KR20240112563A - Chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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KR20240112563A
KR20240112563A KR1020230004725A KR20230004725A KR20240112563A KR 20240112563 A KR20240112563 A KR 20240112563A KR 1020230004725 A KR1020230004725 A KR 1020230004725A KR 20230004725 A KR20230004725 A KR 20230004725A KR 20240112563 A KR20240112563 A KR 20240112563A
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KR1020230004725A
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권동훈
민충기
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치는 플래튼과, 상기 플래튼의 상면에 설치되는 CMP 패드와, 상기 플래튼의 상부에 배치되며 웨이퍼를 상기 CMP 패드에 접촉시키는 연마 헤드와, 상기 CMP 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및 상기 슬러리 공급부로부터 이격되어 배치되며 상기 CMP 패드의 컨디셔닝을 수행하는 컨디셔닝 유닛을 포함하며, 상기 컨디셔닝 유닛은 상기 CMP 패드의 상부에 배치되어 회전되는 제1 암과, 상기 제1 암으로부터 이격 배치되어 회전되는 제2 암 및 상기 제1 암과 상기 제2 암에 감겨지고 상기 CMP 패드에 접촉되는 컨디셔닝 필름을 포함한다.A chemical mechanical polishing device according to an embodiment of the present invention includes a platen, a CMP pad installed on the upper surface of the platen, a polishing head disposed on the upper surface of the platen and contacting the wafer with the CMP pad, and the CMP It includes a slurry supply unit that supplies slurry to the pad and a conditioning unit that is spaced apart from the slurry supply unit and performs conditioning of the CMP pad, wherein the conditioning unit includes a first arm that is disposed on an upper portion of the CMP pad and rotates; It includes a second arm spaced apart from the first arm and rotated, and a conditioning film wound around the first arm and the second arm and in contact with the CMP pad.

Description

화학적 기계적 연마 장치{Chemical mechanical polishing apparatus}Chemical mechanical polishing apparatus}

본 발명은 화학적 기계적 연마 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing device.

반도체 소자의 제조시에 웨이퍼의 평탄화를 위하여 화학적 기계적 연마(CMP) 장치를 이용한 화학적 기계적 연마(CMP) 공정이 이용된다. 그리고, 화학 기계적 연마(CMP) 공정은 웨이퍼와 CMP 패드의 화학적 기계적 상호작용을 이용하여 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정이다.When manufacturing semiconductor devices, a chemical mechanical polishing (CMP) process using a chemical mechanical polishing (CMP) device is used to flatten the wafer. Additionally, the chemical mechanical polishing (CMP) process is a process that polishes the surface of the wafer using chemical and mechanical interaction between the wafer and the CMP pad.

한편, CMP 공정에서는 연마를 수행하는 CMP 패드 표면의 거칠기를 일정하게 유지하기 위해 다이아몬드(diamond)가 박힌 디스크(disk)를 이용하여 컨디셔닝을 진행하고 있다. 그러나, 연마 속도 등의 연마 성능을 확보하기 위해 슬러리(slurry) 내 포함되어 있는 성분에 의해 다이아몬드의 화학적 마모, 즉 부식이 일어나 다이아몬드 소모품의 수명이 줄어들어 소모품 교체 주기가 짧아지는 문제가 있다.Meanwhile, in the CMP process, conditioning is performed using a diamond-studded disk to maintain constant roughness of the surface of the CMP pad being polished. However, in order to secure polishing performance such as polishing speed, there is a problem that chemical wear, or corrosion, of diamond occurs due to ingredients contained in the slurry, which reduces the lifespan of diamond consumables and shortens the consumable replacement cycle.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, CMP 패드의 컨디셔닝을 수행하는 디스크의 교체 주기를 증가시킬 수 있는 화학적 기계적 연마 장치를 제공하는 것이다.One of the technical problems to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing device that can increase the replacement cycle of the disk that performs conditioning of the CMP pad.

예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치는 플래튼과, 상기 플래튼의 상면에 설치되는 CMP 패드와, 상기 플래튼의 상부에 배치되며 웨이퍼를 상기 CMP 패드에 접촉시키는 연마 헤드와, 상기 CMP 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및 상기 슬러리 공급부로부터 이격되어 배치되며 상기 CMP 패드의 컨디셔닝을 수행하는 컨디셔닝 유닛을 포함하며, 상기 컨디셔닝 유닛은 상기 CMP 패드의 상부에 배치되어 회전되는 제1 암과, 상기 제1 암으로부터 이격 배치되어 회전되는 제2 암 및 상기 제1 암과 상기 제2 암에 감겨지고 상기 CMP 패드에 접촉되는 컨디셔닝 필름을 포함한다.A chemical mechanical polishing device according to an exemplary embodiment includes a platen, a CMP pad installed on an upper surface of the platen, a polishing head disposed on an upper surface of the platen and contacting a wafer to the CMP pad, and the CMP pad. It includes a slurry supply unit that supplies slurry to the slurry supply unit and a conditioning unit that is spaced apart from the slurry supply unit and performs conditioning of the CMP pad, wherein the conditioning unit includes a first arm that is disposed on an upper portion of the CMP pad and rotates, and It includes a second arm that is spaced apart from the first arm and rotated, and a conditioning film wound around the first arm and the second arm and in contact with the CMP pad.

CMP 패드의 컨디셔닝 수행하는 디스크의 교체 주기를 증가시킬 수 있는 화학적 기계적 연마 장치를 제공할 수 있다.A chemical mechanical polishing device that can increase the replacement cycle of the disk that performs conditioning of the CMP pad can be provided.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above-described content, and may be more easily understood through description of specific embodiments of the present invention.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 측면에서 바라본 구성도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 상부에서 바라본 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치에 구비되는 컨디셔닝 필름을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 나타내는 구성도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 나타내는 구성도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 나타내는 구성도이다.1 is a side view of a chemical mechanical polishing device according to an exemplary embodiment.
Figure 2 is a configuration diagram of a chemical mechanical polishing apparatus according to an exemplary embodiment as seen from the top.
3 to 5 are explanatory diagrams for explaining a conditioning film provided in a chemical mechanical polishing apparatus according to an exemplary embodiment.
Figure 6 is a configuration diagram showing a chemical mechanical polishing device according to an exemplary embodiment.
Figure 7 is a configuration diagram showing a chemical mechanical polishing device according to an exemplary embodiment.
Figure 8 is a configuration diagram showing a chemical mechanical polishing device according to an exemplary embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 측면에서 바라본 구성도이고, 도 2는 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 상부에서 바라본 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a chemical mechanical polishing apparatus according to an exemplary embodiment as viewed from the side, and FIG. 2 is a configuration diagram of a chemical mechanical polishing apparatus according to an exemplary embodiment as viewed from the top.

도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치(100)는 일예로서, 플래튼(110, Platen), CMP 패드(120), 연마 헤드(130), 슬러리 공급부(140) 및 컨디셔닝 유닛(150)을 포함한다.1 and 2, the chemical mechanical polishing apparatus 100 according to an exemplary embodiment includes, as an example, a platen 110, a CMP pad 120, a polishing head 130, and a slurry supply unit 140. ) and a conditioning unit 150.

플래튼(110, Platen)은 회전축(미도시)에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 상단부가 원형의 플레이트 형상을 가진다. 그리고, 플래튼(110)은 일정 방향, 예를 들어 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 또한, 플래튼(110)의 상면에는 CMP 패드(120)가 설치될 수 있다.The platen 110 can be rotatably installed on a rotation axis (not shown), and its upper end has a circular plate shape. Additionally, the platen 110 may be rotated in a certain direction, for example, counterclockwise. Additionally, a CMP pad 120 may be installed on the upper surface of the platen 110.

CMP 패드(120)는 일예로서, 경질의 폴리우레탄(polyurethane) 패드일 수 있다. 한편, CMP 패드(120)의 상면에는 웨이퍼(W)의 연마를 위한 연마층(미도시)이 구비될 수 있으며, 연마층에는 웨이퍼(W)의 연마 효율을 향상시킬 수 있도록 홈(미도시)이 구비될 수 있다.As an example, the CMP pad 120 may be a hard polyurethane pad. Meanwhile, the upper surface of the CMP pad 120 may be provided with a polishing layer (not shown) for polishing the wafer (W), and the polishing layer may have grooves (not shown) to improve the polishing efficiency of the wafer (W). This can be provided.

연마 헤드(130)는 플래튼(110)의 상부에 배치되며 웨이퍼(W)를 CMP 패드(120)에 접촉시킨다. 또한, 연마 헤드(130)는 일정 방향, 예를 들어 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 이에 따라, 연마 헤드(130)의 저면에 장착된 웨이퍼(W)는 CMP 패드(120)에 회전되면서 접촉될 수 있다.The polishing head 130 is disposed on the platen 110 and brings the wafer W into contact with the CMP pad 120. Additionally, the polishing head 130 may be rotated in a certain direction, for example, counterclockwise. Accordingly, the wafer W mounted on the bottom of the polishing head 130 may be rotated and contacted with the CMP pad 120.

슬러리 공급부(140)는 CMP 패드(120)에 슬러리를 공급한다. 일예로서, 슬러리 공급부(140)는 플래튼(110)의 회전 방향을 따라 연마 헤드(130)와 컨디셔닝 유닛(150)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 플래튼(110)의 회전 방향을 따라 연마 헤드(130), 슬러리 공급부(140) 및 컨디셔닝 유닛(150)이 순차적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 슬러리 공급부(140)로부터 공급되는 슬러리가 보다 원활하게 연마 헤드(130)로 제공될 수 있다. 한편, CMP 공정이 수행되는 경우 슬러리 공급부(140)로부터 공급된 슬러리를 이용하여 웨이퍼(W)의 화학적 기계적 연마가 수행될 수 있다. The slurry supply unit 140 supplies slurry to the CMP pad 120. As an example, the slurry supply unit 140 may be disposed between the polishing head 130 and the conditioning unit 150 along the rotation direction of the platen 110. For example, the polishing head 130, the slurry supply unit 140, and the conditioning unit 150 may be sequentially arranged along the rotation direction of the platen 110. Accordingly, the slurry supplied from the slurry supply unit 140 can be more smoothly provided to the polishing head 130. Meanwhile, when the CMP process is performed, chemical and mechanical polishing of the wafer W may be performed using the slurry supplied from the slurry supply unit 140.

컨디셔닝 유닛(150)은 CMP 패드(120)의 표면 조건을 컨디셔닝하는 역할을 수행한다. 일예로서, 컨디셔닝 유닛(150)은 CMP 패드(120)의 표면을 연마하여 CMP 패드(120)의 표면 조도(표면 거칠기, surface roughness)를 일정한 상태로 유지시킬 수 있다. 그리고, 컨디셔닝 유닛(150)은 연마 헤드(130)로 웨이퍼(W)를 연마할 때 이와 동시에 CMP 패드(120)를 연마할 수 있으며, 또는 웨이퍼(W)의 연마를 중지한 상태에서 CMP 패드(120)를 연마하여 CMP 패드(120)의 표면 조도를 회복 또는 유지시킬 수 있다.The conditioning unit 150 serves to condition the surface condition of the CMP pad 120. As an example, the conditioning unit 150 may maintain the surface roughness of the CMP pad 120 in a constant state by polishing the surface of the CMP pad 120. In addition, the conditioning unit 150 may polish the CMP pad 120 at the same time when polishing the wafer W with the polishing head 130, or may polish the CMP pad 120 while stopping polishing the wafer W. 120) can be polished to restore or maintain the surface roughness of the CMP pad 120.

컨디셔닝 유닛(150)은 일예로서, 제1 암(152), 제2 암(154) 및 컨디셔닝 필름(156)을 포함한다.Conditioning unit 150 includes, as an example, a first arm 152, a second arm 154, and a conditioning film 156.

제1 암(152)은 CMP 패드(120)의 상부에 배치되어 회전된다. 일예로서, 제1 암(152)에는 컨디셔닝 필름(156)이 감겨지며 제1 암(152)의 회전에 의해 제1 암(152)에 감겨진 컨디셔닝 필름(156)이 풀어지거나 감겨질 수 있다. 일예로서, 제1 암(152)은 단면이 원형인 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 한편, 제1 암(152)은 구동부(미도시)에 연결되어 CMP 패드(120)에 컨디셔닝 필름(156)이 접촉된 상태에서 이동될 수 있다. 예를 들어 제1 암(152)은 CMP 패드(120)의 내측에서 외측을 향하는 방향 또는 CMP 패드(120)의 외측에서 내측을 향하는 방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 제1 암(152)은 컨디셔닝 필름(156)이 감겨지는 영역의 단면적이 컨디셔닝 필름(156)이 감겨지지 않은 영역의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.The first arm 152 is placed on top of the CMP pad 120 and rotated. As an example, the conditioning film 156 is wound around the first arm 152, and the conditioning film 156 wound around the first arm 152 may be unwound or wound by rotation of the first arm 152. As an example, the first arm 152 may have a bar shape with a circular cross-section. Meanwhile, the first arm 152 is connected to a driving unit (not shown) and can be moved while the conditioning film 156 is in contact with the CMP pad 120. For example, the first arm 152 may be moved in a direction from the inside to the outside of the CMP pad 120 or from the outside to the inside of the CMP pad 120. In addition, the first arm 152 may be formed so that the cross-sectional area of the area where the conditioning film 156 is wound is larger than the cross-sectional area of the area where the conditioning film 156 is not wound.

제2 암(154)은 제1 암(152)로부터 이격 배치되어 회전된다. 한편, 제2 암(154)은 일예로서 CMP 패드(120)의 외측에 배치될 수 있다. 또한, 제2 암(154)에는 컨디셔닝 필름(156)이 감겨지며 제2 암(154)의 회전에 의해 제2 암(154)에 감겨진 컨디셔닝 필름(156)이 풀어지거나 감겨질 수 있다. 예를 들어, 제1 암(152)에 감겨진 컨디셔닝 필름(156)이 풀어지면 제2 암(154)에 컨디셔닝 필름(156)이 감겨지고, 제2 암(154)에 감겨진 컨디셔닝 필름(156)이 풀어지면 제1 암(152)에 컨디셔닝 필름(156)이 감겨진다. 일예로서, 제2 암(154)은 단면이 원형인 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 암(154)은 컨디셔닝 필름(156)이 겸겨지는 영역의 단면적이 컨디셔닝 필름(156)이 감겨지지 않은 영역의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.The second arm 154 is spaced apart from the first arm 152 and rotates. Meanwhile, the second arm 154 may be disposed outside the CMP pad 120 as an example. Additionally, the conditioning film 156 is wound around the second arm 154, and the conditioning film 156 wound around the second arm 154 may be unwound or wound by rotation of the second arm 154. For example, when the conditioning film 156 wound around the first arm 152 is unwound, the conditioning film 156 is wound around the second arm 154, and the conditioning film 156 wound around the second arm 154 ) is released, the conditioning film 156 is wound around the first arm 152. As an example, the second arm 154 may have a bar shape with a circular cross-section. Additionally, the second arm 154 may be formed so that the cross-sectional area of the area where the conditioning film 156 is wrapped is larger than the cross-sectional area of the area where the conditioning film 156 is not wound.

컨디셔닝 필름(156)은 제1 암(152)과 제2 암(154)에 감겨지고 CMP 패드(120)에 접촉되어 CMP 패드(120)를 연마한다. 한편, 컨디셔닝 필름(156)은 일예로서, 제1 암(152)에 감겨진 부분에서 CMP 패드(120)에 접촉될 수 있다. 또한, 컨디셔닝 필름(156)은 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 컨디셔닝 필름(156)은 도 3에 도시된 바와 같이, 샌드 페이퍼(sand paper)일 수 있다. 즉, 컨디셔닝 필름(156)은 천이나 방수용 종이와 같은 유연한 소재에 금강사나 숫돌입자, 유리 가루 등을 발라 붙인 사포일 수 있다. The conditioning film 156 is wound around the first arm 152 and the second arm 154 and contacts the CMP pad 120 to polish the CMP pad 120. Meanwhile, as an example, the conditioning film 156 may be in contact with the CMP pad 120 at a portion wound around the first arm 152. Additionally, the conditioning film 156 may be made of a flexible material. For example, conditioning film 156 may be sand paper, as shown in FIG. 3 . That is, the conditioning film 156 may be sandpaper made by applying emery thread, abrasive particles, glass powder, etc. to a flexible material such as cloth or waterproof paper.

다만, 이에 한정되지 않으며, 컨디셔닝 필름(156a)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상면에 배치되는 입자(156a-1)들의 보호를 위한 보호층(156a-2)이 구비될 수도 있다. 보호층(156a-2)은 Pb, Ni, Cr 중 적어도 하나를 함유할 수 있다.However, it is not limited to this, and the conditioning film 156a may be provided with a protective layer 156a-2 to protect the particles 156a-1 disposed on the upper surface, as shown in FIG. 4. The protective layer 156a-2 may contain at least one of Pb, Ni, and Cr.

또한, 컨디셔닝 필름(156b)은 도 5에 도시된 바와 같이, 유연한 폴리머 재질로 이루어지는 필름(156b-1)과, 필름(156b-1) 상에 배치되는 보호층(156b-2) 및 필름(156b-1)와 보호층(156b-2)에 하단부가 매립되는 연마층(156b-3)을 구비할 수 있다. 그리고, 보호층(156b-2)은 Pb, Ni, Cr 중 적어도 하나를 함유할 수 있다. 또한, 연마층(156b-3)은 다이아몬드를 함유할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the conditioning film 156b includes a film 156b-1 made of a flexible polymer material, a protective layer 156b-2, and a film 156b disposed on the film 156b-1. -1) and a polishing layer (156b-3) whose lower end is buried in the protective layer (156b-2) may be provided. And, the protective layer 156b-2 may contain at least one of Pb, Ni, and Cr. Additionally, the polishing layer 156b-3 may contain diamond.

세정부재(160)는 제2 암(154)에 대향 배치되어 컨디셔닝 필름(156)을 향해 세정수를 분사한다. 이에 따라, 제2 암(154)에 감겨지는 컨디셔닝 필름(156)은 이물질이 제거된 상태에서 제2 암(154)에 감겨질 수 있다. 이에 따라, 제1 암(152)에 감겨진 컨디셔닝 필름(156)이 모두 풀어지고 나면 제1 암(152)과 제2 암(154)을 반대방향으로 회전시켜 제2 암(154)에 감겨진 컨디셔닝 필름(156)을 제1 암(152)에 감지지도록 할 수 있다. 이때, 플래튼(110)의 회전은 정지될 수 있다. 이와 같이, 세정부재(160)를 통해 컨디셔닝 필름(156)을 세정할 수 있으므로, 컨디셔닝 필름(156)의 교체 주기를 늘릴 수 있는 것이다.The cleaning member 160 is disposed opposite the second arm 154 and sprays cleaning water toward the conditioning film 156. Accordingly, the conditioning film 156 wound around the second arm 154 can be wound around the second arm 154 with foreign substances removed. Accordingly, after all of the conditioning film 156 wound around the first arm 152 is unwound, the first arm 152 and the second arm 154 are rotated in opposite directions to remove the conditioning film 156 wound around the second arm 154. The conditioning film 156 can be sensed by the first arm 152. At this time, the rotation of the platen 110 may be stopped. In this way, since the conditioning film 156 can be cleaned through the cleaning member 160, the replacement cycle of the conditioning film 156 can be increased.

상기한 바와 같이, 제1 암(152)과 제2 암(154)에 감겨지는 컨디셔닝 필름(156)을 통해 CMP 패드(120)의 연마를 수행할 수 있으므로 CMP 패드(120)의 마모를 감소시킬 수 있다.As described above, polishing of the CMP pad 120 can be performed through the conditioning film 156 wound around the first arm 152 and the second arm 154, thereby reducing wear of the CMP pad 120. You can.

또한, 컨디셔닝 필름(156)이 유연한 재질로 이루어지며 세정부재(160)에 의해 연마 후 세정되므로 컨디셔닝 필름(156)의 교체 주기를 증가시킬 수 있다.In addition, since the conditioning film 156 is made of a flexible material and is cleaned after polishing by the cleaning member 160, the replacement cycle of the conditioning film 156 can be increased.

도 6은 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 나타내는 구성도이다.Figure 6 is a configuration diagram showing a chemical mechanical polishing device according to an exemplary embodiment.

도 6을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치(200)는 플래튼(110), CMP 패드(120), 연마 헤드(130), 슬러리 공급부(140) 및 컨디셔닝 유닛(250)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the chemical mechanical polishing apparatus 200 according to an exemplary embodiment includes a platen 110, a CMP pad 120, a polishing head 130, a slurry supply unit 140, and a conditioning unit 250. Includes.

한편, 플래튼(110), CMP 패드(120), 연마 헤드(130) 및 슬러리 공급부(140)는 상기에서 설명한 구성요소와 실질적으로 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Meanwhile, since the platen 110, CMP pad 120, polishing head 130, and slurry supply unit 140 are substantially the same as the components described above, detailed description will be omitted here.

컨디셔닝 유닛(250)은 CMP 패드(120)의 표면 조건을 컨디셔닝하는 역할을 수행한다. 일예로서, 컨디셔닝 유닛(250)은 CMP 패드(120)의 표면을 연마하여 CMP 패드(120)의 표면 조도(표면 거칠기, surface roughness)를 일정한 상태로 유지시킬 수 있다. 그리고, 컨디셔닝 유닛(250)은 연마 헤드(130)로 웨이퍼(W)를 연마할 때 이와 동시에 CMP 패드(120)를 연마할 수 있으며, 또는 웨이퍼(W)의 연마를 중지한 상태에서 CMP 패드(120)를 연마하여 CMP 패드(120)의 표면 조도를 회복 또는 유지시킬 수 있다.The conditioning unit 250 serves to condition the surface condition of the CMP pad 120. As an example, the conditioning unit 250 may maintain the surface roughness of the CMP pad 120 in a constant state by polishing the surface of the CMP pad 120. In addition, the conditioning unit 250 may polish the CMP pad 120 at the same time when polishing the wafer W with the polishing head 130, or may polish the CMP pad 120 while stopping polishing the wafer W. 120) can be polished to restore or maintain the surface roughness of the CMP pad 120.

컨디셔닝 유닛(250)은 일예로서, 제1 암(252), 제2 암(254) 및 컨디셔닝 필름(256)을 포함한다.Conditioning unit 250 includes, as an example, a first arm 252, a second arm 254, and a conditioning film 256.

제1 암(252)은 CMP 패드(120)의 상부에 배치되어 회전된다. 일예로서, 제1 암(252)에는 컨디셔닝 필름(256)이 감겨지며 제1 암(252)의 회전에 의해 제1 암(252)에 감겨진 컨디셔닝 필름(256)이 풀어지거나 감겨질 수 있다. 일예로서, 제1 암(252)은 단면이 원형인 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제1 암(252)은 컨디셔닝 필름(256)이 감겨지는 영역의 단면적이 컨디셔닝 필름(556)이 감겨지지 않은 영역의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.The first arm 252 is placed on top of the CMP pad 120 and rotated. As an example, the conditioning film 256 is wound around the first arm 252, and the conditioning film 256 wound around the first arm 252 may be unwound or wound by rotation of the first arm 252. As an example, the first arm 252 may have a bar shape with a circular cross-section. Additionally, the first arm 252 may be formed so that the cross-sectional area of the area where the conditioning film 256 is wound is larger than the cross-sectional area of the area where the conditioning film 556 is not wound.

제2 암(254)은 제1 암(252)로부터 이격 배치되어 회전된다. 한편, 제2 암(254)은 일예로서 CMP 패드(120)의 외측에 배치될 수 있다. 또한, 제2 암(254)에는 컨디셔닝 필름(256)이 감겨지며 제2 암(254)의 회전에 의해 제2 암(254)에 감겨진 컨디셔닝 필름(256)이 풀어지거나 감겨질 수 있다. 예를 들어, 제1 암(252)에 감겨진 컨디셔닝 필름(256)이 풀어지면 제2 암(254)에 컨디셔닝 필름(256)이 감겨지고, 제2 암(254)에 감겨진 컨디셔닝 필름(256)이 풀어지면 제1 암(252)에 컨디셔닝 필름(256)이 감겨진다. 일예로서, 제2 암(254)은 단면이 원형인 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 암(254)은 컨디셔닝 필름(256)이 겸겨지는 영역의 단면적이 컨디셔닝 필름(256)이 감겨지지 않은 영역의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.The second arm 254 is spaced apart from the first arm 252 and rotates. Meanwhile, the second arm 254 may be disposed outside the CMP pad 120 as an example. Additionally, the conditioning film 256 is wound around the second arm 254, and the conditioning film 256 wound around the second arm 254 may be unwound or wound by rotation of the second arm 254. For example, when the conditioning film 256 wound around the first arm 252 is unwound, the conditioning film 256 is wound around the second arm 254, and the conditioning film 256 wound around the second arm 254 is unwound. ) is released, the conditioning film 256 is wound around the first arm 252. As an example, the second arm 254 may have a bar shape with a circular cross-section. Additionally, the second arm 254 may be formed so that the cross-sectional area of the area where the conditioning film 256 is wrapped is larger than the cross-sectional area of the area where the conditioning film 256 is not wound.

컨디셔닝 필름(256)은 제1 암(252)과 제2 암(254)에 감겨지고 CMP 패드(120)에 접촉되어 CMP 패드(120)를 연마한다. 한편, 컨디셔닝 필름(256)은 일예로서, 제1 암(252)에 감겨진 부분에서부터 CMP 패드(120)의 가장자리까지의 영역에서 CMP 패드(120)에 접촉될 수 있다. 또한, 컨디셔닝 필름(256)은 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 컨디셔닝 필름(256)과 CMP 패드(120)의 접촉면적이 증가할 수 있으므로 제1 암(252)과 제2 암(254) 중 어느 하나가 이동 가능하게 구성되지 않을 수 있다.The conditioning film 256 is wound around the first arm 252 and the second arm 254 and contacts the CMP pad 120 to polish the CMP pad 120. Meanwhile, as an example, the conditioning film 256 may be in contact with the CMP pad 120 in the area from the portion wound around the first arm 252 to the edge of the CMP pad 120. Additionally, the conditioning film 256 may be made of a flexible material. In this way, the contact area between the conditioning film 256 and the CMP pad 120 may increase, so either the first arm 252 or the second arm 254 may not be configured to be movable.

한편, 본 실시예에서는 세정부재(160, 도 1 참조)가 구비되지 않는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 제2 암(254)에 대향 배치되도록 세정부재(160)가 구비될 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, the case in which the cleaning member 160 (see FIG. 1) is not provided is described as an example, but the present invention is not limited to this, and the cleaning member 160 may be provided to face the second arm 254. there is.

도 7은 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 나타내는 구성도이다.Figure 7 is a configuration diagram showing a chemical mechanical polishing device according to an exemplary embodiment.

도 7을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치(300)는 플래튼(110), CMP 패드(120), 연마 헤드(130), 슬러리 공급부(140) 및 컨디셔닝 유닛(350)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the chemical mechanical polishing apparatus 300 according to an exemplary embodiment includes a platen 110, a CMP pad 120, a polishing head 130, a slurry supply unit 140, and a conditioning unit 350. Includes.

한편, 플래튼(110), CMP 패드(120), 연마 헤드(130) 및 슬러리 공급부(140)는 상기에서 설명한 구성요소와 실질적으로 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Meanwhile, since the platen 110, CMP pad 120, polishing head 130, and slurry supply unit 140 are substantially the same as the components described above, detailed description will be omitted here.

컨디셔닝 유닛(350)은 CMP 패드(120)의 표면 조건을 컨디셔닝하는 역할을 수행한다. 일예로서, 컨디셔닝 유닛(350)은 CMP 패드(120)의 표면을 연마하여 CMP 패드(120)의 표면 조도(표면 거칠기, surface roughness)를 일정한 상태로 유지시킬 수 있다. 그리고, 컨디셔닝 유닛(350)은 연마 헤드(130)로 웨이퍼(W)를 연마할 때 이와 동시에 CMP 패드(120)를 연마할 수 있으며, 또는 웨이퍼(W)의 연마를 중지한 상태에서 CMP 패드(120)를 연마하여 CMP 패드(120)의 표면 조도를 회복 또는 유지시킬 수 있다.The conditioning unit 350 serves to condition the surface condition of the CMP pad 120. As an example, the conditioning unit 350 may maintain the surface roughness of the CMP pad 120 in a constant state by polishing the surface of the CMP pad 120. In addition, the conditioning unit 350 may polish the CMP pad 120 at the same time when polishing the wafer W with the polishing head 130, or may polish the CMP pad 120 while stopping polishing the wafer W. 120) can be polished to restore or maintain the surface roughness of the CMP pad 120.

컨디셔닝 유닛(350)은 일예로서, 제1 암(352), 제2 암(354) 및 컨디셔닝 필름(356)을 포함한다.Conditioning unit 350 includes, as an example, a first arm 352, a second arm 354, and a conditioning film 356.

제1 암(352)은 CMP 패드(120)의 상부에 배치되어 회전된다. 일예로서, 제1 암(352)에는 컨디셔닝 필름(356)이 감겨지며 제1 암(152)의 회전에 의해 제1 암(352)에 감겨진 컨디셔닝 필름(356)이 풀어지거나 감겨질 수 있다. 일예로서, 제1 암(352)은 단면이 사각형인 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 한편, 제1 암(352)은 구동부(미도시)에 연결되어 CMP 패드(120)에 컨디셔닝 필름(356)이 접촉된 상태에서 이동될 수 있다. 예를 들어 제1 암(352)은 CMP 패드(120)의 내측에서 외측을 향하는 방향 또는 CMP 패드(120)의 외측에서 내측을 향하는 방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 제1 암(352)은 컨디셔닝 필름(356)이 감겨지는 영역의 단면적이 컨디셔닝 필름(356)이 감겨지지 않은 영역의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.The first arm 352 is placed on top of the CMP pad 120 and rotated. As an example, the conditioning film 356 is wound around the first arm 352, and the conditioning film 356 wound around the first arm 352 may be unwound or wound by rotation of the first arm 152. As an example, the first arm 352 may have a bar shape with a square cross-section. Meanwhile, the first arm 352 is connected to a driving unit (not shown) and can be moved while the conditioning film 356 is in contact with the CMP pad 120. For example, the first arm 352 may be moved in a direction from the inside to the outside of the CMP pad 120 or from the outside to the inside of the CMP pad 120. Additionally, the first arm 352 may be formed so that the cross-sectional area of the area where the conditioning film 356 is wound is larger than the cross-sectional area of the area where the conditioning film 356 is not wound.

제2 암(354)은 제1 암(352)로부터 이격 배치되어 회전된다. 한편, 제2 암(354)은 일예로서 CMP 패드(120)의 외측에 배치될 수 있다. 또한, 제2 암(354)에는 컨디셔닝 필름(356)이 감겨지며 제2 암(354)의 회전에 의해 제2 암(354)에 감겨진 컨디셔닝 필름(456)이 풀어지거나 감겨질 수 있다. 예를 들어, 제1 암(352)에 감겨진 컨디셔닝 필름(356)이 풀어지면 제2 암(354)에 컨디셔닝 필름(356)이 감겨지고, 제2 암(354)에 감겨진 컨디셔닝 필름(356)이 풀어지면 제1 암(352)에 컨디셔닝 필름(356)이 감겨진다. 일예로서, 제2 암(354)은 단면이 사각형인 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 암(354)은 컨디셔닝 필름(356)이 겸겨지는 영역의 단면적이 컨디셔닝 필름(356)이 감겨지지 않은 영역의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.The second arm 354 is spaced apart from the first arm 352 and rotates. Meanwhile, the second arm 354 may be disposed outside the CMP pad 120 as an example. Additionally, the conditioning film 356 is wound around the second arm 354, and the conditioning film 456 wound around the second arm 354 may be unwound or wound by rotation of the second arm 354. For example, when the conditioning film 356 wound on the first arm 352 is unwound, the conditioning film 356 is wound on the second arm 354, and the conditioning film 356 wound on the second arm 354 is unwound. ) is released, the conditioning film 356 is wound around the first arm 352. As an example, the second arm 354 may have a bar shape with a square cross-section. Additionally, the second arm 354 may be formed so that the cross-sectional area of the area where the conditioning film 356 is wrapped is larger than the cross-sectional area of the area where the conditioning film 356 is not wound.

컨디셔닝 필름(356)은 제1 암(352)과 제2 암(354)에 감겨지고 CMP 패드(120)에 접촉되어 CMP 패드(120)를 연마한다. 한편, 컨디셔닝 필름(356)은 일예로서, 제1 암(352)에 감겨진 부분에서 CMP 패드(120)에 접촉될 수 있다. 또한, 컨디셔닝 필름(356)은 유연한 재질로 이루어질 수 있다.The conditioning film 356 is wound around the first arm 352 and the second arm 354 and contacts the CMP pad 120 to polish the CMP pad 120. Meanwhile, as an example, the conditioning film 356 may be in contact with the CMP pad 120 at a portion wound around the first arm 352. Additionally, the conditioning film 356 may be made of a flexible material.

한편, 본 실시예에서는 세정부재(160, 도 1 참조)가 구비되지 않는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 제2 암(354)에 대향 배치되도록 세정부재(160)가 구비될 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, the case in which the cleaning member 160 (see FIG. 1) is not provided is described as an example, but the present invention is not limited to this, and the cleaning member 160 may be provided to face the second arm 354. there is.

도 8은 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 나타내는 구성도이다.Figure 8 is a configuration diagram showing a chemical mechanical polishing device according to an exemplary embodiment.

도 8을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치(400)는 플래튼(110), CMP 패드(120), 연마 헤드(130), 슬러리 공급부(140) 및 컨디셔닝 유닛(450)을 포함한다.Referring to FIG. 8, the chemical mechanical polishing apparatus 400 according to an exemplary embodiment includes a platen 110, a CMP pad 120, a polishing head 130, a slurry supply unit 140, and a conditioning unit 450. Includes.

한편, 플래튼(110), CMP 패드(120), 연마 헤드(130) 및 슬러리 공급부(140)는 상기에서 설명한 구성요소와 실질적으로 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Meanwhile, since the platen 110, CMP pad 120, polishing head 130, and slurry supply unit 140 are substantially the same as the components described above, detailed description will be omitted here.

컨디셔닝 유닛(450)은 CMP 패드(120)의 표면 조건을 컨디셔닝하는 역할을 수행한다. 일예로서, 컨디셔닝 유닛(450)은 CMP 패드(120)의 표면을 연마하여 CMP 패드(120)의 표면 조도(표면 거칠기, surface roughness)를 일정한 상태로 유지시킬 수 있다. 그리고, 컨디셔닝 유닛(450)은 연마 헤드(130)로 웨이퍼(W)를 연마할 때 이와 동시에 CMP 패드(120)를 연마할 수 있으며, 또는 웨이퍼(W)의 연마를 중지한 상태에서 CMP 패드(120)를 연마하여 CMP 패드(120)의 표면 조도를 회복 또는 유지시킬 수 있다.The conditioning unit 450 serves to condition the surface condition of the CMP pad 120. As an example, the conditioning unit 450 may maintain the surface roughness of the CMP pad 120 in a constant state by polishing the surface of the CMP pad 120. In addition, the conditioning unit 450 may polish the CMP pad 120 at the same time when polishing the wafer W with the polishing head 130, or may polish the CMP pad 120 while stopping polishing the wafer W. 120) can be polished to restore or maintain the surface roughness of the CMP pad 120.

컨디셔닝 유닛(450)은 일예로서, 제1 암(452), 제2 암(454) 및 컨디셔닝 필름(456)을 포함한다.Conditioning unit 450 includes, as an example, a first arm 452, a second arm 454, and a conditioning film 456.

제1 암(452)은 CMP 패드(120)의 상부에 배치되어 회전된다. 일예로서, 제1 암(452)에는 컨디셔닝 필름(456)이 감겨지며 제1 암(452)의 회전에 의해 제1 암(452)에 감겨진 컨디셔닝 필름(456)이 풀어지거나 감겨질 수 있다. 일예로서, 제1 암(452)은 단면이 사각형인 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제1 암(452)은 컨디셔닝 필름(456)이 감겨지는 영역의 단면적이 컨디셔닝 필름(456)이 감겨지지 않은 영역의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.The first arm 452 is placed on top of the CMP pad 120 and rotated. As an example, the conditioning film 456 is wound around the first arm 452, and the conditioning film 456 wound around the first arm 452 may be unwound or wound by rotation of the first arm 452. As an example, the first arm 452 may have a bar shape with a square cross-section. Additionally, the first arm 452 may be formed so that the cross-sectional area of the area where the conditioning film 456 is wound is larger than the cross-sectional area of the area where the conditioning film 456 is not wound.

제2 암(454)은 제1 암(452)로부터 이격 배치되어 회전된다. 한편, 제2 암(454)은 일예로서 CMP 패드(120)의 외측에 배치될 수 있다. 또한, 제2 암(454)에는 컨디셔닝 필름(456)이 감겨지며 제2 암(454)의 회전에 의해 제2 암(454)에 감겨진 컨디셔닝 필름(456)이 풀어지거나 감겨질 수 있다. 예를 들어, 제1 암(452)에 감겨진 컨디셔닝 필름(456)이 풀어지면 제2 암(454)에 컨디셔닝 필름(456)이 감겨지고, 제2 암(454)에 감겨진 컨디셔닝 필름(456)이 풀어지면 제1 암(452)에 컨디셔닝 필름(456)이 감겨진다. 일예로서, 제2 암(454)은 단면이 사각형인 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 암(454)은 컨디셔닝 필름(456)이 겸겨지는 영역의 단면적이 컨디셔닝 필름(456)이 감겨지지 않은 영역의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.The second arm 454 is spaced apart from the first arm 452 and rotates. Meanwhile, the second arm 454 may be disposed outside the CMP pad 120 as an example. Additionally, the conditioning film 456 is wound around the second arm 454, and the conditioning film 456 wound around the second arm 454 may be unwound or wound by rotation of the second arm 454. For example, when the conditioning film 456 wound on the first arm 452 is unwound, the conditioning film 456 is wound on the second arm 454, and the conditioning film 456 wound on the second arm 454 is unwound. ) is released, the conditioning film 456 is wound around the first arm 452. As an example, the second arm 454 may have a bar shape with a square cross-section. Additionally, the second arm 454 may be formed so that the cross-sectional area of the area where the conditioning film 456 is wrapped is larger than the cross-sectional area of the area where the conditioning film 456 is not wound.

컨디셔닝 필름(456)은 제1 암(452)과 제2 암(454)에 감겨지고 CMP 패드(120)에 접촉되어 CMP 패드(120)를 연마한다. 한편, 컨디셔닝 필름(456)은 일예로서, 제1 암(452)에 감겨진 부분에서부터 CMP 패드(120)의 가장자리까지의 영역에서 CMP 패드(120)에 접촉될 수 있다. 또한, 컨디셔닝 필름(456)은 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 컨디셔닝 필름(456)과 CMP 패드(120)의 접촉면적이 증가할 수 있으므로 제1 암(452)과 제2 암(454) 중 어느 하나가 이동 가능하게 구성되지 않을 수 있다.The conditioning film 456 is wound around the first arm 452 and the second arm 454 and contacts the CMP pad 120 to polish the CMP pad 120. Meanwhile, as an example, the conditioning film 456 may be in contact with the CMP pad 120 in the area from the portion wound around the first arm 452 to the edge of the CMP pad 120. Additionally, the conditioning film 456 may be made of a flexible material. In this way, the contact area between the conditioning film 456 and the CMP pad 120 may increase, so either the first arm 452 or the second arm 454 may not be configured to be movable.

한편, 본 실시예에서는 세정부재(160, 도 1 참조)가 구비되지 않는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 제2 암(454)에 대향 배치되도록 세정부재(160)가 구비될 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, the case in which the cleaning member 160 (see FIG. 1) is not provided is described as an example, but the present invention is not limited to this, and the cleaning member 160 may be provided to face the second arm 454. there is.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention as set forth in the claims. This will be self-evident to those with ordinary knowledge in the field.

100, 200, 300, 400 : 화학적 기계적 연마 장치
110 : 턴테이블
120 : CMP 패드
130 : 연마 헤드
140 : 슬러리 공급부
150, 250, 350, 450 : 컨디셔닝 유닛100, 200, 300, 400: Chemical mechanical polishing device
110: turntable
120: CMP pad
130: polishing head
140: Slurry supply unit
150, 250, 350, 450: Conditioning unit

Claims (10)

플래튼(Platen);
상기 플래튼의 상면에 설치되는 CMP 패드;
상기 플래튼의 상부에 배치되며 웨이퍼를 상기 CMP 패드에 접촉시키는 연마 헤드;
상기 CMP 패드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부; 및
상기 슬러리 공급부로부터 이격되어 배치되며 상기 CMP 패드의 컨디셔닝을 수행하는 컨디셔닝 유닛;
을 포함하며,
상기 컨디셔닝 유닛은
상기 CMP 패드의 상부에 배치되어 회전되는 제1 암;
상기 제1 암으로부터 이격 배치되어 회전되는 제2 암; 및
상기 제1 암과 상기 제2 암에 감겨지고 상기 CMP 패드에 접촉되는 컨디셔닝 필름;
을 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
Platen;
CMP pad installed on the upper surface of the platen;
a polishing head disposed on the platen and bringing the wafer into contact with the CMP pad;
a slurry supply unit that supplies slurry to the CMP pad; and
a conditioning unit disposed spaced apart from the slurry supply unit and performing conditioning of the CMP pad;
Includes,
The conditioning unit is
a first arm disposed on the CMP pad and rotated;
a second arm spaced apart from the first arm and rotated; and
a conditioning film wrapped around the first arm and the second arm and in contact with the CMP pad;
A chemical mechanical polishing device comprising:
 제1항에 있어서,
상기 컨디셔닝 필름은 상기 제1 암과 상기 제2 암 중 어느 하나에 감겨진 부분에서 상기 CMP 패드에 접촉되는 화학적 기계적 연마 장치.
According to paragraph 1,
The conditioning film is a chemical mechanical polishing device in contact with the CMP pad at a portion wound around one of the first arm and the second arm.
 제1항에 있어서,
상기 제2 암에 대향 배치되어 상기 컨디셔닝 필름으로 세정수를 분사하는 세정부재를 더 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
According to paragraph 1,
A chemical mechanical polishing device further comprising a cleaning member disposed opposite the second arm and spraying cleaning water onto the conditioning film.
 제1항에 있어서,
상기 제1 암과 상기 제2 암 중 어느 하나는 이동 가능하게 구성되는 화학적 기계적 연마 장치.
According to paragraph 1,
A chemical mechanical polishing device wherein one of the first arm and the second arm is configured to be movable.
 제1항에 있어서,
상기 컨디셔닝 필름은 상기 제1 암과 상기 제2 암 사이에 배치되는 영역에서 상기 CMP 패드에 접촉되는 화학적 기계적 연마 장치.
According to paragraph 1,
The conditioning film is in contact with the CMP pad in a region disposed between the first arm and the second arm.
 제1항에 있어서,
상기 제1 암과 상기 제2 암 중 적어도 하나는 단면이 원형 또는 사각형인 화학적 기계적 연마 장치.
According to paragraph 1,
A chemical mechanical polishing device wherein at least one of the first arm and the second arm has a circular or square cross-section.
 제1항에 있어서,
상기 컨디셔닝 필름은 샌드 페이퍼로 구성되는 화학적 기계적 연마 장치.
According to paragraph 1,
The conditioning film is a chemical mechanical polishing device consisting of sand paper.
 제1항에 있어서,
상기 컨디셔닝 필름은 유연한 폴리머 재질로 이루어지는 필름과, 상기 필름 상에 배치되는 보호층 및 상기 필름과 상기 보호층에 하단부가 매립되는 연마층을 구비하는 화학적 기계적 연마 장치.
According to paragraph 1,
The conditioning film is a chemical mechanical polishing device comprising a film made of a flexible polymer material, a protective layer disposed on the film, and a polishing layer whose lower ends are embedded in the film and the protective layer.
 제8항에 있어서,
상기 보호층은 Pb, Ni, Cr 중 적어도 하나를 함유하는 화학적 기계적 연마 장치.
According to clause 8,
A chemical mechanical polishing device wherein the protective layer contains at least one of Pb, Ni, and Cr.
 제8항에 있어서,
상기 연마층은 다이아몬드를 함유하는 화학적 기계적 연마 장치.
According to clause 8,
A chemical mechanical polishing device wherein the polishing layer contains diamond.
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