KR20040070591A - Ｃｍｐ 장비의 브러쉬 클리너 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CMP 장비의 브러쉬 클리너에 관한 것으로서, 본체(20)의 내측으로 로딩된 웨이퍼(미도시)를 지지하는 지지로울러(30)와, 웨이퍼를 향해 케미컬을 분사하는 케미컬 분사노즐(40)과, 웨이퍼의 상.하측에 각각 위치하여 클리닝시 웨이퍼의 상.하측면에 각각 밀착되어 회전하는 상부 및 하부브러쉬(50,60)를 포함하는 CMP 장비의 브러쉬 클리너(10)에 있어서, 본체(20) 내측에 하부브러쉬(60)의 외측에서 그 상측으로 왕복 이동하도록 설치되며, 웨이퍼가 클리닝을 마치고서 지지로울러(30)로부터 언로딩됨과 아울러 하부브러쉬(60)가 정지시 하부브러쉬(60) 상측으로 이동하여 하부브러쉬(60)를 향하여 초순수를 분사하도록 하측면에 복수의 분사노즐(71)이 구비되는 클리닝 플레이트(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 폴리싱을 마친 웨이퍼 뒷면에 밀착되어 웨이퍼를 클리닝하는 하부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거함으로써 상부브러쉬에 대한 오염을 방지함과 아울러 클리닝시 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발하는 것을 방지하며, 상부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등도 제거하는 효과를 가지고 있다.

Description

ＣＭＰ 장비의 브러쉬 클리너{BRUSH CLEANER OF A CHEMICAL-MECHANICAL POLISHER}
본 발명은 CMP 장비의 브러쉬 클리너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리싱을 마친 웨이퍼 표면에 밀착되어 웨이퍼를 클리닝하는 상부 및 하부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거하여 웨이퍼를 클리닝시 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발하는 것을 방지하는 CMP 장비의 브러쉬 클리너에 관한 것이다.
최근에는, 웨이퍼가 대구경화됨에 따라 웨이퍼의 넓어진 면을 평탄화하기 위해서 화학적인 제거가공과 기계적인 제거가공을 하나의 가공방법으로 혼합한 화학적 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing; 이하 "CMP"라 함) 공정이 널리 이용되고 있다.
CMP 공정이란 단차를 가진 웨이퍼 표면을 폴리싱 패드 위에 밀착시킨 후 연마제와 화학물질이 포함된 슬러리(slurry)를 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 주입시켜 웨이퍼의 표면을 평탄화시키는 방식이다.
CMP 공정을 실시하는 장비에는 폴리싱을 마친 웨이퍼의 표면에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거하기 위한 클리닝시스템이 구비된다.
클리닝 시스템은 웨이퍼 표면을 브러쉬로 세척하는 제 1 및 제 2 브러쉬 클리너(brush cleaner)와, 웨이퍼를 회전시키면서 그 표면에 잔존하는 케미컬을 제거하기 위해 초순수를 분사하여 린스후 건조시키는 스핀 린스 드라이어로 이루어진다.
종래의 CMP 장비의 클리닝 시스템에서 브러쉬 클리너를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 CMP 장비의 브러쉬 클리너를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 CMP 장비의 브러쉬 클리너(1)는 상측이 개방된 본체(2)와, 본체(2) 내측에 각각 설치되는 복수의 지지로울러(3), 케미컬분사노즐(4), 그리고 상부 및 하부브러쉬(5,6)를 포함한다.
본체(2)는 웨이퍼 이송아암(미도시)에 의해 복수의 지지로울러(3)로 웨이퍼(미도시)를 로딩/언로딩하도록 상측이 개방되도록 형성된다.
지지로울러(3)는 복수개로 이루어져 본체(2)의 바닥면에 원형을 이루도록 배열되어 설치되며, 웨이퍼 이송아암(미도시)에 의해 본체(2) 내측으로 로딩/언로딩되는 웨이퍼의 가장자리를 지지한다.
한편, 지지로울러(3)에 지지되는 웨이퍼는 앞면이 위로 향하고, 뒷면이 아래로 향하고 있다.
케미컬분사노즐(4)은 본체(2)의 바닥면에 일정 높이로 설치되며, 클리닝시 지지로울러(3)에 의해 지지된 웨이퍼를 향해 케미컬을 분사한다.
상부브러쉬(5)는 웨이퍼를 상부브러쉬아암(5a)에 의해 클리닝시 지지로울러(3)에 지지된 웨이퍼(W)의 외측으로부터 상측으로 이동하여 웨이퍼 상측면, 즉 앞면에 밀착되어 회전함으로써 웨이퍼의 상측면을 클리닝한다.
하부브러쉬(6)는 지지로울러(3)에 지지되는 웨이퍼의 하측에 회전가능하게 설치되며, 클리닝시 상측으로 상승하여 웨이퍼의 하측면, 즉 뒷면에 밀착하여 회전함으로써 웨이퍼 하측면을 클리닝한다.
이와 같은, 종래의 CMP 장비의 브러쉬 클리너(1)는 웨이퍼의 클리닝후 하부브러쉬(6)가 상부브러쉬(5)에 비해 파티클, 슬러리, 레지드 등에 의해 오염되는 정도가 크다.
이것은 폴리싱을 마친 웨이퍼는 뒷면이 앞면에 비해 파티클, 슬러리, 레지드 등이 많이 존재하기 때문이다.
따라서, 하부브러쉬(6)로부터 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거하여 하부브러쉬(6)가 상부브러쉬(5)와 함께 웨이퍼를 클리닝시 웨이퍼의 표면에 스크래치를 유발시키는 것을 방지할 필요성이 있었다.
또한, 상부브러쉬(5)는 비록 웨이퍼의 클리닝후에는 하부브러쉬(6)에 비해 파티클, 슬러리, 레지드 등에 의해 오염이 적게 되지만, 브러쉬 클리너(1)가 공전(idle) 상태에서는 상부브러쉬(5)가 하부브러쉬(6)의 상측으로 이동후 하강하여 하부브러쉬(6)와 접한 상태에서 초순수를 분사하면서 회전하기 때문에 하부브러쉬(5)에 의해 오염된다.
따라서, 상부브러쉬(5)도 하부브러쉬(6)에 의해 오염된 파티클, 슬러리, 레지등 등을 제거함으로써 클리닝시 웨이퍼의 표면에 스크래치를 유발시키는 것을 방지할 필요성이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 필요성에 의한 것으로서, 본 발명의 목적은 폴리싱을 마친 웨이퍼 뒷면에 밀착되어 웨이퍼를 클리닝하는 하부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거함으로써 상부브러쉬에 대한 오염을 방지함과 아울러 클리닝시 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발하는 것을 방지하며, 상부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등도 제거함으로써 웨이퍼를 클리닝시 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발하는 것을 방지하는 CMP 장비의 브러쉬 클리너를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 폴리싱을 마치고 웨이퍼 이송아암에 의해 본체의 내측으로 로딩된 웨이퍼를 지지하는 지지로울러와, 웨이퍼를 향해 케미컬을 분사하는 케미컬 분사노즐과, 웨이퍼의 상.하측에 각각 위치하여 클리닝시 웨이퍼의 상.하측면에 각각 밀착되어 회전하는 상부 및 하부브러쉬를 포함하는 CMP 장비의 브러쉬 클리너에 있어서, 본체 내측에 하부브러쉬의 외측에서 그 상측으로 왕복 이동하도록 설치되며, 웨이퍼가 클리닝을 마치고서 지지로울러로부터 언로딩됨과 아울러 하부브러쉬가 정지시 하부브러쉬 상측으로 이동하여 하부브러쉬를 향하여 초순수를 분사하도록 하측면에 복수의 분사노즐이 구비되는 클리닝 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 CMP 장비의 브러쉬 클리너를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너를 도시한 평면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너의 클리닝 플레이트를 도시한 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너의 클리닝 스테이지를 도시한 측면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
20 : 본체 30 : 지지로울러
40 : 케미컬 분사노즐 50 : 상부브러쉬
60 : 하부브러쉬 70 : 클리닝 플레이트
71 : 분사노즐 72 : 제 1 공급라인
73 : 접이식 지지바 73a,73b,73c : 중공바
74 : 모터 74a : 풀리
75 : 와이어 76 : 모터커버
80 : 클리닝 스테이지 81 : 제 2 공급라인
82 : 분사노즐 90 : 클리닝 분사노즐
91 : 분사관
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너의 클리닝 플레이트를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너의 클리닝 스테이지를 도시한 측면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너(10)는 폴리싱을 마치고 웨이퍼 이송아암(미도시)에 의해 본체(20)의 내측으로 로딩된 웨이퍼(미도시)를 지지하는 지지로울러(30)와, 웨이퍼를 향해 케미컬을 분사하는 케미컬 분사노즐(40)과, 웨이퍼의 상.하측에 각각 위치하여 클리닝시 웨이퍼의 상.하측면에 각각 밀착되어 회전하는 상부 및 하부브러쉬(50,60)와, 하부브러쉬(60) 정지시 하부브러쉬(60) 상측으로 이동하여 하측으로 초순수를 분사하는 클리닝 플레이트(70)를 포함한다.
본체(20)와, 지지로울러(30)와, 케미컬 분사노즐(40)과, 상부 및 하부브러쉬(50,60)는 이미 종래에서 언급하였므로 설명을 생략하기로 한다.
클리닝 플레이트(70)는 하측면 전체에 걸쳐 분사노즐(71)이 구비되며, 외부의 초순수공급부(미도시)로부터 제 1 공급라인(72)을 통해 내측으로 공급된 초순수를 분사노즐(71)을 통해 하측으로 분사한다.
클리닝 플레이트(70)는 본체(20)의 일측에 접이식 지지바(73)에 의해 하부브러쉬(60)의 외측에서 그 상측으로 왕복 이동하도록 설치된다.
접이식 지지바(73)는 내경이 점점 감소하는 복수의 중공바(73a,73b,73c)가 서로 슬라이딩 가능하도록 결합되어 접은 상태에서 클리닝 플레이트(70)를 하부브러쉬(60)의 외측에 위치하게 하는 한편, 펼친 상태에서 클리닝 플레이트(70)를 하부브러쉬(60)의 상측에 위치시킨다.
접이식 지지바(73)는 내측으로 슬라이딩 가능하게 삽입되어 일단이 최소 직경을 가진 중공바(73c)에 고정됨과 아울러 타단이 모터(74)의 풀리(74a)에 감겨진 강성을 지닌 와이어(75)에 의해 접히거나 펼쳐진다.
모터(74)는 본체(20)에 볼트(B)로 결합된 모터커버(76)에 의해 외측이 감싸지며, 모터커버(76)의 내측에 고정된다.
한편, 대기 위치에 정지된 상부브러쉬(50)를 클리닝하기 위하여 상부브러쉬(50)가 대기하는 위치의 하측에 클리닝 스테이지(80)를 설치할 수 있다.
클리닝 스테이지(80)는 외부의 초순수공급부(미도시)로부터 제 2 공급라인(81)을 통해 초순수를 공급받아 대기 위치에 정지된 상부브러쉬(50)를 향하여 상측으로 초순수를 분사하는 복수의 분사노즐(82)이 상측면에 구비된다.
또한, 상부브러쉬(50)가 대기 위치에 정지시 상부브러쉬(50)의 측부를 클리닝하기 위하여 클리닝 스테이지(80)의 상측에 클리닝 분사노즐(90)을 설치할 수 있다.
클리닝 분사노즐(90)은 외부의 초순수공급부(미도시)로부터 클리닝 스테이지(80)로 초순수를 공급하는 제 2 공급라인(81)에 연결되어 수직되게 설치되는 분사관(91)의 끝단에 구비된다.
이와 같은 구조로 이루어진 CMP 장비의 브러쉬 클리너의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
폴리싱을 마친 웨이퍼에 케미컬 분사노즐(40)로부터 케미컬을 분사하면서 상부 및 하부브러쉬(50,60)를 웨이퍼의 상측면 및 하측면에 밀착시킨 후 회전시킴으로써 클리닝을 실시한다.
웨이퍼가 클리닝을 마치면 지지로울러(30)로부터 언로딩되고, 하부브러쉬(60)는 하측으로 하강하여 정지되며, 상부브러쉬(50)는 대기 위치로 이동하여 정지된다.
이 때, 모터(74)는 구동하여 강성재질의 와이어(75)가 접이식 지지바(73)를 펼치도록 하여 클리닝 플레이트(70)를 하부브러쉬(50)의 상측으로 이동시키고, 외부의 초순수공급부(미도시)로부터 제 1 공급라인(72)을 통해 공급받아 분사노즐(71)을 통해 하측의 하부브러쉬(50)를 향해 초순수를 분사하여 하부브러쉬(50)에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거한다.
또한, 클리닝 스테이지(80)는 외부의 초순수공급부(미도시)로부터 제 2 공급라인(81)을 통해 초순수를 공급받아 상측의 상부브러쉬(60)를 향해 초순수를 분사하여 상부브러쉬(50)에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거한다.
클리닝 분사노즐(90)은 역시 외부의 초순수공급부(미도시)로부터 제 2 공급라인(81)을 통해 분사관(91)으로 공급되는 초순수를 상부브러쉬(50)의 측부를 향해 분사하여 상부브러쉬(50)의 측부에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거한다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 폴리싱을 마친 웨이퍼 뒷면에 밀착되어 웨이퍼를 클리닝하는 하부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거함으로써 상부브러쉬에 대한 오염을 방지함과 아울러 클리닝시 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발하는 것을 방지하며, 상부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등도 제거함으로써 웨이퍼를 클리닝시 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발하는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너는 폴리싱을 마친 웨이퍼 뒷면에 밀착되어 웨이퍼를 클리닝하는 하부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등을 제거함으로써 상부브러쉬에 대한 오염을 방지함과 아울러 클리닝시 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발하는 것을 방지하며, 상부브러쉬에 부착된 파티클, 슬러리, 레지드 등도 제거함으로써 웨이퍼를 클리닝시 웨이퍼 표면에 스크래치를 유발하는 것을 방지하는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 CMP 장비의 브러쉬 클리너를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (3)

  1. 폴리싱을 마치고 웨이퍼 이송아암에 의해 본체의 내측으로 로딩된 웨이퍼를 지지하는 지지로울러와, 상기 웨이퍼를 향해 케미컬을 분사하는 케미컬 분사노즐과, 상기 웨이퍼의 상.하측에 각각 위치하여 클리닝시 웨이퍼의 상.하측면에 각각 밀착되어 회전하는 상부 및 하부브러쉬를 포함하는 CMP 장비의 브러쉬 클리너에 있어서,
    상기 본체 내측에 상기 하부브러쉬의 외측에서 그 상측으로 왕복 이동하도록 설치되며, 상기 웨이퍼가 클리닝을 마치고서 상기 지지로울러로부터 언로딩됨과 아울러 상기 하부브러쉬가 정지시 상기 하부브러쉬 상측으로 이동하여 상기 하부브러쉬를 향하여 초순수를 분사하도록 하측면에 복수의 분사노즐이 구비되는 클리닝 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMP 장비의 브러쉬 클리너.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 본체의 내측에서 상기 상부브러쉬가 대기하는 위치의 하측에 설치되며, 상기 상부브러쉬가 대기하는 위치로 이동하여 정지시 상기 상부브러쉬를 향하여 초순수를 분사하도록 상측면에 복수의 분사노즐이 구비되는 클리닝 스테이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CMP 장비의 브러쉬 클리너.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 클리닝 스테이지의 상측에 설치되며, 상기 상부브러쉬가 대기하는 위치로 이동하여 정지시 상기 상부브러쉬의 측부를 향하여 초순수를분사하는 클리닝 분사노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CMP 장비의 브러쉬 클리너.
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KR20050063369A (ko) * 2003-12-22 2005-06-28 동부아남반도체 주식회사 화학적 기계적 연마 장비의 펜슬 브러시 웨팅 장치

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