KR20210131616A - 화학적 기계적 연마 장치 - Google Patents

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Abstract

화학적 기계적 연마 장치는 연마 패드 상으로 연마 공정에 필요한 슬러리 용액을 공급하기 위한 슬러리 공급 장치를 포함한다. 상기 슬러리 공급 장치는 슬러리 공급원에 연결된 제1 및 제2 병렬 라인들에 각각 설치된 가열기 및 냉각기를 포함할 수 있다. 제어기는 상기 연마 공정의 개시 시점에서 제1 온도의 슬러리 용액을 공급하고 상기 연마 공정의 종료점 검출 시점에서 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 슬러리 용액을 공급하도록 상기 가열기 및 상기 냉각기의 동작을 제어할 수 있다.

Description

화학적 기계적 연마 장치{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}
본 발명은 화학적 기계적 연마 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게, 본 발명은 연마 패드 상에 슬러리를 공급하기 위한 슬러리 공급 장치를 갖는 화학적 기계적 연마 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 공정에 있어서, 초기 시점에서는 상온의 온도로 시작하여 시간이 지나감에 따라 웨이퍼와 상기 연마 패드 사이에는 마찰에 의해서 연마 패드의 온도가 상승할 수 있다. 이러한 온도 상승으로 인해, 연마 균일도가 저하될 수 있다. 또한, 연마 초기 시점에서는 제거율이 낮으므로 시간당 설비당 생산량(UPEH)이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 과제는 연마 균일도 및 시간당 설비당 생산량(UPEH)를 향상시킬 수 있는 화학적 기계적 연마 장치를 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 화학적 기계적 연마 장치는 웨이퍼를 연마시키기 위한 연마 패드를 갖는 연마 테이블 및 상기 연마 패드 상으로 연마 공정에 필요한 슬러리 용액을 공급하기 위한 슬러리 공급 장치를 포함한다. 상기 슬러리 공급 장치는 슬러리 공급원에 제1 및 제2 병렬 라인들을 통해 연결되고 상기 슬러리 공급원으로부터의 상기 슬러리 용액을 분사하기 위한 슬러리 분사 노즐, 상기 제1 병렬 라인에 설치되어 상기 슬러리 용액의 온도를 증가시키기 위한 가열기, 상기 제2 병렬 라인에 설치되어 상기 슬러리 용액의 온도를 감소시키기 위한 냉각기, 및 상기 가열기 및 상기 냉각기의 동작들을 제어하여 상기 슬러리 용액을 원하는 온도로 유지하기 위한 제어기를 포함하는 제어기를 포함한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 화학적 기계적 연마 장치는 연마 패드 상으로 연마 공정에 필요한 슬러리 용액을 공급하기 위한 슬러리 공급 장치를 포함한다. 상기 슬러리 공급 장치는 슬러리 공급원에 연결된 제1 및 제2 병렬 라인들에 각각 설치된 가열기 및 냉각기를 포함할 수 있다. 제어기는 상기 연마 공정의 개시 시점에서 제1 온도의 슬러리 용액을 공급하고 상기 연마 공정의 종료점 검출 시점에서 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 슬러리 용액을 공급하도록 상기 가열기 및 상기 냉각기의 동작을 제어할 수 있다.
이에 따라, 상대적으로 높은 온도(제1 온도)의 슬러리 용액을 상기 연마 공정의 개시 시점에서 연마 패드 상으로 공급함으로써 연마 공정의 제거율을 증가시켜 시간당 설비당 생산량(UPEH)를 향상시킬 수 있다. 또한, 상대적으로 낮은 온도(제2 온도)의 슬러리 용액을 상기 연마 공정의 종료점 검출 시점에서 연마 패드 상으로 공급함으로써 연마 공정의 제거율을 감소시켜, 연마 균일도를 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 슬러리 공급 장치 및 온도 조절 유체 공급 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 슬러리 공급 장치의 제1 가열기를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 슬러리 공급 장치의 제1 냉각기를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 온도 조절 유체 공급 장치의 제2 가열기를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 온도 조절 유체 공급 장치의 제2 냉각기를 나타내는 도면이다.
도 7은 패드 온도에 따른 금속 CMP 공정의 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 연마 공정에서의 슬러리 용액의 온도 제어 방법을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 화학적 기계적 연마 장치(chemical mechanical polishing apparatus)(10)는 상부면에 부착된 연마 패드(30)를 갖는 연마 테이블(20), 웨이퍼(W)와 같은 기판을 보유 지지하는 연마 헤드(42)를 갖는 연마 캐리어 장치(40), 연마 패드(30)의 연마면(32)을 컨디셔닝하기 위한 연마 패드 컨디셔너(50), 및 연마 패드(30) 상으로 화학적 기계적 연마 공정에 필요한 슬러리 용액을 공급하기 위한 슬러리 공급 장치를 포함할 수 잇다. 또한, 화학적 기계적 연마 장치(chemical mechanical polishing apparatus)(10)는 연마 패드(30) 상으로 온도 조절 유체를 공급하기 위한 온도 조절 유체 공급 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼는 반도체 또는 비반도체 물질로 이루어진 기판을 의미할 수 있다. 상기 웨이퍼는 기판 상에 형성된 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 층은 포토레지스트, 유전 물질, 전도성 물질을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 웨이퍼는 반복되는 패턴들의 격자 구조를 각각 갖는 다수개의 다이들을 포함할 수 있다.
연마 테이블(20)은 연마 패드(30)가 안착되는 회전 가능한 디스크 형상을 가질 수 있다. 연마 테이블(20)은 축(23)에 대하여 회전하도록 작동할 수 있다. 연마 테이블(20)은 연마 패드(30)를 소정의 속도로 회전시켜 웨이퍼와 같은 기판을 연마시킬 수 있다. 예를 들면, 모터(도시되지 않음)는 구동 샤프트(22)를 회전시켜 연마 테이블(20)을 회전시킬 수 있다.
연마 패드(30)는 상기 기판을 연마시키기 위한 연마 입자들을 포함할 수 있다. 연마 패드(30)는 거친 표면을 갖는 폴리우레탄과 같은 탄성 물질을 포함할 수 있다. 연마 패드(30)는 연마 테이블(20)과 함께 회전할 수 있다.
연마 헤드(42)는 상기 기판을 유지하여 상기 기판의 피연마면을 연마 패드(30)에 가압할 수 있다. 연마 헤드(42)는 상기 연마 캐리어 장치의 구동 샤프트에 고정되고 회전하면서 연마 패드(30) 상에서 이동할 수 있다. 연마 헤드(42)는 리테이닝 링을 포함하고 가요성 멤브레인 아래에 웨이퍼(W)와 같은 기판을 보유할 수 있다.
상기 슬러리 공급 장치는 슬러리 분사 노즐(104)을 통해 화학적 기계적 연마 공정에 필요한 슬러리 용액을 연마 패드(30) 상에 공급할 수 있다. 상기 슬러리 용액은 상기 웨이퍼를 화학적으로 평탄화시키는 데 사용될 수 있다. 상기 슬러리 용액은 케미컬 및 연마재를 포함하는 액체일 수 있다. 예를 들면, 상기 슬러리 용액은 콜로이드성 실리카와 같은 미세한 연마용 입자를 포함할 수 있다.
연마 헤드(42) 및 연마 테이블(20)은 화살표 방향들로 나타낸 바와 같이 회전할 수 있다. 이 상태에서, 연마 헤드(42)는 웨이퍼(W)를 연마 패드(30)에 가압하고, 슬러리 공급 장치(50)는 연마 패드(30) 상으로 연마액으로서의 슬러리 용액을 공급할 수 있다. 웨이퍼(W)는 상기 슬러리 용액의 존재 하에서 연마 패드(30)와의 슬라이딩 접촉에 의해 연마될 수 있다
연마 패드 컨디셔너(50)는 연마 패드(30)가 마모된 경우 연마 패드(30)의 표면을 연삭하여 표면 거칠기(surface roughness)를 일정 수준으로 재생시킬 수 있다. 연마 패드 컨디셔너(50)의 컨디셔너 디스크(52)를 연마면(32)에 대하여 접촉하여 하중을 가할 수 있다. 연마 패드(30)는 일정 시간 사용하면 웨이퍼(W) 등과의 마찰에 의해서 돌기 등이 손상될 수 있다. 이때, 연마 패드 컨디셔너(50)를 통해서 연마 패드(30)를 재생함으로써, 연마 패드(30)를 교체하지 않고 오랫동안 사용할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 슬러리 공급 장치는 상기 슬러리 용액이 원하는 온도를 갖도록 실시간으로 상기 슬러리 용액의 온도를 조절하고 상기 원하는 온도를 갖는 슬러리 용액을 연마 패드(30) 상에 분사할 수 있다.
또한, 상기 온도 조절 유체 공급 장치는 유체 분사 노즐(114)을 통해 온도 조절 유체를 연마 패드(30) 상에 공급할 수 있다. 상기 온도 조절 유체는 탈이온수(Deionized Water)를 포함할 수 있다. 상기 온도 조절 유체 공급 장치는 연마 패드(30)가 원하는 온도를 갖도록 실시간으로 상기 온도 조절 유체의 온도를 조절하고, 상기 원하는 온도를 갖는 온도 조절 유체를 연마 패드(30) 상에 분사할 수 있다.
상기 화학적 기계적 연마 장치는 상기 슬러리 공급 장치 및 상기 온도 조절 유체 공급 장치를 제외하고는 일반적으로 사용되는 CMP 장치와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성요소를 포함할 수 있다. 이하에서는, 상기 슬러리 공급 장치 및 상기 온도 조절 유체 공급 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 슬러리 공급 장치 및 온도 조절 유체 공급 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 2의 슬러리 공급 장치의 제1 가열기를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 슬러리 공급 장치의 제1 냉각기를 나타내는 도면이다. 도 5는 도 2의 온도 조절 유체 공급 장치의 제2 가열기를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 2의 온도 조절 유체 공급 장치의 제2 냉각기를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 슬러리 공급 장치는 슬러리 공급원(102)으로부터의 슬러리 용액을 분사하기 위한 슬러리 분사 노즐(104), 상기 슬러리 용액의 온도를 증가시키기 위한 제1 가열기(106), 상기 슬러리 용액의 온도를 감소시키기 위한 제1 냉각기(108), 및 제1 가열기(106)와 제1 냉각기(108)의 동작들을 제어하기 위한 제어기(130)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 슬러리 공급 장치는 슬러리 온도 검출기(140)를 더 포함할 수 있다.
슬러리 공급원(102)은 슬러리 공급 라인을 통해 상기 슬러리 용액을 슬러리 분사 노즐(104)로 제공할 수 있다. 상기 슬러리 공급 라인은 제1 및 제2 병렬 라인들(101a, 101b) 및 제1 통합 라인(101c)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 병렬 라인들(101a, 101b)은 슬러리 공급원(102)에 서로 병렬로 연결될 수 있다. 제1 통합 라인(101c)의 일단부는 제1 및 제2 병렬 라인들(101a, 101b)에 연결되고, 제1 통합 라인(101c)의 타단부는 슬러리 분사 노즐(104)에 연결될 수 있다. 제1 내지 제3 유량 제어 밸브들(103a, 103b, 103c)는 제1 및 제2 병렬 라인들(101a, 101b) 및 제1 통합 라인(101c)에 각각 설치되어 상기 슬러리 용액의 흐름(예를 들면, 유량)을 제어할 수 있다.
제1 가열기(106)는 제1 병렬 라인(101a)에 설치되어 상기 슬러리 용액의 온도를 증가시킬 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 가열기(106)는 유도 히터(induction heater)(107)를 포함할 수 있다. 유도 히터(106)는 자기장에 의해 발생하는 유도 전류를 열원으로 사용하며, 짧은 시간에 원하는 온도로 가열시킬 수 있다. 예를 들면, 유도 히터(107)는 최대 100℃까지 상기 슬러리 용액의 온도를 상승시킬 수 있다.
제1 냉각기(108)는 제2 병렬 라인(101b)에 설치되어 상기 슬러리 용액의 온도를 감소시킬 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 냉각기(108)는 제2 병렬 라인(101b)의 일부를 감싸는 냉각 터널관(109)을 포함할 수 있다. 인버터 컴프레서를 이용하여 냉매를 냉각 터널관(109)을 지나가도록 하여 짧은 시간에 원하는 온도로 냉각시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 냉각기(108)는 최소 4℃까지 상기 슬러리 용액의 온도를 감소시킬 수 있다.
슬러리 온도 검출기(140)는 슬러리 분사 노즐(104)에 인접한 제1 통합 라인(101c)을 흐르는 상기 슬러리 용액의 온도를 검출할 수 있다. 상기 슬러리 온도 검출기는 연마 패드(30) 상의 상기 슬러리 용액의 온도를 검출하도록 구비될 수 있다. 또한, 연마 패드 온도 검출기(도시되지 않음)가 구비되어 연마 패드의 온도를 검출할 수 있다.
제어기(130)는 슬러리 온도 검출기(140) 및 상기 연마 패드 온도 검출기와 연결되어 슬러리 분사 노즐(104)로부터 분사되는 상기 슬러리 용액의 온도 정보 및 연마 패드의 온도 정보를 획득할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제어기(130)는 상기 온도 정보 및 연마 공정의 진행 정보에 기초하여, 제1 내지 제3 유량 제어 밸브들(103a, 103b, 103c)의 개폐 및 제1 가열기(106) 및 제1 냉각기(108)의 동작들을 제어할 수 있다.
온도 조절 유체 공급 장치는 유체 공급원(112)으로부터의 온도 조절 유체를 분사하기 위한 유체 분사 노즐(114), 상기 온도 조절 유체의 온도를 증가시키기 위한 제2 가열기(116), 상기 온도 조절 유체의 온도를 감소시키기 위한 제2 냉각기(118), 및 제2 가열기(116)와 제2 냉각기(118)의 동작들을 제어하기 위한 제어기(130)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 조절 유체 공급 장치는 유체 온도 검출기(142)를 더 포함할 수 있다.
유체 공급원(112)은 유체 공급 라인을 통해 상기 온도 조절 유체를 유체 분사 노즐(114)로 제공할 수 있다. 예를 들면, 유체 공급원(112)은 상기 온도 조절 유체로서 탈이온수에 혼합된 가스를 공급하여 유체 분사 노즐(114)을 통해 스프레이 방식으로 분사할 수 있다. 예를 들면, 상기 가스는 질소(N2), 산소(O2), 이산화탄소(CO2), 공기 등을 포함할 수 있다.
상기 유체 공급 라인은 제3 및 제4 병렬 라인들(111a, 111b) 및 제2 통합 라인(111c)을 포함할 수 있다. 제3 및 제4 병렬 라인들(111a, 111b)은 유체 공급원(112)에 서로 병렬로 연결될 수 있다. 제2 통합 라인(111c)의 일단부는 제3 및 제4 병렬 라인들(111a, 111b)에 연결되고, 제2 통합 라인(111c)의 타단부는 유체 분사 노즐(114)에 연결될 수 있다. 제4 내지 제6 유량 제어 밸브들(113a, 113b, 113c)는 제3 및 제4 병렬 라인들(111a, 111b) 및 제2 통합 라인(111c)에 각각 설치되어 상기 온도 조절 유체의 흐름(예를 들면, 유량)을 제어할 수 있다.
제2 가열기(116)는 제3 병렬 라인(111a)에 설치되어 상기 온도 조절 유체의 온도를 증가시킬 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 가열기(116)는 유도 히터(induction heater)(117)를 포함할 수 있다. 제2 가열기(116)의 구성은 제1 가열기(106)의 구성과 실질적으로 동일하거나 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제2 냉각기(118)는 제4 병렬 라인(111b)에 설치되어 상기 온도 조절 유체의 온도를 감소시킬 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 냉각기(118)는 제4 병렬 라인(111b)의 일부를 감싸는 냉각 터널관(119)을 포함할 수 있다. 제2 냉각기(118)의 구성은 제1 냉각기(108)의 구성과 실질적으로 동일하거나 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
유체 온도 검출기(142)는 유체 분사 노즐(114)에 인접한 제2 통합 라인(111c)을 흐르는 상기 온도 조절 유체의 온도를 검출할 수 있다.
제어기(130)는 유체 온도 검출기(142)와 연결되어 유체 분사 노즐(114)로부터 분사되는 상기 온도 조절 유체의 온도 정보를 획득할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제어기(130)는 상기 온도 정보 및 상기 연마 공정의 진행 정보에 기초하여, 제4 내지 제6 유량 제어 밸브들(113a, 113b, 113c)의 개폐 및 제2 가열기(116) 및 제2 냉각기(118)의 동작들을 제어할 수 있다.
이하에서는, 상기 슬러리 공급 장치 및 상기 온도 조절 유체 공급 장치를 이용한 웨이퍼의 연마 공정을 수행하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 7은 패드 온도에 따른 금속 CMP 공정의 제거율을 나타내는 그래프이다. 도 8은 예시적인 실시예들에 따른 연마 공정에서의 슬러리 용액의 온도 제어 방법을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 웨이퍼와 연마 패드 사이의 마찰열로 인하여 연마 패드의 온도를 연마 공정이 진행함에 따라 증가할 수 있다. 연마 패드의 온도가 증가함에 따라 금속(W) 제거율이 비례하여 증가함을 알 수 있다. 패드 온도가 40℃인 경우 금속(W) 제거율은 약 700(Å/min)이고, 패드 온도가 55℃인 경우 금속(W) 제거율은 약 3,500(Å/min)이다.
도 8을 참조하면, 예시적인 실시예들에 있어서, 웨이퍼의 연마 공정의 개시 시점(1)에서부터 종료점 검출(endpoint detection) 시점(2)까지 슬러리 용액의 온도를 제1 온도로 유지하고, 상기 연마 공정의 종료점 검출 시점(2)에서부터 종료 시점(3)까지 상기 슬러리 용액의 온도를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 유지할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 온도는 40℃ 내지 60℃의 범위 이내에 있고, 상기 제2 온도는 10℃ 내지 30℃의 범위 이내에 있을 수 있다.
연마 패드의 온도가 상대적으로 낮은 연마 공정의 개시 시점(1)에서 제1 가열기(106)를 작동시켜 상기 슬러리 용액의 온도를 상기 제1 온도로 증가시키도록 제어할 수 있다. 상대적으로 높은 온도(제1 온도)의 슬러리 용액을 연마 공정의 개시 시점(1)에서 연마 패드 상으로 공급함으로써 연마 공정의 제거율을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 시간당 설비당 생산량(UPEH)를 향상시킬 수 있다.
상기 연마 공정의 종료점 검출(endpoint detection) 시점(2)에서부터 종료 시점(3)까지 제1 냉각기(108)을 작동시켜 상기 슬러리 용액의 온도를 상기 제2 온도로 감소시키도록 제어할 수 있다. 상대적으로 낮은 온도(제2 온도)의 슬러리 용액을 상기 연마 공정의 종료점 검출(endpoint detection) 시점(2)에서 연마 패드 상으로 공급함으로써 연마 공정의 제거율을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 종료점 검출 시점 이후에도 높은 제거율로 인해 과도하게 연마됨으로써 금속 리세스가 발생하는 것을 방지함으로써, 편평도(planarity)를 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 웨이퍼의 연마 공정의 개시 시점(1)에서 상대적으로 높은(제3 온도)의 온도 조절 유체를 공급하도록 제2 가열기(116)를 작동시킬 수 있다. 상기 온도 조절 유체는 상기 연마 패드 상으로 공급되어 연마 패드의 온도를 증가시킴으로써 연마 공정의 제거율을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 온도 조절 유체는 상기 슬러리 용액과 함께 웨이퍼의 연마 공정의 개시 시점(1)에서 공급되어 시간당 설비당 생산량(UPEH)를 향상시킬 수 있다.
상기 연마 공정의 종료점 검출 시점(2)에서 상대적으로 낮은(제4 온도)의 온도 조절 유체를 공급하도록 제2 냉각기(118)를 작동시킬 수 있다. 상기 온도 조절 유체는 상기 연마 패드 상으로 공급되어 연마 패드의 온도를 감소시킴으로써 연마 공정의 제거율을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 온도 조절 유체는 상기 슬러리 용액과 함께 상기 연마 공정의 종료점 검출 시점(2)에서 공급되어 편평도(planarity)를 향상시킬 수 있다.
상기 연마 공정이 수행되는 물질은 텅스텐(W), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 물질 또는 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 옥시카바이드 등과 같은 비금속 물질을 포함할 수 있다.
전술한 화학적 기계적 연마 장치에 의해 형성된 반도체 소자는 컴퓨팅 시스템과 같은 다양한 형태의 시스템들에 사용될 수 있다. 상기 반도체 소자는 fin FET, DRAM, VNAND 등을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 개인휴대단말기, 태블릿, 휴대폰, 디지털 음악 재생기 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 화학적 기계적 연마 장치 20: 연마 테이블
22: 구동 샤프트 30: 연마 패드
32: 연마면 40: 연마 캐리어 장치
42: 연마 헤드 50: 연마 패드 컨디셔너
102: 슬러리 공급원 104: 슬러리 분사 노즐
106: 제1 가열기 107, 117: 유도 히터
108: 제2 가열기 109, 119: 냉각 터널관
112: 유체 공급원 114; 유체 분사 노즐
116: 제2 가열기 118: 제2 냉각기
130: 제어기 140: 슬러리 온도 검출기
142: 유체 온도 검출기

Claims (10)

  1. 웨이퍼를 연마시키기 위한 연마 패드를 갖는 연마 테이블; 및
    상기 연마 패드 상으로 연마 공정에 필요한 슬러리 용액을 공급하기 위한 슬러리 공급 장치를 포함하고,
    상기 슬러리 공급 장치는,
    슬러리 공급원에 제1 및 제2 병렬 라인들을 통해 연결되고 상기 슬러리 공급원으로부터의 상기 슬러리 용액을 분사하기 위한 슬러리 분사 노즐;
    상기 제1 병렬 라인에 설치되어 상기 슬러리 용액의 온도를 증가시키기 위한 가열기;
    상기 제2 병렬 라인에 설치되어 상기 슬러리 용액의 온도를 감소시키기 위한 냉각기; 및
    상기 가열기 및 상기 냉각기의 동작들을 제어하여 상기 슬러리 용액을 원하는 온도로 유지하기 위한 제어기를 포함하는 제어기를 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 웨이퍼의 연마 공정의 개시 시점에서 제1 온도의 슬러리 용액을 공급하고 상기 웨이퍼의 종료점 검출 시점에서 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 슬러리 용액을 공급하도록 상기 가열기 및 상기 냉각기의 동작을 제어하는 화학적 기계적 연마 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 온도는 40℃ 내지 60℃의 범위 이내에 있고, 상기 제2 온도는 10℃ 내지 30℃의 범위 이내에 있는 화학적 기계적 연마 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가열기는 상기 제1 병렬 라인에 설치된 유도 히터(induction heater)를 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각기는 상기 제2 병렬 라인에 설치된 냉각 터널관을 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬러리 분사 노즐에 의해 분사되는 상기 슬러리 용액의 온도를 검출하기 위한 슬러리 온도 검출기를 더 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 병렬 라인들에 각각 설치되어 상기 슬러리 용액의 유량을 제어하기 위한 제1 및 제2 유량 제어 밸브들을 더 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 패드 상으로 온도 조절 유체를 공급하기 위한 온도 조절 유체 공급 장치를 더 포함하고,
    상기 온도 조절 유체 공급 장치는
    유체 공급원에 제3 및 제4 병렬 라인들을 통해 연결되고 상기 유체 공급원으로부터의 상기 온도 조절 유체를 분사하기 위한 유체 분사 노즐;
    상기 제3 병렬 라인에 설치되어 상기 온도 조절 유체의 온도를 증가시키기 위한 제2 가열기; 및
    상기 제4 병렬 라인에 설치되어 상기 온도 조절 유체의 온도를 감소시키기 위한 제2 냉각기를 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 웨이퍼의 연마 공정의 개시 시점에서 제3 온도의 온도 조절 유체를 공급하고 상기 웨이퍼의 종료 시점에서 상기 제3 온도보다 낮은 제4 온도의 온도 조절 유체를 공급하도록 상기 제2 가열기 및 상기 제2 냉각기의 동작을 제어하는 화학적 기계적 연마 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 온도 조절 유체는 탈이온수(Deionized Water)를 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
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