KR100577549B1 - Chemical mechanical polishing equipment - Google Patents
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Abstract
화학적 기계적 연마 설비가 설치된 제 1 영역과 제 2 영역을 독립시키기 위해서 웨이퍼의 턴 오버 기능을 로봇에 대행시키고, 이와 같이 웨이퍼를 턴 오버시킬 수 있는 로봇을 제 1 및 제 2 영역 각각에 한 대씩 설치한다.In order to separate the first area and the second area where the chemical mechanical polishing facilities are installed, the turnover function of the wafer is substituted for the robot, and a robot capable of turning over the wafer is installed in each of the first and second areas. do.
따라서, 제 1 영역과 제 2 영역에 설치된 각각의 화학적 기계적 연마설비들이 웨이퍼 턴 오버 장치를 공유하여 사용할 필요가 없음으로, 제 1 및 제 2 영역에 설치된 화학적 기계적 연마 설비 중 어느 하나의 화학적 기계적 연마 설비에 고장이 발생되어도 나머지 하나의 화학적 기계적 연마 설비는 사용 가능토록 하여 설비 가동시간을 증가시킬 수 있다.Thus, the chemical mechanical polishing of any one of the chemical mechanical polishing facilities installed in the first and second regions is unnecessary because the respective chemical mechanical polishing facilities installed in the first and second regions do not need to share the wafer turnover device. If a plant fails, the other chemical mechanical polishing plant can be made available, increasing plant uptime.
또한, 웨이퍼를 로딩, 언로딩시키는 로봇에 구애받지 않고 제 1 영역에 설치된 화학적 기계적 연마 설비와, 제 2 영역에 설치된 화학적 기계적 연마 설비가 서로 독립적으로 웨이퍼 연마 공정을 진행함으로써, 웨이퍼의 로딩, 언로딩 시간이 줄어들 제품의 생산성이 향상될 수 있다.In addition, regardless of the robot that loads and unloads the wafer, the chemical mechanical polishing facility installed in the first region and the chemical mechanical polishing facility installed in the second region undergo a wafer polishing process independently of each other, thereby loading and unloading the wafer. Reduced loading time can improve product productivity.
Description
도 1은 종래의 화학적 기계적 연마 설비를 나타낸 블록도이고,1 is a block diagram showing a conventional chemical mechanical polishing facility,
도 2는 종래의 화학적 기계적 연마의 진행과정을 설명도하기 위한 설명도이다.Figure 2 is an explanatory diagram for explaining the progress of the conventional chemical mechanical polishing.
도 3은 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마 설비를 나타낸 블록도이고,3 is a block diagram showing a chemical mechanical polishing facility according to the present invention,
도 4는 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마 설비를 개략적으로 나타낸 사시도이고,4 is a perspective view schematically showing a chemical mechanical polishing facility according to the present invention,
도 5는 본 발명에 의한 웨이퍼 턴 오버 로봇을 나타낸 사시도이며,5 is a perspective view showing a wafer turn-over robot according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마의 진행과정을 설명하기 위한 설명도이다.6 is an explanatory diagram for explaining the progress of chemical mechanical polishing according to the present invention.
본 발명은 화학적 기계적 연마 설비(Chemical Mechanical Polishing)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 카세트 및 폴리셔(polisher)에 로딩된 웨이퍼를 언로딩하여 웨이퍼의 전·후면을 턴 오버하고, 웨이퍼 카세트에서부터 폴리셔까지 직선왕복 운동하는 웨이퍼 턴 오버 로봇을 갖는 화학적 기계적 연마 설비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 반도체 칩은 반도체 공정에 의하여 제조되는 반도체 소자의 집합체로 최근에는 단위 면적당 반도체 소자 밀도가 높으면서도 동작 속도가 빠른 초대규모 반도체 칩인 VLSI의 기술 개발이 상당 수준에 도달한 실정이다.BACKGROUND ART In general, semiconductor chips are a collection of semiconductor devices manufactured by a semiconductor process. Recently, the development of VLSI, a large-scale semiconductor chip having high semiconductor device density per unit area and fast operation speed, has reached a considerable level.
최근, VLSI가 더욱 고집적화됨에 따라서 반도체 소자를 다층에 걸쳐 형성하고 층과 층 사이에 층간 절연막(BPSG)을 형성한 다음 층간 배선을 비아 홀(via hole)에 의하여 배선하는 다층 구조가 보편화되었다. 하지만, 다층 구조에 의하여 반도체 칩을 형성할 경우 하층 박막에서는 별다른 문제점이 발생하지 않지만 상층으로 갈수록 하측 박막에 의한 요철이 심화되어 상측 박막에는 심한 요철이 발생하게 되고 최상층 박막에는 요철에 의하여 박막에 심한 일그러짐이 발생하는 문제점이 있다.In recent years, as VLSI has become more highly integrated, a multilayer structure in which a semiconductor device is formed over multiple layers, an interlayer insulating film (BPSG) is formed between layers, and the interlayer wirings are interconnected by via holes have become common. However, when the semiconductor chip is formed by the multilayer structure, there is no problem in the lower layer thin film. However, as the upper layer becomes deeper, the unevenness of the lower thin film is intensified. There is a problem that distortion occurs.
이와 같이 반도체 박막의 일그러짐에 따른 반도체 공정 수행의 어려움을 극복하기 위하여 고전적으로 반도체 박막의 일부분 예를 들어 후박층에 속하는 층간 절연막을 기계적으로 연마하는 방법이 수행되었고, 최근에는 층간 절연막을 화학적으로 처리한 후 기계적인 방법으로 연마하는 이른바 화학적 기계적 연마방법이 개발된 있다.In order to overcome the difficulties in performing the semiconductor process due to the distortion of the semiconductor thin film, a method of mechanically polishing a part of the semiconductor thin film, for example, an interlayer insulating film belonging to a thick layer, has been performed. The so-called chemical mechanical polishing method has been developed that is then polished by a mechanical method.
이와 같이 층간 절연막을 화학적 기계적으로 연마하기 위해서는 슬러리라 불리는 연마제를 필요로 하는 바, 슬러리는 알루미나, 실리카 등과 같은 연마 입자와 pH 조절액의 혼합물로 층간 절연막의 표면이 화학적으로 처리한 후 기계적으로 연마되도록 하는 역할을 한다.In order to chemically and mechanically polish the interlayer insulating film, an abrasive called a slurry is required. The slurry is a mixture of abrasive particles such as alumina and silica and a pH adjusting liquid, and the surface of the interlayer insulating film is chemically polished after chemical treatment. Play a role.
도 1에 도시된 바와 같이, 화학적 기계적 연마설비(1)는 크게 베이(bay)의 일측 단부에 설치된 웨이퍼 카세트 로더(10), 베이의 타측 단부에 설치된 폴리셔(20), 웨이퍼 카세트 로더(10)와 폴리셔(20)의 사이에 설치되어 웨이퍼를 뒤집는 웨이퍼 턴 오버장치(50), 폴리셔(20)와 웨이퍼 턴 오버장치(50) 사이에 설치된 슬러리 제거 장치(30), 웨이퍼 카세트 로더(10)와 웨이퍼 턴 오버장치(50) 사이에 설치된 웨이퍼 세정장치(40) 및 웨이퍼를 이송하는 복수개의 로봇 암(60,70)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the chemical
구체적으로, 베이의 일측 단부에 설치되는 웨이퍼 카세트 로더(10)에는 공정이 진행될 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 카세트가 안착되는 것으로, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(12)와, 제 2 웨이퍼 카세트 로더(10)로 나누어진다.In detail, a wafer cassette on which wafers to be processed are loaded is mounted on the
또한, 제 1 및 제 2 웨이퍼 카세트 로더(12, 14)에 인접한 곳에는 제 1, 제 2 웨이퍼 세정장치(42,44)가 설치되는데, 제 1, 제 2 웨이퍼 세정장치(42,44)는 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐(pencil nozzle)과 웨이퍼를 건조시키는 스핀 드라이어로 구성된다.In addition, first and
또한, 제 1, 제 2 웨이퍼 세정장치(42,44)와 인접한 곳에는 웨이퍼를 뒤집는 역할을 하는 제 1, 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(52,54)가 설치되는데, 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)는 슬러리(slurry), 순수 등이 묻지 않은 웨이퍼만을 턴 오버하며, 나머지 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54)는 슬러리, 순수 등이 묻어 있는 웨이퍼만을 턴 오버한다.Also, adjacent to the first and
또한, 제 1, 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(52,54)와 인접한 곳에는 제 1, 제 2 슬러리 제거장치(32,34)가 설치되며, 제 1, 제 2 슬러리 제거장치(32,34)에는 서로 소정 압력으로 맞닿아 있는 슬러리 제거용 롤러가 설치된다.In addition, first and second
제 1, 제 2 슬러리 제거장치(32,34)에 인접하여 제 1, 제 2 폴리셔(22,24)가 설치되는데, 제 1, 제 2 폴리셔(22,24)는 연마 패드와 웨이퍼를 흡착 고정하는 웨이퍼 척 및 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부로 구성된다.Adjacent to the first and second
여기서, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(12), 제 1 웨이퍼 세정장치(42), 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52), 제 1 슬러리 제거장치(32) 및 제 1 폴리셔(22)들과 서로 마주보는 위치에 제 2 웨이퍼 카세트 로더(14), 제 2 웨이퍼 세정장치(44), 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54), 제 2 슬러리 제거장치(34) 및 제 2 폴리셔(24)가 설치된다. Here, the first
또한, 제 1 웨이퍼 세정장치(42)와 제 2 웨이퍼 세정장치(44) 및 제 1 슬러리 제거 장치(32) 및 제 2 슬러리 제거 장치(34) 사이에 제 1, 제 2 로봇(60, 70)이 설치되는데, 제 1 로봇(60)은 웨이퍼 카세트 로더(10)에서부터 웨이퍼 턴 오버장치(50)까지 직선 왕복운동을 하고, 제 2 로봇(70)은 웨이퍼 턴 오버(50)에서부터 폴리셔(20)까지 직선 왕복 운동을 한다.Further, the first and
또한, 제 1, 제 2 로봇(60,70) 각각에는 2 개의 로봇 암(도시 안됨)이 설치되는데, 2 개의 로봇 암 중 하나의 로봇 암은 공정이 진행될 웨이퍼 및 웨이퍼 세정이 완료되어 건조된 상태의 웨이퍼를 이송하는 드라이 암(dry arm)이고, 나머지 하나의 로봇 암은 슬러리 및 순수 등이 묻어 있어 젖은 상태의 웨이퍼를 이송하는 웨트 암(wet arm)이다.In addition, two robot arms (not shown) are installed in each of the first and
이와 같이 구성된 종래 화학적 기계적 연마 설비에 의한 연마 순서를 첨부된 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The polishing sequence by the conventional chemical mechanical polishing facility configured as described above will be described with reference to FIG. 2.
먼저, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(12)에 놓여진 웨이퍼 카세트로부터 제 1 로봇의 드라이 암이 한 장의 웨이퍼를 언로딩한 다음 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)까지 이동한 후 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)에 웨이퍼를 로딩시킨다. First, the dry arm of the first robot unloads one wafer from the wafer cassette placed in the first
이후, 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)에 의하여 웨이퍼가 턴 오버되면 제 2 로봇의 드라이 암이 턴 오버된 웨이퍼를 언로딩한 상태에서 제 1 폴리셔(22)까지 이동한 다음 제 1 폴리셔(22)에 로딩시킨다.Subsequently, when the wafer is turned over by the first wafer turn-over
제 1 폴리셔(22)에 의하여 소정시간 동안 연마된 웨이퍼는 제 2 로봇(70)의 웨트 암에 의하여 제 1 슬러리 제거장치(32)로 이송되어 웨이퍼에 묻어 있는 슬러리가 1 차적으로 제거된 후, 제 2 로봇(70)의 웨트 암에 의하여 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54)로 이송된다.After the wafer polished for a predetermined time by the
제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54)에서 로딩된 웨이퍼가 턴 오버되면, 제 1 로봇(60)의 웨트 암은 턴 오버된 웨이퍼를 언로딩하여 제 1 웨이퍼 세정장치(42)로 이송한다.When the wafer loaded in the second wafer turn-over
여기서, 제 1 웨이퍼 세정장치(42)는 로딩된 웨이퍼를 세정하여 웨이퍼 표면에 잔존해 있는 슬러리를 완전히 제거한 후, 세정액을 건조시킨다.Here, the first
이와 같이 세정이 완료된 웨이퍼는 제 1 로봇(60)의 드라이 암에 의하여 제 1 웨이퍼 카세트(12)로 다시 로딩된다.The wafer thus cleaned is loaded back into the
제 2 웨이퍼 카세트(14)로부터 언로딩된 웨이퍼 또한 앞에서 설명한 방법과 동일한 순서로 화학적 기계적 연마가 수행된다.The wafer unloaded from the
그러나, 이와 같이 웨이퍼의 화학적 기계적 연마가 진행될 때, 제 1 및 제 2 웨이퍼 카세트(12)(14)로부터 언로딩된 웨이퍼만을 턴 오버하는 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)와, 제 1, 제 2 폴리셔(32)(34)로부터 언로딩된 웨이퍼만을 턴 오버하는 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54)를 공유하여 사용하기 때문에 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52) 또는 제 2 웨이퍼 턴 오버장치(54)가 고장을 일으키거나 교체할 때 화학적 기계적 연마 설비 전체를 사용할 수 없게 되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.However, when the chemical mechanical polishing of the wafer proceeds as described above, the first wafer turn-over
또한, 제 1 폴리셔와 제 2 폴리셔가 제 1 및 제 2 로봇을 공유하여 공용으로 사용하기 때문에 제 1 및 제 2 폴리셔에 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩되는 시간이 길어진다.In addition, since the first and second polishers share the first and second robots in common, the time for loading or unloading the wafer into the first and second polishers becomes longer.
이는, 제 1 로봇이 제 1 및 제 2 웨이퍼 카세트 중 어느 하나의 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼를 언로딩하여 제 1 웨이퍼 턴 오버로 이송시키는 동안 나머지 하나의 웨이퍼 카세트에서는 웨이퍼가 언로딩되기를 기다려야 하고, 제 2 로봇이 제 1 및 제 2 폴리셔 중 어느 하나의 폴리셔에서 웨이퍼를 꺼내어 제 2 웨이퍼 턴 오버로 이송시키는 동안 나머지 하나의 폴리셔에 로딩된 웨이퍼는 언로딩되기를 기다려야 하기 때문이다.This means waiting for the wafer to be unloaded in the other wafer cassette while the first robot unloads the wafer from one of the first and second wafer cassettes and transfers it to the first wafer turnover, and the second This is because the wafer loaded in the other polisher has to wait for the unloaded while the robot takes the wafer out of the polisher of either the first or second polisher and transfers it to the second wafer turnover.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 각각의 웨이퍼 카세트로부터 언로딩된 웨이퍼를 폴리셔-슬러리 제거장치-웨이퍼 세정장치-웨이퍼 카세트로 순환 이송하는 각 로봇에 웨이퍼 턴 오버 기능을 부여하여 별도의 웨이퍼 턴 오버 장치 없이도 화학적 기계적 연마 공정이 진행 가능토록 하 여 화학적 기계적 연마 설비의 가동 효율을 극대화시킴에 있다.Accordingly, an object of the present invention has been made in view of the above problems, and the wafer is circulated to each robot which circulates and transfers the unloaded wafer from each wafer cassette to a polisher-slurry removal device-wafer cleaning device-wafer cassette. By providing the turnover function, the chemical mechanical polishing process can be performed without a separate wafer turnover device, thereby maximizing the operation efficiency of the chemical mechanical polishing facility.
본 발명의 다른 목적은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 서로 마주보는 웨이퍼 카세트 로더와 폴리셔 사이에 웨이퍼를 턴 오버시킬 수 있는 기능을 갖는 웨이퍼 턴 오버 로봇을 설치한다. In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a wafer turn-over robot having a function of turning over a wafer between a wafer cassette loader and a polisher facing each other.
일예로, 웨이퍼 턴 오버 로봇은 이송레일과, 이송레일 상에 설치되는 로봇 몸체와, 로봇 몸체에 대하여 상승·하강하고 소정방향으로 회전하는 회동몸체와, 회동 몸체에 대하여 수평으로 설치되는 2개의 로봇 암들로 구성되며, 로봇 암은 회동 몸체에 설치된 모터에 고정되어 소정방향으로 회전하는 턴 오버 로드들과, 턴 오버 로드들의 단부에 설치되고 실린더에 의해 직선왕복운동을 하는 실린더 로드들과, 실린더 로드들에 고정되어 웨이퍼를 진공 흡착하는 흡착 블레이드들로 구성된다.For example, the wafer turn-over robot includes a transfer rail, a robot body installed on the transfer rail, a rotating body which is raised and lowered with respect to the robot body and rotated in a predetermined direction, and two robots which are horizontally installed with respect to the rotating body. The robot arm is composed of arms, the turn over rods fixed to the motor installed in the rotating body to rotate in a predetermined direction, the cylinder rods installed at the end of the turn over rods and the linear reciprocating motion by the cylinder, the cylinder rod It is composed of adsorption blades which are fixed to the field and vacuum adsorb the wafer.
바람직하게, 웨이퍼 세정장치와 슬러리 제거 장치 사이의 간격을 적어도 상기 웨이퍼의 지름보다 넓게 이격시켜 웨이퍼 세정장치와 상기 슬러리 제거 장치 사이에 웨이퍼 턴 오버 공간부를 형성한다.Preferably, the gap between the wafer cleaner and the slurry removal apparatus is spaced at least wider than the diameter of the wafer to form a wafer turnover space between the wafer cleaner and the slurry removal apparatus.
이하, 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마설비의 구성 및 작용을 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the chemical mechanical polishing facility according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 6.
도 3에 도시된 바와 같이 베이 내에 설치된 화학적 기계적 연마설비(100)는 크게 웨이퍼 카세트(15)가 안착되는 웨이퍼 카세트 로더(110), 웨이퍼 세정장치(140), 슬러리 제거장치(130), 폴리셔(120) 및 웨이퍼 카세트(110)로부터 언로딩된 웨이퍼를 턴 오버하여 폴리셔(120)로 이송한 다음 폴리싱이 종료된 웨이퍼를 다시 웨이퍼 카세트(110)에 로딩시키는 역할을 하는 웨이퍼 턴 오버 로봇(160,170)으로 구성된다.As shown in FIG. 3, the chemical
여기서, 베이는 제 1 및 제 2 영역(102,104)으로 분할되고, 제 1 및 제 2 영역(102,104) 각각에는 웨이퍼 카세트 로더(110), 웨이퍼 세정장치(140), 슬러리 제거장치(130), 폴리셔(120) 및 웨이퍼 턴 오버 로봇(160,170)으로 이루어지는 화학적 기계적 연마설비가 설치된다.Here, the bay is divided into first and
제 1 영역(102)에는 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112), 제 1 웨이퍼 세정장치(142), 제 1 슬러리 제거장치(132), 제 1 폴리셔(122) 및 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)이 설치되고, 제 2 영역(104)에는 제 2 웨이퍼 카세트 로더(114), 제 2 웨이퍼 세정장치(144), 제 2 슬러리 제거장치(134), 제 2 폴리셔(124) 및 제 2 웨이퍼 턴 오버 로봇(170)이 설치되는 구성이다.The
제 1 영역에 설치되는 각 구성요소들의 배치와 구성은 제 2 영역에 설치되는 각 구성요소들의 배치 및 구성과 동일하므로 이하, 제 1 영역에 설치되는 각 구성요소들에 대해서만 설명하기로 한다.Since the arrangement and configuration of each component installed in the first region are the same as the arrangement and configuration of each component installed in the second region, only the components installed in the first region will be described below.
제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)는 제 1 영역(102)의 일측 단부에 설치되고, 제 1 폴리셔(122)는 제 1 영역(102)의 타측 단부에 설치되며, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)에는 연마 공정이 진행될 웨이퍼(115a)들이 적재된 웨이퍼 카세트(115)들이 놓인다.The first
또한, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)와 인접하여 제 1 웨이퍼 세정장치(142)가 설치되고, 제 1 웨이퍼 세정장치(142)와 소정간격 이격되어 제 1 슬러리 제거장치(132)가 설치된다.In addition, the first
바람직하게, 제 1 웨이퍼 세정장치(142)와 제 1 슬러리 제거 장치(132) 사이의 간격을 적어도 웨이퍼(115a)의 지름보다 크게 이격시켜 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182)를 형성하는데, 이는 젖어 있는 웨이퍼(115a)를 턴 오버시키기 위한 공간일 뿐만 아니라 공간이 좁은 제 1 영역(102) 내에서 웨이퍼(115a)를 회전시킬 수 있는 공간을 확보하기 위함이다.Preferably, the gap between the
제 1 영역(102)에서와 마찬가지로 제 2 영역(104)에서도 제 2 웨이퍼 세정장치(144)와 제 1 슬러리 제거 장치(134) 사이의 간격을 적어도 웨이퍼(115a)의 지름보다 크게 이격시켜 제 2 웨이퍼 턴 오버 공간부(184)를 형성한다.As in the
한편, 본 발명에 따르면 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)은 일렬로 배치된 제 1 웨이퍼 세정장치(142)와 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182) 및 제 1 슬러리 제거장치(132) 사이를 왕복할 수 있도록 제 2 영역(104)과 인접한 쪽에 설치되며, 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)은 이송레일(162)을 따라 이동된다.Meanwhile, according to the present invention, the first wafer turn over
이와 같이 제 1 영역에 설치된 제 1 폴리셔(122), 제 1 슬러리 제거장치(142,), 제 1 웨이퍼 세정장치(132,134) 및 제 1, 제 2 웨이퍼 턴 오버 로봇(160,170)의 구성을 첨부된 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Thus, the structure of the
제 1 폴리셔(122)는 웨이퍼(115a)의 전면을 갈아내기 위한 원탁 형상의 연마 패드(122a)와, 연마 패드(122a)의 상부면과 소정 간격 이격되고 연마 패드(122a)와 마주보도록 설치되어 연마 패드(122a)의 상부면에 놓여지는 웨이퍼(115a)를 진공 흡착하는 웨이퍼 척(122b)과, 슬러리를 연마 패드(122a)에 분사하는 슬러리 공급장치(122c)로 구성된다.The
여기서, 연마 패드(122a) 및 웨이퍼 척(122b)중 어느 하나 또는 모두는 소정 방향으로 회전 가능하게 구성된다.Here, either or both of the
또한, 슬러리 제거장치(132)는 웨이퍼(115a)에 묻어 있는 슬러리를 제거하기 위하여 두 개의 슬러리 제거 롤러(132a)가 소정간격 이격되어 수직으로 서로 마주보도록 설치되는데, 슬러리 제거 롤러(132a)는 상호 소정 압력으로 맞닿아 있어 웨이퍼(115a)가 슬러리 제거 롤러(132a,134a)를 통과하면 슬러리가 제거된다.In addition, the
한편, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)에 인접하여 설치된 제 1 웨이퍼 세정장치(142)는 웨이퍼(115a)에 잔존해 있는 슬러리를 씻어내기 위한 세정액 공급 노즐(142b)과, 웨이퍼(115a)에 남아 있는 세정액을 건조시키기 위한 스핀 드라이어(142a)로 구성된다.On the other hand, the first
본 발명에 따른 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)은 앞서 설명한 것과 같이 제 1 폴리셔(122)로부터 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)에 이르기까지 설치되고, 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)이 이동되는 이송레일(162)과, 로봇 몸체(164)와, 로봇 몸체(164)에 설치되고 실린더에 의해 수평방향으로 상승·하강하며 모터에 의해 소정방향으로 회동하는 회동 몸체(166)와, 회동 몸체(166)에 설치되고 실린더에 의해 회동 몸체(166, 176)에 대하여 수평으로 수축·이완하며, 모터에 의해 소정방향으로 회전하는 2 개의 로봇 암(167, 168)으로 구성된다.As described above, the first wafer turn over
도 5를 참조하여 이를 더욱 구체적으로 설명하면, 각각의 로봇 암(167,168)은 회동 몸체(166)에 설치된 모터(미도시)에 고정되어 모터의 회전방향으로 회전하는 턴 오버 로드(167a,168a)와, 턴 오버 로드(167a,168a)의 단부에 설치되며 실린더(미도시)에 의해 직선 왕복 운동하는 실린더 로드(167b,168b)와, 실린더 로드(167b,168b)의 단부에 설치되어 웨이퍼(115a)를 진공 흡착하는 흡착 블레이드(167c,168c)로 구성된다.More specifically, referring to FIG. 5, each of the
이와 같이 구성된 2 개의 로봇 암(167)(168) 중 하나는 슬러리 또는 세정액 등이 묻은 웨이퍼(115a)를 흡착 이송하는 웨트 암(167;wet arm)이고, 나머지 하나는 건조된 웨이퍼(115a)를 흡착 이송하는 드라이 암(168;dry arm)이다.One of the two
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마 설비의 작용을 첨부된 도면 제 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the operation of the chemical mechanical polishing facility according to the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)에 설치된 드라이 암(168)의 흡착 블레이드(168b)가 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)에 놓여진 웨이퍼 카세트(115)로부터 한 장의 웨이퍼(115a)를 진공으로 흡착한 후 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182)로 이송한다.First, the
이후, 회동 몸체(166)가 90°정도 회전한 후, 회동 몸체(166)의 측면에 설치된 모터의 회전축이 180°회전하면 드라이 암(168)의 턴 오버 로드(168a)도 회전축과 함께 180°회전함으로써 웨이퍼(115a)의 전면과 후면이 턴 오버된다.Subsequently, after the
이와 같이 웨이퍼(115a)의 전면과 후면이 턴 오버된 상태에서 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)은 로봇 이송레일(162)에 의하여 제 1 폴리셔(122)로 이송된 후 웨이퍼(115a)를 연마 패드(122a) 위에 올려놓는다.As described above, the first wafer turn over
이후, 연마 패드(122a)에 놓여진 웨이퍼(115a)의 후면을 웨이퍼 척(122b)이 진공으로 흡착하여 고정하고, 슬러리 공급장치(122c)로부터 슬러리를 공급한 후, 연마 패드(122a) 또는 웨이퍼 척(122b)이 회전하여 소정시간 동안 웨이퍼(115a)의 전면을 연마한다.Subsequently, the
이어, 웨이퍼(115a)의 화학적 기계적 연마가 종료되면 웨이퍼(115a)는 웨이퍼 척(122b)으로부터 분리되고, 슬러리가 묻어 있는 웨이퍼(115a)를 ?? 암(167)의 흡착 블레이드(167c)가 진공 흡착하여 슬러리 제거장치(132)로 이송시킨다.Subsequently, when the chemical mechanical polishing of the
슬러리 제거 장치(132)로 투입된 웨이퍼(115a)는 슬러리 제거 롤러(132a) 사이로 유입된 후 슬러리 제거 롤러(132a)에 의하여 웨이퍼(115a)에 묻어 있는 슬러리가 제거된다.After the
계속해서, 슬러리가 제거된 웨이퍼(115a)는 다시 ?? 암(167)의 흡착 블레이드(167c)에 진공 흡착된 후, 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182)로 이송되고, 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182)에서 웨이퍼(115a)의 전면, 후면이 다시 턴 오버된다.Subsequently, the
이로써, 제 1 웨이퍼 카세트(112)에서 웨이퍼(115a)가 언로딩될 당시와 동일하게 웨이퍼(115a)의 전면이 상부를 향한 상태에서 제 1 웨이퍼 세정장치(142)로 이송된다.As a result, the front surface of the
이후, 제 1 웨이퍼 세정장치(142)에 로딩된 웨이퍼(115a)는 세정액 분사 노 즐(142b)로부터 분사된 세정액에 의하여 슬러리가 제거된 후 스핀 드라이어(142a)에 의하여 웨이퍼(115a)의 표면에 묻어 있는 세정액이 건조된다.Subsequently, the
이어, 슬러리 제거 및 슬러리 세정이 완료된 웨이퍼(115a)는 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)의 드라이 암(168)에 설치된 진공 흡착 블레이드(168c)에 진공 흡착된 후 웨이퍼 카세트(115)에 다시 로딩된다.Subsequently, after the slurry removal and the slurry cleaning are completed, the
제 2 영역(104)에서도 앞에서 설명한 과정을 통하여 웨이퍼를 화학적 기계적 연마한 후 웨이퍼 카세트에 다시 로딩하도록 하고 있으므로, 제 1 영역(102)에서 수행되는 일련의 과정이 제 2 영역(104)에서도 동일한 방식에 의해 서로 독립적으로 수행되므로 제 2 영역(104)에서의 화학적 기계적 연마 과정에 대한 설명은 생략하기로 한다.In the
이와 같이 웨이퍼를 턴 오버시킬 수 있는 웨이퍼 턴 오버 로봇을 제 1 영역과 제 2 영역에 각각 설치함으로써, 제 1 영역에서 일어나는 웨이퍼의 화학적 기계적 연마 공정과 별도로 제 2 영역에서도 웨이퍼의 화학적 기계적 연마 공정을 진행할 수 있도록 하여 설비 가동률이 증가시킨다.In this way, by installing a wafer turn-over robot capable of turning over the wafer in the first region and the second region, the chemical mechanical polishing process of the wafer is performed in the second region separately from the chemical mechanical polishing process of the wafer in the first region. Increases facility utilization by allowing progress.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 화학적 기계적 연마 설비가 설치된 제 1 영역(102)과 제 2 영역(104)을 독립시키기 위해서 웨이퍼의 턴 오버 기능을 로봇에 대행시키고, 이와 같이 웨이퍼를 턴 오버시킬 수 있는 로봇을 제 1 및 제 2 영역(102)(104) 각각에 한 대씩 설치한다.As described above, the present invention substitutes the robot with the turnover function of the wafer to separate the
따라서, 제 1 영역(102)과 제 2 영역(104)에 설치된 각각의 화학적 기계적 연마설비들이 웨이퍼 턴 오버 장치를 공유하여 사용할 필요가 없음으로, 제 1 및 제 2 영역(102)(104)에 설치된 화학적 기계적 연마 설비 중 어느 하나의 화학적 기계적 연마 설비에 고장이 발생되어도 나머지 하나의 화학적 기계적 연마 설비는 사용이 가능토록 함으로써 설비 가동시간을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, the respective chemical mechanical polishing facilities installed in the
또한, 웨이퍼를 로딩, 언로딩시키는 로봇에 구애받지 않고 제 1 영역(102)에 설치된 화학적 기계적 연마 설비와, 제 2 영역(104)에 설치된 화학적 기계적 연마 설비가 서로 독립적으로 웨이퍼 연마 공정을 진행함으로써, 웨이퍼의 로딩, 언로딩시간이 줄어들 제품의 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.In addition, the chemical mechanical polishing facility installed in the
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