KR20070080345A - Apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

Equipment for fabricating a semiconductor device is provided to shorten an interval of time for transferring a wafer by decreasing the number of steps for transferring the wafer. A wafer is placed on a polishing part(100) for performing a CMP process. The particles on the polished wafer is cleaned by a cleaning part. A transfer part(110) loads/unloads the wafer into/from the polishing part, installed between the polishing part and the cleaning part. The transfer part can include an arm(112) that is extended by a predetermined length to directly load the wafer to an HCLU(head cup load unload) module of the polishing part.

Description

반도체 소자 제조용 장비{Apparatus for manufacturing semiconductor device}Apparatus for manufacturing semiconductor device

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of equipment for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 이송부의 사시도이다. 2 is a perspective view of the transfer unit of FIG.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송부의 사시도이다.3 is a perspective view of a transfer unit according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명> <Explanation of symbols on main parts of the drawings>

10 : 반도체 소자 제조용 장비 100 : 연마부10: Equipment for manufacturing semiconductor device 100: Polishing part

110 : 이송부 111 : 블레이드110: transfer unit 111: blade

112 : 암 120 : 세정부112: arm 120: washing part

본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 이송 시간을 단축하는 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것이다. The present invention relates to a device for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a device for manufacturing a semiconductor device that shortens the transfer time of the wafer.

최근의 반도체 분야에 있어서 반도체 소자에 보다 미세한 선폭의 회로선들을 다단층 고밀도로 집적시켜 넣어서 소자를 제조하는 것이 요구되고 있다. 이러한 고집적도의 반도체 소자 제조를 위해서는 그에 상응하는 고도의 표면 평탄화를 이루 어낼 수 있는 연마기술이 필요하다. 이를 위해 화학적 연마와 기계적 연마를 병행토록 하는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하 ‘CMP') 설비가 개발되어 사용되고 있다.In the recent semiconductor field, there is a demand for fabricating a device by integrating finer line width circuit lines in a multi-layer high density semiconductor device. In order to manufacture such a highly integrated semiconductor device, a polishing technology capable of achieving a high level of surface planarization is required. For this purpose, a chemical mechanical polishing (CMP) facility has been developed and used to simultaneously combine chemical and mechanical polishing.

CMP설비는 연마를 진행하는 연마부, 세정을 하는 세정부(cleaner)등을 포함한다. 연마부에는 헤드 컵 로드 언로드(Head Cup Load Unload, 이하 ‘HCLU') 모듈과 웨이퍼 익스체인져 모듈이 구비된다. The CMP facility includes a polishing unit for polishing, a cleaner for cleaning, and the like. The polishing unit includes a head cup load unload (HCLU) module and a wafer exchanger module.

이러한 CMP 설비를 통한 CMP 공정은, 연마부의 연마 패드로 웨이퍼가 이송되어 주어진 레시피(recipe)대로 연마(polishing)된 후 HCLU에 로딩된다. 연마 공정이 끝난 웨이퍼는 언로딩하여 HCLU 모듈로부터 연마부에 포함된 웨이퍼 익스체인져 모듈로 이송된다. 그리고 세정 장비로 이송하기 위한 이송로봇이 웨이퍼 익스체인져 모듈 상에 놓인 웨이퍼를 언로딩하여 세정 장비로 이송한다. 그리고, 세정 작업을 실시함으로써 CMP공정을 마치게 된다.The CMP process through this CMP facility is transferred to the polishing pad of the polishing unit, and the wafer is transferred to the HCLU after being polished according to a given recipe. After the polishing process, the wafer is unloaded and transferred from the HCLU module to the wafer exchanger module included in the polishing unit. The transfer robot for transferring to the cleaning equipment unloads the wafer placed on the wafer exchanger module and transfers the cleaning robot to the cleaning equipment. And a CMP process is complete | finished by performing a washing | cleaning operation.

또한 연마 공정을 실시해야할 웨이퍼를 이송로봇이 로드락 챔버에서 언로딩하여 웨이퍼 익스체인져 모듈로 이송한 후, 웨이퍼 익스체인져 모듈로부터 연마 가공을 위해 HCLU 모듈로 이송된다.In addition, the transfer robot is unloaded from the load lock chamber and transferred to the wafer exchanger module, and then transferred from the wafer exchanger module to the HCLU module for polishing.

이와 같이 웨이퍼 한 매(枚)에 대하여, 연마 후 세정 장비로 이송하기 위하여 웨이퍼 이송을 두번씩 중복하게 됨으로써 결국 시간당 웨이퍼 가공 시간의 지연을 초래하게 되면서 제품 생산성 저하와 제품의 단가를 상승시킨다.In this way, the wafer transfer is duplicated twice to transfer the wafer to the cleaning equipment after polishing, resulting in a delay in wafer processing time per hour, resulting in a decrease in product productivity and a cost of the product.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼의 이송 시간을 단축하는 반 도체 소자 제조용 장비를 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a device for manufacturing a semiconductor device that shortens the transfer time of the wafer.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비는 웨이퍼 안착시켜 화학적 기계적 연마 시키는 연마부, 연마된 웨이퍼의 파티클을 세정하는 세정부, 연마부와 상기 세정부 사이에 형성되어 연마부에 웨이퍼를 직접 로딩하거나 언로딩하는 이송부를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a polishing unit for chemical mechanical polishing by mounting a wafer, a cleaning unit for cleaning particles of the polished wafer, and formed between the polishing unit and the cleaning unit. And a transfer unit for directly loading or unloading the wafer into the polishing unit.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비(10)의 개념도이다. 도 2는 도 1의 이송부의 사시도이다.1 is a conceptual diagram of a semiconductor device manufacturing equipment 10 according to an embodiment of the present invention. 2 is a perspective view of the transfer unit of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 소자 제조용 장비(10)는 연마부(100), 이송부(110) 및 세정부(120)를 포함한다.1 and 2, the apparatus 10 for manufacturing a semiconductor device includes a polishing unit 100, a transfer unit 110, and a cleaning unit 120.

연마부(100)는 웨이퍼(W)를 기계적 및 화학적으로 연마한다. 연마부(100)의 로드 스테이션(101) 상면에는 다수의 폴리싱 스테이션(102, 103, 104)과 HCLU 모듈(105)이 배치된다. The polishing unit 100 polishes the wafer W mechanically and chemically. A plurality of polishing stations 102, 103, 104 and HCLU modules 105 are disposed on an upper surface of the load station 101 of the polishing unit 100.

각각의 폴리싱 스테이션(102, 103, 104)은 웨이퍼(W)가 안착되는 각각의 패드를 구비하고, 각 패드의 일측에 연마 헤드를 구비한다. 각각의 폴리싱 스테이션(102, 103, 104)은 웨이퍼(W)에 일정한 하중을 가하면서 동일한 방향으로 회전하도록 하면서 패드와 웨이퍼(W)간 상호 밀착되는 면마찰력에 의해 기계적으로 연마를 한다. 이때 패드에 슬러리를 공급함으로써 기계적인 연마와 함께 슬러리에 의한 화학적인 연마를 실시하여 웨이퍼(W)의 평탄화를 실시한다. 여기서, 슬러리는 H2O2, KIO3, pH 조절을 위한 각종 산 또는 염기 등이 포함된 용액일 수 있다.Each polishing station 102, 103, 104 has a respective pad on which the wafer W is seated and a polishing head on one side of each pad. Each polishing station (102, 103, 104) is mechanically polished by the surface friction force between the pad and the wafer (W) while rotating in the same direction while applying a constant load to the wafer (W). At this time, the slurry is supplied to the pad to perform mechanical polishing and chemical polishing with the slurry to planarize the wafer (W). Here, the slurry may be a solution containing H 2 O 2 , KIO 3 , various acids or bases for pH control, and the like.

HCLU 모듈(105)은 웨이퍼(W)의 로딩 및 언로딩 위치가 된다. The HCLU module 105 is in the loading and unloading position of the wafer W.

연마 가공될 웨이퍼(W)는 우선 HCLU 모듈(105)에 로딩되고, 로딩된 웨이퍼(W)는 상측에 구비되는 헤드에 흡착시킨 다음 캐리어(미도시)의 승강 및 회전 작용에 의해서 각 패드에 웨이퍼(W)를 안치시킬 수 있다. 또한, 연마 가공 공정이 끝난 웨이퍼(W)를 HCLU 모듈(105)에 로딩하여, 이후 세정부(120)로 이송하여 세정 작업 을 실시한다.The wafer W to be polished is first loaded on the HCLU module 105, and the loaded wafer W is adsorbed to a head provided on the upper side, and then the wafer is loaded on each pad by lifting and rotating action of a carrier (not shown). (W) can be enshrined. In addition, the wafer W, which has been polished, is loaded on the HCLU module 105, and then transferred to the cleaning unit 120 to perform cleaning.

본 발명의 일 실시예에 따른 이송부(110)는 연마부(100)와 세정부(120) 사이에 형성되어 연마부(100)에 웨이퍼(W)를 직접 로딩하거나 언로딩한다.The transfer unit 110 according to an embodiment of the present invention is formed between the polishing unit 100 and the cleaning unit 120 to directly load or unload the wafer W into the polishing unit 100.

도 2를 참조하면, 이송부(110)는 이송로봇으로 구비된다. 이송부(110)는 블레이드(111) 및 암(112)을 포함한다.2, the transfer unit 110 is provided as a transfer robot. The transfer unit 110 includes a blade 111 and an arm 112.

블레이드(111)는 웨이퍼(W) 이송시 표면에 웨이퍼(W)를 안착시키는 부재이다. 이러한 블레이드(111)는 U자형으로 형성되어 웨이퍼(W) 이송시 웨이퍼(W)를 지지한다. 그리고 블레이드(111)의 표면에는 반도체 기판(W) 이송시 블레이드(111)에서 웨이퍼(W)가 슬라이딩되는 것을 방지하기 위한 진공홀(미도시)이 형성될 수 있다.The blade 111 is a member that seats the wafer W on the surface when the wafer W is transferred. The blade 111 is formed in a U-shape to support the wafer W during the wafer W transfer. In addition, a vacuum hole (not shown) may be formed on a surface of the blade 111 to prevent the wafer W from sliding in the blade 111 when the semiconductor substrate W is transferred.

특히, 암(13)은 웨이퍼(W)를 연마부(100)의 HCLU 모듈(105)에 직접 로딩할 수 있도록 소정 길이 연장된다. 그리고, 비교적 원거리에 있는 웨이퍼(W)도 이송시킬 수 있도록 몸체(113)와 힌지(hinge) 결합될 수 있다. 리프트(lift), 로테이트(rotate), 익스텐드(extend) 등의 동작으로 움직이며 웨이퍼(W)를 연마부(100)의 HCLU 모듈(105)로 이송시킬 수 있다. 몸체(113)의 상측에 결합되되 일정각도로 회전 가능하게 결합됨이 바람직하다. In particular, the arm 13 extends a predetermined length so that the wafer W can be directly loaded into the HCLU module 105 of the polishing unit 100. In addition, the body 113 may be hinged with the body 113 so as to transfer the wafer W at a relatively long distance. The wafer W may be transferred to the HCLU module 105 of the polishing unit 100 while moving by an operation such as lift, rotate, and extend. Is coupled to the upper side of the body 113 is preferably rotatably coupled at an angle.

이러한 이송부(110)를 구비함으로써, 연마부(100)의 HCLU 모듈(105)에 직접 웨이퍼(W)를 로딩 시키거나 언로딩시킬 수 있음으로 웨이퍼(W) 이송 시간을 단축시킬 수 있다.By providing the transfer unit 110, the wafer W can be loaded or unloaded directly into the HCLU module 105 of the polishing unit 100, thereby reducing the wafer W transfer time.

세정부(120)는 연마 가공 공정을 마친 웨이퍼(W)의 파티클을 제거하는 장치 이다. The cleaning unit 120 is a device for removing particles of the wafer W after the polishing process.

웨이퍼(W)는 연마과정에서 금속 이온, 연마제 입자 등의 오염 물질이 흡착될 뿐 아니라 심각하게 손상을 입는 층이 생기기도 한다. 이와 같이 중금속 오염입자를 포함하는 오염 물질층과 손상 막질을 제거하기 위해서는 세정 공정이 필수적이다. 세정부(120)는 세정 공정으로서 습식 세정 공정을 실시한다. 세정부(120)에는 습식 세정용액이 담겨져있고, 웨이퍼(W)의 오염물질층 및 손상 막질을 제거하는 공정을 실시한다. 여기서, 세정 공정 용액으로 불산(HF) 용액이 사용될 수 있다. In the polishing process, the wafer W may not only adsorb contaminants such as metal ions and abrasive particles, but may also cause a seriously damaged layer. As such, a cleaning process is essential to remove the contaminant layer containing the heavy metal contaminant particles and the damaged film. The cleaning unit 120 performs a wet cleaning process as a cleaning process. The cleaning unit 120 contains a wet cleaning solution, and performs a process of removing the contaminant layer and damaged film quality of the wafer (W). Here, a hydrofluoric acid (HF) solution may be used as the cleaning process solution.

다음은 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조용 장비의 동작을 설명하기로 한다.Next, an operation of an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

이송부(110)에 의해 연마 가공될 웨이퍼(W)가 연마부(100)의 HCLU 모듈(105)에 이송된다. 이송부(110)는 비교적 원거리에 있는 웨이퍼(W)도 이송시킬 수 있도록 익스텐드 되어 HCLU 모듈(105)에 직접 웨이퍼(W)를 로딩시킨다. HCLU 모듈(105)에 로딩된 웨이퍼(W)는 연마 가공을 위해 캐리어(미도시)에 의해 패드(101)로 이송된다. 웨이퍼(W)의 평탄화를 위해 화학적 기계적 연마공정이 실시되며, 연마 공정이 종료된 웨이퍼(W)는 HCLU 모듈(105)에 로딩된다. 이송부(110)는 연마 공정이 종료된 웨이퍼(W)를 세정부(120)로 이송하기 위해, 익스텐드 되어 HCLU 모듈(105)로부터 웨이퍼(W)를 언로딩시킨다. 그리고, 이송부(110)는 언로딩된 웨이퍼(W)를 세정부(120)로 이송시킨다. 이후, 파티클 제거를 위한 세정 공정을 실시한다.The wafer W to be polished by the transfer unit 110 is transferred to the HCLU module 105 of the polishing unit 100. The transfer unit 110 is extended to transfer the wafer W, which is relatively far, and loads the wafer W directly onto the HCLU module 105. The wafer W loaded in the HCLU module 105 is transferred to the pad 101 by a carrier (not shown) for polishing. A chemical mechanical polishing process is performed to planarize the wafer W, and the wafer W after the polishing process is finished is loaded into the HCLU module 105. The transfer unit 110 is extended to unload the wafer W from the HCLU module 105 in order to transfer the wafer W having the polishing process completed to the cleaning unit 120. In addition, the transfer unit 110 transfers the unloaded wafer W to the cleaning unit 120. Thereafter, a cleaning process for removing particles is performed.

이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부(110)에 의하여 연마부(100)의 HCLU 모듈(105)에 웨이퍼(W)를 직접 로딩시키거나 언로딩시킴으로써, 웨이퍼(W) 이 송 시간을 단축 시킬 수 있다. 또한, 여러단계를 거치지 않고 직접 이송시킴으로써 웨이퍼(W) 이탈의 경우의 수를 줄일 수 있다.Thus, by directly loading or unloading the wafer W into the HCLU module 105 of the polishing unit 100 by the transfer unit 110 according to an embodiment of the present invention, the transfer time of the wafer W is shortened. You can. In addition, by directly transferring without going through several steps, the number of cases where the wafer (W) is separated can be reduced.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자 제조용 장비에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.As described above, the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention has one or more of the following effects.

첫째, 웨이퍼 이송하는 단계를 감소시킬 수 있다.First, the step of wafer transfer can be reduced.

둘째, 웨이퍼 이송 단계가 감소됨으로써, 웨이퍼 이송의 시간을 단축시킬 수 있다.Secondly, by reducing the wafer transfer step, it is possible to shorten the time of wafer transfer.

셋째, 웨이퍼 이송 단계가 감소됨으로써, 웨이퍼 이탈의 경우의 수를 감소시킬 수 있다.Third, by reducing the wafer transfer step, the number of cases of wafer departure can be reduced.

넷째, 웨이퍼 이송 시간을 단축시키고, 웨이퍼 이탈을 방지함으로써 생산성 수율을 향상시킬 수 있다.Fourthly, productivity yield can be improved by shortening the wafer transfer time and preventing wafer departure.

Claims (2)

웨이퍼를 안착시켜 화학적 기계적 연마 시키는 연마부;Polishing unit for chemical mechanical polishing by mounting the wafer; 상기 연마된 웨이퍼의 파티클을 세정하는 세정부;A cleaning unit for cleaning particles of the polished wafer; 상기 연마부와 상기 세정부 사이에 형성되어 상기 연마부에 상기 웨이퍼를 직접 로딩하거나 언로딩하는 이송부를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비.And a transfer part formed between the polishing part and the cleaning part to directly load or unload the wafer to the polishing part. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 이송부는 상기 웨이퍼를 상기 연마부의 HCLU 모듈에 직접 로딩할 수 있도록 소정 길이 연장된 암을 구비한 반도체 소자 제조용 장비.And the transfer part has an arm extending a predetermined length to directly load the wafer into the HCLU module of the polishing part.
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