KR20080042867A - 대상물 세정 장치들을 이용하여 대상물들을 연마하기 위한장치 및 방법 - Google Patents

대상물 세정 장치들을 이용하여 대상물들을 연마하기 위한장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

이동 가능한 대상물 세정 장치가 될 수 있는, 적어도 하나의 대상물 세정장치를 사용하여 반도체 웨이퍼등과 같은 대상물을 연마하기 위한 장치 및 방법. 상기 이동 가능한 세정 장치는 유지 관리를 위해 상기 장치의 다른 부품들에 접근이 허용된다.
Figure P1020087005467
연마, 세정, 유지 관리, 유체관, 전달, 중계, 건조, 대상물

Description

대상물 세정 장치들을 이용하여 대상물들을 연마하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for polishing objects using object cleaners}
본 발명은 일반적으로 반도체 공정 설비들, 보다 구체적으로는 반도체 웨이퍼를 연마하는 장치와 방법에 관한 것이다.
< 관련된 출원에 대한 상호 참조>
본 출원은 2005년 9월 9일 출원된 미국 임시 특허 출원번호 제60/715,751호와 2006년 7월 12일 출원된 미국 임시 특허 출원번호 제60/830,258호의 이익을 받을 권리가 있으며, 이들은 모두 여기에 참조로서 통합된다.
반도체 공정에서 금속 배선과 절연막의 적층이 늘어나면서, 국부적인 평탄도 뿐만 아니라 광범위한 영역에서의 평탄도에 대한 중요도가 점점 더 커지고 있다. 반도체 웨이퍼들을 평탄화하기 위해 선호되는 방법은 화학기계적 연마(CMP) 방법인데, 이 방법에서는 반도체 웨이퍼의 표면이 웨이퍼와 연마 패드 사이에 공급되는 연마제 용액을 사용하여 연마된다. 이 화학기계적 연마법은 또한 반도체 웨이퍼들 상에 구리 구조물을 형성하기 위한 다마신(damsscene) 공정에도 널리 사용된다.
일반적으로, 화학기계적 연마 장치는, 연마 패드(pad)가 부착되는 연마 테이블과 반도체 웨이퍼를 지지하고 연마 패드 상에서 상기 웨이퍼를 가압하여 주는 웨 이퍼 캐리어(carrier)를 포함한다. 상기 화학기계적 연마 장치는 상기 연마된 웨이퍼들을 세정하고 건조하기 위한 웨이퍼 세정 장치도 포함할 수 있다.
CMP 장치의 가장 중요한 성능들 중의 하나는 생산성이다. 더 높은 생산성을 위하여, CMP 장치는 통상 더 많은 연마 테이블들과 더 많은 웨이퍼 캐리어들을 필요로 한다. 화학기계적 연마 장치에서 연마 테이블들과 웨이퍼 캐리어들의 수가 증가함에 따라, 복수의 반도체 웨이퍼들을 효과적으로 연마하기 위해서는 상기 연마 테이블들과 상기 웨이퍼 캐리어들의 배열이 중요해진다. 아울러, 상기 웨이퍼들이 상기 웨이퍼 캐리어와 상기 웨이퍼 세정 장치로, 그리고 상기 웨이퍼 캐리어와 상기 웨이퍼 세정 장치로부터 전달되는 방식도 중요해 진다. 그러나, 넓은 면적을 갖는 화학기계적 연마 장치는 그 장치를 설치하기 위하여 더 넓은 클린룸이 필요하며 이는 더 큰 가동비를 의미하므로 화학기계적 연마 장치의 크기 역시 고려되어야 한다.
이러한 관점에서, 높은 생산성을 가지고 반도체 웨이퍼를 연마하기 위한, 넓은 면적을 필요로 하지 않는 장치 및 방법이 요구된다.
반도체 웨이퍼들과 같은 대상물을 연마하기 위한 장치 및 방법은, 이동 가능한 대상물 세정 장치일 수도 있는, 적어도 하나의 대상물 세정 장치를 사용한다. 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 유지 관리를 위하여 상기 장치의 다른 부분들로 접근가능케 해 준다. 또한 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 상기 장치가 더 작은 면적을 갖도록 해 준다. 상기 장치는 생산성을 증가시키기 위하여 복수의 연마 유닛들을 포함하는 연마 스테이션을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 대상물들을 연마하기 위한 장치는 연마 스테이션, 이동 가능한 대상물 세정 장치, 대상물 이송 장치, 가이드 기구를 포함한다. 연마 스테이션은 상기 대상물들을 연마하기 위하여 적어도 하나의 연마 유닛을 포함한다. 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 상기 연마 스테이션의 측면에 인접하여 배치된다. 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함한다. 상기 대상물 이송 장치는 상기 대상물들을 상기 연마 스테이션으로부터 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치로 이송하도록 배치된다. 상기 가이드 기구는 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치에 움직일 수 있게끔 연결된다. 상기 연마 스테이션의 부분들로 접근할 수 있도록 상기 가이드 기구는 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 초기 위치로부터 후속 위치로 위치 변경될 수 있도록 구성된다. 또한 상기 가이드 기구는 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 후속 위치로부터 초기 위치로 되돌려지도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따라 대상물들을 연마하기 위한 장치는 연마 스테이션, 이동 가능한 대상물 세정 장치, 대상물 이송 장치, 가이드 기구를 포함한다. 상기 연마 스테이션은 상기 대상물들을 연마하기 위하여 복수의 연마 유닛들을 포함하고 상기 대상물들을 상기 연마 유닛들 사이에서 전달하기 위하여 적어도 하나의 대상물 중계 장치를 포함한다. 상기 연마 스테이션은 2 개의 더 긴 측면들과 2 개의 더 짧은 측면들을 가지는 사각형 형태이다. 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 상기 연마 스테이션의 상기 2 개의 더 긴 측면들 중의 하나에 인접하여 배치된다. 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함한다. 상기 대상물 이송 장치는 상기 대상물들을 상기 연마 스테이션으로부터 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치로 전달하도록 배치된다. 상기 가이드 기구는 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치로 움직일 수 있도록 연결된다. 상기 가이드 기구는 상기 연마 스테이션의 부분들로 접근할 수 있도록 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 동작 위치로부터 유지 관리 위치로 위치 변경될 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 가이드 기구는 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 상기 유지 관리 위치로부터 상기 동작 위치로 되돌려지도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라 대상물들을 연마하기 위한 장치는 연마 스테이션, 제1 및 제2 대상물 세정 장치, 적어도 하나의 대상물 이송 장치를 포함한다. 상기 연마 스테이션은 제1 및 제2 연마 유닛들과 제1 및 제2 대상물 중계 장치들을 포함한다. 상기 제1 및 제2 연마 유닛들 각각은 연마 테이블과 제1 및 제2 대상물 캐리어들을 포함한다. 제1 및 제2 대상물 중계 장치들은 상기 제1 연마 유닛과 상기 제2 연마 유닛 사이에 배치된다. 상기 제1 대상물 중계 장치는 제1 대상물을 초기 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 상기 제1 대상물 캐리어로부터 상기 제2 연마 유닛의 상기 제1 대상물 캐리어로 전달하도록 배치된다. 상기 제2 대상물 중계 장치는 제2 대상물을 상기 초기 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 상기 제2 대상물 캐리어로부터 상기 제2 연마 유닛의 상기 제2 대상물 캐리어로 전달하도록 배치된다. 상기 제1 및 제2 대상물 세정 장치들은 상기 연마 스테이션 근처에 배치된다. 상기 제1 및 제2 대상물 세정 장치들 각각은 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함한다. 제1 대상물 세정 장치는 상기 제1 대상물이 상기 제1 대상물 세정 장치 내에서 회귀 방향을 따라서 전달되도록 상기 제1 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 상기 제1 대상물을 처리하도록 구성된다. 상기 제2 대상물 세정 장치는 상기 제2 대상물이 상기 제2 대상물 세정 장치 내에서 회귀 방향을 따라서 전달되도록 상기 제2 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 상기 제2 대상물을 처리하도록 구성된다. 상기 회귀 방향은 상기 초기 방향의 반대 방향이다. 상기 적어도 하나의 대상물 이송 장치는 상기 제1 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제1 대상물 세정 장치로, 그리고 상기 제2 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제2 대상물 세정 장치로 전달하도록 배치된다.
본 발명의 실시예에 따라 대상물들을 연마하기 위한 방법은, 제1 대상물을 연마 스테이션 내에서 초기 방향을 따라서 제1 연마 유닛의 제1 대상물 캐리어로부터 제1 대상물 중계 장치로, 그리고 상기 제1 대상물 중계 장치로부터 제2 연마 유닛의 제1 연마 캐리어로 전달하되 상기 제1 대상물을 상기 제1 및 제2 연마 유닛들에서 연마하는 단계를 포함하는 단계; 제2 대상물을 상기 연마 스테이션 내에서 상기 초기 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 제2 대상물 캐리어로부터 제2 대상물 중계 장치로, 그리고 상기 제2 대상물 중계 장치로부터 제2 연마 유닛의 제2 연마 캐리어로 전달하되 상기 제2 대상물을 상기 제1 및 제2 연마 유닛들에서 연마하는 단계를 포함하는 단계; 상기 제1 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함하는 제1 대상물 세정 장치로 전달하고 상기 제2 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함하는 제2 대상물 세정 장치로 전달하는 단계; 상기 제1 대상물이 상기 제1 대상물 세정 장치 내에서 상기 초기 방향의 반대 방향인 회귀 방향을 따라서 전달되도록 상기 제1 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 상기 제1 대상물을 처리하는 단계; 및 상기 제2 대상물이 상기 제2 대상물 세정 장치 내에서 상기 회귀 방향을 따라서 전달되도록 상기 제2 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 상기 제2 대상물을 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 관점과 장점들은 본 발명의 원리들의 예를 사용하여 도시된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명확해 질 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 연마 장치의 평면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따라 연마 유닛들 사이에서 웨이퍼들을 전달하기 위하여 웨이퍼 이송 장치들이 어떻게 직선적으로 움직이는 지를 보여 주는, 도1의 연마 장치의 연마 스테이션의 연마 유닛들과 웨이퍼 중계 장치들의 측면도이다.
도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 연마 유닛들 사이에서 웨이퍼들을 전달하기 위하여 상기 연마 유닛들의 웨이퍼 캐리어 조립체들이 어떻게 직선적으로 움직이는지를 보여주는, 도1의 연마 장치의 연마 스테이션의 연마 유닛들과 웨이퍼 중계 장치들의 측면도이다.
도4는 웨이퍼 세정 장치들이 각각의 유지 관리 위치들에 놓여 있는, 도1의 연마 장치의 평면도이다.
도5는 웨이퍼 세정 장치들 중의 하나가 유지 관리 위치에 놓여 있는, 도1의 연마 장치의 측면도이다.
도6은 본 발명의 대체 실시예에 따른 연마 장치의 평면도이다.
도7은 웨이퍼 세정 장치들이 각각의 유지 관리 위치에 놓여 있는, 도6의 연마 장치의 평면도이다.
도8은 웨이퍼 세정 장치들이 각각의 유지 관리 위치들에 놓여 있는, 도6의 연마 장치의 측면도이다.
도9는 본 발명의 또 다른 대체 실시예에 따른 연마 장치의 평면도이다.
도10은 웨이퍼 세정 장치들이 각각의 유지 관리 위치들에 놓여 있는, 도9의 연마 장치의 평면도이다.
도11은 웨이퍼 세정 장치들이 각각의 유지 관리 위치들에 놓여 있는, 도9의 연마 장치의 측면도이다.
도12는 본 발명의 실시예에 따른 연마 장치의 평면도이다.
도13은 본 발명의 실시예에 따라 반도체 웨이퍼들과 같은 대상물들을 연마 하기 위한 방법의 흐름도이다.
도1, 2 및 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 연마 장치(10)가 설명된다. 도1은 연마 장치(10)의 평면도이다. 도2 및 3은 연마 장치(10)의 연마 스테이션(20)의 구성 요소들의 측면도이다. 연마 장치(10)는 연마 스테이션(20), 웨이퍼 보관 스테이션(102), 제1 웨이퍼 이송 장치(150), 제2 웨이퍼 이송 장치(210) , 제 3 웨이퍼 이송 장치(210'), 제1 이동 가능한 웨이퍼 세정 장치(220) 그리고 제2 이동 가능한 웨이퍼 세정 장치(220')를 포함한다.
연마 스테이션(20)은 반도체 웨이퍼들을 연마 스테이션(20)으로 그리고 연마 스테이션(20)으로부터 전달하기 위하여 열릴 수 있는 유사 창문 기구(도시되지 않음)를 가지는 밀폐된 구조물(enclosure)이다. 도1에서처럼, 이 실시예에서 연마 스테이션(20)은 2 개의 더 긴 측면들 (20L, 20L')과 2 개의 더 짧은 측면들을 가지는 사각형 형태이다. 연마 스테이션(20)은 제1 연마 유닛(250a), 제2 연마 유닛(250b), 2개의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a'), 2 개의 제2 웨이퍼 중계 장치들(280b, 280b'), 그리고 2개의 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')을 포함한다. 연마 스테이션(20)의 각 연마 유닛(250)은 연마 테이블(256), 제1 웨이퍼 캐리어 조립체(260) 그리고 제2 웨이퍼 캐리어 조립체(260')를 포함한다. 웨이퍼 테이블(256)은 축을 중심으로 회전 또는 궤도 운동을 할 수 있다. 반도체 웨이퍼들의 화학기계적 연마 공정을 위하여 연마 테이블(256) 위에 연마포(255)가 부착될 수 있다. 반도체 웨이퍼들을 연마하기 위하여 연마 입자 그리고/또는 KOH와 같은 화학품들을 포함하는 하나 또는 그 이상의 연마제들이 연마포(255)와 함께 사용된다. 연마 유닛(250) 각각은 적절한 연마를 위하여 연마포(255)의 표면을 새롭게 만들어 주기 위해서 연마 공정 동안에 연마포의 표면을 컨디션(condition)해 주는 패드 컨디셔너(258)을 더 포함할 수 있다. 여기서는 웨이퍼들의 연마 공정들이 하나 또는 그 이상의 연마포들 상에서 행해지는 것으로 설명되지만, 웨이퍼 연마 공정들은 연마 테이블의 연마면과 같은 어떤 종류의 연마면 상에서도 수행될 수 있다. 연마 스 테이션(20)의 면적은 대략적으로 연마 스테이션(20)의 연마 테이블들(256a, 256b)에 의하여 정의되는 면적이다.
연마 유닛들(250a, 250b)의 각각의 웨이퍼 캐리어 조립체(260)는 도2와 3에 나타낸 것처럼 웨이퍼 캐리어(262), 캐리어 샤프트(264) 그리고 회전 및 수직 구동 기구(266)을 포함한다. 웨이퍼 캐리어(262)는 연마되는 웨이퍼 면이 연마포(255)를 향하도록 반도체 웨이퍼를 잡아주도록 디자인된다. 웨이퍼 캐리어(262)는 캐리어 샤프트(264)를 통하여 회전 및 수직 구동 기구(266)에 연결된다. 회전 및 수직 구동 기구(266)는 연결된 캐리어 샤프트(264)를 통하여 웨이퍼 캐리어(262)의 회전 및 수직 운동을 제어한다. 회전 및 수직 구동 기구(266)는 연결된 캐리어 샤프트(264)를 회전시킴으로써 웨이퍼 캐리어(262)를 회전시키고 연결된 캐리어 샤트프(264)를 수직으로 움직임으로써 웨이퍼 캐리어(262)를 수직으로 움직이도록 구성된다. 반도체 웨이퍼들을 연마하기 위하여 웨이퍼 캐리어들(262)에 의하여 지지되는 웨이퍼들을 각각의 연마포들(255) 상에서 가압하도록 웨이퍼 캐리어들(262)은 회전 및 수직 구동 기구(266)에 의하여 각각의 연마포들(255)로 하향 이동된다.
연마 스테이션(20)의 웨이퍼 중계 장치들은 웨이퍼 중계 장치들(280)로 그리고 웨이퍼 중계 장치들(280)로부터 전달되는 웨이퍼들을 수용한다. 각각의 웨이퍼 중계 장치(280)는 웨이퍼 캐리어로부터 릴리즈되는 웨이퍼를 받거나 언로드(unload)하며 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어에 위치시키거나 로드(load)시키기 위해서 로드-언로드 컵(반도체업계에서 일반적으로 로드컵으로 알려진)을 포함한다. 웨이퍼 중계 장치들(280)과 2개의 연마 유닛들(250)은 도1에 나타낸 것처럼 2개의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')이 제1 연마 유닛(250a)의 앞에 위치되며, 2개의 제2 웨이퍼 중계 장치들(280b, 280b')은 제1 연마 유닛(250a)과 제2 연마 유닛(250b)의 사이에 위치되며, 2개의 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')은 제2 연마 유닛(250a)의 뒤에 위치된다. 도1에서 웨이퍼 중계 장치들(280)의 위치들은 각각의 파킹 위치들이다.
웨이퍼 세정 장치들(220, 220')은 반도체 웨이퍼들을 상기 웨이퍼 세정 장치들로 그리고 상기 웨이퍼 세정 장치들로부터 전달하기 위하여 열릴 수 있는 윈도우와 같은 기구들(도시되지 않음)을 가지는 밀폐된 구조물(enclosure)이다. 제1 웨이퍼 세정 장치(220)는 웨이퍼 반입 스테이션(222), 제1 세정 스테이션(224), 제2 세정 스테이션(226), 건조 스테이션(228), 제1 웨이퍼 이송 장치(232), 제2 웨이퍼 이송 장치(234), 그리고 제3 웨이퍼 이송 장치(236)를 포함한다. 웨이퍼 반입 스테이션(222)은 제2 웨이퍼 이송 장치(210)에 의하여 전달되는 웨이퍼들을 수용한다. 제1 웨이퍼 이송 장치(232)는 웨이퍼 반입 스테이션(222)으로부터 제1 웨이퍼 세정 스테이션(224)으로 웨이퍼들을 전달한다. 제2 웨이퍼 이송 장치(234)는 제1 웨이퍼 세정 스테이션(224)으로부터 제2 웨이퍼 세정 스테이션(226)으로 웨이퍼들을 전달한다. 제3 웨이퍼 이송 장치(236)는 제2 웨이퍼 세정 스테이션(224)으로부터 건조 스테이션(228)으로 웨이퍼들을 전달한다. 건조된 웨이퍼들은 제1 웨이퍼 이송 장치(150)에 의하여 건조 스테이션(228)로부터 제거되어 웨이퍼 보관 스테이션(102)로 전달된다.
웨이퍼 세정 장치(220)의 제1 및 제2 세정 스테이션들(224, 226)은 초순 수(D.I water) 그리고/또는 NH4OH, 희석된 HF 또는 유기 케미칼들과 같은 케미칼들을 이용하여 웨이퍼 표면으로부터 연마 입자들을 제거한다. 웨이퍼 반입 스테이션(222)도 초순수 그리고/또는 NH4OH, 희석된 HF 또는 유기 케미칼들과 같은 케미칼들을 사용하여 연마 입자들을 제거하도록 구성될 수 있다. 제2 세정 스테이션(226)에서 세정 공정이 완료된 후에, 웨이퍼들은 초순수로 세척되고 건조 스테이션(228)에서 건조된다.
웨이퍼 세정 장치(220)는 2개 이상의 세정 스테이션들을 포함하거나 하나의 세정 스테이션을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 제2 웨이퍼 세정 장치(220')는 제1 웨이퍼 세정 장치(220)와 동일하다. 도1에서처럼, 이 실시예에서 각각의 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')은 2개의 더 긴 측면들과 2개의 더 짧은 측면들을 가지는 사각형 형태이다. 연마 장치(10)의 폭을 최소화하기 위하여 도1에 도시된 것 처럼 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')은 그들 각각의 더 긴 측면들(220L, 220L')이 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면들(20L, 20L')을 마주보도록 배치된다. 웨이퍼 세정 장치(220)의 더 긴 측면(220L)이 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면(20L)을 마주보도록 웨이퍼 세정 장치(220)가 연마 스테이션(20)에 인접하여 배치된다. 연마 스테이션(20)을 마주보는 웨이퍼 세정 장치(220)의 더 긴 측면(220L)은 상기 연마 스테이션의 더 긴 측면(20L)과 접촉할 수 있으며 또는 접촉하지 않을 수도 있다. 마찬가지로, 웨이퍼 세정 장치(220')의 더 긴 측면(220L')이 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면(20L')을 마주보도록 웨이퍼 세정 장치(220')가 연마 스테이션(20)에 인접하여 배치된다. 연마 스테이션(20)을 마주보는 웨이퍼 세정 장치(220')의 더 긴 측면(220L')은 상기 연마 스테이션의 더 긴 측면(20L')과 접촉할 수 있으며 또는 접촉하지 않을 수도 있다.
웨이퍼 보관 스테이션(102)은 연마 스테이션(20)에서 연마될 반도체 웨이퍼들 또는 다른 유사한 대상물들을 수용한다. 웨이퍼 보관 스테이션(102)은 연마 스테이션(20)과 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')에 의해서 연마되고 세정된 반도체 웨이퍼들 또는 다른 유사한 대상물들도 수용할 수 있다.
제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 웨이퍼 보관 스테이션(102)으로부터 연마 스테이션(20)으로 웨이퍼들을 전달한다. 더 구체적으로는, 제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 웨이퍼 보관 스테이션(102)으로부터 웨이퍼 연마 스테이션(20)의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')로 웨이퍼들을 전달한다. 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 연마 스테이션(20)으로부터 제1 웨이퍼 세정 장치(220)로 웨이퍼들을 전달한다. 더 구체적으로는, 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 웨이퍼 연마 스테이션(20)의 제3 웨이퍼 중계 장치(280c)로부터 제1 웨이퍼 세정 장치(220)의 웨이퍼 반입 스테이션(222)으로 웨이퍼들을 전달한다. 제3 웨이퍼 이송 장치(210')는 연마 스테이션(20)으로부터 제2 웨이퍼 세정 장치(220')로 웨이퍼들을 전달한다. 더 구체적으로는, 제3 웨이퍼 이송 장치(210')는 웨이퍼 연마 스테이션(20)의 제3 웨이퍼 중계 장치(280c')로부터 제2 웨이퍼 세정 장치(220')의 웨이퍼 반입 스테이션(222')으로 웨이퍼들을 전달한다. 제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로부터 웨이퍼 보관 스테이션(102)으로 웨이퍼들을 전달한다. 더 구 체적으로는, 제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')의 건조 스테이션들(228, 228')로부터 웨이퍼 보관 스테이션(102)으로 웨이퍼들을 전달한다.
상기 웨이퍼 이송 장치들이 각각의 직선 구동 기구들(도시되지 않음)에 의하여 직선 트랙들 상에서 직선적으로 움직여질 수 있도록 제1, 제2 및 제3 웨이퍼 이송 장치들이 (150, 210, 210') 각각의 직선 트랙들(155, 215, 215') 상에 놓여진다. 예를 들면, 제1, 제2 및 제3 웨이퍼 이송 장치들(150, 210, 210')은 전달을 위하여 웨이퍼를 다룰 수 있는 로봇팔을 포함할 수 있다. 제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 도1에 도시된 것처럼 2개의 로봇팔들(150a, 150b)을 포함하며 각각의 로봇팔(150a 또는 150b)이 웨이퍼들을 개별적으로 다룰 수 있도록 구성된다. 제1, 제2 및 제3 웨이퍼 이송 장치들(150, 210, 210')은 연마 스테이션(20), 웨이퍼 세정 장치(220) 또는 웨이퍼 세정 장치(220')에 웨이퍼들을 전달하기 전에 상기 웨이퍼들을 뒤집도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 연마 장치(10)는 버퍼 스테이션(105)을 더 포함한다. 버퍼 스테이션(105)은 연마 스테이션(20)에 의해서 연마되는 웨이퍼들을 수용한다. 이 실시예에서, 제1 웨이퍼 이송 장치(150)의 제1 로봇팔(150a)은 웨이퍼 보관 스테이션(102)으로부터 버퍼 스테이션(105)으로 웨이퍼들을 전달하며, 제1 웨이퍼 이송 장치(150)의 제2 로봇팔(150b)은 버퍼 스테이션(105)으로부터 연마 스테이션(20)으로 웨이퍼들을 전달한다. 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')에서 세정된 웨이퍼들은 제1 웨이퍼 이송 장치(150)의 제1 로봇팔(150a)에 의해서만 웨이퍼 세정 장 치들로부터 전달된다. 보관 스테이션(102), 버퍼 스테이션(105) 그리고 웨이퍼 세정 장치들(220, 220') 사이에서 깨끗한 웨이퍼들을 전달하기 위하여 사용되는 제1 로봇팔(150a)은 연마제에 의하여 오염되어 있는 연마 스테이션(20)으로는 들어가지 않는다.
대체할 수 있는 구성에서, 도1의 연마 장치(10)는 제2 웨이퍼 이송 장치(210)가 연마 스테이션(20)으로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220') 양쪽으로 웨이퍼들을 전달하도록 개조될 수 있다. 이러한 대체 구성에 있어서, 웨이퍼 이송 장치(210)가 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')은 물론 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')의 웨이퍼 반입 스테이션들(222, 222') 각각에 도달할 수 있도록 직선 트랙(215)이 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c') 근처에서 연마 스테이션(20) 옆에 배치된다. 동작에 있어서, 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 웨이퍼들을 연마 스테이션(20)의 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')의 웨이퍼 반입 스테이션들(222, 222')으로 각각 전달한다. 따라서, 이러한 대체 구성에서 제3 웨이퍼 이송 장치(210')는 필요하지 않고 이에 따라 연마 장치(10)로부터 제거된다.
도1과 도2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따라서 연마 장치(10)에서 웨이퍼를 처리하는 방법이 설명된다. 이 실시예에서, 연마 스테이션(20)의 웨이퍼 중계 장치들(280)은 웨이퍼들을 다음 목적지들로 전달하기 위하여 웨이퍼 중계 장치들을 직선적으로 이동시키는 부속 장치들(도시되지 않음)에 연결된다. 웨이퍼 중계 장치들을 이동시키기 위한 방법과 웨이퍼 중계 장치들(280)을 이동시키기 위하여 사용 되는 부속 장치들의 상세한 내용은 본 발명에서 참고로 인용된 미국 특허 출원(출원일 2004년 4월 21일, 출원 번호 10/829,593)의 도9-17을 참조하여 설명된 바 있다.
우선, 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')이, (1) 도1에 나타낸 것처럼 각각의 파킹 위치들에서 제1 웨이퍼 이송 장치(150)으로부터 웨이퍼들을 받고, (2) 각각 제1 연마 유닛(250a)의 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')로 직선적으로 움직이고, (3) 상기 웨이퍼들을 연마 테이블(256a)의 위에서 각각 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')로 전달하고, (4) 각각의 파킹 위치들로 되돌아 온다.
다음 단계에서, 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')이 연마 테이블(256a)의 연마포(255a)로 하향 이동하고 상기 웨이퍼들을 연마한다.
다음 단계에서, 상기 웨이퍼들이 연마포(255a) 상에서 연마된 후에 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')이 연마포(255a)로부터 들어올려진다.
다음 단계에서, 제2 웨이퍼 이송 장치들(280b, 280b')은, (1) 도1에 나타내어진 것처럼 각각의 파킹 위치들로부터 제1 연마 유닛(250a)의 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')로 각각 직선적으로 이동하고, (2) 연마 테이블(256a)의 위에서 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')로부터 웨이퍼들을 받으며, (3) 제2 연마 유닛(250b)의 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로 각각 직선적으로 이동하고, (4) 상기 웨이퍼들을 연마 테이블(256b)의 위에서 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로 각각 전달하고, (5) 각각의 파킹 위치들로 되돌아 온다.
다음 단계에서, 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')이 연마 테이블(256b)의 연마 포(255b)로 하향 이동하고 상기 웨이퍼들을 연마한다.
다음 단계에서, 상기 웨이퍼들이 연마포(255b) 상에서 연마된 후에 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')이 연마포(255b)로부터 들어 올려진다.
제3 웨이퍼 이송 장치들(280c, 280c')은, (1) 도1에 나타내어진 것처럼 각각의 파킹 위치들로부터 제2 연마 유닛(250b)의 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로 각각 직선적으로 이동하고, (2) 연마 테이블(256b)의 위에서 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로부터 웨이퍼들을 받으며, (4) 각각의 파킹 위치들로 되돌아 온다.
다음 단계에서, 상기 웨이퍼들이 제2 및 제3 웨이퍼 이송 장치들(210, 210')에 의하여 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로부터 각각 제거되고 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 각각 전달된다. 제3 웨이퍼 이송 장치(210')가 없는 상기 연마 장치의 상기 대체 구성에서는, 제2 웨이퍼 이송 장치(210)가 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로부터 상기 웨이퍼들들 제거하여 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달한다.
도1과 도3을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 연마 장치(10)에서 웨이퍼를 처리하는 방법이 설명된다. 이 실시예에서, 웨이퍼 캐리어 조립체들(260)은 웨이퍼들을 그들의 다음 목적지들로 전달하기 위하여 상기 웨이퍼 캐리어 조립체들을 직선적으로 이동시키는 부속 장치들에 연결된다. 웨이퍼 캐리어 조립체들(260)을 직선적으로 이동시키기 위한 방법과 상기 캐리어 조립체들(260)을 직선적으로 이동시키기 위하여 사용되는 상기 부속 장치들의 상세한 내용은 본 발명에서 참고로 인용된 미국 특허 출원(출원일 2004년 4월 21일, 출원 번호 10/829,593)의 도18-28을 참조하여 설명된 바 있다.
우선, 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')이 각각의 파킹 위치들에서 제1 웨이퍼 이송 장치(150)로부터 웨이퍼들을 받는다.
다음 단계에서, 제1 연마 유닛(250a)의 웨이퍼 캐리어 조립체들(260a, 260a')이 (1) 연마 테이블(256a) 상부의 그들의 초기 위치들로부터 각각 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')로 직선적으로 이동하고, (2) 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')로부터 그들 각각의 파킹 위치들에서 상기 웨이퍼들을 받고, (3) 제1 연마 유닛(250a)의 연마 테이블(256a)로 되돌아온다.
다음 단계에서, 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')이 연마 테이블(256a)의 연마포(255a)로 하향 이동하고 상기 웨이퍼들을 연마한다.
다음 단계에서, 상기 웨이퍼들이 연마포(255a) 상에서 연마된 후에 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')이 연마포(255a)로부터 들어올려진다.
다음 단계에서, 제1 연마 유닛(250a)의 웨이퍼 캐리어 조립체들(260a, 260a')이 (1) 웨이퍼 중계 장치들(280b, 280b')로 각각 직선적으로 이동하고, (2) 상기 웨이퍼들을 웨이퍼 중계 장치들(280b, 280b')로 그들 각각의 파킹 위치들에서 전달하고, (3) 제1 연마 유닛(250a)의 연마 테이블(256a)로 되돌아온다.
다음 단계에서, 제2 연마 유닛들(250b)의 웨이퍼 캐리어 조립체들(260b, 260b')이 (1) 연마 테이블(256b) 상부의 그들의 초기 위치들로부터 각각 웨이퍼 중계 장치들(280b, 280b')로 직선적으로 이동하고, (2) 웨이퍼 중계 장치들(280b, 280b')로부터 그들 각각의 파킹 위치들에서 상기 웨이퍼들을 받고, (3) 제2 연마 유닛(250b)의 연마 테이블(256b)로 되돌아온다.
다음 단계에서, 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')이 연마 테이블(256b)의 연마포(255b)로 하향 이동하고 상기 웨이퍼들을 연마한다.
다음 단계에서, 상기 웨이퍼들이 연마포(255b) 상에서 연마된 후에 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')이 연마포(255b)로부터 들어올려진다.
다음 단계에서, 제2 연마 유닛들(250b)의 웨이퍼 캐리어 조립체들(260b, 260b')이 (1) 각각 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로 직선적으로 이동하고, (2) 웨이퍼 중계 장치들(280b, 280b')로 그들 각각의 파킹 위치들에서 상기 웨이퍼들을 전달하고, (3) 제2 연마 유닛(250b)의 연마 테이블(256b)로 되돌아온다.
다음 단계에서, 상기 웨이퍼들이 제2 및 제3 웨이퍼 이송 장치들(210, 210')에 의하여 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로부터 각각 제거되고 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 각각 전달된다. 제3 웨이퍼 이송 장치(210')가 없는 상기 연마 장치의 상기 대체 구성에서는, 제2 웨이퍼 이송 장치(210)가 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로부터 상기 웨이퍼들들 제거하여 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달한다.
본 발명의 대체 실시예에 있어서, 도1의 연마 장치(10)의 연마 스테이션(20)의 2 개의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')이 제거될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 웨이퍼 이송 장치(150)가 직접 제1 연마 유닛(250a)의 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')로 웨이퍼들을 전달한다.
본 발명의 또 다른 대체 실시예에 있어서, 도1의 연마 장치(10)의 연마 스테 이션(20)의 2 개의 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')이 제거될 수 있다. 이 실시예에서, 제2 및 제3 웨이퍼 이송 장치들 (210, 210')이 직접 제2 연마 유닛(250b)의 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로부터 각각 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 웨이퍼들을 전달한다. 제3 웨이퍼 이송 장치(210')가 없는 연마 장치(10)의 상기 대체 구성에서는, 제2 웨이퍼 이송 장치(210)가 직접 제2 연마 유닛(250b)의 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 웨이퍼들을 전달한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 도1의 연마 장치(10)의 연마 스테이션(20)의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')과 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')이 제거될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 직접 제1 연마 유닛(250a)의 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')로 웨이퍼들을 전달한다. 제2 및 제3 웨이퍼 이송 장치들(210, 210')은 직접 제2 연마 유닛(250b)의 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로부터 각각 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 웨이퍼들을 전달한다. 제3 웨이퍼 이송 장치(210')가 없는 연마 장치(10)의 상기 대체 구성에서는, 제2 웨이퍼 이송 장치(210)가 직접 제2 연마 유닛(250b)의 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 웨이퍼들을 전달한다.
연마 스테이션들(20)과 결속된 2 개의 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 인하여 연마 장치(10)의 더 높은 쓰루풋이 달성된다. 아울러 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')을 그들이 연마 스테이션들(20)의 더 긴 측면들(20L, 20L')을 마주보 도록 배열하는 것은 연마 장치(10)의 폭을 최소화시켜 준다. 따라서 더 많은 연마 장치들이 더 작은 클린룸에 설치될 수 있다. 더 긴 측면들(220L, 220L')이 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 둘러싸여진 연마 스테이션들(20)을 사용자들이 유지 관리할 필요가 있을 때, 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')은 다음과 같은 방식으로 연마 스테이션(20)이 상기 사용자들에게 노출되도록 움직여질 수 있다.
연마 장치(10)의 상기 구성은 웨이퍼들이 연마 스테이션(20)으로부터 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 효율적으로 전달되도록 하여 준다. 연마 스테이션(20)에서 각 웨이퍼는 초기 방향을 따라서 2 개의 통로 중에 하나를 따라서 전달된다. 상기 초기 방향은 웨이퍼 보관 스테이션(102)이 놓여 있는, 연마 장치(10)의 정면으로부터 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')이 놓여 있는, 상기 연마 장치의 후면 쪽으로의 직선 방향이다. 연마 스테이션(20)에서 제1 웨이퍼 통로는 구성 요소들의 다음과 같은 순서를 따라 웨이퍼를 전달하는 것을 포함한다: 제1 웨이퍼 중계 장치(280a), 제1 웨이퍼 캐리어 (262a), 제2 웨이퍼 중계 장치(280b), 제2 웨이퍼 캐리어(262b) 그리고 제3 웨이퍼 중계 장치(280c). 연마 스테이션(20)에서 제2 웨이퍼 통로는 구성 요소들의 다음과 같은 순서를 따라 웨이퍼를 전달하는 것을 포함한다: 제1 웨이퍼 중계 장치(280a'), 제1 웨이퍼 캐리어 (262a'), 제2 웨이퍼 중계 장치(280b'), 제2 웨이퍼 캐리어(262b') 그리고 제3 웨이퍼 중계 장치(280c'). 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')에서 각 웨이퍼는 상기 초기 방향의 반대 방향인 회귀 방향을 따라서 전달된다.
도1, 4 및 5를 참조하여 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')을 움직이기 위한 본 발명의 실시예가 설명된다. 도1은 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 각각의 동작 위치들에 놓여 있는 연마 장치의 평면도이다. 도4는 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 각각의 유지 관리 위치들에 놓여 있는 연마 장치(10)의 평면도이다. 도5는 도4의 X 방향으로부터 보여지는, 웨이퍼 세정 장치(220, 유지 관리 위치), 유체관 시스템(290), 제2 웨이퍼 이송 장치(210) 그리고 연마 스테이션(20)의 측면도이다.
도1의 연마 장치(10)는 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면들(20L, 20L')과 평행한 직선 가이드들(230, 230')을 포함한다. 도4 및 5에 도시된 것처럼, 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')은 각각 직선 가이드들(230, 230')에 움직일 수 있도록 연결되고, 각각의 상기 직선 가이드들을 따라서 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면들(20L, 20L')과 평행한 방향으로 움직여 질 수 있다. 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 움직여질 때 제2 및 제3 웨이퍼 이송 장치들(210, 210')과 직선 트랙들(215, 215')이 각각 도4에 도시된 것처럼 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')과 함께 움질일 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 직선 트랙들(215, 215')은 도5에 도시된 것처럼 각각 적당한 연결 구조물(216)에 의하여 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')에 연결될 수 있다.
본 발명에서 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')은 동일하므로, 웨이퍼 세정 장치(220)만 상세히 설명된다. 도5에 도시한 것처럼, 웨이퍼 세정 장치(220)는 유체관 시스템(290)이 웨이퍼 세정 장치(220)의 아래에 설치될 수 있도록 복수의 지지대들(221) 상에 장착된다. 웨이퍼 세정 장치(220)는 웨이퍼 세정 장치들(220)이 바퀴들(222)을 이용하여 굴려질 수 있도록 복수의 지지대들(221)을 통하여 바퀴 들(222) 상에 장착된다. 바퀴들(222) 대신에, 연마 장치(10)가 설치되는 시설의 바닥(도시되지 않음)을 가로질러서 웨이퍼 세정 장치(220)을 움직이는 마찰력을 최소화하는 다른 장치들이 사용될 수 있다.
제1 웨이퍼 세정 장치(220)가 도4에 도시된 것처럼 A 방향으로 움직여질 때, 사용자들은 연마 스테이션(20)의 제1 및 제2 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280b), 웨이퍼 캐리어 조립체(260a) 그리고 연마 테이블(256a)에 그들의 유지 관리를 위하여 접근할 수 있다. 그러나 도4에 도시된 것처럼 제1 웨이퍼 세정 장치(220)가 제2 웨이퍼 세정 장치(220')에 대해서 B 방향으로 움직여질 때, 상기 사용자들은 연마 스테이션(20)의 제3 웨이퍼 중계 장치(280c), 웨이퍼 캐리어 조립체(260b) 그리고 연마 테이블(256b)에 그들의 유지 관리를 위하여 접근할 수 있다.
유사한 방식으로, 제2 웨이퍼 세정 장치(220')가 도4에 도시된 것처럼 B 방향으로 움직여질 때, 사용자들은 연마 스테이션(20)의 제3 웨이퍼 중계 장치(280c'), 웨이퍼 캐리어 조립체(260b') 그리고 연마 테이블(256b)에 그들의 유지 관리를 위하여 접근할 수 있다. 제2 웨이퍼 세정 장치(220')가 도4에 도시된 것처럼 제1 웨이퍼 세정 장치(220)에 대해서 A 방향으로 움직여질 때, 상기 사용자들은 제1 및 제2 웨이퍼 중계 장치들(280a', 280b'), 웨이퍼 캐리어 조립체(260a') 그리고 연마 테이블(256a)에 그들의 유지 관리를 위하여 접근할 수 있다.
웨이퍼 세정 장치(220)는 도5에 도시된 것처럼, 유체관 시스템(290)을 따라서 연마 장치(10)의 바닥 하우징(12)에 연결된다. 바닥 하우징(12) 대신에 유체관 시스템(290)이 연마 장치(10)가 설치되는 시설의 바닥(도시되지 않음)에 직접 웨이 퍼 세정 장치(220)를 연결할 수 있다.
유체관 시스템(290)은 도5에 도시된 것처럼 초순수 및 초순수와 불산과 같은 화학약품들을 그들 각각의 공급원(도시되지 않음)으로부터 웨이퍼 세정 장치(220)로 공급하며, 사용된 초순수와 화학 약품들을 웨이퍼 세정 장치(220)로부터 그들 각각의 배수구(도시되지 않음)로 배수해 주는 복수의 유체관들을 위한 하우징으로 사용될 수 있다. 유체관 시스템(290)은 도4 및 5에 도시된 것처럼 유체관 시스템(290)과의 연결을 끊지 않은 채로 웨이퍼 세정 장치(220)가 연마 스테이션(20)에 대하여 직선 방식으로 앞뒤로 움직일 수 있도록 구부려질 수 있도록 구성된다.
유체관 시스템(290)은 제1 결합부(300), 제2 결합부(400), 플로팅 결합부(350), 제1 튜브(325) 그리고 제2 튜브(375)를 포함한다. 제1 결합부(300)은 웨이퍼 세정 장치(220)에 장착된다. 제2 결합부(400)는 연마 장치(10)의 바닥 하우징(12)에 장착된다. 제2 결합부(400)는 바닥 하우징(12) 대신에 연마 장치(10)가 설치되는 시설의 바닥에 장착되 수도 있다. 제1 튜브(325)의 제1 끝단(325a)은 제1 튜브(325)가 제1 결합부(300) 주위에서 회전할 수 있도록 제1 결합부(300)에 연결된다. 제1 튜브(325)의 제2 끝단(325b)은 제1 튜브(325)가 플로팅 결합부(350) 주위에서 회전할 수 있도록 플로팅 결합부(350)에 연결된다.
제2튜브(375)의 제1 끝단(375a)은 제2 튜브(375)가 제2 결합부(400) 주위에서 회전할 수 있도록 제2 결합부(400)에 연결된다. 제2 튜브(375)의 제2 끝단(375b)은 제2 튜브(375)가 플로팅 결합부(350) 주위에서 역시 회전할 수 있도록 플로팅 결합부(350)에 연결된다. 도1 및 4에 도시된 것처럼, 제1 및 제2 결합 부(300, 400)에 대하여 플로팅 결합부(350)의 자유 운동과 제1 및 제2 튜브들(325, 375)의 회전 운동들은 웨이퍼 세정 장치(220)를 유체관 시스템(290)의 연결을 끊지 않은 채로 움직이는 것을 가능하게 해준다.
유체관 시스템(290)이 플로팅 결합부(350)에 연결된 2 개의 튜브들(325, 275)과 하나의 플로팅 결합부(350)를 포함하는 것으로 설명되었으나, 제1 결합부(300)와 제2 결합부(400)을 연결할 수 있는 어떤 종류의 유체관 시스템을 사용하는 것도 가능하다. 일반적으로, 연마 장치(10)에 사용될 수 있는 유체관 시스템들은 n번째 플로팅 결합부가 n번째와 n+1 번째 튜브들을 연결할 수 있도록 N 개의 플로팅 결합부들과 N+1 개의 튜브들을 포함하며, N은 2와 같거나 2 보다 큰 정수이고 n은 N과 같거나 N 보다 작은 정수이다. 제1 튜브는 제1 결합부(300)와 N 개의 플로팅 결합부들 중에 제1 결합부를 연결한다. 마지막 튜브는 제2 결합부(400)와 N개의 플로팅 결합부들 중에서 마지막 플로팅 결합부를 연결한다.
한 실시예에 따르면, 웨이퍼 세정 장치(220)의 직선 운동으로 인하여 유체관 시스템(290)이 구부려질 때 플로팅 결합부(350)가 제1 웨이퍼 세정 장치(220) 아래로부터 튀어나오지 않도록 제1 및 제2 튜브들(325, 375)의 길이들과 제1 및 제2 결합부들(300, 400)의 위치들이 선택된다.
본 발명의 대체 실시예에 따르면, 연마 스테이션(20)의 구성 요소들에 접근하기 위하여 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')을 움직일 수 있도록, 도6, 7 및 8에 도시된 것처럼 연마 장치(10)의 직선 가이드들(230, 230')은 직선 가이드 기구들(370, 370')로 대체될 수 있다.
도6은 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 각각의 동작 위치들에 놓여 있는, 직선 가이드 기구들(370, 370')을 포함하고 있는 연마 장치(10)의 평면도이다. 도7은 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 각각의 유지 관리 위치들에 놓여 있는, 직선 가이드 기구들(370, 370')을 포함하고 있는 연마 장치(10)의 또 다른 평면도이다
도8은 도7의 Y 방향으로부터 보여지는, 연마 장치(10)의 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')(각각의 유지 관리 위치에서), 유체관 시스템들(290, 290') 및 연마 스테이션(20)의 측면도이다.
도6의 연마 장치(10)는 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 직선 가이드 기구들(370, 370')을 사용하여 직선 방식으로 연마 스테이션(20)으로부터 멀어지게끔 움직이도록 구성된 것을 제외하면 도1의 연마 장치(10)와 유사하다. 웨이퍼 세정 장치(220)는 연마 스테이션(20)과 웨이퍼 세정 장치(220)에 각기 연결된 2 개의 직선 가이드 기구들(370)을 사용하여 도7 및 8에 도시된 것처럼 C 방향을 따라서 연마 스테이션(20)으로부터 멀어지도록 움직일 수 있게 구성된다. 따라서 연마 스테이션(20)과 웨이퍼 세정 장치(220) 사이의 공간이 증가한다. 마찬가지로, 웨이퍼 세정 장치(220')는 연마 스테이션(20)과 웨이퍼 세정 장치(220')에 각기 연결된 2 개의 직선 가이드 기구들(370')을 사용하여 도7 및 8에 도시된 것처럼 D 방향을 따라서 연마 스테이션(20)으로부터 멀어지도록 움직일 수 있게 구성된다. 따라서 연마 스테이션(20)과 웨이퍼 세정 장치(220') 사이의 공간이 증가한다. 도1, 4 및 5를 참조하여 설명된 유체관 시스템(290)이 도6의 연마 장치(10)에 사용될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 직선 가이드 기구들(370, 370')은 동일하다. 따라서, 직선 가이드 기구들(370, 370') 중 하나만 상세히 설명된다. 직선 가이드 기구(370)는 긴 수컷 부분(380)과 긴 암컷 부분(385)를 포함한다. 긴 암컷 부분(385)은 수컷 부분(380)을 받을 수 있도록 연마 스테이션(20)에 장착된다. 수컷 부분(380)의 제1 끝단은 웨이퍼 세정 장치(220)에 연결되며 수컷 부분(380)의 제2 끝단은 암컷 부분(385)에 삽입된다. 웨이퍼 세정 장치(220)가 연마 스테이션(20)으로부터 멀어져 갈 때, 수컷 부분(380)이 암컷 부분(385)으로부터 뽑혀져 나와서 도7 및 8에 도시된 것처럼 직선 가이드 기구(370)를 확장시킨다. 따라서 직선 가이드 기구들(370, 370')은 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')을 그들 각각의 미리 정해진 위치들로 직선적으로 움직이기 위하여 사용된다.
웨이퍼 중계 장치들(280)과 연마 유닛들(250)을 유지 관리하기 위하여 도7에 도시된 것처럼 사용자들은 이동된 제1 웨이퍼 세정 장치(220)와 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면(20L) 사이의 공간으로부터 또는 이동된 제2 웨이퍼 세정 장치(220')와 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면(20L') 사이의 공간으로부터 연마 스테이션(20)의 연마 유닛들(250)과 웨이퍼 중계 장치들(280)로 접근할 수 있다.
본 발명의 또 다른 대체 실시예에 따라서, 연마 스테이션(20)의 구성 요소들로 접근할 수 있도록 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')을 이동시키기 위하여 도1의 연마 장치(10)의 직선 가이드들(230, 230')은 도9, 10 및 11에 도시된 것처럼 회전 가이드 기구들(500, 500')로 대체될 수 있다.
도9는 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 각각의 동작 위치들에 놓여 있는, 회전 가이드 기구들(500, 500')을 포함하고 있는 연마 장치(10)의 평면도이다. 도 10은 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 각각의 유지 관리 위치들에 놓여 있는, 회전 가이드 기구들(500, 500')을 포함하고 있는 연마 장치(10)의 평면도이다. 도11은 도10의 Y 방향으로부터 보여지는, 연마 장치(10)의 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')(각각의 유지 관리 위치에서), 유체관 시스템들(600, 600')(아래에 기술됨) 및 연마 스테이션(20)의 측면도이다.
도9의 연마 장치(10)는 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')이 직선 가이드 기구들(500, 500')을 사용하여 회전 방식으로 연마 스테이션(20)으로부터 움직여 나가도록 구성된 것을 제외하면 도1의 연마 장치(10)와 유사하다. 웨이퍼 세정 장치(220)는 각각 연마 스테이션(20)과 웨이퍼 세정 장치(220)에 부착된 2 개의 회전 가이드 기구들(500, 500')을 사용하여 도10 및 11에 도시된 것처럼 E 방향을 따라서 연마 스테이션(20)으로부터 멀어지도록 회전할 수 있게 구성된다. 마찬가지로, 웨이퍼 세정 장치(220')는 각각 연마 스테이션(20)과 웨이퍼 세정 장치(220')에 부착된 2 개의 회전 가이드 기구들(500, 500')을 사용하여 도10 및 11에 도시된 것 처럼 F 방향을 따라서 연마 스테이션(20)으로부터 멀어지도록 회전할 수 있게 구성된다.
이 실시예에서 회전 가이드 기구들(500, 500')은 동일하다. 따라서 회전 가이드 기구들(500, 500') 중의 하나만 자세히 설명된다. 회전 가이드 기구(500)는 제1 결합부(510), 제2 결합부(520) 및 샤프트(530)을 포함한다.
도11에서 가장 잘 보여지는 것처럼 제1 결합부(510)는 연마 스테이션(20)에 장착되고 제2 결합부(520)는 웨이퍼 세정 장치(220)에 장착된다. 샤프트(530)의 제 1 끝단(530a)은 샤프트(530)가 제1 결합부(510) 주위에서 회전할 수 있도록 제1 결합부(510)에 연결된다. 샤프트(530)의 제2 끝단(530b)은 샤프트(530)가 제2 결합부(520) 주위에서 회전할 수 있도록 제2 결합부(520)에 연결된다. 도10에 화살표 E로 도시된 것처럼 세정 장치(220)가 연마 스테이션(20)으로부터 멀어질 때 샤프트(530)는 결합부들(510, 520) 주위에서 회전한다. 회전 가이드 기구(500')는 도10에서 화살표 F로 도시된 것처럼 웨이퍼 세정 장치(220')를 연마 스테이션(20)으로부터 멀어지게 움직이기 위하여 유사한 방식으로 동작한다. 따라서 회전 가이드 기구들(500, 500')은 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')을 그들 각각의 미리 정해진 위치들로 움직이기 위하여 사용된다.
회전 가이드 기구들(500, 500')을 포함하는 도9의 연마 장치(10)에서 유체관 시스템들(600, 600')이 도1, 4 및 5를 참조하여 앞에서 설명된 유체관 시스템들(290, 290')을 대신하여 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 유체관 시스템들(600, 600')은 동일하다. 따라서 유체관 시스템들(600, 600') 중 하나만 자세히 설명된다. 유체관 시스템(600)은 제1 결합부(610), 제2 결합부(620) 및 튜브(630)을 포함한다. 제 결합부(610)는 웨이퍼 세정 장치(220)에 장착된다. 제2 결합부(620)는 연마 장치(10)의 바닥 하우징(12)에 장착된다. 제2 결합부(620)는 바닥 하우징(12) 대신에 연마 장치(10)가 설치되는 시설의 바닥에 장착될 수 있다. 도11에서 가장 잘 보여지는 것처럼 제1 튜브(630)가 제1 결합부(610) 주위에서 회전할 수 있도록 제1 튜브(630)의 제1 끝단(630a)은 제1 결합부(610)에 연결된다. 튜브(630)가 제2 결합부(620) 주위에서 회전할 수 있도록 튜브(630)의 제2 끝단(630b)은 제2 결합 부(620)에 연결된다. 도10에서 화살표 E로 도시된 것처럼 웨이퍼 세정 장치들(220)이 연마 스테이션(20)으로부터 회전하여 멀어지게 움직이기 위하여 튜브(630)는 제1 결합부(610)와 제2 결합부(620) 주위에서 회전할 수 있다. 도10에 화살표 F로 도시된 것처럼 웨이퍼 세정 장치(220')가 웨이퍼 연마 스테이션(20)으로부터 멀어지게 회전할 때 유체관 시스템(600')은 유사한 방식으로 동작한다. 도10에 도시된 것처럼 웨이퍼 중계 장치들(280)과 연마 유닛들(250)을 유지 관리하기 위하여 사용자들은 회전된 제1 웨이퍼 세정 장치(220)와 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면(20L) 사이의 공간으로부터 또는 회전된 제2 웨이퍼 세정 장치(220')와 연마 스테이션(20)의 더 긴 측면(20L') 사이의 공간으로부터 연마 스테이션(20)의 연마 유닛들(250)과 제1 웨이퍼 중계 장치들(280)로 접근할 수 있다. 연마 장치(10)에서 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')은 상기 사용자들에 의해서 수동적으로 또는 유체 또는 기계적인 힘을 사용하여 자동적으로 움직여질 수 있다. 상기 웨이퍼 세정 장치들을 이동시키기 위하여 펌프들 또는 모터들과 같은 적당한 기구들에 의하여 생성될 수 있는 유체 또는 기계적인 힘을 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달하기 위하여 전통적인 보조 장치들(도시되지 않음)이 사용될 수 있다.
도12로 돌아가서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연마 장치(800)가 설명된다. 연마 장치(800)는 도1의 연마 장치(10)의 구성 요소들 중 몇 가지를 포함한다. 따라서, 공통 구성 요소들을 식별하기 위하여 도1에서 사용된 참고 번호들이 도12에서 사용될 것이다. 연마 장치(800)는 연마 스테이션(820), 웨이퍼 보관 스테이션(102), 선택적인 버퍼 스테이션(105), 제1 웨이퍼 이송 장치(150), 제2 웨이퍼 이송 장치(210) 그리고 웨이퍼 세정 시스템(830)을 포함한다. 연마 스테이션(820)은 연마 장치(10)의 연마 스테이션(20)과 유사하다. 반도체 웨이퍼들을 연마 스테이션(820)으로 그리고 연마 스테이션(820)으로부터 전달하기 위하여 열릴 수 있는 유사 창문 기구(도시되지 않음)를 가지는 밀폐된(enclosure) 구조물이다. 도12에 도시된 것처럼, 이 실시예에서 연마 스테이션(820)은 2 개의 더 긴 측면들과 2 개의 더 짧은 측면들을 가지는 사각형 형태이다. 연마 스테이션(820)은 연마 유닛들(250a, 250b), 2개의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a'), 2 개의 제2 웨이퍼 중계 장치들(280b, 280b'), 그리고 2개의 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')을 포함한다. 그러나 연마 스테이션(820)은 제3 연마 유닛(250c)과 2개의 제4 웨이퍼 중계 장치들(280d, 280d')을 더 포함한다. 제3 연마 유닛(250c)는 연마 유닛들(250a, 250b)과 구조적으로 유사하다. 따라서 연마 유닛(250c)은 연마 테이블(256c), 제1 웨이퍼 캐리어 조립체(260c) 및 제2 웨이퍼 캐리어 조립체(260c')를 포함한다. 도2 및 3에 도시된 것처럼 웨이퍼 캐리어 조립체들(260c, 260c') 각각은 웨이퍼 캐리어(262), 캐리어 샤프트(264) 및 회전 및 수직 구동 기구(266)를 포함한다.
연마 스테이션(820)에서 웨이퍼들이 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로부터 각각 제3 연마 유닛(250c)의 웨이퍼 캐리어들로 전달될 수 있도록 제3 연마 유닛(250c)은 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c') 옆에 놓여진다. 제4 웨이퍼 중계 장치들(280d, 280d')은 제3 연마 유닛(250c)에서 연마된 웨이퍼들이 제3 연마 유닛(250c)의 웨이퍼 캐리어들(262c, 262c')로부터 각각 제4 웨이퍼 중계 장치 들(280d, 280d')로 전달될 수 있도록 제3 연마 유닛(250c) 옆에 놓여진다.
웨이퍼 세정 시스템(830)은 서로에게 연결된 제1 웨이퍼 세정 장치(220)와 제2 웨이퍼 세정 장치(220')을 포함한다. 연마 장치(800)의 폭을 최소화하기 위하여 도12에 도시된 것처럼 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')은 제1 웨이퍼 세정 장치(220)의 더 긴 측면(220L)이 제2 웨이퍼 세정 장치(220')의 더 긴 측면(220L')을 마주보도록 놓여진다. 그 결과로서 이 실시예에서 웨이퍼 세정 시스템(830) 역시 2 개의 더 긴 측면들과 2 개의 더 짧은 측면들을 가지는 사각형 형태를 가진다. 도12에 도시된 것처럼 웨이퍼 세정 시스템(800)의 더 긴 측면(830L)이 연마 스테이션(820)의 더 긴 측면(820L)을 마주보도록 웨이퍼 세정 시스템(830)이 놓여진다. 연마 스테이션(820)의 영역은 연마 테이블들(256a, 256b, 256c)에 의하여 대략적으로 정의되는 영역이다.
제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 직선 트랙(855) 상에 놓여지며, 이는 제1 웨이퍼 이송 장치(150)가 웨이퍼 보관 스테이션(102), 버퍼 스테이션(105), 연마 스테이션(20)의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a') 및 제1 과 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')의 건조 스테이션들(228, 228')로 접근할 수 있게 해 준다. 따라서, 제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 웨이퍼들을 웨이퍼 보관 스테이션(102), 버퍼 스테이션(105), 연마 스테이션(20)의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a') 및 제1과 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')의 건조 스테이션들(228, 228') 사이에서 전달할 수 있다.
제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 직선 트랙(815) 상에 놓여지며, 이는 제2 웨이 퍼 이송 장치(210)가 제1과 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')의 웨이퍼 반입 스테이션들(222, 222') 및 웨이퍼 연마 스테이션(820)의 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')과 제4 웨이퍼 중계 장치들(280d, 280d')로 접근할 수 있게 해 준다. 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 웨이퍼들을 연마 스테이션(820)으로부터 웨이퍼 세정 시스템(830)의 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달한다. 더 구체적으로는 제2 웨이퍼 이송 장치(210)가 웨이퍼들을 연마 스테이션(820)의 제4 웨이퍼 중계 장치들(280d, 280d')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달한다. 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 웨이퍼들을 연마 스테이션(820)의 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')의 웨이퍼 반입 스테이션들(222, 222')로 전달할 수도 있다.
본 발명의 대체 실시예에 따라서, 도12의 연마 장치(800)의 연마 스테이션(820)의 2개의 제1 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a')은 제거될 수 있다. 이 실시예에서 제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 웨이퍼들을 직접 제1 연마 유닛(250a)의 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')로 전달한다.
본 발명의 또 다른 대체 실시예에 따라서, 도12의 연마 장치(800)의 연마 스테이션(820)의 2개의 제4 웨이퍼 중계 장치들(280d, 280d')은 제거될 수 있다. 이 실시예에서 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 웨이퍼들을 직접 제3 연마 유닛(250c)의 웨이퍼 캐리어들(262c, 262c')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달한다.
본 발명의 또 다른 대체 실시예에 따라서, 도12의 연마 장치(800)의 연마 스 테이션(820)의 제1 및 제4 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280a', 280d, 280d')은 제거될 수 있다. 이 실시예에서 제1 웨이퍼 이송 장치(150)는 웨이퍼들을 직접 제1 연마 유닛(250a)의 웨이퍼 캐리어들(262a, 262a')로 전달한다. 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 웨이퍼들을 직접 제3 연마 유닛(250c)의 웨이퍼 캐리어들(262c, 262c')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달한다.
본 발명의 실시예에 따라서 도12의 연마 장치에서 웨이퍼들을 처리하는 방법들은 웨이퍼들이 제3 연마 유닛(250c)에서 더 연마될 수 있고 상기 웨이퍼들이 제4 웨이퍼 중계 장치들(280d, 280d')로부터 또는 제3 연마 유닛(250c)의 웨이퍼 캐리어들(262c, 262c')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달된다는 점을 제외하면 앞에서 설명된 바와 같이 도1의 연마 장치(10)에서 웨이퍼들을 처리하는 방법들과 유사하다.
도1, 6 및 9의 연마 장치들의 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')과 유사하게 사용자들이 연마 스테이션(820)과 웨이퍼 세정 시스템(830) 사이의 경계면으로 접근할 수 있도록 연마 장치(800)의 웨이퍼 세정 시스템(830) 역시 움직여질 수 있다. 웨이퍼 세정 장치의 이러한 이동을 가능하게 하기 위하여 연마 장치(800)는 웨이퍼 세정 시스템(830)이 이동될 수 있도록 하나 또는 그 이상의 가이드 기구들(도12에 도시되지 않음)을 포함한다. 예를 들면, 연마 장치(800)는 도12에 화살표 A로 도시된 것처럼 직선 가이드 기구들(370)을 사용하여 연마 스테이션(820)의 더 긴 측면(820L)에 수직인 방향을 따라서 직선적으로 웨이퍼 세정 시스템(830)이 이동될 수 있도록 도6-8에 도시된 것처럼 연마 스테이션(820)과 웨이퍼 세정 시스템(830) 에 연결된 직선 가이드 기구들(370)을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 연마 장치(800)는 웨이퍼 세정 시스템(830)이 연마 스테이션(820)으로부터 회전하여 멀어지고 연마 스테이션(820)으로 회전하여 되돌려 질 수 있도록 도9-11에 도시된 것처럼 연마 스테이션(820)과 웨이퍼 세정 시스템(830)에 연결된 회전 가이드 기구들(500)을 포함할 수 있다.
사용자들이 연마 스테이션(820)과 웨이퍼 세정 시스템(830) 사이의 경계면으로 접근할 필요가 있을 때 도12에 화살표 A로 도시된 것처럼 웨이퍼 세정 시스템(830)은 연마 스테이션(820)으로부터 멀어지도록 이동된다. 웨이퍼 세정 시스템(830)이 연마 스테이션(820)으로부터 멀어지도록 이동된 뒤 사용자들은 연마 스테이션(820)의 제1 및 제2 웨이퍼 중계 장치들(280a, 280b), 웨이퍼 캐리어 조립체(260a) 그리고 연마 테이블(256a)로 그들을 유지 관리하기 위하여 접근할 수 있다. 웨이퍼 세정 시스템(830)을 유지 관리하기 위하여 사용자들은 연마 스테이션(20)과 마주하는 측면(830L)으로부터 웨이퍼 세정 시스템(830)으로 접근할 수 있다. 그들을 유지 관리한 후에, 웨이퍼 세정 시스템(830)은 제2 웨이퍼 이송 장치(210)가 웨이퍼들을 웨이퍼 세정 스테이션(830)으로 전달할 수 있도록 그 초기 동작 위치로 되돌려 질 수 있다.
연마 장치(800)는 연마 스테이션(820) 대신에 도1에 도시된 것처럼 연마 스테이션(20)을 포함하도록 개조될 수 있다. 이 실시예에서 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 웨이퍼들을 직접 제3 웨이퍼 중계 장치들(280c, 280c')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치들(220, 220')로 전달한다. 연마 스테이션(20)이 제3 웨이퍼 중 계 장치들(280c, 280c')을 포함하고 있지 않다면 제2 웨이퍼 이송 장치(210)는 제2 연마 유닛(250b)의 웨이퍼 캐리어들(262b, 262b')로부터 제1 및 제2 웨이퍼 세정 장치(220, 220')로 웨이퍼들을 직접 전달한다.
마찬가지로 연마 장치(10)는 연마 스테이션(20) 대신에 도12에 도시된 것처럼 연마 스테이션(820)을 포함하도록 개조될 수 있다. 실제로 연마 장치들(10, 800)은 어떤 수의 연마 유닛들(250)과 어떤 수의 웨이퍼 중계 장치들(280)을 가지는 연마 스테이션을 포함하도록 개조될 수 있다.
본 발명의 실시에에 따라서 반도체 웨이퍼들과 같은 대상물들을 연마하기 위한 방법이 도13의 흐름도를 참조하여 설명된다. 902 블록에서, 제1 대상물이 연마 스테이션 내에서 초기 방향을 따라서 제1 연마 유닛의 제1 대상물 캐리어로부터 제1 대상물 중계 장치로 그리고 상기 제1 대상물 중계 장치로부터 제2 연마 유닛의 제1 대상물 캐리어로 전달된다. 아울러, 902 블록에서 상기 제1 대상물이 상기 제1 및 제2 연마 유닛들에서 연마된다. 904 블록에서, 제2 대상물이 상기 연마 스테이션 내에서 상기 초기 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 제2 대상물 캐리어로부터 제2 대상물 중계 장치로 그리고 상기 제2 대상물 중계 장치로부터 상기 제2 연마 유닛의 제2 대상물 캐리어로 전달된다. 아울러, 904 블록에서 상기 제2 대상물이 상기 제1 및 제2 연마 유닛들에서 연마된다. 906 블록에서, 상기 제1 대상물이 상기 연마 스테이션으로부터 제1 대상물 세정 장치로 그리고 상기 제2 대상물이 상기 연마 스테이션으로부터 제2 대상물 세정 장치로 전달된다. 상기 제1 및 제2 대상물 세정 장치들 각각은 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함한다. 908 블록 에서, 상기 제1 대상물이 상기 제1 대상물 세정 장치 내에서 회귀 방향을 따라서 전달되도록 상기 제1 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 처리된다. 상기 회귀 방향은 상기 초기 방향의 반대 방향이다. 910 블록에서, 상기 제2 대상물이 상기 제2 대상물 세정 장치 내에서 상기 회귀 방향을 따라서 전달되도록 상기 제2 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 처리된다.
본 발명의 특정한 실시예들이 설명되고 도시되었으나, 본 발명은 설명되고 도시된 특정한 형태나 배열 등에 제한되지 않는다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그들의 등가물들에 의하여 규정된다.
본 발명은 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 널리 사용될 수 있다.

Claims (37)

  1. 대상물들을 연마하기 위하여 적어도 하나의 연마 유닛을 포함하는 연마 스테이션;
    세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함하며, 상기 연마 스테이션의 측면에 인접하여 배치된 이동 가능한 세정 장치;
    상기 연마 스테이션으로부터 상기 이동 가능한 세정 장치로 상기 대상물들을 이송할 수 있도록 배치된 대상물 이송 장치; 및
    상기 연마 스테이션의 부품들로 접근할 수 있도록 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 초기 위치로부터 후속 위치로 움직여질 수 있게 해주며, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 상기 후속 위치로부터 상기 초기 위치로 되돌려질 수 있도록 구성된, 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치에 움직일 수 있도록 연결된 가이드 기구;
    를 포함하는 대상물 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가이드 기구는, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 선형 가이드를 사용하여 상기 측면에 평행한 방향을 따라서 상기 초기 위치와 상기 후속 위치 사이를 직선적으로 움직이게끔 상기 연마 스테이션의 상기 측면에 부착된 상기 선형 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가이드 기구는 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 세정 장치에 부착되는 선형 가이드를 포함하며, 상기 선형 가이드 기구는 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치 사이의 공간이 증가하도록 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 움직여지게끔 확장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 선형 가이드 기구는 긴 암컷 부분 및 상기 긴 암컷 부분으로 삽입될 수 있는 긴 수컷 부분을 포함하며, 상기 선형 가이드 기구가 확장될 수 있도록 상기 긴 수컷 부분이 상기 암컷 부분으로부터 부분적으로 끌어내어 질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가이드 기구는, 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 세정 장치 사이의 공간이 증가하도록 상기 이동 가능한 세정 장치가 상기 연마 스테이션으로부터 회전(pivot)될 수 있도록 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 세정 장치에 부착된 회전 가이드 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 움직일 때 구부러지거나 회전할 수 있도록 구성되며, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치 및 상기 연마 스테이션과 바닥 중의 하나에 부착된 유체관 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연마 스테이션의 또 다른 측면에 인접하여 배치된 제2의 이동 가능한 세정 장치; 및
    상기 연마 스테이션의 다른 부품들로 접근할 수 있도록 상기 제2 이동 가능한 대상물 세정 장치가 또 다른 초기 위치로부터 또 다른 후속 위치로 움직여질 수 있게 해주며, 상기 제2 이동 가능한 대상물 세정 장치가 상기 또 다른 후속 위치로부터 상기 또 다른 초기 위치로 되돌려질 수 있게 해주도록 구성된, 상기 연마 스테이션과 상기 제2 이동 가능한 대상물 세정 장치에 움직일 수 있도록 연결된 제2 가이드 기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 세정 장치 시스템의 일부이며, 상기 세정 장치 시스템은 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 움직여질 때 또 다른 대상물 세정 장치가 움직여지게끔 서로에게 부착된 상기 이동 가능한 세정 장치 및 상기 또 다른 대상물 세정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 보관 스테이션 및 또 다른 대상물 이송 장치를 더 포함하며, 상기 또 다른 대상물 이송 장치는 상기 보관 스테이션과 상기 연마 스테이션 사이에서 상기 대상물들을 이송하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 연마 스테이션은 2 개의 긴 측면들과 2 개의 짧은 측면들을 가지는 사각형 형태이며, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 상기 연마 스테이션의 상기 2 개의 긴 측면들 중의 하나에 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 대상물 세정 장치는2 개의 긴 측면들과 2 개의 짧은 측면들을 가지는 사각형 형태이며, 상기 연마 스테이션의 상기 2 개의 긴 측면들 중의 하나가 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치의 긴 측면들 중의 하나를 마주보도록 상기 대상물 세정 장치가 상기 연마 스테이션에 인접하여 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 대상물을 연마하기 위한 복수의 연마 유닛들과, 상기 연마 유닛들 사이에서 상기 대상물들을 이송하기 위한 적어도 하나의 대상물 중계 장치를 포함하며, 2 개의 긴 측면들과 2 개의 짧은 측면들을 가지는 사각형 형상인 연마 스테이션;
    상기 연마 스테이션의 상기 2 개의 긴 측면들 중의 하나에 인접하도록 배치되며, 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함하는 이동 가능한 대상물 세정 장치;
    상기 연마 스테이션으로부터 상기 이동 가능한 세정 장치로 상기 대상물들을 이송할 수 있도록 배치된 대상물 이송 장치; 및
    상기 연마 스테이션의 부품들로 접근할 수 있도록 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 동작 위치로부터 유지 관리 위치로 움직여질 수 있게 해주며, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 상기 유지 관리 위치로부터 상기 동작 위치로 되돌려질 수 있게끔 구성된, 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치에 움직일 수 있도록 연결된 가이드 기구;
    를 포함하는 대상물 연마 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 가이드 기구는, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 선형 가이드를 사용하여 상기 2 개의 긴 측면들 중의 하나에 평행한 방향을 따라서 상기 동작 위치와 상기 유지 관리 위치 사이를 직선적으로 움직이게끔 상기 연마 스테이션의 상기 2 개의 긴 측면들 중의 상기 하나에 부착된 상기 선형 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 가이드 기구는, 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 세정 장치에 부착되는 선형 가이드를 포함하며, 상기 선형 가이드 기구는 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치 사이의 공간이 증가하도록 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 움직여지게끔 확장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 선형 가이드 기구는 긴 암컷 부분 및 상기 긴 암컷 부분으로 삽입될 수 있는 긴 수컷 부분을 포함하며, 상기 선형 가이드 기구가 확장 될 수 있도록 상기 긴 수컷 부분이 상기 암컷 부분으로부터 부분적으로 끌어내어 질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 가이드 기구는, 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 세정 장치 사이의 공간이 증가하도록 상기 이동 가능한 세정 장치가 상기 연마 스테이션으로부터 회전될 수 있도록 상기 연마 스테이션과 상기 이동 가능한 세정 장치에 부착된 회전 가이드 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 움직일 때 구부러지거나 회전할 수 있도록 구성되며, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치 및 상기 연마 스테이션과 바닥 중의 하나에 부착된 유체관 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 연마 스테이션의 다른 긴 측면에 인접하여 배치된 제2의 이동 가능한 세정 장치; 및
    상기 연마 스테이션의 다른 부품들로 접근할 수 있도록 상기 제2 이동 가능한 대상물 세정 장치가 또 다른 동작 위치로부터 또 다른 유지 관리 위치로 움직여질 수 있게 해주며, 상기 제2 이동 가능한 대상물 세정 장치가 상기 또 다른 유지 관리 위치로부터 상기 또 다른 동작 위치로 되돌려질 수 있게 해주도록 구성된, 상 기 연마 스테이션과 상기 제2 이동 가능한 대상물 세정 장치에 움직일 수 있도록 연결된 제2 가이드 기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치는 세정 장치 시스템의 일부이며, 상기 세정 장치 시스템은 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 움직여질 때 또 다른 대상물 세정 장치가 움직여지게끔 서로에게 부착된 상기 이동 가능한 세정 장치 및 상기 또 다른 대상물 세정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 이동 가능한 세정 장치는 2 개의 긴 측면들과 2 개의 짧은 측면들을 가지는 사각형 형태이며, 상기 연마 스테이션의 상기 긴 측면들 중의 상기 하나가 상기 이동 가능한 세정 장치의 상기 긴 측면들의 하나를 마주 보도록 상기 이동 가능한 대상물 세정 장치가 상기 연마 스테이션에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 연마 스테이션;
    제1 및 제2 대상물 세정 장치; 및
    적어도 하나의 대상물 이송 장치;를 포함하며,
    상기 연마 스테이션은,
    각각 연마 테이블과 제1 및 제2 대상물 캐리어들을 포함하는 제1 및 제2 연마 유닛들; 및
    상기 제1 연마 유닛과 상기 제2 연마 유닛 사이에 배치되는 제1 및 제2 대상물 중계 장치;를 포함하며,
    상기 제1 대상물 중계 장치는 상기 제1 연마 유닛의 상기 제1 대상물 캐리어로부터 상기 제2 연마 유닛의 상기 제1 대상물 캐리어로 원래 방향을 따라서 제1 대상물을 전달할 수 있도록 배치되며, 상기 제2 대상물 중계 장치는 상기 제1 연마 유닛의 상기 제2 대상물 캐리어로부터 상기 제2 연마 유닛의 상기 제2 대상물 캐리어로 원래 방향을 따라서 제2 대상물을 전달할 수 있도록 배치되며,
    상기 제1 및 제2 대상물 세정 장치는 상기 연마 스테이션에 가까이 배치되며, 각기 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함하며,
    상기 제1 대상물 세정 장치는, 상기 제1 대상물이 상기 원래 방향과 반대 방향인 회귀 방향을 따라서 상기 제1 대상물 세정 장치 내에서 전달되도록 상기 제1 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 상기 제1 대상물을 처리하도록 구성되며,
    상기 제2 대상물 세정 장치는, 상기 제2 대상물이 상기 회귀 방향을 따라서 제2 대상물 세정 장치 내에서 전달되도록 상기 제2 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 상기 제2 대상물을 처리하도록 구성되며,
    상기 적어도 하나의 대상물 이송 장치는, 상기 제1 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제1 대상물 세정 장치로 전달하고 상기 제2 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제2 대상물 세정 장치로 전달하도록 배치된,
    것을 특징으로 하는 대상물 연마 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 대상물 이송 장치는 제1 대상물 이송 장치 및 제2 대상물 이송 장치를 포함하며, 상기 제1 대상물 이송 장치는 상기 제1 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제1 대상물 세정 장치로 전달하도록 배치되며, 상기 제2 대상물 이송 장치는 상기 제2 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제2 대상물 세정 장치로 전달하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 제1 대상물 세정 장치는 상기 연마 스테이션의 제1측면에 인접하여 배치되고, 상기 제2 대상물 세정 장치는 상기 연마 스테이션의 제2 측면에 인접하여 배치되며, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면은 상기 연마 스테이션의 반대면인 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 제1 대상물 세정 장치는 상기 연마 스테이션의 제1 측면에 인접하여 배치되고, 상기 제2 대상물 세정 장치는 상기 제1 대상물 세정 장치에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제21항에 있어서, 상기 세정 스테이션과 상기 제1 대상물 세정 장치에 움직이게끔 연결되는 가이드 기구를 더 포함하며, 상기 가이드 기구는 상기 연마 스테 이션의 부품들로 접근할 수 있도록 상기 제1 대상물 세정 장치가 초기 위치로부터 후속 위치로 움직이게끔 구성되며, 상기 가이드 기구는 상기 제1 대상물 세정 장치가 상기 후속 위치로부터 상기 초기 위치로 되돌려지게끔 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제21항에 있어서, 상기 연마 스테이션은 상기 제1 연마 유닛이 상기 제1 및 제2 대상물 중계 장치들과 제3및 제4 대상물 중계 장치들의 사이에 위치하도록 상기 제1 연마 유닛에 인접하여 배치된 상기 제3 및 제4 대상물 중계 장치들을 더 포함하며, 상기 제3 대상물 중계 장치는 상기 원래 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 상기 제1 대상물 캐리어로 상기 제1 대상물을 전달하도록 배치되며, 상기 제4 대상물 중계 장치는 상기 원래 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 상기 제2 대상물 캐리어로 상기 제2 대상물을 전달하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제21항에 있어서, 상기 연마 스테이션은 상기 제2 연마 유닛이 상기 제1 및 제2 대상물 중계 장치들과 제3및 제4 대상물 중계 장치들의 사이에 위치하도록 상기 제2 연마 유닛에 인접하여 배치된 상기 제3 및 제4 대상물 중계 장치들을 더 포함하며, 상기 제3 대상물 중계 장치는 상기 원래 방향을 따라서 상기 제2 연마 유닛의 상기 제1 대상물 캐리어로부터 상기 제1 대상물을 전달하도록 배치되며, 상기 제4 대상물 중계 장치는 상기 원래 방향을 따라서 상기 제2 연마 유닛의 상기 제2 대상물 캐리어로부터 상기 제2 대상물을 전달하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제21항에 있어서, 상기 연마 스테이션 가까이에 배치된 버퍼 스테이션을 더 포함하며, 상기 버퍼 스테이션은 상기 제1 및 제2 대상물들을 상기 연마 스테이션으로 전달하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제1 대상물을 연마 스테이션 내에서 원래 방향을 따라서 제1 연마 유닛의 제1 대상물 캐리어로부터 제1 대상물 중계 장치로, 그리고 상기 제1 대상물 중계 장치로부터 제2 연마 유닛의 제1 연마 캐리어로 전달하되, 상기 제1 대상물을 상기 제1 및 제2 연마 유닛들에서 연마하는 단계를 포함하는 단계;
    제2 대상물을 상기 연마 스테이션 내에서 상기 원래 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 제2 대상물 캐리어로부터 제2 대상물 중계 장치로, 그리고 상기 제2 대상물 중계 장치로부터 제2 연마 유닛의 제2 연마 캐리어로 전달하되, 상기 제2 대상물을 상기 제1 및 제2 연마 유닛들에서 연마하는 단계를 포함하는 단계;
    상기 제1 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함하는 제1 대상물 세정 장치로 전달하고, 상기 제2 대상물을 상기 연마 스테이션으로부터 세정 스테이션과 건조 스테이션을 포함하는 제2 대상물 세정 장치로 전달하는 단계;
    상기 제1 대상물이 상기 제1 대상물 세정 장치 내에서 상기 원래 방향의 반 대 방향인 회귀 방향을 따라서 전달되도록 상기 제1 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 상기 제1 대상물을 처리하는 단계; 및
    상기 제2 대상물이 상기 제2 대상물 세정 장치 내에서 상기 회귀 방향을 따라서 전달되도록 상기 제2 대상물 세정 장치의 상기 세정 스테이션과 상기 건조 스테이션에서 상기 제2 대상물을 처리하는 단계;
    를 포함하는 대상물 연마 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제1 및 제2 대상물들이 제1 대상물 이송 장치에 의하여 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제1 및 제2 대상물 세정 장치로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제29항에 있어서, 상기 제1 대상물이 제1 대상물 이송 장치에 의하여 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제1 대상물 세정 장치로 전달되며, 상기 제2 대상물은 제2 대상물 이송 장치에 의하여 상기 연마 스테이션으로부터 상기 제2 대상물 세정 장치로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제29항에 있어서, 상기 제1 대상물 세정 장치는 상기 연마 스테이션의 제1 측면에 인접하여 배치되며, 상기 제2 대상물 세정 장치는 상기 제1 측면과 반대 측면인 상기 연마 스테이션의 제2 측면에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제29항에 있어서, 상기 제1 대상물 세정 장치는 상기 제1 대상물 세정 장치가 상기 연마 스테이션의 제1 측면에 인접하여 배치되며, 상기 제2 대상물 세정 장치는 상기 제1 대상물 세정 장치에 부착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제29항에 있어서,
    상기 제1 대상물을 상기 연마 스테이션 내에서 상기 원래 방향을 따라서 제3 중계 장치로부터 상기 제1 연마 유닛의 상기 제1 대상물 캐리어로 전달하는 단계;및
    상기 제2 대상물을 상기 연마 스테이션 내에서 상기 원래 방향을 따라서 제4 중계 장치로부터 상기 제1 연마 유닛의 상기 제2 대상물 캐리어로 전달하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제29항에 있어서,
    상기 제1 대상물을 상기 연마 스테이션 내에서 상기 원래 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 상기 제1 대상물 캐리어로부터 제3 중계 장치로 전달하는 단계; 및
    상기 제2 대상물을 상기 연마 스테이션 내에서 상기 원래 방향을 따라서 상기 제1 연마 유닛의 상기 제2 대상물 캐리어로부터 제4 중계 장치로 전달하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제29항에 있어서, 상기 제1 및 제2 대상물들을 버퍼 스테이션으로부터 상기 연마 스테이션으로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제29항에 있어서, 상기 제1 및 제2 대상물 세정 장치들의 상기 하나에 연결된 유체관 시스템을 차단하지 않은 채로 상기 제1 및 제2 대상물 세정 장치들의 하나를 움직이는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 대상물 세정 장치들 중의 상기 하나가 움직여 질 때 상기 유체관 시스템이 구부려지거나 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
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