KR101616870B1 - 반도체 제조 공정에서의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치 - Google Patents

반도체 제조 공정에서의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101616870B1
KR101616870B1 KR1020150054442A KR20150054442A KR101616870B1 KR 101616870 B1 KR101616870 B1 KR 101616870B1 KR 1020150054442 A KR1020150054442 A KR 1020150054442A KR 20150054442 A KR20150054442 A KR 20150054442A KR 101616870 B1 KR101616870 B1 KR 101616870B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning
unit
polishing
wafer
solid particulate
Prior art date
Application number
KR1020150054442A
Other languages
English (en)
Inventor
유상호
곽미연
Original Assignee
유상호
곽미연
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유상호, 곽미연 filed Critical 유상호
Priority to KR1020150054442A priority Critical patent/KR101616870B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101616870B1 publication Critical patent/KR101616870B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명의 반도체 공정에서 세정 작업을 수행하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치에서, 세정 매체를 저장하고 공급하기 위한 세정매체 공급부, 상기 세정매체 공급부로부터 세정 매체를 공급받아 승화성 고체 미립자를 생성하기 위한 승화성 고체 미립자 생성부 및 상기 승화성 고체 미립자를 미세 입자 형태로 분사하기 위한 분사부를 포함하며, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비 내에 설치되어 세정 작업을 수행한다.
본 발명에 의하면, 승화성 고체 미립자(Dry ice, Ar, Ice particle 등)를 이용하여 반도체 제조 공정에서 세정 작업을 수행함하고, 특히 폴리셔(Polisher)에서 CMP 연마 후 클리너 영역(Cleaner zone)에 유입되기 전에 이물질(Sludgy)을 대부분 제거함으로써, 브러시의 수명을 증대시키고, 세정 능력을 향상시킬 수 있으며, 장비 운영 측면에서 원가 절감 및 생산성 향상에 기여할 수 있다는 효과가 있다.

Description

반도체 제조 공정에서의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치 {Cleaning device using sublimation solid particle in manufacturing semiconductor}
본 발명은 반도체 제조 공정에서의 세정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 드라이 아이스(Dry ice), 아르곤(Ar), 얼음 미립자(ice particle) 등의 승화성 고체 미립자를 분사하여 반도체 제조 공정에서 세정 작업을 수행하는 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 공정 중 웨이퍼(Wafer)위에 막질을 증착한 후, 후속 공정을 진행하기 전에 웨이퍼 표면 막질을 평탄화하는 일련의 작업이 CMP(Chemical Mechanical Polishing)공정이다.
CMP 공정은 평면상을 회전 또는 편심 운동하는 연마 테이블 표면에 연마 패드를 붙이고, 여기에 연마제가 포함된 슬러리를 공급하면서 웨이퍼 앞면을 마찰시켜 평탄화시키는 공정으로서, 웨이퍼 표면에 불필요하게 형성된 박막을 평탄하게 연마함으로써, 우수한 반도체 칩을 제조하는데 핵심이 되는 공정이다.
CMP 공정 장비는 크게 웨이퍼(Wafer) 표면 막질을 연마하는 폴리셔(Polisher)부와, 연마가 끝난 웨이퍼 표면에 묻어있는 슬러지(Sludgy)을 제거하는 클리너(Cleaner)부로 구성된다.
현재 CMP 공정 장비에 사용되는 세정 모듈은 대부분 CMP 공정 시 연마제로 활용되는 슬러리(Slurry)등 이물질의 고착화를 막기위해 D.I 워터(Water)를 대부분 사용하여 분사하거나, 물리적으로 이물 제거를 위해 브러시(Brush)를 사용하거나, 또는 케미컬(Chemical)을 이용한 화학세정을 진행하고 있다.
최근 반도체 장치가 소형화되면서 기존 세정 방식으로는 세정력의 한계를 보이고 있고, 특히 미세 파티클(Particle)을 제거하는데 어려움이 따른다. 또한 연마 후 발생된 과도한 슬러지(Sludgy)가 묻은 웨이퍼(Wafer)가 클리너(Cleaner)로 유입되면서 기계적인 힘으로 브러시(Brush)를 사용하여 세정을 하게 되는데, 이때 브러시(Brush)에 많은 오염물이 묻어 세정을 한다고 해도 재 오염되는 문제가 있고, 브러시의 수명(Life time)을 단축시켜 지속적인 교체작업으로 인한 장비 운영 비용이 상승한다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 10-2009-0069757
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반도체 제조 시 CMP 공정 중 연마 후 발생되는 이물질(Sludgy)를 충분히 제거해 줌으로써, CMP 장비 클리닝(Cleaning) 구간에서 브러시를 대체하고, 브러시의 수명(Life Time)을 증대시킬 수 있으며, 추가적인 세정 과정을 도입함으로써 세정 시간을 단축하고, 생산성을 증대시킬 수 있는 반도체 제조 장비의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 연마 공정 중간에 세정 작업을 수행하고, 특수 공정 상에서 장시간 연마 후, 열이 발생함으로 인하여 온도가 상승된 웨이퍼 표면을 냉각시켜 줄 수 있는 반도체 제조 장비의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 공정에서 세정 작업을 수행하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치에서, 세정 매체를 저장하고 공급하기 위한 세정매체 공급부, 상기 세정매체 공급부로부터 세정 매체를 공급받아 승화성 고체 미립자를 생성하기 위한 승화성 고체 미립자 생성부 및 상기 승화성 고체 미립자를 미세 입자 형태로 분사하기 위한 분사부를 포함하며, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비 내에 설치되어 세정 작업을 수행한다.
상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 작업을 수행한 후, 클리너(cleaner)에 진입하기 전에, 슬러지(sludge)를 제거하는 세정 작업을 수행할 수 있다.
상기 CMP 장비는 웨이퍼(Wafer) 표면 막질을 연마하기 위한 폴리셔(Polisher)부와, 연마 후 웨이퍼 표면에 묻어있는 슬러지(sludgy)을 제거하기 위한 클리너(Cleaner)부를 포함하여 이루어지며, 상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 상기 폴리셔부 내에서 플레이튼(platen)과 플레이튼 사이에 위치하여 연마 후 웨이퍼 표면에 묻어있는 슬러지를 제거하는 세정 작업을 수행할 수 있다.
반도체 공정 중에서 미리 정해진 시간 이상 웨이퍼를 연마하는 공정을 진행하는 특수 공정에서, 웨이퍼가 과열되는 것을 방지하기 위하여, 상기 특수 공정 중이나 또는 상기 특수 공정 후에 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼를 연마하기 위한 패드(pad)에 승화성 고체 미립자를 분사할 수 있다.
상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 상기 클리너부에서 NCC(Non Contact Cleaner) 영역에 설치될 수 있다.
상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 상기 클리너부에서 SRD(Spin Rinse Dryer) 영역에 설치되어 승화성 고체 미립자를 분사할 수 있다.
상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 상기 승화성 고체 미립자들과 함께 상기 분사부 내에 혼입될 수 있도록 캐리어 개스(carrier gas)를 공급하기 위한 캐리어 개스 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 상기 승화성 고체 미립자와 상기 캐리어 개스가 상기 분사부 내에 혼입되기 전에 결로 현상이 발생하지 않도록 가열하기 위한 히터(heater)부를 더 포함할 수 있다.
상기 분사부는 노즐 형태로 되어 있을 수 있다. 이때, 상기 분사부는 분사구가 하나인 싱글(single) 형상의 노즐이거나, 웨이퍼(wafer)의 전체 면적을 포함하는 넓이에 둘 이상의 분사구가 형성되어 있는 형상의 노즐 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
상기 분사부는 웨이퍼의 상부, 하부 또는 측면에서 분사 가능하도록 구비될 수 있다.
상기 분사부는 상기 승화성 고체 미립자가 분사되는 분사 시간 및 분사량을 조절할 수 있는 조절 밸브가 구비될 수 있다.
상기 분사부는 노즐의 분사구 부분에 온도를 감지하기 위한 온도 센서가 구비되어 있으며, 상기 온도 센서에서 감지된 온도 정보가 디스플레이 장치로 전달되어 실시간으로 표시될 수 있다.
본 발명에 의하면, 승화성 고체 미립자(Dry ice, Ar, Ice particle 등)를 이용하여 반도체 제조 공정에서 세정 작업을 수행하고, 특히 폴리셔(Polisher)에서 CMP 연마 후 클리너 영역(Cleaner zone)에 유입되기 전에 이물질(Sludgy)을 대부분 제거함으로써, 브러시의 수명을 증대시키고, 세정 능력을 향상시킬 수 있으며, 장비 운영 측면에서 원가 절감 및 생산성 향상에 기여할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 승화성 고체 미립자를 이용한 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 설치 공간에 따른 제약을 받지 않기 때문에, 세정이 필요한 곳이면 어느 곳이나 설치할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 특수 공정상에서 장시간 연마 후 급상승된 웨이퍼 표면 온도를 낮추는 역할을 수행하고, 연마 공정과 연마 공정 사이에서도 세정 및 웨이퍼 표면을 냉각하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 중에서 CMP 장비 내에 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치가 적용된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치의 내부 구조를 보여주는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사부의 노즐 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 반도체 제조 공정에서 세정 작업을 수행하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치에 대한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 중에서 CMP 장비 내에 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치가 적용된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에서, 캐리어(carrier) 또는 헤드(head)(1)는 웨이퍼 처킹(wafer chucking)을 위한 부분이고, 플레이튼(platen)(2)은 웨이퍼를 연마하기 위한 정반이고, 플레이튼(2) 위에 패드가 부착되어 있다.
도 1에서 듀얼 클리너(dual cleaner)로 표시되어 있는데, 장비에 따라서 다양한 방식으로 클리너가 구현될 수 있다. 예를 들어, 어떤 장비는 Brush, Brush, NCC(Non Contact Cleaner), SRD(Spin Rinse Dryer)의 방식1로 구성되고, 어떤 장비는 Megasonic, Brush, Brush, IPA Dryer의 방식2로 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 승화성 고체 미립자를 이용한 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 CMP 장비의 어느 곳이나 설치되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 플레이튼(platen)(2)과 플레이튼(2) 사이, 플레이튼(2) 위의 패드 분사 부분, 클리너(cleaner) 유입 전, 클리너(cleaner) 내부, SRD(Spin Rinse Dryer) 내 드라이어(Dryer)로 활용될 수 있으며, CMP 장비의 캐리어(carrier) 또는 헤드(head)(1)나 플레이튼(platen) 및 패드(pad)부 등에 다양한 위치에 설치될 수 있다.
승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 승화성 고체 미립자를 생성하며, 냉각기(3)를 구비할 수 있다. 냉각기(3)는 세정 매체 공급부(20)로부터 공급된 세정 매체를 냉각하여 승화성 고체 미립자로 변환시켜 주기 위한 보조적인 역할을 수행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치의 내부 구조를 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 세정매체 공급부(20), 승화성 고체 미립자 생성부(30), 캐리어 개스 공급부(60), 히터부(70), 분사부(40)를 포함한다.
세정매체 공급부(20)는 세정 매체를 저장하고 공급하는 역할을 한다.
승화성 고체 미립자 생성부(30)는 세정매체 공급부(20)로부터 세정 매체를 공급받아 승화성 고체 미립자를 생성하는 역할을 한다. 본 발명에서 승화성 고체 미립자는 드라이 아이스(dry ice), 아르곤(Ar), 얼음 입자(Ice particle) 등이다.
분사부(40)는 승화성 고체 미립자를 미세 입자 형태로 분사하는 역할을 한다.
캐리어 개스 공급부(60)는 승화성 고체 미립자들과 함께 분사부(40) 내에 혼입될 수 있도록 캐리어 개스(carrier gas)를 공급하는 역할을 한다.
히터부(70)는 승화성 고체 미립자와 캐리어 개스가 분사부 내(40)에 혼입되기 전에 결로 현상이 발생하지 않도록 가열하기 위한 히터(heater)이다.
본 발명의 일 실시예에서 분사부(40)는 상기 승화성 고체 미립자가 분사되는 분사 시간 및 분사량을 조절할 수 있는 조절 밸브가 구비될 수 있다.
본 발명에서 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비 내에 설치되어 세정 작업을 수행한다.
승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 작업을 수행한 후, 클리너(cleaner)에 진입하기 전에, 슬러지(sludge)를 제거하는 세정 작업을 수행한다.
CMP 장비는 웨이퍼(Wafer) 표면 막질을 연마하기 위한 폴리셔(Polisher)부와, 연마 후 웨이퍼 표면에 묻어있는 슬러지(Sludgy)을 제거하기 위한 클리너(Cleaner)부를 포함하여 이루어진다. 이때, 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 폴리셔부 내에서 플레이튼(platen)과 플레이튼 사이에 위치하여 연마 후 웨이퍼 표면에 묻어있는 슬러지를 제거하는 세정 작업을 수행할 수 있다.
반도체 공정 중에서 미리 정해진 시간 이상 웨이퍼를 연마하는 공정을 진행하는 특수 공정에서, 웨이퍼가 과열되는 것을 방지하기 위하여, 특수 공정 중이나 또는 특수 공정 후에 웨이퍼 또는 웨이퍼를 연마하기 위한 패드(pad)에 승화성 고체 미립자를 분사할 수 있다. 예를 들어, 특수 공정이란 플레이트당 60~90초에 이르는 긴 연마 시간을 갖는 공정을 말하며, 이러한 특수 공정에서 웨이퍼의 과열을 억제하기 위하여 연마 중이나 연마 후에 웨이퍼나 패드 표면에 승화성 고체 미립자를 분사해주는 것이다.
본 발명의 일 실시예에서 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 클리너부에서 NCC(Non Contact Cleaner) 영역에 설치되어 세정 작업을 수행할 수 있다.
승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 클리너부에서 SRD(Spin Rinse Dryer) 영역에 설치되어 승화성 고체 미립자를 분사할 수 있다. 이처럼 클리너 공정의 마지막에 최종적으로 승화성 고체 미립자를 분사함으로써, 건조시 잔여 미세 입자인 워터 마크(water mark)를 차가운 승화성 고체 미립자 기류에 실어 완벽하게 제거할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사부의 노즐 형태를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에서 분사부(40)는 노즐 형태로 구현될 수 있다. 이때, 분사부는 분사구가 하나인 싱글(single) 형상의 노즐, 또는 웨이퍼(wafer)의 전체 면적을 포함하는 넓이에 둘 이상의 분사구가 형성되어 있는 형상의 노즐 등 다양한 형상의 노즐로 구현될 수 있다.
도 3은 싱글 형상의 노즐의 예시도이고, 도 4는 웨이퍼의 전체 면적을 포함하는 넓이에 다수개의 분사구가 형성되어 있는 형상의 노즐의 예시도이다.
도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 분사부(40)는 웨이퍼의 상부, 하부 또는 측면에서 분사 가능하도록 구비될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 분사부(40)에는 노즐의 분사구 부분에 온도를 감지하기 위한 온도 센서(90)가 구비될 수 있다. 이때, 온도 센서(90)에서 감지된 온도 정보가 디스플레이 장치로 전달되어 실시간으로 표시된다. 따라서, 본 발명의 사용자는 디스플레이 장치에 표시된 온도를 모니터링함으로써, 분사부(40)의 분사 여부를 육안으로 확인하지 않고도, 분사 여부를 확인할 수 있게 된다. 참고로, 일반적으로 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)의 분사부(40)의 분사 여부를 육안으로 확인하는 것이 어렵다.
본 발명에서 세정 매체 공급부(20)는 승화성 고체 미립자를 생성하기 위한 세정매체를 저장 및 공급하도록 구비된다. 특히, 본 발명에서의 상기 세정매체 공급부(20)는 다수개가 구비되거나 탱크(Tank)로 구비될 수 있다. 이는, 세정매체 공급부(20)의 계속적인 사용 및 효율적인 교체 작업을 위한 것이다.
승화성 고체 미립자 생성부(30)는 세정매체 공급부(20)와 연결될 수 있다. 그리고 승화성 고체 미립자 생성부(30)는 세정매체 공급부(20)로부터 세정매체를 공급받아 승화성 고체 미립자를 생성한다. 이에, 승화성 고체 미립자 생성부(30)와 세정매체 공급부(20)는 승화성 고체 미립자를 분사시킬 수 있는 작은 구멍을 갖는 각종 노즐 형태의 분사부(40)에 연결될 수 있고, 또한 승화성 고체 미립자 생성부(30)는 내부 압력을 용이하게 상승 및 하강시킬 수 있는 부재로 구비될 수 있다.
승화성 고체 미립자 생성부(30)내에는 냉각기가 구비될 수도 있으며, 냉각기는 공급된 세정 매체를 승화성 고체 미립자로 변환 시켜 주기 위한 보조 역할을 한다.
승화성 고체 미립자 생성부(30)는 세정매체 공급부(20)로부터 액상의 세정매체를 공급받는데, 이때 액상의 세정매체는 분사부(40)의 노즐에 다다르게 되면, 노즐 바로 앞 단에 있는 조절 밸브를 통해 배관 내 내부 압력이 하강하여 승화성 고체 미립자가 기체 및 눈(Dry ice, Ar, Ice 미세입자)과 같은 결정으로 변화가 이루어지게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 승화성 고체 미립자 생성부(30)의 내부 압력의 하강을 통하여 세정매체 공급부(20)로부터 공급되는 세정매체를 승화성 고체 미립자로 생성할 수 있다.
분사부(40)인 노즐은 승화성 고체 미립자 생성부(30)와 연결될 수 있다. 그리고 분사부(40)는 세정매체 공급부(20)로부터 전달되어 온 고압 또는 저온의 액체상태의 세정매체가 조절 밸브를 통과하면서 승화성 고체 미립자를 생성하여 분사할 수 있다. 따라서 분사부(40)는 승화성 고체 미립자들의 충돌에 의해 미세 입자로 만들 수 있는 부재, 승화성 고체 미립자를 압력 조절에 의해 미세 입자로 만들 수 있는 부재 등으로 구비될 수 있고, 아울러 승화성 고체 미립자를 분사할 수 있도록 그 단부는 노즐 구조를 갖는 부재 등으로 구비될 수 있다. 또한, 분사부(40)는 다수 개를 일정 간격으로 배치되도록 구비될 수도 있다. 아울러, 분사부(40)는 CMP 장비 내에서 높이 조절이 가능하도록 구비될 수도 있다.
특히, 승화성 고체 미립자들은 분사되어 순간적인 미세 입자의 승화를 통하여 추가적인 세정 프로세스(Process)를 단순화하고 세정력을 극대화할 수 있다. 승화성 고체 미립자들은 기존 액상의 입자 대비 경도가 크기 때문에 충돌에너지가 커서 오염 물질을 제거하는데 훨씬 유리하다.
본 발명은 많은 공간을 차지하지 않기 때문에 공간적인 제약에도 자유로울 수 있고, 나아가 본 발명의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 구성이 단순하여 설치에 따른 제약에도 자유로울 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치(100)는 세정 후 제거된 이물을 원활하게 배출할 수 있는 배출구(Exhaust)를 더 구비할 수 있다.
조절밸브는 분사부(40)를 통하여 분사되는 승화성 고체 미립자의 분사 세기 및 분사량을 조절하기 위한 것으로서, 주로 분사부(40)의 단부 크기를 조절함에 의해 달성될 수 있다. 이와 같이, 조절밸브를 구비하여 사용함으로써 분사가 이루어지는 승화성 고체 미립자의 분사 세기 및 분사량을 조절할 수 있기 때문에 원하는 세정 정도를 다양하게 조절할 수 있고, 그 결과 세정 효과를 보다 극대화할 수 있다.
노즐 분사부에서 분사되는 승화성 고체 미립자들은 온도가 낮기 때문에 장시간 노즐 분사 시 노즐 분사부 주변에 수분이 생성되어 노즐의 막힘 현상이 발생할 우려도 있는데 이러한 것을 해소하기 위해 노즐 분사부에 외곽 공간을 노즐 형상에 이중 구조로 형성해서 이들에 CDA(Clean Dry Air) 또는 N2를 분사시켜 결로 현상을 억제할 수 있다. 상황에 따라서는 캐리어 개스 또는 이중 구조에 공급되는 CDA 또는 N2를 가열할 수 있는 히터부(70)를 구비하여 결로를 억제할 수 있다.
본 발명은 폴리싱 후 발생된 이물질을 기존 방식보다 좀 더 원활하고 세정력 향상을 이룰 수 있는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치로서, 세정 매체를 상변화시켜 미세한 승화성 고체 미립자(Dry ice, Ar, Ice Particle)로 만들어 CDA(Clean Dry Air)또는 N2를 캐리어 개스로 사용하여 분사하는 방식으로 세정 작업을 수행하는 모듈이다.
승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치가 폴리셔(Polisher) 내의 플레이튼(Platen)과 플레이튼 사이에 설치되어, 연마 후 이물을 제거하거나, 클리너(Cleaner) 유입 전에 세정을 하여 이물질의 대부분을 제거해 줌으로써, 브러시(Brush)의 수명(Life time)을 증가시키고, 세정 효과를 증대시켜주는 효과가 있으며, 클리너 내부에도 일정 공간에 설치됨으로써, 브러시를 대체하거나, 세정력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 특수 공정 중에는 후막의 Ox.막질을 연마하기 위해 장시간(60sec ~ 120sec) 공정으로 진행되는 것이 있는데, 이때 연마를 진행 시 웨이퍼(Wafer)에 온도 상승으로 인해 원활한 연마 공정이 어려운 경우가 있다. 이런 문제를 해소하기 위해 본 발명의 실시예에서는 연마를 행하는 캐리어가 1차 연마 공정을 진행한 후, 2차 연마 공정 진입 전 웨이퍼(Wafer) 표면의 온도를 낮추는 역할과 패드(Pad) 표면에도 분사를 진행시켜 전체적인 연마 주변 온도 조절을 수행할 수 있다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
20 세정매체 공급부 30 승화성 고체 미립자 생성부
40 분사부 60 캐리어 개스 공급부
70 히터부 90 온도 센서
100 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치

Claims (14)

  1. 반도체 공정에서 세정 작업을 수행하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치에서,
    세정 매체를 저장하고 공급하기 위한 세정매체 공급부;
    상기 세정매체 공급부로부터 세정 매체를 공급받아 승화성 고체 미립자를 생성하기 위한 승화성 고체 미립자 생성부; 및
    상기 승화성 고체 미립자를 미세 입자 형태로 분사하기 위한 분사부를 포함하며,
    상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비 내에 설치되어 세정 작업을 수행하고,
    상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 작업을 수행한 후, 클리너(cleaner)에 진입하기 전에, 슬러지(sludge)를 제거하는 세정 작업을 수행하며,
    상기 CMP 장비는 웨이퍼(Wafer) 표면 막질을 연마하기 위한 폴리셔(Polisher)부와, 연마 후 웨이퍼 표면에 묻어있는 슬러지(Sludgy)을 제거하기 위한 클리너(Cleaner)부를 포함하여 이루어지며,
    상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 상기 폴리셔부 내에서 플레이튼(platen)과 플레이튼 사이에 위치하여 연마 후 웨이퍼 표면에 묻어있는 슬러지를 제거하는 세정 작업을 수행하고,
    반도체 공정 중에서 미리 정해진 시간 이상 웨이퍼를 연마하는 공정을 진행하는 특수 공정에서, 웨이퍼가 과열되는 것을 방지하기 위하여, 상기 특수 공정 중이나 또는 상기 특수 공정 후에 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼를 연마하기 위한 패드(pad)에 승화성 고체 미립자를 분사하고,
    상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는 상기 클리너부에서 NCC(Non Contact Cleaner) 영역과, SRD(Spin Rinse Dryer) 영역에 설치되어 승화성 고체 미립자를 분사하며,
    상기 분사부는 노즐 형태로 되어 있고,
    상기 분사부에서 분사시 노즐의 막힘 현상을 방지하기 위하여, 상기 분사부는 상기 노즐 형태의 외곽 공간을 통해 CDA(Clean Dry Air) 또는 N2가 분사되도록 하는 이중 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 모듈 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는,
    상기 승화성 고체 미립자들과 함께 상기 분사부 내에 혼입될 수 있도록 캐리어 개스(carrier gas)를 공급하기 위한 캐리어 개스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치는,
    상기 승화성 고체 미립자와 상기 캐리어 개스가 상기 분사부 내에 혼입되기 전에 결로 현상이 발생하지 않도록 가열하기 위한 히터(heater)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사부는 분사구가 하나인 싱글(single) 형상의 노즐로 되어 있는 것을 특징으로 하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사부는 웨이퍼(wafer)의 전체 면적을 포함하는 넓이에 둘 이상의 분사구가 형성되어 있는 형상의 노즐로 되어 있는 것을 특징으로 하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사부는 웨이퍼의 상부, 하부 또는 측면에서 분사 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사부는 상기 승화성 고체 미립자가 분사되는 분사 시간 및 분사량을 조절할 수 있는 조절 밸브가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사부는 노즐의 분사구 부분에 온도를 감지하기 위한 온도 센서가 구비되어 있으며,
    상기 온도 센서에서 감지된 온도 정보가 디스플레이 장치로 전달되어 실시간으로 표시되는 것을 특징으로 하는 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치.
KR1020150054442A 2015-04-17 2015-04-17 반도체 제조 공정에서의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치 KR101616870B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150054442A KR101616870B1 (ko) 2015-04-17 2015-04-17 반도체 제조 공정에서의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150054442A KR101616870B1 (ko) 2015-04-17 2015-04-17 반도체 제조 공정에서의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101616870B1 true KR101616870B1 (ko) 2016-04-29

Family

ID=55915983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150054442A KR101616870B1 (ko) 2015-04-17 2015-04-17 반도체 제조 공정에서의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101616870B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050114190A (ko) * 2004-05-31 2005-12-05 (주)케이.씨.텍 표면세정용 승화성 고체입자 분사용 노즐 및 이를 이용한세정방법
KR100698472B1 (ko) * 2005-07-21 2007-03-22 주식회사 진우엔지니어링 표면세정용 노즐구조체
KR20090069757A (ko) 2007-12-26 2009-07-01 주식회사 케이씨텍 포토마스크 세정장치
KR20150003429A (ko) * 2013-07-01 2015-01-09 주식회사 케이씨텍 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조
KR20150022363A (ko) * 2013-08-23 2015-03-04 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050114190A (ko) * 2004-05-31 2005-12-05 (주)케이.씨.텍 표면세정용 승화성 고체입자 분사용 노즐 및 이를 이용한세정방법
KR100698472B1 (ko) * 2005-07-21 2007-03-22 주식회사 진우엔지니어링 표면세정용 노즐구조체
KR20090069757A (ko) 2007-12-26 2009-07-01 주식회사 케이씨텍 포토마스크 세정장치
KR20150003429A (ko) * 2013-07-01 2015-01-09 주식회사 케이씨텍 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조
KR20150022363A (ko) * 2013-08-23 2015-03-04 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9475170B2 (en) Device for cleaning fixed abrasives polishing pad
KR101816694B1 (ko) 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법
JP2010253637A (ja) 研磨装置及び研磨方法
CN101386149A (zh) 用于化学机械抛光设备的清洁装置
JP2010228058A (ja) 研磨布の洗浄装置および洗浄方法
JPH11254294A (ja) 定盤修正用ドレッサーの洗浄装置
US20220016742A1 (en) Dressing apparatus and polishing apparatus
CN108621023B (zh) 化学机械研磨机台及化学机械研磨制程
KR101616870B1 (ko) 반도체 제조 공정에서의 승화성 고체 미립자 세정 모듈 장치
JP5528927B2 (ja) 基板洗浄装置および基板洗浄方法
KR101786485B1 (ko) 화학 기계적 연마시스템
KR101210297B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치의 세정 기구
TWI268807B (en) Jet clean nozzle with multiple spray openings
JP2000254855A (ja) 研磨パッドのコンディショニング装置および研磨パッドのコンディショニング方法
KR20150011474A (ko) 슬러리의 제거 효율이 향상된 화학 기계적 연마 장치
KR20060114994A (ko) 화학적 기계적 연마 장치의 컨디셔너 세정 장치 및 그 세정방법
KR20070091832A (ko) 화학적 기계적 연마 장치
KR20220073192A (ko) 연마 패드 세정 장치 및 연마 장치
TWI615239B (zh) 化學機械研磨機台及化學機械研磨製程
KR20090052981A (ko) 씨엠피의 클리닝 장치
KR100523631B1 (ko) Ｃｍｐ 장비
KR101848166B1 (ko) 씨엠피 패드 세정장치 및 이를 포함하는 씨엠피장치
KR100632050B1 (ko) 화학적 기계 연마 시스템의 패드 컨디셔닝 장치
KR200294587Y1 (ko) 화학 기계적 연마장비의 슬러리 디스펜서
KR20100044988A (ko) 화학적 기계적 연마 장비의 폴리싱 패드 이물질 제거장치

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190213

Year of fee payment: 4