KR20050068789A - 화학기계적 연마장비의 스프레이 스테이션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학기계적 연마장비에서 웨이퍼가 안착되어 세정되는 스프레이 스테이션에 관한 것으로, 웨이퍼가 입출입할 수 있도록 전, 후측이 개방된 본체와, 상기 본체의 양측에 내향 구비된 복수개의 지지대와, 상기 지지대의 일측에서 순수를 분사하는 분사노즐과, 상기 지지대의 내측에서 힌지부를 중심으로 승하강하는 리프트와, 상기 리프트를 구동시키는 실린더와, 상기 실린더를 제어하여 상기 리프트의 승하강을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어져, 상기 스프레이 스테이션에 안착되는 웨이퍼가 정상적으로 안착될 수 있도록 하여, 웨이퍼의 파손을 방지하고 화학기계적 연마장비의 가동률을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

화학기계적 연마장비의 스프레이 스테이션 {The Spray Station of Chemical Mechanical Polisher}

본 발명은 화학기계적 연마장비의 스프레이 스테이션에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스프레이 스테이션 상에 안착되는 웨이퍼가 정상적으로 안착되도록 하여 웨이퍼의 파손을 방지하고 공정이 안정적으로 진행되도록 한 화학기계적 연마장비의 스프레이 스테이션에 관한 것이다.

최근에는 웨이퍼가 대구경화됨에 따라 웨이퍼의 넓어진 면적을 평탄화하기 위해 화학기계적 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 평탄화하는 작업이다.

종래의 CMP 장비를 첨부도면 도 1을 통해 살펴보면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 CMP 장비는 복수의 웨이퍼를 수납한 웨이퍼 카세트가 로딩/언로딩되는 포트(port)(1)와, 상기 포트(1)에 로딩된 웨이퍼 카세트로부터 제 1이송암(2)에 의해 웨이퍼가 로딩되어 일시적으로 머무는 트랜스퍼 스테이션(3)과, 상기 트랜스퍼 스테이션(3)으로부터 제 2이송암(4)에 플립(flip)되어 웨이퍼를 순수로 웨트(wet)시키는 스프레이 스테이션(5)과, 상기 스프레이 스테이션(5)으로부터 제 3이송암(6)에 의해 이송된 웨이퍼를 폴리싱하는 폴리싱 스테이션(7)과, 상기 폴리싱 스테이션(7)의 폴리싱 패드를 컨디셔닝하는 복수의 컨디셔너(8)와, 폴리싱 스테이션(7)으로부터 CMP 공정을 마친 웨이퍼를 케미컬로 세정한 후 린스 및 드라이시키는 세정 스테이션(9)을 포함한다.

상기 세정 스테이션(9) 내에서는 제 4이송암(10)이 웨이퍼를 이송시키며, 세정 스테이션(9)에 세정을 마치고 건조된 웨이퍼는 다시 제 1이송암(2)에 의해 포트(1)에 로딩된 웨이퍼 카세트에 수납되며, CMP 공정을 마친 웨이퍼가 로딩된 웨이퍼 카세트는 미도시된 카세트 이송암에 의해 후속공정을 위해 포트(1)로부터 언로딩된다.

이와 같이 구성된 CMP 장비에서 CMP 공정 전 웨이퍼 표면을 순수로 웨트시키는 스프레이 스테이션(5)을 첨부도면을 통해 설명하면 다음과 같다. 도 2는 종래의 스프레이 스테이션(5)을 도시한 사시도이고, 도 3은 상기 스프레이 스테이션(5)의 지지대에 웨이퍼가 잘못 놓은 상태를 도시한 일측면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 스프레이 스테이션(5)은 웨이퍼(w)가 출입할 수 있도록 본체(5a)의 전.후측이 개방되고, 본체(5a)의 양측면 내측에 소정간격을 두고 지지대(5c)가 결합되며, 상기 지지대(5c)의 일측에는 웨이퍼(w)의 에지부분을 지지하는 아크 형상의 지지홈(5d)이 형성되고, 상기 지지대(5c)의 일측에서는 순수를 분사하는 분사노즐(5e)이 설치된다.

이와 같이 구성된 종래의 스프레이 스테이션(5)은, 상기 지지대(5c)에 웨이퍼(w)가 정상적으로 안착되지 못하고 지지대(5c)의 상측면에 잘못 놓일 경우, 분사노즐(5e)로부터 분사되는 순수의 압력에 의해 스프레이 스테이션(5)의 본체(5a) 내측에서 다른 물체와 충돌하여 웨이퍼(w)에 손상을 초래하거나, 상기 제 3이송암(6)을 통해 폴리싱을 위해 이송시 포지션 불량으로 인해 에러를 발생시켜 CMP 공정이 중지됨으로써 CMP 장비의 가동률을 현저하게 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 발명된 것으로서, 상기 스프레이 스테이션 내에 안착되는 웨이퍼가 정상적인 위치에 놓이도록 하여 웨이퍼의 파손을 방지하고 CMP 장비의 가동률을 향상시키도록 한 화학기계적 연마장비의 스프레이 스테이션을 제공함에 발명의 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 화학기계적 연마공정 중 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩되며 웨이퍼를 웨트시키는 스프레이 스테이션에 있어서, 웨이퍼가 입출입할 수 있도록 전, 후측이 개방된 본체와, 상기 본체의 양측에 내향 구비되며, 안착되는 웨이퍼를 지지할 수 있도록 내향 돌설된 하나 이상의 지지대와, 상기 지지대의 일측에서 순수를 분사하는 분사노즐과, 상기 지지대의 내측에 노출되어 구비되며, 일단부에 형성된 힌지부를 중심으로 승하강하는 리프트와, 상기 리프트를 구동시키기 위해 상기 지지대의 내측에 구비된 실린더와, 상기 실린더를 제어하여 상기 리프트의 승하강을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 지지대의 내측 단부에는 웨이퍼의 안착 상태를 감지하여 상기 제어부로 이를 전달하는 감지센서가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 지지대의 일측에 구비된 리프트는 대향되는 지지대의 일측에 구비된 또 다른 리프트와 동시에 작동하거나 어느 한 개만 작동하도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a에 도시된 바와 같이 본 발명의 CMP 장비의 스프레이 스테이션(100)에는 우선, CMP 공정 중 웨이퍼(w)가 로딩 또는 언로딩되며 웨이퍼(w)를 웨트시키는 본체(10)가 구비된다.

상기 본체(10)의 양측 내면에는, 상기 본체(10) 내측으로 진입되는 웨이퍼(w)를 지지할 수 있도록 내향 돌설된 하나 이상의 지지대(20)가 구비되고, 상기 지지대(20)의 일측에는 웨이퍼(w)를 향하여 순수를 분사시키는 분사노즐(12)이 구비된다.

그리고, 상기 지지대(20)의 내측면에는 일단부에 형성된 힌지부(22)를 중심으로 승하강하는 리프트(24)가 상기 지지대(20) 상에 노출되어 구비된다. 상기 리프트(24)의 힌지부(22)는 상기 지지대(20)와 리프트(24)의 일측을 포함한다.

상기 지지대(20)의 내부에는 상기 리프트(24)를 승하강시키는 구동수단인 실린더(26)가 구비되는데, 이때 상기 실린더(26)는 바람직하게 압축된 청정공기(CDA : Clean Dry Air)를 이용하는 공압실린더로 이루어져 있다.

아울러, 상기 리프트(24)의 배면에는 상기 실린더(26)와 하단부가 결합된 실린더 로드(26a)가 연결되어 상기 실린더(26)에 압축공기가 인가되면 상기 리프트(24)가 힌지부(22)를 중심으로 상승하는 것이다.

또한, 상기 실린더(26)는 외부의 공기압축기(28)와 연결되고, 상기 공기압축기(28)와 실린더(26)의 사이에는 제어부(30)를 통해 개폐가 통제되는 솔레노이드 밸브(27)가 구비된다.

한편, 상기 지지대(20)의 내측 단부에는 웨이퍼(w)의 안착 상태를 감지하여 상기 제어부(30)로 이를 전달하는 감지센서(32)가 구비된다.

따라서, 상기 제어부(30)에서는 상기 감지센서(32)를 통해 수집한 신호에 의거 상기 리프트(24)를 승하강할 수 있는데, 예컨대 도 4a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(w)가 지지대(20) 상에 불완전하게 안착되면 이를 감지하여 제어부(30)로 신호를 송출하고, 제어부(30)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 리프트(24)를 상승시켜 웨이퍼(w)가 리프트(24)를 따라 하강하여 지지대(20) 상에 정상적으로 안착될 수 있도록 해준다.

여기에서, 상기 리프트(24)는 대향되는 지지대(20)의 일측에 구비된 또 다른 리프트(24)와 동시에 작동되도록 하거나, 어느 한 개만 독립적으로 작동하도록 할 수도 있으며, 상기 제어부(30)는 웨이퍼(w)의 정상적인 안착이 완료되면 후속공정에 신호를 보내어 웨이퍼(w)를 다음 공정으로 인도하게 할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 스프레이 스테이션에 안착되는 웨이퍼가 정상적으로 안착될 수 있도록 하여, 웨이퍼의 파손을 방지하고 CMP 장비의 가동률을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1은 종래의 화학기계적 연마장비를 개략적으로 도시한 블록도

도 2는 종래의 스프레이 스테이션을 도시한 사시도

도 3은 도 2의 스프레이 스테이션 상에 웨이퍼가 안착된 상태를 도시한 일측면도

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 스프레이 스테이션의 구조 및 작동과정을 도시한 일측면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 본체 12 : 분사노즐

20 : 지지대 24 : 리프트

26 : 실린더 27 : 솔레노이드 밸브

28 : 공압실린더 30 : 제어부

32 : 감지센서

Claims (3)

1. 화학기계적 연마공정 중 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩되며 웨이퍼를 웨트시키는 스프레이 스테이션에 있어서,

   웨이퍼가 입출입할 수 있도록 전, 후측이 개방된 본체와;

   상기 본체의 양측에 내향 구비되며, 안착되는 웨이퍼를 지지할 수 있도록 내향 돌설된 하나 이상의 지지대와;

   상기 지지대의 일측에서 순수를 분사하는 분사노즐과;

   상기 지지대의 내측에 노출되어 구비되며, 일단부에 형성된 힌지부를 중심으로 승하강하는 리프트와;

   상기 리프트를 구동시키기 위해 상기 지지대의 내측에 구비된 실린더와;

   상기 실린더를 제어하여 상기 리프트의 승하강을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마장비의 스프레이 스테이션.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지지대의 내측 단부에는 웨이퍼의 안착 상태를 감지하여 상기 제어부로 이를 전달하는 감지센서가 더 구비된 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마장비의 스프레이 스테이션.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 지지대의 일측에 구비된 리프트는 대향되는 지지대의 일측에 구비된 또 다른 리프트와 동시에 작동하거나 어느 한 개만 작동하도록 된 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마장비의 스프레이 스테이션.