KR19990045034A - 슬러리 분배 장치 - Google Patents

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KR19990045034A
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후 알버트
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Abstract

회전하는 바퀴에 의해 슬러리를 분배하는 슬러리 분배기가 집적 회로를 생산하는데 사용되는 화학적 기계적 연마 공정에 제공된다. 두 번째 구성에서, 슬러리 분배기는 한 쌍의 반대 방향으로 회전하는 바퀴들을 사용한다. 바퀴들은 요망되는 양의 슬러리를 분배하기 위하여 경험적으로 결정된 소정의 속도로 가변 속도 모터들에 의해 구동된다. 회전하는 바퀴들의 형태가 분무의 수직방향 분포를 제어한다. 슬러리 분배기 하우징의 개구들과 바퀴들의 회전 속도는 분무의 수평방향 분포를 조절한다. 슬러리 분배기는 슬러리에 대해 화학적으로 불활성인 재료들로부터 만들어질 수 있다.

Description

슬러리 분배 장치
본 발명은 액체 분배에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 화학-기계적 연마(chemical-mechanical polishing)(CMP) 적용(application)에서 슬러리 분배에 관한 것이다.
초미세(sub-micron) 집적 회로들에서는, 다중 레벨 배선 구조들(multilevel interconnect structures)에서 요구되는 평탄도(planarity)를 만들기 위해 CMP 기술들이 사용된다. 특히, 배선층(interconnect layer), 예를 들어, 알루미늄, 텅스텐, 구리의 배선층을 침적하기(depositing) 위한 평평한 표면을 생성하기 위해서는, 미세한 연마제와 더불어 알칼리성 또는 산성 슬러리를 사용하는 연마 공정에 의해 층간(interlayer) 유전체(예를 들어, 실리콘 디옥사이드(silicon dioxide))가 평탄화된다. 그러한 슬러리의 한 예는 약 11로 조절된 pH의 탈이온수로 현탁액화된(be suspended) 미세 실리콘 디옥사이드 입자들(예를 들어, 평균직경 70 nm)을 포함한다. 그 알칼리성은 수산화칼륨(KOH)과 수산화암모늄(NH3OH)에 의해 제공될 수 있다. 다른 적용들을 위해서는 산성 슬러리들이 사용된다.
일반적으로, CMP 연마기에서, 연마될 반도체 웨이퍼는 연마 헤드에 의한 약간의 압력 하에 연마 패드에 접촉된다. CMP 적용을 위해, 연마 패드는 일반적으로 폴리우레탄 재료로 만들어진다. 연마 공정동안 연마 헤드는 반도체 웨이퍼를 소정의 운동 패턴을 따라서 운동시킨다. 또 다르게는, 반도체 웨이퍼에 대해 운동하는 플랫폼 상에 연마 패드가 장착될 수도 있다. 연마 패드에 대한 반도체 웨이퍼의 운동과 슬러리의 기계적 및 화학적 작용들이 함께, 웨이퍼의 표면을 평탄하게 하기 위한 연마 작용을 제공한다. 그러한 공정에서, 슬러리는 다량의 수분을 함유하기 때문에, 슬러리는 연마제일뿐 아니라 웨이퍼의 표면을 적당한 온도로 유지하는 냉각제로 작용한다.
종래 기술에서, 슬러리는, 슬러리 공급 라인에 의해 연결되어 적절히 위치되는 노즐들에 의해 일반적으로 연마 패드의 표면 상에 분무되며, 페리스탈릭 펌프(peristalic pump)를 사용하여 연마 패드의 표면으로 분당 50 cc 내지 500 cc 씩 배급된다. 그러나, 이러한 설비 하에서는 시간의 경과에 따라 몇 개의 문제점들이 발현할 수 있다. 특히, 슬러리로부터의 침적물이 노즐들을 막을 수 있고, 그에 따라 고르지 못하고 정확하지 못한 배급이 야기된다. 어떤 상황에서는, 고르지 못하고 정확하지 못한 슬러리 배급에 의해 균일한 연마가 이루어지지 못하며 과도한 열로 인해 웨이퍼에 더욱 심한 손상이 가해지기도 한다. 게다가, 노즐들이 양호한 작업 상태에 있는 때일지라도, 분배되는 슬러리의 양을 조절하기 어렵다. 또한, 슬러리 분배 장치를 세척하는 수단을 제공하는 것이 중요하다. 완전히 건조되도록 허용되면, 슬러리는 반도체 웨이퍼들에 침적되면 집적 회로의 성능을 저하시킬 수 있는 플레이크(flakes)를 형성한다.
상기한 바와 같이, 종래의 설비 하에서는 시간의 경과에 따라 슬러리로부터의 침적물이 노즐들을 막을 수 있고, 그에 따라 고르지 못하고 정확하지 못한 배급이 야기되며, 어떤 상황에서는, 고르지 못하고 정확하지 못한 슬러리 배급에 의해 균일한 연마가 이루어지지 못하고 과도한 열로 인해 웨이퍼에 더욱 심한 손상이 가해지기도 하는 문제점이 있었다. 게다가, 노즐들이 양호한 작업 상태에 있는 때일지라도, 분배되는 슬러리의 양을 조절하기 어려운 문제점도 있었다. 또한, 슬러리 분배 장치를 세척하는 수단이 제공되지 못했다. 따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 인식하여 창출된 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하는 슬러리 분배 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1a 는 본 발명에 따른 슬러리 분배기(104)를 포함하는 CMP 장치(100)의 개략적인 정면도.
도 1b 는 본 발명에 따른 슬러리 분배기(104)를 포함하는 CMP 장치(100)의 개략적인 측면도.
도 2a 는 슬러리 분배기(104)의 조립 측면도.
도 2b 는 슬러리 분배기(104)의 분해 측면도.
도 3a 는 슬러리 분배기(104)의 정면도.
도 3b 는 슬러리 분배기(104)의 작동을 보인 도.
도 4 는 슬러리 분배기(104)의 작동을 보인 종단면도.
도 5 는 슬러리 분배기(124)를 동일 크기로 보인 정면도.
도 6a 는 슬러리 분배기(124)를 동일 크기로 보인 배면도.
도 6b 는 슬러리 분배기(124)의 분해 배면도.
도 7 은 바퀴(250)를 보인 도.
도 8 은 저장고(248)들을 보이기 위해 바퀴들이 제거된 상태의 바퀴 하우징 상면도.
도 9 는 슬러리 분배기(124)의 작동을 보이는, 바퀴 하우징(250)의 내부 상측으로부터 본 도.
도 10a 는 본 발명에 따른 슬러리 분배기(500)의 종단면도.
도 10b 는 본 발명에 따른 슬러리 분배기(500)의 횡단면도.
본 발명에 따르면, 회전바퀴로부터 슬러리를 분배하는 슬러리 분배기가 제공된다.
한 실시예에서, 슬러리 분배기는: (a) 개구를 가지는 하우징과; (b) 슬러리를 담기 위하여 상기 하우징의 내부에 제공되는 저장고와; (c) 모터 등의 회전기구와 (d) 상기 하우징 내에 제공되고 상기 회전기구와 맞물려 회전하는 바퀴 조립품(wheel assembly)을 포함한다. 그 실시예에서, 상기 바퀴 조립품은 슬러리 저장고에 삽입되는 원뿔형 부재와 디스크부를 포함한다. 작업 도중, 즉 바퀴 조립품이 회전기구에 의해 회전하는 동안, 슬러리 흐름이 바퀴 조립품 원뿔형 부재의 측벽 상측으로 밀어올려져, 슬러리가 디스크에 의해 하우징의 개구를 통해 분무로 분배되게 된다. 상기 분무는 회전으로부터 기인하는 원심력에 의해 생성된다. 만약 가변 속도 직류모터(variable speed DC motor)가 사용된다면, 슬러리 분배기에 의해 분배되는 슬러리의 양은 모터에 가해지는 전압에 의해 조절될 수 있다.
하우징, 바퀴들 및 슬러리와 접촉하게 되는 임의의 표면들은 슬러리에 대해 화학적으로 비활성인 합성 재료(예를 들어, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 불화 폴리비닐라이덴(polyvinylidene fluoride(PVDF)), 또는 노출된 표면상에 테프론(teflon) 코팅된 임의의 재료)로 만들어질 수 있다. 하나의 실시예에서, 슬러리 분배기의 하우징은, 슬러리 분무가 소정의 각도로 제한되도록, 개구 근방에 벽부(wall portions)를 포함한다.
슬러리 분배기의 슬러리 저장고 내로 연속적인 슬러리 공급을 유지하기 위한 슬러리 공급 라인을 부착하기 위하여 슬러리 분배기에는 하나의 도입구가 제공된다.
본 발명에 따르면, 슬러리를 두 개의 반대로 회전하는 바퀴들로부터 분배하는 자가 세척(self-cleaning) 슬러리 분배기가 또한 제공된다.
하나의 실시예에서, 상기 슬러리 분배기는: (a) 두 개의 개구를 가지는 하우징과; (b) 슬러리를 담기 위하여 하우징 내부에 제공되는 두 개의 저장고들과; (c) 두 개의 회전기구와, 그리고 (d) 하우징 내에 제공되고 상기 회전기구들과 맞물려 회전하도록 되는 바퀴들을 포함한다. 상기 회전기구들은 바퀴들을 반대 방향으로 회전시키며, 겹치는 슬러리 분무를 제공한다. 하우징에서의 개구들의 형상은 슬러리 분무를 소정의 각도로 제한한다.
하나의 실시예에서, 슬러리 분배기는 공기 실린더에 의해 작동되는 활주문(sliding door)과 세척수를 위한 입구를 포함하여, 상기 활주문이 닫히면 작업자의 개입이 없이 그리고 하우징의 내부와 외부사이의 교차 오염(cross contamination) 없이 하우징이 세척될 수 있도록 된다.
본 발명의 슬러리 분배기들은 연마 패드에 슬러리의 균일한 분포를 제공하고 분배되는 슬러리 양의 미세한 조절을 제공하여 슬러리의 낭비가 최소화되도록 한다.
본 발명은 첨부도면과 관련한 이하의 상세한 설명을 고찰하면 더 잘 이해된다.
본 발명은 이전 부분에 서술된 종래 기술의 문제점들이 없는 슬러리 분배기를 제공한다. 이하의 상세한 설명을 단순화하기 위해, 도면상의 같은 요소들에는 같은 참조번호들이 제공된다.
도 1a와 도 1b는 각각 CMP 장치(100)를 측면과 정면에서 보이고 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, CMP 장치(100)는 107로 표시된 웨이퍼와 같이 수직방향으로 고정된 하나 이상의 반도체 웨이퍼를 연마하도록 배열된 연속 연마 벨트(101)를 포함한다. 웨이퍼(107)는 연마 헤드(105)에 의해 수직방향으로 고정되고, 연마 헤드는 수직방향으로 장착된 연마 벨트(101)에 부착된 연마 패드에 대해 웨이퍼(107)를 누른다. 연마 벨트(101)는 회전 풀리들(102,103)에 의해 선택된 연마 속도(예를 들어, 초당 10 미터)의 연속 동작 상태로 유지된다. 지지 조립품(support assembly)(106)은 웨이퍼(107)를 고정하기 위하여 미리 선택된 압력(예를 들어, 5 psi)으로 연마 벨트(101)에 대해 후방 압력을 제공한다. 연마 헤드(105)는 참조번호 109로 나타내어진 소정 방향으로 회전하고, 선택적으로는 참조번호 107a 및 107b에 의해 나타내어지는 직선으로 연마 패드 표면을 가로지르며 전후로 이동된다. 도 1 은 연마 벨트 조립품의 단지 한쪽만이 웨이퍼 연마를 위해 사용되는 것을 보이고 있으나, 총 웨이퍼 생산량을 늘리기 위해 연마 헤드들과 그에 수반하는 기구들은 CMP 장치(100)의 연마 벨트 조립품 양쪽 모두에 제공될 수 있다.
본 발명은 연마 헤드(105)로부터 상류방향으로(연마 벨트(101)의 이동 방향에 대해) 짧은 거리 떨어져 위치되는 슬러리 분배기(104)를 제공한다. 슬러리 분배기(104)는 빠르게 회전하는 바퀴로부터 슬러리의 미세한 흐름을 분무한다. 도 2a는 슬러리 분배기(104)의 조립 측면도를 제공한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 슬러리 분배기(104)는 (a) 슬러리 저장고(205)를 포함하는 하부 하우징(201)과 (b) 하부 하우징(201)에, 예를 들어, 고정 스크류들로 고정되는 상부 하우징(202) 및 (c)가변 속도 모터(203)를 포함한다. 구성요소인 바퀴 조립품(wheel assembly)이 하부와 상부 하우징(201,202) 사이에 둘러싸인다. 상부 하우징(202)은, 슬러리 분배기(104)에 연속적으로 슬러리를 공급하기 위해, 작동하는 동안 슬러리 공급 라인(미도시)에 연결되는 슬러리 도입구(204)를 포함한다. 상기 슬러리 라인에서 슬러리를 제공하기 위해 페리스톨릭 펌프(peristolic pump)가 사용될 수 있다.
이 실시예에서, 상부 및 하부 하우징(202,201)과, 구성요소 바퀴 조립품(도 2b에 도시된)은 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 불화폴리비닐라이덴(PVDF), 노출된 표면에 테프론 코팅된 임의의 재료, 또는 슬러리에 불활성인 임의의 다른 재료(예를 들어, 단단한 플라스틱(hard plastic))로 만들어 질 수 있다. 모터(203)는 인가되는 전압의 크기를 변화시키므로써 그 속도가 변화될 수 있는 직류 모터인 것이 바람직하다. 상부 하우징(202)은 정면에 개구(즉, 아래에서 설명되는 도 3a, 3b 및 도 4에서 보여진 개구(310))를 가져, 슬러리의 분무가 그 개구를 통과하여 제공될 수 있다.
도 2a는 슬러리 분배기(104)의 분해 측면도를 보인다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 분배기(104)는 모터(203)와, 상부 및 하부 하우징들(201,202)(슬러리 도입구(204) 및 슬러리 저장고(205)를 포함)과 아울러 바퀴 조립품(210)을 포함하는데, 바퀴 조립품은 적어도 새 부재들: (a) 작동중에 바퀴 조립품(210)이 모터(203)의 속도로 회전하도록 모터(203)의 회전축(211)과 연결하는 연결 부재(212)와, (b) 상부 및 하부 표면들 사이의 홈(groove)(217)을 포함하는 바퀴 내지 디스크 부(213) 및 (c) 디스크 부(213)의 하부 표면에 부착되는 원뿔형 부재(214)를 가진다. 도 2b는 또한 한 세트의 관통공들(216)을 보이는데, 상부 하우징(202)을 하부 하우징(201)에 고정하기 위해 고정 스크류들이 그들을 통과하여 제공되어, 상부 하우징(202)에서의 대응하는 나사공들과 결합될 수 있다. 원뿔형 부재(214)는 하부 하우징(201)의 개구(215)에 삽입된다. 개구(215)는 슬러리 저장고(205) 내측으로 개방된다.
상부 하우징(202)의 정면 개구(310) 방향으로부터 본 슬러리 분배기(104)의 정면도가 도 3a에서 제공된다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 두 개의 부분벽들(partial walls)(301a,301b)이 상부 하우징(202)의 천장으로부터 제공된다. 부분벽들(301a,301b)은 슬러리 분배기(104)로부터의 슬러리 분무의 각도를 제한하기 위하여 제공된다.
슬러리 분배기(104)의 작동이 도 3b 및 도 4와 관련하여 설명된다. 도 3b는 상부 하우징(202)의 천장으로부터 본 슬러리 분배기(104)의 도이고, 도 4는 슬러리 분배기(104)의 종단면도이다. 작동하는 동안, 모터(203)는 바퀴 조립품(210)을 소정의 속도(예들 들어, 분당 2000 내지 3000 회전)로 회전시킨다. 모터의 요망되는 작동 속도는 분배가 요구되는 슬러리의 양에 의해 주로 결정된다. 일반적으로, 더 빠른 속도가 더 많은 양의 슬러리를 분배한다. 실제 요구되는 속도는 경험적으로 결정될 수 있다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 작동 속도에서, 슬러리의 흐름이 슬러리 저장고(205)로부터, 원뿔형 부재(214)의 표면에서 생성되는 경계층 때문에, 원뿔형 부재(214)의 측벽을 따라 뻗어 올라가도록 강제된다. 이 슬러리의 흐름은 디스크 부(213)의 하부 표면에 걸쳐 계속되고 홈(217)내로 들어간다. 회전 바퀴 조립품(210)의 원심력이 홈(217)으로부터의 슬러리를 상부 하우징(202)의 개구(310)를 통하여 슬러리 분배기(104)로부터 분무한다. 홈(217)의 벽들에 의해 형성된 디스크 부(213)의 날카로운 가장자리들은 분무를 수직방향으로 얇은 층에 제한하는데 소용된다.
이 실시예에서, 원뿔형 부재(214)의 경사진 측벽들은 디스크 부(213)로부터 100°기울어져 있다. 상술한 바와 같이, 벽들(301a,301b)은 슬러리의 분무를 횡방향으로 제한하여 도시된 소정의 각도 Φ로 국한시킨다. 이 각도의 크기, 따라서 벽들(301a,301b)의 길이는 경험적으로 결정된다. 슬러리 분배기(104)로부터 흘러나오는 슬러리(예를 들어, 하우징들의 벽들에 의해 잡힌 슬러리)는 낭비를 막기 위해 모여서 재순환될 수 있다.
본 발명의 두 번째 실시예에 따르면, 두 개의 바퀴를 사용하는 슬러리 분배기가 제공된다. 슬러리 분배기(124)는 한 쌍의 빠르게 역방향 회전하는 바퀴들로부터 슬러리의 미세한 흐름을 분무한다. 도 5 는 슬러리 분배기(124)의 정면을 동일 크기로 본 도를 제공한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 슬러리 분배기(124)는 전면(220)의 뒤에 위치된 바퀴 하우징(240)으로의 개구들(225)을 가진 전면(220)을 포함한다. 바퀴 하우징(240)에서의 개구들은 전면(220)에서의 개구들(225)과 정렬된다. 바퀴 하우징(240)의 내부는, 하우징 내부 저면의 슬러리 저장고 슬롯들(248) 위쪽에 위치하는, 두 개의 바퀴들(250)을 포함한다.
도 6a 및 도 6b에서의 슬러리 분배기(124)의 배면을 보인 도를 참조하면, 바퀴 하우징(240)의 외부가 도시되어 있다. 바퀴 하우징(240)은 슬러리 도입(inlet) 라인들(340)에 연결되며, 슬러리 도입 라인들은 작동하는 동안 슬러리 분배기(124)에 슬러리의 연속적인 공급을 제공하기 위하여 슬러리 공급 라인들(미도시)에 연결된다. 공급 라인들에 슬러리를 제공하기 위하여 페리스톨릭 펌프(peristolic pump)가 사용될 수 있다. 한 쌍의 가변 속도 모터들(320)이 바퀴 하우징(240)의 상측에 위치된다. 모터들(320)은 직류 모터인 것이 바람직하다. 모터들(320)은 아래로 연장되는 회전축을 구비하며, 상기 회전축은, 도 7에 도시된 바와 같은, 바퀴들(250) 상부의 슬롯(251)에 끼워진다. 바퀴들(250)의 저부는 원뿔형 부(252)이다. 디스크 부(253)는 상기 원뿔형 부의 상측에 위치된다. 바퀴 하우징(240)의 바닥에 있는 두 세트의 슬러리 저장고 슬롯들(248)이, 바퀴가 제거된 상태의 바퀴 하우징의 상면도를 제공하는, 도 8에서 보여진다. 작동하는 동안, 바퀴들(250)은 원뿔형 부(252)의 바닥점이 슬러리 저장고 슬롯들(248)의 중심 교차점들(249)에 위치되도록 놓여진다. 슬러리 저장고 슬롯들(248)의 그 디자인은 슬러리의 사용을 유리하게 최소화한다.
슬러리 분배기(124)의 작동이 도 9와 관련하여 기술된다. 도 9는 바퀴 하우징(240) 내부의 천장으로부터 본 슬러리 분배기(124)의 도이다. 작동하는 동안, 모터들(203)은 바퀴들(250)을 반대 방향(610)으로 소정의 속도(예를 들어, 분당 3000 내지 6000 바퀴)로 회전시킨다. 이것은 슬러리 분포 화살표들(620)로 보여진 바와 같이 겹치는 슬러리 분무를 제공한다. 모터의 바람직한 작동 속도는 주로 분배가 요구되는 슬러리의 양과 요망되는 분포 패턴에 의해 결정된다. 일반적으로, 더 빠른 속도는 더 많은 양의 슬러리를 분배하고 분포의 중심에서 보다 큰 겹침을 제공한다. 그러나, 안개낌(misting)을 줄이기 위해 더 큰 방울(droplet) 크기가 요망됨에도 불구하고, 더 빠른 속도는 또한 더 작은 방울 크기를 낳게된다. 바람직한 속도는 유동율(flow rate)과 방울 크기 사이의 균형(흥정)으로서 경험적으로 얻어질 수 있다. 슬러리 공급 라인들(340)을 통해 슬러리를 공급하는 전형적인 율은 약 450 ml/min 이다.
작동 속도에서는, 슬러리의 흐름이 슬러리 저장고 슬롯들(248)로부터, 바퀴들(250)의 원뿔형 부(252) 표면에 생성된 경계층에 기인하여, 원뿔형 부(252)의 측벽을 따라 뻗어 올라가도록 강제된다. 슬러리의 흐름은 바퀴들(250) 디스크 부(253)의 하부 표면에 걸쳐 계속된다. 회전하는 바퀴(250)의 원심력은 슬러리 분배기(104)로부터 바퀴 하우징(240)의 개구를 통과하여 슬러리를 분무한다. 바퀴들(250)의 디스크 부의 날카로운 가장자리들은 분무가 수직방향으로 얇은 층에 국한되도록 하는데 소용된다.
이 실시예에서, 원뿔형 부(252)의 경사진 측벽들은 디스크 부(253)로부터 약 120°기울어져 있다. 전면(220) 개구(225)의 형태 및 그에 대응하는 바퀴 하우징(240)에서의 개구의 형태가 슬러리 분포의 횡방향 폭을 결정한다. 바퀴 하우징(240)과 바퀴들(250)은 폴리프로필렌, 불화폴리비닐라이덴(PVDF), 키나르(Kynar),노출된 표면에 테프론 코팅된 임의의 재료, 또는 슬러리에 불활성인 임의의 다른 재료(예를 들어, 단단한 플라스틱)로부터 만들어질 수 있다. 부속품들(fittings)은 일반적으로 테프론이다. 아래에서 논의되는 배수로들과 공급 라인들은 일반적으로 테프론 또는 PVDF로 만들어진다. 바퀴 하우징(240) 내부의 모든 모서리들은, 아래에서 기술하는 바와 같은, 슬러리 분배기(124)의 세척을 용이하게 하기 위하여 곡선처리된다.
슬러리 분배기(124)는 또한 바퀴 하우징(240) 내부의 세척을 허용하기 위하여 닫힐 수 있는 활주문(230)을 포함한다. 활주문(230)은, 도 6a 및 도 6b에 보여진, 공기 실린더 하우징(235) 내에 감싸지는 공기 실린더(335)에 의해 동작한다. 세척하기 위한 물은 물 도입 라인들(343)로부터 공급된다. 바퀴 하우징(240)은 슬러리 배수 밸브들(243)에 연결된 슬러리 배수 라인들(242)을 통하여 배수된다. 일반적인 작동에서, 바퀴 하우징(240)은 각각의 웨이퍼 연마 사이에 작업자의 개입 없이 세척된다.
활주문(230)은 또한 부착된 한 쌍의 홈통들(gutters)(332)을 포함한다. 홈통들(332)은 비닐 힌지들을 가지며 플라스틱으로 만들어진다. 활주문(230)이 닫히는 때는, 홈통들(332)은 안쪽으로 접히고 물 도입 라인들(343)로부터 공급된 물에 의해 세척된다. 활주문(230)이 개방되는 때는, 홈통들(332)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 전면(220)의 개구들(225) 위로 횡방향으로 연장되어, 전면(220) 아래로 흐르는 임의의 액체로부터 바퀴 하우징(240) 내부를 보호한다.
슬러리 분배기(124)의 일반적인 작동 동안, 물이 전면(220) 아래로 흐른다. 활주문(230)과 홈통(332)은 바퀴 하우징(240)의 내부 및 외부가 교차 오염(cross contamination) 없이 유리하게 세척되도록 허용한다. 다시 말해, 바퀴 하우징(240) 내부로부터의 슬러리는 연마 벨트(101)에 부착된 연마 패드 위에 세척되는 것이 방지되며, 외부 세척은 바퀴 하우징(240) 내부의 슬러리를 희석시키는 것이 방지된다.
본 발명의 세 번째 실시예는 연마 벨트가 수직으로 장착되지만 수평방향으로 이동하는 연마 장치(예를 들어, 연마 패드(101) 평면상에 90°인 회전 CMP 장치(100)를 생각할 것)와 더불어 사용되기에 적합하다. 그러한 연마 장치를 위한 슬러리 분배기에서의 회전 바퀴는, 도 1a 및 도 1b의 슬러리 분배기(104)에서의 회전 바퀴(수평면에서 회전하는)와 달리, 수직면에서 회전한다. 명백하게, 그러한 장치에서는, 슬러리를 뽑아내는 저장고가 도 4의 저장고(205)와 같은 방식으로 제공될 수 없다. 도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 이 세 번째 실시예를 구현하는데 적합한 슬러리 분배기(500)의 종방향 및 횡방향 단면도이다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 슬러리 분배기(500)는 하우징(505)의 측면에 있는 개구(507)로부터 슬러리 흐름을 분무한다. 하우징(505)내에 수용되는 구성요소 바퀴 조립품(503)은 하우징(505) 외부에 위치하는 가변 속도 모터(502)에 연결된 축(504)에 의해 회전된다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 구성요소 바퀴 조립품(503)은 하우징(505)의 바닥에 위치되는 슬러리 저장고(506)에 부분적으로 잠겨서, 구성요소 바퀴 조립품(503)이 축(504)에 의해 참조번호 503으로 나타내어진 방향으로 회전될 때 슬러리가 회전하는 구성요소 바퀴 조립품(503)에 의해 운반되어 원심력에 의해 하우징(505)의 개구(507)로부터 분무되도록 된다. 저장고(506)의 부분벽(501a)과 측벽(501b)은 도 3a 및 도 3b의 슬러리 분배기(104)에서의 측벽들(301a,301b)과 실질적으로 같은 방식으로 분무 각도 Φ를 국한시키는데 소용된다.
위의 상세한 설명은 여기에서 기술된 특정한 실시예들을 보이기 위하여 제공된 것이고 제한적인 것으로 의도되지는 않는다. 본 발명의 범위 안에서 많은 변화들과 수정들이 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 CMP 장치에 의하여 설명되고 있으나, 본 발명은 임의의 연마 장치와 함께 사용되기에 적합하다. 본 발명은 아래의 청구범위에 의해 한정된다.
상기한 바와 같은 구조로 되는 본 발명에서는 회전하는 바퀴의 원심력에 의해 슬러리를 저장고로부터 끌어올려 분무하도록 되므로, 노즐로부터 슬러리를 분사하는 종래의 설비 하에서의 문제점 즉, 슬러리로부터의 침적물이 노즐들을 막을 수 있고, 그에 따라 고르지 못하고 정확하지 못한 배급이 야기되며, 어떤 상황에서는, 고르지 못하고 정확하지 못한 슬러리 배급에 의해 균일한 연마가 이루어지지 못하고 과도한 열로 인해 웨이퍼에 더욱 심한 손상이 가해지기도 하는 문제점이 해결된다. 또한, 가변 속도 모터의 회전 속도를 조절하는 등으로 분무되는 슬러리의 양을 용이하게 조절하는 것이 가능하다. 또한, 슬러리 분배 장치를 세척하는 수단이 제공된다.

Claims (16)

  1. 제 1 개구를 가지는 하우징과;
    슬러리를 담기 위하여 상기 하우징 내부에 제공되는 제 1 저장고와;
    제 1 회전기구와;
    상기 하우징 내부의 제 1 바퀴 조립품을 포함하는 슬러리 분배기로서;
    상기 제 1 바퀴 조립품은 회전하기 위하여 상기 제 1 회전기구와 맞물리고, 상기 제 1 바퀴 조립품은 제 1 디스크 부와 상기 저장고로부터 상기 제 1 디스크 부로 슬러리를 운반하기 위한 제 1 도관을 포함하며, 상기 제 1 바퀴 조립품이 회전할 때 슬러리의 흐름이 상기 제 1 도관 상측으로 강제되어 상기 제 1 디스크 부로 가서 상기 제 1 디스크 부에 의해 상기 제 1 개구를 통과하여 분무로 분배되도록 되는 슬러리 분배 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 바퀴 조립품의 상기 제 1 도관은 상기 제 1 저장고 내부로 삽입되는 원뿔형 부재를 포함하는 슬러리 분배 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 디스크 부는 상기 디스크 부의 주위를 따른 홈을 포함하는 슬러리 분배 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회전기구는 가변 속도 모터를 포함하는 슬러리 분배 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 바퀴 조립품과 상기 하우징은 상기 슬러리에 대해 화학적으로 불활성인 재료를 포함하는 슬러리 분배 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 재료는 불화폴리비닐라이덴(PVDF)을 포함하는 슬러리 분배 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 재료는 폴리카보네이트를 포함하는 슬러리 분배 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 재료는 폴리프로필렌을 포함하는 슬러리 분배 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 재료는 테프론 코팅을 포함하는 슬러리 분배 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 분무를 소정 각도로 한정하기 위해 상기 하우징 내부 상기 개구 근방에 제공되는 벽부를 추가적으로 포함하는 슬러리 분배 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 저장고 내부로 슬러리의 연속적인 공급을 제공하기 위한 제 1 슬러리 도입구를 추가적으로 포함하는 슬러리 분배 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은 제 2 개구를 추가적으로 포함하고, 상기 슬러리 분배 장치는:
    슬러리를 담기 위하여 상기 하우징 내부에 제공되는 제 2 저장고와;
    제 2 회전기구와;
    상기 하우징 내부의 제 2 바퀴 조립품을 추가적으로 포함하며;
    상기 제 2 바퀴 조립품은 회전하기 위하여 상기 제 2 회전기구와 맞물리고, 상기 제 2 바퀴 조립품은 제 2 디스크 부와 상기 저장고로부터 상기 제 2 디스크 부로 슬러리를 운반하기 위한 제 2 도관을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 바퀴 조립품이 회전할 때 슬러리의 흐름이 각각 상기 제 1 및 제 2 도관 상측으로 강제되어 상기 제 1 및 제 2 디스크 부로 가서, 상기 제 1 및 제 2 디스크 부에 의해 상기 제 1 및 제 2 개구를 각각 통과하여 분무로 협동적으로 분배되도록 되는 슬러리 분배 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 회전기구들은 상기 제 1 및 제 2 바퀴 조립품들을 반대 방향으로 회전시키도록 작동되는 슬러리 분배 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 열림 및 닫힘 위치를 가지는 활주문으로서 닫힘 위치에서는 상기 활주문이 상기 하우징의 제 1 및 제 2 개구를 덮도록 되는 활주문과;
    상기 활주문을 작동시키는 공기 실린더와;
    상기 하우징에 세척수를 제공하기 위한 물 도입 라인들을 추가적으로 포함하는 슬러리 분배 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 세척 후 상기 하우징을 비우기 위한 배수 라인들과 배수 밸브들을 추가적으로 포함하는 슬러리 분배 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 활주문에 부착되는 홈통으로서 상기 활주문이 열림 위치에 있는 때는 상기 제 1 및 제 2 개구들 위로 돌출하는 홈통을 추가적으로 포함하는 슬러리 분배 장치.
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