KR20190058939A - 화학 기계적 연마 장치 및 화학 기계적 연마 방법 - Google Patents

화학 기계적 연마 장치 및 화학 기계적 연마 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 연마하기 위한 연마면을 갖는 연마패드, 상기 연마면의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체를 상기 연마면에 공급한 후에 상기 연마면의 온도에 따라 슬러리의 온도가 조절되도록 상기 연마면에 미가열된 슬러리를 공급하는 공급부, 및 상기 연마면의 온도에 따라 온도가 조절된 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마하는 연마헤드를 포함하는 화학 기계적 연마 장치 및 화학 기계적 연마 방법에 관한 것이다.

Description

화학 기계적 연마 장치 및 화학 기계적 연마 방법{Chemical Mechanical Polishing Apparatus and Chemical Mechanical Polishing Method}
본 발명은 기판에 대한 화학 기계적 연마공정을 수행하는 화학 기계적 연마 장치 및 화학 기계적 연마 방법에 관한 것이다.
화학 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 장치는 웨이퍼 등과 같은 기판의 표면을 연마 가공하는데 사용되는 것이다. 이러한 화학 기계적 연마 장치는 기판의 표면을 연마하여 기판에 대한 광역 평탄화, 기판에 대한 표면 거칠기 향상 등을 도모할 수 있다.
화학 기계적 연마 장치는 연마헤드와 연마패드의 사이에 위치한 기판을 회전시킴으로써, 기판에 대한 연마공정을 수행한다. 이 과정에서 기판의 화학적 연마를 유도하기 위해, 화학 기계적 연마 장치는 연마패드에 슬러리(Slurry)를 공급한다.
여기서, 슬러리의 온도는 연마공정을 수행함에 따른 연마율, 연마 균일도 등과 같은 연마결과에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 스크레치, 디싱(Dishing) 등의 결함 유발과 같이 연마공정이 완료된 기판의 품질에 영향을 미친다.
본 발명은 연마결과의 질을 향상시킬 수 있고, 연마공정이 완료된 기판의 품질을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 장치 및 화학 기계적 연마 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치는 기판을 연마하기 위한 연마면을 갖는 연마패드; 상기 연마면의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체를 상기 연마면에 공급한 후에, 상기 연마면의 온도에 따라 슬러리의 온도가 조절되도록 상기 연마면에 미가열된 슬러리를 공급하는 공급부; 및 상기 연마면의 온도에 따라 온도가 조절된 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마하는 연마헤드를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 화학 기계적 연마 방법은 연마패드가 갖는 연마면의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하여 상기 연마면의 온도를 조절하는 단계; 온도조절유체에 의해 온도가 조절된 연마면에 미가열된 슬러리를 공급하여 상기 연마면의 온도에 따라 상기 연마면에 공급된 슬러리의 온도를 조절하는 단계; 및 상기 연마면의 온도에 따라 온도가 조절된 슬러리를 이용하여 기판을 연마하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 연마결과의 질을 향상시킬 수 있고, 연마공정이 완료된 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 개념적인 구성도
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치에 대한 개략적인 블록도
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 방법에 대한 개략적인 순서도
이하에서는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 웨이퍼 등과 같은 기판의 표면을 연마 가공하는 연마공정을 수행하는 것이다. 상기 기판에 박막이 형성된 경우, 상기 기판의 표면은 상기 박막의 표면을 의미한다. 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 연마패드(2), 연마헤드(3), 및 공급부(3)를 포함한다.
도 1을 참고하면, 상기 연마패드(2)는 상기 기판을 연마하는 것이다. 상기 연마패드(2)는 상기 연마헤드(3)의 하측에 위치하도록 배치된다. 상기 연마패드(2)는 상기 기판의 표면이 접촉되는 연마면(21)을 포함한다. 상기 연마패드(2)는 상기 연마면(21)이 상기 연마헤드(3) 쪽을 향하도록 배치된다.
상기 연마패드(2)는 연마정반(20)에 결합될 수 있다. 상기 연마패드(2)는 상기 연마헤드(3) 및 상기 연마정반(20)의 사이에 위치하도록 상기 연마정반(20)에 결합된다. 상기 연마정반(20)에는 회전부(30)가 결합된다. 상기 회전부(30)는 상기 연마정반(20)을 회전시켜서 상기 연마패드(2)를 회전시킨다. 상기 회전부(30)는 상기 연마정반(20)을 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 상기 모터는 상기 연마정반(20)의 회전축에 직접 결합되어서 상기 연마정반(20)을 회전시킬 수 있다. 상기 모터와 상기 연마정반(20)의 회전축이 서로 이격되어 배치된 경우, 상기 회전부(30)는 모터와 상기 연마정반(20)의 회전축을 연결하는 연결기구를 포함할 수 있다. 상기 연결기구는 풀리((Pulley)와 벨트(Belt), 스프로켓(Sprocket)과 체인(Chain), 구동기어와 종동기어 등으로 구현될 수 있다.
도 1을 참고하면, 상기 연마헤드(3)는 상기 연마패드(2)와 함께 상기 기판을 연마하는 것이다. 상기 연마헤드(3)는 상기 기판의 표면을 상기 연마패드(2)에 접촉시킨 상태에서 상기 기판을 상기 연마패드(2) 쪽으로 가압하면서 회전시킨다. 이에 따라, 상기 기판의 표면에 대해 연마공정이 이루어진다. 상기 연마공정이 이루어질 때, 상기 회전부(30)는 상기 연마패드(2)를 회전시킬 수 있다. 상기 연마헤드(3)는 흡착력, 부착력 등을 이용하여 상기 기판을 홀딩할 수 있다. 상기 연마헤드(3)는 상기 연마패드(2)의 상측에 위치하도록 배치된다.
도 1을 참고하면, 상기 공급부(4)는 상기 연마면(21)에 온도조절유체 및 슬러리를 공급하는 것이다. 온도조절유체는 상기 연마면(21)의 온도를 조절하기 위한 것이다. 예컨대, 온도조절유체로 탈이온수(DIW, Deionized Water)가 이용될 수 있다. 슬러리는 기판의 화학적 연마를 유도하기 위한 것이다.
상기 공급부(4)는 상기 연마면(21)의 온도가 조절되도록 상기 연마면(21)에 온도조절유체를 공급한 후에, 상기 연마면(21)의 온도에 따라 슬러리의 온도가 조절되도록 상기 연마면(21)에 미가열된 슬러리를 공급한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 온도조절유체를 이용하여 상기 연마면(21)의 온도를 직접적으로 조절한 후에, 상기 연마면(21)을 이용하여 미가열된 슬러리의 온도를 간접적으로 조절하도록 구현된다. 상기 연마헤드(3)는 상기 연마면(21)의 온도에 따라 온도가 조절된 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마한다. 따라서, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 슬러리를 직접적으로 가열하는 방식이 아닌 상기 연마면(21)을 이용하여 슬러리의 온도를 간접적으로 가열하는 방식으로 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 슬러리를 직접적으로 가열하는 과정에서 수소이온지수(pH) 등과 같은 슬러리 자체의 화학적 특성이 변화하거나 슬러리 내부의 입자 뭉침현상 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 기판의 표면에 스크레치, 디싱 등과 같은 결함 발생율을 줄임으로써, 상기 연마공정이 완료된 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 온도조절유체에 의해 온도가 조절된 연마면(21)을 이용하여 슬러리의 온도를 상기 연마공정에 적합한 온도범위로 조절할 수 있도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 온도조절유체에 의해 온도가 조절된 연마면(21)을 이용하여 상기 연마면(21)에 공급된 슬러리의 화학적 반응성 및 반응속도를 향상시킴으로써, 상기 연마공정을 수행함에 따른 연마량, 연마속도, 및 연마 균일도 등과 같은 연마결과의 질을 향상시킬 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 온도조절유체를 이용하여 상기 연마면(21)의 온도를 직접적으로 조절하도록 구현되므로, 상기 연마정반(20)의 온도를 조절하여 상기 연마면(21)의 온도를 간접적으로 조절하는 비교예와 대비할 때 상기 연마면(21)의 온도를 조절하는 작업에 대한 효율성 및 정확성을 향상시킬 수 있다. 상기 비교예의 경우 상기 연마패드(2)가 열전달율이 낮은 재질로 형성되므로 상기 연마정반(20)의 온도 조절을 통한 상기 연마면(21)의 온도 조절이 어려운 반면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 상기 연마면(21)의 온도를 직접적으로 조절하므로 상기 연마패드(2)의 낮은 열전달율이 미치는 영향력을 감소시킬 수 있기 때문이다. 또한, 상기 비교예의 경우 상기 연마정반(20) 및 상기 연마패드(2)의 가열로 인해 상기 연마정반(20) 및 상기 연마패드(2) 간의 결합력이 약화됨에 따라 상기 연마패드(2)가 상기 연마정반(20)으로부터 분리될 수 있다. 이와 달리, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 상기 연마면(21)의 온도를 직접적으로 가열하므로, 상기 연마면(21)의 가열로 인해 상기 연마정반(20) 및 상기 연마패드(2) 간의 결합력이 약화되는 정도를 감소시킬 수 있다.
상기 공급부(4)는 상기 연마면(21)에 공급된 슬러리가 화학적 반응성 및 반응속도가 향상될 수 있는 온도범위로 조절되도록, 온도조절유체의 온도를 조절하여 상기 연마면(21)에 공급할 수 있다. 온도조절유체는 슬러리의 종류, 상기 기판의 재질, 상기 기판에 형성된 박막에 대해 연마공정을 수행하는 경우 상기 기판에 형성된 박막의 재질 등에 따라 미리 설정된 온도범위로 조절된 후에, 상기 공급부(4)를 통해 상기 연마면(21)에 공급될 수 있다. 이 경우, 온도조절유체는 하한값과 상한값을 갖는 온도범위로 조절될 수 있다. 상기 공급부(4)는 미리 설정된 온도범위에 따라 온도조절유체를 가열 또는 냉각함으로써, 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 공급부(4)는 공급기구(41)를 포함할 수 있다.
상기 공급기구(41)는 상기 연마면(21)에 온도조절유체 및 슬러리를 공급하는 것이다. 상기 공급기구(41)는 상기 연마면(21)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 공급기구(41)는 상기 연마면(21)을 향해 온도조절유체 및 슬러리를 분사함으로써, 상기 연마면(21)에 온도조절유체 및 슬러리를 공급할 수 있다. 상기 공급기구(41)는 상기 연마면(21)에 온도조절유체를 공급한 후에, 상기 연마면(21)에 슬러리를 공급한다.
상기 공급기구(41)는 유체공급기구(411, 도 2에 도시됨) 및 슬러리공급기구(412, 도 2에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 유체공급기구(411)는 상기 연마면(21)에 온도조절유체를 공급하는 것이다. 상기 유체공급기구(411)는 상기 연마면(21)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 유체공급기구(21)는 상기 연마면(21)을 향해 온도조절유체를 분사함으로써, 상기 연마면(21)에 온도조절유체를 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 유체공급기구(411)는 적어도 하나의 유체분사공을 통해 상기 연마면(21) 쪽으로 온도조절유체를 분사할 수 있다. 상기 유체공급기구(411)는 상기 연마면(21)의 온도를 조절하기 위해 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 유체공급기구(411)는 가열 또는 냉각된 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급할 수 있다. 상기 유체공급기구(411)는 온도조절유체가 저장된 유체저장부(110)에 연결될 수 있다. 상기 유체공급기구(411)는 상기 유체저장부(110)로부터 온도조절유체를 공급받고, 공급받은 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급할 수 있다. 상기 유체공급기구(411)는 배관, 호스 등을 통해 상기 유체저장부(110)에 연결될 수 있다.
상기 슬러리공급기구(412)는 상기 연마면(21)에 미가열된 슬러리를 공급하는 것이다. 상기 슬러리공급기구(412)는 상기 연마면(21)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 슬러리공급기구(412)는 상기 연마면(21)을 향해 미가열된 슬러리를 분사함으로써, 상기 연마면(21)에 미가열된 슬러리를 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리공급기구(412)는 적어도 하나의 슬러리분사공을 통해 상기 연마면(21) 쪽으로 미가열된 슬러리를 분사할 수 있다. 상기 슬러리공급기구(412)는 미가열된 슬러리가 저장된 슬러리저장부(120)에 연결될 수 있다. 상기 슬러리공급기구(412)는 상기 슬러리저장부(120)로부터 미가열된 슬러리를 공급받고, 공급받은 미가열된 슬러리를 상기 연마면(21)에 공급할 수 있다. 상기 슬러리공급기구(412)는 배관, 호스 등을 통해 상기 슬러리저장부(120)에 연결될 수 있다. 상기 슬러리공급기구(412) 및 상기 유체공급기구(411)는 서로 이격된 위치에 배치되도록 설치될 수 있다. 상기 슬러리공급기구(412) 및 상기 유체공급기구(411)는 하나의 본체에 결합되어서 모듈화된 형태로 설치될 수도 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 공급부(4)는 전환기구(42, 도 3에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 전환기구(42)는 상기 공급기구(41)에 온도조절유체 및 미가열된 슬러리를 공급하는 것이다. 상기 전환기구(42)는 상기 공급기구(41)에 온도조절유체를 공급하여 상기 연마면(21)의 온도를 조절한 후에, 상기 공급기구(41)에 미가열된 슬러리를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 공급부(4)는 상기 전환기구(42)를 이용하여 하나의 공급기구(41)로 상기 연마면(21)에 온도조절유체 및 미가열된 슬러리를 공급하도록 구현될 수 있다. 상기 전환기구(42)는 배관, 호스 등을 통해 상기 공급기구(41)에 연결될 수 있다.
상기 전환기구(42)는 상기 유체저장부(110) 및 상기 슬러리저장부(120) 각각에 연결될 수 있다. 상기 전환기구(42)는 상기 유체저장부(110)로부터 공급된 온도조절유체 및 상기 슬러리저장부(120)로부터 공급된 미가열된 슬러리를 선택적으로 상기 연마면(21)에 공급할 수 있다. 상기 전환기구(42)는 삼방밸브(Three way valve)를 이용하여 온도조절유체 및 미가열된 슬러리를 선택적으로 상기 연마면(21)에 공급할 수 있다. 상기 전환기구(42)는 상기 유체저장부(110)에 연결된 배관, 호스 등의 유로를 개폐하는 제1밸브(미도시) 및 상기 슬러리저장부(120)에 연결된 배관, 호스 등의 유로를 개폐하는 제2밸브(미도시)를 이용하여 온도조절유체 및 미가열된 슬러리를 선택적으로 상기 연마면(21)에 공급할 수도 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 공급부(4)는 조절기구(43)를 포함할 수 있다.
상기 조절기구(43)는 온도조절유체의 온도를 조절하는 것이다. 상기 조절기구(43)는 상기 연마면(21)의 온도가 조절되도록 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 상기 조절기구(43)는 조절하고자 하는 연마면(21)의 온도에 대응되도록 온도조절유체를 가열 또는 냉각함으로써, 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 상기 조절기구(43)는 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 공급기구(41)로 공급할 수 있다. 상기 공급기구(41)는 상기 조절기구(43)에 의해 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급함으로써, 상기 연마면(21)의 온도를 조절할 수 있다.
상기 조절기구(43)는 상기 유체저장부(110) 및 상기 공급기구(41)의 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 상기 조절기구(43)는 상기 유체저장부(110) 및 상기 공급기구(41) 각각에 연결될 수 있다. 상기 조절기구(43)는 배관, 호스 등을 통해 상기 유체저장부(110) 및 상기 공급기구(41) 각각에 연결될 수 있다. 상기 공급부(4)가 상기 전환기구(42)를 포함하는 경우, 상기 조절기구(43)는 상기 유체저장부(110) 및 상기 전환기구(42) 각각에 연결될 수 있다. 상기 공급기구(41)가 상기 유체공급기구(411) 및 상기 슬러리공급기구(412)를 포함하는 경우, 상기 조절기구(43)는 상기 유체저장부(110) 및 상기 유체공급기구(411) 각각에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 조절기구(43)는 상기 슬러리공급기구(412)에 연결되지 않는다. 상기 슬러리공급기구(412)가 미가열된 슬러리를 상기 연마면(21)에 공급하도록 구현되므로, 슬러리에 대한 온도 조절이 요구되지 않기 때문이다.
상기 조절기구(43)는 상기 연마면(21)에 대한 온도정보에 따라 상기 공급기구(41)에 공급하는 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 상기 연마면(21)에 대한 온도정보는, 측정부(5)에 의해 획득될 수 있다. 상기 측정부(5)는 상기 연마면(21)의 온도를 측정하는 것이다. 상기 측정부(5)는 적외선 센서(Infrared Ray Sensor)를 이용하여 상기 연마면(21)의 온도를 측정할 수 있다. 상기 측정부(5)는 상기 연마면(21)에서 온도조절유체가 공급된 부분의 온도를 측정할 수 있다. 상기 측정부(5)는 상기 연마면(21)에서 온도조절유체가 공급된 후부터 기설정된 시간이 경과된 부분의 온도를 측정할 수도 있다. 상기 측정부(5)는 상기 연마면(21)의 온도를 측정하여 상기 연마면(21)에 대한 온도정보를 획득하고, 획득한 온도정보를 상기 조절기구(43)에 제공할 수 있다. 상기 측정부(5)는 무선통신 및 유선통신 중에서 적어도 하나를 통해 상기 연마면(21)에 대한 온도정보를 상기 조절기구(43)에 제공할 수 있다. 상기 조절기구(43)는 상기 측정부(5)로부터 제공된 온도정보에 따라 상기 공급기구(41)에 공급하는 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 미가열된 슬러리가 상기 연마면(21)에 의해 화학적 반응성 및 반응속도를 향상시킬 수 있는 온도범위로 조절되도록, 온도조절유체의 온도를 조절하는 작업에 대한 정확성을 향상시킬 수 있다.
상기 조절기구(43)는 상기 연마공정이 기수행된 기판의 연마결과정보에 따라 상기 공급기구(41)에 공급하는 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 상기 연마결과정보는 획득부(6)에 의해 획득될 수 있다. 상기 획득부(6)는 상기 연마공정이 완료된 기판의 연마결과를 평가하는 평가장치를 통해 상기 연마결과정보를 획득할 수 있다. 상기 획득부(6)는 작업자의 입력작업을 통해 상기 연마결과정보를 획득할 수도 있다. 상기 연마결과정보는 상기 연마공정이 완료된 기판에 대한 연마율, 연마 균일도 등일 수 있다. 상기 획득부(6)는 무선통신 및 유선통신 중에서 적어도 하나를 통해 상기 연마결과정보를 상기 조절기구(43)에 제공할 수 있다. 상기 조절기구(43)는 상기 획득부(6)로부터 제공된 연마결과정보에 따라 상기 공급기구(41)에 공급하는 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 상기 연마결과정보에 따라 미가열된 슬러리가 상기 연마면(21)에 의해 화학적 반응성 및 반응속도를 향상시킬 수 있는 온도범위로 조절되도록, 온도조절유체의 온도를 조절하는 작업에 대한 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 조절기구(43)는 가열기구(431, 도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 가열기구(431)는 온도조절유체를 가열하기 위한 것이다. 상기 가열기구(431)는 온도조절유체를 가열함으로써 온도조절유체의 온도를 조절한다. 상기 가열기구(431)는 열선(Heating Coil)을 이용하여 온도조절유체를 가열하도록 구현될 수 있다. 상기 가열기구(431)는 상기 유체저장부(110)로부터 공급된 온도조절유체를 가열한 후에, 가열된 온도조절유체를 상기 공급기구(41)로 공급할 수 있다. 상기 가열기구(431)는 배관, 호스 등을 통해 상기 유체저장부(110) 및 상기 공급기구(41) 각각에 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 조절기구(43)는 제어기구(432, 도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 제어기구(432)는 온도조절유체의 온도를 조절하기 위한 것이다. 상기 제어기구(432)는 상기 가열기구(431)가 온도조절유체를 가열하는 가열온도 및 상기 가열기구(431)에 공급되는 온도조절유체의 유량 중에서 적어도 하나를 조절함으로써, 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 예컨대, 온도조절유체의 온도를 높여야 하는 경우, 상기 제어기구(432)는 상기 가열기구(431)가 온도조절유체를 가열하는 가열온도의 상승 및 상기 가열기구(431)에 공급되는 온도조절유체의 유량 감소 중에서 적어도 하나를 수행할 수 있다. 예컨대, 온도조절유체의 온도를 낮춰야 하는 경우, 상기 제어기구(432)는 상기 가열기구(431)가 온도조절유체를 가열하는 가열온도의 하강 및 상기 가열기구(431)에 공급되는 온도조절유체의 유량 증가 중에서 적어도 하나를 수행할 수 있다.
상기 제어기구(432)는 상기 가열기구(431)를 제어하는 제어신호를 상기 가열기구(431)에 제공함으로써, 상기 가열기구(431)가 온도조절유체를 가열하는 가열온도를 조절할 수 있다. 상기 제어기구(432)는 무선통신 및 유선통신 중에서 적어도 하나를 이용하여 제어신호를 상기 가열기구(431)에 제공할 수 있다.
상기 제어기구(432)는 상기 가열기구(431)의 입구 측에 배치된 유량조절기구(433)를 제어하는 제어신호를 상기 유량조절기구(433)에 제공함으로써, 상기 가열기구(431)에 공급되는 온도조절유체의 유량을 조절할 수 있다. 상기 유량조절기구(433)는 상기 가열기구(431)에 입구 측에 연결된 배관, 호스 등의 유로를 개폐하는 개폐량을 조절함으로써, 상기 가열기구(431)에 공급되는 온도조절유체의 유량을 조절할 수 있다. 상기 유량조절기구(433)는 밸브(Valve)로 구현될 수 있다. 상기 제어기구(432)는 무선통신 및 유선통신 중에서 적어도 하나를 이용하여 제어신호를 상기 유량조절기구(433)에 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 조절기구(43)는 순환기구(434, 도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 순환기구(434)는 온도조절유체를 상기 가열기구(431)와 유체챔버(7) 간에 선택적으로 순환시키는 것이다. 상기 유체챔버(7)는 온도조절유체를 저장하는 것이다. 상기 유체챔버(7)는 상기 유체저장부(110)에 연결될 수 있다. 상기 유체저장부(110)에 저장된 온도조절유체는 상기 유체챔버(7)를 경유하여 상기 가열기구(431)로 공급될 수 있다. 상기 유체챔버(7)는 상기 순환기구(434)에 연결될 수 있다. 상기 순환기구(434)가 순환시키는 온도조절유체는 상기 유체챔버(7)를 경유하여 상기 가열기구(431)로 공급될 수 있다. 상기 유체챔버(7)는 배관, 호스 등을 통해 상기 유체저장부(110), 상기 순환기구(434), 및 상기 가열기구(431) 각각에 연결될 수 있다.
상기 순환기구(434)는 상기 가열기구(431) 및 상기 공급기구(41) 각각에 연결될 수 있다. 상기 순환기구(434)는 배관, 호스 등을 상기 가열기구(431) 및 상기 공급기구(41) 각각에 연결될 수 있다. 온도조절유체를 상기 가열기구(431)와 상기 유체챔버(7) 간에 순환시키는 경우, 상기 순환기구(434)는 상기 가열기구(431)로부터 공급된 온도조절유체가 상기 공급기구(41)로 유동하지 못하도록 차단함과 동시에 상기 가열기구(431)로부터 공급된 온도조절유체가 상기 유체챔버(7)로 유동하도록 통과시킬 수 있다. 온도조절유체를 상기 가열기구(431)와 상기 유체챔버(7) 간에 순환시키지 않는 경우, 상기 순환기구(434)는 상기 가열기구(431)로부터 공급된 온도조절유체가 상기 유체챔버(7)로 유동하지 못하도록 차단함과 동시에 상기 가열기구(431)로부터 공급된 온도조절유체가 상기 공급기구(41)로 유동하도록 통과시킬 수 있다. 상기 순환기구(434)는 상기 공급기구(41)에 연결된 배관, 호스 등의 유로를 개폐하는 제1순환밸브(미도시) 및 상기 유체챔버(7)에 연결된 배관, 호스 등의 유로를 개폐하는 제2순환밸브를 이용하여 온도조절유체를 상기 가열기구(431)와 상기 유체챔버(7) 간에 선택적으로 순환시킬 수 있다.
상기 순환기구(434)는 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 진행되는지 여부에 관한 공정정보에 따라 온도조절유체를 상기 가열기구(431)와 상기 유체챔버(7) 간에 선택적으로 순환시킬 수 있다.
상기 순환기구(434)는 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 중단되면, 온도조절유체를 상기 가열기구(431)와 상기 유체챔버(7) 간에 순환시킬 수 있다. 이에 따라, 온도조절유체가 순환하는 과정에서 상기 가열기구(431)를 통과하게 되므로, 상기 순환기구(434)는 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 중단된 동안에 온도조절유체의 온도가 저하되는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 재개되는 경우, 온도조절유체를 가열하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다.
상기 순환기구(434)는 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 진행되면, 온도조절유체가 상기 공급기구(41)로 공급되도록 온도조절유체에 대한 순환을 중단할 수 있다. 이 경우, 상기 제어기구(432)는 온도조절유체에 대한 온도정보에 따라 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 온도조절유체에 대한 온도정보는, 측정기구(435)에 의해 획득될 수 있다. 상기 측정기구(435)는 상기 순환기구(434)가 순환시키는 온도조절유체의 온도를 측정하는 것이다. 상기 측정기구(435)는 상기 가열기구(431)에서 배출되어 상기 순환기구(434)로 유동하는 온도조절유체의 온도를 측정할 수 있다. 상기 측정기구(435)는 온도조절유체의 온도를 측정하여 온도조절유체에 대한 온도정보를 획득하고, 획득한 온도정보를 상기 제어기구(432)에 제공할 수 있다. 상기 측정기구(435)는 무선통신 및 유선통신 중에서 적어도 하나를 통해 온도조절유체에 대한 온도정보를 상기 제어기구(432)에 제공할 수 있다. 상기 제어기구(432)는 상기 측정기구(435)로부터 제공된 온도정보에 따라 상기 가열기구(431)가 온도조절유체를 가열하는 가열온도 및 상기 가열기구(431)에 공급되는 온도조절유체의 유량 중에서 적어도 하나를 조절할 수 있다. 이 경우, 상기 순환기구(434)로 인해 온도조절유체의 온도를 소정 범위 내에서 유지시킨 상태이므로, 상기 제어기구(432)는 온도조절유체의 온도가 유지된 정도에 따라 재가열되도록 상기 가열기구(431) 및 상기 유량조절기구(433) 중에서 적어도 하나를 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 온도조절유체가 필요 이상으로 과열되는 것을 방지함으로써, 온도조절유체의 온도를 조절하는 작업에 대한 정확성을 향상시킬 수 있다.
상기 순환기구(434)는 상기 공급기구(41)로부터 제공된 공정정보를 이용하여 상기 온도조절유체를 상기 가열기구(431)와 상기 유체챔버(7) 간에 선택적으로 순환시킬 수 있다. 상기 공급기구(41)는 무선통신 및 유선통신 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 공정정보를 상기 순환기구(434)에 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 조절기구(43)는 보정기구(436, 도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 보정기구(436)는 온도조절유체에 대한 목표온도범위를 보정하는 것이다. 상기 보정기구(436)는 슬러리가 상기 연마면(21)에 공급됨에 따른 상기 연마면(21)의 온도저하값을 보상하도록 상기 목표온도범위를 보정한다. 상기 연마면(21)이 온도조절유체에 의해 가열되면, 슬러리가 상기 연마면(21)에 공급되면 상기 연마면(21)의 온도가 낮아지게 된다. 이 경우, 상기 연마면(21)의 온도가 낮아짐에 따른 온도저하값은, 슬러리의 온도, 슬러리의 종류, 연마면(21)의 온도, 상기 기판의 재질, 상기 기판에 형성된 박막에 대해 연마공정을 수행하는 경우 상기 기판에 형성된 박막의 재질 등과 같은 공정조건에 따라 변경될 수 있다. 상기 보정기구(436)에는 공정조건에 대응되는 온도저하값 및 온도저하값에 대응되는 상기 목표온도범위의 보정값을 룩업테이블 형태의 데이터로 저장되어 있을 수 있다. 상기 보정기구(436)는 저장된 데이터를 이용하여 공정조건에 따라 상기 목표온도범위를 보정할 수 있다.
상기 보정기구(436)는 보정한 목표온도범위를 상기 제어기구(432)에 제공할 수 있다. 상기 보정기구(436)는 무선통신 및 유선통신 중에서 적어도 하나를 통해 보정한 목표온도범위를 상기 제어기구(432)에 제공할 수 있다. 상기 보정기구(436)는 상기 측정기구(435)가 측정한 온도정보를 반영하여 목표온도범위를 보정한 후에, 보정한 목표온도범위를 상기 제어기구(432)에 제공할 수도 있다. 상기 제어기구(432)는 상기 보정기구(436)가 보정한 목표온도범위에 따라 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다. 이 경우, 상기 제어기구(432)는 조절하고자 하는 연마면(21)의 온도범위에 대응되는 온도조절유체의 온도에 비해 더 높은 온도로 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다.
여기서, 상기 회전부(30)는 속도조절기구(31, 도 1에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 속도조절기구(31)는 상기 연마패드(2)의 회전속도를 조절하는 것이다. 상기 속도조절기구(31)는 상기 연마헤드(3)가 상기 기판을 연마하는 동안 상기 연마패드(2)를 회전시키는 속도에 비해 상기 연마면(21)에 온도조절유체를 공급하는 동안 더 느린 회전속도로 상기 연마패드(3)가 회전하도록 상기 연마패드(3)의 회전속도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 온도조절유체가 유동하여 상기 연마면(21)에 대해 전체적으로 퍼질 수 있는 시간이 확보되도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는 상기 연마면(21)에 대해 부분적으로 발생하는 온도 편차를 감소시킴으로써, 상기 연마면(21)을 전체적으로 균일한 온도로 조절할 수 있다. 상기 속도조절기구(31)는 상기 연마정반(20)을 회전시키는 모터에 공급되는 전압을 조절함으로써, 상기 연마패드(3)의 회전속도를 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 방법은 웨이퍼 등과 같은 기판의 표면을 연마 가공하는 연마공정을 수행하는 것이다. 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 방법은 상술한 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)를 통해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 방법은 다음과 같은 공정을 포함할 수 있다.
우선, 온도조절유체를 공급하여 연마면(21)의 온도를 조절한다(S10). 이러한 공정(S10)은 상기 공급부(4)가 상기 연마면(21)에 온조조절유체를 공급함으로써 이루어질 수 있다. 상기 공급부(4)는 조절하고자 하는 연마면(21)의 온도에 대응되도록 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급할 수 있다. 상기 연마면의 온도를 조절하는 공정(S10)은, 상기 유체저장부(110)에 저장된 온도조절유체가 상기 가열기구(431)를 경유하여 상기 연마면(21)에 공급되도록 온도조절유체를 유동시킴으로써 이루어질 수 있다.
다음, 미가열된 슬러리를 공급하여 연마면(21)의 온도에 따라 연마면(21)에 공급된 슬러리의 온도를 조절한다(S20). 이러한 공정(S20)은, 상기 공급부(4)가 상기 연마면(21)에 온도조절유체를 공급한 후에(S10) 상기 연마면(21)에 미가열된 슬러리를 공급함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 방법은 온도조절유체를 이용하여 상기 연마면(21)의 온도를 직접적으로 조절한 후에, 상기 연마면(21)을 이용하여 미가열된 슬러리의 온도를 간접적으로 조절하도록 구현된다. 상기 슬러리의 온도를 조절하는 공정(S20)은 상기 슬러리저장부(120)에 저장된 슬러리가 온도 조절 없이 바로 상기 연마면(21)에 공급되도록 슬러리를 유동시킴으로써 이루어질 수 있다.
다음, 상기 기판을 연마한다(S30). 이러한 공정(S30)은 상기 연마면(21)의 온도에 따라 온도가 조절된 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마함으로써 이루어질 수 있다. 상기 기판을 연마하는 공정(S30)은, 상기 연마헤드(3)가 상기 기판의 표면을 상기 연마패드(2)에 접촉시킨 상태에서 상기 기판을 상기 연마패드(2) 쪽으로 가압하면서 회전시킴으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 회전부(30)는 상기 연마패드(2)를 회전시킬 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 연마면의 온도를 조절하는 공정(S10)은, 상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 공정(S11)을 포함할 수 있다.
상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 공정(S11)은 상기 기판을 연마하는 단계에서 상기 연마패드(2)를 회전시키는 회전속도에 비해 더 느린 회전속도로 상기 연마패드(2)가 회전하도록 상기 연마패드(2)의 회전속도를 조절함으로써 이루어질 수 있다. 상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 공정(S11)은 상기 속도조절기구(31)가 상기 연마정반(20)을 회전시키는 속도를 조절함으로써 이루어질 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 연마면의 온도를 조절하는 공정(S10)은 다음과 같은 공정을 포함할 수 있다.
우선, 상기 연마면(21)의 온도를 측정한다(S12). 이러한 공정(S12)은 상기 측정부(5)가 상기 연마면(21)의 온도를 측정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 연마면의 온도를 측정하는 공정(S12)은, 상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 공정(S11)이 이루어진 이후에 수행될 수 있다.
다음, 온도조절유체의 온도를 조절한다(S13). 이러한 공정(S13)은 상기 조절기구(43)가 상기 측정부(5)에 의해 측정된 온도정보에 따라 온도조절유체의 온도를 조절함으로써 이루어질 수 있다.
다음, 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급한다(S14). 이러한 공정(S14)은 공급기구(41)가 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급함으로써 이루어질 수 있다. 상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 공정(S11)은, 상기 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하는 공정(S14)이 수행되기 이전 및 상기 온도조절유체의 온도를 조절하는 공정(S13)이 수행된 이후에 수행될 수도 있다.
도 1 내지 도 4, 및 도 7을 참고하면, 상기 연마면의 온도를 조절하는 공정(S10)은 다음과 같은 공정을 포함할 수도 있다.
우선, 상기 연마결과정보를 획득한다(S15). 이러한 공정(S15)은 상기 획득부(6)가 상기 연마공정이 기수행된 기판의 연마결과정보를 획득함으로써 이루어질 수 있다. 상기 연마결과정보를 획득하는 공정(S15)은, 상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 공정(S11)이 이루어진 이후에 수행될 수 있다.
다음, 온도조절유체의 온도를 조절한다(S13). 이러한 공정(S13)은 상기 조절기구(43)가 상기 획득부(6)에 의해 획득된 연마결과정보에 따라 온도조절유체의 온도를 조절함으로써 이루어질 수 있다.
다음, 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급한다(S14). 이러한 공정(S14)은 공급기구(41)가 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면(21)에 공급함으로써 이루어질 수 있다. 상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 공정(S11)은, 상기 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하는 공정(S14)이 수행되기 이전 및 상기 온도조절유체의 온도를 조절하는 공정(S13)이 수행된 이후에 수행될 수도 있다.
도 1 내지 도 4, 및 도 8을 참고하면, 상기 온도조절유체의 온도를 조절하는 공정(S13)은 다음과 같은 공정을 포함할 수 있다.
우선, 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 중단되면(S131), 온도조절유체를 순환시킨다(S133). 이러한 공정(S133)은, 상기 순환기구(434)가 상기 유체챔버(7) 및 상기 가열기구(431) 간에 온도조절유체를 순환시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 순환기구(434)는 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 진행되는지 여부에 관한 공정정보를 획득하고(S132), 획득된 공정정보를 이용하여 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 진행되는지 여부를 판단할 수 있다(S131). 상기 순환기구(434)는 획득된 공정정보를 이용하여 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 중단된 것으로 판단되면(S131), 온도조절유체를 상기 유체챔버(7) 및 상기 가열기구(431) 간에 순환시킬 수 있다(S133).
다음, 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 진행되면(S131), 온도조절유체의 온도를 측정한다(S134). 이러한 공정(S134)은, 상기 측정기구(435)가 상기 가열기구(431)로부터 배출된 온도조절유체의 온도를 측정함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 순환기구(434)는 획득된 공정정보를 이용하여 상기 연마면(21)에 대한 온도조절유체의 공급이 진행된 것으로 판단되면(S131), 온도조절유체가 상기 공급기구(41)로 공급되도록 온도조절유체에 대한 순환을 중단할 수 있다.
다음, 획득된 온도정보에 따라 온도조절유체를 가열한다(S135). 이러한 공정(S135)은 상기 제어기구(432)가 상기 측정기구(435)에 의해 획득된 온도정보에 따라 온도조절유체를 가열함으로써 이루어질 수 있다. 상기 제어기구(432)는 상기 가열기구(431)가 온도조절유체를 가열하는 가열온도 및 상기 가열기구(431)에 공급되는 온도조절유체의 유량 중에서 적어도 하나를 조절함으로써, 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다.
여기서, 상기 온도조절유체의 온도를 조절하는 공정(S13)은 목표온도범위를 보정하는 공정(S136)을 더 포함할 수 있다.
상기 목표온도범위를 보정하는 공정(S136)은, 상기 보정기구(436)가 슬러리공급에 따른 연마면(21)의 온도저하값을 보상하도록 온도조절유체에 대한 목표온도범위를 보정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 목표온도범위를 보정하는 공정(S136)은, 상기 온도조절유체의 온도를 측정하는 공정(S134)이 수행된 이후 및 상기 온도조절유체를 가열하는 공정(S135)이 수행되기 이전에 수행될 수 있다. 상기 온도조절유체를 가열하는 공정(S135)은, 상기 제어기구(432)가 상기 측정기구(435)에 의해 측정된 온도정보에 따라 온도조절유체의 온도가 목표온도범위에 속하도록 온도조절유체를 가열함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 제어기구(432)는 측정된 온도정보에 따라 온도조절유체의 온도가 목표온도범위에 속하도록 상기 가열기구(431)가 온도조절유체를 가열하는 가열온도 및 상기 가열기구(431)에 공급되는 온도조절유체의 유량 중에서 적어도 하나를 조절함으로써, 온도조절유체의 온도를 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 화학 기계적 연마 장치 2 : 연마패드
3 : 연마헤드 4 : 공급부
5 : 측정부 6 : 획득부
7 : 유체챔버 20 : 연마패드
21 : 연마면 30 : 회전부
31 : 속도조절기구 41 : 공급기구
42 : 전환기구 43 : 조절기구

Claims (19)

  1. 기판을 연마하기 위한 연마면을 갖는 연마패드;
    상기 연마면의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체를 상기 연마면에 공급한 후에, 상기 연마면의 온도에 따라 슬러리의 온도가 조절되도록 상기 연마면에 미가열된 슬러리를 공급하는 공급부; 및
    상기 연마면의 온도에 따라 온도가 조절된 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마하는 연마헤드를 포함하는 화학 기계적 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마패드가 결합된 연마정반, 및 상기 연마정반을 회전시켜서 상기 연마패드를 회전시키는 회전부를 포함하고,
    상기 회전부는 상기 연마헤드가 기판을 연마하는 동안 상기 연마패드를 회전시키는 회전속도에 비해 상기 연마면에 온도조절유체를 공급하는 동안 더 느린 회전속도로 상기 연마패드가 회전하도록 상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 속도조절기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공급부는
    상기 연마면의 상측에 배치된 공급기구, 및
    상기 공급기구에 온도조절유체를 공급하여 상기 연마면의 온도를 조절한 후에 상기 공급기구에 미가열된 슬러리를 공급하는 전환기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공급부는
    상기 연마면의 온도가 조절되도록 상기 연마면에 온도조절유체를 공급하는 유체공급기구, 및
    상기 연마면의 온도에 따라 슬러리의 온도가 조절되도록, 상기 유체공급기구가 상기 연마면에 온도조절유체를 공급한 후에 상기 연마면에 미가열된 슬러리를 공급하는 슬러리공급기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공급부는 상기 연마면의 온도가 조절되도록 온도조절유체의 온도를 조절하는 조절기구, 및 상기 조절기구에 의해 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하는 공급기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연마면의 온도를 측정하는 측정부를 포함하고,
    상기 조절기구는 상기 측정부가 측정한 온도정보에 따라 상기 공급기구에 공급하는 온도조절유체의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    연마공정이 기수행된 기판의 연마결과정보를 획득하는 획득부를 포함하고,
    상기 조절기구는 상기 획득부가 획득한 연마결과정보에 따라 상기 공급기구에 공급하는 온도조절유체의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공급부는 상기 연마면의 온도가 조절되도록 온도조절유체의 온도를 조절하는 조절기구를 포함하고,
    상기 조절기구는 온도조절유체를 가열하기 위한 가열기구, 및 상기 연마면에 공급되는 온도조절유체의 온도가 조절되도록 상기 가열기구가 온도조절유체를 가열하는 가열온도 및 상기 가열기구에 공급되는 온도조절유체의 유량 중에서 적어도 하나를 조절하는 제어기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    온도조절유체를 저장하는 유체챔버를 포함하고,
    상기 공급부는 상기 연마면의 온도가 조절되도록 온도조절유체의 온도를 조절하는 조절기구를 포함하며,
    상기 조절기구는 온도조절유체를 가열하기 위한 가열기구, 및 상기 연마면에 대한 온도조절유체의 공급이 중단되면 온도조절유체를 상기 가열기구와 상기 유체챔버 간에 순환시키는 순환기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 조절기구는
    상기 순환기구가 순환시키는 온도조절유체의 온도를 측정하는 측정기구, 및
    상기 연마면에 대한 온도조절유체의 공급이 진행되면, 상기 측정기구가 측정한 온도정보에 따라 상기 가열기구가 온도조절유체를 가열하는 가열온도 및 상기 가열기구에 공급되는 온도조절유체의 유량 중에서 적어도 하나를 조절하는 제어기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 공급부는 상기 연마면의 온도가 조절되도록 온도조절유체의 온도를 조절하는 조절기구를 포함하고,
    상기 조절기구는 슬러리가 상기 연마면에 공급됨에 따른 상기 연마면의 온도저하값을 보상하도록 온도조절유체에 대한 목표온도범위를 보정하는 보정기구, 및 상기 보정기구가 보정한 목표온도범위에 따라 온도조절유체의 온도를 조절하는 제어기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  12. 연마패드가 갖는 연마면의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하여 상기 연마면의 온도를 조절하는 단계;
    온도조절유체에 의해 온도가 조절된 연마면에 미가열된 슬러리를 공급하여 상기 연마면의 온도에 따라 상기 연마면에 공급된 슬러리의 온도를 조절하는 단계; 및
    상기 연마면의 온도에 따라 온도가 조절된 슬러리를 이용하여 기판을 연마하는 단계를 포함하는 화학 기계적 연마 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연마면의 온도를 조절하는 단계는, 상기 기판을 연마하는 단계에서 상기 연마패드를 회전시키는 회전속도에 비해 더 느린 회전속도로 상기 연마패드가 회전하도록 상기 연마패드의 회전속도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 연마면의 온도를 조절하는 단계는
    상기 연마면의 온도를 측정하는 단계,
    측정된 온도정보에 따라 온도조절유체의 온도를 조절하는 단계, 및
    온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 연마면의 온도를 조절하는 단계는
    연마공정이 기수행된 기판의 연마결과정보를 획득하는 단계,
    획득된 연마결과정보에 따라 온도조절유체의 온도를 조절하는 단계, 및
    온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 연마면의 온도를 조절하는 단계는 온도조절유체의 온도를 조절하는 단계, 및 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 온도조절유체의 온도를 조절하는 단계는, 상기 연마면에 대한 온도조절유체의 공급이 중단되면 온도조절유체를 저장하는 유체챔버 및 온도조절유체를 가열하는 가열기구 간에 온도조절유체를 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 연마면의 온도를 조절하는 단계는 온도조절유체의 온도를 조절하는 단계, 및 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 온도조절유체의 온도를 조절하는 단계는, 상기 연마면에 대한 온도조절유체의 공급이 진행되면 온도조절유체를 가열하는 가열기구로부터 배출된 온도조절유체의 온도를 측정하는 단계, 및 측정된 온도정보에 따라 온도조절유체를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 연마면의 온도를 조절하는 단계는 온도조절유체의 온도를 조절하는 단계, 및 온도가 조절된 온도조절유체를 상기 연마면에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 온도조절유체의 온도를 조절하는 단계는, 온도조절유체의 온도를 측정하는 단계, 슬러리공급에 따른 연마면의 온도저하값을 보상하도록 온도조절유체에 대한 목표온도범위를 보정하는 단계, 및 측정된 온도에 따라 온도조절유체의 온도가 목표온도범위에 속하도록 온도조절유체를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 연마면의 온도를 조절하는 단계는 유체저장부에 저장된 온도조절유체가 가열기구를 경유하여 상기 연마면에 공급되도록 온도조절유체를 유동시키고,
    상기 슬러리의 온도를 조절하는 단계는 슬러리저장부에 저장된 슬러리가 온도 조절 없이 바로 상기 연마면에 공급되도록 슬러리를 유동시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210394331A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-23 Globalwafers Co., Ltd. Semiconductor substrate polishing with polishing pad temperature control

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000015561A (ja) * 1998-06-30 2000-01-18 Mitsubishi Materials Silicon Corp 研磨装置
JP2003011060A (ja) * 2001-06-28 2003-01-15 Canon Inc 研磨液供給装置及び方法
JP2005131732A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Ebara Corp 研磨装置
JP2012525715A (ja) * 2009-04-30 2012-10-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 化学機械研磨の温度制御
KR20150100577A (ko) * 2014-02-25 2015-09-02 고요 기카이 고교 가부시키가이샤 워크의 평면 연삭 방법
KR101722555B1 (ko) * 2016-03-08 2017-04-03 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마장치 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000015561A (ja) * 1998-06-30 2000-01-18 Mitsubishi Materials Silicon Corp 研磨装置
JP2003011060A (ja) * 2001-06-28 2003-01-15 Canon Inc 研磨液供給装置及び方法
JP2005131732A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Ebara Corp 研磨装置
JP2012525715A (ja) * 2009-04-30 2012-10-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 化学機械研磨の温度制御
KR20150100577A (ko) * 2014-02-25 2015-09-02 고요 기카이 고교 가부시키가이샤 워크의 평면 연삭 방법
KR101722555B1 (ko) * 2016-03-08 2017-04-03 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210394331A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-23 Globalwafers Co., Ltd. Semiconductor substrate polishing with polishing pad temperature control
WO2021257254A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-23 Globalwafers Co., Ltd. Semiconductor substrate polishing with polishing pad temperature control

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