KR20050042866A - Polishing pad - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연마 패드에 관한 것으로, 본 발명의 사상은 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 패드에 있어서: 상기 웨이퍼와 대응되는 지점에 구비되는 고탄성 물질과, 상기 고탄성 물질과 상기 웨이퍼 사이에 위치되며, 상기 고탄성 물질이 노출되는 일정 간격의 단위면적체가 구비되도록 형성된 고 견고성 물질로 이루어진다. 따라서 고 견고성 물질과 고 탄성 물질이 적층된 연마패드를 사용하여 평탄화 공정을 진행함으로써, 평탄화 공정에 대해 평탄도 및 연마 속도 모두를 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다. The present invention relates to a polishing pad, and the idea of the present invention is to provide a polishing pad for polishing a surface of a wafer: a high elastic material provided at a point corresponding to the wafer, and positioned between the high elastic material and the wafer, It is made of a high rigidity material formed to have a unit area of a predetermined interval to expose the high elastic material. Therefore, the planarization process is performed using a polishing pad in which a high rigidity material and a high elastic material are laminated, thereby improving both the flatness and the polishing rate with respect to the planarization process.
Description
본 발명은 CMP(chemical mechanical polishing)공정 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CMP 공정 장비의 연마 패드에 관한 것이다. The present invention relates to a chemical mechanical polishing (CMP) process equipment, and more particularly to a polishing pad of the CMP process equipment.
CMP(chemical mechanical polishing) 공정 장비 중 연마 패드는 평탄화 공정에 대해 평탄도 및 연마 속도에 큰 영향을 미치는 구성요소이다. Polishing pads in chemical mechanical polishing (CMP) processing equipment are components that have a great influence on the flatness and polishing rate for the planarization process.
이때 연마 패드는 평탄화 공정에 대해 평탄도 측면을 고려할 때 견고성(hardness)이 높은 패드를 사용하는 것이 유리하나 견고성이 높은 패드는 연마속도를 떨어뜨리게 되는 단점이 있다. 이는 견고성이 높은 재질의 패드의 경우 물질의 조직이 치밀하여 슬러리를 함유하고 있는 능력이 떨어지게 되므로 웨이퍼와 접촉하는 패드 상에 슬러리가 부족하여 연마속도가 떨어지게 된다. In this case, the polishing pad is advantageous to use a pad having high hardness when considering the flatness of the flattening process, but the pad having a high rigidity has a disadvantage of lowering the polishing speed. This is because in the case of a pad of high rigidity, the structure of the material is dense so that the ability to contain the slurry is reduced, so that the polishing rate is reduced due to the lack of slurry on the pad in contact with the wafer.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 종래에 사용되고 있는 연마패드는 독립발포체가 포함된 폴리우레탄 계열의 물질을 주원료로 사용하고 있는 데, 이 연마 패드는 독립 발포체 즉, 독립적으로 존재하는 기포가 있어 이들이 슬러리를 품고 있다가 웨이퍼가 지나갈 때 슬러리를 뿜어주는 역할을 한다. In order to solve such a problem, a conventional polishing pad uses a polyurethane-based material including an independent foam as a main raw material, and the polishing pad has independent foams, that is, bubbles that exist independently. It plays a role of releasing slurry as the wafer passes by.
그러나 이 또한 독립 발포체의 수나 크기를 높게 할 경우 연마속도는 높일 수 있지만 견고성이 저하되어 평탄화 능력이 떨어지게 되는 등의 문제가 발생할 수 있다. However, when the number or size of the independent foams is increased, the polishing rate may be increased, but the hardness may be deteriorated, such that the flattening ability may be degraded.
따라서 평탄화 공정에 대해 평탄도 및 연마 속도 모두를 향상시킬 수 있는 연마 패드 제조에 대한 기술이 요구되고 있다. Therefore, there is a need for a technique for manufacturing a polishing pad capable of improving both flatness and polishing rate for the planarization process.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 CMP 공정 장비에서 진행되는 평탄화 공정에 대해 평탄도를 향상시키면서 동시에 연마 속도를 향상시킬 수 있는 연마패드를 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a polishing pad that can improve the polishing rate while improving the flatness for the planarization process in the CMP process equipment.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사상은 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 패드에 있어서: 상기 웨이퍼와 대응되는 지점에 구비되는 고탄성 물질과, 상기 고탄성 물질과 상기 웨이퍼 사이에 위치되며, 상기 고탄성 물질이 노출되는 일정 간격의 단위면적체가 구비되도록 형성된 고 견고성 물질로 이루어진다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for achieving the above object is a polishing pad for polishing a surface of a wafer: a high elastic material provided at a point corresponding to the wafer, and positioned between the high elastic material and the wafer, the high elastic material It is made of a highly rigid material that is formed to be provided with a unit area of a predetermined interval to be exposed.
상기 고탄성 물질은 쇼어경도(shore hardness)가 30이하, 압축률(compressibility)이 10%이상인 중합물질(폴리머)인 것이 바람직하다. The high elastic material is preferably a polymeric material (polymer) having a shore hardness of 30 or less and a compressibility of 10% or more.
상기 고 견고성 물질은 쇼어경도(shore hardness)가 60이하, 압축률(compressibility)이 2%이하인 중합물질(폴리머)인 것이 바람직하다. The high rigidity material is preferably a polymeric material (polymer) having a shore hardness of 60 or less and a compressibility of 2% or less.
상기 단위 면적체는 테두리가 형성되는 다수 개의 그루브와, 상기 그루브로 인해 형성된 테두리 내부에 형성되는 다수 개의 홀로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 단위 면적체는 0.25mm2~ 100mm2 정도의 면적을 갖도록 하는 것이 바람직하고, 상기 홀은 50~ 500㎛ 정도의 직경을 갖도록 형성하는 것이 바람직하고, 상기 그루브는 50~ 3500㎛정도의 직경을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.The unit area body preferably includes a plurality of grooves having edges formed therein and a plurality of holes formed inside the edges formed by the grooves. The unit area body is preferably to have an area of about 0.25mm 2 ~ 100mm 2 , the hole is preferably formed to have a diameter of about 50 ~ 500㎛, the groove is a diameter of about 50 ~ 3500㎛ It is preferable to form so that it may have.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있지만 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 막의 두께 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한 어떤 막이 다른 막 또는 반도체 기판의 '상'에 있다 또는 접촉하고 있다 라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 막은 상기 다른 막 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는 그 사이에 제 3의 막이 개재되어질 수도 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, but the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the thickness of the film and the like in the drawings are exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings mean the same elements. In addition, when a film is described as being on or in contact with another film or semiconductor substrate, the film may be in direct contact with the other film or semiconductor substrate, or a third film is interposed therebetween. It may be done.
도 1은 본 발명에 따른 연마 패드의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연마 패드의 단면도이다. 도 3은 CMP 공정시 연마 패드와 웨이퍼와의 상호 반응을 도시한 단면도이다. 1 is a plan view of a polishing pad according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the polishing pad according to the present invention. 3 is a cross-sectional view showing the interaction between the polishing pad and the wafer during the CMP process.
도 1 및 도 2를 참조하면, 연마 패드(10)는 고 견고성 물질(14)과 고 탄성 물질(12a)이 적층 형성되어 있다. 연마 패드(10)의 고 견고성 물질(14)이 웨이퍼와 접촉하여 웨이퍼 표면을 연마하게 된다. 1 and 2, the polishing pad 10 is formed by laminating a highly rigid material 14 and a highly elastic material 12a. The highly rigid material 14 of the polishing pad 10 contacts the wafer to polish the wafer surface.
상기 고탄성 물질은 쇼어경도(shore hardness)가 30이하, 압축률(compressibility)이 10%이상인 중합물질(폴리머)인 것이 바람직하고, 상기 고 견고성 물질은 쇼어경도(shore hardness)가 60이하, 압축률(compressibility)이 2%이하인 중합물질(폴리머)인 것이 바람직하다. The high elastic material is preferably a polymer (polymer) having a shore hardness of 30 or less and a compressibility of 10% or more, and the high rigidity material has a shore hardness of 60 or less, and a compressibility. ) Is preferably a polymer (polymer) having 2% or less.
상기 고 견고성 물질(14)과 고 탄성 물질(12a)이 합쳐져 형성된 연마패드(10)의 두께는 0.5~12mm 정도인 것이 바람직하다. The thickness of the polishing pad 10 formed by combining the high rigidity material 14 and the high elastic material 12a is preferably about 0.5 to 12 mm.
상기 고 견고성 물질(14)에는 홀(H) 및 그루브(G: groove)가 형성되어, 하부의 고 탄성 물질(12a)을 노출시킨다. 상기 홀 및 그루브에는 슬러리(S)가 저장되어 있다. 상기 고 탄성 물질(12a)은 압력에 의해 수축된다. Holes H and grooves G are formed in the highly rigid material 14 to expose the lower elastic material 12a. The slurry (S) is stored in the holes and grooves. The highly elastic material 12a is contracted by pressure.
상기 홀의 직경은 50~ 500㎛ 정도로 형성하고, 그루브의 직경은 50~ 3500㎛정도로 형성한다. The diameter of the hole is formed to about 50 ~ 500㎛, the diameter of the groove is formed to about 50 ~ 3500㎛.
상기 테두리에 형성된 그루브(G) 및 그루브로 인해 형성된 테투리 내부의 다수 개의 홀(H)로 구성된 단위 면적체(A)가 일정 간격으로 다수 개 모여 연마 패드(10)를 형성하고 있다. 상기 단위 면적체(A)의 면적은 0.25mm2~ 100mm2 정도를 가지도록 형성된다.A plurality of unit areas A formed of grooves G formed at the edges and a plurality of holes H inside the edge formed by the grooves are gathered at regular intervals to form the polishing pad 10. The area of the unit area body (A) is formed to have a 0.25mm 2 ~ 100mm 2 degree.
이 단위 면적체(A)가 일정 간격으로 독립적으로 존재하므로 본 발명의 적층 구조의 연마 패드(10)는 웨이퍼 전체에 대한 연마도가 통일성을 가지게 된다. Since the unit area bodies A are independently present at regular intervals, the polishing pad 10 of the laminated structure of the present invention has uniformity for the entire wafer.
본 발명에 따른 연마 패드의 작용을 도 3에 도시된 바를 참조하여 설명하면 다음과 같다. CMP공정 장비에서 연마 공정을 수행하면, 웨이퍼(W)에 압력이 인가되어 고 견고성 물질(14)과 더 밀착하게 되고, 하부의 고 탄성 물질(12a)이 수축하게 된다(12b). 이때, 수축된 고탄성 물질(12b)은 홀(H) 및 그루브(G) 내부로 고탄성 물질이 유입되어 홀 및 그루브에 저장된 슬러리(S)를 밀어내고, 이 밀려나온 슬러리(S)는 연마될 웨이퍼(W) 표면과 접촉되어 연마 공정에 사용한다. Referring to the operation of the polishing pad according to the present invention with reference to Figure 3 as follows. When the polishing process is performed in the CMP process equipment, a pressure is applied to the wafer W to be in close contact with the high rigidity material 14, and the lower elastic material 12a shrinks (12b). At this time, the contracted high-elastic material (12b) is a high-elastic material flows into the hole (H) and the groove (G) to push out the slurry (S) stored in the hole and the groove, the extruded slurry (S) is a wafer to be polished (W) It is used in polishing process in contact with the surface.
다시 말해, 연마 공정시 웨이퍼(W)에 가해진 압력에 의해 홀(H) 및 그루브(G)에 저장된 슬러리(S)가 펌핑되어 외부로 유출되고, 이를 연마 공정에 사용한다. In other words, the slurry S stored in the holes H and the grooves G is pumped out by the pressure applied to the wafer W during the polishing process, and is discharged to the outside, and used for the polishing process.
본 발명의 고 견고성 물질과 고 탄성 물질과 같이 상하부의 패드를 이질의 물질을 사용하지 않고, 단일 물질로 사용할 때 일정 두께는 저탄성물질로, 나머지 두께는 고탄성물질로 형성할 수도 있다. When the upper and lower pads, such as the high rigidity material and the high elastic material of the present invention, do not use heterogeneous materials and are used as a single material, a predetermined thickness may be formed of a low elastic material and the remaining thickness may be formed of a high elastic material.
본 발명에 의하면, 고탄성 물질에 의해 저장된 슬러리가 펌핑되므로 높은 연마 속도를 얻을 수 있고, 고 견고성 물질을 사용함으로써 높은 평탄도를 얻을 수 있게 된다. According to the present invention, since the slurry stored by the high elastic material is pumped, a high polishing rate can be obtained, and a high flatness can be obtained by using the high rigidity material.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 고 견고성 물질과 고 탄성 물질이 적층된 연마패드를 사용하여 평탄화 공정을 진행함으로써, 평탄화 공정에 대해 평탄도 및 연마 속도 모두를 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, the planarization process is performed using a polishing pad in which a high rigidity material and a high elastic material are laminated, thereby improving both the flatness and the polishing rate with respect to the planarization process. .
본 발명은 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, it is apparent to those skilled in the art that modifications or changes can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications or changes belong to the claims of the present invention. something to do.
도 1은 본 발명에 따른 연마 패드의 평면도이고, 1 is a plan view of a polishing pad according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 연마 패드의 단면도이고, 2 is a cross-sectional view of the polishing pad according to the present invention,
도 3은 CMP 공정시 연마 패드와 웨이퍼와의 상호 반응을 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view showing the interaction between the polishing pad and the wafer during the CMP process.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 연마 패드 12a: 고 탄성 물질10: polishing pad 12a: high elastic material
14: 고 견고성 물질 H: 홀14: high rigidity material H: hole
G: 그루브 A: 단위 면적체 G: Groove A: Unit Area
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