KR20060038753A - 반도체 웨이퍼 연마 세정장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼를 세정하는 브러쉬로 인한 스크래치 발생을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정장치는, 웨이퍼를 연마하는 연마부; 상기 연마가 완료된 웨이퍼를 세정하기 위한 상하 한쌍의 브러쉬를 구비하는 웨이퍼 세정부; 및 상기 브러쉬가 세정 대기하는 동안 상기 브러쉬를 세정하는 브러쉬 세정부;를 포함하며, 상측 브러쉬는 구동부에 의해 대기 위치와 작업 위치를 왕복 이동하고, 상측 브러쉬가 대기 위치로 이동될 때 상측 브러쉬를 세정하는 초음파 세정기로 이루어진다.
연마, 세정, 브러쉬, 초음파, CMP

Description

반도체 웨이퍼 연마 세정장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POLISHING AND CLEANING OF A SEMICONDUCTOR WAFER}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정장치의 개략도를 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세정부의 개략도를 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세정부를 이용한 브러쉬 세정 상태를 나타내는 도면을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정 방법의 블록도를 도시한 것이다.
본 발명은 반도체 웨이퍼의 연마 세정장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼를 세정하는 브러쉬로 인한 스크래치 발생을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치 및 방법에 관한 것이다.
연마 세정장치는 연마 공정을 진행하는 연마부, 세정 공정을 진행하는 세정부, 반도체 웨이퍼 또는 이 웨이퍼가 저장된 웨이퍼 캐리어를 단위 공정을 수행하기 위한 반도체 장비에 로딩하거나 언로딩하는데 이용되는 스미프(SMIF: Standard Mechanical Interface)부 및 웨이퍼 핸들링(wafer handling)부를 포함한다.
이 중에서, 상기 연마부는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하, 'CMP'라 한다) 공정을 수행하며, 상기 CMP 공정은 텅스텐이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마제에 의해 연마시키는 공정이다.
여기에서, 상기 기계적 연마는 연마 헤드에 고정된 웨이퍼를 회전하는 연마 패드에 가압시킨 상태에서 회전시킴으로써 연마 패드와 웨이퍼 표면간의 마찰에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이고, 화학적 연마는 연마 패드와 웨이퍼 사이에 공급되는 화학적 연마제로서의 슬러리에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이다.
그리고, 상기 연마 공정이 완료되면 반도체 웨이퍼가 세정부로 이송되는데, 상기 세정부에서는 상하로 배치된 한쌍의 브러쉬(brush)를 이용하여 웨이퍼의 양면을 동시에 세정하게 된다.
그런데, 상기한 구성의 연마 세정장치에 의하면, 연마 공정을 진행하면서 오염된 웨이퍼를 상기 브러쉬에 의해 세정하므로, 브러쉬 또한 오염되기 쉬우며, 상기 브러쉬가 오염된 경우에는 웨이퍼 표면에 파티클을 증가시키는 역효과가 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 세정 공정을 대기중인 브러쉬를 세정함으로써 웨이퍼를 세정하는 브러쉬로 인한 스크래치 발생을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
웨이퍼를 연마하는 연마부;
상기 연마가 완료된 웨이퍼를 세정하기 위한 상하 한쌍의 브러쉬를 구비하는 웨이퍼 세정부; 및
상기 브러쉬가 세정 대기하는 동안 상기 브러쉬를 세정하는 브러쉬 세정부;
를 포함하는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 상측 브러쉬는 구동부에 의해 대기 위치와 작업 위치를 왕복 이동한다.
그리고, 상기 브러쉬 세정부는 상측 브러쉬의 대기 위치에 설치되며, 상측 브러쉬가 대기 위치로 이동될 때 상측 브러쉬를 세정하는 초음파 세정기로 이루어진다.
그리고, 본 발명은 상기한 연마 세정장치를 이용한 연마 세정 방법으로서,
연마 공정을 진행하는 단계;
연마가 완료된 웨이퍼를 상하 한쌍의 브러쉬 사이에 배치하여 상기 브러쉬를 이용한 웨이퍼 세정 공정을 진행하는 단계;
상기 브러쉬를 대기 위치에 위치시키는 한편, 세정이 완료된 웨이퍼를 다음 공정으로 이송하는 단계; 및
상기 브러쉬를 세정하는 브러쉬 세정 공정을 진행하는 단계;
를 포함하는 연마 세정 방법을 제공한다.
이때, 상기 브러쉬 세정 공정에서는 상측 브러쉬를 초음파 세정한다.
이러한 구성의 연마 세정장치 및 방법에 의하면, 연마 공정을 진행하면서 오염된 웨이퍼의 오염 물질, 예컨대 파티클이 브러쉬를 오염시키게 되더라도 상기 오염 물질을 브러쉬 세정 공정에서 제거함으로써, 브러쉬 오염으로 인한 웨이퍼 표면의 스크래치 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정장치의 개략도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세정부의 개략도를 도시한 것이다.
그리고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세정부를 이용한 브러쉬 세정 상태를 나타내는 도면을 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정 방법의 블록도를 도시한 것이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예의 연마 세정장치(10)는 연마 공정을 진행하는 연마부(20), 세정 공정을 진행하는 세정부(30), 반도체 웨이퍼(W) 또는 이 웨이퍼가 저장된 웨이퍼 캐리어를 단위 공정을 수행하기 위한 반도체 장비에 로딩하거나 언로딩하는데 이용되는 에스엠아이에프(SMIF: Standard Mechanical Interface)부(40), 및 웨이퍼 핸들링(wafer handling)부(50)를 포함한다.
이 중에서, 상기 연마부(20)는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하, 'CMP'라 한다) 공정을 수행하며, 세정부(30)는 연마가 완료된 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정부(32)와, 상기 웨이퍼를 세정하기 위한 브러쉬를 세 정하는 브러쉬 세정부(34)로 이루어진다.
보다 구체적으로, 상기한 웨이퍼 세정부(32)는 상하 한쌍의 브러쉬(32a,32b)를 구비하며, 상측 브러쉬(32a)는 구동부(32a')에 의해 작업 위치와 대기 위치를 반복적으로 이동한다.
여기에서, 상기 작업 위치는 상측 브러쉬(32a)가 하측 브러쉬(32b)와 대향하는 위치를 말하며, 대기 위치는 상측 브러쉬(32a)가 하측 브러쉬(32b)와 어긋나게 배치되는 위치를 말한다. 도 2는 상기 상측 브러쉬(32a)가 작업 위치에 위치되어 있는 상태를 도시하고 있으며, 도 3은 상측 브러쉬(32a)가 대기 위치에 위치되어 있는 상태를 도시하고 있다.
그리고, 상기 대기 위치에는 상측 브러쉬(32a)를 세정하기 위한 브러쉬 세정부(34)로서의 초음파 세정기가 설치되어 있는 바, 상기한 초음파 세정기는 공지의 것을 사용할 수 있다.
이하, 상기한 구성의 연마 세정장치를 이용한 연마 세정 방법을 설명한다.
반도체 웨이퍼가 연마부(20)로 이송되면, 상기 연마부(20)의 화학 기계적 연마장치는 화학적 기계적 연마 공정을 수행하여 텅스텐이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마함과 동시에 화학적 연마제에 의해 연마한다.
그리고, 연마가 완료된 웨이퍼(W)가 웨이퍼 세정부(32)의 하측 브러쉬(32b) 위로 이송되면, 대기 위치에 위치하고 있던 상측 브러쉬(32a)가 작업 위치로 이동하여 상기 하측 브러쉬(32b)와 함께 웨이퍼(W)의 양면을 세정한다.
이어서, 세정이 완료되면, 상기 상측 브러쉬(32a)는 구동부(32a')에 의해 다시 대기 위치로 이동되고, 이 위치에서 브러쉬 세정부(34)인 초음파 세정기에 의한 브러쉬 세정 공정이 진행된다. 상기한 브러쉬 세정 공정이 진행되는 동안, 상기 세정이 완료된 웨이퍼는 추후 공정으로 이송된다.
한편, 상기한 브러쉬 세정 공정은 위에서 설명한 바와 같이 매 낱장의 웨이퍼 세정시마다 실시하여도 무방하고, 일정 매수의 웨이퍼 세정이 끝난 후 진행하는 것도 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만 본원 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
상기에서 자세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 연마 공정을 진행하면서 오염된 웨이퍼의 오염 물질, 예컨대 파티클이 브러쉬를 오염시키게 되더라도 상기 오염 물질을 브러쉬 세정 공정에서 제거함으로써, 브러쉬 오염으로 인한 웨이퍼 표면의 스크래치 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (5)

  1. 웨이퍼를 연마하는 연마부;
    상기 연마가 완료된 웨이퍼를 세정하기 위한 상하 한쌍의 브러쉬를 구비하는 웨이퍼 세정부; 및
    상기 브러쉬가 세정 대기하는 동안 상기 브러쉬를 세정하는 브러쉬 세정부;
    를 포함하는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상측 브러쉬는 구동부에 의해 대기 위치와 작업 위치를 왕복 이동하는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 브러쉬 세정부는 상측 브러쉬의 대기 위치에 설치되는 초음파 세정기로 이루어지는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 기재된 반도체 웨이퍼 연마 세정장치를 이용한 연마 세정 방법으로서,
    연마 공정을 진행하는 단계;
    연마가 완료된 웨이퍼를 상하 한쌍의 브러쉬 사이에 배치하여 상기 브러쉬를 이용한 웨이퍼 세정 공정을 진행하는 단계;
    상기 브러쉬를 대기 위치에 위치시키는 한편, 세정이 완료된 웨이퍼를 다음 공정으로 이송하는 단계; 및
    상기 브러쉬를 세정하는 브러쉬 세정 공정을 진행하는 단계;
    를 포함하는 연마 세정 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 브러쉬 세정 공정에서는 상측 브러쉬를 초음파 세정하는 연마 세정 방법.
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KR101338812B1 (ko) * 2012-08-17 2013-12-06 주식회사 케이씨텍 기판 세정 방법 및 이에 사용되는 기판 세정 장치

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