KR20010093677A - Engineered polishing pad for improved slurry distribution - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 1999년 7월 20일자로 이스터(Easter)등에게 허여되고 발명의 명칭이 "향상된 슬러리 분배를 위하여 특수 설계된 연마 패드"인 미국 특허출원 제 09/357,407 호의 일부 연속출원이며, 이것은 본원에 참고로 합체되어 있다.The present invention is partly filed in US Patent Application Serial No. 09 / 357,407, filed July 20, 1999 to Easter et al., Entitled "Polishing Pads Specially Designed for Improved Slurry Distribution," which is herein incorporated by reference. It is incorporated by reference.
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼 연마 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼의 화학적/기계적인 평면화동안에 보다 균일한 슬러리 분배를 제공하기 위하여 반도체 웨이퍼 연마 패드용으로 특수 설계된 디자인에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to semiconductor wafer polishing apparatus, and more particularly to designs specifically designed for semiconductor wafer polishing pads to provide more uniform slurry distribution during chemical / mechanical planarization of semiconductor wafers.
반도체 구성품의 제조에서, 실리콘과 같은 밑에 깔리는 기판위에 층에 다양한 장치가 형성된다. 이러한 반도체 구성품에서, 절연층을 포함하는 모든 층은 평활한 표면 구조를 가지는데, 왜냐 하면 거칠은 표면에 층을 리소그라픽으로 이미지하고 패턴하는 것이 어렵기 때문이다.In the manufacture of semiconductor components, various devices are formed in layers on underlying substrates such as silicon. In such semiconductor components, all layers, including insulating layers, have a smooth surface structure, because it is difficult to image and pattern the layers lithographically on rough surfaces.
종래의 화학/기계적인 연마(CMP)는 평활한 반도체 구조를 제공하기 위하여 발전되어져 왔다. 통상적으로, 주어진 반도체 웨이퍼는 각각의 금속층의 완료시에서와 같이 몇번이고 평탄하게 될 수 있다.Conventional chemical / mechanical polishing (CMP) has been developed to provide a smooth semiconductor structure. Typically, a given semiconductor wafer may be flattened as many times as upon completion of each metal layer.
상기 CMP 방법은 회전하는 연마 평판에 대하여 얇고 매우 평탄한 반도체 웨이퍼를 유지시켜서 회전하는 것을 포함한다. 상기 웨이퍼는 평판이 회전할 때에 연마 평판위의 설정 범위내에서 반경방향으로 다시 위치될 수 있다. 상기 연마 평판에 고정된 종래의 폴리우레탄 패드인 연마 표면은 제어된 화학물과, 압력 및 온도 상태하에서 화학적인 슬러리로 젖게된다. 상기 화학적인 슬러리는 이들의 기계적인 제거를 위하여 준비되는 처리동안에 웨이퍼의 선택된 표면을 에칭하거나 또는 산화시키는 선택된 화학물을 포함한다. 또한, 상기 슬러리는 반도체 재료의 물리적인 제거를 위하여 연마재로 사용되는 알루미나 또는 실리카와 같은 연마제를 포함한다. 연마동안에 재료의 화학적인 에칭/산화 및 기계적인 제거의 조합은 연마된 표면의 보다 우수한 평탄화를 발생시킨다. 이러한 방법에서, 밑에 깔려 있는 재료의 초과된 양을 제거하지 않고 평활한 표면을 제공하기 위하여 충분한 양의 재료를 제거하는 것이 중요하다. 정확한 재료의 제거는 상기 장치와 금속 레벨사이의 층이 일정하게 얇게 되는 오늘날의 서브미크론정도의 기술에서 특히 중요하다.The CMP method involves holding and rotating a thin, very flat semiconductor wafer with respect to a rotating polishing plate. The wafer may be repositioned radially within the set range on the polishing plate as the plate rotates. The polishing surface, a conventional polyurethane pad secured to the polishing plate, is wetted with chemical slurry under controlled chemical and pressure and temperature conditions. The chemical slurries include selected chemicals that etch or oxidize selected surfaces of the wafer during processing prepared for their mechanical removal. The slurry also includes an abrasive such as alumina or silica that is used as an abrasive to physically remove the semiconductor material. The combination of chemical etching / oxidation and mechanical removal of the material during polishing results in better planarization of the polished surface. In this way, it is important to remove a sufficient amount of material to provide a smooth surface without removing the excess amount of underlying material. Accurate material removal is particularly important in today's submicron technology where the layer between the device and the metal level is constantly thinned.
CMP를 가장 효과적으로 하기 위하여, 상기 슬러리는 연마되는 반도체 웨이퍼의 면과 거의 균일하게 접촉하게 남아 있어야만 한다. 상기 웨이퍼의 일부분이 슬러리가 "결핍된" 상태로 된다면, 상기 화학/기계적인 평탄화 방법은 기계적인 연마제가 남아 있게되는 웨이퍼 표면과 연마 평판사이의 접촉의 연마양에 의존하는 거의 기계적인 방법으로 되게 된다. 도 1a 및 도 1b에서, 현재의 연마 패드(101, 102)는 슬러리 결핍을 최소화하기 위하여 일련의 동심으로된 홈(110)(즉, 로델(Rodel)에 의하여 제조된 K-홈)(도 1b)으로 형성되거나, 개방된 셀의 폴리우레탄(도 1a)으로 된다. 이것의 작동 개념은 상기 슬러리가 홈 또는 천공부에 남아있게 되는 것이고, 그래서 반도체 웨이퍼에 대하여 거의 균일하게 유지된다. 그러나, 경험적인 증거는 이러한 디자인은 거의 균일한 슬러리 분배를 제공하는 것이 결핍되어 있다는 것을 지시한다. 따라서, 상기 웨이퍼는 거의 균일하게 평탄화되지 않고, 보다 많은 재료가 웨이퍼의 원주 근처의 다이로 부터 제거되는 것이 통상적인데, 왜냐 하면 상기 슬러리의 화학적인 작용은 이러한 영역에서 보다 효과적으로 된다. 그래서, 상기 웨이퍼는 모서리로 부터 관찰될 때에 오목한 표면을 가진다. 물론, 이러한 점은 웨이퍼의 생산량 및 제조 가격은 물론 웨이퍼를 가로질러서 다이에 균일하게 영향을 미친다.In order to make the CMP most effective, the slurry must remain in nearly uniform contact with the surface of the semiconductor wafer being polished. If a portion of the wafer is brought to a "deficient" state of the slurry, the chemical / mechanical planarization method may be in a nearly mechanical manner depending on the amount of polishing of the contact between the wafer surface and the polishing plate on which mechanical abrasive remains. do. 1A and 1B, current polishing pads 101 and 102 are a series of concentric grooves 110 (i.e., K-grooves made by Rodel) to minimize slurry deficiency (FIG. 1B). ) Or an open cell polyurethane (FIG. 1A). Its working concept is that the slurry will remain in the grooves or perforations, so it remains almost uniform with respect to the semiconductor wafer. However, empirical evidence indicates that this design lacks to provide a nearly uniform slurry distribution. Thus, the wafer is not flattened almost uniformly, and more material is typically removed from the die near the circumference of the wafer, because the chemical action of the slurry becomes more effective in this area. Thus, the wafer has a concave surface when viewed from the edge. Of course, this affects the yield and manufacturing cost of the wafer as well as the die uniformly across the wafer.
따라서, 이러한 기술에서 필요한 것은 화학/기계적인 평탄화동안에 반도체 웨이퍼아래에서 슬러리의 보다 균일한 분포를 보장하는 반도체 웨이퍼 연마 패드용의 특수 설계된 디자인이다.Therefore, what is needed in this technique is a specially designed design for semiconductor wafer polishing pads that ensures a more uniform distribution of slurry under the semiconductor wafer during chemical / mechanical planarization.
도 1a는 종래의 개방된 셀 폴리우레탄 연마 패드를 도시하는 도면.1A illustrates a conventional open cell polyurethane polishing pad.
도 1b는 일련의 동심 홈을 가지는 종래의 연마 패드를 도시하는 도면.1B illustrates a conventional polishing pad having a series of concentric grooves.
도 2a는 본 발명의 원리에 따라서 구성된 연마 패드의 일 실시예의 평면도.2A is a plan view of one embodiment of a polishing pad constructed in accordance with the principles of the present invention.
도 2b는 도 2a의 연마 패드의 다른 실시예를 도시하는 평면도.FIG. 2B is a plan view illustrating another embodiment of the polishing pad of FIG. 2A. FIG.
도 2c는 도 2b의 연마 패드의 다른 실시예를 도시하는 평면도.FIG. 2C is a plan view illustrating another embodiment of the polishing pad of FIG. 2B. FIG.
도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b의 연마 패드의 다른 실시예를 도시하는 평면도 및 부분적인 평면도.3A and 3B are plan and partial plan views showing another embodiment of the polishing pad of FIGS. 2A and 2B.
도 4a 및 도 4b는 도 2a 및 도 2b의 연마 패드의 또다른 실시예를 도시하는 평면도 및 부분적인 단면도.4A and 4B are plan and partial cross-sectional views illustrating yet another embodiment of the polishing pad of FIGS. 2A and 2B.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b의 연마 패드의 또다른 실시예를 도시하는 평면도 및 부분적인 평면도.5A and 5B are plan and partial plan views showing yet another embodiment of the polishing pad of FIGS. 4A and 4B.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
200b,300; 연마 패드 203b; 작은 구멍200b, 300; Polishing pad 203b; eyelet
212; 평판 215b; 연마 표면212; Plate 215b; Polishing surface
220b; 운반 시스템 300; 연마 패드220b; Conveying system 300; Polishing pad
310; 연마 몸체 360; 슬러리 소스310; Polishing body 360; Slurry source
이러한 종래 기술의 상술된 결점을 처리하기 위하여, 본 발명은 연마 패드 및 이 연마 패드의 제조 방법을 제공하는데, 상기 연마 패드는 연마 표면과, 상기 연마 표면에 형성된 다수의 작은 구멍을 구비하며, 기하학적인 형상을 가지는 연마 몸체를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 기하학적인 형상은 원이며, 다른 실시예에서, 상기 기하학적인 형상은 육각형과 같은 다각형이 될 수 있다.In order to address these drawbacks of the prior art, the present invention provides a polishing pad and a method for manufacturing the polishing pad, the polishing pad having a polishing surface and a plurality of small holes formed in the polishing surface, And a polishing body having a phosphorus shape. In one embodiment, the geometric shape is a circle, and in another embodiment, the geometric shape may be a polygon such as a hexagon.
그래서, 넓은 범위에서, 본 발명은 그 곳에 형성된 다수의 기하학적이고 비동심의 작은 구멍을 가지는 연마 패드를 제공한다. 상기 기하학적인 작은 구멍은반도체 웨이퍼의 표면을 가로질러서 보다 균일한 연마 방법을 허용하기 위하여 연마 패드의 표면을 가로질러서 연마 슬러리의 균일한 분배를 제공한다.Thus, in a wide range, the present invention provides a polishing pad having a number of geometric and non-concentric small holes formed therein. The geometric eyelets provide a uniform distribution of the polishing slurry across the surface of the polishing pad to allow a more uniform polishing method across the surface of the semiconductor wafer.
일 실시예에서, 상기 다각형은 연마 표면으로 부터 연장되고 다수의 비동심의 작은 구멍에 대향되어 있는 벽을 포함한다. 이 실시예의 다른 특징에서, 상기 연마 패드는 슬러리 소스(source)에 연결가능한 연마 몸체에 형성된 다수의 묻혀진 반경방향 채널을 포함한다. 상기 다수의 묻혀진 반경방향 채널은 이 묻혀진 반경방향 채널에 가로질러 있으며 연마 표면으로 연장되는 채널 연장부를 거쳐서 적어도 몇몇의 다수의 비동심적인 작은 구멍에 연결된다.In one embodiment, the polygon comprises a wall extending from the polishing surface and opposing a plurality of concentric small holes. In another feature of this embodiment, the polishing pad includes a plurality of embedded radial channels formed in the polishing body connectable to a slurry source. The plurality of embedded radial channels are connected to at least some of the plurality of non-concentric small holes across the embedded radial channel and via channel extensions extending to the polishing surface.
다른 실시예에서, 상기 다수의 비동심의 작은 구멍은 연마 표면으로 부터 연장되는 각각의 보스를 형성하는 연마 표면에서 교차되는 홈을 포함한다. 다른 변경예에서, 상기 연마 패드는 연마 몸체 형성되고 슬러리 소스에 연결가능한 다수의 묻혀진 반경방향 채널을 포함한다. 상기 다수의 묻혀진 반경방향 채널은 연마 표면으로 연장되는 채널 연장부를 거쳐서 상호 교차되는 홈의 적어도 몇몇에 연결가능하다.In another embodiment, the plurality of non-concentric small holes comprise grooves that intersect at the polishing surface forming respective bosses extending from the polishing surface. In another variation, the polishing pad includes a plurality of embedded radial channels formed with a polishing body and connectable to the slurry source. The plurality of embedded radial channels are connectable to at least some of the grooves that cross each other via channel extensions extending to the polishing surface.
다른 변경예에서, 다수의 비동심의 작은 구멍은 연마 몸체의 중심에 근접된 슬러리 소스에 연결가능하다. 또한, 상기 다수의 비동심의 작은 구멍은 연마 몸체의 원주에 근접된 슬러리 소스에 연결가능하다. 다른 실시예에서, 상기 연마 패드는 연마 패드에 연결가능한 연마 평판과, 상기 연마 평탄의 저면에 연결된 환형 슬러리 도관을 또한 포함한다. 상기 슬러리 운반 포트는 연마 평판을 통하여 형성됨으로써, 상기 슬러리 운반 포트는 다수의 비동심의 작은 구멍과 유체 소통된다.상기 환형 슬러리 도관은 슬러리 소스와 환형 슬러리 도관의 슬러리 운반 포트사이에서 유체 소통되고, 상기 슬러리 운반 포트는 슬러리 소스로 부터 다수의 비동심의 작은 구멍까지 연마 슬러리를 운반하도록 형성된다.In another variation, the plurality of concentric small holes are connectable to a slurry source proximate to the center of the polishing body. In addition, the plurality of concentric small holes are connectable to a slurry source proximate the circumference of the polishing body. In another embodiment, the polishing pad also includes an abrasive plate connectable to the polishing pad and an annular slurry conduit connected to the bottom of the polishing flat. The slurry conveying port is formed through an abrasive plate such that the slurry conveying port is in fluid communication with a plurality of concentric small holes. The annular slurry conduit is in fluid communication between the slurry source and the slurry conveying port of the annular slurry conduit, The slurry conveying port is configured to convey the polishing slurry from a slurry source to a plurality of concentric small holes.
또 다른 실시예에서, 상기 연마 패드는 다수의 비동심의 작은 구멍에 연결가능한 슬러리 펌프를 가지는 슬러리 소스를 포함한다. 상기 슬러리 펌프는 다수의 비동심의 작은 구멍까지 연마 슬러리를 운반하도록 형성된다.In another embodiment, the polishing pad includes a slurry source having a slurry pump connectable to a plurality of concentric small holes. The slurry pump is configured to carry the polishing slurry up to a number of non-concentric small holes.
상술된 것은 본 발명의 양호하고 다른 특징으로 보다 넓게 형성됨으로써, 당업자는 다음의 따르는 본 발명의 상세한 설명을 보다 잘 이해할 것이다. 본 발명의 다른 특징은 본 발명의 청구범위의 요지를 형성하는 이후에 설명될 것이다. 당업자는 본 발명의 동일한 목적을 실행하기 위한 다른 구조를 설계하거나 또는 수정하기 위한 기초로서 설명된 개념과 특정의 실시예를 쉽게 사용할 수 있다. 당업자는 또한 동일한 구성물이 가장 넓은 형태로 되어 있는 본 발명의 정신과 범위로 부터 벗어나지 않는다는 것을 이해해야만 한다.The foregoing has been made broader with the better and better features of the present invention, so that those skilled in the art will better understand the following detailed description of the invention. Other features of the invention will be described hereinafter which form the subject of the claims of the invention. Those skilled in the art can readily use the described embodiments and specific embodiments as a basis for designing or modifying other structures for carrying out the same purposes of the present invention. Those skilled in the art should also understand that the same constructions do not depart from the spirit and scope of the invention in its broadest form.
첨부된 도면와 관련하는 다음의 설명으로 부터 본 발명을 보다 더 완전하게 할 것이다.The invention will be made more complete from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
본원의 설명을 위하여, 작은 구멍이라는 것은 연마 몸체의 표면에 있는 피트, 홈 또는 디프레션(depression)으로서 정의된다. 도 2a는 본 발명의 원리에 따라서 구성된 연마 패드(200a)의 일 실시예의 평면도이다. 상기 연마 패드(200a)는 연마 표면(215a)를 구비하는 연마 몸체(210a)와, 상기 연마 몸체(210a)에 형성된 슬러리 운반 시스템(200a)을 포함한다. 상기 연마 패드(200a)는 연마 평판(212)에놓이게 되어서 그 것에 연결된다. 도시된 실시예에서, 상기 슬러리 운반 시스템(220a)은 기하학적인 형상을 가지고 230a로 도시되는 다숭의 비동심의 작은 구멍(231a,232a)를 포함한다. 특정의 실시예에서, 상기 기하학적인 형상은 원이다.For the purposes of the present description, small holes are defined as pits, grooves or depressions in the surface of the polishing body. 2A is a plan view of one embodiment of a polishing pad 200a constructed in accordance with the principles of the present invention. The polishing pad 200a includes a polishing body 210a having a polishing surface 215a and a slurry conveying system 200a formed on the polishing body 210a. The polishing pad 200a is placed on the polishing plate 212 and connected thereto. In the illustrated embodiment, the slurry delivery system 220a has a geometric shape and includes multi-concentric concentric small holes 231a, 232a shown at 230a. In certain embodiments, the geometric shape is a circle.
도 2b는 도 2a의 연마 패드의 또다른 실시예(200b)의 평면도이다. 이 실시예에서, 상기 연마 패드(200b)는 연마 몸체(210b)와, 연마 표면(215b) 및, 도 2a의 유사한 요소와 동일한 연마 몸체(210b)에 형성된 슬러리 운반 시스템(220b)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 상기 슬러리 운반 시스템(220b)은 다수의 비동심의 작은 구멍(231b,232b)을 포함하는데, 이것은 도면 부호 230b로 도시되고 기하학적인 형상으로 되어 있는데 특정의 실시예에서는 다각형으로 되어 있으며, 보다 특정되게는 육각형으로 되어 있는 다각형 형상이다.FIG. 2B is a top view of another embodiment 200b of the polishing pad of FIG. 2A. In this embodiment, the polishing pad 200b includes a polishing body 210b, a polishing surface 215b, and a slurry delivery system 220b formed on the same polishing body 210b as the similar element of FIG. 2A. In the illustrated embodiment, the slurry delivery system 220b includes a number of non-concentric small holes 231b, 232b, which are shown at 230b and are geometrically shaped, in certain embodiments polygonal. It is a polygon shape which becomes a hexagon more specifically.
물론, 당업자는 상기 다각형상이 3 내지 n개의 측면을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 상기 육각 형상은 이들이 화학/기계적인 연마 환경에 잘 적용되도록 한다. 특히, 6개의 측면과는 다른 것을 가지는 다각 형상의 장치는 다소간 형상과 벽의 두께의 레이아웃을 근본적으로 변화시킬 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 다수의 작은 구멍(230b)은 241b,242b(240b로 모아서 도시됨) 각각의 육각형 보스를 형성하는 연마 표면(215b)에서 교차되는 홈(231b,232b)을 포함한다. 상기 각각의 육각형 보스(240b)는 연마 표면(215b)으로 부터 상향으로 연장된다. 슬러리 운반 시스템(220b)의 상기 실시예(200b)에 침착된 슬러리는 연마가 진행됨에 따라서 상승된 보스(240b)사이에서 유지된다. 상기 교차홈(230b)이 반경방향이거나 동심이 아니기 때문에, 상기 연마 패드(200b)의 연마 표면(215b)위에 있게 되는 슬러리(도시 않음)는 평판(212)과 연마 패드(200b)가 회전할 때에 발생되는 동심의 힘에 대하여 위치에 유지하게 될 것이며; 따라서, 화학/기계적인 평탄화 방법을 위하여 도면 부호 250으로 지시된 반도체 웨이퍼아래에 적절한 슬러리를 보장하게 된다.Of course, those skilled in the art will understand that the polygonal shape can have 3 to n sides. However, these hexagonal shapes allow them to be well adapted to chemical / mechanical polishing environments. In particular, a polygonal device having six different sides can fundamentally change the layout of the shape and the thickness of the wall somewhat. In the illustrated embodiment, the plurality of small holes 230b includes grooves 231b and 232b that intersect at the polishing surface 215b forming hexagonal bosses of each of 241b and 242b (collected as 240b). Each hexagonal boss 240b extends upwardly from the polishing surface 215b. The slurry deposited in this embodiment 200b of the slurry delivery system 220b is held between the raised bosses 240b as polishing progresses. Since the cross groove 230b is either radial or not concentric, the slurry (not shown) that is on the polishing surface 215b of the polishing pad 200b may be rotated when the plate 212 and the polishing pad 200b rotate. Will remain in position against the concentric forces generated; Thus, a suitable slurry is ensured under the semiconductor wafer indicated at 250 for chemical / mechanical planarization methods.
도 2c는 도 2b의 연마 패드의 또다른 실시예(200c)의 평면도이다. 이 실시예에서, 슬러리 운반 시스템(220c)은 벽(241c,242c)(240c로 모아서 도시함)에 의하여 둘러싸여 있는 다수의 비동심적인 작은 구멍(231c,232c)(230c로 모아서 도시함)을 포함한다. 상기 슬러리 운반 시스템(220c)의 상기 실시예(200c)에 침착되는 슬러리는 연마가 진행됨에 따라서 작은 구멍(230c)에 유지되게 됨으로써, 화학/기계적인 평탄화 방법을 위하여 적절한 슬러리를 보장한다. 물론, 상기 비동심적인 작은 구멍(230a,230b,230c)의 크기는 다양한 슬러리/웨이퍼 조합에 대한 요구를 수용하기 위하여 당업자에 의하여 변화될 수 있다.FIG. 2C is a top view of another embodiment 200c of the polishing pad of FIG. 2B. In this embodiment, slurry delivery system 220c includes a plurality of asymmetrical small holes 231c, 232c (collected 230c) surrounded by walls 241c, 242c (collected 240c). . The slurry deposited in the embodiment 200c of the slurry delivery system 220c is retained in the small holes 230c as polishing progresses, thereby ensuring a suitable slurry for chemical / mechanical planarization methods. Of course, the size of the concentric small holes 230a, 230b, 230c can be varied by those skilled in the art to accommodate the needs for various slurry / wafer combinations.
도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b의 연마 패드의 다른 실시예의 평면도 및 단면도이다. 이 실시예에서, 연마 패드(300)는 연마 표면(315)을 구비하는 연마 몸체(310)와, 상기 연마 몸체(310)에 형성된 슬러리 운반 시스템(320)을 포함한다. 상기 슬러리 운반 시스템(3200은 연마 몸체(310)에 형성되고 슬러리 소스(360)와 슬러리 펌프(362)에 연결가능한 다수의 묻혀진 반경방향 채널(351-358)(350으로 모아서 도시됨)을 또한 포함한다. 상기 다수의 묻혀진 반경방향 채널(350)은 묻혀진 반경방향 채널(350)을 가로지르며 또한 상기 연마 표면(315)으로 연장되는 채널 연장부(371,372)(370으로 모아서 도시함)를 거쳐서 다수의 비동심의 작은 구멍(231b,232b)중의 적어도 몇몇에 연결된다. 상기 연마 몸체(310)에 묻혀져 있는 다수의 반경방향 채널(350)은 근접된 중심(301)으로 부터 연마 몸체(310)의 원주(303)까지 연장되는 연마 몸체(310)에 묻혀져 있다. 상기 다수의 반경방향 채널(350)은 연마 몸체(310)의 허브(314)를 통하여 슬러리 소스(360)와 슬러리 펌프(362)에 연결가능하게 된다. 그 다음, 슬러리는 화살표(340)으로 지시된 바와 같이, 허브(314)와, 묻혀진 반경방향 채널(350)과 채널 연장부(370)를 통하여 연마 표면(315)으로 제어된 압력하에서 흐를 수 있다. 그래서, 연마 자리(380)에서의 슬러리(361)의 양은 슬러리 펌프(362)에 의하여 발생되는 압력에 의하여 제어될 수 있다. 본 발명이 평판(312)의 허브(314)를 통하여 연결된 슬러리 공급부(360)를 도시하지만, 당업자는 종래의 매카니즘 또한 연마 표면(310)의 상부면(연마 표면(315))으로 슬러리를 공급하는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.3A and 3B are plan and cross-sectional views of another embodiment of the polishing pad of FIGS. 2A and 2B. In this embodiment, the polishing pad 300 includes a polishing body 310 having a polishing surface 315 and a slurry conveying system 320 formed on the polishing body 310. The slurry delivery system 3200 also includes a number of embedded radial channels 351-358 (shown collectively as 350) formed in the polishing body 310 and connectable to the slurry source 360 and the slurry pump 362. The plurality of embedded radial channels 350 cross a plurality of embedded radial channels 350 and via a plurality of channel extensions 371, 372 (shown collectively as 370) extending to the polishing surface 315. It is connected to at least some of the non-concentric small holes 231b and 232b. A plurality of radial channels 350 buried in the polishing body 310 are arranged around the circumference of the polishing body 310 from an adjacent center 301. Buried in polishing body 310 extending to 303. The plurality of radial channels 350 connect to slurry source 360 and slurry pump 362 through hub 314 of polishing body 310. Next, the slurry is supported by an arrow 340. As shown, it may flow under controlled pressure through the hub 314, buried radial channels 350 and channel extensions 370 to the polishing surface 315. Thus, the slurry at the polishing site 380 The amount of 361 may be controlled by the pressure generated by the slurry pump 362. Although the present invention shows a slurry feed 360 connected through the hub 314 of the plate 312, those skilled in the art It will be appreciated that a mechanism may also be used to feed the slurry to the top surface (polishing surface 315) of the polishing surface 310.
슬러리를 연마자리(380)로 보다 효율적으로 공급하기 위하여, 상기 허브(314)는 평판(312)과 연마 패드(300)가 회전할 동안에 정지상태로 있을 수 있다. 각각의 반경방향 채널(351-358)은 대응되는 포트(351a-358a)(단지 356a만이 도시됨)를 가진다. 슬러리는 포트(351a-358a)가 회전하는 반경방향 채널(350)과 정렬될 때 포트(351a-358a)를 통하여 슬러리 펌프(362)로 부터 가압하에서 펌프됨으로써, 슬러리(361)를 연마 자리(350)에 직접 위치시키고, 그래서 슬러리의 결핍을 방지시킨다. 물론, 하나 이상의 연마 자리(380)가 단일의 연마 패드(300)와 평판(312)에 사용될 수 있다. 상기 연마 패드(200b)는 도 2b의 것으로 되어 있는 도3a 및 도 3b에 도시되어 있으며, 당업자는 도 2a의 연마 패드(200a)가 도 3a 및 도 3b의 반경방향 채널(350)으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.In order to more efficiently supply the slurry to the polishing site 380, the hub 314 may be stationary while the plate 312 and the polishing pad 300 rotate. Each radial channel 351-358 has a corresponding port 351a-358a (only 356a is shown). The slurry is pumped under pressure from the slurry pump 362 through the ports 351a-358a when the ports 351a-358a are aligned with the rotating radial channel 350, thereby grinding the slurry 361 to the polishing site 350. ), Thus preventing the lack of slurry. Of course, more than one polishing site 380 can be used for a single polishing pad 300 and plate 312. The polishing pad 200b is shown in FIGS. 3A and 3B as shown in FIG. 2B, and those skilled in the art will appreciate that the polishing pad 200a of FIG. 2A can be used as the radial channel 350 of FIGS. 3A and 3B. I will understand that.
도 4a 및 도 4b는 도 2a 및 도 2b의 연마 패드의 또 다른 실시예의 평면도 및 부분적인 단면도이다. 연마 패드(400)는 연마 몸체(410)와, 이 연마 몸체(410)에 형성된 슬러리 운반 시스템(420)을 포함한다. 도 3a 및 도 3b의 실시예와 유사하게, 상기 슬러리 운반 시스템(420)는 연마 몸체(410)에 묻혀져 있는 다수의 반경방향 채널(451-458)(450으로 모아서 도시함)을 포함한다. 그러나, 이 실시예에서, 상기 다수의 반경방향 채널(450)은 근접된 중심(401)으로 부터 연마 몸체(410)의 원주(403)까지 연장된다. 상기 슬러리 운반 시스템(420)은 다수의 반경방향 채널(450)에 횡방향으로 되어 있으며 그 곳에 교차되는 채널 연장부(423,424)를 또한 포함한다. 상기 다수의 반경방향 채널(450)은 연마 몸체(410)에 인접하게 된 환형 링(411)에서 포트(440)를 통하여 슬러리 소스(460)와 슬러리 펌프(462)에 연결가능하게 된다. 그 다음, 슬러리는 화살표 410으로 지시된 바와 같이 포트(440)를 통하여 상기 슬러리 펌프(462)에 의하여 제어되는 압력하에서 다수의 반경방향 채널(450)를 통하여 내향으로 그리고 채널의 연장부(423,424)를 통하여 상기 연마 표면(415)로 흐르게 될 수 있다. 그래서, 상기 연마 자리(480)에 있게 되는 슬러리(461)의 양은 슬러리 공급부(460)에 의하여 제어되고 슬러리 펌프(462)에 의하여 발전되는 운반 압력에 의하여 제어된다. 물론, 상기 포트(440)의 수와 위치는 슬러리 공급 시스템(402)를 통하여 다수의 연마 자리(480)를 수용하고 또한 연마 장치의 성능을 적절하게 하기 위하여 필요할 때에 조정될 수 있다.4A and 4B are plan and partial cross-sectional views of yet another embodiment of the polishing pad of FIGS. 2A and 2B. The polishing pad 400 includes a polishing body 410 and a slurry delivery system 420 formed on the polishing body 410. Similar to the embodiment of FIGS. 3A and 3B, the slurry delivery system 420 includes a number of radial channels 451-458 (collectively shown as 450) embedded in the polishing body 410. However, in this embodiment, the plurality of radial channels 450 extend from the proximal center 401 to the circumference 403 of the polishing body 410. The slurry delivery system 420 also includes channel extensions 423, 424 transverse to and intersecting the plurality of radial channels 450. The plurality of radial channels 450 are connectable to the slurry source 460 and slurry pump 462 via ports 440 in an annular ring 411 adjacent the polishing body 410. The slurry then passes inward and through the plurality of radial channels 450 under pressure controlled by the slurry pump 462 via the port 440 as indicated by arrow 410. May flow through the polishing surface 415. Thus, the amount of slurry 461 that is in the polishing site 480 is controlled by the slurry supply 460 and by the conveying pressure developed by the slurry pump 462. Of course, the number and location of the ports 440 can be adjusted as needed to accommodate the plurality of polishing sites 480 through the slurry supply system 402 and also to suit the performance of the polishing apparatus.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 4b의 연마 패드의 다른 실시예를 도시하는 평면도 및 부분적인 단면도이다. 연마 패드(500)는 연마 몸체(510)와, 상기 연마 몸체(510)에 형성된 슬러리 공급 시스템(520)을 포함한다. 다수의 반경방향 채널(551-558)(모아서 550으로 도시함)은 근접 중심(501)으로 부터 연마 몸체(510)의 원주 근처까지 연장된다. 환형의 슬러리 도관(530)은 연마 평판(512)의 저부면(514)에 연결되고 반도체 웨이퍼(580)의 직경(581)이 연마될 때에 거의 동일한 폭(531)으로 된다. 이 실시예에서, 상기 슬러리 소스(560)로 부터 운반되는 슬러리(561)는 평판(512)에서 슬러리 운반 포트(516,517)를 통하여 화살표 루트(570)를 따라서 연마 표면(515)으로 슬러리 펌프(562)에 의하여 흘러가게 된다.5A and 5B are plan and partial cross-sectional views illustrating another embodiment of the polishing pad of FIGS. 4A and 4B. The polishing pad 500 includes a polishing body 510 and a slurry supply system 520 formed in the polishing body 510. Multiple radial channels 551-558 (collected as 550) extend from the proximal center 501 to near the circumference of the polishing body 510. The annular slurry conduit 530 is connected to the bottom surface 514 of the polishing plate 512 and has a substantially equal width 531 when the diameter 581 of the semiconductor wafer 580 is polished. In this embodiment, the slurry 561 conveyed from the slurry source 560 is slurry pump 562 from the plate 512 to the polishing surface 515 along the arrow root 570 through the slurry transport ports 516 and 517. Flows by).
그래서, 특수 설계된 패드의 다양한 실시예는 다각형 형상을 가지는 다수의 비동심의 작은 구멍을 포함하는 것으로 설명된다. 특정의 양호한 실시예에서, 상기 다각형 형상은 육각형이다. 상기 비동심의 육각형 작은 구멍은 연마될 반도체 웨이퍼아래의 위치로 슬러리가 보유되거나 또는 운반되게 함으로써, 웨이퍼의 슬러리 결핍을 배제시킨다. 또한, 몇몇의 채널 패턴이 설명된 8개의 반경방향 채널을 포함하지만, 다양한 다른 채널 패턴 및 채널의 수는 다각형 형상을 가지는 다수의 비동심 작은 구멍으로 슬러리를 공급하기 위하여 본 발명의 범위내에 있게 된다는 것을 본 발명으로 부터 쉽고 명백하게 알 수 있다.Thus, various embodiments of specially designed pads are described as including a plurality of concentric small holes having a polygonal shape. In certain preferred embodiments, the polygonal shape is hexagonal. The non-concentric hexagonal small holes allow the slurry to be retained or transported to a position below the semiconductor wafer to be polished, thereby eliminating slurry deficiency in the wafer. In addition, although some channel patterns include the eight radial channels described, various other channel patterns and the number of channels will be within the scope of the present invention for feeding the slurry into a plurality of concentric small holes having a polygonal shape. It can be easily and clearly seen from the present invention.
본 발명이 상세하게 설명되었지만, 당업자는 가장 넓은 형태로 본 발명의 정신과 범위로 부터 벗어나지 않고 본원에서 다양한 변화, 대체 및 교대를 할 수 있다는 것을 알 수 있다.While the invention has been described in detail, those skilled in the art will recognize that various changes, substitutions and alterations can be made herein without departing from the spirit and scope of the invention in its broadest form.
본 발명에 따라서, 화학/기계적인 평탄화동안에 반도체 웨이퍼아래에서 슬러리의 보다 균일한 분포를 보장하는 반도체 웨이퍼 연마 패드용의 특수 설계된 디자인을 제공하게 된다.In accordance with the present invention, a specially designed design for semiconductor wafer polishing pads is provided that ensures a more uniform distribution of slurry under the semiconductor wafer during chemical / mechanical planarization.
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |