KR100837534B1 - 디스펜서 클리닝 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 디스펜서 클리닝 장치는, 디스펜서 선단에서 슬러리가 응고되기 전에 제거하여, 응고된 슬러리의 폴리싱 패드로의 낙하에 따른 웨이퍼의 스크래치 및 파티클의 발생을 방지하기 위한 것으로서, CMP 장비에 구비되어 수평 방향의 작동력을 가하는 수평 이동수단, 및 이 수평 이동수단에 의하여 이동된 디스펜서에 세정액을 분사하여 디스펜서에 부착된 액체 상태의 슬러리를 세척하는 분사노즐로 구성되어 있다.

디스펜서, 슬러리, 턴테이블, 폴리싱 패드

Description

디스펜서 클리닝 장치 {DISPENSER CLEANING APPARATUS}

도 1은 종래기술에 따른 CMP 장비에서 디스펜서의 사시도이고,

도 2는 도 1의 디스펜서 선단에 슬러리 입자고 응고된 상태의 사시도이며,

도 3은 본 발명에 따른 디스펜서 클리닝 장치의 사시도이고,

도 4는 도 3의 우측면도이다.

본 발명은 디스펜서 클리닝 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스펜서 선단에서 슬러리가 응고되기 전에 제거하는 디스펜서 클리닝 장치에 관한 것이다.

일반적으로 기계화학적 연마(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 장비는 폴리싱 패드와 연마제를 이용하는 기계적인 방법과 슬러리(slurry) 용액 내의 화학적 성분에 의하여 웨이퍼를 연마하는 화학적인 방법을 동시에 이용하는 화학기계적 평탄화 방법을 이용하는 장비이다.

이 CMP장비는 크게 탑링 하나에 턴테이블 하나로 폴리싱 부분을 구성하고 있다. 턴테이블은 회전하면서 웨이퍼 표면을 폴리싱하는 데, 이때 슬러리라는 액체 성분의 케미컬을 이용한다.

이 폴리싱 전에는 다이아몬드 컨디셔너가 사용되어 폴리싱 패드의 표면 윤모를 초기 상태로 살려준다.

턴테이블에는 도 1에 도시된 바와 같이 폴리싱 패드(1)가 부착되어 있고, 이 폴리싱 패드(1)는 웨이퍼를 폴리싱할 수 있도록 항상 회전 작동되며, 각 공정의 방법에 따라 회전 속도에 차이가 있다.

이 턴테이블 및 폴리싱 패드(1)의 상측에는 디스펜서(3, dispense)가 구비되어 있다. 이 디스펜서(3)는 폴리싱 패드(1)에 연마제로 슬러리와 DI액(deionized water)을 공급한다.

이를 위하여 디스펜서(1)는 항상 폴리싱 패드(1)의 상부에 위치되어 있으며, 유지 보수 시 턴테이블 및 폴리싱 패드(1)의 바깥으로 이동될 수 있도록 구성되어 있다.

CMP 장비의 슬러리 공급 최종단인 디스펜서(1)에서 분사되는 슬러리 입자들은 탑링의 회전과 턴테이블 및 폴리싱 패드(1)의 회전 작동에 의하여 비산되어 디스펜서(1)에 위에 떨어진다.

이 디스펜서(1)에 떨어진 액체 상태의 슬러리(S)는 도 2에 도시된 바와 같이 디스펜서(1)의 선단에 응고되어 폴리싱 패드(1) 위에 떨어지게 된다. 이와 같이 폴리싱 패드(1)의 표면에 떨어진 응고된 슬러리(S)는 웨이퍼 연마 공정시 웨이퍼 표면에 스크래치 및 파티클을 유발시키게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 디스펜서 선단에서 슬러리가 응고되기 전에 제거하여, 응고된 슬러리의 폴리싱 패드로의 낙하에 따른 웨이퍼의 스크래치 및 파티클의 발생을 방지하는 디스펜서 클리닝 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 디스펜서 클리닝 장치는,

CMP 장비에 구비되어 수평 방향의 작동력을 가하는 수평 이동수단, 및

상기 수평 이동수단에 의하여 이동된 디스펜서에 세정액을 분사하여 디스펜서에 부착된 액체 상태의 슬러리를 세척하는 분사노즐을 포함하고 있다.

상기 수평 이동수단은 수평 방향으로 작동되는 복동식 실린더,

상기 복동식 실린더가 구비되는 바디,

상기 바디의 복동식 실린더 홈 포지션 및 앤드 포지션 측에 각각 구비되어 중앙 컴퓨터에 의하여 작동원을 제어하는 홈 솔레노이드 밸브 및 앤드 솔레노이드 밸브, 및

상기 홈 솔레노이드 밸브 및 앤드 솔레노이드 밸브를 선택 작동시키도록 복동식 실린더에 의하여 상기 바디 상에서 왕복 작동되는 분사노즐의 위치를 감지하여 상기 중앙 컴퓨터에 신호를 인가시키는 홈 리미트 스위치 및 앤드 리미트 스위치로 구성되어 있다.

상기 수평 이동수단은 디스펜서의 전 범위에 세정액을 분사할 수 있는 거리만큼 이동될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 분사노즐은 바디에 이동 가능하게 장착되는 이동편,

상기 이동편에 수직 상태로 장착되어 디스펜서의 측면에 세정액을 분사하는 수직 분사노즐, 및

상기 수직 분사노즐에 수직하도록 디스펜서의 상면에 세정액을 분사하는 수평 분사노즐을 포함하고 있다.

상기 디스펜서는 액체 상태의 슬러리가 고체 상태로 응고되기 전에 분사노즐 측으로 이동되는 것이 바람직하다.

상기 수평 이동수단 및 분사노즐은 폴리싱 패드에 영향을 주지 않도록 턴테이블 바깥쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이점 및 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 디스펜서 클리닝 장치의 사시도로서, 디스펜서(11) 선단에 떨어진 액체 상태의 슬러리를 응고되기 전에 제거하여, 응고된 슬러리가 폴리싱 패드에 낙하되어 웨이퍼에 스크래치 및 파티클을 발생시키는 것을 사전에 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

이 디스펜서 클리닝 장치는 크게 수평 이동수단(A) 및 분사노즐(B)을 포함하여, 중앙 컴퓨터(미도시)에 의하여 자동으로 제어되도록 이루어져 있다.

이 수평 이동수단(A)은 CMP 장비에서 디스펜서 클리닝 장치의 분사노즐(B)에 수평 방향의 작동력을 가하여 디스펜서(11)를 세척할 수 있도록 구성되어 있다.

이 수평 이동수단(A)은 도 4에 도시된 바와 같이, 복동식 실린더(13), 바디(15), 홈 솔레노이드 밸브(17), 앤드 솔레노이드 밸브(19), 홈 리미트 스위치(21), 및 앤드 리미트 스위치(23)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

이 복동식 실린더(13)는 분사노즐(B)을 디스펜서(11)에 대하여 평행한 수평 방향으로 이동시키도록 바디(15)에 장착되어 있다.

이 바디(15)는 복동식 실린더(13)를 장착하고, 이 복동식 실린더(13)의 작동에 의하여 분사노즐(B)의 작동을 원활하게 지지할 수 있도록 구성되어 있다.

이 복동식 실린더(13)와 바디(15)는 디스펜서(11)의 전 범위에 세정액을 분사하여 세척할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 도 3에는 복동식 실린더(13)와 바디(15)의 길이가 디스펜서(11)의 길이보다 길게 형성된 것이 예시되어 있다.

상기 복동식 실린더(13)는 홈 솔레노이드 밸브(17)와 앤드 솔레노이드 밸브(19)의 상호 작용에 의하여 공급 및 배출되는 작동원에 의하여 수평 방향으로 작동된다. 이 작동원으로 공압 및 유압이 적용될 수 있다.

이 홈 솔레노이드 밸브(17)와 앤드 솔레노이드 밸브(19)는 복동식 실린더(13)를 상기와 같이 제어할 수 있도록 바디(15)의 복동식 실린더(13) 홈 포지션 및 앤드 포지션 측에 각각 구비되어 중앙 컴퓨터에 의하여 제어되도록 전기적으로 연결되어 있다.

도 4를 참조하여 예를 들면, 홈 솔레노이드 밸브(17)의 온 제어와 앤드 솔레노이드 밸브(19)의 오프 제어에 의하여 복동식 실린더(13)는 우측으로 작동되고, 홈 솔레노이드 밸브(17)의 오프 제어와 앤드 솔레노이드 밸브(19)의 온 제어에 의하여 복동식 실린더(13)는 좌측으로 작동되다.

이와 같이 작동되는 복동식 실린더(13)는 홈 리미트 스위치(21)와 앤드 리미트 스위치(23)의 감지에 의하여 작동을 정지하거나 반대 방향으로 제어된다.

이 홈 리미트 스위치(21)와 앤드 리미트 스위치(23)는 홈 솔레노이드 밸브(17)와 앤드 솔레노이드 밸브(19)를 선택적으로 작동시키도록 각각 바디(15)의 복동식 실린더(13) 홈 포지션 및 앤드 포지션 측에 각각 구비되어 중앙 컴퓨터에 신호를 인가하도록 전기적으로 연결되어 있다.

이와 같이 구성 및 작동되는 수평 이동수단(A)에 의하여 디스펜서(11)를 향하여 수평 이동되는 분사노즐(B)은 디스펜서(11)에 세정액을 분사하여 디스펜서(11)에 부착된 액체 상태의 슬러리를 응고되기 전에 세척하도록 구성되어 있다.

이 분사노즐(B)은 이동편(25), 수직 분사노즐(27), 및 수평 분사노즐(29)을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

이동편(25)은 복동식 실린더(13)에 의하여 수평 방향으로 왕복 작동되도록 연결되어 바디(15)에 이동 가능하게 장착되어 있다.

수직 분사노즐(27)은 이동편(25)의 일측에 수직 상태로 장착되어 디스펜서(11)의 측면에 세정액을 분사하도록 다수의 노즐로 구성되어 있다.

수평 분사노즐(29)은 이 수직 분사노즐(27)에 수직하는 방향으로 구비되어 디스펜서(11)의 상면에 세정액을 분사하도록 다수의 노즐로 구성되어 있다.

이 수직 분사노즐(27) 및 수평 분사노즐(29)에 의하여 액체 상태의 슬러리를 세척하도록 디스펜서(11)는 액체 상태의 슬러리가 고체 상태로 응고되기 전에 분사 노즐(B) 측으로 이동되는 것이 바람직하다.

본 클리닝 장치가 턴테이블의 바깥쪽에 위치하는 경우에는 턴테이블 안쪽에 위치하는 경우에 비하여, 디스펜서(11)가 턴테이블 바깥쪽으로 이동되어 세척되므로 슬러리가 턴테이블 및 폴리싱 패드에 떨어지는 것이 더욱 방지될 수 있다.

이와 같이 구성되는 분사노즐(B)은 수평 이동수단(A)에 의하여 디스펜서(11)의 일측에서 서서히 왕복 이동되면서 디스펜서(11)에 부착된 슬러리를 세척하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 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 발명의 디스펜서 클리닝 장치는 웨이퍼 연마 공정에서 슬러리와 DI액을 공급하는 디스펜서의 선단에 부착되는 액체 상태의 슬러리를 세척함으로서 이 선단에서 슬러리가 응고되는 것을 방지하고, 응고된 슬러리가 폴리싱 패드 상면으로 떨어져 웨이퍼에 스크래치를 발생시키거나 파티클의 생성을 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. CMP 장비에 구비되어 수평 방향의 작동력을 가하는 수평 이동수단, 및

   상기 수평 이동수단에 의하여 이동되고, 디스펜서에 세정액을 분사하여 디스펜서에 부착된 액체 상태의 슬러리를 세척하는 분사노즐을 포함하는 디스펜서 클리닝 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 수평 이동수단은 수평 방향으로 작동되는 복동식 실린더,

   상기 복동식 실린더가 구비되는 바디,

   상기 바디의 복동식 실린더 홈 포지션 및 앤드 포지션 측에 각각 구비되어 중앙 컴퓨터에 의하여 작동원을 제어하는 홈 솔레노이드 밸브 및 앤드 솔레노이드 밸브, 및

   상기 홈 솔레노이드 밸브 및 앤드 솔레노이드 밸브를 선택 작동시키도록 복동식 실린더에 의하여 상기 바디 상에서 왕복 작동되는 분사노즐의 위치를 감지하여 상기 중앙 컴퓨터에 신호를 인가시키는 홈 리미트 스위치 및 앤드 리미트 스위치를 포함하는 디스펜서 클리닝 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 수평 이동수단은 디스펜서의 전 범위에 세정액을 분사할 수 있는 거리 만큼 이동될 수 있도록 구성되는 디스펜서 클리닝 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 분사노즐은 바디에 이동 가능하게 장착되는 이동편,

   상기 이동편에 수직 상태로 장착되어 디스펜서의 측면에 세정액을 분사하는 수직 분사노즐, 및

   상기 수직 분사노즐에 수직하도록 디스펜서의 상면에 세정액을 분사하는 수평 분사노즐로 구성되는 디스펜서 클리닝 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 디스펜서는 액체 상태의 슬러리가 고체 상태로 응고되기 전에 분사노즐 측으로 이동되는 디스펜서 클리닝 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 수평 이동수단 및 분사노즐은 턴테이블 바깥쪽에 위치하는 디스펜서 클리닝 장치.

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