on the second polishing table P2 by moving along the first guide rail G1 again.

다음으로, 기판 캐리어(C)는 S3 위치에서 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동하는 제1 캐리어 홀더(H1)로 옮겨져 제1 캐리어 홀더(H1)가 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동함과 함께 이동하였다가, 제1 분기위치(S5)에서 다시 제3 가이드 레일(G3)의 S6 위치로 넘어와 제3 가이드 레일(G3)을 따라 이동한 후, 제2 분기위치(S7)에서 제3 캐리어 홀더(H1)로 옮겨진 이후에, 예비세정장치(30)로 이동한다. 즉, 도면 상에서 표시된 경로를 따라 이동하면서 2단계의 화학 기계적 연마 공정이 행해진다.The substrate carrier C is then moved from the S3 position to the first carrier holder H1 moving along the first connection rail CR1 so that the first carrier holder H1 moves along the first connection rail CR1 Moves to the S6 position of the third guide rail G3 again in the first branching position S5 and moves along the third guide rail G3 and then moves in the second branching position S7 After being transferred to the third carrier holder (H1), it moves to the preliminary cleaning device (30). That is, the two-step chemical mechanical polishing process is performed while moving along the path shown in the drawing.

그리고 나서, 2단계의 화학 기계적 연마 공정이 행해진 제1 기판(W1)의 연마면을 세정하고, 언로딩 유닛(10)으로 이송되어 반전기에 옮겨진 이후에 180° 반전된 상태로 메인 세정 공정으로 이송된다.Thereafter, the polished surface of the first substrate W1 subjected to the chemical mechanical polishing process of the second step is cleaned, transferred to the unloading unit 10 and transferred to the reverser, and then transferred to the main cleaning process do.

이와 유사하게, 제2 가이드 레일(G2)을 따라 이동하는 기판 캐리어(C)는 제4 연마정반(P4) 상에서 제2 기판(W2)에 대한 제1 화학 기계적 연마공정을 행하고, 제1 화학 기계적 연마 공정을 마친 후에는 다시 제2 가이드 레일(G2)을 따라 이동(S2)하여 제3 연마정반(P3) 상에서 제2 기판(W2)에 대한 제2 화학 기계적 연마공정을 행한다.Similarly, the substrate carrier C moving along the second guide rail G2 performs a first chemical mechanical polishing process on the second substrate W2 on the fourth polishing surface plate P4, After finishing the polishing process, the wafer W is moved along the second guide rail G2 again (S2) to perform a second chemical mechanical polishing process on the second substrate W2 on the third polishing table P3.

그 다음으로, 기판 캐리어(C)는 S3 위치에서 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동하는 제2 캐리어 홀더(H2)로 옮겨져 제2 캐리어 홀더(H2)가 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동함과 함께 이동하였다가, S5위치에서 다시 제3 가이드 레일(G3)의 S6 위치로 넘어와 제3 가이드 레일(G3)을 따라 이동한 후, S7위치에서 제3 캐리어 홀더(H1)로 옮겨진 이후에, 예비세정장치(30)로 이동한다. 즉, 표시된 경로를 따라 이동하면서 2단계의 화학 기계적 연마 공정이 행해진다.Subsequently, the substrate carrier C is transferred from the S3 position to the second carrier holder H2, which moves along the first connecting rail CR1, and the second carrier holder H2 is moved along the first connecting rail CR1 Moves from the position S7 to the third carrier holder H1 after moving from the position S5 to the position S6 of the third guide rail G3 and moving along the third guide rail G3, Thereafter, it moves to the preliminary washing device 30. That is, the two-step chemical mechanical polishing process is performed while moving along the indicated path.

다음으로, 2단계의 화학 기계적 연마 공정이 행해진 제2 기판(W2)의 연마면을 세정하고, 언로딩 유닛(10)으로 이송되어 반전기(50)에 옮겨진 이후에 180° 반전된 상태로 메인 세정 공정으로 이송된다.Next, the polished surface of the second substrate W2 subjected to the two-step chemical mechanical polishing process is cleaned, transferred to the unloading unit 10 and transferred to the inverter 50, And transferred to the cleaning process.

이와 같이, 상기와 같이 구성된 화학 기계적 기판 연마장치(1)를 이용하여 서로 다른 2개의 기판(W1, W2)에 대한 2단계의 화학 기계적 연마 공정을 동시에 행할 수 있다.
As described above, the two-step chemical mechanical polishing process for the two different substrates W1 and W2 can be performed at the same time by using the chemical mechanical polishing apparatus 1 configured as described above.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 연마정반(P) 표면에는 기판(W)이 접촉되어 기판(W)을 연마하기 위한 폴리텍스 재질의 연마패드(PP)가 부착되고, 연마정반(P) 하부에 회전축이 구비된다. 연마패드(PP)에 기판(W)이 접촉된 상태에서 기판 캐리어(C)와 연마정반(P)이 각각 소정 속도로 회전함에 따라 기판(W)이 연마된다.3 to 5, a polishing pad PP made of a polytecontact for abrading the substrate W is attached to the surface of the polishing table P. The polishing pad PP is attached to the surface of the polishing table P, As shown in Fig. The substrate W is polished as the substrate carrier C and the polishing platen P rotate at a predetermined speed in a state where the substrate W is in contact with the polishing pad PP.

한편, 기판(W)이 연마되는 동안, 기판(W)과 연마패드(PP) 사이에서 발생하는 마찰열로 인해 연마패드(PP) 표면의 온도가 상승하게 된다. 연마 시 온도가 상승하게 되면 슬러리의 화학적 작용이 증가하기 때문에, 기판(W)의 연마 프로파일에 영향을 받게 된다. 따라서, 기판(W) 및 연마패드(PP)의 온도를 일정하게 유지시키고, 조절함으로써 기판(W)의 연마 결과를 제어할 수 있고, 연마속도와 연마율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the temperature of the surface of the polishing pad PP is increased due to the frictional heat generated between the substrate W and the polishing pad PP while the substrate W is being polished. When the temperature is raised during polishing, the chemical action of the slurry is increased, so that it is affected by the polishing profile of the substrate W. Therefore, the polishing result of the substrate W can be controlled by maintaining and regulating the temperature of the substrate W and the polishing pad PP constantly, and the polishing rate and the polishing rate can be improved.

본 실시예에서는 연마패드(PP)의 온도를 조절하기 위해서 연마패드(PP) 상부에 연마패드(PP)의 온도를 조절하기 위한 소정의 조절매체를 제공하는 온도조절부(100)가 구비된다. 온도조절부(100)는 액체나 기체 또는 액체와 기체가 혼합된 유체 중 어느 하나의 유체로 이루어진 조절매체를 제공한다. 또한, 온도조절부(100)는 연마패드(PP)의 온도를 조절하기 위한 소정 온도로 조절매체를 제공한다. 또한, 온도조절부(100)는 연마패드(PP)의 온도를 조절하기 위한 것으로, 연마패드(PP)를 냉각시키는 것과 연마패드(PP)를 가열하는 것을 모두 포함한다. 예를 들어, 조절매체로는 소정 온도의 DI 나 슬러리가 사용될 수 있다. 여기서, 온도조절부(100)에서 슬러리를 조절매체로 사용하는 경우, 연마패드(PP)의 온도에 비해서 낮은 온도의 슬러리가 제공되므로 연마패드(PP)의 온도를 냉각시킴과 더불어, 연마패드(PP) 상의 슬러리의 농도를 변화시키거나 희석시키지 않으므로 연마 환경을 일정하게 유지시킬 수 있는 장점이 있다.In this embodiment, a temperature regulator 100 is provided on the polishing pad PP to regulate the temperature of the polishing pad PP to provide a predetermined regulating medium for regulating the temperature of the polishing pad PP. The temperature regulator 100 provides a regulating medium consisting of a liquid or a gas or a fluid in which a liquid and a gas are mixed. In addition, the temperature controller 100 provides a conditioning medium at a predetermined temperature for adjusting the temperature of the polishing pad PP. The temperature regulating portion 100 is for regulating the temperature of the polishing pad PP and includes both cooling the polishing pad PP and heating the polishing pad PP. For example, DI or slurry at a predetermined temperature may be used as the regulating medium. Here, when the slurry is used as the control medium in the temperature controller 100, since the slurry is provided at a temperature lower than the temperature of the polishing pad PP, the temperature of the polishing pad PP is cooled, PP) is not changed or diluted so that the polishing environment can be kept constant.

온도조절부(100)는 적어도 하나 이상의 분사부(101)를 포함하여 구성되며, 분사부(101)는 노즐이나 슬릿 또는 홀 등의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 온도조절부(100)는 복수의 노즐이나 슬릿 또는 홀이 직선 또는 곡선 등의 형태로 배치될 수 있다.The temperature adjusting unit 100 includes at least one jetting unit 101, and the jetting unit 101 may have a shape such as a nozzle, a slit, or a hole. For example, the temperature regulating unit 100 may be arranged in the form of a plurality of nozzles, slits, or holes in a straight line, a curved line, or the like.

온도조절부(100)는 연마패드(PP)의 소정 위치에 조절매체를 제공하도록 구비되는데, 연마공정 동안 기판(W)이 연마되는 위치에서 열이 더 많이 발생하므로, 온도조절부(100)는 기판(W) 주변에 구비될 수 있다. 예를 들어, 온도조절부(100)는 기판(W)이 연마되는 위치의 주변에 조절매체가 제공되도록 구비된다.The temperature regulator 100 is provided to provide a regulating medium at a predetermined position of the polishing pad PP because more heat is generated at a position where the substrate W is polished during the polishing process, And may be provided around the substrate W. For example, the temperature regulating portion 100 is provided so as to provide a conditioning medium around a position at which the substrate W is polished.

여기서, 온도조절부(100)가 연마패드(PP) 전체에 조절매체를 제공하도록 구비될 수 있다. 또는, 온도조절부(100)는 연마패드(PP)에서 온도가 주변과 다른 부분에만 국소적으로 조절매체를 제공하도록 구비될 수 있다.Here, the temperature regulating part 100 may be provided to provide a conditioning medium over the polishing pad PP. Alternatively, the temperature regulating unit 100 may be provided to locally provide the regulating medium only at the portion of the polishing pad PP where the temperature is different from the surrounding region.

온도조절부(100)는 연마패드(PP)에 제공되는 조절매체가 연마패드(PP) 표면에서 비산되는 것을 방지할 수 있도록 분사부(101)가 연마패드(PP) 표면에 대해서 소정 각도 경사지게 배치된다.The temperature regulating part 100 is arranged such that the jetting part 101 is inclined at a predetermined angle with respect to the surface of the polishing pad PP so as to prevent the control medium supplied to the polishing pad PP from being scattered on the surface of the polishing pad PP do.

온도조절부(100)는 연마패드(PP)의 온도를 효과적으로 균일하게 조절할 수 있도록 연마패드(PP) 또는 기판(W)의 회전 방향과 일치하는 방향으로 조절매체를 제공하도록 구비된다. 또한, 온도조절부(100)는 조절매체가 분사되는 방향이 연마패드(PP)의 회전 방향에 대해서 소정의 접선 방향으로 분사되도록 구비될 수 있다.The temperature controller 100 is provided to provide the conditioning medium in a direction coinciding with the rotation direction of the polishing pad PP or the substrate W so as to effectively and uniformly adjust the temperature of the polishing pad PP. In addition, the temperature regulator 100 may be provided such that the direction in which the control medium is ejected is injected in a predetermined tangential direction with respect to the rotation direction of the polishing pad PP.

온도조절부(100)는 조절매체가 분사되는 방향과 반대쪽에, 조절매체가 비산되는 것을 방지하는 비산 방지부(미도시)가 구비될 수 있다.The temperature control unit 100 may include a scattering prevention unit (not shown) on the opposite side of the direction in which the control medium is ejected to prevent the control medium from being scattered.

또한, 온도조절부(100)는 기판(W) 주변에 조절매체를 제공할 수 있도록 구비된다. 예를 들어, 온도조절부(100)는 기판(W) 주변에 구비되는 소정의 직선 형태를 가질 수 있다. 또한, 온도조절부(100)는 기판(W) 외주연부에 대해서 평행하거나 소정의 각도로 배치될 수 있다. 또는, 온도조절부(100)는 기판(W)의 둘레를 따르는 곡선 형태를 가질 수 있다.In addition, the temperature controller 100 is provided to provide a conditioning medium around the substrate W. For example, the temperature regulating unit 100 may have a predetermined linear shape provided around the substrate W. Further, the temperature regulating unit 100 may be arranged parallel to the outer circumferential edge of the substrate W or at a predetermined angle. Alternatively, the temperature regulating portion 100 may have a curved shape along the periphery of the substrate W. [

한편, 연마패드(PP) 일측에는 연마패드(PP)의 온도를 측정하기 위한 온도 측정부(102)가 구비되고, 온도조절부(100)는 온도 측정부(102)에서 측정된 결과에 따라 연마패드(PP)에 조절매체를 제공하는 것을 조절할 수 있다. 예를 들어, 온도조절부(100)는 온도 측정부(102)에서 측정된 결과에 따라 조절매체의 공급량이나 공급시간 또는 공급유속을 조절하여 연마패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다. 또는, 온도조절부(100)는 온도 측정부(102)에서 측정된 결과에 따라 연마패드(PP)의 온도 조절이 필요한 위치로 이동하여 조절매체가 공급될 수 있도록 조절매체의 제공 위치를 조절하는 것도 가능하다. 여기서, 온도 측정부(102)는 연마패드(PP) 또는 연마정반(P) 일측에 구비된 온도센서 일 수 있다. 또는 온도 측정부(102)는 연마패드(PP)의 표면을 촬영하는 카메라일 수 있다.On the other hand, a temperature measuring unit 102 for measuring the temperature of the polishing pad PP is provided at one side of the polishing pad PP, and the temperature adjusting unit 100 polishes It is possible to control providing the conditioning medium to the pad PP. For example, the temperature controller 100 may adjust the temperature of the polishing pad PP by adjusting the supply amount of the conditioning medium, the supply time, or the supply flow rate according to the result measured by the temperature measuring unit 102. Alternatively, the temperature controller 100 may adjust the supply position of the conditioning medium to move the polishing pad PP to a position where the temperature of the polishing pad PP needs to be adjusted according to the measurement result of the temperature measuring unit 102, It is also possible. Here, the temperature measuring unit 102 may be a temperature sensor provided on one side of the polishing pad PP or the polishing platen P. Or the temperature measuring unit 102 may be a camera for photographing the surface of the polishing pad PP.

또한, 기판 연마장치(1)의 일측에 기판(W)의 연마 프로파일을 측정하는 평탄도 측정부(103)가 구비되고, 온도조절부(100)는 평탄도 측정부(103)에서 측정된 결과에 따라서 조절매체의 공급량과 공급시간 및 공급유속을 조절할 수 있다.The flatness measuring unit 103 for measuring the polishing profile of the substrate W is provided at one side of the substrate polishing apparatus 1 and the temperature adjusting unit 100 is provided for measuring the polishing profile of the substrate W The supply amount and the supply time of the regulating medium and the supply flow rate can be adjusted according to the flow rate.

기판 연마장치(1)는 연마패드(PP)의 표면을 미리 정해진 압력으로 수직으로 가압하여 미세하게 절삭함으로써 연마패드(PP)의 표면에 형성된 다공이 표면에 나오도록 하는 컨디셔너(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 컨디셔너(미도시)는 연마패드(PP)의 표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 다공들이 막히지 않도록 연마패드(PP)의 표면을 미세하게 절삭하여, 연마패드(PP)의 발포 기공에 채워졌던 슬러리가 기판 캐리어(C)에 파지된 기판(W)에 원활하게 공급되도록 한다. 또한, 컨디셔너(미도시)는 컨디셔닝 공정 중에 연마패드(PP)에 접촉하는 컨디셔닝 디스크(미도시)를 파지한 홀더에 연결되어서 회전시키는 회전축(미도시)과, 컨디셔닝 디스크를 연마패드(PP)에 대해서 가압하는 실린더를 포함하여 구성된다. 그리고 컨디셔너는 연마패드(PP) 표면에 접촉된 상태로 회전 및 스윕(sweep) 운동을 함에 따라, 연마패드(PP)의 넓은 면적에 걸쳐 발포 기공에 대한 미소 절삭이 수행된다.The substrate polishing apparatus 1 includes a conditioner (not shown) that allows the surface of the polishing pad PP to be vertically pressed at a predetermined pressure to finely cut so that the pores formed on the surface of the polishing pad PP come out on the surface . Here, the conditioner (not shown) finely cuts the surface of the polishing pad PP so as not to block a large number of foamed pores serving as a slurry in which a slurry containing a mixture of an abrasive and a chemical is coated on the surface of the polishing pad PP, So that the slurry filled in the foam pores of the pad PP is smoothly supplied to the substrate W gripped by the substrate carrier C. [ The conditioner (not shown) includes a rotation shaft (not shown) connected to the holder holding the conditioning disk (not shown) contacting the polishing pad PP during the conditioning process and rotating the conditioning disk And a cylinder for pressurizing the cylinder. As the conditioner is rotated and sweeped in contact with the surface of the polishing pad (PP), microcutting of the foam pores is performed over a large area of the polishing pad (PP).

본 실시예에 따른 온도조절부(100)는 상기와 같은 컨디셔너 주변에 설치되어서 컨디셔너에서 연마패드(PP)를 컨디셔닝 할 때 조절매체를 제공하여 연마패드(PP)의 온도를 조절하는 것도 가능하다.
The temperature controller 100 according to the present embodiment may be provided around the conditioner to adjust the temperature of the polishing pad PP by providing a conditioning medium when conditioning the polishing pad PP in the conditioner.

이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 온도조절부(100)의 동작에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the temperature controller 100 according to the embodiments of the present invention will be described.

기판 연마장치(1)는 기판(W)을 연마하는 동안, 연마패드(PP)의 온도를 측정하고, 연마패드(PP)의 온도를 조절하기 위해서 온도조절부(100)에서 연마패드(PP)에 소정 온도의 조절매체를 제공한다. 또한, 조절매체는 기체나 액체 또는 기체와 액체가 혼합된 유체 중 어느 하나의 유체가 사용될 수 있다. 예를 들어, 온도조절부(100)는 소정 온도의 DI나 슬러리를 제공할 수 있다.The substrate polishing apparatus 1 measures the temperature of the polishing pad PP while polishing the substrate W and adjusts the temperature of the polishing pad PP in the temperature regulating part 100 to adjust the temperature of the polishing pad PP. To provide a conditioning medium at a predetermined temperature. Further, the control medium may be any one of a gas, a liquid, or a fluid in which a gas and a liquid are mixed. For example, the temperature regulator 100 may provide DI or slurry at a predetermined temperature.

온도조절부(100)는 조절매체의 공급유속, 공급량, 공급시간 중 어느 하나 이상의 조건을 조절하여 연마패드(PP)의 온도를 조절하게 된다. 예를 들어, 조절매체를 제공하는 단계에서는, 측정된 연마패드(PP)의 온도에 따라 조절매체의 제공위치를 변경하거나, 조절매체의 공급량, 공급시간 또는 공급유속을 조절하여 연마패드(PP)의 온도를 조절하게 된다.The temperature controller 100 adjusts the temperature of the polishing pad PP by adjusting at least one of a supply flow speed, a supply amount, and a supply time of the control medium. For example, in the step of providing the control medium, the position of the control medium is changed according to the temperature of the polishing pad PP, or the polishing pad PP is controlled by adjusting the supply amount, Thereby controlling the temperature of the liquid.

또는 상술한 실시예와는 달리, 기판(W)의 연마 프로파일을 측정하는 평탄도 측정부(103)가 구비되고, 평탄도 측정부(103)에서 측정된 결과에 따라서 온도조절부(100)가 조절매체를 제공할 수 있다. 여기서, 기판(W)의 연마 프로파일은 연마 온도에 영향을 받기 때문에, 연마패드(PP)의 온도를 조절함으로써 기판(W)의 연마 프로파일을 균일하게 유지할 수 있다.Or the flatness degree measuring section 103 for measuring the polishing profile of the substrate W is provided unlike the above embodiment and the temperature adjusting section 100 is provided in accordance with the result measured by the flatness measuring section 103 A conditioning medium can be provided. Here, since the polishing profile of the substrate W is affected by the polishing temperature, the polishing profile of the substrate W can be uniformly maintained by adjusting the temperature of the polishing pad PP.

또한, 기판 연마장치(1)는 연마패드(PP)의 목표 온도를 입력할 수 있는 입력부(104)가 구비되고, 입력부(104)에서 입력된 온도에 따라 온도조절부(100)가 연마패드(PP)에 조절매체를 제공하는 것도 가능하다. 여기서, 연마패드(PP)에 조절매체를 제공한 후 일정 시간이 경과한 후 연마패드(PP)의 온도를 다시 측정하고, 재측정된 연마패드(PP)의 온도가 목표온도에 도달하였는지 판단한다. 또한 재측정된 연마패드(PP)의 온도가 목표온도에 도달하지 않으면 연마패드(PP)에 조절매체를 더 제공할 수 있다. 그리고 연마패드(PP)의 온도를 재측정하고 조절매체를 제공하는 단계를 반복적으로 수행하여 연마패드(PP)의 온도를 소정의 목표온도로 유지시킬 수 있다.The substrate polishing apparatus 1 is provided with an input section 104 capable of inputting a target temperature of the polishing pad PP and a temperature adjusting section 100 is provided on the polishing pad PP) can also be provided. Here, after the control medium is supplied to the polishing pad PP, the temperature of the polishing pad PP is measured again after a predetermined time has elapsed, and it is determined whether the temperature of the re-measured polishing pad PP has reached the target temperature . Further, if the temperature of the re-measured polishing pad PP does not reach the target temperature, it is possible to further provide the conditioning medium to the polishing pad PP. Then, the temperature of the polishing pad PP is measured again and the step of providing the conditioning medium is repeatedly performed to maintain the temperature of the polishing pad PP at a predetermined target temperature.

온도조절부(100)는 조절매체를 연마패드(PP) 표면에 대해서 소정 각도로 경사지게 제공한다. 또한, 온도조절부(100)는 기판(W) 또는 연마패드(PP)의 회전 방향과 같은 방향으로 조절매체를 분사한다. 여기서, 회전 방향과 같은 방향이라 함은, 제공된 조절매체가 연마패드(PP)의 회전 방향과 대략적으로 일치하는 방향으로 제공됨을 말한다. 또한, 온도조절부(100)는 연마패드(PP)의 회전 방향에 대해서 소정의 접선 방향으로 조절매체를 제공하는 것도 가능하다.The temperature regulator 100 provides the conditioning medium at an angle to the surface of the polishing pad PP at an angle. Further, the temperature regulating unit 100 ejects the regulating medium in the same direction as the rotation direction of the substrate W or the polishing pad PP. Here, the same direction as the rotation direction means that the provided control medium is provided in a direction approximately coinciding with the rotation direction of the polishing pad PP. Also, the temperature controller 100 may provide a control medium in a predetermined tangential direction with respect to the rotation direction of the polishing pad PP.

본 실시예들에 따르면, 연마패드(PP)에 소정 온도의 조절매체를 제공함으로써 연마패드(PP)의 온도를 조절하여 연마 속도를 증가시키고, 기판(W)의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 또한, 온도조절부(100)가 연마패드(PP)에 조절매체를 제공함으로써 연마패드(PP)의 온도를 정확하고 신속하게 제어할 수 있다.According to these embodiments, by providing the conditioning medium of the predetermined temperature to the polishing pad PP, the temperature of the polishing pad PP can be adjusted to increase the polishing rate and improve the flatness of the substrate W. [ Further, the temperature regulating section 100 can accurately and quickly control the temperature of the polishing pad PP by providing the conditioning medium to the polishing pad PP.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

1: 기판 연마장치
10: 로딩 유닛
20: 언로딩 유닛
30: 예비 세정 장치
100: 온도조절부
101: 분사부
C: 기판 캐리어
CR: 연결 레일
D: 도킹 유닛
G: 가이드 레일
H: 캐리어 홀더
P: 연마정반
PP: 연마패드
W: 기판
1: substrate polishing apparatus
10: Loading unit
20: unloading unit
30: Spare cleaner
100:
101:
C: substrate carrier
CR: Connection rail
D: Docking unit
G: Guide rail
H: Carrier holder
P: abrasive plate
PP: Polishing pad
W: substrate

Claims (16)

기판 연마장치에 있어서,
기판의 연마를 위한 연마패드를 구비하는 연마정반;
상기 연마패드에 접촉되도록 상기 기판을 파지하는 기판 캐리어; 및
상기 연마패드 상부에 구비되어서 상기 연마패드의 온도를 조절하기 위한 조절매체를 제공하는 온도조절부;
를 포함하는 화학 기계적 기판 연마장치.
In the substrate polishing apparatus,
An abrasive plate having a polishing pad for polishing a substrate;
A substrate carrier for holding the substrate to be in contact with the polishing pad; And
A temperature controller provided on the polishing pad to provide a conditioning medium for adjusting the temperature of the polishing pad;
And a polishing pad.
제1항에 있어서,
상기 조절매체는 액체나 가스 또는 액체와 가스가 혼합된 유체 중 어느 하나의 유체를 제공하는 화학 기계적 기판 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the conditioning medium provides any one of a liquid or a gas or a fluid in which a liquid and a gas are mixed.
제2항에 있어서,
상기 조절매체는 DI 또는 슬러리를 제공하는 화학 기계적 기판 연마장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the conditioning medium provides DI or slurry.
제1항에 있어서,
상기 온도조절부는 상기 연마패드 전체에 상기 조절매체를 제공하도록 구비되거나, 상기 연마패드에서 주변과 온도가 다른 부분에만 국소적으로 상기 조절매체를 제공하도록 구비되는 화학 기계적 기판 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature controller is provided to provide the control medium to the entire polishing pad or to provide the control medium locally only at a portion of the polishing pad where the temperature is different from the surrounding temperature.
제4항에 있어서,
상기 온도조절부는 적어도 하나 이상의 분사부를 포함하고, 상기 분사부는 노즐, 슬릿 또는 홀 중 어느 하나의 형태로 형성된 화학 기계적 기판 연마장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the temperature regulating portion includes at least one or more ejecting portions, and the ejecting portion is formed in the form of a nozzle, a slit, or a hole.
제5항에 있어서,
상기 분사부는 슬릿 형태를 갖고,
상기 분사부는 상기 연마패드의 표면에 대해서 경사지게 조절매체를 제공할 수 있도록 형성된 화학 기계적 기판 연마장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the jetting portion has a slit shape,
Wherein the ejection portion is configured to provide an adjustment medium at an angle to the surface of the polishing pad.
제5항에 있어서,
상기 온도조절부는 복수의 분사부가 상기 기판 둘레를 따라 배치되는 화학 기계적 기판 연마장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the temperature regulating portion is disposed along the periphery of the substrate.
제5항에 있어서,
상기 온도조절부는 상기 분사부가 상기 연마패드의 표면에 대해서 경사지게 배치되는 화학 기계적 기판 연마장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the temperature regulating portion is disposed such that the ejecting portion is inclined with respect to the surface of the polishing pad.
제8항에 있어서,
상기 온도조절부는 상기 조절매체가 분사되는 방향이 상기 연마패드의 회전 방향과 일치하도록 경사지게 구비되는 화학 기계적 기판 연마장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the temperature regulating portion is inclined so that a direction in which the control medium is ejected coincides with a rotation direction of the polishing pad.
제9항에 있어서,
상기 온도조절부는 상기 조절매체가 분사되는 방향이 상기 연마패드의 회전 방향에 대해서 일 접선 방향으로 분사되도록 구비되는 화학 기계적 기판 연마장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the temperature regulating unit is arranged such that a direction in which the control medium is ejected is projected in one tangential direction with respect to a rotation direction of the polishing pad.
제9항에 있어서,
상기 온도조절부는 상기 조절매체가 분사되는 방향과 반대쪽에, 상기 조절매체가 비산되는 것을 방지하는 비산 방지부를 더 구비하는 화학 기계적 기판 연마장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the temperature control unit further includes a scattering prevention unit disposed on a side opposite to a direction in which the control medium is ejected to prevent the control medium from being scattered.
제1항에 있어서,
상기 기판의 연마 프로파일을 측정하는 평탄도 측정부가 구비되고,
상기 온도조절부는 상기 평탄도 측정부의 측정 결과에 따라서 상기 조절매체의 공급량과 공급시간 및 공급유속 중 어느 하나의 조건이 조절되는 화학 기계적 기판 연마장치.
The method according to claim 1,
A flatness measuring unit for measuring a polishing profile of the substrate,
Wherein the temperature controller adjusts the condition of one of the supply amount, the supply time, and the supply flow rate of the conditioning medium according to the measurement result of the flatness measuring unit.
제12항에 있어서,
상기 온도조절부는 상기 평탄도 측정부의 측정 결과에 따라서 상기 조절매체의 제공 위치를 변경하는 화학 기계적 기판 연마장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the temperature regulating unit changes the providing position of the regulating medium according to a measurement result of the flatness measuring unit.
제1항에 있어서,
상기 연마패드의 온도를 측정하는 온도 측정부가 구비되고,
상기 온도조절부는 상기 온도 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 조절매체의 공급량과 공급시간 및 공급유속 중 어느 하나의 조건이 조절되는 화학 기계적 기판 연마장치.
The method according to claim 1,
And a temperature measuring unit for measuring the temperature of the polishing pad,
Wherein the temperature controller adjusts the condition of one of the supply amount, the supply time, and the supply flow rate of the conditioning medium according to the temperature measured by the temperature measuring unit.
제14항에 있어서,
상기 온도조절부는 상기 온도 측정부의 측정 결과에 따라서 상기 조절매체의 제공 위치를 변경하는 화학 기계적 기판 연마장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the temperature regulating unit changes the providing position of the regulating medium according to the measurement result of the temperature measuring unit.
제1항에 있어서,
상기 온도조절부는 상기 기판의 연마 중 또는 연마 후에 상기 조절매체를 제공하는 화학 기계적 기판 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature regulator provides the conditioning medium during or after polishing of the substrate.
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