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KR20180100741A - Chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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KR20180100741A
KR20180100741A KR1020170026887A KR20170026887A KR20180100741A KR 20180100741 A KR20180100741 A KR 20180100741A KR 1020170026887 A KR1020170026887 A KR 1020170026887A KR 20170026887 A KR20170026887 A KR 20170026887A KR 20180100741 A KR20180100741 A KR 20180100741A
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polishing
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안준호
손병철
나원재
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마장치에 관한 것으로, 화학 기계적 연마장치는, 기판이 접촉되는 연마패드와, 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈과, 유체분사모듈로부터 분사된 유체를 연마패드의 표면 상에 잔류시키는 유체 홀더를 포함하는 것에 의하여, 연마 효율성 및 연마 균일도를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus comprising a polishing pad to which a substrate is contacted, a fluid injection module for injecting a fluid to the surface of the polishing pad, By including the fluid holder to remain on the surface, an advantageous effect of increasing the polishing efficiency and polishing uniformity can be obtained.

Description

화학 기계적 연마장치{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}

본 발명은 화학 기계적 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간을 단축하고, 연마 효율을 높일 수 있게 하는 화학 기계적 연마장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus capable of shortening a time required for a chemical mechanical polishing process and increasing polishing efficiency.

반도체 소자는 미세한 회로선이 고밀도로 집적되어 제조됨에 따라, 이에 상응하는 정밀 연마가 웨이퍼 표면에 행해진다. 웨이퍼의 연마를 보다 정밀하게 행하기 위해서는 기계적인 연마 뿐만 아니라 화학적 연마가 병행되는 화학 기계적 연마 공정(CMP공정)이 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 행해진다. As semiconductor devices are fabricated with high density integration of fine circuit lines, corresponding precision polishing is performed on the wafer surface. In order to perform polishing of the wafer more precisely, a chemical mechanical polishing process (CMP process) in which chemical polishing as well as mechanical polishing is performed is performed as shown in Figs. 1 and 2.

즉, 연마정반(10)의 상면에는 웨이퍼(W)가 가압되면서 맞닿는 연마패드(11)가 연마정반(10)과 함께 회전(11d)하도록 설치되며, 화학적 연마를 위해 공급 유닛(30)의 슬러리 공급구(32)를 통해 슬러리가 공급되면서, 마찰에 의한 기계적 연마를 웨이퍼(W)에 행한다. 이때, 웨이퍼(W)는 캐리어헤드(20)에 의해 정해진 위치에서 회전(20d)하여 정밀하게 평탄화시키는 연마 공정이 행해진다.That is, on the upper surface of the polishing platen 10, a polishing pad 11, which is in contact with the wafer W while being pressed, is provided so as to rotate together with the polishing platen 10, and the slurry of the supply unit 30 While the slurry is supplied through the supply port 32, the wafer W is subjected to mechanical polishing by friction. At this time, the wafer W is rotated (20d) at a position defined by the carrier head 20 to perform a polishing process for precisely flattening it.

이와 동시에, 컨디셔너(40)의 컨디셔닝 디스크는 하방 가압하면서 회전(40d)하고 그 아암(41)이 정해진 각도를 왕복(41d)하면서 연마패드(11)의 표면을 개질한다.Simultaneously, the conditioning disk of the conditioner 40 is rotated (40d) while pressing downward, and the arm 41 is reciprocated (41d) at a predetermined angle to modify the surface of the polishing pad 11.

웨이퍼(W)에 적층되는 연마층은 텅스텐 등의 금속막이나 산화막 등 다양한 소재로 형성된다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 연마층의 종류에 관계없이 화학 기계적 연마 공정의 초기연마 단계(A1)에서는 연마 시간의 경과에도 불구하고 연마두께(79)가 거의 변동하지 않으며, 일정한 시간(T1)이 경과한 이후의 주(主)연마 단계(A2)에 도달해서야 비로소 화학 기계적 연마 공정에 따른 연마량(89)이 증가하기 시작하여 최종 연마두께(dx)에 도달한다는 것이 실험적으로 확인되었다.The polishing layer stacked on the wafer W is formed of various materials such as a metal film such as tungsten or an oxide film. However, as shown in Fig. 3, regardless of the type of the polishing layer, in the initial polishing step A1 of the chemical mechanical polishing process, the polishing thickness 79 hardly fluctuates despite the lapse of the polishing time, It has been experimentally confirmed that the polishing amount 89 due to the chemical mechanical polishing process starts to increase and reaches the final polishing thickness dx only after reaching the main polishing step A2 after the elapse of the polishing time T1 .

그러나, 초기연마 단계(A1)에 소요되는 시간(T1)은 전체 연마 시간(Te)의 2/5 내지 1/2 정도로 오랜 시간을 차지하므로, 정해진 시간 내에 화학 기계적 연마 공정을 행하는 생산성이 저하되는 문제가 있었다.However, since the time (T1) required for the initial polishing step (A1) takes a long time as about 2/5 to 1/2 of the whole polishing time (Te), the productivity of carrying out the chemical mechanical polishing process within a predetermined time is decreased There was a problem.

특히, 웨이퍼(W)에 대한 연마 공정이 완료된 후, 다음 연마 공정 순서의 웨이퍼가 공급되기 전까지, 연마패드(11)는 대기 상태를 유지하게 되는데, 연마패드(11)의 대기 상태 동안 연마패드(11)의 온도가 낮아짐에 따라, 다음 순서의 연마 공정에서 초기연마 단계에서 소요되는 시간이 증가하는 문제점이 있다.Particularly, after the polishing process for the wafer W is completed, the polishing pad 11 remains in the standby state until the next polishing process sequence is performed, and the polishing pad 11 11) is lowered, there is a problem that the time required in the initial polishing step in the next polishing step increases.

또한, 초기연마 단계(A1)에서 소요되는 시간(T1)이 길어짐에 따라, 단위 웨이퍼에 대한 화학 기계적 연마 시간을 단축하기 위하여, 주연마 단계(A2)에서 단위 시간당 연마량을 크게 제어하게 되므로, 웨이퍼 연마면의 연마 두께를 판면에 걸쳐 정교하게 제어하지 못하는 문제도 있었다.Further, as the time (T1) required in the initial polishing step (A1) increases, the polishing amount per unit time is largely controlled in the main polishing step (A2) in order to shorten the chemical mechanical polishing time for the unit wafer. There is a problem that the polishing thickness of the wafer polishing surface can not be precisely controlled over the surface of the wafer.

이를 위해, 최근에는 화학 기계적 연마 공정에 소요 시간을 단축하고, 연마면을 보다 정교하게 제어하기 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.For this purpose, in recent years, various studies have been conducted to shorten the time required for the chemical mechanical polishing process and to control the polishing surface more precisely, but there is still insufficient and development thereof is required.

본 발명은 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간을 단축하고, 연마면의 조절을 보다 정교하게 제어할 수 있는 화학 기계적 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus capable of shortening the time required for a chemical mechanical polishing process and more precisely controlling the adjustment of the polishing surface.

특히, 본 발명은 연마패드에 분사되는 유체를 잔류시켜 연마패드의 표면 온도를 조절할 수 있으며, 연마 효율을 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention aims to control the surface temperature of the polishing pad by leaving fluid to be sprayed on the polishing pad, and to improve the polishing efficiency.

또한, 본 발명은 연마패드의 온도 조절과 동시에 연마패드의 세정이 함께 행해지도록 하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to simultaneously perform the temperature control of the polishing pad and the cleaning of the polishing pad.

또한, 본 발명은 연마 시간을 단축하고, 기판의 연마량을 균일하게 제어할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to shorten the polishing time and uniformly control the polishing amount of the substrate.

또한, 본 발명은 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 생산성을 향상 시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to improve stability and reliability and to improve productivity.

또한, 본 발명은 연마패드의 표면 온도 편차에 따른 화학적 연마량의 편차를 최소화하고, 기판의 연마 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to minimize variations in the amount of chemical polishing depending on the surface temperature deviation of the polishing pad and to improve the polishing quality of the substrate.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화학 기계적 연마장치는, 기판이 접촉되는 연마패드와, 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈과, 유체분사모듈로부터 분사된 유체를 연마패드의 표면 상에 잔류시키는 유체 홀더를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a chemical mechanical polishing apparatus including a polishing pad to which a substrate is contacted, a fluid injection module for injecting a fluid onto a surface of the polishing pad, And a fluid holder for retaining the fluid ejected from the polishing pad on the surface of the polishing pad.

이는, 기판의 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간을 단축하고, 연마 효율을 높이기 위함이다.This is to shorten the time required for the chemical mechanical polishing process of the substrate and increase the polishing efficiency.

즉, 본 발명은 유체분사모듈로부터 분사된 유체가 유체 홀더에 의해 연마패드의 표면에 잔류되도록 하는 것에 의하여, 연마패드의 세정과 함께 연마패드의 표면 온도 조절이 동시해 행해지도록 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, according to the present invention, the fluid ejected from the fluid injection module is allowed to remain on the surface of the polishing pad by the fluid holder, thereby obtaining an advantageous effect that the surface temperature of the polishing pad can be controlled simultaneously with the cleaning of the polishing pad .

무엇보다도, 상온보다 높은 온도를 갖는 유체가 유체 홀더에 의해 연마패드의 표면 상에 잔류되도록 하는 것에 의하여, 잔류된 유체를 매체로 연마패드의 표면 온도를 조절할 수 있으므로, 연마패드의 세정이 행해지는 중에(유체분사모듈로부터 유체가 분사되는 동안) 연마패드의 급격한 온도 변화를 방지하고, 연마패드의 온도를 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, by allowing the fluid having a temperature higher than room temperature to remain on the surface of the polishing pad by the fluid holder, the surface temperature of the polishing pad can be adjusted with the residual fluid as a medium, A favorable effect of preventing abrupt temperature change of the polishing pad (while the fluid is ejected from the fluid injection module) and maintaining the temperature of the polishing pad uniform can be obtained.

다시 말해서, 기존에는 기판에 대한 연마 공정이 완료된 후, 다음 연마 공정 순서의 기판이 공급되기 전까지, 연마패드는 대기 상태를 유지하게 되는데, 연마패드의 대기 상태 동안 연마패드의 온도가 낮아져, 다음 순서의 연마 공정에서 슬러리의 온도가 주변(연마패드)과의 열교환에 의하여 과도하게 낮아지게 됨에 따라, 연마 시간이 증가하고 연마 효율이 저하되는 문제점이 있다.In other words, conventionally, after the polishing process for the substrate is completed, the polishing pad remains in the standby state until the substrate of the next polishing process sequence is supplied. During the standby state of the polishing pad, the temperature of the polishing pad is lowered, The temperature of the slurry is excessively lowered by the heat exchange with the periphery (polishing pad), so that the polishing time is increased and the polishing efficiency is lowered.

하지만, 본 발명은 다음 순서의 연마 공정이 진행되기에 앞서, 상온보다 높은 온도의 유체를 연마패드의 표면에 잔류시켜, 연마패드의 온도를 상온보다 높게 유도한다. 이에 의하여, 화학 기계적 연마 공정이 시작되는 시작 단계에서, 슬러리가 연마패드에 공급될 때에, 공급된 슬러리가 연마패드를 통과하여 기판으로 전달되는 과정에서 슬러리의 온도가 주변과의 열교환에 의하여 과도하게 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 화학 기계적 연마 공정의 시작 단계에서 상온보다 높은 온도의 슬러리가 연마패드에 공급되어 기판으로 흘러들어 가도록 함으로써, 화학 기계적 연마 공정의 초기연마 단계에서, 기판 연마층에 입혀진 막이 고온 환경에서 보다 빨리 제거되어 기계적 연마도 촉진되고, 동시에 슬러리의 화학 반응이 최적의 온도로 설정되어 화학적 연마 시간을 보다 단축할 수 있게 되어, 단위 시간당 연마량이 낮은 상태로 유지되는 초기연마 단계에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이를 통해, 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 전체 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 슬러리의 사용량을 저감할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, according to the present invention, a fluid having a temperature higher than room temperature is remained on the surface of the polishing pad before the polishing process of the next step proceeds, thereby inducing the temperature of the polishing pad to be higher than room temperature. Thereby, at the start of the chemical mechanical polishing process, when the slurry is supplied to the polishing pad, the temperature of the slurry is excessively increased by heat exchange with the surroundings in the course of the supplied slurry passing through the polishing pad and transferred to the substrate Can be prevented from being lowered. Thus, at the beginning of the chemical mechanical polishing process, the slurry at a temperature higher than the normal temperature is supplied to the polishing pad and flows into the substrate, so that the film deposited on the substrate polishing layer can be released sooner The mechanical polishing is accelerated and at the same time the chemical reaction of the slurry is set to the optimum temperature, the chemical polishing time can be further shortened, and the time required for the initial polishing step in which the polishing amount per unit time is maintained is shortened An advantageous effect can be obtained. As a result, not only the total time required for the chemical mechanical polishing process can be shortened, productivity can be improved, and an advantageous effect of reducing the amount of slurry to be used can be obtained.

특히, 열용량이 큰 액상 유체(예를 들어, 순수)가 연마패드 상에 머무는 시간을 늘려주어, 액상 유체와 연마패드의 지속적인 열교환을 보장함으로써, 연마패드의 급격한 온도변화를 억제하고, 연마패드의 온도를 균일한 온도로 보다 신뢰성 있게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Particularly, it is possible to suppress the abrupt temperature change of the polishing pad by increasing the time for the liquid fluid (for example, pure water) having a large heat capacity to stay on the polishing pad to ensure continuous heat exchange between the liquid fluid and the polishing pad, An advantageous effect of more reliably maintaining the temperature at a uniform temperature can be obtained.

보다 구체적으로, 유체분사모듈은 기판에 대한 화학 기계적 연마 공정이 완료된 후 유체를 분사하도록 구성된다. 즉, 기판에 대한 화학 기계적 연마 공정이 완료된 후, 다음 연마 공정 순서의 기판이 이송되기 전에 연마패드가 대기 상태(연마 공정이 행해지지 않는 상태)에 있는 동안, 유체분사모듈은 연마패드에 유체를 분사하도록 구성된다.More specifically, the fluid ejection module is configured to eject fluid after the chemical mechanical polishing process for the substrate is complete. That is, after the chemical mechanical polishing process for the substrate is completed, the fluid ejection module is moved to the polishing pad while the polishing pad is in the standby state (the polishing process is not performed) before the substrate of the next polishing process sequence is transferred .

유체 홀더는 연마패드의 표면에 분사된 유체를 일시적으로 잔류시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 유체 홀더는 연마패드의 상면에 배치되는 홀더 몸체와, 홀더 몸체에 형성되며 연마패드로 분사된 상기 유체가 수용되는 유체수용홈을 포함한다.The fluid holder can be formed in various structures that can temporarily retain the fluid sprayed on the surface of the polishing pad. In one example, the fluid holder includes a holder body disposed on the upper surface of the polishing pad, and a fluid receiving groove formed in the holder body and receiving the fluid ejected by the polishing pad.

바람직하게 유체 홀더는 유체분사모듈을 피벗 회전 가능하게 지지하는 회전지지부에 장착된다. 이와 같이, 유체 홀더를 유체분사모듈을 지지하는 회전지지부에 장착하는 것에 의하여, 유체 홀더를 장착하기 위한 회전축 또는 지지수단을 별도로 구비할 필요없이, 회전지지부를 공용으로 사용할 수 있기 때문에, 구조를 간소화하고 공간활용성을 증가시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the fluid holder is mounted on a rotary support that pivotally supports the fluid injection module. By attaching the fluid holder to the rotation support portion for supporting the fluid injection module, the rotation support portion can be commonly used without having to separately provide the rotation shaft or the support means for mounting the fluid holder, thereby simplifying the structure And an advantageous effect of increasing space utilization can be obtained.

유체수용홈은 유체가 연마패드에 분사되는 분사 위치의 둘레를 감싸도록 형성된다. 이와 같이, 유체수용홈이 유체가 연마패드에 분사되는 분사 위치의 둘레를 감싸도록 형성하는 것에 의하여, 유체가 분사된 직후 곧바로 유체수용홈에 수용될 수 있으므로, 유체의 열손실을 최소화하고 유체와 연마패드 간의 열전달이 보다 효율적으로 이루어지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The fluid receiving groove is formed to surround the periphery of the jetting position where fluid is jetted to the polishing pad. By forming the fluid receiving groove so as to surround the periphery of the jetting position where the fluid is injected into the polishing pad, the fluid can be accommodated in the fluid receiving groove immediately after the fluid is jetted, It is possible to obtain an advantageous effect that the heat transfer between the polishing pads can be performed more efficiently.

바람직하게, 유체수용홈은 연마패드의 중심에서 연마패드의 가장자리까지 연속적으로 형성된다. 이와 같이, 유체수용홈을 연마패드의 중심에서 연마패드의 가장자리까지 연속적으로 형성하는 것에 의하여, 연마패드의 온도 조절이 연마패드의 반경 방향을 따라 전체적으로 균일하게 이루어지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 유체수용홈은 직선 형태로 형성될 수 있으나, 경우에 따라서는 유체수용홈이 곡선 형태로 형성되거나, 직선 형태와 곡선 형태가 혼합된 형태로 형성되는 것도 가능하다.Preferably, the fluid receiving grooves are formed continuously from the center of the polishing pad to the edge of the polishing pad. Thus, by forming the fluid receiving grooves continuously from the center of the polishing pad to the edge of the polishing pad, it is possible to obtain an advantageous effect that the temperature of the polishing pad is uniformly adjusted along the radial direction of the polishing pad. At this time, the fluid receiving grooves may be formed in a linear shape, but in some cases, the fluid receiving grooves may be formed in a curved shape, or a linear shape and a curved shape may be mixed.

또한, 유체 홀더에는, 유체수용홈과 연통되며 유체수용홈에 수용된 유체를 연마패드의 외측으로 배출하는 유체배출구가 형성된다. 바람직하게 유체수용홈에서는 유체의 유입과 배출이 동시에 행해진다. 이와 같이, 유체수용홈에서 유체의 유입과 배출이 동시에 행해지도록 하는 것에 의하여, 유체에 의한 열전달 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, the fluid holder is provided with a fluid outlet communicating with the fluid receiving groove and discharging the fluid received in the fluid receiving groove to the outside of the polishing pad. Preferably, in the fluid receiving groove, the fluid is simultaneously introduced and discharged. By thus allowing the fluid to flow in and out of the fluid receiving groove at the same time, an advantageous effect of further increasing the heat transfer efficiency by the fluid can be obtained.

아울러, 유체분사모듈에서 유체가 분사되는 동안 연마패드는 회전하고, 유체 홀더는 위치가 고정된다. 따라서, 유체 홀더에 의해 잔류되는 유체에 의해 연마패드의 전체 표면이 세정 및 온도 조절될 수 있다.In addition, the polishing pad rotates while the fluid is ejected from the fluid ejection module, and the fluid holder is fixed in position. Thus, the entire surface of the polishing pad can be cleaned and temperature controlled by the fluid remaining by the fluid holder.

유체 홀더는, 연마패드의 표면에 인접하게 배치되는 제1위치와, 연마패드의 표면으로부터 이격되게 배치되는 제2위치로 이동 가능하게 구비된다. 이때, 유체 홀더가 제1위치에 배치되면 연마패드의 표면에서 유체의 잔류 상태가 유지되고, 유체 홀더가 상기 제2위치에 배치되면 연마패드의 표면에서 유체의 잔류 상태가 해제된다. 이와 같이, 유체 홀더가 선택적으로 제1위치에서 제2위치로 이동될 수 있도록 하는 것에 의하여, 세정과 연마패드의 온도 조절이 필요한 경우에는 유체 홀더를 제1위치에 배치할 수 있고, 세정만이 필요한 경우에는 유체 홀더를 제2위치에 배치할 수 있다.The fluid holder is movably provided at a first position disposed adjacent to the surface of the polishing pad and a second position spaced apart from the surface of the polishing pad. At this time, when the fluid holder is disposed at the first position, the residual state of the fluid is maintained at the surface of the polishing pad, and when the fluid holder is disposed at the second position, the residual state of the fluid at the surface of the polishing pad is released. Thus, by allowing the fluid holder to be selectively moved from the first position to the second position, it is possible to arrange the fluid holder in the first position when cleaning and temperature control of the polishing pad are required, If necessary, the fluid holder can be placed in the second position.

또한, 유체 홀더에는 슬러리 공급슬롯이 형성될 수 있으며, 기판의 화학 기계적 연마 공정을 위한 슬러리는 슬러리 공급슬롯을 통해 연마패드의 표면에 공급될 수 있다. 이와 같이, 슬러리 공급슬롯을 유체 홀더에 형성하는 것에 의하여, 슬러리를 공급하기 위한 공급수단을 별도로 구비할 필요없이, 유체 홀더 자체를 슬러리 공급 용도로 공용으로 사용할 수 있기 때문에, 구조를 간소화하고 공간활용성을 증가시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the fluid holder may be provided with a slurry supply slot, and the slurry for the chemical mechanical polishing process of the substrate may be supplied to the surface of the polishing pad through the slurry supply slot. By forming the slurry supply slot in the fluid holder in this manner, the fluid holder itself can be commonly used for slurry supply, without providing a separate supply means for supplying the slurry. Thus, An advantageous effect of increasing the property can be obtained.

바람직하게, 슬러리 공급슬롯의 출구는 연마패드를 마주하는 유체 홀더의 저면에 형성된다. 이와 같이, 슬러리 공급슬롯의 출구를 연마패드를 마주하는 유체 홀더의 저면에 형성하는 것에 의하여, 유체 홀더의 저면으로 공급된 슬러리가 유체 홀더에 자중에 의해 눌려지며 평평하게 펴질 수 있으므로, 슬러리의 도포 균일성을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the outlet of the slurry supply slot is formed in the bottom surface of the fluid holder facing the polishing pad. Thus, by forming the outlet of the slurry supply slot on the bottom surface of the fluid holder facing the polishing pad, the slurry supplied to the bottom surface of the fluid holder can be pressed against the fluid holder by its own weight and spread flat, An advantageous effect of increasing the uniformity can be obtained.

또한, 화학 기계적 연마장치는 연마패드의 표면 온도를 측정하는 온도측정부와, 온도측정부에서 측정된 결과에 따라 유체의 온도를 제어하는 온도제어부를 포함할 수 있다.The chemical mechanical polishing apparatus may include a temperature measurement unit for measuring the surface temperature of the polishing pad and a temperature control unit for controlling the temperature of the fluid according to the result measured by the temperature measurement unit.

이를 통해, 세정 공정(유체분사모듈로부터 유체 분사)이 시작되기 전에(또는 세정 공정이 행해지는 동안) 연마패드의 온도 변화를 정확하게 감지할 수 있다.This allows precise sensing of the temperature change of the polishing pad before the cleaning process (fluid ejection from the fluid ejection module) is started (or while the cleaning process is being performed).

더욱이, 온도제어부는 연마패드의 온도가 슬러리의 화학적 연마가 일어나는 최적의 온도를 초과한 경우에는 유체의 온도를 낮추도록 제어하고, 연마패드의 온도가 슬러리의 화학적 연마가 일어나는 최적의 온도를 미달하는 경우에는 유체의 온도를 높이도록 제어하는 것에 의하여, 다음 순서의 연마공정에서 슬러리에 의한 화학적 연마가 보다 효율적으로 행해질 수 있도록 유도하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, the temperature control unit controls the temperature of the fluid to be lowered when the temperature of the polishing pad exceeds the optimum temperature at which the chemical polishing of the slurry occurs, and the temperature of the polishing pad is lower than the optimum temperature at which chemical polishing of the slurry occurs , It is possible to obtain an advantageous effect of inducing the chemical polishing by the slurry to be performed more efficiently in the polishing process of the next step by controlling the temperature of the fluid to be increased.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판의 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간을 단축하고, 연마 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a favorable effect of shortening the time required for the chemical mechanical polishing process of the substrate and increasing the polishing efficiency.

특히, 본 발명에 따르면, 유체분사모듈로부터 분사된 유체(상온보다 높은 온도를 갖는 유체)가 유체 홀더에 의해 연마패드의 표면 상에 잔류되도록 하는 것에 의하여, 잔류된 유체를 매체로 연마패드의 표면 온도를 조절할 수 있으므로, 연마패드의 세정이 행해지는 중에(유체분사모듈로부터 유체가 분사되는 동안) 연마패드의 급격한 온도 변화를 방지하고, 연마패드의 온도를 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Particularly, according to the present invention, by allowing the fluid ejected from the fluid ejection module (fluid having a temperature higher than room temperature) to remain on the surface of the polishing pad by the fluid holder, It is possible to obtain a favorable effect of preventing abrupt temperature change of the polishing pad while the polishing pad is being cleaned (while the fluid is ejected from the fluid injection module) and maintaining the temperature of the polishing pad uniformly .

다시 말해서, 본 발명에 따르면, 다음 순서의 연마 공정이 진행되기에 앞서, 상온보다 높은 온도의 유체를 연마패드의 표면에 잔류시켜, 연마패드의 온도를 상온보다 높게 유도한다. 이에 의하여, 화학 기계적 연마 공정이 시작되는 시작 단계에서, 슬러리가 연마패드에 공급될 때에, 공급된 슬러리가 연마패드를 통과하여 기판으로 전달되는 과정에서 슬러리의 온도가 주변과의 열교환에 의하여 과도하게 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 화학 기계적 연마 공정의 시작 단계에서 상온보다 높은 온도의 슬러리가 연마패드에 공급되어 기판으로 흘러들어 가도록 함으로써, 화학 기계적 연마 공정의 초기연마 단계에서, 기판 연마층에 입혀진 막이 고온 환경에서 보다 빨리 제거되어 기계적 연마도 촉진되고, 동시에 슬러리의 화학 반응이 최적의 온도로 설정되어 화학적 연마 시간을 보다 단축할 수 있게 되어, 단위 시간당 연마량이 낮은 상태로 유지되는 초기연마 단계에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이를 통해, 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 전체 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 슬러리의 사용량을 저감할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In other words, according to the present invention, the fluid having a temperature higher than room temperature is left on the surface of the polishing pad before the polishing process of the next step is carried out to induce the temperature of the polishing pad to be higher than the room temperature. Thereby, at the start of the chemical mechanical polishing process, when the slurry is supplied to the polishing pad, the temperature of the slurry is excessively increased by heat exchange with the surroundings in the course of the supplied slurry passing through the polishing pad and transferred to the substrate Can be prevented from being lowered. Thus, at the beginning of the chemical mechanical polishing process, the slurry at a temperature higher than the normal temperature is supplied to the polishing pad and flows into the substrate, so that the film deposited on the substrate polishing layer can be released sooner The mechanical polishing is accelerated and at the same time the chemical reaction of the slurry is set to the optimum temperature, the chemical polishing time can be further shortened, and the time required for the initial polishing step in which the polishing amount per unit time is maintained is shortened An advantageous effect can be obtained. As a result, not only the total time required for the chemical mechanical polishing process can be shortened, productivity can be improved, and an advantageous effect of reducing the amount of slurry to be used can be obtained.

특히, 본 발명에 따르면, 열용량이 큰 액상 유체(예를 들어, 순수)가 연마패드 상에 머무는 시간을 늘려주어, 액상 유체와 연마패드의 지속적인 열교환을 보장함으로써, 연마패드의 급격한 온도변화를 억제하고, 연마패드의 온도를 균일한 온도로 보다 신뢰성 있게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Particularly, according to the present invention, it is possible to suppress the abrupt temperature change of the polishing pad by ensuring the continuous heat exchange between the liquid fluid and the polishing pad by increasing the time for the liquid fluid (for example, pure water) having a large heat capacity to stay on the polishing pad And an advantageous effect of more reliably maintaining the temperature of the polishing pad at a uniform temperature can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면, 구조를 간소화하고 공간활용성을 증가시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, an advantageous effect of simplifying the structure and increasing the space usability can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면 연마패드의 표면 온도 변화에 따른 안정성 및 신뢰성 저하를 방지할 수 있고, 기판의 연마 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the stability and reliability of the polishing pad from changing with the change of the surface temperature, and to improve the polishing quality of the substrate.

도 1 및 도 2는 종래 화학 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1에 의한 화학 기계적 연마 공정의 시간에 따른 연마량 변화 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 연마패드의 온도 변화를 설명하기 위한 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 유체분사모듈과 유체 홀더를 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6의 'A'부분의 확대도,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 유체 홀더의 작동 구조를 설명하기 위한 도면,
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 슬러리 공급슬롯을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 온도측정부와 온도제어부를 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining a conventional chemical mechanical polishing apparatus,
FIG. 3 is a graph showing a change in amount of polishing time with time in the chemical mechanical polishing process according to FIG. 1,
4 is a view showing a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,
FIG. 5 is a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, which is a graph for explaining a temperature change of a polishing pad,
FIG. 6 is a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, which is a view for explaining a fluid injection module and a fluid holder,
FIG. 7 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG. 6,
FIGS. 8 and 9 are chemical mechanical polishing apparatuses according to the present invention, which illustrate an operating structure of a fluid holder,
FIGS. 10 and 11 are chemical mechanical polishing apparatuses according to the present invention, which illustrate a slurry supply slot,
12 is a view for explaining a temperature measuring unit and a temperature control unit, which is a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.

도 4는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 연마패드의 온도 변화를 설명하기 위한 그래프이다. 또한, 도 6은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 유체분사모듈과 유체 홀더를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 'A'부분의 확대도이다. 아울러, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 유체 홀더의 작동 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 슬러리 공급슬롯을 설명하기 위한 도면이며, 도 12는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 온도측정부와 온도제어부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a view showing a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a graph for explaining a temperature change of a polishing pad, which is a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention. FIG. 6 is a view for explaining a fluid injection module and a fluid holder as a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 8 and 9 are views for explaining an operating structure of a fluid holder, and FIGS. 10 and 11 are chemical mechanical polishing apparatuses according to the present invention, in which a slurry supply slot FIG. 12 is a view for explaining a temperature measuring unit and a temperature control unit, which is a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention. FIG.

도 4 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치(2)는 기판이 접촉되는 연마패드(111)와, 연마패드(111)의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈(200)과, 유체분사모듈(200)로부터 분사된 유체를 연마패드(111)의 표면 상에 잔류시키는 유체 홀더(300)를 포함한다.4 to 12, the chemical mechanical polishing apparatus 2 according to the present invention includes a polishing pad 111 on which a substrate is contacted, a fluid injection module 200 for spraying a fluid onto the surface of the polishing pad 111, And a fluid holder 300 for retaining the fluid ejected from the fluid injection module 200 on the surface of the polishing pad 111.

연마패드(111)는 원형 디스크 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 회전하는 연마정반(110)의 상면에 제공된다.The polishing pad 111 may be formed to have a circular disk shape and provided on the upper surface of the rotating polishing table 110.

연마패드(111)의 상면에 슬러리가 공급되는 상태에서 캐리어헤드(120)에 의해 기판(도 8의 10 참조)을 연마패드(111)의 상면에 가압함으로써 화학 기계적 연마 공정이 수행될 수 있으며, 연마패드(111) 및 슬러리를 이용한 화학 기계적 연마 공정이 끝난 후에는 기판(10)을 세정 장치로 이송할 수 있다.A chemical mechanical polishing process can be performed by pressing the substrate (see 10 in Fig. 8) onto the upper surface of the polishing pad 111 by the carrier head 120 while the slurry is supplied to the upper surface of the polishing pad 111, After the chemical mechanical polishing process using the polishing pad 111 and the slurry is completed, the substrate 10 can be transferred to the cleaning apparatus.

참고로, 본 발명에 기판(10)이라 함은 연마패드(111) 상에 연마될 수 있는 연마대상물로 이해될 수 있으며, 기판(10)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 기판(10)으로서는 웨이퍼가 사용될 수 있다.For reference, the substrate 10 in the present invention can be understood as an object to be polished which can be polished on the polishing pad 111, and the present invention is limited or limited depending on the type and characteristics of the substrate 10 no. As an example, a wafer may be used as the substrate 10. [

아울러, 기판의 연마공정은 기판에 대한 연마가 시작되는 초기연마 단계, 초기연마 단계의 이후에 진행되는 주연마 단계로 구분될 수 있다. 여기서, '초기연마 단계'란 화학 기계적 연마 공정을 시작하면, 단위 시간당 연마량이 낮게 유지되는 연마 단계로 정의한다. 여기서 단위 시간당 연마량이 '낮다'는 것은 '초기연마 단계'가 경과한 이후에 단위 시간당 연마량이 '큰' 주(主)연마 단계에서의 단위 시간당 연마량의 1/2 이하로 유지되는 단계로 정의한다.In addition, the polishing process of the substrate can be divided into an initial polishing process in which polishing of the substrate is started, and a peripheral polishing process in which the polishing process is performed after the initial polishing process. The 'initial polishing step' is defined as a polishing step in which the polishing amount per unit time is kept low when the chemical mechanical polishing step is started. Here, 'the polishing amount per unit time' is defined as a step in which the polishing amount per unit time is maintained at 1/2 or less of the polishing amount per unit time in the 'major' polishing step after the 'initial polishing step' do.

캐리어헤드(120)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 캐리어헤드(120)는 회전 가능하게 제공되는 본체부(미도시), 본체부와 함께 회전 가능하게 제공되는 베이스부(미도시), 베이스부의 저면에 제공되는 탄성 멤브레인(미도시)을 포함하여 제공될 수 있다.The carrier head 120 may be provided in various structures according to the required conditions and design specifications. For example, the carrier head 120 may include a body portion (not shown) provided rotatably, a base portion (not shown) provided to be rotatable together with the body portion, an elastic membrane (not shown) provided on the bottom surface of the base portion May be provided.

탄성 멤브레인은 중앙부에 개구부가 형성되며, 탄성 멤브레인의 중앙부에 인접한 내측단은 베이스부에 고정될 수 있고, 탄성 멤브레인의 외측단은 베이스부의 엣지부에 결합되는 리테이너링에 의해 베이스부에 고정될 수 있다.The elastic membrane may have an opening formed at its center, an inner end adjacent to the central portion of the elastic membrane may be fixed to the base portion, and an outer end of the elastic membrane may be fixed to the base portion by a retainer ring coupled to an edge portion of the base portion. have.

탄성 멤브레인은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 탄성 멤브레인에는 복수개의 플립(예를 들어, 링 형태의 플립)이 형성될 수 있으며, 복수개의 플립에 의해 베이스부와 탄성 멤브레인의 사이에는 베이스부의 반경 방향을 따라 구획된 복수개의 압력챔버가 제공될 수 있다.Elastic membranes can be provided in a variety of configurations depending on the required conditions and design specifications. For example, a plurality of flips (for example, a ring-shaped flip) may be formed in the elastic membrane, and a plurality of pressure chambers, which are divided along the radial direction of the base portion, May be provided.

베이스부와 탄성 멤브레인의 사이 각 압력챔버에는 각각 압력을 측정하기 위한 압력센서가 제공될 수 있다. 각 압력챔버의 압력은 압력챔버 제어부에 의한 제어에 의해 개별적으로 조절될 수 있으며, 각 압력챕버의 압력을 조절하여 기판(10)이 가압되는 압력을 개별적으로 조절할 수 있다.Each pressure chamber between the base portion and the elastic membrane may be provided with a pressure sensor for measuring the pressure, respectively. The pressure of each of the pressure chambers can be individually adjusted by the control of the pressure chamber controller, and the pressure at which the substrate 10 is pressed can be individually adjusted by adjusting the pressure of each pressure chamber.

또한, 캐리어헤드(120)의 중심부에는 탄성 멤브레인의 개구에 의해 관통 형성되는 중심부 압력챔버(미도시)가 형성될 수 있다. 중심부 압력챔버는 기판(10)과 직접 연통되어 폴리싱 공정 중에 기판을 가압할 뿐만 아니라, 흡입압이 작용되어 기판(10)을 캐리어헤드(120)의 탄성 멤브레인에 밀착시킴으로써 기판(10)을 파지한 상태로 제3의 위치(예를 들어, 세정장치)로 이동시키는 역할도 수행할 수 있다.A center pressure chamber (not shown) formed through the opening of the elastic membrane may be formed at the center of the carrier head 120. The central pressure chamber is in direct communication with the substrate 10 to pressurize the substrate during the polishing process as well as to hold the substrate 10 by applying suction pressure to bring the substrate 10 into close contact with the elastic membrane of the carrier head 120 To a third position (e.g., a cleaning device).

또한, 연마패드(111)의 상면 다른 일측에는 연마패드(111)의 표면을 개질하기 위한 컨디셔너(140)가 제공된다.On the other side of the upper surface of the polishing pad 111, a conditioner 140 for modifying the surface of the polishing pad 111 is provided.

컨디셔너(140)는 아암(141)의 회전 중심을 기준으로 선회 운동하도록 제공되며, 컨디셔너(40)의 기계적 드레싱 공정에 의해 연마패드(111)는 일정한 연마면을 유지할 수 있다.The conditioner 140 is provided to pivot about the center of rotation of the arm 141 and the polishing pad 111 can maintain a constant polishing surface by the mechanical dressing process of the conditioner 40. [

유체분사모듈(200)은 연마패드(111)의 표면에 유체를 분사하기 위해 구비된다.The fluid injection module 200 is provided to inject fluid onto the surface of the polishing pad 111.

여기서, 연마패드(111)의 표면에 분사되는 유체라 함은, 연마패드(111)의 표면을 세정하기 위한 세정 유체(예를 들어, 세정액, 순수, 스팀, 질소 가스, 건조 공기 중 적어도 어느 하나)를 포함하는 개념으로 정의된다. 바람직하게 유체로서는 액상 유체가 사용된다.Here, the fluid ejected onto the surface of the polishing pad 111 refers to a fluid that is used to clean the surface of the polishing pad 111 (for example, at least one of a cleaning liquid, pure water, steam, nitrogen gas, ). ≪ / RTI > A liquid fluid is preferably used as the fluid.

보다 구체적으로, 유체분사모듈(200)은 기판에 대한 화학 기계적 연마 공정이 완료된 후 유체를 분사하도록 구성된다.More specifically, fluid ejection module 200 is configured to eject fluid after the chemical mechanical polishing process for the substrate is complete.

이때, 유체분사모듈(200)은 단 한 종류의 유체를 분사하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 연마패드(111)의 세정 효율을 높일 수 있도록 유체분사모듈(200)이 연마패드(111)의 표면을 향해 서로 다른 이종(heterogeneity) 유체를 분사하도록 구성되는 것도 가능하다. 가령, 유체분사모듈(200)은 액상 유체인 순수(DIW)와 기상 유체인 질소(N2)를 함께 분사하도록 구성될 수 있다.At this time, the fluid injection module 200 may be configured to inject only one type of fluid. It is also possible that the fluid injection module 200 is configured to inject heterogeneous fluids different from each other toward the surface of the polishing pad 111 in order to increase the cleaning efficiency of the polishing pad 111. [ For example, the fluid injection module 200 may be configured to inject pure water (DIW), which is a liquid phase fluid, and nitrogen (N 2 ), which is a vapor phase fluid.

유체분사모듈(200)은 유체를 분사 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 유체분사모듈(200)은 독립적으로 이격되게 배치되는 복수개의 유체 분사노즐(202)을 포함할 수 있고, 각 유체 분사노즐(202)에서는 동시에 유체가 분사될 수 있다. 경우에 따라서는 폭보다 긴 길이를 갖는 슬릿 형태의 단일 분사노즐을 이용하여 유체를 분사하는 것도 가능하다.The fluid injection module 200 may be provided with various structures capable of injecting fluid. For example, the fluid injection module 200 may include a plurality of fluid injection nozzles 202 that are independently spaced apart, and fluid may be injected simultaneously in each fluid injection nozzle 202. In some cases, it is also possible to inject the fluid by using a single injection nozzle in the form of a slit having a length longer than the width.

또한, 연마패드(111)가 장착되는 베이스 또는 인접한 다른 베이스에 장착되며, 유체분사모듈(200)을 피벗 회전 가능하게 지지하는 회전지지부(210)를 포함할 수 있다.In addition, it may include a rotation support 210 mounted on a base on which the polishing pad 111 is mounted or another base adjacent thereto, and which supports the fluid injection module 200 in a pivotable manner.

아울러, 회전지지부(210)에 대한 유체분사모듈(200)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록, 유체분사모듈(200)의 회전축과 회전지지부(210)의 사이에는 통상의 베어링부재가 구비될 수 있다.A conventional bearing member may be provided between the rotary shaft of the fluid injection module 200 and the rotary support 210 so that the rotation of the fluid injection module 200 relative to the rotary support 210 may be smoothly performed. .

보다 구체적으로, 유체분사모듈(200)은 회전지지부(210)에 의해 피봇 회전 가능하게 지지되어, 회전지지부(210)를 중심으로 연마패드(111)의 내측 영역에 배치되는 분사위치에서 연마패드(111)의 외측 영역에 배치되는 대기위치로 회전하도록 구성된다.More specifically, the fluid injection module 200 is pivotally supported by the rotation support portion 210 to rotate the polishing pad 111 at an ejection position disposed in the inner region of the polishing pad 111 about the rotation support portion 210 111 in the outer region.

이와 같이, 유체분사모듈(200)이 분사위치에 배치된 상태에서는, 유체분사모듈(200)로부터 분사되는 세정 유체에 의해 연마패드(111)의 표면이 세정될 수 있다. 반면, 연마패드(111)의 세정이 완료상태에서는 유체분사모듈(200)이 연마패드(111)의 바깥쪽(대기위치)에 배치되게 함으로써, 캐리어 헤드, 컨디셔너 또는 반전유닛과 같은 주변 장치와의 충돌을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.Thus, in a state where the fluid injection module 200 is disposed at the injection position, the surface of the polishing pad 111 can be cleaned by the cleaning fluid injected from the fluid injection module 200. On the other hand, when the cleaning of the polishing pad 111 is completed, the fluid injection module 200 is disposed outside the polishing pad 111 (at the standby position) The effect of minimizing the collision can be obtained.

유체 홀더(300)는 유체분사모듈(200)로부터 분사된 유체를 연마패드(111)의 표면 상에 일시적으로 잔류시키기 위해 구비된다.The fluid holder 300 is provided to temporarily retain the fluid ejected from the fluid injection module 200 on the surface of the polishing pad 111.

여기서, 유체가 연마패드(111)의 표면 상에 잔류된다 함은, 연마패드(111)의 표면에 분사된 유체가 곧바로 연마패드(111)의 외측으로 빠져나가지 않고, 연마패드(111)의 표면에 분사된 유체가 연마패드(111)의 상면에 머무른 상태를 유지하는 것으로 정의된다.The reason that the fluid remains on the surface of the polishing pad 111 is that the fluid sprayed on the surface of the polishing pad 111 does not directly go out of the polishing pad 111, Is maintained to remain on the upper surface of the polishing pad 111. In this case,

바람직하게 유체분사모듈(200)은 상온과 다른 온도로 유체를 분사하고, 유체 홀더(300)에 의해 연마패드(111)의 표면 상에 잔류되는 유체를 매체로 연마패드(111)의 표면 온도를 조절한다.Preferably, the fluid injection module 200 injects the fluid at a temperature different from the normal temperature, and uses the fluid remaining on the surface of the polishing pad 111 as a medium by the fluid holder 300 as the surface temperature of the polishing pad 111 .

이와 같이, 상온과 다른 온도로 유체를 분사하고, 유체분사모듈(200)로부터 분사된 유체가 유체 홀더(300)에 의해 연마패드(111)의 표면에 잔류되도록 하는 것에 의하여, 연마패드(111)의 세정과 함께 연마패드(111)의 표면 온도 조절이 동시해 행해지도록 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, the fluid is sprayed at a temperature different from the normal temperature, and the fluid ejected from the fluid injection module 200 is allowed to remain on the surface of the polishing pad 111 by the fluid holder 300, And the temperature of the surface of the polishing pad 111 can be controlled simultaneously.

더욱 바람직하게, 유체분사모듈(200)은 상온보다 높은 온도로 유체를 분사하도록 구성된다. 이와 같이, 상온보다 높은 온도를 갖는 유체가 유체 홀더(300)에 의해 연마패드(111)의 표면 상에 잔류되도록 하는 것에 의하여, 잔류된 유체를 매체로 연마패드(111)의 표면 온도를 조절할 수 있으므로, 연마패드(111)의 세정이 행해지는 중에(유체분사모듈(200)로부터 유체가 분사되는 동안) 연마패드(111)의 급격한 온도 변화를 방지하고, 연마패드(111)의 온도를 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는 유체분사모듈(200)이 상온보다 낮은 온도로 유체를 분사하는 것도 가능하다.More preferably, the fluid injection module 200 is configured to inject fluid at a temperature greater than ambient temperature. By thus allowing the fluid having a temperature higher than room temperature to remain on the surface of the polishing pad 111 by the fluid holder 300, the surface temperature of the polishing pad 111 can be adjusted with the residual fluid as a medium It is possible to prevent abrupt temperature change of the polishing pad 111 while the polishing pad 111 is being cleaned (while the fluid is being ejected from the fluid injection module 200), and to uniformly change the temperature of the polishing pad 111 It is possible to obtain an advantageous effect of maintaining the same. In some cases, it is also possible that the fluid injection module 200 injects the fluid at a temperature lower than normal temperature.

특히, 열용량이 큰 액상 유체(예를 들어, 순수)가 연마패드(111) 상에 머무는 시간을 늘려주어, 액상 유체와 연마패드(111)의 지속적인 열교환을 보장함으로써, 연마패드(111)의 급격한 온도변화를 억제하고, 연마패드(111)의 온도를 균일한 온도로 보다 신뢰성 있게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Particularly, by increasing the time for the liquid fluid (for example, pure water) having a large heat capacity to stay on the polishing pad 111, by ensuring the continuous heat exchange between the liquid fluid and the polishing pad 111, It is possible to obtain a favorable effect of suppressing the temperature change and keeping the temperature of the polishing pad 111 at a uniform temperature more reliably.

보다 구체적으로, 도 5를 참조하면, 유체분사모듈(200)은 기판에 대한 화학 기계적 연마 공정이 완료된 후 유체를 분사하도록 구성된다. 즉, 기판에 대한 화학 기계적 연마 공정이 완료된 후, 다음 연마 공정 순서의 기판이 이송되기 전에 연마패드(111)가 대기 상태(연마 공정이 행해지지 않는 상태)에 있는 동안, 유체분사모듈(200)은 연마패드(111)에 유체를 분사하도록 구성된다.More specifically, referring to FIG. 5, fluid ejection module 200 is configured to eject fluid after the chemical mechanical polishing process for the substrate is complete. That is, after the chemical mechanical polishing process for the substrate is completed, the fluid ejection module 200 is rotated while the polishing pad 111 is in the standby state (the polishing process is not performed) before the substrate of the next polishing process sequence is transferred, Is configured to spray fluid to the polishing pad 111. [

이와 같이, 연마패드(111)가 대기 상태에 있는 동안, 연마패드(111)의 표면에 유체가 분사 및 잔류되도록 하는 것에 의하여, 연마패드(111)를 세정함과 동시에 연마패드(111)의 표면 온도를 미리 소정의 온도로 가열(또는 유지)할 수 있으므로, 다음 순서의 연마공정에서 연마패드(111) 상에 공급된 슬러리가 기판가지 흘러들어가는 과정에서 주변 온도(연마패드(111) 온도)에 의한 냉각을 최소화할 수 있으며, 초기연마 단계 시간을 보다 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By thus allowing the fluid to be sprayed and remained on the surface of the polishing pad 111 while the polishing pad 111 is in the standby state as described above, the polishing pad 111 is cleaned and the surface of the polishing pad 111 (Temperature of the polishing pad 111) in the course of flowing the slurry supplied onto the polishing pad 111 in the next polishing step, because the temperature can be heated (or maintained) to a predetermined temperature in advance It is possible to minimize the cooling by the first polishing step and to obtain an advantageous effect of further shortening the initial polishing step time.

바람직하게, 연마패드(111)의 대기 상태에서 연마패드(111)의 표면 온도는 상온보다 높은 온도로 가열(또는 유지)하도록 구성된다. 일 예로, 연마패드(111)에서 다음 차례의 연마공정이 진행되기 전(연마패드(111)의 대기 상태)에 연마패드(111)의 표면 온도는 35℃~100℃를 유지하도록 구성된다.Preferably, in the standby state of the polishing pad 111, the surface temperature of the polishing pad 111 is configured to heat (or maintain) to a temperature higher than normal temperature. For example, the surface temperature of the polishing pad 111 is configured to be maintained at 35 ° C to 100 ° C before the next polishing process (polishing state of the polishing pad 111) in the polishing pad 111 is performed.

다시 말해서, 다음 순서의 연마 공정이 진행되기에 앞서, 상온보다 높은 온도(예를 들어, 35℃~100℃)의 유체를 연마패드(111)의 표면에 잔류시켜, 연마패드(111)의 온도를 상온보다 높게 유도한다. 이에 의하여, 화학 기계적 연마 공정이 시작되는 시작 단계에서, 슬러리가 연마패드(111)에 공급될 때에, 공급된 슬러리가 연마패드(111)를 통과하여 기판으로 전달되는 과정에서 슬러리의 온도가 주변과의 열교환에 의하여 과도하게 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 화학 기계적 연마 공정의 시작 단계에서 상온보다 높은 온도의 슬러리가 연마패드(111)에 공급되어 기판으로 흘러들어 가도록 함으로써, 화학 기계적 연마 공정의 초기연마 단계에서, 기판 연마층에 입혀진 막이 고온 환경에서 보다 빨리 제거되어 기계적 연마도 촉진되고, 동시에 슬러리의 화학 반응이 최적의 온도로 설정되어 화학적 연마 시간을 보다 단축할 수 있게 되어, 단위 시간당 연마량이 낮은 상태로 유지되는 초기연마 단계에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이를 통해, 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 전체 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 슬러리의 사용량을 저감할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In other words, the fluid at a temperature higher than normal temperature (for example, 35 ° C to 100 ° C) is allowed to remain on the surface of the polishing pad 111 before the polishing process of the next step proceeds and the temperature of the polishing pad 111 To be higher than room temperature. Thus, when the slurry is supplied to the polishing pad 111 at the start of the chemical mechanical polishing process, the temperature of the slurry in the course of the supplied slurry is transferred to the substrate through the polishing pad 111, It is possible to prevent the temperature from excessively lowering due to the heat exchange between the heat exchanger. Therefore, at the initial stage of the chemical mechanical polishing process, the slurry at a temperature higher than the normal temperature is supplied to the polishing pad 111 and flows into the substrate, so that the film deposited on the substrate polishing layer, The mechanical polishing is accelerated and the chemical reaction of the slurry is set to the optimum temperature so that the chemical polishing time can be further shortened so that the time required for the initial polishing step in which the polishing amount per unit time is kept low Can be obtained. As a result, not only the total time required for the chemical mechanical polishing process can be shortened, productivity can be improved, and an advantageous effect of reducing the amount of slurry to be used can be obtained.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 유체 홀더(300)는 연마패드(111)의 표면에 분사된 유체를 일시적으로 잔류시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 유체 홀더(300)는 연마패드(111)의 상면에 배치되는 홀더 몸체(310)와, 홀더 몸체(310)에 형성되며 연마패드(111)로 분사된 상기 유체가 수용되는 유체수용홈(320)을 포함한다.6 to 9, the fluid holder 300 may be formed in various structures to temporarily retain the fluid sprayed on the surface of the polishing pad 111. [ The fluid holder 300 may include a holder body 310 disposed on the upper surface of the polishing pad 111 and a fluid receiving groove 310 formed in the holder body 310 and adapted to receive the fluid, (320).

바람직하게 유체 홀더(300)는 회전지지부(210)에 장착된다. 이와 같이, 유체 홀더(300)를 유체분사모듈(200)을 지지하는 회전지지부(210)에 장착하는 것에 의하여, 유체 홀더(300)를 장착하기 위한 회전축 또는 지지수단을 별도로 구비할 필요없이, 회전지지부(210)를 공용으로 사용할 수 있기 때문에, 구조를 간소화하고 공간활용성을 증가시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는, 유체 홀더(300)가 회전지지부(210)가 아닌 별도의 지지수단에 의해 유체분사모듈(200)과 독립적으로 장착되는 것도 가능하다.Preferably, the fluid holder 300 is mounted on the rotary support 210. By mounting the fluid holder 300 on the rotation support portion 210 supporting the fluid injection module 200 as described above, it is not necessary to separately provide the rotation shaft or the support means for mounting the fluid holder 300, Since the support portion 210 can be commonly used, an advantageous effect of simplifying the structure and increasing space usability can be obtained. In some cases, it is also possible that the fluid holder 300 is mounted independently of the fluid injection module 200 by a separate supporting means other than the rotary support 210.

홀더 몸체(310)는 연마패드(111)의 상면에 밀착되거나 미세한 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 일 예로, 홀더 몸체(310)는 연마패드(111)의 반경 길이에 대응하는 길이를 갖는 직선 블럭 형태로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 홀더 몸체(310)가 곡선형 구조를 갖거나 여타 다른 기하학적 형태로 형성될 수 있으며, 홀더 몸체(310)의 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The holder body 310 may be closely attached to the upper surface of the polishing pad 111 or spaced apart at a finer interval. For example, the holder body 310 may be formed in the form of a linear block having a length corresponding to the radius of the polishing pad 111. In some cases, the holder body 310 may have a curved or other geometric shape, and the present invention is not limited or limited by the shape and structure of the holder body 310.

유체수용홈(320)은 함몰된 홈 형태를 갖도록 홀더 몸체(310)에 형성되며, 연마패드(111)에 분사된 유체를 수용함으로써, 연마패드(111)의 표면 상에서 유체가 일시적으로 잔류될 수 있게 한다.The fluid receiving groove 320 is formed in the holder body 310 so as to have a recessed groove shape and the fluid can be temporarily retained on the surface of the polishing pad 111 by receiving the fluid injected into the polishing pad 111 Let's do it.

바람직하게 유체수용홈(320)은 유체가 연마패드(111)에 분사되는 분사 위치의 둘레를 감싸도록 형성된다. 이와 같이, 유체수용홈(320)이 유체가 연마패드(111)에 분사되는 분사 위치의 둘레를 감싸도록 형성하는 것에 의하여, 유체가 분사된 직후 곧바로 유체수용홈(320)에 수용될 수 있으므로, 유체의 열손실을 최소화하고 유체와 연마패드(111) 간의 열전달이 보다 효율적으로 이루어지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the fluid receiving grooves 320 are formed so as to surround the periphery of the jetting position where fluid is jetted onto the polishing pad 111. Since the fluid receiving groove 320 is formed so as to surround the periphery of the jetting position where the fluid is jetted onto the polishing pad 111, the fluid can be immediately received in the fluid receiving groove 320 immediately after the jetting, An advantageous effect of minimizing the heat loss of the fluid and making the heat transfer between the fluid and the polishing pad 111 more efficient can be obtained.

더욱 바람직하게, 유체수용홈(320)은 연마패드(111)의 중심에서 연마패드(111)의 가장자리까지 연속적으로 형성된다. 이와 같이, 유체수용홈(320)을 연마패드(111)의 중심에서 연마패드(111)의 가장자리까지 연속적으로 형성하는 것에 의하여, 연마패드(111)의 온도 조절이 연마패드(111)의 반경 방향을 따라 전체적으로 균일하게 이루어지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이때, 유체수용홈(320)은 직선 형태로 형성될 수 있으나, 경우에 따라서는 유체수용홈(320)이 곡선 형태로 형성되거나, 직선 형태와 곡선 형태가 혼합된 형태로 형성되는 것도 가능하다.More preferably, the fluid receiving grooves 320 are continuously formed from the center of the polishing pad 111 to the edge of the polishing pad 111. The temperature of the polishing pad 111 is adjusted in the radial direction of the polishing pad 111 by forming the fluid receiving grooves 320 continuously from the center of the polishing pad 111 to the edge of the polishing pad 111 So that it is possible to obtain an advantageous effect of uniformly performing the entire process. In this case, the fluid receiving grooves 320 may be formed in a straight line shape, but in some cases, the fluid receiving grooves 320 may be formed in a curved shape, or a straight line shape and a curved shape may be mixed.

또한, 유체 홀더(300)에는, 유체수용홈(320)과 연통되며 유체수용홈(320)에 수용된 유체를 연마패드(111)의 외측으로 배출하는 유체배출구(322)가 형성된다. 일 예로, 유체배출구(322)는 연마패드(111)의 가장자리에 인접하도록 유체수용홈(320)의 일단에 형성될 수 있다.A fluid outlet 322 is formed in the fluid holder 300 to communicate with the fluid receiving groove 320 and to discharge the fluid received in the fluid receiving groove 320 to the outside of the polishing pad 111. For example, the fluid outlet 322 may be formed at one end of the fluid receiving groove 320 so as to be adjacent to the edge of the polishing pad 111.

바람직하게 유체수용홈(320)에서는 유체의 유입과 배출이 동시에 행해진다. 이와 같이, 유체수용홈(320)에서 유체의 유입과 배출이 동시에 행해지도록 하는 것에 의하여, 유체에 의한 열전달 효율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 연마패드(111)에 분사된 유체는 시간이 경과할수록 최초 분사된 직후의 온도와 편차가 발생하게 되는데, 유체수용홈(320)에서 유체의 유입과 배출이 동시에 행해지도록 하는 것에 의하여, 유체에 의한 열전달 효율(유체에 의해 연마패드(111)가 가열되는 정도)를 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, fluid is introduced and discharged simultaneously in the fluid receiving groove 320. As described above, by allowing the fluid to flow in and out of the fluid receiving groove 320 at the same time, an advantageous effect of further increasing the heat transfer efficiency by the fluid can be obtained. That is, the temperature of the fluid injected into the polishing pad 111 becomes different from the temperature immediately after the initial injection as time elapses. By allowing the fluid to flow in and out of the fluid receiving groove 320 at the same time, It is possible to obtain an advantageous effect of uniformly maintaining the heat transfer efficiency (the degree to which the polishing pad 111 is heated by the fluid).

아울러, 유체분사모듈(200)에서 유체가 분사되는 동안 연마패드(111)는 회전하고, 유체 홀더(300)는 위치가 고정된다. 따라서, 유체 홀더(300)에 의해 잔류되는 유체에 의해 연마패드(111)의 전체 표면이 세정 및 온도 조절될 수 있다. 경우에 따라서는 유체분사모듈(200)에서 유체가 분사되는 동안 연마패드(111)의 회전이 정지되고 유체 홀더(300)가 연마패드(111)의 원주 방향을 따라 회전하도록 구성하는 것도 가능하다.Further, while the fluid is injected from the fluid injection module 200, the polishing pad 111 rotates, and the fluid holder 300 is fixed in position. Therefore, the entire surface of the polishing pad 111 can be cleaned and temperature-controlled by the fluid remaining by the fluid holder 300. In some cases, it is also possible to arrange that the rotation of the polishing pad 111 is stopped while the fluid is being injected in the fluid injection module 200, and the fluid holder 300 is rotated along the circumferential direction of the polishing pad 111.

바람직하게, 유체 홀더(300)는, 연마패드(111)의 표면에 인접하게 배치되는 제1위치와, 연마패드(111)의 표면으로부터 이격되게 배치되는 제2위치로 이동 가능하게 구비된다. 이때, 유체 홀더(300)가 제1위치에 배치되면 연마패드(111)의 표면에서 유체의 잔류 상태가 유지되고, 유체 홀더(300)가 상기 제2위치에 배치되면 연마패드(111)의 표면에서 유체의 잔류 상태가 해제된다.Preferably, the fluid holder 300 is movably provided at a first position adjacent to the surface of the polishing pad 111 and at a second position spaced apart from the surface of the polishing pad 111. At this time, when the fluid holder 300 is disposed at the first position, the fluid remains on the surface of the polishing pad 111. When the fluid holder 300 is disposed at the second position, The residual state of the fluid is released.

이와 같이, 유체 홀더(300)가 선택적으로 제1위치에서 제2위치로 이동될 수 있도록 하는 것에 의하여, 세정과 연마패드(111)의 온도 조절이 필요한 경우에는 유체 홀더(300)를 제1위치에 배치할 수 있고, 세정만이 필요한 경우에는 유체 홀더(300)를 제2위치에 배치할 수 있다.In this manner, by allowing the fluid holder 300 to be selectively moved from the first position to the second position, when the cleaning and the temperature adjustment of the polishing pad 111 are required, the fluid holder 300 is moved to the first position The fluid holder 300 can be disposed at the second position when only cleaning is required.

유체 홀더(300)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 제1위치에서 제2위치로 이동하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 유체 홀더(300)는 회전지지부(210)(또는 유체분사모듈)에 힌지(hinge) 결합될 수 있으며, 힌지 결합 부위를 중심으로 회전하며 제1위치에서 제2위치로 이동하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 유체 홀더가 제1위치에서 제2위치로 직선 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.The fluid holder 300 can be configured to move from a first position to a second position in a variety of ways depending on the required conditions and design specifications. In one example, the fluid holder 300 may be hinge-coupled to the rotatable support 210 (or fluid ejection module), configured to rotate about a hinge-engaging portion and to move from a first position to a second position . In some cases, the fluid holder may be configured to move linearly from the first position to the second position.

또한, 도 10 및 도 11을 참조하면, 유체 홀더(300)에는 슬러리 공급슬롯(340)이 형성될 수 있으며, 기판의 화학 기계적 연마 공정을 위한 슬러리는 슬러리 공급슬롯(340)을 통해 연마패드(111)의 표면에 공급될 수 있다.10 and 11, a slurry supply slot 340 may be formed in the fluid holder 300, and the slurry for the chemical mechanical polishing process of the substrate may be supplied through the slurry supply slot 340 to the polishing pad 111).

이와 같이, 슬러리 공급슬롯(340)을 유체 홀더(300)에 형성하는 것에 의하여, 슬러리를 공급하기 위한 공급수단을 별도로 구비할 필요없이, 유체 홀더(300) 자체를 슬러리 공급 용도로 공용으로 사용할 수 있기 때문에, 구조를 간소화하고 공간활용성을 증가시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By forming the slurry supply slot 340 in the fluid holder 300, the fluid holder 300 itself can be commonly used for supplying the slurry, without having to separately supply means for supplying the slurry. The advantageous effect of simplifying the structure and increasing the space utilization can be obtained.

바람직하게, 슬러리 공급슬롯(340)의 출구는 연마패드(111)를 마주하는 유체 홀더(300)의 저면에 형성된다. 이와 같이, 슬러리 공급슬롯(340)의 출구를 연마패드(111)를 마주하는 유체 홀더(300)의 저면에 형성하는 것에 의하여, 유체 홀더(300)의 저면으로 공급된 슬러리가 유체 홀더(300)에 자중에 의해 눌려지며 평평하게 펴질 수 있으므로, 슬러리의 도포 균일성을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the outlet of the slurry supply slot 340 is formed on the bottom surface of the fluid holder 300 facing the polishing pad 111. By forming the outlet of the slurry supply slot 340 on the bottom surface of the fluid holder 300 facing the polishing pad 111 as described above, the slurry supplied to the bottom surface of the fluid holder 300 is guided to the fluid holder 300, So that it is possible to obtain a favorable effect of further increasing the uniformity of application of the slurry.

한편, 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치(2)는 연마패드(111)의 표면 온도를 측정하는 온도측정부(400)와, 온도측정부(400)에서 측정된 결과에 따라 유체의 온도를 제어하는 온도제어부(500)를 포함할 수 있다.12, the chemical mechanical polishing apparatus 2 according to the present invention includes a temperature measuring unit 400 for measuring the surface temperature of the polishing pad 111, a temperature measuring unit 400 for measuring the surface temperature of the polishing pad 111, And a temperature controller 500 for controlling the temperature of the fluid.

온도측정부(400)는 연마패드(111)의 온도를 측정하기 위해 마련된다. 온도측정부(400)로서는 통상의 접촉식 센서를 사용할 수도 있지만, 연마패드(111)가 회전하고 있으므로 비접촉식 센서를 사용하는 것이 보다 바람직하다.The temperature measuring unit 400 is provided for measuring the temperature of the polishing pad 111. As the temperature measuring unit 400, a normal contact type sensor can be used. However, since the polishing pad 111 rotates, it is more preferable to use a non-contact type sensor.

아울러, 온도측정부(400)는 연마패드(111)의 특정 부위의 온도를 측정하도록 구성될 수돌 있으나, 연마패드(111)의 여러 부위의 온도를 측정한 후 평균화한 평균값으로 연마패드(111)의 온도를 측정하는 것도 가능하다.The temperature measuring unit 400 may be configured to measure the temperature of a specific portion of the polishing pad 111. The temperature measuring unit 400 measures the temperature of various portions of the polishing pad 111, It is also possible to measure the temperature.

이를 통해, 세정 공정(유체분사모듈(200)로부터 유체 분사)이 시작되기 전에(또는 세정 공정이 행해지는 동안) 연마패드(111)의 온도 변화를 정확하게 감지할 수 있다.Thereby, it is possible to accurately detect the temperature change of the polishing pad 111 before the cleaning process (fluid ejection from the fluid injection module 200) starts (or while the cleaning process is being performed).

온도제어부(500)는 온도측정부(400)에서 측정된 온도값을 수신받아 유체의 온도를 제어한다. 즉, 온도제어부(500)는, 연마패드(111)의 온도가 슬러리의 화학적 연마가 일어나는 최적의 온도를 초과한 경우에는 유체의 온도를 낮추도록 제어하고, 연마패드(111)의 온도가 슬러리의 화학적 연마가 일어나는 최적의 온도를 미달하는 경우에는 유체의 온도를 높이도록 제어하여, 다음 순서의 연마공정에서 슬러리에 의한 화학적 연마가 보다 효율적으로 행해질 수 있도록 유도한다. The temperature control unit 500 receives the temperature value measured by the temperature measurement unit 400 and controls the temperature of the fluid. That is, the temperature control unit 500 controls the temperature of the fluid to be lowered when the temperature of the polishing pad 111 exceeds the optimum temperature at which the chemical polishing of the slurry occurs, When the optimum temperature at which chemical polishing occurs is lowered, the temperature of the fluid is controlled to be raised so that chemical polishing by the slurry can be performed more efficiently in the polishing process of the next step.

참고로, 본 발명에 기재된 '최적의 온도'란 기판 연마층의 재질, 슬러리의 종류, 연마패드(111)의 재질 및 사용기간 등 화학 기계적 연마 공정의 변수를 고려하여, 기판 연마층이 공기와 접하면서 발생된 미세한 산화막이 제거되기 쉬우면서 슬러리의 화학 반응이 원활히 이루어져 기판의 연마가 최적이 되는 상온보다 높은 온도(예를 들어, 30℃~180℃)를 지칭한다.For reference, the 'optimum temperature' in the present invention refers to the temperature of the substrate polishing layer in consideration of the parameters of the chemical mechanical polishing process such as the material of the substrate polishing layer, the kind of slurry, the material of the polishing pad 111, Refers to a temperature (for example, 30 ° C to 180 ° C) higher than room temperature at which the fine oxide film generated while being touched is easily removed and the chemical reaction of the slurry is smoothly performed to optimize polishing of the substrate.

아울러, 도면에 도시되지 않았지만, 온도제어부(500)는 유체공급부(202)로부터 유체가 유체분사모듈(200)에 공급되기 직전에 유체를 가열하거나 냉각하여 원하는 온도가 되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 유체를 임시로 수용 탱크에 수용하여 열선이나 냉동 사이클에 의하여 가열하거나 냉각할 수도 있고, 유체를 이송하는 이송 파이프에 장착되는 열선이나 냉동 사이클에 의하여 유체의 온도를 조절할 수도 있다.Although not shown, the temperature controller 500 may control the fluid to be at a desired temperature by heating or cooling the fluid immediately before the fluid is supplied from the fluid supply unit 202 to the fluid injection module 200. For example, the fluid may be temporarily stored in a storage tank and heated or cooled by a heat or refrigeration cycle, or the temperature of the fluid may be controlled by a heat line or a refrigeration cycle mounted on a transfer pipe for transferring the fluid.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It will be understood that the present invention can be changed.

110 : 연마정반 111 : 연마패드
140 : 컨디셔너 200 : 유체분사모듈
210 : 회전지지부 300 : 유체 홀더
310 : 홀더 몸체 320 : 유체수용홈
322 : 유체배출구 340 : 슬러리 공급슬롯
400 : 온도측정부 500 : 온도제어부110: polishing pad 111: polishing pad
140: Conditioner 200: Fluid injection module
210: rotary support 300: fluid holder
310: holder body 320: fluid receiving groove
322: Fluid outlet 340: Slurry feed slot
400: Temperature measuring unit 500: Temperature controlling unit

Claims (19)

화학 기계적 연마장치로서,
기판이 접촉되는 연마패드와;
상기 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈과;
상기 유체분사모듈로부터 분사된 상기 유체를 상기 연마패드의 표면 상에 잔류시키는 유체 홀더를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
As a chemical mechanical polishing apparatus,
A polishing pad contacting the substrate;
A fluid injection module for injecting a fluid onto a surface of the polishing pad;
A fluid holder for retaining the fluid ejected from the fluid injection module on the surface of the polishing pad;
Wherein the chemical mechanical polishing apparatus comprises a chemical mechanical polishing apparatus.
제1항에 있어서,
상기 유체분사모듈은 상온과 다른 온도로 상기 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the fluid injection module injects the fluid at a temperature different from a normal temperature.
제2항에 있어서,
상기 유체 홀더에 의해 상기 연마패드의 표면 상에 잔류되는 상기 유체를 매체로 상기 연마패드의 표면 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the surface temperature of the polishing pad is adjusted by using the fluid as a medium remaining on the surface of the polishing pad by the fluid holder.
제2항에 있어서,
상기 유체분사모듈은 상온보다 높은 온도로 상기 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the fluid injection module injects the fluid at a temperature higher than room temperature.
제1항에 있어서,
상기 유체분사모듈은 상기 기판에 대한 화학 기계적 연마 공정이 완료된 후 상기 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the fluid ejection module ejects the fluid after the chemical mechanical polishing process for the substrate is completed.
제1항에 있어서,
상기 유체 홀더는,
상기 연마패드의 상면에 배치되는 홀더 몸체와;
상기 홀더 몸체에 형성되며, 상기 연마패드로 분사된 상기 유체가 수용되는 유체수용홈을;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the fluid holder comprises:
A holder body disposed on an upper surface of the polishing pad;
A fluid receiving groove formed in the holder body and receiving the fluid injected by the polishing pad;
Wherein the chemical mechanical polishing apparatus comprises a chemical mechanical polishing apparatus.
제6항에 있어서,
상기 유체수용홈은 상기 유체가 상기 연마패드에 분사되는 분사 위치의 둘레를 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 6,
Wherein the fluid receiving groove is formed so as to surround a periphery of a jetting position at which the fluid is jetted onto the polishing pad.
제6항에 있어서,
상기 유체수용홈은 상기 연마패드의 중심에서 상기 연마패드의 가장자리까지 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 6,
Wherein the fluid receiving groove is formed continuously from the center of the polishing pad to the edge of the polishing pad.
제6항에 있어서,
상기 유체수용홈은 직선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 6,
Wherein the fluid receiving groove is formed in a straight line shape.
제6항에 있어서,
상기 유체수용홈은 곡선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 6,
Wherein the fluid receiving groove is formed in a curved shape.
제6항에 있어서,
상기 유체 홀더에는, 상기 유체수용홈과 연통되며 상기 유체수용홈에 수용된 상기 유체를 상기 연마패드의 외측으로 배출하는 유체배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 6,
Wherein the fluid holder is formed with a fluid outlet communicating with the fluid receiving groove and discharging the fluid accommodated in the fluid receiving groove to the outside of the polishing pad.
제11항에 있어서,
상기 유체수용홈에서는 상기 유체의 유입과 배출이 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the fluid is introduced and discharged simultaneously in the fluid receiving groove.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체분사모듈에서 상기 유체가 분사되는 동안 상기 연마패드는 회전하고, 상기 유체 홀더는 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
13. The method according to any one of claims 1 to 12,
Wherein the polishing pad rotates while the fluid is ejected from the fluid ejection module, and the fluid holder is fixed in position.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 홀더는, 상기 연마패드의 표면에 인접하게 배치되는 제1위치와, 상기 연마패드의 표면으로부터 이격되게 배치되는 제2위치로 이동 가능하게 구비되며,
상기 유체 홀더가 상기 제1위치에 배치되면 상기 연마패드의 표면에서 상기 유체의 잔류 상태가 유지되고, 상기 유체 홀더가 상기 제2위치에 배치되면 상기 연마패드의 표면에서 상기 유체의 잔류 상태가 해제되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
13. The method according to any one of claims 1 to 12,
Wherein the fluid holder is movably provided at a first position adjacent to the surface of the polishing pad and a second position spaced from the surface of the polishing pad,
Wherein when the fluid holder is disposed in the first position, the residual state of the fluid is maintained at the surface of the polishing pad, and when the fluid holder is disposed at the second position, the residual state of the fluid at the surface of the polishing pad is released Wherein the chemical mechanical polishing apparatus comprises:
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
유체분사모듈을 피벗 회전 가능하게 지지하는 회전지지부를 포함하며,
상기 유체 홀더는 상기 회전지지부에 장착된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
13. The method according to any one of claims 1 to 12,
And a rotation support portion for pivotally supporting the fluid injection module,
Wherein the fluid holder is mounted to the rotating support.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연마패드의 표면 온도를 측정하는 온도측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
13. The method according to any one of claims 1 to 12,
And a temperature measuring unit for measuring a surface temperature of the polishing pad.
제16항에 있어서,
상기 온도측정부에서 측정된 결과에 따라 상기 유체의 온도를 제어하는 온도제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
17. The method of claim 16,
And a temperature controller for controlling the temperature of the fluid according to a result measured by the temperature measuring unit.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 홀더에는 슬러리 공급슬롯이 형성되고,
상기 기판의 화학 기계적 연마 공정을 위한 슬러리는 상기 슬러리 공급슬롯을 통해 상기 연마패드의 표면에 공급되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
13. The method according to any one of claims 1 to 12,
The fluid holder is provided with a slurry supply slot,
Wherein a slurry for the chemical mechanical polishing process of the substrate is supplied to the surface of the polishing pad through the slurry supply slot.
제18항에 있어서,
상기 슬러리 공급슬롯의 출구는 상기 연마패드를 마주하는 상기 유체 홀더의 저면에 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
19. The method of claim 18,
Wherein the outlet of the slurry supply slot is formed on a bottom surface of the fluid holder facing the polishing pad.
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