KR20020073440A - 폴리싱 장치 - Google Patents

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KR20020073440A
KR20020073440A KR1020020014104A KR20020014104A KR20020073440A KR 20020073440 A KR20020073440 A KR 20020073440A KR 1020020014104 A KR1020020014104 A KR 1020020014104A KR 20020014104 A KR20020014104 A KR 20020014104A KR 20020073440 A KR20020073440 A KR 20020073440A
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가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

기판을 폴리싱하기 위한 폴리싱장치는 폴리싱면을 가지는 폴리싱테이블 및 상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하고 폴리싱될 기판을 유지하는 기판유지장치를 포함한다. 상기 기판유지장치는, 기판을 유지하는 상하 이동가능한 톱링몸체 및 상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 가압되는 압력을 제어하기 위하여 상기 톱링몸체에 형성되는 기밀실로 정압 또는 부압하에서 유체를 공급하는 유체공급원을 포함한다. 상기 기판유지장치는 유체통로에서 유체의 유량을 측정하기 위하여 유체공급원과 기밀실을 상호연결하는 유체통로에 배치되는 측정장치를 더욱 포함한다.

Description

폴리싱 장치{POLISHING APPARATUS}
본 발명은 폴리싱될 기판을 잡아주고, 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하는 기판유지장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 상기 기판을 폴리싱하는 폴리싱장치에서 반도체웨이퍼와 같은 기판을 잡아주는 기판유지장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 드레싱부재를 상기 폴리싱면과 슬라이딩 접촉시킴으로써 폴리싱면을 드레싱하는 드레싱장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 상기 폴리싱장치의 드레싱장치에 관한 것이다.
반도체디바이스의 제조공정에서, 박막이 반도체디바이스상에 형성된 다음, 패터닝 또는 구멍형성과 같은 미세가공이 수행된다. 그 다음, 반도체디바이스상에 박막을 형성시키기 위하여 상기 공정이 반복된다. 최근에는, 반도체디바이스가 더욱 집적화되었으며, 반도체소자의 구조는 더 복잡해지게 되었다. 게다가, 로직시스템(logical system)용으로 사용되는 다층배선의 층수가 증가되었다. 따라서, 반도체디바이스표면의 요철이 증가하여, 반도체디바이스의 표면의 단차가 더욱 커지게 되었다.
반도체 표면의 요철이 증가되는 경우에는, 다음의 문제가 발생한다. 단차부에 형성되는 막의 두께는 비교적 얇다. 배선의 단선에 의하여 오픈회로(open circuit)가 야기되거나, 또는 상기 층들 사이의 불충분한 절연에 의하여 단락이 야기된다. 결과적으로, 양품이 얻어질 수 없으며, 수율이 감소된다. 또한, 반도체디바이스가 초기에는 정상적으로 작동하더라도, 장시간의 사용후에는 반도체디바이스의 신뢰성이 저하된다. 리소그래피공정에서의 노광시에, 조사표면에 요철이 있으면, 그 때는 노광시스템의 렌즈유닛은 국부적으로 초점이 맞지않게 된다. 따라서, 반도체디바이스 표면의 요철이 증가되면, 반도체디바이스상에 미세한 패턴을 형성시키기가 어렵다.
따라서, 반도체디바이스의 제조공정에서는, 반도체디바이스의 표면을 평탄화시키는 것이 점점 중요해지고 있다. 평탄화기술들 중에서 가장 중요한 기술은 화학적기계적폴리싱(CMP)이다. 폴리싱장치를 사용하는 화학적기계적폴리싱에서는, 실리카(SiO2)와 같은 연마입자를 포함하는 폴리싱액이 폴리싱패드와 같은 폴리싱면에 공급되면서, 반도체웨이퍼와 같은 기판이 폴리싱면과 슬라이딩접촉되게 하여, 기판이 폴리싱된다.
이러한 형태의 폴리싱장치는 폴리싱패드(또는 고정연마재)로 구성되는 폴리싱면을 갖는 폴리싱테이블 및 반도체웨이퍼를 잡아주는 톱링 또는 캐리어헤드와 같은 기판유지장치를 포함한다. 반도체웨이퍼가 상기 형태의 폴리싱장치를 이용하여 폴리싱되는 경우에, 반도체웨이퍼는 기판유지장치가 잡아주며, 소정압력하에서 폴리싱테이블에 대하여 가압된다. 이 때, 폴리싱테이블 및 기판유지장치는 반도체웨이퍼를 폴리싱면에 슬라이딩접촉시키기 위하여 서로를 향하여 상대적으로 움직여, 반도체웨이퍼의 표면이 평탄한 경면으로 폴리싱된다.
반도체웨이퍼가 상기 폴리싱장치에 의하여 폴리싱되는 경우에, 폴리싱액 또는 반도체재료의 연삭부스러기가 폴리싱면(폴리싱패드)에 부착되어, 폴리싱패드의 속성이 변하고 폴리싱성능이 열화되는 결과를 가져온다. 따라서, 동일한 연마패드가 반도체웨이퍼를 폴리싱하기 위하여 반복적으로 사용된다면, 폴리싱속도의 저하 및 불균일한 폴리싱과 같은 문제가 야기된다. 따라서, 폴리싱으로 인하여 열화된 폴리싱패드의 표면을 재생하기 위하여 폴리싱장치에 인접하여 드레싱장치(드레서)가 제공된다. 드레싱공정에서, 드레서의 하면에 부착된 드레싱부재를 폴리싱테이블상의 폴리싱패드(폴리싱면)에 대하여 가압시키면서, 폴리싱테이블 및 드레서를 독립적으로 회전시켜 폴리싱면에 부착된 반도체재료의 연삭부스러기 및 폴리싱액을 제거하고, 평탄화시키며, 폴리싱면을 드레싱한다. 드레싱부재는 일반적으로 다이아몬드입자가 전착(electrodeposit)된 드레싱면을 포함하며, 상기 드레싱면은 폴리싱면과 접촉하게 된다. 이 드레싱공정을 콘디셔닝공정으로도 칭한다.
상기 폴리싱장치에서, 폴리싱중인 반도체웨이퍼와 폴리싱패드의 폴리싱면 사이의 상대적인 가압력이 반도체웨이퍼의 전면에 걸쳐서 균일하지 않다면, 그 때는 반도체웨이퍼에 가해지는 가압력에 따라서 불충분하게 폴리싱되거나 또는 과도하게 폴리싱될 수 있다. 따라서, 탄성맴브레인에 의하여 기판유지장치의 내부에 기밀실이 형성되고, 상기 기밀실에 소정의 압력하에서 유체를 공급함으로써 기판유지장치의 반도체웨이퍼상에 가해지는 가압력을 제어하는 것이 시도되고 있다.
상기 드레서에 의한 폴리싱테이블상의 폴리싱면의 드레싱공정에서, 폴리싱면은 드레싱작용에 의하여 깎이기 때문에, 드레싱부재가 폴리싱면에 대하여 가압되는 드레싱하중이 크다면, 그 때는 폴리싱패드(또는 고정연마재)의 사용수명이 짧아지고, 폴리싱장치의 비용이 증가된다. 따라서, 탄성멤브레인에 의하여 드레서 내부에 기밀실을 형성하고, 소정의 가압력하에서 상기 기밀실에 유체를 공급함으로써 드레싱하중을 제어하는 것 또한 시도되고 있다.
하지만, 반도체웨이퍼에 가해지는 가압력을 제어하면서 상기 반도체웨이퍼를 폴리싱하는 기판유지장치의 경우에, 탄성멤브레인의 균열 또는 파괴로 인하여 기밀실로부터 누설이 발생하면, 그 때는 상기 기밀실내의 압력을 미리설정된 레벨로 유지할 수 없으며, 상기 폴리싱되고 있는 반도체웨이퍼가 파손될 수 있다.
유사하게는, 드레싱하중을 제어하면서 폴리싱면을 드레싱하는 드레서의 경우에, 기밀실로부터 누설이 발생하고 상기 기밀실내의 압력이 미리설정된 레벨로 유지될 수 없다면, 불균일한 드레싱하중으로 인하여 폴리싱면이 손상되고, 드레서 자체가 파손될 수 있다.
본 발명은 종래기술의 상기 단점을 고려하여 이루어졌다. 따라서, 본 발명의 목적은 기판에 가해지는 가압력을 안전하고 정확하게 제어할 수 있는 기판유지장치 및 폴리싱면에 가해지는 드레싱하중을 안전하고 정확하게 제어할 수 있는 드레싱장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 기판유지장치 또는 드레싱장치를 구비한 폴리싱장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1형태에 따르면, 폴리싱될 기판을 잡아주고 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하는 기판유지장치가 제공되며, 상기 기판유지장치는, 기판을 잡아주기 위한 수직으로 이동가능한 톱링; 톱링몸체내에 형성된 기밀실; 상기 기밀실에 포지티브압력 또는 네거티브압력을 공급하여상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 가압되는 가압력을 제어하는 유체공급원; 상기 기밀실 및 상기 유체공급원을 상호연결하는 유체통로 및 상기 유체통로의 유량을 측정하기 위하여 상기 유체통로에 배치된 측정장치를 포함한다.
본 발명의 제2형태에 따르면, 폴리싱기판의 폴리싱방법이 제공되며, 상기 폴리싱방법은, 톱링에 의하여 폴리싱테이블상에 제공되는 폴리싱면에 대하여 기판을 가압하고, 포지티브압력 또는 네커티브압력하에 상기 톱링내에 형성된 기밀실에 유체를 공급하여 기판이 폴리싱면에 대하여 가압되는 가압력을 제어하고, 상기 유체가 흐르는 유체통로의 유체의 유량을 측정하며, 상기 측정된 유량을 기초로 하여 기밀실로부터의 누설을 검출하는 것을 포함한다. 본 방법에서는, 기판 폴리싱의 공정은 기밀실로부터의 누설이 검출되거나, 기판이 톱링에서 미끄러져 떨어지는 경우에는 정지되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 가압된 유체의 흐름을 측정함으로써, 기밀실로부터의 누설을 검출함으로써 기밀실을 형성하는 탄성멤브레인의 파손이나 톱링의 조립불량을 검출하는 것이 가능하다. 기밀실내의 압력이 미리설정된 레벨로 유지될 수 있기때문에, 기판의 손상 가능성이 감소될 수 있다. 측정장치는 기밀실로부터의 누설뿐만 아니라 폴리싱공정에서 톱링의 하면으로부터 기판이 벗어나는 것도 검출할 수 있다. 따라서, 기판의 손상의 가능성을 더욱 줄일 수 있다.
본 발명의 제3형태에 따르면, 기판표면을 폴리싱하는 폴리싱테이블의 폴리싱면을 드레싱하기 위한 드레싱장치가 제공되며, 상기 드레싱장치는, 수직으로 이동가능한 드레서몸체; 드레서몸체에 대하여 수직으로 이동가능하게 배치되는 드레서판; 상기 드레서판에 의하여 지지되는 드레서부재; 상기 드레서몸체와 드레서판 사이에 제공되는, 적어도 일부가 탄성멤브레인에 의하여 형성되는 기밀실; 포지티브압력 또는 네거티브압력하에서 상기 기밀실에 유체를 공급하여 드레싱하중을 제어하는 유체공급원; 상기 기밀실과 유체공급원을 상호연결하는 유체통로; 및 상기 유체통로의 유량을 측정하기 위하여 유체통로에 배치되는 측정장치를 포함한다.
본 발명의 제4형태에 따르면, 드레서로 기판의 표면을 폴리싱하기 위한 폴리싱테이블의 폴리싱면의 드레싱방법이 제공되며, 상기 방법은, 포지티브압력 또는 네거티브압력하에서 드레서내에 형성되는 기밀실에 유체를 공급하여 드레싱하중을 제어하고, 유체가 흐르는 유체통로의 유체의 유량을 측정하며, 상기 측정된 유량을 기초로 하여 기밀실로부터의 누설을 검출하는 것을 포함한다. 이 방법에서, 폴리싱면의 드레싱공정은 기밀실로부터의 누설이 검출되는 경우에는 중지되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 가압된 유체의 흐름을 측정함으로써, 기밀실로부터의 누설을 검출하여 기밀실을 형성하는 탄성멤브레인의 파손 또는 드레서의 조립불량을 검출하는 것이 가능하다. 기밀실내의 압력은 미리설정된 레벨로 유지될 수 있기 때문에, 균형이 잡히지 않은 드레싱하중에 의하여 폴리싱면이 손상되는 것이 방지되며, 드레서 자체가 파손되는 것이 방지된다.
본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 기판유지장치는 톱링몸체내에 형성되는 적어도 하나의 기밀실을 포함한다. 또한, 드레싱장치는 적어도 하나의 기밀실을 더욱 포함하며, 상기 적어도 하나의 기밀실은 탄성멤브레인에 의하여 형성된다. 이들경우에, 기판유지장치 또는 드레싱장치는 상기 적어도 하나의 기밀실에 대응하도록 적어도 하나의 유체통로 및 상기 적어도 하나의 유체통로에 배치되는 적어도 하나의 측정수단을 포함한다. 이러한 배치에 의하여, 톱링내의 기밀실 또는 드레서 중 하나에서 누설이 일어나는지를 즉시 판단할 수 있고, 따라서, 작업자는 필요한 부재에 대해서만 신속하게 조치할 수 있다.
기밀실의 적어도 일부는 상기 기판으로 구성될 수 있다. 톱링내의 기밀실의 적어도 일부가 상기 기판으로 구성되는 경우에는, 측정장치에 의하여 측정되는 유량을 기초로 하여 기밀실로부터의 누설뿐만 아니라, 톱링으로부터 기판이 벗어나는 것을 검출할 수 있다.
본 발명의 제5형태에 따르면, 기판을 폴리싱하기 위한 폴리싱장치가 제공되며, 상기 폴리싱장치는, 폴리싱면을 갖는 폴리싱테이블 및 상기 기판유지장치를 포함한다. 본 발명의 제6형태에 따르면, 기판을 폴리싱하기 위한 폴리싱장치가 제공되며, 상기 폴리싱장치는, 폴리싱면을 갖는 폴리싱테이블; 폴리싱될 기판을 잡아주고 상기 기판을 상기 폴리싱면에 대하여 가압하는 기판유지장치 및 상기 드레싱장치를 포함한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적, 특징 및 이점은 예시의 방법으로 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 있는 첨부도면과 연계하여 다음의 설명을 읽고나면 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 폴리싱장치의 전체구성을 도시하고 있는 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 폴리싱장치의 톱링을 도시하고 있는 종단면도,
도 3은 도 1에 도시된 폴리싱장치의 드레서를 도시하고 있는 도면으로, 상기 도면은 드레서가 폴리싱테이블로부터 들어올려진 상태를 도시하고 있는 종단면도,
도 4는 도 3에 도시된 드레서를 도시하고 있는 도면으로, 상기 도면은 드레서가 폴리싱면의 드레싱작용중에 있는 상태를 도시한 종단면도,
도 5는 도 4의 V-V선을 따라 취해진 단면을 수평방향으로 180°회전시켜 취해진 확대단면도,
도 6a는 도 3 및 도 4에 도시된 에어백의 도면으로, 상기 도면은 상기 에어백이 팽창된 상태를 도시하고 있는 단면도,
도 6b는 도 3 및 도 4에 도시된 에어백의 도면으로, 상기 도면은 상기 에어백이 오무라든, 즉 에어백에 압력이 가해지지 않는 상태를 도시하고 있는 단면도이다.
본 발명에 따른 폴리싱장치는 도 1 내지 도 6b를 참조하여 후술될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폴리싱장치는 폴리싱패드(101)가 부착된 폴리싱테이블(100), 반도체웨이퍼(W)와 같은 폴리싱될 기판을 잡아주며 상기 폴리싱패드(101)에 대하여 상기 기판을 가압하는 톱링(1) 및 상기 폴리싱패드(101)의 상면을 드레싱하는 드레서(220)을 포함한다. 또한, 폴리싱액공급노즐(102)은 폴리싱테이블(102)상의 폴리싱패드(101)상으로 폴리싱액을 공급하기 위하여 폴리싱테이블(100) 위쪽에 배치된다.
다양한 종류의 폴리싱패드들은 시장에서 구할 수 있다. 이들 중 일부를 예로 들면, Rodel Inc.에 의하여 제조된 SUBA800, IC-1000 및 IC-1000/SUBA400(2층포(two-layer cloth)) 및 Fujimi Inc.에 의하여 제조된 Surfin xxx-5, Surfin 000 등이 있다. SUBA800, Surfin xxx-5 및 Surfin 000은 우레탄수지에 의하여 결합된 부직포이며, IC-1000은 경질발포폴리우레탄(단층)으로 만들어진다. 발포폴리우레탄은 다공성이며, 그 표면에 형성된 많은 수의 미세한 후퇴부 또는 구멍을 가지고 있다. 우레탄수지로 결합된 발포우레탄과 같은 부직포 또는 직포는 폴리싱패드를 구성하기 위하여 원형으로 형성된다.
폴리싱면은 본 발명의 폴리싱패드에 의하여 구성되지만, 상기 폴리싱면은 상기 폴리싱패드로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 폴리싱면은 고정연마재로 구성될 수 있다. 고정연마재는 바인더에 의하여 고정되는 연마재를 포함하는 평판형으로 형성된다. 상기 고정연마재에 의하여, 고정연마재로부터 자체생성되는 연마입자에 의하여 폴리싱공정이 수행된다. 고정연마재는 연마재, 바인더 및 기공을 포함한다. 예를 들어, 0.5㎛ 이하의 평균입자지름을 갖는 CeO2, SiO2또는 Al2O3의 연마재가 사용되며, 에폭시수지 또는 페놀수지와 같은 열경화성수지 또는 MBS수지 또는 ABS수지와 같은 열가소성수지를 포함하는 바인더가 사용된다. 이러한 고정연마재는 더욱 경질의 폴리싱면을 형성한다. 고정연마재는 얇은 층의 고정연마재 및 상기 고정연마재층의 하면에 부착되는 탄성 폴리싱패드를 포함하는 2층 구조를 갖는 고정연마재패드를 포함한다. 상기 IC-1000은 또다른 경질의 폴리싱면으로 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 톱링(1)은 유니버셜조인트(10)에 의하여 톱립구동샤프트(11)에 연결된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 톱링구동샤프트(11)는 톱링헤드(110)에 고정되는 톱링에어실린더(111)에 결합된다. 톱링에어실린더(111)는 톱링구동샤프트(11)를 수직으로 이동시키도록 작동하여, 톱링(1)을 전체적으로 상승 및 하강시킨다. 또한, 톱링에어실린더(111)는 폴리싱테이블(100)상의 폴리싱패드(101)에 대하여 톱링몸체(2)의 주위 하단에 고정되는 리테이너링(3)을 가압하도록 작동된다. 톱링에어실린더(111)는 레귤레이터(R1)를 거쳐 압축공기원(유체공급원)(120)에 연결된다. 레귤레이터(R1)는 톱링에어실린더(111)에 공급되는 에어의 압력을 조절함으로써, 리테이너링(3)에 의하여 폴리싱패드(101)를 가압하는 가압력을 조정한다.
톱링구동샤프트(11)는 키(도시 안됨)에 의하여 회전슬리브(112)에 연결된다. 회전슬리브(112)는 그 둘레에 고착된 타이밍풀리(113)를 구비하고 있다. 구동샤프트를 구비한 톱링모터(114)는 톱링헤드(110)의 상면에 고정된다. 타이밍풀리(113)는 타이밍벨트(115)에 의하여 톱링모터(114)의 구동샤프트상에 장착된 타이밍풀리(116)에 작용하도록 결합된다. 톱링모터(114)가 구동되는 경우에, 타이밍풀리(116), 타이밍벨트(115) 및 타이밍풀리(113)는 회전슬리브(112) 및 톱링구동샤프트(11)가 서로 조화를 이루어 회전되도록 하기 위하여 회전되어, 톱링을 회전시킨다.
톱링헤드(110)는 위치설정이 가능한 톱링헤드샤프트(117)에 의하여 지지되어 있다. 톱링헤드샤프트(117)가 모터(118)에 의하여 회전되는 경우에는, 톱링(1)이 폴리싱테이블(100)과 톱링(1) 사이의 반도체웨이퍼(W)를 이송시키는 이송장치로서 작용하는 푸셔(pusher)(도시 안됨)로 각도를 가지고 이동된다.
반도체웨이퍼(W)를 폴리싱하기 위하여, 반도체웨이퍼(W)는 톱링(1)의 하면에서 유지되며, 톱링(1)에 의하여 폴리싱테이블(100)상의 폴리싱패드(101)에 대하여 가압된다. 폴리싱테이블(100) 및 톱링(1)은 폴리싱패드(101) 및 반도체웨이퍼(W)를 서로 상대적으로 이동시키기 위하여 회전되어 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱한다. 이 때, 폴리싱액이 폴리싱액공급노즐(102)로부터 폴리싱패드(101)의 폴리싱면으로 공급된다. 예를 들어, 알칼리용액내에서 실리카(SiO2) 등의 미세한 폴리싱입자를 현탁한것이 폴리싱액으로 사용된다. 따라서, 반도체웨이퍼(w)는 알칼리에 의하여 얻어지는 화학적 폴리싱효과와 폴리싱입자에 의하여 얻어진 기계적 폴리싱효과의 복합효과에 의하여 평탄한 경면으로 폴리싱된다.
드레서(220)는 드레서몸체(221) 및 상기 드레서몸체(221)의 하단에 고정되는 드레싱부재(222)를 포함한다. 드레서(220)는 드레서구동샤프트(223)에 의하여 드레서헤드에 매달려 있으며, 드레서구동샤프트(223)는 상기 드레서헤드(224)상에 고착된 드레서에어실린더(도시 안됨)에 결합된다. 드레서에어실린더는 드레서구동샤프트(223)을 수직으로 이동시켜, 드레서(220)를 전체적으로 상승 또는 하강시키며, 또한 상기 드레서(220)를 폴리싱테이블(100)상의 폴리싱패드(101)로부터 소정의 높이로 이동시킨다.
드레서구동샤프트(223)는 상술된 톱링구동샤프트(11)의 회전기구와 동일한 회전기구(도시 안됨)를 구비하고 있다. 드레서구동샤프트(223)가 회전되는 경우에, 드레서(220)는 상기 드레서구동샤프트(223)와 일체로 회전된다. 드레서헤드(224)는 위치설정이 가능한 드레서헤드샤프트(225)에 의하여 지지된다. 드레서헤드샤프트(225)가 모터(226)에 의하여 회전되는 경우에, 드레서(220)는 폴리싱테이블(100)과 대기위치 사이에서 각도를 가지고 이동된다.
폴리싱패드(101)의 폴리싱면이 폴리싱액내의 입자 및 반도체재료의 연마부스러기입자에 의하여 눈이 메워지면(clogged), 폴리싱패드(101)의 안정적인 폴리싱성능이 얻어질 수 없다. 따라서, 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱되고 있는 도중 또는 폴리싱사이클 사이에, 드레서(220)의 드레서몸체(221)를 회전시키면서 드레서부재(222)가 폴리싱면에 대하여 가압된다. 이 때, 순수와 같은 드레싱액이 드레싱액공급노즐(도시 안됨)로부터 회전하는 폴리싱테이블(100)상의 폴리싱패드(101)상으로 공급된다. 따라서, 폴리싱면은 0.01 내지 0.3mm/h 범위의제거속도로 약간 깍이어, 폴리싱면이 폴리싱액내의 입자 및 반도체재료의 연마부스러기 입자에 의하여 눈이 메워지는 것을 방지하게 된다. 따라서, 폴리싱면은 항상 일정한 상태로 유지되도록 재생된다.
본 발명의 본 실시예에 따른 기판유지장치의 톱링(1)에 대해서 후술된다. 톱링(1)은 본 발명에 따른 기판유지장치를 구성하고 있다. 기판유지장치는 반도체웨이퍼와 같은 폴리싱될 기판을 잡아주고, 폴리싱테이블상의 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압시키기 위한 역할을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 톱링(1)은 내부에 수용공간을 가지는 원통형하우징 형태의 톱링몸체(2) 및 상기 톱링몸체(2)의 하단에 고정되는 리테이너링(3)을 포함한다. 톱링몸체(2)는 금속 또는 세라믹과 같은 강도 및 강성이 높은 재료로 만들어진다. 리테이너링(3)은 강성이 높은 합성수지(synthetic resin), 세라믹 등으로 만들어진다.
톱링몸체(2)는 원통형하우징(2a), 상기 원통형하우징(2a)내에 끼워맞춰지는 고리모양의 가압시트지지부(2b) 및 상기 원통형하우징(2a)의 상면의 외주에지에 끼워맞춰지는 고리모양의 실(seal)(2c)을 포함한다. 리테이너링(3)은 원통형하우징(2a)의 하단에 고정되며, 반경방향 안쪽으로 돌출되어 있는 하부를 가진다. 리테이너링(3)은 톱링몸체(2)와 일체로 형성될 수 있다.
톱링구동샤프트(11)는 원통형하우징(2a)의 중앙부 위쪽에 배치된다. 톱링몸체(2)는 유니버셜조인트(10)에 의하여 톱링구동샤프트(11)에 결합된다. 유니버셜조인트(10)는 톱링몸체(2) 및 톱링구동샤프트(11)가 서로에 대하여 경사지게 움직일수 있게 하는 구면베어링기구 및 톱링구동샤프트(11)의 회전을 톱링몸체(2)에 전달하는 회전전달기구를 구비한다. 구면베어링기구 및 회전전달기구는 톱링몸체(2) 및 톱링구동샤프트(11)가 서로에 대하여 경사지게 하면서, 가압력 및 회전력을 톱링구동샤프트(11)로부터 톱링몸체(2)로 전달한다.
구면베어링기구는 톱링구동샤프트(11) 하면의 중앙에 형성되는 반구형 오목후퇴부(11a), 하우징(2a) 상면의 중앙에 형성되는 반구형 오목후퇴부(2d) 및 세라믹과 같은 경도가 매우 높은 재료로 만들어지며, 상기 반구형 오목후퇴부 11a와 2d 사이에 끼워지는 베어링볼(12)을 포함한다. 회전전달기구는 톱링구동샤프트(11)에 고정되는 구동핀(도시 안됨) 및 하우징(2a)에 고정되는 피구동핀(도시 안됨)을 포함한다. 각각의 구동핀은, 구동핀 및 피구동핀이 서로에 대하여 수직으로 이동가능한 상태로 각각의 피구동핀과 맞물려 고정된다. 톱링구동샤프트(11)의 회전은 구동 및 피구동핀을 통하여 톱링몸체(2)에 전달된다. 톱링몸체(2)가 톱링구동샤프트(11)에 대하여 기울어지는 경우에도, 구동 및 피구동핀은 접촉점이 변위되면서 서로 맞물리게 되어, 톱링구동샤프트(11)의 토크가 톱링몸체(2)에 신뢰할 수 있게 전달된다.
톱링몸체(2) 및 상기 톱링몸체(2)에 고정된 리테이너링(3)은 안쪽에 공간이 형성되어 있으며, 이러한 공간의 내부에는, 반도체웨이퍼(W), 고리모양의 홀더링(5) 및 실링(42)를 지지하기 위한, 대체적으로 디스크형상의 척킹판(6)의 상면 주위와 접촉하게 되는 하단면을 갖는 실링(42)이 제공된다. 실링(42)은 홀더링(5)과 상기 홀더링(5)의 하단에 고정되는 척킹판(6) 사이에 클램핑되는 반경방향 바깥쪽의 에지를 갖는다. 실링(42)은 외주에지 근방의 척킹판(6)의 하면을 덮기 위하여 반경방향 안쪽으로 연장되어 있다. 탄성멤브레인을 포함하는 실링(42)은 에틸렌 프로필렌 고무(에틸렌-프로필렌 터폴리머(ethylene-propylene terpolymer:EPDM)), 폴리우레탄 고무 또는 실리콘 고무와 같은 강도 및 내구성이 높은 고무재료로 만들어진다. 반도체웨이퍼(W)는 그것의 바깥쪽에지에 노치 또는 오리엔테이션 플랫(orientation flat)으로 불리는, 반도체웨이퍼의 방위를 인식하거나 식별하기 위한 후퇴부가 형성되어 있다. 따라서, 실링(42)은 노치 또는 오리엔테이션 플랫과 같은 후퇴부의 가장 안쪽위치로부터 반경방향 안쪽으로 연장되는 것이 바람직하다.
척킹판(6)은 금속으로 만들어질 수 있다. 하지만, 반도체웨이퍼의 표면에 형성되는 박막의 두께는 폴리싱될 반도체웨이퍼가 톱링에 의하여 유지되는 상태에서 와전류(eddy current)를 이용하는 방법에 의하여 측정되며, 상기 척킹판(6)은 비자성체, 예를 들어, 불소수지 또는 세라믹과 같은 절연재로 만들어지는 것이 바람직하다.
탄성멤브레인을 포함하는 가압시트(7)는 홀더링(5)과 톱링몸체(2) 사이에서 연장되어 있다. 가압시트(7)는 하우징(2a)과 가압시트지지부(2b) 사이에서 클램핑되는 반경방향 바깥쪽에지 및 홀더링(5)의 상부(5a)와 스토퍼(5b) 사이에서 클램핑되는 반경방향 안쪽에지를 가진다. 가압시트(7)는 에틸렌 프로필렌 고무(에틸렌-프로필렌 터폴리머(EPDM)), 폴리우레탄 고무 또는 실리콘 고무와 같은 강도 및 내구성이 높은 재료로 만들어진다.
톱링몸체(2), 척킹판(6), 홀더링(5) 및 가압시트(7)는 공동으로 톱링몸체(2)내의 기밀실(21)을 형성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 튜브 및 커넥터를 포함하는 유체통로(31)는 기밀실(21)과 연통되어 있으며, 따라서, 기밀실(21)은 유체통로(31)에 연결된 레귤레이터(R2)를 거쳐 압축공기원(120)에 연결된다.
가압시트(7)가 고무와 같은 탄성재료로 만들어지는 경우에, 가압시트(7)가 리테이너링(3)과 톱링몸체(2) 사이에서 클램핑된다면, 그 때 가압시트(7)는 탄성재료로서 탄성적으로 변형되며, 리테이너링(3)의 하면에서는 바람직한 수평면이 유지될 수 없다. 리테이너링(3)의 하면에서 바람직한 수평면을 유지하기 위하여, 가압시트(7)는 톱링몸체(2)의 하우징(2a)과 본 실시예에서 별도의 부재로 제공되는 가압시트의 지지부(2b) 사이에서 클램핑된다. 일본국 특개평9-168964 및 일본국 특원평11-294503(미국 특허출원 제09/652,148호에 해당)에 개시되어 있는 바와 같이, 리테이너링(3)은 톱링몸체(2)에 대하여 수직으로 이동이 가능하거나, 상기 리테이너링(3)은 톱링몸체(2)와는 독립적으로 폴리싱면를 가압할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 가압시트(7)는 반드시 상술된 방식으로 고정될 필요는 없다.
실링(42)의 외주면과 리테이너링(3)의 내주면 사이에는 작은 간극(G)이 있기 때문에, 홀더링(5), 척킹판(6) 및 상기 척킹판에 부착된 실링(42)은 톱링몸체(2) 및 리테이너링(3)에 대하여 수직으로 이동될 수 있으며, 따라서, 톱링몸체(2) 및 리테이너링(3)에 대하여 플로팅구조(floating structure)로 되어 있다. 홀더링(5)의 스토퍼(5b)는 그것의 외주에지로부터 반경방향 바깥쪽으로 돌출되어 있는 복수의 티스(teeth)(5c)를 가진다. 티스(5c)가 리테이너링(3)의 반경방향 안쪽으로 돌출되어 있는 부분의 상면과 맞물리는 경우, 홀더링(5)이 아래쪽으로 이동되는 것을 방지한다.
고리모양홈의 형태인 세정액통로(51)는 실(2c)이 끼워맞춰지는 하우징부 상면의 외주에지 부근에 형성된다. 세정액통로(51)는 실(2c)에 형성되어 있는 관통구멍(52)을 통하여 유체통로(32)와 연통되어 있으며, 상기 유체통로(32)를 통하여 세정액(순수)이 공급된다. 하우징(2a) 및 세정액통로(51)와 연통되어 있는 가압시트지지부(2b)에는 복수의 연통구멍(53)이 형성된다. 연통구멍(53)은 실링(42)의 외주면과 리테이너링(3)의 내주면 사이에 형성되는 작은 간극(G)과 연통되어 있다. 유체통로(32)는 로터리조인트(도시 안됨)를 통하여 세정액원(도시 안됨)에 연결되어 있다.
반도체웨이퍼(W)와 접촉하게 되는 중앙백(8) 및 링튜브(9)는 척킹판(6)의 하면에 장착된다. 본 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 원형접촉면을 갖는 중앙백(8)이 척킹판(6)의 하면 중앙에 배치되어 있으며, 고리모양접촉면을 갖는 링튜브(9)는 센터백(8)의 주위를 둘러싸는 관계로 반경방향 바깥쪽에 배치된다. 상세하게는, 중앙백(8) 및 링튜브(9)는 소정의 간격으로 이격되어 있다.
중앙백(8)은 반도체웨이퍼(W)의 상면과 접촉하게 되는 탄성멤브레인 및 제위치에 상기 탄성멤브레인(81)을 착탈가능하게 잡아주는 링튜브홀더(82)를 포함한다. 중앙백홀더(82)는 내부에 나사구멍(82a)이 형성되어 있으며, 상기 나사구멍(82a)안으로 나사결합되는 스크루(55)에 의하여 척킹판(6)의 하면에 착탈가능하게 고정된다. 중앙백(8)은 탄성멤브레인(81) 및 중앙백홀더(82)에 의하여 내부에 기밀실(24)이 형성되어 있다.
유사하게, 링튜브(9)는 반도체웨이퍼(W)의 상면과 접촉하게 되는 탄성멤브레인(91) 및 제위치에 상기 탄성멤브레인(91)을 착탈가능하게 잡아주는 링튜브홀더(92)를 포함한다. 링튜브홀더(92)는 내부에 나사구멍이 형성되어 있으며, 상기 나사구멍(92a) 안으로 나사결합되는 스크루(56)에 의하여 척킹판(6)의 하면에 착탈가능하게 고정된다. 링튜브(9)는 탄성멤브레인(91) 및 링튜브홀더(92)에 의하여 내부에 기밀실(25)이 형성되어 있다. 중앙백(8)의 탄성멤브레인(81) 및 링튜브(9)의 탄성멤브레인(91)은 가압시트(7)와 마찬가지로, 에틸렌 프로필렌 고무 (에틸렌-프로필렌 터폴리머(EPDM)), 폴리우레탄 고무 또는 실리콘 고무와 같은 강도 및 내구성이 높은 고무재료로 만들어진다.
폴리싱될 반도체웨이퍼(W)는 반도체웨이퍼(W)가 실링(42), 중앙백(8)의 탄성멤브레인(81) 및 링튜브(9)의 탄성멤브레인(91)과 접촉하게 되는 상태로 톱링(1)에 의하여 유지된다. 따라서, 반도체웨이퍼(W), 척킹판(6) 및 실링(42)은 공동으로 그들 사이에 공간을 형성한다. 이 공간은 중앙백(8) 및 링튜브(9)에 의하여 복수의 공간으로 나누어진다. 구체적으로는, 기밀실(22)이 중앙백(8)과 링튜브(9) 사이에 형성되어 있으며, 기밀실(23)은 링튜브(9)의 반경방향 바깥쪽에 형성되어 있다.
튜브 및 커넥터를 포함하는 유체통로(33 내지 36)는 각각 기밀실(22 내지 25)과 연통되어 있다. 기밀실(22 내지 25)은 각각 유체통로(33 내지 36)에 연결된 각각의 레귤레이터(R3 내지 R6)를 거쳐 압축공기원(120)에 연결된다. 유체통로(33 내지 36)에 연결된 레귤레이터(R3 내지 R6)는 기밀실(22 내지 25)에 공급되는 가압유체의 압력을 각각 조절할 수 있다. 대안적으로는, 기밀실(22 내지 25)은 진공원에 연결될 수 있다. 따라서, 기밀실내의 압력을 독립적으로 제어하거나 또는 기밀실(22 내지 25)을 독립적으로 대기 또는 진공에 도입시킬 수 있다. 유체통로(31, 33 내지 36)는 각각 톱링헤드(110)의 상단상에 장착된 로터리조인트(도시 안됨)을 통하여 각각의 레귤레이터(R2 내지 R6)에 연결된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 기밀실(21 내지 25)에 연결된 유체통로(31, 33)는, 유체통로를 통하여 기밀실(21 내지 25)로 공급되는 유체의 유량을 측정하는 각각의 유량계(측정장치)(F1 내지 F5)를 구비한다. 기밀실(21, 내지 25)로부터 누설이 있다면, 그 때는 기밀실(21 내지 25)에 소정압력하의 유체가 공급된 후에도 유체통로(31, 33 내지 36)에는 가압유체가 흐른다. 따라서, 누설에 의하여 야기된 가압유체의 흐름을 측정함으로써, 기밀실로부터의 누설을 검출하여 탄성멤브레인(81, 91)의 파손 및 톱링(1)의 조립불량을 검출할 수 있다. 구체적으로, 유량계(F1 내지 F5)는 측정된 유량을 근거로 기밀실(21 내지 25)로부터의 누설을 검출하여 누설에 따른 소정의 처리를 수행한다. 통상적으로, 유량계(F1 내지 F5)는 2단계처리를 수행하도록 배치될 수 있다. 제1단계에서는, 유량계(F1 내지 F5)가 중앙백(8)의 탄성멤브레인(81), 링튜브(9)의 탄성멤브레인(91) 등의 작은 크랙에 의하여 야기된 소규모의 누설을 검출하고 경고신호를 출력한다. 제2단계에서는, 유량계(F1 내지 F5)가 더 많은 누설을 검출하고 고장신호를 출력한다.
다음으로, 상기 톱링(1)의 작동에 대하여 상세하게 설명될 것이다.
반도체웨이퍼(W)가 폴리싱장치로 전달될 경우에, 톱링(1)은 반도체웨이퍼(W)가 이송되는 위치로 이동된다. 그 다음, 중앙백(8) 및 링튜브(9)에는 그들의 하단면을 반도체웨이퍼(W)와 접촉시키기 위해서 소정압력하의 유체가 공급된다. 이후에, 기밀실(22, 23)은 각각의 유체통로(33, 34)를 통하여 진공원에 연결되어 기밀실(22, 23)내에 부압(negative pressure)을 조성한다. 따라서, 기밀실(22, 23)의 흡입효과에 의하여 반도체웨이퍼(W)가 끌어당겨진다. 그 다음, 반도체웨이퍼(W)가 톱링(1)쪽으로 끌어당겨지는 상태로, 톱링(1)은 폴리싱면(폴리싱 패드(101))을 갖는 폴리싱테이블(100) 위쪽의 위치로 이동된다. 리테이너링(3)은 반도체웨이퍼(W)의 외주에지를 잡아주어 반도체웨이퍼(W)가 톱링으로부터 제거되지 않게 한다.
반도체웨이퍼(W)를 폴리싱하기 위하여, 반도체웨이퍼(W)는 상술한 바와 같이 톱링(1)의 하면에 고정되며, 폴리싱테이블(100)상의 폴리싱면에 대하여 톱링(1)의 하단에 고정된 리테이너링(3)을 가압하기 위하여 톱링구동샤프트(11)에 연결된 톱링에어실린더(111)가 소정 압력하에서 작동된다. 그 다음, 가압유체가 각각의 압력하에서 기밀실(22 내지 25)에 각각 공급되어, 폴리싱테이블(100)상의 폴리싱면에 대하여 상기 반도체웨이퍼(W)를 가압한다. 그 다음, 폴리싱액공급노즐(102)은 폴리싱액을 폴리싱패드(101)상으로 공급한다. 따라서, 반도체웨이퍼(W)의 연마되고 있는 하면과 폴리싱패드(101) 사이에 폴리싱액이 존재하는 상태에서 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱패드(101)에 의하여 폴리싱된다. 기밀실(22, 23)의 아래쪽에 위치하는 반도체웨이퍼(W)의 국부적인 영역은 기밀실(22, 23)에 공급되는 각각의 가압유체의 압력하에서 폴리싱패드에 대하여 가압된다.
기밀실(22)의 아래에 위치하는 반도체웨이퍼(W)의 국부적인 영역은기밀실(24)에 공급되는 가압유체들의 각 압력하에서 폴리싱패드(101)에 대하여 가압된다. 기밀실(24)의 아래쪽에 위치한 반도체웨이퍼(W)의 국부적인 영역은 중앙백(8)의 탄성멤브레인(81)을 통하여 기밀실(24)에 공급되는 가압유체의 압력하에서 폴리싱패드(101)에 대하여 가압된다.
따라서, 각각의 반도체웨이퍼(W)의 국부영역상에 작용하는 폴리싱압력은 기밀실(22 내지 25)에 공급되는 각각의 가압유체의 압력을 제어함으로써 독립적으로 조정될 수 있다. 폴리싱속도는 폴리싱되고 있는 영역에 가해지는 가압력에 좌우된다. 가압력은 기판을 폴리싱면에 대하여 가압하기 위한 단위 면적당 압력이다. 반도체웨이퍼(W)의 각 영역에 가해지는 압력이 제어될 수 있기 때문에, 반도체웨이퍼(W)의 각 영역의 폴리싱속도는 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 따라서, 반도체웨이퍼(W)상에서 폴리싱될 박막의 두께가 반경방향의 분포를 가지더라도, 반도체웨이퍼(W)의 전체면이 불충분하거나 과도하게 폴리싱되는 것이 방지된다.
구체적으로는, 반도체웨이퍼(W)상에서 폴리싱될 박막의 두께가 반도체웨이퍼(W)상의 반경방향의 위치에 따라 다르더라도, 더 두꺼운 박막 영역의 위쪽에 위치하는 기밀실내의 압력은 더 얇은 박막 영역의 위쪽에 자리하는 기밀실내의 압력보다 더 높아지게 되며, 더 얇은 박막 영역의 위쪽에 자리하는 기밀실내의 압력은 더 두꺼운 박막 영역의 위쪽에 자리하는 기밀실내의 압력보다 더 낮아지게 된다. 이러한 방식으로, 더 두꺼운 박막 명역에 가해지는 가압력이 더 얇은 박막 영역에 가해지는 가압력보다 높아지게 됨으로써 더 두꺼운 박막 영역의 폴리싱속도를 선택적으로 높인다. 결과적으로, 반도체웨이퍼(W)의 전체면은 박막이 형성되는 때에 얻어진 막의 두께분포와 상관없이 소정의 레벨로 정확하게 폴리싱될 수 있다.
반도체웨이퍼(W)가 폴리싱되는 경우에, 실링(42)이 반도체웨이퍼(W)의 상면 (이면)과 밀착하게 되어, 기밀실(23)에 공급되는 가압유체가 외부로 흘러나가는 것이 방지된다. 같은 이유로, 중앙백(8)의 탄성멤브레인(81)과 링튜브(9)의 탄성멤브레인(91)은 그들의 하면에 관통구멍이 형성되어 있더라도, 기밀실내의 가압유체가 폴리싱공정동안 외부로 흘러나가는 것이 방지된다.
반도체웨이퍼(W)의 폴리싱이 완료되는 때에, 반도체웨이퍼(W)는 진공하에서 상술된 바와 동일한 방식으로 톱링(1)의 하면쪽으로 끌어당겨진다. 이 때, 기밀실(21)은 그 내부에 부압을 조성하기 위하여 대기로 통기(vent)되거나 비워지게 된다. 그 다음, 톱링(1) 전체는 반도체웨이퍼(W)가 이송될 위치로 이동된다. 이후에는, 압축공기 또는 질소와 순수의 혼합물이 유체통로를 거쳐 반도체웨이퍼(W)로 분사되어 반도체웨이퍼(W)를 톱링(1)으로부터 해제시킨다. 중앙백(8)의 탄성멤브레인(81) 및 링튜브(9)의 탄성멤브레인(91)은 그들의 하면에 관통구멍이 형성되어 있으며, 그 다음 이들 관통구멍을 통하여 흐르는 유체에 의하여 아래쪽으로의 힘이 반도체웨이퍼(W)에 가해진다. 따라서, 반도체웨이퍼(W)가 톱링(1)으로부터 원활하게 해제될 수 있다. 반도체웨이퍼(W)가 톱링(1)으로부터 해제된 후에는, 톱링(1) 하면의 대부분이 노출된다. 따라서, 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱되어 해제된 후에 톱링(1)의 하면이 비교적 쉽게 세정될 수 있다.
반도체웨이퍼(W)를 폴리싱하는데 사용되는 폴리싱액은 실링(42)의 외주면과 리테이너링(3)의 내주면 사이의 간극(G)을 통하여 흐르려는 경향이 있다. 폴리싱액이 상기 간극(G)내에 굳게 퇴적되면, 그 때는 홀더링(5), 척킹판(6) 및 실링(42)이 톱링몸체(2) 및 리테이너링(3)에 대하여 원활하게 수직이동하는 것이 방해받게 된다. 이러한 결점을 피하기 위하여, 세정액(순수)가 유체통로(32)를 통하여 세정액통로(51)에 공급된다. 따라서, 순수는 폴리싱액의 퇴적물을 제거하기 위하여 연통구멍(53)을 거쳐 간극(G) 위쪽의 영역으로 공급되어, 간극(G)을 형성하고 있는 부재를 세정한다. 순수는 폴리싱된 반도체웨이퍼(W)가 해제된 후와 다음에 폴리싱될 반도체웨이퍼(W)가 톱링(1)쪽으로 끌어당겨지기 전에 공급되는 것이 바람직하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 다음 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱되기 전에 공급된 순수가 관통구멍을 통하여 톱링(1) 밖으로 모두 배출될 수 있도록 리테이너링(3)에 복수의 관통구멍(3a)를 형성시키는 것이 바람직하다. 또한, 리테이너링(3), 홀더링(5) 및 가압시트(7) 사이에 형성된 공간(26)에 조성된 압력이 점점 축적되면, 그 때는 톱링몸체(2)에서 척킹판(6)이 상승되는 것이 방해받도록 작용한다. 따라서, 톱링몸체(2)에서 척킹판(6)이 원활하게 상승되도록 하기 위하여, 상기 공간(26)의 압력과 대기압의 압력이 같아지도록 관통구멍(3a)이 제공되는 것이 바람직하다.
반도체웨이퍼(W)가 폴리싱되는 동안, 유량계(F1 내지 F5)는 기밀실(21 내지 25)로부터의 누설을 검출하기 위하여 유체통로(31, 33 내지 36)를 통과하여 기밀실(21 내지 25)로 공급되는 유체의 유량을 측정한다. 본 실시예에서, 유량계(F1 내지 F5)는 상술된 바와 같이 누설이 발생할 때, 2단계의 처리를 실시하도록 배치된다.
상기 2단계의 처리에서, 소량의 누설이 발생하는 경우에 알람신호가 출력된다. 기밀실내의 압력은 소량의 누설에 관계없이 설정레벨로 유지될 수 있기 때문에, 소량 누설이 발생할 때에도 폴리싱처리는 계속된다. 고장신호가 출력되면, 톱링(1)에 의한 폴리싱처리가 즉시 정지된다. 상세하게는, 누설량이 많아질 때에는, 기밀실내의 압력이 설정레벨로 유지될 수 없고, 또한, 반도체웨이퍼(W)가 파손될 위험성이 커진다. 따라서, 폴리싱처리는 순간적으로 정지되어야 한다. 더욱 상세하게는, 톱링(1) 회전이 정지되고, 톱링(1)이 상승되며, 폴리싱테이블(100)의 회전이 정지된다. 후술되는 드레싱처리와 폴리싱처리가 동시에 실시되는 경우에는, 드레서(220)의 회전이 또한 정지되고, 드레서(220)가 상승된다. 알람신호의 출력에 응답하여 폴리싱처리가 즉시 정지될 수 있다.
기밀실들중 하나로부터의 누설로 인하여 폴리싱처리가 정지될 때, 누설을 일으킨 탄성멤브레인을 교체하거나, 톱링(1)을 재조립한다. 이러한 경우에, 유량계(F1 내지 F5)는 톱링의 기밀실 가운데 어느 하나가 누설을 일으켰는지를 즉시 판단할 수 있도록 각각의 유체통로에 배치되고, 따라서, 필요한 부재에 대해서만 작업자가 신속히 작업을 할 수 있게 한다.
톱링(1)에 형성된 기밀실은 탄성멤브레인(81,91)과 반도체웨이퍼(W)에 의하여 밀봉되어 있는 기밀실(22,23)을 포함한다. 기밀실(22,23)에 연결된 유체통로 (33,34)에 배치된 유량계(F2, F3)는 탄성멤브레인(80,81)의 균열에 의한 누설을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 톱링(1)의 하면으로부터 반도체웨이퍼(W)가 벗어나는것도 검출할 수 있다. 반도체웨이퍼(W)가 톱링(1)의 하면으로부터 벗어나게 되면, 반도체웨이퍼(W)의 손상 가능성이 높아지기 때문에 폴리싱처리를 즉시 정지해야 한다. 이러한 경우에, 유량계(F2, F3)는 많은 양의 누설을 검출하고, 상기 유량계(F2, F3)가 고장신호를 출력하기 때문에 폴리싱장치는 즉시 정지된다.
기밀실(21 내지 25)은 탄성멤브레인(81,91)등에 의하여 완전히 밀폐된 기밀실(21,24,25)과 반도체웨이퍼(W), 실링(42), 및 탄성멤브레인(81,91)에 의하여 밀봉된 기밀실(22,23)을 포함한다. 이들 기밀실로부터 누설경향이 챔버마다 다르기 때문에, 유량계(F1 내지 F5)로부터 출력될 알람신호 및 고장신호의 개별 임계값이 설정될 수도 있다.
본 발명의 본 실시예에 따른 드레서(220)가 후술된다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 본 실시예에 따른 드레서(220)를 나타내는 수직 단면도이다. 도 3은 드레서(220)가 폴리싱면으로부터 들어올려진 상태를 나타내고, 도 4는 드레서(220)가 폴리싱면의 드레싱을 실시하고 있는 상태를 나타낸다.
도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 드레서(220)는 드레서몸체(221)에 고정된 드레싱부재(222) 및 드레서구동샤프트(223)에 연결된 드레서몸체(221)를 포함한다. 드레싱부재(222)는 그것의 하면에 다이아몬드 입자가 전착된 것, SiC 등의 세라믹스로 이루어진 것 또는 또다른 재료로 이루어진 것을 포함할 수 있다. 드레싱부재(222)는 고리형상이거나 디스크형상일 수 있다.
드레서몸체(221)는 드레서구동샤프트(223)에 결합된 드레서베이스(231), 드레싱부재(222)를 유지하는 디스크형상의 드레서플레이트(232), 드레서플레이트(232)가 드레서베이스(231)에 대하여 기울어질 수 있도록 드레서베이스(231)와 드레서플레이트(232)를 연결하는 짐벌기구(gimbal mechanism)(233)와 드레서구동샤프트(223)의 회전을 드레서플레이트(232)에 전달하기 위한 회전전달기구(240)를 포함한다. 드레서베이스(231)는 별도의 부재를 개재하여 드레서구동샤프트(223)에 결합될 수 있다.
짐벌기구(233)는 드레서플레이트(232)의 상부중앙에 형성된 상향개방 후퇴부(232a)에 배치된다. 짐벌기구(233)는 구면슬라이드베어링(234), 드레서베이스(231)에 고정된 센터링샤프트(235) 및 구면베어링(234)과 센터링샤프트(235) 사이에 삽입된 리니어베어링(236)을 포함한다. 구면베어링(234)은 드레서플레이트 (232)에 고정되고 반구형오목면을 가지는 고정부재(237) 및 고정부재(237)의 반구형오목면에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰진 실질적으로 구형가동부재(238)를 포함한다. 리니어베어링(236)은 실질적으로 구형가동부재 (238)에 삽입되고 고정된다. 드레서베이스(231)에 고정된 센터링샤프트(235)는 리니어베어링(236)에 끼워맞춰진다.
센터링샤프트(235)는 리니어베어링(236)에 대하여 상하 이동가능하고, 고정부재(237)는 리니어베어링(236) 및 가동부재(238)에 대하여 회전가능하다. 따라서, 드레서플레이트가 드레서베이스(231)와 동축정렬(coaxial aligment)을 벗어나지 않도록 하면서, 구형베어링(234)은 드레서플레이트(232)가 경사지도록 하며, 리니어베어링(236)은 드레서플레이트(232)가 상하 이동하도록 한다.
회전전달기구(240)는 원주방향을 따라서 각도를 가지고 이격된 간격으로 드레서플레이트(232)에 고정되고 그 위에 장착된 복수의 토크전달핀(241)을 가진다. 토크전달핀(241)은 드레서베이스(231)의 외주 플랜지에 형성된 각각의 관통구멍 (231b)을 관통하여 상하 방향으로 연장된다. 도 5는 도 4에 나타난 드레서(220)의 확대 단면도이고, 도 4의 V-V 라인을 따라 취해진 화살표방향으로 본 180°수평 회전한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 이격된 핀(242)은 각각의 토크전달핀(241)의 각각의 측상의 드레서베이스(231)에 수평방향으로 배치되며 각각의 관통구멍(231b)을 관통하여 부분적으로 연장된다. 고무 등으로 만들어진 댐퍼 슬리브(damper sleeve)(243)는 토크전달핀(241)위로 끼워져있다. 토크전달핀(241)과 상기 핀(242)은 댐퍼스리브(243)를 개재하여 서로 걸어맞춰지게 된다.
드레서구동샤프트(223)가 그 자신의 축을 중심으로 회전할 때, 드레서베이스(231)는 드레서구동샤프트(223)와 일체로 회전한다. 드레서베이스 (231)의 회전은 토크전달핀(241)과 핀(242) 사이의 걸어맞춤에 의하여 드레서플레이트(232)로 전달된다. 폴리싱테이블(100)의 폴리싱면을 드레싱하는 동안, 폴리싱면의 경사를 따르도록 드레서플레이트(232)가 기울어진다. 드레서플레이트(232)가 기울어지는 경우에는, 드레서플레이트(232)상에 토크전달핀(241)과 드레서베이스 (231)상의 핀(242)이 점 접촉을 통해서로 걸어맞춰지기 때문에, 접촉점의 변화시에도 토크전달핀(241)과 2개의 이격된 핀(242)이 확실하게 걸어맞춰지므로 드레서구동샤프트(223)의 회전력이 드레서플레이트(232)에 확실하게 전달된다.
토크전달핀(241)은 그들의 상단부에 장착된 각각의 스토퍼(241a)를 가지며, 상기 스토퍼는 관통구멍(231b)의 내부직경보다 더 크다. 드레서몸체(221)가 들어올려졌을 때, 스토퍼(241a)는 드레서베이스(231)의 상면과 걸어맞춰져서, 상기 드레서플레이트(232)가 드레서베이스(231)로부터 탈락되는 것을 방지한다. 드레서베이스(231)와 드레서플레이트(232)는 드레서몸체(221)내로 각각 폴리싱액 또는 드레싱액이 들어가지 못하도록 커버(248,249)를 가진다.
드레서플레이트(232)는 그 위에 고정 장착된 L형암(260)을 가지며, L형암(260)은 드레서베이스(231)의 위쪽으로 돌출된 상부를 가진다. L형암(260)은 그것의 하면상에 통주름상자형상(tubular bellows-shaped) 탄성멤브레인(261)을 지지하는 반지름 방향으로 안쪽에 있는 돌출부(260)와 통주름상자형 탄성멤브레인 (261)의 하단부상에 장착된 디스크형가압플레이트(262)를 가진다. 탄성멤브레인 (261)과 가압플레이트(262)는 함께 에어백 (기밀실)(263)을 구성한다. 상기 에어백 (263)과 L형암(260)은 드레서플레이트(232)상의 원주방향을 따라 각도를 가지고 균일하게 이격된 간격에 놓여진 복수의 세트로 제공되어야 한다. 본 실시예에서, 에어백(263)과 L형암(260)은 120°의 각도를 가지고 균일하게 이격된 간격으로 3개의 세트로 제공된다. 에어백(263)의 통주름상자형상 탄성멤브레인(261)은 에틸렌프로필렌고무(에틸렌프로필렌 터폴리머(EPDM)), 폴리우레탄고무, 실리콘고무등의 강도 및 내구성이 우수한 고무재로 만들어진다. 가압플레이트(262)는 드레서베이스(231)의 상면에 고정되지 않지만 슬라이딩 가능하게 맞물려 유지된다.
튜브 및 커넥터등으로 이루어지는 유체통로(255)는 에어백(263)과 연통된다. 에어백(263)은 유체통로(255)에 접속된 레귤레이터(R7)를 거쳐 압축공기원(120)에 연결된다. 따라서, 유체통로(255)에 연결된 레귤레이터(R7)는 에어백(263)에 공급된 가압유체의 압력을 조정할 수 있다. 대안적으로, 에어백(263)은 진공원에 연결될 수 있다. 따라서, 에어백(263)의 내부 압력을 제어하거나 또는 대기압 또는 진공으로 할 수 있다. 유체통로(255)는 드레서헤드(224)의 상단부에 장착된 로터리조인트(도시 생략)를 거쳐 레귤레이터(R7)에 연결된다.
에어백(263)의 내부압력은 정압으로부터 부압에 이르는 소정압력으로 조정될 수 있다. 압축공기등의 가압유체가 유체통로(255)를 거쳐 에어백(263)로 공급될 때, 에어백(263)이 부풀어 드레서플레이트(232)에 상방향에로의 힘이 작용한다. 가압유체의 압력은 가동드레서조립체(즉, 드레서플레이트(232), 드레싱부재(222), 토크전달핀(241), 구면슬라이드베어링(234), 리니어베어링(236), L형암(260), 및 커버(249))의 중량과 가압유체의 압력 사이의 균형을 기초로 하는 드레싱하중을 제어하기 위해서 레귤레이터(R7)로 조정될 수 있다.
상세하게는, 가동드레서조립체의 총 중량은 대략 12kg 이다. 드레싱하중은 가동드레서조립체의 중량과 에어백(263)의 부압 사이의 균형에 의하여 대략 0 N 에서부터 120N 까지의 범위로 제어될 수 있다. 일반적으로 정압은 부압보다 더 넓은 범위로 더 쉽게 제어될 수 있기 때문에, 가동드레서조립체의 중량을 필요한 최대 드레싱 하중에 맞추고 에어백(263)내의 정압을 기초로 하여 드레싱하중을 제어하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 에어백(263)에 연결된 유체통로(255)는 상기 유체통로를 통과하여 에어백(263)으로 공급되는 유체의 유량을 측정하기 위하여 그것에 연결된 유량계(측정장치)(F6)를 가진다. 유량계(F6)는 측정된 유량에 근거하여 에어백(263)으로부터 누설을 검출하여 누설에 따른 소정의 처리를 할 수 있고, 유량계(F1 내지 F5)도 마찬가지이다. 본 실시예에서, 유량계(F6)는 2단계 처리를 실시하도록 배치된다.
도 6a 및 도 6b는 도 3 및 도 4에 도시된 에어백(263)이 작동하는 방법을 도시한다. 도 6a는 에어백(263)이 부풀어진 상태를 나타내고, 도 6b는 에어백(263)이 오므라진상태, 즉, 어떠한 압력도 상기 에어백(263)에 가해지지 않은 상태를 나타낸다. 도 6a에서, 에어백(263)을 부풀게 하기 위해서는 가압유체를 에어백(263)내에 공급하여 탄성멤브레인(261)이 팽창되고 압력플레이트(262)가 드레서베이스 (231)를 가압한다. 따라서, 위방향으로의 힘이 드레서플레이트(232)에 가해진다. 그 결과, 가동드레서조립체에 의하여 폴리싱면을 가압하기 위하여 가해지는 하중이 감소된다. 도 6b에서, 어떠한 압력도 에어백(263)에 가해지지 않으므로 에어백 (263)은 오므라들지 않아, 탄성멤브레인(261)은 수축된다. 따라서, 압력플레이트 (262)는 드레서베이스(231)를 가압하지 않으며, 드레서플레이트(232)에는 어떠한 위방향으로의 힘도 가해지지 않는다.
에어백(263)에 공급되는 압력으로 드레서플레이트(232)에 가해진 위 방향으로의 힘을 정확하게 제어하기 위해서, 탄성멤브레인(261)이 다소 휘어졌을 때에도 에어백(263)내의 상면과 하면의 면적을 일정하게 유지하도록, 후퇴부(265 및 266)를 L형암(260)의 돌출부(260a)의 하면 및 압력플레이트(262)의 상면에 각각 형성할 수 있다.
드레서(220)의 동작이 이하에서 상세히 설명된다.
드레서헤드(224)에 수납된 드레서에어실린더(도시 생략)는 도 3에 도시된 위치로부터 드레서구동샤프트(223)를 하강시키기 위해서 드레서몸체(221)와 함께 작동된다. 이 때, 스토퍼(241a)는 드레서베이스(231)의 상면과 걸쳐맞춰지도록 유지된다. 드레서구동샤프트(223)는 드레싱부재(222)가 폴리싱테이블(100)의 폴리싱면과 접촉하도록 소정거리만큼 하강된다. 드레싱부재(222)가 폴리싱테이블(100)의 폴리싱면과 접촉한 후, 드레서구동샤프트(223)와 드레서베이스(231)만이 하강되어 스토퍼(241a)가 드레서베이스(231)로부터 떨어진다. 또한, 센터링샤프트(235)가 리니어베어링(236)내에서 슬라이드하여 도 4에 도시된 상태로 된다. 탄성멤브레인(261)의 휘어짐이 없을 때까지 드레서구동샤프트(223)가 하강되기 때문에, 폴리싱면이 드레스될 때 폴리싱면의 약간의 마모에 상관없이 후퇴부(265 및 266)에 의하여 에어백(263)의 상면과 하면의 면적이 일정하게 유지된다.
도 4에 도시된 상태에서, 드레서구동샤프트(223)는 그 자신의 축을 중심으로 회전하고, 드레싱부재(222)는 폴리싱면과 슬라이딩 접촉하기 때문에, 이것에 의하여서 폴리싱면을 드레싱한다. 이 때, 드레싱부재(222)에 의하여 폴리싱면에 가해진 드레싱하중은 드레서플레이트(232) 및 상기 드레서플레이트(232)에 고정된 부재만의 하중이 되어 이러한 드레싱하중은 상대적으로 작다. 상세하게는, 본 실시예에서, 드레싱하중은 드레서플레이트(232), 드레싱부재(222), 토크전달핀(241), 구면베어링(241), 리니어베어링(236), L형부재(260), 및 커버(249)에 의하여 가해진다 즉, 가동드레서조립체의 중량이며, 따라서 이러한 드레싱하중은 작다. 드레싱하중이 작기 때문에, 폴리싱면이 드레스될 때 폴리싱면으로부터 제거되는 물질의 양은최소화될 수 있다.
드레싱하중을 더욱 감소시킬 필요가 있다면, 에어백(263)은 압축공기원(120)에 접속되어 레귤레이터(R7)에 의하여 에어백(263)내의 유체압력을 조정하며 가동드레서조립체의 중량과 에어백(263)내의 유체압력 사이에 균형을 이루도록 하고 이것에 의하여 소정의 가벼운 드레싱 하중을 성취할 수 있다.
가동드레서조립체의 중량보다 더 작은 드레싱하중을 가하기 위하여 상기 처리가 실시되면, 드레싱부재가 폴리싱면과 접촉할 때, 가동드레서조립체의 중량과 동일한 드레싱하중이 폴리싱면에 일시적으로 가해진다. 이러한 단점을 피하기 위하여, 드레서(220)가 다음과 같이 작동되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 상태에서, 에어백(263)은 유체공급원에 접속되고 드레서플레이트(232)를 그것의 가장높은 위치에 놓기 위하여 부풀게 된다. 그 다음, 드레서구동샤프트(223)와 드레서몸체(221)를 소정거리까지 하강시키기 위해서 드레서헤드내에 수납된 드레서에어실린더가 작동된다. 이 때, 폴리싱면과 드레싱부재(222)의 하면 사이에는 약간의 간극이 존재한다. 그 후, 도 4에 도시된 바와 같이 드레싱부재(222)의 하면이 폴리싱면과 접촉할 때까지 드레서플레이트(232)를 더욱 하강시키기 위하여 레귤레이터(R7)에 의하여 에어백(263)내의 유체압력이 소정 압력으로 조정된다. 따라서, 폴리싱면에 가해진 드레싱하중은 소정레벨이 된다. 가동드레서조립체의 하강거리가 작기 때문에, 탄성멤브레인(261)은 휘어짐이 거의 없고, 에어백(263)의 상하면의 압력지지면적은 폴리싱면이 드레싱될 때 폴리싱면의 약간의 마모에 관계 없이 후퇴부(265 및 266)에 의하여 일정하게 유지된다. 드레서구동샤프트(223)를 하강시키기 전의 에어백(263)내의 유체압력은 소정의 드레싱하중이 달성되는 레벨일 수 있다.
폴리싱면이 드레싱되는 동안, 유량계(F6)는 에어백(263)으로부터 누설을 검출하기 위하여 유체통로(255)를 통하여 에어백(263)으로 공급되는 유체의 유량을 측정한다. 본 실시예에서, 상술된 바와 같이, 누설이 발생할 때, 유량계(F6)는 2단계의 처리를 실시하도록 배치된다. 유량계 F1 내지 F5의 경우에서와 같이 작은 누설이 발생할 때, 알람신호가 출력된다. 누설이 적게 발생할 경우에도 드레싱처리는 계속된다. 고장신호가 출력되면, 드레서(220)에 의한 드레싱처리가 즉시 중지된다. 드레서(220)는 복수의 에어백(263)을 가지며, 도 3 및 도 4는 에어백(263)들 중 하나를 도시한다. 에어백(263)들 중 어느 하나의 압력이 설정레벨로 유지되지 않으면, 드레싱하중이 균형을 잃어 폴리싱면을 손상시킨다. 최악의 경우에는, 드레서(220) 자체가 파손될 수 있다. 상세하게는, 드레서(220)의 회전이 정지되고 드레서(220)가 상승되며 폴리싱테이블(100)의 회전이 또한 정지된다. 폴리싱처리와 드레싱처리가 동시에 실시되면, 톱링(1)의 회전이 또한 정지되고 톱링(1)이 상승된다. 알람신호의 출력에 응답하여 드레싱처리가 즉시 정지될 수도 있다.
에어백(263)중 하나로부터의 누설로 인하여 드레싱처리가 정지되는 경우, 누설을 초래하는 탄성멤브레인(261)을 교체하거나 드레서(220)를 다시 조립한다. 이러한 경우에, 드레서(220)내의 에어백(263)중 하나가 누설을 초래했다는 것을 즉각적으로 알 수 있도록 복수의 에어백(263)에 연결된 각각의 유체통로에 유량계가 연결되고 따라서 운전자는 필요한 부재만을 신속하게 작업할 수 있다. 도 1에서는,에어백(263)중 하나에 연결된 하나만의 유체통로가 도시되며 다른 유체통로와 유량계는 도시되지 않는다.
드레서(220)내의 에어백(263)으로부터의 누설 및 톱링(1)내의 기밀실(21 내지 25)로부터의 누설은 유량계 뿐만 아니라 압력 게이지에 의하여 검출될 수 있다. 기밀실(21 내지 25) 및 에어백(263)내의 압력은 레귤레이터(R2 내지 R7)에 의하여 일정한 레벨로 유지될 수 있으므로, 유량계는 소량의 누설을 검출하거나 누설을 순간적으로 검출하는데 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 톱링(1)내의 기밀실의 레이아웃과 구조 및 드레서(220)내의 에어백의 레이아웃과 구조는 예시된 상세로 한정되지 않으며 필요에 따라서 수정될 수 있다. 드레서(220)내의 복수의 에어백과 톱링(1)내의 복수의 기밀실을 구비한 폴리싱장치가 상술된 반면, 폴리싱장치는 적어도 하나의 기밀실과 적어도 하나의 에어백을 포함할 수 있다. 본 발명은, 반도체웨이퍼를 폴리싱하기 위하여 하나의 탄성멤브레인으로 반도체웨이퍼의 전체면을 잡아주는 톱링에서 응용가능하다. 이러한 경우에, 기밀실부재의 적어도 일부분이 반도체웨이퍼로 구성되면, 반도체웨이퍼가 어느 때 톱링으로부터 미끄러져 나가는지를 검출할 수 있다. 예를 들어, 반도체웨이퍼와 접촉하는 탄성멤브레인의 표면에 적어도 하나의 구멍이 형성되면, 반도체웨이퍼가 톱링으로부터 언제 미끄러져 나가는지를 검출할 수 있다.
상술된 실시예에서, 유량계는 2단계처리로 누설을 검출한다. 하지만, 유랑계는 단일 단계 또는 3이상의 단계로 누설을 검출할 수 있다. 이러한 검출되는 누설을 나타내는 신호는 폴리싱장치의 운전을 위하여 알람신호 또는 고장신호로서 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 도시되고 기술되었으나, 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경과 수정이 가능하다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명에 의해서, 기판유지장치 및 드레싱장치가 제공되어 기판에 가해지는 가압력을 안전하고 정확하게 제어할 수 있고, 폴리싱면에 가해지는 드레싱하중을 안전하고 정확하게 제어할 수 있으며, 상기 기판유지장치 또는 드레싱장치를 구비한 폴리싱장치를 제공할 수 있게된다.

Claims (21)

  1. 폴리싱될 기판을 유지하고 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하는 기판유지장치에 있어서, 상기 기판유지장치는,
    상기 기판을 유지하는 톱링몸체;
    상기 톱링몸체에 형성되는 기밀실;
    상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 가압되는 압력을 제어하기 위하여 상기 기밀실로 정압 또는 부압하에서 유체를 공급하기 위한 유체공급원;
    상기 유체공급원과 상기 기밀실을 상호연결하는 유체통로; 및
    상기 유체통로에서의 유량을 측정하기 위하여 상기 유체통로에 배치된 유량계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판유지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 톱링몸체에 적어도 하나의 기밀실을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기판유지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기밀실에 대응하도록 적어도 하나의 유체통로와 상기 적어도 하나의 유체통로에 배치되는 적어도 하나의 측정장치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기판유지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기밀실의 적어도 일부는 상기 기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판유지장치.
  5. 기판을 폴리싱하는 폴리싱장치로서,
    폴리싱면을 가지는 폴리싱테이블; 및
    상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하고 폴리싱될 기판을 유지하는 기판유지장치를 포함하고, 상기 기판유지장치는,
    기판을 유지하는 톱링몸체;
    상기 톱링몸체에 형성되는 기밀실;
    상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 가압되는 압력을 제어하기 위하여 상기 기밀실로 정압 또는 부압하에서 유체를 공급하기 위한 유체공급원;
    상기 유체공급원과 상기 기밀실을 상호연결하는 유체통로; 및
    상기 유체통로에 유량을 측정하기 위하여 상기 유체통로에 배치되는 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 톱링몸체에 적어도 하나의 기밀실을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기밀실에 대응하도록 적어도 하나의 유체통로 및 상기 적어도 하나의 유체통로에 배치되는 적어도 하나의 측정장치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 기밀실의 적어도 일부는 상기 기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  9. 기판을 폴리싱하는 폴리싱방법에 있어서,
    톱링을 구비한 폴리싱테이블상에 제공되는 폴리싱면에 대하여 기판을 가압하는 단계;
    상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 가압되는 압력을 제어하도록 상기 톱링에 형성된 기밀실로 정압 또는 부압하에서 유체를 공급하는 단계;
    상기 유체가 흐르는 유체통로에서 상기 유체의 유량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 측정된 유량을 근거로 상기 기밀실로부터의 누설을 검출하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기밀실로부터의 누설이 검출되는 경우에 상기 기판을 폴리싱하는 공정이 정지되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 측정된 유량을 근거로 상기 톱링으로부터 기판이 벗어나는 것을 검출하는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  13. 기판의 표면을 폴리싱하기 위한 폴리싱테이블의 폴리싱면을 드레싱하는 드레싱장치에 있어서, 상기 드레싱장치는,
    드레서몸체;
    상기 드레서몸체에 대하여 상하로 이동가능하게 배치되는 드레서플레이트;
    상기 드레서플레이트에 의하여 지지되는 드레싱부재;
    상기 드레서몸체와 상기 드레서플레이트 사이에 제공되고 그 일부가 탄성멤브레인으로 형성되는 기밀실;
    드레싱하중을 제어하기 위하여 상기 기밀실로 정압 또는 부압하에서 유체를 공급하기 위한 유체공급원;
    상기 기밀실과 상기 유체공급원을 상호연결하는 유체통로; 및
    상기 유체통로에서 유량을 측정하기 위하여 상기 유체통로내에 배치되는 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱장치.
  14. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 기밀실을 더욱 포함하고, 상기 기밀실의 적어도 일부가 탄성멤브레인에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 드레싱장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기밀실에 대응하도록 적어도 하나의 유체통로 및 상기 적어도 하나의 유체통로에 배치된 적어도 하나의 측정장치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱장치.
  16. 기판을 폴리싱하는 폴리싱장치에서, 상기 폴리싱장치는,
    폴리싱면을 가지는 폴리싱테이블;
    상기 폴리싱면에 대하여 상기 기판을 가압하고 폴리싱될 기판을 유지하는 기판유지장치;
    상기 폴리싱면을 드레싱하는 드레싱장치를 포함하고, 상기 드레싱장치는,
    드레서몸체;
    상기 드레서몸체에 대하여 상하로 이동가능하게 배치되는 드레서플레이트;
    상기 드레서플레이트에 의하여 지지되는 드레싱부재;
    상기 드레서몸체와 상기 드레서플레이트 사이에 제공되고 적어도 그 일부가 탄성멤브레인으로 형성되는 기밀실;
    드레싱하중을 제어하기 위하여 상기 기밀실로 정압 또는 부압하에서 유체를 공급하기 위한 유체공급원;
    상기 기밀실과 상기 유체공급원을 상호연결하는 유체통로; 및
    상기 유체통로에서 유량을 측정하기 위하여 상기 유체통로내에 배치되는 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  17. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 기밀실을 더욱 포함하고, 상기 기밀실의 적어도 일부가 탄성멤브레인에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기밀실에 대응하도록 적어도 하나의 유체통로 및 상기 적어도 하나의 유체통로에 배치되는 적어도 하나의 측정장치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  19. 드레서로 기판의 표면을 폴리싱하는 폴리싱테이블의 폴리싱면을 드레싱하는 방법에서,
    드레싱하중을 제어하기 위하여 상기 드레서에 형성되는 기밀실로 정압 또는부압하에서 유체를 공급하는 단계; 및
    상기 유체가 흐르는 유체통로에 상기 유체의 유량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 측정된 유량을 근거로 상기 기밀실로부터 누설을 검출하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기밀실로부터 누설이 검출되는 경우에 상기 폴리싱면을 드레싱하는 공정이 정지되는 것을 특징으로 하는 드레싱방법.
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