KR20100073574A - Ｃｍｐ용 ｈｃｌｕ의 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CMP용 HCLU의 세정장치에 관한 것으로서, CMP 공정에서의 웨이퍼에 접촉하는 헤드를 세정하는 HCLU의 세정 작업 시, DIW(DI-Water:탈이온수)를 이용한 세정공정을 실시하되, 멤브레인를 포함하는 헤드의 세정을 충분히 확보하기 위하여 세정수 분사라인 상에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생장치를 설치하여 상기 세정액을 진동시켜 헤드의 세정 효과를 증대시킴으로써, CMP 공정에서 발생하는 웨이퍼 상의 파티클 및 스크래치의 제거가 가능하므로 웨이퍼의 상품성 향상 및 생산성 개선을 도모할 수 있는 CMP용 HCLU의 세정장치에 관한 것이다.

CMP, HCLU, 세정장치, 초음파, 세정수 분사라인

Description

ＣＭＰ용 ＨＣＬＵ의 세정장치{Cleaning device of HCLU for CMP}

본 발명은 CMP용 HCLU의 세정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CMP 공정에서의 HCLU의 세정 효과를 증대시켜 멤브레인 에지부의 슬러지 제거 효과를 기대할 수 있는 CMP용 HCLU의 세정장치에 관한 것이다.

최근 반도체 소자는 고집적화 및 대용량화되고 있는 추세이며, 그에 따라 반도체 칩의 액티브 영역 내부에 형성된 회로 패턴들은 보다 미세화 되어가고 있다.

이러한 회로 패턴들의 미세화는 반도체 제조 공정 기술에 크게 의존한다. 반도체에서 개별 소자들은 산화, 식각 및 확산 등의 팹(FAB; Fabrication) 공정을 거치면서 웨이퍼의 상면에 형성되는데 보통 반도체 소자를 형성하는데에는 이러한 산화, 식각 및 확산 공정이 여러번 반복되기 때문에 웨이퍼의 표면에는 요철면이 형성되게 된다.

이러한 표면 요철면은 반도체 소자의 특성을 나빠지게 하며, 그러므로 고집적 회로를 구성하는 반도체 소자에서 요철면을 제거하는 연마 공정은 그 회로의 신 뢰성과 고집적도를 구현할 수 있는 중요한 요소로 작용하고 있다.

반도체 소자의 제조 공정에서 다층으로 형성되는 막들의 표면을 연마하기 위한 방법으로 화학 기계적 연마(CMP;Chemical mechanical polishing) 공정을 널리 사용되고 있다.

화학 기계적 연마(CMP) 공정에서는 화학 기계적 연마(CMP) 패드가 부착되어 있는 원반을 회전시키면서, 화학 기계적 연마(CMP) 패드 상단에 슬러리를 공급하여 도포시키는 가운데, 화학 기계적 연마(CMP) 패드 상부의 웨이퍼 캐리어에 고정된 웨이퍼를 화학 기계적 연마(CMP) 패드 표면에 밀착시켜 회전시킴으로써, 그 마찰효과 및 슬러리의 화학적 성분에 의하여 웨이퍼의 표면을 연마한다.

이러한 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 위한 설비의 주요구성은 크게 헤드 클린 로딩 언로딩(Head Clean Loading Unloading; HCLU)을 포함하여 이루어진다.

상기 HCLU는 상하 구동 장치와 기계적으로 연결되어 있어 로봇에 의해 이송되어 온 웨이퍼를 잠시 안치시키는 동시에 연마 작업이 끝난 웨이퍼 또한 잠시 머물도록 하며, 이외에 웨이퍼 헤드에 있는 이물질을 제거해주는 세정 기능을 하게 된다.

그런데, 종래의 HCLU는 그 세정 효과가 미비하여 웨이퍼와 접촉하는 멤브레인의 세정이 제대로 이루어지지 않아 웨이퍼 표면 위에 스크래치 및 파티클이 발생하여 상품성 및 생산성에 많은 영향을 주게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, CMP 공정에서의 웨이퍼에 접촉하는 헤드를 세정하는 HCLU의 세정 작업 시, DIW(DI-Water:탈이온수)를 이용한 세정공정을 실시하되, 멤브레인을 포함한 헤드의 세정을 충분히 확보하기 위하여 세정수 분사라인 상에 초음파 에너지를 전달하여 헤드의 세정 효과를 증대시킴으로써, CMP 공정에서 발생하는 웨이퍼 상의 파티클 및 스크래치의 제거가 가능하므로 웨이퍼의 상품성 향상을 도모할 수 있는 CMP용 HCLU의 세정장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웨이퍼가 로드컵 내의 페데스탈에 흡착된 상태에서, 상기 페데스탈(120)에 형성된 다수의 세정수 분사구를 통해 분사되는 DIW에 의해 상기 웨이퍼가 안착된 헤드를 효과적으로 세정하는 CMP용 HCLU의 세정장치에 있어서, 상기 세정수 분사구가 구비되어 있는 세정수 분사라인 상에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생장치(10)가 설치된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 초음파 발생장치(10)는 고주파 전기신호를 발생시키는 발진기와, 상기 발진기의 전기신호에 의해 세정액에 미세 진동을 발생시키는 진동자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초음파 발생장치(10)는 상기 세정수 분사라인인 로드컵 린스라인(111) 및 페데스탈 린스라인(121) 상에 각각 별도로 구성되거나, 진동을 전달하는 진동자만이 각각 연결되어 구성된 것 중, 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 CMP용 HCLU의 세정장치에 의하면, 종래의 세정수 분사라인 상에 초음파 발생장치를 설치하여 세정수에 초음파 에너지를 전달함으로써, 헤드에 장착된 멤브레인을 제대로 세정하게 되므로 CMP 공정에서 웨이퍼의 파티클 및 스크래치 등의 제거가 가능하게 됨에 따라 웨이퍼의 상품성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 CMP용 HCLU의 세정장치의 장착라인을 나타내는 개략도이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 소자의 제조 공정중에서 다단의 금속층을 갖는 웨이퍼의 표면을 기계적/화학적 반응을 통하여 연마하는 CMP 공정에서, 헤드에 웨이퍼를 로드 또는 언로드 해주는 HCLU(Head Clean Loading Unloading)(100)는 상하 구동장치(미도시)와 기계적으로 연결되어 있어 로봇에 의해 이송되는 웨이퍼를 캐리어의 헤드로 이송시키는 기능과 함께 폴리싱 작업이 완료된 웨이퍼를 캐리어의 헤드로부터 전달받는 기능을 수행하게 된다.

이와 같은 기능을 수행하는 HCLU(100)에 있어서, 상기 웨이퍼가 로봇에 의하여 로드컵(110) 내의 원판 형상으로 이루어진 페데스탈(120)에 흡착된 상태에서, 상기 페데스탈(120)에 형성된 다수의 세정수 분사구를 통해 분사되는 DIW(DI-Water:탈이온수)에 의해 웨이퍼가 안착된 헤드를 효과적으로 세정하게 된다.

이때, 상기 세정수 분사구가 구비되어 있는 세정수 분사라인, 즉 로드컵 린스라인(load cup rinse line)(111) 및 페데스탈 린스라인(pedestal rinse line)(121) 상에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생장치(10)가 설치되어 상기 세정액을 진동시켜 세정 효과를 향상시키게 된다.

상기 초음파 발생장치(10)는 발진기와 진동자로 이루어지는 바, 상기 발진기는 고주파 전기신호를 발생시키며, 진동자는 상기 발진기의 전기신호에 의해 세정액에 미세 진동을 발생시킬 수 있도록 하는 기능을 하게 된다.

상기 초음파 발생장치(10)는 상기 로드컵 린스라인(111) 및 페데스탈 린스라인(121) 상에 각각 별도로 구성되거나, 진동을 전달하는 진동자만을 각각 연결하여 동시에 진동이 발생될 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 세정액에 초음파 에너지를 통해 미세 진동을 발생시켜 헤드 뿐만 아니라 그 하부에 설치되어 있는 멤브레인에 잔존하는 이물질을 제거하게 되므로 헤드에 대한 세정 효과를 증대시킴으로써, CMP 공정에서 발생하는 웨이퍼 상의 파 티클 및 스크래치의 제거가 가능하므로 웨이퍼의 상품성 및 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 CMP용 HCLU의 세정장치의 장착라인을 나타내는 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 초음파 발생장치

Claims (3)

1. 웨이퍼가 로드컵 내의 페데스탈에 흡착된 상태에서, 상기 페데스탈(120)에 형성된 다수의 세정수 분사구를 통해 분사되는 DIW에 의해 상기 웨이퍼가 안착된 헤드를 효과적으로 세정하는 CMP용 HCLU의 세정장치에 있어서,

   상기 세정수 분사구가 구비되어 있는 세정수 분사라인 상에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생장치(10)가 설치된 것을 특징으로 하는 CMP용 HCLU의 세정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 초음파 발생장치(10)는 고주파 전기신호를 발생시키는 발진기와, 상기 발진기의 전기신호에 의해 세정액에 미세 진동을 발생시키는 진동자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CMP용 HCLU의 세정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 초음파 발생장치(10)는 로드컵 린스라인(111) 및 페데스탈 린스라인(121) 상에 각각 별도로 구성되거나, 진동을 전달하는 진동자만이 각각 연결되어 구성된 것 중, 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 CMP용 HCLU의 세 정장치.

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