KR20000073426A - 반도체설비의 세정용 브러쉬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체장비에 사용되는 세정용 브러쉬에 관한 것으로, 원주(圓柱)형 본체의 표면에 다수의 돌기가 설치되고 중심축은 모터와 연결되도록 이루어지는 세정용 브러쉬에 있어서, 웨이퍼와 닿게 되는 상기 돌기의 표면에 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.

따라서, CMP등의 공정에서 웨이퍼 표면 연마후 웨이퍼에 잔존하는 파티클을 세정하는 과정에서 브러쉬의 홈을 형성하여 세정공정의 효율을 향상시키고 공정 소요시간을 줄이는 효과가 있다.

Description

반도체설비의 세정용 브러쉬{Brushes for cleanning used in machines for manufacturing semiconductor devices}

본 발명은 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비 등 반도체장비에 사용되는 세정용 브러쉬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CMP장비에서 일단 웨이퍼 표면을 연마하고 공정 실시 후 웨이퍼 표면에 있는 입자성 파티클 등을 제거할 때 사용되는 세정용 브러쉬에 관한 것이다.

반도체장치의 제조에 사용되는 공정 가운데 CMP공정이 있다. 여기서는 CVD(Chemical Vapour Deposition) 등을 통해 적층한 막을 화학적, 기계적인 방법으로 연마하여 제거하면서 가공면을 대략 평탄한 상태로 형성하는 공정이다. 주로 기계적인 그라인딩을 통해 공정이 이루어지며 그라인딩과 동시에 식각을 위한 물질을 공급하면서 작업을 할 수 있다. 그라인딩은 브러쉬 등을 이용하여 이루어지는데 수십 옹스트롱(Å) 단위까지 조절하면서 식각이 이루어질 수 있으므로 고집적 반도체장치의 제조에서 평탄화를 위해 많이 이용된다.

이러한 CMP 공정은 기계적인 연마가 중심작용을 이루게 되므로 그 과정에서 많은 파티클이 발생할 수 있으며 이들 파티클 대부분은 공정을 진행하면서 분사되는 세정액에 의해 제거되지만 일부는 웨이퍼 표면에 부착되어 남게된다. 따라서 공정이 이루어진 다음에 웨이퍼 전체 표면을 파티클 제거용 브러쉬를 이용하여 세정액을 분사하면서 세정하게 되다.

도1은 이러한 세정에 사용되는 브러쉬가 웨이퍼를 세정하는 상태를 개략적으로 나타낸 측면도이다. 브러쉬(10)는 부드러운 재질의 PVA 브러쉬로 전체적인 형상은 원기둥형이며 사용시에는 옆으로 눕혀져서 모터에 연결된 중심축이 도면중의 축 주위의 화살표 방향과 같이 회전하면서 공정을 진행하도록 되어있다. 웨이퍼(1)의 위쪽과 아래쪽에 모두 PVA 브러쉬가 설치되어 화살표 방향으로 평면상에서 이동하는 웨이퍼의 상하 표면을 상하에 설치된 브러쉬가 회전하면서 닦도록 되어있다. 브러쉬의 원주형 표면에는 몇 개의 열로 돌기(12)가 형성되어 있으며 주로 돌기의 턱에서 웨이퍼면에 부착된 파티클(14)을 떼어주고 밀어서 주변에서 분사되는 세정액에 의해 떼어진 파티클이 씻겨 나가게 된다.

도2는 브러쉬를 위쪽에서 내려본 개략적인 평면도이다. 브러쉬(10)의 너비는 웨이퍼의 직경보다 크게 형성되며, 돌기(12)는 열을 이루도록 형성된다. 앞열과 뒷열의 돌기는 지그재그형태가 되도록 서로 엇갈려 설치되어 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 종래의 세정용 브러쉬는 웨이퍼가 이동하면서 브러쉬가 돌 때 브러쉬에 형성된 돌기는 단순한 블럭형으로 이루어져 돌기가 웨이퍼 면에 닿을 때 돌기의 턱이 한번만 웨이퍼 면을 쓸고 지나가므로 파티클을 제거할 확률이 그만큼 떨어진다는 문제점이 있었다.

그리고 좀 더 확실하게 파티클을 제거하기 위해서는 웨이퍼를 천천히 이동시키거나 브러쉬의 회전속도를 높여 웨이퍼의 같은 위치를 브러쉬의 앞 뒷열에 설치된 돌기가 여러번 쓸고 지나가도록 해야하는데 이 경우 당연히 공정의 효율이 떨어지는 문제가 생긴다.

본 발명은 이상과 같이 브러쉬의 파티클 제거 효율을 올리기 위해서는 공정 시간이 많이 소요되고, 반면에 공정시간을 줄여 웨이퍼의 이동속도를 높이면 파티클 제거가 잘 되지 않는 문제를 개선할 수 있는 변화된 구성의 세정용 브러쉬를 제거하는 것을 목적으로 한다.

도1은 세정용 브러쉬가 웨이퍼를 세정하는 상태를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도2는 세정용 브러쉬를 위쪽에서 내려본 개략적인 평면도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 세정용 브러쉬에서 돌기부분을 확대하여 나타낸 측단면도이다.

도4는 도3에 나타난 돌기를 아래쪽에서 본 평면도를 나타낸다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 명칭

1: 웨이퍼 10: 브러쉬

12: 돌기 14,15: 파티클(particle)

16,17: 턱 18: 홈

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세정용 브러쉬는 원주(圓柱)형 본체의 표면에 다수의 돌기가 설치되고 중심축은 모터와 연결되도록 이루어지는 세정용 브러쉬에 있어서, 웨이퍼와 닿게 되는 상기 돌기의 표면에 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 돌기 표면의 홈은 돌기 표면을 이등분하는 직선형의 측면이 개방된 홈일 수도 있고 측면이 닫힌 홈이 될 수도 있다. 돌기의 재질은 본체의 재질과 같이 부드러운 PVA로 일체형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 세정용 브러쉬를 좀 더 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 세정용 브러쉬에서 돌기부분을 확대하여 나타낸 측단면도이다. 회전방향으로 하나의 돌기(12)에 두개의 턱(16,17)이 생기는 결과가 되므로 종래에 비해 파티클의 제거가능성 혹은 제거효율이 높아진다. 즉, 도면과 같이 돌기의 첫번째 턱(16)에서 닦이지 못한 파티클(15)이 새로 생성된 홈(18)이 형성하는 턱(17)에서 걸려 제거될 수 있다. 이렇게 파티클 제거의 기회가 늘어나므로 종래에 비해 공정에 소요되는 시간을 줄여 공정효율을 높일 수 있다.

도4는 도3에 나타난 돌기를 아래쪽 즉, 홈이 노출된 쪽에서 본 평면도를 나타낸다. 본 도면에서 홈은 돌기(12)와 같이 원형의 홈(18)으로 형성되어 있으나 돌기의 표면을 이등분하는 측면이 개방되는 홈을 형성할 수도 있을 것이다. 그리고 직선형의 홈을 형성할 때는 브러쉬의 회전축 방향과 동일한 방향으로 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우 브러쉬의 회전방향과 홈이 수직으로 되어 파티클을 쓸어내는 데 효율적이다. 돌기의 홈에서 중심축쪽은 내부가 부드러운 곡선을 가지도록 라운드 처리될 수도 있다.

본 발명에 따르면 CMP등의 공정에서 웨이퍼 표면 연마후 웨이퍼에 잔존하는 파티클을 세정하는 과정에서 브러쉬의 홈을 형성하여 세정공정의 효율을 향상시키고 공정 소요시간을 줄이는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 원주(圓柱)형 본체의 표면에 다수의 돌기가 설치되고 중심축은 모터와 연결되도록 이루어지는 세정용 브러쉬에 있어서, 웨이퍼와 닿게 되는 상기 돌기의 표면에 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체장비의 세정용 브러쉬.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 세정용 브러쉬의 재질은 PVA이고 상기 돌기와 홈은 원형으로 된 것임을 특징으로 하는 반도체장비의 세정용 브러쉬.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 반도체장비는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비인 것을 특징으로 하는 반도체장비의 세정용 브러쉬.