JP5860122B1 - スラリー供給装置及びそれを含む研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スラリーが汚染されることを防止することができるスラリー供給装置及びそれを含む研磨装置を提供する。【解決手段】スラリー供給装置１００Ａは、スラリーＳを噴出するノズル１１０と、ノズル１１０からスラリーＳを受け、少なくとも一つのスラリー孔１２０−３を介して吐出するスラリー供給部１２０と、スラリー供給部１２０からスラリーＳが吐出可能なようにスラリー供給部１２０が装着、挿入、載置、結合、支持、または配置され、スラリー供給部１２０の周囲に流動性物質２００を収容可能な収容部１３０Ａと、ノズル１１０の出口からスラリー供給部１２０の入口までスラリーＳが通過する空間を、流動性物質２００と共に取り囲む、ノズル収容溝及びメインカバー１４１Ａを含むスラリー保護部とを含む。【選択図】図３Ｂ

Description

実施例は、スラリー供給装置及びそれを含む研磨装置に関する。

半導体素子の高集積化により、半導体ウエハの製造工程のうちラッピング（Ｌａｐｐｉｎｇ）工程や化学機械的両面研磨（ＤＳＰ：Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程時にウエハに加えられるスクラッチや欠陥が、半導体製造工程において素子の収率及び生産性に大きな影響を及ぼす重要な因子の一つとして認識されている。特に、大口径化されたウエハ（例えば、３０ｍｍの直径のウエハ）を使用する最近の半導体素子の製造工程の場合、ウエハ、ラッピング定盤、研磨ヘッド及び研磨パッドなどもまた大型化、精密化される趨勢である。

既存のラッピング工程や両面研磨工程の場合、スラリーを利用する。既存のスラリー供給装置の場合、ノズル（図示せず）からスラリーがスラリーリング（図示せず）に供給される過程において、粉塵や金属などの汚染物質がスラリーに付着して、上定盤の内部のスラリー管に粘着されたり、または研磨対象物が汚染されたり、傷つけられることもあるという問題がある。

実施例は、スラリーが汚染されることを防止することができるスラリー供給装置及びそれを含む研磨装置を提供する。

実施例のスラリー供給装置は、スラリーを噴出するノズルと；前記ノズルから前記スラリーを受け、少なくとも一つのスラリー孔を介して吐出するスラリー供給部と；前記スラリー供給部から前記スラリーが吐出可能なように前記スラリー供給部が装着、挿入、載置、結合、支持、または配置され、前記スラリー供給部の周囲に流動性物質を収容可能な収容部と；前記ノズルの出口から前記スラリー供給部の入口まで前記スラリーが通過する空間を、前記流動性物質と共に取り囲むスラリー保護部と；を含むことができる。

前記スラリー保護部は、前記スラリー供給部の入口と対向し、前記ノズルが装着、載置、挿入、または結合可能なノズル収容溝と；前記流動性物質と共に、前記スラリーが通過する前記空間を密閉させるように形成されたメインカバーと；を含むことができる。

前記メインカバーは、上端部と、前記上端部から延びて形成された第１側壁部とを含むことができる。

前記上端部は第１方向に延び、前記第１側壁部は第２方向に延び、前記第２方向は、前記スラリーが吐出される方向であり、前記第１方向と直角方向であってもよい。

または、前記上端部は第１曲率半径を有し、前記第１側壁部は第２曲率半径を有することができる。前記第１及び第２曲率半径は、互いに同一でも異なっていてもよい。

前記上端部及び前記第１側壁部のそれぞれは、傾斜して一体に形成されてもよい。

前記メインカバーの端部は、前記流動性物質に浸かるか、または前記流動性物質から離隔してもよい。

前記メインカバーは、前記第１側壁部から前記第１方向に延びて突出して、前記流動性物質の上部を遮るように配置された補助カバーをさらに含むことができる。

前記ノズル及び前記スラリー保護部は固定され、前記スラリー供給部及び前記収容部は回転可能にすることができる。

前記スラリー供給部、前記スラリー保護部、及び前記収容部のそれぞれは、同じ平面形状を有することができる。前記スラリー供給部、前記スラリー保護部、及び前記収容部のそれぞれは、環状の平面形状を有することができる。

前記流動性物質は超純水を含むことができる。

前記収容部は、底部と；前記底部から延びて前記流動性物質を収容可能な空間を定義する第２側壁部と；を含むことができる。

前記底部は、前記スラリー供給部が装着、挿入、載置、結合、支持、または配置される供給部収容溝と；前記スラリー孔から吐出された前記スラリーが流出する貫通孔と；を含むことができる。

前記供給部収容溝の深さは、前記スラリー供給部の高さと前記流動性物質の高さとの差よりも小さくすることができる。

前記スラリー供給部は、前記供給部収容溝にねじ結合されてもよい。

前記第２側壁部は、前記第１側壁部から離隔することができる。

前記収容部は、前記第２側壁部から前記収容部の内側に突出して延びて、前記流動性物質の表面の少なくとも一部を遮るように形成されたあふれ防止部をさらに含むことができる。

前記スラリー供給装置は、補充用流動性物質を貯蔵する第１貯蔵部と；前記第１貯蔵部から前記収容部まで前記補充用流動性物質が通過する経路を形成する第１パイプと；をさらに含むことができる。

前記スラリー供給装置は、前記収容部に入っている前記流動性物質の収容量を測定する測定部と；前記収容量に応じて制御信号を発生するバルブ制御部と；前記制御信号に応答して、前記第１貯蔵部から前記収容部に提供される前記補充用流動性物質の量を調節する第１バルブと；をさらに含むことができる。

前記スラリー供給装置は、洗浄液を貯蔵する第２貯蔵部と；前記第２貯蔵部から前記収容部まで前記洗浄液が通過する経路を形成する第２パイプと；をさらに含むことができる。

前記スラリー供給装置は、前記第２貯蔵部から前記収容部に提供される前記洗浄液の量を調節する第２バルブをさらに含むことができる。

他の実施例に係る研磨装置は、研磨対象物の上面及び底面を研磨する上定盤及び下定盤と、前記上定盤を回転させる駆動ユニットと；前記スラリー供給装置と；を含むことができる。

前記第１又は第２貯蔵部のうち少なくとも一つは、前記上定盤に装着、載置、配置、支持、または結合されて共に回転することができる。

実施例に係るスラリー供給装置及びそれを含む研磨装置は、外部の粉塵や金属などのような汚染物質からスラリーの汚染を防止することができ、これによって、スラリーを用いてウエハを研磨するとき、ウエハにスクラッチなどの損傷を防止することができ、有機物または金属による汚染を制御することができ、収容部が回転する時、遠心力によって流動性物質があふれる現象を防止することができ、流動性物質を補充したり交換したりすることができ、洗浄液を使用して洗浄することもできる。

下記の図面を参照して実施例について詳細に説明する。ただし、図面中、同一のエレメントには同一の参照符号を付する。
図１は、実施例に係るスラリー供給装置の平面図である。 図２Ａは、図１に示されたスラリー供給装置からスラリー保護部を除去した平面図である。 図２Ｂは、図１に示されたスラリー保護部の一実施例の平面図である。 図３Ａは、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した一実施例に係るスラリー供給装置の分解断面図である。 図３Ｂは、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した一実施例に係るスラリー供給装置の結合断面図である。 図４は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した他の実施例に係るスラリー供給装置の結合断面図である。 図５は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した更に他の実施例に係るスラリー供給装置の結合断面図である。 図６は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した更に他の実施例に係るスラリー供給装置の結合断面図である。 図７は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した更に他の実施例に係るスラリー供給装置の結合断面図である。 図８は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した更に他の実施例に係るスラリー供給装置の結合断面図である。 図９は、更に他の実施例に係るスラリー供給装置を示す図である。 図１０は、一実施例に係る研磨装置を示す図である。

以下、本発明を具体的に説明するために実施例を挙げて説明し、発明に対する理解を助けるために、添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明に係る実施例は、様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が、以下に詳述する実施例に限定されるものと解釈されてはならない。本発明の実施例は、当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。

以下、実施例に係るスラリー供給装置を添付の図面を参照して、次のように説明する。

図１は、実施例に係るスラリー供給装置１００の平面図を示し、図２Ａは、図１に示されたスラリー供給装置１００からスラリー保護部１４０を除去した平面図を示し、図２Ｂは、図１に示されたスラリー保護部１４０の一実施例１４０Ａの平面図を示し、図３Ａは、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した一実施例に係るスラリー供給装置１００Ａの分解断面図を示し、図３Ｂは、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した一実施例に係るスラリー供給装置１００Ａの結合断面図をそれぞれ示す。

図１乃至図３Ｂを参照すると、実施例に係るスラリー供給装置１００，１００Ａは、ノズル１１０、スラリー供給部１２０、収容部１３０Ａ、及びスラリー保護部１４０，１４０Ａを含むことができる。

ノズル１１０はスラリーＳを噴出する役割を果たす。例えば、ノズル１１０は、図１及び図２Ａに例示したように互いに等間隔に配置してもよいが、実施例はノズル１１０の配置形態に限定されない。

また、図１及び図２Ａの場合、４個のノズル１１０が示されているが、実施例に係るスラリー供給装置１００，１００Ａは、４個より少ない又は多い数のノズルを含むことができる。すなわち、実施例に係るスラリー供給装置１００，１００Ａはノズルの数に限定されない。

スラリー供給部１２０は、ノズル１１０からスラリーＳを受け、少なくとも一つのスラリー孔１２０−３を介して吐出する役割を果たす。図２Ａを参照すると、スラリー供給装置１００，１００Ａは、１６個のスラリー孔１２０−３を含むことを示しているが、実施例はこれに限定されない。すなわち、他の実施例によれば、１６個より少ない又は多い数のスラリー孔１２０−３が配置されてもよいことは勿論である。

また、スラリー孔１２０−３は円周方向に形成することができ、スラリー供給部１２０は、全体的に円盤状であり、円周方向に外側には突出した直角側面１２０−１が形成され、円周方向に内側には傾斜側面１２０−２が形成されてもよい。このとき、スラリー孔１２０−３は、直角側面１２０−１の内面と連接することができる。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、ノズル１１０は、スラリー供給部１２０の直角側面１２０−１と傾斜側面１２０−２との間に位置することができる。すなわち、ノズル１１０のｘ軸方向への幅ｗ１は、直角側面１２０−１と傾斜側面１２０−２との間のｘ軸方向への上部の最大離隔幅ｗ２よりも小さくすることができる。

スラリー通過方向と平行に形成された直角側面１２０−１の内面、及びスラリー通過方向を基準として傾斜した傾斜面１２４を有する傾斜側面１２０−２の内面を通過した後に、スラリーＳは、側方案内面１２６を介して下方に案内され得る。

傾斜側面１２０−２の傾斜面１２４は、重力によってスラリーＳが自然に下方に案内されるように、スラリー通過方向を基準として傾斜して形成されてもよい。

前述したようにスラリー供給部１２０が具現される場合、ノズル１１０から供給されたスラリーＳが、スラリー供給部１２０に残留せずに、重力によって自然にスラリー孔１２０−３を介して外部に吐出及び案内され得る。しかし、実施例は、スラリー供給部１２０の前述した構成に限定されない。すなわち、スラリー供給部１２０は、図３Ａ及び図３Ｂと異なる構造を有してもよい。

収容部１３０Ａは、スラリー供給部１２０からスラリーＳが吐出可能なように、スラリー供給部１２０が装着、挿入、載置、結合、支持、または配置される部分である。また、収容部１３０Ａは、スラリー供給部１２０の周囲に流動性物質２００を収容可能な形状を有することができる。

収容部１３０Ａは、底部１３２または第１側壁部１３４−１，１３４−２のうち少なくとも一つを含むことができる。底部１３２は、供給部収容溝１３２−１及び貫通孔１３２−２を含むことができる。ここで、供給部収容溝１３２−１は、スラリー供給部１２０が装着、挿入、載置、結合、支持、または配置される部分である。

実施例によれば、供給部収容溝１３２−１の深さＤは、スラリー供給部１２０の第１高さＨ１から流動性物質２００の第２高さＨ２を減算した高さの差ΔＨよりも小さくすることができる。これは、深さＤが高さの差ΔＨよりも大きい場合、スラリー供給部１２０の上面よりも流動性物質２００の上面２００Ａがさらに高くなってしまい、流動性物質２００がスラリー供給部１２０に流入することがあるため、これを防止するためである。

一実施例によれば、スラリー供給部１２０は、供給部収容溝１３２−１に装着、挿入、載置、結合、支持、または配置されてもよい。この場合、スラリー供給部１２０が供給部収容溝１３２−１に装着、挿入、載置、結合、支持、または配置された後、離脱することを防止するために、底部１３２の底面１３２−３は段差を付けて形成することができる。この場合、供給部収容溝１３２−１に装着、挿入、載置、結合、支持、または配置されたスラリー供給部１２０の下の収容部１３０Ａの厚さｔは、‘０’よりも大きくすることができる。

スラリー供給部１２０のスラリー孔１２０−３から吐出されたスラリーＳは、貫通孔１３２−２を介してスラリー供給装置１００，１００Ａの外側に吐出可能である。

図４は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した他の実施例に係るスラリー供給装置１００Ｂの結合断面図を示す。

図４に示されたスラリー供給装置１００Ｂにおいて、スラリー供給部１２０は、供給部収容部１３０Ｂとねじ結合１３６されてもよい。この場合、スラリー供給部１２０の下に収容部１３０Ｂを配置しなくてもよい。すなわち、供給部収容溝１３２−１に装着、挿入、載置、結合、支持、または配置されたスラリー供給部１２０の下の収容部１３０Ｂの厚さｔが、‘０’であり得る。このように、スラリー供給部１２０と収容部１３０Ｂとがねじ結合１３６される場合、収容部１３０Ｂは、図３Ａ及び図３Ｂに示したような貫通孔１３２−２を設けなくてもよい。

図４を参照すると、収容部１３０Ｂの底部１３２においてスラリー供給部１２０と対向する一方の側部面１３２−４に雌ねじ山（または、雄ねじ山）を形成し、スラリー供給部１２０において底部１３２と対向する一方の側部面１２０−４には、雌ねじ山（または、雄ねじ山）に対応する雄ねじ山（または、雌ねじ山）を形成して、これらのねじ結合によって、スラリー供給部１２０は収容部１３０Ｂにねじ結合することができる。

また、例えば、ねじ結合のために、収容部１３０Ｂを、図２Ａに示された反時計方向Ａ１（または、時計方向Ａ２）に回転させ、スラリー供給部１２０を時計方向Ａ２（または、反時計方向Ａ１）に回転させることができる。

または、図４とは異なり、底部１３２の他方の側部面１３２−５に雌ねじ山（または、雄ねじ山）を形成し、スラリー供給部１２０の他方の側部面１２０−５に雌ねじ山（または、雄ねじ山）に対応する雄ねじ山（または、雌ねじ山）を形成して、これらのねじ結合によって、スラリー供給部１２０は収容部１３０Ｂにねじ結合されてもよい。

前述したように、スラリー供給部１２０が収容部１３０Ｂにねじ結合されたこと以外は、図４に示されたスラリー供給装置１００Ｂは、図３Ｂに示されたスラリー供給装置１００Ａと同一であるので、同一の参照符号を使用し、重複説明を省略する。

更に他の実施例によれば、図３Ｂに示されたように、厚さｔが‘０’でない状態で、スラリー供給部１２０は、図４に示されたように収容部１３０Ｂとねじ結合されてもよい。

また、収容部１３０Ａの第１側壁部１３４−１，１３４−２は、底部１３２から延びて流動性物質２００を収容可能な空間を定義することができる。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、第１側壁部１３４−１，１３４−２は、底部１３２から収容部１３０Ａの厚さ方向であるｚ軸方向に延長されてもよいが、実施例はこれに限定されない。すなわち、流動性物質２００を収容可能な空間を定義することができれば、第１側壁部１３４−１，１３４−２が底部１３２から延びる方向は、ｚ軸方向ではなく、ｚ軸方向を基準として傾斜した方向に延びてもよい。

図５は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した更に他の実施例に係るスラリー供給装置１００Ｃの結合断面図を示す。

図５を参照すると、収容部１３０Ｃは、あふれ防止部１３５−１，１３５−２をさらに含むことができる。その他には、図５に示されたスラリー供給装置１００Ｃは、図３Ｂに示されたスラリー供給装置１００Ａと同一であるので、同一の参照符号を使用し、重複説明を省略する。

図５に示したあふれ防止部１３５−１，１３５−２は、第１側壁部１３４−１，１３４−２から収容部１３０Ｃの内側に突出して延びて、流動性物質２００の表面２００Ａの少なくとも一部を遮るように形成することができる。このように、収容部１３０Ｃにあふれ防止部１３５−１，１３５−２を形成する場合、収容部１３０Ｃが回転する時、遠心力によって収容部１３０Ｃから流動性物質２００があふれる現象を防止することができる。

一方、スラリー保護部１４０Ａは、ノズル１１０の出口１１２からスラリー供給部１２０の入口１２２までスラリーＳが通過する空間ＳＰを、流動性物質２００と共に取り囲むことができる。

スラリー保護部１４０Ａは、ノズル収容溝１４２及びメインカバー（ｍａｉｎ ｃｏｖｅｒ）１４１Ａを含むことができる。ノズル収容溝１４２は、スラリー供給部１２０の入口１２２と対向し、ノズル１１０が装着、載置、挿入、または結合可能な形態を有することができる。

メインカバー１４１Ａは、流動性物質２００と共に、スラリーＳが通過する空間ＳＰを密閉するように形成することができる。

図３Ａ、図３Ｂ、図４、及び図５を参照すると、メインカバー１４１Ａは、上端部１４４Ａと、上端部１４４Ａから延びて形成された第２側壁部１４６Ａとを含むことができる。

一実施例によれば、上端部１４４Ａは第１方向に延び、第２側壁部１４６Ａは第２方向に延びることができる。この場合、第２方向は、スラリーＳが吐出される方向（ｚ軸方向）であり、第１方向と直角方向であり得る。すなわち、メインカバー１４１Ａは円筒形の断面形状を有することができる。

図６は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した更に他の実施例に係るスラリー供給装置１００Ｄの結合断面図を示す。

図６に示したように、上端部１４４Ｂは、第１曲率半径Ｒ１を有する反面、第２側壁部１４６Ｂは、上端部１４４Ｂから第２方向であるｚ軸方向に一直線に延びて形成されてもよい。

または、図６に示したように、メインカバー１４１Ｂの上端部１４４Ｂは第１曲率半径Ｒ１を有し、図６とは異なり、第２側壁部１４６Ｂは第２曲率半径Ｒ２を有してもよい。

一実施例によれば、第１及び第２曲率半径Ｒ１，Ｒ２は互いに同一であってもよい。この場合、スラリー保護部１４０Ｂは円形の断面形状を有することができる。他の実施例によれば、第１及び第２曲率半径Ｒ１，Ｒ２は互いに異なっていてもよい。

このように、スラリー保護部１４０Ｂの形状が異なること以外は、図６に示したスラリー供給装置１００Ｄは、図３Ｂに示されたスラリー供給装置１００Ａと同一であるので、同一の参照符号を使用し、重複説明を省略する。

図７は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した更に他の実施例に係るスラリー供給装置１００Ｅの結合断面図を示す。

メインカバー１４１Ｃは、図７に示したように傾斜して形成されてもよい。

メインカバー１４１Ｃは、それぞれが傾斜した上端部１４４Ｃと第２側壁部１４６Ｃとに区分することができる。このとき、図７に示したように、上端部１４４Ｃ及び第２側壁部１４６Ｃのそれぞれは、同じ角度で傾斜して一体に形成されてもよい。または、図７とは異なり、上端部１４４Ｃ及び第２側壁部１４６Ｃのそれぞれは、互いに異なる角度で傾斜して一体または別個の形態で多段式に形成されてもよい。

また、図７に示したように、上端部１４４Ｃの傾斜角度と第２側壁部１４６Ｃの傾斜角度は互いに同一であってもよい。

また、傾斜して形成された上端部１４４Ｃと第２側壁部１４６Ｃとは一体に形成されてもよい。この場合、メインカバー１４１Ｃは円錐形の断面形状を有することができる。

また、上端部１４４Ｃの傾斜角度と第２側壁部１４６Ｃの傾斜角度は互いに異なっていてもよい。

このように、スラリー保護部１４０Ｃの形状が異なること以外は、図７に示したスラリー供給装置１００Ｅは、図３Ｂに示されたスラリー供給装置１００Ａと同一であるので、同一の参照符号を使用し、重複説明を省略する。

また、図３Ｂ乃至図７を参照すると、メインカバー１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃの端部１４０Ａ−１，１４０Ｂ−１，１４０Ｃ−１は流動性物質２００に浸かってもよい。このように、メインカバー１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃの端部１４０Ａ−１，１４０Ｂ−１，１４０Ｃ−１が流動性物質２００に浸かる場合、メインカバー１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃと流動性物質２００は、スラリーＳが通過する空間ＳＰを完全に密閉することができる。

空間ＳＰが完全に密閉される場合、外部の粉塵や金属のような汚染物質ＴからスラリーＳの汚染を防止することができる。これによって、スラリー供給装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅから吐出されたスラリーＳを用いて後述するようにウエハを研磨するとき、ウエハにスクラッチなどの損傷及び汚染を防止することができる。

図８は、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した更に他の実施例に係るスラリー供給装置１００Ｆの結合断面図を示す。

また、図８に例示したように、メインカバー１４１Ｄの端部１４０Ｄ−１は、流動性物質２００から所定距離ｄだけ離隔してもよい。この場合、メインカバー１４１Ｄは、上端部１４４Ａ及び第２側壁部１４６Ａの他に、補助カバー１４８をさらに含むことができる。このように、メインカバー１４１Ｄが補助カバー１４８をさらに含み、メインカバー１４１Ｄの端部１４０Ｄ−１が流動性物質２００から離隔したこと以外は、図８に示したスラリー供給装置１００Ｆは、図３Ｂに示されたスラリー供給装置１００Ａと同一であるので、同一の参照符号を使用し、重複説明を省略する。

補助カバー１４８は、第２側壁部１４６Ａから第１方向に延びて突出して流動性物質２００の上部を遮るように配置することができる。このように、補助カバー１４８によって流動性物質２００が遮られて露出されない場合、たとえメインカバー１４１Ｄの端部１４０Ｄ−１が流動性物質２００に浸からなくて空間ＳＰが完全に密閉されなかったとしても、重力によって第２方向に落下する外部の汚染物質Ｔが、スラリーＳが通過する空間ＳＰを汚染させることを防止できるようになる。

一方、スラリー供給装置（１００：１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ）からスラリーＳを外に吐出するとき、ノズル１１０及びスラリー保護部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄは回転せずに固定される反面、スラリー供給部１２０及び収容部１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃは回転することができる。このとき、第２側壁部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃは、第１側壁部１３４−１，１３４−２から所定距離Ｌだけ離隔することができる。これは、回転する収容部１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃと固定されたスラリー保護部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄとがぶつかることを防止するためである。

また、スラリー供給部１２０及び収容部１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃが回転するとき、流動性物質２００にスラリー保護部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃの端部１４０Ａ−１，１４０Ｂ−１，１４０Ｃ−１が浸かり得るので、流動性物質２００は、流体やコロイド状のゲル（ＧＥＬ）状態であってもよい。例えば、流動性物質２００は超純水を含むことができるが、実施例は、流動性物質２００の種類に限定されない。

また、実施例によれば、スラリー供給部１２０、スラリー保護部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄ、及び収容部１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃのそれぞれは、同じ平面形状を有することができる。例えば、図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、スラリー供給部１２０、スラリー保護部１４０Ａ、及び収容部１３０Ａのそれぞれは、環状の平面形状を有することができるが、実施例は、これら１２０，１３０Ａ，１４０Ａの特定の平面形状に限定されない。

図９は、更に他の実施例に係るスラリー供給装置１００Ｇを示す図である。

図９に示されたスラリー供給装置１００Ｇは、ノズル１１０、スラリー供給部１２０、収容部１３０Ａ、スラリー保護部１４０Ａ、第１及び第２貯蔵部１５２，１６２、第１及び第２パイプ１５６，１６６、第１及び第２バルブ１５４，１６４、測定部１７０、及びバルブ制御部１７２を含むことができる。ここで、ノズル１１０、スラリー供給部１２０、収容部１３０Ａ、及びスラリー保護部１４０Ａは、図３Ｂに示されたノズル１１０、スラリー供給部１２０、収容部１３０Ａ、及びスラリー保護部１４０Ａにそれぞれ該当するので、同一の参照符号を使用し、これらについての重複説明を省略する。

第１貯蔵部１５２は第１流体２０２を貯蔵し、第２貯蔵部１６２は第２流体２０４を貯蔵することができる。第１及び第２流体２０２，２０４は、互いに同じ物質であってもよく、互いに異なる物質であってもよい。

また、第１貯蔵部１５２または第２貯蔵部１６２は省略してもよい。

実施例によれば、第１貯蔵部１５２は、補充用／交換用（以下、‘補充用’と称する）流動性物質を第１流体２０２として貯蔵し、第２貯蔵部１６２は、洗浄液を第２流体２０４として貯蔵することができる。

第１パイプ１５６は、第１貯蔵部１５２から収容部１３０Ａまで補充用流動性物質２０２が通過する経路を形成し、第２パイプ１６６は、第２貯蔵部１６２から収容部１３０Ａまで洗浄液２０４が通過する経路を形成することができる。

測定部１７０は、収容部１３０Ａに入っている前記流動性物質２００の収容量を測定することができる。バルブ制御部１７２は、測定部１７０で測定された収容量に応じて第１制御信号Ｃ１を発生することができる。このとき、第１バルブ１５４は、バルブ制御部１７２から出力される第１制御信号Ｃ１に応答して、第１貯蔵部１５２から収容部１３０Ａに提供される補充用流動性物質２０２の量を調節することができる。

または、測定部１７０及びバルブ制御部１７２を用いて足りない流動性物質２００を補充する代わりに、他の実施例によれば、流動性物質２０２を周期的に補充してもよく、肉眼で確認して補充してもよい。

また、第２バルブ１６４は、第２制御信号Ｃ２に応答して、第２貯蔵部１６２から収容部１３０Ａに提供される洗浄液２０４の量を調節することができる。バルブ制御部１７２は、スラリー供給装置１００Ｇ を使用した期間などを分析し、分析した結果に応じて第２制御信号Ｃ２を発生することができる。

図９に例示したようにスラリー供給装置１００Ｇを具現する場合、流動性物質２０２を円滑に補充することができ、洗浄液２０４を用いてスラリー供給装置１００Ｇ自体を洗浄することもできる。

以下、実施例に係るスラリー供給装置を含む研磨装置の構成及び動作を、添付の図面を参照して、次のように説明する。

図１０は、一実施例に係る研磨装置３００を示す図である。

図１０に示された研磨装置３００は、キャリアＣ、スラリーリング１００、互いに反対方向に回転する上定盤（または、上部研磨板）３０２及び下定盤（または、下部研磨板）３０４、内部ギア（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｇｅａｒ）３０６、ケーシング（ｃａｓｉｎｇ）３０８、プレート３１０、接続パイプ３１６、流量バルブ３２０，３２２、接続チューブ３３０、スラリー貫通孔３３２、サンギア（ｓｕｎ ｇｅａｒ）３４０、係合部材（ｅｎｇａｇｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒｓ）３４１，３４２、駆動シャフト（ｄｒｉｖｅ ｓｈａｆｔ）３５０、下部ホルダー３６０、ベース３７０、第１及び第２回転シャフト（ｒｏｔａｒｙ ｓｈａｆｔ）３８０，３９０を含むことができる。

キャリアＣは、上定盤３０２と下定盤３０４との間に配置し、サンギア３４０及び内部ギア３０６と噛み合うギア（図示せず）は、各キャリアＣの外部エッジ（ｅｄｇｅ）に沿って配置することができる。このような構造を通じて、キャリアＣは、それら固有の軸周辺を回転しながら、内部ギア３０６に沿って旋回（ｏｒｂｉｔ）することができる。

上定盤３０２及び下定盤３０４を回転させることによって、キャリアＣの貫通孔にそれぞれ支持された研磨対象物、例えば、ウエハＷの上面及び底面を、上定盤３０２及び下定盤３０４によって研磨することができる。

下定盤３０４は、下部ホルダー３６０によって支持され、下部ホルダー３６０は、ベース３７０によって回転可能に支持されてもよい。下部ホルダー３６０は第１回転シャフト３８０によって回転され、その結果、下定盤３０４が回転することができる。上定盤３０２は、駆動シャフト３５０及び係合部材３４１，３４２によって回転することができる。ここで、駆動シャフト３５０及び係合部材３４１，３４２は、上定盤３０２を回転させる駆動ユニットに該当する。また、図９に示された第１又は第２貯蔵部１５２，１６２のうち少なくとも一つは、上定盤３０２に装着、載置、配置、支持、または結合されて共に回転することができる。

サンギア３４０は第２回転シャフト３９０によって回転することができる。ケーシング３０８は内部ギア３０６を支持することができる。上定盤３０２上にプレート３１０が設けられ、スラリーリング１００がプレート３１０に提供され、スラリーリング１００に接続パイプ３１６及び接続チューブ３３０が連結されて、スラリーリング１００が上定盤３０２に形成されたスラリー貫通孔３３２と連通するようになる。また、流量を制御するための流量バルブ３２０，３２２が接続チューブ３３０にそれぞれ設けられてもよい。

ここで、スラリーリング１００−１，１００−２のそれぞれは、図１乃至図９に示されたスラリー供給装置１００，１００Ａ〜１００Ｇに該当することができる。すなわち、図１乃至図９に示されたスラリー供給装置１００Ａ〜１００Ｇから吐出されるスラリーを接続パイプ３１６に供給することができる。このような構成を通じて、ノズル１１０から供給されるスラリーＳは、スラリー供給部１２０を通過して研磨装置３００の上定盤３０２と下定盤３０４との間に供給され得る。スラリー孔１２０−３は、接続チューブ３３０などと連通してスラリーＳを案内することができる。

プレート３１０は、上定盤３０２と共に一方向に回転し、スラリーリング１００に提供されたスラリーは、接続パイプ３１６、接続チューブ３３０及びスラリー貫通孔３３２を介してウエハＷに供給することができる。流量バルブ３２０，３２２は、スラリー貫通孔３３２にスラリーが供給される量を調節することができる。

前述した図１０に示された研磨装置３００は、ウエハＷをラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）するか、または両面研磨（ＤＳＰ：Ｄｏｕｂｌｅ ｓｉｄｉｎｇ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）するときに利用することができる。

ここで、ラッピングとは、段差を有するウエハＷの両面を上定盤３０２と下定盤３０４との間に密着させた後、研磨剤及び化学物質が含まれたスラリーＳをウエハＷと上定盤３０２及び下定盤３０４との間に注入して、ウエハＷを平坦化させる作業を意味する。

また、両面研磨（ＤＳＰ）とは、段差を有するウエハＷの表面を上定盤３０２及び下定盤３０４のそれぞれのパッド（図示せず）上に密着させた後に、研磨剤及び化学物質が含まれたスラリーＳをウエハＷと研磨パッドとの間に注入して、ウエハＷの表面を平坦化させる作業を意味する。

実施例に係るスラリー供給装置及びそれを含む研磨装置は、外部の粉塵や金属などのような汚染物質からスラリーの汚染を防止することができ、これによって、スラリーを用いてウエハを研磨するとき、ウエハにスクラッチなどの損傷を防止することができ、有機物または金属による汚染を制御することができ、収容部が回転する時、遠心力によって流動性物質があふれる現象を防止することができ、流動性物質を補充したり交換したりすることができ、洗浄液を使用して洗浄することもできる。

以上では実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示していない種々の変形及び応用が可能であるということが理解されるであろう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形実施が可能である。そして、このような変形及び応用に係る差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。

Claims (22)

1. スラリーを噴出するノズルと、
   前記ノズルから前記スラリーを受け、少なくとも一つのスラリー孔を介して吐出するスラリー供給部と、
   前記スラリー供給部から前記スラリーが吐出可能なように前記スラリー供給部が装着、挿入、載置、結合、支持、または配置され、前記スラリー供給部の周囲に流動性物質を収容可能な収容部と、
   前記ノズルの出口から前記スラリー供給部の入口まで前記スラリーが通過する空間を、前記流動性物質と共に取り囲むスラリー保護部とを含み、
   前記スラリー保護部は、
   前記スラリー供給部の入口と対向し、前記ノズルが装着、載置、挿入、または結合可能なノズル収容溝と、
   前記流動性物質と共に、前記スラリーが通過する前記空間を密閉させるように形成されたメインカバーとを含み、
   前記メインカバーの端部は前記流動性物質から離隔し、
   前記メインカバーは、
   上端部と、
   前記上端部から延びて形成された第１側壁部と、
   前記上端部は第１方向に延び、前記第１側壁部は第２方向に延び、前記第２方向は、前記スラリーが吐出される方向であり、前記第１方向と直角方向であり、
   前記第１側壁部から前記第１方向に延びて突出して、前記流動性物質の上部を遮るように配置された補助カバーとを含む、スラリー供給装置。
2. 前記上端部は第１曲率半径を有し、前記第１側壁部は第２曲率半径を有する、請求項１に記載のスラリー供給装置。
3. 前記第１及び第２曲率半径は互いに同一である、請求項２に記載のスラリー供給装置。
4. 前記第１及び第２曲率半径は互いに異なる、請求項２に記載のスラリー供給装置。
5. 前記上端部及び前記第１側壁部のそれぞれは、傾斜して一体に形成された、請求項１に記載のスラリー供給装置。
6. 前記メインカバーの端部は前記流動性物質に浸かる、請求項１に記載のスラリー供給装置。
7. 前記ノズル及び前記スラリー保護部は固定され、前記スラリー供給部及び前記収容部は回転可能である、請求項１ないし６のいずれかに記載のスラリー供給装置。
8. 前記スラリー供給部、前記スラリー保護部、及び前記収容部のそれぞれは、同じ平面形状を有する、請求項１ないし７のいずれかに記載のスラリー供給装置。
9. 前記スラリー供給部、前記スラリー保護部、及び前記収容部のそれぞれは、環状の平面形状を有する、請求項１ないし８のいずれかに記載のスラリー供給装置。
10. 前記流動性物質は超純水を含む、請求項１ないし９のいずれかに記載のスラリー供給装置。
11. 前記収容部は、
    底部と、
    前記底部から延びて前記流動性物質を収容可能な空間を定義する第２側壁部とを含む、
    請求項１ないし１０のいずれかに記載のスラリー供給装置。
12. 前記底部は、
    前記スラリー供給部が装着、挿入、載置、結合、支持、または配置される供給部収容溝と、
    前記スラリー孔から吐出された前記スラリーが流出する貫通孔とを含む、請求項１１に記載のスラリー供給装置。
13. 前記供給部収容溝の深さは、前記スラリー供給部の高さと前記流動性物質の高さとの差
    よりも小さい、請求項１２に記載のスラリー供給装置。
14. 前記スラリー供給部は前記供給部収容溝にねじ結合される、請求項１２に記載のスラリー供給装置。
15. 前記第２側壁部は前記第１側壁部から離隔した、請求項１１ないし１４のいずれかに記
    載のスラリー供給装置。
16. 前記収容部は、
    前記第２側壁部から前記収容部の内側に突出して延びて、前記流動性物質の表面の少なくとも一部を遮るように形成されたあふれ防止部をさらに含む、請求項１１ないし１５のいずれかに記載のスラリー供給装置。
17. 前記スラリー供給装置は、
    補充用流動性物質を貯蔵する第１貯蔵部と、
    前記第１貯蔵部から前記収容部まで前記補充用流動性物質が通過する経路を形成する第１パイプとをさらに含む、請求項１ないし１６のいずれかに記載のスラリー供給装置。
18. 前記スラリー供給装置は、
    前記収容部に入っている前記流動性物質の収容量を測定する測定部と、
    前記収容量に応じて制御信号を発生するバルブ制御部と、
    前記制御信号に応答して、前記第１貯蔵部から前記収容部に提供される前記補充用流動性物質の量を調節する第１バルブとをさらに含む、請求項１７に記載のスラリー供給装置。
19. 前記スラリー供給装置は、
    洗浄液を貯蔵する第２貯蔵部と、
    前記第２貯蔵部から前記収容部まで前記洗浄液が通過する経路を形成する第２パイプとをさらに含む、請求項１ないし１８のいずれかに記載のスラリー供給装置。
20. 前記第２貯蔵部から前記収容部に提供される前記洗浄液の量を調節する第２バルブをさらに含む、請求項１９に記載のスラリー供給装置。
21. 研磨対象物の上面及び底面を研磨する上定盤及び下定盤と、
    前記上定盤を回転させる駆動ユニットと、
    請求項１ないし２０のいずれかに記載の前記スラリー供給装置とを含む、研磨装置。
22. 前記第１又は第２貯蔵部のうち少なくとも一つは、前記上定盤に装着、載置、配置、支持、または結合されて共に回転する、請求項２１に記載の研磨装置。

Images