KR20070028191A - 폴리싱 패드 수명감지장치를 구비한 폴리싱 패드 컨디셔너및 폴리싱 패드 수명감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨디셔너 헤드에 전달되는 공기압을 감지하여 패드의 교체 시기를 알려주는 폴리싱 패드 수명감지장치를 구비한 폴리싱 패드 컨디셔너 및 폴리싱 패드 수명감지방법에 관한 것이다.

웨이퍼를 연마하기 위하여 화학적 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing; 이하 'CMP'라 함)공정이 널리 이용되고 있다.

CMP공정이란 단차를 가진 웨이퍼 표면을 폴리싱 패드(polishing pad)위에 밀착시킨 후 연마제와 화학물질이 포함된 슬러리(slurry)를 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 주입시켜 웨이퍼의 표면을 평탄화시키는 방식이다.

상기 폴리싱 패드는 일정한 두께를 가지고 있으며, 연마를 거듭할 수록 마모가 되어 교체를 해주어야 하나 종래에는 교체주기를 예측할 수 있는 방법이 없어서 적절한 시기에 폴리싱 패드를 교체하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 폴리싱 패드 컨디셔너의 공기 공급장치에 압력감지센서를 부착하여 패드의 마모가 일정한 기준이상으로 진행된 경우 외부 표시장치를 통하여 알려줌으로써 폴리싱 패드의 교체시기를 알 수 있도록 하는 효과가 있다.

폴리싱 패드, 압력감지장치

Description

폴리싱 패드 수명감지장치를 구비한 폴리싱 패드 컨디셔너 및 폴리싱 패드 수명감지방법{Polishing pad conditioner equipped polishing pad life time detecting device and polishing pad life time detecting method}

도 1은 종래 CMP 장치의 개락적 사시도

도 2는 본 발명에 따른 폴리싱 패드 컨디셔너의 분리 사시도

도 3은 폴리싱 패드 마모시 하강된 컨디셔너 헤드의 개략적 단면도

도 4는 본 발명에 따른 압력감지방법에 관한 플로우 차트

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 컨디셔너 헤드 2: 하우징

3: 덮개 4: 컨디셔너 회전장치

5: 공기공급장치 6: 컨디셔너 스윙장치

7: 압력감지센서 8: 표시장치

본 발명은 반도체 장비의 폴리싱 패드 컨디셔너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨디셔너 헤드에 전달되는 공기압을 감지하여 폴리싱 패드의 교체 시기를 알 려주는 폴리싱 패드 수명감지장치를 구비한 폴리싱 패드 컨디셔너 및 폴리싱 패드 수명감지방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 저항층, 반도체층, 절연층 등이 증착되어 직접회로를 형성한 것으로, 반도체 제조공정 중 이와 같은 층들이 형성된 후 웨이퍼 기판을 평탄화 시키는 평탄화 공정이 주기적으로 적용된다.

이러한 평탄화 공정에 적용되는 방법 중의 하나로 화학적 기계적 연마공정(Chemical mechanical polishing: 이하 "CMP" 라고 함)이 있다.

이 CMP 공정은 캐리어에 의하여 이송된 웨이퍼가 폴리싱 패드 위에서 회전함으로써 웨이퍼 표면이 기계적으로 평탄화되도록 하고 동시에 폴리싱 패드 위로 화학적 반응을 수행하는 슬러리를 공급하여 화학적으로 평탄화가 이루어지도록 한다.

도 1은 종래 CMP 장치의 개락적 사시도이다. CMP 장치는 베이스 몸체(100)와 베이스 몸체(100)의 상면에 함몰되어 설치된 폴리싱 패드(110)를 구비한다. 그리고베이스 몸체(100)의 상측에 좌우 스윙 동작이 가능하도록 설치된 웨이퍼 캐리어(120)와 폴리싱 패드 컨디셔너(200)가 각각 설치되며, 폴리싱 패드(110)에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급기(130)가 설치된다.

상기 폴리싱 패드(110)는 일정한 두께를 가지고 있으며, 연마를 거듭할 수록 마모되어 교체를 해주어야 한다. 만약 교체하지 않는 경우 웨이퍼의 연마가 제대로 이루어지지 않아 나중에 웨이퍼를 다시 연마해야하는 문제가 발생한다. 그러나 종래에는 교체주기를 예측할 수 있는 방법이 없어서 적절한 시기에 폴리싱 패드(110)를 교체하지 못하는 문제가 있었다.

상기 문제를 개선하기 위하여 본 발명은 폴리싱 패드 컨디셔너의 공기 공급장치에 압력감지센서를 부착하여 패드의 마모가 일정한 기준이상으로 진행된 경우 표시장치를 통하여 알려줌으로써 폴리싱 패드의 교체시기를 즉시 알고자 하는 폴리싱 패드 수명감지장치를 구비한 폴리싱 패드 컨디셔너 및 폴리싱 패드 수명감지방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폴리싱 패드 컨디셔너에 공기의 압력을 감지하는 압력감지센서, 제어부, 표시장치를 설치한 것을 특징으로 한다. 또한 상기 폴리싱 패드 컨디셔너를 이용하여 공기압력을 감지하는 방법을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 폴리싱 패드 컨디셔너의 분리 사시도로서, 폴리싱 패드 컨디셔너(200)는 컨디셔너 헤드(1), 하우징(2)과 덮개(3), 컨디셔너 회전장치(4), 컨디셔너 스윙장치(6), 공기공급장치(5), 압력감지센서(7), 제어부(미도시), 표시장치(8)로 구성되어 있다.

상기 컨디셔닝 헤드(1)는 저면에 다이아몬드가 부착되어 있어 실질적으로 폴리싱 패드를 연마하는 부분이다. 컨디셔닝 헤드(1)는 일정한 압력으로 폴리싱 패드와 접촉하며, 또한 회전 및 왕복 운동을 하게 된다.

상기 컨디셔너 회전장치(3)는 모터와 풀리 벨트들로 이루어져 컨디셔닝 헤드(1)를 회전하도록 하고 있으며 연마를 균일하게 하기 위하여 일정한 속도로 회전하고 있다.

상기 컨디셔너 스윙장치(6)는 스윙모터와 기어들로 이루어져 컨디셔너 헤드(1)를 일정한 각도로 스윙 동작을 할 수 있도록 한다. 도 1에 도시된 것 처럼 폴리싱 패드(110)는 컨디셔닝 헤드(1)보다 크기 때문에 전 범위의 폴리싱 패드(110)를 컨디셔닝하기 위해서는 폴리싱 패드 컨디셔너(200)의 스윙동작이 필요하다.

상기 공기공급장치(5)는 일정한 공기압을 컨디셔너 헤드(1)에 전달하는 장치로서, 컨디셔너 헤드(1)에 일정한 공기압이 유지될 때 폴리싱 패드(110)와의 밀착시 발생하는 압력도 일정하게 유지된다.

상기 압력감지센서(7)는 본 발명의 특징부라 할 수 있으며, 공기공급관(5a)에 설치되어 있어 외부로부터 컨디셔닝 헤드(1)에 공급되는 공기의 압력을 감지 할 수 있다. 압력감지센서(7)가 측정한 공기압은 제어부(도시되지 않음)에 전달된다.

제어부는 압력감지센서(7)로부터 전달된 정보를 분석하여 기준값보다 낮은 공기압을 감지시 표시장치(8)를 통해 교체시기가 되었음을 외부에 알리게 된다. 제어부가 설치되는 위치는 특별한 제한이 없다. 그러나 표시장치(7)는 작업자가 쉽게 인지할 수 있는 곳에 위치하는 것이 바람직하며 본 실시예의 경우 덮개(3)에 설치하였다.

도 3은 폴리싱 패드 마모시 하강된 컨디셔너 헤드의 개략적 단면도이다.

도시된 바와 같이 폴리싱 패드(110)의 마모가 일어난 경우 컨디셔너 헤드(1)는 하강할 수 밖에 없고 결과적으로 단위시간당 공급되는 공기의 공급양이 변화하지 않는다면 공기압은 종전보다 떨어지게 된다. 도 2의 압력감지센서(7)는 이때 변화되는 공기압을 감지한다.

도 4는 본 발명에 따른 압력감지방법에 관한 플로우 차트이다.

1단계(S10)는 압력감지센서가 공기 공급급장치가 가동하는 경우 압력을 감지하는 단계로서 감지된 압력은 제어부로 전달된다.

2단계는 제어부가 압력감지센서로 부터 입력받은 값과 기준값을 비교하여(S20, S30) 기준값과 다른 경우 표시장치에 폴리싱 패드의 교체를 알리는 표시(S40)를 하고, 다시 압력감지센서가 압력을 감지하여 제어부에 측정값을 입력하도 록한다. 만약 기준값과 같은 경우에는 표시장치에 정상표시(S50)를 한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 폴리싱 컨디셔너에 공기압력감지센서, 제어부, 표시장치를 설치하여 폴리싱 패드의 마모를 폴리싱 컨디셔너의 공기압력으로 감지함으로써 폴리싱 패드의 교체주기를 알 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 폴리싱 패드와 접촉하여 연마작업이 이루어지 컨디셔너 헤드, 상기 컨디셔너 헤드를 감싸는 하우징과 덮개, 상기 컨디셔너 헤드를 회전운동시키는 컨디셔너 회전장치, 상기 컨디셔너 헤드를 일정한 각도로 스윙동작시키는 컨디셔너 스윙장치, 상기 컨디셔너 헤드에 일정한 압력을 유지시키는 공기공급장치, 상기 공기공급장치에 설치된 압력감지센서, 상기 압력감지센서로 부터 받은 신호를 분석하는 제어부, 공기압의 이상 여부를 외부에 표시하는 표시장치로 구성된 것을 특징으로 하는 연마패드 수명 감지 장치를 구비한 폴리싱 패드 컨디셔너.
2. 압력감지센서가 공기공급급장치의 공기압을 감지하여 제어부에 전달하는 1단계,

   제어부가 압력감지센서로 부터 입력받은 값과 기준값을 비교하여 기준값과 다른 경우 표시장치에 폴리싱 패드의 교체를 알리는 표시를 하고, 기준값과 같은 경우에는 표시장치에 정상표시를 하는 2단계를 특징으로 하는 연마패드 수명 감지방법.

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