KR20070058445A - 웨이퍼 처리 방법 및 시스템 - Google Patents

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KR20070058445A
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load
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KR1020077002787A
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빌 칼레리안
톰 월쉬
데이브 핼리
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스트라스바흐, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 폴리싱 및/또는 연마 등을 포함하여, 웨이퍼 등과 같은 물체를 처리하기 위한 방법 및 시스템(120)을 제공한다. 전방단부 모듈(124)은 처리하기 위한 물체를 저장하는 저장장치(126)와 결합된다. 상기 전방단부 모듈(124)은 단일의 로봇과, 이송 스테이션과, 다수의 단부 효과기를 포함한다. 처리 모듈(122)은 전방단부 모듈(122)과 결합되므로, 단일의 로봇은 물체를 저장장치로부터 처리 모듈(122)로 분배할 수 있다. 처리 모듈(122)은 회전 테이블과, 분배된 물체를 회수하고 회전 테이블상에서 물체를 처리하는 캐리어를 갖는 스핀들을 포함한다.
웨이퍼, 폴리싱, 처리 모듈, 로봇, 스핀들, 터릿, 캐리어, 벨로우즈.

Description

웨이퍼 처리 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PROCESSING WAFERS}
본 발명은 웨이퍼 처리에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
화학기계적 폴리싱 또는 평탄화(chemical mechanical polishing or planarization: CMP)는 반도체 기판과 이러한 기판 위의 필름을 포함하는 물질을 폴리싱하는 기법으로서, 높은 균일도 및 평탄화를 제공한다. 이러한 처리는 기판상에 미세전자 회로의 제조중 생성된 필름상에 높은 부분을 제거하거나, 또는 필름층을 제거하여 필름 아래에 매립된 회로를 드러나게 하는데 사용된다. 일부 경우에 있어서, 이러한 처리는 미세전자 회로의 제조 이전에 반도체 슬라이스를 평탄화할 수 있다.
일부 화학기계적 폴리싱 또는 평탄화 처리는 폴리싱을 위해 기판이 배치된 압반 위에 배치된 단일의 대향 폴리싱 패드가 구비된 장치를 사용한다. 위치조정 부재는 상기 기판을 위치 및 바이어스시켜, 회전하고 있는 폴리싱 패드에 대해 폴리싱되게 한다. 마찰 물질을 갖는 경향을 띄는 화학적 슬러리는 전형적으로 폴리싱 패드상에 유지되어, 폴리싱 패드의 폴리싱 특성을 변형시키고 기판 또는 필름의 폴리싱을 강화시킨다.
본 발명에 따르는 기타 다른 목적 및 특징과 장점 그리고 이점에 대한 설명은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 당 분야의 기술인이 용이하고 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는 폴리싱 및/또는 연마 웨이퍼를 포함하며, 웨이퍼 등의 물체를 처리하는데 사용되는 방법 및 시스템을 제공한다. 일부 실시예는 전방단부 모듈 및 처리 모듈을 포함하는 시스템을 제공한다. 상기 전방단부 모듈은 처리하기 위해 물체를 저장하는 저장장치와 결합된다. 상기 전방단부 모듈은 단일의 로봇과, 이송 스테이션과, 다수의 단부 효과기를 포함한다. 상기 처리 모듈은 전방단부 모듈과 결합되므로, 단일의 로봇은 물체를 저장장치로부터 처리 모듈로 분배할 수 있게 된다. 회전 테이블과 분배된 물체를 회수하는 캐리어가 구비된 스핀들을 포함하는 처리 모듈은 상기 회전 테이블에서 물체를 처리한다.
다른 실시예는 웨이퍼를 처리하는데 사용되는 장치를 제공한다. 이러한 장치는 단일의 터릿과, 상기 터릿과 연합되는 제1스핀들과, 상기 터릿과 연합되는 제2스핀들과, 제1모터가 터릿을 사용하여 제1스핀들을 분할할 수 있도록 상기 터릿과 연합되는 제1모터와, 제1스핀들과는 관계없이 제2모터가 터릿을 사용하여 제2스핀들을 분할할 수 있도록 상기 터릿과 연합되는 제2모터를 포함한다.
도1은 일부 실시예에 따른 시스템의 간단한 블록도.
도2는 도1의 웨이퍼 처리 시스템의 개략적인 평면도.
도3은 도1 및 도2의 상세한 평면도.
도4는 일부 실시예에 따른 로드 스테이션의 사시도.
도5는 하부 사시도로부터 도4의 로드 스테이션을 도시한 도면.
도6은 일부 실시예에 따른 도4의 로드 스테이션의 하부 부분의 확대도.
도7은 도6의 하부 스테이션의 부분단면도.
도8은 도4의 조립된 하부 부분의 하부에 대한 부분단면도.
도9 내지 도11은 도8의 하부 부분의 스프링의 확대도.
도12는 도4의 로드 스테이션의 중간 부분 및 상부 부분의 확대도.
도13은 도12의 중간 부분 및 상부 부분의 척 웨이퍼 및 웨이퍼 안내링을 강제하는 스프링의 확대도.
도14는 일부 실시예에 따른 캐리어의 확대도.
도15는 웨이퍼를 캐리어에 로딩시키는, 개략적인 처리 흐름을 도시한 블록도.
도16은 도4의 로드 스테이션의 중간 부분에 사용된 센서 어레이의 사시도.
도17은 도16의 센서 어레이의 확대도.
도18은 일부 실시예에 따른 로드 스테이션의 측면도.
도19는 도18의 로드 스테이션의 단면도.
도20은 Z축선 주위로 회전하는, 도19의 로드 스테이션의 단면도.
도21은 도18의 로드 스테이션의 평면도.
도22는 실린더가 연장된 위치에 있으며, 웨이퍼 척 조립체 및 로드 안내링을 갖는 도19의 로드 스테이션의 단면도.
도23은 일부 실시예에 따른 로드 스테이션의 사시도.
도24는 Z축선 주위로 회전하는 도23의 로드 스테이션을 도시한 도면.
도25는 도23 및 도24의 로드 스테이션의 부분단면도.
도26은 실린더(8)가 연장된 위치에 있고, Z축선 주위로 회전하는 도25의 로드 스테이션의 부분단면도.
도27은 도23의 로드 스테이션의 평면도.
도28은 일부 실시예에 따른 웨이퍼 처리 시스템을 위한 제어 시스템의 개략적인 블록도.
도29는 웨이퍼를 처리하기 위한 일부 실시예에 따른 시스템의 평면도.
도30은 도29의 시스템의 사시도.
도31은 웨이퍼를 처리하기 위한 시스템의 개략적인 사시도.
도32는 일부 실시예에 따른 시스템의 개략적인 사시도.
도33은 언로드 스테이션의 개략적인 단면도.
도34는 CMP 폴리싱중인 것으로 여겨지는 3개의 힘을 도시한 도면.
도35는 눈금조정 스핀들 힘에 사용하기 위한 처리의 개략적인 흐름도.
도36은 벨로우즈 압력 또는 피스톤 압력-스핀들 힘을 위해 수집된 데이터를 사용하여 생성된 스핀들 눈금조정 곡선을 도시한 도면.
도37은 회전하는 링 힘을 발생시키는 팽창가능한 링 밀봉압력 또는 대응의 웨이퍼 힘을 발생시키는 팽창가능한 박막 압력에 대응하는 눈금조정 곡선을 도시한 도면.
도38은 두개의 FOUP 전방단부 모듈의 개략적인 평면도.
도39는 3개의 FOUP 전방단부 모듈의 개략적인 평면도.
도40은 일부 실시예에 따른 터릿의 개략적인 단면도.
도41은 패드 컨디셔너의 사시도.
도42는 도41의 패드 컨디셔너의 부분사시도
도43은 도41 및 도42의 패드 컨디셔너의 단면도.
도44는 도41 내지 도43에 도시한 패드 컨디셔너의 하부측을 나타낸 상부 단면도.
도면에 있어서 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여되었다. 본 기술분야의 숙련자라면 도면에 있는 구성요소는 간단명료함을 위하여 척도대로 도시되지 않았음을 인식할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도면에 있는 구성요소의 일부 칫수는 본 발명의 여러 실시예의 이해를 도와주기 위해 다른 구성요소에 대해 확대된 상태로 도시되었다. 또한, 상업적으로 사용가능한 실시예에서 유용하거나 필요로 하는 상용의 그러나 통상적으로 인식할 수 있는 구성요소는 본 발명의 여러 실시예에 대한 이해를 방해하지 않기 위해 도시되지 않았다.
본 발명은 1 이상의 자동화된 공정을 통해 가공되어야 하는 웨이퍼 및 여타 대상물(object)을 가공(processing)하는 장치, 시스템 및 방법을 제공한다. 예를 들면, 본 발명은 특히 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing: CMP)에 적 용할 수 있다. CMP는 최소한 부분적으로 실리콘 프라임 웨이퍼, 반도체 웨이퍼, 자기저항(MR) 또는 거대 자기저항(GMR) 헤드 보유 기판 및 여타 평탄화 및/또는 연마되어야 하는 유사 대상물과 같은 평면 대상물의 평탄화 및/또는 연마에 사용된다. 일부 바람직한 양태로서, 본 발명은 비교적 소형이고 저렴하며 신뢰성이 높은 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 CMP 연마 중에 웨이퍼를 보유하는 캐리어에 웨이퍼의 신뢰성이 매우 높은 로드(load)를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일부 양태에 따른 시스템(120)의 개략적인 블록 다이아그램이다. 이 시스템은 가공 모듈(122) 및 프론트엔드 모듈(124)을 포함한다. 프론트엔드 모듈은 가공될 대상물, 예컨대 웨이퍼를 보관소(bin) 또는 보관 구성부재(126)로부터 회수해서, 가공 모듈(122)로 그 대상물을 전달한다. 가공 모듈은 원하는 결과 산물에 따라 대상물을 가공한다. 일부 양태에 따르면, 가공 모듈(122)은 웨이퍼를 연마한다. 일부 양태에 따르면, 가공 모듈은 추가적으로 및/또는 대안적으로 웨이퍼를 연마한다. 프론트엔드 모듈(124)은 이하에 상세히 설명되는 바와 같이 여러 프론트엔드 모듈이 다른 종류의 가공 모듈과 협업할 수 있도록 가공 모듈로부터 분리되어 있을 수 있다. 가공 모듈(122) 및 프론트엔드 모듈(124)는 함께 작동하고, 작동 중에 일반적으로 함께 고정되어 있다. 이러한 시스템은 일반적으로 가공 모듈과 프론트엔드 모듈 주위에 구조 캐스팅 및 프레임을 추가로 포함한다.
도 2는 가공 모듈(122)이 프론트엔드 모듈(124)에 고정되어 있고 2개의 보관 구성부재(126)가 프론트엔드 모델에 고정되어 있는 일부 양태에 따른 도 1에 도시된 웨이퍼 가공 시스템(120)의 개략적인 상부단면도이다. 도 3은 일부 실행에 따른 도 1과 2의 웨이퍼 가공 시스템(120)에 대한 더욱 상세한 상부단면도이다. 도 2와 3을 살펴보면, 보관 구성부재(126)는 가공하기 위한 대상물을 보관하는 거의 모든 장치일 수 있고, 프론트엔드 모듈이 접근할 수 있다. 예를 들어, 보관 구성부재는 웨이퍼 보관을 위한, 포드 도어 오프너를 구비한 FOUP(front opening unified pod), 표준 기계적 인터페이스(SMIF), 오픈 카셋트 로더(loader)를 구비한 카셋트, 웨이퍼가 보관되어 있는 유체 함유 용기(basin) 및 다른 유사 장치일 수 있다. 다른 양태에 따르면, 상기 용기를 운반하는 카트가 프론트엔드(124) 안에 삽입되어 있어, 용기가 프론트엔드에 배치될 수 있고, 가공된 웨이퍼가 용기에 삽입되고(되거나) 웨이퍼가 용기로부터 회수되게 할 수 있다. 프론트엔드 모듈은 일반적으로 FOUP, SMIF, 카셋트 및 다른 보관 장치가 프론트엔드 모듈에 장착될 수 있게 하는 하나 이상의 장착면(예, BOLTS(Box Opener/Loader to Tool Standard) 계면)을 함유한다. 일부 양태에 따르면, 장착면은 보관 장치와 정렬시키기 위해 상하 및 측면으로 조정할 수 있다.
프론트엔드 모듈(124)은 보관 구성부재(126)로부터 웨이퍼 또는 다른 대상물을 추출하는 로봇(220)과 같은 이송 장치를 포함한다. 로봇 제어는 웨이퍼를 회수하고, 웨이퍼를 가공 모듈(122)로 이송하고, 가공된 웨이퍼를 보관 구성부재로 반송하도록 프로그램되어 있다. 일부 바람직한 양태는 프론트엔드 모듈을 단일 로봇(220)에 국한시킨다. 시스템을 단일 로봇으로 국한시키면, 프론트엔드 모듈은 면적이나 도달범위(foot print)를 유의적으로 축소시켜, 저렴한 원가로 덜 복잡하면서 신뢰도가 높게 제작할 수 있다. 그러나, 단일 로봇의 실행은 가공 속도와 처리 량(throughput)을 국한시킬 수도 있지만, 크기, 비용 및 복잡성 감소 및 신뢰도 증가의 이점은 처리량 감소의 교환조건을 충분히 보상한다. 하지만, 프론트엔드 모듈의 대안적 양태에 따르면, 전술한 바와 같은 가공 모듈(122)과 협업할 수 있는 복수의 로봇이 작제될 수 있다. 시스템(120)의 총 크기는 이 시스템이 차지하는 바닥 또는 설비 공간의 평방 피트 길이가 극히 제한될 수 있고 일반적으로 비교적 중요할 수 있는바, 일부 사용자에게는 중요한 문제일 수 있다.
로봇은 일부 양태에 따르면 6축 로봇을 이용할 수 있다. 6축 로봇은 다른 시스템, 예컨대 일반적인 중심축 스타일(polar style)의 로봇을 이용하는 다른 CMP 시스템이 수행할 수 없거나, 또는 복수의 로봇 없이는 수행할 수 없는 기능을 프론트엔드 모듈이 수행할 수 있게 한다. 일반적으로, 표준 중심축 스타일 로봇이 사용되면, 이 로봇은 수평으로 작동하여, 웨이퍼의 거의 모든 배치 방향(aspect) 및 웨이퍼 회수 부품이 거의 수평(예컨대, 지면과 평행하게)으로 배치되어야 한다. 이러한 수평적 한정 조건은 웨이퍼의 이동 및 장치의 형태 및/또는 웨이퍼 회수 위치를 제한한다(예컨대, 시스템의 크기를 증가시킨다).
대안적으로, 본 발명에서 이용되는 6축 로봇은 웨이퍼의 수평 이동 및 배치, 웨이퍼의 수직 이동 및 배치는 물론 거의 모든 배향을 허용한다. 따라서, 6축 로봇은 과오정렬(misalignment)을 조정 및/또는 보상하도록 이동할 수 있기 때문에, 시스템의 부품과 시스템과 협업하는 카트 또는 FOUP는 정확하게 정렬될 필요가 없다. 시스템의 셋업 시에, 로봇은 수동 조작을 통해 설정된 배치, 경사, 각도 및 다른 변수들이 향후 작업 중에 로봇이 확인할 수 있도록 저장되어 있는 필요한 위치로 수동 조작될 수 있다.
로봇(220)은 이동 중에 웨이퍼를 잡기 위해 엔드 이펙터(end effector)를 이용한다. 일부 양태에 따르면, 로봇은 기구 교환기에 의해 실행되는 2개의 분리된 엔드 이펙터(370, 372)를 이용한다. 제1 엔드 이펙터(370)는 건조 웨이퍼를 잡아서 이동시키는데 이용될 수 있고, 제2 엔드 이펙터(372)는 이하에 상세히 설명되는 바와 같은 습윤 웨이퍼를 잡아서 이동시키는데 사용될 수 있다. 일부 양태에 따르면, 로봇(220)이 엔드 이펙터 간에 교환하면서 웨이퍼를 배치시킨 프론트 엔드 모듈 안에는 트랜스퍼 스테이션(transfer station)이 포함되어 있다. 일부 실행에서 트랜스퍼 스테이션은 지면이나 연마 테이블에 대해 일반적으로 수직 방향에서 웨이퍼를 회수하고, 일부 실행에서는 경사 각도(예컨대, 수직으로부터 약 15도)에서 회수한다.
프론트엔드 모듈(124)의 일부 양태는 경우에 따라 하나 이상의 단일 스테이션 웨이퍼 클리너(224) 및/또는 계측 스테이지(measuring stage)(226)를 포함한다. 예를 들어, 계측 장치는 노바(Nova) 장치 및/또는 다른 장치를 포함할 수 있다. 단일 스테이션 웨이퍼 클리너(224)는 웨이퍼를 카셋트 또는 FOUP, 또는 다른 보관 구성부재로 반송하기 전에, 가공된 웨이퍼의 다단계 워싱 및 클리닝을 수행하기 위해 포함될 수 있다. 단일 스테이션 클리너의 사용은 일반적으로 처리량 대신으로 공간 절감 효과가 있는 것이다. 일반적으로, 다른 CMP 시스템은 처리량을 최적화하기 위한 것으로서, 시스템의 크기와는 특별한 관련이 없다. 시스템(120)의 다른 양태는 처리량 증가를 위해 단일 스테이션 클리너를 복수개 포함하거나, 또는 일반적으로 프론트엔드 모듈(124)의 크기 증가를 알고서도 여러 단계의 클리닝을 수행하는 연속 스테이션을 포함할 수도 있다.
또한, 프론트엔드 모듈에는 이 프론트엔드 모듈(124)의 구성부재에 동력을 공급하고, 제어하며 구동시키기 위해 하나 이상의 전기 캐비넷 및/또는 제어 회로(228)를 포함할 수 있다. 이 프론트엔드 모듈은 시스템으로 세정된 공기를 도입시키는 여과 시스템, 예컨대 고효율 미립자 공기(HEPA) 여과 시스템과 같은 추가 특징부 및/또는 장치를 포함할 수 있다. 카셋트, FOUP 또는 다른 장치를 프론트엔드 모듈과 정렬 및 고정시키고, 프론트엔드 모듈(124)을 가공 모듈(122)과 정렬시키는 것을 돕기 위하여, 예비정렬 방법을 포함시킬 수도 있다. 이와 마찬가지로, 웨이퍼의 ID를 판독하고 다양한 여러 용도(예컨대, 가공 모듈(122)을 통해 실행되는 가공의 종류를 확인 및/또는 식별, 기록 보관, 보관 개수, 및/또는 다른 용도)로의 웨이퍼의 가공을 기록하기 위해 웨이퍼 식별(ID) 리더를 포함할 수도 있다. 프론트엔드 모듈의 일부 양태는 또한 사용자 인터페이스(274)(일반적으로 키보드 또는 다른 입력 장치, 및 모니터를 포함한다)를 포함한다. 일부 양태는 원거리에서 외부 사용자 인터페이스가 시스템(120)과 협업할 수 있게 하는 데이터 포트를 대안적 및/또는 추가적으로 구비한다. 사용자 인터페이스는 사용자가 시스템(120)의 작동, 시스템 모니터, 시스템으로부터 리포트 및 데이터 회수, 및 시스템 작동 변경을 제거할 수 있게 한다.
전술한 바와 같이, 프론트엔드 모듈(124)은 습윤 용기 및/또는 카셋트(예, 이하에 더욱 상세히 설명되는 바와 같은 도 32의 카셋트(3214))로 구성될 수 있다. 습윤 용기는 가공 모듈(122)에서 가공된 후의 웨이퍼를 회수하고, 웨이퍼를 습윤 상태로 유지시켜, 슬러리 및/또는 다른 가공 화학물질 및 재료가 웨이퍼 상에서 건조되지 않게 한다. 습윤 용기는 용기를 상승 및 하강시킬 수 있는 용기 홀더 아에 배치될 수 있다. 일부 실행에서, 습윤 용기와 홀더는 클리너 및/또는 계측 시스템(226) 대신에 포함되어 필요한 도달범위를 유지할 수도 있다.
프론트엔드 모듈(124)는 가공 모듈(122)로부터 제거될 수 있고 많은 다른 특징부 및 기능성을 병입시킬 수 있기 때문에, 프론트엔드 모듈은 특정 사용자의 요구에 맞게 다른 일정 규격으로 구성될 수 있다. 프론트엔드 모듈의 주문제작은 여러 사용자 요구에 맞는 시스템(120)을 제공하고, 대체 향상 효과를 제공하며, 주문된 가공이 실시될 수 있다.
가공 모듈(122)은 로드 스테이션(230) 및 언로드 스테이션(232), 1 이상의 연마 테이블(234, 236) 및 1 이상의 스핀들(240, 242)을 포함한다. 도 2에 제시된 양태에 따르면, 가공 모듈은 2개의 연마 테이블(234 및 236)과 2개의 스핀들(240 및 242)을 포함한다. 다른 양태에서는 3개 이상의 연마 테이블과 스핀들을 포함하거나, 오로지 1개의 연마 테이블과 스핀들을 포함할 수도 있다. 각 스핀들은 가공을 위해 웨이퍼를 운반하는 캐리어(244, 246)를 포함한다. 스핀들(240, 242)은 캐리어(244, 246)를 회전 및 배치하는 독립 회전하는 투렛(248)에 고정되어 있다. 캐리어 제어기(250)는 하나의 스핀들/캐리어에 고정되어 양쪽 스핀들의 회전을 유도한다. 캐리어 제어기는 각 스핀들의 회전을 독립적으로 유도하여, 양쪽 스핀들이 동시에 회전할 수 있게 하거나, 제1 스핀들(240)이 회전하는 동안 제2 스핀들(242) 은 고정되어 있게 할 수도 있고, 그 반대가 되게 할 수도 있다. 가공 모듈(122)은 경우에 따라 버프 테이블(254) 및/또는 린스 스테이션(256)을 추가로 포함할 수 있다. 전자 캐비넷에는 전자 회로, 동력, 동력 제어기 및 작동 제어기(260)가 포함되어 있다. 전자 캐비넷은 도시된 바와 같이 부착되어 있을 수 있거나, 또는 가공 모듈(122)로부터 별도의 캐비넷으로 분리되어 있을 수 있다. 회로는 동력을 공급하고(하거나) 부품의 작동을 제어하기 위해 가공 모듈의 각 부품에 연결되어 있다. 또한, 패드 콘디셔너(262)가 포함될 수도 있다. 프론트엔드 모듈(124)과 가공 모듈(122)에는 추가로 당업계에 공지된 웨이퍼 가공을 위한 여타 부품이 포함될 수 있다.
일부 양태에 따르면, 로봇(220)은 작동 중에 2개의 다른 엔드 이펙터인, 습윤 엔드 이펙터와 건조 엔드 이펙터를 이용한다. 로봇은 웨이퍼를 잡아서 가공하는 단계에 따라 엔드 이펙터 간에 교환 작업을 한다. 2개의 분리된 엔드 이펙터를 사용하면 본 양태는 단일 이송 로봇(220)을 통해 작동할 수 있다. 단일 로봇(220)으로의 시스템 국한은 원가 및 복잡성을 줄이고 다른 이점도 제공한다. 하지만, 다른 일부 양태에서는 복수의 로봇을 포함하기도 한다.
일부 양태에 따르면, 로봇(220)은 이펙터 보관 위치에 있는 제1 엔드 이펙터(예, 습윤 이펙터)에 위치한 뒤, 제1 엔드 이펙터에서 떨어지고 그 보관 위치에 있는 제2 이펙터(예, 건조 이펙터)와 체결된다. 엔드 이펙터 체결은, 로봇을 엔드 이펙터와 전기적 및 공압식 연결 및 체결이 이루어지게 하여 전력 및/또는 제어 시그널을 공급한다. 일부 양태에 따르면, 이펙터의 체결 및 해제를 위해 기구 교환기 장치가 로봇(220)에 병입되기도 한다. 기구 교환은 엔드 이펙터에 체결되어 전기적 및 공압식 접속을 제공하기 위해, 일부 실행에서는 기계적 래칭 부품을 포함한다. 작동 중에, 예컨대 로봇은 가공될 웨이퍼를 FOUP 카셋트로부터 회수하고, 가공된 웨이퍼를 카셋트의 청정 환경을 오염시키지 않고 반송하기 위해 건조 엔드 이펙터를 이용한다. 로봇은 일시적으로 건조 웨이퍼를 트랜스퍼 스테이션(222)에 놓고, 습윤 엔드 이펙터로 교환한 뒤, 웨이퍼를 잡아서 가공 모듈(122)의 로드 스테이션(230)으로 웨이퍼를 전달한다. 도 2 및 도 3에 도시된 양태에 따르면, 트랜스퍼 스테이션은 코웨트(corwet) 웨이퍼 클리너(224)와 계측 시스템(226) 사이에 위치한다.
웨이퍼는 정확하게 로드 스테이션(230) 안에 위치한다. 정확도는 이하에 상세히 설명되는 엔드 이펙터 및 로드 스테이션의 여러 가지 유리한 특징 및 부품을 통해 달성된다. 로드 스테이션에 일단 위치하면, 웨이퍼 센서(26)(도 16 참조)는 웨이퍼의 존재를 감지하여 한 스핀들(예, 스핀들 246)의 작동을 개시시킨다. 투렛 및 스핀들 제어기(250)(일부 양태에서는 도 28에 도시된 바와 같은 제어기(2812) 및 (2836)를 통해 각각 실행된다)는 하나의 투렛(248)이 로드 스테이션 위의 위치로 스핀들(246)이 회전하게 하여, 웨이퍼를 잡아 올린 후, 웨이퍼를 연마(또는 다른 가공, 예컨대 그라인딩 등)를 위한 제1 연마 테이블(234)로 이동시킨다. 로봇(220)은 캐리어 및 로드 스테이션에 있는 웨이퍼 센서가 로드 스테이션이 비어 있음을 감지하면, 로봇은 다른 웨이퍼를 회수하여 로드 스테이션으로 전달한다. 그 다음, 투렛 및 스핀들 제어기(250)(도 28의 제어기 (2812) 및 (2836))는 제2 스핀 들(242)을 회전시켜 가공될 제2 웨이퍼를 회수한다. 본 양태의 디자인으로 인해, 스핀들은 독립적으로 작동하여 고정된 투렛에 비해 작동성이 개선되었다. 예를 들어, 하나의 투렛/스핀들이 연마하는 동안 다른 투렛/스핀들은 회전하여 웨이퍼를 로드 또는 언로드할 수 있다.
웨이퍼의 연마 및/또는 가공이 제1 연마 테이블(234)에서 일단 완료되면, 투렛은 추가 가공을 위해 회전한다. 예를 들어, 제1 스핀들(240)은, 웨이퍼가 세척(rinse)되는 별도의 연마 테이블(234, 236) 위에 비상용성 연마 슬러리가 사용된다면 선택적인 린스 스테이션(256)으로 회전할 수 있다. 또는, 세척은 입자 오염, 가공 화학물질의 건조 및/또는 가공 동안 웨이퍼 위에 스크래치 형성을 방지하는 데에도 도움이 될 수 있다. 린스 스테이션(256)은 또한 급속 세척, 급속 건조 슬러리의 세척, 웨이퍼 냉각, 웨이퍼 위의 입자 감소, 캐리어 클리닝을 위해서, 그리고/또는 가공이 정지되거나, 제2 연마 테이블(236)에서의 가공이 제1 연마 테이블에서의 가공보다 더 오래 걸리거나, 또는 다른 이유로 인해, 또는 이 모든 이유가 있는 경우, 웨이퍼를 일시적으로 보관하기 위한 제2 장소를 제공하기 위해서도 사용될 수 있다. 투렛은 그 다음 추가 연마 및/또는 가공을 위해 제2 연마 테이블(236)로 회전된다. 제1 스핀들이 제1 웨이퍼의 위치를 이동시키는 동안, 제2 스핀들(242)은 독립적으로 회전하여 제2 웨이퍼를 회수하여 제2 웨이퍼를 제1 연마 테이블(234)에 위치시킬 수 있다. 제1 웨이퍼의 가공이 제2 연마 테이블(236)에서 일단 완료되면, 제1 스핀들/캐리어(244)는 웨이퍼를 버프 테이블(254)로 전달하여 웨이퍼를 버프 처리하고(선택적인 버프 테이블이 존재하는 경우), 예를 들어 워터 버 프를 통해 웨이퍼를 클리닝하고(하거나) 그 다음 웨이퍼를 언로드 스테이션(232)로 이동시킨다. 일부 양태에 따르면, 언로드 스테이션에 웨이퍼의 존재를 확인하기 위하여, 로드 스테이션의 센서(26)와 유사한 센서가 사용되기도 한다. 로봇(220)은 그 다음 습윤 엔드 이펙터로 가공될 웨이퍼를 회수하여, 이 웨이퍼를 계측 기구(226) 또는 클리너(224)(존재하는 경우)로 이동시킨다. 계측이 끝나고 웨이퍼가 소정 기준에 부합하면, 웨이퍼를 클리너(224)(존재하는 경우)로 이동시켜 클리닝 및 건조한다. 로봇은 건조 엔드 이펙터로 교환하여, 클리닝 및 건조된 웨이퍼를 잡아 올려, FOUP(126)로 가공된 웨이퍼를 반송한다. 또는, 클리너 스테이션(224)이 없는 경우에는 로봇은 계속 습윤 이펙터를 사용하여 웨이퍼를 습윤 보관 장치에 보관하기도 한다.
스핀들(240, 242)은 일반적으로 단일 방향(예, 시계방향)으로 계속 회전하여 일련의 웨이퍼를 가공한다. 따라서, "연속 가공"이라고도 한다. 또는, 각 스핀들은 특정 연마 테이블에만 기여할 수 있고, 이러한 가공은 흔히 "병렬 가공"이라고 한다. 예를 들어, 제1 및 제2 스핀들은 웨이퍼의 소정 배치 움직임에 따라 교대로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 스핀들은 로드 스테이션(230)으로부터 웨이퍼를 회수한 뒤, 제1 테이블(234)에서 제1 가공을 수행하고, 린스 스테이션으로 웨이퍼를 이동시키도록 구성될 수 있다. 제2 스핀들은 제2 테이블(236)에서 제2 가공을 수행한 뒤, 가공된 웨이퍼를 언로드 스테이션(232)에 배치할 수 있다.
시스템(120)은 웨이퍼가 가공을 위해 공급되는 한 계속 작동할 수 있다. 이하에 상세히 설명되는 바와 같이 시스템은 유체를 스핀들에 연결시키기 위한 회전 유니온 및 전력 및/또는 제어 시그널을 연결시키기 위한 슬립 링(slip ring)을 이용하기 때문에, 스핀들은 권출(unwound)되지 않아야 한다.
일부 실행에 따르면, 투렛(248)은 동심원성인 별도의 베어링 시스템에 따라 실행된다. 예를 들어, 제1 스핀들(240)용 제1 베어링 시스템은 제2 스핀들(242)용 제2 베어링 시스템 안에 동심원적으로 위치할 수 있다. 제2 베어링 시스템은 제1 솔리드 컬럼 또는 타워에 수용될 수 있고, 제2 베어링 시스템 안에 제1 베어링 시스템이 수용될 수 있다. 또한, 회전 유니온을 통해 유체를 전달하기 위하여, 타워 안에는 튜브가 내장되기도 한다.
각 투렛은 캐리어(244, 246)를 이동 및 위치시키는 별도의 모터, 조화를 이룬 드라이브 기어 리덕션 시스템(도시 안됨)에 의해 각각 구동된다. 도 40은 일부 양태에 따른 투렛(240)의 개략적인 횡단면도이다. 모터는 캐리어(244, 246)의 독립적인 이동을 수행하고, 또한 웨이퍼가 테이블(234, 236) 위로 강제 이동될 때 캐리어를 독립적으로 진동시킬 수 있다(예컨대, 웨이퍼가 회전 테이블과 접촉하고 있을 때 웨이퍼를 연마 테이블 위로 약 1/2 인치, 1인치 또는 다른 거리만큼 진동시킨다). 진동은 다양한 속도로 수행될 수 있고(예컨대, 진동 횟수(분당 회전수)가 변동될 수 있다), 테이블에 대한 이동 정도가 제어될 수 있으며, 테이블을 따라 웨이퍼의 방사상 배치는 독립적으로 제어될 수 있다. 이러한 독립적인 진동 및 배치는 웨이퍼의 연마, 그라인딩 또는 다른 가공에 있어서 더욱 효과적인 제어를 허용한다. 이와 마찬가지로, 연마 속도는 연마 패드 속도의 함수이며, 테이블 위에 웨이퍼 배치의 제어는 회전 패드의 중심에서부터 방사상 거리의 함수로서 회전 패드의 회전 속도차를 시스템이 이용할 수 있게 한다. 종래 기술에 따른 시스템의 단일 중심 투렛 디자인은 웨이퍼의 독립적인 배치를 허용하지 않는 바, 한 웨이퍼의 위치가 이동되면 다른 웨이퍼 또는 캐리어의 위치도 마찬가지로 이동되어야 한다.
회전 유니온(도시 안됨)은 튜브와 연결되어 유체를 스핀들(240, 242)로, 스핀들로부터 유체를 전달하고, 스핀들 사이에 유체를 전달한다. 유체는 공기, 질소, 진공, 물 및 다른 유사 유체와 같은 거의 모든 유체를 포함할 수 있다. 슬립 링(2834)(도 28 참조)은 투렛과 함께 추가로 포함되어 전력과 전기 시그널이 스핀들 제어기(250)로 전달되고 스핀들 사이에 전달되게 한다. 일부 양태에 따르면, 전기 시그널은 이더넷(Ethernet) 접속을 통해 슬립 링을 거쳐 스핀들 제어기로 전달된다. 슬립 링 대신에 및/또는 슬립 링과 협력하여 일부 양태의 시스템은 무선 통신(예, 고주파(RF), 적외선, 블루투스 및 이와 유사한 여타 무선 연결) 및/또는 광학 통신(예, 섬유 광학 연결)을 이용한다. 또한, 유도 커플러, 배터리 동력 및/또는 다른 유사 동력 기구를 이용하여 스핀들에 동력을 전달하여 스핀들을 연속 회전시킬 수 있다.
어떤 구현에 있어서는, 본 시스템이 하나의 스핀들 제어기(250)를 포함한다. 유체 및 전기적 신호는 모두 단일 스핀들(예, 제2스핀들(242))에 전달된다. 제2스핀들로부터, 제1스핀들(240)은 전기적으로 제2스핀들과 결합하고 제2스핀들에서 제1스핀들까지 유체를 연결시키기 위해 유체 운반 배관이 포함된다. 예를 들어, 어떤구현에 있어서는 케이블 캐리어가 두 스핀들 사이의 전기적 연결을 확립하기 위해 포함되고, 이 케이블 캐리어는 제어 신호가 스핀들 제어기(250)에서 제1스핀들 까지 제어신호가 전달되도록 한다. 그러한 것으로서, 제1스핀들은 제2스핀들과 연쇄된다. 시스템(120)이 제3스핀들을 포함하고 있는 실시예에서는 제3스핀들은 제2스핀들로부터 제1스핀들과 나란히 연쇄될 수 있거나, 전기적 제어신호 및 동력, 및 유체를 수취하기 위해 제1스핀들에서 추가 연쇄될 수 있다.
어떤바람직한 실시예에서는, 시스템은 상업적으로 시판 중인 부품으로 도구화되며, 시스템으로 조립되는 부품의 개수는 감소된 크기, 감소된 부분, 단순화된 디자인, 및 단순화된 오퍼레이션을 가지는 한편, 높은 신뢰성 및 일관성 수준을 유지하는 시스템을 달성하도록 제한된다. 이러한 기준을 달성하기 위해서, 이러한 특정의 실시는 단일 로봇(220) 및 단 두개의 스핀들/캐리어(240,242) 및 폴리슁 테이블(234,236)로 제한된다. 이펙터가 개폐되는 단일 로봇(220) 및 단일 스테이션 클리너(224)는 시스템(120)의 디자인을 단순화시키고 크기를 감소시킨다. 더욱이, 감소된 구성부품은 제조 및 유지 비용을 상당히 감소시킨다.
본 실시예는 프로세싱이 멀티플 프로세싱/폴리싱 테이블(234,246) 사이의 모션을 요구할 경우 백업(반대 회전)의 필요성을 제거하는 독립적인 스핀들 인덱싱을 이용한다. 회전은 백업 없이 터릿 주변으로 웨이퍼의 연속적인 360도 운동을 허용한다. 그러나, 스핀들은 원할 경우 백업될 수 있는데, 예를 들어 스핀들(242)은 선택적 세척 스테이션(256)으로 회귀하는 반시계방향으로 웨이퍼를 회전시킬 수 있고, 이어서, 언로드 스테이션(232) 또는 버퍼 테이블(254)에서 웨이퍼를 위치시키기 위해 시계방향으로 스핀들을 회전시키기 전에 제2폴리싱 테이블(236)에서 폴리싱을 할 수 있다. 독립 운동은 제2스핀들이 또 다른 웨이퍼를 폴리싱 또는 세척, 및/또는 로딩 또는 언로딩하는 동안 하나의 스핀들이 웨이퍼를 폴리싱할 수 있게 한다. 이러한 능력은 작업량 및 작업자에 대한 프로세스 옵션을 개선시키는데, 예를 들어 각각의 단계가 동일한 지속시간일 필요가 없기 때문이다. 다른 이전의 시스템은 동시에 함께 운동할 것이 요구되도록 함께 묶여 있는 스핀들을 보유하며, 이는 작업량 및/또는 프로세스 옵션을 제한한다. 본 실시예는 더 큰 플렉서빌러티 및 개선도니 작업량을 가능하게 하는 한편, 보다 적은 스핀들을 이용하여, 비용을 절약하고 컴플렉시티를 감소시킨다. 스핀들의 독립적 작동은 추가적으로 시스템이 스핀들을 이용가능한 스테이션을 향하여 후방 또는 전방으로 회전하게 하여, 프로세싱 중 또는 프로세싱의 중단 중에 웨이퍼가 건조되지 않게 하고/하거나 웨이퍼가 젖은 상태로 유지되도록 하는데, 이는 웨이퍼가 건조되게 할 경우 어떤프로세싱 화학물질이 웨이퍼를 손상시킬 수 있기 때문이다. 예를 들어, 제1스핀들(240)은 웨이퍼를 린스 스테이션(256)으로 이동시킬 수 있고, 제2스핀들은 회전하여 웨이퍼를 근접성 및 가능성에 따라 버퍼 테이블, 언로드 스테이션(232) 또는 로드 스테이션(230)에 위치시킬 수 있다.
일 실시예에서는 인코디드 모터, 클로즈드 루프 서보제어, 슬립링(2834)(도 28 참조)의 조합을 통하여 전기적 신호 및 동력(예, 400V 및 24V 전력, 및 이서네트 신호)에 대하여 터릿(248)의 타워의 상부에서 독립의 스핀들 인덱싱이 수행되고, 타워 하부에서의 로터리 유니온은 1 이상의 유체를 운반 및/또는 제거를 제공하고/하거나 하나의 스핀들 조립체[예, 제2스핀들(242)]에 위치한 MMC(s)(머신 모션 콘트롤러)로 콘트롤을 분배하고, 그 결과 거의 신호 라인이 슬립링으로 보내지 지 않는다. 어떤 구현에 있어서는, 이 스핀들은 함께 선형 및 튜브형으로 되어 있어서 각각의 스핀들에 전기적 신호 및 유체를 운반한다. 화이버 옵틱, RF, 적외선, 무선 블루투스 및/또는 기타 운반 방법이 추가적 및/또는 선택적으로 이용될 수 있었다. 어떤 구현에서는, 로터리 유니온이 물, 공기, 진공 및 질소에 대한 4개-경로 유틸리티 시스템이다. 추가적 및/또는 선택적 유체가 유사하게 이용될 수 있다. 제3스핀들 조립체가 추가된 실시예에서는, 제5(또는 그 이상의)유체 경로가 적절한 부피를 달성하기 위해 추가될 수 있다. 선택적으로 4개 경로의 로터리 유니온의 능력은 증가된다. 3개 이상의 스핀들의 구현이 보다 많은 작업량을 위해서는 바람직할 수 있는데, 예를 들어 폴리싱 시간이 상대적으로 짧게 지속될 수 있다.
인덱싱을 이용함으로써, 캐리어 및 웨이퍼의 정밀한 위치선정이 달성될 수 있다. 본 실시예는 각각의 모터 회전 및/또는 터릿(248)의 회전의 인덱싱이 포함된다. 추가적으로, 스테이션에서 스테이션까지의 인덱싱을 이용하여 캐리어 및 웨이퍼의 회전, 웨이퍼의 프로세싱, 및 캐리어의 진동의 제어를 모니터한다. 어떤 구현에 있어서는, 제어기(2810,2812)(도 28 참조)는 스테이션에서 스테이션까지의 스핀들의 인덱싱 및 스핀들의 진동을 제어한다. 스핀들 제어기(250)은 스핀들의 회전, 캐이러 및 웨이퍼의 상하운동, 백 프레셔, 링 포스, 및 폴리싱 동안 웨이퍼 상에 캐리어에 의해 적용되는 다운워드 포스의 수준을 제어한다. 스핀들 제어기(250)는 프로그램 가능한 논리 제어기(PLC), 마이크로프로세서, 또는 기타 제어 장치를 통해 구현될 수 있다. 슬립링을 통한 이터넷 커넥션은 슬립링을 통해 전달 되어야만 하는 와이어 및/또는 채널의 수를 감소시켰다. 신호는 스핀들 사이의 케이블 캐리어를 통해 제1스핀들 및 제2스핀들 모두를 제어하는 스핀들 제어기(250)에 의해 수취된다. 일 실시예에서, 스핀들은 추가적으로 캐리어(244,246)를 편향시켜, 이로써 웨이퍼가 폴리싱 테이블(234,236)보다 상향 위치 또는 여기서 떨어진 위치에 위치하게 하는 바이어싱 스프링을 포함한다. 테이블을 캐리어에서 바이어싱함으로써 시스템은 안정한 메커니즘을 제공하고 순간적??니 또는 장기간의 정전 또는 웨이퍼의 프로세싱의 제어를 차단할 수 있는 기타 문제점이 발생하는 경우에도 웨이퍼의 손상을 감소시킬 수 있다. 스핀들은 추가적으로 캐리어 및 웨이퍼의 하향 이동 및 힘을 이행할 수 있는 에어 파워드 부츠를 포함 할 수 있다. 기타 메커니즘을 이용하여 캐 캐리어 및 웨이퍼를 상하 위치로 이동시킬 수 있고 프로세싱 중의 하향 힘, 예컨대 수력, 스크류 드라이브, 도는 기타 관련된 메커니즘을 시행할 수 있다.
도 4는 현재 실시예에 다른 로드 스테이션(230)의 투시도를 표현했다. 도 5는 로드스테이션에서 위로 쳐다본 도 4의 로드 스테이션(230)의 하부 투시도를 나타낸다. 본 실시예에서, 로드 스테이션은 엣지-접촉 로드 스테이션이고, 여기서 로드 스테이션은 엣지(웨이퍼의 표면과 직면하는 두 평면 사이에 확장된 전이 영역으로 정의되는) 및/또는 웨이퍼의 표면과 직면하는 평면의 경계선 주변의 상대적으로 작은 영역(예, 전형적으로 엣지에서 중심부를 향하여 확장되는 웨이퍼의 직경에 약 0.005배 이하) 주위에서 웨이퍼와 접촉한다. 일 실시예는 추가적으로 웨이퍼가 로드 스테이션 상에 적절하게 위치했는 가를 확정하는 센서(26)(도 12 및 16 참조) 를 포함한다. 본 실시예의 로드 스테이션(230)은 로드 가이드 내에 고도로 정밀한 배치를 단순화 및 제공하며, 추가적으로 스펜들(240,242)의 캐리어(244,246)을 이용한 웨이퍼의 정밀한 배치를 단순화 및 보증한다. 이러한 정밀한 배치는 로드 스테이션(230)과 캐리어(244) 사이의 오정렬 범위 및/또는 로드 스테이션(230)과 로봇(220) 사이의 오정렬 범위를 허용함으로써 적어도 부분적으로 달성된다.
여전히 도 4 및 도 5에 대하여 언급하면, 로드 스테이션(230)은 제1 또는 하부 섹션(29), 제2 또는 중간 섹션(30), 및 제3 또는 상부 섹션(31)을 포함한다. 도 6은 일 실시예에 따른 하부 섹션(29)의 분해 조립도이다. 하부 섹션(29)는 선형 레일 조립체(11)를 포함하는데, 어떤 구현에 있어서는 선형 볼 베어링 어레인지먼트를 포함한다. 이 로드 스테이현은 이러한 선형 레일 조립체에 설치되어 X 및 Y 방향으로 로드 스테이션의 얼라인먼트 조정을 가능하게 한다. 이 선형 레일 조립체(11)는 레일 베이스(14)에 설치된다. 레일 베이스 중 하나 또는 양 레일 베이스는 로드 스테이션(230) 전체를 시스템(120)에 연결시키는 로드 스테이션 베이스(32)에 체결된다. 하부 섹션(29)는 또한 로드 스테이션을 편향시키는 스프링(13)을 포함하며 이 로드 스테이션(230)의 위치를 X 및 Y 방향으로 조절하게 하는데, 이는 이하 자세히 기술한다. 적어도 부분적으로는, 이러한 스프링(13)은 로드 스테이션을 알려진 또는 중심 위치로 회귀시킨다. 일 실시예에서는 캐리어(244) 및/또는 로봇(220)으로 로드 스테이션을 배치 및 배열하기 위한 조절을 편향시키기 위해 조절 손잡이(12)가 추가적으로 포함된다. 실린더 베이스(15)는 실린더 베이스가 X 및 Y 방향으로 이동하도록 1개 이상의 레일 조립체(11) 및/또는 레일 베이스(14)로 체결된다. 1개 이상의 스프링(13)이 레일 베이스(14)에 체결되어 실린더 베이스(15)를 중심 위치로 편향시킨다(조절 손잡이(12)의 조절을 통하여 한정되는). 이 바이어싱 스프링 및 선형 베이링 레일 어레이 조립체는(11)는 로드 스테이션(230)과 스핀들 캐리어(244, 246) 사이에 상대적으로 큰 폭의 오정렬 및 로드 스테이션(230) 및 로봇(220) 사이의 오정렬을 허용한다.
도 7은 로드 스테이션 베이스(32)에 조립 및 체결된 실린더 베이스(15), 선형 레일 어레이(11) 및 레일 베이스(14)를 포함한 하부 섹션(29)의 컷어웨이, 엘리베이티드 투시도를 나타낸다. 도 8은 선택된 중심 위치에 선형 레일 어레이를 강제하는 스프링(13)을 가진 조립된 하부 섹션(29)의 부분적 컷어웨이, 하부 투시도이다. 도 9 내지 도 11은 선형 레일 어레이와 결합되고 이를 통해 확장된 및/또는 레일 베이스(14)와 결합된 스프링(13)의 확대도를 나타낸다.
도 12는 각각 중간 및 상부 섹션(30 및 31)의 분해 조립도를 나타낸다. 중간 섹션(30)은 웨이퍼 척 조립체(2)를 포함한다. 일 실시예에서는, 웨이퍼 척 조립체는 웨이퍼 척(4) 및 웨이퍼 안내링(5)을 포함한다. 로봇(220)은 캐리어(244)로 로딩하는 것에 대비하여 웨이퍼를 웨이퍼 척(4)으로 위치시킨다. 이 웨이퍼 척(4)은 웨이퍼 안내링(5)의 내부에 배치된다. 웨이퍼 척(4) 및 웨이퍼 안내링(5)은 스프링(9)으로 함께 있도록 강제된다(도 13 참조, 스프링(9)의 확대도는 척 웨이퍼(4)와 웨이퍼 안내링(5)이 함께 있도록 강제하는 것을 묘사한다). 웨이퍼 척(4) 및 웨이퍼 안내링(5)은 함께 포켓을 조성하여 로봇으로부터 웨이퍼를 수취한다. 더욱이, 일 실시예에서는, 웨이퍼 척(4) 및 웨이퍼 안내링(5)은 웨이퍼만이 웨이퍼의 엣지 주변에서 웨이퍼 척과 접촉하도록 배치된다. 웨이퍼 척(4)은 베이스 플레이트(6)을 통하여 실린더(8)에 설치되어 웨이퍼를 캐리어(244) 방향으로 및/또는 캐리어(244)로 들어올리고, 웨이퍼 척 조립체(2)를 수축시킨다. 실린더(8)는 실질적으로 임의의 관련 리프트, 예컨대 수력 리프트(예, 더블-로드 수력 실린더), 스크류 드라이브 또는 기타 그러한 메카니즘 또는 메커니즘의 조합을 통해 구현될 수 있다.
실린더의 정지형 본체(8)는 하부 섹션(29), 중간 섹션(30), 및 상부 섹션(31)과 함께 연결되는 베이스 플레이트(6)에 설치된다. 일 실시예는 웨이퍼가 웨이퍼 척(4)에 적절 및/또는 부적절하게 위치했는가를 탐지하기 위해 중간 섹션(30)에 1개 이상의 웨이퍼 센서 조립체(26)을 추가적으로 포함한다. 물 및 기타 오염물질로부터 리프트를 보하하기 위한 실드(7)가 또한 중간 섹션의 하부에 포함된다.
상부 섹션(31)은 로드 안내링(1), 스탠드오프 세퍼레이터(3) 및 스프레이어(40)(도 4 참조)을 포함한다. 도 4 및 도 12에 대하여 언급하면, 로드 안내링(1)은 내부 표면을 따라 챔퍼(22)를 포함한다. 내부 레지는 캐리어 로드 포켓(21)을 한정한다. 프로세싱 화학물질에 잠재적으로 노출될 것인 로드 스테이션(230)의 부품은 일반적으로 내부식성 물질, 예컨대 플라스틱, 스테인리스강, 티타늄, 알루미늄 및 기타 관련 내부식성 물질로 구성된다. 프로세싱 화학물질로부터 보호되는 기타 부품은 동일한 내부식성 물질 또는 기타 물질, 예컨대 강 및 기타 관련 물질로 구성될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 캐리어(244)의 분해 조립도를 나타낸다. 캐리어는 리테이닝 링(24)의 엣지를 유도하는 외장에 한정된 챔퍼(28)를 보유하는 레테이닝 링(24)를 포함한다. 캐리어 포켓(25)은 로드 스테이션으로부터 웨이퍼를 수취하기 위해 레테이닝 링 내에 한정된다. 작동에 잇어서, 캐리어(24)는 로드 스테이션(230)의 로드 안내링(1)으로 배치되어 로드 스테이션으로부터 웨이퍼를 복구한다. 리테이닝 링(24)의 챔퍼(28)는 로딩 안내링(1)의 챔퍼(22)와 협동하여 캐리어(244)와 로드 스테이션(230) 사이의 오정렬에 대한 보정을 제공한다.
로드 안내링(1)의 챔퍼링(22)은 캐리어와 함께 오정렬을 부분적으로 보정하나, 로봇(220)에 관계된 로드 스테이션의 오정렬을 적어도 다소, 추가적으로 보정한다. 웨이퍼를 로드 스테이션(230)으로 운반하는데 있어서, 로봇(220)은 웨이퍼를 웨이퍼 안내링(5) 내에 위치시킨다. 로드 스테이션의 이러한 배치는 로봇으로 예정된 양의 오정렬을 허용하고, 부분적으로 웨이퍼 안내링(5)의 챔퍼드 상부 엣지(22)는 다소의 오정렬 보정을 허용한다. 유사하게도, 스프링(13)도 또한 오정렬의 조절을 얼마간 제공한다. 그러나, 로봇(220)과 로드 스테이션(230) 사이의 오정렬 허용치는 캐리어(244)와 로드 스테이션(230) 사이에서 본 실시예를 통해 허용되는 오정렬 허용치보다 전형적으로는 작다. 예를 들어, 어떤 구현에 있어서, 로봇(220)과 로드 스테이션(230) 사이의 오정렬 허용치는 약 0.1인치보다 작고, 바람직한 일 실시예에서는 약 0.05인치보다 작다.
어떤 구현에 있어서는, 로드 스테이션(230)은 초기에, 중심 위치를 한정하는 조절 손잡이(12)를 이용하여 캐리어(244,246)로 배열된다. 이후, 로봇(220) 및/또 는 로봇 제어가 한정된 중심 위치로 이동하도록 프로그램된다. 그럼으로써, 일 실시예에서는 캐리어가 로드 스테이션(230)의 중심 위치를 지정한다. 로드 스테이션(260) 상의 챔퍼(22 및 28) 및 캐리어(244, 246)는 각각 기술자가 고도로 정밀하게 로드 스테이션의 위치를 조절하는 것을 요구하지 않음으로써 로드 스테이션(230)의 조절을 단순화한다. 또한, 시스템(120)이 작동됨에 따라, 캐리어(들)(244, 246)는 로드 스테이션에 잘못 배열될 수 있다. 로드 스테이션이 상대적으로 큰 오정렬 허용치를 허용하고 이러한 오정렬을 수용하기 때문에, 시스템은 재배열될 때까지 보다 장기간 동안 계속하여 작동될 수 있다.
일 실시예에서는, 조절 손잡이(12)가 추가적 및/또는 선택적으로 이용되어 로드 스테이션(230) 및 로봇(220)을 한정된 오정렬 허용치(예, 약 0.05인치보다 낮은) 내에 정확하게 배열할 수 있다. 이렇게 조절된 얼라인먼트는 로드 스테이션의 중심 위치를 한정 및/또는 재한정한다.
스핀들(240)의 캐리어(244)는 캐리어가 웨이퍼를 보충할 때 로드 스테이션(230) 위로 배치된다. 캐리어는 웨이퍼가 복구될 경우를 대비하여 로드 스테이션 상에 아치형으로 운동하면서 아래쪽으로 향한다. 캐링는 리테이닝 링(24)의 외곽 엣지 상에 챔퍼(28)를 추가적으로 포함하며, 로드 스테이션(230)은 로드 안내링(1)의 내부에 챔퍼링(22)을 포함한다. 두 챔퍼의 이중 협동작용은, 캐리어 및 로드 스테이션이 적어도 부분적으로 미스얼라인드하는 것을 허용한다. 추가적으로 웨이퍼 척 조립체(2) 및 로드 안내링(1)을 리이어 레이 조립체(11) 상에 배치시킴으로써, 로드 스테이션은 선형 레일 어레이의 길이에 따라 미리 정해진 양에 의해 X 및 Y 방향으로 이동될 수 있다. 스프링(13)은 로드 스테이션을 원하는 중심 위치로 편향시킨다. 일 실시예에서는, 캐리어(240)와 로드 스테이션(230) 사이의 오정렬 허용치가 약 0.25인치일 수 있는데, 왜냐하면 캐리어(244)가 허용치 내에 미스얼라인드되었을 경우에 로드스테이션에 충분한 힘을 적용시켜 스프링(13) 유래의 스프링 힘을 극복하고 로딩 웨이퍼 척 조립체(2)의 위치 및 로딩 안내링(1)을 얼라인먼트로 이동시키기 때문이다.
로봇(220)과 로드 스테이션(230) 사이의 오정렬 허용치가 전형적으로 캐리어(244)와 로드 스테이션 사이의 오정렬보다 작기때문에, 본 실시예는 선형 레일 어레이(11) 상이 로드 스테이션을 설치하여 이러한 차이를 보정한다. 선형 레일은 로드 스테이션이 X 및 Y 축으로 활주하도록 한다. 그 결과, 캐리어(244)와 로드 스테이션(230) 사이의 오정렬이 허용치 내에 있을 경우, 로드 안내링(1) 및 리테이닝 링(24) 모두의 챔퍼링(22 및 28)은 각각 로드 스테이션이 X 및/또는 Y 방향에서 선형 레일 어레이를 따라 캐리어(244) 및 로드 스테이션(230)을 배열하는 역활을 한다. 그러나, 로드 스테이션의 배치에 있어서의 이러한 이동은 로봇(220)을 이용한 로드 스테이션(230)의 얼라인먼트에 역효과를 줄 수 있다. 캐리어(244)에 의한 로드 스테이션(230)의 이동에 이어서, 캐리어가 일단 로드 스테이션에서 철수되면, 로드 스테이션은 바이어싱을 통해 중심 위치로 회구한다.
일 실시예에서는, 로드 스테이션이 1개 이상의, 전형적으로는 복수의 스프링(13)을 포하하여 바이어싱을 수행한다. 로봇을 이용하여 로드 스테이션(230)을 중심에 배치하기 위해 바이어싱 스프링(13)의 고정재 및/또는 1개 이상의 스프 링(13)에 장력의 배치를 예정된 허용치 내에서 이동하기 위해 조절 손잡이를 조절함으로써 로드 스테이션이 추가적으로 중심 위치(전형적으로는 캐리어를 이용한 얼라인먼트로써 한정되는)에 추가적으로 배치될 수 있는데, 이하 상세히 설명한다.
어떤 선행 기술의 시스템에서, 로드 스테이션의 위치의 조절을 허용하도록 스크류는 느슨해져야만 하고, 이후 스크류는 그 배치를 유지하기 위해 고정된다. 본 실시예는 조절될 로드 스테이션(230)의 바이어싱 내에 장력을 허용함으로써 이러한 복잡하고 난해한 프로세스를 회피한다.
로드 스테이션에서 웨이퍼를 제거함에 있어서, 캐리어는 로드 안내링(1)의 위에 배치되고 캐리어 로드 포켓(21)으로 눌러지게 된다(얼라인먼트에 대한 챔퍼링(22 및 28)의 협동과 함께). 실린더(8)는 웨이퍼 척 조립체(2) 및 웨이퍼를, 캐리어(244)로 웨이퍼를 배열하는 로드 안내링(1) 내 역전된 원뿔대 간극을 통해 캐리어 포켓(25)으로 유도하거나 또는 들어올린다. 로드 안내링 내 이 역전된 원뿔대는 웨이퍼, 웨이퍼 척 및 로드 안내링 사이에 오정렬을 허용하여, 그 결과 역전된 원뿔대가 안내링을 통과함에 따라 웨이퍼는 캐리어에 의해 배열된다. 일 실시예에서는, 로드 안내링(1)이 추가적으로 1개 이상의 컷-아웃 또는 리세스(420), 및 전형적으로는 로드 안내링의 주변에 배치된 복수의 컷-아웃을 포함한다. 이 컷-아웃(420)은 종종 유체의 흡수 및/또는 열에 의핸 팽창의 결과 로드 안내링(1) 및 리테이닝 링(24) 중 하나 또는 전부의 팽윤 또는 팽창때문에 캐리어(244)의 리테이닝 링(24)이 확장될 수 있는 추가적인 영역을 제공한다. 로드 안내링(1)의 내경 및 리테이닝 링(24)의 외경 사이의 스페이싱 허용치는 엄밀하다. 컷-아웃은, 로딩 스 테이션으로부터의 웨이퍼 복구 동안 리테이닝 링(24)이 구부러지거나 또는 만곡될 수 있는 영역을 제공하는데, 이에 의해 리테이닝 링(24)과 로드 안내링(1) 사이의 마찰이 감소되어 결국, 리테이닝 링이 로드 안내링(1)에 끼이게 되고 고착되는 경향을 감소시킨다.
다른 시트템에서, 신뢰할 수 있는 로딩은 종종 로드 스테이션의 수평면 내에서 X 및 Y의 양 방향으로 스핀들(및 캐리어)의 중심과 로드 스테이션 중심의 극히 정밀한 얼라인먼트를 요구했다. 전형적으로 이러한 다른 시스템의 스핀들 및 로드 스테이션 중심은 최대 약 1/64인치의 허용치 내에서 차례로 배열되어야 한다. 그 결과, 이러한 다른 시스템에서 생산 작업 중에 신뢰할 만한 로딩을 유지하고 고가의 웨이퍼에 대한 고장을 회피하기 위해 이러한 부품의 빈번한 리얼라인먼트가 요구된다.
본 실시예는, 선택적으로 비교적 큰 오정렬 허용치를 허용한다. 예를 들어, 어떤 구현에 있어서는, 캐리어(244)와 로드 스테이션(230) 사이의 오정렬 허용치는 약 1/4인치일 수 있는데, 이는 다른 시스템보다 약 16배 큰 허용치이다. 이는 얼라이닝을 단순화하고, 주기적인 리얼라인먼트를 감소시키며, 작업량을 개선하고, 신뢰성을 개선하며, 폐기되는 웨이퍼를 감소시키고 기타 상당한 이점을 제공한다.
캐리어와 로드 스테이션 간의 정열 오류를 다루기 위한 커패시티를 적어도 부분적으로 챔퍼(chamfer)(22, 28)를 로드 가이드 링의 로드 포켓(21) 및 캐리어의 보유 링(24)에 각각 기계적으로 정합시킴으로써 성취한다. 리테이닝 링의 외부 직경은 포드 포켓 내의 캐리어와 관련되어 정렬된다. 이들 챔퍼(22, 28)는 기정의된 허 용 한계(예를 들어, 약 0.25 인치) 내에서 정열 오류를 허용하고, 추가적으로 웨이퍼 청크 어셈블리(2) 및 로드 가이드 링(1)은 리니어 레일 어셈블리(11) 상의 X 및 Y축 방향으로의 움직임이 자유로와 로드 스테이션이 자유롭게 움직이고 캐리어를 따라 정열되도록 한다. 로드 서열화 이후, 로드 스테이션(230)은 스프링(13)을 사용하여 공지된 센터 위치로 다시 이동한다. 웨이퍼를 캐리어에 로딩한 후 공지된 위치로 로드 스테이션을 복귀시킴으로써 기정의된 정열 오류 허용 한계 내에서 로드 스테이션(230)은 로봇(220)과 정렬되어, 차후의 웨이퍼가 웨이퍼 로봇(220)에 의해 로드 스테이션(230)에 장착될 수 있도록 한다. 본 실시예는, 다른 시스템에서도 종종 요구되는 바와 같이, 시스템(120)의 연속적 작동을 허용하여 웨이퍼를 캐리어(244 및 246)에 최소한의, 바람직하게는 0의 오류로, 반복된 재정렬없이 장착시킨다.
도 15는 웨이퍼를 캐리어(244)에 장착하기 위한 공정(1510)의 단순화된 흐름도를 도시한다. 캐리어 내에 웨이퍼를 장착시, 다수의 이동가능한 기계적 요소가 공간 및 시간적으로 상호 조화되어 성공적인 웨이퍼 장착을 성취한다. 단계(1520)에서, 웨이퍼는 가장자리 접촉 단부 이펙터(edge-contact end-effector)에 의해 스토리지 요소(126)으로부터 로봇(220)에 의해 선택된다. 일부 실시예에서는, 웨이퍼 뒤에 보유된 진공이 또한 사용될 수 있으나, 이는 일부 공정에서 바람직하지 않다. 단계 1522에서, 웨이퍼는 로봇에 의해 웨이퍼 청크(4)로 이동되어 웨이퍼 가이드 링(5)에 놓이게 된다. 웨이퍼 청크(4) 및 웨이퍼 가이드 링(5)은 일부 바람직한 실시예에서 양각 절단으로 디자인되어 단부 이펙터에 접촉하는 가장자리부를 수용하게 된다. 단계(1524)에서, 웨이퍼 센스 어셈블리(26)가 웨이퍼가 정확히 위치하고 있음을 확정할지를 결정한다. 센스 어셈블리는 결과를 중앙 조절 센터 (예를 들어, 일렉트로닉스(260) 내의 조절 센터)에 전달한다. 일부 실시예에서, 웨이퍼 센스(26)는 매우 습한 환경에서도 작동할 수 있는 수동형(passive type) 센스이다. 웨이퍼 센스(26)에 대해 아래에서 상세하게 설명한다.
웨이퍼가 존재하지 않으며, 공정은 단계(1524)로 돌아와서 웨이퍼의 탐색을 기다린다. 웨이퍼 센스(26)가 단계(1524)에서 웨이퍼를 탐색하게 되면, 본원 공정은 단계(1526)로 진행되는데, 단계(1526)에서는 캐리어 (예를 들어, 제 1 캐리어 (244))가 로드 스테이션(230) 및 로드 가이드 링(1) 위의 위치로 이동한다. 단계(1526)에서, 캐리어(244)는 로드 가이드 링 내로 하향 이동하게 되고, 이를 로드 스테이션의 캐리어 로드 포켓(21) 내로 위치시키게 된다. 일부 실시예에서, 본원 공정은 임의적 단계(1530)를 포함하는데, 상기 단계에서 웨이퍼의 뒷면에 스프레이(40)(도 4 참조)를 사용하여 탈이온화된 물을 분무한다. 웨이퍼의 젖은 뒷면은 본원 공정동안 유용한 효과를 가질 뿐만 아니라, 웨이퍼가 물의 장력에 의해 캐리어(244) 내로 장착되는 것을 도울 수 있다.
단계(1532)에서, 실린더(8)는 웨이퍼, 웨이퍼 청크(4) 및 웨이퍼 가이드 링(5)을 웨이퍼 가이드 링이 로드 가이드 링(1)의 바닥에 접촉할 때까지 들어올린다. 웨이퍼, 웨이퍼 청크(4) 및 웨이퍼 가이드 링(5)이 함께 올려짐에 따라, 웨이퍼는 웨이퍼 청크의 중앙에 및 웨이퍼 가이드 링 내에 머무르게 된다. 웨이퍼 가이드 링(5)이 현재 정지되어 있고, 일부 실시예에서는 로드 가이드 링(1)의 바닥 에 마주하여 위치한다 하더라도 웨이퍼 청크(4)는 로드 가이드 링(1)을 통하여 계속 웨이퍼를 들어올릴 수 있는데, 이는 웨이퍼 청크(4) 및 웨이퍼 가이드 링이 분리를 수용하도록 신장되는 장력 스프링(9) 또는 다른 바이어싱(biasing)에 의해 연결되어 있기 때문이다. 웨이퍼가 로드 가이드 링(1)을 통해 전달됨에 따라, 캐리어(244)와 함께 정렬된다. 단계(1534)에서, 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어 포켓(25) 내로 위치할 때까지 밀려 올라간다. 일부 실시예에서는 로드 가이드 링(1) 및 웨이퍼 청크(4) 상에서 끼워 맞춰진 조각들이 경사지게 접촉함으로써 웨이퍼는 캐리어 상에서 위치를 찾아 신뢰할 수 있을 만큼 정렬된다.
단계(1536)에서, 캐리어 보유 방법이 캐리어 포켓(25) 내의 위치에서 웨이퍼를 보유하는데 적용된다. 일부 실시예에서, 상기 보유 방법은 진공을 통해 이행되지만, 다른 보유 방법들도 적용될 수 있다. 단계(1540)에서, 웨이퍼가 정확히 장착되었는지 캐리어 센스(예를 들어, 진공 레벨 센스)에 의해 확인되고, 그 배치는 조절 센터에 통보된다. 단계(1542)에서, 로드 스테이션(230)의 실린더(8)는 아래 위치로 이동한다. 실린더가 아래로 이동함에 따라, 웨이퍼 가이드 링(5) 및 웨이퍼 청크(4)는 바이아싱(biasing)(예를 들어, 스프링(9)을 통해)에 의해 함께 뒤로 힘을 받게 된다. 캐리어는 로드 스테이션(일부 실시예에서는 실린더의 하향 이동과 동시에 수행됨)으로부터 웨이퍼와 함께 올려져 폴리싱 위치로 이동하고, 따라서 캐리어(244)상에 웨이퍼 장착의 작동이 완성된다. 캐리어가 로드 스테이션으로부터 올려짐에 따라, 스프링(13)은 웨이퍼 청크 어셈블리(2) 및 로드 가이드 링(5) (및/또는 로드 스테이션(230))을 공지된 및/또는 중앙 위치로 다시 이동시킨 다. 상기 청크 및 가이드 링은 하향 이동된다. 로드 스테이션은 현재 다음 웨이퍼를 수용할 준비가 되어 있다.
도 16은 일부 실시예에 따른 센서 배열(26)의 투시도를 도시하는데, 이는 로드 스테이션(220)의 중앙 섹션(30)상에 적용될 수 있다. 도 17은 도 16의 센서 배열(26)의 확대도면이다. 일부 실시예에서, 센서 배열(26)은 매우 습한 환경에서도 확실히 작동하며 물 공급 압력의 변화에 내성을 가질 수 있도록 디자인된다. 이러한 형태의 다른 센서들은 액체 공급 압력에 민감하다. 그러나, 본원의 센서 어셈블리는 넓은 범위의 압력, 예를 들어, 약 10 내지 80psi의 압력에서도 정확하게 작동하며, 일반적으로는 20 내지 60psi(통상 30psi이다)에서 작동한다.
센서 어셈블리(26)는 톱 센서 튜브(19)에 장착되는 센서 캡(16)으로 구성되는데, 톱 센서 튜브(19)는 센서 베이스(20)에 장착된다. 작동하는 동안, 물이 센서 튜브(19)의 아래 끝으로 공급되어 센서 튜브를 흘러 센서 튜브 상단 밖으로 넘친다(도시되지 않음). 이러한 흐름은 센서 캡(16)을 그 아래 위치로부터 스톱(17)에 대해 위까지 밀어 올린다. 일부 바람직한 실시예에서는, 단지 적은 양의 수압만이 센서 캡을 스톱까지 올리는데 요구된다. 스톱(17)은 나아가 더 넓은 범위의 압력이 사용되는 것을 허용하는데, 이는 수압이 증가함에 따라 센서 캡은 여전히 스톱에 의해 위치 내에 고정되어 있기 때문이다. 톱(17)은 센서 캡(16)이 바람직하게 들어 올려질 수 있도록 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 센서 캡은 그 윗끝부분에 작은 구멍 또는 구멍들, 및/또는 다공성 물질을 가지는데, 이는 적은 양의 물이 톱의 밖으로 흐를수 있도록 한다. 웨이퍼(1720) (도 17 참조)은 센서 캡(16)에 대해 하향 위치할 때, 웨이퍼의 무게에 의해 센서 캡은 아래로 밀린다. 구멍/구멍들 및/또는 다공성 물질을 통해 빠져나가는 물에 의해 웨이퍼는 물이 캡을 접촉하지 않도록, 물이 단지 웨이퍼만을 접촉하도록 물의 표면상에 유지된다. 타켓 플린지(18)은 센서 캡의 베이스로 견고하게 고정되어 있다. 베이스 상에 타켓의 존재를 감지하는 플록시머티 센서(70)이 있다. 플록시머티 센서는 유도성 센서 또는 다른 그러한 센서와 같이, 실질적으로 어떠한 플록시머티 센서를 통해서도 수행될 수 있다. 센서 캡(16) 및 타켓(18)이 상향 위치 내에 있을 때, 플록시머티 센서(70)는 어떠한 웨이퍼(1720)가 존재하지 않음을 의미하며 타켓을 감지하지 않는다. 선택적으로, 센서 캡 및 타켓이 하향 위치 내에 있을 때, 플록시머티 센서(70)는 웨이퍼가 로드 스테이션(230) 내에 존재함을 동정하는 타켓(18)을 탐지한다.
일부 바람직한 실시예에서는 웨이퍼 가이드 링(1)및 리테이닝 링(24)상의 각각에 홈형태의 가장자리부(22 및 28)을 채용하여 로봇(220) 및 웨이퍼 캐리어(244)가 로드 스테이션(230)에 상대적으로 배치될 때 약간의 폭을 갖도록 한다. 웨이퍼 청크(4) 및 로드 가이드 링(1)은 일부 실행에서는 조각난 견부(shoulders)를 포함하여 장착하는 동안 웨이퍼가 캐리어(244)내로 정확히 배치되도록 하면서 웨이퍼가 웨이퍼의 단지 가장자리부에서만 접촉할 수 있도록 한다.
일부 실시예에서는, 캐리어와의 저마찰 X-Y 자체 배열(low friction X-Y self alignment with the carrier)가 저마찰 선형 레일 어셈블리(11)의 방법에 의해 채용된다. 추가적으로, 정확한 X-Y 정렬이 조정 노브(12)를 통해 성취된다. 일부 실시예에서는 로드 스테이션 베이스(32)지지 구조를 시스템 또는 도구(120)의 단단한 프레임에 견고하게 장착시킴으로써 웨이퍼 로드 스테이션 X-Y 위치가 기계적으로 조정되도록 한다. 조정 노브(12)는 이어서 로드 스테이션(230)을 바람직한 중앙 위치에 세팅하는데 사용되어 두개 이상의 스핀들을 장착시키고, 스핀들의 로드 스테이션 중앙으로의 정렬은 기정의된 한계치(약 1/4 인치내)의 범위 내에서 이루어 진다. 유사하게, 조정 노브(12)는 이어서 로드 스테이션을 바람직한 중앙 위치로 배치하는데 사용되어 로봇(220)과의 정렬이 기정의된 허용 한계내에서 이루어 지도록 하며, 따라서, 웨이퍼가 로드 스테이션(220) 내에서 적절하게 배치되도록 한다.
일부 실시예에서, 선형 레일 어셈블리(11)은 레일 베이스(14)의 대향면상에 직각으로 위치한 두개의 레일을 통해서 수행된다. 각 레일은 레일을 따라 활주하거나 회전하는 레일 블록과 함께 협동한다. 일부 실시예에서, 레일 블록은 레일이 회전하는 위로 통하여 하나 이상의 볼 베어링을 포함한다. 제1레일(예를 들어, 베이스(32)에 가장 가까운 레일)이 제1축(예를 들어 X축)을 따라 배치되고, 제2레일은 제2축(예를 들어 Y축)을 따라 제1축과 직각으로 배치된다. 레일은 레일 블록과 짝이 되도록 구성되어, 레일이 블록의 그루브에 대응하도록 유사하게 가늘어진 레일을 수용하는 블록내의 가늘어진 그루브를 통하는 것과 같이 블록과 연관된다. 제1레일 블록은 제1 레일 베이스(예를 들어, 낮은 섹션 베이스(32)에 가까운 레일 베이스)와 함께 고정될 수 있고, 제1레일은 제2레일 베이스가 제2축을 따라 이동하도록 제2레일 베이스와 함께 고정될 수 있다. 제2레일은 나아가 제1레일과 같이 대향 으로 제2레일 베이스와 고정될 수 있다. 제2레일과 함께 통을 형성한 제2레일 블록은 이어서 실린더 베이스(15)와 고정되어, 실린더 베이스가 제2레일 베이스(14)의 움직임을 통해 양 직각 방향으로 로드 스테이션(230)을 이동시키는 제2축을 따라 이동할 수 있도록 한다.
선형 레일 어셈블리의 레일 및 레일 블록은 강철, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 플라스틱, 합금, 하나 이상의 중합체, 상기 물질 및/또는 다른 적절한 물질의 조합으로 구성될 수 있다. 일부 경우에, 레일 블록은 레일이 블록을 통해 회전 또는 활주할 때 돕는 베어링, 또는 플라스틱, 테프론 또는 기타 코팅과 같은 다른 마찰 감소 수단을 포함할 수 있다. 레일 및/또는 레일 블록은 블록 및/또는 레일 베이스(14)에 대하여 레일의 과도한 움직임을 방지하는 스톱을 포함할 수 있다. 전형적으로, 레일 어셈블리(11)은 부식성 또는 손상성 화학물질과의 잠재적 접촉을 제한 및/또는 방지하고자 공정 모듈(122의 공정 영역의 데크 또는 바닥 아래에 위치하는 로드 스테이션 어셈블리(28)의 낮은 섹션(29 내에 위치한다. 나아가, 일부 실행에서는, 레일 어셈블리(11)은 보호성 커버 내에 포장되어 추가적으로 어셈블리를 보호한다.
일부 실시예에서 조정 노브는 바이어싱 스프링(13)의 고정구(anchoring)(920)을 실처럼 연결하는 연결 멤버(threaded members)를 통해 수행된다. 도 7, 9 및 11을 참조하면, 조정 노브를 회전함으로써 쓰레딩(threading)은 중앙 바이어싱 위치, 따라서 로드 스테이션(230)의 캐리어 로드 포켓(21)의 위치를 변화시키는 바이러싱 스프링의 일면상에서 그루브(922)를 따라 바이어싱 스프링 고 정구(920)가 정확히 조정되도록 한다. 로드 스테이션 어셈블리(28)의 낮은 섹션(29는 하나 이상의 조정 노브(12)를 포함하여 바이어싱 스프링(13의 일면의 고정 위치를 조정할 수 있다.
일부 실시예에서 바이어싱 스프링(13) 및 선형 레일 어셈블리(11)을 통해 구비되는 스프링 리턴 시스템은 웨이퍼가 캐리어 내로 장착된 후 로스 스테이션(230)을 공지된 위치로 되돌려, 로봇(220)가 웨이퍼 가이드 링 내로 다음 웨이퍼를 장착하도록 한다. 도면 8 및 10을 참조하면, 일부 실행에서는, 바이어싱 스프링(13은 로드 스테이션이 중앙에 위치할 때 한 방향 또는 다른 방향을 향해 부주의하게 당겨짐을 감소시키거나 피하기 위하여 수직에 대해 약간 각지게 위치한다.
도 4, 12 및 13을 참조하면, 웨이퍼 청크(4) 및 웨이퍼 가이드 링(5)를 연결하는 바이어스 또는 스프링 시스템(9)는 청크 및 가이드 링을 치우치게 하여 포켓이 실린더가 아래 위치에 있을때 웨이퍼를 수용하도록 형성된다. 스프링 시스템(9)는 나아가 웨이퍼 청크(4)(로드 스테이션 내에 위치할 때는 웨이퍼와 함께)가 실린더(8)에 의해 들러 올려지는 동안 로드 가이드 링(1) 내로 및 캐리어(244)에까지 확장되어 실린더의 수축시 위치내로 다시 당겨지거나 치우치게 한다. 웨이퍼 센서 어셈블리(26)(도 12 및 16 참조)는 일부 바람직한 실시예에서 유입되는 수압의 변화에 실질적으로 영향을 받지 않는데, 이는 웨이퍼의 존재 및/또는 위치를 정확하게 탐지하고, 웨이퍼를 단지 물에만 접촉시켜, 센서에 장애가 발생하지 않도록 물의 흐름이 넘치거나 센서를 정화하는 동안 스크레치 또는 특정 손상을 방지한다.
본원 실시예는 공정상의 다른 목적을 위해 용이하게 및 신속히 조정될 수 있 다. 예를 들어, 본원 실시예는 로드 스테이션(230)상의 몇몇 일부분 및 캐리어 크기를 단순히 변화시킴으로써 신속히 다양한 직경(예를 들어, 100 내지 400mm의 직경 및 다른 직경)의 웨이퍼로 변환될 수 있다. 통상 교환되는 부분들은 로드 가이드 링(1), 웨이퍼 청크(4), 웨이퍼 가이드 링(5), 및 캐리어(244)를 포함한다.
도 18은 일부 실시예에 따른 로드 스테이션(230)의 측면도를 도시한다. 웨이퍼 청크(4) 및 웨이퍼 가이드 링 5는 로드 가이드 링(1)과 분리되어 아래에 위치하고 있다. 도 19는 도 18의 로드 스테이션(230)의 단면도를 도시한다. 도 20은 도 19의 로드 스테이션(230)을 Z 축 주위로 회전시킨 단면도를 도시한다. 도 21은 도 18의 로드 스테이션(230)의 평면도를 도시한다. 도 22는 로드 가이드 링(1) 내로 웨이퍼 청크(4)가 구동되는 확장 위치에서의 실린더(8), 및 로드 가이드 링(1)과 접촉하는 웨이퍼 가이드 링(5)와 함께, 웨이퍼 청크 어셈블리(2) 및 로드 가이드 링(1)의 단면도를 도시한다. 벨로우 실(2320)은 실린더(8)의 일부 주위에 보이며 실린더를 보호하고 물 및 슬러리가 베어링 레일 어셈블리, 테이블 및 시스템(120) 아래로 스며 나오는 것을 제한하거나 방지한다.
도 23은 일부 실시예에 따른 로드 스테이션(230)의 등척도(isometric view)이다. 도 24는 도 23의 로드 스테이션(230)을 Z 축 주위로 회전시킨 측 평면도이다. 도 25는 도 23 및 24의 로드 스테이션(230)의 일부 단면도를 도시한다. 도 26은 도 25의 로드 스테이션을 확장 위치에서 실린더(8)을 따라 Z 축 주위로 회전시킨 일부 단면도를 도시한다. 도 27은 도 23의 로드 스테이션의 평면도를 도시한다.
언로드(unload) 스테이션(232는 로드 스테이션(230)과 유사하게 구성될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서 언로드 스테이션은 스테이션 일부의 상승(raising) 및/또는 하강(lower)을 위한 실린더를 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 언로드 스테이션(232)은 단부 이펙터(end effectors)를 사용하는 로봇(220)에 의해 복구될 때까지 가공된 웨이퍼를 습하게 유지하는 하나 이상의 스프레이어(276)(도 2 참조)를 포함한다. 스프레이어는 나아가 캐리어(244, 246)을 세척할 수 있다. 예를 들어, 스프레이어는 언로드 스테이션의 주변에 위치하여 웨이퍼 및/또는 캐리어를 분무하고, 및/또는 언로드 스테이션의 중앙에 있는 하나 이상의 스프레이어는 웨이퍼 아래를 분무할 수 있다. 로봇(220)은 일부 수행에 있어서 일부 측정 및/또는 정화 작업 후에 언로드 스테이션으로부터 웨이퍼를 제거하여 웨이퍼를 저장소에 위치시킨다. 6개의 축을 통해 로봇을 작동시키면서, 로봇은 시스템이 디스크를 기울여 디스크의 표면에 모인 물을 떨어지게 한다. 본원 시스템의 일부 실시예에서는 웨이퍼를 기울일 때 모인 또는 고인 물이 수용되도록 웨이퍼가 기울어진 위로 용기 또는 배수 근접 언로드 스테이션을 포함하여, 공정 및/또는 프론트-엔드 모듈 상에 물 또는 다른 액체가 떨어지는 것을 제한한다.
일부 실시예에서 시스템(120)은 캐리어(244, 246)을 통해 적용되는 바와 같이 스핀들 힘, 웨이퍼 힘, 및/또는 리테이닝 링 힘을 측정 및/또는 조정하기 위한 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 언로드 스테이션(232)는, 아래에 자세히 기재된 바와 같이, 캐리어가 가공된 웨이퍼를 언로드 스테이션 내로 축적할 때, 캐리어 및/또는 웨이퍼에 의해 적용되는 압력 탐지시 사용하기 위한 하나 이상의 로드 셀(도 2 참조)을 포함할 수 있다.
도 28은 시스템(120)용 조절 시스템(2800)의 단순화 블록 다이아그램을 도시한다. 조절 시스템(2800)은 중앙 컨트롤러(2802)(central controller 2802)를 포함하는데, 이는 공정, 미세-공정, 컴퓨터, 다른 조절 시스템, 및 다른 그러한 컨트롤러, 및/또는 이들의 조합을 통해 수행될 수 있다. 중앙 컨트롤러(2802)는 SBC 비디오, 키보드, 마우스 및 다른 사용자 인터페이스 입력/출력 포트(2804)와 같은 복수개의 입력/출력 포트, 및 이더넷 포트와 같은 외부 정보교환 포트(2806)를 포함할 수 있다. 중앙 컨트롤러는 MMC/PC 블록 I/O 소켓(2810), MMC/PC 아날로그 소켓(2812, RS-486 PCI 카드 소켓(2814) 및 다른 그러한 프로세싱 용품과 같은 프로세싱 회로 및/또는 소켓을 포함할 수 있다.
중앙 컨트롤러는 작동 인터페이스(2820)과 커플되어 사용자가 시스템을 조절, 작동 변경, 시스템 업그레이드하거나, 중앙 컨트롤러 및 다른 접근에 의해 저장된 데이터를 복구할 수 있도록 한다. 이더넷 허브(2822)는 중앙 컨트롤러의 이더넷 연결기(2806)과 커플되어, 프론트-엔드 모듈(124)에서 웨이퍼 크리너를 조절하는 크리너 조절 시스템(28)으로, 측정 단계(226)을 조절하는 측정 조절 시스템(2826)으로, 로봇(220)의 작동을 조절하는 로봇 컨트롤러(2830)으로, Fab 서비스 연결, 및 다른 유사한 컨트롤러로 조절 신호를 분배한다. 일부 바람직한 실시예에서, 이더넷 허브(2822)는 나아가 스핀들(240, 242) 및 캐리어(244, 246)에 파워를 공급 및/또는 조절하기 위한 튜렛(turret)(248)의 슬립 링(2834)와 커플된다. 슬립 링은 조절 신호를 MMC 스탠드-단일 모션 컨트롤러 및 PLC(2836)(일부 실시예에서는 도 2의 컨트롤러(250)을 위해 수행된다)를 통해 제1인버터(2840) 및 모터(2842와 같은 스핀들 드라이브로 분배하여, 스핀들 회전을 조절한다. 조절 신호는 제1인버터로부터 제2인버터(2844)까지 데이지 체인되어(daisy chained), 제2 모터(2846)에 전달된다. 상기 데이지 체인은 모든 수의 스핀들에 대해 연속될 수 있다. 슬립 링은 나아가 블록 I/O(2850) 및 다른 요소와 같은 다른 구성 요소를 조절하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 이더넷 허브(2822)는 4 또는 8개 포트 허브 또는 스위치를 통해 수행되나, 다른 스위칭 장치가 사용될 수도 있다.
파이버 옵틱 링크(fiber optic link)와 같은 정보 교환 채널(2852)은 컨트롤러의 아날로그 포트와 함께 커플되어 튜렛 모터(2858 및 2860)을 조절하는 튜렛 컨트롤러(2854, 2856)를 조절할 수 있다. 일부 실시예에서, MMC 아날로그(2812)는 적어도 약간의 튜렛의 회전 조절을 제공한다. 패드 스윕 컨트롤러(2862, 2864)는 또한 파이버 링크와 커플되어 패드 스윕 모터(2866, 2868)을 조절할 수 있다. 유사하게, 패드 회전기 컨트롤러(2870, 2872는 파이버 링크를 통해 중앙 컨트롤러(2822)와 정보교환하여 패드 회전 모터(2874, 2876)을 조절할 수 있다. 데이터는 브레이크 아웃 터미널(data break out terminal)(2880, 2882, 2884)은 중앙 컨트롤러(2822의 PCI 카드 포트(2834)와 커플되어 폴리싱 테이블 인버터(2886, 2888) 및 버퍼 테이블 인버터(2890)에 조절을 분배할 수 있다.
도 29는 웨이퍼 공정용 일부 실시예에 따른 시스템(2910)의 평면도를 도시한다. 도 30은 도 29의 시스템(2910)의 등척도를 도시한다. 시스템(2910)은 프로세싱 모듈(122) 및 프론트-엔드 모듈(124)를 포함한다. 프로세싱 모듈(122)는 세 개의 스핀들(2920, 2922, 2924)를 각각 캐리어(2930, 2932, 2934)와 함께 포함한 다. 각 스핀들은 독립적으로 작동 및 색인(indexed)될 수 있도록 타워내의 튜렛과 함께 커플된다. 시스템(120)은 나아가, 로봇(220), 스토리지 요소(126), 로드 스테이션(230), 제1 및 제2 패드(234, 236) 및 다른 그러한 구성 성분과 같이 도 1-3에서 보여지는 시스템처럼 다른 유사한 구성요소를 포함한다. 그러나, 프론트-엔드 모듈(124)는 스캐너를 더 포함하고, 스캐너에 의해 차지되는 영역은 스핀 스테이션, 도량형 측정기, 또는 다른 장치와 같은 장치를 시스템(2910) 내로 삽입하는데 사용된다. 나아가, 트랜스퍼 스테이션은 일반적으로 시스템의 테크에 대해 수직으로 위치(예를 들어, 수직에서 15도 정도)한다.
일 실시예에 의하면, 웨이퍼 재생을 위하여 완전히 자동화된, 카셋트 대 카셋트, 화학적-기계적 웨이퍼 폴리싱을 공급하기 위하여 시스템(120 및/또는 2910)을 채용할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 시스템(120/2910)은 노미널 두께(nominal thickness) 약 800 마이크론으로 세겨진, 지름크기가 300mm인 웨이퍼, 또는 노미널 두께 약 725 마이크론으로 세겨진 200mm 지름크기의 웨이퍼 상에서 작동되도록 배열될 수 있다. 이러한 시스템은 약 2.8x2.0 미터, 5.6 제곱미터의 총 밑넓이를 가지며, 3상의 208 볼트, 150 전부하전류, 50~60 Hz, 6.2 bar의 청청 건조 공기, 170L/min, 5.5 bar의 질소, 14L/min, 수은 580mm의 진공, 85L/M, 배기가스 125 Pascal에서 약 14 m3/hour에서 작동하며, 2.1 bar, 11L/min의 탈이온화된 물을 이용한다. 이러한 시스템은 SEMI S2, S8 또는 CE 컴플리언트(compliant)일 수 있다.
또한, 시스템은 200mm 지름의 웨이퍼의 공정을 다른 크기의 웨이퍼(예를 들며, 300mm 지름 웨이퍼로)를 사용하는 공정으로 쉽게 변경가능하다. 예를 들어, 사용자는 시스템(120)의 재배열하여, 로드 스테이션(230)에서 로드 가이드 링 1, 쳐크 4, 및 웨이퍼 가이드 링 5; 언로드 스테이션(23)에서 언로드 가이드 링; 캐리어 244, 246에서 리터닝 링; 및 스폰트-엔트 모듈에서 앤드 이펙터 및 카세트를 스위치 아웃할 수 있다.
적어도 언로드 스테이션(232)를 변경는 경우, 스프레이어(3260, 도32 참조)가 지름에 대응하도록 교체될 수 있고, 로드 및 언로드 스테이션을 변경하는 경우, 센서가 센서 위치(예를 들면, 각각 300mm 또는 200mm 지름 웨이퍼의 3280 및 3282(도 32 참조))사이에 교체할 수 있다.
공정에서, 이렇게 배열된 시스템은 첫 번째 폴리싱 테이블(플래턴 1, 234)에서 약 60초간, 두 번째 폴리싱 테이블(플래턴 2, 236)에서 약 30초간, 시간당 약 30~40개의 웨이퍼 단면의 폴리싱을 처리할 수 있다. 유사하게, 상기 시스템은 상기 열거된 것과 동일한 폴리싱 시간으로 시간당 약 15~20개의 웨이퍼의 속도로 양면 폴리싱의 처리량을 제공한다. 이러한 시스템은 높은 신뢰도의 구비가 기대된다. 예를 들어, 시스템은 적어도 500시간 MTBF 동안 연속적으로 작동되어, 4 시간 보다 작은 MTTR, 약90% 보다 큰 시간의, SEMI 스페시피케이션으로 계산되어 80%의 신뢰도를 유지한다. 바람직한 실시예로서, 시스템은 인터넷, SECS/GEM 프로토콜을 이용하며, 업로딩 레서피를 포함하는, 인터넷이 되는 공장 호스트 연락 공정을 포함할 수 있다.
시스템(122/2910)의 일 구체에는 표면이 화강암이며, 약 32 인치(812mm)의 지름을 가지며, 테이블 온도가 약 섭씨 10~90 도 사이의 조절이 되고, 약 10 ~ 180 RPM사이 범위의 속도에서 작동되는 폴리싱 테이블 (예를 들면, 2 각각)을 구비할 수 있다.
패드 컨디셔너(262)는 몇몇 방법으로 이용될 수 있다. 도 41~44는 등축의, 위쪽이 부분적으로 투명한 단면의 저면도로, 일 실시예들에 따른 각각의 패드 컨디셔너를 묘사한다. 상기 컨디셔너는 다이아몬드 디스크, 나일론 브러시, 및 각각의 테이블에서 사용되는 폴리싱 또는 그린딩 패드의 종류에 의존하는 다른 적절한 컨디셔너로 수행될 수 있다. 컨디셔너는 전형적으로 비교적 작은 프로파일(4120)을 갖는 기어 박스(284,286)를 포함하는데, 이것은 독립적으로 컨트롤되는 것을 허여하며, 회전 스핀들(240,242)이 컨디셔너와 접촉하지 않고 회전하도록 한다. 상기 기어 박스는 컨디셔닝 디스크 또는 브러쉬를 작동시키는 웜 드라이브 타입 기어 박스로서 작동될 수 있다. 더욱이, 컨디셔닝 디스크 또는 브러쉬를 작동시키거나 회전시키는 모터(287 및 2880), 모터와 기어 박스 사이에서 플렉시블한 축의 협조로 컨티셔닝의 끝으로부터 팔을 따라 뒤쪽으로 움직인다. 일부 다른 선행 시스템은 통상 컨디셔너의 컨디셔닝 끝에 기어박스 및 모터를 사용하는데, 이것은 스핀들 및 캐리어의 하나 또는 모두의 이동을 방해할 수 있다. 이러한 구조는 또한 모터가 폴리싱 공정에서의 구성요소로부터 제거되거나 포함되는 것도 가능하게 한다.
아랫방향의 힘이 컨티셔닝 디스크 또는 브러쉬에 적용되어, 테이블(234,236)의 상태가 조절되는데, 이는 초우 벨로우(4322) 또는 다른 적절한 장치로, 일 실시 예에서 모터와 함께 위치하고 있다. 예를 들며, 하나의 금속 벨로우(4322)은 팔을 아래로 내리게 하도록 펌프 작용하고, 하나의 벨로우(4320)은 팔을 올리기 위하여 사용될 수 있다. 벨로우의 사용은 급속한 반응, 정확한 교정을 제공하고 히스테리시스를 피하게 한다. 팔은 덱 아래의 하모닉 드라이브 및 서보-모터에 의하여 회전되고, 컨디셔닝이 발생되는 장소와, 디스크 또는 브러쉬가 얼마나 빨리 회전하고 있는지, 및 얼마나 많은 힘이 적용되고 있는지를 위하여 프로그램화된다.
일 실시예에서는 추가로 사용되는 것이 아니라 안정된 위치에서 동안 컨디셔닝 디스크 또는 브러쉬가 설치된 젖은 디쉬를 포함한다. 물 또는 다른 적절한 액체의 디쉬와 같은 습식 디쉬는 컨디셔너가 건조되는 것이 금지되며, 상태의 청소를 허여한다. 물 디쉬는 컨디셔너를 세척하기위하여 컨디셔너에 대하여 회전할 수 있거나 문지를 수 있는 브러쉬 또는 바를 부가적으로 포함한다. 일 실시예에서는 컨디셔너의 세정을 추가로 돕기 위하여 초음파 세척기를 물 디시와 함께 사용할 수 있다.
예를 들면, 패드 컨디셔너(2 각각, 프래턴 당 1)는, 일 실시예에서, 스윕과 힘의 파라미터를 사용자가 프로그램할 수 있는, 예를 들어 약 0.5~60 파운드(2~133 N) 또는 그 이상의 다운 포스를 가지며, 약 5~100RPM 범위의 장치속도에서 작동하는 4 인치 다이아몬드 디스크 또는 나일론 브러쉬 형태일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 시스템은 전형적으로는 스피들 240, 242를 통과하는, 슬러리 딜리버리를 포함한다. 슬러리 딜리버리는, 예를 들자면, 스탠다드: 테이블당 페리스탈-형 펌프(peristaltic-type pump) 2, 탈이온화된 물 린스 1, 테이블당 6 펌프 이상의 옵션, 닫힌 루프 흐름 조절, 약 10~500 mL/min의 슬러리 흐름 , 약 50~1000ml/min의 탈이온화된 물의 흐름, 약 2~12의 슬러리 pH일 수 있다. 린스 스테이션(256)은 테이블(1 및 2) 사이에 위치하는 웨이퍼 캐리어 및 웨이퍼 세척 스프레이를, 사용자가 구성할 수 있는 스프레이 레서피로 추가로 포함할 수 있다.
시스템은 전형적으로 각각의 스핀들에 터릿을 포함하여, 하나 이상의 스핀들이 각각의 테이블상에서 동시에 또는 분리되어 하나 이상의 웨이퍼를 폴리싱하기 위하여 각각의 터릿과 함께 배열될 수 있다. 이러한 터릿은 독립적으로 컨드롤되고 색인되며 진동되어서 연속적인 회전을 가능하게 한다. 폴리싱 스핀들(240,242)는 10~180 RPM의 속도에서 약 25~1000 파운드 (111~4448 N)의 다운 포스를 이용한다. 각각의 스핀들은 이 실시예에서, 구형 짐발링 메카니즘으로 약 200 및/또는 300 mm 의 웨이퍼를 운반하는 캐리어(244,246)을 포함한다. 이러한 캐리어는 (일정한 컨트롤을 위하여) 약 1~3의 압력 지역을 갖는데, 여기서 웨이퍼 폴리싱 및 보유 링 포스가 컨트롤된 레서피이다.
상기 시스템은 추가로 물이 접촉하는 워터 호버 노즐과 함께 웨이퍼 언로드 스테이션(232)를 포함한다. 일 바람직한 실시예에서, 언로드 스테이션은 집약된 스핀들과 보유 링 다운 포스 교정을 포함한다. 이러한 다운 포스 교정은 웨이퍼를 언로드 스테이션(232)에서 제거하는 동안 또는 다른 사용자가 특정한 시간에 스핀들의 다운 포스의 교정을 허락한다. 웨이퍼의 앞 및 뒷면 스프레이는 추가로 캐리어 세정 스프레이와 함께 포함될 수 있다. 언로드 스테이션은 웨이퍼 센서(26)을 또한 이용할 수 있다.
일 실시예에서, 폴리싱은 폴리싱 레시피를 통하여 수행될 수 있다. 레시피는 폴리싱 테이블당 10 프로그래머블 단계, 즉, 사용자가 배열할 수 있는 폴리싱 시간, 다운 포스, 백압력, 테이블 속도, 스핀들 속도, 포스 램핑, 보유 링 포스, 및 슬러리 흐름을 위한 각각의 단계이다.
앞쪽 단 모듈(122)은 로봇(220)을 포함하며, 앤드 이펙터를 붙이기 위한 클린룸 적적한 퀵 변환 툴 변환기와 함께 AdeptSix 300CR CS, 6-축 클린룸 로봇과 같은 웨이퍼 수송을 위해 실질적으로 적절한 로봇으로 실행될 수 있다. 일부 실시예에서 앤드 이펙터는 300mm 또는 200mm 가장자리 접촉 타입 또는 200mm, 150mm, 또는 더 작은 뒷면 진공 접촉 타입이다. 일 실시예에서 웨이퍼 투입과 제거는 프론트 앤드 모듈과 기계적인 도킹을 위하여 웨이퍼 카트(126)를 이용하는데, 여기서 투입은 건조는 건식이며, 제거는 습식이다.
일 실시예에서, 상기 시스템은 예를 들면, 네 개의 색들(레드, 옐로우, 그린, 및 블루)를 갖는 라이트 타워 및/또는 상이한 공정 조건을 나타내는 가청 신호를 포함한다. 추가로 및/또는, 선택적으로, 컬러 터치 스크린 컨트롤과 같은 그래피컬 유저 인터페이스가 사용될 수도 있다.
도 31은 상기 특정한 파라미터를 적용하여 실행한 시스템 3110의 간략화된 등축도를 나타낸다. 시스템(3110)은 프로세싱 모듈(3112) 및 프론드-앤드 모듈(3124)를 포함한다. 프론트-앤드 모듈은 추가로 로봇 및 앤드 이펙터(3126) 및 센드 및 리시브 카세트(3130, 3132)를 포함한다. 프로세싱 모듈은 로드 및 언로드 스테이션(3140, 3142), 첫 번째 및 두 번째 테이블(3144, 3146), 및 웨이퍼 캐리어 와 한께 첫 번째 및 두 번째 스핀들(3150, 3152)를 포함한다.
도 32는 일 실시예에 따른 시스템(3210)의 간략화된 등축도를 나타낸다. 이 시스템은 웨이퍼가 투입 카세트(3212)로부터 건식으로 제거되고, 제거 카세트(3214) 습식으로 증착되는 것을 허여한다. 로봇(나타내진 않았음)은 웨이퍼를 인풋 카세트(3212)로부터 제거하고, 트래스퍼 스테이션 (3216)에 전송하는데 건식 앤드 이펙터를 이용한다. 로봇은 앤드 이펙터를 교체하여 웨이퍼를 복구시켜 로드 스테이션(3220)으로 웨이퍼를 운반한다. 스핀들/캐리어 (3222, 3224)중 하나는 로드 스테이션으로부터 웨이퍼를 모으고, 예를들면, 첫 번째 폴리싱 테이블 3232상에서 웨이퍼를 폴리싱하는 것에 의한 공정을 시작한다. 폴리싱후에, 웨이퍼는 임의적인 린스 스테이션(3236)에서 헹구어져, 두 번째 폴리싱 테이블(3234)상에서 다시 폴리싱 될 수 있다. 폴리싱 후에, 상기 웨이퍼는 임의적으로 다시 세척될 수 있으며, 그 후 언로드 스테이션(3240)으로 운반된다. 상기 웨이퍼는 언로드 스테이션에서 추가로 린스될 수 있다. 일 실시예에서, 폴리쉬 패드(3232, 3234)는 폴리싱 동안(INSITU) 또는 폴리싱 사이(EXSITU)에 패드 컨디셔너(3242)와 조절된다. 일 실시예에서, 로봇은 반대면 상의 공정을 위하여 웨이퍼를 플립할 수 있다. 로봇은 언로드 스테이션(3240)으로부터 습식 앤드 이펙터와 폴리싱된 웨이퍼를 복구하고, 예를 들면, 포함되었거나 추가의 건조됨없이 습식 바신 아웃풋 카세트(3214)로 웨이퍼를 간단히 위치시켰을 때 웨이퍼 스캐너로 웨이퍼를 임의적으로 측정할 수 있다. 일 실시예에서는 바신이 교체되거나 채워진 동안에 가공된 웨이퍼가 수직으로 보관되는 것을 허용하는 임시의 습식 버퍼(3252)를 부가적으로 포함한다. 또한, 6축 로 봇(220)은 수직 위치로 디스크의 회전을 허여한다. 웨이퍼는 종종 수직으로 보관하는 것이 바람직한데, 특히 입자들이 표면에 가라앉지 못하도록 웨이퍼를 습식으로 유지하는 경우에 그러하다. 부가적인 앤드 이펙터(3260)가, 사용되는 로봇의 툴 체인저상에 많은 상이한 구조를 허여하는 웨이퍼 스캐닝 완드와 같은 실시예에서 포함될 수 있다.
시스템(120)은 일 실시예에서 캐리어(244, 246)을 통하여 적용된, 스핀들 포스, 웨이퍼 포스 및/또는 보유 링 포스를 측정 및/또는 교정하기 위한 구성요소를 추가로 포함한다. 예를 들면, 일 실시예에서 언로드 스테이션은 캐리어가 언로드 스테이션으로 가공된 웨이퍼를 증착할 때 캐리어 및/또는 웨이퍼에 의하여 적용되는 압력을 감지하는데 사용되는 하나 이상의 로드셀을 포함한다. 도 33은 웨이퍼 캐리어(244) 및 스핀들(240)의 구성요소에 의하여 적용된 포스를 결정하는데 이용되는 로드셀을 병합하는 몇몇 실행에 있어서 언로드 스테이션 (232)의 간략화된 단면 도를 나타낸다. 로드셀은 로드셀 상에서 작동하는 로드를 전기적 신호로 변환하는 변환기이다. 로드셀은 하나 이상의 토탈 스핀들 포스, 보유 링 포스 구성요소 및 웨이퍼 포스 구성요소를 측정 및/또는 계산하는데 사용할 수 있다.
언로드 스테이션(232)는 두개의 로드셀(3322 및 3324)을 포함할 수 있으며, 스핀들(240)으로부터 총 아랫방향의 포스와 웨이퍼 상에서 작동하는 포스를 구별하기 위해 고안될 수있다. 첫 번째 로드셀(3322)는 스핀들에 의하여 벨로우, 피스톤, 실리더와 같은 엑츄에이션 시스템 및/또는 다른 그러한 엑츄에이션 시스템을 통하여 웨이퍼 캐리어(244)로 적용되는 총 아랫방향 포스를 측정한다. 두 번째 로드 셀(3324), 또는 복수개의 두 번째 로드셀들은 (도 2의 언로드 스테이션(232)는 세 개의 두 번째 로드셀(3324)를 보인다.) 백 플레이트 또는 팽창성의 박막을 통하여 발휘되는 캐리어에서 웨이퍼상에서 작동하는 힘 요소; 웨이퍼 포스를 측정한다. 스탠오프 또는 오프셋 3를 가진 로드 플레이드(3326, 도 2에 나타내지 않았음)는 언로드 스테이션에 위치한다. 아래에서 추가로 좀더 자세히 이야기하는 것처럼, 스핀들 포스의 교정동안에 보유 링 씰 또는 팽창성의 박막의 압력은 영으로 맞춰진다. 캐리어(244)가 메카니즘 상에 가져와, 스핀들의 엑츄에이션 시스템에 의하여 발생되는 아랫 발향 힘으로 언로드 스테이션의 가이드 링(3330)의 내부 지름 가장자리 근처와 로드 플레이트(3326)에 접하도록 위치시킨다.
제1로드셀(3322)은 이러한 하향력을 측정하며, 로칼 프로세서와 중앙 제어기 또는 컴퓨터는 이러한 측정값과 상기 하향력에 대응하는 스핀들의 벨로우즈내에서의 대응의 유체 압력을 기록한다. 벨로우즈내의 유체 압력은 예를 드어 전자공압 변환기에 의해 측정된다. 스핀들상에 작용하는 벨로우즈로부터의 최종적인 힘은 스핀들 조립체에 배치된 비임 로드셀에 의해 측정될 수도 있다. 비임 로드셀로부터의 측정값은 스핀들 힘을 연산하는데 사용될 수 있다. 또한 비임 로드셀로부터의 측정값은 제1로드셀(3322)로부터의 측정값과 비교된다.
로드 플레이트(3326)은 캐리어에서 웨이퍼에 작용하는 하향력은 제2로드셀(들)(3324)로 전송하는데 사용된다. 웨이퍼 힘 성분은 후방 플레이트로부터 또는 박막 압력을 갖는 팽창가능한 박막으로부터 발생된다. 제2로드셀(들)(3324)는 하향력의 웨이퍼 힘 성분을 측정하는데 사용될 수 있다. 스핀들 및 웨이퍼로부터의 힘 측정값은 제어기 또는 컴퓨터로 전송된다. 스핀들 힘, 웨이퍼 힘, 및 지지링 힘은 스핀들 힘 공식을 사용하여 대응의 압력으로 적절히 연산된다.
(F스핀들 - F웨이퍼 + F지지링)
도34는 CMP 폴리싱인 것으로 여겨지는 3개의 힘을 도시하고 있다. 이러한 힘은 스핀들 힘(3420), 웨이퍼 힘(3422), 지지링 힘(3426)을 포함한다. 스핀들(240)로부터의 하향력은 웨이퍼 캐리어(244)에 작용한다. 캐리어에 작용하는 힘은 웨이퍼 캐리어에서 지지링 힘 성분(3426) 및 웨이퍼 힘 성분(3422)으로 분할된다. 이러한 힘들의 힘 평형식은 다음과 같다.
F스핀들 = F웨이퍼 + F지지링
상기 F스핀들 는 캐리어상에 작용하는 스핀드로부터의 힘과 동일하며, F웨이퍼 는 웨이퍼상에 작용하는 스핀들로부터의 힘의 일부와 동일하며, F지지링 는 지지링에 작용하는 스핀드로부터의 힘의 일부와 동일하다. 웨이퍼 힘(3422) 더하기 지지링 힘(3426)을 더한 힘은 전체 스핀들 힘(3420)과동일하며, 이러한 힘들중 하나의 힘은 공지의 값에 의해 연산될 수 있으며, 세개의 힘들중 나머지 두개의 힘은 하기의 식에서 연산될 수 있다.
시스템(120)은 원하는 설정값으로 스핀들 힘을 인가한다. 스핀들의 실제 힘은 제1로드셀(3322)로 측정된다. 또한, 상기 시스템은 제2로드셀(들)(3324)를 사용하여 웨이퍼 힘 성분을 측정할 수 있다. 지지링 힘은 웨이퍼 힘 ㅅ어분에서 전 체 하향 스핀들 힘을 빼서 계산한다(즉, F지지링 = F스핀들 - F웨이퍼). 지지링 힘은 지지링 밀봉 압력과 연관된 눈금조정 곡선을 발생시키도록 연산된다.
스핀들 힘은 전형적으로 작동 시스템으로부터 발생된다. 상기 작동 시스템은 공압, 유압 또는 기타 다른 시스템일 수 있다. 예를 들어 스핀들의 공압식 작동은 벨로우즈를 사용하여 달성될 수 있다. 상기 벨로우즈는 캐리어에 결합된 스핀들은 폴리싱중 폴리싱 패드를 향해 및/또는 언로드중 언로드 스테이션을 향해 가압하는 기구를 작동시킨다. 스핀들 힘은 캐리어에서 지지링 힘 성분 및 웨이퍼 힘 성분으로 분할된다. 캐리어로부터의 이러한 두 성분은 폴리싱중 폴리싱 테이블상에 작용한다.
일부 웨이퍼 캐리어는 지지링의 후방에서 지지링 밀봉부를 사용한다. 스트라바후의 ViPRR 캐리어 등과 같은 일부 웨이퍼 캐리어에서, 반도체 웨이퍼는 캐리어에 의해 지지되며, 지지링의 후방에 배치된 지지링 밀봉부는 가압된다. 가압된 지지링 밀봉부는 지지링에 대해 가압되어, 지지링 힘에 영향을 끼친다. 팽창가능한 링 림봉부에 사용된 에어 압력의 양을 결정하여 웨이퍼 처리중 지지링상에 원하는 힘의 양을 발생시키기 위해 식 또는 테이블이 사용된다. 이러한 실시예의 눈금조정 시스템에 의해, 스핀들 힘이 공지의 값으로 설정되었을 때 웨이퍼 힘의 측정을 취하므로써 지지링 힘을 달성하기 위해, 팽창가능한 밀봉부로부터의 압력이 눈금조정될 수 있다. 또 다른 웨이퍼 캐리어에서, 상기 지지링은 캐리어에 의해 지지되며, 팽창가능한 박막은 압력을 웨이퍼 후방에 인가하기 위해 사용된다. 이러 한 실시예에서 상기 팽창가능한 박막은 웨이퍼상에 작용하는 하향력의 성분인 웨이퍼 힘을 발생시킨다. 또 다른 웨이퍼는 웨이퍼 힘을 인가하기 위해 후방 플레이트를 사용한다. 폴리싱중 웨이퍼상에 원하는 힘을 인가하기 위해 박박에 공급되는 에어 압력의 양을 결정하기 위해 식 또는 테이블이 사용될 수 있다.
눈금조정 시스템은 스핀들 벨로우즈 또는 기타 다른 작동 시스템, 팽창가능한 밀봉부(들), 스핀들 힘에 대응하는 박막 압력, 지지링 힘, 폴리싱 전후에서 시스템의 웨이퍼 힘을 신속하고 정밀하게 눈금조정하는 방법을 허용한다.
이러한 눈금 조정 방법과 시스템은 웨이퍼를 폴리싱 하는 동안에 더욱 정확한 힘을 사용하는 결과를 초래한다. 도35는 눈금조정동작 스핀들 힘을 사용하는 프로세스(3520)를 간략하게 흐름도로 나타낸 도면이다. 눈금 조정을 이용할 때에는, 옵셋(3)을 가진 로드 플레이트(3326)가 언로드 역(232)에 배치된다. 일반적으로, 로드 플레이트(3326)의 옵셋(3)은 언로드 역에 위치한 로드 셀 또는 다수개의 로드 셀(3324) 위에 놓여진다. 웨이퍼 두께를 보정하도록, 옵셋(3)은 조정할 수 있으며 그리고 로드 플레이트(3326)의 높이도 조정할 수 있다. 지지링 밀봉 또는 팽창성 막에서의 압력은 캐리어 타입에 따라 제로로 설정된다. 이러한 방식에서는, 링 밀봉 압력 또는 막의 압력에 의한 영향을 받지 않는 스핀들 힘의 측정치를 취하게 된다. 다음, 캐리어(244)를 가진 스핀들(240)이 단계(3522)에서 언로드 역 위에 위치하게 된다. 웨이퍼 캐리어는 테스트 웨이퍼를 로드하거나 또는 선택적으로 웨이퍼 캐리어는 로드 플레이트의 구조에 따라 비워지게 된다.
단계(3524)에서는, 스핀들 작동 시스템이 압력을 받는다. 단계(3526)에서는 웨이퍼 캐리어가 임의 량의 하방향 힘으로 언로드 역으로 아래로 전해진다. 언로드 역은 임의 실시예에서, x와 y방향으로(예, 선형으로 있는 레일 조립체를 통하는 방향) 임의 각도의 수평방향으로 자유스런 각도이고, 그리고 상기 구조는 스핀들과 캐리어가 자체 중앙설정동작을 하도록 있다. 이러한 사실은 캐리어가 언로드 역의 중심과 자체 정렬될 수 있게 한다. 웨어가 언로드 역으로 하방향으로 전해지면, 언로드 역에서 가이드 둘레에 있는 로드 플레이트와 렛지(3330)과 접촉하게 배치된다.
단계(3530)에서는, 컨트롤러가 작동 시스템을 스핀들의 하방향 힘을 생성하는 특정 압력으로 활성화 하여 스핀들 힘을 눈금 조정한다. 단계(3532)에서는, 작동 시스템이 언로드 역으로 웨이퍼 캐리어를 하방향으로 전달하고, 제1로드 셀(3322)이 작동 시스템에 의해 생성된 결과 스핀들을 측정하는데 사용된다. 단계(3534)에서는, 컨트롤러가 스핀들 힘을 생성하는 제1로드 셀과 각각의 벨로우즈 압력에서 측정한 측정치를 기록한다. 단계(3536)에서는 제어 컴퓨터가 작동 시스템에 각종 압력용으로 이러한 과정을 반복하고 그리고 압력과 대응 스핀들 힘을 기록한다. 단계(3540)에서는, 빌로우즈 압력 또는 피스톤 압력 대 스핀들 힘의 곡선을 생성한다. 도36은 벨로우즈 압력 또는 피스톤 압력 대 스핀들 힘용으로 수집된 데이터를 사용하여 생성된 스핀들 눈금 조정 곡선을 설명하는 도면이다.
단계(3542)에서, 제어기는 지지링 힘 또는 웨이퍼 힘 등과 같은 웨이퍼 캐리어에서의 힘 성분에 대응하는 유체 압력을 눈금조정하기 위하여, 언로드 스테이션상에 웨이퍼 캐리어를 내려놓는 특정의 양으로 스핀들 힘에 명령을 내린다. 단 계(3544)에서, 제어기는 캐리어 형태에 따라 설정의 압력량으로 지지링 밀봉부를 팽창시키거나 또는 팽창가능한 박막을 팽창시키는 명령을 전송한다. 단계(3546)에 있어서, 제1로드셀은 제1스핀들힘의 전체량을 측정하며, 제2로드셀(들)은 스핀들 힘의 웨이퍼 힘성분을 측정한다. 단계(3550)에 있어서, 제어기는 다양한 링 밀봉부 또는 박막 압력을 위한 힘 데이터를 테스트 및 기록한다. 상기 제어기는 지지링 힘을 연산하기 위하여 전체 스핀들 힘 및 웨이퍼 힘을 사용한다. 단계(3552)에서는 다수의 힘을 발생시키는 과정이 반복된다. 단계(3554)에서는 밀봉 압력-지지링 또는 박막 압력-웨이브 힘 곡선이 생성된다. 도37은 지지링 힘을 발생시키는 팽창가능한 링 밀봉 압력 또는 대응의 웨이퍼 힘을 발생시키는 팽창가능한 박막 압력에 대응하는 눈금조정 곡선을 도시하고 있다. 예를 들어, 도37에는 팽창가능한 링 밀봉부를 갖는 VIPRR을 위한 눈금조정 곡선을 도시하고 있다.
이러한 처리과정에 의해 생성된 도36 및 도37의 눈금조정 곡선은 일반적으로 검사된 웨이퍼 캐리어 및 스핀들에 대해 독특하다. 눈금조정된 스핀들 및 캐리어는 웨이퍼 폴리싱 처리과정중에 사용될 수 있다. 이러한 눈금조정은 스핀들 힘, 웨이퍼 힘 및 지지링이 웨이퍼 처리과정중 정확해지는 것을 보장하는데 도움을 준다.
눈금조정은 필요할 때 이루어진다. 이러한 눈금조정은 캐리어(2)가 다른 캐리어로 대체되었을 때, 지지링 및/또는 지지링 밀봉부가 대체되었을 때, 또는 캐리어의 높이가 조정되었을 때(지지링 높이는 링 장착 시임을 사용하여 설정되며, 이러한 높이는 시임업되어야만 한다), 실행될 수 있다. 웨이퍼 캐리어는 주기적 유 지보수를 유발시키는 여러가지 소모성 아이템(지지링 및 지지링 밀봉부를 포함하는)을 포함한다. 따라서, 주기적으로 캐리어의 제거, 재구축 및 대체가 가능하게 된다. 눈금조정은 전형적으로 캐리어를 재구축한 후에 실행된다. 이와 마찬가지로, 눈금조정 처리과정은 웨이퍼 캐리어가 시스템에서 변화되었을 때 작동될 수 있다. 또한, 눈금조정은 시간의 경과에 따라 느슨해지는 경향을 띈다. 주기적 눈금조정은 캐리어가 변화되지 않거나 재구축되었을 때도 유리하다.
습식 베이신(basin)(3214)은 베이스 홀더로부터 융기될 수 있다. 전방단부 모듈(122)은 습식 카트가 전방단부 모듈에 도킹되거나 및/또는 삽입되게 한다. 상기 카트는 웨이퍼를 이송하여 세척하기 위해, 또한 기타 세척 및/또는 처리과정을 위해, 처리된 및 아직 습식의 웨이퍼를 함유한 습식 베이신을 수용한다.
이러한 실시예에 따른 시스템의 일부 실행은 Titel 50(테클놀러지쉬 아우스루스퉁 퓨르 웨이퍼 테크놀로지엥)' Los 50.8.00 등과 같은 시방서에 순응한다. 이러한 시스템은 박스에 웨이퍼를 플리핑하지 않고, 전방 및/또는 후방측의 폴리싱이 허용되도록, 전개된 CMP 시스템을 통해 예를 들어 300mm 실리콘 웨이퍼의 무안개 폴리싱을 제공할 수 있다. 일부 양호한 실시예에서, 시스템은 단일측 폴리셔로 사용되므로, 상기 웨이퍼는 로봇에 의해 플리핑되어 제2측 폴리싱 능력을 제공할 수 있게 된다. 이러한 시스템들은 예를 들어 두개의 폴리싱 테이블(234, 236)과, 두개의 웨이퍼 척(244, 246)과, 로드 스테이션(230)(건조 입력) 사이로의 이송을 위한 핸들링 로봇(220)과, 폴리셔(234, 236)와, 언로드 스테이션(232)(습식 출력)과, 척 및 웨이퍼의 세척을 위한 세척 스테이션(224/256)을 포함한다. 캐리어 및/ 또는 웨이퍼 세척 스테이션(256)은 테이블(1)에서의 폴리싱과 테이블(2)에서의 폴리싱 사이에서 사용된다. 세척 스테이션은 스프레이 세척을 사용하지만, 일부 실시예는 브러시 세척을 사용하기도 한다. 로봇 및 단부 효과기에 의해 처리된 웨이퍼를 침착하기 위해, 출력 스테이션이 부가로 포함된다. 일부 실시예에서는 두개의 효과기가 사용되며, 이러한 효과기중 적어도 하나는 침잠될 수 있다. 일부 실시예에서는 약간의 웨이퍼를 갖는 "부유된" 및 "고정된" 지지링 기법을 사용하는 지지링이 사용되어, 10min 내의 전환을 제공할 수 있다. 약 650 내지 780㎛의 두께를 갖는 웨이퍼는 캐리어 툴(부유 및 고정된 지지링)을 변화시키지 않고서도 처리될 수 있다. 패드 컨디셔너는 브러시 대신에 충분한 웨이퍼 공급기를 이용하며(최대거리 10mm), 컨디셔닝 처리과정후 브러시가 충분히 세척된다. 상기 브러시는 준비 모듈중 일부 실행시에는 습식상태로 유지된다.
웨이퍼는 일부 실시예에서 제1폴리싱 테이블(234)에 웨이퍼를 배치하는 단계와, 웨이퍼 및 폴리싱 척 세척단계와, 제2폴리싱 테이블(236)에서의 폴리싱 단계와, 웨이퍼 및 폴리싱 척 세척단계와(웨이퍼 사전 세척), 습식 언로드 스테이션(232) 및 척 세척단계를 포함한다. 또 다른 처리과정에서는 폴리싱후의 단계를 포함하며, 웨이퍼는 표준 실리콘 클린에 의해 웨이퍼가 세척될 수 있는 습식 버퍼에 저장된다.
양호한 실시예는 연속한 동작을 허용한다. 일부 실시예에서는 두개의 입력 스테이션 및 두개의 출력 스테이션에 의해, 또는 선택적으로 하나의 출력 스테이션을 갖는 적어도 두개의 웨이퍼 버퍼를 위한 출력 버퍼에 의해, 일련의 박스 사이에 서의 단절없이 시스템의 연속한 동작이 달성된다. 장치의 중단않는 연속한 동작을 보장하기 위해, 상기 시스템에는 두개의 입력 및 두개의 출력 스테이션이 제공될 수 있으며, 또는 웨이퍼 버퍼(예를 들어 두개의 웨이퍼 용량)가 제공될 수도 있다. 일부 실시예에서, 출력을 위해 공급된 "카트"는 물 및 빈 카세트를 포함한다.
일부 실시예에서, 입력 스테이션은 크리스탈 팩 13 웨이퍼(Entegris)이며, 출력 스테이션은 이송가능한 습식 버퍼이다. 웨이퍼는 저질량 캐리어에 배치되며, 예를 들어 하나의 저질량 캐리어는 수직 방향으로 26개의 웨이퍼를 포함한다. 상기 이송가능한 습식 버퍼는 웨이퍼 세척 툴에 도킹된다.
시스템은 준비 모듈을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 시스템은 폴리싱 테이블 등과 같은 크리스탈 성분과, 웨이퍼 세척 스테이션과, 척 세척 스테이션과, 척(웨이퍼 덧대임 필름)은 준비 모듈중 스프레이되거나 습식상태로 유지된다.
일부 실시예에서, 폴리싱 테이블에 공급된 슬러리 흐름은 약 10 내지 1500ml/min 의 비율로 두 테이블에 공급될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 슬러리 흐름은 200 내지 300ml/mim 이다. 약 4.8 내지 480ml/min 또는 17 내지 1700ml/min의 범위로 펌핑된 각각의 주-폴리싱 테이블을 위하여 두개의 슬러리 펌프가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 펌프 형태중 하나는 최대 가요성을 제공하기 위해 각각의 테이블에 공급된다.
폴리싱 제어는 특정화될 데이터(통신 프로토콜, 데이터 샘플링 주파수 등등)의 이송을 위한 인터페이스에서 폴리싱 압력, 전류 및 온도의 측정을 포함한다. 시스템은 데이터를 장치내에 로그 파일로 수집 및 저장하며, 데이터 파일을 제3파티 소프트웨어 또는 팩토리 호스트에 다운로드하는 SECS/GEM 통신 능력을 포함한다. SECS/GEM 은 팩토리 호스트와의 통신을 위한 또한 데이터 전송을 위한 표준 플랫포옴이다. 일부 실시예에서는 XML 통신이 부가적으로 및/또는 선택적으로 제공된다.
측정 도구(검사, 측정 및 테스트 설비 및 소프트웨어)에 의해, 시스템은 정기적인 간격으로 제어 및 눈금조정을 위한 품질 요구사항에 일치하며, 이러한 눈금조정은 전형적으로 허용된 국제 표준 및 국가 표준에 따를 수 있다. 불완전한 눈금조정이 경우, 일부 실시예는 설비(하드웨어 및/또는 소프트웨어)를 조정할 수 있는 조정 특징부를 포함한다. 이러한 조정은 전형적으로 변경에 대해 고정된다. 조정 처리과정은 일부 실시예에서는 표준(DKD, NIST, PTB 등등)에 따르도록 공인된 각각의 테스트 물체(높이 표준, 게이지 블럭 등등)에 관한 자체조정을 통해 자동으로 실행된다.
일부 실시예는 적어도 하기와 같은 기준을 만족시킬 수 있는 웨이퍼 처리과정을 달성한다. 이러한 기준으로는 평균 안개 < 0.08ppm(3mm 엣지 제외); 안개 균질성; 최대값 0.08ppm, 델타 안개 0.01ppm(3mm 엣지 제외); 전방 및 후방측(엣지 제외영역을 포함하여)상의 오염 없음, 척 마크 없음, 스크래치 없음; 웨이퍼 엣지 손상 없음, 오염 없음; 금속 오염(VPD-AAS, 3개의 웨이퍼) Na, Al, K, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Ca<5 E 9 at/cm2. 이와 마찬가지로, 웨이퍼 품질은 세척후 검사를 위해 50 개의 웨이퍼를 이용하여 검사될 수 있다. 무안개 폴리싱 처리(실리콘 제거 >= 2.0㎛) 전후의 기하학적 형상(두께, 굴곡, 비틀림, TTV)의 측정. 웨이퍼에 의해 충족되는 시방서는 TTV<0.2㎛ 의 변화; 장소 평탄도 SFQR < 0.30㎛(유입 웨이퍼 SFQR < 또는 = 0.20㎛ 까지); 웨이퍼 비균질성 WIWNU(1시그마) < 5%, 여기서 상기 시방서는 3mm 에서는 제외한다.
도29에 있어서, 시스템(2910)은 드라이 인 드라이 아웃(dry-in-dry out: DIDO) 시스템 이므로, 웨이퍼는 카세트 및 FOUPS 또는 기타 다른 저장 유니트(126)로부터 회수된 후 동일한 또는 상이한 저장 유니트로 건조복귀된다. DIDO 전방단부(124)의 실행에 있어서, 전방단부 모듈은 처리과정중 사용되는 예견된 화학물과 연관된 부식에 저항하는 물질로 형성되므로; 산업 표준 및 안전 표준에 부응할 수 있고, 사용자 인터페이스를 제공할 수 있으며, 감소된 족적 또는 단면적을 가질 수 있으며, ISO 2등급 이상의 세척 레벨을 만족시킬 수 있으며, 웨이퍼를 용이하게 회수하여 저장 유니트로 복귀시킬 수 있고, 별도의 습식 및 건식 단부 효과기를 사용할 수 있으며, 시스템 통신을 제공하고, 보고를 제공하거나 또는 보고를 발생시키기 위해 외부 장치와 연합될 수 있다. 일부 실시예는 선택적으로 측정 시스템, 습식 버퍼 스테이션, 및/또는 클리너를 포함할 수도 있다. 도38 및 도39는 상기 언급한 DIDO 전방단부 기준을 만족시키는 일부 실행에 따라, 두개의 FOUP 전방단부 모듈(3820) 및 세개의 FOUP 전방단부 모듈(3920)의 개략적인 평면 블록도를 도시하고 있다.
화학물 및 이온수에 대한 노출로 인해, 전방단부 모듈(3820, 3920)의 구성 및 조립에 사용된 물질은 이러한 화학물 및 이온수와의 접촉에 견딜 수 있도록 선택된다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌 황화물(PPS), 스텐레스강(예를 들어, 300 시리즈 스텐레스강, 17-4PH 스텐레스강 등등), 양극처리된 및/또는 테프론 코팅된 알루미늄, 분말코팅된 알루미늄, 분말코팅된 스틸 캔(예를 들어, 프레임 등과 같은 비습식 부품에 사용하기 위한) 등을 포함하는(그러나, 이에 한정되지 않는) 예견된 화학물에 저항성을 갖는 플라스틱으로 부품이 제조될 수 있다. 피팅, 밸브, 배관, 하드웨어 및 기타 다른 부품(그러나, 이에 한정되지 않는다) 등과 같은 부품을 위해 전방단부 모듈(3820, 3920)과 연합되는 폴리싱 모듈(122)에 유사한 물질이 사용될 수 있다.
DIDO 전방단부 모듈 및 그 부품들은, 반도체 설비 및 물질 국제(semiconductor equipment and materials international:SEMI) 표준 S2, S8, F47, CE 표준, 팩토리 상호 리서치 코포레이션(FMRC)(예를 들어, FM 4910) 및/또는 기타 다른 표준 등과 같은, 예측되는 산업 안전표준에 부응하거나 및/또는 초과하도록 설계 및 구성된다. 또한, 전방단부 모듈은 사용된 전기부품들이 화학물 및/또는 이온수의 튕김 및 적하에 노출되지 않도록 구성된다. 전방 단부의 핸들링 부분 및 클리너는 이머전시 오프(emergency off: EMO) 회로(들)를 위한 집적(CE 순응 장치를 통한) 연결을 위한 패널장착식 커넥터를 제공할 수 있다. EMO 회로 동작, 전방단부(및 일부 실시예에서 처리 모듈)는 전형적으로 잠재적으로 부품들을 위험하게 하는 전력을 제거한다. 전형적으로 전방단부 모듈은 처리 모듈뿐만 아니라 광(예를 들어 사용자에 의한 광 타워)을 포함하므로, 전방단부(및 처리 모듈)에 적 절한 수준의 조명을 제공할 수 있다. CE 순응성 인터록 시스템은 전방단부 모듈의 도어 엔트리에 연합되며, 이들은 EMO 회로로부터 분리된다.
일부 실시예에서, 사용자 인터페이스는 그래피칼 사용자 인터페이스(graphical user interface: GUI) 모니터를 통해 실행된다. 일부 실시예에서는 스트라스바흐 GUI 모니터[110 VAC 제공, 터치 스트린 방식, 15" 최소 모니터, 컬러 디스플레이, SEMI 위치 순응성을 제공하는 부품번호 300637 은 데이터와 소프트웨어 등의 저장 및 유입을 허용하는 제거가능한 메모리 저장부(예를 들어, 컴팩 디스크 드라이브, 디지탈 회발성 디스크 드라이브, 플로피 드라이브 및/또는 기타 다른 드라이브)를 포함한다]가 사용된다. 일부 실시예에서, 주-GUI 는 전방단부 모듈에 배치되며, 부-GUI는 처리모듈에 배치되거나 시스템으로부터 이격된다. 한쪽 GUI로부터 다른쪽 GUI로 툴의 제어를 토글하기 위해 스위치가 사용될 수 있지만, 그러나 전형적으로 한쪽 GUI 는 툴을 설정시간에 제어한다. 상기 GUI는 고정된 유니트에서 미터 혼합법, 영구 및/또는 SI 유니트를 적절히 디스플레이한다. 일부 실시예에서, GUI 는 시스템(120)에서 웨이퍼가 어디에 있는지를 나타내는 그래피칼 웨이퍼 트래킹을 부가로 제공한다.
전방단부 모듈(3820, 3920)의 족적은 상당히 작게 유지되며, 일부 경우에는 최소로 유지된다. 예를 들어, 두개의 FOUP FEM 3820(광학 클리너 및 입자 측정 시스템을 포함하지 않는다)은 79.5"(폭) × 31.5"(깊이) × 89"(높이) 이다(이러한 칫수들은 포위부의 전방으로부터 포드 도어 오프너의 돌출부를 포함하지 않는다).
상술한 바와 같이, 일부 전방단부 모듈은 웨이퍼 표면 위로 4" 거리에서 웨 이퍼가 전방단부내로 트랙되는 영역이나 장소를 따라 측정하였을 때, ISO 2등급 이상의 청결도를 갖도록 형성된다. 이러한 청결 확인은 전방단부 건조상태에서 실행될 수 있다. 작동자 도어가 개방되었을 때 전방단부가 세척된 상태로 존재되고 폴리싱 모듈에 의해 오염되지 않도록, 포지티브 가압화 및 에어 흐름이 사용될 수 있다. 전방단부의 내측과 외측 사이의 최소한의 압력편차는 유지보수 도어가 폐쇄된 상태에서는 예를 들어 약 0.01"H2O 로 유지될 수 있으며, 유지보수 도어가 개방되었을 때는 약 0.004"H2O 로 유지될 수 있다.
DIDO 전방단부 모듈(3820, 3920)을 위한 웨이퍼 입력 및 출력은 전형적으로 FOUP 및 기타 다른 유사한 캐리어이다. 일부 실시예는 FOUP 도어 개방기구에 일체화된 웨이퍼 카세트 스캐닝을 부가로 포함한다. 스캐닝 방법은 예를 들어 비임 형태로 실행될 수 있다. 이와 마찬가지로, 기타 다른 형태의 툴은 SMIF 또는 개방된 카세트(습식 및 건식)를 사용한다.
상술한 바와 같이, 로봇은 FOUP로부터 웨이퍼를 제거하기 위해 또한 웨이퍼를 이송하고 웨이퍼를 FOUP로 복귀시키기 위해, 하나이상의 단부 효과기를 사용한다. 전방단부 모듈내에서 웨이퍼를 여러 스테이션으로 이리저리 이동시키기 위해 다중축선 로봇이 사용된다. 이러한 로봇은 FOUP에서 두개의 다른 웨이퍼 사이에서 웨이퍼를 회수하거나 배치시킬 수 있도록 형성된다. 전형적인 동작에 있어서, 상기 로봇은 가장 높이 있는 또는 가장 낮게 있는 웨이퍼(예를 들어 고객이 선택할 수 있는)를 꺼내어, FOUP의 웨이퍼를 통해 각각 하강 또는 상승시킨다. 전형적으 로, 단부 효과기는 엣지 접촉 효과기로서 실행된다. 웨이퍼 슬롯의 집적도가 유지된다. 로봇은 오염세척을 피하고 웨이퍼를 물로 건조시킨다. 따라서, 개방된 FOUP에 유입되기 위해서는 세척된 건조한 단부 효과기가 사용된다. 이를 위해 하기의 형태 및/또는 방법이 사용될 수 있으며; 이러한 방법은 건조 및 습식 취급을 위해 하나 또는 두개의 아암에 장착된 두개의 분리된 단부 효과기를 사용하고, 두개의 분리된 로봇을 사용하고, 이러한 로봇중 하나는 건식 웨이퍼 취급을 위한 것이고, 다른 하나의 로봇은 습식 웨이퍼 로봇을 위한 것이며, 및/또는 하나의 단부 효과기를 사용하고, 상기 단부 효과기를 세척 및 건조시키는 방법을 포함한다. 전형적으로, 습식 단부 효과기는 웨이퍼를 180°플립시킬 수 있다. 습식 단부 효과기는 장치의 폴리싱 부분에 도달되었을 때, 이온수 및 희석된 슬러리로 적셔질 수 있으며, 따라서 전형적으로 습식/부식 환경(그러나, 선택적 단부 효과기 및 플립퍼가 사용되었을 때는 이보다 낮은 정도로 노출될 수도 있다)에 순응할 수 있다
측정 시스템은 웨이퍼의 폴리싱전 및 폴리싱후 측정을 위해 전방단부 모듈에 연합되는 Nova Measurement System(예를 들어, Nova 3030 측정 시스템) 등과 같은 하나이상의 장치를 통해 실행될 수 있다. 이러한 측정 시스템은 전형적으로 선택적 특징부이다. 측정 방법은 소프트웨어(예를 들어, Nova 소프트웨어)를 통해 사용자가 한정할 수 있다. 측정장치를 위한 GUI 는 GUI 터치 스크린내에 일체화된다. 측정 시스템 제어 스크린에 접근하기 위해서는 수동 스위치 또는 키이가 사용될 수 있다. 측정 시스템 위에 배치된 핸들링 부품은 웨이퍼를 웨이퍼의 내외로 낮추거나 상승시킬 수 있으며, 또한 로봇을 위한 웨이퍼 I/O 를 제공한다. 측정 시스템 취급자는 엣지 및/또는 진공형 척 또는 단부 효과기를 사용하여 웨이퍼와 접촉하며; 건식 단부 효과기 핸들링으로부터 습식 단부 효과기 핸들링으로 이송되는 위치 뿐만 아니라, 웨이퍼용 습식 버퍼 스테이션으로서 웨이퍼 핸들링 부품이 사용될 수도 있다. 일부 실시예는 알람을 통해 작업자에게 측정 시스템에서 백업에 의해 장치가 정지되었을 때를 알려준다.
웨이퍼가 세척되기 전에 건조되는 것을 피하기 위해 선택적 습식 버퍼 스테이션이 포함될 수도 있다. 상기 버퍼 스테이션은 설정 시간에 처리되는 한정된 최대량의 웨이퍼를 지지하기 위해, 적어도 충분한 슬롯을 포함할 수 있다. 예를 들어, 6EH에 의해, 버퍼에 대한 이러한 갯수의 웨이퍼는 8개 이다. 버핑된 웨이퍼의 표면을 습식으로 유지하기 위해, 스프레이어가 버퍼에 대해 전략적으로 배치될 수도 있다. 장치가 정지된 경우 웨이퍼를 세척하거나 측정하기 위해 클리너 또는 측정 시스템이 즉시 사용될 수 없을 때는 습식 버퍼 스테이션이 사용되며, 자동화 시컨스가 처리중인 웨이퍼를 습식 버퍼에 배치하며, 그후 웨이퍼는 세척되어 FOUP에 다시 배치될 수 있다.
일부 실시예에서는 예를 들어 콘트레이드 코웨트 클리너(Contrade's Corwet cleaner)를 통해 선택적 클리너가 실행된다. 상기 코웨트는 자체 제어기 및 소프트웨어를 포함하며, 그 제어기를 사용하여 클리너와 일체화되거나 또는 시스템에서 제어기를 사용하여 유니트를 제어하는 것이 허용될 수 있다. 클리너 GUI는 시스템 GUI에 일체화된다. 클리너와 시스템 GUI 환경 사이에서의 토글을 위하여 수동 스위치 또는 키가 사용될 수 있다. 상기 코웨트 소프트웨어는 시스템 소프트웨어와 일체화된다. 클리너는 HF 화학물을 만족스럽게 다룰 수 있다.
폴리싱하기 전에 웨이퍼에 대한 웨이퍼 시컨스 처리과정은 건식 단부 효과기(웨이퍼는 FOUP에서 장치측 UP 인 것으로 가정한다)를 사용하여 FOUP 카세트로부터 웨이퍼를 제거하고; 웨이퍼를 이송 스테이션에 배치하고; 습식 단부 효과기로 이동시키고; 습식 단부 효과기를 사용하여 이송 스테이션으로부터 웨이퍼를 제거하고; 웨이퍼를 플리핑시키고(예를 들어 장치측이 이제 아래쪽에 있다); 웨이퍼를 로드 스테이션(230)에 배치하고; 웨이퍼는 폴리싱을 위해(예를 들어 약 2.5분 폴리싱 시간을 위해) 스핀들(240)/캐리어(244)에 의해 픽업되고; 폴리싱되지 않은 웨이퍼는 폴리싱 준비를 위해 로드 스테이션(사용할 수 있게 되었을 때)에 지속적으로 배치된다. 폴리싱후 웨이퍼를 회수하기 위한 웨이퍼 시컨스 처리과정은 폴리싱후 스핀들/캐리어는 웨이퍼를 언로드 스테이션(232)에 배치하고; 습식 단부 효과기를 사용하여 언로드 스테이션으로부터 웨이퍼를 제거하고; 웨이퍼를 측정 시스템에 배치하고; 웨이퍼를 측정하고(예를 들어 약 1분의 처리시간); 습식 단부 효과기를 사용하여 측정 시스템으로부터 웨이퍼를 제거하고; 웨이퍼를 플리핑시키고(예를 들어, 이제 장치측은 위에 있다); 웨이퍼를 클리너에 배치하고; 클리너는 웨이퍼를 문지르고(예를 들어 약 1분의 처리시간); 건식 단부 효과기로 절환되고; 건식 단부 효과기를 사용하여 클리너로부터 웨이퍼를 제거하고; 웨이퍼를 FOUP 카세트에 배치하고; 폴리싱된 웨이퍼는 언로드 스테이션으로부터 FOUP로 지속적으로 제거된다. 상술한 시컨스(들)의 변화는 다음과 같은 사항을 포함한다. 즉,측정 시스템은 폴리싱된 웨이퍼를 측정하고 범위 이외에 속하는지의 여부를 결정하고; 웨이퍼는 재폴 리싱을 위하여 로드 스테이션으로 다시 배치되고; 측정 시스템은 폴리싱된 웨이퍼의 퍼센트를 측정하고, 웨이퍼의 일부 퍼센트는 언로드 스테이션으로부터 클리너(측정 시스템을 건너뛴)로 직접 진행되며; 웨이퍼의 일부 또는 전부는 측정 시스템에 의해 미리 측정되므로, 웨이퍼는 이송 스테이션에 배치된 건식 단부 효과기를 갖는 FOUP로부터 취해져서 습식 단부 효과기로 픽업되어 플리핑된 후, 측정을 위해 측정장치에 배치되며, 측정후 상기 웨이퍼는 로드 스테이션에 배치된다.
주어진 처리시간은 처리시간의 실시예이지만, 처리, 웨이퍼의 형태, 및 기타 다른 변수에 의해 변화될 수 있다. 일부 실행에 있어서, 처리시간은 사용하기 편리하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 폴리싱 시간은 전형적으로 약 1분 내지 5분(통상적으로는 2.5분이지만, 오버헤드는 다시 -0.5분을 더한다) 사이에서 변화될 수 있으며, 세척 시간은 약 1분 내지 2분 사이에서 변화될 수 있다(통상적으로는 1분 이다).
전방단부 모듈에 공급된 전력은 변화될 수 있다. 예를 들어, 시스템에 의해 클리너 및 전방단부 핸들링 부분에 공급된 전력은 208VAC, 380VAC, 또는 460VAC, 3상 일 수도 있다. 전형적으로, 단일 포인트의 전력 인터페이스가 사용된다. 시스템(120)은 데이터 통신 능력을 포함할 수 있다. 처리 모듈 제어기와 전방모듈 제어기 사이의 데이터 전송은 RJ45 커넥터를 통해 실행될 수 있으며, Ethernet TCP/IP 프로토콜을 이용하여 실행될 수 있다. 전방단부 모듈은 EMO 회로, 정지 이동, GUI 등과 같은 기타 다른 인터페이스 연결부를 포함한다. 전방단부는 셀내에서 웨이퍼 이동을 트랙해야만 하며, 시스템 제어기나 중앙처리 유니트에 피드백을 제공해야만 한다. 시스템 제어기로부터의 전방단부로의 명령은 전혀억으로 높은 레벨에서 발생되며, 전방단부에서 부품들이 의동은 전방단부에서의 독립적인 제어기에 의해 제어될 수 있다. 상기 전방단부 제어기는 전방단부 모듈에 물리적으로 배치될 수 있다. 또한, FOUP PDO's는 OGV 핸들링 유니트와의 통신을 위하여 E84 평행 인터페이스를 가질 수 있다.
두개의 부품에서 시스템(120)의 형상과 전방단부 모듈(124)과 처리 모듈(122)은 시스템으로 하여금 용이하게 전송될 수 있게 한다. 또한, 상기 두개의 모듈에 의해 시스템은 특정의 사용자 실행에 대해 정밀하게 주문될 수 있다. 또한, 분리가능한 모듈에 의해 하나의 모듈이 구성될 수 있게 하고(예를 들어, 처리 모듈), 다른 모듈(예를 들어 전방단부 모듈)이 설계될 수 있게 한다.
일부 실시예는 2005년 1월 28일자로 출원되고 발명의 명칭이 "화학기계적 평탄화 툴 힘 눈금조정 방법 및 시스템"인 미국 특허출원 제11/046,502호와 2000년 4월 4일자로 출원된 미국특허 제6.045.716호 및 2002년 3월 12일자로 출원된 미국특허 제6.354.926호를 참조하였으며, 이러한 특허 및 특허출원은 본 발명에 참조인용되었다.
본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (16)

  1. 처리를 위해 물체를 저장하는 저장장치와 결합되는 전방단부 모듈과,
    단일의 로봇이 물체를 저장장치로부터 처리 모듈로 분배하도록, 상기 전방단부 모듈과 결합되는 처리 모듈을 포함하며,
    상기 전방단부 모듈은 단일의 로봇과, 이송 스테이션과, 다수의 단부 효과기를 포함하며; 상기 처리 모듈은 회전 테이블과, 분배된 물체를 회수하고 물체를 회전 테이블상에서 처리하는 캐리어가 구비된 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이송 스테이션은 물체가 바닥에 의해 수직으로 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 전방단부 모듈은 처리후 물체를 회수하는 습식 베이신을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 처리 모듈은 단일의 로봇이 웨이퍼를 처리 모듈로 분배하는 로드 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 로드 스테이션은 선형 레일 조립체를 포함하는 것을 특징으 로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 로드 스테이션은 모따기를 갖는 로드 안내링을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 캐리어는 모따기된 지지링을 포함하며; 이러한 지지링은 캐리어를 로드 스테이션과 정렬시키기 위하여, 로드 스테이션의 로드 안내링의 모따기와 협력하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 선형 레일 조립체는 캐리어와 협력하였을 때 로드 스테이션의 일부가 중앙 위치에 대해 이동될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 로드 스테이션은 캐리어가 로드 스테이션으로부터 물체를 회수하였을 때, 로드 스테이션의 일부를 중앙 위치로 복귀시키는 바이어스 스프링을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 처리 웨이퍼에 사용하기 위한 장치에 있어서,
    단일의 터릿과,
    상기 터릿과 협력하는 제1스핀들과,
    상기 터릿과 협력하는 제2스핀들과,
    상기 터릿을 사용하여 제1모터가 제1스핀들을 분할하도록, 상기 터릿과 협력하는 제1모터와,
    제1스핀들과는 독립적으로 상기 터릿을 사용하여 제2모터가 제2스핀들을 분할하도록, 상기 터릿과 협력하는 제2모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 제1스핀들에 전기신호를 공급하는 터릿과 협력하는 슬립링을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 터릿과 협력하는 로터리 유니온을 부가로 포함하며, 상기 로터리 유니온은 유체를 제1스핀들에 결합하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 슬립링을 통해 제1스핀들에 의해 수신된 전기신호의 일부가 제1스핀들로부터 제2스핀들로 지향되도록, 또한 로터리 유니온을 통해 제1스핀들에 의해 수용된 유체의 적어도 일부가 제1스핀들로부터 제2스핀들로 지향되도록, 상기 제2스핀들은 제1스핀들과 결합되는 데이지 체인인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제10항에 있어서, 처리를 위한 웨이퍼를 스핀들로 분배하기 위해 제1스핀들 및 제2스핀들과 협력하는 전방단부 모듈을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전방단부 모듈은 단일의 다중축선 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제10항에 있어서, 다수의 폴리싱 테이블과, 세척 스테이션과, 언로드 스테이션을 포함하며; 상기 폴리싱 테이블과 세척 테이블 및 언로드 스테이션은 제1및 제2스핀들의 방향을 역전시키지 않고 제1 및 제2스핀들에 의해 접근가능한 것을 특징으로 하는 장치.
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