KR101366153B1 - 웨이퍼 연마 장치의 드레서 - Google Patents
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Abstract
하정반, 및 상기 하정반에 부착되는 제1 패드를 포함하는 웨이퍼 연마 장치의 드레서는 상기 제1 패드 상에 위치하는 드레서 아암, 상기 드레서 아암에 서로 이격하여 배치되고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드에 세정액을 공급하는 복수의 분사 노즐들, 및 상기 복수의 분사 노즐들에 세정액을 공급하는 배수관을 포함하며, 상기 드레서 아암의 길이는 상기 제1 패드의 반경의 80%이상이다.
Description
실시 예는 연마 장치의 패드를 세정하는 드레서(dresser)에 관한 것이다.
일반적으로 300mm 양면 연마기는 패드의 수명(life time)이 열위하고 평탄도, 특히 에지 롤 오프(ERO) 품질 수준이 열위하다. 이는 타 장비들 대비 패드 수명 초기부터 패드 표면에 글레이징(glazing) 생성 속도가 빠르기 때문이다.
글레이징이란 웨이퍼 반응물, 슬러리 입자, 이물질 등이 높은 압력과 온도에 의해 유리질화된 후 고착된 고형물을 가리킨다. 이러한 글레이징의 발생에 따라 패드 두께 프로파일의 변형이 초래되고, 웨이퍼의 평탄도를 악화시키는 원인이 되고, 이에 의하여 패드 수명도 짧아지는 악순환이 반복된다.
따라서, 패드 글레이징 제거를 통해 웨이퍼의 연마율을 유지시키고 평탄도 및 표면 거칠기를 향상시키는 방법이 요구되는데, 매회 연마가 끝날 때마다 패드 표면에 고압 탈이온수(Deionized Water : DIW) 분사하여 웨이퍼 반응물, 슬러리 입자, 이물질 등을 제거한다. 이러한 방법을 고압 드레싱(High Pressure Dressing))이라 하며, 고압 드레싱을 수행하는 장치를 고압 드레서라 한다.
도 8은 일반적인 웨이퍼 연마 장치의 드레서를 나타낸다. 도 8을 참조하면, 일반적으로 배수관(830)과 연결된 노즐(810)이 부착된 드레서 아암(820)이 웨이퍼 연마 장치의 패드(815) 표면 위를 일정한 궤도로 스윙(swing)하여 패드(815) 표면 위를 이동하면서 세정한다. 드레서 아암(820)이 패드(815) 바깥쪽에서 안쪽까지 1회 왕복(801)해야지 패드(815) 전면에 대한 세정이 이루어질 수 있다.
웨이퍼 연마 장치의 패드에 대한 세정 공정은 매 배치(Batch)마다 이루어지기 때문에 생산성 측면에서 비가공 시간 중 가장 큰 부분(Portion)을 차지하고 있다. 그런데 일반적인 드레서는 패드(815) 전면에 대해 시간 간격을 두고 패드(815)를 세정함에 따라 불필요한 생산성 손실(Loss)을 유발할 수 있다. 생산성을 높이기 위해서 드레서 아암의 스윙 속도(Arm Swing Speed)를 증가시켜야 하는데 이때 세정력이 떨어져 패드(815)에 대한 세정이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다. 이와 같이 패드(815)에 대한 세정력이 떨어질 경우 패드(815) 표면 위에 글레이징(Glazing) 발생이 심화되어 웨이퍼 가공 시간이 증가하고, 웨이퍼 표면에 스크래치(Scratch)가 발생할 수 있음에 따라 패드 수명(Pad Lifetime)이 단축될 수 있다.
실시 예는 생산성을 향상시키고, 패드 전면에 대한 균일한 세정이 가능하고, 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있는 연마 장치의 드레서를 제공한다.
실시 예에 따른 하정반, 및 상기 하정반에 부착되는 제1 패드를 포함하는 웨이퍼 연마 장치의 드레서는 상기 제1 패드 상에 위치하는 드레서 아암, 상기 드레서 아암에 서로 이격하여 배치되고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드에 세정액을 공급하는 복수의 분사 노즐들, 및 상기 복수의 분사 노즐들에 세정액을 공급하는 배수관을 포함하며, 상기 드레서 아암의 길이는 상기 제1 패드의 반경의 80%이상이다.
상기 드레서 아암은 폭이 일정한 막대 형상일 수 있다. 상기 드레서 아암은 제1 방향으로 진행할수록 폭이 감소하는 형상이고, 상기 제1 방향은 상기 드레서 아암의 일 단으로부터 타 단을 향하는 방향이고, 상기 드레서 아암의 일단은 상기 배수관과 연결되는 측의 일단일 수 있다.
상기 드레서 아암은 일정한 진동 폭을 갖도록 진동할 수 있다.
상기 분사 노즐들은 상기 드레서 아암과 탈부착이 가능할 수 있다.
상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격하여 배치되는 분사 노즐들의 수는 상기 제1 방향으로 갈수록 감소할 수 있다.
상기 드레서 아암의 제2 영역에 배치되는 분사 노즐들의 수는 상기 드레서 아암의 제1 영역에 배치되는 분사 노즐들의 수보다 작거나 같으며, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역보다 상기 드레서 아암의 상기 일단으로부터의 이격 거리가 클 수 있다.
상기 웨이퍼 연마 장치의 드레서는 상기 드레서 아암을 상기 제1 패드 상으로 이동시키는 이송 수단, 및 상기 배수관을 통하여 상기 드레서 아암에 공급되는 세정액에 압력을 가하는 공급 펌프를 더 포함하며, 상기 드레서 아암의 일단을 축으로 상기 드레서 아암은 회전 가능할 수 있다.
상기 이송 수단은 상기 드레서 아암의 일단과 연결되는 제1 지지봉, 제2 지지봉, 상기 제1 지지봉과 상기 제2 지지봉을 연결하는 연결부, 및 상기 제2 지지봉과 연결되고, 상기 제1 지지봉에 연결된 상기 드레서 아암을 이동시키는 회전 모터를 포함하며, 상기 제1 지지봉은 상기 연결부를 축으로 회전할 수 있다.
상기 연결부는 접이식 구조이고, 상기 연결부에 의하여 상기 제1 지지봉은 펴지거나 접힐 수 있다. 상기 웨이퍼 연마 장치의 드레서는 상기 제1 지지봉에 연결된 상기 드레서 아암을 진동시키는 오실레이터를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 연마 장치의 드레서는 상기 회전 모터의 회전 속도, 상기 오실레이터의 진동 폭과 진동 속도, 및 세정액에 가해지는 상기 공급 펌프의 상기 압력을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
실시 예는 생산성을 향상시키고, 패드 전면에 대한 균일한 세정이 가능하고, 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 웨이퍼 연마 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 드레서의 실시 예를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 드레서 아암의 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 드레서의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 드레서 아암을 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 드레서의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 드레서를 나타낸다
도 8은 일반적인 웨이퍼 연마 장치의 드레서를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 드레서의 실시 예를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 드레서 아암의 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 드레서의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 드레서 아암을 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 드레서의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 드레서를 나타낸다
도 8은 일반적인 웨이퍼 연마 장치의 드레서를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 연마 장치의 드레서 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마 장치를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 웨이퍼 연마 장치(100)를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 드레서(200)의 실시 예(200-1)를 나타내고, 도 3은 도 2에 도시된 드레서 아암(210)의 사시도를 나타낸다.
웨이퍼 연마 장치(100)는 턴테이블(turn table, 10), 하정반(20), 제1 패드(22), 상정반(30), 제2 패드(32), 지지대(40), 이송부(42), 및 드레서(200)를 포함한다.
하정반(20)은 원반 형상으로 턴테이블(10) 상에 배치되고, 상정반(30)은 하정반(20)과 대응되도록 하정반(20) 상에 배치된다. 하정반(20)의 중앙 부분에는 내주 기어(sun gear, 52)가 마련되고, 가장 자리 부분에는 외주 기어(internal gear, 54)가 마련된다. 내주 기어(52) 및 외주 기어(54)는 캐리어(미도시)의 외주면에 마련된 기어와 맞물려 캐리어를 회전시킬 수 있다. 캐리어에는 연마할 웨이퍼가 수용될 수 있다.
제1 패드(22)는 하정반(20)의 상면에 배치된다. 예컨대, 제1 패드(22)는 내주 기어(52)가 형성되는 중앙 부분을 제외한 하정반(20)의 상면의 나머지 부분에 부착될 수 있다.
지지대(40)는 하정반(20)과 대응되어 배치되도록 상정반(30)을 지지하며, 상정반(30)의 상면과 연결되는 이송부(42)에 의하여 상정반(30)을 상하로 이동시킬 수 있다.
내주 기어(52)와 마주보는 상정반(30)의 하면에는 내주 기어(52)가 삽입될 수 있는 홈(34)이 마련될 수 있다.
제2 패드(32)는 상정반(30)의 하면에 부착될 수 있다. 예컨대, 제2 패드(32)는 홈(34)이 마련된 부분을 제외한 상정반(30)의 하면의 나머지 부분에 부착될 수 있다.
드레서(200)는 제1 패드(22) 및 제2 패드(32)에 세정액을 분사하여 제1 패드(22) 및 제2 패드(32)를 세정한다.
드레서(200)는 드레서 아암(dresser arm, 210), 분사 노즐들(203), 및 배수관(220)을 포함한다.
드레서 아암(210)은 폭(w1)이 일정한 라인(line) 형태의 막대 형상이며, 세정액을 제1 패드(22) 및 제2 패드(32)에 분사하는 복수의 분사 노즐들(203)을 포함한다.
드레서 아암(210)의 일 단으로부터 타 단까지의 길이(D2)는 하정반(20)의 반경 또는 상정반(30)의 반경의 80%이상일 수 있다. 여기서 하정반(20)의 반경은 하정반(20)의 외주 기어(54)부터 내주 기어(52) 사이의 거리일 수 있으며, 상정반(30)의 반경은 상정반(30)의 외주로부터 상정반(30)의 홈(34)까지의 거리일 수 있다.
또는 드레서 아암(210)의 길이(D2)는 제1 패드(22)의 반경 또는 제2 패드(32)의 반경(D1)의 80%이상일 수 있다. 여기서 제1 패드(22)의 반경은 제1 패드(22)의 외주(22-1)부터 내주(22-2)까지의 거리일 수 있으며, 제2 패드(32)의 반경은 제2 패드(22)의 외주(미도시)부터 내주(미도시)까지의 거리일 수 있다.
복수의 분사 노즐들(203)은 드레서 아암(210)의 일면에 마련되고 제1 패드(22)로 세정액을 분사하는 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수), 및 드레서 아암(210)의 다른 일면에 마련되고 제2 패드(32)로 세정액을 분사하는 제2 분사 노즐들(202-1 내지 202-m, m>1인 자연수)을 포함할 수 있다. 복수의 분사 노즐들(203)은 드레서 아암(210)과 탈부착이 가능할 수 있다.
도 3을 참조하면, 드레서 아암(210)은 제1 플레이트(310), 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수), 제2 플레이트(320), 제2 분사 노즐들(202-1 내지 202-m, m>1인 자연수), 제1 유입구(301), 및 제2 유입구(302)를 포함할 수 있다.
드레서 아암(210)은 상부에 위치하고 제1 패드(22)와 대향하는 제1 플레이트(310), 및 하부에 위치하고 제2 패드(32)와 대향하는 제2 플레이트(320)로 구분될 수 있다. 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수)은 제1 플레이트(310)에 서로 이격하여 마련될 수 있다. 예컨대, 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수)은 제1 플레이트(310)에 서로 이격하여 일렬로 배치될 수 있다. 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수)은 제1 플레이트(310)에 탈부착이 가능할 수 있다.
제2 분사 노즐들(202 내지 202-m, m>1인 자연수)은 제2 플레이트(320)에 서로 이격하여 마련될 수 있다. 예컨대, 제2 분사 노즐들(202 내지 202-m, m>1인 자연수)은 제2 플레이트(320)에 서로 이격하여 일렬로 배치될 수 있다. 제2 분사 노즐들(202 내지 202-m, m>1인 자연수)은 제2 플레이트(320)에 탈부착이 가능할 수 있다.
제1 유입구(301) 및 제2 유입구(302)는 배수관(220)과 연결된다. 세정액은 배수관(220)으로부터 제1 유입구(301)를 통하여 제1 플레이트(310)로 공급되고, 제2 유입구(301)를 통하여 제2 플레이트(320)로 공급될 수 있다.
도 3에 도시된 실시 예는 각 플레이트(310,또는 320)와 연결되는 유입구를 구분하여 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 실시 예에서는 하나의 유입구를 통하여 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320)에 세정액을 공급할 수도 있다.
배수관(220)은 드레서 아암(210)과 연결되고, 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수) 및 제2 분사 노즐들(202 내지 202-m, m>1인 자연수)에 세정액을 공급한다. 배수관(220)에 연결된 드레서 아암(210)은 이송 수단(미도시)에 의하여 제1 패드(22) 위로 이동될 수 있다.
예컨대, 드레서 아암(210)의 일 단으로부터 타 단으로 향하는 방향(401, 이하 "제1 방향"이라 한다)과 제1 패드(22)의 외주(22-1)로부터 내주(22-2)로 향하는 방향과 평행이 되도록 제1 패드(22) 상에 드레서 아암(210)은 이동될 수 있다. 제1 패드(22) 위로 이동된 드레서 아암(210)과 제1 패드(22)가 오버랩되는 영역의 길이는 제1 패드(22)의 반경(D1)의 80% 이상이 될 수 있다.
실시 예는 드레서 아암(210)이 제1 패드(22) 및 제2 패드(32) 상을 스윙하지 않더라도, 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수) 및 제2 분사 노즐들(202 내지 202-m, m>1인 자연수)로부터 동시에 분사되는 세정액에 의하여 제1 패드(22) 및 제2 패드(32) 전면에 대하여 세정을 수행할 수 있다.
도 8에 도시된 일반적인 드레서는 드레서 아암(820)의 길이가 패드(815) 반경의 1/10 정도이기 때문에 패드(815) 전면을 세정하기 위해서는 드레서 아암(820)이 패드(815) 위을 스윙하여야 하지만, 실시 예는 드레서 아암(210)의 길이(D2)가 제1 패드(22)의 반경(D1) 또는 제2 패드(32)의 반경의 80%이상이고, 드레서 아암(210)에 서로 이격하여 분사 노즐들(201 내지 201-n, 202-1 내지 202-m)이 배치되기 때문에 드레서 아암(210)이 이동하지 않고 패드(22,32) 전면에 대하여 동시에 세정이 가능할 수 있다. 이로 인하여 실시 예는 세정 시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
드레서 아암(210)은 제1 방향(401)과 평행한 방향으로 일정한 진동 폭을 갖도록 진동(oscillation)할 수 있다. 드레서 아암(210)의 진동 폭은 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수) 및 제2 분사 노즐들(202 내지 202-m, m>1인 자연수)의 이격 거리와 동일하거나 클 수 있다. 그러나 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
드레서 아암(210)이 진동하지 않고 정지해 있는다면, 제1 분사 노즐들(201 내지 201-n, n>1인 자연수) 사이의 영역에 대응하는 제1 패드(22)의 영역 및 제2 분사 노즐들(202 내지 202-m, m>1인 자연수) 사이의 영역에 대응하는 제2 패드(32)의 영역에 대해서는 세정액이 분사되지 않을 수 있다.
그러나 실시 예는 드레서 아암(210)이 제1 방향(401)으로 오실레이션(Oscillation) 운동을 함으로써, 누락될 수 있는 제1 패드(22) 및 제2 패드(32) 영역에 대해서도 세정을 수행하여 제1 패드(22) 및 제2 패드(32)에 대한 세정력을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 드레서(200)의 다른 실시 예(200-2)를 나타내고, 도 5는 도 4에 도시된 드레서 아암(210-1)을 나타낸다. 도 1 및 도 3과 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 드레서(200-2)는 드레서 아암(210-1), 분사 노즐들(203-1), 및 배수관(220)을 포함한다.
드레서 아암(210-1)은 제1 방향(401)으로 갈수록 폭(w2)이 감소하는 형상, 예컨대, 사다리꼴 또는 삼각형일 수 있다. 배수관(220)과 연결되는 일단으로부터 타단으로 갈수록 제1 패드(22)와 대향하는 제1 플레이트(310)의 제1 면(512) 및 제2 패드(32)와 대향하는 제2 플레이트(320)의 제2면(514)의 면적은 감소할 수 있다. 예컨대, 제1 면(512)과 제2 면(514)의 형상은 제1 방향(401)으로 면적이 감소하는 사다리꼴 또는 삼각형일 수 있다.
제1 방향(401)과 수직한 제2 방향(402)으로 서로 이격하여 배치되는 제1 분사 노즐들(501-1 내지 501-n, n>1인 자연수)의 수는 제1 방향(401)으로 갈수록 감소할 수 있다. 이때 제1 방향(401)은 드레서 아암(210-1)의 일 단으로부터 타 단으로 향하는 방향일 수 있으며, 드레서 아암(210-1)의 일단은 배수관(220)과 연결되는 측의 일단일 수 있다.
드레서 아암(210-1)의 제2 영역에 배치되는 분사 노즐들의 수는 드레서 아암(210-1)의 제1 영역에 배치되는 분사 노즐들의 수보다 작거나 같을 수 있다. 이때 드레서 아암(210-1)의 제2 영역은 드레서 아암(210-1)의 제1 영역보다 배수관(220)과 연결되는 드레서 아암(210-1)의 일단으로부터의 이격 거리가 클 수 있다.
예컨대, 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)의 제2 영역(524)에 배치되는 제1 분사 노즐들(예컨대, 501-(n-1))의 수는 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)의 제1 영역(522)에 배치되는 제1 분사 노즐들(예컨대, 501-n)의 수보다 작거나 같을 수 있다. 이때 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)의 제2 영역(524)은 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)의 제1 영역(522)보다 배수관(220)과 연결되는 드레서 아암(210-1)의 일단으로부터의 이격 거리가 클 수 있다. 제1 분사 노즐들(501 내지 501-n, n>1인 자연수)은 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)에 탈부착이 가능할 수 있다.
또한 제2 방향(402)으로 서로 이격하여 배치되는 제2 분사 노즐들(502-1 내지 502-m)의 수는 제1 방향(401)으로 갈수록 감소할 수 있다. 예컨대, 드레서 아암(210-1)의 제2 플레이트(320)의 제2 영역(534)에 배치되는 제2 분사 노즐들(예컨대, 502-(m-1))의 수는 드레서 아암(210-1)의 제2 플레이트(320)의 제1 영역(532)에 배치되는 제2 분사 노즐들(502-m)의 수보다 작거나 같을 수 있다. 이때 드레서 아암(210-1)의 제2 플레이트(320)의 제2 영역(534)은 드레서 아암(210-1)의 제2 플레이트(320)의 제1 영역(532)보다 배수관(220)과 연결되는 드레서 아암(210-1)의 일단으로부터의 이격 거리가 클 수 있다. 제2 분사 노즐들(502-1 내지 502-m, m>1인 자연수)은 드레서 아암(210-1)의 제2 플레이트(320)에 탈부착이 가능할 수 있다.
만약 드레서 아암(210-1)의 서로 다른 영역들에 배치되는 분사 노즐들의 수를 모두 동일하게 한다면, 제1 패드(22) 및 제2 패드(32) 각각의 위치에 따른 세정력의 차이가 발생할 수 있다. 예컨대, 제1 패드(22)의 내주(22-2) 및 제2 패드(32)의 내주에 인접하는 영역일수록 세정력이 감소할 수 있다.
그러나 도 4 및 도 5에 도시된 실시 예는 제2 방향(402)으로 배치되는 분사 노즐들의 수를 제1 방향(401)으로 갈수록 감소시킴으로써, 제1 패드(22) 및 제2 패드(32) 각각의 전면이 균일한 세정력을 받도록 할 수 있다.
예컨대, 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)의 제1 영역(522)에 배치되는 제1 분사 노즐들(501-n)의 수를 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)의 제2 영역(524)에 배치되는 제1 분사 노즐들(501-(n-1))의 수보다 크게 함으로써, 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)의 제1 영역(522)에 대응하는 제1 패드(22)의 제1 영역과 드레서 아암(210-1)의 제1 플레이트(310)의 제2 영역(524)에 대응하는 제1 패드(22)의 제2 영역 각각에 대하여 균일한 세정력을 받도록 할 수 있다. 결국 실시 예는 제1 패드 및 제2 패드 각각의 전면에 대해 균일한 세정을 할 수 있으며, 이로 인하여 연마 공정에 따른 웨이퍼의 평탄도(flatness)를 개선할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 드레서(200)의 다른 실시 예(200-3)를 나타낸다. 도 1, 및 도 4 내지 도 5와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 6을 참조하면, 드레서(200-3)는 드레서 아암(210-1), 분사 노즐들(203-1), 배수관(미도시) 및 이송 수단(710)을 포함한다.
이송 수단(710)은 드레서 아암(210-1)과 연결되고, 드레서 아암(210-1)을 제1 패드(220) 상으로 이동시킨다. 이송 수단(710)은 지지봉(712) 및 연결부(720)를 포함한다.
연결부(610)는 드레서 아암(210-1) 및 이송 수단(710)을 서로 연결시킨다. 연결부(610)는 드레서 아암(210-1)의 일단과 이송 수단(710)의 일단을 연결시킬 수 있다. 연결부(610)를 축으로 드레서 아암(210-1)은 회전 가능하며, 드레서 아암(210-1)과 이송 수단(710)이 이루는 각도(θ)는 조절될 수 있다. 드레서 아암(210-1)과 이송 수단(710)이 이루는 각도(θ)에 따라서 드레서(220-3)가 웨이퍼 연마 장치 내에서 차지하는 공간에 차이가 발생할 수 있다. 이송 수단(710)에 대해서는 도 7에서 후술한다.
도 8에 도시된 드레서 아암(820)과 비교할 때, 도 2 및 도 4에 도시된 실시 예는 드레서 아암(210-1)의 길이가 증가하기 때문에 웨이퍼 연마 장치 내에서 드레서(200-1, 200-2)가 차지하는 공간이 증가할 수 있다.
그러나 도 6에 도시된 실시 예는 세정 공정이 완료된 후에는 연결부(610)에 의하여 드레서 아암(210-1)과 이송 수단(710)이 이루는 각도(θ)를 조절함으로써 드레서(200-3)가 웨이퍼 연마 장치 내에서 차지하는 공간을 줄일 수 있다.
도 6에 도시된 실시 예는 도 4에 도시된 드레서 아암(210-1)을 포함하지만, 다른 실시 예는 도 2에 도시된 드레서 아암(210)을 포함할 수 있다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 드레서(200-4)를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 드레서(200-4)는 드레서 아암(210-1), 분사 노즐들(203-1), 배수관(220), 이송 수단(710), 공급 펌프(730), 세정액 저장부(735), 제어부(740), 및 고정부(750)를 포함한다.
드레서 아암(210-1)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 동일할 수 있다. 그러나 다른 실시 예에 따른 드레서(200-4)는 도 2에 도시된 드레서 아암(210)을 포함할 수 있다.
이송 수단(710)은 드레서 아암(210-1)을 제1 패드(22) 상으로 이동시키며, 드레서 아암(210-1)을 제1 방향(401)과 평행한 방향으로 일정한 진동 폭을 갖도록 진동시킬 수 있다.
이송 수단(710)은 지지봉(712), 연결부(720), 고정핀(722), 회전 모터(714), 및 오실레이터(716)를 포함할 수 있다. 지지봉(712)은 드레서 아암(210-1)을 지지하도록 일단이 드레서 아암(210-1)과 연결되고, 타 단이 회전 모터(714)에 연결될 수 있다. 예컨대, 지지봉(712)은 드레서 아암(210)과 연결되는 제1 지지봉(712-1) 및 회전 모터(714)와 연결되는 제2 지지봉(712-2)을 포함할 수 있다.
회전 모터(714)는 드레서 아암(210)이 제1 패드(22) 상에 위치하도록 지지봉(712)을 이동시킨다.
연결부(720)는 제1 지지봉(712-1)과 제2 지지봉(712-2)을 서로 연결한다. 제1 지지봉(712-1)은 연결부(720)를 축으로 회전할 수 있다. 예컨대, 연결부(720)는 접이식 구조, 예컨대, 경첩일 수 있다. 예컨대, 연결부(720)에 의하여 제1 지지봉(712-1)은 펴지거나 접힐 수 있다.
고정핀(722)은 제1 지지봉(712-1)을 펴진 상태로 연결부(720)에 고정하거나, 제1 지지봉(712-1)을 접힌 상태로 연결부(720)에 고정할 수 있다.
오실레이터(716)는 제2 지지봉(716)과 연결되고, 지지봉(712)을 일정한 진동 폭을 갖도록 진동시킨다. 오실레이터(716)에 의하여 제1 지지봉(712)에 연결된 드레서 아암(210-1)은 제1 방향(401)과 평행한 방향으로 일정한 진동 폭을 갖도록 진동될 수 있다.
배수관(220)은 고정부(750)에 의하여 제1 지지봉(712-1)에 고정되며, 드레서 아암(210-1)과 공급 펌프(730) 사이 및 공급 펌프(730)와 세정액 저장부(735) 사이를 연결한다.
세정액 저장부(715)는 세정액을 저장한다. 공급 펌프(710)는 세정액 저장부(715)으로부터 배수관(220)을 통하여 드레서 아암(210-1)에 공급되는 세정액에 압력을 가한다. 분사 노즐들(203-1)로부터 분사되는 세정액의 분사 압력은 공급 펌프(710)에 의하여 세정액에 가해진 압력에 따라 결정될 수 있다.
제어부(740)는 회전 모터(714)의 회전 속도, 오실레이터(716)의 진동 폭과 진동 속도, 및 세정액에 가해지는 공급 펌프(710)의 압력을 조절할 수 있다.
예컨대, 제어부는 제1 제어부(742), 제2 제어부(744), 및 제3 제어부(746)를 포함할 수 있다. 제1 제어부(742)는 회전 모터(714)의 회전 속도를 제어하고, 제2 제어부(744)는 오실레이터(716)의 진동 폭 및 진동 속도를 제어하며, 제3 제어부(746)는 세정액에 가해지는 공급 펌프(710)의 압력을 조절할 수 있다.
실시 예에 따른 웨이퍼 연마 장치(100)의 동작을 설명한다.
하정반(20)의 제1 패드(22) 상에 복수 개의 원판형 캐리어들(carriers, 미도시)을 실장한다. 각각의 캐리어에는 가공할 웨이퍼들(미도시)이 장착된다.
구동 장치(45)는 상정반(30)에 부착된 제2 패드(32)가 캐리어와 접촉하도록 상정반(30)을 하강시킨다. 이때 하정반(20)의 내주 기어(52)는 홈(34)에 삽입되며, 제1 패드(22)와 접촉하는 웨이퍼의 일면 및 제2 패드(32)와 접촉하는 웨이퍼의 타면은 가압될 수 있다.
그리고 내주 기어(52)와 외주 기어(54) 및 하정반(20)을 회전시킨다. 이때, 내주 기어(52)는 홈(34)에 삽입되어 맞물리므로 상정반(30)도 회전할 수 있다. 그리고 연마제와 부식액으로 이루어진 슬러리를 공급함으로써 웨이퍼의 양면이 동시에 경면 연마될 수 있다.
연마 공정이 완료되면, 구동 장치(42)에 의하여 상정반(30)을 상승시킨 후, 캐리어를 제거한다. 그리고 나서 이송 수단(710)에 의하여 드레서 아암(210-1)을 제1 패드(22) 상으로 이동시킨다. 그리고 구동 장치(42)에 의하여 상정반(30)을 하강시켜, 제2 패드(32)를 드레서 아암(210-1)에 밀착시킨다. 그리고 하정반(20) 및 상정반(30)을 회전시킨다.
공급 펌프(730)에 의하여 가압된 세정액을 제1 분사 노즐들(501-1 내지 501-n, n>1인 자연수)을 통하여 회전하는 제1 패드(22)로 분사하여 제1 패드(22)에 부착된 글레이징(glazing)을 제거한다. 그리고 제2 분사 노즐들(502-1 내지 502-m, m>1인 자연수)을 통하여 회전하는 제2 패드(32)로 세정액을 분사하여 제2 패드(32)에 부착된 글레이징을 제거한다. 이때 오실레이터(716)는 드레서 아암(210-1)을 진동시켜 제1 패드(22) 및 제2 패드(32)에 대한 세정력을 향상시킬 수 있다.
드레싱이 완료되며, 구동 장치(42)에 의하여 상정반(30)을 상승시키고, 이송 수단(710)에 의하여 드레서 아암(210-1)을 하정반(20) 밖으로 이동시킨다. 연결부(720)에 의하여 제1 지지봉(712-1)은 접힐 수 있으며, 이로 인하여 웨이퍼 연마 장치 내에서 드레서(200-4)가 차지하는 공간을 줄일 수 있다.
실시 예는 패드(22,32) 전면에 대하여 동시에 세정이 이루어짐에 따라 세정 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 실시 예는 드레서 아암(210,210-1)이 진동(Oscillation) 운동을 함에 따라 세정시 누락되는 영역이 없도록 패드(22,32) 전면에 대하여 세정이 이루어질 수 있다. 또한 실시 예는 패드 전면이 동시 세정에 의해 패드(22,32)의 단위 면적당 세정력을 향상시켜 연마시 웨이퍼를 손상시킬 수 있는 스크래치 소스(source)를 패드로부터 제거하여 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있고, 패드 수명을 연장할 수 있다.
실시 예는 사다리꼴 형상의 드레서 아암(210-1) 및 탈부착형 노즐을 적용함으로써 각 패드 영역에 동일 수준의 세정이 가능하다. 이로 인하여 실시 예는 균일한 패드 상태(Pad Condition)를 확보할 수 있어, 연마 수행에 따른 안정적인 웨이퍼 편평도(Wafer Flatness)를 확보할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 턴테이블 20: 하정반
22: 제1 패드 30: 상정반
32: 제2 패드 40: 지지대
42: 이송부 200-1 내지 200-4: 드레서
203: 분사 노즐들 210: 드레서 아암
220: 배수관 301: 제1 유입구
302: 제2 유입구 310: 제1 플레이트
320: 제2 플레이트 710: 이송 수단
720: 연결부 730: 공급 펌프
735: 세정액 저장부 740: 제어부
750: 고정부.
22: 제1 패드 30: 상정반
32: 제2 패드 40: 지지대
42: 이송부 200-1 내지 200-4: 드레서
203: 분사 노즐들 210: 드레서 아암
220: 배수관 301: 제1 유입구
302: 제2 유입구 310: 제1 플레이트
320: 제2 플레이트 710: 이송 수단
720: 연결부 730: 공급 펌프
735: 세정액 저장부 740: 제어부
750: 고정부.
Claims (12)
- 하정반, 및 상기 하정반에 부착되는 제1 패드를 포함하는 웨이퍼 연마 장치의 드레서에 있어서,
상기 제1 패드 상에 위치하는 드레서 아암(dresser arm);
상기 드레서 아암에 서로 이격하여 배치되고, 상기 제1 패드와 제2 패드에 세정액을 공급하는 복수의 분사 노즐들; 및
상기 복수의 분사 노즐들에 세정액을 공급하는 배수관을 포함하며,
상기 드레서 아암의 길이는 상기 제1 패드의 반경의 80%이상이고, 상기 드레서 아암은 제1 방향으로 진행할수록 폭이 감소하는 형상이고, 상기 제1 방향은 상기 드레서 아암의 일 단으로부터 타 단을 향하는 방향이고, 상기 드레서 아암의 일단은 상기 배수관과 연결되는 측의 일단인 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제1항에 있어서,
상기 드레서 아암은 폭이 일정한 막대 형상인 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 삭제
- 제1항에 있어서
상기 드레서 아암은 일정한 진동 폭을 갖도록 진동(oscillation)하는 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제1항에 있어서,
상기 분사 노즐들은 상기 드레서 아암과 탈부착이 가능한 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제1항에 있어서,
상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격하여 배치되는 분사 노즐들의 수는 상기 제1 방향으로 갈수록 감소하는 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제1항에 있어서,
상기 드레서 아암은 제1 영역, 및 상기 제1 영역보다 상기 드레서 아암의 상기 일단으로부터의 이격 거리가 큰 제2 영역으로 구분되며,
상기 드레서 아암의 제2 영역에 배치되는 분사 노즐들의 수는 상기 드레서 아암의 제1 영역에 배치되는 분사 노즐들의 수보다 작거나 같은 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제1항에 있어서,
상기 드레서 아암을 상기 제1 패드 상으로 이동시키는 이송 수단; 및
상기 배수관을 통하여 상기 드레서 아암에 공급되는 세정액에 압력을 가하는 공급 펌프를 더 포함하며,
상기 드레서 아암의 일단을 축으로 상기 드레서 아암은 회전 가능한 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제8항에 있어서, 상기 이송 수단은,
상기 드레서 아암의 일단과 연결되는 제1 지지봉;
제2 지지봉;
상기 제1 지지봉과 상기 제2 지지봉을 연결하는 연결부; 및
상기 제2 지지봉과 연결되고, 상기 제1 지지봉에 연결된 상기 드레서 아암을 이동시키는 회전 모터를 포함하며,
상기 제1 지지봉은 상기 연결부를 축으로 회전하는 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제9항에 있어서,
상기 연결부는 접이식 구조이고, 상기 연결부에 의하여 상기 제1 지지봉은 펴지거나 접히는 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제9항에 있어서,
상기 제1 지지봉에 연결된 상기 드레서 아암을 진동시키는 오실레이터를 더 포함하는 웨이퍼 연마 장치의 드레서. - 제11항에 있어서,
상기 회전 모터의 회전 속도, 상기 오실레이터의 진동 폭과 진동 속도, 및 세정액에 가해지는 상기 공급 펌프의 상기 압력을 조절하는 제어부를 더 포함하는 웨이퍼 연마 장치의 드레서.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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