KR101587006B1 - Apparatus of multi-step cleaning wafers and wafer transfer device used therein - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간에 비하여 세정 공정에 소요되는 시간이 상대적으로 더 오래 소요되더라도, 설비가 차지하는 공간을 증대하지 않고서도, 웨이퍼의 세정 처리 효율을 증대시켜 웨이퍼의 적체 현상 없이 처리 효율을 향상시키는 웨이퍼의 다단계 세정 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a multistage cleaning apparatus for a wafer on which a chemical mechanical polishing process has been carried out. More specifically, although the time required for the cleaning process is relatively longer than the time required for the chemical mechanical polishing process, The present invention relates to a wafer multi-stage cleaning apparatus that improves the cleaning efficiency of a wafer without increasing the number of wafers, thereby improving the treatment efficiency without causing the wafers to float.
화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.The chemical mechanical polishing (CMP) apparatus is a device for performing a wide-area planarization that removes a height difference between a cell region and a peripheral circuit region due to unevenness of a wafer surface generated by repeatedly performing masking, etching, To improve the surface roughness of the wafer due to contact / wiring film separation and highly integrated elements, and the like.
화학 기계적 연마 공정은 웨이퍼의 구리, 산화물층 등의 증착면이 일정 두께에 도달하도록 평탄화하는 공정인데, 연마 입자나 슬러리 등이 연마면에 묻게 되어, 연마면의 세정 공정은 매우 중요하다.The chemical mechanical polishing process is a process of planarizing the deposition surface of copper, oxide layer, etc. of the wafer so as to reach a certain thickness. Since abrasive particles, slurry, etc. are deposited on the polishing surface, the cleaning process of the polishing surface is very important.
도1에 도시된 바와 같이 화학 기계적 연마 장치(X1)는 공급 아암(20)으로 웨이퍼(W)를 캐리어 헤드(CH)에 공급하여, 웨이퍼(W)가 회전하는 연마 패드(P) 상에 가압하면서 마찰에 의한 기계적 연마 공정이 행해지고, 이와 동시에 웨이퍼(W)에 공급되는 슬러리에 의하여 화학적 연마 공정이 행해진다. 캐리어 헤드(CH)의 저면에 위치하여 CMP 공정이 종료된 웨이퍼(W)은 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위하여 기판 세정 장치(9)가 배치된 영역(X2)을 순차적으로 이송되면서 세정된다. 1, the chemical mechanical polishing apparatus X1 supplies the wafer W to the carrier head CH with the
기판 세정 장치(9)는 웨이퍼(W)을 이송 아암에 의하여 각각의 세정 모듈(C1, C2, C3)에 공급하여, CMP 공정 중에 웨이퍼(W)에 묻은 이물질을 세정하여 제거한다. 이 때, 각각의 세정 모듈(C1, C2, C3)의 사이에는 그립퍼(Gr)가 웨이퍼(W)를 파지하여 이송 레일(Rx)을 따라 이동(99d)하면서 세정 모듈(C1, C2, C3)을 순차적으로 거치도록 한다. The substrate cleaning apparatus 9 supplies the wafer W to the respective cleaning modules C1, C2, and C3 by the transfer arm to clean and remove foreign matter adhering to the wafer W during the CMP process. At this time, a gripper Gr grasps the wafer W and moves along the transfer rail Rx (99d) between the cleaning modules C1, C2, and C3 while the cleaning modules C1, C2, .
그러나, 최근에는 화학 기계적 연마 공정에서 묻은 이물질을 보다 깨끗하게 세정하는 것에 중점이 맞춰지면서, 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간에 비하여 세정 공정에 소요되는 시간이 상대적으로 더 길어지는 추세에 있다. 더욱이, 브러쉬를 이용한 접촉 방식의 세정 공정을 할 경우에 세정 공정 중에 웨이퍼의 표면에 스크래치 등이 발생되어 비접촉 세정 공정을 중심으로 다단계의 세정 공정이 이뤄짐에 따라, 세정 공정에 소요되는 시간이 상대적으로 더 길어지고 있다. In recent years, however, as the emphasis has been placed on cleaning foreign objects adhering in the chemical mechanical polishing process, the time required for the cleaning process is relatively longer than the time required for the chemical mechanical polishing process. Furthermore, when a contact type cleaning process using a brush is performed, scratches or the like are generated on the surface of the wafer during the cleaning process, so that a multistage cleaning process is performed mainly in the noncontact cleaning process. Therefore, It is getting longer.
그러나, 화학 기계적 연마 공정에 비하여 세정 공정에 소요되는 시간이 더 소요되면, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 세정 공정을 거치면서 웨이퍼의 적체 현상이 발생되어, 전체적인 공정 효율이 낮아지는 문제가 야기된다. However, when the time required for the cleaning process is longer than that in the chemical mechanical polishing process, a phenomenon in which the wafer subjected to the chemical mechanical polishing process is subjected to a cleaning process causes a phenomenon that the wafer is rubbed, thereby lowering the overall process efficiency .
따라서, 화학 기계적 연마 공정에 비하여 세정 공정에 소요되는 시간이 더 길어지더라도, 종래의 화학 기계적 연마 설비와 세정 설비가 차지하는 공간을 증대시키지 않고서도, 웨이퍼의 적체 현상이 발생되지 않아 공정 효율에 지장을 미치지 않게 하는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
Therefore, even if the time required for the cleaning process is longer than that of the chemical mechanical polishing process, the flocculation phenomenon of the wafer does not occur and the process efficiency is deteriorated without increasing the space occupied by the conventional chemical mechanical polishing facility and the cleaning facility There is an urgent need for a method of preventing the above-mentioned problems from occurring.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간에 비하여 세정 공정에 소요되는 시간이 상대적으로 더 오래 소요되더라도, 설비가 차지하는 공간을 증대하지 않고서도, 웨이퍼의 세정 처리 효율을 증대시켜 웨이퍼의 적체 현상 없이 처리 효율을 향상시키는 웨이퍼의 다단계 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned technical background, and it is an object of the present invention to provide a cleaning method and a polishing apparatus for cleaning a wafer without increasing the space occupied by the cleaning apparatus even if the cleaning process takes a relatively long time, And to provide a wafer multi-stage cleaning apparatus which improves the processing efficiency without increasing the wiping of the wafer by increasing the efficiency.
이를 통해, 본 발명은, 생산 현장에서 차지하는 종래의 설비 공간을 그대로 활용하고, 웨이퍼의 처리 공정 효율이 저하되지 않으면서, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼에 대하여 충분히 긴 시간 동안의 세정을 거칠 수 있게 되어, 비접촉 방식의 세정 방식을 중심으로 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 보다 깨끗하게 세정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
Accordingly, it is an object of the present invention to utilize the conventional facility space occupied in the production site as it is and to make it possible to clean the wafer subjected to the chemical mechanical polishing process for a sufficiently long time without deteriorating the processing efficiency of the wafer The object of the present invention is to make it possible to more cleanly clean wafers subjected to the chemical mechanical polishing process mainly in the non-contact type cleaning method.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 다단계 세정하는 장치로서, 상기 웨이퍼를 세워진 상태로 이송하는 웨이퍼 이송기구와; 상기 웨이퍼 이송기구에 의해 웨이퍼가 이송되면, 상기 웨이퍼를 세워진 상태로 세정하는 2개 이상의 세정모듈을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for multi-stage cleaning of a wafer subjected to a chemical mechanical polishing process, comprising: a wafer transfer mechanism for transferring the wafer in a standing state; Two or more cleaning modules for cleaning the wafer in a standing state when the wafer is transferred by the wafer transfer mechanism; And a cleaning device for cleaning the wafer.
이는, 종래에 화학 기계적 연마 공정을 마친 웨이퍼의 세정 공정이 웨이퍼가 수평인 상태로 이송하여, 웨이퍼가 수평인 상태로 세정 공정을 행함에 따라, 세정 장치가 차지하는 면적이 클 수 밖에 없던 문제점을 해소하기 위하여, 웨이퍼를 세운 상태로 이송하여 웨이퍼가 세워진 상태로 세정 공정을 행함에 따라, 세정 효율도 높아지고 정해진 면적에 보다 많은 세정 모듈의 설치가 가능해져, 보다 세정 시간을 오랫동안 확보할 수 있도록 하기 위함이다. This is because the cleaning process of the wafer after the conventional chemical mechanical polishing process transfers the wafer in a horizontal state and the cleaning process is performed in a state in which the wafer is horizontal, thereby solving the problem that the area occupied by the cleaning device is large The wafer is transported in a standing state to perform a cleaning process in a state where the wafer is erected so that the cleaning efficiency is increased and more cleaning modules can be installed in a predetermined area so that a cleaning time can be secured for a long time to be.
이를 통해, 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간에 비하여 세정 공정에 소요되는 시간을 상대적으로 더 오래 소요되더라도, 설비가 차지하는 공간을 증대하지 않고서도, 웨이퍼의 세정 처리 효율을 증대시켜 웨이퍼의 적체 현상 없이 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼에 대하여 비접촉 세정 방식만으로도 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 보다 깨끗하게 세정할 수 있게 된다.
Thus, even if the time required for the cleaning process is relatively longer than the time required for the chemical mechanical polishing process, the cleaning efficiency of the wafer is increased without increasing the space occupied by the equipment, The treatment efficiency can be improved. Therefore, the wafer subjected to the chemical mechanical polishing process can be cleaned more cleanly by the chemical mechanical polishing process only by the non-contact cleaning method alone.
이 때, 상기 세정 모듈들 중 어느 하나 이상의 내부에는, 상기 웨이퍼가 세워진 상태로 회전 구동되면서, 상기 웨이퍼의 표면에 비접촉 방식으로 세정액을 분사하는 세정액 분사기가 설치될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 웨이퍼가 세워진 상태로 이송되고 세워진 상태로 세정됨에 따라 동일한 면적에 보다 많은 세정 모듈을 설치할 수 있으므로, 세정 브러쉬를 가압하여 회전시키면서 웨이퍼의 표면을 접촉 방식으로 세정하는 방식을 배제하고, 노즐 분사나 세정액에 담그는 것에 의한 웨이퍼의 비접촉 세정 방식만으로도 세정 공정을 완료할 수 있는 유리한효과를 얻을 수 있다. At this time, a cleaning liquid injector for spraying the cleaning liquid on the surface of the wafer in a non-contact manner while rotating the wafer in a standing state may be installed in at least one of the cleaning modules. According to a preferred embodiment of the present invention, as the wafer is transferred in a standing state and cleaned in a standing state, more cleaning modules can be installed in the same area, so that the surface of the wafer is cleaned in contact while rotating the cleaning brush It is possible to obtain an advantageous effect that the cleaning process can be completed with only the noncontact cleaning method of the wafer by jetting the nozzle or immersing it in the cleaning liquid.
이 때, 상기 세정액 분사기는 상기 웨이퍼의 중심부와 하측에 세정액을 분사되는 세정액의 분사되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 회전하는 웨이퍼의 상측에 분사할 경우에, 세정액과 함께 이물질이 흘러내리면서 이미 세정한 영역을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.At this time, it is preferable that the cleaning liquid injector is sprayed with a cleaning liquid sprayed to the central portion and the lower side of the wafer. In this way, when spraying onto the rotating wafer, it is possible to prevent foreign matter from flowing along with the cleaning liquid, thereby preventing contamination of the already cleaned area.
그리고, 상기 웨이퍼는 회전축과 연통 회전하는 흡입 플레이트에 고정된 상태로 회전축을 회전 구동하는 구동 모터의 회전 구동력에 의하여 세워진 상태로 회전할 수도 있다. 이에 의하여, 웨이퍼가 세워진 상태로도 원활하게 회전 구동될 수 있다.The wafer may be rotated in a state erected by a rotational driving force of a driving motor for rotationally driving the rotating shaft while being fixed to a suction plate rotating in communication with the rotating shaft. Thereby, the wafer can be smoothly rotated and driven even in a standing state.
그리고, 상기 세정 모듈들 중 어느 하나 이상의 내부에는, 상기 웨이퍼가 세워진 상태로 회전 구동되면서, 상기 웨이퍼의 표면에 세정 브러쉬가 회전하면서 상기 웨이퍼의 표면을 접촉 방식으로 세정하는 구성을 경우에 따라 포함할 수도 있다. 본 발명은 웨이퍼가 세워진 상태로 이송되고 세정되어 정해진 면적에 보다 많은 세정 모듈을 배치하는 것이 가능해지므로, 세정 브러쉬에 의한 세정 공정은 가압력을 매우 작게 조절하여 접촉 방식의 세정 공정 중에 웨이퍼에 스크래치가 발생되는 것을 최소화한다.In some cases, a configuration may be adopted in which the cleaning brush is rotated on the surface of the wafer while the wafer is rotated in a raised state, and the surface of the wafer is cleaned in contact with the cleaning module It is possible. Since the wafer is transferred in a raised state and cleaned, it is possible to arrange more cleaning modules in a predetermined area, so that the cleaning process by the cleaning brush can control the pressing force to be very small, thereby causing scratches on the wafer during the contact cleaning process .
상기 웨이퍼 이송기구는 양측에 각각 웨이퍼를 이송하는 그립부가 형성되어, 보다 좁은 폭으로 형성된 세정 모듈을 하나의 웨이퍼 이송 기구의 하나의 이동 몸체가 2개씩의 웨이퍼를 이송할 수 있다. The wafer transfer mechanism is provided with grip portions for transferring wafers on both sides, and a cleaning module formed with a narrower width can transfer two wafers by one moving body of one wafer transfer mechanism.
한편 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정이 완료된 웨이퍼가 세정 공정을 행하도록 이송하는 웨이퍼 이송기구로서, 다수의 세정 모듈을 따라 배치된 이송 경로를 따라 이동하는 이동 몸체와; 상기 이송부와 함께 연동하여 이동하고, 웨이퍼를 세워진 상태로 유지하는 그립부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 기구를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wafer transfer mechanism for transferring a wafer subjected to a chemical mechanical polishing process to perform a cleaning process, comprising: a moving body moving along a transfer path arranged along a plurality of cleaning modules; A grip portion that moves in conjunction with the transfer portion and holds the wafer in a standing state; And a wafer transfer mechanism for transferring the wafer.
여기서, 상기 이동 몸체에는 그립 플레이트가 고정되고, 상기 그립 플레이트에 상기 웨이퍼를 세워진 상태로 유지하는 상기 그립부가 형성될 수 있다. Here, the grip body may be fixed to the moving body, and the grip portion may be formed on the grip plate to hold the wafer in a standing state.
그리고, 상기 그립부는 상기 그립 플레이트에 대하여 삽입, 인출이 가능하게 형성된다.
The grip portion is formed so as to be capable of being inserted into and withdrawn from the grip plate.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 웨이퍼의 '세워진 상태' 및 이와 유사한 용어는 웨이퍼가 연직 방향으로 직립한 경우를 포함할 뿐만 아니라 경사지게 세워진 상태도 포함하는 것으로 정의한다. 따라서, 웨이퍼의 가장자리에 의하여 지지된다면 세워진 상태에 해당하며, 동시에 웨이퍼의 중심부가 흡입된 상태로 연직 방향 또는 경사진 자세로 있다면 세워진 상태에 해당한다.
The " raised state " and similar terms of the wafers described herein and in the claims are defined to include not only the case where the wafer is upright in the vertical direction but also the inclined standing state. Therefore, it corresponds to a standing state if it is supported by the edge of the wafer, and corresponds to a standing state if the central portion of the wafer is sucked in the vertical direction or inclined posture.
본 발명에 따르면, 웨이퍼를 세운 상태로 이송하고 웨이퍼가 세워진 상태로 세정 공정을 행함에 따라, 각각의 세정 모듈에서의 세정 효율도 높아지고 정해진 면적에 보다 많은 세정 모듈의 설치가 가능해지는 유리한 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, as the wafer is transported in a standing state and the cleaning process is performed in a state where the wafer is erected, the cleaning efficiency in each cleaning module is increased, and an advantageous effect that more cleaning modules can be installed in a predetermined area is obtained .
이를 통해, 본 발명은, 종래에 비하여 생산 현장에서 보다 세정 시간을 오랫동안 확보할수 있게 되어, 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간에 비하여 세정 공정에 소요되는 시간을 상대적으로 더 오래 소요되는 공정을 공정 효율을 저하없이 공정 효율을 유지할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.Accordingly, the present invention is capable of securing a cleaning time longer than that in a production site for a long time, compared with the conventional method. Therefore, a process that takes a longer time for a cleaning process than a time required for a chemical mechanical polishing process, It is possible to maintain the process efficiency without deteriorating the process efficiency.
즉, 본 발명은, 설비가 차지하는 공간을 증대하지 않고서도, 웨이퍼의 세정 처리 효율을 증대시켜 웨이퍼의 적체 현상 없이 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.That is, according to the present invention, the cleaning efficiency of the wafer can be increased without increasing the space occupied by the facility, and the processing efficiency can be improved without causing the wafer to accumulate.
이에 따라, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼에 대하여 비접촉 세정 방식만으로도 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 보다 깨끗하게 세정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Thus, according to the present invention, it is possible to obtain an effect that the wafer on which the chemical mechanical polishing process has been performed can clean the wafer on which the chemical mechanical polishing process has been performed even by the non-contact cleaning method alone.
도1은 종래의 화학 기계적 연마 장치 및 이에 의하여 CMP 공정이 행해진 웨이퍼의 종래의 다단계 세정 장치를 도시한 평면도,
도2는 화학 기계적 연마 장치 및 이에 의하여 CMP 공정이 행해진 웨이퍼의 본 발명의 일 실시예에 따른 다단계 세정장치를 도시한 평면도,
도3은 도2의 웨이퍼 이송기구의 구성을 도시한 사시도,
도4는 도2의 다단계 세정장치의 세정 모듈 내에서 행해지는 세정 기구의 구성을 도시한 도면,
도5는 도2의 다단계 세정장치에 포함될 수 있는 세정 모듈 내에서 행해지는 세정 기구의 구성을 도시한 도면이다.
1 is a plan view showing a conventional multistage cleaning apparatus for a conventional chemical mechanical polishing apparatus and a wafer on which a CMP process has been performed;
2 is a plan view showing a multi-stage cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention of a chemical mechanical polishing apparatus and a wafer on which a CMP process is performed;
Fig. 3 is a perspective view showing a configuration of the wafer transfer mechanism of Fig. 2,
Fig. 4 is a view showing the configuration of a cleaning mechanism performed in the cleaning module of the multistage cleaning apparatus of Fig. 2,
Fig. 5 is a diagram showing the configuration of a cleaning mechanism performed in a cleaning module that can be included in the multistage cleaning apparatus of Fig. 2; Fig.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정 장치(100)는, 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 공정이 행해진 웨이퍼(W)를 세운 상태로 이송시키는 웨이퍼 이송기구(Go)과, 웨이퍼(W)의 세정 상태에 따라 웨이퍼(W)를 세운 상태로 다단계 세정하는 다수의 세정 모듈(C1, C2, C3, C4; C)로 이루어진다.
As shown in the drawing, a
상기 웨이퍼 이송기구(Go)는, 화학 기계적 연마 영역(X1)의 연마 정반(P)에서 화학 기계적 연마 공정이 종료된 웨이퍼(W)를 이송 아암(20)에 의하여 전달 받아, 도3에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)를 세운 상태로 유지시키면서 이송(88x)하도록 구성된다. The wafer transfer mechanism Go receives transfer of the wafer W which has undergone the chemical mechanical polishing process in the polishing table P of the chemical mechanical polishing area X1 by the
이를 위하여, 웨이퍼 이송기구(Go)는, 세정 모듈(C1, C2, C3, C4)이 배열된 방향을 따라 설치된 프레임(FR)과, 프레임(FR)에 형성된 이송 경로(Rx)를 따라 이동하는 이동 몸체(Gx)와, 이동 몸체(Gx)에 결합되어 연직 방향을 따라 판면이 배열되게 설치된 그립 플레이트(Gp)와, 그립 플레이트(Gp)에서 설치되어 웨이퍼(W)가 세워진 상태로 유지하는 그립부(30)로 구성된다. To this end, the wafer transfer mechanism Go includes a frame FR arranged along the direction in which the cleaning modules C1, C2, C3, and C4 are arranged and a transfer path Rx formed on the frame FR A gripping plate Gp coupled to the moving body Gx and provided with a plate surface arranged along the vertical direction and a gripping portion Gd provided at the gripping plate Gp to hold the wafer W in a standing state, (30).
여기서, 프레임(FR)에는 이동 몸체(Gr)의 이동 경로(Rx)를 따라 홈이 형성되고, 이동 몸체(Gr)는 리드 스크류 또는 리니어 모터의 원리로 이동한다. 이동 몸체(Gr)는 각각 독립적으로 이동 경로(Rx)를 따라 이동할 수도 있고, 리드 스크류에 의해 한번에 연결되어 동시에 같은 스트로크만큼 이동할 수도 있다. 이동 몸체(Gr)가 독립적으로 이동하는 경우에는 이동 몸체(Gr)에 영구 자석이 구비되고, 이와 대향하는 코일(미도시)이 프레임(FR)에 설치되어, 코일에 인가되는 전류 제어에 의하여 각각의 이동 몸체(Gr)를 독립적으로 제어할 수 있다. Here, grooves are formed in the frame FR along the movement path Rx of the moving body Gr, and the moving body Gr moves on the principle of the lead screw or the linear motor. The moving bodies Gr can independently move along the movement path Rx or can be connected at the same time by the lead screws and simultaneously move by the same stroke. When the moving body Gr is moved independently, a permanent magnet is provided on the moving body Gr. A coil (not shown) opposing to the moving body Gr is provided on the frame FR, It is possible to independently control the moving body Gr of
웨이퍼(W)가 세워진 상태로 이송되어 세워진 상태로 세정되어 세정 모듈(C)의 폭(wc)이 더 작게 형성될 수 있게 되어, 도2에 도시된 바와 같이 프레임(FR)의 양측에 각각 세정 모듈(C1, C2, C3, C4)이 배열된다. The wafers W are transferred in a standing state and cleaned in a standing state so that the width wc of the cleaning module C can be made smaller so that the wafers W are cleaned on both sides of the frame FR as shown in Fig. Modules C1, C2, C3 and C4 are arranged.
따라서, 그립 플레이트(Gp)는 이동 몸체(Gx)의 일측에만 결합될 수도 있지만, 도2에 도시된 바와 같이 이동 몸체(Gx)의 양측에 각각 결합되어, 이동 몸체(Gx)가 한번 이동할 때마다 양측의 그립 플레이트(Gp)에 파지된 2개의 웨이퍼(W)를 한번에 이동시킬 수 있다. 2, the grip plate Gp may be coupled to both sides of the moving body Gx so that the gripping plate Gp may be engaged with the moving body Gx every time the moving body Gx moves once, The two wafers W gripped by the grip plates Gp on both sides can be moved at a time.
도3에 도시된 그립 플레이트(Gp)는 장방형으로 형성되지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 웨이퍼의 크기보다 조금 더 큰 원판 형태로 형성될 수도 있고, 그립부(30)의 설치를 용이하게 할 수 있도록 이동 몸체(Gr)로부터 방사산으로 연장된 링크 결합 형태로 형성될 수도 있다. 다만, 도3에 도시된 바와 같이, 장방형으로 형성됨에 따라, 세정 공정 중에 튀는 액체 등이 이동 몸체(Gr)와 이송 경로(Rx)의 사이로 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다. Although the grip plate Gp shown in FIG. 3 is formed in a rectangular shape, according to another embodiment of the present invention, the grip plate Gp may be formed in a disc shape slightly larger than the wafer size, Or in a form of linkage extending from the moving body Gr to the radial tooth. However, as shown in FIG. 3, since it is formed in a rectangular shape, it serves to block the flow of liquid or the like, which may be splashed during the cleaning process, between the moving body Gr and the transport path Rx.
그리고, 그립부(30)는 웨이퍼(W)를 세운 상태로 유지할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 그립 플레이트(Gp)에 형성된 수용부에 삽입되고, 그립 플레이트(Gp)의 판면에 수직한 방향(77)으로 왕복 이동 가능하게 설치되어, 웨이퍼(W)를 파지하여 이송할 때에는 이동 몸체(Gr)의 반대쪽으로 돌출되게 이동되고, 웨이퍼(W)를 세정할 때에는 이동 몸체(Gr)가 위치한 쪽으로 인입되게 이동할 수도 있다. 이 때, 그립부(30)는 영구 자석을 포함하고, 그 둘레에 코일(91)이 구비되어, 코일(91)의 전류 제어에 의하여 리니어 모터의 원리로 왕복 이동되게 제어될 수 있다. The
이 때, 그립부(30)는 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수도 있지만, 웨이퍼(W)가 수용되는 공간을 향하여 내향 경사(ang)진 경로로 왕복 이동하는 것이 이송 중에 웨이퍼의 이탈을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하다.
At this time, the
상기 세정 모듈(C1, C2, C3, C4; C)은 웨이퍼(W)가 세워진 상태로 세정되므로, 종래에 웨이퍼(W)가 수평인 상태로 이송되고 세정되는 것에 비하여 폭(wo)이 크게 줄어든다. Since the cleaning modules C1, C2, C3, C4, C are cleaned with the wafer W standing up, the width wo is greatly reduced as compared with the conventional method in which the wafer W is transported and cleaned in a horizontal state .
더욱이, 웨이퍼(W)의 직경이 300mm에서 430mm 이상으로 증가한 대직경 웨이퍼의 경우에는, 웨이퍼(W)의 면적이 2배 이상으로 늘어나므로, 웨이퍼(W)를 수평 상태로 이송할 경우에는 종래에 비하여 각각의 세정 모듈(C1, C2, C3, C4)이 차지하는 면적이 2배 정도 넓어지는 것을 감수해야 한다. 그러나, 본 발명에서와 같이, 웨이퍼(W)를 세워서 이송하고 세워서 세정하는 경우에는, 웨이퍼(W)의 직경에 따른 증가분만큼 세정 챔버(C)의 길이(Lc)만 더 길어지면 되므로, 세정 모듈(C)이 차지하는 면적의 증가분은 크게 줄어들게 된다. Moreover, in the case of a large diameter wafer in which the diameter of the wafer W has increased from 300 mm to 430 mm or more, the area of the wafer W is increased to twice or more. Therefore, when the wafer W is transferred horizontally, The area occupied by each of the cleaning modules (C1, C2, C3, C4) should be widened by about two times. However, as in the present invention, when the wafer W is lifted up and conveyed and erected, the length Lc of the cleaning chamber C becomes longer by an amount corresponding to the diameter of the wafer W, The increase in the area occupied by (C) is greatly reduced.
또한, 도2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(w)를 세운 상태로 이송하고 세정할 경우에 세정 모듈(C)이 차지하는 면적이 줄어들기 때문에, 하나의 웨이퍼 이송 기구(Go)의 양측에 세정 모듈(C)이 2열 배치되는 것이 가능해진다. 따라서, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 영역(X1)으로부터 세정영역(X2)으로 이송되는 웨이퍼(W)는 2열의 세정 모듈 중 어느 하나의 열로 교대로 공급되어 세정될 수 있으므로, 종래 수평인 상태로 웨이퍼(W)가 공급되어 세정되는 경우에 비하여 2배의 세정 시간을 확보할 수 있다. As shown in FIG. 2, since the area occupied by the cleaning module C is reduced when the wafer W is transported and cleaned in a standing state, both sides of the single wafer transfer mechanism Go, (C) can be arranged in two rows. Therefore, the wafer W transferred from the area X1 where the chemical mechanical polishing process is performed to the cleaning area X2 can be alternately supplied to any one of the two rows of the cleaning modules and can be cleaned. Therefore, It is possible to secure twice the cleaning time as compared with the case where the wafer W is supplied and cleaned.
따라서, 화학 기계적 연마 공정에 비하여 세정 시간이 보다 오래 소요되는 공정에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 종래에 세정 시간을 단축하기 위하여 도입된 세정 브러쉬에 의한 세정 공정을 배제하고, 세정액이나 헹굼액을 분사하는 비접촉 방식으로만 세정하는 것도 가능해진다.
Therefore, the present invention can be applied not only to a process requiring a longer cleaning time than the chemical mechanical polishing process, but also to a cleaning process that excludes a cleaning process by the cleaning brush introduced to shorten the cleaning time, It is also possible to perform cleaning only in a non-contact manner.
예를 들어, 도4에 도시된 바와 같이, 다단계 세정 장치(100)를 구성하는 다수의 세정모듈(C) 중 어느 하나(Ce1)의 작동 원리는 다음과 같다. 프레임(FR)의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체(Gr)에 그립 플레이트(Gp)가 결합되고, 그립 플레이트(Gp)의 그립부(30)에 의하여 웨이퍼(W)가 세워진 상태로 세정 모듈(Ce1)의 내부로 진입하면, 웨이퍼(W)의 공정면의 반대쪽면에 접촉하고 있던 흡입 플레이트(45)에 흡입압(41)이 흡입 인가부(P)로부터 인가되어, 웨이퍼(W)는 흡입 플레이트(45)에 흡입 고정된 상태가 된다. For example, as shown in FIG. 4, the operation principle of any one of the plurality of cleaning modules C constituting the
그 다음, 웨이퍼(W)를 세운 상태로 지지하고 있던 그립부(30)는 그립 플레이트(Gp)로 인입되어, 웨이퍼(W)가 자유롭게 회전할 수 있는 상태가 된다. 그리고 나서, 구동 모터(M)는 흡입 플레이트(45)로부터 연장된 회전축(43)을 회전 구동하여, 웨이퍼(W)를 세워진 상태로 회전시키면, 세정 모듈(Ce1)의 세정액 노즐(101)로부터 세정액(11)이 웨이퍼(W)의 공정면으로 고압 분사한다. Then, the
이 때, 세정액 노즐(101)로부터 분사되는 세정액(11)은 웨이퍼(W)의 중심부와 하측(회전 중심에 비하여 중력 방향으로 하측)을 중심으로 타격하도록 세정액 노즐(101)의 위치 및 분사 방향이 정해진다. 경우에 따라, 웨이퍼(W)의 상측에도 세정액(11)이 도포될 수 있지만, 분사되는 전체 세정액의 30%를 초과하지 않는다. 이를 통해, 웨이퍼(W)를 고압으로 타격하여 웨이퍼(W)의 표면에 묻어있는 이물질과 함께 오염된 세정액이 웨이퍼(W)의 공정면을 타고 흘러내리면서 세정했던 표면을 오염시키는 것을 방지하여, 웨이퍼의 세정 효율을 높인다. At this time, the position of the cleaning
이 때, 세정액 노즐(101)은 순수 등의 헹굼수를 분사하도록 구성될 수도 있고, 2개 이상으로 배치되어 세정액과 순수를 함께 분사할 수도 있으며, 도면에 도시되지 않았지만 세정 효과를 높이기 위하여 이산화탄소를 함유한 상태로 분사되거나 메가소닉유닛에 의하여 가진된 상태로 분사될 수도 있다. 이를 통해, 비접촉 방식으로도 웨이퍼(W)의 공정면을 깨끗하게 세정할 수 있다. At this time, the cleaning
이와 같이, 웨이퍼(W)를 세워서 세정함에 따라 보다 많은 세정 모듈(C)을 배치할 수 있게 되어 종래에 비하여 보다 긴 세정 시간을 확보할 수 있으므로, 비접촉 세정 방식에 의하여 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하고 세정할 수 있으며, 웨이퍼(W)가 세워진 상태로 회전하면서 세정되므로 웨이퍼 공정면으로부터 분리된 이물질이 중력 방향으로 스스로 흘러내려 제거되므로, 보다 높은 세정 효율을 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
As the wafer W is cleaned uprightly, more cleaning modules C can be disposed, and a longer cleaning time can be ensured as compared with the prior art. Therefore, the surface of the wafer W can be cleaned by the non- Since foreign substances separated from the wafer processing surface are removed and removed in the gravity direction since the wafer W is cleaned while being rotated with the wafer W being raised, a higher cleaning efficiency can be obtained Can be obtained.
한편, 도2에 도시된 본 발명에 따른 다단계 세정장치(100)에는 도5에 도시된 접촉 방식의 세정 모듈(Ce2)이 포함될 수도 있다. 즉, 프레임(FR)의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체(Gr)에 그립 플레이트(Gp)가 결합되고, 그립 플레이트(Gp)의 그립부(30)에 의하여 웨이퍼(W)가 세워진 상태로 세정 모듈(Ce2)의 내부로 진입하면, 웨이퍼(W)의 공정면의 반대쪽면에 접촉하고 있던 흡입 플레이트(45)에 흡입압(41)이 흡입 인가부(P)로부터 인가되어, 웨이퍼(W)는 흡입 플레이트(45)에 흡입 고정된 상태가 된다. Meanwhile, the
그 다음, 웨이퍼(W)를 세운 상태로 지지하고 있던 그립부(30)는 그립 플레이트(Gp)로 인입되어, 웨이퍼(W)가 자유롭게 회전할 수 있는 상태가 된다. 그리고 나서, 구동 모터(M)는 흡입 플레이트(45)로부터 연장된 회전축(43)을 회전 구동하여, 웨이퍼(W)를 세워진 상태로 회전시키면, 물을 머금는 스폰지와 같은 재질로 형성된 세정 브러쉬(102)가 웨이퍼(W)의 공정면에 접촉한 상태로 회전하여, 웨이퍼(W)의 공정면에 묻어있는 이물질을 접촉 세정하여 제거한다. Then, the
이 때, 본 발명에 따른 다단계 세정장치(100)는 종래에 비하여 보다 긴 세정 시간을 확보할 수 있으므로, 세정 브러쉬(102)가 웨이퍼(W)를 가압하는 힘은 종래 수평인 자세로 접촉 세정하는 경우에 비하여 더 낮추더라도 동일한 세정 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 세정브러쉬(102)가 웨이퍼(W)의 공정면을 접촉하는 힘을 더 낮추어, 웨이퍼(W)로부터 분리된 이물질이 세정 브러쉬(102)에 달라붙어 웨이퍼(W)의 표면을 긁어 스크래치를 유발하는 문제점을 줄일 수 있다.At this time, since the
이와 같이, 웨이퍼(W)를 세워서 세정함에 따라 보다 많은 세정 모듈(C)을 배치할 수 있게 되어 종래에 비하여 보다 긴 세정 시간을 확보할 수 있으므로, 세정 브러쉬(102)를 이용한 접촉 세정 방식에 의하여 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하고 세정하더라도, 세정 브러쉬(102)가 웨이퍼(W)를 가압하는 힘을 종래보다 낮출 수 있게 되어, 웨이퍼(W)의 접촉 세정 중에 발생될 수 있는 스크래치 등의 손상 가능성을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
As the wafer W is cleaned uprightly, more cleaning modules C can be disposed, and a longer cleaning time can be secured as compared with the prior art. Therefore, by the contact cleaning method using the cleaning
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다단계 세정 장치(100)는, 웨이퍼(W)를 세운 상태로 이송하고 웨이퍼(W)가 세워진 상태로 세정 공정을 행함에 따라, 세정 효율도 높아지고 정해진 면적에 보다 많은 세정 모듈의 설치가 가능해지므로, 종래에 비하여 생산 현장에서 보다 긴 세정 시간을 확보할 수 있어서 보다 깨끗한 세정을 가능하게 하고, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 야기하지 않는 비접촉 세정 방식만으로 세정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은, 설비가 차지하는 공간을 증대하지 않고서도, 웨이퍼의 세정 처리 효율을 증대시켜 웨이퍼의 적체 현상 없이 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modified, modified, or improved.
W: 웨이퍼 P: 연마 정반
C1, C2, C3, C4, C: 세정 모듈 Go: 웨이퍼 이송기구
FR: 프레임 Gr: 이동 몸체
Gp: 그립 플레이트 30: 그립부
101: 세정액 노즐 102: 세정 브러쉬W: wafer P: abrasive plate
C1, C2, C3, C4, C: Cleaning module Go: Wafer transfer mechanism
FR: Frame Gr: Moving body
Gp: grip plate 30: grip part
101: cleaning liquid nozzle 102: cleaning brush
Claims (10)
상기 웨이퍼를 세워진 상태로 이송하는 웨이퍼 이송기구와;
상기 웨이퍼 이송기구에 의해 웨이퍼가 이송되면, 상기 웨이퍼를 세워진 상태로 세정하는 2개 이상의 세정모듈을;
포함하여 구성되고, 상기 세정 모듈들 중 어느 하나 이상의 내부에는, 상기 웨이퍼가 세워진 상태로 회전 구동되면서 세정하되, 회전축과 연통 회전하는 흡입 플레이트에 상기 웨이퍼가 고정된 상태로 상기 회전축을 회전 구동하는 구동 모터의 회전 구동력에 의하여 세워진 상태로 회전하면서 세정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정 장치.
An apparatus for multi-step cleaning a wafer on which a chemical mechanical polishing process has been performed,
A wafer transfer mechanism for transferring the wafer in a standing state;
Two or more cleaning modules for cleaning the wafer in a standing state when the wafer is transferred by the wafer transfer mechanism;
Wherein at least one of the cleaning modules is driven to rotationally drive the rotary shaft in a state in which the wafer is fixed on a suction plate rotated in communication with the rotary shaft while being rotated while being driven in a raised state, And is rotated while being rotated in a state erected by the rotational driving force of the motor.
상기 웨이퍼의 표면에 비접촉 방식으로 세정액을 분사하는 세정액 분사기가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정 장치.
The method according to claim 1,
And a cleaning liquid injector for spraying the cleaning liquid on the surface of the wafer in a non-contact manner.
상기 세정액 분사기는 상기 웨이퍼의 중심부와 하측에 세정액을 분사되는 세정액의 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the cleaning liquid injector ejects a cleaning liquid sprayed to the central portion and the lower side of the wafer.
상기 웨이퍼의 표면에 세정 브러쉬가 회전하면서 상기 웨이퍼의 표면을 접촉 방식으로 세정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the cleaning brush is rotated on the surface of the wafer to clean the surface of the wafer in a contact manner.
상기 웨이퍼 이송기구는 양측에 각각 웨이퍼를 이송하는 그립부가 형성되어, 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the wafer transfer mechanism is provided with grip portions for transferring wafers to both sides thereof.
다수의 세정 모듈을 따라 배치된 이송 경로를 따라 이동하는 이동 몸체와;
상기 이동 몸체에 고정되어 상기 이동 몸체와 연동하여 이동하는 그립 플레이트와;
상기 그립 플레이트에 설치되어 웨이퍼를 세워진 상태로 유지하며, 삽입 및 인출이 가능하게 설치된 그립부와;
상기 웨이퍼를 세정할 때에, 상기 웨이퍼에 흡입압을 인가하여 상기 웨이퍼를 흡입 고정하는 흡입 플레이트와;
상기 흡입 플레이트로부터 연장되어 상기 웨이퍼를 회전시키도록 구동 모터에 의해 회전 구동되는 회전축을;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 기구
A wafer transfer mechanism for transferring a wafer having undergone a chemical mechanical polishing process to perform a cleaning process,
A moving body moving along a conveyance path arranged along the plurality of cleaning modules;
A grip plate fixed to the moving body and moving in association with the moving body;
A grip portion provided on the grip plate to hold the wafer in a standing state and to be inserted and withdrawn;
A suction plate for sucking and fixing the wafer by applying suction pressure to the wafer when the wafer is cleaned;
A rotation axis extending from the suction plate and rotationally driven by a drive motor to rotate the wafer;
And a wafer transfer mechanism
상기 이동 몸체에는 양측에 상기 그립부가 구비된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 기구.The method according to claim 6,
Wherein the movable body is provided with the grip portions on both sides thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140186425A KR101587006B1 (en) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | Apparatus of multi-step cleaning wafers and wafer transfer device used therein |
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Publications (1)
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| KR20200078911A (en) * | 2018-12-24 | 2020-07-02 | 삼성전자주식회사 | Cleaning device and method for driving cleaning device |
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2014
- 2014-12-22 KR KR1020140186425A patent/KR101587006B1/en active IP Right Grant
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