KR20090083876A - 폴리싱방법 및 폴리싱장치 - Google Patents

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KR20090083876A
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마코토 후쿠시마
데츠지 도가와
호즈미 야스다
오사무 나베야
신고 사이토
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
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Abstract

본 발명에 따른 폴리싱방법은 워크피스를 폴리싱면에 걸치도록 하는 동작을 행하지 않으면서도 워크피스를 폴리싱면으로부터 안전하게 분리시켜 상승시킬 수 있다. 상기 폴리싱방법은 홀딩장치에 의해 유지되는 워크피스의 피폴리싱면을 폴리싱면에 대해 가압시키고 워크피스와 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 액체를 폴리싱면에 공급하여 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계, 감소된 유량으로 액체를 폴리싱면에 공급하면서, 처리 후의 워크피스를 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계, 및 워크피스의 폴리싱면으로부터의 분리와 워크피스의 홀딩장치로의 부착 확인시, 워크피스와 함께 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리싱방법 및 폴리싱장치{POLISHING METHOD AND POLISHING APPARATUS}
본 발명은 폴리싱장치 및 폴리싱방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체웨이퍼와 같은 워크피스 또는 기판을 폴리싱 및 평탄화하기 위한 폴리싱장치 및 폴리싱방법에 관한 것이다.
최근 반도체디바이스들의 고집적이 진행됨에 따라 배선패턴이 더욱 소형화되고 배선들 간의 간격이 더욱 좁아지고 있다. 특히, 0.5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 광리소그래피에 의해 회로패턴을 형성할 때, 스테퍼는 초점심도가 작기 때문에 고평탄도의 이미지 표면을 필요로 한다. 이러한 반도체웨이퍼의 표면을 평탄화하기 위한 수단으로는 화학적기계적폴리싱, 즉 CMP를 행하기 위한 폴리싱장치가 공지되어 있다.
종래에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 폴리싱장치가 폴리싱면(500)을 구비한 폴리싱패드(502)를 그 상부면에 구비한 턴테이블(504), 워크피스로서 반도체웨이퍼(W)를 그 하부면에 유지하기 위한 홀딩장치로서 톱링(506), 및 슬러리 또는 드레싱액과 같은 액체(Q)를 폴리싱면(500)에 공급하기 위한 액체공급장치로서 액체공급노즐(508)을 포함하여 이루어진다. 이러한 폴리싱장치에 의해 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱하는 경우, 상기 톱링(506), 즉 홀딩장치 또는 폴리싱헤드의 하부면 상에 유지되는 반도체웨이퍼(W)는, 액체공급노즐(508)로부터 폴리싱면(500)으로 슬러리를 공급하고 상기 턴테이블(504)과 톱링(506)을 서로에 대해 이동시키면서, 사전설정된 압력으로 상기 폴리싱면(500)에 대해 가압된다. 상기 반도체웨이퍼(W)는 이렇게 슬러리가 있을 때 폴리싱면(500)과 마찰되는 상태가 유지되어, 반도체웨이퍼(W)의 표면이 평면경 표면으로 폴리싱되게 된다.
반도체웨이퍼(W)의 표면의 폴리싱 종료 후, 반도체웨이퍼(W)를 톱링(500)으로 재흡인시키고, 상기 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱패드(502)의 폴리싱면(500)으로부터 분리하여 상승시키도록 상기 톱링(506)을 상승시키는 것을 수반하는 소위 리프트-오프(lift-off) 동작이 수행된다. 상기 리프트-오프 동작의 개시시, 슬러리, 세정액 또는 순수와 같은 액체(Q)는 폴리싱패드(502)와 반도체웨이퍼(W) 사이에 존재한다. 액체(Q)의 존재로 인하여, 폴리싱패드(502)와 반도체웨이퍼(W) 사이에는 흡인력이 생긴다. 그러므로, 리프트-오프 동작시 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(500)으로부터 분리시키기 위해서는, 흡인력과 반대로 작용하는 힘으로 반도체웨이퍼(W)를 상승시키는 것이 필요하다.
그러므로, 반도체웨이퍼(W)를 유지하는 톱링(506)을 횡방향으로 이동시켜, 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체웨이퍼(W)와 폴리싱패드(502) 간의 흡인력을 줄이기 위하여 직경의 대략 1/3 정도 상기 반도체웨이퍼(W)를 턴테이블(504)에 걸치도록 한 다음, 상기 톱링(506)을 상승시켜 상기 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(500)으로부터 분리시키는 것이 일반적이다. 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱패드(502)에 걸치도 록 만들어 안정한 리프트-오프 동작이 가능하게 됨으로써, 그들 간의 흡인력을 줄이는 것이 가능하게 된다. 하지만, 이러한 반도체웨이퍼(W)의 걸침을 수반하는 리프트-오프 동작에서는, 반도체웨이퍼(W)와 폴리싱패드(502)의 에지의 접촉이 상기 반도체웨이퍼(W)의 표면을 긁을 수 있다.
다른 한편으로, 반도체웨이퍼의 걸침 없이 폴리싱 이후 폴리싱패드로부터 반도체웨이퍼를 상승시키는 경우에는, 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 간에 작용하는 강한 흡인력으로 인해, 반도체웨이퍼가 픽업될 수 없거나, 또는 그것에 인가되는 큰 하중으로 인해 반도체웨이퍼가 파손되는 경우들이 있다.
반도체웨이퍼의 걸침 없이 폴리싱 이후의 반도체웨이퍼를 폴리싱패드로부터 상승시키기 위해서는, 반도체웨이퍼의 리프트-오프 시 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 사이에 가스를 공급하거나 또는 충분한 공간을 만들어, 상기 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 간의 부압을 파괴시켜야 한다. 일부 경우에는, 기로용 구멍이나 홈을 갖는 폴리싱패드가 사용될 수 있고, 또한 일부 경우에는 이러한 구멍이나 홈을 갖지 않은 폴리싱패드가 사용될 수 있다. 표면에 홈이 없는 폴리싱패드가 사용되는 경우, 반도체웨이퍼의 리프트-오프는 표면에 홈이 있는 폴리싱패드가 사용되는 경우보다 더욱 어려운데, 그 이유는 홈이 없는 폴리싱패드는 기로가 없기 때문이다. 표면에 홈(들)이 있는 폴리싱패드가 사용되는 경우에도, 폴리싱패드가 마모됨에 따라 상기 홈이 더욱 얕게 되어, 반도체웨이퍼의 리프트-오프가 곤란하게 된다.
반도체웨이퍼의 리프트-오프 시, 턴테이블의 폴리싱면 또는 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 간에 생기는 흡인력의 양은 액막의 두께와 관련된 것이 고려될 수 있는데, 그 액체의 깊이는 웨이퍼가 톱링에 흡인될 때, 리프트-오프 동작의 개시시 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 사이에 존재하는 막과 같이 얕다. 즉, 액막이 얇을수록, 반도체웨이퍼가 덜 변형되고, 반도체웨이퍼와 폴리싱패드 간의 흡인력이 덜하다. 이에 따라, 폴리싱패드로부터 반도체웨이퍼를 상승시키는 것이 더욱 용이해진다. 반대로, 액막이 두꺼울수록, 반도체웨이퍼가 더욱 변형되고, 반도체웨이퍼와 폴리싱패드 간의 흡인력이 더하다. 이에 따라, 폴리싱패드로부터 반도체웨이퍼를 상승 시키는 것이 더욱 어렵다.
예컨대, 폴리싱면을 그 위에 구비한 턴테이블 또는 회전가능한 테이블이 흡인 동작 전에 고속으로 회전되어, 반도체웨이퍼를 톱링에 흡인시키는 것이 개시되는 경우, 반도체웨이퍼와 폴리싱패드 간의 액막의 두께가 두꺼워지는 소위 하이드로플래닝 현상이 발생할 수도 있다. 이러한 하이드로플래닝 현상시에 반도체웨이퍼의 흡인 동작이 개시된다면, 반도체웨이퍼가 상승되기 시작함에 따라 서커(sucker)형 모양으로 변형될 것이다. 반도체웨이퍼가 에지부에서 가장 쉽게 변형된다는 사실은 반도체웨이퍼의 서커형 변형에 대한 원인으로 간주된다. 반도체웨이퍼의 서커형 변형이 클수록, 반도체웨이퍼와 폴리싱패드 간의 흡인력이 더 크다. 반도체웨이퍼가 흡인력보다 큰 힘으로 당겨진다면, 반도체웨이퍼가 폴리싱패드로부터 분리될 수 있다. 대안적으로, 공기와 같은 가스가 반도체웨이퍼와 폴리싱패드 사이의 갭에 들어온다면, 반도체웨이퍼의 서커형 변형이 사라질 것이며, 반도체웨이퍼가 폴리싱패드로부터 손쉽게 분리될 수 있게 된다.
턴테이블의 회전속도가 높으면, 반도체웨이퍼와 폴리싱패드 간의 초기 갭, 즉 액막의 두께가 하이드로플래닝 현상으로 인해 크다. 이에 따라, 반도체웨이퍼가 폴리싱패드로부터 분리되기 시작하면, 반도체웨이퍼가 서커형 모양으로 크게 변형되어, 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 사이에 강한 부압이 생기게 된다. 폴리싱패드가 표면에 리세스 또는 구멍이 있는 그리고 반도체웨이퍼를 가로질러 연장되는 홈이 없는 천공 패드라면, 매우 적은 양일지라도, 상기 리세스 또는 구멍을 통해 신선한 공기가 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 사이에 계속 공급되어, 부압이 점진적으로 감소 하게 될 것이다. 하지만, 유체 또한 공기와 공존하여 계속 공급될 것이다. 이는 미정의 부압을 제거하는 데 시간이 걸리게 한다.
톱링, 즉 캐리어헤드(또는 폴리싱헤드)에 제공되는 소프트러버에어백 내의 가압유체가 반도체웨이퍼를 폴리싱패드에 대해 가압하는 데 사용되는 경우, 상기 톱링의 하부면과 폴리싱패드의 폴리싱면 사이의 갭은 반도체웨이퍼의 두께보다 넓고, 보통 1 mm 내지 3 mm 정도의 범위 내에서 제어된다. 상기 갭은 가압유체가 반도체웨이퍼의 전체 면적에 걸쳐 존재하도록 하는 것이 필요하다. 그러므로, 반도체웨이퍼의 걸침 없이 폴리싱패드로부터 반도체웨이퍼를 상승시키는 경우, 리프트-오프 동작이 보통 두 단계, 즉 반도체웨이퍼를 톱링에 부착시키는 단계; 및 톱링을 상승시키는 단계로 수행된다. 반도체웨이퍼의 부착을 위한 시간은 보통 몇 초로 설정되지만, 수 초의 웨이퍼부착단계시에 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 간의 흡인 압력이 상기 반도체웨이퍼가 폴리싱패드로부터 분리될 수 있는 정도까지 감소하지 않는 경우가 있다. 이 경우에는, 반도체웨이퍼를 폴리싱패드로부터 분리시키기 위해 보다 강한 힘을 채택하거나 또는 반도체웨이퍼를 톱링에 부착시키는 시간을 늘릴 필요가 있게 된다.
본 발명은 해당 기술의 상기 상황의 관점에서 고안되었다. 그러므로, 본 발명의 목적은 워크피스를 폴리싱면에 걸치도록 하는 동작을 수행하지 않으면서도, 반도체웨이퍼와 같은 워크피스를 폴리싱면으로부터 안전하게 분리시켜 상승시킬 수 있는 폴리싱방법 및 폴리싱장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액체를 제1유량으로 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계; 상기 제1유량보다 낮으면서 시간이 경과함에 따라 감소하는 제2유량으로 상기 액체를 상기 폴리싱면에 공급하면서, 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인하는 단계; 및 상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인한 후, 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법을 제공한다.
처리 후의 워크피스에 대한 리프트-오프 동작시 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리하기 위하여 톱링과 같은 홀딩장치가 반도체웨이퍼와 같은 워크피스를 흡인하는 경우, 상기 폴리싱면과 워크피스(반도체웨이퍼)는 그 사이에 형성된 작은 갭에 의해 서로 이격되어 있다. 폴리싱면으로 공급되는 액체가 상기 갭을 통해 유동하여, 워크피스의 폴리싱면으로부터의 분리를 막게 된다. 그러므로, 홀딩장치(톱링)의 흡인력이 워크피스에 작용하기 시작할 때 공급될 액체량을 감소시킴으로써, 워크피스와 폴리싱면 사이의 갭에 공기가 들어가도록 할 수 있어, 워크피스를 폴리싱면으로 흡인시키는 흡인력, 즉 워크피스와 폴리싱면 간에 생기는 부압을 줄이게 된다. 공급될 액체는 슬러리, 순수, 세정액, 화학액 등일 수도 있다. 예컨대, 순수 가 폴리싱면에 공급되어, 반도체웨이퍼와 같은 폴리싱 이후의 워크피스가 폴리싱면과 접촉되어 스크래치되는 것을 방지하게 된다.
상기 폴리싱면은 반도체웨이퍼와 같은 워크피스를 홀딩장치로 흡인시키는 동작시에도, 톱링과 같은 홀딩장치에 일반적으로 제공되는 리테이너링에 대해 접촉 및 이동시킨다. 그러므로, 공급되는 액체의 양은 많아야 폴리싱면과 리테이너링이 마르지 않을 정도의 양으로 감소되는 것이 바람직하다.
워크피스의 리프트-오프 동작의 개시시, 즉 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리시키기 위해 처리 후의 워크피스를 홀딩장치로 흡인시키는 경우, 폴리싱면으로 공급될 액체의 유량은 단계적으로 0까지 감소될 수도 있다.
이는 워크피스를 서커형 모양으로 변형시키는 역할을 하는 액체량을 감소시킬 수 있어, 상기 워크피스의 서커형 변형을 확실하게 소거할 수 있다.
본 발명은 액체를 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계; 상기 액체를 상기 폴리싱면에 간헐적으로 공급하면서, 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인하는 단계; 및 상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인시, 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 또 다른 폴리싱방법을 제공한다. 액체의 간헐적인 공급은 핵체에 대한 공급 라인에 제공되는 밸브를 개폐함으로써 또는 액체에 대한 유량 제어기를 사용함으로써 수행될 수 있다.
폴리싱면으로 공급될 액체량은, 액체를 폴리싱면에 간헐적으로 공급함으로써, 즉 워크피스에 대한 리프트-오프 동작시 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리하기 위해 워크피스를 홀딩장치로 흡인시킬 때, 소정의 간격으로 액체의 공급과 상기 공급의 정지를 반복함으로써, 워크피스와 폴리싱면 사이의 갭에 공기를 들어가게 할 수 있는 정도의 양까지 감소될 수 있다.
본 발명은 액체를 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 제1상대속도로 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계; 상기 제1상대속도보다 느리면서 시간이 경과함에 따라 감소하는 제2상대속도로 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 이동시키면서, 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 및 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 또 다른 폴리싱방법을 제공한다.
반도체웨이퍼와 폴리싱면을 가변적인 상대속도로 이동시키면서, 반도체웨이퍼(워크피스)가 톱링(홀딩장치)으로 흡인되는 실험이 행해지고, 반도체웨이퍼의 리프트-오프에 걸리는 시간 등이 측정되었다. 그 결과, 폴리싱면과 반도체웨이퍼 간 의 상대속도를 줄임으로써, 상기 폴리싱면과 반도체웨이퍼 간에 부압이 생기는 서커 효과가 감소될 수 있다는 것을 밝혀냈다. 따라서, 리프트-오프 동작시 워크피스와 폴리싱면을 감소된 상대속도로 이동시키면서 워크피스를 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 워크피스의 변형을 줄이면서도 상기 워크피스가 폴리싱면으로부터 쉽고도 신속하게 분리될 수 있게 된다.
처리 후의 워크피스를 홀딩장치로 흡인시켜 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리시키는 경우, 폴리싱면의 회전속도를 30 rpm 이하로 감소시키거나, 상기 워크피스의 중심점에서의 상대속도를 613 mm/sec 이하로 감소시키는 것이 바람직하다는 것을 실험적으로 확인하였다.
본 발명은 액체를 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계; 상기 폴리싱면에 발포액을 공급하면서, 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인하는 단계; 및 상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인한 후, 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 또 다른 폴리싱방법을 제공한다.
리프트-오프 동작시 워크피스와 폴리싱면 간에 생기는 부압은 탄산수와 같은 발포액이 워크피스와 폴리싱면 사이에 존재하도록 하고, 상기 워크피스와 폴리싱면 사이에 존재하는 액체를 발포시킴으로써 감소될 수 있다.
본 발명은 액체를 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계; 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 및 상기 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시키는 힘보다 작은 힘에 의해, 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 또 다른 폴리싱방법을 제공한다.
워크피스를 흡인시키는 동작시의 진공 정도는 워크피스가 폴리싱면으로부터 분리될 때까지 점진적으로 증가되는 것이 바람직하다.
워크피스를 흡인시키는 압력이 높을수록, 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리시키는 힘도 커진다. 하지만, 이러한 보다 높은 흡인 압력을 사용하면, 워크피스의 더 큰 변형을 초래하므로, 워크피스에 더 큰 응력을 가하게 된다. 또한, 워크피스가 홀딩장치로의 흡인에 의해 부착되는 경우, 워크피스가 흡인력에 의해 변형되어, 워크피스에 응력을 발생시키게 된다. 워크피스에 작용하는 두 가지 응력은, 워크피스가 폴리싱면으로부터 분리될 때까지 진공 정도가 점진적으로 증가되는 방식으로 워크피스의 흡인을 위한 진공 정도를 저레벨로 제어함으로써 최소화될 수 있다.
본 발명은 홀딩장치에 의해 유지되는 워크피스의 피폴리싱면을 폴리싱면에 대해 가압시키고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 액체를 폴리싱면에 공급하여 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계; 제1진공압력으로 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 및 상기 제1진공압력을, 그 진공 정도가 상기 제1진공압력의 진공 정도보다는 낮지만 대기압의 진공 정도보다는 높은 제2진공압력으로 절환시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 또 다른 폴리싱방법을 제공한다.
이러한 방법에 따르면, 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리한 후, 상기 홀딩장치는 워크피스를 유지하는 데 필요한 진공 압력으로 상기 워크피스를 흡인 및 유지시킬 수 있다. 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리시키기 위한 제1진공압력과 워크피스를 홀딩장치로 흡인시키기 위한 제2진공압력은 그 진공 정도가 서로 다르며, 두 진공원들을 밸브로 절환시켜 또는 신호들에 의해 압력을 절환시킬 수 있는 자동압력조절기를 이용하여 스위칭될 수 있다.
상기 진공압력들은 워크피스가 폴리싱패드로부터 분리되는 순간을 검출하기 위해 제공되는 수단이 없는 경우에 고정식으로 동작된다. 일반적으로, 워크피스를 폴리싱면으로부터 분리시키기 위한 진공 정도는 높게 설정되지만, 워크피스를 홀딩장치로 부착시키기 위한 진공 정도는 더 낮게 설정된다. 각각의 진공압력값들은 수동진공압력조절기로 설정될 수도 있고, 3원밸브와 같은 스위칭밸브에 의해 적절하게 선택될 수도 있다.
상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀 딩장치로의 부착의 확인은, 상기 폴리싱면을 구동시키는 모터에서 또는 상기 홀딩장치를 구동시키는 모터에서의 전류의 감소를 토대로 이루어질 수도 있다.
폴리싱면으로부터 아직 분리되지 않고 그 위에 있는 워크피스가 폴리싱면에 대해 이동되는 경우, 그들 간에는 마찰력이 생기게 되어, 폴리싱면 또는 홀딩장치를 구동시키는 모터에 하중이 인가된다. 상기 하중은 모터전류값으로서 모니터링될 수 있다. 그러므로, 모터전류값의 임계값을 설정하고, 그것을 홀딩장치의 상승을 위한 트리거로 사용할 수 있게 된다. 상기 워크피스는 이렇게 워크피스가 폴리싱면으로부터 분리되어 홀딩장치로 부착된 직후 상기 홀딩장치의 상승을 개시함으로써 안전하면서도 확실하게 상승될 수 있다.
워크피스에 대한 리프트-오프 동작시, 상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 폴리싱면을 커버하는 액막의 두께 변화를 검출하여 이루어질 수도 있다.
폴리싱면으로 공급되는 액체의 분포는 폴리싱면 상의 워크피스의 존재 유무에 따라 상이하다. 홀딩장치(톱링)의 하류에 있는 액막은 워크피스가 폴리싱면 상에 있을 때의 후자의 경우에 비해 얇은 반면, 상기 홀딩장치의 하류에 있는 액막은 폴리싱면으로부터 워크피스가 분리될 때의 전자의 경우에 비해 두껍게 된다. 특히, 홀딩장치가 워크피스의 주변을 유지하기 위해 폴리싱면과 접촉하게 될 그 표면에 홈이 있는 리테이너링을 구비하는 경우, 액체는 보다 많은 양으로 워크피스로 공급되고, 이는 폴리싱면 상의 워크피스의 존재 유무에 따라 액막의 두께의 차이를 더 크게 한다. 홀딩장치의 상승을 위한 트리거로서 사용될 수 있는 액막의 두께의 변 화는 레이저센서, 초음파센서, 접촉센서 또는 캐패시턴스센서와 같은 액막의 두께를 검출할 수 있는 센서를 이용하여 검출될 수도 있다.
상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 홀딩장치를 하향시키는 힘의 변화를 토대로 이루어질 수도 있다. 상기 홀딩장치를 하향시키는 힘은 예컨대 상승축구동모터의 모터전류값의 변화에 의해 검출될 수 있다.
상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면 간의 거리를 검출하여 이루어질 수도 있다. 상기 워크피스와 폴리싱면 간의 거리는 예컨대 와류센서로 검출될 수 있다.
워크피스가 홀딩장치로 흡인되기 시작하면, 상기 홀딩장치의 흡인부에 대응하는 워크피스의 부분이 상승되는 한편, 상기 워크피스의 다른 부분은 폴리싱면과 워크피스 간에 생기는 흡인력에 의해 하향으로(즉, 홀딩장치로부터 반대방향으로) 당겨진다. 따라서, 와류센서가 폴리싱면 아래 고정되어 있는 경우, 상기 홀딩장치의 흡인부에 대응하는 워크피스의 부분은 상기 흡인부로 흡인됨에 따라 와류센서로부터 이격되어 이동됨으로써, 와류센서와 상기 워크피스의 부분을 단계별로 에워싸는 전자기장이 점진적으로 약해져 신호값이 감소한다. 다른 한편으로, 폴리싱면과 워크피스 간의 흡인력(워크피스를 하향으로 당기는 힘)이 강하게 작용하는 워크피스의 에지부는 폴리싱면으로부터 거의 이동하지 않게 된다. 이에 따라, 신호값이 거의 감소하지 않게 된다. 신호값의 차이를 이용하여, 폴리싱면에 대한 전체 워크 피스의 수직 위치들의 분포를 결정(확인)할 수 있게 된다. 이러한 데이터는 홀딩장치의 상승을 위한 트리거로서 사용될 수 있다. 나아가, 워크피스의 변형이 판정될 수도 있다. 그러므로, 워크피스 상에 무거운 하중을 인가하게 될 변형이 검출될 때, 워크피스 상의 흡인이 정지되어, 워크피스의 파손을 방지할 수 있게 된다.
상기 워크피스는 홀딩장치의 높이를 단계적으로 변경하면서 홀딩장치와 함께 상승되는 것이 바람직하다. 또한, 워크피스와 함께 홀딩장치를 상승시키는 힘을 단계적으로 변경하는 것이 가능하다.
워크피스의 픽업 실패를 방지하기 위하여, 리프트-오프 동작시 홀딩장치의 상승 동작의 개시 전에 홀딩장치와 워크피스 간의 압력은 일반적으로 대략 -80 ± 10 kPa 정도의 고진공이 되어야 한다. 워크피스가 폴리싱면에 흡인된 상태에서 홀딩장치의 상승이 시작되면, 폴리싱면으로부터 워크피스를 분리시키는 힘이 생기게 된다. 홀딩장치가 고속으로 상승된다면, 워크피스 상의 홀딩장치의 흡인력이 깨질 수 있어, 워크피스의 픽업 실패를 초래하게 된다. 이러한 관점에서, 워크피스의 상승은 점진적인 방식으로 수행될 수도 있고 또는 상승 속도가 저감될 수도 있어, 상기 워크피스가 폴리싱면으로부터 안정하게 상승될 수 있게 된다. 또한, 상기 워크피스는 상승력이 워크피스 상의 홀딩장치의 흡인을 깨지 않는 방식으로 상기 홀딩장치를 상승시켜 확실하게 상승될 수 있다. 예를 들어, 상기 워크피스는 워크피스 상의 홀딩장치의 흡인력보다 낮은 상승력을 유지하면서 상기 홀딩장치를 상승시켜 확실하게 상승될 수 있다.
본 발명은 또한 폴리싱면이 그 위에 있는 턴테이블, 워크피스를 탈착가능하 게 유지하고 상기 워크피스를 상기 폴리싱면에 대해 가압시키기 위한 상하-가동 홀딩장치, 액체를 상기 폴리싱면에 공급하기 위한 액체공급장치, 상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블과 상기 홀딩장치를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동기구, 및 상기 액체공급장치로부터 상기 폴리싱면으로 공급될 액체량을 제어하기 위한 제어장치를 포함하여 이루어지는 폴리싱장치를 제공한다. 상기 액체가 있을 때 상기 폴리싱면과 접촉시켜 처리된 상기 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시켜, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 경우, 상기 제어장치는 폴리싱시의 유량에 비해 감소된 유량으로 액체를 폴리싱면에 공급하거나, 상기 액체를 상기 폴리싱면에 간헐적으로 공급하거나 또는 발포액을 상기 폴리싱면에 공급하도록 액체공급장치를 제어한다.
본 발명은 폴리싱면을 구비한 턴테이블, 워크피스를 탈착가능하게 유지하고 상기 워크피스를 상기 폴리싱면에 대해 가압시키기 위한 상하-가동 홀딩장치, 액체를 상기 폴리싱면에 공급하기 위한 액체공급장치, 상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블과 상기 홀딩장치를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동기구, 및 상기 이동기구를 제어하기 위한 제어장치를 포함하여 이루어지는 또 다른 폴리싱장치를 제공한다. 상기 액체가 있을 때 상기 폴리싱면과 접촉시켜 처리된 상기 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시켜, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 경우, 상기 제어장치는 상기 턴테이블의 폴리싱면과 상기 홀딩장치 간의 상대속도를 감소시키도록 상기 이동기구를 제어한다.
본 발명은 폴리싱면을 구비한 턴테이블, 워크피스를 탈착가능하게 유지하고 상기 워크피스를 상기 폴리싱면에 대해 가압시키기 위한 상하-가동 홀딩장치, 액체를 상기 폴리싱면에 공급하기 위한 액체공급장치, 상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블과 상기 홀딩장치를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동기구, 및 상기 액체가 있을 때 상기 폴리싱면과 접촉시켜 처리된 상기 워크피스가 상기 폴리싱면으로부터 분리되었는지의 여부를 감지하기 위하여, 상기 폴리싱면을 커버하는 액막의 두께를 검출하기 위한 막두께검출센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 또 다른 폴리싱장치를 제공한다. 막두께검출센서는, 액체가 있을 때 폴리싱면과 접촉하여 처리된 워크피스가 폴리싱면으로부터 분리되었는지 여부를 감지하기 위하여, 폴리싱면을 커버하는 액막의 두께를 검출한다.
본 발명은 폴리싱면을 구비한 턴테이블, 워크피스를 탈착가능하게 유지하고 상기 워크피스를 상기 폴리싱면에 대해 가압시키기 위한 상하-가동 홀딩장치, 액체를 상기 폴리싱면에 공급하기 위한 액체공급장치, 상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블과 상기 홀딩장치를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동기구, 및 거리검출센서를 포함하여 이루어지는 또 다른 폴리싱장치를 제공한다. 상기 거리검출센서는, 상기 액체가 있을 때 상기 폴리싱면과 접촉시켜 처리된 상기 워크피스가 상기 폴리싱면으로부터 분리되었는지의 여부를 감지하기 위하여, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면 간의 거리를 검출한다.
상기 거리측정센서는 예컨대 와류센서이다.
본 발명은 반도체웨이퍼와 같은 워크피스와 폴리싱면 간에 생기는 부압을 줄 여, 워크피스를 폴리싱면에 걸치도록 하는 동작을 실시하지 않고도 워크피스를 폴리싱면으로부터 안전하게 분리 및 상승시킬 수 있게 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 하기 설명은 반도체웨이퍼 또는 워크피스(기판)의 표면(피폴리싱면)을 턴테이블 상에 배치된 폴리싱패드의 폴리싱면과 마찰시켜, 홀딩장치로서의 톱링에 의해 유지되는 워크피스로서의 반도체웨이퍼를 폴리싱하는 경우를 예시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리싱장치를 탑재한 폴리싱시스템의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 폴리싱시스템의 개략적인 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 폴리싱시스템은 직사각형 형태의 하우징(1)을 구비한다. 상기 하우징(1)의 내부 공간은 격벽(1a, 1b, 1c)에 의하여 로딩/언로딩부(2), 폴리싱부(3)(3a, 3b) 및 세정부(4)로 분할된다. 상기 로딩/언로딩부(2), 폴리싱부(3a, 3b) 및 세정부(4)는 서로 독립적으로 조립되며, 이들 부로부터 서로 독립적으로 공기가 배출된다.
상기 로딩/언로딩부(2)는 워크피스로서 수많은 반도체웨이퍼를 각각 저장하는 웨이퍼카셋트가 배치되는 2 이상의 프론트로딩부(20)(예컨대, 도 3에서는 3개)를 구비한다. 상기 프론트로딩부(20)는 폴리싱시스템의 폭방향(폴리싱시스템의 종방향에 수직인 방향)을 따라 서로 인접하여 배치된다. 각각의 프론트로딩부(20)는 그 위에 개방된 카셋트, SMIF(Standard Manufacturing Interface)포드 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 수용할 수 있다. 상기 SMIF 및 FOUP는 웨이퍼 카셋트를 그 안에 하우징하고 그것을 격벽으로 커버하여, 외부 공간으로부터 격리된 내부 환경을 제공하는 기밀된 컨테이너이다.
상기 로딩/언로딩부(2)는 프론트로딩부(20)의 배치 방향을 따라 연장되는 이동기구(21)를 구비한다. 제1이송기구로서 제1이송로봇(22)이 이동기구(21) 상에 설치되어, 상기 프론트로딩부(20)의 배치 방향을 따라 이동가능하다. 상기 제1이송로봇(22)은 프론트로딩부(20) 상에 장착된 웨이퍼카셋트의 반도체웨이퍼들을 접근시키기 위하여 상기 이동기구(21) 상에서 이동하도록 동작가능하다. 이러한 제1이송로봇(22)은 별도로 사용되는 상하방향으로 배치된 두 핸드를 구비한다. 예컨대, 상부핸드는 폴리싱된 반도체웨이퍼를 웨이퍼카셋트로 되돌려주는 데 사용될 수 있고, 하부핸드는 폴리싱되지 않은 반도체웨이퍼를 이송하는 데 사용될 수 있다.
상기 로딩/언로딩부(2)는 가장 깨끗한 영역이 되어야 한다. 그러므로, 로딩/언로딩부(2)의 내부의 압력은 항상 상기 장치의 외부 공간, 폴리싱부(3) 및 세정부(4)의 압력보다 높게 유지된다. 또한, HEPA 필터 또는 ULPA 필터와 같은 클린에어필터를 구비한 필터팬유닛(도면에는 도시되지 않음)이 제1이송로봇(22)의 이동기구(21) 상방에 제공된다. 이러한 필터팬유닛은 입자, 독성증기 및 독가스를 공기로부터 제거하여 클린 에어를 생성하고, 항상 클린 에어의 하향류를 형성한다.
상기 폴리싱부(3)는 반도체웨이퍼가 폴리싱되는 영역이다. 상기 폴리싱부(3)는 제1폴리싱장치(30A) 및 제2폴리싱장치(30B)를 그 안에 구비한 제1폴리싱부(3a), 및 제3폴리싱장치(30C) 및 제4폴리싱장치(30D)를 그 안에 구비한 제2폴리싱부(3b)를 포함한다. 상기 제1폴리싱장치(30A), 제2폴리싱장치(30B), 제3폴리싱장치(30C) 및 제4폴리싱장치(30D)는 폴리싱시스템의 종방향을 따라 배치된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1폴리싱장치(30A)는 폴리싱면(105A)을 구비한 턴테이블(100A), 반도체웨이퍼를 폴리싱하기 위하여 반도체웨이퍼를 유지하고 턴테이블(100A)의 폴리싱면(105A)에 대해 반도체웨이퍼를 가압하기 위한 홀딩장치로서의 톱링(101A), 슬러리 또는 드레싱액(예컨대, 순수)을 턴테이블(100A)의 폴리싱면(105A) 상에 공급하기 위한 액체공급장치로서의 액체공급노즐(102A), 상기 턴테이블(100A)의 폴리싱면(105A)을 드레싱하기 위한 드레서(103A), 및 액체(예컨대, 순수)와 가스(예컨대, 질소)의 혼합물을 분무 상태로 폴리싱면(105A)에 분사하기 위한 1 이상의 노즐을 구비한 분무기(104A)를 포함한다. 이와 유사하게, 상기 제2폴리싱장치(30B)는 폴리싱면(105B)을 구비한 턴테이블(100B), 톱링(101B), 액체공급노즐(102B), 드레서(103B), 및 분무기(104B)를 포함한다. 상기 제3폴리싱장치(30C)는 폴리싱면(105C)을 구비한 턴테이블(100C), 톱링(101C), 액체공급노즐(102C), 드레서(103C), 및 분무기(104C)를 포함한다. 상기 제4폴리싱장치(30D)는 폴리싱면(105D)을 구비한 턴테이블(100D), 톱링(101D), 액체공급노즐(102D), 드레서(103D), 및 분무기(104D)를 포함한다.
제2(선형)이송기구로서의 제1선형운반부(5)는 제1폴리싱부(3a) 및 세정부(4)에서 제1폴리싱장치(30A)와 제2폴리싱장치(30B) 사이에 제공된다. 이러한 제1선형운반부(5)는 폴리싱시스템의 종방향을 따라 위치한 4개의 이송 위치들(이하, 이들 4개의 이송 위치들을 로딩/언로딩부(2)로부터 순서대로 제1이송위치(TP1), 제2이송위치(TP2), 제3이송위치(TP3) 및 제4이송위치(TP4)라고 하기로 함) 간에 반도체웨 이퍼를 이송하도록 구성된다. 상기 로딩/언로딩부(2)에서 제1이송로봇(22)으로부터 이송되는 반도체웨이퍼를 반전하기 위한 반전기계(31)가 상기 제1선형운반부(5)의 제1이송위치(TP1) 상방에 배치된다. 수직방향으로 이동가능한 리프터(32)는 상기 제1이송위치(TP1) 하방에 배치된다. 수직방향으로 이동가능한 푸셔(33)는 상기 제2이송위치(TP2) 하방에 배치되고, 수직방향으로 이동가능한 푸셔(34)는 상기 제3이송위치(TP3) 하방에 배치되며, 수직방향으로 이동가능한 푸셔(35)는 상기 제4이송위치(TP4) 하방에 배치된다.
제2폴리싱부(3b)에서, 제2(선형)이송기구로서의 제2선형운반부(6)는 제1선형운반부(5)에 이웃하여 제공된다. 이러한 제2선형운반부(6)는 폴리싱시스템의 종방향을 따라 위치한 3개의 이송 위치들(이하, 이들 3개의 이송 위치들을 로딩/언로딩부(2)로부터 순서대로 제5이송위치(TP5), 제6이송위치(TP6) 및 제7이송위치(TP7)라 하기로 함) 간에 반도체웨이퍼를 이송하도록 구성된다. 수직방향으로 이동가능한 리프터(36)는 상기 제2선형운반부(6)의 제5이송위치(TP5) 하방에 배치되고, 푸셔(37)는 제6이송위치(TP6) 하방에 배치되며, 푸셔(38)는 제7이송위치(TP7) 하방에 배치된다.
폴리싱시에 슬러리가 사용된다는 사실로부터 알 수 있듯이, 폴리싱부(3)는 가장 더러운 영역이다. 그러므로, 폴리싱부(3)로부터 입자들이 퍼져나가는 것을 막기 위하여, 본 실시예의 각각의 턴테이블의 포위 공간들로부터 가스가 배출된다. 또한, 폴리싱부(3)의 내부의 압력은 상기 장치의 외부, 세정부(4) 및 로딩/언로딩부(2)의 압력보다 낮게 설정되어, 입자들의 산란이 방지되게 된다. 통상적으로, 배 출덕트(도면에는 도시되지 않음)는 턴테이블 하방에 각각 제공되고, 필터(도면에는 도시되지 않음)는 턴테이블 상방에 제공되어, 클린 에어의 햐향류가 필터로부터 배출덕트로 형성된다.
상기 세정부(4)는 폴리싱된 반도체웨이퍼가 세정되는 영역이다. 상기 세정부(4)는 제2이송로봇(40), 상기 제2이송로봇(40)로부터 수용되는 반도체웨이퍼를 반전시키기 위한 반전기계(41), 폴리싱된 반도체웨이퍼를 세정하기 위한 4개의 세정장치(42~45) 및 상기 반전기계(41)와 세정장치(42~45) 간에 반도체웨이퍼를 이송하기 위한 제4이송기구로서의 이송유닛(46)을 포함한다. 상기 제2이송로봇(40), 반전기계(41) 및 세정장치(42~45)는 폴리싱시스템의 종방향을 따라 직렬로 배치된다. 클린에어필터를 구비한 필터팬유닛(도면에는 도시되지 않음)은 세정장치(42~45) 상방에 제공된다. 이러한 필터팬유닛은 공기로부터 입자들을 제거하여 클린 에어를 생성하도록 구성되고, 항상 클린 에어의 하향류를 형성하도록 구성된다. 상기 세정부(4)의 내부의 압력은 폴리싱부(3)의 압력보다 높게 유지되어, 상기 폴리싱부(3)에서의 입자들이 세정부(4) 안으로 유동하는 것이 방지되게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1폴리싱부(3a)의 제1선형운반부(5)는 4가지 이송 스테이지, 즉 TS1(제1스테이지), TS2(제2스테이지), TS3(제3스테이지) 및 TS4(제4스테이지)를 구비하는데, 이들은 왕복운동방식으로 선형 이동가능하다. 이들 이송 스테이지들은 상부라인과 하부라인을 포함하는 2라인 구조를 갖는다. 구체적으로는, 제1이송스테이지(TS1), 제2이송스테이지(TS2) 및 제3스테이지(TS3)가 하부라인 상에 배치되고, 제4이송스테이지(TS4)가 상부라인 상에 배치된다.
상기 하부이송스테이지(TS1, TS2, TS3)와 상부이송스테이지(TS4)는 서로 간섭하지 않고 자유롭게 이동가능한데, 그 이유는 그들이 상이한 높이들로 제공되기 때문이다. 상기 제1이송스테이지(TS1)는 반전기계(31)와 리프터(32)가 배치되는 제1이송위치(TP1)와 푸셔(33)가 배치되는 웨이퍼수수위치인 제2이송위치(TP2) 간에 반도체웨이퍼를 이송한다. 상기 제2이송스테이지(TS2)는 제2이송위치(TP2)와 푸셔(34)가 배치되는 웨이퍼수수위치인 제3이송위치(TP3) 간에 반도체웨이퍼를 이송한다. 상기 제3이송스테이지(TS3)는 제3이송위치(TP3)와 푸셔(35)가 배치되는 제4이송위치(TP4) 간에 반도체웨이퍼를 이송한다. 상기 제4이송스테이지(TS4)는 제1이송위치(TP1)와 제4이송위치(TP4) 간에 반도체웨이퍼를 이송한다.
상기 제1선형운반부(5)는 왕복운동방식으로 상부라인의 제4이송스테이지(TS4)를 선형으로 이동하기 위한 에어실린더(도시안됨)를 구비한다. 상기 제4이송스테이지(TS4)는 하부이송스테이지(TS1, TS2, TS3)와 동시에 이동되도록 에어실린더에 의해 제어된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2선형운반부(6)는 3가지 이송스테이지, 즉 TS5(제5스테이지), TS6(제6스테이지) 및 TS7(제7스테이지)을 구비하는데, 이들은 왕복운동방식으로 선형 이동가능하다. 이들 이송스테이지는 상부라인과 하부라인을 포함하는 2라인 구조를 갖는다. 구체적으로는, 제5이송스테이지(TS5) 및 제6이송스테이지(TS6)가 상부라인에 배치되는 반면, 제7이송스테이지(TS7)가 하부라인에 배치된다.
상기 상부이송스테이지(TS5, TS6) 및 하부이송스테이지(TS7)는 서로 간섭하 지 않고 자유롭게 이동가능한데, 그 이유는 그들이 상이한 높이들로 제공되기 때문이다. 상기 제5이송스테이지(TS5)는 필터(36)가 배치되는 제5이송위치(TP5)와 푸셔(37)가 배치되는 웨이퍼수수위치인 제6이송위치(TP6) 간에 반도체웨이퍼를 이송한다. 상기 제6이송스테이지(TS6)는 제6이송위치(TP6)와 푸셔(38)가 배치되는 웨이퍼수수위치인 제7이송위치(TP7) 간에 반도체웨이퍼를 이송한다. 상기 제7이송스테이지(TS7)는 제5이송위치(TP5)와 제7이송위치(TP7) 간에 반도체웨이퍼를 이송한다.
상기 제1폴리싱부(3a)의 반전기계(31)는 상기 로딩/언로딩부(2)의 제1이송로봇(22)의 핸드가 접근가능한 위치에 배치되어, 상기 제1이송로봇(22)으로부터 폴리싱되지 않은 반도체웨이퍼를 수용하며, 상기 반도체웨이퍼를 상하로 뒤집고, 상기 반도체웨이퍼를 리프터(32)로 전달하는 역할을 한다. 상기 세정부(4)의 반전기계(41)는 상기 제2이송로봇(40)의 핸드가 접근가능한 위치에 배치되어, 상기 제2이송로봇(40)으로부터 폴리싱된 반도체웨이퍼를 수용하며, 상기 반도체웨이퍼를 상하로 뒤집고, 상기 반도체웨이퍼를 이송유닛(46)으로 전달하는 역할을 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 반전기계(31)와 제1이송로봇(22) 사이에는 셔터(10)가 제공된다. 반도체웨이퍼 이송시, 셔터(10)가 개방되고, 상기 반도체웨이퍼는 제1이송로봇(22)과 반전기계(31) 간에 전달된다. 셔터(11, 12, 13, 14) 또한 반전기계(41)와 제2이송로봇(40) 사이, 반전기계(41)와 1차세정장치(42) 사이, 제1폴리싱부(3a)와 제2이송로봇(40) 사이 및 제2폴리싱부(3b)와 제2이송로봇(40) 사이에 각각 제공된다. 이들 셔터(11, 12, 13, 14)는, 반도체웨이퍼가 반전기계(41)와 제2이송로봇(40) 간에 또는 반전기계(41)와 1차세정장치(42) 간에 이송될 때 개방 된다. 반도체웨이퍼가 이송되지 않으면, 셔터(10, 11, 12, 13, 14)가 폐쇄된다.
상기 1차세정장치(42) 및 2차세정장치(43)는 예컨대 반도체웨이퍼의 전후면에 대해 회전 및 가압되는 상부 및 하부 롤형 스폰지를 구비하여 반도체웨이퍼의 전후면을 세정하게 되는 롤형 세정장치를 포함하여 이루어질 수도 있다. 3차세정장치(44)는 예컨대 반도체웨이퍼에 대해 회전 및 가압되는 반구형 스폰지를 구비하여 반도체웨이퍼를 세정하게 되는 펜슬형 세정장치를 포함하여 이루어질 수도 있다. 4차세정장치(45)는 예컨대 반도체웨이퍼의 뒷면을 헹구고 반도체웨이퍼의 앞면에 대해 반구형 스폰지를 회전 및 가압하여 상기 반도체웨이퍼를 세정하게 되는 펜슬형 세정장치를 포함하여 이루어질 수도 있다. 상기 4차세정장치(45)는 고회전속도로 척킹된 반도체웨이퍼를 회전시키기 위한 스테이지를 구비하므로, 반도체웨이퍼를 고회전속도로 회전시켜 세정된 반도체웨이퍼를 건조시키는 기능(스핀-건조기능)을 가진다. 세정장치(42~45)에서는, 상술된 롤형 세정장치 또는 펜슬형 세정장치 이외에, 반도체웨이퍼를 세정하기 위한 세정액에 초음파를 가하는 메가소닉형 세정장치가 제공될 수도 있다.
상기 세정부(4)의 이송유닛(46)은 각각 반전기계(41)로부터 1차세정장치(42)로, 1차세정장치(42)로부터 2차세정장치(43)로, 2차세정장치(43)로부터 3차세정장치(44)로, 그리고 3차세정장치(44)로부터 4차세정장치(45)로 반도체웨이퍼들을 동시에 이송할 수 있다. 반도체웨이퍼는 세정장치들로부터 취해지지 않고도 세정장치 내에서 다음 세정장치로 이송될 수 있기 때문에, 반도체웨이퍼들의 이송에 필요한 스트로크가 최소화될 수 있고, 반도체웨이퍼들의 이송에 걸리는 시간이 단축될 수 있게 된다.
다음으로, 폴리싱부(3)의 폴리싱장치(30A, 30B, 30C, 30D)를 설명하기로 한다. 이들 폴리싱장치(30A, 30B, 30C, 30D)는 실질적으로 동일한 구조를 가지므로, 이하 제1폴리싱유닛(30A)만을 설명하기로 한다.
도 5는 폴리싱장치(30A)의 전체 구조를 도시한 개략도이고, 도 6은 폴리싱장치(30A)의 주요부의 개략적인 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 폴리싱장치(30A)는 턴테이블(100A), 및 반도체웨이퍼(W)를 유지하여 상기 반도체웨이퍼(W)를 턴테이블(100A)의 폴리싱면(105A)에 대해 가압하기 위한 톱링(101A)을 포함하여 이루어진다.
상기 턴테이블(100A)은 테이블샤프트(106)를 통해 턴테이블(100A) 하방에 배치된 모터(도시안됨)에 결합된다. 따라서, 상기 턴테이블(100A)은 테이블샤프트(106)를 중심으로 회전가능하다. 폴리싱패드(222)는 턴테이블(100A)의 상부면에 부착된다. 상기 폴리싱패드(222)의 상부면은 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱하기 위한 폴리싱면(105A)을 구성한다. 상기 액체공급노즐(102A)은 턴테이블(100A) 상방에 제공되어, 폴리싱액과 같은 액체(Q)를 턴테이블(100A) 상의 폴리싱패드(222) 상으로 공급하게 된다.
상기 톱링(101A)은 수직방향으로 이동가능한 기구(124)에 의해 톱링헤드(110)에 대하여 수직방향으로 이동가능한 톱링샤프트(111)의 하단부에 연결된다. 상기 수직방향으로 이동가능한 기구(124)가 톱링샤프트(111)를 수직방향으로 이동시키면, 상기 톱링(101A)은 전체로서 상승 및 하강되어, 상기 톱링헤드(110)에 대 하여 위치설정하게 된다. 상기 톱링샤프트(111)의 상단부 상에는 로터리조인트(125)가 탑재된다.
상기 톱링샤프트(111)와 톱링(101A)을 수직방향으로 이동시키기 위한 상기 수직방향으로 이동가능한 기구(124)는 톱링샤프트(111)가 베어링(126)에 의해 회전가능하게 지지되는 브릿지(128), 상기 브릿지(128) 상에 장착된 볼스크루(132), 지지포스트(130)에 의해 지지되는 지지베이스(129) 및 상기 지지베이스(129) 상에 장착된 AC서보모터(138)를 포함하여 이루어진다. 상기 AC서보모터(138)를 그 위에 지지하는 지지베이스(129)는 상기 지지포스트(130)에 의해 상기 톱링헤드(110) 상에 고정식으로 탑재된다.
상기 볼스크루(132)는 상기 AC서보모터(138)에 결합된 스크루샤프트(132a) 및 상기 스크루샤프트(132a)에 나사결합된 너트(132b)를 포함하여 이루어진다. 상기 톱링샤프트(111)는 상기 수직방향으로 이동가능한 기구(124)에 의해 상기 브릿지(128)와 일체되어 수직방향으로 이동가능하다. 그러므로, AC서보모터(138)가 기동되면, 상기 브릿지(128)는 볼스크루(132)를 통해 수직방향으로 이동하고, 상기 톱링샤프트(111) 및 톱링(101A)이 수직방향으로 이동한다.
상기 톱링샤프트(111)는 키(도시안됨)에 의해 로터리슬리브(112)에 연결된다. 상기 로터리슬리브(112)는 그 주위에 고정식으로 배치된 타이밍풀리(113)를 구비한다. 구동샤프트를 구비한 톱링모터(114)는 톱링헤드(110)에 고정된다. 상기 타이밍풀리(113)는 타이밍벨트(115)에 의해 톱링모터(114)의 구동샤프트 상에 장착된 타이밍풀리(116)에 동작가능하게 결합된다. 그러므로, 톱링모터(114)가 기동되면, 타이밍풀리(116), 타이밍벨트(115) 및 타이밍풀리(113)가 회전되어, 로터리슬리브(112) 및 톱링샤프트(111)를 일체형으로 회전시키므로, 톱링(101A)을 회전하게 된다. 상기 톱링헤드(110)는 프레임(도시안됨) 상에 피봇가능하게 지지되는 톱링헤드샤프트(117) 상에 지지된다.
도 5에 도시된 바와 같이 구성된 폴리싱장치(30A)에서, 상기 톱링(101A)은 반도체웨이퍼(W)를 그 하부면 상에 유지하도록 구성된다. 상기 톱링헤드(110)는 톱링헤드샤프트(117)를 중심으로 피봇(스윙)가능하다. 따라서, 반도체웨이퍼(W)를 그 하부면 상에 유지하는 톱링(101A)은 상기 톱링헤드(110)의 피봇운동에 의하여, 톱링(101A)이 반도체웨이퍼(W)를 수용하는 위치와 상기 턴테이블(100A) 상방의 위치 사이에서 이동된다. 상기 톱링(101A)은 폴리싱패드(222)의 폴리싱면(105A)에 대해 반도체웨이퍼(W)를 가압하도록 하강된다. 이때, 톱링(101A)과 턴테이블(100A)이 각각 회전하면서, 액체(연마입자를 구비한 연마액) Q가 상기 턴테이블(100A) 상방에 제공된 액체공급노즐(102A)에 의하여 폴리싱패드(222) 상으로 공급된다. 대안적으로는, 액체공급노즐(102A)이 아닌 폴리싱패드(222)(도시안됨) 하방에 배치된 액체공급장치가 액체(Q)를 폴리싱패드(222) 상으로 공급하기 위해 사용될 수도 있다. 상기 반도체웨이퍼(W)는 폴리싱패드(222)의 폴리싱면(105A)과 슬라이딩접촉하게 된다. 따라서, 반도체웨이퍼(W)의 표면이 폴리싱된다.
상기 수직방향으로 이동가능한 기구(124)의 서보모터(138)는, 톱링(101A)의 수직방향의 위치설정을 수행할 필요가 있기 때문에, 회전각을 제어할 수 있는 AC서보모터 또는 스테핑모터가 바람직하다. 상기 볼스크루(132) 및 서보모터(138) 대신 에 실린더를 사용할 수도 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 폴리싱장치(30A)에는 액체의 두께, 즉 액체공급노즐(102A)로부터 폴리싱면(105A)으로 공급되어 상기 톱링(101A)의 하류 지점에서 폴리싱면(105A) 상에 막(film)형 형태로 유지되는 액막(Q)을 측정하기 위해 톱링(101A)에 대해 횡방향으로 위치한 액막두께검출센서(246)가 제공된다. 상기 액막두께검출센서(246), 즉 액막의 두께를 검출하기 위한 검출기는 톱링(101A)의 하류 지점에서 폴리싱면(105A)을 커버하는 액체(액막) Q의 두께의 변화를 검출할 수 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 반도체웨이퍼(W)에 대한 리프트-오프 동작시 또는 적어도 웨이퍼(W)의 분리 동작 개시 이후에 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 분리되어 톱링(101A)에 부착되었는지의 여부를 확인하거나 감지할 수 있게 된다. 레이저센서, 초음파센서, 접촉센서 또는 캐패시턴스센서와 같은 액막의 두께를 검출할 수 있는 여하한의 센서가 액막두께검출센서(246)로서 사용될 수도 있다.
상기 액막두께검출센서(246)의 출력 또는 상기 센서(246)에 의해 발생되는 신호들은 제어장치(247)로 입력된다. 상기 제어장치(247)는 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 분리되어 톱링(101A)에 부착되었는지의 여부를 확인하기 위하여 액막검출센서(246)로부터 신호들을 수신하여 연산들을 처리한다. 그 후, 상기 제어장치(247)는 상기 확인을 토대로 장치를 이동시키기 위하여 폴리싱장치 내부에 위치한 복수의 장치들을 제어하기 위한 신호들 또는 출력을 전송하여, 반도체웨이퍼(W)의 변형을 야기하는 악영향을 줄이게 된다. 따라서, 수직방향으로 이동가능한 수직방향으로 이동가능한 기구(124)의 서보모터(138)는 제어장치(247)로부터의 출력에 의해 제어된다. 상기 제어장치(247)는 액체공급노즐(102A)로부터 폴리싱면(105A)으로 공급될 액체(Q)의 양, 턴테이블(100A)의 회전속도와 톱링(101A)의 회전속도, 상기 톱링(101A) 안으로 공급되는 후술하는 유체의 압력 등을 제어하기 위하여 폴리싱장치(30A)의 각종 장치들을 제어한다.
도 7 내지 도 11은 톱링(101A)의 복수의 반경 방향들을 따르는 톱링(101A)을 도시한 수직단면도이다.
도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 톱링(101A)은 기본적으로 폴리싱면(105A)에 대하여 반도체웨이퍼(W)를 가압하기 위한 톱링본체(202), 및 상기 폴리싱면(105A)을 직접 가압하기 위한 리테이너링(203)을 포함하여 이루어진다. 상기 톱링본체(202)는 원판 형태의 상부부재(300), 상기 상부부재(300)의 하부면에 부착된 중간부재(304) 및 상기 중간부재(304)의 하부면에 부착된 하부부재(306)를 포함한다. 상기 리테이너링(203)은 상기 상부부재(300)의 주변부에 부착된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 상부부재(300)는 톱링샤프트(111)에 볼트(308)에 의해 연결된다. 또한, 상기 중간부재(304)는 볼트(309)에 의해 상부부재(300)에 고정되고, 상기 하부부재(306)는 볼트(310)에 의해 상부부재(300)에 고정된다. 상부부재(300), 중간부재(304) 및 하부부재(306)를 포함하여 이루어지는 상기 톱링본체(202)는 엔지니어링플라스틱(예컨대, PEEK)과 같은 수지로 제조된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 톱링(101A)은 상기 하부부재(306)의 하부면에 부착된 탄성막(314)을 구비한다. 상기 탄성막(314)은 톱링(101A)에 의하여 유지 되는 반도체웨이퍼의 배면과 접촉하게 된다. 상기 탄성막(314)은 에지홀더(316)의 바깥쪽 방사상으로 배치되는 환형의 에지홀더(316) 및 상기 에지홀더(316)의 안쪽 방사상으로 배치되는 환형의 리플홀더(318, 319)에 의해 하부부재(306)의 하부면 상에 유지된다. 상기 탄성막(314)은 에틸렌프로필렌러버(EPDM), 폴리우레탄러버, 실리콘러버 등과 같은 고강도이면서도 내구성이 있는 러버재료로 제조된다.
상기 에지홀더(316)는 리플홀더(318)에 의해 유지되고, 상기 리플홀더(318)는 복수의 스토퍼(320)에 의해 하부부재(306)의 하부면 상에 유지된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 리플홀더(319)는 복수의 스토퍼(322)에 의해 하부부재(306)의 하부면 상에 유지된다. 상기 스토퍼(320) 및 스토퍼(322)는 톱링(101A)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 중앙챔버(360)는 탄성막(314)의 중앙부에 형성된다. 상기 리플홀더(319)는 중앙챔버(360)와 연통되는 유로(324)를 구비한다. 상기 하부부재(306)는 상기 유로(324)와 연통되는 유로(325)를 구비한다. 상기 리플홀더(319)의 유로(324) 및 상기 하부부재(306)의 유로(325)는 유체공급원(도시안됨)에 연결된다. 따라서, 가압유체가 유로(325, 324)를 통해 탄성막(314)으로 형성된 중앙챔버(360)로 공급된다.
상기 리플홀더(318)는 탄성막(314)의 리플(314b) 및 에지(314c)를 하부부재(306)의 하부면에 대해 가압하기 위한 클로(318b, 318c)를 구비한다. 상기 리플홀더(319)는 탄성막(314)의 리플(314a)을 하부부재(306)의 하부면에 대해 가압하기 위한 클로(319a)를 구비한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 환형의 리플챔버(361)는 탄성막(314)의 리플(314a)과 리플(314b) 사이에 형성된다. 상기 탄성막(314)의 리플홀더(318)와 리플홀더(319) 사이에는 갭(314f)이 형성된다. 상기 하부부재(306)는 상기 갭(314f)과 연통되는 유로(342)를 구비한다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 중간부재(304)는 하부부재(306)의 유로(342)와 연통되는 유로(344)를 구비한다. 상기 하부부재(306)의 유로(342)와 상기 중간부재(304)의 유로(344) 사이의 연결부에는 환형홈(347)이 형성된다. 상기 하부부재(306)의 유로(342)는 상기 중간부재(304)의 유로(344) 및 환형홈(347)을 통해 유체공급원(도시안됨)에 연결된다. 따라서, 가압유체가 이들 유로들을 통해 리플챔버(361)에 공급된다. 또한, 상기 유로(342)는 진공펌프(도시안됨)에 선택적으로 연결된다. 진공펌프가 동작되면, 반도체웨이퍼는 흡입에 의해 탄성막(314)의 하부면에 부착되어, 상기 반도체웨이퍼를 척킹하게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 리플홀더(318)는 탄성막(314)의 리플(314b) 및 에지(314c)로 형성된 환형의 외측챔버(362)와 연통되는 유로(326)를 구비한다. 또한, 상기 하부부재(306)는 커넥터(327)를 통해 리플홀더(318)의 유로(326)와 연통되는 유로(328)를 구비한다. 상기 중간부재(304)는 상기 하부부재(306)의 유로(328)와 연통되는 유로(329)를 구비한다. 상기 리플홀더(318)의 유로(326)는 하부부재(306)의 유로(328) 및 중간부재(304)의 유로(329)를 통해 유체공급원(도시안됨)에 연결된다. 따라서, 가압유체가 이들 유로를 통해 탄성막(314)으로 형성된 외측챔버(362)에 공급된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 에지홀더(316)는 탄성막(314)의 에지(314d)를 하부부재(306)의 하부면 상에 유지하기 위한 클로를 구비한다. 상기 에지홀더(316)는 탄성막(314)의 에지(314c, 314d)로 형성된 환형의 에지챔버(363)와 연통되는 유로(334)를 구비한다. 상기 하부부재(306)는 상기 에지홀더(316)의 유로(334)와 연통되는 유로(336)를 구비한다. 상기 중간부재(304)는 상기 하부부재(306)의 유로(336)와 연통되는 유로(338)를 구비한다. 상기 에지홀더(316)의 유로(334)는 상기 하부부재(306)의 유로(336) 및 상기 중간부재(304)의 유로(338)를 통해 유체공급원(도시안됨)에 연결된다. 따라서, 가압유체가 이들 유로들을 통해 탄성막(314)으로 형성된 에지챔버(363)에 공급된다.
상술된 바와 같이, 톱링(101A)에서, 폴리싱패드(222)에 대해 반도체웨이퍼를 가압하기 위한 가압력들은 탄성막(314)과 하부부재(306) 사이에 형성된 각각의 압력챔버들(즉, 중앙챔버(360), 리플챔버(361), 외측챔버(362) 및 에지챔버(363))로 공급될 유체의 압력들을 조절하여 반도체웨이퍼의 로컬 영역들에서 조절될 수 있다.
도 12는 리테이너링(203)의 확대도이다. 상기 리테이너링(203)은 반도체웨이퍼의 주변 에지를 유지시키는 역할을 한다. 상기 리테이너링(203)은 상단부가 폐쇄된 원통형의 실린더(400), 상기 실린더(400)의 상부에 부착된 홀더(402), 상기 홀더(402)에 의해 상기 실린더(400)에 유지되는 탄성막(404), 상기 탄성막(404)의 하단부에 연결된 피스톤(406) 및 상기 피스톤(406)에 의해 하향으로 가압되는 링부재(408)를 포함하여 이루어진다.
상기 링부재(408)는 상기 피스톤(406)에 결합된 상부링부재(408a) 및 상기 폴리싱면(105A)과 접촉하게 되는 하부링부재(408b)를 포함하여 이루어진다. 상기 상부링부재(408a) 및 하부링부재(408b)는 복수의 볼트(409)에 의해 결합된다. 상기 상부링부재(408a)는 SUS와 같은 금속재료 또는 세라믹과 같은 재료로 이루어지고, 상기 하부링부재(408b)는 PEEK 또는 PPS와 같은 수지재료로 이루어진다.
상기 홀더(402)는 탄성막(404)으로 형성된 챔버(413)와 연통되는 유로(412)를 구비한다. 상기 상부부재(300)는 상기 홀더(402)의 유로(412)와 연통되는 유로(414)를 구비한다. 상기 홀더(402)의 유로(412)는 상기 상부부재(300)의 유로(414)를 통해 유체공급원(도시안됨)에 연결된다. 따라서, 가압유체가 이들 유로들을 통해 챔버(413)에 공급된다. 이에 따라, 압력챔버(413)로 공급될 유체의 압력을 조절함으로써, 피스톤(406)을 수직방향으로 이동시키기 위하여 탄성막(404)이 팽창 및 수축될 수 있다. 따라서, 상기 리테이너링(203)의 링부재(408)가 원하는 압력 하에 폴리싱패드(222)에 대해 가압될 수 있다.
설명된 예시에서, 상기 탄성막(404)은 벤트부(bent portion)들을 구비한 탄성막으로 형성된 롤링다이어프램을 채택한다. 롤링다이어프램에 의해 형성된 챔버 내의 내압이 변경되면, 상기 롤링다이어프램의 벤트부들이 감겨 챔버를 넓히게 된다. 상기 다이어프램은 외부 구성요소들과 슬라이딩접촉하지 않게 되고, 챔버가 넓어질 때 팽창 및 수축되기 어렵다. 이에 따라, 슬라이딩접촉으로 인한 마찰이 극히 줄어들 수 있게 되고, 다이어프램의 수명이 연장될 수 있게 된다. 또한, 리테이너링(203)이 폴리싱패드(222)를 가압하는 가압력들이 정확하게 조절될 수 있다.
상기 형태에 의하면, 리테이너링(203)의 링부재(408)만이 하강될 수 있다. 이에 따라, 리테이너링(203)의 링부재(408)가 마멸되는 경우에도, 하부부재(306)와 폴리싱패드(222) 간에 일정한 거리가 유지될 수 있다. 또한, 폴리싱패드(222)와 접촉하게 되는 링부재(408) 및 실린더(400)가 변형가능한 탄성막(404)에 의해 연결되기 때문에, 오프셋 하중들에 의해 벤딩 모멘트가 생기지 않게 된다. 따라서, 리테이너링(203)에 의한 표면압력들이 균일하게 될 수 있고, 상기 리테이너링(203)이 폴리싱패드(222)를 추종하기 더욱 쉽게 된다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 리테이너링(203)은 링부재(408)의 수직방향 모멘트를 안내하기 위한 링형상의 리테이너링가이드(410)를 구비한다. 상기 링형상의 리테이너링가이드(410)는 링부재(408)의 상부의 전체 원주를 둘러싸기 위하여 상기 링부재(408)의 외주면에 위치한 외주부(410a), 상기 링부재(408)의 내주면에 위치한 내주부(410b) 및 상기 외주부(410a)와 내주부(410b)를 연결하도록 구성된 중간부(410c)를 포함하여 이루어진다. 상기 리테이너링가이드(410)의 내주부(410b)는 복수의 볼트(411)에 의하여 상기 톱링(101A)의 하부부재(306)에 고정된다. 상기 외주부(410a)와 상기 내주부(410b)를 연결하도록 구성된 중간부(410c)는 등간격으로 상기 중간부(410c)의 원주 방향으로 형성되는 복수의 개구(410h)를 구비한다.
다음으로, 상기 구성을 갖는 폴리싱장치(30A)에 의한 워크피스로서 반도체웨이퍼의 처리를 설명하기로 한다.
우선, 상기 톱링(101A)은 푸셔(33)로 운반된 반도체웨이퍼(W)를 흡입하여 흡 인되고, 상기 톱링(101A)의 리테이너링(203) 내부에 반도체웨이퍼를 유지시킨다. 그 후, 상기 톱링(101A)은 푸셔(33) 상방으로부터 턴테이블(100A)의 폴리싱면(105A) 상방으로 피봇한다. 그런 다음, 톱링(101A)을 사전설정된 회전속도로 회전시키면서, 사전설정된 회전속도로 회전되고 있는 턴테이블(100A)의 폴리싱면(105A)을 향해 수직방향으로 이동가능한 기구(124)에 의해 상기 톱링(101A)이 하강된다.
상기 톱링(101A)의 하강의 종점은, 서보모터(138)와 볼스크루(132)가 수직방향으로 이동가능한 기구(124)로서 사용되는 본 실시예에서 상기 서보모터(138)의 펄스 수를 제어하여 사전설정된 높이로 제어된다. 실린더가 수직방향으로 이동가능한 기구로 사용된다면, 상기 톱링의 하강은 실린더의 스트로크 종단에서 또는 톱링이 폴리싱패드와 접촉하게 될 때 정지될 것이다. 상기 톱링(101A)의 리테이너링(203)의 링부재(408)는 폴리싱패드(222)와 접촉하게 될 필요가 있다. 상기 리테이너링(203)의 링부재(408)는 탄성막(404)으로 형성된 챔버(413)에 의해 가압되어야 하므로, 상기 톱링(101A)은 폴리싱패드(222)로부터 사전설정된 높이로 위치되는 것이 바람직하다.
링부재(408)가 상부부재(300)에 직접 고정되도록 톱링(101A)이 구성되는 경우(도시되지 않은 경우), 상기 톱링(101A)은 폴리싱패드(222)와의 그 접촉 위치상에서 정지되는 것이 바람직하다.
다음으로, 슬러리(액체 Q)를 사전설정된 유량으로 액체공급노즐(102A)로부터 폴리싱면(105A)으로 공급하면서, 사전설정된 압력의 가압유체가 상기 톱링(101A)의 중앙챔버(360), 리플챔버(361), 외측챔버(362) 및 에지챔버(363)로 공급되어, 상기 톱링(101A)에 의해 유지되는 반도체웨이퍼(W)를 제어된 사전설정된 압력으로 턴테이블(100A)의 폴리싱면(105A)에 대해 가압시킴으로써, 상기 표면, 즉 반도체웨이퍼(W)의 피폴리싱면을 슬러리의 존재 하에 폴리싱면(105A)과 마찰 및 폴리싱하게 된다. 폴리싱시, 탄성막(314)의 전체 면적에 걸쳐 가압유체를 존재시키기 위하여 하부부재(306)와 탄성막(314) 사이에 대략 0.1 mm 내지 3 mm 정도의 갭이 형성되어, 상기 하부부재(306)와 탄성막(314) 간의 물리적인 접촉을 회피하면서, 상기 탄성막(314)의 내부압력에 의해 반도체웨이퍼(W) 상에서 가압하게 된다.
의도된 폴리싱 처리의 종결 후(폴리싱 처리의 종결은 예컨대 폴리싱시간 또는 폴리싱되고 있는 막의 두께에 의해 관리됨), 상기 처리는 반도체웨이퍼에 대한 리프트-오프 동작으로 시프트된다. 이하, 도 13 내지 도 15를 참조하여 반도체웨이퍼에 대한 리프트-오프 동작을 설명하기로 한다.
도 13은 폴리싱의 종결 직후 톱링(101A)과 반도체웨이퍼(W)의 상태를 보여준다. 폴리싱의 종결시, 턴테이블(100A) 및 톱링(101A)을 회전시키면서, 상기 톱링(101A)의 중앙챔버(360), 리플챔버(361), 외측챔버(362) 및 에지챔버(363)의 가압이 정지된다. 이때, 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱패드(222)의 폴리싱면(105A)과 접촉하게 된다. 그런 다음, 도 14에 도시된 바와 같이, 대략 직경의 1/3 정도로 반도체웨이퍼(W)를 턴테이블(100A)에 걸치게 하지 않고도, 상기 톱링(101A)의 리플챔버(361)가 진공상태로 되어, 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(105A)으로부터 분리시켜 상기 반도체웨이퍼(W)를 톱링(101A)의 하부면, 즉 탄성막(314)의 표면에 부착시키 게 된다.
반도체웨이퍼가 톱링(101A)에 부착될 때 상기 반도체웨이퍼에 작용하는 응력은 대부분의 경우에 있어 문제가 되지 않는데, 그 이유는 웨이퍼의 변형이 작기 때문이다. 추후에 톱링(101A)을 상승시키는 힘은 동작을 확실하게 수행하기 위하여 반도체웨이퍼 상의 흡인력보다 크다. 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)과 접촉되어 있는 경우, 폴리싱면(105A) 및 톱링(101A)은 양자 모두 반도체웨이퍼(W)를 흡인시킨다.
톱링(101A)이 상승되기 전 반도체웨이퍼에 작용하는 톱링(101A)의 흡인력은 폴리싱패드와 반도체웨이퍼 간에 생기는 흡인력보다 커야 한다. 따라서, 반도체웨이퍼 상의 톱링의 흡인 압력은 일반적으로 -80 kPa 정도로 설정된다. 다른 한편으로, 이러한 -80 kPa 정도의 흡인력은 그 리프트-오프 이외의 반도체웨이퍼의 이송시에는 너무 강하고; 강한 흡인력은 반도체웨이퍼를 변형시켜, 반도체웨이퍼 상에 형성되는 회로를 파괴할 정도로 큰 응력을 발생시킨다. 그러므로, 반도체웨이퍼의 운반에 대해서는, 반도체웨이퍼의 리프트-오프에 사용되는 것과 상이한 반도체웨이퍼 상의 톱링의 흡인 압력을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 반도체웨이퍼 상의 톱링의 흡인 압력은 반도체웨이퍼의 리프트-오프 시 대략 -80 kPa 정도이고, 반도체웨이퍼의 운반 시에는 대략 -30 kPa 정도일 수도 있다.
반도체웨이퍼 상의 톱링의 저흡인력의 사용은 또한 반도체웨이퍼를 폴리싱패드로부터 분리시킬 때에도 바람직하다. 따라서, 반도체웨이퍼에 작용하는 응력은, 반도체웨이퍼의 폴리싱패드로부터의 분리를 검출하기 위한 수단으로 반도체웨이퍼 를 모니터링하면서, 반도체웨이퍼가 폴리싱패드로부터 분리될 때까지 진공 정도를 점진적으로 증가시킴으로써 감소될 수 있다. 진공 압력은 스위칭밸브와 조합되어 복수의 수동조절기를 이용하여 또는 자동조절기와 같은 자동압력조절기에 의해 제어될 수도 있다. 예를 들어, 반도체웨이퍼의 흡인 동작은 다음과 같은 진공 정도를 단계적으로 증가시켜 실시될 수도 있다: 제1단계에서는 -30 kPa; 제2단계에서는 -60 kPa; 및 제3단계에서는 -80 kPa. 반도체웨이퍼의 폴리싱패드로부터의 분리 검출시, 상기 톱링은 반도체웨이퍼를 최종 흡인 압력(진공 압력)으로 유지시키면서 상승된다. 그런 다음, 상기 흡인 압력은 반도체웨이퍼 상에 작용하는 응력을 줄이기 위하여, 상기 반도체웨이퍼의 통상적인 운반에 사용하기 위한 흡인 압력, 예컨대 -30 kPa으로 절환된다.
웨이퍼의 흡인 동작의 개시시, 슬러리가 순수로 절환되었고, 순수가 폴리싱면(105A)으로 공급되었다. 이에 따라, 반도체웨이퍼(W)와 폴리싱면(105A) 사이에 순수(액체 Q)가 존재한다. 순수의 존재로 형성되는 반도체웨이퍼(W)와 폴리싱면(105A) 사이의 갭은 반도체웨이퍼와 폴리싱면 간의 상대속도에 따라 그리고 공급되는 순수의 양에 따라 변한다. 상기 톱링(101A)의 흡인력이 반도체웨이퍼(W) 상에 작용하기 시작하면, 상기 반도체웨이퍼(W)는 갭의 범위 내에서 서커형 모양으로 변형된다. 상기 반도체웨이퍼(W)의 서커형 변형은 물과 같은 점성 액체가 존재할 때 발생한다.
본 실시예에서, 액체공급노즐(102A)로부터 폴리싱면(105A)으로 공급될 순수(액체 Q)의 양은 상기 톱링(101A)의 흡인력이 반도체웨이퍼(W) 상에 작용하기 시작 할 때 감소된다. 이는 반도체웨이퍼(W)가 점진적으로 흡인력에 의해 톱링(101A)에 부착됨에 따라 반도체웨이퍼(W)와 폴리싱면(105A) 사이의 갭에 공기가 들어가도록 함으로써, 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(105A)에 흡인시키는 흡인력, 즉 반도체웨이퍼(W)와 폴리싱면(105A) 사이에 생기는 부압을 감소시킬 수 있게 된다.
액체공급노즐(102A)로부터 폴리싱면(105A)으로의 순수의 공급은, 폴리싱 후의 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)과 접촉시켜 긁히게 되는 것을 방지하고, 폴리싱면(105A) 및 반도체웨이퍼(W)를 세정 및 냉각시키기 위함이다.
상기 폴리싱면(105A)은 반도체웨이퍼(W)를 톱링(101A)에 흡인시키는 동작시에도, 톱링(101A)의 리테이너링(203)의 링부재(408)와 접촉되게 되고 그에 대해 이동한다. 그러므로, 폴리싱면(105A)에 공급될 액체의 양은 많아야 폴리싱면(105A)과 링부재(408)가 마르지 않을 정도의 양으로 감소되는 것이 바람직하다.
반도체웨이퍼(W)의 폴리싱면(105A)으로부터의 분리와 반도체웨이퍼(W)의 톱링(101A)으로의 부착의 확인시, 수직방향으로 이동가능한 기구(124)의 서보모터(138)는 도 15에 도시된 바와 같이, 반도체웨이퍼(W)와 함께 톱링(101A)을 상승시키도록 작동되어, 반도체웨이퍼(W)에 대한 리프트-오프 동작을 완료하게 된다. 이렇게 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 분리되어 톱링(101A)에 부착된 직후에 상기 톱링(101A)을 상승시킴으로써, 상기 장치의 처리 용량을 최고로 사용할 수 있게 된다. 또한, 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(105A)으로부터 강제적으로 분리시키지 않으므로, 반도체웨이퍼(W)의 파손과 반도체웨이퍼(W)의 픽업 실패가 방지될 수 있다.
본 실시예에서, 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 분리되어 톱링(101A)에 부착되었는지의 여부를 확인하거나 판정하는 것은 톱링(101A)에 대해 횡방향으로 위치한 액막두께검출센서(246)(도 5 및 도 6 참조)에 의해 상기 톱링(101A)의 하류 지점에서, 폴리싱면(105A)을 막형 형태로 커버하는 액체(액막) Q의 두께의 변화를 검출함으로써 반도체웨이퍼(W)에 대한 리프트-오프 동작시에 이루어진다.
이와 관련하여, 폴리싱면(105A)으로 공급되어 폴리싱면(105A) 상에 존재하는 액체(액막) Q의 분포는, 도 16에 도시된 바와 같이, 반도체웨이퍼(W)가 아직 톱링(101A)의 하부면에 부착되지 않고 상기 폴리싱면(105A) 상에 있는 경우와, 도 17에 도시된 바와 같이, 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 분리되어 톱링(101A)의 하부면에 부착된 경우 간에 다르다는 점에 유의한다. 특히, 톱링(101A)의 하류에 있는 액막(Q)은, 도 17에 도시된 바와 같이, 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 분리되어 톱링(101A)의 하부면에 부착된 경우보다, 도 16에 도시된 바와 같이, 반도체웨이퍼(W)가 아직 톱링(101A)의 하부면에 부착되지 않고 폴리싱면(105A) 상에 있는 경우에 더욱 얇다. 이러한 관점에서, 폴리싱면(105A)을 막형 형태로 커버하는 액체(액막) Q의 두께의 변화는 톱링(101A)에 횡방향으로 위치한 액막두께검출센서(246)에 의해 상기 톱링(101A)의 하류 지점에서 검출되고, 상기 액막(Q)의 검출된 두께가 사전설정된 두께보다 크게 되면, 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 분리되어 톱링(101A)에 부착된 것으로 판정된다.
특히, 리테이너링(203)의 링부재(408)가 폴리싱면(105A)과 접촉하게 될 그 표면에 반경방향의 홈을 갖는 경우, 반도체웨이퍼에 보다 많은 양으로 액체가 공급되는데, 이는 액막(Q)의 두께의 차이를 더 크게 만든다.
턴테이블(100A)의 로터리모터 상에 인가되는 하중은 반도체웨이퍼(W)의 폴리싱면(105A)으로부터의 분리 전후에 변한다. 따라서, 하중 차이의 검출시에 톱링(101A)을 상승시킬 수도 있게 된다.
반도체웨이퍼(W)의 폴리싱패드(222)로부터의 분리를 검출할 수 없는 경우에는, 웨이퍼의 흡인 개시 이후 사전설정된 시간에 상기 톱링(101A)이 상승되어야 한다. 톱링(101A)이 하나의 스트로크에서 상승되는 경우에 발생할 수 있는 웨이퍼의 픽업 실패를 방지하거나 반도체웨이퍼의 파손을 방지하기 위해서는, 톱링(101A)의 높이를 점진적으로 또는 단계적으로 변경하면서, 상기 톱링(101A)과 함께 반도체웨이퍼(W)를 상승시키는 것이 바람직하다. 또한, 반도체웨이퍼(W)와 함께 톱링(101A)을 상승시키는 힘을 점진적으로 증가시킬 수도 있다.
톱링(101A)의 점진적인 상승에 있어서는, 상기 실시예에서와 같이 서보모터(138)와 볼스크루(132)의 조합을 이용하는 수직방향으로 이동가능한 기구(상승기구)(124)를 사용하는 것이 바람직하다. 톱링(101A)을 상승시키는 힘의 점진적인 증가에 대해서는, 실린더를 이용하는 상승기구를 사용하는 것이 바람직하다. 서보모터(138)와 볼스크루(132)의 조합을 이용하는 수직방향으로 이동가능한 기구(상승기구)(124)가 사용되는 경우, 상승력은 서보모터(138)의 회전 토크를 제어하여 점진적으로 증가될 수 있다. 에어실린더가 사용되면, 에어실린더로 공급될 가압유체의 압력을 제어함으로써 상승력이 점진적으로 증가될 수 있다.
또한, 톱링(101A)의 상승력에 대한 반동력을 검출하여 반도체웨이퍼(W)의 폴리싱패드(222)로부터의 분리를 검출할 수도 있다. 이 경우, 반동력을 검출하기 위한 로드셀(load cell)은 예컨대 톱링샤프트(111) 또는 브릿지(128)에 제공될 수도 있다.
반도체웨이퍼(W)의 픽업 실패를 방지하기 위해서는, 리프트-오프 동작시 톱링(101A)에 대한 상승 동작의 개시 전에 반도체웨이퍼(W)와 톱링(101A) 간의 압력이 대체로 -80 ± 10 kPa 정도의 고진공상태가 요구된다. 폴리싱의 종결 후, 톱링(101A)과 반도체웨이퍼(W) 간의 고흡인압력의 생성을 보장하는 적절한 높이에 상기 톱링(101A)이 위치할 때, 상기 톱링(101A)이 반도체웨이퍼(W)를 흡인시킨다. 이는 탄성막(314)이 구멍을 구비할 때, 톱링(101A)이 반도체웨이퍼(W)로부터 너무 멀리 떨어져 있는 경우에 압력이 누설될 것이기 때문이다. 다른 한편으로, 톱링(101A)이 반도체웨이퍼(W)에 너무 근접한다면, 상기 톱링(101A)은 폴리싱시에 반도체웨이퍼(W)와 접촉하게 될 수 있어, 반도체웨이퍼(W)의 파손 또는 웨이퍼 표면의 오버-폴리싱을 야기하게 된다.
반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)에 부착된 상태가 유지되면서 톱링(101A)의 상승이 개시되면, 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(105A)으로부터 분리시키는 힘이 생기게 된다. 톱링(101A)이 고속으로 상승되면, 폴리싱면(105A)과 반도체웨이퍼(W) 간의 흡인력이 상기 반도체웨이퍼(W)의 상승의 초기 기간시에 충분히 감소하지 못할 것이다. 이에 따라, 반도체웨이퍼(W) 상의 톱링(101A)의 흡인력이 폴리싱면(105A)과 반도체웨이퍼(W) 간의 흡인력보다 강한 경우에는, 상기 반도체웨이 퍼(W)가 폴리싱면(105)으로부터 분리될 수 있다. 하지만, 반도체웨이퍼(W)가 두 흡인력 모두에 의해 생기는 응력을 견딜 수 없는 경우에는, 상기 반도체웨이퍼(W)가 파손될 것이다. 이와는 달리, 폴리싱면(105A)과 반도체웨이퍼(W) 간의 흡인력이 반도체웨이퍼(W) 상의 톱링(101A)의 흡인력보다 강한 경우에는, 후자의 흡인이 파손될 수 있어, 반도체웨이퍼(W)의 픽업 실패를 초래하게 된다. 이러한 문제점들은 톱링(101A)의 흡인 동작에 의한 반도체웨이퍼(W)의 폴리싱면(105A)으로부터의 분리를 기다리지 않으면서, 상기 톱링(101A)이 하나의 스트로크에서 상승되는 경우에 발생되기 더욱 쉽다.
이러한 관점에서, 톱링(101A)의 상승은 점진적인 방식으로 실시되거나 또는 상승속도가 저감될 수도 있어, 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 안정하게 상승될 수 있게 된다. 또한, 반도체웨이퍼(W) 상의 톱링(101A)의 흡인력이 일정하기 때문에, 상기 반도체웨이퍼(W)는 상승력이 반도체웨이퍼(W) 상의 톱링(101A)의 흡인을 파괴하지 않을 방식으로 상승력을 제어하면서, 톱링(101A)을 상승시킴으로써 확실하게 상승될 수 있다. 예를 들어, 반도체웨이퍼(W) 상의 톱링(101A)의 흡인력보다 낮은 상승력을 유지하면서, 톱링(101A)을 상승시켜 반도체웨이퍼(W)를 확실하게 상승시킬 수 있다.
톱링(101A)의 상승 완료시, 상기 톱링(101A)은 그것을 푸셔(33) 상방으로 이동시키도록 피봇되고, 반도체웨이퍼는 푸셔(33)로 이송된다. 그런 다음, 세정액이 톱링(101A)을 향해 상향, 하향 및 횡방향으로 뿌려져, 상기 톱링(101A)의 웨이퍼홀딩면, 폴리싱 후의 반도체웨이퍼 및 그들 주변 영역을 세정하게 된다. 다음 반도체 웨이퍼가 톱링(101A)으로 이송될 때까지의 기간 동안 상기 톱링(101A)의 건조를 방지하도록 세정액의 공급이 계속될 수도 있다. 상기 세정액은 운영 비용의 관점에서 간헐적으로 스프레이될 수도 있다. 폴리싱시, 예컨대 폴리싱시간은 복수의 단계들로 분할될 수도 있고, 이들 단계들 가운데 폴리싱패드 상의 톱링의 압력, 상기 톱링과 반도체웨이퍼의 회전속도, 반도체웨이퍼의 홀딩 방식 등과 같은 폴리싱 조건들이 변경될 수도 있다. 사용되는 슬러리의 종류, 양, 농도, 온도, 공급 시기 등도 변경될 수 있다.
본 실시예에서, 액체공급노즐(102A)로부터 폴리싱면(105A)으로 공급될 슬러리와 같은 액체의 유량 또는 양은, 폴리싱 이후 반도체웨이퍼(W)에 대한 리프트-오프 동작시에 상기 톱링(101A)의 흡인력이 반도체웨이퍼(W) 상에 작용하기 시작할 때 감소된다. 또한, 리프트-오프 동작의 개시시, 즉 반도체웨이퍼(W)를 톱링(101A)에 흡인시켜 상기 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(105A)으로부터 분리시키게 되는 경우, 액체공급노즐(102A)로부터 폴리싱면(105A)으로 공급될 액체의 유량을 0까지 단계적으로 감소시킬 수도 있다. 이는 반도체웨이퍼를 서커형 모양으로 변형시키는 역할을 하는 액체량을 감소시켜, 상기 반도체웨이퍼의 서커형 변형을 확실하게 소거시킬 수 있다.
또한, 액체를 폴리싱면(105A)에 간헐적으로 공급하면서, 즉 폴리싱 이후 반도체웨이퍼(W)에 대한 리프트-오프 동작시, 액체의 공급과 공급의 중단을 소정 간격으로 반복하면서, 반도체웨이퍼(W)를 톱링(101A)으로 흡인시켜 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(105A)으로부터 분리시킬 수도 있다. 이는 반도체웨이퍼를 서커형 모양 으로 변형시키는 역할을 하는 액체량을 감소시켜, 상기 반도체웨이퍼의 서커형 변형을 확실하게 소거시킬 수도 있다. 액체 공급의 0까지의 점진적인 감소와 달리, 액체 공급의 간헐적인 중단은 폴리싱면(105A)의 건조를 방지할 수 있어, 리테이너링(203)의 링부재(408)와 반도체웨이퍼(W)에서의 스크래칭을 방지하게 된다.
또한, 탄산수와 같은 발포액을 반도체웨이퍼와 폴리싱면 사이에 존재시켜, 폴리싱 이후 반도체웨이퍼에 대한 리프트-오프 동작시에 상기 반도체웨이퍼와 폴리싱면 사이에 존재하는 액체를 발포시킬 수도 있다. 이 또한 리프트-오프 동작시에 반도체웨이퍼와 폴리싱면 사이에 생기는 부압을 감소시킬 수 있다.
또한, 폴리싱 이후 반도체웨이퍼(W)에 대한 리프트-오프 동작시에 감소된 상대속도로 턴테이블(100A)의 폴리싱면(105A)과 반도체웨이퍼(W)를 이동시키면서, 상기 반도체웨이퍼(W)를 톱링(101A)에 흡인시키고 상기 반도체웨이퍼(W)를 폴리싱면(105A)으로부터 분리시킬 수도 있다.
도 18은 턴테이블(TT)의 가변적인 회전속도와 톱링(TR)의 가변적인 회전속도를 이용하여 실시되는 웨이퍼의 흡인 동작시에 측정되는, 반도체웨이퍼의 변형, 반도체웨이퍼를 폴리싱패드의 폴리싱면으로부터 분리시키는 데 걸리는 시간 등을 보여준다. 예컨대, TT(턴테이블) = 30 (rpm) 및 TR(톱링) = 30 (rpm) 경우의 그래프를 일례로서 취하면, 상기 그래프는 웨이퍼의 반경 방향을 따라 반도체웨이퍼의 변형을 보여준다. 그래프 상의 라인들의 수는 도 19 및 도 20에 도시된 후술하는 와류센서(248)의 스캔 수(센서가 반도체웨이퍼(W)를 가로질러 지나는 횟수)에 대응한다. 그래프의 세로축은 와류센서의 출력값을 나타낸다. 보다 작은 세로축의 값은 반도체웨이퍼가 톱링에 더욱 가깝고 와류센서로부터는 더욱 멀리 있다는 것을 나타내는 한편, 보다 큰 세로축의 값은 반도체웨이퍼가 폴리싱면에 더욱 가깝게 있다는 것을 나타낸다. 따라서, 그래프의 5개의 라인들은 반도체웨이퍼가 5회 스캔되었다는 것을 나타내고, 와류센서의 출력(세로축의 값)이 감소하는 방식은 반도체웨이퍼가 폴리싱면으로부터 분리되는 법을 보여준다. 이하, TT(턴테이블) = 110 (rpm) 및 TR(톱링) = 30 (rpm) 경우의 그래프를 참조하면, 상기 그래프는 반도체웨이퍼(아래를 향하여 처리될 표면)의 큰 M형상의 변형이 발생하고, 상기 변형은 반도체웨이퍼의 흡인 동작시에 점진적으로 사라졌다는 것을 보여준다. 반도체웨이퍼가 폴리싱패드로부터 분리되는 시점은 상기 방식으로 와류센서에 의해 반도체웨이퍼를 모니터링하여 검출될 수도 있다.
이러한 실험의 결과들은 턴테이블과 반도체웨이퍼 간의 상대속도의 감소가 반도체웨이퍼와 폴리싱면 간에 생기는 부압을 감소시킬 것이라는 것을 나타낸다. 구체적으로는, 반도체웨이퍼의 중심이 (본 실험에 설정된 바와 같이) 턴테이블의 중심으로부터 195 mm의 거리에 있는 경우, 반도체웨이퍼의 변형이 작을 것이므로, 턴테이블의 회전속도가 30 rpm 이하로 감소되는 경우, 즉 반도체웨이퍼의 중심점에서의 상대속도가 613 mm/sec 이하로 감소되는 경우에 상기 반도체웨이퍼가 폴리싱면으로부터 더욱 쉽게 분리될 것이다.
따라서, 반도체웨이퍼에 대한 리프트-오프 동작시, 반도체웨이퍼를 톱링에 흡인시켜 상기 반도체웨이퍼를 폴리싱면으로부터 분리시킬 때 반도체웨이퍼와 폴리싱면 간의 상대속도를 감소시킴으로써, 반도체웨이퍼의 변형을 줄이면서 반도체웨 이퍼를 폴리싱면으로부터 쉽고도 신속하게 분리시켜 상기 반도체웨이퍼를 톱링의 하부면에 부착시킬 수 있게 된다.
반도체웨이퍼의 직렬 처리가 도 3 및 도 4에 도시된 상술된 폴리싱시스템을 이용하여 수행되는 경우, 상기 반도체웨이퍼는 다음과 같은 루트로 이송된다: 프론트로딩부(20)의 웨이퍼카셋트 → 제1이송로봇(22) → 반전기계(31) → 리프터(32) → 제1선형운반부(5)의 제1이송스테이지(TS1) → 푸셔(33) → 톱링(101A) → 턴테이블(100A) → 푸셔(33) → 제1선형운반부(5)의 제2이송스테이지(TS2) → 푸셔(34) → 톱링(101B) → 턴테이블(100B) → 푸셔(34) → 제1선형운반부(5)의 제3이송스테이지(TS3) → 리프트(35) → 제2이송로봇(40) → 리프트(36) → 제2선형운반부(6)의 제5이송스테이지(TS5) → 푸셔(37) → 톱링(101C) → 턴테이블(100C) → 푸셔(37) → 제2선형운반부(6)의 제6이송스테이지(TS6) → 푸셔(38) → 톱링(101D) → 턴테이블(100D) → 푸셔(38) → 제2선형운반부(6)의 제7이송스테이지(TS7) → 리프트(36) → 제2이송로봇(40) → 반전기계(41) → 1차세정장치(42) → 2차세정장치(43) → 3차세정장치(44) → 4차세정장치(45) → 제1이송로봇(22) → 프론트로딩부(20)의 웨이퍼카셋트.
반도체웨이퍼의 병렬 처리가 수행되는 경우, 반도체웨이퍼는 다음과 같은 루트로 이송된다: 프론트로딩부(20)의 웨이퍼카셋트 → 제1이송로봇(22) → 반전기계(31) → 리프터(32) → 제1선형운반부(5)의 제1이송스테이지(TS1) → 푸셔(33) → 톱링(101A) → 턴테이블(100A) → 푸셔(33) → 제1선형운반부(5)의 제2이송스테이지(TS2) → 푸셔(34) → 톱링(101B) → 턴테이블(100B) → 푸셔(34) → 제1선형 운반부(5)의 제3이송스테이지(TS3) → 리프트(35) → 제2이송로봇(40) → 반전기계(41) → 1차세정장치(42) → 2차세정장치(43) → 3차세정장치(44) → 4차세정장치(45) → 제1이송로봇(22) → 프론트로딩부(20)의 웨이퍼카셋트.
또 다른 반도체웨이퍼는 다음과 같은 루트로 이송된다: 프론트로딩부(20)의 웨이퍼카셋트 → 제1이송로봇(22) → 반전기계(31) → 리프터(32) → 제1선형운반부(5)의 제4이송스테이지(TS4) → 리프터(35) → 제2이송로봇(40) → 리프터(36) → 제2선형운반부(6)의 제5이송스테이지(TS5) → 푸셔(37) → 톱링(101C) → 턴테이블(100C) → 푸셔(37) → 제2선형운반부(6)의 제6이송스테이지(TS6) → 푸셔(38) → 톱링(101D) → 턴테이블(100D) → 푸셔(38) → 제2선형운반부(6)의 제7이송스테이지(TS7) → 리프터(36) → 제2이송로봇(40) → 반전기계(41) → 1차세정장치(42) → 2차세정장치(43) → 3차세정장치(44) → 4차세정장치(45) → 제1이송로봇(22) → 프론트로딩부(20)의 웨이퍼카셋트.
도 19 및 도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리싱장치를 보여준다. 이러한 폴리싱장치는, 앞선 실시예의 폴리싱장치에 사용된 액막두께검출센서(246) 대신에, 톱링(101A)에 의해 유지되는 반도체웨이퍼(W)에 지향된 거리측정센서로서 와류센서(248)가 턴테이블(100A)에 매입된다는 점에서 앞선 실시예의 폴리싱장치와 상이하다. 반도체웨이퍼(W)와 폴리싱면(105A) 간의 거리는 반도체웨이퍼(W)가 폴리싱면(105A)으로부터 분리되어 톱링(101A)에 부착되었는지의 여부를 확인하거나 또는 판정하기 위하여 와류센서(248)에 의해 검출된다.
반도체웨이퍼(W)가 톱링(101A)의 하부면에 흡인되기 시작하면, 톱링(101A)의 흡인부에 대응하는 반도체웨이퍼(W)의 부분이 상승되는 한편, 상기 반도체웨이퍼(W)의 다른 부분은 폴리싱면(105A)과 반도체웨이퍼(W) 사이에 생기는 흡인력에 의해 하향으로(즉, 톱링(101A)의 상승 방향과 반대 방향으로) 당겨진다. 따라서, 와류센서(248)가 폴리싱면(105A) 아래 고정되는 경우, 상기 톱링(101A)의 흡인부에 대응하는 반도체웨이퍼(W)의 부분은 와류센서(248)로부터 이격되어 이동됨으로써, 와류센서(248)와 상기 반도체웨이퍼(W)의 부분을 에워싸는 전자기장이 점진적으로 약해져 신호값이 감소한다. 다른 한편으로, 폴리싱패드(222)의 폴리싱면(105A)과 반도체웨이퍼(W) 간의 흡인력, 즉 반도체웨이퍼를 하향으로 당기는 힘이 강하게 작용하는 반도체웨이퍼(W)의 에지부는 폴리싱면(105A)으로부터 멀리 이동하지 않게 된다. 이에 따라, 신호값이 거의 감소하지 않게 된다. 신호값의 차이를 이용하여, 반도체웨이퍼(W)와 폴리싱면(105A) 간의 거리의 분포 및 그에 따른 반도체웨이퍼(W)의 전체 형상을 확인하거나 판정할 수 있게 된다.
도 18에 도시된 상술된 데이터, 특히 반도체웨이퍼의 변형 및 반도체웨이퍼를 폴리싱패드의 폴리싱면으로부터 분리시키는 데 걸리는 시간에 대한 데이터는 턴테이블의 회전속도와 톱링의 회전속도를 변화시키면서, 와류센서(248)에 의해 측정되었다.
따라서, 턴테이블(100A)에 제공되는 와류센서(248)에 의해 폴리싱면(105A)에 대한 전체 반도체웨이퍼(W)의 수직 위치들의 분포를 확인하거나 판정할 수 있게 된다. 이러한 데이터는 톱링(101A)의 상승을 위한 트리거로서 사용될 수 있다. 나아가, 반도체웨이퍼(W)의 변형이 판정될 수도 있다. 이에 따라, 반도체웨이퍼(W) 상 에 무거운 하중을 가할 수 있는 반도체웨이퍼의 변형이 검출되는 경우, 반도체웨이퍼(W) 상의 흡인이 정지되어, 반도체웨이퍼(W)의 파손을 방지할 수 있게 된다. 일례로서, 반도체웨이퍼(W)의 흡인 정지 동작은 반도체웨이퍼(W)에 대한 진공 상태의 공급을 중단시켜 달성될 수 있다.
반도체웨이퍼가 폴리싱면으로부터 분리되어 톱링에 부착되었는지의 여부의 확인은 폴리싱면을 구동시키는 모터에서 또는 톱링을 구동시키는 모터에서의 전류값의 감소를 토대로 이루어질 수도 있다.
폴리싱면으로부터 아직 분리되지 않고 그 위에 있는 반도체웨이퍼가 폴리싱면에 대해 이동되는 경우, 그들 간에는 마찰력이 생기게 되어, 폴리싱면 또는 톱링을 구동시키는 모터 상에 하중이 인가되게 된다. 상기 하중은 모터전류값으로서 모니터링될 수 있다. 그러므로, 모터전류값의 임계값을 설정하고, 그것을 톱링의 상승을 위한 트리거로서 사용하는 것이 가능하게 된다.
반도체웨이퍼가 폴리싱면으로부터 분리되어 톱링에 부착되었는지의 여부의 확인은 톱링을 하향으로 당기는 힘의 변화를 토대로 이루어질 수도 있다.
지금까지 본 발명을 그 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상술된 특정 실시예들로 국한되지 아니하고, 본 발명의 기술적 사상 내에 변형예들을 포괄하고자 하였다는 것은 당업계의 당업자에게는 자명하다.
도 1은 종래의 폴리싱장치의 주요부의 개략적인 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 폴리싱장치의 개략적인 사시도로서, 워크피스를 폴리싱면에 걸치도록 하는 동작을 예시한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리싱장치가 제공된 폴리싱시스템의 전반적인 구성을 도시한 평면도;
도 4는 도 3에 도시된 폴리싱시스템의 개략적인 사시도;
도 5는 도 3에 도시된 폴리싱시스템의 폴리싱장치의 개략도;
도 6은 도 5에 도시된 폴리싱장치의 주요부의 개략적인 사시도;
도 7은 도 5에 도시된 톱링의 수직단면도;
도 8은 도 5에 도시된 톱링의 수직단면도;
도 9는 도 5에 도시된 톱링의 수직단면도;
도 10은 도 5에 도시된 톱링의 수직단면도;
도 11은 도 5에 도시된 톱링의 수직단면도;
도 12는 도 5에 도시된 톱링의 수직단면도;
도 13은 반도체웨이퍼에 대한 리프트-오프 동작을 예시하는 수직단면도로서, 반도체웨이퍼의 톱링으로의 흡인 개시시의 동작을 도시한 도면;
도 14는 반도체웨이퍼의 톱링으로의 부착시, 반도체웨이퍼에 대한 리프트-오프 동작을 예시한 수직단면도;
도 15는 톱링에 부착된 반도체웨이퍼와 함께 상기 톱링의 상승시, 반도체웨 이퍼에 대한 리프트-오프 동작을 예시한 수직단면도;
도 16은 반도체웨이퍼가 톱링의 하부면에 부착되기 전 폴리싱면 상에 있을 때, 폴리싱면을 커버하는 액막의 두께를 예시한 수직단면도;
도 17은 반도체웨이퍼가 폴리싱면으로부터 분리되어 톱링의 하부면에 부착된 때, 폴리싱면을 커버하는 액막의 두께를 예시한 수직단면도;
도 18은 턴테이블(TT)의 가변적인 회전속도와 톱링(TR)의 가변적인 회전속도를 이용하여 실시되는 웨이퍼의 흡인 동작시에 측정되는, 반도체웨이퍼의 변형, 반도체웨이퍼를 폴리싱패드의 폴리싱면으로부터 분리시키는 데 걸리는 시간 등을 도시한 그래프;
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리싱장치의 주요부의 개략적인 사시도; 및
도 20은 도 19에 도시된 폴리싱장치의 주요부의 개략적인 수직단면도이다.

Claims (35)

  1. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱방법에 있어서,
    액체를 제1유량으로 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계;
    상기 제1유량보다 낮으면서 시간이 경과함에 따라 감소하는 제2유량으로 상기 액체를 상기 폴리싱면에 공급하면서, 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계;
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인하는 단계; 및
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인한 후, 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치에 흡인시켜 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계시, 상기 폴리싱면으로 공급될 액체의 제2유량은 단계적으로 0까지 감소되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스를 흡인시키는 단계시, 상기 워크피스에 진공이 인가되어 상기 워크피스를 흡인시키고, 상기 워크피스의 흡인 동작시의 진공 정도는 상기 워크피스가 상기 폴리싱면으로부터 분리될 때까지 단계적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블을 구동시키는 모터에서 또는 상기 홀딩장치를 구동시키는 모터에서의 전류의 감소를 토대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 폴리싱면을 커버하는 액막의 두께 변화를 검출하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀 딩장치로의 부착의 확인은, 상기 홀딩장치를 하향시키는 힘의 변화를 토대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면 간의 거리를 검출하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 워크피스와 상기 폴리싱면 간의 거리는 와류센서로 검출되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스는 상기 홀딩장치의 높이를 단계적으로 변경하면서 상기 홀딩장치와 함께 상승되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법,
  10. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 힘은 단계적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  11. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱방법에 있어서,
    액체를 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계;
    상기 액체를 상기 폴리싱면에 간헐적으로 공급하면서, 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계;
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인하는 단계; 및
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인시, 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 워크피스는 상기 홀딩장치의 높이를 단계적으로 변경하면서 상기 홀딩장치와 함께 상승되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  13. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱방법에 있어서,
    액체를 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 제1상대속도로 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계;
    상기 제1상대속도보다 느리면서 시간이 경과함에 따라 감소하는 제2상대속도로 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 이동시키면서, 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 및
    상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블은 상기 워크피스의 폴리싱시에 회전되고, 상기 워크피스를 흡인시키는 단계시, 상기 턴테이블의 회전속도가 30 rpm 이하로 감소되거나, 또는 상기 워크피스의 중심점에서의 상대속도가 613 mm/sec 이하로 감소되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 워크피스를 흡인시키는 단계시, 진공이 상기 워크피스에 인가되어 상기 워크피스를 흡인시키고, 상기 워크피스의 흡인 동작시의 진공 정도는 상기 워크피스가 상기 폴리싱면으로부터 분리될 때까지 단계적으로 증가되는 것을 특징으로 하 는 폴리싱방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블을 구동시키는 모터에서 또는 상기 홀딩장치를 구동시키는 모터에서의 전류의 감소를 토대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 폴리싱면을 커버하는 액막의 두께 변화를 검출하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착의 확인은, 상기 홀딩장치를 하향시키는 힘의 변화를 토대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀 딩장치로의 부착의 확인은, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면 간의 거리를 검출하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 워크피스와 상기 폴리싱면 간의 거리는 와류센서로 검출되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 워크피스는 상기 홀딩장치의 높이를 단계적으로 변경하면서 상기 홀딩장치와 함께 상승되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법,
  22. 제13항에 있어서,
    상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 힘은 단계적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  23. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱방법에 있어서,
    액체를 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계;
    상기 폴리싱면에 발포액을 공급하면서, 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계;
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인하는 단계; 및
    상기 워크피스의 상기 폴리싱면으로부터의 분리와 상기 워크피스의 상기 홀딩장치로의 부착을 확인한 후, 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 워크피스는 상기 홀딩장치의 높이를 단계적으로 변경하면서 상기 홀딩장치와 함께 상승되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  25. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱방법에 있어서,
    액체를 턴테이블의 폴리싱면에 공급하고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 홀딩장치에 의해 유지되는 상기 워크피스의 피폴리싱면을 상기 폴리싱면에 대해 가압시킴으로써, 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계;
    상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 및
    상기 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시키는 힘보다 작은 힘에 의해, 상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 워크피스는 상기 홀딩장치의 높이를 단계적으로 변경하면서 상기 홀딩장치와 함께 상승되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 워크피스와 함께 상기 홀딩장치를 상승시키는 힘은 단계적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  28. 폴리싱방법에 있어서,
    홀딩장치에 의해 유지되는 워크피스의 피폴리싱면을 폴리싱면에 대해 가압시키고, 상기 워크피스와 상기 폴리싱면을 서로에 대해 이동시키면서, 액체를 폴리싱면에 공급하여 상기 워크피스의 피폴리싱면의 처리를 행하는 단계;
    제1진공압력으로 상기 처리 후의 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시킴으로써, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 단계; 및
    상기 제1진공압력을, 그 진공 정도가 상기 제1진공압력의 진공 정도보다는 낮지만 대기압의 진공 정도보다는 높은 제2진공압력으로 절환시키는 단계를 포함하 여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1진공압력은, 3원밸브에 의해 제1진공원에서 제2진공원으로 절환시킴으로써, 상기 제2진공압력으로 절환되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제1진공압력은, 폴리싱장치에 제공되어 신호들에 의해 제어되는 자동압력조절기에 의해 상기 제2진공압력으로 절환되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  31. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱장치에 있어서,
    폴리싱면이 그 위에 있는 턴테이블;
    워크피스를 탈착가능하게 유지하고 상기 워크피스를 상기 폴리싱면에 대해 가압시키기 위한 상하-가동 홀딩장치;
    액체를 상기 폴리싱면에 공급하기 위한 액체공급장치;
    상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블과 상기 홀딩장치를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동기구; 및
    상기 액체공급장치로부터 상기 폴리싱면으로 공급될 액체량을 제어하기 위한 제어장치를 포함하여 이루어지고,
    상기 액체가 있을 때 상기 폴리싱면과 접촉시켜 처리된 상기 워크피스를 상 기 홀딩장치로 흡인시키고, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 경우, 상기 제어장치는 폴리싱시의 유량에 비해 감소된 유량으로 액체를 폴리싱면에 공급하거나, 상기 액체를 상기 폴리싱면에 간헐적으로 공급하거나 또는 발포액을 상기 폴리싱면에 공급하도록 상기 액체공급장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  32. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱장치에 있어서,
    폴리싱면을 구비한 턴테이블;
    워크피스를 탈착가능하게 유지하고 상기 워크피스를 상기 폴리싱면에 대해 가압시키기 위한 상하-가동 홀딩장치;
    액체를 상기 폴리싱면에 공급하기 위한 액체공급장치;
    상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블과 상기 홀딩장치를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동기구; 및
    상기 이동기구를 제어하기 위한 제어장치를 포함하여 이루어지고,
    상기 액체가 있을 때 상기 폴리싱면과 접촉시켜 처리된 상기 워크피스를 상기 홀딩장치로 흡인시키고, 상기 워크피스를 상기 폴리싱면으로부터 분리시키는 경우, 상기 제어장치는 상기 턴테이블의 폴리싱면과 상기 홀딩장치 간의 상대속도를 감소시키도록 상기 이동기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  33. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱장치에 있어서,
    폴리싱면을 구비한 턴테이블;
    워크피스를 탈착가능하게 유지하고 상기 워크피스를 상기 폴리싱면에 대해 가압시키기 위한 상하-가동 홀딩장치;
    액체를 상기 폴리싱면에 공급하기 위한 액체공급장치;
    상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블과 상기 홀딩장치를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동기구; 및
    상기 액체가 있을 때 상기 폴리싱면과 접촉시켜 처리된 상기 워크피스가 상기 폴리싱면으로부터 분리되었는지의 여부를 감지하기 위하여, 상기 폴리싱면을 커버하는 액막의 두께를 검출하기 위한 막두께검출센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  34. 워크피스를 폴리싱하기 위한 폴리싱장치에 있어서,
    폴리싱면을 구비한 턴테이블;
    워크피스를 탈착가능하게 유지하고 상기 워크피스를 상기 폴리싱면에 대해 가압시키기 위한 상하-가동 홀딩장치;
    액체를 상기 폴리싱면에 공급하기 위한 액체공급장치;
    상기 폴리싱면을 구비한 턴테이블과 상기 홀딩장치를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동기구; 및
    상기 액체가 있을 때 상기 폴리싱면과 접촉시켜 처리된 상기 워크피스가 상기 폴리싱면으로부터 분리되었는지의 여부를 감지하기 위하여, 상기 워크피스와 상 기 폴리싱면 간의 거리를 검출하기 위한 거리측정센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 거리측정센서는 와류센서인 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
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