KR100671488B1 - 연마패드 드레싱 장치 및 그 방법 - Google Patents

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KR100671488B1 KR1020040104833A KR20040104833A KR100671488B1 KR 100671488 B1 KR100671488 B1 KR 100671488B1 KR 1020040104833 A KR1020040104833 A KR 1020040104833A KR 20040104833 A KR20040104833 A KR 20040104833A KR 100671488 B1 KR100671488 B1 KR 100671488B1
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Abstract

본 발명의 연마패드 드레싱 장치는, 연마패드의 유리화 정도에 따라 드레싱 속도를 조절하여 연마패드의 드레싱 효율을 향상시키는 것으로서, 폴리싱 장치의 정반에 구비되는 연마패드를 향하여 초순수를 분사하는 노즐, 상기 노즐의 연마패드 상에서의 위치를 감지하는 센서, 상기 노즐을 그 일측에 장착하는 노즐 브래킷, 상기 노즐 브래킷을 지지하며 리드스크류의 회전 작동으로 상기 노즐 브래킷을 직선 이동시키는 리미트 가이드 액추에이터, 상기 리미트 가이드 액추에이터의 일측에 연결되어 회전 작동되는 이동 모터, 및 상기 센서의 감지 신호에 따라 상기 이동 모터의 구동 속도를 제어하는 제어부를 포함한다.
폴리싱, 드레싱, 연마패드, 유리화

Description

연마패드 드레싱 장치 및 그 방법 {A dressing apparatus for polishing pad and dressing method of the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드 드레싱 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드 드레싱 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드 드레싱 장치의 블럭도이다.
도 4는 드레싱 전(前) 연마패드의 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드 드레싱 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 드레싱 후 연마패드의 상태도이다.
본 발명은 연마패드 드레싱 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연마패드의 사용시간 및 연마패드 표면의 균일도를 향상시키는 연마패드 드레싱 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼 제조 공정은 잉곳(ingot)성장 공정, 슬라이싱(slicing) 공정, 에지 그라인딩(edge grinding) 공정, 랩핑(lapping) 공정, 에칭(etching) 공 정, 백 사이드 폴리싱(back side polishing) 공정, 프리 어닐 크린(pre anneal clean) 공정, 에지 폴리싱 공정, 및 프론트 폴리싱(front polishing) 공정을 포함한다.
상기 잉곳성장 공정은 모래에서 규소(Si)를 추출 정제하여 실리콘 원재료를 생성한 후 원하는 불순물을 주입하여 N형 또는 P형 실리콘 덩어리를 만든다. 슬라이싱 공정은 잉곳성장 공정에서 생성된 실리콘 덩어리를 원하는 두께로 잘라 웨이퍼를 생성한다. 에지 그라인딩 공정은 슬라이싱 공정에 의해 생성된 웨이퍼의 에지 부분을 특정한 모양으로 만들고 에지 거칠기를 향상시키기 위하여 웨이퍼의 에지 부분을 연마 가공하여 표면을 매끄럽게 한다. 랩핑 공정은 규격에 따라 소정의 두께로 슬라이싱 된 웨이퍼의 프론트 사이드 및 백 사이드의 표면에 발생된 표면 손상을 제거하고 평탄도를 향상시키기 위해 웨이퍼의 프론트 사이드 및 백 사이드의 표면을 연마한다. 에칭 공정은 랩핑 공정에서 연마된 웨이퍼의 표면에 발생된 미세 균열이나 표면 결함이 여전히 남아 있기 때문에 이를 제거하기 위해 화학적 반응을 이용하여 웨이퍼 표면을 에칭한다. 백 사이드 폴리싱 공정은 에칭 공정에 의해 에칭된 웨이퍼의 백 사이드 표면 손상을 제거하고 평탄도를 향상시키기 위해 웨이퍼의 백 사이드 표면을 연마한다. 프리 어닐 크린 공정은 에칭 공정에 의해 표면에 발생하는 불완전한 격자 결함 구조를 보완하기 위해 웨이퍼의 표면을 열처리 및 세정한다. 에지 폴리싱 공정은 에칭 공정에 의해 발생하는 웨이퍼의 에지 부분의 표면 손상을 제거하고 평탄도를 향상시키기 위해 웨이퍼의 에지 부분을 연마한다. 프론트 폴리싱 공정은 에칭 공정을 거친 웨이퍼의 표면 거칠기와 평탄도를 향상시키 기 위하여 웨이퍼의 프론트 표면을 연마한다.
상기와 같이, 웨이퍼 제조 공정은 잉곳(ingot)성장 공정, 슬라이싱(slicing) 공정에 이어 랩핑 공정, 에칭 공정, 및 폴리싱 공정을 거치면서 폴리싱 된 웨이퍼를 제조한다.
상기 폴리싱 공정은 연마패드와 연마제를 이용하여 웨이퍼의 연마 평탄도를 확보한다. 이때 웨이퍼에서 연마된 물질과 연마제 내의 입자들이 서로 결합하여, 연마패드 함침 구조에 침투하여 연마패드의 유리화를 진행시킨다. 이와 같이 연마패드의 일정 부분에서 진행된 유리화에 의하여 웨이퍼의 폴리싱 속도를 저감시키고, 연마패드 표면의 불균일성을 초래하므로 이 연마패드에 의하여 폴리싱되는 웨이퍼의 표면의 평탄도를 악화시킨다.
이와 같은 연마패드의 유리화를 제거하기 위하여 폴리싱 공정에서는 연마패드를 드레싱 하는 방법이 적용되고 있다. 이 연마패드 드레싱 방법에는 브러시나 다이아몬드 페이퍼로 연마패드의 표면을 긁어주는 방법이 있으나, 이 방법은 연매패드 표면에 손상을 주어 연마패드의 수명을 단축시키고, 연마패드에서 유리화가 진행된 부분과 진행되지 않은 부분에서 불균일도를 증가시켜, 웨이퍼의 평탄도에 나쁜 영향을 초래한다.
이를 개선하기 위하여, 초순수(De Ionized Water, 이하 'DIW'라 한다) 고압 분사를 이용하여 연마패드를 드레싱 하는 방법이 있다. 이 DIW를 분사하는 방법은 연마패드에서 유리화가 국부적으로 진행됨에도 불구하고, 유리화가 진행된 연마패드 부분과 그렇지 않은 부분에서 연마패드의 표면을 향하여 DIW를 분사하는 노즐의 이동 속도가 동일하기 때문에, 연마패드의 유리화가 심한 부분에서는 연마패드의 드레싱 상태가 불량하게 될 수 있고, 연마패드의 유리화가 거의 일어나지 않는 부분에서는 노즐이 불필요하게 저속으로 이동되어 연마패드의 드레싱에 소요되는 시간을 길게 하여 연마패드의 드레싱 효율을 저하시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 연마패드의 유리화 정도에 따라 드레싱 속도를 조절하여 연마패드의 드레싱 효율을 향상시키는 연마패드 드레싱 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 연마패드 드레싱 장치는, 폴리싱 장치의 정반에 구비되는 연마패드를 향하여 초순수를 분사하는 노즐, 상기 노즐의 연마패드 상에서의 위치를 감지하는 센서, 상기 노즐을 그 일측에 장착하는 노즐 브래킷, 상기 노즐 브래킷을 지지하며 리드스크류의 회전 작동으로 상기 노즐 브래킷을 직선 이동시키는 리미트 가이드 액추에이터, 상기 리미트 가이드 액추에이터의 일측에 연결되어 회전 작동되는 이동 모터, 및 상기 센서의 감지 신호에 따라 상기 이동 모터의 구동 속도를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 정반은 웨이퍼의 일면을 폴리싱하는 제1 정반으로 이루어질 수 있고, 이 제1 정반에 대향하여 웨이퍼의 다른 일면을 폴리싱하는 제2 정반을 더 포함하여 이루어질 수도 있다. 이때, 제2 정반의 선단에 대응하는 노즐을 이동시키는 실린더를 더 구비하여 제2 정반의 선단을 드레싱하는 것이 바람직하다.
상기 노즐은 봉 상으로 길게 형성되는 공급관의 선단에 장착되어, 정반의 직경 방향으로 이동되는 것이 바람직하다.
상기 공급관의 노즐 반대측 단에는 노즐의 분사 방향을 전환시키는 반전 모터가 구비될 수 있다. 이 공급관은 그 일측에 피동풀리를 구비하고, 상기 피동풀리의 대향 측 반전 모터는 구동풀리를 구비하며, 상기 구동풀리와 피동풀리는 밸트로 연결된다. 이 반전 모터는 180°로 정회전 및 역회전 작동되는 스탭 모터로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 노즐은 초순수의 고압 분사를 온/오프 제어하는 노즐 제어 솔레노이드를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 센서는 상기 노즐 브래킷의 이동으로 상기 연마패드 상에서 노즐의 위치를 감지하도록 상기 리미트 가이드 액추에이터의 일측에 상기 연마패드의 영역별 직경 방향의 거리에 상응하여 리미트 가이드 액추에이터의 일측에 구비될 수 있다. 즉 센서는 상기 연마패드의 최외곽 선단에 대응하는 제1 센서, 상기 연마패드의 최외곽 선단에서 직경 방향 내측에 형성되는 제1 영역에 대응하는 제2 센서, 상기 제1 영역에서 연마패드의 직경 방향 내측에 형성되는 제2 영역에 대응하는 제3 센서, 및 상기 제2 영역에서 연마패드의 중심에 형성되는 제3 영역에 대응하는 제4 센서를 포함한다.
상기 이동 모터는 그 일측에 구동풀리를 구비하고, 상기 리미트 가이드 액추에이터는 상기 구동풀리의 대향측 리드스크류에 피동풀리를 구비하며, 상기 구동풀리와 피동풀리는 밸트로 연결된다.
또한, 본 발명에 따른 연마패드 드레싱 방법은, 이동 모터를 구동시키고 제1, 제2, 제3, 제4 센서의 감지 신호를 입력하는 제1 단계, 노즐의 정반에 도착 여부를 판단하는 제2 단계, 제2 단계에서 노즐이 정반의 최외곽에 도착하면 노즐 제어 솔레노이드를 온으로 제어하는 제3 단계, 정반 상에서 노즐의 위치에 따라 이동 모터의 구동 속도를 제어하는 제4 단계, 노즐의 정반 중심에 도착 여부를 판단하는 제5 단계, 제5 단계에서 노즐이 정반의 중심에 도착하면 노즐 제어 솔레노이드를 오프로 제어하는 제6 단계, 및 이동 모터를 역 구동시키는 제7 단계를 포함한다.
상기 제4 단계는 제1 센서의 감지신호가 인가될 때까지 정반의 제1 영역에 이동 모터를 제1속으로 제어하는 단계를 포함한다.
상기 제4 단계는 제2 센서의 감지신호에서 제3 센서의 감지신호가 인가될 때까지 정반의 제2 영역에 이동 모터를 제2속으로 제어하는 단계를 포함한다.
상기 제4 단계는 제3 센서의 감지신호에서 제4 센서의 감지신호가 인가될 때까지 정반의 제3 영역에 이동 모터를 제3속으로 제어하는 단계를 포함한다.
상기에서 제2 속은 제1속 및 제3속보다 저속인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드 드레싱 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드 드레싱 장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드 드레싱 장치의 블럭도이다.
이 도면들을 참조하면, 이 연마패드 드레싱 장치는 폴리싱 장치에서 정반(2) 의 일 측방에 구비되어, 정반(2) 상에 구비되어 웨이퍼(미도시) 표면을 폴리싱하는 연마패드(4)를 드레싱하도록 구성된다. 이 연마패드(4)는 회전 구동되는 정반(2) 상에 구비되어 일정 시간동안 웨이퍼(미도시)를 폴리싱 한다. 이 폴리싱 작용에 의하여 웨이퍼에서 연마된 물질과 연마제 내의 입자들이 서로 결합하여, 연마패드 함침 구조에 침투하므로 연마패드(4)의 일부 영역이 유리화 된다.
본 발명의 드레싱 장치는 이와 같이 유리화 된 연마패드(4)의 부분에 DIW를 고압으로 분사하여 연마패드(4)의 함침 구조를 복원한다. 이 연마패드(4)는 웨이퍼의 폴리싱 과정에서 전(全) 영역에 걸쳐 균일하게 유리화되는 것이 아니라 폴리싱되는 웨이퍼의 위치에 의하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 일부 영역에서만 집중적으로 유리화가 진행되고 나머지 영역에서는 유리화가 미미하게 진행된다. 즉, 연마패드(4)는 유리화 되는 정도를 기준으로 볼 때, 직경 방향을 따라 외곽에서 내측으로 가면서 제1, 제2, 제3 영역(4a, 4b, 4c)으로 구획된다. 제1 영역(4a)은 연마패드(4)의 최외곽 선단에서 직경 방향 내측에 걸쳐 형성되고, 제2 영역(4b)은 제1 영역(4a)에서 직경 방향 내측에 걸쳐 형성되며, 제3 영역(4c)은 제2 영역(4b)에서 연마패드(4)의 중심에 걸쳐 형성된다. 제2 영역(4b)은 제1 영역(4a) 및 제3 영역(4c)에 비하여 유리화가 집중적으로 진행된다. 이 제1, 제2, 제3 영역(4a, 4b, 4c)들은 명확하게 구분되는 것이 아니므로 필요에 따라 적절하게 구분될 수 있다.
본 발명은 이러한 점들을 반영하여 연마패드(4)에서 유리화가 집중된 부분 즉, 제2 영역(4b)과 유리화가 다소 미미하게 된 부분 즉, 제1, 제3 영역(4a, 4c)을 분사되는 DIW에 노출되는 시간을 제어하여, 전체적으로 연마패드(4)의 드레싱 상태 를 양호하게 하면서도 연마패드(4)의 드레싱에 소요되는 시간을 단축시킨다. 즉, 본 발명은 유리화가 집중된 제2 영역(4b)을 DIW에 장시간 노출시키고, 이에 비하여 유리화가 상대적으로 미미한 제1, 제3 영역(4a, 4c)을 DIW에 단시간 노출시킨다.
이를 위하여 본 발명의 연마패드 드레싱 장치는 웨이퍼의 폴리싱 공정으로 인하여 유리화가 진행된 연마패드(4)의 표면에 DIW를 분사하는 노즐(6)과, 이 노즐(6)이 연마패드(4) 상의 어느 위치 즉, 제1, 제2, 제3 영역(4a, 4b, 4c)에 위치하는 지를 감지하는 센서(8), 노즐(6)을 지지하여 이동시키는 노즐 브래킷(10)과 리미트 가이드 액추에이터(12), 이동 모터(14), 및 이들을 전체적으로 제어하는 제어부(16)를 포함한다.
상기 노즐(6)은 봉 상으로 형성되는 공급관(18)의 일측 선단에 장착되며, 정반(2) 상에 구비되는 연마패드(4)의 표면을 향하여 DIW를 분사하도록 구성된다. 이 공급관(1)은 연마패드(4)의 외곽에서 중심을 향하는 즉, 연마패드(4)의 직경 방향으로 설치되며, 정반(2)의 구동에 의하여 회전하는 연마패드(4)의 전 영역을 드레싱 하도록 적어도 연마패드(4)의 반경 이상의 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
이 노즐(6)에 연결되는 공급관(18)에는 DIW를 저장하는 탱크(미도시)와 이 탱크로터 DIW를 고압으로 압송하여 노즐(6)에서 분사되게 하는 분사 펌프(미도시)가 연결되는 것이 바람직하다. 이 분사 펌프의 압송력에 의하여 노즐(6)로 분사되는 DIW가 연마패드(4)의 표면에 유리화 된 것을 제거한다.
또한, 노즐(6)은 노즐 제어 솔레노이드(20)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 노즐 제어 솔레노이드(20)는 노즐(6)에 연결되는 공급관(18)의 도중에 구비될 수도 있으나 노즐(6)에 직접 구비되어 DIW의 분사를 온/오프 제어하는 것이 바람직하다. 이 노즐 제어 솔레노이드(20)는 상기 제어부(16)의 출력단에 연결되어 이의 제어 신호에 따라 온/오프 제어된다. 본 실시예는 노즐 제어 솔레노이드(20)를 다양한 위치에 구비할 수 있으므로 편의상 도 4의 블록도에서만 도시하고 있다.
이 노즐(6)은 노즐 제어 솔레노이드(20)를 온/오프 제어뿐만 아니라 개폐 정도를 제어할 수 있게 구성하면, 이의 개폐 정도를 제어하여 분사되는 DIW의 분사 양 및 분사 압을 제어할 수도 있다. 본 실시예는 노즐(6)의 진행 속도를 제어하여 연마패드(4)의 각 영역을 분사되는 DIW에 노출되는 시간을 제어하는 것을 예시한다.
따라서, 상기 센서(8)는 연마패드(4) 상에서의 노즐(6)의 위치를 감지할 수 있는 위치에 다양하게 설치된다. 이 센서(8)는 노즐(6)의 이동 경로를 향하여 설치되어 노즐(6)의 위치를 직접 감지할 수도 있으나, 노즐(6)이 노즐 브래킷(10)에 장착되는 것을 감안하여, 이 노즐 브래킷(10)의 위치를 감지하여 노즐(6)의 위치를 간접적으로 감지할 수도 있다.
본 실시예의 센서(8)는 DIW가 분사되는 연마패드(4)의 내측에서 보다 정확하게 노즐(6)의 위치를 감지하도록 리미트 가이드 액추에이터(12)의 일측에 구비된다. 또한 이 센서(8)는 제1, 제2, 제3, 제4 센서(8a, 8b, 8c, 8d)로 구비되어, 연마패드(4)의 상기 제1, 제2, 제3 영역(4a, 4b, 4c)별 직경 방향의 거리(D1, D2, D 3)에 상응하는 간격(L1, L2, L3)으로 구비된다.
즉, 제1 센서(8a)는 공급관(18)의 선단에 구비되는 노즐(6)이 연마패드(4)의 최외곽 선단에 대응하는 리미트 가이드 액추에이터(12)의 일측에 구비되고, 제2 센서(8b)는 상기 노즐(6)이 연마패드(4)의 제1 영역(4a)에 대응하는 리미트 가이드 액추에이터(12)의 일측에 구비되며, 제3 센서(8c)는 상기 노즐(6)이 연마패드(4)의 제1 영역(4a) 끝에서 제2 영역(4b)에 대응하는 리미트 가이드 액추에이터(12)의 일측에 구비되고, 제4 센서(8d)는 상기 노즐(6)이 제2 영역(4b) 끝에서 연마패드(4)의 중심에 형성되는 제3 영역(4c)에 대응하는 리미트 가이드 액추에이터(12)의 일측에 구비된다.
상기 노즐 브래킷(10)은 그 일측에 상기한 노즐(6)을 장착하며, 도시된 바와 같이 공급관(18)을 개재하여 노즐(6)을 장착할 수도 있다. 이 노즐 브래킷(10)은 리미트 가이드 액추에이터(12)의 회전 작동에 의하여 지지되면서 직선 이동된다.
이 리미트 가이드 액추에이터(12)는 노즐(6) 및 이를 지지하는 노즐 브래킷(10)을 연마패드(4)의 직경 방향으로 이동시키는 리드스크류(21)를 구비한다. 이 리드스크류(21)는 리미트 가이드 액추에이터(12)에 길이 방향으로 설치되고 양측이 지지되어 제자리에서 회전할 수 있다.
상기 이동 모터(14)는 리미트 가이드 액추에이터(12)의 일측에 연결되어 회전 작동된다. 이 이동 모터(14)는 리드스크류(21)를 회전시켜 이 리드스크류(21) 상에 장착되는 노즐 브래킷(10)을 리미트 가이드 액추에이터(12)를 따라 이동시킨다. 이동 모터(14)는 노즐(6) 및 노즐 브래킷(10)을 연마패드(4) 측으로 이동시킴에 있어서, 전진 또는 후진시킬 수 있도록 정회전 및 역회전 구동이 가능한 모터로 형성된다.
이 이동 모터(14)는 그 일측에 구동풀리(22)를 구비하고, 이 구동풀리(22)에 대향하는 리드스크류(21)에 피동풀리(24)를 구비하며, 이 구동풀리(22)와 피동풀리(24)는 밸트(26)로 연결된다. 따라서 이동 모터(14)의 회전 동력은 구동풀리(22), 벨트(26), 및 피동풀리(24)를 통하여 리드스크류(21)로 전달되어 이를 회전시킨다. 이 리드스크류(21)의 회전 구동으로 이에 장착되는 노즐 브래킷(10) 및 이에 장착되는 노즐(6)이 상기한 바와 같이 연마패드(4) 상에서 이동된다.
이와 같이 노즐(6)이 연마패드(4) 상에서 제1, 제2, 제3 영역(4a, 4b, 4c)을 순차적으로 지나고, 정반(2) 상에 구비된 연마패드(4)가 회전 작동되면, 노즐(6)로 분사되는 DIW가 연마패드(4) 표면의 전 영역에 걸쳐 유리화된 부분을 드레싱 하게 된다.
한편, 제어부(16)는 이동 모터(14)에 전기적으로 연결되어, 이 이동 모터(14)의 구동 속도를 제어할 수 있도록 구성된다. 이 제어부(16)는 이동 모터(14)의 속도를 제어함에 있어서 상기 센서(8)의 각 감지 신호로 노즐(6)이 연마패드(4) 상에서 어느 위치에 있는 지를 감안한다. 즉, 제어부(16)는 제1 센서(8a)의 감지 신호 이후에는 유리화가 미미한 부분인 연마패드(4)의 제1 영역(4a)에 대응하도록 이동 모터(14)의 구동 속도를 제1속으로 제어하고, 제2 센서(8b)의 감지 신호 이후에는 유리화가 심한 부분인 연마패드(4)의 제2 영역(4b)에 대응하도록 이동 모터(14)의 구동 속도를 제2속으로 제어하며, 제3 센서(8c)의 감지 신호 이후 제4 센서(8d)의 감지 신호까지는 유리화가 미미한 부분인 연마패드(4) 제3 영역(4c)에 대응하도 록 이동 모터(14)의 구동 속도를 제3속으로 제어한다. 이로 인하여 유리화의 정도가 서로 다른 연마패드(4)의 제1, 제2, 제3 영역(4a, 4b, 4c)을 균일하게 드레싱 할 수 있다. 상기 제1, 제2, 제3속은 제1, 제2, 제3 영역(4a, 4b, 4c)의 유리화 제거 정도를 균일하게 하는 속도를 의미하는 것으로서, 각 영역의 유리화 정도에 따라 서로 다르게 설정되는 것이 바람직하다. 제2 영역(4b)의 유리화 정도가 제1, 제3 영역(4a, 4c)에 비하여 심하므로 이 영역(4b)에 해당하는 제2속이 제1, 제2속에 비하여 저속으로 설정되고, 제1속 및 제2속은 서로 유사하게 설정될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 연마패드 드레싱 장치는 도 5에 도시된 바와 같은 순서도를 따라 연마패드(4)를 도 4의 상태에서 도 6의 상태로 드레싱 한다.
이 연마패드 드레싱 방법은 다수의 단계로 진행되며, 제1 단계(ST10)는 제어부(16)의 출력단에 연결되는 이동 모터(14)를 구동시키고, 제어부(16)의 입력단에 연결되는 제1, 제2, 제3, 제4 센서(8a, 8b, 8c, 8d)를 통하여 감지 신호를 입력한다. 이 제1, 제2, 제3, 제4 센서(8a, 8b, 8c, 8d)들의 감지신호에 따라 제어부(16)는 노즐(6)의 위치를 판단하고 노즐(6)의 위치에 상응하는 속도로 이동 모터(14)를 구동시킨다.
이 제1 단계(ST10)가 진행되는 동안 제어부(16)는 노즐(6)이 정반(2) 즉, 연마패드(4)에 도착했는지 여부를 판단한다(ST20). 이 제2 단계(ST20)는 제1 센서(8a)의 감지신호가 제어부(16)에 인가됨에 따라 노즐(6)이 연마패드(4)의 최외곽 가장자리에 도착한 것을 판단할 수 있다.
이 제2 단계(ST20)의 판단에 의하여 노즐(6)이 연마패드(4)의 최외곽 가장자리에 도착한 것으로 판단되면, 노즐 제어 솔레노이드(20)를 온으로 제어한다(ST30). 이 제3 단계(ST30)는 공급관(18)을 통하여 노즐(6)에 대기하는 DIW를 연마패드(4)의 표면으로 분사하여 연마패드(4)를 드레싱하기 시작한다.
이 제3 단계(ST30)에 의하여 연마패드(40)의 드레싱이 시작되면, 정반(2) 즉, 연마패드(4) 상에서 노즐(6)의 위치에 따라 이동 모터(14)의 구동 속도를 제어한다(ST40). 이 제4 단계(ST40)는 3가지 단계로 세분될 수 있다.
이 제4 단계(ST40)는 정반(2) 즉, 연마패드(4)의 제1 영역(4a)에서 이동 모터(14)를 제1속으로 제어하고(ST41), 제2 영역(4b)에서 이동 모터(14)를 제2속으로 제어하며(ST42), 제3 영역(4c)에서 이동 모터(14)를 제3속으로 제어하여(ST43), 각 영역의 유리화에 적절하게 이동 모터(14)의 속도를 제어하여 연마패드(4)의 표면을 균일하게 드레싱 한다. 이로 인하여 연마패드(4) 표면의 함침 구조가 웨이퍼를 폴리싱할 수 있는 상태로 복원된다.
제2 영역(4b)은 제1, 제3 영역(4a 4c)에 비하여 유리화가 심하므로 상기한 바와 같이, 제2속은 제1속 및 제3속보다 저속인 것이 바람직하다.
제4 단계(ST40)가 진행되는 동안 제어부(16)는 노즐(6)이 정반 즉, 연마패드(4)의 중심에 도착했는지 여부를 판단한다(ST50). 제5 단계(ST5)는 제4 센서(8d)의 감지신호가 제어부(16)에 인가됨에 따라 노즐(6)이 연마패드(4)의 중심에 도착한 것을 판단할 수 있다.
이 제5 단계(ST50)의 판단에 의하여 노즐(6)이 연마패드(4)의 중심에 도착한 것으로 판단되면, 노즐 제어 솔레노이드(20)를 오프로 제어한다(ST60). 이 제6 단계(ST60)는 공급관(18)을 통하여 노즐(6)로 분사되던 DIW를 차단하여 연마패드(4)의 드레싱을 종료한다.
제6 단계(ST60)에 이어, 제어부(16)는 이동 모터(14)를 역 구동시킨다(ST70). 이 제7 단계(ST70)는 노즐(6)을 최초의 위치로 복귀시킨다.
한편, 폴리싱 장치는 상기한 정반(2), 즉 하나의 제1 정반(2a)으로 형성될 수도 있고, 상하 대향 배치되는 제1, 제2 정반(2a, 2b)으로 형성될 수도 있다. 정반(2)이 제1 정반(2a)으로만 구성되면 웨이퍼의 일면을 폴리싱 하고, 정반(2)이 제1, 제2 정반(2a, 2b)으로 구성되면 웨이퍼의 양면을 폴리싱 한다.
이 경우, 본 발명의 연마패드 드레싱 장치는 실린더(28)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 실린더(28)는 그 선단에 제2 정반(2b)의 선단에 대응하는 노즐(30)을 구비하여, 이 노즐(30)을 제2 정반(2b)의 측면(4d)에 대응시켜 이 측면(4d)을 드레싱할 수 있게 한다. 이 노즐(30)에도 상기한 바와 같이 노즐 제어 솔레노이드(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 연마패드 드레싱 장치는 제1, 제2 정반(2a, 2b)을 구비하는 경우, 노즐(6)을 2개로 구비하여 제1, 제2 정반(2a, 2b)으로 각각 향하게 할 수도 있고(미도시), 노즐(6)의 분사 방향을 전환시키는 반전 모터(32)를 더 구비할 수도 있다. 이 반전 모터(32)는 노즐(6)을 구비하는 공급관(18)을 회전시켜 노즐(6)의 분사 방향을 제1 정반(2a) 또는 제2 정반(2b)으로 향하게 하여 이들에 구비되는 각각의 연마패드(4)를 드레싱 한다.
이를 위하여 공급관(18)은 그 일측에 피동풀리(34)를 구비하고, 이 피동풀리(34)의 대향 측 반전 모터(32)는 구동풀리(36)를 구비하며, 이 구동풀리(36)와 피동풀리(34)는 밸트(38)로 연결된다. 따라서 반전 모터(32)의 회전 동력은 구동풀리(36), 벨트(38), 및 피동풀리(34)를 통하여 공급관(18)으로 전달되어 이를 회전시킨다.
이 반전 모터(32)는 제어부(16)의 출력단에 연결되어 제어되며, 제어부(16)의 제어를 용이하게 하기 위하여 180°로 정회전 및 역회전 작동되는 스탭 모터로 형성되는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 센서를 구비하여 노즐의 정반 즉, 연마패드 상에서 위치 변화를 감지하고, 이에 따라 노즐의 이동 속도를 제어, 즉 연마패드에서 유리화가 집중된 부분에서 노즐을 저속으로 이동하고 유리화가 미미하게 된 부분에서 노즐을 고속으로 이동하면서 DIW를 분사하여 연마패드를 드레싱하여, 연마패드 전체에 걸쳐 드레싱 상태를 양호하게 하면서 연마패드의 드레싱에 걸리는 시간을 단축하여 연마패드의 드레싱 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 폴리싱 장치의 정반에 구비되는 연마패드를 향하여 초순수를 분사하는 노즐;
    상기 노즐의 연마패드 상에서의 위치를 감지하는 센서;
    상기 노즐을 그 일측에 장착하는 노즐 브래킷;
    상기 노즐 브래킷을 지지하며 리드스크류의 회전 작동으로 상기 노즐 브래킷을 직선 이동시키는 리미트 가이드 액추에이터;
    상기 리미트 가이드 액추에이터의 일측에 연결되어 회전 작동되는 이동 모터; 및
    상기 센서의 감지 신호에 따라 상기 이동 모터의 구동 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 연마패드 드레싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정반은 웨이퍼의 일면을 폴리싱하는 제1 정반으로 이루어지는 연마패드 드레싱 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정반은 상기 제1 정반에 대향하여 웨이퍼의 다른 일면을 폴리싱하는 제2 정반을 더 포함하는 연마패드 드레싱 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 정반의 선단에 대응하는 노즐을 이동시키는 실린더를 포함하는 연마패드 드레싱 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐은 봉 상으로 길게 형성되는 공급관의 선단에 장착되는 연마패드 드레싱 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공급관의 노즐 반대측 단에는 노즐의 분사 방향을 전환시키는 반전 모터가 구비되는 연마패드 드레싱 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공급관은 그 일측에 피동풀리를 구비하고,
    상기 피동풀리의 대향 측 반전 모터는 구동풀리를 구비하며,
    상기 구동풀리와 피동풀리는 밸트로 연결되는 연마패드 드레싱 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 반전 모터는 180°로 정회전 및 역회전 작동되는 스탭 모터로 형성되는 연마패드 드레싱 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐은 초순수의 고압 분사를 온/오프 제어하는 노즐 제어 솔레노이드를 구비하는 연마패드 드레싱 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 노즐 브래킷으로 이동으로 상기 연마패드 상에서 노즐의 위치를 감지하도록 상기 리미트 가이드 액추에이터의 일측에 상기 연마패드의 영역별 직경 방향의 거리에 상응하여 리미트 가이드 액추에이터의 일측에 구비되는 연마패드 드레싱 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 연마패드의 최외곽 선단에 대응하는 제1 센서,
    상기 연마패드의 최외곽 선단에서 직경 방향 내측에 형성되는 제1 영역에 대응하는 제2 센서,
    상기 제1 영역에서 연마패드의 직경 방향 내측에 형성되는 제2 영역에 대응하는 제3 센서, 및
    상기 제2 영역에서 연마패드의 중심에 형성되는 제3 영역에 대응하는 제4 센서를 포함하는 연마패드 드레싱 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 모터는 그 일측에 구동풀리를 구비하고,
    상기 리미트 가이드 액추에이터는 상기 구동풀리의 대향측 리드스크류에 피동풀리를 구비하며,
    상기 구동풀리와 피동풀리는 밸트로 연결되는 연마패드 드레싱 장치.
  13. 이동 모터를 구동시키고 제1, 제2, 제3, 제4 센서의 감지 신호를 입력하는 제1 단계;
    노즐의 정반에 도착 여부를 판단하는 제2 단계;
    제2 단계에서 노즐이 정반의 최외곽에 도착하면 노즐 제어 솔레노이드를 온으로 제어하는 제3 단계;
    정반 상에서 노즐의 위치에 따라 이동 모터의 구동 속도를 제어하는 제4 단계;
    노즐의 정반 중심에 도착 여부를 판단하는 제5 단계;
    제5 단계에서 노즐이 정반의 중심에 도착하면 노즐 제어 솔레노이드를 오프로 제어하는 제6 단계; 및
    이동 모터를 역 구동시키는 제7 단계를 포함하는 연마패드 드레싱 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제4 단계는 제1 센서의 감지신호가 인가될 때까지 정반의 제1 영역에 이동 모터를 제1속으로 제어하는 단계를 포함하는 연마패드 드레싱 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제4 단계는 제2 센서의 감지신호에서 제3 센서의 감지신호가 인가될 때까지 정반의 제2 영역에 이동 모터를 제2속으로 제어하는 단계를 포함하는 연마패드 드레싱 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제4 단계는 제3 센서의 감지신호에서 제4 센서의 감지신호가 인가될 때까지 정반의 제3 영역에 이동 모터를 제3속으로 제어하는 단계를 포함하는 연마패드 드레싱 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 속은 제1속 및 제3속보다 저속인 것을 특징으로 하는 연마패드 드레싱 방법.
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