KR19990041455U - 반도체소자 제조용 씨엠피 장비의 파이널 패드 컨디셔닝 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 씨엠피 장비의 파이널 테이블 상부에도 파이널 패드에 대한 컨디셔닝을 실시할 수 있도록 파이널 패드 컨디셔너를 설치하므로써 잔류하는 슬러리 및 파티클로 인한 웨이퍼 오염을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 웨이퍼(1)를 기계적 힘으로 폴리싱하기 위한 폴리싱용 패드(2)가 부착되는 프라이머리 테이블(3)과, 상기 프라이머리 테이블(3) 상부 일측에 설치되는 연마제 공급노즐(4)과, 상기 프라이머리 테이블(3) 상부의 타측에 설치되는 프라이머리 패드 컨디셔너(5)와, 상기 프라이머리 테이블(3)과 이웃하도록 병설되며 상면에 파이널 패드(6)가 부착되는 파이널 테이블(7)과, 상기 프라이머리 테이블(3)상에 웨이퍼(1)를 로딩시키고 상기 프라이머리 테이블(3)에서의 폴리싱 후 웨이퍼(1)를 파이널 테이블(7)로 이동시키는 역할을 하는 폴리싱 아암(8)을 구비한 웨이퍼(1) 씨엠피 장비에 있어서; 상기 파이널 테이블(7)에 부착된 파이널 패드(6) 상부에 상기 파이널 패드(6)면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 파이널 패드 컨디셔너(9)가 구비됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 씨엠피 장비의 파이널 패드 컨디셔닝 장치가 제공된다.

Description

반도체소자 제조용 씨엠피 장비의 파이널 패드 컨디셔닝 장치

본 고안은 반도체소자 제조용 씨엠피(chemical mechanical polishing) 장비의 파이널 패드 컨디셔닝 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 씨엠피 장비의 파이널 패드에 부착된 오염물질을 제거할 수 있도록 하므로써 파이널 패드에 잔류하는 슬러리(slurry) 및 파티클(particle)로 인한 웨이퍼 오염을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 씨엠피 공정은 웨이퍼의 증착면에 대한 폴리싱(polishing)이 이루어지는 프라이머리(primary) 단계와, 폴리싱이 끝난 웨이퍼에 대한 클리닝이 이루어지는 파이널(final) 단계로 이루어진다.

한편, 종래의 씨엠피 장치를 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

웨이퍼에 대한 폴리싱이 이루어지도록 회전가능하게 설치된 프라이머리 테이블(primary table)(3) 상면에 웨이퍼 폴리싱용 패드(2)(즉, 프라이머리 패드)가 부착된다.

그리고, 상기 웨이퍼 폴리싱용 패드(2) 상부 일측에는 연마제 공급노즐(4)이 설치되며, 웨이퍼 폴리싱용 패드(2) 상부의 타측에는 웨이퍼(1)를 흡착 및 위치를 이동시키는 폴리싱 아암(8)이 설치되며, 또 다른 타측에는 폴리싱용 패드(2)상의 오염원을 제거하기 위한 컨디셔너(5)가 각각 소정의 위치에 설치된다.

한편, 상기 프라이머리 테이블(3)과 이웃하는 위치에는 파이널 패드(6)가 부착된 파이널 테이블(7)이 회전가능하게 병설(竝設)되고, 상기 파이널 테이블(7) 상부에는 파이널 탈이온수 노즐(10)이 설치된다.

상기에서 폴리싱 아암(8)은 프라이머리 테이블(3)에서의 폴리싱이 완료된 후, 웨이퍼(1)를 파이널 테이블(7)로 이동시킬 수 있도록 회동가능하게 설치되며, 상기 폴리싱 아암(8) 하부에는 웨이퍼(1)를 흡착 및 회전시키는 헤드(11)가 장착된다.

그리고, 상기에서 폴리싱용 패드(2)는 폴리우레탄(polyurethane)이며, 파이널 패드(6)는 폴리텍스 재질로써 파이널 패드(6)가 폴리싱용 패드(2)에 비해 더 부드럽다.

한편, 상기 연마제 공급노즐(4)에는 길이방향을 따라 슬러리 및 탈이온수를 배출하기 위한 연마제 배출공(4a)이 형성된다.

이와 같이 구성된 종래의 씨엠피 장치를 이용한 씨엠피 공정은 개략적으로 다음과 같이 진행된다.

먼저, 폴리싱 아암(8)의 헤드(11)에 웨이퍼(1)가 흡착된 상태에서 폴리싱 아암(8)이 홈 포지션에서 폴리싱 포지션으로 이동하게 된다.

그 후, 폴리싱 아암(8)의 헤드(11)에 흡착된 웨이퍼(1)가 프라이머리 테이블(3)에 부착된 폴리싱용 패드(2)의 일정위치에 접촉한 상태에서, 프라이머리 테이블(3)이 회전함과 동시에 폴리싱용 패드(2) 일측 상부에 위치한 연마제 공급노즐(4)의 배출공(4a)을 통해 슬러리 및 탈이온수가 공급됨에 따라 웨이퍼(1)에 대한 폴리싱이 진행된다.

이 때, 프라이머리 테이블(3)과, 헤드(11)와, 컨디셔너의 브러시(5a)는 모두 서로 다른 속도로 회전하며, 상기 헤드(11)를 빠져나가지 못하도록 구속되어 있는 웨이퍼(1)는 헤드(11)와 동일한 속도로 회전하게 된다.

그리고, 컨디셔너의 브러시(5a)는 회전하면서 아암부(5b)의 길이방향을 따라 직선 왕복운동하게 된다.

상기한 바와 같이 기계적인 힘에 의해 프라이머리 테이블(3)에서의 웨이퍼 폴리싱이 끝난 후에는, 폴리싱 아암(8)은 웨이퍼(1)를 도 1에 가상선으로 나타낸 바와 같이 파이널 테이블(7)로 이동시키게 된다.

그런 다음, 상기 파이널 테이블(7)에서는 탈이온수 및 파이널 패드(6)를 이용하여 폴리싱시의 웨이퍼(1)에 부착된 파티클 및 잔류 슬러리를 제거하는 웨이퍼 클리닝을 행하게 된다.

한편, 상기에서 프라이머리 테이블(3)에서의 웨이퍼 폴리싱이 끝난 후, 상기 프라이머리 테이블(3) 상면에 부착된 폴리싱용 패드(2) 면상에는 파티클 및 슬러리가 잔류하게 되므로 이를 제거하기 위한 프라이머리 패드 컨디셔닝을 실시하게 된다.

즉, 프라이머리 테이블(3)의 반경방향으로 전·후진함과 동시에 고속회전하도록 된 브러시(5a)의 브러싱(brushing)작용에 의해 폴리싱용 패드(2)면에 잔류하는 파티클 및 슬러리를 제거하므로써 다른 웨이퍼(1)들이 폴리싱용 패드(2)에 잔류한 오염원에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있게 된다.

그러나, 종래에는 파이널 테이블(7)에서의 클리닝시, 웨이퍼(1)(폴리싱된 웨이퍼(1))에 묻어 있는 잔류 슬러리 및 파티클 등을 탈이온수에 의해서만 제거하므로 인해 제대로 제거할 수가 없었다.

이는, 한번 파이널 패드(6)의 표면에 부착된 오염원은 분사되는 탈이온수의 분사력과 파이널 테이블(7)의 회전력만으로는 쉽게 제거가 되지 않기 때문이다.

따라서, 탈이온수를 이용한 웨이퍼 클리닝시, 웨이퍼(1)에서 흘러내린 슬러리 및 파티클들이 파이널 패드(6)의 표면에 부착되어 나중에 다른 웨이퍼(1)에 대한 오염원으로서 작용하는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 파이널 패드(6)의 경우, 폴리싱용 패드(2)와 달리 패드 컨디셔너에 의한 컨디셔닝이 실시되지 못하므로 폴리싱된 웨이퍼 클리닝(polished wafer cleaning)시 발생한 슬러리 및 파티클들이 파이널 패드면에 부착되어 있다가 후속되는 웨이퍼의 클리닝시 다른 웨이퍼(1)들을 오염시키게 되는 문제점이 있었다.

한편, 종래에는 상기한 바와 같이 파이널 패드(6)에 대한 컨디셔닝이 실시되지 못함에 따라, 파이널 패드의 교환 주기 및 수명이 짧아지는등 많은 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 씨엠피 장비의 파이널 테이블 상부에도 파이널 패드에 대한 컨디셔닝을 실시할 수 있도록 컨디셔너를 설치하므로써 파이널 패드에 잔류하는 슬러리 및 파티클로 인한 후속 웨이퍼의 오염을 미연에 방지할 수 있도록 한 반도체소자 제조용 씨엠피 장비의 파이널 패드 컨디셔닝 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 씨엠피 장비 구성을 나타낸 평면도

도 2는 도 1의 A방향에서 바라본 정면도

도 3은 본 고안의 씨엠피 장비 구성을 나타낸 평면도

도 4는 도 3의 파이널 패드 컨디셔너를 나타낸 측면도

도 5는 파이널 패드 컨디셔너와 파이널 패드와의 콘택시의 상태를 나타낸 측면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:웨이퍼 2:폴리싱용 패드

3:프라이머리 테이블 4:연마제 공급노즐

5:프라이머리 패드 컨디셔너 5a:브러시

5b:아암부 6:파이널 패드

7:파이널 테이블 8:폴리싱 아암

9:파이널 패드 컨디셔너 9a:브러시

9b:아암부 10:파이널 탈이온수 노즐

11:헤드

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 웨이퍼를 기계적 힘으로 폴리싱하기 위한 폴리싱용 패드가 부착되는 프라이머리 테이블과, 상기 프라이머리 테이블 상부 일측에 설치되는 연마제 공급노즐과, 상기 프라이머리 테이블 상부의 타측에 설치되는 프라이머리 패드 컨디셔너와, 상기 프라이머리 테이블과 이웃하도록 병설되며 상면에 파이널 패드가 부착되는 파이널 테이블과, 상기 프라이머리 테이블상에 웨이퍼를 로딩시키고 상기 프라이머리 테이블에서의 폴리싱 후 웨이퍼를 파이널 테이블로 이동시키는 역할을 하는 폴리싱 아암을 구비한 웨이퍼 씨엠피 장비에 있어서; 상기 파이널 테이블에 부착된 파이널 패드 상부에 상기 파이널 패드면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 파이널 패드 컨디셔너가 구비됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 씨엠피 장비의 파이널 패드 컨디셔닝 장치가 제공된다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부도면 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 씨엠피 장비 구성을 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 파이널 패드 컨디셔너를 나타낸 측면도이며, 도 5는 파이널 패드 컨디셔너와 파이널 패드와의 콘택시의 상태를 나타낸 측면도로서, 웨이퍼(1)를 기계적 힘으로 폴리싱하기 위한 폴리싱용 패드(2)가 부착되는 프라이머리 테이블(3)과, 상기 프라이머리 테이블(3) 상부 일측에 설치되는 연마제 공급노즐(4)과, 상기 프라이머리 테이블(3) 상부의 타측에 설치되는 프라이머리 패드 컨디셔너(5)와, 상기 프라이머리 테이블(3)과 이웃하도록 병설되며 상면에 파이널 패드(6)가 부착되는 파이널 테이블(7)과, 상기 프라이머리 테이블(3)상에 웨이퍼(1)를 로딩시키고 상기 프라이머리 테이블(3)에서의 폴리싱 후 웨이퍼(1)를 파이널 테이블(7)로 이동시키는 역할을 하는 폴리싱 아암(8)을 구비한 반도체 제조 공정용 씨엠피 장비에 있어서, 상기 파이널 테이블(7)에 부착된 파이널 패드(6) 상부 일측에 상기 파이널 패드(6)면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 파이널 패드 컨디셔너(9)가 구비되어 구성된다.

이 때, 상기 파이널 패드 컨디셔너(9)는, 상기 파이널 패드(6) 면에 닿은 상태에서 회전하는 한편 상기 파이널 패드(6)의 반경방향으로 직선 왕복운동하면서 상기 파이널 패드(6)에 부착된 오염원을 브러싱 작용을 통해 제거하는 브러시(9a)와, 상기 파이널 패드(6) 상면으로부터 일정간격 이격되도록 설치되어 그 하부에 장착된 브러시(9a)의 길이방향 이동시 안내 역할을 하는 아암부(9b)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용중 프라이머리 테이블(3)에서의 폴리싱 과정은 종래기술에서 서술한 바와 동일하므로 설명을 생략하고, 파이널 테이블(7)에서의 클리닝 과정 및 컨디셔닝 과정을 주로하여 설명하면 다음과 같다.

기계적인 힘에 의해 프라이머리 테이블(3)에서의 웨이퍼 폴리싱이 끝난 후에, 폴리싱 아암(8)은 웨이퍼(1)를 재흡착한 상태에서 회동하여 웨이퍼를 파이널 테이블(7)로 이동시키게 된다.

이에 따라, 상기 파이널 테이블(7)에서는 탈이온수를 이용하여 폴리싱시의 웨이퍼(1)에 부착된 파티클 및 잔류 슬러리를 제거하는 웨이퍼 클리닝을 행하게 된다.

이 때, 상기에서 파이널 테이블(7)의 상부에는 파이널 패드(6) 상면에 부착되는 파티클 및 슬러리를 제거하기 위한 파이널 패드 컨디셔너(9)가 설치되어 있으므로 탈이온수를 이용한 클리닝시 컨디셔닝을 동시에 실시하게 된다.

즉, 도 5에 나타낸 바와 같이 브러시(9a)가 파이널 테이블(7)의 반경방향으로 전·후진함과 동시에 고속회전하므로써, 상기 브러시(9a)의 브러싱(brushing)작용에 의해 파이널 패드(6)면에 부착되는 파티클 및 슬러리가 제거되는 것이다.

이에 따라, 폴리싱후에 파이널 패드(6) 상에 놓이는 다른 웨이퍼(1)들이 파이널 패드(6)에 잔류한 오염원에 의해 손상을 받는 현상이 방지된다.

이상에서와 같이, 본 고안은 씨엠피 장비의 파이널 테이블(7) 상부에도 파이널 패드(6)에 대한 컨디셔닝을 실시할 수 있도록 파이널 패드 컨디셔너(9)를 설치한 것이다.

이에 따라, 본 고안은 파이널 패드(6)에 잔류하는 슬러리 및 파티클로 인한 후속 웨이퍼(1)의 오염을 방지할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 웨이퍼를 기계적 힘으로 폴리싱하기 위한 폴리싱용 패드가 부착되는 프라이머리 테이블과, 상기 프라이머리 테이블 상부 일측에 설치되는 연마제 공급노즐과, 상기 프라이머리 테이블 상부의 타측에 설치되는 프라이머리 패드 컨디셔너와, 상기 프라이머리 테이블과 이웃하도록 병설되며 상면에 파이널 패드가 부착되는 파이널 테이블과, 상기 프라이머리 테이블상에 웨이퍼를 로딩시키고 상기 프라이머리 테이블에서의 폴리싱 후 웨이퍼를 파이널 테이블로 이동시키는 역할을 하는 폴리싱 아암을 구비한 웨이퍼 씨엠피 장비에 있어서;

   상기 파이널 테이블에 부착된 파이널 패드 상부에 상기 파이널 패드면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 파이널 패드 컨디셔너가 구비됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 씨엠피 장비의 파이널 패드 컨디셔닝 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 파이널 패드 컨디셔너는,

   상기 파이널 패드 면에 닿은 상태에서 회전하는 한편 상기 파이널 패드의 반경방향으로 직선 왕복운동하면서 상기 파이널 패드에 부착된 오염원을 브러싱 작용을 통해 제거하는 브러시와,

   상기 파이널 패드 상면으로부터 일정간격 이격되도록 설치되어 그 하부에 장착된 브러시의 길이방향 이동시 안내 역할을 하는 아암부로 구성됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 씨엠피 장비의 파이널 패드 컨디셔닝 장치.