KR100642640B1 - 패드 컨디셔너 테스트 장치 및 테스트 방법 - Google Patents

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Abstract

패드 컨디셔너 테스트 장치 및 테스트 방법이 제공된다. 이때의 패드 컨디셔너 테스트 장치는 패드 컨디셔너가 장착되도록 컨디셔너 안착부가 마련된 본체; 본체에 구비되며 패드 컨디셔너의 헤드를 업/다운시키는 컨디셔너 헤드 업다운수단; 본체에 마련되며 헤드의 업/다운을 감지하여 헤드와 패드 컨디셔너의 양ㆍ불량을 판단하는 판단부; 컨디셔너 헤드 업다운수단을 구동시키도록 본체의 외부에 마련된 조작부; 및, 조작부에 구비되며 판단부의 판단값에 따라 패드 컨디셔너의 양ㆍ불량을 외부로 나타내는 램프유닛을 포함한다. 따라서, 제공된 테스트 장치에 따르면, 패드 컨디셔너를 화학적 기계적 연마 장치에 장착하기전 미리 테스트 한 후 장착하기 때문에 새 패드 컨디셔너를 곧바로 장착함에 따른 제반 문제를 미연에 방지할 수 있다.
패드, 컨디셔너

Description

패드 컨디셔너 테스트 장치 및 테스트 방법{Pad conditioner test apparatus and test method thereof}
도 1은 종래 화학적 기계적 연마장치의 일예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 연마장치의 패드 컨디셔너를 도시한 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 패드 컨디셔너 테스트 장치의 일실시예를 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 테스트 장치를 일부절개한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 테스트 장치와 이에 장착되는 패드 컨디셔너를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 테스트 장치에 패드 컨디셔너가 장착된 상태를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 패드 컨디셔너 테스트 장치의 테스트 방법을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 패드 컨디셔너 테스트 장치 110 : 본체
130 : 조작부 150 : 컨디셔너 헤드 업다운수단
170 : 헤드 업다운 감지수단 190 : 컨트롤러
본 발명은 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing;이하, 'CMP'라 칭함) 장치의 패드 컨디셔너를 테스트할 수 있는 패드 컨디셔너 테스트 장치 및 테스트 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자가 고집적화에 됨에 따라 그 구조는 다층화되고 있다. 따라서, 반도체 소자의 제조공정 중에는 반도체 웨이퍼의 각 층의 평탄화를 위한 연마공정이 필수적으로 포함되고 있다.
이와 같은 연마공정에는 주로 CMP 프로세스(Process)가 적용되고 있다. 이 CMP 프로세스에 의하면, 좁은 영역 뿐만 아니라 넓은 영역의 평탄화에 있어서도 우수한 평탄도를 얻을 수 있으므로 웨이퍼가 대구경화되어가는 추세에 적합하다.
구체적으로, CMP 프로세스는 텅스텐(Tungsten)이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼(Wafer)의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마제에 의해 연마시키는 프로세스로서, 아주 미세한 연마를 가능하게 한다. 이때, 기계적 연마는 회전하는 연마패드 상에 연마헤드에 흡착된 웨이퍼를 접촉시킴과 아울러 연마헤드를 회전시킴으로써 연마패드와 웨이퍼 표면 간의 마찰에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이고, 화학적 연마는 연마패드와 웨이퍼 사이에 슬러리(Slurry)와 같은 화학적 연마제를 공급함으로써 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이다.
한편, CMP 장치를 이용하는 평탄화 공정에 있어서, CMP 장치에 구비된 연마패드의 표면상태는 연마시키고자 하는 웨이퍼 표면의 균일도(Uniformity), 평탄도 및 표면입자의 고른 정도(Roughness) 등의 특성에 많은 영향을 미치는 중요한 변수이다. 따라서, CMP 장치를 이용하여 평탄화 공정을 원활하게 진행하기 위해서는 연마패드의 표면상태를 초기상태와 같이 공정에 적합한 상태로 계속 유지시켜주어야 한다.
그런데, CMP 장치를 이용하여 평탄화 공정을 진행하면, 연마패드는 지속되는 연마 과정에서 연마제 또는 기타 다른 종류의 이물질이 끼거나 손상된다. 따라서, 연마패드의 표면은 초기의 상태와는 다른 상태로 변질되고, 이는 곧 평탄화 공정의 안정도를 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.
따라서, 종래에는 CMP 장치를 사용하여 연속적으로 웨이퍼의 평탄화 공정을 진행할 때, 연마패드의 표면상태를 안정되게 유지할 수 있는 여러가지 종류의 패드 컨디셔너 및 이를 이용한 패드 컨디셔닝 방법이 제안되어 왔다. 일반적으로 알려진 패드 컨디셔닝 방법은 니켈과 강철의 합금으로 형성된 원형의 평판에 다이아몬드(Diamond) 입자가 부착된 패드 컨디셔너를 연마패드의 표면에 문질러 줌으로써 연마패드의 표면을 전체적으로 고르게 연마하는 것이다.
도 1에는 CMP 프로세스를 수행하는 종래 CMP 장치의 일예가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래 CMP 장치(20)는 웨이퍼(10)가 연마되도록 소정 거칠기를 갖는 연마패드(Pad,23)가 상면에 장착되며 소정 알피엠(R.P.M)으로 회전되는 연마테이블(Table,미도시)과, 웨이퍼(10)를 흡착한 다음 소정 알피엠으로 회전하면 서 웨이퍼(10)를 연마패드(23)에 접촉시킴으로 웨이퍼(10)를 연마하는 연마헤드(Head,25)와, 연마패드(23)가 연속적으로 초기상태와 같은 소정 거칠기를 유지할 수 있도록 연마패드(23)의 일측에서 포물선형태로 스윙하면서 연마패드(23)를 스크래치해주는 패드 컨디셔너(29) 및, 웨이퍼(10)가 보다 원활하게 연마될 수 있도록 연마패드(23)의 상부로 연마제인 슬러리를 공급해주는 슬러리공급기(27)를 포함하고 있다.
따라서, 연마헤드(25)에 흡착된 웨이퍼(10)는 연마패드(23)와의 접촉에 의한 기계적 작용과 함께 슬러리의 공급에 의한 화학적 작용으로 그 전면이 고르게 연마되어지는 것이다.
도 2에는 종래 CMP 장치의 패드 컨디셔너가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 종래 패드 컨디셔너(29)는 컨디셔너 본체(290b)와, 컨디셔너 본체(290b)의 상부를 덮어주는 커버(Cover,290a)로 구성되어 있으며, 컨디셔너 본체(290b)는 다시 CMP 장치(20)에 고정되는 고정부(291)와, 연마패드(23)를 스크래치해주는 헤드부(294) 및, 고정부(191)와 헤드부(294)를 연결해주는 암부(Arm part,293)로 이루어져 있다.
구체적으로, 고정부(291)에는 고정부(291)를 축으로 헤드부(294)와 암부(293)를 스윙시키기 위한 스윙모터(Swing motor,미도시)와, 헤드부(294)만을 회전시키기 위한 회전모터(미도시)와, 회전모터에 결합된 제1풀리(Pulley,292) 및, 후술될 가스공급홀(294a)로 푸시가스(Push gas)나 배큠압(Vacuum pressure)을 선택적으로 제공하는 가스공급유닛(미도시)이 구비되어 있다.
그리고, 헤드부(294)는 다이아몬드 입자 등이 부착되어 연마패드(23)를 직접 스크래치하는 연마디스크(Disk,295a)와, 연마디스크(295a)의 상부에서 연마디스크(295a)를 홀딩하는 컨디셔너 헤드(295;이하,'헤드'라 칭하기로 함)와, 헤드(295)의 상면에 결합된 피스톤(Piston,298)과, 전술한 가스공급유닛에서 제공하는 푸시가스나 배큠압에 따라 헤드(295)와 피스톤(298)을 소정거리 업/다운시키도록 다이아프램(Diaphragm,미도시)을 구비한 헤드 업다운유닛(Head up/down unit,296) 및, 헤드 업다운유닛(296)의 상부에 결합되며 다이아프램에 연통되도록 중앙부에 가스공급홀(Hole,294a)이 형성된 제2풀리(297)가 구비되어 있다.
또한, 암부(293)에는 제1풀리(292)와 제2풀리(297)를 상호 연결해주는 타이밍벨트(Timing belt,299)가 구비되어 있다.
따라서, 종래 패드 컨디셔너(29)는 다음과 같이 동작된다.
즉, 연마패드(23)를 컨디셔닝하고자 할 경우, 작업자는 스윙모터와 회전모터를 구동시킴과 아울러 가스공급유닛을 구동하여 제2풀리(297)에 형성된 가스공급홀(294a)로 푸시가스를 공급하게 된다. 이에, 헤드부(294)와 암부(293)는 스윙모터의 구동에 의해 고정부(291)를 축으로 스윙하게 됨과 아울러 헤드부(294)의 헤드(295)는 회전모터의 구동과 풀리들(292,297) 및 벨트(299)의 동력전달에 의해 회전된다. 이와 동시에 헤드(295)는 가스공급홀(294a)을 통한 푸시가스의 공급과 이로 인한 다이아프램의 하부 팽창 등으로 인해 그 하측으로 소정거리 다운된다. 따라서, 연마패드(23)는 이와 같이 회전 및 다운되는 헤드(295)에 접촉되어 초기상태로 스크래치되는 것이다.
이후, 컨디셔닝 작업을 중단하고자 할 경우, 작업자는 스윙모터와 회전모터를 멈추게 함과 동시에 가스공급유닛을 구동하여 가스공급홀(294a)로 소정 배큠압을 제공하게 된다. 이에 따라 헤드부(294)의 스윙과 헤드(295)의 회전은 멈추게 된다. 이와 동시에 헤드(295)는 가스공급홀(294a)을 통한 배큠압의 공급과 이로 인한 다이아프램의 상부 수축 등으로 인해 그 상측으로 소정거리 업된다. 이에, 연마패드(23)와 헤드(295)는 소정거리 이격되어지는 바 이와 같은 컨디셔닝 작업은 중단되는 것이다. 따라서, 작업자는 이와 같은 동작들을 반복적으로 수행함으로써 연마패드(23)를 컨디셔닝하게 되는 것이다.
그러나, 이와 같은 패드 컨디셔너(29)의 다이아프램 같은 경우, 고무재질로 형성되기 때문에 일정횟수의 업/다운 작업을 진행하면 일부분이 찢어지거나 리크(Leak)가 발생하여 헤드의 업/다운이 원활하지 않거나 전혀 동작되지 않게되는 문제가 발생된다.
따라서, 최근에는 이러한 문제점을 미연에 방지하고자 일정 시간간격을 두고 다이아프램을 포함한 헤드부(294)를 분해한 다음 이를 새것으로 교체한 후 다시 CMP 장치(20)에 장착하는 예방정비작업(PM)을 수행하고 있다. 그러나, 이와 같은 경우에도 종종 다이아프램을 포함한 헤드부(294)가 원활하게 동작되지 않아 공정진행 중 연마율(Removal rate)이 낮게 나타나는 언더(Under) CMP를 발생하게 되고, 이는 곧 효율 저하와 EPD 에러(End Point Detection error) 다발 및 PM을 재진행해야 하는 등 다양한 문제를 초래하게 된다. 그러므로, 이와 같은 여러가지 문제를 방지하기 위해서는 다이아프램을 포함한 헤드부(294)를 새것으로 교체한 후 이 헤 드부(294)를 포함한 패드 컨디셔너(29)를 CMP 장치(20)에 장착하기 전 미리 테스트할 수 있는 장치 및 방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 패드 컨디셔너의 양ㆍ불량을 사전에 테스트할 수 있는 패드 컨디셔너 테스트 장치 및 테스트 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 제 1관점에 따르면, 패드 컨디셔너가 장착되도록 컨디셔너 안착부가 마련된 본체; 본체에 구비되며 패드 컨디셔너의 헤드를 업/다운시키는 컨디셔너 헤드 업다운수단; 본체에 마련되며 헤드의 업/다운을 감지하여 헤드와 패드 컨디셔너의 양ㆍ불량을 판단하는 판단부; 컨디셔너 헤드 업다운수단을 구동시키도록 본체의 외부에 마련된 조작부; 및 조작부에 구비되며 판단부의 판단값에 따라 패드 컨디셔너의 양ㆍ불량을 외부로 나타내는 램프유닛을 포함하는 패드 컨디셔너 테스트 장치가 제공된다.
이때, 상기 판단부는 헤드의 업/다운을 감지하도록 본체에 마련된 헤드 업다운 감지수단과, 헤드 업다운 감지수단의 감지값에 따라 헤드의 양ㆍ불량을 판단하고 이 판단값을 외부로 나타내는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 헤드 업다운 감지수단은 상기 헤드의 밑면에 대향되도록 본체의 상부에 마련된 근접센서를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 컨디셔너 헤드 업다운수단은 패드 컨디셔너에 연결되는 연결배관과, 연결배관에 연결되며 헤드가 다운되도록 연결배관으로 푸시가스를 공급하는 푸시가스 공급유닛 및, 연결배관에 연결되며 헤드가 업되도록 연결배관으로 배큠압을 공급하는 배큠압 공급유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 푸시가스 공급유닛은 푸시가스 공급원과, 푸시가스 공급원의 가스가 연결배관으로 공급되도록 푸시가스 공급원과 연결배관을 연결하는 푸시가스 공급배관 및, 푸시가스의 공급을 선택적으로 차단하도록 푸시가스 공급배관 상에 설치된 배관개폐밸브를 포함할 수 있다. 그리고, 이때의 푸시가스 공급배관 상에는 연결배관으로 공급되는 푸시가스의 유량을 조절하도록 푸시가스 레귤레이터(Regulator)가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 배큠압 공급유닛은 배큠압 발생기와, 배큠압 발생기에서 발생한 배큠압이 연결배관으로 공급되도록 배큠압 발생기와 연결배관을 연결하는 배큠압 공급배관 및, 배큠압의 공급을 선택적으로 차단하도록 배큠압 공급배관 상에 설치된 배관개폐밸브를 포함할 수 있다. 그리고, 이때의 배큠압 공급배관 상에는 연결배관으로 공급되는 배큠압의 크기를 조절하도록 배큠압 레귤레이터가 더 설치될 수 있다.
또, 상기 컨디셔너 헤드 업다운수단에는 푸시가스와 배큠압 중 어느 하나씩만 연결배관으로 공급되도록 푸시가스와 배큠압을 선택적으로 차단하는 밸브유닛이 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 밸브유닛은 연결배관에 제1단부가 연결되고, 푸시가스 공급배관에 제2단부가 연결되며, 배큠압 공급배관에는 제3단부가 연결되어 푸시가스와 배큠압을 선택적으로 차단하는 쓰리웨이 밸브(Three-way valve)를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 조작부는 헤드로 공급되는 푸시가스의 유량을 조절하는 푸시가스 조절스위치와, 헤드로 공급되는 배큠압을 조절하는 배큠압 조절스위치 및, 헤드의 업/다운될 횟수를 미리 설정하는 버튼유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조작부에는 헤드로 공급되는 푸시가스의 유량을 외부로 나타내는 푸시가스 게이지(Gauge)와, 헤드로 공급되는 배큠압을 외부로 나타내는 배큠압 게이지가 포함될 수 있다.
또, 상기 컨트롤러는 버튼유닛에서 미리 설정한 헤드의 업/다운 데이타와 헤드 업다운 감지수단이 감지한 헤드의 업/다운 데이타를 상호 비교하는 역할을 한다. 이 경우, 상기 램프유닛(Lamp unit)은 상기 비교값에 따라 동작될 수 있다.
그리고, 상기 조작부에는 패드 컨디셔너의 불량시 패드 컨디셔너의 불량내용을 외부로 나타내는 디스플레이 유닛(Display unit)이 더 마련될 수 있다.
또한, 상기 컨디셔너 안착부에는 패드 컨디셔너를 컨디셔너 안착부에 고정시키도록 고정유닛이 구비될 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 제 2관점에 따르면, 패드 컨디셔너를 컨디셔너 안착부가 마련된 테스트 장치에 장착하는 고정단계와, 테스트 장치에 마련된 컨디셔너 헤드 업다운수단을 이용하여 패드 컨디셔너의 헤드를 업/다운시키는 헤드 업/다운단계와, 테스트 장치에 마련된 헤드 업다운 감지수단을 이용하여 헤드의 업/다운을 감지하는 감지단계, 감지단계에서 감지된 감지값에 따라 테스트 장치에 마련된 컨트롤러가 헤드의 양ㆍ불량을 판단하는 판단단계 및, 판단단계의 판단값에 따라 헤드의 양ㆍ불량 상태를 테스트 장치의 외부에 마련된 램프유닛으로 출력하는 출력단계를 포함하는 패드 컨디셔너 테스트 방법이 제공된다.
이때, 상기 컨디셔너 헤드 업다운수단은 패드 컨디셔너에 푸시가스나 배큠압을 선택적으로 공급하여 헤드를 업/다운시킬 수 있다.
그리고, 상기 헤드 업다운 감지수단은 장치의 본체에 장착되어 헤드의 업/다운을 감지하는 근접센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 헤드 업/다운단계 전에는 헤드의 업/다운될 횟수를 컨트롤러에 미리 설정하는 설정단계가 포함될 수 있다. 이 경우, 상기 판단단계는 설정단계에서 설정한 헤드의 업/다운 횟수와 감지단계에서 감지한 헤드의 업/다운 횟수를 비교하여 헤드의 양ㆍ불량을 판단하는 것이 바람직하다.
삭제
한편, 상기 판단단계에서 헤드가 불량으로 판단될 경우, 헤드의 불량내용을 테스트 장치의 외부에 마련된 디스플레이 유닛으로 출력하는 불량내용 출력단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 패드 컨디셔너 테스트 장치(100) 및 테스트 방법의 바람직한 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 이하의 설명에서 상술한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 패드 컨디셔너 테스트 장치의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 테스트 장치를 일부절개한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 테스트 장치와 이에 장착되는 패드 컨디셔너를 도시한 사시도이다. 그리고, 도 6은 본 발명에 따른 테스트 장치에 패드 컨디셔너가 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
먼저, 패드 컨디셔너 테스트 장치(100)에 대해 설명하면, 패드 컨디셔너 테스트 장치(100)는 패드 컨디셔너(29)가 장착되도록 컨디셔너 안착부(112)가 마련된 본체(110)와, 본체(110)에 구비되며 패드 컨디셔너(29)의 헤드(295)를 업/다운시키는 컨디셔너 헤드 업다운수단과, 헤드(295)의 양ㆍ불량을 판단하도록 본체(110)에 마련된 판단부 및, 컨디셔너 헤드 업다운수단을 구동시키도록 본체(110)의 외부 일면에 마련된 조작부를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 본체(110)는 중공의 함체형상으로 형성되며, 컨디셔너 안착부(112)는 본체(110)의 상부에 마련된다. 이때, 컨디셔너 안착부(112)는 도 3에 도시한 바와 같이 패드 컨디셔너(29)의 암부(293)와 고정부(291)만이 지지되도록 소정높이로 단차지게 형성된다. 따라서, 패드 컨디셔너(29)가 컨디셔너 안착부(112)에 장착될 시 패드 컨디셔너(29)의 암부(293)와 고정부(291)는 컨디셔너 안착부(112)에 의해 그 하부가 지지되고, 패드 컨디셔너(29)의 헤드부(294)는 컨디셔너 안착부(112)의 외부로 노출되는 것이다. 그리고, 컨디셔너 안착부(112)에는 이와 같이 패드 컨디셔너(29)가 컨디셔너 안착부(112)에 안착될 시 패드 컨디셔너(29)를 고정할 수 있도록 고정유닛(114)이 구비된다. 따라서, 패드 컨디셔너(29)는 컨디셔너 안착부(112)에 고정되어지는 바, 후술될 헤드(295)의 테스트 작업시 암부(293)와 고정부(291)를 포함한 패드 컨디셔너(29)의 전체는 전혀 움직이지 않 게 되고, 다만. 헤드(295)만이 업/다운되는 것이다.
컨디셔너 헤드 업다운수단은 패드 컨디셔너(29)의 가스공급홀(294a)에 탈착가능하게 결합되는 연결배관(151)과, 연결배관(151)에 연결되며 헤드(295)가 다운되도록 연결배관(151)으로 푸시가스를 공급하는 푸시가스 공급유닛(152)과, 연결배관에 연결되며 헤드(295)가 업되도록 연결배관(151)으로 배큠압을 공급하는 배큠압 공급유닛(156) 및, 연결배관(151)에 연결되며 푸시가스와 배큠압 중 어느 하나씩만 연결배관(151)으로 공급되도록 푸시가스와 배큠압을 선택적으로 차단하는 밸브유닛(160)으로 구성된다. 이때, 컨디셔너 헤드 업다운수단은 이와 같은 구성 외에 에어실린더(Air cylinder)와 같은 방식이 적용될 수 있다. 이 경우, 컨디셔너 헤드 업다운수단은 헤드(295)가 다운되도록 헤드(295)의 일측으로 푸시가스를 공급하는 제1푸시가스 공급유닛(미도시)과, 헤드(295)가 업되도록 헤드(295)의 타측으로 푸시가스를 공급하는 제2푸시가스 공급유닛(미도시)으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 푸시가스 공급유닛(152)은 푸시가스를 공급해주는 푸시가스 공급원(162)과, 푸시가스 공급원(162)의 가스가 연결배관(151)으로 공급되도록 푸시가스 공급원(162)과 연결배관(151)을 연결하는 푸시가스 공급배관(153)과, 푸시가스의 공급을 선택적으로 차단하도록 푸시가스 공급배관(153) 상에 설치된 배관개폐밸브(154) 및, 연결배관(151)으로 공급되는 푸시가스의 유량을 조절하도록 푸시가스 공급배관(153) 상에 설치된 푸시가스 레귤레이터(155)를 포함한다. 이때, 푸시가스로는 N2 가스가 사용됨이 바람직하다. 그리고, 이 경우 푸시가스 공급원(162)은 반도체 제조라인 상에 보편적으로 설치되어 여러 반도체 제조장치들에 N2 가스를 공급해주는 N2 가스공급원(미도시)이 이 역할을 수행할 수도 있다.
배큠압 공급유닛(156)은 소정 크기의 배큠압을 발생하는 배큠압 발생기(164)와, 배큠압 발생기(164)에서 발생한 배큠압이 연결배관(151)으로 공급되도록 배큠압 발생기(164)와 연결배관(151)을 연결하는 배큠압 공급배관(157)과, 배큠압의 공급을 선택적으로 차단하도록 배큠압 공급배관(157) 상에 설치된 배관개폐밸브(158) 및, 연결배관(151)으로 공급되는 배큠압의 크기를 조절하도록 배큠압 공급배관(157) 상에 설치된 배큠압 레귤레이터(159)를 포함한다. 이때, 배큠압 발생기(164)는 반도체 제조라인 상에 보편적으로 설치되어 여러 반도체 제조장치들에 일정크기의 배큠압을 공급해주는 배큠압 공급원(미도시)이 이 역할을 수행할 수도 있다.
밸브유닛(160)은 푸시가스와 배큠압을 선택적으로 차단할 수 있는 수단이면 여러가지 형태로 구현될 수 있다. 일실시예로, 밸브유닛(160)은 제1ㆍ제2ㆍ제3단부를 갖으며 푸시가스와 배큠압을 선택적으로 차단하는 쓰리웨이 밸브로 구현될 수 있다. 이 경우, 쓰리웨이 밸브의 제1단부는 연결배관(151)에 연결되고, 쓰리웨이 밸브의 제2단부는 푸시가스 공급배관(153)에 연결되며, 쓰리웨이 밸브의 제3단부는 배큠압 공급배관(157)에 연결됨이 바람직하다.
한편, 판단부는 헤드(295)의 업/다운을 감지하도록 본체(110)에 마련된 헤드 업다운 감지수단과, 헤드 업다운 감지수단의 감지값에 따라 헤드(295)의 양ㆍ불량을 판단하고 이 판단값을 외부로 나타내는 컨트롤러로 구성된다.
구체적으로, 헤드 업다운 감지수단은 헤드(295)의 업/다운 여부를 감지할 수 있는 수단이면 다양한 형태로 구현가능하다. 예를 들면, 헤드 업다운 감지수단은 포토센서(Photo sensor)나 근접센서(170) 등으로 구현될 수 있다. 바람직하게, 헤드 업다운 감지수단은 근접센서(170)로 구현됨이 바람직하다. 이때, 헤드 업다운 감지수단이 근접센서(170)로 구현될 경우, 이 근접센서(170)는 헤드(295)의 밑면에 대향되도록 본체(110)의 상부에 마련됨이 바람직하다.
그리고, 컨트롤러(190)는 헤드 업다운 감지수단의 감지값에 따라 헤드(295)의 양ㆍ불량을 판단하고 이 판단값을 외부로 나타내는 역할 외에 패드 컨디셔너 테스트 장치(100)를 전반적으로 제어하는 역할을 하며, 본체(110)의 내부에 마련된다. 구체적으로, 컨트롤러(190)는 후술될 버튼유닛에서 미리 설정한 헤드(295)의 업/다운 데이타와 헤드 업다운 감지수단이 감지한 헤드(295)의 업/다운 데이타를 상호 비교하고, 이 비교값에 따라 헤드(295)의 양ㆍ불량을 판단한 다음 이 양ㆍ불량 상태를 후술될 램프유닛(141)을 통해 외부로 나타내게 된다. 따라서, 작업자 등은 외부에서 이 램프유닛(141)을 보고 헤드(295)의 양ㆍ불량 상태를 인지하게 되는 것이다.
한편, 조작부는 헤드(295)로 공급되는 푸시가스의 유량을 조절하는 푸시가스 조절스위치(132)와, 헤드(295)로 공급되는 배큠압을 조절하는 배큠압 조절스위치(134) 및, 헤드(295)의 업/다운될 횟수를 미리 설정하는 버튼유닛을 포함한다. 따라서, 작업자는 이 조절스위치들(132,134)과 버튼유닛을 이용하여 컨디셔너 헤드 업다운수단을 수동모드(Mode)나 자동모드 또는 일정패턴(Pattern)이나 일정싸이클 (Cycle)로 구동할 수 있게 된다.
구체적으로, 푸시가스 조절스위치(132)와 배큠압 조절스위치(134)는 컨트롤러(190)와 연결된다. 따라서, 작업자 등이 푸시가스 조절스위치(132)와 배큠압 조절스위치(134)를 조작하게 되면, 이 조작에 따른 시그날(Signal)은 곧 컨트롤러(190)로 전송된다. 이에, 컨트롤러(190)는 이 시그날에 따라 각 배관(153,157) 상에 설치된 개폐밸브(154,158)나 레귤레이터(155,159)를 제어함으로써 푸시가스의 유량과 배큠압을 조절하게 된다.
버튼유닛은 다수의 푸시버튼(Push button)과 적어도 하나의 키패드(Key pad,139)로 구성된다. 이때, 푸시버튼에는 테스트 장치(100)를 운전 및 정지시킬 수 있도록 마련된 스타트/스탑(Start/stop) 버튼(135)과, 테스트 장치(100)를 데이타 쓰기모드나 읽기모드로 변경시키거나 표시시키는 라이트(Write)/리드(Read) 버튼(136) 등이 포함될 수 있다. 그리고, 키패드(139)는 헤드(295)의 업/다운 데이타 등을 설정하고 기본동작을 관리하는 역할을 수행한다.
한편, 조작부에는 헤드(295)로 공급되는 푸시가스의 유량을 측정하여 이를 외부로 나타내는 푸시가스 게이지(131)와, 헤드(295)로 공급되는 배큠압을 측정하여 이를 외부로 나타내는 배큠압 게이지(133)와, 패드 컨디셔너(29)의 양ㆍ불량 상태를 외부로 나타내는 램프유닛(141) 및, 패드 컨디셔너(29)의 불량시 패드 컨디셔너(29)의 불량내용을 외부로 나타내는 디스플레이 유닛(140)이 더 마련될 수 있다. 이때, 램프유닛(141)은 점멸과 점등 및 소등이 선택적으로 수행가능한 엔지 램프(NG lamp,138)와 오케이 램프(OK lamp,137)를 포함함이 바람직하다. 따라서, 컨트 롤러(190)는 이 램프유닛(141)을 선택적으로 점등 및 소등시키거나 점멸시킴으로써 헤드(295)의 양ㆍ불량 상태를 외부로 나타내게 되는 것이다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 패드 컨디셔너 테스트 장치(100)의 테스트 방법에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 작업자는 패드 컨디셔너 테스트 장치(100)의 컨디셔너 안착부(112)에 패드 컨디셔너(29)를 장착한 다음 고정유닛(114)을 이용하여 패드 컨디셔너(29)를 고정하게 된다(S10).
이후, 패드 컨디셔너(29)가 고정되면, 작업자는 조작부의 버튼들(135,136)과 키패드(139) 등을 이용하여 테스트 장치(100)의 컨트롤러(190)에 헤드(295)의 업/다운될 횟수 등의 데이타를 미리 설정하게 된다(S20).
계속하여, 헤드(295)의 업/다운될 횟수가 설정되면, 작업자는 조작부를 이용하여 컨트롤러(190)에 소정 시그날을 전송함으로 헤드(295)를 업/다운시키게 된다(S30). 따라서, 컨트롤러(190)는 컨디셔너 헤드 업다운수단을 제어하게 되는 바, 컨디셔너 헤드 업다운수단은 미리 설정된 데이타에 따라 패드 컨디셔너(29)에 푸시가스나 배큠압을 선택적으로 공급함으로써 패드 컨디셔너(29)의 헤드(295)를 업/다운시키게 된다. 한편, 이와 같이 헤드(295)가 업/다운될 시 근접센서(170)와 같은 헤드 업다운 감지수단은 이 헤드(295)의 업/다운 횟수 등을 감지하게 된다(S40).
이후, 헤드(295)의 업/다운 동작이 완료되면, 컨트롤러(190)는 미리 설정한 헤드(295)의 업/다운 횟수와 헤드 업다운 감지수단이 감지한 헤드(295)의 업/다운 횟수를 비교하고 이 비교값을 통해 헤드(295)의 양ㆍ불량을 판단한 다음(S50), 이 판단값을 조작부에 마련된 디스플레이 유닛(140)이나 램프유닛(141) 등을 통하여 외부로 출력하게 된다(S60). 일실시예로, 컨트롤러(190)는 헤드(295)가 양호한 상태로 판단될 경우 램프유닛(141)의 오케이 램프(137)를 점등하게 되고, 헤드(295)가 불량한 상태로 판단될 경우 램프유닛(141)의 엔지 램프(138)를 점등하게 된다. 또한, 이와 같은 판단단계(S50)에서 헤드가 불량으로 판단될 경우, 컨트롤러(190)는 조작부에 마련된 디스플레이 유닛(140)을 통해 헤드의 불량내용을 외부로 출력하게 된다(S70). 따라서, 작업자는 이 출력되는 데이타를 통하여 패드 컨디셔너(29)의 양ㆍ불량을 용이하게 판단할 수 있는 것이다. 이에, 이 판단값이 양품으로 판단되면, 작업자는 이 양품의 패드 컨디셔너(29)를 CMP 장치(100)에 장착하여 사용하게 되고, 만일, 이 판단값이 불량품으로 판단되면, 작업자는 이 불량품의 패드 컨디셔너(29)를 다시 새것으로 교체하거나 수리하게 되는 것이다. 따라서, 작업자는 이와 같은 테스트 작업 후 패드 컨디셔너(29)를 장착하기 때문에 종래와 같은 제반 문제들은 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 패드 컨디셔너 테스트 장치 및 테스트 방법에 따르면, 패드 컨디셔너를 CMP 장치에 장착하기전 미리 테스트 한 후 장착하기 때문에 종래와 같이 새 패드 컨디셔너를 곧바로 CMP 장치에 장착함에 따른 제반 문제를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 종래에 발생되었던 언더 CMP 문제와 이에 따른 장치의 효율 저하와 EPD 에러 다발 및 PM의 재진행 문제 등을 모두 해결할 수 있다.
이상, 본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (22)

  1. 패드 컨디셔너가 장착되도록 컨디셔너 안착부가 마련된 본체;
    상기 본체에 구비되며, 상기 패드 컨디셔너의 헤드를 업/다운시키는 컨디셔너 헤드 업다운수단;
    상기 본체에 마련되며, 상기 헤드의 업/다운을 감지하여 상기 헤드와 상기 패드 컨디셔너의 양ㆍ불량을 판단하는 판단부;
    상기 컨디셔너 헤드 업다운수단을 구동시키도록 상기 본체의 외부에 마련된 조작부; 및,
    상기 조작부에 구비되며, 상기 판단부의 판단값에 따라 상기 패드 컨디셔너의 양ㆍ불량을 외부로 나타내는 램프유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 헤드의 업/다운을 감지하도록 상기 본체에 마련된 헤드 업다운 감지수단과, 상기 헤드 업다운 감지수단의 감지값에 따라 상기 헤드의 양ㆍ불량을 판단하고 상기 판단값을 외부로 나타내는 컨트롤러를 포함한 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 헤드 업다운 감지수단은
    상기 헤드의 밑면에 대향되도록 상기 본체의 상부에 마련된 근접센서를 포함한 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 컨디셔너 헤드 업다운수단은
    상기 패드 컨디셔너에 연결되는 연결배관과, 상기 연결배관에 연결되며 상기 헤드가 다운되도록 상기 연결배관으로 푸시가스를 공급하는 푸시가스 공급유닛 및, 상기 연결배관에 연결되며 상기 헤드가 업되도록 상기 연결배관으로 배큠압을 공급하는 배큠압 공급유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 패트 컨디셔너 테스트 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 푸시가스 공급유닛은
    푸시가스 공급원과, 상기 푸시가스 공급원의 가스가 상기 연결배관으로 공급되도록 상기 푸시가스 공급원과 상기 연결배관을 연결하는 푸시가스 공급배관 및, 상기 푸시가스의 공급을 선택적으로 차단하도록 상기 푸시가스 공급배관 상에 설치된 배관개폐밸브를 포함한 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 푸시가스 공급배관 상에는 상기 연결배관으로 공급되는 푸시가스의 유량을 조절하도록 푸시가스 레귤레이터가 설치된 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 배큠압 공급유닛은
    배큠압 발생기와, 상기 배큠압 발생기에서 발생한 배큠압이 상기 연결배관으로 공급되도록 상기 배큠압 발생기와 상기 연결배관을 연결하는 배큠압 공급배관 및, 상기 배큠압의 공급을 선택적으로 차단하도록 상기 배큠압 공급배관 상에 설치된 배관개폐밸브를 포함한 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 배큠압 공급배관 상에는 상기 연결배관으로 공급되는 배큠압의 크기를 조절하는 배큠압 레귤레이터가 설치된 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 컨디셔너 헤드 업다운수단에는 상기 푸시가스와 상기 배큠압 중 어느 하나씩만 상기 연결배관으로 공급되도록 상기 푸시가스와 상기 배큠압을 선택적으로 차단하는 밸브유닛이 포함된 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 밸브유닛은 상기 연결배관에 제1단부가 연결되고, 상기 푸시가스 공급배관에 제2단부가 연결되며, 상기 배큠압 공급배관에는 제3단부가 연결되어 상기 푸시가스와 상기 배큠압을 선택적으로 차단하는 쓰리웨이 밸브를 포함한 것을 특징으로 하는 패트 컨디셔너 테스트 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서, 상기 조작부는 상기 헤드로 공급되는 푸시가스의 유량을 조절하는 푸시가스 조절스위치와, 상기 헤드로 공급되는 배큠압을 조절하는 배큠압 조절스위치 및, 상기 헤드의 업/다운될 횟수를 미리 설정하는 버튼유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 조작부에는 상기 헤드로 공급되는 푸시가스의 유량을 외부로 나타내는 푸시가스 게이지와, 상기 헤드로 공급되는 배큠압을 외부로 나타내는 배큠압 게이지가 포함된 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 버튼유닛에서 미리 설정한 상기 헤드의 업/다운 데이타와 상기 헤드 업다운 감지수단이 감지한 상기 헤드의 업/다운 데이타를 상호 비교하는 역할을 하고,
    상기 램프유닛은 상기 비교값에 따라 동작되는 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 조작부에는 상기 패드 컨디셔너의 불량시 상기 패드 컨디셔너의 불량내용을 외부로 나타내는 디스플레이 유닛이 마련된 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 컨디셔너 안착부에는 상기 패드 컨디셔너를 상기 컨디셔너 안착부에 고정시키도록 고정유닛이 구비된 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 장치.
  17. 패드 컨디셔너를 컨디셔너 안착부가 마련된 테스트 장치에 장착하는 고정단계;
    상기 테스트 장치에 마련된 컨디셔너 헤드 업다운수단을 이용하여 상기 패드 컨디셔너의 헤드를 업/다운시키는 헤드 업/다운단계;
    상기 테스트 장치에 마련된 헤드 업다운 감지수단을 이용하여 상기 헤드의 업/다운을 감지하는 감지단계;
    상기 감지단계에서 감지된 감지값에 따라 상기 테스트 장치에 마련된 컨트롤러가 상기 헤드의 양ㆍ불량을 판단하는 판단단계; 및,
    상기 판단단계의 판단값에 따라 상기 헤드의 양ㆍ불량 상태를 상기 테스트 장치의 외부에 마련된 램프유닛으로 출력하는 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 컨디셔너 헤드 업다운수단은 상기 패드 컨디셔너에 푸시가스나 배큠압을 선택적으로 공급하여 상기 헤드를 업/다운시키는 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 방법.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 헤드 업다운 감지수단은 상기 장치의 본체에 장착되어 상기 헤드의 업/다운을 감지하는 근접센서를 포함한 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 방법.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 헤드 업/다운단계 전에는 상기 헤드의 업/다운될 횟수를 상기 컨트롤러에 미리 설정하는 설정단계가 포함되고,
    상기 판단단계는 상기 설정단계에서 설정한 상기 헤드의 업/다운 횟수와 상기 감지단계에서 감지한 상기 헤드의 업/다운 횟수를 비교하여 상기 헤드의 양ㆍ불량을 판단하는 것을 특징으로 하는 패드 컨디셔너 테스트 방법.
  21. 삭제
  22. 제 20항에 있어서, 상기 판단단계에서 상기 헤드가 불량으로 판단될 경우, 상기 헤드의 불량내용을 상기 테스트 장치의 외부에 마련된 디스플레이 유닛으로 출력하는 불량내용 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패트 컨디셔너 테스트 방법.
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