KR20070077971A

KR20070077971A - 웨이퍼 로더 및 이를 이용한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법

Info

Publication number: KR20070077971A
Application number: KR1020060007913A
Authority: KR
Inventors: 조정현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-07-30

Abstract

화학적 기계적 연마 장치의 연마 헤드에 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 로더 및 이를 이용한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법을 개시한 것으로서, 웨이퍼의 로딩 및 언로딩 시 웨이퍼 로더와 웨이퍼 사이의 공간에 유체를 유통시켜 웨이퍼를 지지하도록 함으로써, 웨이퍼의 변형에 의한 파손을 방지하고, 연마 헤드로부터 웨이퍼를 용이하게 분리시킬 수 있는 웨이퍼 로더 및 이를 이용한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법을 제공할 수 있다.

연마 장치, 연마 헤드, 멤브레인, 웨이퍼 로더, 유체 공급

Description

웨이퍼 로더 및 이를 이용한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법{WAFER LOADER AND METHOD FOR LOADING/UNLOADING SEMICONDUCTOR WAFER USING THE SAME}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 푸셔의 웨이퍼 로딩 및 언로딩 동작을 도시해 보인 동작 상태도,

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 도시해 보인 개략적 구성도,

도 4는 도 3에 도시된 연마 장치의 개략적 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 웨이퍼 로더의 개략적 단면도,

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 로더의 웨이퍼 로딩 및 언로딩 동작을 도시해 보인 동작 상태도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 연마 장치 100 : 정반부

200 : 웨이퍼 로더 210 : 지지부

214 : 홈부 216 : 배출홀

230 : 기체 공급 부재 232 : 기체 공급원

234 : 기체 공급관 236 : 유체 개폐 부재

237 : 축 부재 238 : 헤드부

239 : 액체 공급 라인 250 : 액체 공급 부재

252 : 액체 공급원 254 : 액체 공급관

300 : 연마 헤드 어셈블리 320 : 연마 헤드

본 발명은 웨이퍼의 연마 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학적 기계적 연마 장치에서 웨이퍼를 연마 헤드에 로딩/언로딩하는 웨이퍼 로더 및 이를 이용한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조 공정은 박막의 형성 및 적층을 위해 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들을 반복 수행해야만 한다. 웨이퍼 상에 요구되는 소정의 회로 패턴이 형성될 때까지 이들 공정은 반복되며, 회로 패턴이 형성된 후 웨이퍼의 표면에는 많은 굴곡이 생기게 된다. 최근 반도체 소자는 고집적화에 따라 그 구조가 다층화되며, 웨이퍼 표면의 굴곡의 수와 이들 사이의 단차가 증가하고 있다. 웨이퍼 표면의 비평탄화는 사진 공정에서 디포커스(Defocus) 등의 문제를 발생시키므로 웨이퍼의 표면을 평탄화하기 위해 주기적으로 연마하여야 한다.

웨이퍼의 표면을 평탄화하기 위해 다양한 표면 평탄화 기술이 있으나 이 중 좁은 영역뿐만 아니라 넓은 영역의 평탄화에 있어서도 우수한 평탄도를 얻을 수 있는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP) 장치가 주로 사용된 다. 화학적 기계적 연마 장치는 텅스텐이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마재에 의해 연마시키는 장치로서, 아주 미세한 연마를 가능하게 한다.

이러한 화학적 기계적 연마 장치를 이용한 연마 공정은, 상면에 연마 패드가 설치된 플래튼이 고속 회전하는 과정에서 그 상측으로부터 중심 부위에 공급되는 슬러리(Slurry)는 연마 패드 표면에 균일하게 분포되고, 이러한 상태에서 웨이퍼는 로봇 수단에 의해 테이블 일 측으로부터 연마 패드 표면에 근접 대향하게 위치되어 슬라이딩 수평 이동 및 고속 회전하게 됨으로써, 연마재로서의 슬러리에 의한 화학적 작용과 고속 회전에 의한 기계적 작용으로 웨이퍼 표면을 평탄화시키게 된다.

상술한 바와 같은 공정이 진행되는 CMP 장치에는 패턴이 형성된 주면이 아래 방향으로 향한 상태에서 웨이퍼를 연마 헤드에 로딩시키거나 연마 공정이 완료된 웨이퍼를 연마 헤드로부터 언로딩하는 푸셔(Pusher)가 구비된다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 푸셔의 웨이퍼 로딩 및 언로딩 동작을 도시해 보인 동작 상태도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 로딩의 경우, 웨이퍼 반송 로봇(미도시)이 패턴이 형성된 주면이 아래 방향으로 향한 상태로 웨이퍼(W)를 푸셔(1)에 올려놓게 되며, 푸셔(1)는 웨이퍼 패턴 면의 손상을 방지하기 위하여 웨이퍼의 에지 부분에만 접촉을 하게 된다. 이때 연마 헤드(2)를 웨이퍼의 상측으로 이동시킨 후 연마 헤드(2)의 멤브레인(Membrane,3)을 가압하면 멤브레인(3)은 팽창하면서 웨이퍼의 뒷면에 밀착된다. 이와 같이 웨이퍼의 로딩 동작 중 웨이퍼의 에지 부분만이 푸셔 (1)에 의해 지지된 상태에서 웨이퍼(W)가 멤브레인(3)에 의해 가압되기 때문에, 웨이퍼의 중앙부에서 처짐 현상이 발생하고, 이로 인해 웨이퍼의 파손이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

그리고, 웨이퍼 언로딩의 경우는, 도 2에 도시된 바와 같이, 연마 헤드(2')가 푸셔(1')의 상측에서 푸셔(1')와 일정한 간격을 유지한 상태에서 웨이퍼를 고정 지지하는 멤브레인(3')이 가압된다. 멤브레인(3')이 가압되면 멤브레인(3')의 가운데 부분이 볼록하게 팽창하고, 웨이퍼(W)와 멤브레인(3')의 접촉면은 웨이퍼의 에지 부분부터 떨어지게 된다. 웨이퍼와의 접촉면이 충분히 작아질 때까지 멤브레인(3')을 팽창시킨 뒤 멤브레인(3')을 다시 수축시키면 웨이퍼는 자중에 의해 푸셔(1') 위로 떨어져 언로딩된다.

그런데, 웨이퍼의 언로딩 과정에서 멤브레인(3')과 웨이퍼 사이의 접촉력이 과도한 경우에는, 웨이퍼가 멤브레인(3')으로부터 분리되지 않고 멤브레인(3')이 수축할 때 따라 올라가게 되며, 이로 인해 설비에서 에러를 발생시키거나 웨이퍼의 언로딩 동작을 재수행하여야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 통상적인 푸셔가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 패턴 면의 물리적 접촉이나 웨이퍼의 파손 없이 웨이퍼를 연마 헤드에 원활하게 로딩/언로딩할 수 있는 웨이퍼 로더 및 이를 이용한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 웨이퍼 로더는, 화학적 기계적 연마 장치의 연마 헤드에 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 로더에 있어서, 웨이퍼의 가장자리를 지지하며, 내부에 상부가 개방된 공간이 형성된 지지부와; 상기 웨이퍼의 로딩 또는 언로딩이 안정적으로 이루어지도록 상기 공간으로 유체를 공급하는 유체 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 웨이퍼 로더에 있어서, 상기 유체 공급 부재는 웨이퍼의 로딩시 웨이퍼의 표면이 액체와 접촉되도록 상기 공간에 액체를 공급하는 액체 공급 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유체 공급 부재는 웨이퍼의 언로딩시 웨이퍼의 상부와 하부 간에 압력 차이가 발생하도록 웨이퍼 하측의 상기 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 기체 공급 부재는 기체 공급원과; 상기 기체 공급원으로부터 공급되는 기체를 상기 지지부에 유통시키도록 상기 지지부에 연통 설치되는 기체 공급관과; 상기 기체 공급관에 삽입 설치되는 축 부재 및 상기 축 부재의 상단에 결합되는 헤드부를 가지는 유체 개폐 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 헤드부는 도립(倒立) 절두 원추 형상을 가지며, 상기 지지부에는 상기 헤드부가 상하 방향으로 이동하여 상보적으로 결합되도록 외향 경사면을 가지는 홈부가 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 기체는 불활성 가스를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 액체 공급 부재는 액체 공급원과; 상기 액체 공급원으로부터 공급되는 액체를 상기 공간에 유통시키도록 상기 지지부의 하측에 연통 설치되는 액체 공급관;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 유체 공급 부재는 웨이퍼의 로딩시 웨이퍼의 표면이 액체와 접촉되도록 상기 공간에 액체를 공급하는 액체 공급 부재와; 웨이퍼의 언로딩시 웨이퍼의 상부와 하부 간에 압력 차이가 발생하도록 웨이퍼 하측의 상기 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 부재;를 포함하고, 상기 기체 공급 부재는 기체 공급원과; 상기 기체 공급원으로부터 공급되는 기체를 상기 지지부에 유통시키도록 상기 지지부에 연통 설치되는 기체 공급관과; 상기 기체 공급관에 삽입 설치되는 축 부재 및 상기 축 부재의 상단에 결합되는 헤드부를 가지는 유체 개폐 부재;를 포함하되, 상기 액체 공급 부재는 액체 공급원과; 상기 액체 공급원으로부터 공급되는 액체를 상기 공간에 유통시키도록 상기 지지부의 하측에 연통 설치되는 액체 공급관;을 포함하며, 상기 유체 개폐 부재의 내측에는 상기 액체 공급원으로부터 공급되는 액체가 흐를 수 있도록 액체 공급 라인이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 지지부의 일 측에는 상기 지지부에 공급되는 액체의 수위가 일정하게 유지되도록 상기 액체를 배출시키는 배출홀이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 액체는 탈이온수(De-Ionized Water)를 포함하는 것이 바람직하 다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법은, 제 1 항의 웨이퍼 로더를 이용하여 연마 장치의 연마 헤드에 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 방법에 있어서, 웨이퍼의 로딩시에는 상기 지지부의 내측 공간에 액체를 공급하여 상기 웨이퍼의 배면을 지지하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법에 있어서, 웨이퍼의 언로딩시에는 상기 유체 개폐 부재를 상측으로 이동시킨 상태에서 상기 지지부의 내측 공간으로 공급된 기체에 의해 발생하는 상기 웨이퍼 상하 간의 압력 차이를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 연마 헤드로부터 분리시키는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 로더 및 이를 이용한 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

( 실시예 )

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 도시해 보인 개략적 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 연마 장치의 개략적 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 기판 처리 설비는 연마 장치(10)와 세정 장치(20)를 가진다. 연마 장치(10)는 설비 내의 일 측면에 배치되고, 세정 장치(20)는 연마 장치(10)의 측면에 연마 장치(10)와 나란히 배치된다. 연마 장치(10)와 세정 장치(20) 사이에는 이들 간에 웨이퍼를 이송하는 이송로봇(30)이 설치된다. 세정 장치(20)의 측면에는 웨이퍼들이 수용된 캐리어가 놓여지는 로드 스테이션(40)이 복수 개 배치된다. 연마 장치(10)는 웨이퍼의 막을 연마하는 공정을 수행하고, 세정 장치(20)는 연마 후 웨이퍼 상에 부착된 슬러리 등 이물질을 제거한다.

연마 장치(10)는 초기 정반부(100a), 중간 정반부(100b), 최종 정반부(100c), 웨이퍼 로더(200), 그리고 연마 헤드 어셈블리(300)를 가진다. 정반부들(100) 및 웨이퍼 로더(200)는 정사각으로 배치되며, 웨이퍼 로더(200)는 세정 장치(20)와 인접하도록 배치되고, 반시계 방향으로 순차적으로 초기 정반부(100a), 중간 정반부(100b), 그리고 최종 정반부(100c)가 배치된다. 각각의 정반부(100)에는 연마 패드(102)가 부착된 플레이튼(104) 및 공정 진행시 연마 패드(102)로 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 아암(106)과 연마 패드(102)를 연마에 적합한 거칠기로 유지시키는 패드 컨디셔너(108)가 제공된다. 연마 헤드 어셈블리(300)는 웨이퍼를 정반부들(100) 및 웨이퍼 로더(200) 간에 이송하고, 각각의 정반부(100)에서 웨이퍼를 연마한다. 연마 헤드 어셈블리(300)는 십자형으로 된 지지판(310)을 가지며, 지지판(310)의 각 끝단부에는 연마 헤드(320)가 결합된다. 연마 헤드(320)는 웨이퍼 이송시 웨이퍼를 진공으로 흡착하고, 연마공정 진행시 웨이퍼에 조절 가능한 압력을 가한다. 연마 헤드(320)는 자신의 중심축(322)을 기준으로 각각 회전되며, 연 마 헤드 어셈블리(300)도 자신의 중심축을 기준으로 회전된다. 웨이퍼는 연마 헤드 어셈블리(300)에 의해 초기 정반부(100a), 중간 정반부(100b), 그리고 최종 정반부(100c)를 거치면서 순차적으로 연마된다.

도 5는 도 4에 도시된 웨이퍼 로더의 개략적 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 로더(200)는, 연마 헤드(320)에 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 것으로, 지지부(210)와 유체 공급 부재를 가진다. 지지부(210)는 웨이퍼의 가장자리를 지지하며, 그 내부에는 상부가 개방된 공간(212)이 형성된다. 유체 공급 부재는 웨이퍼의 로딩 또는 언로딩이 안정적으로 이루어지도록 지지부(210)의 공간(212)으로 유체를 공급한다.

유체 공급 부재는, 웨이퍼의 하측에 형성된 지지부(210)의 공간(212)에 기체를 공급하는 기체 공급 부재(230)와, 액체를 공급하는 액체 공급 부재(250)를 가진다. 웨이퍼의 언로딩시 기체 공급 부재(230)에 의해 지지부(210)의 공간에 기체가 공급되면 웨이퍼의 상하부 간에 압력 차이가 발생하고, 이에 의해 지지부(210) 위로 웨이퍼가 떨어져 언로딩된다. 그리고, 웨이퍼의 로딩시 액체 공급 부재(250)에 의해 지지부(210)의 공간에 액체가 공급되면 웨이퍼의 하측 표면이 액체와 접촉되고, 이에 의해 연마 헤드(320)의 멤브레인(미도시)이 웨이퍼에 가하는 하중이 상쇄된다.

기체 공급 부재(230)는, 기체 공급원(232), 기체 공급관(234) 및 유체 개폐 부재(236)를 포함한다. 기체 공급관(234)은 지지부(210)의 하단에 연통 설치되어 기체 공급원(232)으로부터 공급되는 기체를 지지부(210)에 유통시킨다. 그리고, 유 체 개폐 부재(236)는 기체 공급관(234)에 삽입 설치되는 축 부재(237)와 축 부재(237)의 상단에 결합되는 헤드부(238)를 가진다. 헤드부(238)는 도립(倒立) 절두 원추 형상을 가지며, 헤드부(238)가 상하 방향으로 이동하여 상보적으로 결합되도록 지지부(210)에는 외향 경사면을 가지는 홈부(214)가 형성된다. 유체 개폐 부재(236)는 웨이퍼의 언로딩시에는 상측으로 이동하여 지지부(210)의 내측 공간으로 불활성 가스와 같은 기체가 주입될 수 있도록 지지부(210)의 홈부(214)와의 사이에 일정한 공간을 확보한다. 그리고 웨이퍼의 로딩시에는 하측으로 이동하여 후술할 액체 공급 부재(250)에 의해 공급되는 액체가 기체 공급관(234)으로 유입되는 것을 방지한다.

액체 공급 부재(250)는, 액체 공급원(252) 및 액체 공급원(252)으로부터 공급되는 액체를 지지부(210)의 공간(212)에 유통시키도록 지지부(210)의 하측에 연통 설치되는 액체 공급관(254)을 가진다. 그리고, 유체 개폐 부재(236)의 내측에는 액체 공급원(252)으로부터 공급되는 액체가 흐를 수 있도록 액체 공급 라인(239)이 형성될 수 있다. 액체 공급 부재(250)와 유체 개폐 부재(236)에 형성된 액체 공급 라인(239)을 통해 지지부(210) 내측의 공간(212)에 탈이온수(DIW)가 공급된다. 지지부(210)에 공급된 탈이온수는 일정 높이의 수위에 도달하면 지지부(210)의 일측에 형성된 배출홀(216)을 통해 외부로 배출된다. 이를 통해 지지부(210)에 공급되는 액체의 수위가 일정 높이로 유지된다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 웨이퍼 로더의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 로더의 웨이퍼 로딩 동작을 도시해 보인 동작 상태도이다.

도 6을 참조하면, 웨이퍼 로더의 로딩 동작은 다음과 같은 과정에 의해 진행된다. 웨이퍼 반송 로봇(미도시)이 웨이퍼의 패턴이 형성된 주면이 아래 방향으로 향한 상태로 웨이퍼를 웨이퍼 로더(200)의 지지부(210)에 올려놓는다. 웨이퍼 패턴 면의 손상을 방지하기 위하여 지지부(210)는 웨이퍼의 가장자리 부분에만 접촉을 한다. 여기서 지지부(210)는 공압 등을 이용하여 상하 방향으로 이동될 수 있다. 지지부(210) 내측의 공간(212)에는 액체 공급 부재(250)와 유체 개폐 부재(236)에 형성된 액체 공급 라인(239)을 통해 탈이온수(DIW)가 공급된다. 지지부(210)에 공급된 탈이온수는 일정 높이의 수위에 도달하면 배출홀(216)을 통해 외부로 배출된다. 이때 기체 공급관(234) 쪽으로 탈이온수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 유체 개폐 부재(236)의 헤드부(238)는 지지부(210)에 형성된 홈부(214)에 결합된다. 지지부(210)에 탈이온수가 공급된 상태에서 연마 헤드(320)의 멤브레인(324)을 가압시키면 멤브레인(324)은 팽창하면서 웨이퍼의 뒷면에 밀착된다. 웨이퍼에 밀착된 멤브레인(324)은 웨이퍼에 아래 방향으로 하중을 가하게 되며, 이러한 하중은 지지부(210)의 내측 공간에 채워진 탈이온수에 의해 상쇄된다. 멤브레인(324)이 웨이퍼의 뒷면에 충분히 밀착된 상태에서 멤브레인(324)에 진공을 가해주고 동시에 웨이퍼 로더(200)를 상측으로 이동시킨다. 그러면 멤브레인(324)이 진공에 의해 다공성 백-플레이트(326)에 딸려 올라가면서 웨이퍼 뒷면과의 공간에 국부적인 진공 상태를 형성하여 웨이퍼를 고정시킨다.

도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 로더의 웨이퍼 언로딩 동작을 도시해 보인 동작 상태도이다.

도 7을 참조하면, 웨이퍼의 언로딩시에는 유체 개폐 부재(236)를 상측으로 이동시켜 지지부(210)의 홈부(214)와의 사이에 일정한 공간을 확보한 상태에서 기체 공급관(234)을 통해 지지부(210)의 내측 공간(212)으로 질소 가스와 같은 불활성 가스를 주입시킨다. 이와 동시에 연마 헤드(320)가 웨이퍼 로더(200)의 상측에서 웨이퍼 로더(200)와 일정한 간격을 유지한 상태에서 웨이퍼를 고정 지지하는 멤브레인(324)이 가압된다. 멤브레인(324)이 가압되면 멤브레인(324)의 가운데 부분이 볼록하게 팽창하고, 웨이퍼(W)와 멤브레인(324)의 접촉면은 웨이퍼의 에지 부분부터 떨어지게 된다. 웨이퍼와의 접촉면이 충분히 작아질 때까지 멤브레인(324)을 팽창시킨 뒤 멤브레인(324)을 다시 수축시킨다. 그러면, 웨이퍼는 웨이퍼 로더(200)의 지지부(210)에 공급된 기체에 의해 발생하는 웨이퍼 상하 간의 압력 차이 및 자중에 의해 웨이퍼 로더(200)의 지지부(210) 위로 떨어져 언로딩된다. 그리고 지지부(210)의 내측 공간(212)에 공급된 불활성 가스는 웨이퍼의 하단에서 에어 쿠션의 기능을 하기 때문에 언로딩되는 웨이퍼에 가해진 충격을 흡수하여 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아 니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼의 로딩 시 웨이퍼 로더와 웨이퍼 사이의 공간에 액체를 유통시켜 웨이퍼를 지지하도록 하여, 연마 헤드의 멤브레인에 의해 웨이퍼에 작용하는 하중을 지지하여 상쇄시킴으로써, 웨이퍼의 변형에 의한 파손을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 웨이퍼의 언로딩 시 웨이퍼 로더와 웨이퍼 사이의 공간에 기체를 유통시켜 웨이퍼를 지지하도록 함으로써, 연마 헤드의 멤브레인으로부터 웨이퍼를 용이하게 분리시킬 수 있으며, 또한 웨이퍼에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다.

Claims

화학적 기계적 연마 장치의 연마 헤드에 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 로더에 있어서,

웨이퍼의 가장자리를 지지하며, 내부에 상부가 개방된 공간이 형성된 지지부와;

상기 웨이퍼의 로딩 또는 언로딩이 안정적으로 이루어지도록 상기 공간으로 유체를 공급하는 유체 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 1 항에 있어서,

상기 유체 공급 부재는,

웨이퍼의 로딩시 웨이퍼의 표면이 액체와 접촉되도록 상기 공간에 액체를 공급하는 액체 공급 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 1 항에 있어서,

상기 유체 공급 부재는,

웨이퍼의 언로딩시 웨이퍼의 상부와 하부 간에 압력 차이가 발생하도록 웨이퍼 하측의 상기 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 3 항에 있어서,

상기 기체 공급 부재는,

기체 공급원과;

상기 기체 공급원으로부터 공급되는 기체를 상기 지지부에 유통시키도록 상기 지지부에 연통 설치되는 기체 공급관과;

상기 기체 공급관에 삽입 설치되는 축 부재 및 상기 축 부재의 상단에 결합되는 헤드부를 가지는 유체 개폐 부재;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 4 항에 있어서,

상기 헤드부는 도립(倒立) 절두 원추 형상을 가지며,

상기 지지부에는 상기 헤드부가 상하 방향으로 이동하여 상보적으로 결합되도록 외향 경사면을 가지는 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 5 항에 있어서,

상기 기체는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 2 항에 있어서,

상기 액체 공급 부재는,

액체 공급원과;

상기 액체 공급원으로부터 공급되는 액체를 상기 공간에 유통시키도록 상기 지지부의 하측에 연통 설치되는 액체 공급관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 1 항에 있어서,

상기 유체 공급 부재는,

웨이퍼의 로딩시 웨이퍼의 표면이 액체와 접촉되도록 상기 공간에 액체를 공급하는 액체 공급 부재와;

웨이퍼의 언로딩시 웨이퍼의 상부와 하부 간에 압력 차이가 발생하도록 웨이퍼 하측의 상기 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 부재;를 포함하고,

상기 기체 공급 부재는,

기체 공급원과;

상기 기체 공급원으로부터 공급되는 기체를 상기 지지부에 유통시키도록 상기 지지부에 연통 설치되는 기체 공급관과;

상기 기체 공급관에 삽입 설치되는 축 부재 및 상기 축 부재의 상단에 결합되는 헤드부를 가지는 유체 개폐 부재;를 포함하되,

상기 액체 공급 부재는,

액체 공급원과;

상기 액체 공급원으로부터 공급되는 액체를 상기 공간에 유통시키도록 상기 지지부의 하측에 연통 설치되는 액체 공급관;을 포함하며,

상기 유체 개폐 부재의 내측에는 상기 액체 공급원으로부터 공급되는 액체가 흐를 수 있도록 액체 공급 라인이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 8 항에 있어서,

상기 지지부의 일 측에는 상기 지지부에 공급되는 액체의 수위가 일정하게 유지되도록 상기 액체를 배출시키는 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 9 항에 있어서,

상기 액체는 탈이온수(De-Ionized Water)를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로더.
제 1 항의 웨이퍼 로더를 이용하여 연마 장치의 연마 헤드에 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 방법에 있어서,

웨이퍼의 로딩시에는 상기 지지부의 내측 공간에 액체를 공급하여 상기 웨이퍼의 배면을 지지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법.
제 11 항에 있어서,

웨이퍼의 언로딩시에는 상기 유체 개폐 부재를 상측으로 이동시킨 상태에서 상기 지지부의 내측 공간으로 공급된 기체에 의해 발생하는 상기 웨이퍼 상하 간의 압력 차이를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 연마 헤드로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 로딩/언로딩 방법.