KR102368796B1 - 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너의 세정 장치 - Google Patents

화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너의 세정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너 세정 장치에 관한 것으로, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마면이 접촉하는 연마 패드의 표면을 개질하는 컨디셔너의 컨디셔닝 디스크의 세정 장치로서, 상기 컨디셔닝 디스크의 저면과 접촉하는 다수의 세정솔을; 포함하여 구성되어, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드의 표면을 개질하는 컨디셔닝 디스크에 분포된 경질 입자 주변에 슬러지 등이 고착된 이물질을 세정솔에 의하여 물리적으로 접촉하여 긁어내는 것에 의하여 확실하게 제거하여 세정 효과를 높일 수 있는 컨디셔너의 세정 장치를 제공한다.

Description

화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너의 세정 장치 {CONDITIONER CLEANING APPARUTUS}
본 발명은 화학 기계적 연마시스템의 컨디셔너의 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드의 표면 개질을 하는 컨디셔닝 디스크의 저면에 부착되거나 고착된 이물질을 제거하는 컨디셔너의 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 연마층이 구비된 반도체 제작을 위한 웨이퍼 등의 웨이퍼과 연마 정반 사이에 상대 회전 시킴으로써 웨이퍼의 표면을 연마하는 표준 공정으로 알려져 있다.
일반적으로 화학 기계적 연마 장치는 연마 패드가 상면에 입혀진 연마 정반을 회전시키면서, 웨이퍼를 캐리어 헤드의 하측에 위치시킨 상태로 캐리어 헤드에 의하여 웨이퍼를 연마 패드에 가압하고 웨이퍼를 자전시키면서, 웨이퍼와 연마 패드의 기계적인 연마 공정을 행한다.
이와 동시에, 연마 패드에는 슬러리 공급부에 의해 슬러리를 공급하여, 웨이퍼의 연마면을 화학적으로 연마시킨다. 슬러리는 연마 패드에 다수의 미세 기공을 통해 캐리어 헤드의 하측에 위치한 웨이퍼로 전달하며, 미세 기공이 막히지 않도록 컨디셔닝 디스크를 회전시키면서 연마 패드에 가압하는 컨디셔너가 구비된다.
여기서, 컨디셔닝 디스크는 연마 패드를 개질하기 위하여 경질입자가 분포되어, 연마 패드를 개질하는 역할을 한다. 그런데, 컨디셔닝 디스크의 경질 입자의 주변에는 연마 패드로부터 떨어져나간 입자가 고착되기도 하고, 슬러리와 연마 입자가 엉겨붙은 슬러지가 고착되므로, 화학 기계적 연마 공정이 종료되면, 컨디셔닝 디스크의 저면을 깨끗하게 세정하여야 그 다음에 행해지는 화학 기계적 연마 공정에서 컨디셔너의 작용이 원활히 이루어진다.
이를 위하여, 종래에는 대한민국 공개특허공보 제2010-50712호에 개시된 바와 같이, 탈이온화수를 컨디셔닝 디스크의 저면에 고압 분사하는 것에 의하여, 컨디셔닝 디스크의 저면을 세정하였다. 경우에 따라서는, 세정 효과를 높이기 위하여 초음파 진동자를 이용하여 컨디셔닝 디스크의 저면을 초음파 세척하였다.
그러나, 경질 입자의 주변에 고착된 슬러지 등이 고압의 세정수에 의해 분리되지 않아, 컨디셔닝 디스크의 세정 효과에 한계가 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 컨디셔닝 디스크를 회전시키면서 연마 패드에 가압하는 과정에서 컨디셔닝 디스크의 저면에 고착된 이물질을 깨끗하게 제거하는 컨디셔너의 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 컨디셔닝 디스크의 경질 입자 주변에 고착된 슬러지를 물리적인 힘을 다양하게 인가하여 짧은 시간 내에 확실하게 제거하는 것을 목적으로 한다.
이를 통해, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정의 중간마다의 짧은 시간 내에 컨디셔닝 디스크의 저면을 보다 깨끗하게 세정하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 컨디셔닝 공정이 확실하게 행해지는 것을 담보하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마면이 접촉하는 연마 패드의 표면을 개질하는 컨디셔너의 컨디셔닝 디스크의 세정 장치로서, 상기 컨디셔닝 디스크의 저면과 접촉하는 다수의 세정솔을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치를 제공한다.
이는, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드의 표면을 개질하는 컨디셔닝 디스크에 분포된 경질 입자 주변에 슬러지 등이 고착된 이물질을 세정솔에 의하여 물리적으로 접촉하여 긁어내는 것에 의하여 확실하게 제거하기 위함이다. 이를 통해, 컨디셔닝 디스크에 고착되어 좀처럼 제거되지 아니하는 슬러지를 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
이를 위하여, 상기 세정솔은 휨 강성에 의하여 휨 탄성을 갖도록 설치된다. 이를 위하여, 세정솔의 재질 자체도 휨 탄성이 있으면서, 세정솔이 고정되는 솔 고정대에 세정솔의 일부가 박혀있는 상태로 설치되는 것이 좋다. 세정솔은 직경이 0.3mm 내지 3mm로 형성되어, 컨디셔닝 디스크의 저면에 고착된 슬러지를 효과적으로 긁어내어 제거할 수 있다.
무엇보다도, 상기 세정솔은 제2높이로 형성된 제2세정솔과, 상기 제2높이에 비하여 더 낮은 제1높이로 형성된 제1세정솔이 분포되어, 상기 제2세정솔과 상기 제1세정솔이 상기 컨디셔닝 디스크의 세정 공정 중에 상기 컨디셔닝 디스크의 저면에 접촉하게 구성된다.
이와 같이, 서로 다른 높이의 세정솔이 함께 배치됨으로써, 보다 낮은 제1높이의 제1세정솔에 의해서는 보다 높은 휨 강성으로 컨디셔닝 디스크의 저면을 긁어내어 세정하고, 보다 높은 제2높이의 제2세정솔에 의해서는 보다 낮은 강성으로 컨디셔닝 디스크의 저면을 쓸어내는 역할을 한다.
이에 따라, 컨디셔닝 디스크의 경질 입자 주변에 고착되어 낀 슬러지는 제1세정솔에 의해 큰 힘으로 긁어 파내는 것에 의해 제거할 수 있고, 제1세정솔에 의해 파내진 슬러지를 제2세정솔에 의해 쓸어내어 컨디셔닝 디스크의 바깥으로 배출시켜, 짧은 시간 내에 컨디셔닝 디스크의 저면을 오염시키는 이물질을 확실하게 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 제2세정솔과 제1세정솔의 휨 강성이 동일하게 형성될 수도 있지만, 제1세정솔에 의하여 컨디셔닝 디스크의 저면에 고착된 슬러지 등의 이물질을 긁어 파내는 효과를 보다 높이기 위하여, 제1세정솔의 휨 강성이 제2세정솔의 휨 강성을 더 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1세정솔의 단면이 제2세정솔에 비하여 더 크게 형성되거나, 제1세정솔의 재질이 제2세정솔에 비하여 휨 강성이 높은 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 컨디셔닝 디스크의 세정 공정 중에, 상기 세정솔과 상기 컨디셔닝 디스크의 사이의 간격은 조절 가능하게 설치될 수 있다. 이에 의하여, 세정솔과 컨디셔닝 디스크와의 접촉 길이가 조절되어, 세정솔이 컨디셔닝 디스크를 긁거나 미는 힘을 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 컨디셔닝 디스크의 세정 공정의 종료에 근접하면, 상기 세정솔과 상기 컨디셔닝 디스크와의 간격이 더 작아지게 제어될 수 있다. 이에 의하여, 세정 공정의 초기에는 휨 강성이 더 큰 제1세정솔과 컨디셔닝 디스크와의 접촉길이가 짧아져, 제1세정솔의 끝단으로 컨디셔닝 디스크의 표면을 긁어내어 이물질을 제거하는 효과를 높이고, 세정 공정의 후기에는 휨 강성이 더 큰 제1세정솔과 컨디셔닝 디스크와의 접촉 길이를 더 크게하여, 제2세정솔과 제1세정솔이 모두 컨디셔닝 디스크의 표면으로부터 분리된 슬러지 등의 이물질을 바깥으로 쓸어 배출시킴으로써, 이물질의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
여기서, 세정솔은 회전하는 롤러에 부착되어 롤러의 회전에 의해 컨디셔닝 디스크의 저면을 세정할 수도 있다. 또는, 본 발명에 따르면, 상기 세정솔은 상기 컨디셔닝 디스크와 대향하는 평면 상에 고정될 수도 있다. 이에 의하여, 세정 솔이 고정된 몸체와 컨디셔닝 디스크 중 어느 하나만 회전 구동하는 것에 의해, 컨디셔닝 디스크의 저면에 대하여 세정 솔이 이동하면서, 경질 입자 주변에 낀 이물질을 떼어내는 세정 공정을 행할 수 있다.
한편, 상기 세정솔의 사이에는 세정액을 고압 분사하는 세정액 분사구가 형성될 수 있다. 이에 의하여, 세정솔에 의하여 컨디셔닝 디스크의 표면에 고착되어 있던 슬러지 등의 이물질이 떨어지면, 세정액 분사구로부터 고압 분사되는 세정액에 의하여 컨디셔닝 디스크의 표면으로부터 즉시 떼어내게 유도하여, 슬러지 등의 이물질이 컨디셔닝 디스크의 표면에 재부착되는 것을 방지한다. 또한, 컨디셔닝 디스크의 표면을 전체적으로 액체 세정함으로써, 전체적으로 깨끗한 표면이 되게 한다.
이를 위하여, 상기 세정액 분사구는 상기 컨디셔닝 디스크의 중심부와, 상기 컨디셔닝 중심부로부터 반경 방향으로 이격된 다수의 위치에 다수 배치되어, 경질 입자 주변에 고착된 이물질이 세정솔에 의해 분리되면 즉시 컨디셔닝 디스크의 표면으로부터 분리시킬 수 있다.
이 때, 세정액 분사구로부터 분사되는 세정액의 효과를 높이기 위하여, 메가소닉에 의해 진동하는 힘이 도입된 상태로 상기 컨디셔닝 디스크에 분사될 수 있다.
한편, 세정솔에 의하여 컨디셔닝 디스크의 세정을 위해서는 컨디셔너의 세정 공정 중에 컨디셔닝 디스크와 세정솔 중 어느 하나 이상이 이동하여야 한다. 이 때, 컨디셔닝 디스크는 컨디셔너의 구동부에 의하여 회전 가능하게 구성되므로, 세정솔을 이동시키거나 회전시킬 수도 있지만, 컨디셔너의 구동부를 이용하여 컨디셔너를 회전 구동함으로써, 구동부의 설비를 추가하지 않고서도 컨디셔닝 디스크의 세정 공정을 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드의 표면을 개질하는 컨디셔닝 디스크에 분포된 경질 입자 주변에 슬러지 등이 고착된 이물질을 세정솔에 의하여 물리적으로 접촉하여 긁어내어 세정함으로써, 컨디셔닝 디스크에 고착되어 좀처럼 제거되지 아니하는 슬러지를 보다 보다 깨끗하게 제거할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은, 컨디셔닝 디스크를 세정하는 세정솔의 높이를 서로 다르게 형성하여 배치함으로써, 낮은 제1높이의 제1세정솔에 의해서는 보다 높은 휨 강성에 의한 탄성력으로 컨디셔닝 디스크의 저면을 긁어내어 세정하고, 보다 높은 제2높이의 제2세정솔에 의해서는 보다 낮은 휨 강성으로 끝단이 컨디셔닝 디스의 판면에 뉘여져 컨디셔닝 디스크의 저면을 쓸어냄으로써, 컨디셔닝 디스크의 경질 입자 주변에 고착되어 낀 슬러지를 짧은 시간 내에 확실하게 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 컨디셔닝 디스크 세정 공정의 초기에는 세정 솔을 고정하고 있는 솔 고정대와의 컨디셔닝 디스크의 거리를 멀리 위치시킨 상태로 컨디셔닝 디스크의 저면을 세정하고, 세정 공정의 후기에는 솔 고정대와 컨디셔닝 디스크의 거리를 가깝게 위치시킨 상태로 컨디셔닝 디스크의 저면을 세정하여, 컨디셔닝 디스크의 저면에 붙어있는 이물질이 잔류하지 않게 하는 효과를 높일 수 있다.
그리고, 본 발명은, 세정액을 고압 분사하는 세정액 분사구가 세정솔의 사이에 형성되어, 세정솔에 의하여 컨디셔닝 디스크의 표면에 고착되어 있던 슬러지 등의 이물질이 떨어진 이물질이 컨디셔닝 디스크의 표면에 재부착되는 것을 방지하고, 컨디셔닝 디스크의 저면을 전체적으로 씻어내어 세정 효과를 높이는 효과가 있다.
도1은 화학 기계적 연마 공정이 행해진 컨디셔닝 디스크의 형태를 도시한 개략도,
도2는 일반적인 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 평면도,
도3은 도2의 컨디셔너 및 본 발명의 일 실시예에 따른 컨디셔너 세정장치의 구성을 도시한 사시도,
도4a 및 도4b는 도3의 컨디셔너 세정장치의 작용 원리를 순차적으로 도시한 도면,
도5는 도4b의 'A'부분의 확대도,
도6은 도2의 컨디셔너 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨디셔너 세정장치의 구성을 도시한 개략도,
도7은 도6의 'B'부분의 확대도,
도8은 도4b의 'A'부분에 대응하는 도6의 세정솔의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마장치의 컨디셔너의 세정장치(100, 100')를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨디셔너의 세정장치(100, 100')는, 도2에 도시된 화학 기계적 연마장치(9)에서 연마 패드(11)의 표면을 개질하는 데 사용되는 컨디셔너(30)의 컨디셔닝 디스크(31)를 세정하는 데 사용된다.
일반적으로 웨이퍼(W)의 연마면을 평탄 연마하는 화학 기계적 연마 장치(9)는, 회전(11d) 구동되는 연마 정반의 상면에 입혀진 연마 패드(11)와, 연마 패드(11)에 웨이퍼(W)를 하방 가압한 상태로 회전시키는 캐리어 헤드(20)와, 웨이퍼(W)의 화학적 연마를 위하여 슬러리를 연마 패드(11)에 공급하는 슬러리 공급부(40)와, 슬러리 공급부(40)로부터 연마 패드(11)에 공급된 슬러리가 웨이퍼에 원활히 유입되게 연마 패드(11)의 표면을 개질하는 컨디셔너(30)로 이루어진다.
컨디셔너(30)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 힌지축(30a)을 기준으로 화학 기계적 연마 공정 중에 정해진 각도만큼 왕복 회전 운동(30d)을 하는 아암(35)과, 아암(35)의 끝단의 하부에 설치되어 회전(30r) 구동되는 컨디셔닝 디스크(31)와, 컨디셔닝 디스크(31)에 하방으로의 가압력을 인가하면서 회전 구동하는 구동부(37)로 이루어진다. 경우에 따라 구동부(37)는 힌지축(30a)에 설치될 수도 있다.
여기서, 컨디셔닝 디스크(31)는 연마 패드(11)의 미세 기공이 개방된 상태로 유지시키기 위하여, 다이아몬드 등의 경질 입자가 다수 분포되고 경질 입자를 감싸는 연질 재질로 이루어진다. 이에 따라, 연마 패드(11)의 개질 공정이 행해지면서, 컨디셔닝 디스크(31)에도 마모가 함께 발생되며, 컨디셔닝 디스크의 저면에 드러난 경질 입자(31a)의 주변에는 슬러지 등의 이물질(88)이 고착되는 현상이 발생된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컨디셔너의 세정 장치(100)는, 컨디셔너(30)의 컨디셔닝 디스크(31)의 면적과 동일하거나 약간 더 크게 형성된 솔 고정대(110)와, 솔 고정대(110)에 상방을 향하여 세워지게 고정된 세정 솔(120)과, 고압의 세정액을 컨디셔닝 디스크(31)의 저면에 분사하는 세정액 분사부(130)로 이루어진다.
상기 솔 고정대(110)는 컨디셔닝 디스크(31)에 대향하는 상면이 구비되어, 세정 솔(120)을 다수 세워진 상태로 고정시킨다. 솔 고정대(110)는 구동부(M)에 의하여 상하 방향(110d)으로 이동 가능하게 설치된다. 경우에 따라서는, 구동부(M)는 솔 고정대(110)를 수평 회전하게 작동시킬 수도 있다.
솔 고정대(110)에는 세정액(130a)이 분사되는 세정액 분사구(112)가 중앙부와 이로부터 반경 방향으로 이격된 다수의 위치에 형성된다.
한편, 도면에 도시되지 않았지만, 솔 고정되는 롤러 형태로 형성되고, 롤러의 외주면에 다수의 세정 솔(120)이 분포하게 배치될 수 있다. 이 경우에는, 컨디셔너의 세정 공정 중에는 롤러가 자전하면서 전후 방향으로 이동하여, 세정 솔(120)이 롤러와 함께 회전하면서 컨디셔닝 디스크(31)의 저면을 지나면서 컨디셔닝 디스크(30)의 저면을 세정한다.
상기 세정 솔(120)은 컨디셔닝 디스크(30)의 저면에 드러난 경질 입자(31a)들의 주변에 고착된 슬러지를 긁어서 컨디셔닝 디스크(30)로부터 분리시키고, 컨디셔닝 디스크(30)의 바깥으로 밀어내어 제거하는 역할을 한다.
이를 위하여, 세정 솔(120)은 컨디셔닝 디스크(30)의 저면에 고착된 슬러지 등의 이물질(88)을 긁어낼 수 있도록, 충분히 높은 휨 강성을 갖는 와이어 형상으로 형성된다. 예를 들어, 세정 솔(120)은 플라스틱, 수지, 연질 금속 등의 재질로 형성될 수 있다. 다만, 컨디셔닝 디스크(31)의 저면에 스크래치의 발생을 억제하기 위하여, 컨디셔닝 디스크의 연질 재료에 비하여 경도가 낮은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 경질 입자(31a)의 주변에 낀 이물질(88)을 긁어내기에 적합한 0.3mm 내지 3mm의 직경으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 세정 장치(100)의 세정솔(120)은 모두 동일한 높이로 형성될 수 있지만, 무엇보다도, 본 발명은, 도면에 도시된 바와 같이, 제2높이로 형성된 제2세정솔(120b)과, 제2높이에 비하여 보다 더 높은 제1높이의 제1세정솔(120a)이 함께 배치된다.
이에 따라, 제2세정솔(120)과 컨디셔닝 디스크(31)와의 간격이 제1세정솔(120a)의 제1높이에 비하여 약간 작게 이격된 상태에서는, 도5에 도시된 바와 같이, 제1세정솔(120a)의 휨 강성에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)을 높은 탄성력에 의하여 제1세정솔(120a)의 상단부로 긁는 힘이 커진다. 이에 반하여, 제2세정솔(120b)은 상부가 컨디셔닝 디스크(31)의 표면(31s)에 닿아 뉘이면서, 세정솔(120b)의 측면이 컨디셔닝 디스크(31)의 표면(31a)과 닿으면서 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)을 쓸어내는 효과가 생긴다.
즉, 높이가 낮은 제1세정솔(120a)은 상단이 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)을 높은 탄성력으로 긁는 작용을 하므로, 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에 드러난 경질 입자(31a) 주변에 고착된 슬러지 등의 이물질(88)을 긁어 분리시키는 역할을 한다. 그리고, 높이가 높은 제2세정솔(120b)은 상단부의 측면이 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)을 측면으로 쓸어내는 작용을 하므로, 제1세정솔(120a)에 의해 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에서 분리된 이물질(88)을 컨디셔닝 디스크(31)의 바깥을 향하여 쓸어낸다.
이에 따라, 컨디셔닝 디스크(31)의 경질 입자(31a) 주변에 고착되어 낀 슬러지(88)는 제1세정솔(120a)에 의해 큰 힘으로 긁어 파내는 것에 의해 제거할 수 있고, 제1세정솔(120a)에 의해 파내진 슬러지(88)를 제2세정솔에 의해 쓸어내어 컨디셔닝 디스크의 바깥으로 배출시켜, 짧은 시간 내에 컨디셔닝 디스크의 저면을 오염시키는 이물질을 확실하게 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이를 위하여, 제1세정솔(120a)과 제2세정솔(120b)의 휨 강성이 동일하게 형성될 수도 있지만, 제1세정솔(120a)에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에 고착된 슬러지 등의 이물질(88)을 긁어 파내는 효과를 보다 높이기 위하여, 제1세정솔(120a)의 휨 강성이 제2세정솔(120b)의 휨 강성에 비하여 더 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1세정솔(120a)이 제2세정솔(120b)에 비하여 단면이 더 크거나 강성이 높은 재질로 형성되는 것에 의해 구현될 수 있다.
한편, 도6 내지 도8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 솔 고정대(110)에 고정된 세정솔(220)은 상단부가 분기된 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 세정솔(220)의 상단부는 2갈래로 분기된 'Y'자 형태로 형성될 수 있으며, 세정솔(220)의 상단부가 3갈래 이상으로 분기될 수도 있다. 이를 통해, 하나의 세정솔(220)을 솔 고정대(110)에 고정 설치하더라도, 분기된 상단부에 의해 여러 위치에서 접촉 세정하는 것이 가능하다.
특히, 길이가 짧은 제1세정솔(220a)은 보다 높은 휨 탄성에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)의 저면을 긁어내는 역할을 하므로, 도7에 도시된 바와 같이 제1세정솔(220a)의 분기부(220ax)의 높이(ha)는 0.5mm 내지 3mm로 가급적 짧게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 반하여, 길이가 긴 제2세정솔(220b)은 컨디셔닝 디스크(31)의 저면을 쓸어내는 역할을 하므로, 제2세정솔(220b)의 분기부(220bx)의 높이(hb)는 2mm 내지 10mm의 높이(ha)로 형성되어, 제1세정솔(220a)의 분기부(220ax)의 높이(hb)에 비하여 더 길게 형성되는 것이 좋다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨디셔너 세정장치(100')는 적은 개수의 모(毛)에 의해서도 컨디셔닝 디스크(31)의 저면을 세정하는 효율을 높일 수 있다.
상기 세정액 공급부(130)는 솔 고정대(110)에 형성된 세정액 공급구(112)를 통해 세정액(130a)이 고압 분사되도록 세정액을 공급하는 펌프(P)와, 공급되는 세정액이 가진된 상태로 분사하도록 가진하는 메가소닉 발진부(Mv)로 이루어진다.
이에 따라, 세정솔(120)에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)의 표면에 고착되어 있던 슬러지 등의 이물질(88)이 떨어지면, 세정액 분사구(112)로부터 고압 분사되는 세정액(130a)에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)으로부터 즉시 떼어내게 유도하여, 슬러지 등의 이물질(88)이 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에 재부착되는 것을 방지하고, 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)을 전체적으로 액체 세정g하여 전체적으로 깨끗한 표면이 되게 한다.
특히, 메가소닉 발진부(Mv)에 의하여 세정액 분사구(112)로부터 고압 분사되는 세정액(130a)에 고주파의 메가소닉 에너지가 전달됨에 따라, 고압 분사되는 세정액을 진동시켜 강력한 유체의 음파 흐름(acoustic stream)을 만들어, 음파 흐름의 세정액이 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)과 충돌하여 미세한 이물질도 함께 제거하므로, 컨디셔닝 디스크(31)에 잔류하는 작은 오염 입자에 대해서도 확실하게 제거할 수 있는 잇점이 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 컨디셔너의 세정장치(100)의 작동원리를 설명한다.
단계 1: 도4a에 도시된 바와 같이, 화학 기계적 연마 공정을 마친 컨디셔너(30)는 컨디셔닝 디스크(31)가 연마 패드(11)상에 접촉한 상태로 아암(35)이 회전(30d1)한 상태가 된다.
화학 기계적 연마 공정이 행해지기 이전의 대기 시간에, 도4b에 도시된 바와 같이, 아암(35)이 회전(30d2)하여 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)이 세정솔(120)에 접촉한 상태가 된다. 이 때, 짧은 길이의 제1세정솔(120a)은 상단부가 약간 휜 상태로 상단이 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에 접촉한 상태가 되고, 긴 길이의 제2세정솔(120b)은 상단과 하단이 이루는 각도가 대략 90도가 되게 상단부가 휘어 솔의 측면이 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에 접촉한 상태가 된다.
단계 2: 그리고 나서, 컨디셔너(30)의 구동부(37)에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)가 회전(30r) 구동된다. 그러면, 제1세정솔(120a)과 제2세정솔(120b)에 의한 접촉 세정 공정이 시작되고, 동시에 세정액 분사구(112)를 통해 고압의 세정액(130a)이 가진된 상태로 컨디셔닝 디스크(31)의 저면을 강타한다.
이에 따라, 세정액(130a)에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)이 젖은 상태가 되면서 미세한 이물질이 저면(31s)으로부터 분리되고, 동시에 높이가 낮은 제1세정솔(120a)에 의해 컨디셔닝 디스크(31)의 경질 입자(31a) 주변에 고착된 슬러지 등의 이물질(88)을 긁어 분리시키며, 높이가 높은 제2세정솔(120b)에 의해 경질 입자(31a) 주변에 고착되었다가 분리되고 있는 이물질(88)을 컨디셔닝 디스크(31)의 바깥을 향하여 쓸어낸다.
이를 통해, 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에 고착된 이물질(88)이 디스크 표면으로부터 분리된다.
단계 3: 그 다음, 구동부(M)에 의하여 솔 고정대(110)를 상방으로 추가로 이동시켜, 제1세정솔(120a)도 제2세정솔(120b)과 마찬가지로, 상단과 하단이 이루는 각도가 대략 90도가 되게 상단부가 휘어 제1세정솔(120a)의 측면이 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에 접촉한 상태가 되게 한다. 이 때에도 컨디셔너(30)의 회전(30r)은 지속된다.
이에 따라, 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)에서 분리된 이물질은 모두 제1세정솔(120a)과 제2세정솔(120b)에 의하여 쓸려 바깥으로 배출되며, 고압 분사되는 세정액(130a)의 유동에 의하여 바깥으로 배출되는 이물질의 이동이 보다 촉진된다.
이와 같은 공정에 의하여 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)의 세정 공정이 행해짐에 따라, 화학 기계적 연마 공정을 마치고 그 다음 화학 기계적 연마 공정을 행하기 이전에 대기하는 짧은 시간 내에, 컨디셔닝 디스크(31)의 저면(31s)을 보다 깨끗하게 세정하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 컨디셔닝 공정이 확실하게 행해지는 것을 담보할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
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.
예를 들어, 도면에 예시된 실시에에서는 2개 높이의 세정솔(120a, 120b)의 구성을 예로 들었지만, 2개 이상의 높이를 갖는 세정솔이 솔 고정대(110)에 배치되게 구성될 수도 있다.
W: 웨이퍼 11: 연마 패드
30: 컨디셔너 31: 컨디셔닝 디스크
110: 솔 고정대 112: 세정액 분사구
120: 세정솔 120a: 제1세정솔
120b: 제2세정솔 130: 세정액 분사부
Mv: 메가소닉 가진부

Claims (15)

  1. 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마면이 접촉하는 연마 패드의 표면을 개질하는 컨디셔너의 컨디셔닝 디스크의 세정 장치로서,
    휨 방향으로 탄성을 갖게 고정되어 상기 컨디셔닝 디스크의 저면과 접촉하되, 제2높이로 형성된 다수의 제2세정솔과, 상기 제2높이에 비하여 더 낮은 제1높이로 형성된 다수의 제1세정솔을 포함하고, 상기 제1세정솔은 상기 제2세정솔에 비하여 휨 강성이 더 크고, 상기 컨디셔닝 디스크의 세정 공정 중에 상기 컨디셔닝 디스크의 저면에 접촉하여 세정하는 다수의 세정솔을;
    포함하여 구성되고, 상기 세정 공정 중에 상기 컨디셔닝 디스크와 상기 세정솔 중 어느 하나 이상이 회전하고;
    상기 세정 공정의 초기(初期)에는 상기 제1세정솔의 끝단으로 상기 컨디셔닝 디스크의 표면으로부터 이물질을 긁어 제거하고, 상기 세정 공정의 후기(後期)에는 상기 세정솔과 상기 컨디셔닝 디스크와의 간격이 더 작아지게 조절되어 상기 제1세정솔과 상기 제2세정솔의 상단부가 휜 상태로 상기 컨디셔닝 디스크와 접촉하여 이물질을 쓸어 상기 컨디셔닝 디스크의 바깥으로 배출하는 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1항에 있어서,
    상기 세정솔은 끝단이 2개 이상으로 분기된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 7항에 있어서,
    상기 제1세정솔의 분기 길이는 상기 제2세정솔의 분기 길이에 비하여 더 짧은 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1항에 있어서,
    상기 세정솔은 상기 컨디셔닝 디스크와 대향하는 평면 상에 고정된 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치.
  10. 삭제
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 디스크에는 고경도 입자가 분포된 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치.
  12. 제 1항 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항 또는 제11항에 있어서,
    상기 세정솔의 사이에는 세정액을 고압 분사하는 세정액 분사구가 형성된 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 세정액 분사구는 상기 컨디셔닝 디스크의 중심부와, 상기 컨디셔닝 디스크의 중심부로부터 반경 방향으로 이격된 다수의 위치에 다수 배치된 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 세정액은 메가소닉에 의해 진동하는 힘이 도입된 상태로 상기 컨디셔닝 디스크에 분사되는 것을 특징으로 하는 컨디셔너의 세정 장치.
  15. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100213992B1 (ko) * 1995-05-12 1999-08-02 히가시 데쓰로 세정장치
JP2007245279A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Fujitsu Ltd パッドコンディショニングディスク
JP2014130882A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Ebara Corp 基板洗浄装置及び基板洗浄方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060114994A (ko) * 2005-05-03 2006-11-08 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마 장치의 컨디셔너 세정 장치 및 그 세정방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100213992B1 (ko) * 1995-05-12 1999-08-02 히가시 데쓰로 세정장치
JP2007245279A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Fujitsu Ltd パッドコンディショニングディスク
JP2014130882A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Ebara Corp 基板洗浄装置及び基板洗浄方法

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