KR100940638B1 - 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치는, 연마부의 그루브 패드에 부착된 슬러리 찌꺼기 및 스크래치원을 효과적으로 제거하여 원활한 공정의 진행을 가능하게 하기 위하여, 그루브 패드의 일측에 상하 방향으로 선회 가능하게 구비되는 브러시 암, 및 이 브러시 암에 회전 가능하게 구비되고 그 회전 선단이 그루브 패드의 표면을 세척하도록 형성되는 브러시로 구성되어 있다.
그루브패드, 브러시, 파티클, 웨이퍼

Description

씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치 {GROOVE PAD CLEANING APPARATUS OF CMP EQUIPMENT}
도 1은 본 발명에 따른 그루브 패드(groove pad) 세척 장치가 구비된 씨엠피 장비의 개략적인 구성도이고,
도 2는 그루브 패드에 파티클이 부착된 확대 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치의 아이들(idle) 상태도이고,
도 4는 본 발명에 따른 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치의 세척 상태도이다.
본 발명은 씨엠피(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 장비의 그루브 패드 세척 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그루브 패드(groove pad)에 부착된 슬러리(slurry) 찌꺼기 및 스크래치(scratch)원을 효과적으로 제거하여 웨이퍼의 파티클 및 스크래치를 저감시키고 그루브 패드의 윤모를 살려주는 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치에 관한 것이다.
일반적으로 씨엠피 장비는 그루브 패드와 연마제를 이용하는 기계적인 방법과 슬러리(slurry) 용액 내의 화학적 성분에 의하여 웨이퍼를 연마하는 화학적인 방법을 동시에 이용하는 화학적 기계적 평탄화 방법을 이용하는 장비이다.
이 씨엠피 장비는 하부에 회전하는 원형의 턴테이블에 그루브 패드를 부착하고 그루브 패드 상단의 소정 영역에 연마제, 즉 액체 상태의 슬러리를 공급하여 회전하는 원심력에 의하여 도포시키는 가운데, 슬러리가 도포되어 있는 그루브 패드의 상부에서 회전하는 웨이퍼 캐리어에 의하여 고정된 웨이퍼를 표면에 밀착하여 회전시킴으로써, 그 마멸 효과에 의해 웨이퍼의 표면을 평탄화시킨다.
이 씨엠피 장비는 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼를 연마시키는 연마부(1, 3)는 좌우에 2개씩 구비되어 있으며, 이 연마부 사이에는 컨디셔너(conditioner, 5)를 구비하고 있다.
이 컨디셔너(5)는 그루브 패드의 상부에서 회전 작동되어 그루브 패드의 표면 윤모를 초기화시키고 이로 인하여 제거율(removal rate) 및 연마의 균일도 향상을 꾀하고 있다.
이 컨디셔너(5)가 좌우로 움직이면서 그루브 패드를 컨디션닝할 때, 씨엠피 장비 자체에서는 연마제로 DI액(deionized water)과 슬러리를 공급한다.
이러한 상태에서 컨디셔너(5)는 자체에 내장되어 있는 스프링의 힘으로 그루브 패드 표면에 힘을 가하여 다이아몬드 스트립(strip)을 그루브 패드에 밀착시켜 그루브 패드의 윤모를 복원시키게 된다.
이 과정에서 컨디셔너의 오래된 다이아몬드는 스트립으로부터 빠져나오게 된 다.
이 씨엠피 장비의 연마부(1, 3)는 상기와 같은 내부 환경보다 외부 환경에 더 많은 영향을 받게 되는 데, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 떨어져 나온 다이아몬드 입자 및 작업자들의 움직임으로 인하여 발생되는 파티클(p)이 그루브 패드(7)에 부착되거나 슬러리 및 DI액을 공급하도록 그루브 패드(7)에 형성된 홀을 막게 되어 웨이퍼에 파티클 및 스크래치원을 제공하게 되며, 이로 인하여 그루브 패드(7)의 윤모를 적절하게 살리지 못하여 공정에 막대한 지장을 초래하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 연마부의 그루브 패드에 부착된 슬러리 찌꺼기 및 스크래치원을 효과적으로 제거하여 원활한 공정의 진행을 가능하게 하는 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치는,
그루브 패드의 일측에 상하 방향으로 선회 가능하게 구비되는 브러시 암, 및
상기 브러시 암에 회전 가능하게 구비되고 그 회전 선단이 그루브 패드의 표면을 세척하도록 형성되는 브러시를 포함하고 있다.
상기 브러시 암은,
그루브 패드의 일측에 구비된 바디에 그 일측 선단이 힌지로 장착되고,
다른 일측 선단에 상기 브러시를 구비하며,
그 중앙 부분이 가변 구조의 연결부재로 바디측에 연결되며,
브러시를 그루브 패드의 세척 및 아이들 상태로 제어하도록 연결부재의 길이를 조절하는 암 조절 모터를 개재하여 바디에 연결되어 있다.
상기 브러시는 그루브 패드의 그루브에 부착되어 있는 파티클을 효과적으로 제거하도록 상당한 길이를 가지는 모(毛)를 구비하고 있다.
상기 브러시는 브러시 조절 모터에 의하여 그루브 패드 표면과 선접촉하는 방향으로 회전 가능하도록 구성되어 있다.
상기 브러시의 상측에는 커버가 구비되어, 브러시의 회전 구동으로 인하여 그루브 패드로부터 슬러리 및 파티클이 비산되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치는 각 연마부에 독립적으로 구성되는 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 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치의 아이들(idle) 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치의 세척 상태도로서, 이 그루브 패드 세척 장치(A)는 도 1에 도시된 바와 같이, 각 연마부(1, 3)에 하나씩 구비되어 있다.
이 그루브 패드 세척 장치(A)는 연마부(1, 3; 이하에서 도 1, 2와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 사용한다)의 회전하는 턴테이블(6)에 상면에 구비되어 있는 그루브 패드(7) 표면을 세척할 수 있도록 크게 브러시 암(9)과 브러시(11)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.
먼저, 브러시 암(9)은 그루브 패드(7)의 일측에 구비되어 상하 방향으로 선회되는 구조를 이루고 있다. 이 브러시 암(9)은 도 3에 도시된 바와 같은 아이들 상태 및 도 4에 도시된 바와 같은 그루브 패드(7) 세척 상태로 제어될 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 이 브러시 암(9)은, 그루브 패드(7)가 웨이퍼를 연마하고 있을 때에는 도 3의 아이들 상태를 유지하고, 그루브 패드(7)가 웨이퍼를 연마 완료하였을 때, 도 4의 상태로 제어되어 브러시(11)로 그루브 패드(7)를 세척할 수 있게 한다.
이를 위하여 브러시 암(9)의 일측 선단은 연마부(1, 3)의 그루브 패드(7) 일측에 구비되는 바디(13)에 힌지(15)로 장착되어 있다. 이 힌지(15) 반대측 브러시 암(9)에는 상기 브러시(11)가 장착되어 있다. 따라서 브러시 암(9)의 선회 동작에 따라 브러시(11)는 그루브 패드(7)에 대하여 아이들 상태 또는 세척 상태로 제어된다.
그리고, 이 브러시 암(9)의 대략 중앙 부분은 연결부재(17)를 개재하여 바디(13) 측에 연결되어 있다. 이 연결부재(17)는 브러시 암(9)을 제어하기 위하여 길이가 가변되는 가변 구조를 이루고 있다. 이 연결부재(17)는 암 조절 모터(19)에 의하여 길이가 가변된다.
즉, 연결부재(17)는 일측 선단이 브러시 암(9)에 연결되고 다른 일측 선단이 암 조절 모터(19)에 연결되는 와이어로 구비되는 것이 바람직하다. 이 경우 와이어를 와인딩(winding) 및 언와인딩(unwinding) 하도록 암 조절 모터(19) 측에는 윈 치(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 이 암 조절 모터(19)는 바디(13)에 장착되어 있다. 따라서 이 암 조절 모터(19)의 구동에 의하여 연결부재(17)의 길이가 조절되고, 이 길이의 가변에 따라 브러시 암(9)이 아이들 상태 또는 세척 상태로 선회 작동된다.
이와 같이 작동되는 브러시 암(9)의 힌지 반대측에 구비되는 브러시(11)는 브러시 암(9)의 선회 방향과 별도의 방향, 즉 그루브 패드(7)의 표면을 세척할 수 있는 방향으로 회전 가능하게 구비되어 있다.
즉, 이 브러시(11)는 브러시 조절 모터(21)에 의하여 그루브 패드(7)의 표면과 선접촉하는 방향으로 회전하도록 구성되어 있다.
이 브러시(11)는 상당한 길이를 가지는 모(毛)를 구비하여, 회전 작동하면서 상기 모(毛)의 선단으로 그루브 패드(7)의 그루브에 부착되어 있는 파티클(p, 도 2참조)을 효과적으로 제거하게 된다.
이를 위하여 상기 브러시 조절 모터(21)는 브러시 암(9)의 브러시(11) 측 선단과 브러시(11) 사이에 개재되어 있다.
상기 암 조절 모터(19)에 의하여 브러시 암(9)이 세척 상태로 제어되고, 이 상태에서 브러시 조절 모터(21)에 의하여 브러시(11)가 회전 작동하면서 그루브 패드(7)의 표면을 세척하게 되면, 그루브 패드(7)의 상면에서 파티클 및 잔류물 그리고 연마액이 비산되는 데, 이와 같은 비산 현상을 방지하도록 브러시(11) 상측에 커버(23)를 구비하는 것이 좋다.
이 커버(23)는 브러시 암(9)의 선회 작동력에 의하여 브러시(11) 및 브러시 조절 모터(21)와 함께 바디(13) 측 힌지(15)를 회전 중심으로 아이들 및 세척 상태로 선회 작동된다.
이와 같이 구성되는 그루브 패드 세척 장치(A)는 씨엠피 장비에 구비되는 각 연마부(1, 3)에 독립적으로 구비되어, 각 연마부(1, 3)의 그루브 패드(7)를 각각 세척하는 것이 보다 효율적이다.
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 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치는 상당한 길이의 모(毛)를 가진 브러시를 그루브 패드 상에서 회전시킴으로서, 그루브 패드에 부착되어 있는 슬러리 찌꺼기 및 파티클을 효과적으로 제거할 수 있고, 이로 인하여 웨이퍼 연마 시 웨이퍼의 파티클 및 스크래치원을 효과적으로 제거할 수 있으며, 그루브 패드의 윤모를 효과적으로 살려 제거율 및 연마의 균일도를 향상시켜 공정을 원활하게 한다.

Claims (6)

  1. 그루브 패드의 측면에 설치된 바디;
    상하 방향으로 선회되도록 상기 바디에 일측단이 결합되는 브러시 암;
    상기 브러시 암이 상기 바디측으로 세워지거나 상기 그루브 패드 측으로 눕혀지도록 구동시키는 암 조절 모터;
    상기 브러시 암의 타측에 회전가능하게 결합되고 상기 그루브 패드의 표면을 세척하는 브러시; 및
    상기 브러시 상측에 구비된 커버를 포함하는 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 브러시는 그루브 패드의 그루브에 부착되어 있는 파티클을 제거하는 모(毛)를 구비하는 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 브러시는 브러시 조절 모터에 의하여 그루브 패드 표면과 선접촉하는 방향으로 회전 가능하도록 구성되는 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1, 청구항 3, 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그루브 패드 세척 장치는 각 연마부에 독립적으로 구비되는 씨엠피 장비의 그루브 패드 세척 장치.
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