KR100316712B1 - 화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 로드컵의 페디스탈 - Google Patents

화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 로드컵의 페디스탈 Download PDF

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Abstract

화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 로드컵의 페디스탈이 개시된다. 개시된 페디스탈은, 웨이퍼를 지지하는 페디스탈 플레이트의 상면에 부착되어 웨이퍼 표면과 접촉되는 페디스탈 필름을 구비하며, 이 페디스탈 필름은 웨이퍼 표면과의 접촉 면적을 감소시키기 위하여 페디스탈 플레이트의 상면에 웨이퍼의 진공 흡착 및 순수의 분사를 위해 마련되는 복수의 유체 포트 주위를 포함한 제한된 부위에만 부착되는 것을 특징으로 한다. 또한, 페디스탈 플레이트는 그 상면에 잔류되는 오염물질의 양을 최소화하기 위하여 유체 포트가 위치하지 않은 부위가 제거된 십자 형상으로 된 것을 특징으로 한다. 따라서, 페디스탈의 상면에 잔류되는 오염물질이 웨이퍼와의 접촉에 의해 웨이퍼 표면으로 전이되는 것을 최소화할 수 있다. 여기에서, 페디스탈 필름은 복수의 유체 포트 각각의 가장자리를 따라 고리 형상으로 부착될 수 있으며, 또는 페디스탈 플레이트의 상면에 방사상으로 부착될 수 있다.

Description

화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 로드컵의 페디스탈{Pedestal of loadcup for loading and unloading wafers to a chemical mechanical polishing apparatus}
본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 로드컵의 페디스탈에 관한 것으로, 상세하게는 페디스탈의 상면에 잔류되는 오염물질이 웨이퍼와의 접촉에 의해 웨이퍼 표면으로 전이되는 것을 최소화함으로써 오염물질에 의한 웨이퍼 표면의 스크레치 발생을 방지할 수 있도록 그 구조가 개선된 로드컵의 페디스탈에 관한 것이다.
최근 반도체 소자는 고집적화에 따라 그 구조가 다층화되고 있다. 이에 따라 반도체 소자의 제조공정 중에는 반도체 웨이퍼의 각 층의 평탄화를 위한 연마공정이 필수적으로 포함된다. 이러한 연마공정에서는 주로 화학기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 프로세스가 적용되고 있다. 이 프로세스에 의하면 좁은 영역 뿐만 아니라 넓은 영역의 평탄화에 있어서도 우수한 평탄도(uniformity)를 얻을 수 있으므로 웨이퍼가 대구경화되어 가는 추세에 적합하다.
화학기계적 연마 프로세스는 텅스텐이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마제에 의해 연마시키는 프로세스로서, 아주 미세한 연마를 가능하게 한다. 기계적 연마는 연마패드라는 회전하는 연마용 판위에 웨이퍼를 올린 상태에서 웨이퍼에 소정의 하중을 가하며 회전시킴으로써 연마패드와 웨이퍼 표면 간의 마찰에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이고, 화학적 연마는 연마패드와 웨이퍼 사이에 공급되는 슬러리(Slurry)라는 화학적 연마제에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이다.
이하에서는, 종래의 화학기계적 연마장치에 대하여 도면을 참조하면서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 화학기계적 연마장치를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 화학기계적 연마장치는 베이스(100)와, 상기 베이스(100) 상부에 설치되는 연마패드(210a, 210b, 210c)와, 웨이퍼의 로딩/언로딩을 행하는 로드컵(Load-cup, 300)과, 웨이퍼를 홀딩하여 상기 연마패드(210a, 210b, 210c)의 상면에 밀착 회전시키는 복수의 연마 헤드(410a, 410b, 410c, 410d)를 가진 헤드회전부(400)를 구비한다.
상기 연마패드(210a, 210b, 210c)는 단시간에 많은 수의 웨이퍼를 처리하기 위하여 통상 세 개가 배치되며, 그 각각은 도시되지 않은 회전정반의 상면에 밀착되도록 장착된다. 그리고, 상기 연마패드(210a, 210b, 210c) 각각에 인접하여 연마패드(210a, 210b, 210c)의 표면 상태를 조절하기 위한 패드 컨디셔너(Conditioner, 211a, 211b, 211c)와 연마패드(210a, 210b, 210c)의 표면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 아암(212a, 212b, 212c)이 마련된다.
또한, 상기 로드컵(300)은 웨이퍼의 로딩/언로딩을 위한 것으로, 그 내부에는 웨이퍼가 그 상면에 안착되는 원판 형상의 페디스탈(Pedestal, 310)이 설치된다. 한편, 상기 로드컵(300)에서는 후술하는 바와 같이 상기 연마 헤드(410a, 410b, 410c, 410d)의 저면 및 상기 페디스탈(310)의 상면의 세척이 행해진다.
상기 연마 헤드회전부(400)는 네 개의 연마 헤드(410a, 410b, 410c, 410d)와, 네 개의 회전축(420a, 420b, 420c, 420d)을 구비한다. 상기 연마 헤드(410a, 410b, 410c, 410d)는 웨이퍼를 홀딩하여 연마가 행해지는 동안 상기 연마패드(210a, 210b, 210c)의 상면에 소정의 압력을 가하여 밀착시킨다. 상기 회전축(420a, 420b, 420c, 420d) 각각은 상기 네 개의 연마 헤드(410a, 410b, 410c, 410d) 각각을 회전시키기 위한 것으로 상기 헤드회전부(400)의 프레임(401)에 장착된다. 상기 헤드회전부(440)의 프레임(401) 내부에는 상기 회전축들(420a, 420b,420c, 420d)을 회전시키기 위한 구동 기구가 설치된다. 상기 헤드회전부(400)는 중심축(402)에 의해 지지되며, 또한 상기 중심축(402)을 중심으로 회전할 수 있도록 설치된다.
상술한 바와 같이 구성되는 종래의 화학기계적 연마장치에서의 공정 진행 순서를 도 1과 도 2를 참조하면서 살펴보면, 우선 도시되지 않은 웨이퍼 이송장치에 의해 로드컵(300)으로 이송되어온 웨이퍼(10)는 로드컵(300)의 페디스탈(310) 상면에 안착된다. 이때, 웨이퍼(10)의 저면은 그 위치가 움직이지 않도록 페디스탈(310)의 상면에 진공 흡착된다. 그 다음, 페디스탈(310)이 상승하여 그 상부에 위치한 연마 헤드(410)의 저면에 진공 흡착된다. 연마 헤드(410)의 저면에 진공 흡착된 웨이퍼(10)는 헤드회전부(400)의 회전에 의해 로드컵(300)에 인접한 연마패드(210a) 위로 옮겨진다. 그리고 연마 헤드(410)가 하강하여 연마패드(210a) 상면에 웨이퍼(10)를 가압 밀착시키고 슬러리를 공급하며 연마를 행한다. 이때 연마패드(210a)와 웨이퍼(10)는 동일한 방향, 통상적으로는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이와 같이 웨이퍼(10)는 세 개의 연마패드(210a, 210b, 210c)를 차례로 거친 후 다시 로드컵(300)에 도달하여 페디스탈(310)에 안착된다. 그 다음, 웨이퍼 이송장치가 페디스탈(310)에 안착된 웨이퍼(10)를 화학기계적 연마장치 외부로 이송하게 된다.
웨이퍼(10)가 언로딩되면 연마 헤드(410)가 로드컵(310) 내부로 하강한다. 이 상태에서 순수(Deionized water)가 분사되어 연마 헤드(410)의 저면과 페디스탈(310)의 상면이 세척된다. 세척이 완료되면, 연마 헤드(410)와페디스탈(310)이 다시 상승하고 웨이퍼 이송장치에 의해 새로운 웨이퍼가 이송되어 페디스탈(310) 상면에 안착된다.
도 3과 도 4에는 종래의 로드컵과 페디스탈의 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 5에는 로드컵과 페디스탈의 단면도가 도시되어 있다. 그리고, 도 6에는 도 5에 도시된 페디스탈의 가장자리 부위를 부분 확대한 단면도가 도시되어 있다.
먼저 도3과 도 5를 함께 참조하면, 상술한 바와 같이 연마 헤드(410)의 저면과 페디스탈(310)의 상면을 세척하기 위해, 로드컵(300)의 세척조(310) 내부에는 순수를 분사하는 제1 노즐(331)과 제2 노즐(332)을 구비하는 세척 수단이 마련된다. 상기 제1 노즐(331)은 순수를 페디스탈(310)의 상면을 향하여 분사하도록 설치되며, 제2 노즐(332)은 순수를 연마 헤드(410)의 저면에 장착된 멤브레인(Membrane, 411)을 향하여 분사하도록 설치된다. 상기 멤브레인(411)은 웨이퍼를 진공 흡착하는 용도로 사용된다. 상기 제1 노즐(331)과 제2 노즐(331)은 페디스탈(310)의 둘레에 동일한 간격으로 세 개가 설치된다. 한편, 로드컵(300)의 세척조(320) 내부에는 페디스탈(310)에 안착되는 웨이퍼를 정위치시키기 위해 이를 가이드하는 웨이퍼 얼라이너(Aligner, 340)가 페디스탈(310)의 둘레에 등간격으로 세 개가 설치되어 있다.
상기 세척조(320)는 원통 형상의 지지대(350)에 의해 지지되며, 상기 지지대(350) 내부에는 상기 제1 노즐(331)과 제2 노즐(332)로 순수를 공급하기 위한 플렉시블 호스(336)가 설치된다. 상기 플렉시블 호스(336)는 세척조(320) 내부에 설치된 세척수 통로(337)의 일단부와 연결되며, 상기 세척수 통로(337)의 타단부는 상기 제1 노즐(331)과 제2 노즐(332)에 연결된다.
도 4에 도시된 페디스탈(310)은 로딩/언로딩되는 웨이퍼를 지지하기 위한 것으로, 페디스탈 플레이트(311)와 페디스탈 지지대(312)와 페디스탈 필름(313)을 포함하여 구성된다. 상기 페디스탈 플레이트(311)는 상기 로드컵(300)의 내부에 설치되어 웨이퍼를 지지하는 역할을 하는 것으로, 상기 페디스탈 지지대(312)에 의해 지지되며 승강하게 된다. 종래의 페디스탈 플레이트(311)는 원판 형상으로 되어 있으며, 그 상면에는 웨이퍼 표면과 직접 접촉하게 되는 얇은 페디스탈 필름(313)이 부착된다.
그리고, 상기 페디스탈 플레이트(311)의 상면에는 웨이퍼의 진공 흡착 및 순수의 분사를 위한 복수의 유체 포트(Fluid Port, 314)가 방사상으로 배치되어 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 페디스탈 지지대(312)의 내부에는 수직 유체통로(316)가 형성되며, 상기 페디스탈 플레이트(311)의 내부에는 상기 복수의 유체 포트(314)와 상기 수직 유체통로(316)를 연결하는 측방향 유체통로(315)가 형성된다. 상기 수직 유체통로(316)과 측방향 유체통로(315)는 연마 헤드(410) 저면의 멤브레인(411)을 세척하기 위해 상기 유체 포트(314)로 순수를 공급하는 통로로서의 역할을 하며, 또한 페디스탈 필름(313)의 상면에 안착되는 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 진공 라인으로서의 역할도 겸하게 된다.
전술한 바와 같이, 로드컵(300)과 페디스탈(310)은 웨이퍼의 로딩/언로딩 뿐만 아니라 연마 헤드(410)의 저면과 페디스탈(310)의 상면을 세척하는 역할을 하게 된다. 이러한 세척 단계는 웨이퍼의 화학기계적 연마 공정에 있어서 매우 중요하다. 화학기계적 연마 공정의 특성 상, 슬러리 찌꺼기나 연마된 실리콘 입자 등의 오염물질이 발생하게 되고, 오염물질 중 일부는 연마 헤드(410)의 저면에 장착된 멤브레인(411)과 페디스탈(310)의 표면에 잔류된다. 멤브레인(411)이나 페디스탈(310) 표면에 잔류된 오염물질은 다음에 로딩되는 웨이퍼의 표면에 전이되어 연마 공정 중에 웨이퍼의 표면 상에 마이크로 스크레치를 발생시킬 수 있다. 이러한 마이크로-스크레치는 반도체 소자의 게이트 산화막의 누설전류(gate oxide leakage) 또는 게이트 라인 브리지(gate line bridge)와 같은 결함을 유발시켜 반도체 소자의 수율과 신뢰성을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 연마 공정 진행 중에는 멤브레인(411)이나 페디스탈(310) 표면에 잔류된 오염물질을 순수로 세척하여 제거함으로써 상술한 문제점을 미연에 방지할 필요가 있다.
그런데, 아래에서 설명하는 바와 같이 종래의 로드컵(300)의 페디스탈(310)에 있어서는 그 구조상 상기 오염물질을 완전히 제거하지 못하는 문제점이 있다.
상술한 바와 같이, 연마 헤드(410) 저면에 장착된 멤브레인(411)의 표면에 잔류된 오염물질을 세척하기 위하여 페디스탈 플레이트(311)의 상면에 마련된 유체 포트(314)를 통해 순수를 상향 분사하게 된다. 그런데, 이와 같이 분사된 순수에 의해 멤브레인(411)의 표면으로부터 세척된 오염물질은 순수에 함유된 상태로 아래로 떨어져 페디스탈 필름(313) 표면을 재오염시키게 된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 페디스탈 플레이트(311)의 상면에 부착되는 페디스탈 필름(313)에는 웨이퍼의 완충을 위해 대략 직경 2㎜의 무수히 많은 펀칭 홀(Punching hole, 3131)이 형성되어 있으므로, 상기 오염물질 중의 일부는 상기 펀칭 홀(3131) 내에 유입되어누적된다. 상기 펀칭 홀(3131) 내에 누적된 오염물질은 상기 제1 노즐(331)을 통해 분사되는 순수에 의해서도 용이하게 세척되지 않으며, 시간의 경과에 따라 굳어져 20㎛ 정도의 파티클을 형성하기도 한다. 이와 같이, 순수에 함유되어 페디스탈 필름(313)의 표면에 잔류되는 오염물질 및 상기 펀칭 홀(3131) 내에 누적되어 굳어진 오염물질은 웨이퍼의 로딩시에 웨이퍼의 표면과 접촉되어 웨이퍼의 표면에 전이된다.
종래의 페디스탈(310)에 있어서는, 페디스탈 필름(313)이 페디스탈 플레이트(311)의 상면 전체에 부착되어 웨이퍼 표면과의 접촉 면적이 넓으므로 웨이퍼의 표면 전체에 비교적 많은 양의 오염물질이 전이된다. 이와 같이, 웨이퍼의 표면에 전이된 오염물질은 웨이퍼의 연마시에 웨이퍼 표면 상에 스크레치를 발생시켜 반도체 소자의 수율과 신뢰성을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 페디스탈의 상면에 잔류되는 오염물질이 웨이퍼와의 접촉에 의해 웨이퍼 표면으로 전이되는 것을 최소화함으로써 오염물질에 의한 웨이퍼 표면의 스크레치 발생을 감소할 수 있도록 그 구조가 개선된 로드컵의 페디스탈을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 화학기계적 연마장치를 개략적으로 도시한 분리 사시도,
도 2는 연마 공정에서 웨이퍼의 이동을 설명하기 위한 개략도,
도 3은 도 1에 도시된 로드컵을 보다 상세하게 도시한 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 페디스탈의 사시도,
도 5는 연마 헤드의 저면과 페디스탈의 상면을 세척하는 상태를 도시한 로드컵과 페디스탈의 단면도,
도 6은 도 5에 도시된 페디스탈의 가장자리 부위를 부분 확대한 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페디스탈의 사시도,
도 8은 도 7에 도시된 페디스탈의 A-A선 단면도,
도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 페디스탈을 각각 도시한 사시도,
도 11은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 페디스탈의 사시도,
도 12 내지 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 페디스탈을 각각 도시한 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...베이스 210a ~ 210c...연마패드
211a ~ 211c...패드 컨디셔너 212a ~ 212c...슬러리 공급 아암
300...로드컵 310, 510 ~ 1110...페디스탈
311, 511 ~ 1111...페디스탈 플레이트
312, 512...페디스탈 지지대 313, 513 ~ 1113...페디스탈 필름
3131...펀칭 홀 314, 514 ~ 1114...유체 포트
315, 515...측방향 유체통로 316, 516...수직 유체통로
320...세척조 331...제1 노즐
332...제2 노즐 340...웨이퍼 얼라이너
350...지지대 400...헤드회전부
401...프레임 402...중심축
410,410a ~ 410d...연마 헤드 411...멤브레인
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로드컵의 페디스탈은: 화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 것으로, 상기 로드컵의 내부에설치되어 상기 웨이퍼를 지지하는 페디스탈 플레이트; 상기 페디스탈 플레이트를 지지하며 승강시키는 페디스탈 지지대; 상기 페디스탈 플레이트의 상면에 마련되어 상기 웨이퍼의 진공 흡착 및 순수의 분사를 위한 복수의 유체 포트; 상기 페디스탈 지지대의 내부에 형성되는 수직 유체통로; 상기 페디스탈 플레이트의 내부에 형성되어 상기 복수의 유체 포트와 상기 수직 유체통로를 연결하는 측방향 유체통로; 및 상기 페디스탈 플레이트의 상면에 부착되어 상기 웨이퍼 표면과 접촉되는 페디스탈 필름을 구비하며, 상기 페디스탈 필름은 상기 웨이퍼 표면과의 접촉 면적을 감소시키기 위하여 상기 복수의 유체 포트 주위를 포함한 제한된 부위에만 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 페디스탈 필름은 상기 복수의 유체 포트 각각의 가장자리를 따라 고리 형상으로 부착된다. 또한 다른 실시예로서, 상기 복수의 유체 포트는 상기 페디스탈 플레이트의 상면에 방사상으로 배치되며, 상기 페디스탈 필름도 상기 페디스탈 플레이트의 상면에 방사상으로 부착되는 것도 바람직하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 의하면, 상기 페디스탈 플레이트는 실질적으로 십자 형상을 가지며, 상기 페디스탈 필름은 상기 웨이퍼 표면과의 접촉 면적을 감소시키기 위하여 상기 복수의 유체 포트 주위를 포함한 제한된 부위에만 부착되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 페디스탈 플레이트는 실질적으로 십자 형상으로 된 내측부와, 상기 내측부의 단부들을 링 형상으로 연결하는 가장자리부로 이루어지는 것도 바람직하다. 여기에서, 상기 페디스탈 필름은 상기 복수의 유체 포트의 가장자리를 따라 고리 형상으로 부착되거나 상기 페디스탈 플레이트의 상면에 십자 모양으로 부착될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 웨이퍼와 페디스탈 필름과의 접촉 면적을 최소화함으로써 페디스탈의 상면에 잔류되는 오염물질이 웨이퍼와의 접촉에 의해 웨이퍼 표면으로 전이되는 것을 최소화할 수 있으며, 또한 십자 형상의 페디스탈 플레이트는 그 상면에 잔류되는 오염물질의 양을 최소화할 수 있으므로, 오염물질에 기인한 웨이퍼 표면의 스크레치 발생을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로드컵의 페디스탈을 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 페디스탈의 A-A선 단면도이다.
도 7과 도 8을 함께 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페디스탈(510)은 웨이퍼(10) 표면을 평탄화하기 위한 화학기계적 연마장치에 웨이퍼(10)를 로딩/언로딩 하기 위한 것으로, 페디스탈 플레이트(511)와, 상기 페디스탈 플레이트(511)의 하부에 설치되는 페디스탈 지지대(512)와, 상기 페디스탈 플레이트(511)의 상면에 부착되는 페디스탈 필름(513)을 포함하여 구성된다.
상기 페디스탈 플레이트(511)는 화학기계적 연마장치의 로드컵 내부에 설치되어 웨이퍼(10)를 지지하는 역할을 하는 것으로, 원판 형상으로 되어 있다. 상기 페디스탈 지지대(512)는 상기 페디스탈 플레이트(511)의 하부에 설치되어 상기 페디스탈 플레이트(511)를 지지하며 승강시키는 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 페디스탈 플레이트(511)의 상면에는 웨이퍼(10)의 진공 흡착 및 순수의 분사를 위한 복수의 유체 포트(514)가 방사상으로 배치된다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 페디스탈 지지대(512)의 내부에는 수직 유체통로(516)가 형성되며, 상기 페디스탈 플레이트(511)의 내부에는 상기 복수의 유체 포트(514)와 상기 수직 유체통로(516)를 연결하는 측방향 유체통로(515)가 형성된다. 상기 수직 유체통로(516)과 측방향 유체통로(515)는 전술한 바와 같이 연마 헤드 저면에 장착된 멤브레인을 세척하기 위해 상기 유체 포트(514)로 순수를 공급하는 통로로서의 역할을 하며, 또한 상기 페디스탈 필름(513)의 상면에 안착되는 웨이퍼(10)를 진공 흡착하기 위한 진공 라인으로서의 역할도 겸하게 된다.
상기 페디스탈 필름(513)은 상기 페디스탈 플레이트(511)의 상면에 부착되어 웨이퍼(10)의 표면과 직접 접촉하게 되는 것으로, 상기 복수의 유체 포트(514) 각각의 가장자리를 따라 고리 형상으로 부착된다. 즉, 웨이퍼(10)의 진공 흡착에 불필요한 부위에는 페디스탈 필름(513)이 부착되지 않는다. 이는 웨이퍼(10) 표면과 상기 페디스탈 필름(513)의 접촉 면적을 종래에 비해 현저히 감소시키게 된다.
도 9와 도 10에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 페디스탈의 사시도가 도시되어 있다.
도 9와 도 10은 원판 형상의 페디스탈 플레이트(611, 711)의 상면에 십자 모양으로 부착된 페디스탈 필름(613a, 713a)이 구비된 페디스탈(610, 710)을 보여준다. 상기 복수의 유체 포트(614a, 614b, 714a, 714b)는 상기 페디스탈 플레이트(611, 711)의 상면에 방사상, 예컨데 십자 모양으로 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 페디스탈 필름(613a, 713a)도 상기 페디스탈 플레이트(611, 711)의 상면에 방사상, 예컨데 십자 모양으로 부착될 수 있다. 그리고, 상기 페디스탈 필름(613a, 713a)은 도 9에 도시된 바와 같이 중심부 유체 포트(614a)의 주위에 부착된 것과 외곽부 유체 포트(614b)의 주위에 부착된 것이 일체로 연결된 형태를 가질 수 있으며, 또는 도 10에 도시된 바와 같이 중심부 유체 포트(714a)의 주위에 부착되는 것과 외곽부 유체 포트(714b)의 주위에 부착되는 것이 분리된 형태를 가질 수 있다. 이와 같은 형태로 부착되는 페디스탈 필름(613a, 713a)도 웨이퍼 표면과의 접촉 면적이 현저히 감소된다.
한편, 웨이퍼의 크기가 큰 경우에는 그 가장자리 부위의 안정된 지지를 위하여, 페디스탈 플레이트(611, 711)의 상면 외곽 부위에 등간격으로 별도의 페디스탈 필름(613b, 713b)을 부착하는 것도 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 페디스탈에 있어서는 상기 복수의 유체 포트 주위를 포함한 제한된 부위, 즉 웨이퍼의 진공 흡착 및 지지를 위해 필요한 부위에만 페디스탈 필름이 부착되므로, 페디스탈 필름과 웨이퍼 표면과의 접촉 면적을 최소화할 수 있다. 따라서, 페디스탈 필름의 표면에 잔류되거나 페디스탈 필름의 펀칭 홀 내에 누적된 오염물질이 웨이퍼 표면과의 접촉에 의해 웨이퍼 표면으로 전이되는 것을 억제할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 페디스탈의 사시도이다.
본 실시예에서의 페디스탈(810)은 십자 형상의 페디스탈 플레이트(811)와, 상기 페디스탈 플레이트(811)의 상면에 십자 모양으로 배치된 복수의 유체포트(814)와, 상기 복수의 유체 포트(814) 각각의 가장자리를 따라 고리 형상으로 부착된 페디스탈 필름(813)을 구비한다.
페디스탈 플레이트(811)의 상면에는 세척에 사용되어 오염물질이 함유된 순수가 막을 형성하며 잔류하게 된다. 페디스탈 필름(813)의 상면에 안착되는 웨이퍼는 페디스탈 필름(813)의 두께 만큼 페디스탈 플레이트(811)의 상면과 이격되어 있으나, 페디스탈 플레이트(811)의 상면에 잔류되는 순수의 막의 두께가 두꺼운 경우에는 웨이퍼와 순수가 접촉할 수 있으므로 순수 내에 함유된 오염물질이 웨이퍼의 표면으로 전이될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는 페디스탈 플레이트(811)의 불필요한 부위, 즉 유체 포트(814)가 위치하지 않은 부위를 제거하여 십자 형상으로 제작함으로써, 페디스탈 플레이트(811) 상면의 면적을 최소화한다. 따라서, 페디스탈 플레이트(811)의 상면에 잔류되는 오염물질이 함유된 순수의 양이 최소화 되고, 결과적으로 오염물질이 웨이퍼 표면에 전이되는 것을 억제할 수 있게 된다.
그리고, 상기 페디스탈 필름(813)은 상기 복수의 유체 포트(814) 각각의 가장자리를 따라 고리 형상으로 부착된다. 따라서, 웨이퍼 표면과 상기 페디스탈 필름(813)의 접촉 면적은 종래에 비해 현저히 감소하게 된다.
도 12 내지 도 14에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 페디스탈의 사시도가 도시되어 있다.
도 12와 도 13은 십자 형상의 페디스탈 플레이트(911, 1011)의 상면에 십자 모양으로 부착된 페디스탈 필름(913, 1013)이 구비된 페디스탈(910, 1010)을 보여준다. 상기 복수의 유체 포트(914a, 914b, 1014a, 1014b)는 상기 페디스탈 플레이트(911, 1011)의 형상에 따라 그 상면에 십자 모양으로 배치되며, 이에 따라 상기 페디스탈 필름(913, 1013)도 상기 페디스탈 플레이트(911, 1011)의 상면에 십자 모양으로 부착된다. 그리고, 상기 페디스탈 필름(913, 1013)은 도 12에 도시된 바와 같이 중심부 유체 포트(914a)의 주위에 부착된 것과 외곽부 유체 포트(914b)의 주위에 부착된 것이 일체로 연결된 형태를 가질 수 있으며, 또는 도 13에 도시된 바와 같이 중심부 유체 포트(1014a)의 주위에 부착된 것과 외곽부 유체 포트(1014b)의 주위에 부착된 것이 분리된 형태를 가질 수 있다.
이와 같은 형태로 부착되는 페디스탈 필름(913, 1013)도 웨이퍼 표면과의 접촉 면적이 현저히 감소된다.
도 14에 도시된 페디스탈(1110)은 십자 형상으로 된 내측부(1111a)와 상기 내측부(1111a)의 단부들을 링 형상으로 연결하는 가장자리부(1111b)로 이루어진 페디스탈 플레이트(1111)를 구비한다. 상기 내측부(1111a)의 상면에는 복수의 유체 포트(1114)가 십자 모양으로 배치되며, 상기 유체 포트(1114) 각각의 가장자리를 따라 고리 형상으로 페디스탈 필름(1113a)이 부착된다. 그리고, 상기 가장자리부(1111b)의 상면에 소정 간격으로 별도의 페디스탈 필름(1113b)을 부착하는 것도 바람직하다. 한편, 상기 페디스탈 필름(1113a)은 도 12와 도 13에 도시된 실시예에서와 같이 상기 내측부(1111a)의 상면에 십자 모양으로 부착될 수 있다.
이와 같은 형상으로 된 페디스탈(1110)은 웨이퍼와 페디스탈 플레이트(1111)의 크기가 큰 경우에 적합한 것으로서, 전술한 실시예에서와 같은 효과 외에도 페디스탈 플레이트(1111)를 보강하며 웨이퍼의 가장자리 부위를 보다 안정되게 지지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 개시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 웨이퍼와 페디스탈 필름과의 접촉 면적이 최소화 됨으로써 페디스탈의 상면에 잔류되는 오염물질이 웨이퍼와의 접촉에 의해 웨이퍼 표면으로 전이되는 것을 최소화할 수 있으며, 또한 십자 형상의 페디스탈 플레이트는 그 상면에 잔류되는 오염물질의 양을 최소화할 수 있다.
따라서, 이러한 오염물질에 기인한 웨이퍼 표면 상의 스크레치 발생이 억제되므로, 스크레치에 기인한 반도체 소자의 결함이 감소되어 반도체 소자의 수율 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 로드컵의 페디스탈에 있어서:
    상기 로드컵의 내부에 설치되어 상기 웨이퍼를 지지하는 페디스탈 플레이트;
    상기 페디스탈 플레이트를 지지하며 승강시키는 페디스탈 지지대;
    상기 페디스탈 플레이트의 상면에 마련되어 상기 웨이퍼의 진공 흡착 및 순수의 분사를 위한 복수의 유체 포트;
    상기 페디스탈 지지대의 내부에 형성되는 수직 유체통로;
    상기 페디스탈 플레이트의 내부에 형성되어 상기 복수의 유체 포트와 상기 수직 유체통로를 연결하는 측방향 유체통로; 및
    상기 페디스탈 플레이트의 상면에 부착되어 상기 웨이퍼 표면과 접촉되는 페디스탈 필름을 구비하며,
    상기 페디스탈 필름은 상기 웨이퍼 표면과의 접촉 면적을 감소시키기 위하여 상기 복수의 유체 포트 주위를 포함한 제한된 부위에만 부착되는 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페디스탈 필름은 상기 복수의 유체 포트 각각의 가장자리를 따라 고리 형상으로 부착되는 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유체 포트는 상기 페디스탈 플레이트의 상면에 방사상으로 배치되며, 상기 페디스탈 필름도 상기 페디스탈 플레이트의 상면에 방사상으로 부착되는 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 페디스탈 필름은 상기 페디스탈 플레이트의 중심부에 위치하는 상기 유체 포트의 주위에 부착된 것과 상기 페디스탈 플레이트의 외곽부에 위치하는 상기 유체 포트의 주위에 부착된 것이 분리된 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  5. 화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 로드컵의 페디스탈에 있어서:
    상기 로드컵의 내부에 설치되어 상기 웨이퍼를 지지하는 페디스탈 플레이트;
    상기 페디스탈 플레이트를 지지하며 승강시키는 페디스탈 지지대;
    상기 페디스탈 플레이트의 상면에 마련되어 상기 웨이퍼의 진공 흡착 및 순수의 분사를 위한 복수의 유체 포트;
    상기 페디스탈 지지대의 내부에 형성되는 수직 유체통로;
    상기 페디스탈 플레이트의 내부에 형성되어 상기 복수의 유체 포트와 상기 수직 유체통로를 연결하는 측방향 유체통로; 및
    상기 페디스탈 플레이트의 상면에 부착되어 상기 웨이퍼 표면과 접촉되는 페디스탈 필름을 구비하며,
    상기 페디스탈 플레이트는 실질적으로 십자 형상을 가지고, 상기 페디스탈 필름은 상기 웨이퍼 표면과의 접촉 면적을 감소시키기 위하여 상기 복수의 유체 포트 주위를 포함한 제한된 부위에만 부착되는 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 페디스탈 플레이트는 실질적으로 십자 형상으로 된 내측부와, 상기 내측부의 단부들을 링 형상으로 연결하는 가장자리부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 페디스탈 필름은 상기 복수의 유체 포트 각각의 가장자리를 따라 고리 형상으로 부착되는 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 페디스탈 필름은 상기 페디스탈 플레이트의 상면에 십자 모양으로 부착되는 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 페디스탈 필름은 상기 페디스탈 플레이트의 중심부에 위치하는 상기 유체 포트의 주위에 부착된 것과 상기 페디스탈 플레이트의 외곽부에 위치하는 상기 유체 포트의 주위에 부착된 것이 분리된 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 가장자리부의 상면에는 소정 간격으로 상기 페디스탈 필름이 부착되는 것을 특징으로 하는 로드컵의 페디스탈.
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