KR200302420Y1 - 화학 기계적 연마장치의 디스펜서 - Google Patents

Abstract

본 고안의 연마작업 중에 슬러리를 절약할 수 있도록 한 화학 기계적 연마장치의 디스펜서를 제공하는 것으로, 이에 따른 디스펜서는 헤드에 고정된 웨이퍼를 플래튼에 고정된 연마패드에 밀착시켜 동시에 회전시키고 슬러리를 공급하면서 연마하는 화학 기계적 연마장치에서, 상기 플래튼의 인접한 위치에 고정되는 외부케이스; 상기 외부케이스의 내부에서 길이방향으로 탄성 지지되고, 전측단이 상기 헤드의 측면에 접촉되는 내부관; 및 상기 내부관에 설치되는 복수개의 노즐을 포함한다.

Description

화학 기계적 연마장치의 디스펜서{DISPENSER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHER}

본 고안은 화학 기계적 연마장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 케미칼(Chemical)을 공급하는 화학 기계적 연마장치의 디스펜서에 관한 것이다.

일반적으로 화학 기계적 연마장치(Chemical Mechanical Polisher;이하 CMP라 칭함)는 반도체 웨이퍼의 표면상의 피막 또는 층을 매끄럽게 하거나, 연마하거나 또는 평탄화 하기 위해 폭넓게 사용되는 것으로, 플래튼 상의 연마패드에 웨이퍼의 전면을 밀착시킨 상태에서 슬러리를 공급하면서 회전 플레이트와 웨이퍼를 동시에 회전시켜 웨이퍼의 전면을 연마하게 된다.

연마패드의 표면으로 슬러리를 공급하는 슬러리 공급관은 연마가 진행되는 동안 웨이퍼의 연마면과 연마패드의 표면 사이에 화학적인 반응과 기계적인 마모도를 높이기 위한 슬러리를 공급하는 관이다.

슬러리를 공급한 연마작업이 종료되면, 다른 연마패드로 웨이퍼를 이동하여 순수를 뿌려주면서 다시 연마작업을 실시한다.

상기와 같은 연마작업 중에, 웨이퍼가 장착된 헤드는 연마패드의 반쪽에서만 왕복으로 이동하면서 연마가 진행되고 디스펜서는 제자리에 고정된 상태에서 슬러리를 공급하기 때문에 헤드가 디스펜서에서 멀리 이동할 땐 연마패드의 회전에 의해 헤드 밑에 스며들지 않고 잔존하던 슬러리가 드레인된다.

따라서 연마작업을 진행하는 과정에서 슬러리가 과도하게 사용되는 문제점이 있다.

본 고안은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 연마작업 중에 슬러리를 절약할 수 있도록 한 화학 기계적 연마장치의 디스펜서를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 디스펜서가 설치된 화학 기계적 연마장치를 도시한 사시도이고,

도 2는 본 고안에 따른 디스펜서를 절개하여 도시한 사시도이고,

도 3은 본 고안에 따른 디스펜서를 도시한 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

W...웨이퍼 11...웨이퍼 캐리어

13...플래튼 15...디스펜서

17...헤드 19...연마패드

21...외부케이스 23...내부관

25...이동구 27...걸림홈

29...고정핀 31...롤러

33...관통구 35,37...노즐

39...순수용 노즐

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 디스펜서는,

헤드에 고정된 웨이퍼를 플래튼에 고정된 연마패드에 밀착시켜 동시에 회전시키고 슬러리를 공급하면서 연마하는 화학 기계적 연마장치에서, 상기 플래튼의 인접한 위치에 고정되는 외부케이스; 상기 외부케이스의 내부에서 길이방향으로 탄성 지지되고, 전측단이 상기 헤드의 측면에 접촉되는 내부관; 및 상기 내부관에 설치되는 복수개의 노즐을 포함한다.

그리고 외부케이스의 상면에 걸림홈이 형성되는 이동구가 형성되고, 상기 이동구에서 이동하는 고정핀이 상기 내부관에 고정되는 것이 바람직하다.

이하 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 디스펜서가 설치된 화학 기계적 연마장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 디스펜서를 절개하여 도시한 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 디스펜서를 도시한 평면도이다.

CMP는 웨이퍼(W)를 세팅하는 웨이퍼 캐리어(11)와, 이 웨이퍼 캐리어(11)의 하방에 설치되는 플래튼(13)과, 플래튼(13)의 인접한 위치에 설치되어 연마패드(19)의 표면을 콘디션 하는 콘디셔너(conditioner)(14)와, 웨이퍼(W)의 연마시 케미칼을 공급하는 디스펜서(dispenser)(15)를 포함한다.

여기서 웨이퍼 캐리어(11)는 하부에 웨이퍼(W)를 장착하는 헤드(17)가 설치된다. 헤드(17)에 설치되는 웨이퍼(W)는 그 연마면이 하부를 향하도록 장착된다.

그리고 플래튼(13)은 하부에 설치된 회전모터(도시 생략됨)에 의해 회전되며, 상부에 설치되는 연마패드(19)를 이용하여 웨이퍼(W)의 연마면을 연마하게 된다.

본 고안에 따른 디스펜서(15)는 도 2에 도시한 바와 같이, 플래튼(13)의 인접한 위치에 고정되는 외부케이스(21)와, 외부케이스(21)의 내부에서 길이방향으로 탄성 지지되는 내부관(23)과, 이 내부관(23)에 설치되는 복수개의 노즐을 포함한다.

여기서 외부케이스(21)는 상면에 이동구(25)가 형성되고, 이동구(25)의 중간에 걸림홈(27)이 형성된다.

상기한 이동구(25)에서 이동하다가 선택적으로 걸림홈(27)에 걸리게 되는 고정핀은 후술하는 내부관(23)의 상측에 고정된다.

내부관(23)은 외부케이스(21)의 내부에서 길이방향으로 탄성된 채 이동가능하도록 삽입되고, 내부관(23)의 상면에 고정된 고정핀(29)이 걸림홈(27)에 안착될 수 있도록 구성된다.

이러한 내부관(23)의 전측단에는 다수개의 롤러(31)가 설치되어 헤드(17)의 측면과 접촉된 상태를 유지하게 된다.

그리고 내부관(23)의 전측 하면에는 관통구(33)가 형성되어 후술하는 노즐이관통구(33)를 통해 슬러리 또는 순수를 분사하게 된다.

이를 위하여 노즐은 슬러리용 복수개의 노즐(35,37)과 순수용 노즐(39) 이렇게 2개가 배치되며, 이들 노즐들은 튜브를 통해 슬러리 공급라인과 순수 공급라인과 연결된다.

특히 슬러리용 복수개의 노즐 중에서 하나는 스프레이 노즐(37)이어서 분사되는 슬러리가 연마패드(19)의 넓은 영역에 분사된다.

이상과 같이 구성되는 본 고안에 따른 화학 기계적 연마장치의 디스펜서(15)는 다음과 같은 작용을 나타낸다.

먼저 헤드(17)에 웨이퍼(W)의 연마면이 하부를 향하도록 장착하고, 헤드(17)와 플래튼(13)을 동일한 방향으로 회전시킨다. 그리고 웨이퍼 캐리어(11)를 하강하여 웨이퍼(W)의 연마면과 연마패드(19)가 접촉되도록 한다.

또한 CMP의 구동전에 걸림홈(27)에서 고정핀(29)을 빼내어 내부관(23)이 스프링에 의해 탄지되어 최대한 전측으로 밀려나가도록 한다. 따라서 내부관(23)의 전측에 있는 롤러(31)는 헤드(17)의 측면에 접촉된 상태로서 헤드(17)의 회전에 따라 롤러(31)도 함께 회전된다.

그리고 헤드(17)가 디스펜서(15)에 근접했을 때에는 외부케이스(21) 내부의 스프링이 압축되고, 헤드(17)가 디스펜서(15)에 멀어졌을 때에는 스프링이 원상태로 복귀하게 되는 것이다.

이러한 과정이 반복되면서 동시에 복수개의 슬러리용 노즐(35,37) 또는 순수용 노즐(39)을 통해 슬러리 또는 순수가 분사되어 웨이퍼(W)의 연마면이연마패드(19)와 접촉된 상태에서 화학 기계적 연마가 이루어지게 된다.

따라서, 노즐을 통해 분사된 슬러리 또는 순수가 항상 웨이퍼(W)의 연마면과 연마패드(19) 사이로 투입됨으로써 드레인되는 것을 줄이게 된다.

한편, 연마가 종료되어 헤드(17)에서 웨이퍼(W)를 분리하기 위해서는 고정핀(29)을 걸림홈(27)에 걸리도록 하고 스프링을 압축시킨 상태로 하여 헤드(17)에 접촉된 롤러(31)를 이격시킨 후에 분리하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 내부관이 헤드의 움직임에 따라 항상 접촉된 상태로 이동하면서 노즐을 통해 슬러리 또는 순수를 분사함으로써 분사된 슬러리 또는 순수가 대부분 웨이퍼의 연마면과 연마패드 사이로 침투하게 된다.

따라서 낭비되는 슬러리 및 순수를 절약할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 헤드에 고정된 웨이퍼를 플래튼에 고정된 연마패드에 밀착시켜 동시에 회전시키고 슬러리를 공급하면서 연마하는 화학 기계적 연마장치에 있어서,

   상기 플래튼의 인접한 위치에 고정되는 외부케이스;

   상기 외부케이스의 내부에서 길이방향으로 탄성 지지되고, 전측단이 상기 헤드의 측면에 접촉되는 내부관; 및

   상기 내부관에 설치되는 복수개의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치의 디스펜서.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외부케이스의 상면에 걸림홈이 형성되는 이동구가 형성되고, 상기 이동구에서 이동하는 고정핀이 상기 내부관에 고정되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치의 디스펜서.