KR20100052579A - 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학적 기계적 연마공정 진행 후 웨이퍼를 클리닝하는 과정에서 브러시의 고장에 따른 후속조치를 조속히 취할 수 있도록 함으로써 클리닝불량에 따른 웨이퍼의 손실을 방지할 수 있도록 한 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 웨이퍼가 지지됨과 아울러 상기 웨이퍼를 회전시킬 수 있도록 구동모터의 동력을 전달받아 회전가능하게 설치되는 복수의 홀딩부재와, 상기 웨이퍼의 양측에 회전가능하게 대칭설치되어 상기 웨이퍼의 양면을 클리닝하는 제1, 2브러시와, 상기 웨이퍼의 양면에 세정액을 분사시키는 분사부를 포함하는 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너에 있어서, 상기 제1, 2브러시의 일측에 설치되어 상기 제1, 2브러시의 회전 여부를 각각 감지할 수 있도록 제1, 2감지센서로 이루어지는 센서부; 상기 센서부에서 상기 제1, 2브러시의 정지신호 감지시 제동신호를 출력하게 되는 제어부; 상기 제어부의 제동신호에 의해 상기 구동모터를 정지시키는 제동부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

화학적 기계적 연마장치, 브러시, 알람, 세정, 클리닝

Description

화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너{Brush cleaner of a chemical-mechanical polisher}

본 발명은 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학적 기계적 연마공정 진행 후 웨이퍼를 클리닝하는 과정에서 브러시의 고장에 따른 후속조치를 조속히 취할 수 있도록 함으로써 클리닝불량에 따른 웨이퍼의 손실을 방지할 수 있도록 한 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자의 고집적화가 진행될수록 웨이퍼 표면의 평탄화기술로 화학적 기계적 연마(이하 CMP)공정을 이용한다. 이러한 CMP 공정은 웨이퍼 표면에 연마액인 슬러리(Slurry)와 기계적 압력을 인가하면서 웨이퍼와 패드를 마찰시켜 웨이퍼 표면을 평탄화시키는 기술이다.

상기 CMP 공정 후, 웨이퍼 표면의 파티클(Particle)을 제거하기 위하여 일반적으로 더블 스크러빙(Double scrubbing)이라는 세정기술을 사용하게 되는데, 이 기술은 희석된 NH₄OH 또는 HF와 같은 세정액을 웨이퍼 표면에 분사하여 웨이퍼와 파티클 간에 같은 극성의 전하를 유발하거나 웨이퍼 표면을 식각함으로써 파티클을 제거하는 화학적 세정 작용과 부드러운 고분자 화합물로 만들어진 브러시(Brush)로 웨이퍼 양면을 브러싱하는 기계적 세정 방법이 결합된 세정기술이다.

도 1은 종래 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래 브러시 클리너의 작동원리를 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 브러시 클리너(1)는 웨이퍼 반송로봇(미도시)에 의해 웨이퍼(W)가 이송되어 지지되며 클리닝시 웨이퍼(W)를 회전시키는 복수의 홀딩부재(2)와, 상기 홀딩부재(2)에 의해 지지된 웨이퍼(W)를 사이에 두고 양측에 회전가능하게 대칭설치되어 웨이퍼(W)의 양면을 클리닝할 수 있도록 외주면에 복수의 돌기가 형성되는 제1, 2브러시(3a)(3b)와, 상기 웨이퍼(W)의 양면에 NH₄OH 또는 HF와 같은 세정액을 분사시키는 분사부(4)를 포함하여 구성된다.

이러한 구조로 이루어진 종래 브러시 클리너의 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

웨이퍼 반송로봇에 의해 웨이퍼(W)의 엣지부분이 홀딩부재(2)의 걸림홈(2a)에 안착되면 일례로 공압실린더(미도시)에 의해 제1, 2브러시(3a)(3b)가 웨이퍼(W)의 양측면에 접하게 된다.

이때 홀딩부재(2)가 구동모터(5)의 동력을 전달받아 회전되면서 웨이퍼(W)를 일방향으로 회전시킴과 동시에 웨이퍼(W)의 양측면에 각각 접하게 되는 제1, 2브러 시(3a)(3b)가 구동모터(미도시)에 의해 각각 회전되면서 웨이퍼(W) 표면에 부착된 파티클을 클리닝해주게 된다.

그러나 상기 제1, 2브러시(3a)(3b)의 고장이 발생하여 멈추게 되는 경우 작업자가 이를 발견하기 전까지 웨이퍼(W)의 클리닝작업이 계속해서 이루어지게 되는 문제점이 있다.

이 경우 상기 제1, 2브러시(3a)(3b)가 정지된 상태에서 클리닝작업이 진행된 웨이퍼(W)는 추후에 또다시 클리닝과정을 실시해야 하고, 심한 경우 웨이퍼 손실(Wafer loss)로 이어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 화학적 기계적 연마공정 진행 후 웨이퍼를 클리닝하는 과정에서 브러시의 고장에 따른 후속조치를 조속히 취할 수 있도록 함으로써 클리닝불량에 따른 웨이퍼의 손실을 방지할 수 있도록 한 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너는, 웨이퍼가 지지됨과 아울러 상기 웨이퍼를 회전시킬 수 있도록 구동모터의 동력을 전달받아 회전가능하게 설치되는 복수의 홀딩부재와, 상기 웨이퍼의 양측에 회전가능하게 대칭설치되어 상기 웨이퍼의 양면을 클리닝하는 제1, 2브러시와, 상기 웨이퍼의 양면에 세정액을 분사시키는 분사부를 포함하는 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너에 있어서, 상기 제1, 2브러시의 일측에 설치되어 상기 제1, 2브러시의 회전 여부를 각각 감지할 수 있도록 제1, 2감지센서로 이루어지는 센서부; 상기 센서부에서 상기 제1, 2브러시의 정지신호 감지시 제동신호를 출력하게 되는 제어부; 상기 제어부의 제동신호에 의해 상기 구동모터를 정지시키는 제동부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 제어부는 알람발생부를 통해 알람을 발생시키는 것을 포함한다.

또한 상기 제동부는 상기 구동모터에 공급되는 전원을 차단함과 아울러 상기 구동모터의 회전축을 잡아 정지시킬 수 있도록 브레이크가 구비된 것을 포함한다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 브러시 클리너를 이용하여 웨이퍼를 클리닝하는 과정에서 브러시의 고장시 웨이퍼 클리닝작업을 즉각 중지시키고 알람을 발생시켜 조속하게 후속조치를 취할 수 있도록 함으로써 웨이퍼의 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너를 보여주는 개략적인 내부구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 브러시 클리너의 에러발생시 구동모터를 제동하기 위한 구조를 보여주는 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 브러시 클리너(10)는 웨이퍼(W)가 지지됨과 아울러 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있도록 구동모터(M)의 동력을 전달받아 회전 가능하게 설치되는 복수의 홀딩부재(20)와, 상기 웨이퍼(W)의 양측에 회전가능하게 대칭설치되어 상기 웨이퍼(W)의 양면을 클리닝하는 제1, 2브러시(31)(32)와, 상기 웨이퍼(W)의 양면에 세정액을 분사시키는 분사부(40)를 포함하여 이루어진 구성은 종래와 동일하다.

여기서, 상기 제1, 2브러시(31)(32)가 회전되지 않는 경우 웨이퍼(W) 클리닝작업을 정지시킬 수 있도록 한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너(10)는 센서부(50), 제어부(60), 제동부(70)를 포함하여 구성된다. 이러한 본 발명의 구성에 대해 각각 설명하면 다음과 같다.

상기 센서부(50)는 제1, 2브러시(31)(32)가 회전되는지의 여부를 각각 감지할 수 있도록 제1, 2브러시(31)(32)의 일측에 설치된다. 이러한 센서부(50)는 제1감지센서(51)와 제2감지센서(52)로 이루어진다.

상기 제어부(60)는 센서부(50)에서 제1, 2브러시(31)(32)의 정지신호를 감지하였을 경우 제동신호를 출력해주게 된다. 이 경우 상기 제어부(60)는 제동신호를 출력함과 동시에 알람발생부(80)를 통해 알람을 발생시켜줌으로써 외부의 작업자에게 고장 여부를 즉각 알려주게 된다.

또한 상기 제어부(60)는 알람을 발생시켜줌과 동시에 분사부(40)에서 세정액이 분사되는 것을 중지시켜주게 된다.

상기 제동부(70)는 제어부(60)의 제동신호에 의해 구동모터(M)를 정지시켜주는 것으로, 일례로 상기 제동부(70)는 구동모터(M)에 공급되는 전원을 차단함과 아울러 구동모터(M)의 회전축(S)을 잡아 정지시킬 수 있도록 브레이크(71)가 구비된 다.

그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너의 작동에 대하여 설명해 보기로 한다.

본 발명에 따른 브러시 클리너의 작동 순서에 따라 먼저, CMP 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 홀딩부재(20)에 지지된 후 회전하게 되면서 모터(미도시)의 동력을 전달받아 회전하는 제1, 2브러시(31)(32)에 의해 웨이퍼(W)의 클리닝작업이 이루어지게 된다.

이 경우 상기 제1, 2브러시(31)(32) 중 어느 하나의 고장으로 인해 회전 동작이 멈추게 되면 이를 센서부(50)에서 감지하게 되고, 제어부(60)에서는 센서부(50)에서 감지한 정지신호를 바탕으로 제동부(70)에 제동신호를 출력함과 동시에 알람을 발생시키게 된다. 상기 제동신호를 수신한 제동부(70)는 구동모터(M)에 공급되는 전원을 차단함과 동시에 브레이크(71)를 작동시켜 회전축(S)을 잡아주게 됨으로써 웨이퍼(W)의 회전, 즉 클리닝작업을 중단시키게 된다.

그 후, 작업자는 장비의 알람 발생에 따른 후속조치를 조속히 실시하게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너를 도시한 사시도,

도 2는 종래 브러시 클리너의 작동원리를 도시한 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너를 보여주는 개략적인 내부구성도,

도 4는 본 발명에 따른 브러시 클리너의 에러발생시 구동모터를 제동하기 위한 구조를 보여주는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 브러시 클리너 20 : 홀딩부재

31 : 제1브러시 32 : 제2브러시

40 : 분사부 50 : 센서부

51 : 제1감지센서 52 : 제2감지센서

60 : 제어부 70 : 제동부

71 : 브레이크 80 : 알람발생부

M : 구동모터 W : 웨이퍼

Claims (3)

1. 웨이퍼가 지지됨과 아울러 상기 웨이퍼를 회전시킬 수 있도록 구동모터의 동력을 전달받아 회전가능하게 설치되는 복수의 홀딩부재와, 상기 웨이퍼의 양측에 회전가능하게 대칭설치되어 상기 웨이퍼의 양면을 클리닝하는 제1, 2브러시와, 상기 웨이퍼의 양면에 세정액을 분사시키는 분사부를 포함하는 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너에 있어서,

   상기 제1, 2브러시의 일측에 설치되어 상기 제1, 2브러시의 회전 여부를 각각 감지할 수 있도록 제1, 2감지센서로 이루어지는 센서부;

   상기 센서부에서 상기 제1, 2브러시의 정지신호 감지시 제동신호를 출력하게 되는 제어부;

   상기 제어부의 제동신호에 의해 상기 구동모터를 정지시키는 제동부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 알람발생부를 통해 알람을 발생시키는 것을 포함하는 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제동부는 상기 구동모터에 공급되는 전원을 차단함과 아울러 상기 구동 모터의 회전축을 잡아 정지시킬 수 있도록 브레이크가 구비된 것을 포함하는 화학적 기계적 연마장치의 브러시 클리너.

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