KR19980087667A

KR19980087667A - Slurry circulation feeder

Info

Publication number: KR19980087667A
Application number: KR1019980036842A
Authority: KR
Inventors: 김창규
Original assignee: 김창규
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 1998-12-05
Also published as: KR100308641B1

Abstract

본 발명은 반도체 연마 장치에 있어서 연마제를 사용하기 위한 연마제(Slurry) 순환 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an abrasive circulation supply device for using an abrasive in a semiconductor polishing apparatus.

이를 구현하기 위한 본 발명은 웨이퍼를 연마하는 공정에 있어서 연마제 공급 장치에 의해 연마포 상에 나온 연마제를 연마포 외각에서 수집하여 다시 연마 공정에 공급하는 것으로 연마제 수집 장치와 연마제 순환 공급 장치로 구성된다.The present invention for implementing this is to collect the abrasive on the polishing cloth by the abrasive supply device in the polishing process of the wafer from the outer surface of the polishing cloth and supply it to the polishing process is composed of the abrasive collection device and the abrasive circulation supply device .

회전판에 연마포를 부착하는 연마 장치에 있어서 연마포에 나온 Slurry는 회전판의 원심력에 의해 회전판 외부로 나온다. 본 발명은 회전판 외각에 원통형 Slurry 수집 장치를 설치하고 수집된 Slurry를 순환 공급 장치에 의해 웨이퍼 연마 공정에 사용 할 수 있도록 구성된다.In the polishing apparatus for attaching the polishing cloth to the rotating plate, the slurry from the polishing cloth comes out of the rotating plate by the centrifugal force of the rotating plate. The present invention is configured to install a cylindrical slurry collection device on the outer surface of the rotating plate and to use the collected slurry in the wafer polishing process by the circulation supply device.

Description

Slurry circulation feeder

본 발명은 반도체 제조 장치의 CMP(Chemical Mechanical Polishing)공정에 있어서 Slurry 공급 장치에 관한 것으로, 연마 중 배수되는 연마제(Slurry)를 수집하고, 이 수집된 연마제를 연마 공정에 다시 적용하는 연마제 순환 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a slurry supply apparatus in a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process of a semiconductor manufacturing apparatus, and collects slurry discharged during polishing, and applies the collected abrasive to the polishing process again. It is about.

반도체 제조 기술의 발달로 인해 반도체 소자의 고집적화가 이루어지고 있다. 반도체 장치의 고집적화를 이루기 위해 사진 공정의 DOF(Depth Of Focusing) 마진(Margin) 확보 내지 다층 배선 구조 및 배선 길이를 최소화 하기 위해 하부막의 평탄화 기술이 요구되고 된다. 이러한 요구에 의해 최근 하부 막을 평탄화하기 위한 방법으로 CMP 공정이 도입되고 있다. CMP 공정은 반도체 제조과정 중 전 공정에서 웨이퍼 표면에 형성된 막 즉, 하부막을 전면(Global) 평탄화를 시키는 공정이다. 또한 도전막에 CMP 공정을 적용하여, 다마신(Damscene) 기법에 의한 콘택 매립(Contact Plug) 내지 배선을 형성 할 수도 있다.Due to the development of semiconductor manufacturing technology, high integration of semiconductor devices has been achieved. In order to achieve high integration of semiconductor devices, a planarization technique of a lower layer is required to secure a depth of focus (DOF) margin in a photolithography process or to minimize a multilayer wiring structure and wiring length. Due to this demand, a CMP process has recently been introduced as a method for planarizing the lower layer. The CMP process is a process for globally planarizing a film formed on the wafer surface, that is, a lower film, in all processes of semiconductor manufacturing. In addition, a CMP process may be applied to the conductive film to form contact plugs or wires by a damascene technique.

CMP 공정은 연마포에 포획된 연마제의 화학적 그리고 물리적 성분을 이용하여 웨이퍼 표면을 연마한다. 연마 과정을 보다 자세히 설명하면, 미세 입자(Abrasive)를 포함한 화학 용액 즉, 연마제(Slurry)의 화학 용액에 의해 웨이퍼 표면을 화학적으로 반응시켜, 연마가 용이하도록 하고, 연마제에 포함된 미세 입자에 의해 화학적으로 반응된 웨이퍼 표면을 연마한다. 미세 입자가 웨이퍼에 가해지는 물리적인 힘은 연마포와 웨이퍼 사이에 가해진 압력과 상대 속도 즉, 마찰력으로 정의된다.The CMP process uses the chemical and physical constituents of the abrasive trapped in the abrasive cloth to polish the wafer surface. In more detail, the polishing process may be performed by chemically reacting the wafer surface with a chemical solution containing abrasive, that is, a chemical solution of abrasive, to facilitate polishing, and by the fine particles included in the abrasive. Polish the chemically reacted wafer surface. The physical force exerted on the wafer by the fine particles is defined by the pressure applied between the abrasive cloth and the wafer and the relative velocity, that is, frictional force.

CMP 장치는 연마포가 회전되도록 구동하는 연마포 장치, 연마포 장치의 연마 표면에 연마하고자 하는 웨이퍼 표면이 접하도록 지지하는 웨이퍼 홀더(Holder) 및 웨이퍼 표면을 화학적으로 반응시키고 연마하기 위한 슬러리 주입장치로 구성하여 웨이퍼 표면을 연마한다. CMP 공정에 있어서 일정량 이상의 슬러리를 공급해야 안정된 공정을 확보할 수 있는데, 이것은 연마포의 회전 속도와 밀접한 관계가 있다. 즉, 회전 수가 높을수록 원심력이 크기 때문에 연마에 관여 하지 못하고 많은 슬러리가 연마포 밖으로 빠져나간다. 슬러리 사용량은 공정단가에 막대한 영향을 미치기 때문에 최근들어 슬러리 소모량을 줄이려고 시도하고 있다. 종래 슬러리 소모량을 줄이는 방법으로, 연마포 가장자리에 소정 높이의 칸막이 즉, 댐(Dam)을 만들어 원심력에 의해 슬러리가 빠져나가는 것을 막는 방식이 있으나, 상기 방법은 장기간 슬러리를 체움으로 인해 연마포 특성이 변형되고, 연마포 교체시 마다 다시 설치해야하는 문제점이 있다. 또 다른 방법으로 슬러리를 재생하는 방법이 있다. 슬러리 재생장치는 슬러리 외 DI Water와 같은 물질이 혼합되기 때문에 슬러리 성분을 조절해야하는 문제점이 있고, 장치 크기가 크고, 제작 단가가 높다.The CMP apparatus includes a polishing cloth apparatus for driving the polishing cloth to rotate, a wafer holder for supporting the wafer surface to be polished against the polishing surface of the polishing cloth device, and a slurry injection device for chemically reacting and polishing the wafer surface. The surface of the wafer is polished. In the CMP process, a certain amount of slurry must be supplied to ensure a stable process, which is closely related to the rotational speed of the polishing cloth. That is, the higher the number of revolutions, the greater the centrifugal force, so that the slurry does not participate in the polishing and many slurry comes out of the polishing cloth. Since the amount of slurry used has a great influence on the process cost, it has recently been attempted to reduce the consumption of slurry. Conventionally, a method of reducing slurry consumption includes a partition having a predetermined height, ie, a dam, at the edge of the polishing cloth to prevent the slurry from escaping by centrifugal force. Deformed, there is a problem that must be reinstalled every time the polishing cloth replacement. Another method is to recycle the slurry. Slurry regeneration apparatus has a problem in that the slurry components must be adjusted because materials such as DI water other than the slurry are mixed, the size of the apparatus is large, and the manufacturing cost is high.

본 발명은 슬러리 소모량을 줄이기 위해 연마포 외각에 원통형의 슬러리 수집 장치를 구성하고, 수집 장치에 수집된 슬러리와 메인 탱크(Main Tank)로부터 공급되는 슬러리를 혼합하여, 연마포에 공급하는 순환 공급 장치를 구비함을 목적으로 한다.The present invention constitutes a cylindrical slurry collecting device on the outer surface of the polishing cloth to reduce the consumption of slurry, and the slurry collected in the collecting device and the slurry supplied from the main tank (mixed), the circulation supply device for supplying to the polishing cloth It is intended to have.

본 발명의 다른 목적은 슬러리 외 DI Water 또는 다른 기타 물질이 슬러리 수집장치에 주입되는 것을 막아 슬러리 성분이 변화하는 요인을 차단하고, CMP 공정의 재현성 및 안전성을 향상 시켜 반도체 소자의 신뢰성을 향상시키도록 함에 있다.It is another object of the present invention to prevent DI water or other substances other than slurry from being injected into the slurry collecting device to block the change of slurry components and to improve the reproducibility and safety of the CMP process to improve the reliability of semiconductor devices. It is in a ship.

본 발명의 또 다른 목적은 메인 탱크 (Main Slurry Tank)로부터 공급되는 슬러리 일부를 순환 공급 장치를 통해 공급되는 슬러리 량으로 대체 하여, 슬러리를 감소 시킴으로서 제조 원가를 절감함에 있다.Another object of the present invention is to reduce the manufacturing cost by replacing a portion of the slurry supplied from the main tank (Main Slurry Tank) with the amount of slurry supplied through the circulation supply device, reducing the slurry.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 연마포가 회전하는 CMP 공정의 경우 연마포 외각에 설치된 슬러리 수집장치는 슬러리 이동 장치를 구성하여 슬러리 외 기타 물질(연마포 소지를 위한 DI Water)이 슬러리 수집 장치에 주입 되는 것을 막는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 수집된 슬러리는 슬러리 순환 장치에 의해 연마포에 다시 공급되는 함으로서 메인 탱크(Main Tank)로부터 공급되는 슬러리 량을 줄임과 동시에 일정한 슬러리 량을 공급하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a slurry collecting device installed on the outer surface of the polishing cloth in the case of the CMP process in which the polishing cloth is rotated, so that the slurry collecting device other than the slurry (DI water for polishing cloth) It is characterized by preventing the injection. In addition, the collected slurry is supplied to the polishing cloth again by the slurry circulation device to reduce the amount of slurry supplied from the main tank (Main Tank) and at the same time characterized in that to supply a constant amount of slurry.

도 1은 2개의 원통을 이용한 슬러리 수집 장치 및 순환 공급 장치의 정면도,1 is a front view of a slurry collecting device and a circulation supply device using two cylinders,

도 2는 2개의 원통을 이용한 배수 장치 정면도,2 is a front view of a drainage system using two cylinders,

도 3은 2개의 원통을 이용한 슬러리 수집 장치 및 순환 공급 장치의 정면도,3 is a front view of a slurry collection device and a circulation supply device using two cylinders,

도 4는 2개의 원통을 이용한 슬러리 수집 장치의 평면도,4 is a plan view of a slurry collecting device using two cylinders,

도 5는 1개의 원통을 이용한 슬러리 수집 장치 및 순환 공급 장치의 정면도,5 is a front view of the slurry collection device and the circulation supply device using one cylinder;

도 6는 1개의 원통을 이용한 슬러리 수집 장치 및 순환 공급 장치의 정면도,6 is a front view of a slurry collection device and a circulation supply device using one cylinder;

도 7은 1개의 원통을 이용한 슬러리 수집 장치의 평면도,7 is a plan view of a slurry collecting device using one cylinder;

도 8a는 탄성관을 이용한 슬러리 수집 장치 및 순환 공급 장치의 정면도,8A is a front view of a slurry collecting device and a circulation supply device using an elastic tube;

도 8b는 탄성관을 이용한 배수 장치의 정면도,8B is a front view of the drainage device using the elastic pipe,

도 8c는 탄성관을 이용한 슬러리 수집 장치의 평면도,8c is a plan view of a slurry collecting device using an elastic tube,

도 9a는 진공을 이용한 슬러리 수집 장치 및 순환 공급 장치의 정면도9A is a front view of a slurry collecting device and a circulation supply device using a vacuum;

도 9b는 진공을 이용한 슬러리 수집 장치의 평면도9b is a plan view of a slurry collection device using a vacuum

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10,20,30,40,50,60,70,80,90 : 회전판10,20,30,40,50,60,70,80,90: Carousel

11,21,31,41,51,61,71,81,91 : 연마포11,21,31,41,51,61,71,81,91: abrasive cloth

12,22,32,42,82 : 슬러리 이동 장치12,22,32,42,82: Slurry Transfer Device

13,23,33,43,53,63,73,83,93 : 슬러리 수집 장치13,23,33,43,53,63,73,83,93: slurry collection device

14,24,34,54,64,84,94 : 슬러리 저장 실린더14,24,34,54,64,84,94: slurry storage cylinder

15a,15b,25a,25b,35,55,65,85,95 : 슬러리 펌프15a, 15b, 25a, 25b, 35,55,65,85,95: slurry pump

16,26,36,56,66,86,96 : 벨브16,26,36,56,66,86,96: Valve

17a,17b,17c,27a,27b,27c,37a,37b,37c,57a,57b,57c,67a,67b,67c : 슬러리관17a, 17b, 17c, 27a, 27b, 27c, 37a, 37b, 37c, 57a, 57b, 57c, 67a, 67b, 67c: slurry tube

87a,87b,87c,97a,97b,97c : 슬러리관87a, 87b, 87c, 97a, 97b, 97c: slurry tube

18,28,38,58,68,88,98 : 슬러리 탱크18,28,38,58,68,88,98: slurry tank

본 발명을 첨부 도면을 이용하여 한 예로써 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 슬러리 순환 공급 장치의 정면도 이다. 본 발명은 한 장의 웨이퍼 연마가 끝난 후 DI Water로 연마포를 소지(Cleaning)한 경우 즉, 웨이퍼 연마와 연마 후 DI Water를 이용하여 연마포를 소지(Cleaning)한 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 진행 할 때, 연마 공정 중 연마포에서 나온 슬러리를 다시 사용하기 위해 연마포로 재 공급하기 위한 발명이다. 본 발명은 도시된 바와 같이 연마포(11)를 부착한 회전판(10)에 슬러리를 공급하기 위해 슬러리 펌프(15a)를 구동시키면 슬러리는 Main Slurry Tank(18)로 부터 A 방향으로 이동하여 슬러리관(17a)과 슬러리 펌프(15a)와 슬러리관(17b)을 걸쳐 연마포(11)에 공급된다. 웨이퍼 연마공정에 있어서 연마포에 공급된 슬러리는 회전판의 원심력에 의해 외부 즉, B와 B' 방향으로 빠져나간다. B와 B' 방향으로 빠져나간 슬러리는 연마포 외벽에 원통형으로 설치된 슬러리 이동 장치(12)를 걸쳐 슬러리 수집 장치(13)로 흘러 간다. 본 발명에서 슬러리 이동 장치(12)와 슬러리 수집 장치(13)는 회전판 외각에 원통형으로 구성된다. 슬러리 이동 장치(12)는 슬러리를 수집 장치(13)로 보내고, DI Water와 같은 슬러리 외의 물질이 수집 장치(13)로 흘러 가지 못 하도록 하는데 그 목적이 있다. 슬러리 이동 장치는(12)는 전기적 신호 내지 공기 압력에 의해 상하 운동을 하도록 구성되어 있다. 슬러리 이동장치(12)의 가장 높은 부분이 연마포(11)와 같거나, 연마포 보다 아래로 내려가면 연마포(11)에 공급된 슬러리는 연마포의 회전력에 의해 B와 B' 방향으로 이동하여 결국 수집 장치(13)에 모이게된다. 수집 장치에 모아진 슬러리는 수백 미리리터(ml)크기의 저장실린더(14)에 저장된다. 저장 실린더(14)에 소정 이상의 슬러리가 저장되면, 슬러리 펌프(15b) 구동하게 되고 슬러리는 3 Way 벨브(16)를 통해 슬러리관(17c) 즉, C 방향으로 공급된다. 본 발명에서 슬러리 펌프(15a)가 일정량의 슬러리를 연마포에 공급하도록 구동 할때, 슬러리 펌프(15b)가 구동 하지 않으면 연마포에 공급된 슬러리는 모두 Main Tank(18)로부터 공급되고, 슬러리 펌프(15b)로부터 슬러리가 공급되면 슬러리 펌프(15b)로부터 공급되는 슬러리 량 만큼 Main Tank(18)로부터 공급되는 슬러리 량이 줄어든다. 본 발명에서 3 Way 벨브(16)는 슬러리 순환 공급 및 CMP 공정이 끝나거나 또는 다른 목적 상 DI Water로 슬러리 수집관을 소지(Cleaning) 할때 D 방향으로 배수(Drain;17d) 할 수 있도록 구현한 장치이다. 본 발명에서 슬러리 이동 장치(12)와 슬러리 수집 장치(13)은 회전판 외각에 독립적으로 설치 할 수 있으며, 회전판에 부착하여 설치 할 수 있다. 또 다른 방법으로 슬러리 이동 장치 즉, 내부 원통은 회전판에 부착시켜 회전판과 동시에 회전 운동하면서 독립적으로 상 하 운동 즉, 슬러리가 연마포에 공급 될 때 연마포 보다 아래로 이동하고, 슬러리 이외의 물질이 연마포에 공급 될 때 연마포 보다 위로 이동 시킬 수 있도록 구성하고, 슬러리 수집 장치(13)은 외부에 고정시키는 것이 바람직하다.1 is a front view of a slurry circulation supply apparatus according to the present invention. According to the present invention, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process in which an abrasive cloth is cleaned with DI water after polishing one wafer is finished, that is, a wafer is cleaned using DI water after wafer polishing and polishing. As it progresses, the invention is for resupplying the slurry from the polishing cloth to reuse it during the polishing process. In the present invention, when the slurry pump 15a is driven to supply the slurry to the rotating plate 10 to which the polishing cloth 11 is attached as shown, the slurry moves from the main slurry tank 18 in the direction A to the slurry tube. The abrasive | polishing cloth 11 is supplied over 17a, the slurry pump 15a, and the slurry pipe 17b. In the wafer polishing process, the slurry supplied to the polishing cloth exits outside, i.e., B and B 'directions by the centrifugal force of the rotating plate. The slurry exiting in the B and B 'directions flows to the slurry collecting device 13 through the slurry moving device 12 installed in a cylindrical shape on the outer wall of the polishing cloth. In the present invention, the slurry moving device 12 and the slurry collecting device 13 are configured in a cylindrical shape on the outer shell of the rotating plate. The slurry transfer device 12 aims to send the slurry to the collecting device 13 and to prevent substances other than the slurry such as DI Water from flowing into the collecting device 13. The slurry transfer device 12 is configured to move up and down by electric signals or air pressure. When the highest portion of the slurry transfer device 12 is equal to or lower than the polishing cloth 11, the slurry supplied to the polishing cloth 11 moves in the B and B 'directions by the rotational force of the polishing cloth. As a result it is collected in the collecting device (13). The slurry collected in the collection device is stored in a storage cylinder 14 of several hundred ml (ml) size. When a predetermined amount or more of the slurry is stored in the storage cylinder 14, the slurry pump 15b is driven and the slurry is supplied to the slurry tube 17c, that is, the C direction through the 3-way valve 16. In the present invention, when the slurry pump 15a is driven to supply a predetermined amount of slurry to the polishing cloth, all the slurry supplied to the polishing cloth is supplied from the main tank 18 unless the slurry pump 15b is driven, and the slurry pump When the slurry is supplied from 15b, the amount of slurry supplied from the main tank 18 is reduced by the amount of slurry supplied from the slurry pump 15b. In the present invention, the 3-way valve 16 implements drainage in the D direction (17d) when the slurry circulation supply and the CMP process are finished or other purposes for cleaning the slurry collection pipe with DI water. Device. In the present invention, the slurry moving device 12 and the slurry collecting device 13 may be installed independently on the outer shell of the rotating plate, and may be attached to the rotating plate. Alternatively, the slurry transfer device, i.e., the inner cylinder, is attached to the rotating plate and rotates simultaneously with the rotating plate to move up and down independently, that is, when the slurry is supplied to the polishing cloth, and move below the polishing cloth. When supplied to the polishing cloth is configured to be moved above the polishing cloth, the slurry collection device 13 is preferably fixed to the outside.

도 2는 도 1와 같은 슬러리 순환 공급 장치에 있어서 배수 장치의 정면도 이다. 도 2는 DI Water로 연마포를 소지(Cleaning) 하고자 할 때 DI Water가 슬러리 수집장치 (23)으로 들어가지 않도록 슬러리 이동 장치(12)를 연마포 보다 높여 DI Water가 B와 B' 방향을 따라 배수(Drain)되도록 구성하였다.FIG. 2 is a front view of the drainage device in the slurry circulation supply device as shown in FIG. 1. FIG. 2 shows that DI water moves along the B and B 'directions by raising the slurry transfer device 12 higher than the polishing cloth so that DI water does not enter the slurry collecting device 23 when cleaning the polishing cloth with DI water. It was configured to drain.

도 3은 본 발명에 의한 또 다른 슬러리 순환 공급 장치의 정면도 이다. 본 발명은 저장 실린더에 수집된 슬러리를 Main 슬러리 펌프(35)만을 이용하여, 슬러리를 순환 공급시키는 방법이다. 본 발명을 보다 자세히 설명하면, 연마포(31)를 부착한 회전판(30)에 슬러리를 공급하기 위해 슬러리 펌프(35)를 구동시키면 슬러리는 Main Slurry Tank(38)로 부터 A 방향으로 이동하여 슬러리관(37a)과 슬러리 펌프(35)와 슬러리관(37b)을 걸쳐 연마포(31)에 공급된다. 웨이퍼 연마공정에 있어서 연마포에 공급된 슬러리는 회전판의 원심력에 의해 외부 즉, B와 B' 방향으로 빠져나간다. B와 B' 방향으로 빠져나간 슬러리는 연마포 외벽에 설치된 슬러리 이동 장치(32)를 걸쳐 슬러리 수집 장치(33)로 흘러 간다. 수집 장치에 모아진 슬러리는 저장 실린더(34)에 저장된다. 저장실린더(34)에 소정 이상의 슬러리가 저장되면, On/Off 벨브(36)이 열리고 슬러리는 슬러리관(37c)을 통해 즉, C 방향으로 공급된다. 본 발명에서 슬러리 펌프(35)가 일정량의 슬러리를 연마포에 공급하도록 구동 할때, On/Off 벨브(36)이 구동 하지 않으면 연마포에 공급된 슬러리는 모두 Main Tank(38)로부터 공급되고, On/Off 벨브(36)이 구동하여 벨브가 열리게 되면 벨브에서 공급되는 슬러리 량 많큼 Main Tank(18)로부터 공급되는 슬러리 량이 줄어든다. 본 발명에서 On/Off 벨브(36)은 슬러리 저장 실린더에 슬러리가 없는 경우 공기가 주입되는 것을 막아 일정량의 슬러리를 공급하기 위해 구성된다.3 is a front view of another slurry circulation supply apparatus according to the present invention. In the present invention, the slurry collected in the storage cylinder is circulated and supplied using only the main slurry pump 35. In more detail, when the slurry pump 35 is driven to supply the slurry to the rotating plate 30 to which the polishing cloth 31 is attached, the slurry moves from the main slurry tank 38 in the direction A to the slurry. The polishing cloth 31 is supplied over the pipe 37a, the slurry pump 35, and the slurry pipe 37b. In the wafer polishing process, the slurry supplied to the polishing cloth exits outside, i.e., B and B 'directions by the centrifugal force of the rotating plate. The slurry exiting in the B and B 'directions flows to the slurry collecting device 33 through the slurry moving device 32 provided on the outer wall of the polishing cloth. The slurry collected in the collecting device is stored in the storage cylinder 34. When a predetermined amount or more of the slurry is stored in the storage cylinder 34, the on / off valve 36 is opened and the slurry is supplied through the slurry tube 37c, that is, in the C direction. In the present invention, when the slurry pump 35 is driven to supply a certain amount of slurry to the polishing cloth, all of the slurry supplied to the polishing cloth is supplied from the main tank 38 unless the on / off valve 36 is driven. When the on / off valve 36 is driven to open the valve, the amount of slurry supplied from the main tank 18 decreases as much as the amount of slurry supplied from the valve. In the present invention, the On / Off valve 36 is configured to supply a certain amount of slurry by preventing air from being injected when there is no slurry in the slurry storage cylinder.

도 4는 도 1과 도 2와 도 3의 슬러리 이동 장치와 수집 장치의 평면도이다. 연마포(41) 외부에 슬러리 이동 장치(42)와 슬러리 수집 장치(43)이 구성된다. 이동 장치(42)는 회전판에 부착 하거나 외부에 떨어져 상 하로 구동한다.4 is a plan view of the slurry transfer device and the collection device of FIGS. 1, 2, and 3. The slurry transfer device 42 and the slurry collection device 43 are configured outside the polishing cloth 41. The moving device 42 is attached to the rotating plate or driven away from the outside.

도 5는 또 다른 슬러리 순환 공급 장치의 정면도이다. 본 발명에서는 웨이퍼 연마후 연마포 소지(Cleaning)을 위해 DI Water를 사용하지 않은 경우 즉, 공정이 완료 될때까지 슬러리 만을 사용한 경우 연마포(51) 외각에 슬러리 수집 장치(53)를 설치하고, 슬러리 저장 실린더와 On/Off 벨브 그리고 Main Slurry 펌프(55)을 이용하여 연마포에 빠져나온 슬러리를 재 공급 하도록 구성한 슬러리 순환 공급 장치의 정면도 이다. 본 발명에서는 연마 웨이퍼간 DI Water Cleaning이 없기 때문에 슬러리 이동 장치 없이 슬러리 수집 장치(53) 만으로 본 발명의 목적을 달성 할 수 있다.5 is a front view of another slurry circulation supply device. In the present invention, when the DI water is not used for the cleaning of the polishing cloth after wafer polishing, that is, when only the slurry is used until the process is completed, the slurry collecting device 53 is installed on the outer surface of the polishing cloth 51, and the slurry It is a front view of the slurry circulation supply apparatus configured to resupply the slurry which escaped to the polishing cloth by using the storage cylinder, the on / off valve and the main slurry pump 55. In the present invention, since there is no DI water cleaning between the polishing wafers, the object of the present invention can be achieved only by the slurry collecting device 53 without the slurry moving device.

도 6은 슬러리 이동 장치와 슬러리 수집 장치를 따로 만들지 않고 슬러리 수집장치(63)를 상하로 이동 시켜 슬러리만을 수집한 또 다른 슬러리 순환 공급 장치의 정면도이다. 본 발명을 보다 자세히 설명하면, 연마포에 슬러리가 공급되면 수집장치(63)가 아래로 내려와 수집장치(63) 입구의 높이가 연마포와 동일하거나 낮은 위치에 있어 슬러리는 B와 B' 으로 이동하기 때문에 슬러리는 슬러리 수집관(63)으로 들어가 슬러리 저장 실린더(64)와 On/Off 벨브(64)을 지나 C 방향으로 이동하여 연마포에 재 공급된다.6 is a front view of another slurry circulation supply device in which only the slurry is collected by moving the slurry collecting device 63 up and down without separately making the slurry moving device and the slurry collecting device. In more detail, when the slurry is supplied to the polishing cloth, the collecting device 63 is lowered so that the height of the inlet of the collecting device 63 is equal to or lower than the polishing cloth so that the slurry moves to B and B '. As a result, the slurry enters the slurry collection pipe 63, moves through the slurry storage cylinder 64 and the on / off valve 64 in the C direction, and is re-supplied to the polishing cloth.

도 7은 도 5과 도 6의 수집 장치의 평면도이다. 연마포(71) 외각에 원통 형의 슬러리 수집 장치를 구성한 순환 공급 장치이다.7 is a plan view of the collecting device of FIGS. 5 and 6. It is a circulation supply apparatus which comprised the cylindrical slurry collection apparatus in the outer shell of the polishing cloth 71. As shown in FIG.

도 8a는 본 발명의 또 다른 슬러리 수집 장치 및 순환 공급 장치의 정면도이다. 본 발명은 회전판 주위에 원통형 홈으로된 슬러리 이동 장치(82)에 1개 이상의 탄성을 가진 탄성관(82a)으로 구성된다. 회전판 외부에 입구가 회전판으로 향하는 또하나의 원통형 슬러리 수집관(83)을 설치하고, 상 하 운동을 하도록 구성한다. 본 발명을 보다 자세히 설명하면 연마포에 슬러리를 공급하기 위해 슬러리 펌프(85)을 구동 시키면 Main Tank로부터 슬러리가 슬러리 관(87a)와 슬러리관(87b)를 따라 연마포에 공급된다. 연마포에 공급된 슬러리는 연마포의 회전력에 의해 슬러리 이동 장치(82)의 탄성관(82a)를 따라 회전판 외각에 설치한 내부 수집 장치(82)로 이동한다. 이때 슬러리를 수집하기 위해 탄성관은 외부 수집 장치의 입구에 위치하게 된다. 외부 수집관에 모아진 슬러리는 슬러리 저장 실린더(84)로 이동하고, 저장 실린더에 소정 이상의 슬러리가 채워지면 On/Off 벨브가 열려 슬러리는 슬러리관(87c)를 따라 C 방향으로 이동하여 연마포에 재공급 되게 된다. 따라서 C 방향으로 이동한 슬러리 량 만큼 Main Tank(88)로부터 공급되는 슬러리 량을 감소 시킬 수 있다.8A is a front view of another slurry collection device and a circulation supply device of the present invention. The present invention consists of an elastic tube 82a having at least one elasticity in a slurry moving device 82 having a cylindrical groove around a rotating plate. Another cylindrical slurry collection pipe 83 in which the inlet is directed to the rotating plate outside the rotating plate is installed, and configured to move up and down. When the slurry pump 85 is driven to supply the slurry to the polishing cloth, the slurry is supplied from the main tank to the polishing cloth along the slurry pipe 87a and the slurry pipe 87b. The slurry supplied to the polishing cloth is moved by the rotational force of the polishing cloth along the elastic tube 82a of the slurry transfer device 82 to the internal collecting device 82 provided on the outer plate of the rotating plate. The elastic tube is then located at the inlet of the external collection device to collect the slurry. The slurry collected in the outer collecting tube is moved to the slurry storage cylinder 84, and when the storage cylinder is filled with a predetermined amount of slurry, the on / off valve is opened, and the slurry moves along the slurry tube 87c in the C direction to refill the abrasive cloth. Will be supplied. Therefore, the amount of slurry supplied from the main tank 88 can be reduced by the amount of slurry moved in the C direction.

도 8b는 탄성관을 이용한 배수 장치의 정면도이다. 본 발명에서는 웨이퍼 연마 공정이 끝나고 연마포를 DI Water로 소지 할 때 외부 슬러리 수집 장치(83)를 위로 이동시켜 탄성관(83)이 외부 슬러리 수집 장치 입구보다 아래로 가도록 구성한다. 따라서 DI Water가 슬러리 수집 장치로 들어가 슬러리 성분이 변화되는 것을 막을 수 있다.8B is a front view of the drainage device using the elastic pipe. In the present invention, when the wafer polishing process is completed and the polishing cloth is carried with DI water, the external slurry collecting device 83 is moved upward to configure the elastic tube 83 to go below the inlet of the external slurry collecting device. Therefore, DI Water can enter the slurry collection device and prevent the slurry component from changing.

도 8c는 도 8a와 도 8b에 관한 슬러리 순환 공급 장치 평면도이다. 본 발명에서 슬러리 수집 장치는 연마포(81)가 부착된 회전판 원주에 부착된 슬러리 이동장치(82)와 탄성관(82a)과 그리고 슬러리 수집 장치(83)으로 구성된다.FIG. 8C is a plan view of the slurry circulation supply device in FIGS. 8A and 8B. In the present invention, the slurry collecting device is composed of a slurry moving device 82, an elastic tube 82a, and a slurry collecting device 83 attached to the circumference of the rotating plate to which the polishing cloth 81 is attached.

도 9a는 기압 변환 장치를 이용한 또 다른 순환 공급 장치의 정면도이다. 본 발명에서는 슬러리를 수집 하는 방법으로 기압 변환 장치(99)를 이용하였다. 슬러리가 연마포에 공급되면 기압 변환 장치(99)는 기압을 낮추어 연마포 외부로 빠져 나오는 슬러리를 미세 흡입관(93a)를 통해 회전판 외벽에 설치되어 있는 원통형의 흡입 장치로 흡입하여 저장 실린더(94)로 전달한다. 저장 실린더에 소정 이상의 슬러리가 저장되면, C 방향으로 슬러리가 공급되도록 On/Off 벨브(96)이 동작하게되고, 순환 장치로부터 공급된 슬러리는 슬러리 펌프(95)를 통해 나가게 된다. 따라서 순환 장치로부터 공급된 슬러리량 만큼 슬러리 Main Tank(88)에서 공급되는 양을 줄일 수 있다. 본 발명에서 연마포를 소지(Cleaning) 할 목적으로 DI Water가 공급되면, 기압 변환 장치(99)에서 공기를 불어 넣어 DI Water가 수집관으로 들어오는 것을 막는다. 기압 변환 장치는 반도체 제조 Line에서 공급되는 Vacuum 과 가압 Air, N2등을 이용할 수 있다.9A is a front view of yet another circulation supply device using an air pressure converter. In the present invention, the pressure conversion device 99 was used as a method of collecting the slurry. When the slurry is supplied to the polishing cloth, the air pressure converting device 99 lowers the air pressure and sucks the slurry coming out of the polishing cloth to a cylindrical suction device installed on the outer wall of the rotating plate through the fine suction pipe 93a, thereby storing the storage cylinder 94. To pass. When a predetermined amount or more of the slurry is stored in the storage cylinder, the on / off valve 96 is operated to supply the slurry in the C direction, and the slurry supplied from the circulator is passed through the slurry pump 95. Therefore, the amount supplied from the slurry main tank 88 can be reduced by the amount of slurry supplied from the circulation device. In the present invention, when DI water is supplied for the purpose of carrying the polishing cloth, air is blown from the air pressure conversion device 99 to prevent DI water from entering the collection pipe. Atmospheric pressure converting device can use vacuum, pressurized air, and N2 supplied from semiconductor manufacturing line.

도 9b는 기압 변환 장치를 이용한 순환 공급 장치의 평면도이다. 본 발명은 연마포(91) 외각에 원통형의 슬러리 수집관(93)를 설치하고 수집관(93)에는 여러개의 흡입노즐(93a)로 구성된다. 상기 흡입관(93a)를 통해 슬러리를 수집 할 수 있다.It is a top view of the circulation supply apparatus using an air pressure conversion apparatus. In the present invention, a cylindrical slurry collection tube 93 is installed on the outer surface of the polishing cloth 91, and the collection tube 93 includes a plurality of suction nozzles 93a. The slurry may be collected through the suction pipe 93a.

슬러리 수집 장치는 상기 발명외 또다른 기타 방법으로 구현 할 수 있다. 예를 들면 연마포 가장자리에 일정 홈(Trench) 또는 Slit를 만들고, 홈 또는 Slit에 슬러리 만 들어가도록 개폐(Open/Close) 장치를 설치하면 된다. 수집 장치에 수집된 슬러리는 저장 실린더와 On/Off 벨브 그리고 Main 슬러리 펌프를 걸쳐 연마포로 순환 공급하거나 또는 저장 실린더와 3 Way 벨브와 순환 슬러리 펌프 그리고 Main 슬러리 펌프를 걸쳐 연마포로 순환 공급된다.The slurry collection device may be implemented by another method in addition to the above invention. For example, a groove or slit may be formed at the edge of the polishing cloth, and an opening / closing device may be installed so that only the slurry enters the groove or slit. The collected slurry is circulated to the polishing cloth through the storage cylinder, the on / off valve and the main slurry pump, or circulated to the polishing cloth through the storage cylinder, the 3-way valve, the circulation slurry pump and the main slurry pump.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 Main Tank로부터 공급된 슬러리가 연마포의 원심력에 의해 나오는데, 연마포 밖으로 나온 슬러리를 수집 장치에 수집하고, 상기 슬러리를 웨이퍼 연마 공정에 순환 공급 함으로서 Main Tank로부터 공급되는 슬러리량을 감소 시키고, 제조 원가를 절감 할 수 있다. 따라서 반도체 소자의 생산성을 향상 시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다. 또한 본 발명은 슬러리 뿐 아니라 다른 Chemical 장치에도 적용 할 수 있는 효과를 제공하게 된다.As described above, in the present invention, the slurry supplied from the main tank comes out by the centrifugal force of the polishing cloth. The slurry coming out of the polishing cloth is collected in a collecting device, and the slurry is supplied from the main tank by circulating and supplying the slurry to the wafer polishing process. It can reduce the amount of slurry and reduce the manufacturing cost. Therefore, the effect of improving the productivity of the semiconductor device is provided. In addition, the present invention provides an effect that can be applied to other chemical apparatuses as well as the slurry.

Claims

In the apparatus for polishing a wafer,

A collecting device for collecting the slurry escaped to the edge by the polishing cloth rotational force outside the polishing cloth during wafer polishing;

Slurry circulation supply apparatus characterized in that for supplying the collected slurry and the slurry of the main tank at the same time to the wafer polishing process.

The method of claim 1,

The slurry collecting device is a slurry collecting device, characterized in that for collecting the slurry separately using a slurry transfer device.

The method of claim 1,

The slurry collecting device and the slurry moving device are installed on the rotating plate, or independently installed around the rotating plate, or the slurry moving device is installed on the rotating plate and the slurry collecting device is installed independently of the rotating plate.

The method of claim 1,

The slurry collecting device is a slurry collecting device, characterized in that using a slurry moving device or suction device or elastic tube.

The method of claim 1,

The apparatus for circulating and supplying the slurry may simultaneously supply the collected slurry and the slurry of the main tank to the collecting device by using a storage cylinder, a valve, and a main slurry pump or a storage cylinder, a valve, a circulation slurry pump, and a main slurry pump. Circulating feeder.