KR100835515B1 - 슬러리 탱크의 내벽을 세정하는 세정부를 갖는 슬러리공급 장치 - Google Patents

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Abstract

슬러리 탱크(slurry tank)의 내벽을 세정하는 세정부를 갖는 슬러리 공급 장치를 제공한다. 본 발명의 일 관점에 따른 슬러리 공급 장치는, 화학적 기계적 연마(CMP) 장치로 공급될 슬러리를 저장하는 탱크, 및 슬러리의 공급 이후 탱크 내벽에 잔류하는 슬러리의 고착물을 제거하기 위해 내벽에 세정액을 분사하는 세정부를 포함하여 구성된다.
화학적 기계적 연마, 슬러리, 슬러리 저장 탱크, 슬러리 공급 장치, 세정

Description

슬러리 탱크의 내벽을 세정하는 세정부를 갖는 슬러리 공급 장치{Slurry suppler having cleaning means for cleaning inner wall of slurry tank}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬러리 저장 탱크를 포함하는 슬러리 공급 장치를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자체 세정부를 갖는 슬러리 저장 탱크를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬러리 저장 탱크의 자체 세정부를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명은 반도체 소자 제조 장치에 관한 것으로, 특히, 화학적 기계적 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing) 장치로 슬러리(slurry)를 공급하는 장치로서 슬러리 탱크(slurry tank) 내벽을 세정하는 세정부를 포함하는 슬러리 공급 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 제조 공정에 평탄화(planarization)를 위해서 화학적 기계적 연마(CMP) 장치의 도입이 이루어지고 있다. 화학적 기계적 연마를 위해서, CMP로의 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 장치는 공급할 슬러리의 저장을 위한 용기로서 슬러리 탱크들을 구비하고 있다.
현재 슬러리 공급 장치의 설치 운용에 있어서, 슬러리는 공기와 접촉할 때 고착되는 성질을 나타내고 있어, 슬러리 저장 탱크의 내벽에 묻어있는 슬러리는 고착되기 마련이다. 슬러리 공급 장치는 공급할 슬러리의 저장을 위한 슬러리 저장 탱크와 슬러리 저장 탱크에 연결되어 CMP로 슬러리가 이송되길 대기하는 슬러리 공급 탱크를 슬러리 탱크들로서 포함하여 구성되는 데, 슬러리 저장 탱크에서 슬러리 공급 탱크로 슬러리가 이송된 후, 슬러리 저장 탱크는 슬러리가 내벽에 묻어 있는 상태에서 작업자가 다음 슬러리를 공급해주기까지 대기하는 상태가 된다.
장시간 사용에 있어서, 슬러리 저장 탱크의 내벽에 슬러리가 고착되어 슬러리성 스크래치(scratch)가 발생될 수 있다. 일반적으로, 슬러리 저장 탱크에서는 슬러리 순환과 교반을 하여 슬러리의 응고를 방지하고 있다. 그리고, 슬러리 공급 탱크가 슬러리를 공급받을 준비가 되면, 저장 탱크의 순환 밸브(valve)가 공급 탱크로 슬러리가 공급되도록 전환되어 슬러리가 공급 탱크로 이송된다.
이와 같이, 슬러리 공급 탱크로 슬러리 이송이 완료되면, 작업자가 슬러리 저장 탱크에 슬러리를 채우게 된다. 그런데, 작업자가 슬러리 저장 탱크에 슬러리를 곧바로 채워주지 않으면, 저장 탱크 내벽에 묻은 슬러리가 고착되게 된다. 고착된 상태에서 장시간 세정(cleaning) 작업을 하지 않고 계속 사용하게 되면, 고착된 슬러리가 큰 덩어리로 변하게 된다.
따라서, 이러한 슬러리 고착물을 제거하기 위해서 세정 작업이 수행되어야 하는 데, 이러한 세정 작업은 전체 CMP 장치의 가동을 중단하고 수작업을 통해서 이러한 슬러리 고착물을 제거하는 과정으로 수행되고 있다. 이러한 세정 작업은 통상 2주/1회 세정으로 수행되고 있다.
그런데, 통상, 하나의 슬러리 공급 장치는 4 개의 CMP 연마 테이블(table)로 슬러리를 공급하고 있는 데, 이러한 세정 작업을 위해서는 결국 4 개의 CMP 연마 테이블에서의 연마 공정이 모두 멈춰야 한다. 따라서, 반도체 소자 제조 공정의 생산성을 증가시키기 위해서는 이러한 세정 주기를 연장시키는 것이 크게 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 화학적 기계적 연마 장치로 슬러리를 공급한 후 슬러리를 저장하는 저장 탱크의 내벽을 세정하는 세정 주기를 연장할 수 있도록 구성된 슬러리 저장 탱크를 포함하는 슬러리 공급 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 화학적 기계적 연마 장치로 공급될 슬러리를 저장하는 탱크, 및 상기 슬러리의 공급 이후 상기 탱크 내벽에 잔류하는 슬러리의 고착물을 제거하기 위해 상기 내벽에 세정액을 분사하는 세정부를 포함하여 구성되는 슬러리 공급 장치를 제공한다.
상기 세정부는 상기 세정액의 공급을 위해 상기 탱크의 내측에 도입된 배관, 및 상기 세정액의 분사를 위해 상기 배관에 설치된 노즐(nozzle)을 포함하여 구성된 것일 수 있다.
상기 배관은 상기 탱크의 상측에 상기 탱크의 내벽을 따라 링(ring) 형태로 도입되고 상기 노즐은 상기 탱크의 내벽을 향하도록 도입된 것일 수 있다.
상기 슬러리 공급 장치는, 상기 슬러리 저장 탱크로부터 상기 슬러리를 이송 받아 상기 화학적 기계적 연마 장치로 상기 이송 받은 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 탱크를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 화학적 기계적 연마 장치로 슬러리를 공급한 후 슬러리를 저장하는 저장 탱크의 내벽을 세정하는 세정 주기를 연장할 수 있도록 구성된 슬러리 저장 탱크를 포함하는 슬러리 공급 장치를 제공할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안되며, 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서는 슬러리 탱크 내벽을 세정하기 위한 세정부를 슬러리 탱크 내측에 도입한 슬러리 공급 장치를 제시한다. 이러한 슬러리 공급 장치는 화학적 기계적 연마(CMP) 장치로 연마 슬러리를 공급한 후, 슬러리 탱크 내측벽에 잔류하는 슬러리의 고착물을, 필요에 따라 일정 주기로, 세정 제거하기 위해 세정부를 구비하게 된다. 이러한 세정부는 세정액, 예컨대, 순수(DI water)를 상기 탱크 내벽에 분사할 노즐(nozzle) 및 이러한 노즐에 순수를 공급할 배관을 포함하여 구성된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬러리 저장 탱크를 포함하는 슬러리 공급 장치를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자체 세정부를 갖는 슬러리 저장 탱크를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬러리 저장 탱크의 자체 세정부를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬러리 공급 장치는 CMP 장치로 슬러리 공급을 위해서 슬러리 탱크들(100, 101)과 슬러리 배관들(300, 400, 500) 및 슬러리 순환 펌프(slurry preparation pump:310)와 슬러리 펌프(slurry pump:410)들을 포함하여 구성된다.
슬러리 공급 장치는 슬러리 공급을 위한 슬러리 탱크로서 슬러리 저장 탱크(slurry preparation tank:100)와 슬러리 공급 탱크(slurry supply tank:101)를 포함하여 구성된다. 슬러리 저장 탱크(100)의 슬러리(110)는 슬러리 순환 배관(300) 및 이에 설치된 순환 펌프(310)에 의해서 그리고 순환 밸브(320)에 의해서 제어되며 순환되게 된다. 슬러리 공급 탱크(101)에서 슬러리(110)를 공급받을 준비가 되면, 순환 밸브(320)의 전환에 의해서 슬러리(110)가 슬러리 공급 탱크(101)로 이송된다.
이송된 슬러리(111)는 슬러리 공급 배관(400) 및 이에 설치된 슬러리 공급 펌프(410)들에 의해서 CMP 장치로 공급된다. 그리고, CMP 장치로부터 귀환된 슬러리는 슬러리 귀환 배관(500)을 따라 귀환 밸브(510)들에 의해 제어되며 슬러리 공급 탱크(101)로 귀환된다.
이러한 슬러리 탱크(100, 101)에는 모터(motor:200, 201)와 같은 구동 수단과 교반기(agitator:250, 251)가 설치되어, 슬러리(110, 111)를 교반함으로써 슬러리가 굳어지는 것을 방지하게 된다. 이러한 구성은 기본적으로 EBARA 사(일본 소재)의 슬러리 공급 장치에 근거한 것으로 이해될 수 있다. 그런데, 슬러리 저장 탱크(100)로부터 슬러리(110)가 이송된 후 슬러리 저장 탱크(100) 내벽에 묻어 잔류하는 슬러리는 공기와 접촉하여 고착될 수 있다. 따라서, 이러한 잔류 고착 슬러리는 주기적으로 세정 제거해 주어야 한다.
이러한 슬러리 저장 탱크(100) 내벽에 고착된 슬러리의 제거 및 세정을 위해서 세정부(600)가 슬러리 저장 탱크(100) 내측에 도입된다. 세정부(600)는 세정액을 슬러리 저장 탱크(100)의 내벽에 분사하도록 구비되는 데, 이러한 세정액 분사의 효과 제고를 위해서 세정부(600)는 슬러리 저장 탱크(100)의 상측 부위에 도입되는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 세정부(600)는 슬러리 저장 탱크(100) 내측에 고정부(105)에 의해서 고정되어 도입된다. 이러한 세정부(600)는 슬러리 저장 탱크(100)의 내벽에 세정액, 예컨대, 순수를 분사하기 위한 노즐(630)과 이러한 노즐에 세정액을 공급하기 위한 세정 배관(610)을 포함하여 구성될 수 있다.
세정 배관(610)에 분사구 등의 형태로 노즐(630)이 다수 개 도입될 수 있는 데, 이러한 노즐(630)은 세정액을 슬러리 저장 탱크(100) 내벽에 분사하기 위해서 슬러리 저장 탱크(100) 내벽으로 향하도록 구비된다. 이러한 노즐(630)들이 슬러리 저장 탱크(100) 내벽에 일정 간격 이격된 위치에 도입되기 위해서 노즐(630)들이 설치된 세정 배관(610)은 내벽을 따라 도 3에 제시된 바와 같이 링(ring) 형태로 설치될 수 있다.
이러한 세정 배관(610)은 테플론 소재 배관, 예컨대, 1/2 인치(inch) PTFE 배관으로 구성될 수 있다. 또한, 이러한 세정 배관(610)으로 세정액, 즉, 순수의 흐름을 인입하기 위한 외부 세정 배관이 세정 배관(610)에 대칭적으로 두 개 정도 연결될 수 있다. 이러한 외부 세정 배관은 테플론 소재 배관, 예컨대, 3/8 인치 PFA 배관으로 구성될 수 있다. 이러한 세정부(600)는 슬러리 공급 탱크(101)에도 설치될 수도 있으나, 실질적으로 슬러리 저장 탱크(100)에 설치되는 것이 효과적이다.
이러한 슬러리 저장 탱크(100)에 자체적으로 설치된 자체 세정부(600)의 가동은 슬러리(110)가 슬러리 공급 탱크(101)로 이송된 후 대기 상태에서 기다리는 동안 수행될 수 있다. 이러한 자체 세정 단계는 대략 5분 정도 수행되는 것이 바람직한 데, 순수가 노즐(630)을 통해 분사되면서, 슬러리 저장 탱크(100)의 내벽에 잔류하는 잔류 슬러리를 씻어 내리고, 세정된 이물질은 배액 배관 등을 통해 버려질 수 있다.
이러한 슬러리 저장 탱크(100)에의 세정 작업이 완료되며 슬러리 저장 탱크(100)는 고착물의 생성이 배제된 상태로 대기 상태로 전환될 수 있다. 실질적인 슬러리 저장 탱크(100)의 세정 주기를 2주/1회에서 4주/1회로 연장하여도 슬러리 고착물에 의한 슬러리성 스크래치 발생을 줄일 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
상술한 본 발명에 따르면, 슬러리 탱크 내벽에 슬러리 고착물로 인한 슬러리성 스크래치 발생을 효과적으로 방지할 수 있으며, 또한, 실질적인 세정 주기를 크게 연장할 수 있다. 이에 따라, 세정을 위해 CMP 과정 중단하는 것을 방지할 수 있어, 생산성 증대를 효과적으로 구현할 수 있다.

Claims (4)

  1. 화학적 기계적 연마 장치로 공급될 슬러리를 저장하는 탱크; 및
    상기 슬러리의 공급 이후 상기 탱크 내벽에 잔류하는 슬러리의 고착물을 제거하기 위해 상기 내벽에 세정액을 분사하는 세정부를 포함하며,
    상기 세정부는 상기 세정액의 공급을 위해, 상기 탱크의 상측에 상기 탱크의 내벽을 따라 링(ring) 형태로 도입되는 배관 및
    상기 세정액의 분사를 위해, 상기 탱크의 내벽을 향하도록, 상기 배관에 설치되는 노즐(nozzle)을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 슬러리를 저장하는 탱크로부터 상기 슬러리를 이송 받아 상기 화학적 기계적 연마 장치로 상기 이송 받은 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 공급 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000326225A (ja) * 1999-05-18 2000-11-28 Nippon Steel Corp スラリー調合・供給装置

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