KR101879228B1

KR101879228B1 - 반도체 기판 연마용 가공 장치

Info

Publication number: KR101879228B1
Application number: KR1020120015129A
Authority: KR
Inventors: 정인권
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2018-08-20
Also published as: KR20130093898A

Abstract

기판 이송부, 제1 작업 공간, 입력 기판 거치대, 연마 장치, 세정 장치 및 제2 기판 이송 장치를 포함하는 반도체 기판 연마용 가공 장치가 제공된다. 제1 작업 공간은 기판 이송부와 연마 장치 사이에 배치되어 작업자가 기판 이송부 및 연마 장치로 접근할 수 있는 공간을 제공한다. 세정 장치는 기판 입력부, 적어도 하나의 기판 세정부, 기판 건조부 및 기판 출력부를 포함하며, 기판 이송부의 제1 기판 이송 장치가 기판 출력부로부터 기판을 이송한다. 입력 기판 거치대는 제1 기판 이송 장치로부터 기판을 받아서 제2 기판 이송 위치로 이동하여 제2 기판 이송 장치로 기판을 전달한다. 연마 장치는 제1 작업 공간 및 세정 장치에 인접하여 배치되는 제1 연마 테이블, 제1 작업 공간에 인접하여 제1 연마 테이블을 사이에 두고 세정 장치의 맞은편에 배치되는 제2 연마 테이블, 제1 연마 테이블을 사이에 두고 제1 작업 공간의 맞은편에 배치되는 기판 로딩부, 및 제2 연마 테이블을 사이에 두고 제1 작업 공간의 맞은편에 배치되는 제3 연마 테이블을 포함한다. 연마 장치의 기판 로딩부는 세정 장치 및 제2 기판 이송 장치에 인접하여 배치된다. 제2 기판 이송 장치는 제2 기판 이송 위치의 입력 기판 거치대, 연마 장치의 기판 로딩부 및 세정 장치의 기판 입력부 근처에 배치되어 이들 사이에서 기판을 이송한다. 기판 연마용 가공 장치는 상기 연마 장치와 유사한 구성을 갖는 연마 장치를 더 포함할 수 있다. 추가되는 연마 장치의 기판 로딩부는 제2 기판 이송 장치 근처에 배치되어 제2 기판 이송 장치가 입력 기판 거치대로부터 기판 로딩부로 기판을 이송하며 기판 로딩부로부터 세정 장치의 기판 입력부로 기판을 이송한다. 본 발명에서 제공하는 연마 장치는 높은 생산성, 효과적인 클린룸 공간 활용, 및 유지 관리를 위한 작업자의 접근 용이성을 제공한다.

Description

반도체 기판 연마용 가공 장치 {APPARATUS FOR POLISHING SEMICONDUCTOR WAFERS}

본 출원은 2012년 2월 10일 출원된 한국 출원 특허 번호 10-2012-0013549의 이익을 부여받으며 여기에서 참조로 통합된다.

본 발명은 일반적으로 반도체 기판의 가공 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 반도체 기판을 연마 및 세정하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다.

반도체 기판(wafer)을 연마하기 위한 기판 가공(processing) 장치는 연마 장치와 세정 장치를 포함한다. 연마 장치는 다수의 연마 테이블들 및 연마 헤드들을 포함한다. 연마 헤드들은 연마 테이블에 부착된 연마 패드 상에서 연마재를 사용하여 기판 표면의 절연막 또는 금속 막을 연마해 낸다. 세정 장치는 연마된 기판을 세정하기 위한 세정 챔버와 세정된 기판을 건조하기 위한 건조 챔버로 구성된다.

반도체 소자 제조 과정에서 반도체 기판 연마 공정이 더 많이 사용됨에 따라 높은 생산성을 제공하는 기판 연마용 가공 장치가 요구되고 있다. 또한, 기판 연마용 가공 장치는 비싼 건설 및 운영 비용이 필요한 클린룸에 설치되므로 같은 생산성이라면 작은 면적의 장치가 선호되고 있다. 작은 면적의 장치를 제공하려면 공간을 효율적으로 활용하도록 연마 장치 및 세정 장치를 디자인하고 기판 연마용 가공 장치 내에 배치하는 것이 중요하다. 또한, 작업자가 유지 관리를 위하여 연마 장치 및 세정 장치에 쉽게 접근할 수 있도록 연마 장치 및 세정 장치를 배치하는 것도 중요하다.

본 발명이 해결하려는 과제는 이러한 관점에서, 고생산성, 효율적인 공간 활용, 및 유지 관리 작업을 위한 접근 용이성을 제공하는 반도체 기판을 연마 및 세정하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 기판 연마용 가공 장치는 제1 기판 이송 장치를 포함하는 제1 기판 이송부, 제1 작업 공간, 입력 기판 거치대, 세정 장치, 제1 연마 장치 및 제2 기판 이송 장치를 포함한다. 상기 제1 작업 공간은 상기 제1 기판 이송부 및 상기 제1 연마 장치 사이에 배치되어, 작업자가 상기 제1 기판 이송부 및 상기 제1 연마 장치로 접근할 수 있는 공간을 제공한다. 상기 세정 장치는 제1 끝단에 배치되는 기판 출력부, 상기 제1 끝단의 맞은 편인 제2 끝단에 배치되는 기판 입력부, 상기 기판 출력부에 인접하여 배치되는 기판 건조부, 상기 기판 입력부와 상기 기판 건조부 사이에 배치되는 적어도 하나의 기판 세정부, 및 적어도 하나의 기판 그리핑 장치를 이용하여 기판을 상기 기판 입력부로부터 상기 적어도 하나의 기판 세정부 및 상기 기판 건조부를 거쳐서 상기 기판 출력부로 이송하도록 구성되는 기판 이송 장치를 포함한다. 상기 세정 장치의 상기 기판 입력부, 상기 적어도 하나의 기판 세정부, 상기 기판 건조부 및 상기 기판 출력부는 기판을 수직으로 세워서 기판의 앞면이 상기 제1 끝단 또는 상기 제2 끝단을 향하게끔 지지하도록 구성된다. 상기 세정 장치의 상기 기판 출력부는 상기 제1 기판 이송부의 상기 제1 기판 이송 장치가 상기 기판 출력부로부터 상기 기판을 이송할 수 있도록 상기 제1 기판 이송부에 인접하여 배치된다. 상기 입력 기판 거치대는 상기 제1 기판 이송부 및 상기 세정 장치에 인접하여 배치되는 제1 기판 이송 위치 및 상기 세정 장치 및 상기 제2 기판 이송 장치 근처에 인접하여 배치되는 제2 기판 이송 위치 사이를 왕복하도록 구성되며, 상기 제1 기판 이송 위치에서 상기 제1 기판 이송부의 상기 제1 기판 이송 장치로부터 기판을 전달 받아 상기 제2 기판 이송 위치로 이동하여 상기 제2 기판 이송 장치로 전달하도록 구성된다. 상기 제1 연마 장치는 기판 로딩부, 제1 ~ 제3 연마 테이블, 및 상기 기판 로딩부에서 기판을 흡착하여 상기 제1, 제2 및 제3 연마 테이블 중의 적어도 하나로 이동하여 상기 기판을 연마한 뒤 다시 상기 기판 로딩부로 되돌아와서 상기 기판을 상기 기판 로딩부에 되돌려주도록 구성되는 적어도 하나의 연마 헤드 조립체를 포함한다. 상기 제1 연마 테이블은 상기 제1 작업 공간 및 상기 세정 장치에 인접하여 배치되며, 상기 제2 연마 테이블은 상기 제1 작업 공간에 인접하여 상기 제1 연마 테이블을 사이에 두고 상기 세정 장치의 맞은편에 배치되며, 상기 제3 연마 테이블은 상기 제2 연마 테이블을 사이에 두고 상기 제1 작업 공간의 맞은편에 배치되며, 상기 기판 로딩부는 상기 세정 장치와 상기 제3 연마 테이블 사이에 배치된다. 상기 제2 기판 이송 장치는 상기 세정 장치의 기판 입력부, 상기 제1 연마 장치의 상기 기판 로딩부, 및 상기 입력 기판 거치대의 상기 제2 기판 이송 위치 근처에 배치되며, 상기 입력 기판 거치대로부터 상기 제1 연마 장치의 상기 기판 로딩부로 기판을 전달하며, 상기 제1 연마 장치의 상기 기판 로딩부로부터 상기 세정 장치의 상기 기판 입력부로 기판을 전달하도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 높은 생산성, 효율적인 공간 활용 및 유지 관리를 위한 접근 용이성을 제공하는 반도체 기판 연마 및 세정을 위한 장치 및 방법을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 연마용 가공 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 연마용 가공 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연마 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 세정 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 연마용 가공 장치의 평면도이다.

이하 본 발명의 실시 예들에 대하여 첨부하는 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이후 언급되는 구성 요소들에는 참조 번호를 덧붙여서 표기하며, 동일한 기능을 하는 구성 요소에 대해서는 참조 번호에 프라임(') 또는 더블 프라임(") 기호를 덧붙여서 표기한다. 예를 들면, 제1 연마 장치 및 이와 동일한 기능을 하는 제2 연마 장치는 각각 100 및 100'으로 표기되며, 제1 건조 챔버 및 이와 동일한 기능을 하는 제2 및 제3 건조 챔버는 각각 145a' 및 145a"으로 표기된다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 연마용 가공 장치(600)가 설명된다. 도 1은 기판 연마용 가공 장치(600)의 평면도이다. 기판 연마용 가공 장치(600)는 제1 기판 이송부(20), 입력 기판 거치대(25), 기판 이송 장치(30), 제1 연마 장치(100), 세정 장치(200) 및 제1 작업 공간(S1)을 포함한다.

제1 기판 이송부(20)는 기판 이송 장치(20a)를 포함하며, 기판 이송 장치(20a)는 이동 가능하도록 트랙(20b)에 체결될 수 있다. 제1 기판 이송부(20)는 기판 연마용 가공 장치(600)의 앞 부분에 배치된다. 제1 기판 이송부(20)에는 기판(5)을 보관하는 기판 보관 장치(10)가 부착된다.

제1 연마 장치(100)는 기판 로딩부(130), 제1 ~ 제3 연마 테이블(110a, 110b 및 110c), 및 기판 로딩부(130)에서 기판을 흡착하여 제1, 제2 및 제3 연마 테이블(110a-110c) 중의 적어도 하나로 이동하여 상기 기판을 연마한 뒤 다시 기판 로딩부(130)로 되돌아와서 상기 기판을 기판 로딩부(130)에 되돌려주도록 구성되는 적어도 하나의 연마 헤드 조립체(120)를 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 연마 장치(100)가 추가로 설명된다. 도 2는 제1 연마 장치(100)의 측면도이다. 연마 헤드 조립체(120)는 연마 헤드(122), 회전축(123) 및 연마 헤드 구동 장치(124)를 포함한다. 연마 헤드(122)는 회전축(123)에 의하여 연마 헤드 구동 장치(124)에 연결된다. 연마 헤드 구동 장치(124)는 회전축(123)을 회전시킴으로써 연마 헤드(122)에 흡착된 기판을 연마 테이블(110) 상에서 회전시키며, 회전축(123) 내부에 형성되는 유체관을 통하여 압력을 인가함으로써 기판을 연마 테이블(110) 상에서 연마하도록 구성된다.

연마 테이블(110a-110c)은 각각의 회전축(113)에 의하여 각각의 회전 구동 장치(114)에 연결되어 회전된다. 연마 테이블들(110a-110c)에는 연마 헤드 조립체(120)가 기판을 연마할 수 있도록 연마 패드(도 2에 도시되지 않음)가 부착되고 연마재(도 2에 도시되지 않음)가 연마 패드 상으로 공급된다.

기판 로딩부(130)는 연마 헤드 조립체(120)가 기판 로딩부(130) 상에 위치하면, 연마 헤드(122)로 기판을 흡착(loading) 시키거나 연마 헤드(122)로부터 언로딩(unloading)되는 기판을 전달받도록 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 연마 헤드 조립체(120)는 기판 로딩부(130) 및 상기 제1 ~ 제3 연마 테이블(110a-110c)의 상부에 배치되며 상기 적어도 하나의 연마 헤드 조립체(120)가 기판 로딩부(130) 및 상기 제1 ~ 제3 연마 테이블(110a-110c) 사이를 이동할 수 있도록 구성되는 원형 트랙(140)에 이동 가능하도록 체결될 수도 있다. 기판 로딩부(130) 및 제1 ~ 제3 연마 테이블(110a, 110b 및 110c)은 원형 트랙(140)을 따라서 그 아래 쪽에 원형으로 배치된다. 연마 헤드 조립체(120)는 가이드 블록(125)에 의하여 원형 트랙(140)에 이송 가능하도록 체결된다.

도 1과 도 3을 참조하여, 세정 장치(200)가 설명된다. 도 3은 세정 장치(200)의 측면도이다. 세정 장치(200)는 기판 입력부(210)와 기판 출력부(260) 사이에 일렬로 배치되는 적어도 하나, 예를 들면 3개의 기판 세정부들(220, 230 및 240) 및 기판 건조부(145)를 포함한다. 기판 입력부(210), 기판 세정부들(220-240), 기판 건조부(145) 및 기판 출력부(260)는 도 3에 도시된 바와 같이 기판 입력부(210), 제1 기판 세정부(220), 제2 기판 세정부(230), 제3 기판 세정부(240), 기판 건조부(145), 기판 출력부(260)의 순서로 일렬로 배치되어 세정 장치(200)의 하단 프레임(202)에 고정된다. 기판 입력부(210), 기판 세정부들(220-240), 기판 건조부(145) 및 기판 출력부(260)는 기판을 수직으로 세워서 기판의 앞면이 세정 장치(200)의 제1 끝단(200x) 또는 제2 끝단(200y)을 향하게끔 지지하도록 구성된다. 제1 끝단(200x)에는 기판 출력부(260)가 배치되며, 제2 끝단(200y)에는 기판 입력부(210)가 배치된다.

제1 기판 세정부(220)는 2개의 세정 챔버들(220a 및 220a')을 포함한다. 제2 기판 세정부(230)는 2개의 세정 챔버들(230 및 230')을 포함한다. 제3 기판 세정부(240)는 2개의 세정 챔버들(240a 및 240a')을 포함한다. 기판 건조부(145)는 2개 이상, 예를 들면 3개의 건조 챔버들(145a, 145a'및 145a")을 포함한다.

세정 챔버들(220a-240a')은 기판을 수직으로 지지하면서 세정하도록 구성된다. 기판 세정에는 SC1(과수 및 암모니아 혼합 수용액) 및 HF(불산 수용액)와 같은 화학약품이 사용될 수 있다. 세정 종료 후 세척을 위하여 초순수가 사용될 수 있다. 세정 및 세척 과정에서. 기판을 닦아주기 위하여 PVA (폴리비닐알콜) 브러시가 사용될 수 있다. 세정을 촉진하기 위하여 기판에 극초음파(megasonic wave)가 인가될 수도 있다. 제1, 제2 및 제3 기판 세정부(220, 230 및 240)는 각각 다른 세정 방법으로 기판을 세정하도록 구성될 수 있다. 제1 기판 세정부(220)의 세정 챔버들(220a 및 220a')은 동일한 세정 방법으로 기판을 세정하도록 구성된다. 제2 기판 세정부(230)의 세정 챔버들(230 및 230')은 동일한 세정 방법으로 기판을 세정하도록 구성된다. 제3 기판 세정부(240)의 세정 챔버들(240a 및 240a')은 동일한 세정 방법으로 기판을 세정하도록 구성된다.

건조 챔버들(145a, 145a' 및 145a")은 기판을 수직으로 세워서 지지하도록 구성되며, 기판을 회전시킴으로써 건조하거나 기판에 IPA(아이소프로필알콜)를 분사하여 건조하는 마랑고니(Marangoni) 방법으로 건조하도록 구성될 수도 있다. 건조 챔버들(145a, 145a' 및 145a")은 동일한 방법으로 기판을 건조하도록 구성된다.

세정 장치(200)는 직선 이송 장치(270)를 더 포함한다. 직선 이송 장치(270)는 직선 트랙(274)에 체결된 적어도 하나의 기판 그리핑 장치를 이용하여 기판들을 기판 입력부(210)로부터 기판 세정부들(220-240) 및 기판 건조부(145)를 순차적으로 거쳐서 기판 출력부(260)로 이송하도록 구성된다. 예를 들면, 직선 이송 장치(270)는 도 3에 도시된 바와 같이 직선 트랙(274)에 체결된 5 개의 기판 그리핑 장치들(272a-272e)을 포함한다. 기판 그리핑 장치들(272a-272e)은 각각의 직선 이송 구동 장치(275a-275e)에 의하여 직선 트랙(274) 상에서의 직선 이송 운동이 개별적으로 제어되도록 구성될 수 있다.

직선 트랙(274)은 세정 장치(200)의 상부에 설치되며, 직선 트랙(274)은 기판 그리핑 장치들(272a-272e)이 적어도 하나씩 체결되는 여러 개의 직선 트랙들로 나뉘어 구성될 수도 있다.

기판 그리핑 장치들(272a-272e)은 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 기판 그리핑 암들(272a'-272e')을 포함한다. 기판 그리핑 암들(272a'-272e')은 기판 입력부(210), 기판 세정부들(220-240), 기판 건조부(145) 및 기판 출력부(260)와 기판을 주고 받을 수 있도록 각각의 기판 그리핑 장치들(272a-272e)로부터 하강하도록 구성된다.

직선 이송 장치(270)는 제1 기판 그리핑 장치(272a)가 기판 입력부(210)로부터 제1 기판 세정부(220)의 세정 챔버들(220a 및 220a')로, 제2 기판 그리핑 장치(272b)가 제1 기판 세정부(220)의 세정 챔버들(220a 및 220a')로부터 제2 기판 세정부(230)의 세정 챔버들(230a 및 230a')로, 제3 기판 그리핑 장치(272c)가 제2 기판 세정부(230)의 세정 챔버들(230a 및 230a')로부터 제3 기판 세정부(240)의 세정 챔버들(240a 및 240a')로, 제4 기판 그리핑 장치(272d)가 제3 기판 세정부(240)의 세정 챔버들(240a 및 240a')로부터 기판 건조부(145)의 건조 챔버들(145a, 145a' 및 145a")로, 그리고 제5 기판 그리핑 장치(272e)가 기판 건조부(145)의 건조 챔버들(145a, 145a' 및 145a")로부터 기판 출력부(260)로 기판을 이송하도록 구성될 수 있다.

기판 출력부(260)로 이송된 기판들은 제1 기판 이송부(20)의 기판 이송 장치(20a)에 의하여 기판 보관 장치(10)로 이송된다. 기판 출력부(260)는 기판 이송 장치(20a)가 기판 출력부(260)의 측면(262)을 통하여 기판을 꺼내 갈 수 있도록 그 측면(262)이 제1 기판 이송부의 기판 이송 장치(20a)를 향하도록 배치된다. 또한, 기판 출력부(260)는 그 측면(262)에 기판의 출입을 위하여 문(door)이 달린 개구부가 형성될 수 있다.

세정 장치(200)는 직선 이송 장치(270)를 이용하여 제1 기판을 포함하는 제1 그룹의 기판들은 기판 입력부(210)로부터 제1 기판 세정부(220)의 세정 챔버들(220a 및 220a') 중의 하나, 제2 기판 세정부(230)의 세정 챔버들(230 및 230') 중의 하나, 제3 기판 세정부(240)의 세정 챔버들(240a 및 240a') 중의 하나, 및 기판 건조부(145)의 제1 ~ 제3 건조 챔버들(145a-145a") 중의 하나, 예를 들면 제1 건조 챔버(145a)로 순차적으로 이송하면서 세정 및 건조하며, 제2 기판을 포함하는 제2 그룹의 기판들은 기판 입력부(210)로부터 제1 기판 세정부(220)의 세정 챔버들(220a 및 220a') 중의 다른 하나, 제2 기판 세정부(230)의 세정 챔버들(230 및 230') 중의 다른 하나, 제3 기판 세정부(240)의 세정 챔버들(240a 및 240a') 중의 다른 하나, 및 기판 건조부(145)의 제1 ~ 제3 건조 챔버들(145a-145a") 중의 다른 하나, 예를 들면 제2 건조 챔버(145a')로 순차적으로 이송하면서 세정 및 건조하며, 제3 기판을 포함하는 제3 그룹의 기판들은 기판 입력부(210)로부터 제1 기판 세정부(220)의 세정 챔버들(220a 및 220a') 중의 하나, 제2 기판 세정부(230)의 세정 챔버들(230 및 230') 중의 하나, 제3 기판 세정부(240)의 세정 챔버들(240a 및 240a') 중의 하나, 및 기판 건조부(145)의 제1 ~ 제3 건조 챔버들(145a-145a") 중의 나머지 하나, 예를 들면 제3 건조 챔버(145a")로 순차적으로 이송하면서 세정 및 건조하도록 구성된다.

도 1로 되돌아가서, 기판 연마용 가공 장치(600)는 길이 방향을 따라 배치되는 제1 및 제2 측면(600L 및 600L')을 포함하며, 폭 방향을 따라서 배치되는 제1 후면(600B)을 포함한다. 제1 및 제2 측면(600L 및 600L')은 서로 마주보며, 제1 후면(600B)은 제1 기판 이송부(20)와 마주보는 면이다.

세정 장치(200)는 제2 측면(600L')으로부터 접근 가능하도록 제2 측면(600L')에 인접하여 배치된다. 세정 장치(200)는 기판 연마용 가공 장치(600)의 길이 방향을 따라서 세정 장치(200)의 제1 끝단(200x)은 제1 기판 이송부(20)와 인접하도록 배치되며 그 반대편인 제2 끝단(200y)은 제1 후면(600B)에 인접하도록 배치된다.

제1 작업 공간(S1) 및 제1 연마 장치(100)는 제1 측면(600L)으로부터 접근 가능하도록 제1 측면(600L)에 인접하여 배치된다. 제1 작업 공간(S1) 및 제1 연마 장치(100)는 기판 연마용 가공 장치(600)의 길이 방향을 따라서 기판 이송부(20)로부터 제1 작업 공간(S1), 제1 연마 장치(100)의 순서로 배치된다. 제1 작업 공간(S1)은 제1 기판 이송부(20)와 제1 연마 장치(100) 사이임과 동시에 제1 측면(600L)과 세정 장치(200) 사이인 공간에 배치된다. 제1 작업 공간(S1)은 작업자가 제1 측면(600L)으로부터 접근하여 제1 연마 장치(100) 및 제1 기판 이송부(20)를 유지 관리할 수 있는 공간을 제공해 준다.

제1 연마 장치(100)의 제1 연마 테이블(110a)은 제1 작업 공간(S1) 및 상기 세정 장치(200)에 인접하여 배치되며, 제2 연마 테이블(110b)은 제1 작업 공간(S1) 및 제1 측면(600L)에 인접하여 제1 연마 테이블(110a)을 사이에 두고 세정 장치(200)의 맞은편에 배치된다. 제3 연마 테이블은(110c) 제1 측면(600L)에 인접하여 제2 연마 테이블(110b)과 제1 후면(600B) 사이에 배치된다. 기판 로딩부(130)는 제3 연마 테이블(110c)과 세정 장치(200) 사이에 배치된다.

입력 기판 거치대(25)는 세정 장치(200)에 인접하여 배치된다. 입력 기판 거치대(25)는 제1 기판 이송부(20)에 인접하며 세정 장치(200)와 제1 작업 공간(S1)의 사이에 위치하는 제1 기판 이송 위치(25x)와 기판 이송 장치(30)에 인접하며 세정 장치(200)와 연마 장치(100) 사이에 위치하는 제2 기판 이송 위치(25y) 사이를 왕복 이동(25a)하도록 구성된다. 입력 기판 거치대(25)는 제1 이송 위치(25x)에서 제1 기판 이송부(20)의 기판 이송 장치(20a)로부터 기판을 받아서 제2 이송 위치(25y)로 이동하여 기판 이송 장치(30)로 전달하도록 구성된다. 입력 기판 거치대(25)의 이동 경로(25a)는 세정 장치(200)의 측면에 인접하여 배치된다. 입력 기판 거지대(25)는 기판을 수직으로 세워서 기판의 앞면이 세정 장치(200) 또는 그 반대 방향을 향하게끔 지지하도록 구성될 수 있다.

기판 이송 장치(30)는 제1 연마 장치(100)의 기판 로딩부(130) 및 제1 후면(600B) 사이의 공간에 배치되며, 제2 기판 이송 위치(25y)의 입력 기판 거치대(210)로부터 기판을 받아서 제1 연마 장치(100)의 기판 로딩부(130)로 전달하며, 제1 연마 장치(100)에서 연마된 기판들을 기판 로딩부(130)로부터 세정 장치(200)의 기판 입력부(210)로 이송하도록 구성된다.

기판 연마용 가공 장치(600)의 동작 방법은 다음의 단계를 포함한다.

(1) 기판 이송 장치(20a)가 기판 보관 장치(10)로부터 제1 기판 이송 위치(25x)의 입력 기판 거치대(25)로 기판들(5)을 전달하는 단계,

(2) 입력 기판 거치대(25)가 제2 기판 이송 위치(25y)로 이동하는 단계,

(3) 기판 이송 장치(30)가 입력 기판 거치대(25)로부터 기판들을 집어서 연마 장치(100)의 기판 로딩부(130)로 전달하는 단계,

(4) 기판들을 연마 장치(100)에서 연마하는 단계,

(5) 기판 이송 장치(30)가 연마 장치(100)의 기판 로딩부(130)로부터 기판들을 잡아서 세정 장치(200)의 기판 입력부(210)로 전달하는 단계,

(6) 세정 장치(200)가 기판을 제1, 제2 및 제3 기판 세정부(220, 230 및 240)를 거치면서 세정하고, 기판 건조부(145)를 거치면서 건조하고, 기판 출력부(260)로 이송하는 단계, 및

(7) 제1 기판 이송부(20)의 기판 이송 장치(20a)가 기판 출력부(260)로부터 기판 보관 장치(10)로 기판을 전달하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 기판 연마용 장치(600)는 도 4에 도시된 바와 같이 제2 연마 장치(100') 및 제2 작업 공간(S2)을 더 포함할 수 있다. 도 4는 제2 연마 장치(100') 및 제2 작업 공간(S2)을 더 포함하는 기판 연마용 장치(600a)의 평면도이다. 제2 작업 공간(S2)은 제1 측면(600L)에 인접하여 제1 연마 장치(100)의 제3 연마 테이블(110c)과 제1 후면(600B) 사이에 배치된다. 제2 연마 장치(100')는 1 연마 장치(100)와 유사하게 구성되며, 세정 장치(200)와 제1 후면(600B) 사이의 공간과 제1 연마 장치(100)와 제1 후면(600B) 사이의 공간에 배치된다. 또한, 제2 연마 장치(100')는 제2 측면(600L')에 인접하여 제2 측면(600L')과 제2 작업 공간(S2) 사이에 배치된다.

제2 연마 장치(100')의 제1 연마 테이블(110a')은 세정 장치(200)의 제2 끝단(200y) 및 제2 측면(600L')에 인접하여 배치되며, 제2 연마 테이블(110b')은 제2 측면(600L') 및 세정 장치의 제1 후면(600B)에 인접하여 배치된다. 제2 연마 장치(100')의 제3 연마 테이블은(110c') 제1 후면(600B)에 인접하여 제2 연마 장치(100')의 제2 연마 테이블(100b')과 제2 작업 공간(S2)의 사이에 배치된다. 제2 연마 장치(100')의 기판 로딩부(130')는 제2 연마 장치(100')의 제1 연마 테이블(110a')과 제2 작업 공간(S2) 사이에 배치되며 제2 기판 이송 장치를 가로질러서 제1 연마 장치(100)의 기판 로딩부(130)를 마주보도록 배치된다.

기판 이송 장치(30)는 제1 연마 장치(100)의 기판 로딩부(130), 제2 연마 장치(100')의 기판 로딩부(130') 및 세정 장치(200)의 기판 입력부(210) 사이의 공간에 배치된다. 기판 이송 장치(30)는 제2 기판 이송 위치(25y)의 입력 기판 거치대(210)로부터 기판을 받아서 제2 연마 장치(100')의 기판 로딩부(130')로 전달하며, 제2 연마 장치(100')에서 연마된 기판들을 기판 로딩부(130')로부터 세정 장치(200)의 기판 입력부(210)로 이송하도록 구성된다.

기판 연마용 가공 장치(600a)의 동작 방법은 다음의 단계를 포함한다.

(3) 기판 이송 장치(30)가 입력 기판 거치대(25)로부터 기판들을 집어서 연마 장치들(100 및 100')의 기판 로딩부들(130 및 130')로 번갈아 전달하는 단계,

(4) 기판들을 연마 장치들(100 및 100')에서 연마하는 단계,

(5) 기판 이송 장치(30)가 연마 장치들(100 및 100')의 기판 로딩부들(130 및 130')로부터 기판들을 잡아서 세정 장치(200)의 기판 입력부(210)로 전달하는 단계,

본 발명의 실시 예에 따르면, 기판 연마용 가공 장치(600a)는 도 4에 도시된 바와 같이 기판 연마용 가공 장치(600a)의 상부 프레임에 고정되며 기판 이송 위치(TP) 및 작업 위치(WP) 사이를 연결하는 트랙(35)을 더 포함할 수 있다. 이송장치(30)는 트랙(35)에 매달리도록 체결되어 기판 이송 위치(TP) 및 작업 위치(WP) 사이에서 이동하도록 구성된다. 기판 이송 위치(TP)에서는 도 4에 도시된 바와 같이 제2 기판 이송 장치(30)가 입력 기판 거치대(25)의 제2 기판 이송 위치(25y), 제1 연마 장치(100)의 기판 로딩부(130), 제2 연마 장치(100')의 기판 로딩부(130') 및 세정 장치(200)의 기판 입력부(210) 근처에 위치하여 이들 사이에서 기판을 이송한다. 작업 위치(WP)에서는 도 5에 도시된 바와 같이 기판 이송 장치(30)가 제1 연마 장치(100)의 제3 연마 테이블(110c)의 위 또는 제2 작업 공간(S2)으로 이동하여 위치함으로써 작업자가 제1 및 제2 연마 장치(100 및 100')의 기판 로딩부들(130 및 130')로 접근할 수 있는 공간을 제공한다. 도 5는 기판 이송 장치(30)가 작업 위치(WP)로 이동하여 위치한 상태를 보여주는 기판 연마용 가공 장치(600a)의 평면도이다.

본 발명은 특정한 실시 예들을 참조하여 설명되었으나 본 발명은 이렇게 설명된 특정한 실시 예들에 의해서 제한 받지 않으며 본 발명의 취지를 따르는 변형된 실시 예들에 대해서도 유효하게 적용된다. 예를 들면, 반도체 기판들을 연마 및 세정하기 위한 다양한 장치들 및 방법들이 설명되었으나, 상기 장치들과 방법들은 반도체 기판이 아닌 다른 대상들을 연마하고 세정하기 위하여 사용될 수 있다.

100 및 100' 연마 장치
200 세정 장치
600 기판 연마용 가공 장치
210, 220 및 230 기판 세정부
145 기판 건조부

Claims

제1측면(600L)과 제2측면(600L')과 제1후면(600B)으로 둘러싸인 공간에서 기판의 연마 및 세정을 행하는 기판 연마용 가공 장치로서,
상기 제1후면의 반대측에 배치되어 기판을 공급하는 제1기판이송부(20)와;
2개 이상의 연마 테이블과 기판을 공급받아 연마하는 연마헤드 조립체를 구비하여, 상기 연마 테이블 중 어느 하나 이상에서 상기 제1기판이송부로부터 연마헤드 조립체에 공급된 상기 기판의 연마가 행해지며, 길이 방향으로는 상기 제1기판이송부와 상기 제1후면의 사이에 배치되며, 폭 방향으로는 상기 제1측면에 인접 배치되는 제1연마 장치(100)와;
상기 제1기판이송부와 상기 제1연마장치의 사이에 마련된 제1작업공간(S1)과;
상기 제1연마장치에서 상기 연마 공정이 행해진 상기 기판을 세정하고 상기 제2측면에 인접 배치되되, 상기 제1연마장치의 일측에서부터 제1기판이송부를 향하여 상기 제1작업공간의 일측까지 다수의 기판 세정부와 기판 건조부가 직선 형태의 일렬로 배치되어 이루어진 세정 장치(200)와;
상기 제1작업공간과 상기 세정장치의 사이에 위치하는 제1기판이송위치(25x)와, 상기 세정 장치와 상기 제1연마 장치의 사이에 위치하는 제2기판이송위치(25y)의 사이를 왕복이동하여 상기 제1기판이송부로부터 상기 제1연마장치에 상기 기판을 공급하는 입력기판거치대(25)를;
포함하고, 상기 세정 장치는 상기 제1연마장치와 상기 제1작업공간에 폭방향으로 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 1항에 있어서,
상기 연마헤드 조립체가 폐루프 형태의 트랙을 따라 이동하면서 상기 연마 테이블 중 어느 하나 이상에서 상기 기판의 연마가 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1연마장치는 제1연마테이블과, 제2연마테이블과, 제3연마테이블을 구비하고, 상기 제1연마테이블 및 상기 제2연마테이블은 상기 제1작업공간과 인접 배치되고, 상기 제3연마테이블은 상기 제2측면에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 1항에 있어서,
상기 세정 장치는 다수의 기판 세정부와 기판 건조부가 일렬로 배치되되, 상기 기판 건조부는 상기 제1기판이송부를 향하는 길이 방향의 끝단에 배치된 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 1항에 있어서,
상기 세정 장치의 상부에 설치된 직선 트랙과, 상기 직선 트랙을 따라 각각 직선 이송되는 다수의 기판 그리핑 장치들을; 더 포함하고, 상기 기판 그리핑 장치들은 상기 기판을 세워서 파지하고 각각 하강할 수 있는 그립핑 암을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 1항에 있어서,
상기 기판 세정부는 제1기판세정부와, 제2기판세정부를 포함하고, 상기 제1기판세정부에는 2개 이상의 세정 챔버가 배치된 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 6항에 있어서,
상기 세정 챔버에서 상기 기판은 세워진 상태로 세정되는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제2기판이송위치에 인접한 위치에 배치되어, 상기 입력기판거치대로부터 상기 기판을 상기 연마헤드 조립체로 전달하는 기판이송장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1후면과 상기 제1연마장치의 사이에 상기 제1측면에 인접 배치되는 제2작업공간을;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 9항에 있어서,
상기 제2작업공간과 상기 제2측면의 사이에 배치된 제2연마장치를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제1연마장치와 상기 제2연마 장치의 사이에 배치되어, 폭 방향을 따라 배열된 트랙을 따라 이동하면서 상기 기판을 상기 제1연마장치와 상기 제2연마장치중 어느 하나로 전달하는 기판 이송 장치를;
더 포함하여, 상기 기판 이송 장치에 의하여 상기 제1연마장치의 기판 로딩부(130)와 상기 제2연마 장치 중 어느 하나의 기판 로딩부(130, 130')로 전달하는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
제 11항에 있어서,
상기 제2연마장치는 다수의 연마 테이블이 구비되고, 상기 연마 테이블은 상기 제1후면과 상기 제2측면에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 연마용 가공 장치.
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