KR20100096459A

KR20100096459A - Chemical mechanical polishing apparatus

Info

Publication number: KR20100096459A
Application number: KR1020090015349A
Authority: KR
Inventors: 최재광; 정진수; 홍명기; 윤보언
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-09-02
Also published as: US20100216378A1

Abstract

화학적 기계적 연마장치를 제공한다. 이 화학적 기계적 연마 장치는 복수의 오목한 영역을 포함하는 연마 패드를 포함할 수 있다. 이 오목한 영역들은, 서로 비수직하고 비평행한 제1 방향과 제2 방향으로, 연마 패드 내에 2차원적으로 배열될 수 있다. 제1 방향으로 나열된 오목한 영역들은 제1 피치를 갖고, 제2 방향으로 나열된 오목한 영역들은 제1 피치와 동일한 제2 피치를 가질 수 있다.Provide a chemical mechanical polishing apparatus. This chemical mechanical polishing apparatus may comprise a polishing pad comprising a plurality of concave regions. These concave regions can be two-dimensionally arranged in the polishing pad in a first direction and a second direction that are non-perpendicular and non-parallel to each other. The concave regions listed in the first direction may have a first pitch, and the concave regions listed in the second direction may have a second pitch equal to the first pitch.

Description

Chemical Mechanical Polishing Equipment {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 화학적 기계적 연마를 위한 화학적 기계적 연마장치에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a chemical mechanical polishing apparatus for chemical mechanical polishing of a semiconductor device.

반도체 소자의 고밀도화, 미세화 및 배선 구조의 다층화 추세에 따라 웨이퍼 표면의 단차가 증가하게 된다. 이러한 단차를 평탄화하기 위해서 연마 공정이 적용되며, 연마 공정에 적용되는 방법 중의 하나로 화학적 기계적 연마(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 공정이 이용되고 있다. 화학적 기계적 연마 공정은 화학적인 제거 가공과 기계적인 제거 가공을 하나의 가공 방법으로 혼합한 연마 공정이다. 구체적으로, 화학적 기계적 연마 공정은, 단차를 가진 웨이퍼 표면을 연마 패드에 접촉 회전시키고, 연마제와 화학 물질이 포함된 슬러리를 웨이퍼와 연마 패드 사이에 주입시켜 웨이퍼의 표면을 평탄화시키는 방식이다.Steps on the surface of the wafer increase with the increase in the density of semiconductor devices and the miniaturization of wiring structures. In order to planarize such a step, a polishing process is applied, and as one of the methods applied to the polishing process, a chemical mechanical polishing (CMP) process is used. The chemical mechanical polishing process is a polishing process that combines chemical removal processing and mechanical removal processing in one processing method. Specifically, the chemical mechanical polishing process is a method of planarizing the surface of a wafer by rotating a wafer surface having a step in contact with a polishing pad and injecting a slurry containing an abrasive and a chemical between the wafer and the polishing pad.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 연마 효율이 향상된 화학적 기계적 연마 장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus with improved polishing efficiency.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 화학적 기계적 연마 장치를 제공한다. To provide a chemical mechanical polishing apparatus for solving the above technical problem.

본 발명의 실시예들은 복수의 오목한 영역을 포함하는 연마 패드를 포함한다. 상기 오목한 영역들은, 서로 비수직 및 비평행한 제1 방향과 제2 방향으로 상기 연마 패드내에 2차원적으로 배열될 수 있다. 상기 제1 방향으로 나열된 오목한 영역들은 제1 피치를 갖고, 상기 제2 방향으로 나열된 오목한 영역들은 상기 제1 피치와 동일한 제2 피치를 가질 수 있다. Embodiments of the present invention include a polishing pad including a plurality of concave regions. The concave regions may be two-dimensionally arranged in the polishing pad in first and second directions that are non-perpendicular and non-parallel to one another. The concave regions listed in the first direction may have a first pitch, and the concave regions listed in the second direction may have a second pitch equal to the first pitch.

일 실시예에서, 상기 화학적 기계적 연마 장치는 상기 연마 패드 내의 복수의 그루브를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 오목한 영역들은 상기 그루브들 사이에 배치될 수 있다. In one embodiment, the chemical mechanical polishing apparatus may further include a plurality of grooves in the polishing pad. In this case, the concave regions may be disposed between the grooves.

일 실시예에서, 상기 그루브는 곡선형, 직선형 또는 이들의 조합의 형태로 상기 연마 패드내에 배치될 수 있다. In one embodiment, the grooves may be disposed in the polishing pad in the form of curved, straight or a combination thereof.

일 실시예에서, 상기 오목한 영역들은 원형 또는 타원형일 수 있다. In one embodiment, the concave regions can be circular or elliptical.

일 실시예에서, 상기 제1 방향으로 나열된 오목한 영역들 사이의 간격은, 상기 오목한 영역의 직경과 동일할 수 있다. In one embodiment, the spacing between the concave regions listed in the first direction may be equal to the diameter of the concave region.

본 발명의 실시예들에 따른 화학적 기계적 연마 장치는, 복수의 오목한 영역을 포함하는 연마 패드를 포함할 수 있다. 상기 오목한 영역들은 고집적화에 최적화된 형태로 상기 연마 패드 내에 배열될 수 있다. 따라서, 상기 연마 패드를 포함하는 연마 장치의 연마효율이 향상될 수 있다. The chemical mechanical polishing apparatus according to embodiments of the present invention may include a polishing pad including a plurality of concave regions. The recessed areas may be arranged in the polishing pad in a form optimized for high integration. Therefore, the polishing efficiency of the polishing apparatus including the polishing pad can be improved.

이하, 참조된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 화학적 기계적 연마 장치가 설명된다. 설명되는 실시예들은 본 발명의 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 다른 형태로 변형될 수 있다. 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. 본 명세서에서 일 구성요소가 다른 구성요소 '상에' 위치한다는 것은 일 구성요소 상에 다른 구성요소가 직접 위치한다는 의미는 물론, 상기 일 구성요소 상에 제3 의 구성요소가 더 위치할 수 있다는 의미도 포함한다. 본 명세서 각 구성요소 또는 부분 등을 제1, 제2 등의 표현을 사용하여 지칭하였으나, 이는 명확한 설명을 위해 사용된 표현으로 이에 의해 한정되지 않는다. 도면에 표현된 구성요소들의 두께 및 상대적인 두께는 본 발명의 실시예들을 명확하게 표현하기 위해 과장된 것일 수 있다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다. Hereinafter, a chemical mechanical polishing apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The described embodiments are provided so that those skilled in the art can easily understand the spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Embodiments of the invention may be modified in other forms within the spirit and scope of the invention. In this specification, 'and / or' is used to include at least one of the components listed before and after. In this specification, the fact that one component is 'on' another component means that another component is directly positioned on one component, and that a third component may be further positioned on the one component. It also includes meaning. Each component or part of the present specification is referred to using the first, second, and the like, but the present disclosure is not limited thereto. The thickness and relative thickness of the components represented in the drawings may be exaggerated to clearly express embodiments of the present invention. In addition, the matters represented in the accompanying drawings may be different from the form actually embodied in the schematic drawings in order to easily explain the embodiments of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치가 설명된다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 연마 패드(1400)의 일 면을 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 A 영역을 확대한 도면이다. 1 to 3, a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention is described. 1 is a perspective view of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing one surface of the polishing pad 1400 of FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged view of a region A shown in FIG. 2.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치는 연마 스테이션(polishing station, 1000) 및 헤드 어셈블리(head assembly, 2000)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention may include a polishing station 1000 and a head assembly 2000.

상기 연마 스테이션(1000)은 연마 패드 컨디셔너(pad conditioner, 1200), 슬러리 공급부(1500), 및 연마 테이블(1100)을 포함할 수 있다. 상기 연마 패드 컨디셔너(1200)는 연마 공정시 연마 패드의 표면 상태를 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 패드 컨디셔너(1200)는 연마 공정시 눌려진 연마 패드(1400)의 표면의 거칠기를 복원시켜주어 연마 패드(1400)의 프로파일을 일정하게 유지시킬 수 있다. 이에 더하여, 상기 연마 패드 컨디셔너(1200)는 회전 및/또는 왕복 운동을 함으로써, 상기 연마 패드(1400) 상에 슬러리(slurry) 입자를 균일하게 도포시킬 수 있다. 상기 슬러리 공급부(1500)는 연마 공정시, 연마 패드(1400) 표면으로 슬러리를 공급할 수 있다.The polishing station 1000 may include a polishing pad conditioner 1200, a slurry supply 1500, and a polishing table 1100. The polishing pad conditioner 1200 may serve to control the surface state of the polishing pad during the polishing process. For example, the polishing pad conditioner 1200 may restore the roughness of the surface of the polishing pad 1400 pressed during the polishing process to maintain a constant profile of the polishing pad 1400. In addition, the polishing pad conditioner 1200 may rotate and / or reciprocate to uniformly apply slurry particles onto the polishing pad 1400. The slurry supply unit 1500 may supply a slurry to the surface of the polishing pad 1400 during the polishing process.

상기 연마 테이블(1100)은 플래튼(platen, 1300) 및 연마 패드(1400)를 포함할 수 있다. 상기 플래튼(1300)은 상기 연마 스테이션(1000)이 회전가능하도록 구성될 수 있다. 상기 플래튼(1300) 상부에 연마 패드(1400)가 배치될 수 있다.The polishing table 1100 may include a platen 1300 and a polishing pad 1400. The platen 1300 may be configured such that the polishing station 1000 is rotatable. The polishing pad 1400 may be disposed on the platen 1300.

상기 연마 패드(1400)는 제1 면과 제2 면을 포함할 수 있다. 상기 제1 면은 상기 플래튼(1300)에 인접하는 면이고, 상기 제2 면은 상기 헤드 어셈블리(2000)를 향하는 면일 수 있다. 연마 공정시, 상기 연마 패드(1400)의 제2 면과 접하는 웨이퍼(W)의 표면에서 연마가 일어날 수 있다. The polishing pad 1400 may include a first surface and a second surface. The first surface may be a surface adjacent to the platen 1300, and the second surface may be a surface facing the head assembly 2000. In the polishing process, polishing may occur on the surface of the wafer W in contact with the second surface of the polishing pad 1400.

상기 헤드 어셈블리(2000)는 연마 헤드(2100)와 구동 모터(2200)를 포함할 수 있다. 상기 구동 모터(2200)는 상기 연마 헤드(2100)가 진동 운동, 회전 운동 및/또는 왕복 운동을 하도록 동력을 제공할 수 있다. 상기 연마 헤드(2100)에는 웨이퍼(W)가 장착될 수 있다. 상기 웨이퍼(W)는 연마되는 처리면과 상기 처리면에 대향하는 장착면을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼(W)의 장착면은 상기 헤드 어셈블리(2000)에 장착되는 면일 수 있다. 상기 연마 헤드(2100)는 웨이퍼(W)의 처리면이 상기 연마 패턴(1400)를 마주보도록, 상기 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다. 즉, 상기 연마 헤드(2100)는 연마 공정을 위해 상기 웨이퍼(W)를 지지하는 지지부일 수 있다. The head assembly 2000 may include a polishing head 2100 and a driving motor 2200. The driving motor 2200 may provide power for the polishing head 2100 to perform a vibration movement, a rotation movement, and / or a reciprocating movement. The polishing head 2100 may be equipped with a wafer (W). The wafer W may include a processing surface to be polished and a mounting surface facing the processing surface. The mounting surface of the wafer W may be a surface mounted to the head assembly 2000. The polishing head 2100 may support the wafer W such that a processing surface of the wafer W faces the polishing pattern 1400. That is, the polishing head 2100 may be a support for supporting the wafer W for a polishing process.

도 3을 참조하면, 상기 연마 패드(1400)의 상기 제2 면 내에 복수의 오목한 영역들(1430)이 배치될 수 있다. 상기 오목한 영역들(1430)은, 제1 방향과 제2 방향으로 상기 연마 패드(1400) 내에 2차원적으로 배열될 수 있다. 상기 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직하지 않고 서로 평행하지 않는다. 상기 제1 방향과 제2 방향이 이루는 각도(θ)는 60°일 수 있다. Referring to FIG. 3, a plurality of concave regions 1430 may be disposed in the second surface of the polishing pad 1400. The concave regions 1430 may be two-dimensionally arranged in the polishing pad 1400 in a first direction and a second direction. The first and second directions are not perpendicular to each other and are not parallel to each other. An angle θ formed between the first direction and the second direction may be 60 °.

설명의 편의상, 상기 연마 패드(1400) 내의 제1 오목한 영역(1430a)의 중심을 X로, 상기 제1 오목한 영역(1430a)과 제1 방향을 따라 인접한 제2 오목한 영역(1430b)의 중심을 Y로, 상기 제1 오목한 영역(1430a)과 제2 방향을 따라 인접한 제3 오목한 영역(1430c)의 중심을 Z로 칭한다. 상기 제1, 제2 및 제3 오목한 영역들(1430a, 1430b, 1430c)는 상기 연마 패드(1400) 내의 오목한 영역들(1430) 중에서 선택된 임의의 오목한 영역들(1430)이다. For convenience of description, the center of the first concave region 1430a in the polishing pad 1400 is X, and the center of the second concave region 1430b adjacent to the first concave region 1430a along the first direction is Y. The center of the first concave region 1430a and the third concave region 1430c adjacent along the second direction are referred to as Z. The first, second and third concave regions 1430a, 1430b, 1430c are any concave regions 1430 selected from the concave regions 1430 in the polishing pad 1400.

상기 제1 방향으로 나열된 상기 제1 및 제2 오목한 영역들(1430a, 1430b)은 제1 피치(P1)를 갖도록 배치될 수 있다. 본 명세서에서 피치(pitch)는 일 오목한 영역의 중심과 상기 일 오목한 영역와 이웃한 오목한 영역의 중심 사이의 거리로 정의된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 오목한 영역(1430)이 원형인 경우, 원의 중심이 상기 오목한 영역(1430)의 중심이다. The first and second concave regions 1430a and 1430b arranged in the first direction may be disposed to have a first pitch P1. Pitch is defined herein as the distance between the center of one concave region and the center of the one concave region and the adjacent concave region. For example, as shown in FIG. 2, when the concave region 1430 is circular, the center of the circle is the center of the concave region 1430.

상기 제2 방향으로 나열된 제1 및 제3 오목한 영역들(1430a, 1430c)은 제2 피치(P2)를 가질 수 있다. 상기 제2 피치(P2)는 상기 제1 피치(P1)과 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 피치(P1) 및/또는 제2 피치(P2)는 상기 오목한 영역(1430)의 직경과 실질적으로 동일할 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 피치(P1) 및/또는 제2 피치(P2)는 상기 오목한 영역(1430)의 직경보다 크거나 작을 수도 있다. The first and third concave regions 1430a and 1430c arranged in the second direction may have a second pitch P2. The second pitch P2 may be substantially the same as the first pitch P1. In one embodiment, the first pitch P1 and / or the second pitch P2 may be substantially the same as the diameter of the concave region 1430. Alternatively, the first pitch P1 and / or the second pitch P2 may be larger or smaller than the diameter of the concave region 1430.

일 실시예에서, 일 오목한 영역(1430)과, 상기 일 오목한 영역(1430)과 제1 방향 및 제2 방향으로 이웃한 오목한 영역들(1430)의 중심들을 연결한 선들은 정삼각형을 이룰 수 있다. 즉, 상기 제1 오목한 영역(1430a)과 제2 오목한 영역(1430b) 사이의 피치(P1), 제2 오목한 영역(1430b)과 제3 오목한 영역(1430c)의 피치(P3), 및 제3 오목한 영역(1430c)과 제1 오목한 영역(1430a)의 피치(P2)가 모두 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 제1 오목한 영역(1430a)의 중심(X), 제2 오목한 영역(1430b)의 중심(Y) 및 제3 오목한 영역(1430c)의 중심(Z)을 연결한 선들은 정삼각형을 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 오목한 영역(1430)은 동일한 피치로 배열되는 6개의 오목한 영역들(1430)에 의해 둘러싸일 수 있다.In one embodiment, the lines connecting the one concave region 1430 and the centers of the one concave region 1430 and the concave regions 1430 neighboring in the first and second directions may form an equilateral triangle. That is, the pitch P1 between the first concave region 1430a and the second concave region 1430b, the pitch P3 of the second concave region 1430b and the third concave region 1430c, and the third concave The pitch P2 of the region 1430c and the first concave region 1430a may be substantially the same. Therefore, the lines connecting the center X of the first concave region 1430a, the center Y of the second concave region 1430b, and the center Z of the third concave region 1430c may form an equilateral triangle. have. In one embodiment, one concave region 1430 may be surrounded by six concave regions 1430 arranged at the same pitch.

상술한 오목한 영역들(1430)의 배열 형태로 인해 상기 연마 패드(1400) 내에 보다 많은 오목한 영역들(1430)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 오목한 영역들이 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향으로 연마 패드 내에 2차원적으로 배열되는 경우, 오목한 영역 4개가 배치되는 연마 패드의 면적은 X²으로 정의될 수 있다(상기 X는 오목한 영역들의 중심들의 사이의 거리이며, 오목한 영역의 면적은 무시한다.). 반면 본 발명의 실시예들에 따라, 오목한 영역들(1430)이 배치되는 경우, 오목한 영역들(1430) 4개가 배치되는 연마 패드(1400)의 면적은

으로 정의될 수 있다. 따라서, 동일한 면적의 연마 패드(1400) 내에 보다 많은 오목한 영역들(1430)이 배치될 수 있다. Due to the arrangement of the concave regions 1430 described above, more concave regions 1430 may be disposed in the polishing pad 1400. For example, when the concave regions are two-dimensionally arranged in the polishing pad in a first direction and a second direction perpendicular to each other, an area of the polishing pad in which four concave regions are disposed may be defined as X ² (the X Is the distance between the centers of the concave regions, ignoring the area of the concave region). In contrast, when the concave regions 1430 are disposed, the area of the polishing pad 1400 on which four concave regions 1430 are disposed may be

It can be defined as. Accordingly, more concave regions 1430 may be disposed in the polishing pad 1400 of the same area.

화학적 기계적 연마에 있어서, 상기 연마 패드(1400) 내의 오목한 영역들(1430)의 밀도, 즉 단위 면적당의 오목한 영역들(1430)의 개수는 연마 효율을 결정하는 일 요인일 수 있다. 구체적으로, 연마 공정에 있어서, 상기 연마 패드(1400)의 상기 오목한 영역들(1430)의 가장자리와 상기 웨이퍼(W)가 접촉하는 부분에서 웨이퍼(W)의 처리면에 대한 연마가 일어날 수 있다. 이에 따라, 연마 패드 내의 단위 면적 내에 보다 많은 오목한 영역들(1430)이 배치되는 것에 의해 연마 효율이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따라 배열된 오목한 영역들(1430)을 포함하는 연마 패드(1400)를 사용하는 연마 공정은 높은 연마 효율을 가질 수 있다. In chemical mechanical polishing, the density of the concave regions 1430 in the polishing pad 1400, that is, the number of the concave regions 1430 per unit area may be a factor in determining polishing efficiency. Specifically, in the polishing process, polishing of the processing surface of the wafer W may occur at a portion where the edges of the concave regions 1430 of the polishing pad 1400 and the wafer W contact. Accordingly, the polishing efficiency may be improved by disposing more concave regions 1430 in the unit area in the polishing pad. Thus, a polishing process using a polishing pad 1400 that includes concave regions 1430 arranged in accordance with embodiments of the present invention may have a high polishing efficiency.

상기 연마 패드(1400) 내의 오목한 영역들(1430)은 다양한 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 오목한 영역들(1430)은 도 3에 도시된 바와 원형일 수 있다. 다른 예로, 상기 오목한 영역들(1430)은 도 4에 도시된 바와 같이 타원형일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 오목한 영역들(1430)이 타원형인 경우, 상기 오목한 영역(1430)의 중심은 상기 타원의 장축(semimajor axis)과 단축(semiminor axis)이 만나는 지점으로 정의될 수 있다. 이와 달리, 상기 오목한 영역들(1430)은 다각형, 예를 들어 직사각형일 수도 있다.The concave regions 1430 in the polishing pad 1400 may have various shapes. For example, the concave regions 1430 may be circular as shown in FIG. 3. As another example, the concave regions 1430 may be elliptical, as shown in FIG. 4. As shown in FIG. 4, when the concave regions 1430 are elliptical, a center of the concave region 1430 may be defined as a point where a long axis and a short axis of the ellipse meet. . Alternatively, the concave regions 1430 may be polygonal, for example rectangular.

상기 오목한 영역들(1430)이 타원형으로 형성되는 경우, 상기 오목한 영역들(1430)을 포함하는 화학적 기계적 연마 장치의 연마 효율이 보다 향상될 수 있다. 구체적으로, 상술한 바대로, 상기 연마 패드(1400)를 이용한 연마 공정은 상기 오목한 영역들(1430)을 포함하는 연마 패드(1400)가 웨이퍼(W)의 처리면을 연마하는 것을 포함할 수 있다. 상기 연마 패드(1400) 및/또는 웨이퍼(W)의 회전 운동 및/또는 왕복 운동시 상기 웨이퍼(W)와 연마 패드(1400) 사이에 발생하는 마찰에 의해 상기 웨이퍼(W)의 처리면이 연마될 수 있다. 상기 오목한 영역들(1430)의 가장자리부분과 상기 웨이퍼(W)의 처리면 사이의 마찰이 연마 공정을 수행하는 일 요인일 수 있다. 상기 오목한 영역들(1430)이 타원형으로 형성되고, 상기 회전 운동 및/또는 왕복 운동의 운동 경로들이 상기 타원형의 단축 방향과 일치하거나 근접한 경우, 상기 오목한 영역들(1430)의 가장자리와 상기 웨이퍼(W)의 처리면이 접촉하는 정도는 보다 상승될 수 있다. 따라서, 동일한 크기의 오목한 영역들(1430)인 경우, 상기 오목한 영역(1430)을 타원형으로 형성함으로써 연마효율을 보다 향상시킬 수 있다. When the concave regions 1430 are formed in an elliptical shape, the polishing efficiency of the chemical mechanical polishing apparatus including the concave regions 1430 may be improved. Specifically, as described above, the polishing process using the polishing pad 1400 may include polishing the processing surface of the wafer W by the polishing pad 1400 including the concave regions 1430. . The processing surface of the wafer W is polished by friction generated between the wafer W and the polishing pad 1400 during rotation and / or reciprocation of the polishing pad 1400 and / or the wafer W. Can be. The friction between the edges of the concave regions 1430 and the processing surface of the wafer W may be a factor in performing the polishing process. When the concave regions 1430 are formed in an elliptical shape and the movement paths of the rotational and / or reciprocating motions coincide with or close to the axial direction of the elliptical, the edges of the concave regions 1430 and the wafer W The degree of contact of the treated surface of the can be further raised. Therefore, in the case of concave regions 1430 of the same size, the polishing efficiency can be further improved by forming the concave region 1430 in an elliptical shape.

상기 오목한 영역들(1430) 사이의 상기 연마 패드(1400) 내에 그루 브(groove, 1420)가 배치될 수 있다. 상기 그루브(1420)는 연마 패드(1400) 내에 배치된 복수의 오목한 영역들(1430)을 구획할 수 있다. 상기 그루브(1420)는 연마 공정 시 상기 연마 패드(1400)와 상기 웨이퍼(W) 사이에 슬러리(slurry)의 통로를 제공할 수 있다. Grooves 1420 may be disposed in the polishing pad 1400 between the concave regions 1430. The groove 1420 may define a plurality of concave regions 1430 disposed in the polishing pad 1400. The groove 1420 may provide a passage of a slurry between the polishing pad 1400 and the wafer W during a polishing process.

상기 그루브(1420)는 상기 연마 패드(1400) 내에 다양한 형태로 배치될 수 있다. 상기 그루브(1420)는 도시된 바와 같이, 상기 연마 패드(1400) 내에 직선형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 연마 패드(1400) 내에는 복수의 그루브(1420)가 배치되며, 둘 이상의 그루브(1420)들이 하나의 지점에서 만날 수 있다. The groove 1420 may be disposed in various forms in the polishing pad 1400. As shown in the drawing, the groove 1420 may be formed in a straight line in the polishing pad 1400. In addition, a plurality of grooves 1420 are disposed in the polishing pad 1400, and two or more grooves 1420 may meet at one point.

다른 예로, 도 5에 도시된 바와 같이 연마 패드(1401) 내의 그루브(1421)는 곡선형태일 수 있다. 상기 그루브(1421)는 폐곡선(open curve) 형태이거나, 개곡선(open curve) 형태일 수도 있다. 예를 들어, 상기 그루브(1421)은 원형 또는 나선형으로 형성될 수 있다. As another example, as shown in FIG. 5, the groove 1421 in the polishing pad 1401 may be curved. The groove 1421 may be in the form of an open curve or in the form of an open curve. For example, the groove 1421 may be formed in a circular or spiral shape.

또 다른 예로, 도 6에 도시된 바와 같이 연마 패드(1402) 내의 그루브(1422)는 직선형으로 형성된 부분(1424)과 곡선형으로 형성된 부분(1423)을 포함할 수 있다. 그러나, 상술한 그루브(1420, 1401, 1402)의 형태는 이외에 다른 형태로도 변형될 수 있다. As another example, as illustrated in FIG. 6, the groove 1422 in the polishing pad 1402 may include a straight portion 1424 and a curved portion 1423. However, the above-described grooves 1420, 1401, and 1402 may be modified in other forms.

도 2, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 형성방법이 설명된다. 앞서 설명된 내용은 생략될 수 있다. 2 and 3, a method of forming a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The above description may be omitted.

도 2 및 도 3을 참조하면, 연마 패드(1400)가 준비된다. 상기 연마 패 드(1400)는 폴리머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 패드(1400)는 폴리우레탄(polyurethane)을 포함할 수 있다. 2 and 3, the polishing pad 1400 is prepared. The polishing pad 1400 may include a polymer. For example, the polishing pad 1400 may include polyurethane.

상기 연마 패드(1400) 내에 오목한 영역(1430)이 형성된다. 상기 오목한 영역(1430)은 상기 연마 패드(1400)의 제2 면의 소정의 영역이 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 오목한 영역(1430)은 예를 들어, 상기 연마 패드(1400) 상에 레이저를 조사하여 형성될 수 있다. 상기 레이저에 의해 상기 연마 패드(1400)의 국소 영역이 함몰되어, 상기 연마 패드(1400) 내에 오목한 영역들(1430)이 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 오목한 영역(1430)은 기계적 방법에 의해서도 형성될 수 있다. A concave region 1430 is formed in the polishing pad 1400. The concave region 1430 may be formed by recessing a predetermined region of the second surface of the polishing pad 1400. The concave region 1430 may be formed by, for example, irradiating a laser onto the polishing pad 1400. Local areas of the polishing pad 1400 are recessed by the laser to form concave regions 1430 in the polishing pad 1400. Alternatively, the concave region 1430 may also be formed by a mechanical method.

상기 레이저는 상기 연마 패드(1400) 상에 소정의 거리(P1)로 제1 방향을 따라 복수회 조사될 수 있다. 구체적으로, 상기 레이저 및/또는 연마 패드(1400)가 일정 속도로 평행하게 이동되고, 상기 레이저는 일정 시간 간격을 두고 상기 연마 패드(1400)의 제2 면 상에 조사될 수 있다. 상기 레이저 및/또는 연마 패드(1400)는 이동과 정지를 반복할 수도 있다. The laser may be irradiated a plurality of times along the first direction on the polishing pad 1400 at a predetermined distance P1. In detail, the laser and / or polishing pad 1400 may be moved in parallel at a constant speed, and the laser may be irradiated onto the second surface of the polishing pad 1400 at a predetermined time interval. The laser and / or polishing pad 1400 may repeat movement and stoppage.

상기 레이저 및/또는 연마 패드(1400)의 이동 속도 및 상기 레이저의 조사 시간 간격에 의해, 상기 오목한 영역들(1430)의 형태 및 피치 등이 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 패드(1400) 상에 연속적으로 레이저를 조사한 후, 조사 간격보다 긴 시간 이후에 다시 연속적으로 레이저를 조사할 수 있다. 이 때, 상기 연마 패드(1400) 및/또는 레이저는 일정한 방향과 일정한 속도로 이동될 수 있다. 이로써, 상기 연마 패드(1400) 및/또는 레이저의 이동방향에 평행하는 장축을 갖는 타원형의 오목한 영역(1430)이 형성될 수 있다. The shape and pitch of the concave regions 1430 may be controlled by the moving speed of the laser and / or the polishing pad 1400 and the irradiation time interval of the laser. For example, after irradiating a laser on the polishing pad 1400 continuously, the laser may be continuously irradiated again after a time longer than an irradiation interval. In this case, the polishing pad 1400 and / or the laser may be moved in a constant direction and at a constant speed. As a result, an elliptical concave region 1430 having a long axis parallel to the polishing pad 1400 and / or the moving direction of the laser may be formed.

상기 제1 방향을 따라 일렬로 나열된 상기 오목한 영역들(1430a, 1430b)의 중심들(X, Y)을 연결한 선은 제1 라인을 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 오목한 영역들(1430a, 1430b)의 피치(P1)는 상기 오목한 영역들(1430a, 1430b)의 직경들과 실질적으로 동일할 수 있다. A line connecting centers X and Y of the concave regions 1430a and 1430b arranged in a line along the first direction may constitute a first line. In one embodiment, the pitch P1 of the concave regions 1430a and 1430b may be substantially the same as the diameters of the concave regions 1430a and 1430b.

상기 연마 패드(1400) 내에 상기 제1 라인과 평행하게 나열되는 오목한 영역들(1430)이 형성될 수 있다. 상기 제1 라인과 평행하게 나열되는 오목한 영역들(1430)은 제2 라인을 구성할 수 있다. 상기 제2 라인을 구성하는 오목한 영역들(1430)은 상기 제1 라인을 구성하는 오목한 영역들(1430a, 1430b)의 피치(P1)와 동일한 피치를 갖도록 형성될 수 있다. Concave regions 1430 arranged in parallel with the first line may be formed in the polishing pad 1400. The concave regions 1430 arranged in parallel with the first line may constitute a second line. The concave regions 1430 constituting the second line may be formed to have the same pitch as the pitch P1 of the concave regions 1430a and 1430b constituting the first line.

상기 제2 라인을 구성하는 오목한 영역들(1430) 중 어느 하나(1430c)는, 상기 제1 라인을 구성하는 오목한 영역들(1430) 중 서로 인접한 한 쌍의 오목한 영역들(1430a, 1430b)과 동일한 거리들(P2, P3)을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 오목한 영역(1430a)의 중심(X)과 제3 오목한 영역(1430c)의 중심(Z) 사이의 거리(P2)와, 제2 오목한 영역(1430b)의 중심(Y)와 제3 오목한 영역(1430c)의 중심(Z) 사이의 거리(P3)가 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 상기 제1 오목한 영역(1430a)의 중심(X)와 제3 오목한 영역(1430c)의 중심(Z) 사이의 거리(P2)와, 제2 오목한 영역(1430b)의 중심(Y)와 제3 오목한 영역(1430c)의 중심(Z) 사이의 거리(P3)는, 상기 제1 오목한 영역(1430a)의 중심(X)와 제2 오목한 영역(1430b)의 중심(Y)사이의 거리와 동일할 수 있다. 이에 의해 상기 중심들( X, Y, Z)를 연결하는 선들은 정삼각형을 구성할 수 있다. One of the concave regions 1430c constituting the second line 1430c is the same as a pair of concave regions 1430a and 1430b adjacent to each other among the concave regions 1430 constituting the first line. It may be formed to have distances P2 and P3. That is, the distance P2 between the center X of the first concave region 1430a and the center Z of the third concave region 1430c, and the center Y and the third of the second concave region 1430b. The distance P3 between the centers Z of the concave region 1430c may be substantially the same. Further, the distance P2 between the center X of the first concave region 1430a and the center Z of the third concave region 1430c, and the center Y and the second of the second concave region 1430b 3 The distance P3 between the center Z of the concave region 1430c is equal to the distance between the center X of the first concave region 1430a and the center Y of the second concave region 1430b. can do. As a result, the lines connecting the centers X, Y, and Z may form an equilateral triangle.

상기 오목한 영역들(1430) 사이의 상기 연마 패드(1400) 상에 그루브(1420)가 형성될 수 있다. 상기 그루브(1420)는 상기 연마 패드(1400) 상의 소정의 선을 따라 연속적으로 레이저를 조사하여 형성될 수 있다. 상기 그루브(1420)는 이 외에도 다양한 방법, 예를 들어, 기계적 방법에 의해서도 형성될 수 있다. A groove 1420 may be formed on the polishing pad 1400 between the concave regions 1430. The groove 1420 may be formed by continuously irradiating a laser along a predetermined line on the polishing pad 1400. The groove 1420 may be formed by various methods, for example, mechanical methods.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 평면도이다. 2 is a plan view of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 A 영역을 확대한 도면이다. FIG. 3 is an enlarged view of a region A shown in FIG. 2.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining a chemical mechanical polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a chemical mechanical polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a chemical mechanical polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

Claims

A polishing pad comprising a plurality of concave regions,

The concave regions are arranged two-dimensionally in the polishing pad in a first direction and a second direction that are non-perpendicular and non-parallel to each other,

And the concave regions listed in the first direction have a first pitch and the concave regions listed in the second direction have a second pitch equal to the first pitch.

The method according to claim 1,

A plurality of grooves are further formed in the polishing pad,

And the groove defines the concave regions.

The method according to claim 2,

And the grooves are disposed in the polishing pad in the form of a curved, straight or a combination thereof.

The method according to claim 1,

And the concave regions are circular or elliptical.

The method according to claim 1,

Wherein the spacing between the concave regions listed in the first direction is equal to the diameter of the concave regions.

The method according to claim 1,

Polishing station; And

Further comprising a head assembly facing the polishing station,

And the polishing pad is mounted on the polishing station such that the concave area faces the head assembly.

The method according to claim 6,

The head assembly includes a support for mounting a wafer,

And the polished side of the wafer is mounted to the support so as to face the polishing pad.

The method of claim 7,

And a slurry injection portion for providing a slurry between the wafer and the polishing pad.