KR20230133042A - 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법 - Google Patents

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KR20230133042A
KR20230133042A KR1020220030060A KR20220030060A KR20230133042A KR 20230133042 A KR20230133042 A KR 20230133042A KR 1020220030060 A KR1020220030060 A KR 1020220030060A KR 20220030060 A KR20220030060 A KR 20220030060A KR 20230133042 A KR20230133042 A KR 20230133042A
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김효정
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 연마 패드가 상면에 부착되며, 일 방향으로 회전가능하도록 설치되는 플래튼(platen); 상기 연마 패드에 상기 연마 패드의 온도를 조절하기 위한 온도 제어 유체를 분사하는 온도 조절부; 상기 연마 패드 상에 상기 온도 조절부와 상기 일 방향으로 이격되어 설치되며, 상기 연마 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부; 상기 연마 패드 상에 상기 슬러리 공급부와 상기 일 방향으로 이격되어 설치되며, 반도체 기판을 상기 연마 패드에 밀착시켜 회전시키는 연마 헤드; 상기 일 방향을 기준으로 상기 온도 조절부와 상기 슬러리 공급부 사이에 설치되며, 상기 연마 패드의 중심에서 외곽을 향해 연장되어 상기 온도 제어 유체의 흐름을 조절하는 제1 펜스(fence); 및 상기 일 방향을 기준으로 상기 연마 헤드와 상기 온도 조절부 사이에 설치되며, 상기 연마 패드의 상기 중심에서 상기 외곽을 향해 연장되어 상기 연마 패드에 잔류하는 슬러리와 연마 부산물의 흐름을 조절하는 제2 펜스를 포함하는 기판 연마 장치를 제공한다.

Description

기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법{POLISHING APPARATUS FOR SUBSTRATE AND POLISHING METHOD FOR SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조는 여러 공정을 거쳐 수행될 수 있다. 예를 들어, 반도체 소자의 제조는 웨이퍼에 대한 포토 공정, 식각 공정 및 증착 공정 등을 통해 진행될 수 있다. 각 공정에 선행하여, 웨이퍼의 표면을 평탄화시킬 필요가 있을 수 있다. 이를 위해 웨이퍼에 대한 폴리싱(polishing) 공정이 진행될 수 있다. 폴리싱 공정은 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼의 평탄화를 위해 화학적 기계 연마(Chemical mechanical polishing, CMP) 공정이 사용될 수 있다.
최근에는, CMP 공정 중에 온도 제어 유체를 분사하여, CMP 공정이 수행되는 온도를 제어하고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, CMP 공정에서 연마 패드의 표면 온도를 최적화하고, 온도 제어 유체와 슬러리가 혼합되는 것을 방지할 수 있는 기판 연마 장치 및 기판 연마 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예는, 연마 패드가 상면에 부착되며, 일 방향으로 회전가능하도록 설치되는 플래튼(platen); 상기 연마 패드에 상기 연마 패드의 온도를 조절하기 위한 온도 제어 유체를 분사하는 온도 조절부; 상기 연마 패드 상에 상기 온도 조절부와 상기 일 방향으로 이격되어 설치되며, 상기 연마 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부; 상기 연마 패드 상에 상기 슬러리 공급부와 상기 일 방향으로 이격되어 설치되며, 반도체 기판을 상기 연마 패드에 밀착시켜 회전시키는 연마 헤드; 상기 일 방향을 기준으로 상기 온도 조절부와 상기 슬러리 공급부 사이에 설치되며, 상기 연마 패드의 중심에서 외곽을 향해 연장되어 상기 온도 제어 유체의 흐름을 조절하는 제1 펜스(fence); 및 상기 일 방향을 기준으로 상기 연마 헤드와 상기 온도 조절부 사이에 설치되며, 상기 연마 패드의 상기 중심에서 상기 외곽을 향해 연장되어 상기 연마 패드에 잔류하는 슬러리와 연마 부산물의 흐름을 조절하는 제2 펜스를 포함하는 기판 연마 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치 및 기판 연마 방법은, 온도 제어 유체가 공급되는 온도 조절부와 슬러리가 공급되는 슬러리 공급부를 서로 이격하고, 온도 조절부와 슬러리 공급부의 사이에 펜스를 배치하여, CMP 공정에서 연마 패드의 표면 온도를 최적화하고, 온도 제어 유체와 슬러리가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 의한 기판 연마 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 'A'방향에서 바라본 평면도이다.
도 3은 도 1의 제1 펜스의 측면도이다.
도 4는 도 1의 제2 펜스의 측면도이다.
도 5(a)는 도 1의 제1 펜스의 하면을 도시한 도면이다.
도 5(b) 내지 도 5(d)는 도 5(a)에 도시된 제1 펜스의 다양한 변형예이다.
도 6은 일 실시예에 의한 기판 연마 장치의 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 의한 기판 연마 장치의 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 다음과 같이 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 일 실시예에 의한 기판 연마 장치에 대해 설명한다. 도 1은 일 실시예에 의한 기판 연마 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 'A'방향에서 바라본 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 연마 장치(1)는 플래튼(platen)(20) 상에 온도 조절부(10), 제1 펜스(60), 슬러리 공급부(40), 연마 헤드(30), 컨디셔너(50) 및 제2 펜스(70)가 플래튼(20)의 회전 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 기판 연마 장치(1)는 웨이퍼와 같은 반도체 기판(W)의 일면을 연마할 수 있다.
플래튼(20)은 원반 형상으로 형성될 수 있으며, 반도체 기판(W)이 화학적 기계적 연마되는 장소를 제공하는 연마 패드(22)가 상면에 부착될 수 있다. 연마 패드(22)의 상면은 반도체 기판(W)을 연마하는 연마면으로 제공될 수 있다. 또한, 플래튼(20)은 하부에 회전축(23)이 연결되어 모터와 같은 구동 장치에 의해 일 방향(D1)으로 회전 운동할 수 있다. 플래튼(20)은 중심(C)을 기준으로 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시예는 플래튼(20)이 시계 방향으로 회전하는 경우를 예로 들어 설명한다.
연마 헤드(30)는 하부에 화학적 기계적 연마하려는 반도체 기판(W)이 진공에 의해 부착될 수 있다. 연마 헤드(30)는 반도체 기판(W)에 일정한 연마 하중을 가하여 반도체 기판(W)을 연마 패드(22)에 밀착시키며, 회전축(32)에 의해 회전함으로써 반도체 기판(W)의 표면을 화학적 기계적으로 연마할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서, 연마 헤드(30)는 연마 패드(22) 상에서 회전 운동과 함께 병진 운동을 할 수 있다.
슬러리 공급부(40)는 연마 패드(22)의 상부에 연마 헤드(30)와 이격하여 배치될 수 있다. 슬러리 공급부(40)는 일 방향(D1)을 기준으로 연마 헤드(30)의 전단에 배치될 수 있다. 슬러리 공급부(40)는 적어도 하나의 노즐(41)을 구비하고, 노즐(41)을 통해 연마 패드(22)의 표면에 슬러리(SL)를 분사할 수 있다. 슬러리 공급부(40)에서 분사된 슬러리(SL)는 연마 헤드(30)에서 반도체 기판(W)의 표면을 연마하는 데 사용된 후, 플래튼(20)의 외곽으로 배출될 수 있다. 실시예에 따라, 슬러리 공급부(40)는 슬러리(SL)를 가열하거나 냉각한 상태에서 분사할 수 있다. 슬러리 공급부(40)에서 공급된 슬러리(SL)는 연마 헤드(30)에 부착된 반도체 기판(W)의 표면과 반응하여 화학적 기계적 연마 공정을 수행하는 데에 사용된다. 화학적 기계적 연마 공정의 연마도는, 슬러리(SL)의 화학적 작용에 영향을 받으므로, 연마 패드(22)의 표면 온도에 영향을 받는다. 따라서, 연마 공정이 수행되는 연마 패드(22)의 온도를 최적의 값으로 유지하는 것이 중요하다. 슬러리 공급부(40)의 후단에 배치된 연마 헤드(30)에서 연마 공정이 수행되면, 연마 헤드(30)와 연마 패드(22) 간의 마찰에 의해 슬러리(SL)의 온도가 상승하게 되는 데, 슬러리 공급부(40)에서 분사되는 슬러리(SL)의 온도를 미리 조절함으로써, 연마 헤드(30)에서 가열된 슬러리(SL)의 온도가, 화학적 기계적 연마 공정에서 최적화된 온도가 되도록 유지하는데 도움이 될 수 있다. 그러나, 연마 공정에서 사용되는 슬러리(SL)는 고가의 제품이므로 유량을 증가시킬 경우, 제조 공정의 비용을 상승시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 슬러리(SL)만으로는 연마 패드(22)의 온도를 빠른 속도로 제어하는 데에 한계가 있다. 일 실시예의 기판 연마 장치(1)는 슬러리 공급부(40)의 전단에 온도 조절부(10)를 배치하고, 연마 패드(22)에 온도 제어 유체(TF)를 분사하여, 슬러리(SL)에 의한 연마 패드(22)의 온도 조절의 한계를 보완할 수 있다.
온도 조절부(10)는 연마 패드(22)의 상부에 슬러리 공급부(40)와 이격하여 배치될 수 있다. 온도 조절부(10)는 일 방향(D1)을 기준으로 슬러리 공급부(40)의 전단에 배치될 수 있다. 온도 조절부(10)는 연마 패드(22)의 상면에 온도 제어 유체(TF)를 분사하여, 연마 패드(22)의 표면 온도를 조절할 수 있다. 온도 조절부(10)는 적어도 하나의 노즐(11)을 구비하고, 노즐(11)을 통해 연마 패드(22)의 표면에 온도 제어 유체(TF)를 분사하여 연마 패드(22)의 표면 온도를 높이거나 낮출 수 있다. 온도 제어 유체(TF)로 순수(DI water) 등의 액체를 사용할 수 있으며, 질소 가스(N2 gas) 또는 공기 등의 기체를 사용할 수도 있다.
온도 조절부(10)에서 제공되는 온도 제어 유체(TF)는, 슬러리(SL)의 부족한 온도 조절 효과를 보충하여 연마 패드(22)의 온도를 조절하는 데에 유용하나, 온도 제어 유체(TF)는 슬러리(SL)와 상이한 물질로 이루어져, 온도 제어 유체(TF)가 슬러리(SL)와 혼합되면, 슬러리(SL)의 연마도가 낮아지게 된다. 따라서, 온도 조절부(10)에서 분사된 온도 제어 유체(TF)가 슬러리(SL)와 혼합되기 전에 플래튼(20)의 외곽으로 빠르게 배출할 필요가 있다. 분사된 온도 제어 유체(TF)의 유량이 상대적으로 적은 경우에는, 플래튼(20)의 회전만으로도 온도 제어 유체(TF)가 제거될 수 있다. 그러나, 분사된 온도 제어 유체(TF)의 유량이 상대적으로 많은 경우에는, 온도 제어 유체(TF)가 슬러리(SL)와 혼합되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 온도 제어 유체(TF)의 배출이 지나치게 빠른 경우에는, 온도 제어 유체(TF)를 이용하여 연마 패드(22)의 표면 온도를 조절하는 효과가 저하될 수 있다.
일 실시예는, 온도 조절부(10)와 슬러리 공급부(40)의 사이에 제1 펜스(60)를 배치하여, 온도 제어 유체(TF)가 슬러리(SL)가 혼합되는 것을 방지하면서도, 온도 제어 유체(TF)가 연마 패드(22)의 표면 온도를 조절하기에 충분한 시간 동안 연마 패드(22)의 표면에 머무르게 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 펜스(60)는 온도 조절부(10)와 슬러리 공급부(40)의 사이에 배치되어, 온도 조절부(10)에서 공급된 온도 제어 유체(TF)의 유량을 조절할 수 있다. 제1 펜스(60)는 바(bar) 형상으로 형성될 수 있으며, 다양한 종류의 합성 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 펜스(60)는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol)로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 펜스(60)의 일단은 연마 패드(22)의 중심(C)에 배치되고, 타단은 연마 패드(22)의 외곽(22S)으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 제1 펜스(60)는 연마 패드(22)의 상면에 맞닿도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 펜스(60)의 타단에는 제1 구동부(80)가 연결되어, 제1 펜스(60)와 하면과 연마 패드(22)의 상면 간의 간격을 조절할 수 있으며, 제1 펜스(60)가 필요하지 않은 경우에는 연마 패드(22)에서 분리시킬 수도 있다.
제1 펜스(60)는 온도 조절부(10)와 이격되어 배치될 수 있다. 제1 펜스(60)가 온도 조절부(10)와 과도하게 인접하여 배치된 경우, 온도 조절부(10)에서 공급된 온도 제어 유체(TF)가 연마 패드(22)의 온도를 충분하게 조절하기 전에, 제1 펜스(60)에 의해 연마 패드(22)의 외곽(22S)으로 배출되므로, 온도 제어 유체(TF)를 이용하여 연마 패드(22)의 표면 온도를 조절하는 효과가 감소할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 펜스(60)는 몸체부(61)와 브러시(62)를 포함할 수 있다. 브러시(62)는 몸체부(61)의 하부에 배치될 수 있다. 실시예에 따라서, 몸체부(61)와 브러시(62)는 일체로 형성될 수 있다.
도 5(a)를 참조하면, 브러시(62)에는, 제1 펜스(60)의 전면(60F)과 후면(60R)을 관통하는 복수의 유로(63)가 형성될 수 있다. 복수의 유로(63)는 다양하게 변형될 수 있다. 도 5(b)를 참조하면, 제1 펜스(60A)의 경우, 브러시(62A)의 복수의 유로(63A)가 경사를 이루는 유로(F4)를 형성하도록 배치될 수 있다.
도 5(c)를 참조하면, 제1 펜스(60B)의 경우, 브러시(62B)는 점진적으로 폭이 커지는 복수의 유로(63B)를 가질 수 있다. 즉, 복수의 유로(63B) 중 어느 하나의 유로(63B1) 는 인접한 다른 하나의 유로(63B2)와 상이한 폭을 가질 수 있다. 따라서, 제1 펜스(60B)의 각 영역에 상이한 유량의 온도 제어 유체(TF)가 흐르도록 제어될 수 있다.
도 5(d)를 참조하면, 제1 펜스(60C)의 경우, 제1 펜스(60C)의 전면에서 유입된 온도 제어 유체(TF)가 두개의 유로로 유출되도록 Y자 형상의 유로(63C)를 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 유로(63)는 제1 펜스(60)를 통과하는 온도 제어 유체(TF)의 유량을 조절할 수 있다. 온도 조절부(10)에서 공급된 온도 제어 유체(TF)는 플래튼(20)의 회전 운동에 의해 연마 패드(22)의 상면을 따라 퍼져 나가는 제1 유로(F1)를 따라 흐른다. 제1 유로(F1)를 따라 흐르는 온도 제어 유체(TF) 중 일부는 제1 펜스(60)에 의해 차단되어 연마 패드(22)의 외곽(22S)으로 배출되는 제3 유로(F3)를 따라 흐른다. 온도 제어 유체(TF) 중 연마 패드(22)의 외곽(22S)으로 배출되지 않은 나머지는 제1 펜스(60)의 복수의 유로(63)를 통해 제1 펜스(60)를 관통하는 제2 유로(F2)를 따라 흐른다. 제1 펜스(60)를 통과한 온도 제어 유체(TF)는 플래튼(20)의 회전 운동에 의해, 점차 연마 패드(22)의 외곽(22S)으로 배출되게 되며, 복수의 유로(63)의 폭을 조절하여, 제1 펜스(60)를 통과하는 온도 제어 유체(TF)가 퍼져 나가는 영역(A1)을 조절할 수 있다. 따라서, 온도 조절부(10)에서 공급된 온도 제어 유체(TF)를 공급하여, 연마 패드(22)의 표면 온도를 조절하면서도, 온도 제어 유체(TF)가 슬러리 공급부(40)에서 공급되는 슬러리(SL)와 혼합되지 않을 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 펜스(70)는 연마 헤드(30)와 온도 조절부(10)의 사이에 배치될 수 있으며, 제1 펜스(60)와 유사하게 바 형상으로 형성될 수 있다. 실시예에 따라서, 제2 펜스(70)는 생략될 수 있다. 제2 펜스(70)는 제1 펜스(60)와 유사하게 바(bar) 형상으로 형성될 수 있으며, 다양한 종류의 합성 수지로 형성될 수 있다. 제2 펜스(70)는 제1 펜스(60)와 동일한 물질로 형성될 수 있으나, 실시예에 따라서, 제2 펜스(70)는 제1 펜스(60)와 상이한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 펜스(70)는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol)로 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 펜스(70)의 일단은 연마 패드(22)의 중심(C)에 배치되고, 타단은 연마 패드(22)의 외곽(22S)으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 제2 펜스(70)는 연마 패드(22)의 상면에 맞닿도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 제2 펜스(70)의 타단에는 제2 구동부(90)가 연결되어, 제2 펜스(70)와 하면과 연마 패드(22)의 상면 간의 간격(G)을 조절할 수 있다. 제2 펜스(70)와 하면과 연마 패드(22)의 상면 간의 간격(G)을 조절함으로써, 연마 헤드(30)에서 화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 과정에서 발생한 연마 부산물이 포함된 슬러리(SL)를 차단하여 플래튼(20)의 외곽으로 배출하거나, 일부의 슬러리(SL)를 통과하게 할 수도 있다. 또한, 제2 펜스(70)는 제2 구동부(0에 의해 구동되어, 제2 펜스(70)가 필요하지 않은 경우에는 연마 패드(22)에서 분리시킬 수도 있다. 제2 펜스(70)는 연마 패드(22)의 중심(C)에서 제1 펜스(60)와 접하도록 배치될 수 있다. 실시예에 따라서, 제2 펜스(70)는 제1 펜스(60)와 일체형으로 형성될 수 있다.
컨디셔너(50)는 연마 패드(22)와 온도 조절부(10) 사이에 배치될 수 있다. 연마 패드(22)와 온도 조절부(10) 사이에 제2 펜스(70)가 배치된 경우, 컨디셔너(50)는 제2 펜스(70)의 후단에 배치될 수 있다. 컨디셔너(50)는 연마 패드(21)의 표면 상태를 균일하게 하기 위해, 연마 패드(21)의 표면을 다이아몬드 입자가 부착된 디스크로 연마하여, 연마 패드(21)의 거칠기(roughness)를 재현하는 컨디셔닝 공정을 수행할 수 있다.
도 6을 참조하여 일 실시예에 의한 기판 연마 장치에 대해 설명한다. 도 6은 일 실시예에 의한 기판 연마 장치의 평면도이다. 일 실시예의 기판 연마 장치(1A)는 앞서 설명한 실시예와 비교할 때, 온도 조절부(10)와 슬러리 공급부(40)가 바 형상인 차이점이 있다. 그 외의 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성이므로, 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해 생략한다.
일 실시예의 기판 연마 장치(1A)는 바 형상의 온도 조절부(10')를 포함할 수 있다. 온도 조절부(10')는 복수의 노즐(11)이 연마 패드(22)의 중심에서 외곽을 향해 열을 이루어 배치될 수 있다. 복수의 노즐(11)은 등간격으로 배치될 수 있다. 따라서, 앞서 설명한 실시예에 비해, 온도 조절부(10')에서 분사되는 온도 제어 유체(TF)가 연마 패드(22) 상에 더욱 균일하게 분사될 수 있다.
또한, 일 실시예의 기판 연마 장치(1A)는 바 형상의 슬러리 공급부(40')를 포함할 수 있다. 슬러리 공급부(40')는 복수의 노즐(41)이 연마 패드(22)의 중심에서 외곽을 향해 열을 이루어 배치될 수 있다. 복수의 노즐(41)은 등간격으로 배치될 수 있다. 따라서, 앞서 설명한 실시예에 비해, 슬러리 공급부(40')에서 분사되는 슬러리(SL)가 연마 패드(22) 상에 더욱 균일하게 분사될 수 있다.
도 7을 참조하여 일 실시예에 의한 기판 연마 장치에 대해 설명한다. 도 7은 일 실시예에 의한 기판 연마 장치의 평면도이다. 일 실시예의 기판 연마 장치(1B)는 앞서 설명한 실시예와 비교할 때, 제1 펜스(60')와 제2 펜스(70')가 만곡된 형상인 차이점이 있다. 그 외의 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성이므로, 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해 생략한다.
일 실시예의 기판 연마 장치(1B)는 연마 패드(22)의 중심에서 외곽을 향해, 연마 패드(22)의 회전 방향인 일 방향(D1)으로 만곡된 형상으로 형성될 수 있다.
제1 펜스(60')와 제2 펜스(70')가 연마 패드(22)의 회전 방향으로 만곡된 형상을 가지므로, 고속으로 회전하는 연마 패드(22) 상에 배치된 제1 펜스(60')와 제2 펜스(70')의 손상이 방지될 수 있다.
다음으로, 일 실시예의 기판 연마 방법에 대해 설명한다. 일 실시예의 기판 연마 방법은, 도 1의 기판 연마 장치(1)를 이용하여 수행될 수 있다. 도 1의 기판 연마 장치에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.
먼저, 기판 연마 장치(1)의 연마 헤드(30)에 반도체 기판(W)을 부착하고 플래튼(20) 상에 배치할 수 있다.
다음으로, 일 방향(D1)으로 회전하는 연마 패드(22) 상에 반도체 기판(W)을 접촉할 수 있다.
다음으로, 연마 패드(22) 상에 온도 제어 유체(TF)를 분사하여 연마 패드(22)의 온도를 조절할 수 있다. 온도 제어 유체(TF)는 연마 헤드(30)에서 수행되는 연마 공정의 온도를 감안하여, 연마 공정의 온도를 최적의 온도로 유지할 수 있도록 조절될 수 있다. 연마 패드(22) 상에 분사된 온도 제어 유체(TF)는 플래튼(20)의 회전에 의해 일 방향(D1)을 따라 연마 패드(22)의 표면을 퍼져 나가며 연마 패드(22)의 표면 온도를 상승 또는 하강시킬 수 있다.
다음으로, 일 방향(D1)을 기준으로, 온도 제어 유체(TF)가 분사되는 영역의 후단에 상기 연마 패드(22)의 중심(C)에서 외곽을 향해 연장되도록 제1 펜스(fence)(60)를 배치하여 온도 제어 유체(TF)의 흐름을 제어할 수 있다. 온도 조절부(10)에서 공급된 온도 제어 유체(TF)는 플래튼(20)의 회전 운동에 의해 연마 패드(22)의 상면을 따라 퍼져 나가고, 일부는 제1 펜스(60)에 의해 차단되어 연마 패드(22)의 외곽으로 배출되고, 나머지 일부는 제1 펜스(60)를 관통한 후 플래튼(20)의 회전 운동에 의해, 점차 연마 패드(22)의 외곽으로 배출될 수 있다.
다음으로, 슬러리 공급부(40)는 연마 패드(22) 상에 슬러리(SL)를 공급할 수 있다.
다음으로, 연마 헤드(30)는 연마 패드(22)에 반도체 기판(W)을 화학적 기계적 연마하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
1: 기판 연마 장치
10: 온도 조절부
20: 플래튼
22: 연마 패드
30: 연마 헤드
40: 슬러리 공급부
50: 컨디셔너
60: 제1 펜스
70: 제2 펜스
80: 제1 구동부
90: 제2 구동부
SL: 슬러리
TF: 온도 제어 유체
W: 반도체 기판

Claims (10)

  1. 연마 패드가 상면에 부착되며, 일 방향으로 회전가능하도록 설치되는 플래튼(platen);
    상기 연마 패드에 상기 연마 패드의 온도를 조절하기 위한 온도 제어 유체를 분사하는 온도 조절부;
    상기 연마 패드 상에 상기 온도 조절부와 상기 일 방향으로 이격되어 설치되며, 상기 연마 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부;
    상기 연마 패드 상에 상기 슬러리 공급부와 상기 일 방향으로 이격되어 설치되며, 반도체 기판을 상기 연마 패드에 밀착시켜 회전시키는 연마 헤드;
    상기 일 방향을 기준으로 상기 온도 조절부와 상기 슬러리 공급부 사이에 설치되며, 상기 연마 패드의 중심에서 외곽을 향해 연장되어 상기 온도 제어 유체의 흐름을 조절하는 제1 펜스(fence); 및
    상기 일 방향을 기준으로 상기 연마 헤드와 상기 온도 조절부 사이에 설치되며, 상기 연마 패드의 상기 중심에서 상기 외곽을 향해 연장되어 상기 연마 패드에 잔류하는 슬러리와 연마 부산물의 흐름을 조절하는 제2 펜스를 포함하는 기판 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 펜스는 상기 연마 패드와 접하는 면에, 상기 제1 펜스를 관통하는 복수의 유로가 배치된 기판 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 유로는 상기 연마 패드의 상기 중심에서 상기 외곽 방향으로 갈수록 폭이 점점 증가하거나 점점 감소하는 기판 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 펜스는 각각 바(bar) 형상의 몸체를 가지며, 일단은 상기 연마 패드의 상기 중심에 위치하고, 타단은 상기 연마 패드의 외곽으로 돌출되는 기판 연마 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 일 방향을 기준으로 상기 연마 헤드와 상기 온도 조절부 사이에 설치되며, 상기 연마 패드의 표면 상태를 조절하는 컨디셔너를 더 포함하는 기판 연마 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 펜스는, 상기 일 방향을 기준으로 상기 컨디셔너와 상기 온도 조절부 사이에 배치되는 기판 연마 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절부는, 상기 연마 패드의 표면에 상기 온도 제어 유체를 분사하는 노즐을 더 포함하는 기판 연마 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 연마 패드의 상기 중심에서 상기 외곽을 향해 연장되는 바 형상의 몸체를 가지며,
    상기 노즐은 복수의 노즐을 포함하며,
    상기 복수의 노즐은 상기 몸체의 길이 방향을 따라 배치되는 기판 연마 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 제1 펜스의 측면과 접하여 배치되는 기판 연마 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 펜스는 각각 제1 및 제2 구동부와 연결되며, 상기 제1 및 제2 구동부에 의해 상기 연마 패드의 상면에 대하여 상하로 이동하는 기판 연마 장치.
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