KR100217870B1 - 웨이퍼 연마 방법 및 장치 - Google Patents

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지이 반 보에르콤 앤소니
오다기리 시게루
나가하시 이사오
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크리스토퍼 이이 아우거
스피드팸 코포레이션
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Abstract

웨이퍼 연마 장치(100)는 다수의 웨이퍼들을 회전하는 연마 표면(134)에 대해 동시에 연마하도록 다수의 웨이퍼 지지대들(139, 140, 141, 142, 143)을 가진 웨이퍼 연마 조립체(132)를 포함한다. 연마되어질 다수의 웨이퍼들은 인덱스 테이블(117)의 웨이퍼 고정 장치에 의해 다수의 웨이퍼 지지대들 안으로 동시에 적재된다. 유사하게, 다수의 연마된 웨이퍼들이 인덱스 테이블(117)의 웨이퍼 고정 장치 안으로 다수의 웨이퍼 지지대들에서 동시에 배출된다. 웨이퍼 지지대들(139, 140, 141, 142, 143)은 정확한 연마를 위해 개별적으로 컴퓨터(103)에 의해 제어되며 다른 연마 장치들도 다른 웨이퍼 지지대들에 의해 동시에 만족될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
웨이퍼 연마 방법 및 장치
[발명의 상세한 설명]
[발명의 배경]
본 발명은 연마 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 가공 청정실 환경에 적합한 방식으로 반도체 웨이퍼 재료를 높은 효율로 정밀하게 연마하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
집적 회로의 생산을 고품질 반도체 웨이퍼의 생산으로 시작된다. 각각의 웨이퍼는 웨이퍼 생산에 필요한 미세한 가공으로 인해 비교적 비용이 높아진다. 집적 회로 생산 과정에서, 웨이퍼의 적어도 한쪽 표면에 극히 평탄한 표면이 요구된다. 이와 같은 평탄한 평면을 얻기 위한 웨이퍼 연마는 본 기술분야에 널리 공지되어 있다.
이러한 연마과정은 웨이퍼의 한쪽 측면을 웨이퍼 지지대의 평탄한 표면에 부착하고 웨이퍼를 평탄한 연마 표면에 대해 압축하는 단계를 포함한다. 연마 표면은 웨이퍼 아래로 이동되고, 웨이퍼는 그 수직축선을 중심으로 회전하며, 앞뒤로 진동하여 연마 동작을 개선시킨다. 연마 표면은, 이동을 위해 회전하며 연마제나 화학적 슬러리가 펌핑되는 경질의 평탄한 테이블에 부착되는 패드이다. 부품들의 상대적 이동과 슬러리와 패드의 연결부는 웨이퍼 표면에서의 복합적인 기계적 및 화학적 과정을 통해 이루어지며, 그 웨이퍼 표면은 표면 변형이 예컨대 0.5㎛ 이하로 유지되는 웨이퍼의 매우 평탄한 표면으로 형성된다.
연마 과정은 회로 구성이 이루어지는 반도체 웨이퍼상에 평탄한 표면이 이용될 수 있도록 집적 회로를 제조하기 전에 실행된다. 집적 회로가 복잡해짐에 따라, 도전성 라인의 폭이 상당히 감소되어, 기판상에 표면 변형에 민감한 영상 처리의 필드 깊이와 초점이 형성되어야 한다. 이에 따라, 개선된 표면을 구비한 웨이퍼에 대한 요구가 증가되고 있다. 집적 회로 제조 과정중에, 도체층 및 절연층이 웨이퍼상에 형성되고, 이러한 층위에 다른 층이 형성된다. 따라서, 집적 회로를 제조하기 전이 아니라 실제 제조중에 웨이퍼 표면을 재평탄화 할 필요가 있다. 상기 재평탄화하는 작업을 평면화(planarization)라고 한다. 웨이퍼의 일련의 평면화 작업에 의해 웨이퍼는 더욱 중요하게 된다. 주어진 반도체 가공 비용은 싱글 8 부분 가공 웨이퍼의 경우에 $10,000이고, 평면화가 실행될 때 더 소요될 수 있다. 이러한 각 웨이퍼의 처리시에는 더욱 세심한 주의가 요구되고 있다.
반도체 연마 속도는 항상 중요한 것이지만 연속적인 가공 단계들에서 평면화가 필요한 경우에 더욱 중요해진다. 종래 장치는 하나 또는 2개의 웨이퍼를 연마하면서 웨이퍼를 적재 및 배출하는데 상당한 대기 시간을 필요로 했다. 따라서, 연마 과정을 신속하게 실행할 수 있는 방법 및 장치가 요망되고 있다.
연마된 웨이퍼의 값이 증가됨에 따라, 평면화 과정에서의 정밀도가 더욱 요구되고 있다. $100 짜리 웨이퍼에 대한 부적절한 연마는 하나에 $10,000 값어치가 되는 연마를 부적절하게 하는 문제는 완전히 다른 것이다. 따라서, 개선된 연마 작업, 특히 신속한 생산환경을 제공하는 방법 및 장치가 요구되고 있다. 본 발명은 이와 같은 요구에 부응하도록 제안되었다.
[발명의 목적]
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 단점을 극복하고 반도체 가공 청정실 환경에 적합한 방식으로 반도체 웨이퍼 재료를 높은 효율로 정밀하게 연마하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 표면의 가공에 따른 웨이퍼 대기 시간과 배출 시간을 단축시키므로써 웨이퍼 가공 수율을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 장치에서 제거된 연마된 웨이퍼들이 청정실 환경에 적합하게 되는 것을 보장하기 위해 웨이퍼사 인덱스 테이블에서 제거될 때 각각의 웨이퍼를 세정하는 자동 장치를 제공하는 것이다.
[발명의 요약]
본 발명에 따른 웨이퍼 연마 장치를 다수의 웨이퍼들을 연마 표면에 동시에 결합시키기 위한 다수의 웨이퍼 지지대를 구비한 연마 조립체를 포함한다. 상기 장치는 연마될 웨이퍼들을 고정하는 인덱스 테이블과, 상기 연마 조립체를 연마 표면과 인덱스 테이블 사이에서 이동시키는 배치 장치를 포함한다. 인덱스 테이블에서, 웨이퍼는 연마 조립체의 모든 웨이퍼 지지대가 동시에 적재된다. 웨이퍼 지지대가 적재된 후, 연마 조립체는 연마 표면과 결합되어 연마될 수 있도록 배치된다. 인덱스 테이블을 장치내에 포함시키므로써, 연마되지 않은 웨이퍼는 웨이퍼 지지대상에도 동시에 적재되도록 준비되면서 인덱스 테이블상에 적재될 수 있다.
인덱스 테이블은 연마되지 않은 웨이퍼가 적재될 때 그 증가분만큼 인덱스하므로써 웨이퍼가 멀티-웨이퍼 카세트에서 회수되어 한번에 하나씩 인덱스 테이블상에 배치될 수 있다. 연마 조립체가 다수의 다른 웨이퍼를 연마하는 연마 위치에 있을 동안, 연마되지 않은 웨이퍼는 적재 컵으로 이동된다. 연마가 완료된 후, 조립체는 인덱스 테이블로 복귀되어 다른 연마된 웨이퍼 세트를 동시에 수용한다.
상기 인덱스 테이블은, 연마된 후 웨이퍼 지지대로부터 연마된 웨이퍼를 동시에 제거하기 위해 상기 적재 컵과 유사한 방식으로 사용되는 다수의 배출 컵을 포함한다. 상기 배출 컵으로부터 연마된 웨이퍼들의 제거는, 다른 웨이퍼가 연마 조립체에 의해 연마되는 동안 실행될 수 있다.
연마 조립체와 인덱스 테이블과 연마 표면의 정렬 상태는 장치에 안정적인 프레임을 제공하므로써 유지된다. 이를 위해, 연마 조립체를 이동시키는 선형 트랙이 연마 표면과 인덱스 테이블 사이로 연장된다. 상기 선형 트랙은 안정적인 플러그형 프레임을 제공하며, 연마 조립체가 인덱스 테이블과 연마 표면 사이에서 제어이동될 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 장치는 웨이퍼가 인덱스 테이블에서 제거될 때 각각의 웨이퍼를 세정하는 자동 장치를 포함한다. 이러한 세정 작업은 장치에서 제거된 연마된 웨이퍼들이 청정실 환경에 적합하게 되는 것을 보장한다.
본 발명의 장치는 작동의 정확성을 유지하기 위해 다수의 분리된 피드백 루프를 구비한 컴퓨터에 의해 제어된다. 예컨대, 공압 실린더에 의해 각각의 웨이퍼 지지대에 연마 압력이 가해지고 가해진 압력은 각 웨이퍼 지지대의 압력 센서에 의해 감지된다. 각각의 웨이퍼 지지대의 진동 및 회전은 분리된 서보모터에 의해 제공되며, 그 위치와 회전 속도도 검출된다. 필요한 압력 범위값과 웨이퍼 지지대 이동은 작동자의 입력에 따라 설정된다. 컴퓨터는 센서에 의해 측정된 실제 작동 변수를 판독하여 실제 변수를 필요한 범위내에 유지하도록 공기 압력과 서보모터 운동을 조정한다.
작동자는 사용중인 웨이퍼 지지대 각각에 대해 작동 변수를 나타내는 데이터를 입력한다. 이러한 변수들은 컴퓨터에 분리되어 저장된 필요한 범위를 기초로 형성된다. 작동자는 각각의 웨이퍼 지지대에 대해 동일하거나 또는 상이한 변수를 설정할 수 있다. 각각의 웨이퍼 지지대는 웨이퍼에 대해 저장된 변수에 따라 컴퓨터에 의해 제어되므로, 장치는 분리된 웨이퍼 지지대상의 웨이퍼를 다르게 처리할 수 있다.
양호한 실시예의 각각의 웨이퍼 지지대는, 중앙 축선을 가지며 그 중앙 축선을 따라 작용하는 압력과 상기 중앙 축선 주위의 회전력을 전달하는 상부의 힘 전달 부재를 포함한다. 웨이퍼 지지대의 연마 부재는 연마 축선을 갖는 평탄한 하부면을 포함한다. 압력은 힘 연결 부재에 의해 힘 전달 부재와 연마부재 사이에 연결되며, 상기 힘 연결 부재는 힘 전달 부재의 중앙 축선을 중심으로 대칭으로 비치된 제1궤도륜 부재와, 웨이퍼 지지대의 연마 축선을 중심으로 대칭으로 배치된 제2궤도륜 부재와, 상기 제1 및 제2궤도륜 부재 사이에 고정된 볼 베어링을 포함한다. 상기 제1궤도륜 부재와 볼 베어링 및 제2궤도륜 부재는 힘 연결 부재를 통해 압력을 연마 축선상의 지점으로 집중시킨다. 또한, 회전력은 연마 부재상의 지지면과 접촉되는 힘 전달 부재의 외주 둘레에 배치되어 회전력을 연결시키는 다수의 캠 종동부에 의해 전달된다. 힘 전달 부재가 연마 부재의 원통형 구멍안에 삽입된 후에는, 연마 부재의 원통형 구멍에 힘 전달 부재를 고정시키고 볼 베어링의 압력을 유지시키는 다수의 스프링을 포함하는 칼라에 의해 정위치에 탄력적으로 고정된다.
연마 부재의 하부 평탄면은 힘 전달 부재내로의 중앙 통로와 연결되는 다수의 구멍을 포함한다. 이러한 중공형 통로는 연마 부재와 힘 전달 부재의 상대적 이동을 허용하기 위해 가요성 수단에 의해 밀봉되어, 유체밀봉 연결 채널을 제공한다.
또한, 연마 부재는 이송된 웨이퍼에 부가적인 지지력을 제공하기 위해 연마 표면 주위에 립을 포함한다. 양호한 실시예에서, 립은 내측면에 나선을 갖는 링을 포함하며, 상기 나선은 연마 부재의 외측면 둘레의 나선과 결합된다. 최종 립의 높이는 링과 연마 부재의 나선이 결합되는 깊이를 제어하므로써 양호하게 조정될 수 있다. 링이 회전하여 오정렬되는 것을 방지하기 위해 상기 링과 마찰결합되는 칼라가 링위에 부착된다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 웨이퍼 연마 시스템의 사시도.
제2도는 상부가 제거된 제1도의 연마 시스템의 평면도.
제3도는 인덱스 테이블을 통해 투시한 웨이퍼 연마 시스템의 단면도.
제4도 및 제5도는 웨이퍼 연마 과정의 다른 부분을 도시하는 시스템의 평면도.
제6(a)도 및 제6(b)도는 웨이퍼 적재상태를 도시하는 단면도.
제7(a)도 및 제7(b)도는 웨이퍼 배출상태를 도시하는 단면도.
제8도는 시스템 내에서의 웨이퍼 연마 조립체 및 그 이동 상태를 도시하는 측면도.
제9도는 웨이퍼 연마 조립체의 평면도.
제10도는 웨이퍼 연마 조립체에 포함된 연마 아암 조립체의 단면도.
제11도 및 12도는 웨이퍼 세정 조립체의 측면도 및 평면도.
제13도는 웨이퍼 연마 조립체의 일부분인 웨이퍼 지지대의 단면도.
제14도는 제13도의 웨이퍼 지지대의 부품인 하부 힘 전달 부재의 사시도.
제15도는 웨이퍼 연마 시스템의 제어 장치의 블럭도.
제16도는 연마 테이블을 통해 투시한 웨이퍼 연마 시스템의 단면도.
제17도 내지 22도는 제1도의 웨이퍼 연마 시스템 처리의 제어를 도시하는 순서도.
[양호한 실시예의 상세한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 웨이퍼 연마 장치(100)의 사시도이다. 웨이퍼 연마 장치(100)는 웨이퍼 입력/출력 모듈(101) 및 웨이퍼 가공 모듈(102)을 포함한다. 웨이퍼 연마 장치(100)는 예를 들어 입력/출력 모듈(101)이 클래스 10 청정실 내에 배치되고 가공 모듈(102)이 클래스 1000 청정실내의 화경에 배치될 수 있도록 구성된다. 도시않은 수단에 의해, 연마 시스템에 공기 유동이 형성되고 공기 압력이 조절되므로 클래스 10 청정실 분위기는 부정적인 영향을 받지 않는다.
제2도는 이해를 돕기 위해 제1도의 상부 및 일부 다른 구조물이 제거된 상태의 웨이퍼 연마 장치(100)의 평면도이다. 제2도에서, 벽(104)은 입력/출력 모듈(101) 및 가공 모듈(102)을 분리하고 있다. 웨이퍼는 다수의 웨이퍼 카세트에 의해 입력/출력 모듈(101)에 제공되거나 제거되며, 제1도 및 2도에는 2개의 입력 카세트(106, 107) 및 2개의 출력 카세트(108, 109)가 도시되어 있다. 상기 입력 및 출력 카세트(106, 107, 108, 109)는 미리 설정된 직경의 웨이퍼를 25개까지 수평 방위로 저장하는 공지된 형태의 카세트이다. 본 발명은 8 웨이퍼에 대해 서술될 것이다. 상기 입력 및 출력 카세트(106, 107, 108, 109)는 각각 폐쇄된 측면 및 후방 부분을 가지며, 개방된 전방 부분은 웨이퍼를 적재하거나 배출하도록 구성되어 있다. 또한, 입력/출력 모듈(101)은, 본 기술분야에 공지된 수단에 의해 웨이퍼들을 입력 카세트(106, 107)에서 한번에 하나씩 제거하고 이를 정렬 유닛(113)에 위치시키는 3축 적재 로봇(111)을 포함한다. 상기 적재 로봇(111)은 예컨대 ADE의 Model 351이고, 정렬 유닛(113)은 ADE의 Model 428이다. 정렬 유닛(113)은 적재 로봇(111)에 의해 제공된 웨이퍼의 중심을 잡고 웨이퍼상의 바 코드를 판독하도록 위치시킨다. 웨이퍼를 정렬시킨 후에, 입력 파지기(115)가 정렬된 웨이퍼의 가장자리를 파지한다.
가공 모듈(102)은 입력/출력 모듈(101)에서 웨이퍼를 수용하거나, 그 모듈에 웨이퍼를 제공하도록 이용되는 인덱스 테이블(117)을 포함한다. 인덱스 테이블(117)은 5개의 웨이퍼 배출 컵(119, 120, 121, 122, 123)과 5개의 웨이퍼 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)을 갖는 회전가능한 환형링(118)을 포함한다. 상기 웨이퍼 배출 컵(119, 120, 121, 122, 123)은 인덱스 테이블(117)의 수직 중앙 축선을 중심으로 72°증분으로 배치되며, 상기 웨이퍼 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)도 이와 마찬가지로 배출 컵과 교대로 수직축선을 중심으로 72°증분으로 배치된다. 따라서, 웨이퍼 컵은 회전가능한 부재(118)를 중심으로 36°증분으로 배치되며, 적재 컵 배출 컵이 교대로 배치된다.
인덱스 테이블(117)은 360°로 회전가능하며, 반시계 반향(제2도)으로 36°의 정배수로 회전되어 상기 웨이퍼 배출 컵 및 적재 컵(119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)을 입력/출력 작동에 대해 위치시킬 수 있고 연마 조립체(132)의 내외로 웨이퍼들을 5개의 그룹으로 적재 및 배출할 수 있다. 시계방향으로의 인덱싱이라면 어떤 인덱싱이라도 동일한 것으로 간주한다. 제2도에는 인덱스 테이블(117)의 2개의 위치가 도시된다. 제1위치(129), 즉 입력 위치에서, 인덱스 테이블(117)이 입력 파지기(115)의 근처에 입력 컵을 갖는다. 제2도에서 적재 웨이퍼 컵(124)은 입력 위치에 있다. 제2위치(131), 즉 출력 위치에서, 인덱스 테이블(117)은 출력 파지기(116)의 근처에 배출 컵을 갖는다. 제2도에서, 배출 컵(120)은 출력 위치(131)에 있다. 양호한 실시예에서, 웨이퍼의 연마 조립체(132)로의 모든 적재 작용 및 배출 작용은 입력 위치에서 웨이퍼 컵에 의해 발생되며, 즉 연마 조립체(132)의 적재 기능은 적재 컵이 입력치(129)에 있을때 실행되며, 배출 기능들은 배출 컵이 입력 위치(129)에 있을 때 실행된다. 웨이퍼 컵을 적재 및 배출하기 위해, 인덱스 테이블(117)의 하부에는 공압 실린더(159)가 배치되어 웨이퍼 컵을 입력 위치(129)에 결합시킨다. 4개의 다른 공압 실린더들도 이와 마찬가지로 배치된다. 제3도는 제2도의 선 3-3을 따라 가공 모듈(102)을 도시한 도면으로서, 인덱스 테이블(117)과 그 관련의 장치를 도시하고 있다.
웨이퍼가 정렬유닛(113)에 의해 정렬될 때, 비어있는 적재컵(124)이 입력 위치(129)에 제공되며, 입력 파지기(115)는 정렬된 웨이퍼를 파지하여 수직으로 180°회전시켜서 제4도에 도시된 바와 같이 새로이 정렬된 웨이퍼를 입력 컵에 배치시킨다. 적재 컵(124)이 웨이퍼를 수용한 후에, 인덱스 테이블(117)은 교류 서보모터에 의해 구동되는 인덱스 구동 시스템(130)의 제어에 따라 반시계방향으로 72°회전되며, 다음의 적재 컵(128)을 입력 위치(129)에 배치하여 정렬된 웨이퍼를 수용한다. 인덱스 테이블 구동 시스템(130)은 컴퓨터(103)의 제어하에 작동되어 그 인덱싱 작동을 실행한다. 적재 컵과 인덱스 테이블(117)을 교대로 배열하므로써, 모두 5개의 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)이 연마를 위해 대기중인 웨이퍼에 적재되며, 적재 컵(124)은 다시 입력 위치에 오게 된다. 5개의 적재 컵이 후술되는 바와 같이 비워질 때까지는 다른 입력 동작이 실행되지 않는다.
본 실시예에서, 웨이퍼들은 회전하는 연마 테이블과 함께 작동하는 다-헤드 웨이퍼 연마 조립체에 의해 한 번에 5개씩 연마된다. 상기 다-헤드 웨이퍼 연마 조립체는 제1도에 절단되어 도시되었으며, 제2도와 제4도 및 제5도에서는 10각형으로 도시되었다. 연마 조립체(132)의 상세한 구조에 대해서는 하기에 서술될 것이다. 상기 연마 조립체(132)는 5개의 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)를 포함하며, 회전하는 연마 테이블(134)상에서 5개의 웨이퍼들을 한꺼번에 압축하는 동시에 각각의 웨이퍼를 회전시키며, 상기 회전하는 연마 테이블(134)상의 2개의 원주 사이에서 앞뒤로 진동시킨다. 제2도와 제4도와 제5도에서, 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)는 진하게 도시된 외주를 갖는 원으로 도시된다. 상기 웨이퍼 지지대(139, 143)사이의 2개의 원주는 제2도에 도시된 수용위치 및 제4도에 도시된 외측으로 최대로 흔들린 위치로 진동할 수 있다. 웨이퍼 연마가 완료되거나 또는 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 비었을 때는 연마 테이블(134)위로 상당한 높이로 상승된다. 상기 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 상승할 때에는 진동시의 수용 위치로 이동된다.
적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)이 연마된 웨이퍼를 각각 포함할 때, 그 웨이퍼들은 연마가 시작되기 전에 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)로 옮겨져야 한다. 웨이퍼 지지대(139, 140, 142, 142, 143)내로의 웨이퍼 적재는 연마 조립체(132)를 연마 테이블(134)위의 위치에서 인덱스 테이블(117)위의 위치로 이동시킴으로써 시작된다. 제3도 및 제8도에 도시된 바와 같이, 연마 조립체(132)는 회전하는 연마 테이블(134)과 인덱스 테이블(117) 사이의 가공 모듈(102)의 길이를 따라 연장되는 한쌍의 이송 레일(137)에 의해 가공 모듈(102)의 주 판(136)에 부착된다. 연마 조립체(132)는 이송 프레임(144)에 의해 이송 레일(137)에 연결되며, 상기 이송 프레임(144)은 THK bearing No. HSR 35CB2UU와 같은 4개의 선형 이송 베어링에 의해 이송 레일(137)에 연결된다. 이송 레일(137)을 따른 선형 동작은 교류 서보모터(165)에 의해 구동되는 THK No. BLK 3232EZZ와 같은 모터 구동식 이송 볼 스크류에 의해 제어된다. 제5도는 연마 테이블(134)에서 선형 동작이 완료되었을 때 인덱스 테이블(117)상의 연마 조립체(132)의 이송 헤드 위치를 도시하고 있다. 5개의 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 환형 링(118)의 중앙에 형성된 통(133)내로 하강하여 브러시(146)에 대해 회전될 때 적재 동작이 시작되며, 이와 동시에 다수의 노즐(147)로부터 물과 같은 용매가 분무된다. 그 다음, 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 최대 상방 위치로 상승되어 그 최대 외측 위치로 외측으로 진동된다. 연마 조립체(132)의 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)의 사전정렬 및 인덱스 테이블(117)의 회전을 적절히 인덱싱하므로써, 각 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 인덱스 테이블(117)의 컵들중 하나와 수직으로 정렬된다. 적재 작동이 실행될 때(제4도), 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)이 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)와 수직으로 정렬되도록 인덱스 테이블(117)이 배치되며, 배출 작동이 실행될 때(제5도), 인덱스 테이블(117)은 배출 컵(119, 120, 121, 122, 123)과 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)사이에 수직으로 정렬하도록 배치된다.
본 명세서에서는, 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 연마 작동을 완료하고 배출되는 웨이퍼를 각각 포함하고 있는 것으로 가정한다. 제4도는 입력/출력 모듈(101)에서 웨이퍼를 수용한 후의 인덱스 테이블(117)의 상대 위치를 도시하고 있다. 배출 컵을 배출 작동에서 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)와 정렬하기 위해, 인덱스 테이블(117)이 단계적으로 36°씩 시계방향으로 인덱스되어, 제5도에서 도시된 바와 같이 적재 및 배출 컵의 위치를 정한다. 적절한 위치결정에 따라, 각각의 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)와 배출 컵(119, 123) 사이에서 웨이퍼 배출 동작이 동시에 실행된다. 배출 작동이 완료되면, 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 수용 위치로 복귀되며, 브러시(146)와 노즐(147)에 의핸 부가적인 세정을 위해 다시 하강된다. 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 연마를 위해 새로운 웨이퍼로 적재될때는 최대 위치로 다시 상승되어 진동되며, 인덱스 테이블(117)은 반시계 방향으로 36°증분으로 회전되어 적재컵(124, 125, 126, 127, 128)이 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)와 수직으로 정렬된다. 이러한 정렬 동작이 완료되면, 지지대의 적재 동작이 실행되어 모두 5개의 웨이퍼 지지대를 적재한다. 또한 제5도에 도시된 바와 같이, 다-헤드 연마 조립체가 인덱스 테이블(117)위의 적재 및 배출 작동시에 결합되며, 회전하는 연마 테이블(134)이 연마용 패드 처리 장치(149)에 의해 복귀된다. 패드 처리 장치(149)는 그 하부면에 연마제를 갖는 회전하는 헤드(150)로 구성된다. 회전하는 헤드는 다른 연마 부분에 대한 표면을 준비하기 위해 연마 테이블(134)을 가로질러 앞뒤로 진동된다. 표면 준비 부재(149)는 회전하는 헤드(15)를 선회지점(152)에 지지된 진동 부재(151)상에 운반한다.
웨이퍼 지지대(139)에 대한 웨이퍼 지지대 적재 동작이 제6a도 및 제6b도에 도시된다. 각각의 적재 컵(124)은 이동가능한 컵 삽입부(154) 및 그 지지부재(155)를 포함한다. 상기 지지부재(155)는 컵 삽입부(154)의 상방 및 하방 이동을 허용하기 위해 관통 구멍이 형성된 회전가능한 부재(118)의 평탄한 지지면을 포함한다. 컵 삽입부(154)는 최급되는 웨이퍼에 대해 부드러운 DelrinTM과 같은 재료로 제조되며, 웨이퍼 지지대(139)의 최하부 지점의 외경보다 큰 최상부 내경과 웨이퍼 지지대(139)의 외경과 동일한 하부 내경을 갖는 각도형성된 표면(156)을 포함한다. 웨이퍼 컵의 각도형성된 표면(156)은 적재 및 배출 작동중 웨이퍼 컵과 웨이퍼 지지대의 하부 사이에서 자체 안내되는 정렬부를 제공한다. 또한, 각각의 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)은 공압 실린더(159)의 피스톤(158)과 결합되는 하부 부재를 포함한다. 상기 하부 부재(157)긔 두께 및 피스톤(158)의 이동은, 피스톤이 제6b도에 도시된 바와 같이 작용할 때 컵 삽입부가 웨이퍼 지지대(139)의 하부면으로 상방으로 구동되어 컵 삽입부(154)에 의해 지지된 웨이퍼가 웨이퍼 지지대(139)의 평탄한 하부면(261)과 접촉되도록 결정된다. 피스톤(158)이 그 상부 이동 위치에 있을 때, 웨이퍼 지지대(139)의 평탄한 하부면(261)내의 구멍을 통해 진공이 형성되어 웨이퍼를 그 표면위에 고정시킨다. 그후, 공압 실린더(159)가 작용하지 않으면, 컵 삽입부(154)를 지지부재(155)안으로 하강시킨다. 컵 삽입부(154)를 하강시키기 전에, 컵 삽입부(154)내의 웨이퍼가 웨이퍼 지지대에 고정되었음을 확인하기 위해 진공 시험을 행하는 것이 바람직하다.
제7(a)도 및 제7(b)도는 웨이퍼 지지대(139)에서 웨이퍼를 배출하는 과정을 도시하고 있다. 배출 컵(120)은 적재 컵(124)의 컵 삽입부(154)와 동일한 상부 특성과 칫수를 갖는다. 그러나, 배출 컵 삽입부(161)의 하부 부재(162)는 공압 실린더(159)의 피스톤(158)의 상부로부터 약간 멀리 배치된다. 따라서, 적재 컵보다 공간이 약간 더 커져서, 컵 삽입부(161)가 웨이퍼 지지대(139) 아래의 약간 더 하강된 위치로 상향이동된다. 상방 위치에 있을 때는, 웨이퍼 지지대(139)의 하부면(261)으로의 진공이 종료되며, 웨이퍼가 웨이퍼 지지대(139)에서 분리될 수 있다. 공기나 물 등의 유체 유동을 제공하여 웨이퍼를 지지대(139)의 면으로부터 가압하는 것이 바람직하다. 컵 삽입부(161)를 배치하면 웨이퍼가 컵 삽입부에 의해 잡히기 전에 짧은 간극만큼 낙하될 수 있다. 상기 간극은 웨이퍼가 웨이퍼 지지대(139)의 하부면(261)으로부터 분리되는 것을 보장한다. 웨이퍼가 웨이퍼 지지대(139)의 면에서 실제로 분리된 것을 확인하기 위해 진공 시험이 실행될 수 있다. 배출 시퀀스의 완료에 따라, 공압 실린더(159)는 작동이 정지되고, 삽입부(161)는 인덱스 테이블(117)의 표면위의 휴지 위치로 복귀된다.
연마된 웨이퍼들이 배출 컵(119, 120, 121, 122, 123)에 배치되고 연마되지 않은 웨이퍼들이 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)내에 적재된 후, 웨이퍼 연마 조립체(132)는 이송 레일(137)을 따라 회전 연마 테이블(134)위의 위치로 이동된다. 제8도는 이송 레일(137)을 따라 이동할 때의 측면도이다. 제8도는 좌측이나 인덱스 위치의 이송 프레임(144')을 나타내는 점선과, 우측이나 연마 위치에 도시된 이송 프레임(144)을 나타내는 제2실선을 포함한다. 실시예에서는 단지 하나의 이송 프레임만 도시되었지만, 연마 조립체(132)의 선형 이동범위를 나타내도록 도시되어 있다. 연마 위치에서, 이송 프레임(144)에 의해 이송된 4개의 쐐기(166)는 주 판 (136)에 부착된 관련 지지부재(168)의 각각의 슬롯(167)과 결합된다. 제8도에는 2개의 쐐기가 도시되었으며, 다른 2개는 이송 프레임(144)의 대향 측면에 지지되어 있다. 쐐기(166)와 슬롯(167) 사이의 결합에 따라, 4개의 솔레노이드(169)가 작동되고, 이에 의해 로울러식 레버 아암(171)을 회전시켜 쐐기(166)과 결합시키므로써 쐐기(166)과 슬롯(167) 사이의 밀착 끼워맞춤 관계가 유지된다. 쐐기(166)와 지지부재(168)의 작동에 의해, 연마 테이블(134)상의 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)의 압력에 의해 발생된 상방의 힘들은 베어링(145)이 아닌 지지부재(168)에 의해 지지된다. 연마 조립체(132)는 컴퓨터(103)로 부터의 명령에 따라 교류 서보모터(165)에 의해 구동되는 이송 볼 스크류의 회전에 응답하여 이송 레일(137)을 따라 이동된다.
웨이퍼 연마 작업은 연마 조립체(132)의 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)의 복합적인 작용과, 연마제 또는 화학적 슬러리의 존재하에 작동되는 연마 테이블(134)의 동작에 의해 실행된다. 제16도는 선 16-16을 따라 연마 테이블(134)을 통해 취해진 가공 모듈(102)의 단면도이다. 연마 테이블(134)은 베어링 부재(281)에 의해 주 판(136)위의 중앙의 축(282)상에 회전가능하게 지지된다. 상기 축(282)은 주 판(136)을 통해 연장되어, 구동 벨트(283) 및 풀리(284)에 의해 연마 테이블 모터(280)의 출력 풀리(285)에 연결된다. 연마 테이블 모터(280)는 연마 테이블(134)의 회전 속도를 정밀하게 조절하기 위해 본 기술분야에 공지된 형태의 인터페이스(442)의 명령들에 반응하여 작동한다. 또한, 제16도는 컴퓨터(103)의 제어하에 작동하는 슬러리 펌프(223)(제15도)에서 연마 테이블(134)상으로 슬러리를 분배하는 한쌍의 슬러리 노즐(221)을 도시한다.
연마 테이블(134)은 상부면(286)을 지지하고 적어도 하나의 냉각 유체 쳄버(293)를 형성하기 위해 지지 프레임(288)에 의해 지지된 상부면(286)을 포함한다. 상기 축(282)은 그 중앙 축선을 따라 중공 채널(291)을 가지며 2개의 유체 채널을 형성하도록 배치된 튜브(290)를 포함한다. 하나의 유체 채널은 튜브(290)내에 있고, 제2유체 채널은 작동중인 채널(291)의 내측과 튜브(290) 사이의 환형 공간내에 있다. 냉각 유체는 튜브(290)와 접속구(297)를 통해 채널안으로 펌핑된다. 채널에서 따뜻해진 물은 튜브(290)둘레의 환형 채널을 통해 유동되며, 접속구(297)를 통해 열 교환기(295)(제2도)로 복귀된다. 유체 펌프(도시않음)를 포함하는 열교환기(295)는 연마 테이블(134)에 낮은 온도를 유지하기 위해 지속적으로 순환되어 작동 유체를 냉각시킨다.
제9도에 평면도로 도시된 연마 조립체(132)는 각각 연마 조립체내에 형성된 분리 영역에 5개의 독립적인 연마 유닛을 포함한다. 상기 연마 조립체(132)의 구조는 10각형의 평행한 하부판(172)에서 제9도에 도시된 바와 같이 중앙의 강 지지부재(174) 및 5개의 지역형성 강판(175)에 의해 분리된 10각형의 상부판(170)을 포함한다. 지지부재(174)는 상부판 및 하부판(170, 172)에 용접되고, 각각의 지역형성 강판(175)이 지지부재(174)의 길이 부분과 상부판 및 하부판(170, 172)에 용접된다. 진동 연마 아암(180)은 연마 조립체(132)의 각각의 지역내에서 선회가능하게 장착되어, 지점(176)을 통하는 수직축선을 중심으로 수평으로 진동한다. 컴퓨터(103)에서의 제어 신호에 반응하여, 진동 연마 아암(180)은 하나의 웨이퍼 지지대(139)의 위치와, 회전하는 연마 테이블(13)상의 압력과, 웨이퍼 지지대(139)의 회전율을 조절한다.
진동 연마 아암(180)은 제10도에 상세하게 도시되어 있다. 상기 진동 연마 아암(180)은 상부의 수평한 지지부재(182)와, 하부의 수평한 I형 지지 비임(183)을 포함한다. 상기 I형 비임(183)과 지지부재(182)의 자유단부는 단부 부재(184)에 의해 연결된다. 선회 지주(181)의 상단부는 상부판(170)의 구멍을 통해 연장되는 회전형 감속기(186)의 회전하는 표면에 체결된다. 본 실시예에서, 감속기(186)는 Dojen 감속기 시리즈 II, 모델 넘버 04이다. 감속기의 고정 부분은 상부판(170)의 상부 면에 체결된다. 선회 지주(181)의 하단부는 연마 조립체(132)의 하부판(172)에 부착된 베어링 지지핀(188)과 베어링(187)에 의해 지지된다. 교류 서보모터(190)는 감속기(186)에 연결되어 감속기를 구동시킨다. 상기 서보모터(190)를 시계방향이나 반시계방향으로 회전시켜 선택적으로 여자하므로써, 선회 지주(181)에 의해 형성된 수직축선 주위로의 연마 아암(180)의 직동이 용이하게 제어된다.
연마 아암(180)은 웨이퍼 지지대(139)의 기능을 제어하는 장치를 지지한다. 웨이퍼 지지대의 상승, 하강 및 하방으로의 힘은 연마 아암 상부의 지지 부재(182)의 상부면에 부착된 이중 공압 실린더(192)에 의해 제어된다. 예를 들어, 공압 실린더(192)는 상부판(170)에 형성된 궁형 슬롯(195)을 통해 연장하는 SMC 시리즈 NCA1을 이용하여 연마 아암(180)의 자유로운 진동을 방해하지 않는다. 공압 실린더(192)의 출력축(192)은 컵형 부재(197)에 연결된 원형 플랜지(196)에 부착된다. 상기 컵형 부재(197)는 그 원형 구멍(199)을 통해 베어링 칼라(198)를 수용한다. 플랜지(196)와 컵형 부재(197)는 베어링 칼라(198)의 플랜지형 상부 부분보다 더 큰 치수를 갖는 원통형 챔버를 형성하므로, 베어링 칼라(198) 아래에서 공압 실린더(192)로 횡방향 힘이 전달되지 않는다. 베어링 칼라(198)의 하부면은 Sensetel 모델 41 로드셀과 같은 센서(202)의 상부면에 부착되고, 센서의 하부면은 중공 원통형 힘 전달 부재(204)에 부착된다. 힘 전달 부재(204)는 그 하부면이 드러스트 베어링(208)에 의해 중공 지지대의 구동축(206)의 외주에 연결된다. 중공 힘 전달 부재(204) 내측에는 구멍(209)을 통해 유체와 연결되며 유체 연결부(211)를 통해 중공 지지대의 구동축(206)을 중심으로 진공을 이루는 유체 커플링(210)이 있다.
구동축(206)은 I형 빔(183)에서 볼 스플라인 및 베어링 조립체(212)에 의해 지지되는데, 상기 조립체는 축(206)을 측면으로 이동하지 못하게 하지만 축의 회전과 상방 및 하방으로의 이동은 허용한다. 볼 스플라인 및 베어링 조립체 조립체(212)는 토링톤 9120k와 같은 베어링(216)에 의해 정위치에 고정되는 THK LBST50과 같은 볼 스플라인 칼라(214)를 포함한다. 구동축(206)의 하단부는 원형 플랜지(218)에 부착되며, 상기 플랜지는 연마 조립체(132)의 하부판(172)의 하부에 형성된 궁형 슬롯(219)을 통해 연장된다. 상기 궁형 슬롯(219)은 궁형 슬롯(195)과 거의 동일하며 구동축(206)과 웨이퍼 지지대(139)의 진동을 허용한다. 볼 스플라인 칼라(214)의 상부는 감속기(222)의 출력축(227)에 부착된 기어(224)에 연결된다. 교류 서보모터(220)는 컴퓨터(103)의 제어하에 감속기(222)와 구동축(206)에 회전력을 제공한다.
제13도는 하방으로의 압력과 회전력을 축(26)에서 웨이퍼 지지대에 의해 지지된 웨이퍼로 균등하게 분배하도록 구성된 웨이퍼 지지대의 단면도이다. 웨이퍼 지지대(139)는 플랜지(218)의 하부면에 체결된 원형의 수평한 횡단면을 갖는 상부 힘 전달부재(251)를 포함한다. 상부 힘 전달부재(251)는 제14도에 사시도로 도시된 하부 힘 전달 부재(253)의 원통형 상부 구멍으로 수용된다. 상부 힘 전달부재(251)의 외경은 하부 힘 전달부재(253)의 수용 원통부의 내경보다 작아서, 구동축(206)의 축선과 웨이퍼 지지대(139)의 회전 축선 사이의 변경치를 정렬시킬 수 있다. 상부 힘 전달부재(251)와 하부 힘 전달부재(253)사이의 커플링은 정렬 상태의 변경에도 불구하고 지지대(139)의 평탄한 하부면(261)을 가로질러 압력을 균등하게 유지하도록 베어링 짐블(bearing gimble)을 포함한다.
하방으로의 압력은 다수의 볼 베어링(258)을 포함하는 볼 베어링 조립체에 의해 전달되며, 상기 베어링은 하부 궤도륜(255)에 의해 지지되어 리테니어(257)에 의해 보유된다. 제13도에 도시된 바와 같이, 하부 궤도륜(255)은 그 중앙 수직 축선을 중심으로 하부 힘 전달부재(253)에 부착되며, 볼 베어링(258)을 정렬시키기 위한 홈(260)을 포함한다. 상부 궤도륜(256)에 의해 볼 베어링에 압력이 가해지며, 상부 궤도륜은 상부 힘 전달부재(251)의 하부면의 수직축선을 중심으로 대칭으로 부착된다. 상부 궤도륜(256)의 베어링 접촉면은 하부 힘 전달부재(253)의 중앙 수직축선상의 소정 지점까지의 간격과 같은 반경(R)을 가지도록 횡단면이 형성된다. 이러한 실시예에서, 설정된 지점은 웨이퍼 지지대(139)의 하부면(261)에 있으며, 이는 도면부호 262로 도시되었다. 이러한 형태는 하부면(261)의 중앙에 가해진 압력을 균동하게 배분하기 위한 것이다. 하부 궤도륜 및 상부 궤도륜(255, 256)의 형태는 힘 작용지점을 도시된 지점에서 상승 또는 하강시키도록 선택될 수 있지만, 수직축선상에 힘을 집중시키는 것이 가장 바람직하다.
회전력들은 4개의 캠 종동부(263)에 의해 상부 힘 전달부재(251)에서 하부 힘 전달부재(253)로 연결되며, 상기 종동부는 상부 힘 전달부재(251)의 원통형 외부 둘레에 9°로 이격되어 부착된다. 캠 종동부(263)의 외측 링은 하부 힘 전달부재(253)의 직립 원통형 부분 둘레에 90°각도로 이격된 슬롯(265)(제14도) 내에 배치된다. 자유로운 이동을 위해 캠 종동부(263)의 외측 링의 직경보다 약간 넓은 슬롯들은 필요한 이동 범위를 예견할 수 있도록 수직방향으로 충분히 신장되어 있다. 캠 종동부(263)가 슬롯(265)의 (베어링)측면과 접촉할 때, 회전력이 하부 힘 전달부재(253)로 이동된다. 상부 힘 전달부재(251)는 그 삽입후에 하부 힘 전달부재(253)에 체결되는 칼라(267)에 의해 하부 힘 전달부재(253)내에 고정된다. 볼 베어링(258)상에 압력을 유지하고 상부 및 하부 힘 전달부재(251, 253)사이의 자유로운 이동을 허용하기 위해, 칼라(267)는 그 칼라로부터 상부 힘 전달부재(251)상으로 가해지는 하방으로의 유연한 압력을 유지시키는 다수의 스프링(296)을 포함한다.
하부 힘 전달부재(253)는 하부면(261)을 통해 유체 및 진공 상태가 연결될 수 있도록 2개의 부분으로 생산된다. 하부 힘 전달부재(253)의 상부 부분(271)은 중앙의 구멍(272)과 연결되는 다수의 채널(273)을 갖는다. 하부 힘 전달부재(253)의 표면형성 하부 부분(274')은 하부면(261)과 채널(273) 사이의 진공과 유체와의 연결을 위해 천공된 다수의 구멍(275)을 포함한다. 상부 힘 전달부재(251)와 플랜지(218) 사이에는 공동(274)이 형성되며, 그 하부면은 가요성 가스켓(276)에 의해 밀봉된다. 구동축(206)의 중공형 중심에서 연결되는 어떤 유체나 진공상태는 공동(274)를 통해 채널(277), 구멍(272), 다른 채널(273) 및 표면형성 하부 부분(274')을 관통하는 구멍(275)을 통해 하부면(261)의 구멍을 통과한다. 또한, 웨이퍼 지지대(139)는 하부면(261)의 외측 립(270)을 형성하기 위해 표면 부재(274')위에 배치된 Delrin과 같은 플라스틱 재료의 중공 원통형 링(268)을 포함한다. 상기 외측 립(270)은 부착된 웨이퍼가 하부면(261)에서 미끌어지지 않도록 고정하는데 사용되며, 외측 립(270)의 최적의 높이는 두께와 기타 다른 가공 변수에 따라 변경된다. 제14도에 도시된 바와 같이, 하부 힘 전달부재(253)의 외측 플랜지(262)는 그 외측면에 링(268)의 내측 원통형 표면위의 나선(264')과 결합되는 나선(264)을 포함한다. 링(268)이 플랜지(262)에 나사결합되면, 링을 회전시켜 립(270)의 소망하는 높이를 미세하게 조정할 수 있다. 필요한 립 높이가 얻어지면, 하부 힘 전달부재(253)에 체결된 보유 링(266)에 의해 마찰 결합된다. 보유 링(266) 둘레에 새김 마크(259)가 위치될 수 있으므로, 립(270)의 높이 조정중 링(269)의 기준 선에 대해 마크들을 비교할 수 있다.
연마 조립체(132)가 연마 테이블(134)에 위치될 때, 인덱스 테이블(117)의 배출 컵에서 웨이퍼 출력 카세트(108)로 연마된 웨이퍼를 이동시키는 웨이퍼 배출과정이 실행될 수 있다. 이러한 웨이퍼 배출 과정은 배출 위치에서 웨이퍼 컵이 공압 실린더(160)에 의해 상승되고 출력 파지기(116)가 배출 컵(120)내의 웨이퍼(235)를 파지하여 수직으로 회전시켜 물 세정 장치(230)에 위치시킬 때 시작된다. 물 세정 장치(230)는 제11도와 제12도에 상세하게 도시되어 있다. 배출된 웨이퍼(235)는 4개의 스핀들(232)상의 출력 파지기(116)에 의해 배치되며, 상기 스핀들은 각각 캡(233)이 장착된 볼 베어링을 갖는다. 스핀들(232)과 캡 (233)은 4개의 캡 모두의 돌출부(236)상에 배출 웨이퍼(235)의 외주를 지지하도록 배치된다. 6개의 브러시(238)를 포함하는 세정 조립체(237)는 안내 축(240)을 따라 웨이퍼 위아래의 위치로 배출 웨이퍼(235)를 향해 오른쪽으로 구동된다. 이와 같이 배치하면, 세정 조립체(237)의 바닥 브러시 지지 부분이 공압 실린더(239)에 의해 상방으로 이동되어 상하부 브러시(238)세트들 사이에서 배출 웨이퍼(235)와 결합된다. 상기 브러시들은 스텝 모터(246, 247)와 벨트(도시않음)에 의해 회전되며, 탈이온화된 물은 세정 조립체(237)의 상부 부재(244)의 다수의 노즐(243)과 웨이퍼(235) 아래에 설치된 다수의 노즐(245)에 의해 공급된다. 비대칭으로 배치된 브러시(238)는 웨이퍼(235)를 물속에서 회전시킴으로써, 그 표면을 세정한다. 정해진 시간의 세정 완료후에, 세정 조립체(237)는 가장 왼쪽 위치로 복귀되고, 웨이퍼(235)는 엘리베이터/아암 장치(249)에 의해 물 세척장치위의 위치로 상승된다. 그후, 엘리베이터/아암 조립체(249)가 안내 부재(248)를 따라 물 활주부(250)(제1도)로 이동되며, 상기 물 활주부에서는 웨이퍼(235)가 해제되어 물에 의해 웨이퍼 출력 카세트(108)내로 미끄럼유동된다. 웨이퍼 카세트(180)는 작동자에 의해 제거될 때까지 물속에 잠겨있다.
지금까지 서술된 방법 및 장치는 INTEL 486 주 프로세서, 메모리 및 생산 과정들을 제어 및 감시하는 적절한 입력/출력 인터페이스를 포함하는 컴퓨터(103)에 의해 제어된다. VME 버스 시스템일 수도 있는 컴퓨터 조립체와 생산 과정에 대한 그 인터페이스들은 공지되어 있으므로 이에 대해서는 상세히 서술하지 않는다. 또한, 본 발명에 서술된 서보모터와 스텝모터는 각각 모터의 회전 및 위치를 제어하는 폐쇄 루프 피드백 내에서 컴퓨터(103)에 의해 사용되는 관련의 위치 센서와 속도 센서를 포함한다. 이러한 위치 센서와 속도 센서들도 본 기술분야에 널리 공지되어 있다. 또한, 컴퓨터(103)는 전체 웨이퍼 생산 공정을 제어할 수 있는 공정 제어 마스터 컴퓨터(도시안됨)와 호환성이 있지만, 그 마스터 컴퓨터와 그 호환성은 본 발명의 방법 및 장치에서 필요하지 않으며 따라서 서술하지 않는다.
제15도는 컴퓨터(103)에 의해 실행되는 제어를 나타내는 본 발명에 따른 장치의 전기적인 블럭도이다. 대부분의 제어는 컴퓨터(103)로부터 작동 장치로 버스(450, 250')에 명령을 전송하고 그 명령받은 동작이 소망하는 결과를 얻기 위해 올바르게 실행되는 지의 여부를 확인하기 위해 버스(451, 451')를 통해 컴퓨터에 의해 센서를 체킹하므로써 폐쇄된 피드백 루프에서 실행된다. 제15도에 있어서, 예컨대 공압 실린더(192)와 같은 여러 장치와 하나이상의 센서(202, 407)사이에는 점선이 도시된다. 이러한 점선은 피드백 루프의 관련 부품을 나타낸다. 예컨대, 웨이퍼와 연마 테이블(134) 사이의 압력은 컴퓨터(103)에서 아날로그식 공압 제어부(401) 인터페이스로 명령을 전달하므로써 유지되는데, 상기 제어부는 하나이상의 공압 실린더(192)를 제어하여 명령에 특정화된 압력을 가한다. 각각의 웨이퍼 지지대(139)에 의해 연마 테이블에 가해진 실제 압력은 인터페이스(408)를 통해 압력 센서(202)에서 판독되며, 그후 조정 명령들이 컴퓨터(103)에 의해 공압 제어부(401)로 보내져서 소망하는 레벨의 압력을 유지한다.
제17도 내지 22도는 웨이퍼 연마장치(100)에 의해 실행되는 웨이퍼 연마 과정의 순서도이다. 웨이퍼 연마 과정은 순서도에 도시되어 있고 상세하게 후술되는 6개의 기본 루틴을 포함한다. 6개의 기본 루틴은 시작, 입력, 출력, 적재, 배출 및 연마 과정이다. 시작 루틴(제17도)은 새로운 처리 변수가 입력될 때 파워 온에서 실행된다. 입력 루틴은 연마되지 않은 웨이퍼들을 입력 카세트(106)에서 인덱스 테이블(117)로 적재하는데 사용된다. 상기 입력 루틴은 입력 웨이퍼가 사용중일 때, 인덱스 테이블(117)의 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)이 사용중이고, 연마 조립체(132)가 인덱스 테이블을 사용하고 있지 않을 때 항상 실행될 수 있다. 출력 루틴은 연마된 웨이퍼가 배출컵(119, 120, 121, 122, 123)내에 있고, 출력 카세트(108)가 이용될 수 있고, 연마 조립체(132)가 인덱스 테이블(117)을 이용하고 있지 않을 때, 항상 실행될 수 있다. 적재 루틴(제19도)은 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)이 차있고 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 비어있을 때 실행된다. 적재루틴은 제20도의 연마 루틴으로 직접 이어진다. 제21도의 배출 루틴은 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 연마된 웨이퍼들을 포함하고 배출컵(119, 120, 121, 122, 123)이 비어 있을 때 실행된다. 상술한 바와 같이, 하나이상의 루틴이 동시에 실행될 수 있다. 예컨대, 연마 루틴중 연마 조립체(132)가 인덱스 테이블(117)을 필요로 하지 않을 때, 인덱스 테이블(117)의 인덱싱이 조정된다면 입력 및 출력 루틴이 실행될 수 있다.
작동자가 장치를 작동시키고 웨이퍼를 갖는 적어도 하나의 입력 카세트(106)와 적어도 하나의 비어있는 출력 카세트(108)를 입력/출력 모듈(101)로 삽입할 때, 처리는 시작 루틴(제17도)부터 시작된다. 컴퓨터(103)는 공지의 형태의 내부 초기설정 루틴을 실행하고, 단계(303)에서 시스템을 초기설정하므로써 단계(301)에서 파워온에 반응한다. 이러한 시스템 초기설정은 시스템의 작동성을 결정하도록 모든 센서들을 판독하는 단계를 포함한다. 다음, 단계(304)는 처리 변수들이 작동자에 의해 입력된 다음 실행된다.
본 실시예에서, 비디오 모니터(105)(제1도)는 처리 변수의 입력을 허용하는 터치-스크린 장치(touch-screen device)로서 작동한다. 컴퓨터 키보드와 같은 다른 입력 장치도 사용될 수 있다. 작동자에 의해 입력되는 처리 변수들은 각 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)에 대한 연마 특성치들을 확인시켜 준다. 예컨대, 작동자는 각각의 웨이퍼 지지대에 대해 연마 테이블(134)상에 가해질 압력과, 웨이퍼 지지대의 회전 속도와, 연마 아암(180)에 의해 부여되는 진동 간격 및 그 압력이 연마 테이블상에 유지되는 시간을 입력할 수 있다. 또한, 작동자는 단계(304)에서 연마 테이블(134)의 회전 속도 및 테이블에 펌핑되는 슬러리양을 정하게 된다. 하나의 연마 아암(18)에 대해 정해진 변수들은 다른 아암에 대해 정해진 변수와 다를 수 있지만, 이 실시예에서도, 모두 5개의 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 동일한 처리 변수에 따라 작동하는 것으로 가정한다. 컴퓨터(103)는 컴퓨터내의 다른 저장 위치에 각 연마 아암(18)에 대한 처리 변수를 저장한다. 컴퓨터(103)는 처리과정의 물리적 변수를 측정하는 센서에 감지된 실제값에 범위를 설정하기 위해 입력된 처리 변수를 이용한다.
처리 변수가 설정되어 저장된 후, 단계(305)에서는 모두 5개의 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 상승하여 수용 위치로 진동되고 연마 위치로 이동된다. 상기 단계(305)는 그 연결된 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)로 상승시키는 5개의 모든 공압 실린더(191)를 제어하기 위해 공압 제어부(401)를 통해 명령을 전달하므로써 실행된다. 상승 완료는 5개의 홀(Hall) 효과 리미트 검출기(407)를 인터페이스(408)를 통해 판독하므로써 검사된다. 수용 위치로의 진동은 진동자 서보 인터페이스(403)에 진동 명령을 전송하므로써 실행되며, 서보모터(190)에 전력을 공급하여 지지대를 수용 위치로 회전시킨다. 그후, 인터페이스(401)를 통해 모터(190)의 서보 위치 센서(409)(각각의 서보모터에 하나씩 연결됨)를 판독하므로써 적절한 진동이 검사된다. 그후, 연마 테이블 모터(280)가 인터페이스(442)를 통해 명령을 보내서 처리 변수에 의해 설정된 회전 속도를 얻는 단계(306)가 실행된다. 컴퓨터(103)는 인터페이스(441)를 통해 연마 테이블 모터(280)의 속도 센서(440)의 출력을 주기적으로 판독하여 연마 테이블(134)의 실제 회전 속도를 조정한다. 마지막으로, 연마 조립체(132)의 위치는 서보모터(165)에 연결된 위치 센서(415)로부터 판독되며, 만일 조립체가 연마 위치에 있지 않다면 그 조립체를 이동시키기 위해 인터페이스(417)를 통해 서보모터(165)로 명령이 전송된다.
웨이퍼 연마장치(100)를 공지의 상태로 배치한 후, 입력 카세트가 입력/출력 모듈(101)에 적재되었는가를 결정하기 위해 단계(307)가 실행된다. 이러한 검사는 입력/출력 모듈(101)의 광전지 센서를 컴퓨터(103)에 의해 판독하는 단계도 포함한다. 카세트가 없는 경우, 작동자에 의해 작용을 자극하기 위해 경보음이나 다른 경고사항이 제공될 수 있다. 선택적으로, 카세트가 있는 경우, 그 과정은 단계(309)에서 입력 루틴(제18도)에 들어가게 되어 인덱스 테이블(117)을 입력/출력 위치에 배치시키며, 적재컵(124)은 입력 파지기(115) 근처의 입력 위치(129)에 있게된다. 상기 단계(309)는 인덱스 테이블(117)의 위치를 확인하도록 인덱스 서보모터의 위치 센서(421)를 판독하는 단계와, 배출 컵(119)이 입력 위치(129)에 있으면 서보모터를 36°만큼 인덱스하도록 인터페이스(423)를 통해 명령을 전달하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 적재 컵(124)이 이미 입력 위치(129)에 있으면, 인덱싱은 실행되지 않는다. 입력 위치가 설정된 후에, 단계(311)에서 적재 로봇(111)으로 명령이 전달되어, 웨이퍼가 입력 카세트(106)로부터 정렬유닛(113)으로 이동될 것을 지시한다. 웨이퍼 이동 및 정렬 작용이 성공적으로 완료되었는지의 여부를 결정하기 위해, 컴퓨터(103)에 의해 정렬유닛(113)에 의한 웨이퍼의 적절하게 정렬이 판독된다.
적절하게 정렬되면, 입력 위치(129)에서 적재 컵(124)이 상승되는 단계(313)가 실행되며, 입력 파지기(115)가 단계(315)에서 명령을 전달받아 정렬된 웨이퍼를 적재 컵에 배치시킨다. 그후, 적재 컵(124)은 단계(317)에서 하강되고 서보모터는 단계(318)에서 72°로 인덱스되도록 명령을 받는다. 인덱싱후, 5개의 웨이퍼 지지대가 인덱스 테이블(117)상에 배치되었는지의 여부를 컴퓨터(103)가 결정하기 위해 검사 과정(319)이 실행된다. 5개 이하가 배치되었으면, 웨이퍼 입력 루틴이 단계(311)에서 다시 시작된다.
모두 5개의 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)이 연마를 위해 웨이퍼를 포함하는 경우, 웨이퍼 적재 루틴(제19도)이 단계(321)에서 시작되고, 그후 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 상승하여 수용 위치로 오게 된다. 그후 단계(323)에서, 제어부(425)를 고정하여 지지부재(168)에서 쐐기(166)를 해제하도록 컴퓨터(103)로부터의 명령을 포함하는 연마 조립체 이동 기능이 실행되며, 그 성능은 센서(426)를 판독하므로써 검사될 수 있다. 또한, 연마 조립체 이동 기능은 연마 조립체(132)를 인덱스 테이블 위치로 이동시키기 위한 서보모터(165)로의 명령을 포함하며, 그 이동은 서보모터(165)의 위치 센서(415)를 판독하므로써 검사된다.
단계(325)에서 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 인덱스 테이블(117)위에 배치된 후에는 하강하여 노즐(147)로부터 물이 분사될 동안 브러시(146)에 대해 회전하게 된다. 물 분사의 제어는 제15도에 도시된 바와 같이 인터페이스(429)를 통해 명령을 수신하는 수밸브 제어기(428)에 의해 행해진다. 단계(327)에서, 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)는 공압 실린더(192)로의 명령에 의해 상승되며, 5개의 서보모터(202)로의 명령에 의해 최대 외측 위치로 이동된다. 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)의 적절한 상승 및 진동은 센서(407, 409)를 판독하므로써 검사될 수 있다.
적재 컵(124)이 입력 위치(129)에 있음을 설정하는 단계(328)에서는 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)의 위치가 검사되며, 만일 그 위치에 배출 컵이 있으면, 테이블이 36°로 인덱스된다. 적재 컵이 적절하게 배치될 때, 적재 컵은 단계(329)에서 컴퓨터(103)로부터의 명령에 의해 인터페이스(430)를 통해 공압 실린더 제어기(431)로 상승된다. 컴퓨터(103)에 의해 다수의 홀 효과 센서(432)가 판독되어 적절한 공압 실린더 작동이 이루어진다. 진공원(438)으로부터 유체 입력 커플링(211)(제10도)의 호스를 통해 지지대의 하부면(261)으로 진공을 인가하기 위해, 지지대가 상승하여 컵이 자체-정렬되고, 컴퓨터(103)가 5개의 유체 밸브(435)를 제어하도록 진공 제어 인터페이스(434)에 명령을 전달한다. 이렇게 형성된 진공은 웨이퍼를 지지대에 고정하게 되며, 적재 컵은 단계(333)에서 인덱스 테이블(117)로 하강된다. 진공레벨 검사는 진공 센서(436)에 의해 실행되며 과정이 계속되기 전에 웨이퍼가 각각의 지지대상에 있도록 한다. 진공 센서(436)의 상태는 인터페이스(437)를 통해 컴퓨터(103)에 의해 판독된다. 그후, 웨이퍼 지지대는 단계(335)에서 수용 위치로 진동되며, 서보모터(165)는 단계(337)에서 연마 조립체(132)를 연마 위치로 이동시키도록 명령을 받는다.
연마 위치에 도달되면, 연마 조립체는 제어부(425)의 고정 명령에 의해 정위치에 고정되며, 단계(341)에서 연마 루틴(제20도)이 시작된다. 연마와 동시에, 웨이퍼 연마장치(100)는 연마를 위한 새로운 웨이퍼를 준비하도록 입력 루틴을 실행하거나 또는 인덱스 테이블(117)에서 연마된 웨이퍼를 제거하도록 후술하는 바와 같이 출력 루틴을 실행한다.
단계(341)에서, 연마 테이블 회전 속도는 인터페이스(441)를 통해 속도 센서(440)를 판독하므로써 검사되며, 회전 속도는 인터페이스(442)를 통해 연마 테이블 모터(280)로 명령하므로써 조정된다. 이 지점에서, 인터페이스(405)(단계 343)를 통해 명령이 전달되어 서보모터(220)가 작동자에 의해 변수에 특정된 속도로 회전하기 시작한다. 또한, 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 하강하여 연마 테이블(134)에 대해 특정 압력으로 압축되며, 지지대의 진동 간격과 속도가 유지된다. 입력 센서(202)와 위치 센서(409)와 회전 센서(412)는 연마중에 컴퓨터(103)에 의해 종종 판독되며, 입력 변수에서 작업자에 의해 특정화된 레벨로 설정된 범위내에서 모든 힘과 이동을 조심스럽게 유지하기 위해 적절히 조정된 명령들이 전달된다. 또한, 연마 테이블(134)상으로 펌핑된 슬러리 양은 슬러리 인터페이스로 전송되고, 연마 테이블의 온도는 정확한 연마를 유지하도록 열 교환기(295)와 연락하는 컴퓨터(103)에 의해 제어된다.
연마가 시작되었을 때는 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 상승하고[단계(351)], 작업자에 의해 특정화된 시간 변수가 얻어졌을 때는 그 이동이 정지도록 작동시키는 타이밍 단계(349)가 시작된다. 단계(353)에서 결정된 것처럼 만일 배출 컵이 사용될 수 있다면, 처리 흐름은 단계(355)에서 배출 루틴(제21도)으로 진행될 것이다.
단계(355)에서 연마 조립체(132)는 인덱스 테이블 위치로 이동되며, 단계(357)에서 웨이퍼 지지대는 하강한 후 마찰되며, 단계(359)에서 최대 외측 위치로 상승 및 진동된다. 단계(361)에서, 인덱스 테이블(117)의 위치는 컴퓨터(103)에 의해 검사되며, 필요한 경우 테이블은 배출 컵(120)이 입력 위치(129)에 있도록 회전될 수 있다. 배출 컵이 적절하게 위치되었을 때는 단계(363)에서 상승하여 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)와 정렬되며, 진공 제어부(434)는 웨이퍼가 그 각각의 배출 컵으로 낙하되도록 하부면(261)에서의 진공을 중단하도록 명령을 받게 된다. 실질적으로, 진공 시스템에 물과 같은 가압된 유체를 공급하여 웨이퍼를 그 각각의 하부면(261)으로부터 떼어내야 하는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 시스템 유체를 도입하는 방식은 제15도의 가압된 물 공급원(439) 및 진공 공급원에 연결된 유체 밸브(435)를 제어하는 컴퓨터(103)에 의해 실행된다.
웨이퍼가 배출 컵내로 하강될 때는 단계(367)에서 인덱스 테이블(117)의 표면으로 하강된다. 그후, 웨이퍼 지지대(139, 140, 141, 142, 143)가 수용 위치로 진동하여(단계 369), 하강한 후 마찰되고(단계 371에서), 상승된다(단계 373). 단계(375)에서는 연마되지 않은 웨이퍼가 적재 컵(124, 125, 126, 127, 128)에 있는 지의 여부가 결정된다. 웨이퍼가 적재 컵에 있을 때, 단계 327에서는 적재 루틴(제19도)이 실행된다.
연마 조립체(132)가 연마 테이블로 복귀될 때, 연마되기 위한 웨이퍼의 존재 여부에 관계없이, 연마된 웨이퍼가 배출 컵내에 있다면, 웨이퍼 배출 루틴(제22도)이 단계 381에서 시작된다. 상기 단계(318)에서, 인덱스 테이블 위치가 감시되고 제어되며, 필요할 경우 배출 컵을 배출 컵 출력 위치(131)에 위치시킨다. 출력위치(131)에서, 배출 컵(128)이 배출 공압 실린더(160)에 의해 컴퓨터(103)에서 공압 실린더 제어기(431)로의 명령에 반응하여 단계(383)에서 상승된다. 그 후, 출력 파지기(116)가 단계(385)에서 출력 위치(131)로 회전되며, 웨이퍼를 파지하여 상승된 배출 컵으로부터 물 세척 장치의(230)의 세정 위치로 복귀시키도록 컴퓨터(103)에 의해 명령되고, 단계(387)에서는 공압 실린더 제어부(431)와 물 제어부 및 스텝 모터 제어부(445)에 대한 명령들의 조합에 의해 세정 작업이 실행된다. 타이머 단계(389)에 나타낸 바와 같이 세정이 완료될 때, 인덱스 테이블(117)의 배출컵에 가용 상태의 더 연마될 웨이퍼가 있는지를 결정하는 검사가 이루어지고, 만일 있다면, 테이블이 72°로 인덱싱되어 단계(383)에서 입력 루틴이 계속된다. 모든 배출 컵들이 비었을 때, 배출 과정이 완료된다.
상술의 실시예에서는, 동일 작동자에 의해 입력된 처리 변수에 따라 한번에 5개의 웨이퍼가 적재되어 연마된 후 배출되었다. 각각의 연마 아암에 대한 처리 변수는 입력시 다를 수도 있다. 또한, 어떠한 작은 묶음의 과정이나 시험 목적으로, 한 번에 5개 이하의 웨이퍼가 연마될 수도 있다. 데이터 입력 과정중, 연마 아암이 유동될 수도 있고 5개가 아닌 3개의 웨이퍼만 인덱스 테이블상에 배치되어, 적재되고, 연마된 후 배출될 수도 있다.
본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (27)

  1. 연마 표면과, 상기 연마 표면에 대해 웨이퍼를 연마하기 위해 다수의 웨이퍼 지지대를 포함하는 연마 조립체와, 연마될 웨이퍼를 지지하기 위해 상기 웨이퍼 지지대와 동일한 갯수로 제공되는 다수의 적재 수단을 포함하는 인덱스 수단과, 상기 웨이퍼 지지대를 각각의 적재 수단 근처에 인접하여 배치하는 제1수단과, 상기 적재 수단에 의해 고정된 웨이퍼를 상기 각각의 웨이퍼 지지대에 동시에 결합시키는 수단과, 연마시 상기 웨이퍼 지지대를 연마 표면에 대해 결합시키는 제2수단과, 연마 조립체를 연마 표면의 위치로부터 상기 인덱스 수단의 위치로 이동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1배치 수단은 웨이퍼 지지대를 상기 적재 수단위에 배치하는 수단을 포함하며, 상기 결합 수단은 적재 수단을 상승시켜 상기 웨이퍼 지지대와 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연마 조립체가 연마 표면에 배치될 때 연마될 웨이퍼를 상기 다수의 적재 수단에 자동으로 적재하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인덱스 수단은 적재 수단을 그 중앙 축선을 중심으로 소정 인덱스 양만큼 회전시키기 위해 장착되며, 상기 적재 수단은 연마될 웨이퍼를 상기 적재 수단으로 한번에 하나씩 적재하도록 상기 인덱스 수단의 회전과 동기되어 작동하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인덱스 수단은 웨이퍼 지지대에서 다수의 연마된 웨이퍼를 동시에 수용하는 다수의 배출 수단을 포함하며, 상기 연마 장치는 배출 수단에서 연마된 웨이퍼를 자동으로 제거하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  6. 연마 표면과, 연마시 웨이퍼를 상기 연마 표면과 접촉시키는 다수의 웨이퍼 지지대를 포함하는 연마 조립체와, 상기 웨이퍼 지지대와 동일한 갯수의 다수의 배출 수단을 포함하는 인덱스 수단과, 상기 연마 조립체를 연마 표면에서의 위치로부터 인덱스 수단읜 위치로 이동시키는 수단과, 상기 웨이퍼 지지대에 의해 고정된 웨이퍼를 각각의 배출 수단에 개별적으로 동시에 배치시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 연마 표면이 상기 연마 조립체에 배치될 때 다수의 배출 수단에서 연마된 웨이퍼를 자동으로 제거하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제거 수단은 웨이퍼를 배출 수단에서 한번에 하나씩 제거하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 인덱스 수단은 배출 수단을 그 중앙 축선을 중심으로 소정 인덱스 양만큼 회전시키도록 장착되며, 상기 제거 수단은 웨이퍼를 한번에 하나씩 제거하기 위해 상기 인덱스 수단의 회전과 동기되어 작동하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 웨이퍼 자동 제거수단은 웨이퍼를 배출 수단으로부터 제거한 후 웨이퍼를 세정하는 수단을 포함하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 세정 수단은 제거된 웨이퍼를 다수의 회전 브러시 사이에 결합시키는 수단과, 상기 제거된 웨이퍼에 용제를 분사하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제거 수단은 제거된 웨이퍼를 다중-웨이퍼 카세트에 배치하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  13. 제6항에 있어서, 웨이퍼를 배출 수단에 배치하기 전에 상기 웨이퍼 지지대에 의해 고정된 웨이퍼를 세정하는 세정 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  14. 연마 표면과, 웨이퍼를 상기 연마 표면에 대해 연마하기 위해 다수의 웨이퍼 지지대를 포함하는 연마 조립체와, 웨이퍼를 고정시킬 수 있으며 상기 웨이퍼 지지대와 적어도 동일한 갯수로 제공되는 다수의 적재 수단을 포함하는 인덱스 수단과, 상기 웨이퍼 지지대를 상기 각각의 적재 수단 근처에 개별적으로 배치하는 제1수단과, 다수의 웨이퍼를 웨이퍼 고정 수단과 상기 웨이퍼 지지대 사이에 동시에 교환하는 수단과, 연마시 상기 웨이퍼 지지대를 연마 표면에 대해 결합하기 위해 배치되는 제2수단과, 상기 연마 조립체를 연마 표면의 위치와 상기 인덱스 수단의 위치사이로 이동시키는 수단을 포함하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  15. 회전하는 연마 표면과, 상기 연마 표면의 회전 속도를 측정하는 수단과, 얇은 웨이퍼 재료를 그 표면에 고정시키는 웨이퍼 지지대와, 상기 웨이퍼 지지대에 고정된 웨이퍼를 연마 표면에 대해 압축하는 공압 실린더와, 상기 웨이퍼 지지대에 의해 연마 표면에 가해지는 압력을 측정하는 압력 감지 수단과, 상기 웨이퍼 재료가 연마 표면에 대해 압출될 동안 웨이퍼 지지대를 회전시키는 수단과, 상기 웨이퍼 지지대의 회전 속도를 측정하는 수단과, 웨이퍼 지지대 압력과 연마 테이블 회전 속도와 웨이퍼 지지대 회전속도의 범위를 설정하는 수단과, 압력과 연마 표면 회전 속도와 웨이퍼 지지대 회전 속도를 설정 수단에 의해 설정된 범위내에 연속적으로 유지시키기 위해, 상기 압력 감지 수단과, 연마 표면 회전 속도를 감지하는 수단과 웨이퍼 지지대 회전 속도를 감지하는 수단에 반응하는 컴퓨터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 연마하기 위한 컴퓨터 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 범위 설정수단은 웨이퍼 지지대 압력과 연마 표면 회전 속도와 웨이퍼 지지대 회전 속도의 범위를 설정하기 위해 작동자의 작용에 반응하는 데이터 입력 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 연마하기 위한 컴퓨터 제어 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 웨이퍼 지지대를 연마 표면위에서 진동시키는 수단과, 웨이퍼 지지대 진동 간격과 속도를 측정하는 진동 측정 수단을 부가로 포함하며, 상기 컴퓨터 수단은 웨이퍼 지지대의 진동을 소정 범위내에서 유지하기 위해 상기 진동 측정 수단에 반응하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 연마하기 위한 컴퓨터 제어 장치.
  18. 연마 표면과, 중앙 축선을 가지며 상기 중앙 축선을 따라 압력을 전달하고 그 중앙 축선을 중심으로 회전력을 전달하는 힘 전달 부재와, 상기 연마 표면에 평행하고 연마 표면에 수직한 연마 축선을 갖는 평탄한 하부면을 구비하는 연마 부재를 포함하는 웨이퍼 지지대와, 상기 힘 전달 부재와 웨이퍼 지지대 사이에 연결되어 힘 전달 부재의 중앙 축선을 중심으로 대칭으로 배치된 제1궤도륜 부재와, 상기 웨이퍼 지지대의 연마 축선을 중심으로 대칭으로 배치된 제2궤도륜 부재와, 상기 제1궤도륜 부재 및 제2궤도륜 부재 사이에 고정된 볼 베어링을 포함하는 압력 연결 수단과, 상기 중앙 축선 둘레에 일정한 각도로 이격된 상기 힘 전달부재에 연결되는 다수의 캠 종동자를 포함하는 회전력 전달 수단을 포함하며, 상기 제1궤도륜 부재와 제2궤도륜 부재와 볼 베어링은 함께 작동되어 압력 연결 수단을 통해 압력을 상기 연마 축선상의 지점에 집중시키도록 서로 협력하며, 상기 웨이퍼 지지대는 상기 힘 전달부재로부터의 회전력을 웨이퍼 지지대에 연결하기 위해 상기 캠 종도자 수단과 접촉하기 위한 다수의 베어링 지지면과, 상기 힘 전달 부재와 웨이퍼 지지대 사이의 결합을 탄력적으로 유지시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 힘 전달 부재내에 배치된 유체 연결 채널과, 상기 힘 전달 부재의 채널내의 유체 및 진공 상태를 상기 웨이퍼 지지대의 평탄한 하부면에 연결하기 위한 수단과, 상기 압력 연결 수단이 채널에 의해 이송된 유체 및 진공 상태에 노출되는 것을 방지하도록 밀봉시키는 가요성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 웨이퍼 지지대는 평탄한 하부면에 수직하게 상기 웨이퍼 지지대의 원통형 표면상에서 상기 연마 축선과 동축으로 배치된 제1나선 수단과, 상기 제1나선 수단과 나사결합되기 위해 내측면에 제2나선 수단을 갖는 환형 웨이퍼 지지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 환형 웨이퍼 지지 수단과 마찰결합하여 상기 연마 축선을 중심으로 한 지지 수단의 회전을 방지하기 위해 상기 웨이퍼 지지대에 연결된 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마 장치.
  22. 연마 표면과, 다수의 웨이퍼와 연마 표면 사이에 압력을 가함과 동시에 상대 이동시키는 다수의 웨이퍼 지지대를 포함하는 연마 조립체와, 상기 각각의 웨이퍼에 대한 압력과 상대 이동의 범위를 한정하는 각각의 처리 변수를 설정하는 수단과, 상기 처리 변수에 따라 압력과 상대 이동을 가하도록 상기 각각의 웨이퍼 지지대를 독립적으로 제어하기 위해 각각의 변수에 반응하는 컴퓨터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연마를 위한 컴퓨터 제어 장치.
  23. 다수의 처리 과정에 연결된 다수의 입력 변수를 저장하기 위한 저장 수단과, 상기 입력 변수의 적어도 일부에 기초하여 다수의 처리 과정을 제어하며, 제1스테이션에서의 작동을 제어하는 제1처리과정을 실행 및 리세트하고 제2처리과정을 실행하기 위한 컴퓨터 수단과, 상기 저장수단을 컴퓨터 수단에 연결하는 연결 수단과, 상기 제1스테이션에서의 에러에 관련된 제1처리과정의 에러를 표시하기 위해 상기 컴퓨터 수단에 연결된 에러 표시 수단을 포함하며, 상기 컴퓨터 수단은 제2처리과정을 실행할 동안 상기 제1처리 과정을 리세트하기 위해 에러 표시수단에 의한 에러의 표시에 응답하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1처리과정은 제1스테이션에서 실행된 작동과 관련되어 있고, 제2처리과정은 제2스테이션에서 실행된 작동과 관련되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  25. 웨이퍼상에서 작동을 실행하기 위한 제1 및 제2스테이션과, 다수의 처리과정을 실행시키는 컴퓨터 수단을 포함하며, 상기 컴퓨터 수단은 제1 및 제2스테이션의 작동을 제어하고 제1 및 제2스테이션과 관련된 에러 상태를 검출하기 위해 상기 제1 및 제2스테이션에 연결되며, 상기 컴퓨터 수단은 제2처리과정을 실행할동안 에러 상태의 검출에 응답하여 새로운 처리과정을 실행시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 에러 상태는 제2스테이션에서 발생되며, 상기 새로운 처리 과정은 제2스테이션의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 에러 상태는 제2스테이션에서 발생되며, 상기 새로운 처리 과정은 제1스테이션의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
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