KR19990045035A - 모듈형 웨이퍼 연마 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 연마장치는 모듈 프레임; 프레임에 대하여 회전할 수 있고, 연마 패드 조립품을 포함하는 적어도 하나의 수직방향 벨트 횡단부를 가지는 벨트; 상기 프레임 내에 있고, 상기 벨트 횡단부와 병렬 및 평행한 제 1 수직위치로 이동가능한 말단부를 가지는 적어도 하나의 선회가능 웨이퍼-지지 헤드 구동장치;를 포함한다. 헤드 구동장치는, 상기 구동장치가 말단부 및 지지된 웨이퍼를 벨트 횡단부와 접하는 수직 연마위치내로 이동시키는 동안, 헤드 구동장치의 말단부 상에 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 캐리어를 포함한다. 웨이퍼-지지 말단부가 회전하고 나란히 쓸려갈 때, 지지-웨이퍼를 연마 패드 조립품에 접촉하도록 압력을 인가한다. 연마 후에는, 구동장치가 역으로 작동하고, 헤드 구동장치는 벨트 횡단부로부터 멀어져 수평 또는 다른 방향으로 선회되고, 그 후에 연마된 웨이퍼가 제거된다. 다중 모듈이 그들 사이의 로봇경로와 끝과 끝을 이은 상태 또는 나란히 배치됨으로써, 연마되지 않은 웨이퍼를 장착하고, 연마된 웨이퍼를 가죽으로 닦는 버핑 스테이션(buffing station), 카세트 또는 다른 처리 스테이션으로 하역한다.

Description

모듈형 웨이퍼 연마 장치 및 방법

본 발명은 웨이퍼 연마 장치에 관한 것으로, 특히 벨트형 연마기(polisher)를 구비하고 모듈 형태로 배치되는 반도체 웨이퍼 연마 장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼용 화학-기계적 연마 장치는 공지의 기술이고 미국 특허 No. 5,593,344 및 여기에 참조된 특허에 따라 정형화 되어 있다. 일반적으로 이러한 장치는 소비자의 특정한 요구 및 설비 분야에 따라 주문생산된다. 또한, 종래의 연마 장치가 모두 그런 것은 아니지만, 반도체 웨이퍼가 수평위치에 있고 즉 웨이퍼가 수평 테이블 또는 수평 벨트부에 수평으로 위치되고 아래로 향하는 힘이 웨이퍼의 상측에 가해지는 동안에 종래의 연마 장치 대부분이 연마 과정을 수행한다. 이는 대개, 웨이퍼가 슬러리-포함 연마플래튼 또는 벨트에 접하도록 웨이퍼에 힘을 가하기 위하여, 제 1플래튼 또는 웨이퍼와 함께 아래로 이동하는 웨이퍼 캐리어에 의하여 수행된다.

반도체 공정에서의 화학-기계적 연마(CMP)에서는 웨이퍼 표면으로부터 최고점을 제거하여 상기 표면이 연마 된다. CMP 동작은 부분 처리된 웨이퍼상에서 수행된다. 일반적으로 웨이퍼는 결정 실리콘 또는 거의 원형인 웨이퍼를 형성하는 또 다른 반도체 재료로 형성된다. 일반적인 기준에 따라 처리되거나 부분적으로 처리된 웨이퍼는 연마 준비가 되면 유리, 이산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 유전재료로 된 상단층 또는 금속층이, 상기 웨이퍼의 표면에 높이가 대략 4000-10,000Å이고 국부적으로 기하학적인 모습을 보이고 패터닝된 하나 이상의 층상에 형성된다. 연마 공정은 국부적인 형상을 부드럽게 함으로써, 이상적으로는 웨이퍼로부터 형성될 칩 영역의 크기 전체에 걸쳐 상기 웨이퍼의 표면이 편평하고 평탄화 된다. 현재에는 전체 칩 영역에서 약 1500-3000Å의 허용공차(tolerance)로 웨이퍼를 국부적으로 평탄화하는 방법이 시도되고 있다.

종래의 벨트형 연마기는 미국 특허No. 5,593,344에 따른 도 1에 도시된 바와 같이, 연마 패드를 운반하는 벨트, 웨이퍼가 수평으로 탑재되는 웨이퍼 캐리어 헤드와, 웨이퍼 아래 벨트의 수평부분을 지지하는 지지 어셈블리를 포함한다. CMP에서, 연마 패드는 슬러리로 코팅되거나 분무되고, 구동 시스템은 상기 벨트를 회전시킨다. 상기 캐리어 헤드는 상기 웨이퍼를 연마 패드에 접촉시켜, 회전하는 상기 연마 패드는 상기 웨이퍼의 표면에 슬라이딩 된다. 상기 슬러리의 화학 반응과 상기 웨이퍼의 표면에 대한 상기 연마 패드의 기계적인 반응은 상기 표면으로부터 물질을 제거시키는 역할을 한다. 미국 특허 No. 5,593,344 및 미국 특허 No. 5,558,568은 벨트를 지지하기 위하여 정압(hydrostatic) 액체 베어링을 이용하는 CMP 시스템을 개진하고 있다. 반도체 공정에 필요한 허용공차까지 표면을 연마하기 위하여, CMP시스템은 일반적으로 웨이퍼를 가로질러 균일한 압력으로 연마 패드를 웨이퍼에 가하는 시도를 하게 되며, 이에 따라, 균일한 연마를 제공하는 방법 및 구조를 제공하게 된다.

또한, 종래의 기술에 따른 연마 장치는 점차적으로 로봇에 의한 로딩 및 언로딩 시스템에 따라 자동화되고 있기 때문에, 로봇 시스템의 복잡한 공정을 줄이고, 각각의 단위 동작에 대한 경과 시간을 최소화하며, 이에 따라 로봇 시스템과 연마 장치의 효율을 증대시키는 것이 바람직하게 되었다. 모든 생산에 실제로 적용될수 있도록 적은 비용으로 넓은 범위의 설비공간에 적합한 표준 연마 장치를 제공해야할 필요성 또한 대두되었다.

도 1은 모듈형 웨이퍼 연마 모듈의 측면 사시도이다.

도 2는 도 1의 평면도이다.

도 3A는 모듈의 일실시예를 도시한 블록도이다.

도 3B는 모듈의 제 2실시예를 도시한 블록도이다.

도 3C는 모듈의 제 3실시예를 도시한 블록도이다.

도 3D는 모듈의 제 4실시예를 도시한 블록도이다.

도 4는 셔틀 및 관련 가장자리 그리퍼와 웨이퍼 스테이징/린싱기구를 도시한 사시도이다.

도 5는 연마 위치의 헤드 구동장치의 두가지 형태를 도시한 사시도이다.

도 6은 웨이퍼 이송 위치에서의 스위프(sweep) 헤드 구동장치와, 다른 웨이퍼 연마 및 웨이퍼 이송 위치에서의 스윙 헤드 구동장치를 도시한 사시도이다.

도 7은 상기 웨이퍼 이송 위치에서의 스위프형 헤드 구동장치를 도시한 후면 사시도이다.

도 8은 상기 연마 위치에서의 스위프형 헤드 구동장치를 도시한 후면 사시도이다.

도 9는 스윙 헤드 구동장치 어셈블리를 도시한 측면 사시도이다.

도 10은 웨이퍼 처리 로봇을 포함하는 모듈 시스템 배치를 도시한 간략한 평면도이다.

도 11은 그리퍼 세그먼트와 핑거를 도시한 배면 사시도이다.

본 발명은 단부가 인접한(end-to-end) 구성 또는 나란한(side-by-side) 구성 또는 단부가 인접하면서 동시에 나란한 구성으로, 하나 이상의 장치에 기여하는 적당하고, 비교적 간단한 로봇 시스템과 통합되는 몇 개의 중복 장치를 이용하는 모듈형 웨이퍼 연마(또는 버핑;buffing) 장치에 관한 것이다. "중복(duplicate)"이라는 단어가 이용되지만, 예를 들어 하나의 연마 단계가 버핑 단계와는 다른 연마 통로를 포함할 수 있다는 점에서 장치마다 약간의 변화가 있을 수 있다는 것으로 이해될 수 있다. 기본적으로 각각의 모듈은 서로 99%이상 서로 동일하다. 상기 모듈의 수와 위치는 생산의 필요성과 설비 공간에 따라 사용자가 정할수 있다.

바람직한 일실시예에서, 상기 웨이퍼는 로딩 및 언로딩을 위하여 취급되는 동안에는 수평 방향으로 존재하고, 연마 (또는 버핑)이 진행되는 동안에는 수직 방향으로 존재한다. 따라서, 상기 로봇 또는 그 웨이퍼-지지 단부 작동체는 상기 웨이퍼를 수직으로 회전시킬 필요가 없어서, 상기 로봇 시스템에서 웨이퍼 회전 동작이 제거되고, 따라서 상기 로봇 시스템을 단순화시킨다. 대신에 웨이퍼-장착 및 지지 헤드 구동기구, 셔틀기구 및 스테이징(staging)/린싱(rinsing)기구를 이용하여 수평 방향의 웨이퍼를 제거하며, 여기서 상기 헤드 구동장치 기구는 연마 또는 버핑 동작을 위하여 탑재된 웨이퍼를 따라 수직방향으로 90도 회전된다. 각각의 모듈은 프레임으로 둘러 싸이고, 콤팩트하며 두 개 또는 네 개 또는 그 이상의 연마 또는 버핑 헤드 및 어셈블리를 수용하거나 탑재할수 있다.

수직 연마 장치는 따라서 하나 또는 그이상의 웨이퍼를 선형 이동 로봇에 의하여 웨이퍼 카세트로부터 스테이징/린싱기구까지 전달한다. 특히 웨이퍼-가장자리 그리퍼(gripper)를 구비한 셔틀 기구는 연마 예정인 웨이퍼를 로딩하거나 연마된 웨이퍼를 언로딩하도록 안쪽으로 이동한다. 상기 셔틀 기구는 상기 스테이징/린싱 기구와 수평 방향의 단부를 구비한 헤드 구동장치의 사이에서 이동한다. 수평 웨이퍼는 일반적으로 진공 부착에 의하여 이러한 말단부상에 로딩되고 지지된다. 상기 헤드 구동장치는 선회(기울임)되고 90도 회전하여 수용된 웨이퍼를 수직방향으로 또한 기울인다. 상기 헤드(및 웨이퍼)는 이에 따라 선형 및 수평으로 이동되어 수직 횡단부의 연마 패드 또는 연속 이동 벨트의 일부분에 압착되고, 또한 적절한 미세 연마 슬러리를 이용하여 상기 웨이퍼 표면을 연마하거나 버핑한다. 연마 및 버핑 동작은 연마제 없이 이온화 되지 않은 물 또는 다른 액체를 사용한다는 점 및 연마 패드의 재료, 보풀(nap), 상기 벨트 및 헤드 구동장치의 속도 및 압력을 각각 선택한다는 점을 제외하고는 유사하다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 그리퍼는, 웨이퍼 접촉이 단지 상기 웨이퍼의 외주가장자리에서 이루어지는 상태에서 상기 로봇에 의하여 전달된 웨이퍼의 단순 이송을 가능하게 한다. 상기 그리퍼는 상기 웨이퍼의 전면 또는 배면과 접촉하지 않기 때문에 표면 오염이 발생하지 않고 웨이퍼 표면에 만입부 또는 스크래치가 만들어지지 않는다. 또한 린스 박스를 이용하여 연마된 표면으로부터 슬러리를 린싱하고 상기 웨이퍼를 젖은 상태로 유지시켜 그렇지 않을 경우에 웨이퍼 불량(defects)을 초래할수 있는 드라이 아웃(dry-out)을 예방한다. 버핑이 진행되는 경우, 상기 로봇은 연마되거나 젖은 웨이퍼를 픽업하여, 버핑 패드와 함께 수직 방향 횡단부를 구비하는 회전 버핑 벨트에 인접한 수평 방향의 다른 헤드 구동장치로 상기 웨이퍼를 전달한다.

상기 그리퍼는 방사상으로 이동가능한 다수의 수평부재를 구비한다. 각각의 부재는 하나 이상의 고정된 매달린 핑거를 포함한다. 상기 핑거는 하나의 부재와 함께 안쪽으로 방사상으로 이동하여, 상기 핑거가 지지력을 가지고 상기 웨이퍼 가장자리와 접촉하여 압착한다. 상기 그리퍼는 상기 셔틀 기구의 일부이고, 상기 셔틀 기구가 안쪽방향으로 선형 이동하면, 가장자리-부착 웨이퍼를 가지는 상기 그리퍼는 상기 수평 헤드 기구상에 위치되며, 여기서 웨이퍼가 해제되고 헤드 구동장치의 말단상에 위치하며, 그 위에서 진공지지된다. 상기 연마 단계의 공정동안, 상기 웨이퍼와 상기 헤드의 웨이퍼-탑재 부분은 회전되어 수직으로 측부에서 측부로(side-to-side) 스위핑(sweeping)되며 이는 상기 연마 패드에서의 불완전한 상태를 균등화시키기 위한 것이다. 상기 벨트의 속도와 상기 헤드 및 웨이퍼에 의하여 상기 벨트상에 인가되는 압력은 컴퓨터의 입력으로 제어된다. 상기 헤드의 웨이퍼 장착 부분은 상기 연마 압력을 제어할 수 있도록 전체 헤드의 안쪽 및 바깥쪽으로 슬라이딩 가능하다. 상기 헤드 구동장치의 모터는 토크를 제공하여 상기 헤드의 웨이퍼 장착 부분을 회전시킨다. 장치 동작의 수직 방향성 및 선형성에 따라 사용자는 상기 웨이퍼와 연마 패드 사이에 상대적으로 높은 선속도를 제공할수 있다. 상기 헤드의 압력을 줄여 평탄화 공정에서 더 큰 효율로 물질에 대한 동일한 제거 비율을 달성할수 있다.

본 발명에서는 동시에 두 개의 웨이퍼를 연마하거나 버핑할수 있는데, 이는 서로 대향하고 연속적으로 움직이는 상기 이동 벨트의 반대되는 수직 측부로 이동가능한 두 개의 헤드를 이용하기 때문이다. 이에 따라 두 개의 웨이퍼는 상기 연마 또는 버핑 패드를 포함하는 상기 벨트의 바깥으로 향하는 마주보는 회전 횡단 부분에서 상기 벨트에 압착된다.

웨이퍼 연마 장치는 모듈 프레임과; 상기 프레임에 대하여 회전가능하고, 하나의 연마 패드 어셈블리를 구비하는 적어도 하나의 수직 방향 벨트 횡단부를 구비하는 연속 벨트와; 상기 프레임내에 구비되고 상기 벨트 횡단 부분에 평행하고 병렬되는 제 1 수직 위치로 이동가능한 말단부를 구비하는 적어도 하나의 선회가능한 웨이퍼-지지 헤드 구동장치를 포함하여 구성된다. 상기 헤드 구동장치는, 구동장치가 상기 헤드 구동장치와 지지된 웨이퍼를 상기 벨트 횡단부와 접촉하는 수직 연마 위치로 이동시키고, 상기 연마 패드 어셈블리의 지지된 웨이퍼에 압력을 작용하는 동안, 웨이퍼를 상기 헤드 구동장치의 말단부상에 지지하는 웨이퍼 캐리어를 포함한다. 연마 공정후에, 상기 구동장치는 역행되고 상기 헤드 구동장치는 상기 벨트 횡단부로부터 선회되어 나가고, 이에 따라 연마된 웨이퍼가 제거된다.

실시예

도 1 및 2는 단일 모듈의 웨이퍼 연마 장치 10를 도시하고 있고, 여러 부재가 구조 프레임 11내에 장착되어 있다. 프레임 11은 상기 모듈을 이동시키고 상기 프레임을 수평 위치시키는 다리바퀴(wheel caster) 14와 높이조정발(leveling feet) 15를 포함하는 바닥 베이스 12를 각각 구비하고 있다. 내부 연마기 프레임 16은 자유 회전하는 상부 풀리 축 21을 지지하는 한쌍의 풀리 지지부 17를 수용하고, 마운팅 19은 회전 드럼 24 및 25에 연속적으로 장착되는 연마 벨트 23를 구동하는 바닥 구동축 22을 지지한다. 구동축 22, 드럼 및 벨트 23은 타이밍 벨트 32를 구동하는 모터 26에 의하여 벨트로 구동된다. 상기 타이밍 벨트 32는 벨트 구동 인장기(tensioner) 27에 의하여 인장된다. 기체 실린더 또는 모터를 포함하는 연마 벨트 인장기 28은 상기 연마 벨트의 인장에 이용된다. 웨이퍼를 연마하는 동안, 컨디셔너라 불리는 다른 기구은, 다른 연마 물질과 여러 가지 압력과 여러 가지 진동 속도로, 제 위치(in-situ) 또는 본래 위치가 아닌 곳(ex-situ)의 상황에서 상기 연마 패드를 조절하여 연마 결과를 최적화시킨다. 컨디셔너 31와 다른 연마기 구조는 미국 출원 No. 08/965,514 (M-4983)에 개진되고 있다.

서브 프레임 29는 연마 헤드 구동장치 40(도 5 내지 9)를 위한 잠금기구 41(도시됨)를 지지하도록 제공된다. 스터브(stub) 축 42이 또한 프레임 16에 연결되고 공기 실린더 49 또는 볼 스크류같은 다른 선형 장치에 링크되어, 헤드 구동장치 40를 도 1, 5 및 8에 도시된 수직 위치로부터 웨이퍼가 연마되도록(도 6 내지 7) 로딩되는 수평위치로 선회(pivot)한다. 적하 팬(drip fan) 30은 연마 드럼 및 연마 벨트 하부로 그리고 스테이징 및 린스 기구(미도시)의 하부로 연장형성되어 상기 장치로부터 연마 슬러리 쓰레기를 받아낸다. 미국 출원 No. 08/965,067 (M-4982)에 개진된 슬러리 디스펜서 또는 종래의 기술에 따른 타입은 슬러리를 벨트 및 웨이퍼 경계(interface)로 디스펜스하는 데에 이용될 수 있다. 하나의 구동 헤드만이 도 1에 도시되어 있지만, 중복되는(duplicative) 또는 다른 구동 헤드 (도 6)가 상기 드럼 및 연마기 벨트 어셈블리의 수직의 반대편 측부에 수직으로 병렬되도록 이용될 수 있다.

우측의 하나와 좌측의 하나인 한 쌍의 셔틀 스테이션 50이 프레임 11에 연결된다. 이들 중의 하나가 도 4에 상세히 도시되어 있다. 상기 스테이션의 각각은 웨이퍼 이송 셔틀(transfer shuttle)을 제공하여, 상기 헤드 구동장치 부분이 수평 동작 위치에 있을 때 상기 헤드 구동장치의 웨이퍼 수용 부분내의 하나의 포지션 안쪽 및 바깥쪽으로 웨이퍼를 수평 및 수직으로 이동하게 한다. 상기 셔틀은 또한 로봇과 공조하여, 연마되지 않은(unpolished) 웨이퍼를 웨이퍼 카세트(도 10)로부터 스테이징/린싱 기구로도 불리는 로봇-셔틀(robot-to-shuttle) 이송 어셈블리로 운반한다. 연마 공정 후에, 상기 웨이퍼는 상기 셔틀에 의하여 린싱 세척조(rinsing bath)로 복귀되어 상기 웨이퍼로부터 슬러리를 씻어내며, 여기서 상기 웨이퍼는 로봇에 의하여 픽업되어 버핑 스테이션으로 전달되거나, 연마된/버핑된(polished/buffed) 웨이퍼 카세트 또는 하류공정 스테이션으로 직접 전달된다.

웨이퍼 가장자리-그리퍼(edge-gripper)는, 공기식 그립퍼에 의하여 안팎으로 구동되는 다수의 방사방향-이동 스테이션 세그먼트 51에 매달려 있는 핑거 53를 포함하며, 상기 핑거는 웨이퍼 가장자리와 접하기 위하여 상기 세그먼트 및 핑거가 방사상 안쪽으로 점차 이동할 때, 상기 웨이퍼의 외주가장자리를 움켜쥔다. 상기 세그멘트 51은 일반적으로 3개이고 약 80°의 원호에 걸쳐 연장 형성된다. 상기 핑거는 내부식성 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 세그멘트 (도 11)의 하방으로부터 약 10mm정도 연장된다. 상기 세그먼트는 쳄버 64에서 압축공기에 의하여 작동된다.

웨이퍼 린스 세척조 54는 상기 셔틀에 병렬 제공되어, 로봇에 의하여 버핑 스테이션 또는 다른 공정 스테이션으로 또는 버핑이 실행될 수 없을 경우에는 연마된 웨이퍼 카세트로 전달되기 전에, 연마 슬러리를 제거하도록 상기 웨이퍼는 연마된 후에 세척된다. 핑거 53을 구비한 웨이퍼 이송 어셈블리 60는 이격된 위치에서 연마된 웨이퍼 가장자리와 접촉 및 움켜잡으며, 상기 스테이징/린싱 기구위의 위치로 이동한다. 공기 실린더 61는, 상기 공기 그리퍼 62의 동작에 따라 방사상으로 그리고 바깥쪽으로 세그먼트 51을 이동시켜 상기 웨이퍼를 언로딩 링 91상으로 낯추도록 작동한다. 이에 따라 상기 언로딩 링 91 및 그위에 안착되는 웨이퍼는, 상기 웨이퍼를 담금 및 세척하도록 한 번 이상 상기 세척조의 안팎으로 수직 구동장치 56(도 4)에 의하여 하향 이동된다. 웨이퍼 스프레이 55(도 4)는 상기 웨이퍼의 연마제를 씻어내는 데에 이용된다. 외주 가장자리에서만 상기 웨이퍼와 접촉함으로써 오염을 크게 감소시킨다. 탈이온화된 물 또는 다른 액체가 있는 세척조에 웨이퍼를 저장하여 상기 로봇이 상기 웨이퍼를 픽업하기 전에 슬러리가 건조되는 것을 막아준다. 상기 웨이퍼는 스프레이 클리닝을 위하여 세척조에 보관될 수 있고, 기계적으로 세척될 수 있으며, 메가 또는 초음속 클리닝에 의하여 세척될 수 도 있으며, 상기 세척조에서 회전될수 있다.

도 4는 셔틀 스테이션 50의 동작을 도시하고 있다. 여기서, 프레임 11에 장착된 레일 58은 연장 핑거 53과 함께 전술된 세그먼트 51를 포함하는 선형으로 이동하는 가장자리 그립퍼 웨이퍼 이송 어셈블리 60를 장착시킨다. 공기 실린더 62는 상기 공기 그리퍼 62를 올리거나 내리도록 활성화된다. 상기 그리퍼 62는 웨이퍼 이송 어셈블리 60에 연결되고 챔버 64에 제공되는 공기의 힘에 의하여 방사상으로 상기 세그먼트 64를 웨이퍼 그립 또는 웨이퍼 비그립(nongrip) 위치로 이동시킨다. 연마되지 않은 웨이퍼는 로봇 70으로부터 특히 로봇 8(도 10)로부터, 상기 로봇의 단부 동작체(effector)가 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하도록 허용하는 개방 단부 로딩 링의 형태로 수용부 57로 수용된다. 상기 수용부 57 (로딩 링) 및 상기 언로딩 링 91은 일련의 플라스틱 너브(nub) 57a 및 93을 각각 포함하여, 각각의 링 표면으로부터 상기 웨이퍼를 상승시키고 상기 그리퍼에 의하여 웨이퍼 가장자리를 움켜쥐는 동작을 용이하게 한다. 이때의 상기 링은 상기 세척조위에 위치된다. 상기 링 57은, 연마된 웨이퍼가 링 91상에 위치되도록, 도 4에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 이동된다. 이러한 이동동작은 로딩 링 57에 고정된 선회(pivot) 아암 94에 의하여 제공되고 모두 모터 96에 의하여 회전되어 (화살표 97), 상기 링 57은 언로딩 링 91위로 연장된다. 상기 셔틀 어셈블리는 이동된 수용부 (로딩 링) 57상부의 위치로 이동되고, 공기 실린더 61의 동작에 의하여, 상기 연장 핑거가 상기 웨이퍼의 외주 가장자리로부터 이격된 상태로 상기 웨이퍼 위로 상기 세그먼트를 이동한다. 상기 세그멘터 51은 이에 따라, 유입구(inlet) 62a을 통하여 유입되는 압축된 공기에 따라 동작하는 상기 공기 그리퍼 62 (도 11)의 동작에 의하여 방사상으로 그리고 안쪽으로 이동되고, 상기 핑거 53는 이격된 위치에서 상기 웨이퍼 가장자리를 접촉하고 움켜쥐게 된다. 일본의 SMC사가 제작한 3-턱 파지기(3-jaws grabber) 모델 MHR 3C-15R을 이용하여 방사상으로 상기 세그먼트를 이동시킬수 있다. 상기 세그먼트와 항상 수평 방향을 취하는 웨이퍼를 포함하는 상기 어셈블리 60은, 도 6에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 회전된 상기 헤드 구동장치의 상부 위치로 (도 4의 좌측으로) 레일 58을 따라 안쪽으로 이송된다. 상기 그리퍼 61은 상기 세그먼트와 그립퍼된 웨이퍼를 상기 헤드 구동장치 40의 헤드부 43상으로 수직으로 이송하며, 여기서 상기 웨이퍼는 상기 헤드 부분 43에 진공 지지(vacuum-hold)되는 것이 바람직하다. 상기 세그멘트는 방사상 바깥쪽으로 작동되어 상기 핑거 53의 그립 동작을 해제하게 되고, 상기 세그먼트가 상승되고, 상기 어셈블리 60는 상기 레일을 따라 바깥쪽으로 (도 4의 우측으로) 이동되어, 상기 구동장치 헤드가 연마벨트에 병렬인 수직위치로 재선회할 수 있게 한다. 셔틀 동작은 역으로 반복되어, 상기 헤드 구동장치가 그 수평 방향으로 90°뒤로 회전한 후에 상기 헤드 구동장치로부터 상기 연마된 웨이퍼를 제거하게 된다. 상기 세그먼트 51에 그립-부착되고 그 위에 연마 슬러리를 포함하는 연마된 웨이퍼는 상기 레일 58을 따라 전술된 웨이퍼를 클리닝/분무하기 위한 세척조 54위의 위치로 이동된다. 연마되고 클리닝된 웨이퍼는 상방으로 이동하여 로봇 70에 의하여 픽업되고, 버핑 스테이션 90 (도 10), 또 다른 공정 스테이션 또는 연마된 웨이퍼 카세트로 운반된다. 상기 버핑 스테이션은, 연마 패드 재료, 버핑 속도 및 상기 모터구동 헤드 43에 의하여 인가되는 압력을 제외하고는, 연마 장치의 복사체(duplicate)가 될 수도 있다. 상기 어셈블리 60는 레일 위에서 종래의 공기 실린더 및 피스톤(미도시)의 의하여 상기 레일 58을 따라 구동된다. 여기서, 상기 피스톤 로드 말단부는 리드 스크류(lead-screw) 또는 다른 표준 기구에 의하여 어셈블리 60에 연결된다.

모듈 10은 여러 가지 형상으로 배치될 수 있다. 도 3A는, 로봇 70과 끝과 끝이 연결된(end-to-end) 모듈 10을 도시한다. 도 3B는, 사이에 있는 로봇 70과 측면 대 측면으로(side-to-side) 연결된 모듈 10을 도시한다. 도 3C는, 각 쌍의 나란한 모듈 사이에 있는 로봇 70을 구비하는 끝과 끝이 연결되고, 또한 측면 대 측면으로 연결되어 있는 모듈 10을 도시한다. 도 3D에 도시된 바와 같이, 클리너 또는 도량형 도구(metrology tools)와 같은 외부 지지 공정 스테이션을 위한 세 개의 모듈 10, 90과 하나의 모듈 99이 제공되고 있다. 도 3D의 구성은 도 10에서 상세히 도시되고 있으며, 여기서 로봇은 웨이퍼를 상기 연마 모듈 10중의 하나 그리고 버핑 모듈 90에 웨이퍼를 위치시킬수 있다. 연마가 수행되는 동안, 상기 로봇 70은 다른 웨이퍼를 다른 연마 모듈 10의 버핑 모듈 90에 다른 웨이퍼를 위치시킬 수 있다. 상기 로봇은 일본의 로츠사가 제공하는 모델 RR 701 L0314와 같은 로봇 시스템이 될 수 있다.

도 5는 상기 헤드 구동장치의 두 개의 실시예를 도시하고 있다. 여기서, 헤드 구동장치(이하, "스위프(sweep)" 구동장치)40는 상기 헤드 부분 43의 수직방향으로 위치되는 것으로 도시되고 있다. 간단히 하기 위하여, 상기 연마 벨트가 생략되어 있다. 상기 헤드 구동장치는 웨이퍼의 수평 언로딩 또는 로딩을 위하여 헤드 부분 43의 수평 위치로 선회가능하다. 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 스위핑 동작은 헤드 구동장치 하우징 39에 부착된 속이 빈 중공 축 38을 구동하는 볼 스크류 37 및 너트 36의 어셈블리를 통하여 모터 68 및 기어박스 67에 의하여 제공된다. 연마 위치의 핀 록(pin lock) 41은 도 5에 도시된 위치의 상기 헤드 구동장치를 지지한다. 전기 모터 66(도 8)은 컴퓨터로 제어되는 회전 속도로 회전 가능한 헤드 부분 43을 구동하고, 공기 압력은 상기 헤드 부분 43의 웨이퍼를 강제하여 벨트 23 상에 있는 연마 패드 23a(도 1에 개략적으로 도시됨)와 접촉시키는 로터리 유니언 66b을 통하여 제공된다. 베어링 80은 중공 축 38을 지지한다. 벨트 드럼 24, 25의 반대편에는 제 2 연마 시스템이 제공되어, 두 개의 웨이퍼가 동일한 벨트 및 연마 패드에 의하여 동시에 연마된다. 또한 두 개 이상의 연마 시스템이 상기 벨트의 각각의 측부에 병렬로 제공될수 있다.

제 2 시스템은 "스윙" 구동장치이고, 이는 회전 가능한 웨이퍼-지지 헤드부 83 (도 9)와 공기 실린더 84 (도 9)를 구비하는 스윙 헤드 구동장치 45를 포함하여, 상기 스윙 헤드 구동장치 45 및 헤드 부분 83을 선회핀 85주위로 회전하게 하고 상기 헤드 부분 83의 장착된 웨이퍼는 상기 연마 패드에 대항하게 회전하게 한다. 상기 헤드 및 웨이퍼 지지 동작의 상세한 설명은 미국 출원 No. 08/965,033 (M-5186)에 개진되어 있고, 여기서 상기 웨이퍼의 후방과 접촉하는 팽강가능 주머니(inflatable bladder) 18는 상기 지지된 웨이퍼를 상기 벨트의 연마 패드와 압력 접촉하게 이동시킨다.

상기 지지된 웨이퍼가 상기 벨트에 압착되는 영역 후방의 상기 벨트 후방 지지부는 미국 출원 No. 08/964,773에 개시되어 있고, 여기서는 정압(hydrostatic) 베어링이 이용되고, 미국 출원 No. 08/964,774 (M-5240)에서는 밀봉된 액체 포켓이 이용되고 있다. 상기 웨이퍼를 연마하는 동안 상기 스윙 헤드 구동장치 45는 기어 박스 및 모터 47에 의하여 상기 연마 패드에 대하여 스위핑 가능하다. 웨이퍼 연마 공정 후에, 상기 스윙 헤드 구동장치 45는 선회핀 85에 대하여 바깥쪽으로 선회되고 이에따라 연마된 웨이퍼의 로딩 및 연마 공정을 위한 다른 웨이퍼의 로딩을 위하여 도 5에 도시된 수직 위치으로부터 도 6의 굽은 점선 45a를 따라 일반적으로 90°로 도 6의 위치까지 기어 박스 및 모터 47에 의하여 스윙된다. 또한 상기 스윙 헤드 구동장치 45는 수직 방향으로 헤드 부분 83 및 구동장치 헤드 45를 위치시키도록 상기 선회핀 85주위에서 바깥쪽으로 선회된다. 이 경우, 상기 웨이퍼는 수직으로 로딩되고 언로딩된다. 필요에 따라서는 상기 웨이퍼를 수평 위치으로 위치시키도록 구현된 별도의 기구(미도시)를 사용하여 연마된 웨이퍼를 언로딩하고 연마할 다른 웨이퍼를 로딩할 수 있다.

도 7 및 8은 상기 스위프 헤드 구동장치 40의 두가지 위치를 도시하고 있다. 앞의 것은 수평 방향으로 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하기 위한 것이고, 뒤의 것은 수직 방향으로 연마하기 위한 것이다. 도 7에서, 고정된 홈이 있는 플레이트 41b의 홈의 안쪽 및 바깥쪽으로 수축가능한 잠금 핀 41a이 상기 헤드 구동장치를 연마를 위한 수직 방향으로 잠근다. 잠금 기구는 잠금 핀과 공기 또는 전기로 동작되는 연결력기구를 포함한다. 이러한 잠금 기구는 상기 웨이퍼가 연마되는 동안 헤드 구동장치의 안정성 및 견고성을 제공하게 된다. 하우징 39에 연결된 스텁(stub) 축 42은 상기 공기 실린더 49의 말단부에 연결된다. 상기 헤드 구동장치 40에 선회력을 제공하는 공기 실린더 49 피스톤 운동은, 연마 동작을 위한 도 8에 연장 형성된 것으로 도시되고, 도 7의 언로딩/로딩 동작시에는 수축되는 것을 도시되어 있다.

상기 스윙 헤드 구동장치의 상세도는 도 9에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 공기 실린더 84가 작동된 후에 아암 86이 선회 핀 85주위로 기울게 되어 상기 헤드 구동장치 45 및 헤드 부분 83을 웨이퍼 연마를 위한 수직 방향으로 회전시키고 스윙시킨다. 상기 공기 실린더 84는 상기 아암 86을 상기 선회 핀 85의 주위로, 회전 기구 84, 86, 81, 45 및 83의 틸트아웃(tilt-out) 위치까지 기울여 웨이퍼 로딩 또는 언로딩을 수행하게 된다. 모터 및 기어 박스 81은 헤드 83의 회전동작을 제공한다. 축 87과 로타리 유니언 82는 상기 헤드 83에 공기 및 다른 매개체를 제공한다. 상기 기어 박스 및 하우징 47은 구동축 48a과 하우징 85a의 하방에 부착된 U자형 고리(clevis) 49를 포함한다.

로봇 70은 도 10에 간략하게 도시되고 있다. 연마되지 않은 웨이퍼 카세트 71와 연마된 웨이퍼 수용 카세트 72는 측면이 커버된 프레임의 바깥쪽에 정상적으로 제공되고, 회전 가능한 정지 로봇 헤드 및 아암 75의 로봇 단부 동작체 74에 의한 측면 커버의 유입/유출 포트 73을 통하여 이송스테이션 9로 접근된다. 제 2 로봇 헤드 및 아암 8은 스테이션 9에서 웨이퍼를 픽업한 후에 선형으로 트랙 76을 따라 웨이퍼를 로딩 링 57상에 장착하는 위치으로 이동가능하다. 상기 로딩링 57은 상기 셔틀 시스템 50이 작동하게 되는 링 91 위의 위치(도 4) 및 연마 모듈 10안으로 회전된다. 상기 로봇 헤드 및 아암은 이에 따라 연마되거나 버핑된 웨이퍼를 버핑 모듈 90로부터 언로드시키거나 다른 웨이퍼를 상기 모듈 또는 영역 99로 픽업하여 운반하는 공정을 진행시킨다. 상기 모듈 10 또는 상기 영역 99는 웨이퍼에 쌓인 슬러리를 각각 클리닝하는 기능을 하는 하나 이상의 브러쉬 클리너 77, 회전 린스 드라이어(spin rince drier) 78 및 언로드 스테이션 79을 포함한다.

예시된 실시예에서, 장착 웨이퍼와 헤드 부분은 1 내지 100 rpm의 속도로 회전되며, 바람직한 범위는 20-60rpm이다. 일반적으로, 8" 웨이퍼에서는, 상기 웨이퍼 및 헤드 부분이 약 1-10 psi의 힘으로 상기 연마 패드에 압착된다. 또한 상기 벨트는 50 내지 600 피트/분의 범위에서 상기 벨트 표면의 선형 속도로 회전된다. 일반적인 연마 공정을 위하여, 물 슬러리가 30마노피터에서 500마노미터의 입자 크기를 갖는 이산화 실리콘의 연마 입자와 함께 이용된다.

본 발명의 실시예에 따라 전술된 내용은 설명을 위한 것이며 제한적인 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 상세한 설명에 비추어 당업자에게는 명백해 진다.

본 발명에 의한 웨이퍼 연마장치 빛 방법에 의하면, 장치 동작의 수직 방향성 및 선형성에 따라 사용자는 상기 웨이퍼와 연마 패드 사이에 상대적으로 높은 선속도를 제공할 수 있으며, 헤드의 압력을 줄여 평탄화 공정에서 더 큰 효율로 물질에 대한 동일한 제거 비율을 달성할수 있다. 또한, 본 발명에서는 동시에 두 개의 웨이퍼를 연마하거나 버핑할 수 있으며, 결과적으로 로봇 시스템의 복잡한 공정을 줄이고, 각각의 단위 동작에 대한 경과 시간을 최소화하며, 이에 따라 로봇 시스템과 연마 장치의 효율을 증대할 수 있어서, 생산에 실제로 적용될수 있도록 적은 비용으로 넓은 범위의 설비공간에 적합한 표준 연마 장치를 제공할 수 있다.

Claims (31)

1. 모듈 프레임;

   상기 프레임에 대하여 회전할 수 있고, 연마 패드 어셈블리를 포함하는 적어도 하나의 수직방향 벨트 횡단부를 구비하는 연속 벨트;

   상기 프레임 내에 있고, 상기 벨트 횡단부에 평행하게 병렬배치되는 제 1 수직위치로 이동가능한 헤드부를 구비하는 적어도 하나의 선회가능 웨이퍼 지지 헤드 구동장치(drive);

   헤드 구동장치의 헤드부 상에 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 캐리어를 포함하는 헤드 구동장치;

   지지된 웨이퍼를 상기 연마 패드 어셈블리에 맞닿도록 압력을 가하는 수단 및 헤드부와 지지된 웨이퍼를 벨트 횡단부와 접하는 수직 연마위치로 이동시키는 구동장치;로 이루어져 있고,

   연마후에 상기 헤드 구동장치가 벨트 횡단부로부터 멀어져 헤드부로부터 연마된 웨이퍼를 언로딩하기 위한 위치까지 선회가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   연마되지 않은 웨이퍼를 수용하기 위한 그립퍼(gripper); 및,

   헤드 구동장치가 벨트로부터 멀어지도록 선회하는 경우에, 웨이퍼 수용 제 1 위치로부터 헤드 구동장치의 헤드부상에 연마되지 않은 웨이퍼를 로딩하거나 헤드 구동장치의 헤드부로부터 연마된 웨이퍼를 언로딩하기 위한 제 2 위치로, 그립퍼(gripper) 및 연마되지 않은 웨이퍼를 구동장치로 이동시키기 위하여 상기 프레임과 연계되어 있는 셔틀;을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 셔틀은 프레임에 부착된 레일을 포함하고, 상기 그립퍼(gripper)은 연마되지 않은 웨이퍼를 헤드 구동장치의 헤드부상에 장착시키기 위하여 수직으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 위치로부터 제 2 위치로 뻗어 있는 선형 수평 레일;

   상기 제 1 위치에 인접하는 웨이퍼 이송(transfer) 어셈블리;

   제 1 위치 인접부분으로부터 제 2 위치 인접부분으로 레일을 따라 이동가능한 웨이퍼 운반(conveying) 어셈블리;을 추가로 구비하며,

   상기 웨이퍼 운반 어셈블리은, 이송 어셈블리으로부터 제 2 위치 근처의 헤드 구동장치로 이송 및 운반되는 웨이퍼의 외주 가장자리를 잡기 위하여 수직 및 방사방향으로 이동가능한 그립퍼(gripper)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 이송 어셈블리는 연마되지 않은 웨이퍼를 수용하기 위한 이송 수용부(receiver)를 포함하고, 상기 이송 수용부는 연마되지 않은 웨이퍼의 가장자리를 잡기 위한 그립퍼(gripper)쪽으로 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 그립퍼는 방사방향으로 이동가능한 일련의 세그먼트(segment)를 포함하고, 상기 세그먼트는 그에 매달려 있는 가장자리-접촉 핑거를 구비하며, 그립퍼는 이송 수용부내에서 연마되지 않은 웨이퍼 위에 상기 세그먼트를 위치시키기 위한 수직 선형 구동장치를 포함함으로써, 상기 핑거가 연마되지 않은 웨이퍼의 위주 가장자리로부터 방사방향으로 떨어져 있게 되고, 상기 세그먼트는 안쪽으로 방사방향 이동가능 함으로써, 핑거가 웨이퍼 외주 가장자리상의 분리된 위치에서 연마되지 않은 웨이퍼를 움켜쥐는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 그립퍼 세그먼트 및 핑거는 연마되지 않은 웨이퍼를 수평으로 상기 헤드 구동장치 상에 배치시키기 위하여, 헤드 구동장치 위치에서 방사방향 바깥쪽으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 그립퍼는 헤드 구동장치 및 지지된 비연마 웨이퍼가 웨이퍼 연마용 연마장치내의 수직 위치로 선회할 수 있도록, 상기 제 2 위치로부터 멀어져 레일을 따라 이동하고, 그립퍼는 웨이퍼 연마 및 헤드 구동장치의 수평방향 재선회에 이어서 제 2 위치로 복귀하며, 상기 그립퍼는 연마된 웨이퍼를 움켜잡고 레일을 따라 제 1 위치로 운반하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제 1 위치에 인접한 웨이퍼 세척조(wafer bath) 및 웨이퍼-담금 기구를 추가로 포함하며, 상기 그립퍼는 연마된 웨이퍼로부터 오염물을 제거하기 위하여 연마된 웨이퍼를 세척조 안팎으로 담글수 있는 웨이퍼-담금기구로 연마된 웨이퍼를 이동시킬 수 있도록 배치가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 웨이퍼-담금기구는 상기 세척조 내로 연장가능한 하역 링(unloading ring) 및 상기 하역 링을 세척조 내에서 위 아래로 이동시키기 위한 공기압 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 이송 수용부를 하역 링 위의 위치로 선회시키기 위하여 이송 수용부에 고정되는 선회 아암을 추가로 포함하며, 상기 이송 수용부는 단부가 개방된 링인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
12. 제 2 항에 있어서,

    상기 헤드 구동장치는 벨트 횡단부로부터 수직으로 연장하는 스위핑 원호(sweeping arc)내의 수직 제 1 위치로부터 선회되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
13. 제 2 항에 있어서,

    상기 헤드 구동장치는 상기 벨트 횡단부와 평행하게 연장하는 스윙 원호(swing arc)내의 수직 제 1 위치로 선회되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
14. 제 2 항에 있어서,

    프레임 내에 있는 다수의 헤드 구동장치;

    매칭되는 수의 그립퍼 및 셔틀;

    매칭되는 수의 벨트 횡단부 및 벨트상의 연마 패드 어셈블리;을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
15. 제 2 항에 있어서,

    복수의 언급된 장치는 연마되지 않은 웨이퍼를 각각 하나의 그립퍼상에 장착하기 위하여 장치 사이 경로내에서 이동가능한 관련 로봇(robot)과 끝과 끝이 이어지고, 측면과 측면이 이어지는 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
16. 제 1 항에 있어서,

    수직으로 간격을 두는 한 쌍의 드럼(drum)을 추가로 포함하며, 상기 벨트의 내부 표면은 각각의 상기 드럼과 접촉하고, 상기 드럼중 하나는 벨트를 회전시키기 위하여 회전구동되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 헤드 구동장치는 벨트 횡단부로부터 수직으로 연장하는 스위핑 원호(sweeping arc)내의 수직 제 1 위치로부터 선회되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
18. 제 1 항에 있어서,

    상기 헤드 구동장치는 상기 벨트 횡단부와 평행하게 연장하는 스윙 원호(swing arc)내의 수직 제 1 위치로 선회되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는

    로봇 및 셔틀을 추가로 구비하며, 상기 로봇은 연마되지 않은 웨이퍼를 셔틀로 운반하기 위하여 이동가능하고, 셔틀은 연마되지 않은 웨이퍼를 상기 헤드부로 이동시키며, 모든 경우에서 상기 연마되지 않은 웨이퍼는 수평방향을 하고 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
20. 제 1 항에 있어서,

    상기 벨트 횡단부에 평행한 방향으로 헤드부를 앞뒤로 스위핑하는(sweeping) 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
21. 제 1 항에 있어서,

    벨트의 마주보는 측 각각에 적어도 두 개의 벨트 횡단부 및, 벨트 횡단부에 대하여 선회가능하고 상기 벨트 횡단부와 동수인 웨이퍼-지지 헤드 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
22. 제 1 항에 있어서,상기 헤드 구동장치는,

    헤드 구동장치 하우징;

    헤드 구동장치 하우징 및 헤드부가 수평방향이 될 때, 연마되지 않은 웨이퍼를 장착하기 위하여 상기 하우징으로부터 연장하는 헤드부;

    헤드 구동장치 하우징 및 헤드부를 수평방향으로부터 연속하는 회전벨트의 횡단 수직부와 병렬인 수직방향으로 선회시키기 위하여 헤드 구동장치 하우징으로부터 연장하는 선회기구; 및,

    장착된 지지-웨이퍼가 연마 벨트의 횡단 수직부와 접하도록 누른 상태에서, 헤드부와 장착된 지지-웨이퍼를 회전시키기 위하여 상기 하우징 내에 있는 구동장치로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 헤드 구동장치 하우징은 벨트 횡단 수직부로부터 수깆으로 연장하는 스위핑 원호(sweeping arc)내에서 수직방향으로부터 선회되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
24. 제 22 항에 있어서,

    상기 선회기구는 상기 헤드 구동장치 하우징에 연결되는 속이 빈 중공 축와; 벨트 수직 횡단부에 평행한 방향으로 상기 헤드 구동장치 하우징을 전후로 스위핑하기 위한 볼스크류 및 너트 어셈블리;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
25. 제 24 항에 있어서,

    장착된 웨이퍼를 연마하는 동안, 상기 헤드 구동장치 하우징을 수직 방향으로 안정화시키기 위한 잠금핀(locking pin)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
26. 제 22 항에 있어서,

    수직방향 및 수평방향 사이에서 상기 헤드 구동장치 하우징을 작동시키기 위하여, 헤드 구동장치 하우징에 연결되는 외부 말단을 가지는 피스톤 로드를 구비하는 공기 실린더를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
27. 제 22 항에 있어서,

    모터 및 기어박스를 구비하며, 상기 모터 및 기어박스는 헤드 구동장치 하우징을 횡방향으로 선회시키기 위하여 선회기구를 구동하며;

    상기 기어박스와 헤드 구동장치 하우징 사이에서 연장하는 기울임 가능 아암(arm)을 추가로 구비하며, 수직방향으로부터 상기 기울임 가능 아암이 선회한 이후에, 헤드부가 연마된 웨이퍼를 언로딩하고 이어서 연마되지 않은 웨이퍼를 로딩하기 위한 방향에 있도록, 상기 기울임 가능 아암이 기울어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
28. 제 27 항에 있어서,

    기어박스 하우징;

    상기 기어박스 하우징으로부터 연장되는 구동 축;

    상기 구동 축에 연결되고, 구동 축과 선회가능하며, 상기 기울임 가능 아암을 상기 헤드 구동장치 하우징에 연결하는 선회핀(pivot pin)을 구비하는 U자형 고리(clevis); 및,

    헤드부를 하역(unloading) 방향으로 이동시키는 상기 선회핀에 대하여 기울임 가능 아암을 기울이기 위하여 상기 기울임 가능 아암에 연결되는 피스톤 말단을 가지는 공기 실린더;를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
29. 연마표면을 포함하고, 수직방향 벨트 횡단부 및 선회가능한 웨이퍼-지지 헤드 구동장치를 구비하는 연속 연마 벨트를 제공하는 단계;

    상기 구동장치를 수평방향으로 배치하는 단계;

    수평으로 향하는 웨이퍼를 헤드 구동장치 상에 위치시키는 단계;

    웨이퍼를 헤드 구동장치항에 지지하기 위하여 웨이퍼 캐리어(carrier)를 작동시키는 단계;

    지지된 웨이퍼가 상기 벨트 횡단부와 접하는 관계에 있게 되는 수직 연마 위치로 상기 헤드 구동장치를 선회시키는 단계;

    벨트가 회전하는 동안, 지지-웨이퍼가 벨트 횡단부에 접하도록 압력을 인가하는 단계; 및,

    연마가 종료한 후에, 지지-웨이퍼를 벨트로부터 이동시키고, 헤드 구동장치를 수평방향으로 선회 복귀시키며, 연마된 웨이퍼를 헤드 구동장치로부터 수평방향으로 제거하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법.
30. 제 29 항에 있어서,

    편향된(offset) 제 1 위치로부터 수평방향의 헤드 구동장치 위의 제 2 위치로 상기 연마되지 않은 웨이퍼를 수평으로 좌우로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법.
31. 제 29 항에 있어서,

    웨이퍼 캐리어를 작동시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 단계는 웨이퍼를 헤드부에 진공부착시키는 단계로 이루어지며, 압력 인가 단계 동안 헤드부 및 지지-웨이퍼를 회전하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법.