KR100540367B1

KR100540367B1 - 연마장치 및 연마방법

Info

Publication number: KR100540367B1
Application number: KR1020007007087A
Authority: KR
Inventors: 도가와데츠지; 야마구치구니아키
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2006-01-10
Also published as: EP1095734A1; US6338669B1; WO1999033612A1; JP3902724B2; KR20010033576A; EP1095734B1; DE69841223D1; EP1095734A4

Abstract

본 발명은 반도체웨이퍼 등의 연마장치에 관한 것으로서, 연마액 등의 액체를 공급하는 암을 턴테이블 표면의 연마면 상에 액체를 공급하기 위한 액체공급위치 외에, 연마면의 반경방향 바깥쪽의 퇴피위치로 이동유지할 수 있도록 한다. 암이 액체공급위치에 있을 때에는 상기 암 상의 노즐이 연마면 상의 액체공급부분에 근접되는 상태로 하여 액체의 공급을 정확하게 행할 수 있도록 한다. 암을 퇴피위치로 유지시킴으로써 연마면의 보수 등의 작업을 하기 쉽게 한다.

Description

연마장치 및 연마방법{POLISHING DEVICE AND POLISHING METHOD}

본 발명은 반도체웨이퍼 등을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 턴테이블과, 연마면에 연마액 등의 액체를 공급하기 위한 액체공급장치를 구비하는 연마장치에 관한 것이다.

반도체웨이퍼의 제조공정에 있어서는 반도체웨이퍼 표면을 평탄화 또한 경면화하기 위한 연마장치가 사용되고 있다.

이와 같은 종류의 연마장치는 표면에 연마면을 가지고 소정의 회전수로 회전하는 턴테이블과, 반도체웨이퍼를 유지하여 소정의 회전수로 회전하여 연마액이 공급되는 턴테이블의 연마면에 접촉시켜 상기 반도체웨이퍼의 표면을 연마하는 웨이퍼캐리어와, 연마후에 턴테이블의 연마면에 접촉하여 드레싱액을 공급하면서 연마면의 재생(드레싱)을 행하는 드레싱공구를 1개의 밀폐하우징 내에 수납하여 구성되어 있다.

턴테이블의 연마면에 연마액이나 드레싱액을 공급하기 위해서는, 종래 도 1에 나타내는 바와 같이, 턴테이블(201)의 상부에 연마액이나 드레싱액을 토출하기 위한 노즐(203)을 설치하고, 이 노즐(203)에 연마액이나 드레싱액의 공급튜브(205)를 접속하고, 이 노즐(203)로부터 연마액이나 드레싱액을 턴테이블(201)[통상은 상 면에 연마포(202)를 붙여 형성하였다]의 연마면상에 토출하도록 하고 있었다.

그러나 상기 종래장치에는 이하와 같은 문제점이 있었다.

① 노즐(203)이나 공급튜브(205)는 턴테이블(201)의 위쪽위치에 고정되어 있기 때문에 예를 들어 턴테이블(201)의 상면에 붙인 연마포(202)의 교체나 그 밖의 메인티넌스시에는 방해가 된다.

② 노즐(203)로부터 토출한 연마액 등의 액체는 턴테이블(201)상의 최적위치 [회전하는 턴테이블(201)의 상면 전체를 원심력으로 확산하여 가는 데 가장 적합한 위치, 즉 턴테이블(201)의 회전중심위치 근방]에 낙하시킬 필요가 있으나, 토출하는 액체의 유량이나 유속에 따라서는 그 낙하위치가 변화하여 상기 최적위치로부터 어긋나 버릴 염려가 있다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로 그 목적은 연마포의 교체나 그외 메인티넌스시 방해되는 일 없고, 또한 액체를 확실하게 턴테이블상의 최적위치에 공급할 수 있는 턴테이블에 대한 액체공급장치를 구비한 연마장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 관한 연마장치에 있어서는 액체공급장치가 가동암과, 이 가동암에 지지되어 턴테이블의 연마면에 액체를 공급하기 위한 노즐을 가진다. 가동암은 연마면에 있어서 액체를 공급해야 할 부분 위로 실질적으로 수직 위쪽위치에 노즐을 위치결정하기 위한 액체공급위치와, 연마면의 외주보다도 바깥쪽에 위치하는 적어도 l개의 퇴피위치와의 사이에서 움직일 수 있다. 연마장치는 또한 암을 액체공급위치 및 퇴피위치 각각의 위치에 유지하기 위한 유지장치를 가진다.

도 1은 턴테이블에 대한 노즐의 종래 설치상태를 나타내는 개략측면도,

도 2는 본 발명에 관한 연마장치의 개략평면도,

도 3은 본 발명에 관한 연마장치에 있어서의 턴테이블 및 액체공급암의 부분을 확대하여 나타내는 평면도,

도 4는 도 3의 4-4선 단면 개략도,

도 5는 도 3과 유사한 평면도로서, 액체공급암의 각종 정지위치를 나타내는 도,

도 6은 액체공급암의 일부 노치 평면도,

도 7은 상기 암의 일부 노치 측면도,

도 8은 액체공급암의 다른 실시형태를 나타내는 평면도,

도 9는 도 8의 액체공급암의 측면도,

도 10은 상기 액체공급암의 이동노즐을 나타내는 측면도,

도 11은 도 10의 11-l1선 단면도,

도 12는 도 10의 12-l2선 단면도이다.

이하, 본 발명의 최선의 실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명을 적용한 연마장치(60)전체의 구조의 개요를 나타내고 있다. 도시한 바와 같이 연마장치(60)는 연마를 행하는 연마실(70)과, 이 연마실에 인접하여 설치된 세정실(90)을 구비하고 있으며, 양 실(70, 90)은 1개의 밀폐된 하우징내에 설정되어 있다.

연마실(70)은 중앙에 턴테이블(73)을 가지고, 그 양쪽에 연마할 웨이퍼를 지지하고 턴테이블의 연마면에 접촉시키는 원반형상의 웨이퍼캐리어(75)를 구비하는 캐리어어셈블리(77)와, 턴테이블(73)의 연마면을 드레싱하기 위한 원반형상의 드레싱공구(79)를 구비하는 드레싱어셈블리(81)를 가지고 있고, 캐리어어셈블리(77)에 인접한 위치에는 연마실(70)과 세정실(90) 사이에서 반도체웨이퍼를 반송하기 위한 워크 반송장치(83)가 설치되어 있다.

이 장치에 있어서의 연마작업 및 드레싱작업은, 대략 이하와 같다.

연마될 반도체웨이퍼는 세정장치(90)의 반송부(a)로부터 상기 세정장치(90)내에 도입되고 상기 세정장치(90)내에서 이송되어 연마장치(70)의 워크 반송장치(83)상에 얹어 놓여진다.

캐리어어셈블리(77)의 웨이퍼캐리어(75)는 도 2에서 도시된 위치로부터 화살표 A 방향으로 회전되어 워크 반송장치(83)에 올려 놓여져 있는 웨이퍼를 집어들어 상기 웨이퍼캐리어의 하면에 유지하고, 그 수직 중심축선을 중심으로 회전하면서 상기 유지된 웨이퍼를 회전하는 턴테이블(73)상으로 이동시켜 상기 턴테이블 상면의 연마포(74)에 가압함으로써 상기 웨이퍼의 연마를 행한다. 이때 연마포(74)상에는 이하에 상세히 설명하는 액체공급암(10)으로부터 연마액이 공급된다.

연마작업 종료후, 반도체웨이퍼는 다시 워크 반송장치(83)로 되돌아가고, 세정장치(90)내에서 세정·건조되어 반송부(a)로부터 외부로 인출된다.

드레싱공구(79)는 반도체웨이퍼의 연마종료후, 이 드레싱공구의 수직 중심축선을 중심으로 회전하면서 화살표(B)로 나타내는 바와 같이 턴테이블(73)상에서 요동되어, 턴테이블(73)의 연마포(74)상에 가압되어 상기 연마포(74) 표면의 드레싱을 행한다. 이때 연마포(74)상에는 이하에 상세히 설명하는 액체공급암(10)으로부터 드레싱액이 공급된다.

연마액이나 드레싱액 등을 공급하기 위하여 본 발명에서는 이하에 설명하는 바와 같은 액체공급장치를 구비하고 있으나, 이 액체공급장치를 설명하기 전에 공급된 액체의 액체배출시스템에 관하여 간단히 설명한다.

즉, 본 발명에 관한 연마장치에 있어서는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 액체공급장치에 의해 턴테이블(73)상에 공급된 연마액 등의 액체가 상기 턴테이블의 회전에 따라 그 외주로부터 바깥쪽으로 비산되는 것을 받아내기 위한 비산방지커버(101)가 설치되어 있다. 상기 커버는 턴테이블의 외주를 따라 설치되어 있고, 그 일부에는 노치부(103)가 설치되어 있다. 또 턴테이블(73)의 바깥 둘레 하부에는 링형상으로 형성된 홈통(111)이 설치되어 있어, 비산방지커버에 의해 받아진 액체는 상기 홈통(111)내에 모여져 도시 생략한 소정의 배관에 의해 연마장치(70)의 외부로 배출되도록 되어 있다.

다음에 액체공급장치를 설명하면, 이 장치는 한쪽 끝이 턴테이블(73) 근방에 설치한 대(121)의 위에 설치된 요동축(50)에 요동가능하게 설치된 액체공급암 (10)을 가지고 있으며, 이 암에는 그 선단에 연마액과 드레싱액을 각각 토출하는 4개의 노즐(23)을 구비하는 노즐어셈블리가 설치되어 있다.

액체공급암(10)의 요동축(50)의 부분에는 하기하는 디텐트기구(detent mechanism)(15)가 설치되고, 도 5에 나타내는 액체공급위치(F)(도 3에 나타내는 위치와 동일)와 턴테이블 (73)의 외주 근방의 제 1 퇴피(退避)위치(D)와, 턴테이블(73)의 외주로부터 떨어진 제 2 퇴피위치(E)의 3개의 포지션에 있어서 각각 정지상태를 유지할 수 있게 되어 있다.

액체공급암(10)은 그 선단부분의 상면에 슬라이드기구(12)를 거쳐 스테이 (14)가 슬라이딩가능하게 설치되어 있고, 이 스테이(14)의 선단부분에 노즐어셈블리(40)가 나사 등에 의해 고정되고, 다시 이 노즐어셈블리(40)의 상부를 막도록 박스커버(13)가 착탈자유롭게 설치되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이 액체공급암은 유압이나 공기압의 실린더에 의하여 상하이동 가능하게 되어 있다.

디텐트기구(15)는 도시한 바와 같이 대(121) 상면의 원하는 부분에 설치된 탄성부재와, 이 탄성부재에 의해 액체공급암의 바닥면에 가압되는 구체와, 암 본체 바닥면에 형성된 오목부로 구성되어 있으며, 상기 각 위치(F, D, E)에 있어서 오목부가 구체와 걸어맞추어짐으로써 상기 액체공급암을 그 위치에 유지하도록 되어 있다. 그러나 유지되어 있는 암은 일정 이상의 회전력을 가함으로써 그 유지가 해제된다.

상기 스테이(14)는 슬라이드기구(12)에 의해 슬라이드가능하게 되어 있으나, 상기 요동축(50)의 디텐트기구(15)와 동일한 디텐트기구로 화살표 X 방향으로는 빠지지 않도록 되어 있다.

상기 노즐어셈블리는 노즐장착부재(40)를 구비하고, 그 선단의 하면(19)이 박스커버(13) 선단 하면에 설치한 개구(21)로부터 아래방향을 향하여 돌출되어 있고, 상기 4개의 노즐(23)은 그 선단을 설정부재(40)의 하면(19)으로부터 바로 밑으로 돌출하도록 설치되어 있으며, 그 반대쪽의 기초끝은 각각 커넥터(24)를 거쳐 공급튜브(25)에 접속되어 있다. 노즐(23)의 선단을 하면(19)과 동일면에 설치했을 경우, 이 노즐(23)로부터 토출되는 액체가 노즐장착부재의 하면(19)상에 표면장력으로 고여 다른 노즐(23)로부터 토출되는 다른 종류의 액체와 섞여버릴 염려가 있으나, 상기와 같이 노즐선단을 노즐장착부재의 하면(19)으로부터 돌출시키고, 또한 서로 분리하여 설정하고 있기 때문에 그와 같은 문제는 회피할 수 있다.

또 4개의 공급튜브(25)는 박스커버(13)로부터 외부로 끌어내어져 있으나, 각 공급튜브(25)는 모두 박스커버(13)내에 있어서 소정각도(θ)만큼 비스듬하게 경사져 있다. 이와 같이 각 공급튜브(25)를 경사시킨 것은 각 공급튜브(25)내에서 액이 고이지 않도록 하기 위해서이다.

각 공급튜브(25)에는 액체공급장치로부터 각각 연마액이나 드레싱액이나 분산액, 산화제 등의 약액 등이 공급된다. 각각의 튜브는 필요에 따라 도 7에 나타내는 바와 같이 각각 다른 액체공급원(탱크 T)에 접속시킬 수 있다. 노즐(23)이나 공급튜브(25)의 수나 구조는 필요에 따라 변경된다.

다음에 이 액체공급암(10)의 동작을 설명한다.

액체공급암(10)은 도 5에 나타내는 액체공급위치(F)에 있어서 그 선단의 4개의 노즐(23)의 중심이 턴테이블(73)의 회전중심축과 일치하도록 위치결정되고, 디텐트기구(15)에 의해 유지되어 있다. 그리고 웨이퍼캐리어(75)의 하면에 유지된 반도체웨이퍼를 턴테이블(73)의 연마포(74) 표면의 연마면에 접촉하여 연마할 때, 상기 액체공급암(10) 선단의 4개의 노즐중 소정의 노즐(23)로부터 연마액을 토출한다.

토출된 연마액은 턴테이블(73)의 중앙에 수직으로 떨어져 턴테이블(73)의 회전에 의한 원심력에 의해 턴테이블(73) 전면으로 균일하게 퍼져 그 연마면 전체를 덮는다.

또 드레싱공구(79)에 의한 드레싱시에는 노즐유닛(40)의 다른 노즐(23)로부터 드레싱액이 토출되나, 이 드레싱액도 상기 연마액과 마찬가지로 턴테이블(73)의 중앙에 수직으로 떨어지게 되어 연마포(74) 전면에 균일하게 퍼진다.

즉 본 실시형태에 관한 액체공급암(10)의 경우, 도 1에 나타내는 종래 예와 같이 액체를 턴테이블(73)상에서 경사방향으로 토출하는 구조가 아니라, 어떠한 노즐(23)로부터 토출되는 액체도 턴테이블(73)의 중앙에 수직으로 떨어지도록 공급되고, 따라서 턴테이블의 연마면의 원하는 위치에 정확하게 공급할 수 있다.

액체를 수직으로 공급하기 위한 방법으로서는 도시한 바와 같이 노즐선단을 수직아래쪽으로 향하게 하는 방법 외에, 액체를 저장하는 탱크(T)와 노즐 사이에 유량조정밸브(V)를 설치하여 노즐에 공급하는 유량을 조정할 수 있도록 하여, 노즐선단이 각도를 가지고 설정되어 있다 하더라도 그 노즐선단으로부터 토출된 액체가 즉시 수직하게 흘러내릴 정도의 유량으로 조절함으로써 행하는 것도 가능하다.

턴테이블(73)상에 부착한 연마포(74)의 교체 등을 행하는 경우는, 상기 액체공급암(10)을 손으로 도 5의 제 1 퇴피위치(D)까지 이동시킨다. 이 위치에 있어서도 디텐트기구(15)가 작용하여 그 정지상태가 유지된다. 이에 의해 턴테이블(73)의 연마포(74)의 바로 위에는 아무것도 존재하지 않게 되어 연마포(74)의 교체 등의 작업을 용이하게 행할 수 있다.

또 이때 액체공급암(10) 선단의 노즐(23)은, 비산방지커버(101)의 노치부 (103)의 바로 위에 위치하도록 되어 있고, 노즐(23)로부터 떨어지는 액체(액체의 공급은 정지하고 있으나, 노즐(23)내에 남은 액체가 누출되어 나옴)는 이 노치부 (l03)를 통하여 그 밑에 위치하는 홈통(111) 내로 낙하하고, 이에 의하여 누출된 액이 턴테이블(73)의 주위를 오염시킬 염려는 없다.

또 이와 같은 구성으로 되어 있기 때문에 튜브(25)를 연마액원이나 약액원 등 외에 순수원(純水源)에도 접속해 두어 사용후에 튜브(25)의 접속을 순수원으로 전환하여 순수를 흘림으로써 주위를 오염시키는 일 없이 상기 튜브 및 노즐의 세정을 행할 수 있다.

상기 2개의 포지션(F, D)에서는 행할 수 없는 메인티넌스의 필요가 발생했을 경우, 즉 예를 들어 하기하는 바와 같이 노즐어셈블리(40)를 암 본체(11)로부터 떼어내어 노즐(23)의 토출유량을 계측하는 경우나, 턴테이블(73)상에서 깨진 반도체웨이퍼의 파편을 회수하는 경우나, 홈통(111)에 들어간 반도체웨이퍼의 파편을 인출하기 위하여 비산방지커버(101)를 벗겨낼 경우나, 턴테이블(73) 전체를 살펴 어떠한 이상이 있는 지의 여부를 점검하는 경우나, 본 발명에 관한 액체공급장치 자체의 메인티넌스를 행하고 싶은 경우 등은 상기 액체공급암(10)을 손으로 도 5의 제 2 퇴피위치(E)까지 이동시킨다. 이 위치에 있어서도 디텐트기구(15)가 작용하여 이 위치에서의 정지상태가 유지된다.

이에 의하여 턴테이블(73) 및 비산방지커버(101) 위에 아무것도 존재하지 않게 되어 상기 메인티넌스를 용이하게 행할 수 있다.

또한 도시한 퇴피위치(E)는 연마장치(70)의 외벽에 가까운 위치이기 때문에, 액체공급장치 자체의 메인티넌스를 연마장치(70)의 외부로부터 용이하게 행할 수 어 가장 적합하다. 또한 제 2 퇴피위치로서는 위치(E) 이외에 예를 들어 도 5에 나타내는 위치(G)로 하여도 좋다.

그런데 각 노즐(23)로부터 토출되는 액체의 유량을 최적량으로 조정하기 위해서는 상기 유량을 계량할 필요가 있다. 그리고 본 실시형태의 경우, 그 계량에는 이하의 2가지 방법이 있다.

즉 첫번째 방법은, 각 노즐(23)의 선단으로부터 토출하는 액체를 메스실린더 등의 유량계로 직접 측정하는 방법이다. 이 경우 액체공급암(10)을 예를 들어 상기 D 위치로 위치시켜 측정을 행하거나 또는 고정나사(16)(도 6, 도 7)를 풀어 스테이(14)마다 화살표(X)방향으로 뽑아내어 노즐유닛(40) 등 모두를 암 본체(11)로부터 떼어내어 측정하기 쉬운 장소로 이동하여 측정을 행할 수 있다. 이 측정방법은 각 노즐(23)선단으로부터 토출되는 액체의 유량을 직접 측정할 수 있기 때문에 정확한 측정을 행할 수 있다.

두번째 방법은, 스테이(14)로부터 박스커버(13)를 화살표(Y)방향으로 끌어올려 제거하고, 그 내부에 노출되는 공급튜브(25)중 측정하고 싶은 공급튜브(25)를 커넥터(24)로부터 떼어내고, 상기 공급튜브(25)의 선단을 원하는 측정하기 쉬운 장소로 이동시켜 그 토출유량을 측정하는 방법이다.

이 측정방법의 경우, 노즐(23)로부터 토출되는 유량을 측정하는 것은 아니기때문에, 상기 첫번째 측정방법과 비교하여 그 유량치에 다소 오차가 생길 염려는 있으나, 스테이(14) 등을 암 본체(11)로부터 떼어낼 필요가 없기 때문에, 그 측정을 간편하게 행할 수 있다는 이점이 있다.

이상 설명한 본 실시형태는 액체공급암(10)을 요동축(50)을 중심으로 요동시키는 구조이기 때문에, 그 요동위치를 예를 들어 요동축(50)에 설치한 위치검출센서로 용이하게 검출할 수 있고, 이에 의하여 액체공급암(10)이 정규의 액체공급위치 (F)에 없는 경우에는 연마장치(70)의 구동을 정지하도록 구동정지수단으로 인터록을 걸어 제어함으로써 장치의 안전성을 향상시키는 것을 용이하게 할 수 있다. 즉 예를 들어 액체공급암(10)이 액체공급위치(F) 이외의 위치에 있는 경우에 드레싱유닛(81)이 동작하여 액체공급암(10)과 충돌해서 쌍방이 파손되는 것 등을 방지할 수 있다.

또 도 3에 나타내는 바와 같이 비산방지커버(101)의 소정위치에 도그(피검출물)(131)를 설치하고, 한쪽 비산방지커버(101)를 정규의 설치위치에 설치하였을 때에 상기 도그(131)에 접근하여 대향하는 암 본체(11) 위치에 센서(l33)(도 1, 도 3 참조)를 설치함으로써 비산방지커버(101)의 부착여부나, 위치 어긋남을 용이하게 검출할 수 있도록 하고 있다. 즉 비산방지커버(101)는 상하이동 가능하기 때문에 턴테이블(73)의 메인티넌스시는 내려져 있으나, 내린 채로 연마작업이 행하여지면 연마액 등이 주위에 비산되기 때문에 그와 같은 일이 없도록 비산방지커버(101)가 내려가 있는 때에는 센서(133)가 도그(131)를 검지하지 않고 이것에 의거하여 턴테이블의 구동모터 등이 작동하지 않도록 할 수 있다.

또 비산방지커버(101)가 너무 상승하여 센서(133)로 도그(131)를 검지할 수 없게 된 때에는 이에 응답하여 비산방지커버(101)를 소정의 위치까지 내리거나 또는 암 본체(11)를 소정량 상승하도록 할 수 있다. 본 실시예에서는 암 본체(11) 및 비산방지커버(101)를 함께 상하이동 가능한 구성으로 하고 있으나, 예를 들어 암 본체(11)는 상하이동하지 않는 구성으로 하여도 좋다.

또 상기 실시형태에서는 디텐트기구(15)에 의한 액체공급암(10)의 정지위치를 3부분으로 하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라 액체공급위치 및 퇴피위치가 각각 적어도 1개씩 있으면 좋다.

또 암(10)을 요동하는 장치로서 암과 상기 연마장치의 정지프레임 사이에 피스톤 실린더장치를 설치하여 이 피스톤 실린더의 신축에 의하여 요동하도록 하면, 상기한 정지위치에 있어서 암(10)을 유지하는 데 상기한 바와 같은 디텐트기구를 설치할 필요가 없어진다. 그 경우 피스톤 실린더장치에 위치검출스위치를 설치하여 암위치를 검출, 제어하여도 좋다. 또한 그와 같은 피스톤 실린더 대신에 로터리액츄에이터를 사용하여도 좋다. 또한 디텐트기구 대신에 스텝핑모터를 사용하여 암(10)을 구동하도록 하면 암(10)의 각 정지위치에서 정확하게 암(10)을 정지, 유지할 수 있다.

또 상기 실시형태에서는 그 액체공급위치(F)를 액체공급암(10) 선단의 4개의 노즐(23)의 중심이 턴테이블(73)의 회전중심축과 일치하도록 위치시키고 있으나, 액체공급위치(F)는 반드시 이 위치에 한정되지 않는다. 즉 예를 들어 도 5에 나타내는 바와 같이 턴테이블(73)상에서 연마되는 반도체웨이퍼(300)의 바깥둘레가 턴테이블(73)의 회전중심까지 이동하여 오지 않을 경우는, 노즐(23)의 중심위치는 턴테이블(73)의 회전중심으로부터 반도체웨이퍼(300)가 연마되지 않는 반경(H)내의 범위이면 어느 위치이더라도 좋다. 왜냐하면 반경(H)의 원내에 액체가 공급되면 턴테이블(73)의 회전에 의한 원심력에 의하여 웨이퍼(300)의 면에 액체가 충분히 공급되기 때문이다.

도 8 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시형태가 표시되어 있다.

즉, 이 실시형태에 있어서는 액체공급암(10')에 설치되는 노즐을 상기 암 본체(11')의 선단에 고정되는 고정노즐(23')과, 상기 암의 길이방향에서 변위가능한 이동노즐(25")의 2종류로 하고 있다. 즉, 고정노즐(23')은 도시 생략한 액체공급장치(도시예에서는 드레싱액 공급장치)로부터 신장되는 튜브(25')의 선단을 액체공급암(10')의 선단에 설치한 수직관통구멍에 통과시키고 고정용 부재(27)에 의해 고정하여 형성되어 있다. 또 이동노즐(23")은 도시 생략한 액체공급장치(도시예에서는 연마액 공급장치)로부터 신장된 튜브(25")의 선단을 암 본체(11')의 길이방향으로 설치한 가늘고 긴 구멍(28)에 수직으로 통과시키고, 이 구멍을 따라 이동가능하게 되도록 하여 형성되어 있고, 고정용 부재(30)에 의해 원하는 위치에서 고정되도록 되어 있다. 구체적으로는 암본체(11')가 단면원형의 파이프형상부재에 의해 형성되어 있고, 구멍(28)은 상기 고리형상부재를 수직방향에서 관통하고 있다. 고정용 부재 (30)는 구멍(28)내에 그 길이 방향으로 슬라이딩가능하게 설치된 대략 원형단면의 슬라이딩부재(32)와, 이 부재(32)를 관통하도록 설치된 볼트(34)와, 암 본체의 바깥쪽 하면에 접촉하도록 설정되고 볼트(34)에 의해 슬라이딩부재(32)에 연결되어 있는 튜브유지부재(36)로 구성되어 있으며, 튜브유지부재(36)에는 구멍(28)을 통과한 튜브(25")의 선단이 가압부재(38)에 의해 고정되어 있다.

볼트(34)는 슬라이딩부재의 수직구멍에 삽입되어 있고, 그 선단부분에 형성된 나사부분이 튜브유지부재(36)의 나사구멍에 나사걸어맞춰져 있고, 이 볼트를 돌림으로써 튜브유지부재(36)를 상하이동시켜 암 본체에 고정하거나 고정을 해제할 수 있게 되어 있다.

도 8에 나타내는 예에서는, 고정노즐(23')이 턴테이블의 중심에 위치결정되는 상태에 있어서 이동노즐이 연마되는 웨이퍼(300)의 대략 중심을 지나는 연마면상 부분의 위치에 위치결정되어 있다. 도시한 예에서는 연마액을 공급하기 위한 노즐만을 이동가능하게 하였으나, 필요에 따라 다른 노즐도 마찬가지로 이동가능하게 할 수 있고, 예를 들어 분산제 공급노즐이나, 산화제 공급노즐도 이동가능하게 하고 연마액과 동일위치로부터 공급하도록 하는 것이 바람직하다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, ① 액체공급암을 필요에 따라 턴테이블 외주의 바깥쪽으로 이동유지할 수 있기 때문에, 연마포의 교체나 기타의 메인티넌스를 용이하게 행할 수 있으며, 또한 이들 작업시간의 단축이 도모되고, 또 ② 턴테이블에 액체를 수직으로 흘러내리게 하여 턴테이블 상의 원하는 부분에 정확하게 공급할 수 있어 최적의 작업을 행할 수 있다.

Claims

연마면을 가지는 턴테이블과; 상기 연마면 상에 연마액과 같은 액체를 공급하기 위한 액체공급장치를 구비하는 연마장치에 있어서,

상기 액체공급장치는 가동암과, 상기 연마면 상에 상기 액체를 공급하기 위하여 상기 가동암 상에 지지된 노즐을 가지며,

상기 가동암은, 상기 액체가 공급되야 할 상기 연마면 상의 부분의 실질적으로 수직 위쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 액체공급위치와, 상기 연마면의 외주보다도 반경방향으로 바깥쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 하나 이상의 퇴피위치 사이에서 이동될 수 있고,

상기 연마장치는 고정부재와, 상기 가동암을 상기 액체공급위치와 상기 퇴피위치에서 각각 유지하기 위하여 상기 고정부재와 상기 가동암 사이에 마련된 디텐트기구를 더욱 포함하여 이루어지며, 상기 디텐트기구는 상기 고정부재 상에 배치된 탄성부재, 상기 탄성부재에 의해 상기 가동암에 대해서 가압되는 볼, 및 상기 가동암 내에 형성된 오목부를 포함하고 있어서, 상기 가동암이 상기 액체공급위치 및 상기 퇴피위치에 각각 위치되었을 때 상기 볼을 이에 대응하는 상기 오목부 내에 맞물리게 함으로써 상기 가동암을 상기 액체공급위치 및 상기 퇴피위치에서 각각 유지하며, 상기 가동암이 상기 액체공급위치로부터 상기 퇴피위치로 또는 그 반대로 이동하도록 소정의 힘을 상기 가동암 상에 인가함으로써 상기 볼이 상기 대응하는 오목부로부터 해제될 수 있게 한 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1항에 있어서,

상기 액체공급장치는 상기 액체공급노즐로부터 토출되는 액체가 상기 연마면 상의 상기 액체가 공급될 부분으로 실질적으로 수직으로 흘러내리도록 상기 액체의 유량을 조정하는 유량조정장치를 가지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 가동암은 상하이동이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1항에 있어서,

상기 액체공급장치는 다른 종류의 액체공급원에 각각 연통되는 복수의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마면을 가지는 턴테이블과; 상기 연마면 상에 연마액과 같은 액체를 공급하기 위한 액체공급장치를 구비하는 연마장치에 있어서,

상기 액체공급장치는 가동암과, 상기 연마면 상에 상기 액체를 공급하기 위하여 상기 가동암 상에 지지된 노즐을 가지며,

상기 가동암은, 상기 액체가 공급되야 할 상기 연마면 상의 부분의 실질적으로 수직 위쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 액체공급위치와, 상기 연마면의 외주보다도 반경방향으로 바깥쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 하나 이상의 퇴피위치 사이에서 이동될 수 있고,

상기 연마장치는 상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마면을 가지는 턴테이블과; 상기 연마면 상에 연마액과 같은 액체를 공급하기 위한 액체공급장치를 구비하는 연마장치에 있어서,

상기 액체공급장치는 가동암과, 상기 연마면 상에 상기 액체를 공급하기 위하여 상기 가동암 상에 지지된 노즐을 가지며,

상기 가동암은, 상기 액체가 공급되야 할 상기 연마면 상의 부분의 실질적으로 수직 위쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 액체공급위치와, 상기 연마면의 외주보다도 반지름방향으로 바깥쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 하나 이상의 퇴피위치 사이에서 이동될 수 있고,

상기 노즐은, 상기 액체공급위치 상에 위치된 상기 가동암 상의 상기 노즐의 위치가 상기 연마면에 대해서 상기 연마면의 반지름방향으로 조절가능하도록, 상기 가동암 상에서 움직일 수 있고,

상기 연마장치는, 상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 6항에 있어서,

상기 연마면의 상기 외주의 바깥쪽으로 비산되어 상기 비산방지커버에 의해 저지된 후 상기 비산방지커버로부터 낙하하는 액체를 받기 위해서 상기 고리형상의 비산방지커버 아래에 배치된 액체배출용 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
삭제
삭제
제 6항에 있어서,

상기 고리형상의 비산방지커버에는 도그(dog)가 설치되어 있으며, 상기 도그를 감지하기 위한 위치센서가 상기 가동암에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마면을 가지는 턴테이블과; 상기 연마면 상에 연마액과 같은 액체를 공급하기 위한 액체공급장치를 구비하는 연마장치에 있어서,

상기 액체공급장치는 가동암과, 상기 연마면 상에 상기 액체를 공급하기 위하여 상기 가동암 상에 지지된 노즐을 가지며,

상기 가동암은, 상기 액체가 공급되야 할 상기 연마면 상의 부분의 실질적으로 수직 위쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 액체공급위치와, 상기 연마면의 외주보다도 반경방향으로 바깥쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 하나 이상의 퇴피위치 사이에서 이동될 수 있고,

상기 노즐은 상기 액체가 배출되는 선단(distal end)과 기단(proximal end)을 가지고, 상기 선단은 수직아래쪽으로 연장되어 있고,

상기 액체공급장치는 상기 노즐의 기단에 탈착 가능하게 연결되는 액체공급튜브를 가지고, 상기 튜브는 상기 노즐의 기단으로부터 위쪽을 향하여 경사지도록 설정되어 있으며,

상기 연마장치는, 상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마면을 가지는 턴테이블과; 상기 연마면 상에 연마액과 같은 액체를 공급하기 위한 액체공급장치를 구비하는 연마장치에 있어서,

상기 액체공급장치는 가동암과, 상기 연마면 상에 상기 액체를 공급하기 위하여 상기 가동암 상에 지지된 노즐을 가지며,

상기 가동암은, 상기 액체가 공급되야 할 상기 연마면 상의 부분의 실질적으로 수직 위쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 액체공급위치와, 상기 연마면의 외주보다도 반경방향으로 바깥쪽에 상기 노즐이 위치하게 되는 하나 이상의 퇴피위치 사이에서 이동될 수 있고,

상기 액체공급장치는 다른 종류의 액체공급원에 각각 연통되는 복수의 노즐을 포함하며,

상기 액체공급장치는 상기 노즐을 상기 가동암에 탈착 가능하게 장착하기 위한 노즐장착부재를 더욱 포함하며, 상기 노즐장착부재는 하면을 가지며, 상기 노즐의 선단이 상기 노즐장착부재의 상기 하면으로부터 아래쪽으로 돌출하는 방식으로 상기 노즐이 상기 노즐장착부재를 관통하여 연장되며, 상기 선단은 서로 이격되어 있고,

상기 연마장치는, 상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마면을 가지는 턴테이블과; 상기 연마면 상에 연마액과 같은 액체를 공급하기 위한 액체공급장치를 구비하는 연마장치에 있어서,

상기 액체공급장치는 가동암과, 상기 연마면 상에 상기 액체를 공급하기 위하여 상기 가동암 상에 지지된 노즐을 가지며,

상기 가동암은, 상기 연마면 상에 상기 액체를 공급하기 위한 상기 연마면 위쪽의 액체공급위치와, 상기 노즐로부터 상기 액체를 배출하기 위한 상기 연마면의 외주의 반경방향 바깥쪽에 위치한 액체배출위치와, 상기 액체배출위치의 반경방향 바깥쪽에 위치한 퇴피위치 사이에서 이동될 수 있고,

상기 연마장치는, 상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 14항에 있어서,

상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 15항에 있어서,

상기 연마면의 상기 외주의 바깥쪽으로 비산되어 상기 비산방지커버에 의해 저지된 후 상기 비산방지커버로부터 낙하하는 액체를 받기 위해서 상기 고리형상의 비산방지커버 아래에 배치된 액체배출용 부재를 가지고, 상기 액체배출용 부재는 상기 액체배출위치에 있는 상기 가동암 상의 노즐로부터 배출되는 액체를 받기에 적합하게 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
삭제
제 7항에 있어서,

상기 액체공급장치는 다른 종류의 액체공급원에 각각 연통되는 복수의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 14항에 있어서,

상기 액체공급장치는 상기 액체공급노즐로부터 토출되는 액체가 상기 연마면 상의 상기 액체가 공급될 부분으로 실질적으로 수직으로 흘러내리도록 상기 액체의 유량을 조정하는 유량조정장치를 가지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 14항에 있어서,

상기 가동암은 상하이동이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 14항에 있어서,

상기 액체공급장치는 다른 종류의 액체공급원에 각각 연통되는 복수의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 14항에 있어서,

상기 노즐은 선택밸브(selector valve)를 개재하여 상기 다른 종류의 액체공급원 뿐만 아니라 순수공급원과도 연통되어 있어서, 상기 순수를 상기 노즐에 관통시킴으로써 상기 노즐이 세정될 수 있는 것을 특징으로 연마장치.
제 14항에 있어서,

상기 노즐은 그 선단부가 수직 아래쪽으로 연장되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 5항에 있어서,

상기 서로 다른 액체공급원은 연마액 공급원, 드레싱액 공급원, 분산재액 공급원, 및 화학용액 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 14항에 있어서,

상기 연마장치는 고정부재를 더욱 포함하며, 상기 가동암과 상기 고정부재사이에 피스톤-실린더 액츄에이터가 설치되어 상기 가동암이 상기 피스톤-실린더 액츄에이터에 의해 이동되며,

상기 연마장치는 상기 가동암의 위치제어를 행하기 위하여 상기 가동암의 위치를 검출하는 위치검출스위치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 14항에 있어서,

상기 연마장치는 상기 가동암을 이동시키기 위한 스텝모터를 더욱 포함하여 상기 스텝모터가 상기 가동암의 위치제어를 행하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 6항에 있어서,

상기 연마장치는 상기 고리형상의 비산방지커버가 상기 상부위치에 놓여 있는지 여부를 결정하는 센서를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마면을 가지는 턴테이블을 제공하는 단계;

작업 대상물을 상기 연마면에 접촉하도록 가져가는 단계;

상기 연마면 상에서 연마액과 같은 액체를 상기 연마면의 반경방향의 원하는 위치에 공급하는 단계; 및

상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 작업 대상물 연마방법.
제 28항에 있어서,

상기 반경방향의 원하는 위치는 실질적으로, 상기 연마면과 접촉하는 상기 작업 대상물의 중심에 해당되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
제 28항에 있어서,

상기 반경방향의 원하는 위치는 실질적으로 상기 턴테이블의 상기 연마면의 중심에 해당되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
제 28항에 있어서,

상기 작업 대상물은 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 연마방법.
작업 대상물을 연마하기 위해서 상기 작업 대상물이 접촉되는 연마면을 가지는 턴테이블;

상기 연마면 상에서 연마액과 같은 액체를 상기 연마면의 반경방향의 원하는 위치에 공급하기 위해서 상기 액체의 공급원에 연통되도록 조정되는 가동노즐을 갖는 액체공급장치; 및

상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 작업 대상물을 연마하기 위한 연마장치.
제 32항에 있어서,

상기 반경방향의 원하는 위치는 실질적으로, 상기 연마면과 접촉하는 상기 작업 대상물의 중심에 해당되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 32항에 있어서,

상기 반경방향의 원하는 위치는 실질적으로 상기 턴테이블의 상기 연마면의 중심에 해당되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 32항에 있어서,

상기 작업 대상물은 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마면을 가지는 턴테이블과;

선단 및 연마액과 같은 액체 공급원에 연통되도록 조정되는 기단을 갖는 튜브와, 상기 액체를 상기 연마면 상에 공급하기 위해서 상기 튜브의 상기 선단에 제공된 노즐을 갖는 액체공급장치를 포함하여 이루어지고,

상기 연마면에 대한 상기 노즐의 반경방향 위치가 조절될 수 있도록 상기 노즐이 이동가능하고,

상기 연마면 상에 공급된 상기 액체가 상기 연마면의 외주로부터 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위해서 상부위치와 상기 연마면의 레벨 아래의 하부위치 사이에서 이동될 수 있는 고리형상의 비산방지커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.