KR20010055073A

KR20010055073A - 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치

Info

Publication number: KR20010055073A
Application number: KR1019990056142A
Authority: KR
Inventors: 이성배; 김태형; 이영복
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-07-02

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치에 관한 것으로서, 본 발명의 패드 콘디셔너 세척장치는 축회전되면서 패드 상면으로 선회하는 로봇암(10)과, 이 로봇암(10)의 단부에 설치되는 가압판(12)과, 이 가압판(12)의 외주부에 설치되며 하방으로 돌출된 연마돌기(14a)를 갖는 디스크(14)로 이루어진 콘디셔너(100)의 하방에 일정간격 이격되어 있고, 내부에 공간을 갖는 콘디셔너 크린컵(20)과, 이 콘디셔너 크린컵(20) 중앙에 하방으로 관통설치된 분출관(22)을 포함하여 구성되는 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치에 있어서, 상기 콘디셔너 크린컵(20)의 내부공간에 가로막판(30)이 설치되고, 이 가로막판(30)에 상기 분출관(22)으로부터 분출되는 세척수가 콘디셔너(100)의 저면 전체로 분출될 수 있도록 다수개의 분출공(30a)이 형성되는 구성으로 되어 있다. 그리고, 브러쉬(32)와 스프레이 노즐(34)이 각각 설치되어 있어 콘디셔너(100)의 전체를 세척할 수 있고, 이에 따라 콘디셔너(100) 청결은 물론 작동상태를 원활하게 할 수 있는 효과를 얻는다.

Description

반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치{Pad conditioner cleaner of CMP system for manufacturing semiconductor device}

본 발명은 반도체 제조용 씨엠피 시스템(Chemical Mechanical Polishing System)의 패드 컨디셔너(Pad Conditioner) 세척장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패드 연마 후 오염된 콘디셔너를 깨끗이 세척시킴으로써 상기 콘디셔너가 패드 재연마시 원활히 작동되도록 하는 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 컨디셔너 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼는 1μm 이하의 연마 제거량에 대하여 평탄화 및 잔류막 두께의 균일화를 확보할 수 있어야 하며, 연마 후의 표면 평탄도는 0.01μm 이하가 요구된다.

이와 같이 반도체 웨이퍼의 평탄화 작업을 수행하기 위하여 사용되는 장비가 씨엠피 시스템(반도체 웨이퍼 연마시스템)이다.

여기서, 씨엠피 시스템은 화학적 기계적 연마를 나타내는 것으로, 화학적인 요소로는 슬러리(Slurry)라는 용액이 사용되고, 기계적인 요소로는 다운포스(Downforce)와 패드(Pad)를 사용한다.

그리고, 이러한 패드는 일정시간 웨이퍼를 연마하는 과정에서 다운포스에 의해 눌리거나 슬러리 알갱이가 패드의 연마 표면부에 끼어 연마가 제대로 이루어지지 못하게 한다.

그래서 웨이퍼 연마 도중에 간간히 패드를 연마해 줘야 하는 데, 이렇게 무디어진 패드를 연마하기 위한 장치로 패드 콘드셔너가 사용되고 있으며, 이 패드 콘디셔너는 패드 연마 후에 콘디셔너 크린컵에서 세척을 하도록 되어 있다.

이러한 패드 콘디셔너 세척장치에 대해 첨부된 도면에 의거 설명하면 다음과 같다.

도 2에서 나타난 것과 같이 종래기술의 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치는 축회전되면서 패드(도시되지 않음) 상면으로 선회되는 로봇암(10)과, 이 로봇암(10)의 단부 저면에 설치되는 가압판(12)과, 이 가압판(12)의 외주부 저면을 따라 전체적으로 설치되며 하방으로 돌출된 연마돌기(14a)를 갖는 디스크(14)로 이루어진 콘디셔너(100)와, 이 콘디셔너(100)의 하방에 일정간격 이격되어 있고 내부에 공간이 형성된 콘디셔너 크린컵(20)과, 이 콘디셔너 크린컵(20)의 중앙부에 분출관(22)이 관통설치되는 구성으로 되어 있다.

상기 로봇암(10)은 일단부가 축회전 가능하게 연결되어 있고, 그 타단부가 측부에 배치되어 있는 패드의 상면으로 축회전되는 구조로, 이 축회전되는 단부에는 패드의 상면을 가압시키는 가압판(12)이 설치되어 있다.

상기 가압판(12)은 로봇암(10)의 단부 저면에 설치되는 중공이 형성된 원판형상으로, 그 외주부가 기역자 형상으로 상방을 향해 절곡되고 이 절곡된 저면에 테두리를 따라 디스크(14)가 설치되어 있다.

상기 디스크(14)는 가압판(12)의 외주 저면에 설치되는 링형상으로 그 외주부 저면에는 패드 상면 전체를 연마하기 위한 연마돌기(14a)가 테두리를 따라 전체적으로 형성되어 있다.

상기 콘디셔너 크린컵(20)은 콘디셔너(100)가 삽입될 수 있게 내부에 일정 공간이 형성된 원판컵 형상으로, 그 중앙에는 콘디셔너(100)의 저면으로 세척수를 분출시키기 위해 분출공(20a)이 형성되고, 이 분출공(20a)의 하방으로 세척수를 공급하는 분출관(22)이 설치되어 있다.

이러한 구성의 종래기술에 따른 패드 콘디셔너 세척장치는 패드 연마작업시 로봇암(10)이 패드 상면으로 축회전되어 이동하고 나서 이 패드의 상면으로 하강하여 로봇암(10)의 단부에 설치되어 있는 콘디셔너(100)의 가압판(12)과 디스크(14)가 상기 패드의 상면에 가압되도록 한다.

이때, 상기 콘디셔너(100)의 디스크(14) 직경은 대략 패드의 반경 정도 크기로, 상기 패드의 중심점을 기준으로 하여 일측 반경에 해당되는 패드의 상면을 가압시키게 된다.

그리고, 패드는 일정속도로 회전되며 상기 패드의 상면에 가압되어 있는 디스크의 연마돌기(14a)는 패드의 상면을 긁어내면서 연마를 시작한다.

이렇게 패드를 연마하고 일정시간이 경과되면 로봇암(10)이 다시 콘디셔너 크린컵(20)으로 이동되어 콘디셔너(100)가 원위치로 복귀되며, 상기 콘디셔너(100)는 패드를 연마하는 과정에서 생겨난 패드 찌꺼기 등에 의해가압판(12)과 디스크(14)가 전체적으로 오염된 상태가 된다.

여기서, 콘디셔너 크린컵(20)으로 복귀된 콘디셔너(100)는 콘디셔너 크린컵(20)의 분출공(20a)을 통해 분출되는 세척수에 의해 세척이 이루어지고, 세척이 완료되면 다시 패드로 이동하여 재차 패드의 연마작업을 수행한다.

그러나, 이러한 구성의 종래기술에서 상기 분출공(20a)은 콘디셔너 크린컵(20)의 중앙에 형성되어 있어 이 분출공(20a)을 통해 분출되는 세척수는 콘디셔너(100)의 중앙부 저면에 해당되는 부위에만 세척을 수행하게 되며, 가압판(12)의 외주 테두리나 디스크(14)에는 세척수가 미치지 못하기 때문에 콘디셔너(100)를 냉각시키거나 또는 건조되는 것을 방지하기만 할 뿐 상기 콘디셔너(100)의 전체적인 세척이 제대로 되지 않는 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 상기 콘디셔너의 중앙부 뿐만 아니라 저면 전체에 대해 세척수가 분출되도록 하는 동시에, 상기 콘디셔너의 측면과 상면에 세척수를 분출시켜 콘디셔너를 전체적으로 세척시킬 수 있도록 하는 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 패드를 연마하는 콘디셔너와 콘디셔너 크린컵을 나타낸 일반적인 사시도이다.

도 2는 종래기술에 따른 콘디셔너 세척장치를 나타낸 개략단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 콘디셔너 세척장치를 나타낸 개략단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 콘디셔너 크린컵의 가로막판에 형성된 분출공을 나타낸 개략평면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 로봇암 12 : 가압판

14 : 디스크 14a : 연마돌기

20 : 콘디셔너 크린컵 20a, 30a : 분출공

22 : 분출관 30 : 가로막판

32 : 브러쉬 34 : 스프레이 노즐

100 : 콘디셔너

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치는 축회전되면서 측부에 놓여있는 패드 상면으로 선회하는 로봇암과, 이 로봇암의 단부 저면에 설치되어 패드의 상면을 가압시키는 가압판과, 이 가압판의 외주부 저면에 설치되며 패드를 연마하기 위해 하방으로 돌출된 연마돌기를 갖는 디스크로 이루어진 콘디셔너의 하방에 일정간격 이격되어 있고, 콘디셔너가 일정깊이 삽입될 수 있게 내부에 공간이 형성된 콘디셔너 크린컵과, 상기 콘디셔너 저면으로 세척수를 분출시킬 수 있도록 상기 콘디셔너 크린컵 중앙에 하방으로 관통설치된 분출관을 포함하여 구성되는 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치에 있어서, 상기 콘디셔너 크린컵의 내부공간에 수평방향으로 가로막판이 설치되고, 이 가로막판에 상기 분출관으로부터 분출되는 세척수가 콘디셔너의 저면 전체로 분출될 수 있도록 다수개의 분출공이 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치에 있어서, 상기 분출공은 세척수를 경사지게 분출시켜 세척수가 콘디셔너 크린컵 내부에서 와류를 형성시키도록 하는 동시에, 콘디셔너도 같이 회전되면서 세척되도록 같은 회전방향으로 일정각도 경사지게 형성됨이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치에 있어서, 상기 콘디셔너 크린컵의 내주면 일측에는 콘디셔너의 측면부를 세척하기 위해 브러쉬가 설치되고, 상기 콘디셔너 크린컵의외부 상방에는 콘디셔너가 원활하게 회전되도록 하는 동시에 이 콘디셔너의 상면을 세척할 수 있도록 스프레이 노즐이 설치됨이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 4에서 나타낸 것과 같이 본 발명에 의한 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치는 콘디셔너(100)의 하방에 일정간격 이격되어 있고, 내부에 공간이 형성된 콘디셔너 크린컵(20)의 내부공간에 가로막판(30)이 설치되며, 이 가로막판(30)의 전체면에 대해 다수개의 분출공(30a)이 형성되는 구성으로 되어 있다.

이하, 본 발명에 대한 부호의 설명 중 종래기술에서 설명된 반복되는 부호의 설명은 생략한다.

상기 콘디셔너 크린컵(20)의 가로막판(30)은 이 콘디셔너 크린컵(20)의 내부 공간 중앙부에 내주면과 밀착해서 수평하게 설치되는 원판 형상으로, 전체면에 대해 분출관(22)에서 공급되는 세척액이 콘디셔너(100)의 저면으로 분출될 수 있게 다수개의 분출공(30a)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 분출공(30a)들은 분출되는 세척액이 수류를 형성하는 동시에 콘디셔너(100)를 회전시키면서 패드의 찌거기 등을 세척할 수 있도록 각각 같은 회전방향을 향하여 일정각도(대략 60。정도)로 경사지게 형성되어 있다.

그리고, 상기 분출공(30a)들은 디스크(14)와 패드 찌꺼기가 가장 잘 끼는 부위를 향하여 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 콘디셔너 크린컵(20)의 내주면 일측에는 콘디셔너(100)의 측부를 세척할 수 있게 브러쉬(32)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 콘디셔너 크린컵(20)의 외부 상방에는 콘디셔너(100)의 상면을 세척할 수 있도록 하방으로 일정각도(대략 40。정도) 경사지게 설치된 스프레이 노즐(34)이 마련되어 있다.

이러한 구성의 본 발명에 따른 패드 콘디셔너 세척장치는 패드 연마작업시 로봇암(10)이 패드 상면으로 축회전되고, 콘디셔너(100)의 가압판(12)과 디스크(14)가 패드의 상면을 가압한 상태에서 연마작업을 수행하게 된다.

그리고, 일정시간 연마작업이 수행되고 나면 콘디셔너(100)가 원위치로 복귀되고 이 콘디셔너(100)의 세척작업이 시작된다.

상기 세척작업시 분출관(22)으로부터 분출되는 세척액은 가로막판(30)의 분출공(30a)을 통해 콘디셔너(100)의 저면으로 분출되면서 세척을 수행하게 된다.

이때 상기 세척액은 가로막판(30)의 표면을 따라 전체적으로 형성된 경사져 있는 분출공(30a)들에 의해 같은 회전방향으로 분출되는 과정에서 일방향으로 세척수의 수류를 형성시키게 되고, 이 수류에 의해 콘디셔너(100)가 함께 회전되면서 세척이 이루어지게 된다.

이렇게 콘디셔너(100)가 회전되는 동안 외주면에 설치되어 있는 디스크(14)는 콘디셔너 크린컵(20) 내주면에 설치된 브러쉬(32)에 의해 세척되고, 상기 콘디셔너(100)의 상면은 콘디셔너 크린컵(20)의 외부에 설치되어 있는 스프레이 노즐(34)에 의해 세척되어 상기 콘디셔너(100)의 전 부분이 깨끗이 세척된다.

이상에서 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치는 콘디셔너 크린컵의 내부에 가로막판을 설치하고, 이 가로막판 전체에 다수개의 분출공을 형성하는 동시에 브러쉬와 스프레이 노즐을 설치함으로써, 상기 콘디셔너의 중앙부 뿐만 아니라 저면 전체와, 측면, 상면에 대해서도 세척수를 분출시켜 콘디셔너를 전체적으로 세척시킬 수 있도록 하여 콘디셔너의 청결 및 작동상태가 원활하게 되는 효과를 얻는다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 하나의 바람직한 구체예에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체예를 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

축회전되면서 측부에 놓여있는 패드 상면으로 선회하는 로봇암과, 이 로봇암의 단부 저면에 설치되어 패드의 상면을 가압시키는 가압판과, 이 가압판의 외주부 저면에 설치되며 패드를 연마하기 위해 하방으로 돌출된 연마돌기를 갖는 디스크로 이루어진 콘디셔너의 하방에 일정간격 이격되어 있고, 콘디셔너가 일정깊이 삽입될 수 있게 내부에 공간이 형성된 콘디셔너 크린컵과, 상기 콘디셔너 저면으로 세척수를 분출시킬 수 있도록 상기 콘디셔너 크린컵 중앙에 하방으로 관통설치된 분출관을 포함하여 구성되는 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치에 있어서,

상기 콘디셔너 크린컵의 내부공간에 수평방향으로 가로막판이 설치되고, 이 가로막판에 상기 분출관으로부터 분출되는 세척수가 콘디셔너의 저면 전체로 분출될 수 있도록 다수개의 분출공이 형성됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치.
제1항에 있어서, 상기 분출공은 세척수를 경사지게 분출시켜 세척수가 콘디셔너 크린컵 내부에서 수류를 형성시키도록 하는 동시에 콘디셔너도 같이 회전되면서 세척되도록 같은 회전방향으로 일정각도 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치.
제1항에 있어서, 상기 콘디셔너 크린컵의 내주면 일측에는 콘디셔너의 측면부를 청소하기 위해 브러쉬가 설치되고, 상기 콘디셔너 크린컵의 외부 상방에는 콘디셔너가 원활하게 회전되도록 하는 동시에 이 콘디셔너의 상면을 청소할 수 있도록 스프레이 노즐이 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 씨엠피 시스템의 패드 콘디셔너 세척장치.