KR102489082B1 - 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 표면을 평탄화 하기 위한 반도체 CMP 공정에 사용될 수 있는 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치에 관한 것으로, 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol) 재질로 제작되는 연마 롤러; 및 세척력을 향상시킬 수 있도록 상기 연마 롤러의 외측을 따라 일정한 간격으로 돌출 형성되는 세척 돌기;를 포함한다.

Description

웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치{Chemical-mechanical polishing equipment for wafer cleaning}
본 발명은 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 표면을 평탄화 하기 위한 반도체 CMP 공정에 사용될 수 있는 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼 및 LCD용 글라스는 미세화가 진행됨에 따라 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물, 자연 산화 막과 같은 불순물 제거가 중요한 공정으로 대두 되고 있다.
이러한 불순물은 반도체 소자의 성능과 수명을 좌우하는 중요한 요소이기 때문에 반도체 웨이퍼나 LCD글라스를 제조하기 위한 각 공정을 진행하기 전에 불순물 제거를 위한 세정 공정을 거쳐야한다.
즉 LCD 글라스를 가공하기 전에 표면을 깨끗하게 하기 위하여 세척공정을 거치게 되는바, 케미컬과 물을 이용하여 LCD글라스의 표면을 세척하고, 표면을 세척한 다음 브러시를 이용하여 LCD글라스의 표면에 묻어 있는 케미컬과 물을 제거하였다.
상기와 같은 LCD글라스의 표면에 있는 불순물을 제거하기 위하여 PVA 브러시 롤러를 사용하여 이물질을 제거하였다.
그러나 상기 PVA 브러시 롤러는 거의 전량이 수입에 의존하고 있기 때문에 외화의 낭비가 심하였고, 소모량이 많아 가격을 상승시키는 요인이 되었다.
또한, 상기 종래의 PVA 브러시 롤러는 금속(서스)으로 된 축에 PVA로 된 브러시 롤러를 접착제를 이용하여 고정 하였고, 이와 같이 고정된 PVA 브러시 롤러를 이용하여 LCD글라스의 표면을 세척하였다.
그러나 상기 종래에 사용되어온 세척수는 케미컬과 물의 혼합으로써 LCD글라스의 표면에 묻어 있는 각종 이물질을 제거하기 위하여는 케미컬이 혼합된 세척수를 90℃_로 가열하여 고온에서 세척하는 것이 제일 깨끗한 효과가 있다.
상기와 같이 90℃_에서 LCD글라스를 넣었다가 PVA 브러시 롤러로 세척할 경우 금속의 축에 접착제로 고정되어 있는 PVA 브러시 롤러가 고온의 세척수 온도에 의하여 녹는 현상이 발생하였고, 이로 인하여 현재까지 70℃_에서 세척을 하였으나 세척 효율이 떨어지는 단점이 있다.
즉 상기와 같이 종래의 PVA 브러시 롤러는 70℃_ 이상 80- 90℃_에서 사용할 경우 PVA브러시 롤러를 축에 고정하고 있는 접착제가 녹으면서 세척수에 접착제가 혼합되어 세척수를 오염시키게 되는 단점이 있다.
또한, 고온에 의하여 접착제가 녹기 때문에 PVA브러시 롤러를 고정하고 있는 축이 공회전을 하게 됨으로써 LCD 글라스의 표면에 묻어 있는 이물질을 제거하지 못하였다.
한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국등록특허 제10-1613491호 한국공개실용신안 제20-2017-0002849호
본 발명의 일측면은 웨이퍼 표면을 평탄화 하기 위한 반도체 CMP 공정에 사용될 수 있는 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치는, 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol) 재질로 제작되는 연마 롤러; 및 세척력을 향상시킬 수 있도록 상기 연마 롤러의 외측을 따라 일정한 간격으로 돌출 형성되는 세척 돌기;를 포함한다.
일 실시예에서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치는, 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 실리카(SiO2)를 포함하는 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치는, 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 세리아(CeO2)를 포함하는 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치는, 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 알루미나(Al2O3)를 포함하는 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치는, 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 알루미나(Al2O3)를 포함하는 슬러리를 분사하는 제1 슬러리 분사 노즐; 상기 제1 슬러리 분사 노즐과 대향하면서 배치되어 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 알루미나(Al2O3)를 포함하는 슬러리를 분사하는 제2 슬러리 분사 노즐; 및 하측 전단과 하측 후단에 상기 제1 슬러리 분사 노즐과 상기 제2 슬러리 분사 노즐이 서로 평행하도록 각각 연결 설치되며, 슬러리의 분사 각도를 조절시킬 수 있도록 상기 제1 슬러리 분사 노즐과 상기 제2 슬러리 분사 노즐을 이동시켜 주는 노즐 이동부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노즐 이동부는, 상기 연마 롤러로부터 상측으로 이격 되어 설치되는 고정 패널; 상기 제1 슬러리 분사 노즐을 체결한 상태로 상기 고정 패널의 하측 전단에 설치되며, 상기 제1 슬러리 분사 노즐을 이동시켜 주는 제1 이동부; 및 상기 제1 이동부와 전후 방향의 대칭 구조로 형성되며, 상기 제2 슬러리 분사 노즐을 체결한 상태로 상기 고정 패널의 하측 후단에 설치되며, 상기 제2 슬러리 분사 노즐을 이동시켜 주는 제2 이동부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 이동부는, 상기 고정 패널의 내측을 따라 수평 방향으로 형장 형성되되, 아치 형태로 전방으로 둥글게 절곡 형성되는 곡선형 이동홈; 상기 곡선형 이동홈의 형상에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 상기 곡선형 이동홈에 안착되며, 중단 하측에 상기 제1 슬러리 분사 노즐을 체결하기 위한 체결 돌기가 하측 방향으로 돌출 형성되며, 상기 곡선형 이동홈을 따라 원호를 그리며 이동하면서 상기 제1 슬러리 분사 노즐을 이동시켜 주는 곡선형 프레임; 유체가 수용되는 밀폐된 내부 공간을 형성하면서 상기 곡선형 이동홈의 일측에 설치되며, 상기 곡선형 프레임의 일측이 내부 공간에 배치되는 제1 프레임 안착 탱크; 유체가 수용되는 밀폐된 내부 공간을 형성하면서 상기 곡선형 이동홈의 타측에 설치되며, 상기 곡선형 프레임의 타측이 내부 공간에 배치되는 제2 프레임 안착 탱크; 및 상기 제2 이동부와 대향하는 상기 곡선형 프레임의 후면에 밀착 설치되며, 상기 곡선형 이동홈을 따라 상기 곡선형 프레임을 이동시켜 주는 프레임 구동부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 곡선형 프레임은, 상기 곡선형 이동홈의 형상에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 상기 곡선형 이동홈에 안착되는 프레임 바디; 상기 제1 프레임 안착 탱크의 단면에 대응하는 형상의 평판 형태로 형성으로 상기 프레임 바디의 일측이 절곡되어 형성되어 상기 제1 프레임 안착 탱크의 내부 공간에 안착되며, 상기 프레임 바디가 이동함에 따라 상기 제1 프레임 안착 탱크의 내부 공간을 따라 이동할 경우 상기 제1 프레임 안착 탱크의 내부 공간에 수용되는 유체가 통과할 수 있도록 제1 유체 이동홀이 좌우 방향으로 관통 형성되는 제1 절곡 플레이트; 및 상기 제2 프레임 안착 탱크의 단면에 대응하는 형상의 평판 형태로 형성으로 상기 프레임 바디의 타측이 절곡되어 형성되어 상기 제2 프레임 안착 탱크의 내부 공간에 안착되며, 상기 프레임 바디가 이동함에 따라 상기 제2 프레임 안착 탱크의 내부 공간을 따라 이동할 경우 상기 제2 프레임 안착 탱크의 내부 공간에 수용되는 유체가 통과할 수 있도록 제2 유체 이동홀이 좌우 방향으로 관통 형성되는 제2 절곡 플레이트;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 곡선형 프레임은, 상기 제1 유체 이동홀에 설치되어 상기 제1 유체 이동홀의 직경을 가변시켜 주는 제1 유량 조절부; 및 상기 제2 유체 이동홀에 설치되어 상기 제 유체 이동홀의 직경을 가변시켜 주는 제2 유량 조절부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 유량 조절부는, 상기 프레임 바디의 곡률에 대응하는 곡률로 상기 프레임 바디의 내측을 따라 연장 형성되는 곡선형 이너 하우징; 상기 제2 절곡 플레이트와 대향하는 상기 곡선형 이너 하우징의 타측에 설치되는 곡선형 실린더; 상기 프레임 바디의 곡률에 대응하는 곡률로 둥글게 절곡 형성되어 타측이 상기 곡선형 실린더에 연결 설치되어 상기 곡선형 실린더로 삽입되거나 상기 곡선형 실린더로부터 노출되는 곡선형 피스톤 로드; 상기 곡선형 이너 하우징의 단면에 대응하는 평판 형태로 형성되어 상기 곡선형 피스톤 로드의 일측에 설치되며, 상기 곡선형 피스톤 로드가 상기 곡선형 실린더로부터 노출됨에 따라 일측에 형성되는 상기 곡선형 이너 하우징의 내부 공간에 수용되는 유체를 가압시켜 주는 피스톤 헤드; 및 유체가 이동하기 위한 관통홀을 형성하는 도넛 형태로 형성되어 상기 제1 유체 이동홀의 내주면을 따라 설치되며, 상기 피스톤 헤드에 의해 가압되는 유체를 공급받아 팽창되어 유체가 이동하기 위한 관통홀의 직경을 축소시켜 주고, 공급되어 있던 유체가 배출됨에 따라 수축되어 유체가 이동하기 위한 관통홀의 직경을 확장시켜 주는 가변 튜브;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임 구동부는, 상기 제2 이동부와 대향하는 상기 곡선형 프레임의 후면 일측에 밀착되는 제1 밀착 롤러; 상기 제2 이동부와 대향하는 상기 곡선형 프레임의 후면 타측에 밀착되는 제2 밀착 롤러; 상기 제1 밀착 롤러와 상기 제2 밀착 롤러 사이에 설치되어 상기 제2 이동부와 대향하는 상기 곡선형 프레임의 후면에 밀착되는 제3 밀착 롤러; 상기 제1 밀착 롤러, 상기 제2 밀착 롤러 및 상기 제3 밀착 롤러가 내향면을 따라 맞물려 연결 설치되며, 상기 제1 밀착 롤러, 상기 제2 밀착 롤러 및 상기 제3 밀착 롤러가 각각 전진함에 따라 전단 외향면이 상기 곡선형 프레임의 후면에 밀착된 뒤 상기 제1 밀착 롤러, 상기 제2 밀착 롤러 및 상기 제3 밀착 롤러가 동시에 동일한 방향으로 회전 구동함에 따라 함께 회전 구동하면서 상기 곡선형 프레임을 이동시켜 주는 구동 벨트; 상기 제1 밀착 롤러, 상기 제2 밀착 롤러 및 상기 제3 밀착 롤러에 각각 설치되어 상기 제1 밀착 롤러, 상기 제2 밀착 롤러 및 상기 제3 밀착 롤러를 지지하는 3 개의 지지대; 및 상기 3 개의 지지대의 각 후단이 연결 설치되며, 상기 3 개의 지지대의 각 후단을 내측으로 삽입시키거나 전진 노출시켜 주는 밀착 실린더;를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 웨이퍼 표면을 평탄화 하기 위한 반도체 CMP 공정의 효율성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 노즐 이동부를 보여주는 도면들이다.
도 8 및 도 9는 도 6의 제1 이동부를 보여주는 도면들이다.
도 10 및 도 11은 도 8의 곡선형 프레임을 보여주는 도면들이다.
도 12 내지 도 14는 도 11의 제1 유량 조절부를 보여주는 도면들이다.
도 15는 도 8의 프레임 구동부를 보여주는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(10)는, 연마 롤러(100) 및 세척 돌기(200)를 포함한다.
연마 롤러(100)는, 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol) 재질로 제작된다.
세척 돌기(200)는, 세척력을 향상시킬 수 있도록 연마 롤러(100)의 외측을 따라 일정한 간격으로 돌출 형성된다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(10)는, 반도체 웨이퍼(P) 표면을 평탄화 하기 위한 반도체 CMP 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(30)는, 연마 롤러(100), 세척 돌기(200) 및 슬러리 분사 노즐(300a)를 포함한다.
여기서, 연마 롤러(100) 및 세척 돌기(200)는, 도 1의 구성요소와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
슬러리 분사 노즐(300a)은, 도 1에서 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(10-1, 10-2)에 의한 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 실리카(SiO2)를 포함하는 슬러리(L1)를 웨이퍼(P) 방향으로 분사한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(30)는, 연마 롤러(100), 세척 돌기(200) 및 슬러리 분사 노즐(300b)를 포함한다.
여기서, 연마 롤러(100) 및 세척 돌기(200)는, 도 1의 구성요소와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
슬러리 분사 노즐(300b)은, 도 1에서 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(10-1, 10-2)에 의한 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 세리아(CeO2)를 포함하는 슬러리(L2)를 웨이퍼(P) 방향으로 분사한다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(40)는, 연마 롤러(100) 세척 돌기(200) 및 슬러리 분사 노즐(300c)를 포함한다.
여기서, 연마 롤러(100) 및 세척 돌기(200)는, 도 1의 구성요소와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
슬러리 분사 노즐(300c)은, 도 1에서 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(10-1, 10-2)에 의한 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 알루미나(Al2O3)를 포함하는 슬러리(L3)를 웨이퍼(P) 방향으로 분사한다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(50)는, 연마 롤러(100), 세척 돌기(200), 제1 슬러리 분사 노즐(300), 제2 슬러리 분사 노즐(400) 및 노즐 이동부(500)를 포함한다.
여기서, 연마 롤러(100) 및 세척 돌기(200)는, 도 1의 구성요소와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
제1 슬러리 분사 노즐(300)은, 노즐 이동부(500)의 하단에서 제2 슬러리 분사 노즐(400)과 대향하면서 배치되어 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 알루미나(Al2O3)를 포함하는 슬러리(L)를 분사한다.
제2 슬러리 분사 노즐(400)은, 노즐 이동부(500)의 하단에서 제1 슬러리 분사 노즐(300)과 대향하면서 배치되어 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 알루미나(Al2O3)를 포함하는 슬러리(L)를 분사한다.
노즐 이동부(500)는, 하측 전단과 하측 후단에 제1 슬러리 분사 노즐(300)과 제2 슬러리 분사 노즐(400)이 서로 평행하도록 각각 연결 설치되며, 슬러리(L)의 분사 각도를 조절시킬 수 있도록 제1 슬러리 분사 노즐(300)과 제2 슬러리 분사 노즐(400)을 이동시켜 준다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제5 실시예에 따른 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치(50)는, 제1 슬러리 분사 노즐(300)과 제2 슬러리 분사 노즐(400)에 의한 슬러리의 분사 각도를 자유롭게 조절함으로써, 반도체 CMP 공정의 웨이퍼(P)의 세정이 보다 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 5의 노즐 이동부를 보여주는 도면들이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 노즐 이동부(500)는, 고정 패널(510), 제1 이동부(520) 및 제2 이동부(530)를 포함한다.
고정 패널(510)은, 연마 롤러(100)로부터 상측으로 이격 되어 설치되며, 제1 이동부(520) 및 제2 이동부(530)가 설치된다.
제1 이동부(520)는, 제1 슬러리 분사 노즐(300)을 체결한 상태로 고정 패널(510)의 하측 전단에 설치되며, 도 7에 도시된 바와 같이 반시계 방향 또는 시계 방향으로 제1 슬러리 분사 노즐(300)을 이동시켜 준다.
제2 이동부(530)는, 제1 이동부(520)와 전후 방향의 대칭 구조로 형성되며, 제2 슬러리 분사 노즐(400)을 체결한 상태로 고정 패널(510)의 하측 후단에 설치되며, 도 7에 도시된 바와 같이 반시계 방향 또는 시계 방향으로 제2 슬러리 분사 노즐(400)을 이동시켜 준다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 노즐 이동부(500)는, 제1 슬러리 분사 노즐(300)과 제2 슬러리 분사 노즐(400)에 의한 슬러리의 분사 각도를 자유롭게 조절함으로써, 반도체 CMP 공정의 웨이퍼(P)의 세정이 보다 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
도 8 및 도 9는 도 6의 제1 이동부를 보여주는 도면들이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 이동부(520)는, 곡선형 이동홈(521), 곡선형 프레임(522), 제1 프레임 안착 탱크(523), 제2 프레임 안착 탱크(524) 및 프레임 구동부(525)를 포함한다.
여기서, 제2 이동부(530)는, 후술하는 제1 이동부(520)와 대칭 구조로 동일한 구성에 해당하면, 제1 이동부(520)의 곡선형 이동홈(521), 곡선형 프레임(522), 제1 프레임 안착 탱크(523), 제2 프레임 안착 탱크(524) 및 프레임 구동부(525) 등의 구성들이 동일하게 적용될 수 있는 바, 설명의 중복을 피하기 위해 그 설명을 생략하기로 한다.
곡선형 이동홈(521)은, 곡선형 프레임(522)이 안착되어 이동할 수 있도록 고정 패널(510)의 내측을 따라 수평 방향으로 형장 형성되되, 아치 형태로 전방으로 둥글게 절곡 형성된다.
곡선형 프레임(522)은, 곡선형 이동홈(521)의 형상에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 곡선형 이동홈(521)에 안착되며, 중단 하측에 제1 슬러리 분사 노즐(300)을 체결하기 위한 체결 돌기(300a)가 하측 방향으로 돌출 형성되며, 곡선형 이동홈(521)을 따라 원호를 그리며 이동하면서 제1 슬러리 분사 노즐(300)을 이동시켜 준다.
제1 프레임 안착 탱크(523)는, 유체(예를 들어, 물 또는 오일 등)가 수용되는 밀폐된 내부 공간을 형성하면서 곡선형 이동홈(521)의 일측에 설치되며, 곡선형 프레임(522)의 일측이 내부 공간에 배치된다.
제2 프레임 안착 탱크(524)는, 유체가 수용되는 밀폐된 내부 공간을 형성하면서 곡선형 이동홈(521)의 타측에 설치되며, 곡선형 프레임(522)의 타측이 내부 공간에 배치된다.
프레임 구동부(525)는, 제2 이동부(530)와 대향하는 곡선형 프레임(522)의 후면에 밀착 설치되며, 곡선형 이동홈(521)을 따라 곡선형 프레임(522)을 이동시켜 준다.
도 10 및 도 11은 도 8의 곡선형 프레임을 보여주는 도면들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 곡선형 프레임(522)은, 프레임 바디(5221), 제1 절곡 플레이트(5222) 및 제2 절곡 플레이트(5223)를 포함한다.
프레임 바디(5221)는, 곡선형 이동홈(521)의 형상에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 곡선형 이동홈(521)에 안착되며, 후단에 밀착 안착되는 프레임 구동부(525)에 의해 곡선형 이동홈(521)을 따라 이동한다.
제1 절곡 플레이트(5222)는, 제1 프레임 안착 탱크(523)의 단면에 대응하는 형상의 평판 형태로 형성으로 프레임 바디(5221)의 일측이 절곡되어 형성되어 제1 프레임 안착 탱크(523)의 내부 공간에 안착되며, 프레임 바디(5221)가 이동함에 따라 제1 프레임 안착 탱크(523)의 내부 공간을 따라 이동할 경우 제1 프레임 안착 탱크(523)의 내부 공간에 수용되는 유체가 통과할 수 있도록 제1 유체 이동홀(5222a)이 좌우 방향으로 관통 형성된다.
제2 절곡 플레이트(5223)는, 제2 프레임 안착 탱크(524)의 단면에 대응하는 형상의 평판 형태로 형성으로 프레임 바디(5221)의 타측이 절곡되어 형성되어 제2 프레임 안착 탱크(524)의 내부 공간에 안착되며, 프레임 바디(5221)가 이동함에 따라 제2 프레임 안착 탱크(524)의 내부 공간을 따라 이동할 경우 제2 프레임 안착 탱크(524)의 내부 공간에 수용되는 유체가 통과할 수 있도록 제2 유체 이동홀(5223a)이 좌우 방향으로 관통 형성된다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 곡선형 프레임(522)은, 제1 유량 조절부(600) 및 제2 유량 조절부(700)를 더 포함할 수 있다.
제1 유량 조절부(600)는, 제1 유체 이동홀(5222a)에 설치되어 제1 유체 이동홀(5222a)의 직경을 가변시켜 준다.
제2 유량 조절부(700)는, 제2 유체 이동홀(5223a)에 설치되어 제 유체 이동홀의 직경을 가변시켜 준다.
도 12 내지 도 14는 도 11의 제1 유량 조절부를 보여주는 도면들이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 제1 유량 조절부(600)는, 곡선형 이너 하우징(610), 곡선형 실린더(620), 곡선형 피스톤 로드(630), 피스톤 헤드(640) 및 가변 튜브(650)를 포함한다.
여기서, 제2 유량 조절부(700)는, 후술하는 제1 유량 조절부(600)와 동일한 구성으로서, 제1 유량 조절부(600)의 곡선형 이너 하우징(610), 곡선형 실린더(620), 곡선형 피스톤 로드(630), 피스톤 헤드(640) 및 가변 튜브(650) 등의 구성들이 동일하게 적용될 수 있는 바, 설명의 중복을 피하기 위해 그 설명을 생략하기로 한다.
곡선형 이너 하우징(610)은, 프레임 바디(5221)의 곡률에 대응하는 곡률로 프레임 바디(5221)의 내측을 따라 연장 형성된다.
곡선형 실린더(620)는, 제2 절곡 플레이트(5223)와 대향하는 곡선형 이너 하우징(610)의 타측에 설치된다.
곡선형 피스톤 로드(630)는, 프레임 바디(5221)의 곡률에 대응하는 곡률로 둥글게 절곡 형성되어 타측이 곡선형 실린더(620)에 연결 설치되어 곡선형 실린더(620)로 삽입되거나 곡선형 실린더(620)로부터 노출된다.
피스톤 헤드(640)는, 곡선형 이너 하우징(610)의 단면에 대응하는 평판 형태로 형성되어 곡선형 피스톤 로드(630)의 일측에 설치되며, 곡선형 피스톤 로드(630)가 곡선형 실린더(620)로부터 노출됨에 따라 일측에 형성되는 곡선형 이너 하우징(610)의 내부 공간에 수용되는 유체(예를 들어, 물 또는 오일 등)를 가압시켜 준다.
가변 튜브(650)는, 유체가 이동하기 위한 관통홀을 형성하는 도넛 형태로 형성되어 제1 유체 이동홀(5222a)의 내주면을 따라 설치되며, 도 14에 도시된 바와 같이 피스톤 헤드(640)에 의해 가압되는 유체를 공급받아 팽창되어 유체가 이동하기 위한 관통홀의 직경을 축소시켜 주고, 도 13에 도시된 바와 같이 공급되어 있던 유체가 배출됨에 따라 수축되어 유체가 이동하기 위한 관통홀의 직경을 확장시켜 준다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 제1 유량 조절부(600)는, 제1 유체 이동홀(5222a)의 직경을 가변시켜 줌으로써, 프레임 바디(5221)의 이동 속도가 과도하게 증가하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 프레임 바디(5221)의 이동에 따라 발생될 수 있는 진동 또는 충격 등을 완충시켜 줄 수 있다.
도 15는 도 8의 프레임 구동부를 보여주는 도면이다.
도 15를 참조하면, 프레임 구동부(525)는, 제1 밀착 롤러(5251), 제2 밀착 롤러(5252), 제3 밀착 롤러(5253), 구동 벨트(5254), 3 개의 지지대(5255) 및 밀착 실린더(5256)를 포함한다.
제1 밀착 롤러(5251)는, 제2 이동부(530)와 대향하는 곡선형 프레임(522)의 후면 일측에 밀착된다.
제2 밀착 롤러(5252)는, 제2 이동부(530)와 대향하는 곡선형 프레임(522)의 후면 타측에 밀착된다.
제3 밀착 롤러(5253)는, 제1 밀착 롤러(5251)와 제2 밀착 롤러(5252) 사이에 설치되어 제2 이동부(530)와 대향하는 곡선형 프레임(522)의 후면에 밀착된다.
구동 벨트(5254)는, 제1 밀착 롤러(5251), 제2 밀착 롤러(5252) 및 제3 밀착 롤러(5253)가 내향면을 따라 맞물려 연결 설치되며, 제1 밀착 롤러(5251), 제2 밀착 롤러(5252) 및 제3 밀착 롤러(5253)가 각각 전진함에 따라 전단 외향면이 곡선형 프레임(522)의 후면에 밀착된 뒤 제1 밀착 롤러(5251), 제2 밀착 롤러(5252) 및 제3 밀착 롤러(5253)가 동시에 동일한 방향으로 회전 구동함에 따라 함께 회전 구동하면서 곡선형 프레임(522)을 이동시켜 준다.
3 개의 지지대(5255)는, 제1 밀착 롤러(5251), 제2 밀착 롤러(5252) 및 제3 밀착 롤러(5253)에 각각 설치되어 제1 밀착 롤러(5251), 제2 밀착 롤러(5252) 및 제3 밀착 롤러(5253)를 지지한다.
밀착 실린더(5256)는, 3 개의 지지대(5255)의 각 후단이 연결 설치되며, 3 개의 지지대(5255)의 각 후단을 내측으로 삽입시키거나 전진 노출시켜 줌으로써, 제1 밀착 롤러(5251), 제2 밀착 롤러(5252), 및 제3 밀착 롤러(5253)에 의해 지지되는 구동 벨트(5254)를 제2 이동부(530)와 대향하는 곡선형 프레임(522)의 후면에 밀착 또는 분리시켜 준다.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10, 20, 30, 40, 50: 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치
100: 연마 롤러
200: 세척 돌기
300: 제1 슬러리 분사 노즐
400: 제2 슬러리 분사 노즐
500: 노즐 이동부

Claims (2)

  1. 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol) 재질로 제작되는 연마 롤러; 및
    세척력을 향상시킬 수 있도록 상기 연마 롤러의 외측을 따라 일정한 간격으로 돌출 형성되는 세척 돌기;를 포함하며,
    반도체 CMP 공정의 연마를 위해 알루미나(Al2O3)를 포함하는 슬러리를 분사하는 제1 슬러리 분사 노즐;
    상기 제1 슬러리 분사 노즐과 대향하면서 배치되어 반도체 CMP 공정의 연마를 위해 알루미나(Al2O3)를 포함하는 슬러리를 분사하는 제2 슬러리 분사 노즐; 및
    하측 전단과 하측 후단에 상기 제1 슬러리 분사 노즐과 상기 제2 슬러리 분사 노즐이 서로 평행하도록 각각 연결 설치되며, 슬러리의 분사 각도를 조절시킬 수 있도록 상기 제1 슬러리 분사 노즐과 상기 제2 슬러리 분사 노즐을 이동시켜 주는 노즐 이동부;를 더 포함하며,
    상기 노즐 이동부는,
    상기 연마 롤러로부터 상측으로 이격 되어 설치되는 고정 패널;
    상기 제1 슬러리 분사 노즐을 체결한 상태로 상기 고정 패널의 하측 전단에 설치되며, 상기 제1 슬러리 분사 노즐을 이동시켜 주는 제1 이동부; 및
    상기 제1 이동부와 전후 방향의 대칭 구조로 형성되며, 상기 제2 슬러리 분사 노즐을 체결한 상태로 상기 고정 패널의 하측 후단에 설치되며, 상기 제2 슬러리 분사 노즐을 이동시켜 주는 제2 이동부;를 포함하며,
    상기 제1 이동부는,
    상기 고정 패널의 내측을 따라 수평 방향으로 형장 형성되되, 아치 형태로 전방으로 둥글게 절곡 형성되는 곡선형 이동홈;
    상기 곡선형 이동홈의 형상에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 상기 곡선형 이동홈에 안착되며, 중단 하측에 상기 제1 슬러리 분사 노즐을 체결하기 위한 체결 돌기가 하측 방향으로 돌출 형성되며, 상기 곡선형 이동홈을 따라 원호를 그리며 이동하면서 상기 제1 슬러리 분사 노즐을 이동시켜 주는 곡선형 프레임;
    유체가 수용되는 밀폐된 내부 공간을 형성하면서 상기 곡선형 이동홈의 일측에 설치되며, 상기 곡선형 프레임의 일측이 내부 공간에 배치되는 제1 프레임 안착 탱크;
    유체가 수용되는 밀폐된 내부 공간을 형성하면서 상기 곡선형 이동홈의 타측에 설치되며, 상기 곡선형 프레임의 타측이 내부 공간에 배치되는 제2 프레임 안착 탱크; 및
    상기 제2 이동부와 대향하는 상기 곡선형 프레임의 후면에 밀착 설치되며, 상기 곡선형 이동홈을 따라 상기 곡선형 프레임을 이동시켜 주는 프레임 구동부;를 포함하며,
    상기 곡선형 프레임은,
    상기 곡선형 이동홈의 형상에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 상기 곡선형 이동홈에 안착되는 프레임 바디;
    상기 제1 프레임 안착 탱크의 단면에 대응하는 형상의 평판 형태로 형성으로 상기 프레임 바디의 일측이 절곡되어 형성되어 상기 제1 프레임 안착 탱크의 내부 공간에 안착되며, 상기 프레임 바디가 이동함에 따라 상기 제1 프레임 안착 탱크의 내부 공간을 따라 이동할 경우 상기 제1 프레임 안착 탱크의 내부 공간에 수용되는 유체가 통과할 수 있도록 제1 유체 이동홀이 좌우 방향으로 관통 형성되는 제1 절곡 플레이트; 및
    상기 제2 프레임 안착 탱크의 단면에 대응하는 형상의 평판 형태로 형성으로 상기 프레임 바디의 타측이 절곡되어 형성되어 상기 제2 프레임 안착 탱크의 내부 공간에 안착되며, 상기 프레임 바디가 이동함에 따라 상기 제2 프레임 안착 탱크의 내부 공간을 따라 이동할 경우 상기 제2 프레임 안착 탱크의 내부 공간에 수용되는 유체가 통과할 수 있도록 제2 유체 이동홀이 좌우 방향으로 관통 형성되는 제2 절곡 플레이트;를 포함하며,
    상기 곡선형 프레임은,
    상기 제1 유체 이동홀에 설치되어 상기 제1 유체 이동홀의 직경을 가변시켜 주는 제1 유량 조절부; 및
    상기 제2 유체 이동홀에 설치되어 상기 제 유체 이동홀의 직경을 가변시켜 주는 제2 유량 조절부;를 더 포함하며,
    상기 제1 유량 조절부는,
    상기 프레임 바디의 곡률에 대응하는 곡률로 상기 프레임 바디의 내측을 따라 연장 형성되는 곡선형 이너 하우징;
    상기 제2 절곡 플레이트와 대향하는 상기 곡선형 이너 하우징의 타측에 설치되는 곡선형 실린더;
    상기 프레임 바디의 곡률에 대응하는 곡률로 둥글게 절곡 형성되어 타측이 상기 곡선형 실린더에 연결 설치되어 상기 곡선형 실린더로 삽입되거나 상기 곡선형 실린더로부터 노출되는 곡선형 피스톤 로드;
    상기 곡선형 이너 하우징의 단면에 대응하는 평판 형태로 형성되어 상기 곡선형 피스톤 로드의 일측에 설치되며, 상기 곡선형 피스톤 로드가 상기 곡선형 실린더로부터 노출됨에 따라 일측에 형성되는 상기 곡선형 이너 하우징의 내부 공간에 수용되는 유체를 가압시켜 주는 피스톤 헤드; 및
    유체가 이동하기 위한 관통홀을 형성하는 도넛 형태로 형성되어 상기 제1 유체 이동홀의 내주면을 따라 설치되며, 상기 피스톤 헤드에 의해 가압되는 유체를 공급받아 팽창되어 유체가 이동하기 위한 관통홀의 직경을 축소시켜 주고, 공급되어 있던 유체가 배출됨에 따라 수축되어 유체가 이동하기 위한 관통홀의 직경을 확장시켜 주는 가변 튜브;를 포함하는, 웨이퍼 세정을 위한 화학기계적 연마 장치.
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