KR20070095014A - 사전 검사 설비를 구비한 화학기계적 연마 설비 어셈블리및 화학기계적 연마 설비의 정비 방법 - Google Patents

사전 검사 설비를 구비한 화학기계적 연마 설비 어셈블리및 화학기계적 연마 설비의 정비 방법 Download PDF

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Abstract

사전 검사 설비를 구비한 화학기계적 연마 설비 어셈블리 및 화학기계적 연마 설비의 정비 방법을 제공한다. 이 화학기계적 연마 설비의 정비 방법은 로드컵 설비 및 연마 헤드를 구비한 폴리셔부로부터 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드를 분리하여 분해 및 수리하는 것을 포함한다. 상기 분해 및 수리된 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드를 조립한다. 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드를 사전 검사 설비에 장착한다. 상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드의 정상 여부를 상기 사전 검사 설비를 이용하여 검사한다.

Description

사전 검사 설비를 구비한 화학기계적 연마 설비 어셈블리 및 화학기계적 연마 설비의 정비 방법{Chemical mechanical polishing equipment assembly including pre-test system and methods for maintenance of the chemical mechanical polishing equipment}
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 화학기계적 연마 설비 어셈블리를 개략적으로 나타낸 배치도이다.
도 2는 도 1의 폴리셔부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 사전 검사 설비를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2의 로드컵 설비를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 3의 로드컵 설비 및 연마 헤드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 화학기계적 연마 설비의 정비 방법들을 설명하기 위한 공정도들이다.
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 화학 기계적 연마 설비 어셈블리 및 화학기계적 연마 설비의 정비 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 소자의 고집적화 및 배선구조의 다층화에 따라 반도체 소자의 표면 단차가 점차 증가하고 있다. 이와 같은 반도체 소자의 표면을 평탄화하기 위하여 통상적으로 웨이퍼 단위로 평탄화시키는 화학 기계적 연마(CMP; chemical mechanical polishing) 공정을 사용한다. 이와 같은 화학 기계적 연마 공정을 이용하는 평탄화기술은 반도체 집적회로의 집적도가 높아지고 웨이퍼의 대구경화 추세에 따라 중요한 가공기술로 취급되고 있다. 화학기계적 연마 공정은 금속막 또는 절연막이 형성된 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마제에 의해 연마시키는 공정으로써, 미세한 연마를 가능하게 한다. 기계적 연마는 연마 패드라는 회전하는 연마용 판 위에 웨이퍼를 위치시킨 상태에서 상기 웨이퍼에 소정의 하중을 가하여 회전시킴으로써 연마 패드와 웨이퍼 표면 간의 마찰에 의하여 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이고, 화학적 연마는 연마 패드와 웨이퍼 사이에 공급되는 슬러리(slurry)라는 화학적 연마제에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이다.
웨이퍼의 표면을 평탄화하는데 사용되는 화학기계적 연마 설비는 크게 구분하여 웨이퍼 카세트의 장/탈착 장치, 웨이퍼 이동장치, 폴리셔부(polisher part), 웨이퍼 세정장치와 이들의 제어 장치로 구성될 수 있다. 이중에서 상기 폴리셔부는 로드컵(load cup) 설비와 함께 복수개의 연마 패드들(polishing pads), 상기 패드들과 상기 로드컵 설비 상부에 위치하여 웨이퍼를 홀딩하여 회전시키는 복수개의 연마 헤드(polishing head)를 포함한다. 여기서, 상기 로드컵 설비는 헤드 컵 로딩 언로딩(head cup loading unloading; HCLU)이라고도 한다.
상기 연마 헤드는 세정이나 파트의 교환을 위해 상기 폴리셔부로부터 분리하여 정기적으로 분해하고, 다시 조립하여 상기 폴리셔부에 장착한다. 또한, 로드컵 설비도 세정이나 파트의 교환을 위해 정기적으로 분해하고, 다시 조립하여 상기 폴리셔부에 장착한다. 다시 말하면, 연마 헤드 및 로드컵 설비를 구성하는 부품들은 영구히 사용하지 않는다. 즉, 각 부품들의 라이프 타임이 지나면 교체 및 정비를 해야한다.
그런데, 상기 연마 헤드의 조립이 정상적으로 이루어지지 않을 경우에는 상기 연마 헤드 내에서 공기압 또는 진공이 누설(leak)되어 상기 연마 헤드가 웨이퍼를 파지하지 못하거나 또는 웨이퍼에 정확한 압력을 제공하지 못한다. 그 결과, 상기 연마 헤드의 조립이 완료된 이후에는 상기 조립된 연마 헤드에서 누설이 발생되는지 여부를 검사 해야 하며, 누설이 발생하지 않을 경우에만 상기 연마 헤드를 연마 공정에 사용해야 한다. 또한, 상기 로드컵 설비가 제대로 조립되지 않았을 경우, 상기 로드컵 설비에 웨이퍼가 제대로 안착되지 못하는 웨이퍼 로딩 에러가 발생하기도 한다.
상기 연마 헤드의 조립상태가 정상인지 여부를 검사하는 방법을 설명하면, 먼저 상기 조립된 연마 헤드를 폴리셔부에 장착시킨다. 이어서, 더미 웨이퍼(dummy wafer)를 상기 연마 헤드에 파지하여 연마 공정을 한 후, 상기 연마된 더미 웨이퍼의 표면 검사를 수행하여 표면에서의 스크래치 및 파티클을 확인함으로서 연마가 정상적으로 진행되었는지를 확인한다. 상기 검사를 거친 후, 상기 더미 웨이퍼의 연마가 정상적으로 수행되었을 경우에, 상기 연마 헤드가 장착되어 있는 폴리셔부 에 반도체 소자를 제조하기 위한 웨이퍼를 도입하여 연마 공정을 수행한다.
그런데, 상기 검사 시에 상기 더미 웨이퍼의 연마가 정상적으로 수행되지 않았음이 확인될 경우, 상기 연마 헤드를 상기 연마 장치에서 분리하고 분해하여 재조립하는 과정을 거쳐야 한다. 그리고, 상기 재조립을 수행한 후 또 다시 상기 연마 헤드에서 누설이 발생하는지 여부를 검사하는 일련의 과정을 거쳐야 한다. 또한, 상기 로드컵 설비에 대해서도 분해 및 조립하고, 상기 조립된 로드컵 설비를 상기 폴리셔부에 장착하고, 상기 장착된 로드컵 설비의 정상 유무를 검사하고, 로드컵 설비가 비정상일 경우에, 분해, 재조립 및 검사의 일련의 과정을 거쳐야 한다.
따라서, 상기 폴리셔부에서 상기 연마 헤드 및 상기 로드컵 설비에 대한 정상 여부를 검사하기 때문에, 상기 연마 헤드 및 상기 로드컵 설비를 검사하는 시간 동안 상기 폴리셔부를 구비한 화학기계적 연마 설비의 가동은 중단되어야 한다. 이러한 것은 설비의 가동율을 저하시킨다. 다시말하면, 연마 헤드 및/또는 로드컵 설비에 대한 분해, 재조립 및 검사 등의 일련의 과정은 많은 시간이 소요된다. 즉, 상기 재조립과정의 반복에 의한 화학 기계적 연마 설비의 가동률은 현저히 저하될 수 있다. 따라서, 상기 화학 기계적 연마 설비의 가동률 저하에 따라 반도체 소자의 생산성은 감소할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사전 검사 설비를 구비하는 화학기계적 연마 설비 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 화학기계적 연마 설비의 가동률을 향상시키는 화학기계적 연마 설비의 정비 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 태양은 화학기계적 연마 설비 어셈블리를 제공한다. 이 화학기계적 연마 설비 어셈블리는 화학기계적 연마 공정을 수행하는 폴리셔부를 포함한다. 상기 폴리셔부는 로드컵 설비 및 연마 헤드를 구비한다. 상기 폴리셔부에 인접한 곳에 위치하며 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드의 정상 여부를 검사하는 사전 검사 설비가 제공된다.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 사전 검사 설비는 상기 폴리셔부로부터 분리되어 정비된 로드컵 설비를 장착하여 상기 정비된 로드컵 설비의 정상 여부 및/또는 상기 폴리셔부로부터 분리되어 정비된 연마 헤드를 장착하여 상기 정비된 연마 헤드의 정상 여부를 검사할 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 사전 검사 설비는 상기 폴리셔부로부터 분리되어 정비된 로드컵 설비가 장착되는 로드컵부, 상기 폴리셔부로부터 분리되어 정비된 연마 헤드가 장착되는 헤드부, 상기 로드컵부에 장착된 로드컵 설비와 상기 헤드부에 장착된 연마 헤드의 정상 여부를 감지하는 센서들, 이들 센서들과 전기적으로 연결된 디스플레이부, 및 상기 로드컵 설비와 연마 헤드의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 화학기계적 연마 설비의 정비 방법을 제공한다. 이 방법은 로드컵 설비 및 연마 헤드를 구비한 폴리셔부로부터 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드를 분리하여 분해 및 수리하는 것을 포함한다. 상기 분해 및 수리된 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드를 조립한다. 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 연마 헤드를 사전 검사 설비에 장착한다. 상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드의 정상 여부를 상기 사전 검사 설비를 이용하여 검사한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드가 정상인 경우에, 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드를 상기 사전 검사 설비으로부터 분리하여 상기 폴리셔부에 장착하는 것을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드가 비정상인 경우에, 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 연마 헤드를 재분해 및 재수리하여 상기 사전 검사 설비에 재장착하는 것을 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 사전 검사 설비는 상기 조립된 로드컵 설비가 장착되는 로드컵부, 상기 조립된 연마 헤드가 장착되는 헤드부, 상기 로드컵부에 장착된 로드컵 설비 및 상기 헤드부에 장착된 연마 헤드의 정상 여부를 감지하는 센서들, 이들 센서들과 전기적으로 연결된 디스플레이부, 및 상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비와 조립된 연마 헤드의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설 명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 화학기계적 연마 설비 어셈블리를 개략적으로 나타낸 배치도이고, 도 2는 도 1의 폴리셔부를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 1의 사전 검사 설비를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 2의 로드컵 설비를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 3의 로드컵 설비 및 헤드를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 화학기계적 연마 설비 어셈블리의 정비 방법들을 설명하기 위한 공정도들이다.
우선, 도 1을 참조하여 화학기계적 연마 설비 어셈블리를 설명하기로 한다. 화학기계적 연마 설비 어셈블리는 복수개의 웨이퍼가 적재된 카세트가 위치하는 로드 락 설비(50), 웨이퍼에 대한 평탄화 공정이 수행되는 폴리셔부(100), 상기 폴리셔부(100)로 웨이퍼를 로딩하거나 언로딩하는 역할을 수행하는 웨이퍼 이송로봇(60), 상기 폴리셔부(100)로부터 언로딩된 웨이퍼에 대한 세정 공정을 수행하는 세정 설비(70), 및 사전 검사 설비(500)를 포함할 수 있다. 상기 사전 검사 설비(500)는 로드컵 설비를 장착하기 위한 로드컵부(501) 및 연마 헤드를 장착하기 위한 헤드부(502)를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 도 1에 도시된 상기 폴리셔부(100)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 상기 폴리셔부(100)는 연마 헤드 회전부(103)와 베이스부(105)를 포함할 수 있다. 상기 베이스부(105)는 베이스(106), 상기 베이스(106) 상부에 설치되는 복수개의 연마 패드들(110), 상기 연마 패드들(110) 각각에 인접하며 상기 연마 패드들(110)의 표면 상태를 조절하는 패드 컨디셔너들(111), 상기 연마 패드들(110) 각각에 인접하며 상기 연마 패드들(110)의 표면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 암들(112), 및 웨이퍼의 로딩/언로딩을 행하는 로드컵 설비(200)를 포함할 수 있다. 상기 연마 헤드 회전부(103)는 프레임(115), 상기 프레임(115)의 하부에 제공되며 상기 로드컵 설비(200) 내에 로딩된 웨이퍼를 홀딩하여 상기 연마 패드들(110)의 상면에 밀착하고 회전시키는 복수개의 연마 헤드들(300), 및 상기 프레임(115)과 상기 연마 패드들(110) 사이에 제공되며 상기 복수개의 연마 헤드들(300) 각각을 회전시키는 회전축들(120)을 구비한다. 여기서, 상기 프레임(115)은 상기 회전축들(120) 각각을 회전시키기 위한 구동장치(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 연마 헤드 회전부(103)는 중심축(125)에 의해 지지되며, 상기 중심축(125)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 연마 헤드들(300)의 각각은 내부에 복수개의 유로들을 구비한다. 상기 유로들을 통해 공기압 또는 진공이 상기 연마 헤드들(300)의 각각에 제공될 수 있다. 이때, 상기 연마 헤드들(300)의 각각에 제공된 공기압 또는 진공은 상기 연마 헤드들(300) 각각의 하부에 제공된 웨이퍼를 흡착하는 흡착력 및 웨이퍼의 이면을 눌러주어 웨이퍼가 상기 연마 패드들(110)에 접촉하도록 하는 압력을 제공할 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 도 1에 도시된 사전 검사 설비(500)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 상기 사전 검사 설비(500)는 상기 폴리셔부(100) 내의 상기 연마 헤드들(300) 및 상기 로드컵 설비(200)를 동시에 검사하거나, 또는 각각 검사할 수 있다.
상기 사전 검사 설비(500)는 설비 몸체(505), 상기 설비 몸체(505)의 상부에 제공되어 로드컵 설비(200a)를 장착할 수 있는 로드컵부(501), 상기 설비 몸체(505)로부터 돌출되고 상기 로드컵부(501) 상부에 위치하며 연마 헤드(300a)를 지지할 수 있는 헤드 지지대(510), 상기 헤드 지지대(510)와 상기 로드컵부(501) 사이에 위치하며 연마 헤드(300a)를 장착할 수 있는 헤드부(502), 상기 헤드 지지대(510)에 인접한 곳에 위치하며 일단이 상기 설비 몸체(505)에 연결된 체결라인들(515), 상기 설비 몸체(505)의 일측에 제공된 디스플레이부(520) 및 제어부(530)를 포함할 수 있다.
상기 사전 검사 설비(500)는 상기 로드컵 설비(200a)의 정상 여부를 알기 위한 여러개의 센서들을 구비할 수 있다. 일 예로써, 상기 로드컵부(501) 내에 위치하고 상기 로드컵 설비(200a) 주변에 위치하는 공간에 순수를 감지할 수 있는 제1 센서(540)가 제공될 수 있다. 상기 제1 센서(540)는 상기 디스플레이부(520)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그 밖에 도면에 도시되지 않았지만, 상기 사전 검사 설비(500) 내에는 상기 로드컵 설비(200a) 내의 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 설비들의 동작 상태를 감지하는 위치 감지 센서, 로드컵 설비(200a) 내의 공기압 또는 진공 상태를 감지할 수 있는 센서들이 제공될 수 있다.
또한, 상기 사전 검사 설비(500)는 상기 연마 헤드(300a)의 정상 여부를 알기 위한 여러개의 센서들을 구비할 수 있다. 일 예로써, 상기 헤드부(502)에는 상기 체결라인들(515)과 상기 연마 헤드(300a) 사이에 위치하며 상기 연마 헤드(300a) 내의 공기압 또는 진공 상태를 감지할 수 있는 제2 센서(550)가 제공될 수 있다. 이 경우에, 상기 제2 센서(550)는 상기 사전 검사 설비(500) 내의 상기 설비 몸체(505) 내부에 위치할 수도 있다. 상기 제2 센서(550)는 상기 디스플레이부(520)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제어부(530)를 통하여 상기 사전 검사 설비(500)에 장착된 연마 헤드(300a) 및 로드컵 설비(200a)를 동작시킬 수 있다.
상기 사전 검사 설비(500)는 상기 폴리셔부(100)로부터 분리하여 분해 및 수리를 한 후 조립 과정 중, 또는 조립이 완료된 로드컵 설비(200a)를 장착하여 상기 로드컵 설비(200a)의 정상 여부를 검사할 수 있다. 또한, 상기 사전 검사 설비(500)는 상기 폴리셔부(100)로부터 분리하여 분해 및 수리를 한 후 조립 과정 중, 또는 조립이 완료된 연마 헤드(300a)를 장착하여 상기 연마 헤드(300a)의 정상 여부를 검사할 수 있다. 여기서, 상기 로드컵 설비(200a) 및 상기 연마 헤드(300a)의 검사 방법들에 대해서는 후에 설명하기로 한다.
다음으로, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 로드컵 설비에 대해 도 4를 참조하여 보다 자세히 설명하기로 한다. 상기 로드컵 설비(200)는 세척조(220), 웨이퍼의 로딩/언로딩을 위한 것으로 상기 세척조(220) 내에 위치하며 상하운동을 하는 페디스탈(210), 상기 페디스탈(210) 상면에 안착되는 웨이퍼를 흡착하는 흡입력을 제공하도록 상기 페디스탈(210) 표면에 위치하는 복개의 유체 포드들(214), 상기 세척조(220) 내에 위치하고 상기 페디스탈(210)에 인접하며 제1 노즐(231) 및 제2 노즐(232)을 구비하는 세척수단, 상기 페디스탈(210)의 상면에 안착되는 웨이퍼를 정위치시키기 위해 웨이퍼를 가이드하는 센터링 조(centering jaw, 240)를 포함할 수 있다. 한편, 상기 세척조(220)는 상기 세척조(220) 하부에 위치하는 지지대(250)에 의해 지지될 수 있다.
다음으로, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바 있는 상기 사전 검사 설비(500) 내에 장착된 로드컵 설비(200a) 및 연마 헤드(300a)를 도 5를 참조하여 보다 자세히 설명함과 아울러 도 6 및 도 7을 참조하여 연마 헤드 및 로드컵 설비를 검사하는 방법들에 대해 설명하기로 한다. 여기에서, 도 5는 상기 사전 검사 설비(500) 내에 도 3에 도시된 바와 같이 설치된 로드컵 설비(200a) 및 연마 헤드(300a)를 나타낸 단면도이다. 여기서는, 상기 연마 헤드(300a) 및 상기 로드컵 설비(200a)가 상기 사전 검사 설비(500) 내에 동시에 설치한 것으로 설명하지만, 상기 연마 헤드(300a) 및 상기 로드컵 설비(200a) 중 하나만 상기 사전 검사 설비(500)에 설치하여 검사를 수행 할 수도 있다.
먼저, 상기 연마 헤드(300a) 및 상기 연마 헤드(300a)를 검사하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 상기 폴리셔부(100) 내의 연마헤드(300)을 분리하여 분해하고 각 부품들을 교체하거나 수리한다.(S610) 즉, 수리 또는 교체가 필요한 부품들을 정비한다. 이어서, 정비된 각 부품들을 조립한다.(S620) 상기 조립된 연마 헤드(300a)는 헤드 몸체(310), 상기 헤드 몸체(310) 하부에 위치한 캐리어(320), 및 상기 캐리어(320) 하부에 위치한 멤브레인부(340)을 포함하는 어셈블리로 구성될 수 있다. 상기 멤브레인부(340)는 웨이퍼를 진공 흡착할 수 있다. 상기 멤브레인부(340)와 상기 캐리어(320) 사이에 짐벌 플렉셔(330)가 도입되고, 상기 멤브레인부(340)의 주위에는 리테이너 링(340)이 제공될 수 있다. 상기 캐리어(320)의 하부에는 이너 튜브(inner tube, 360)가 제공되고, 상기 캐리어(320)와 상기 헤드 몸체(310) 사이에는 롤링 다이아프램(370)이 제공될 수 있다. 이러한 구성요소들, 즉 부품들로 구성된 연마 헤드(300a)가 구동하기 위해서는 상기 연마 헤드(300a) 내부에 여러 유로들이 제공되어야 한다. 이러한 유로들로써, 상기 멤브레인부(340)와 연결된 제1 유로(311a), 상기 이너 튜브(360)와 연결된 제2 유로(311b), 및 상기 리테이너 링(350)과 연결된 제3 유로(311c)가 제공될 수 있다. 이러한 유로들(311a, 311b, 311c)을 통하여 제공되는 진공 또는 공기압은 서로에게 영향을 주어서는 안된다. 즉, 상기 연마 헤드(300a)를 구성하는 각 부품들은 상기 유로들(311a, 311b, 311c)에서 누설(leak)이 발생되지 않도록 상호 결합 체결되어야 한다. 이어서, 상기 사전 검사 설비(500)의 상기 헤드부(502)에 상기 조립된 연마 헤드(300a)를 장착한다. 상기 헤드부(502)에 장착된 상기 조립된 연마 헤드(300a)의 상기 제1 내지 제3 유로들(311a, 311b, 311c)은 상기 체결라인들(515)과 결합할 수 있다. 이 경우에, 상기 제1 내지 제3 유로들(311a, 311b, 311c)과 상기 체결라인들(515) 사이에는 상기 제2 센서(550)가 제공될 수 있다 라는 것은 이미 설명한 바 있다. 이어서, 상기 사전 검사 설비(500)를 이용하여 상기 조립된 연마 헤드(300a)를 검사한다.(S630) 이 때, 상기 조립된 연마 헤드(300a)를 검사하는 것은 상기 폴리셔부(100)에 장착된 연마 헤드들(300)를 동작시키는 것과 동일한 조건에서 수행 하며 검사할 수 있다. 따라서, 상기 사전 검사 설비(500)에 장착된 상기 조립된 연마 헤드(300a)가 정상적으로 동작하는지 여부를 알 수 있다.(S640) 즉, 상기 제2 센서(550)는 상기 제1 내지 제3 유로들(311a, 311b, 311c) 내의 공기압 또는 진공 상태가 원하는 상태인지 아니면, 비정상 상태인지 감지할 수 있다. 따라서, 상기 제2 센서(550)와 전기적으로 연결된 상기 디스플레이부(520)에 상기 조립된 연마 헤드(300a)의 상태가 표시될 수 있다. 상기 조립된 연마 헤드(300a)가 정상 상태라면 상기 조립된 연마 헤드(300a)를 상기 사전 검사 설비(500)로부터 분리하여 분해하지 않고, 조립된 상태로 상기 폴리셔부(100)에 장착한다.(S650) 만일, 상기 제1 내지 제3 유로들(311a, 311b, 311c) 중 어느 하나가 정상 상태가 아니라면 상기 디스플레이부(520)는 상기 정상 상태가 아닌 유로를 표시할 수 있다. 그러면 작업자는 비정상 상태의 유로에 관련된 부품들만을 선택하여 정비하고 재조립할 수 있다. 이와 같이 재조립된 연마헤드를 다시 검사하는 일련의 과정을 진행할 수 있다.
다음으로, 상기 로드컵 설비(200a) 및 상기 로드컵 설비(200a)를 검사하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 상기 폴리셔부(100) 내의 로드컵 설비(200)를 분리하여 분해하고 각 부품들을 교체하거나 수리한다.(S710) 즉, 수리 또는 교체가 필요한 부품들을 정비한다. 이어서, 정비된 각 부품들을 조립한다.(S720) 상기 조립된 로드컵 설비(200a)는 도 4를 참조하여 설명한 바와 같은 구성요소들, 즉 부품들을 포함할 수 있다. 여기서는, 도 4를 참조하여 설명한 바 있는 구성요소들을 포함하는 상기 로드컵 설비(200a)에 대해 좀더 구체적으로 설명하기로 한다. 상기 로드컵 설비(200a)의 상기 제1 노즐(231) 및 상기 제2 노즐(232)은 순수를 분사할 수 있다. 즉, 상기 제1 노즐(231)은 순수를 상기 페디스탈(210)의 상면을 향하여 분사하도록 설치될 수 있고, 상기 제2 노즐(232)은 순수를 상기 연마 헤드(300a)의 저면에 설치된 상기 멤브레인부(340)을 향하여 분사하도록 설치될 수 있다. 그 결과, 상기 제1 및 제2 노즐들(231, 232)로부터 분사되는 순수들에 의해 상기 페디스탈(210)의 상면 및 상기 연마 헤드(200a)의 저면이 세척될 수 있다. 상기 세척조(220)는 원통 형상의 지지대(250)에 의해 지지될 수 있다. 상기 지지대(250) 내부에는 상기 제1 노즐(231) 및 상기 제2 노즐(232)로 순수를 공급하기 위한 유체 라인(236)이 제공될 수 있다. 상기 유체 라인(236)은 상기 세척조(220) 내부에 제공된 유로(237)의 일단부와 연결될 수 있다. 상기 유로(237)의 타단부는 상기 제1 노즐(231) 및 상기 제2 노즐(232)에 연결될 수 있다. 상기 페디스탈(210)은 로딩/언로딩되는 웨이퍼를 지지하기 위한 것으로 페디스탈 플레이트(211), 페디스탈 필름(213), 및 페디스탈 지지대(212)로 이루어질 수 있다. 상기 페디스탈 플레이트(211)는 웨이퍼를 지지하는 역할을 하는 것으로, 하부에 위치하는 상기 페디스탈 지지대(212)에 의해 상승 또는 하강할 수 있다. 상기 페디스탈 필름(213)은 상기 페디스탈 플레이트(211)의 상면에 위치하며 웨이퍼와 직접 접촉할 수 있다. 상기 페디스탈(210)의 상면에는 웨이퍼의 진공 흡착 및 순수의 분사를 위한 복수의 유체 포트들(214)이 방사상으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 페디스탈 지지대(212)의 내부에는 수직의 유로(216)가 제공되며, 상기 페디스탈(210) 내부에 상기 복수의 유체 포트들(214)과 상기 수직의 유로(216)를 연결하는 수평의 유로(215)가 제공될 수 있다. 즉, 상기 수직의 유로(216) 및 상기 수평의 유로(215)는 상기 연마 헤드 (300a)의 저면에 위치하는 상기 멤브레인부(340)를 세척하기 위해 상기 유체 포트들(214)로 순수를 공급하는 통로로서의 역할을 함과 아울러 상기 페디스탈 필름(213)의 상면에 안착하는 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 진공 라인으로서의 역할도 겸할 수 있다. 상기 로드컵 설비(200a)를 구성하는 각 부품들은 누설(leak)이 발생되지 않도록 상호 결합 체결되어야 한다. 이어서, 상기 사전 검사 설비(500)의 상기 로드컵부(501)에 상기 조립된 로드컵 설비(200a)를 장착한다. 이어서, 상기 사전 검사 설비(500)를 이용하여 상기 조립된 로드컵 설비(200a)를 검사한다.(S730) 이 때, 상기 조립된 로드컵 설비(200a)를 검사하는 것은 상기 폴리셔부(100)에 장착된 로드컵 설비(200)를 동작시키는 것과 동일한 조건에서 수행하며 검사할 수 있다. 따라서, 상기 사전 검사 설비(500)에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비(200a)가 정상적으로 동작하는지 여부를 알 수 있다.(740) 상기 조립된 로드컵 설비(200a)가 정상 상태라면 상기 조립된 로드컵 설비(200a)를 상기 사전 검사 설비(500)로부터 분리하여, 조립된 상태로 상기 폴리셔부(100)에 장착한다.(S750) 만일, 상기 조립된 로드컵 설비(200a)의 조립상태가 정상 상태가 아니라면, 상기 조립된 로드컵 설비(200a)를 재정비하는 일련의 과정을 진행할 수 있다. 구체적으로, 상기 조립된 로드컵 설비(200a)의 비정상 상태의 일예로써, 상기 조립된 로드컵 설비(200a)를 동작시킬 때 상기 조립된 로드컵 설비(200a) 외부로 순수가 누수되는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같이 누수된 순수는 도 3를 참조하여 설명한 바 있는 상기 제1 센서(540)에 의해 감지될 수 있다. 그 결과, 상기 디스플레이부(520)는 상기 제1 센서(540)로부터의 전기적 신호에 의해 상기 조립된 로드컵 설비(200a)에 누수가 발생함을 표시할 수 있다. 따라서, 상기 조립된 로드컵 설비(200a)가 정상 상태가 아니라는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 사전 검사 설비(500) 내에는 도면에 도시되지는 않았지만 웨이퍼의 로딩/언로딩 상태를 감지할 수 있는 위치 감지 센서, 상기 페디스탈(210)의 동작 상태를 감지할 수 있는 센서, 상기 페디스탈(210)의 상기 유체 포트들(214)의 흡착력을 감지할 수 있는 센서들을 포함할 수 있다. 이들 센서로부터 상기 사전 검사 설비(500)에 장착되어 동작하는 상기 조립된 로드컵 설비(200a)의 상태를 알 수 있다.
또한, 상기 사전 검사 설비(500)에 장착된 상기 연마 헤드(300a) 및/또는 상기 로드컵 설비(200a)를 사용하여 더미 웨이퍼에 대해 상기 폴리셔부(100)에서 수행되는 평탄화공정과 동일한 조건으로 예비 평탄화공정을 수행할 수 있다. 그 결과, 예비 평탄화공정이 수행된 더미 웨이퍼의 표면 상태로서 상기 연마 헤드(300a) 및/또는 상기 로드컵 설비(200a)의 정상 여부를 알 수 있다.
상술한 바와 같이 화학기계적 연마 설비 어셈블리는 별도로 마련된 사전 검사 설비를 구비한다. 따라서, 폴리셔부를 구성하는 연마 헤드 및 로드컵 설비의 검사 시간을 줄일 수 있다. 즉, 연마 헤드 및 로드컵 설비를 정비하는데 평탄화공정이 수행되는 폴리셔부를 이용하지 않고, 여러개의 센서들을 구비한 사전 검사 설비를 이용함으로써, 연마 헤드 및 로드컵 설비의 검사 시간을 줄일 수 있다. 또한, 폴리셔부와 사전 검사 설비는 서로 독립된 별도의 설비로서 마련되므로, 폴리셔부 내의 정비가 필요한 연마 헤드 및/또는 로드컵 설비를 폴리셔부로부터 분리하여 분 해 및 수리하고 재조립하여 상기 사전 검사 설비에 장착하여 검사를 수행할 수 있다. 따라서, 정비가 필요한 연마 헤드 및/또는 로드컵 설비를 폴리셔부로부터 분리함과 아울러 여분의 연마 헤드 및/또는 로드컵 설비를 폴리셔부에 장착하여 화학기계적 연마 설비를 가동할 수 있다. 따라서, 화학기계적 연마 설비의 가동률을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드를 평탄화공정이 수행되는 폴리셔부에 장착하여 사전 검사를 수행하지 않고, 별도의 사전 검사 설비를 이용하여 상기 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드를 정비할 수 있다. 즉, 본 발명의 화학기계적 연마 설비 어셈블리를 이용하면, 정비된 예비 로드컵 설비 및 예비 연마 헤드를 상기 폴리셔부에 장착하여 화학기계적 연마 설비를 가동시키면서 상기 화학기계적 연마 설비의 정비가 필요한 로드컵 설비 및 연마 헤드를 사전 검사 설비를 이용해 정비할 수 있다. 또한, 예비 로드컵 설비 및 예비 연마 헤드가 구비되지 않은 경우라도 평탄화공정이 수행되는 화학기계적 연마 설비를 사용하여 로드컵 설비 및 연마 헤드를 검사하는 것보다 사전 검사 설비를 사용하여 검사하는 것이 정비 시간을 줄이는데 유리하다. 즉, 사전 검사 설비는 로드컵 설비 및 연마 헤드의 정상 여부를 감지할 수 있는 센서들을 구비함으로써, 이들 센서들로부터 로드컵 설비 및 연마 헤드가 정상인지 여부를 알 수 있다. 따라서, 로드컵 설비 및 연마 헤드가 정상적으로 정비되었는지 여부를 알 수 있다. 결과적으로, 화학기계적 연마 설비의 가동률을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 로드컵 설비 및 연마 헤드를 구비하며 화학기계적 연마 공정을 수행하는 폴리셔부; 및
    상기 폴리셔부에 인접한 곳에 위치하며 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드의 정상 여부를 검사하는 사전 검사 설비를 포함하는 화학기계적 연마 설비 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사전 검사 설비는 상기 폴리셔부로부터 분리되어 정비된 로드컵 설비를 장착하여 상기 정비된 로드컵 설비의 정상 여부 및/또는 상기 폴리셔부로부터 분리되어 정비된 연마 헤드를 장착하여 상기 정비된 연마 헤드의 정상 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마 설비 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사전 검사 설비는 상기 폴리셔부로부터 분리되어 정비된 로드컵 설비가 장착되는 로드컵부, 상기 폴리셔부로부터 분리되어 정비된 연마 헤드가 장착되는 헤드부, 상기 로드컵부에 장착된 로드컵 설비 및 상기 헤드부에 장착된 연마 헤드의 정상 여부를 감지하는 센서들, 이들 센서들과 전기적으로 연결된 디스플레이부, 및 상기 로드컵 설비와 연마 헤드의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마 설비 어셈블리.
  4. 로드컵 설비 및 연마 헤드를 구비한 폴리셔부로부터 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드를 분리하여 분해 및 수리하고,
    상기 분해 및 수리된 로드컵 설비 및/또는 연마 헤드를 조립하고,
    상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드를 사전 검사 설비에 장착하고,
    상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드의 정상 여부를 상기 사전 검사 설비를 이용하여 검사하는 것을 포함하는 화학기계적 연마 설비의 정비 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드가 정상인 경우에, 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드를 상기 사전 검사 설비으로부터 분리하여 상기 폴리셔부에 장착하는 것을 더 포함하는 화학기계적 연마 설비의 정비 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드가 비정상인 경우에, 상기 조립된 로드컵 설비 및/또는 상기 조립된 연마 헤드를 재분해 및 재수리하여 상기 사전 검사 설비에 재장착하는 것을 더 포 함하는 화학기계적 연마 설비의 정비 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 사전 검사 설비는 상기 조립된 로드컵 설비가 장착되는 로드컵부, 상기 조립된 연마 헤드가 장착되는 헤드부, 상기 로드컵부에 장착된 로드컵 설비 및 상기 헤드부에 장착된 연마 헤드의 정상 여부를 감지하는 센서들, 이들 센서들과 전기적으로 연결된 디스플레이부, 및 상기 사전 검사 설비에 장착된 상기 조립된 로드컵 설비와 조립된 연마 헤드의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기계적 연마 설비의 정비 방법.
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