KR20160146635A - 반전기의 오염을 방지하는 화학 기계적 연마 시스템 - Google Patents

반전기의 오염을 방지하는 화학 기계적 연마 시스템 Download PDF

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손병철
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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 시스템에 관한 것으로, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 연마 유닛과; 상기 연마 유닛에서 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 연마면이 하측을 향한 상태로 예비 세정하는 예비 세정부와; 상기 웨이퍼를 180도 회전시켜 뒤집어 연마면이 상측이 되게 회전시키는 반전기를 구비한 언로딩 유닛을; 포함하여 구성되어, 화학 기계적 연마 공정이 완료된 웨이퍼를 세정 유닛으로 이송하기에 앞서 거쳐야 하는 웨이퍼의 180도 뒤집는 공정 이전에, 웨이퍼가 메인 세정 공정을 거치기 이전에 예비적으로 세정함으로써, 웨이퍼의 처리 효율을 저해하지 않으면서, 종래에 오염된 웨이퍼를 반전기가 파지하는 과정에서 미끄러져 놓치는 문제를 해결할 수 있고, 오염된 웨이퍼를 파지하는 반전기의 오염 속도를 현저히 늦춤으로써 반전기 세정에 필요한 빈도수를 줄여 웨이퍼의 처리 공정 효율을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 시스템을 제공한다.

Description

반전기의 오염을 방지하는 화학 기계적 연마 시스템 {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SYSTEM CAPABLE OF DIVERSE POLISHING PROCESSES}
본 발명은 화학 기계적 연마 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마 공정이 완료된 웨이퍼를 세정 유닛으로 이송하기 이전에 예비적으로 세정하여, 웨이퍼를 180도 뒤집어 회전시키는 언로딩 유닛의 반전기의 오염을 방지하는 화학 기계적 연마 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자는 미세한 회로선이 고밀도로 집적되어 제조됨에 따라, 이에 상응하는 정밀 연마가 웨이퍼 표면에 행해진다. 웨이퍼의 연마를 보다 정밀하게 행하기 위해서는 기계적인 연마 뿐만 아니라 화학적 연마가 병행되는 화학 기계적 연마 공정(CMP공정)이 행해진다.
최근에는 하나의 웨이퍼에 대하여 다단계의 화학 기계적 연마 공정을 행하여 정교한 연마층의 두께 제어를 행하고 있다. 다단계의 화학 기계적 연마 공정을 행하기 위하여, 웨이퍼가 다수의 연마 정반을 거치면서 이동하는 형태의 화학 기계적 연마 시스템이 제안되고 있으며, 예를 들어 대한민국 공개특허공보 제2011-13384호 및 대한민국 공개특허공보 제2011-65464호에 제안되어 있다.
화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼는 연마 공정 중에 슬러리와 연마 입자에 의하여 많이 오염된 상태이므로, 언로딩 유닛에서 180도 뒤집어 연마면이 상측을 향한 상태로 세정 유닛에서 세정 공정이 행해진다.
그런데, 언로딩 유닛에서 웨이퍼를 180도 뒤집는 반전기는 오염된 웨이퍼를 반복하여 파지함에 따라, 오염 입자 등에 의하여 웨이퍼를 놓칠 가능성이 있을 뿐만 아니라, 오염된 웨이퍼를 파지하면서 오염된 반전기를 주기적으로 세정하기 위하여 공정을 중지시켜야 하므로 공정 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 화학 기계적 연마 공정이 완료된 웨이퍼를 세정 유닛으로 이송하기 이전에 예비적으로 세정하여, 웨이퍼를 180도 뒤집어 회전시키는 언로딩 유닛의 반전기의 오염을 방지하는 화학 기계적 연마 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 통해, 본 발명은 언로딩 유닛의 반전기에서 웨이퍼를 파지하다가 놓치는 가능성을 줄일 수 있고, 동시에 오염된 웨이퍼를 파지하는 반전기의 오염 속도를 지연시킴으로써, 반전기의 세정이 필요한 빈도에 따라 웨이퍼 처리 공정을 중지해야 하는 시간을 줄일 수 있어서 공정 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
부수적으로, 본 발명은, 정해진 공간을 차지하는 하나의 배치 구조에서 웨이퍼의 종류에 따라 다양한 방식의 다단계 화학 기계적 연마 공정을 행할 수 있게 하여, 하나의 배치 구조로 다양한 연마 프로세스를 거칠 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 연마 유닛과; 상기 연마 유닛에서 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 연마면이 하측을 향한 상태로 예비 세정하는 예비 세정부를; 포함하여 구성되어, 상기 언로딩 유닛에서 세정 유닛으로 상기 웨이퍼를 이송하기 이전에 상기 예비 세정부에서 웨이퍼의 연마면의 세정을 행하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템을 제공한다.
이는, 화학 기계적 연마 공정이 완료된 웨이퍼를 세정 유닛으로 이송하기에 앞서 거쳐야 하는 웨이퍼의 180도 뒤집는 공정 이전에, 웨이퍼가 메인 세정 공정을 거치기 이전에 예비적으로 세정함으로써, 웨이퍼를 180도 뒤집는 반전기의 오염을 예방하기 위함이다.
이를 통해, 웨이퍼가 세정 유닛으로 이송되기 이전이더라도 화학 기계적 연마 공정 중에 오염된 웨이퍼를 짧은 시간 동안 예비적으로 세정함으로써, 웨이퍼의 처리 효율을 저해하지 않으면서, 종래에 오염된 웨이퍼를 반전기가 파지하는 과정에서 미끄러져 놓치는 문제를 해결할 수 있고, 오염된 웨이퍼를 파지하는 반전기의 오염 속도를 현저히 늦춤으로써 반전기 세정에 필요한 빈도수를 줄여 웨이퍼의 처리 공정 효율을 향상시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 언로딩 유닛에서 웨이퍼가 세정 유닛으로 이송되기 이전에, 언로딩 유닛이나 예비 세정부와 언로딩 유닛의 사이에는, 상기 웨이퍼를 180도 회전시켜 뒤집어 연마면이 상측이 되게 회전시키는 반전기가 구비된다.
이 때, 상기 예비 세정부는 상기 웨이퍼의 연마면이 하방을 향하는 상태에서, 상기 웨이퍼의 연마면에 고압의 세정액을 분사하여 세정할 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼의 연마면을 향하여 세정액을 고압 분사하는 것에 의해 예비 세정부에서의 예비 세정 공정이 짧은 시간 내에 커다란 이물질과 액체를 웨이퍼의 연마면으로부터 대략적으로 제거할 수 있다.
상기 예비 세정부는 상기 웨이퍼의 연마면이 하방을 향하는 상태에서, 상기 웨이퍼의 연마면에 메가 소닉 유닛에 의하여 가진된 상태의 세정액을 분사하여 세정할 수도 있다. 이와 같이, 분사되는 세정액에 고주파의 메가소닉 에너지를 전달하여 세정액을 진동시켜 강력한 유체의 음파 흐름(acoustic stream)을 만들어, 음파 흐름의 세정액이 기판과 충돌하여 기판 상의 오염 입자를 제거하므로, 보다 짧은 시간 내에 작은 오염 입자에 대해서도 확실하게 제거할 수 있는 잇점이 있다.
한편, 상기 예비 세정부는, 상기 웨이퍼의 연마면이 하방을 향하는 상태에서 상기 웨이퍼의 연마면을 제1세정조의 세정액에 잠기게 한 상태에서, 상기 세정액을 메가 소닉 유닛으로 가진하여 가진된 세정액에 의하여 상기 웨이퍼의 연마면을 세정할 수도 있다. 이는, 웨이퍼가 세정액 내에 침지된 상태에서 메가 소닉 유닛으로 가진된 세정액의 유동에 의하여 웨이퍼의 연마면이 세정되므로, 웨이퍼의 표면에 잔류하는 액체 이물질을 확실하게 희석시키면서 제거할 수 있고, 주변으로 세정액이 튀지 않으므로 정숙하면서도 깨끗한 예비 세정을 행할 수 있는 잇점이 있다.
이 때, 상기 메가 소닉 유닛은 제1세정조의 바깥에 배치되고, 상기 메가 소닉 유닛과 상기 제1세정조의 사이에는 액체로 채워질 수 있다. 이에 의하여, 웨이퍼의 연마면을 세정하면서 오염된 용액이 제1세정조에만 모여지게 되어, 메가 소닉 유닛의 오염은 방지하면서 웨이퍼 연마면의 세정을 행할 수 있게 된다.
메가 소닉 유닛을 이용하여 웨이퍼의 연마면 세정을 하는 경우에는 상기 세정액을 가진하는 주파수는 2개 이상일 수 있다. 이를 통해, 다양한 가진 주파수에 따라 웨이퍼의 구석구석에 잔류하는 이물질을 가진하는 힘이 2개 이상이 되어 이물질의 제거 효율을 보다 높일 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 연마 유닛은 1단계의 화학 기계적 연마 공정으로 마칠 수도 있고, 다단계의 화학 기계적 연마 공정으로 마칠 수도 있다. 그리고, 상기 연마 유닛은 웨이퍼가 핸들러에 의하여 하나씩 이동하면서 다단계의 화학 기계적 연마 공정을 행할 수도 있고, 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼를 보유한 상태로 이동하면서 다단계의 화학 기계적 연마 공정이 행해질 수도 있다.
그리고, 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼를 보유한 상태로 이동하면서 다단계의 화학 기계적 연마 공정을 행하는 경우에는, 상기 연마 유닛은, 상기 웨이퍼를 보유한 상태로 이동하는 상기 웨이퍼 캐리어와; 상기 웨이퍼 캐리어에 보유한 상기 웨이퍼가 제1연마정반을 통과하는 경로로 배열되고, 상기 웨이퍼 캐리어가 이동할 수 있는 제1가이드레일과; 상기 웨이퍼 캐리어에 보유한 상기 웨이퍼가 제3연마정반을 통과하는 경로로 배열되고, 상기 웨이퍼 캐리어가 이동할 수 있는 제2가이드레일과; 상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일의 사이에 배열되어 상기 웨이퍼 캐리어가 이동할 수 있는 제3가이드레일과; 상기 제1가이드레일의 일단과 이격된 제1위치와 상기 제2가이드레일의 일단과 이격된 제2위치를 연결하는 제1연결레일과; 상기 제1가이드레일의 타단과 이격된 제3위치와 상기 제2가이드레일의 타단과 이격된 제4위치를 연결하는 제2연결레일과; 상기 제1가이드레일과 상기 제3가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나에 위치한 상기 웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있고, 상기 웨이퍼 캐리어를 수용한 상태로 상기 제1연결레일을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1연결레일을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 제1가이드레일과 상기 제3가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동하는 캐리어 홀더와; 상기 제1가이드레일과 상기 제3가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나에 위치한 상기 웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있고, 상기 웨이퍼 캐리어를 수용한 상태로 상기 제2연결레일을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되고, 상기 제2연결레일을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 제1가이드레일과 상기 제3가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동하는 또 다른 캐리어 홀더를 포함하여 구성될 수 있다.k
이와 같이, 웨이퍼 캐리어가 제1가이드 레일과 제2가이드레일 및 연결 레일로 이루어지는 경로를 따라 이동하되, 중앙부에 제3가이드레일이 형성되고, 연결 레일에는 웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있는 캐리어 홀더가 각각 2개 이동 가능하게 배치되어 4개의 연마 정반을 제3가이드레일을 통해 상호 교차하거나 순차적으로 이동하는 것이 가능해짐에 따라, 하나의 배치 구조로 설치되면서도 웨이퍼에 대한 다양한 연마 프로세스를 거칠 수 있으며, 가이드 레일과 연결 레일이 서로 연결되지 않고, 웨이퍼 캐리어를 캐리어 홀더에 수용시킨 상태로 캐리어 홀더의 이동에 의해 연결 레일을 따르는 경로로 이동함에 따라, 가이드 레일과 연결 레일 사이의 이동 경로가 각이진 경우이더라도 원활하게 이동할 수 있게 되므로, 보다 좁은 공간 내에서 웨이퍼 캐리어가 왕래할 수 있는 경로를 형성할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 하나의 배치 구조로 설치된 화학 기계적 연마 시스템을 이용하여 웨이퍼에 대한 다양한 연마 프로세스를 거칠 수 있도록 함으로써, 웨이퍼에 증착되는 연마층의 종류나 두께에 따라 다단계의 화학 기계적 연마 공정을 다양하게 행할 수 있으며, 이에 따라 반도체 제조 라인에서 차지하는 공간을 최소화하면서도 웨이퍼의 상태나 종류에 따라 다양한 연마 공정을 다단계로 행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '보유', '탑재', '장착'이라는 용어는 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어와 함께 이동하는 형태를 지칭하는 것으로 정의하기로 한다. 따라서, 웨이퍼 캐리어에 '보유'되거나 '탑재'되거나 '장착'된 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어의 내부에 위치해야 하는 등의 특정한 형태나 위치에 국한되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정이 완료된 웨이퍼를 세정 유닛으로 이송하기에 앞서 거쳐야 하는 웨이퍼의 180도 뒤집는 공정 이전에, 웨이퍼가 메인 세정 공정을 거치기 이전에 예비적으로 세정함으로써, 웨이퍼를 180도 뒤집는 반전기의 오염을 예방하거나 지연시킴으로써, 웨이퍼의 처리 효율을 저해하지 않으면서, 오염된 웨이퍼를 반전기가 파지하는 과정에서 미끄러져 놓치는 문제를 해결할 수 있고, 오염된 웨이퍼를 파지하는 반전기의 오염 속도를 현저히 늦춤으로써 반전기 세정에 필요한 빈도수를 줄여 웨이퍼의 처리 공정 효율을 향상시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 예비 세정부에서 웨이퍼의 연마면이 하방을 향하는 상태에서 웨이퍼의 연마면에 고압의 세정액을 분사하여 세정함으로써, 예비 세정 공정을 추가함에 따른 공정 시간이 늘어나는 것을 최소화하여 짧은 시간 내에 웨이퍼의 연마면에 묻어있는 커다란 이물질과 액체를 대략 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 메가 소닉 유닛으로부터 2개 이상의 고주파수의 메가소닉 에너지로 세정액을 가진하여 분사하거나, 웨이퍼의 연마면을 세정액에 담근 상태에서 세정액에 메가소닉 에너지로 유동을 형성하여 세정함으로써, 보다 짧은 시간 내에 작은 오염 입자에 대해서도 확실하게 제거할 수 있는 잇점이 있다.
그리고, 본 발명은, 웨이퍼 연마면이 잠기는 제1세정조의 바깥에 메가 소닉 유닛을 배치시켜 세정액을 가진하여 웨이퍼 연마면을 세정함에 따라, 웨이퍼 연마면을 세정한 오염된 용액이 제1세정조에만 모여지고, 메가 소닉 유닛의 오염은 방지하면서 웨이퍼 연마면의 세정을 행할 수 있게 되어, 예비 세정부의 관리가 용이해지고 장시간 동안 예비 세정부의 오염을 확실하게 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 웨이퍼 캐리어가 제1가이드 레일과 제2가이드레일 및 연결 레일로 이루어지는 경로를 따라 이동하되, 중앙부에 제3가이드레일이 형성되고, 연결 레일에는 웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있는 캐리어 홀더가 각각 2개 이동 가능하게 배치되어 4개의 연마 정반을 제3가이드레일을 통해 상호 교차하거나 순차적으로 이동하는 것이 가능해짐에 따라, 하나의 배치 구조로 설치된 화학 기계적 연마 시스템을 이용하여 웨이퍼에 대한 다양한 연마 프로세스를 거칠 수 있게 되어, 웨이퍼에 증착되는 연마층의 종류나 두께에 따라 다단계의 화학 기계적 연마 공정을 다양하게 행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템 및 세정 공정을 행하는 배치 구조를 도시한 평면도,
도2는 도1의 화학 기계적 연마 시스템의 배치 구조를 도시한 평면도,
도3은 가이드 레일을 따라 이동하는 웨이퍼 캐리어가 연결 레일로 이동하는 작동 원리를 설명하는 도면,
도4는 도3의 웨이퍼 캐리어의 사시도,
도5는 도4의 종단면도,
도6은 도3의 웨이퍼 캐리어에 도킹 유닛이 도킹된 상태를 도시한 사시도,
도7a 및 도7b는 언로딩 유닛에서의 반전 장치를 도시한 도면,
도8a 내지 도8c는 도1의 예비 세정부에 적용가능한 실시 형태에 따른 구성을 예시한 개략도,
도9는 예비 세정부에서 사용되는 세정액의 pH에 따른 제타 전위(zeta potential)을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템(1)을 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템(1)은, 화학 기계적 연마 공정을 행하고자 하는 웨이퍼(W)를 로딩하는 로딩 유닛(20)과, 웨이퍼에 대한 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 연마 유닛(P, C)과, 상기 연마 유닛(P, C)에서 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 연마면이 하측을 향한 상태로 예비 세정하는 예비 세정부(30)와; 웨이퍼(W)를 180도 회전시켜 뒤집어 연마면이 상측이 되게 회전시키는 반전기(50)를 구비한 언로딩 유닛(10)을 포함하여 구성된다.
상기 로딩 유닛(20)은 화학 기계적 연마 공정을 행하고자 하는 새로운 웨이퍼를 핸들러(미도시)로 거치시키는 역할을 한다. 로딩 유닛(20)에 새로운 웨이퍼(W)가 거치되면, 로딩 유닛(20)에 로딩된 웨이퍼(W)에 대하여 연마 유닛(P, C)은 예정된 화학 기계적 연마 공정을 행한다.
상기 연마 유닛(P, C)은 웨이퍼(W)가 로딩 유닛에 공급되면 예정된 화학 기계적 연마 공정을 행한다. 예를 들어, 연마 유닛(P, C)의 웨이퍼 캐리어(C)가 웨이퍼(W)를 탑재한 상태로 이동하면서 화학 기계적 연마 공정을 행할 수도 있고, 도면에 도시되지 않았지만 핸들러가 웨이퍼(W)를 1개 이상의 연마 정반으로 이동시키면서 화학 기계적 연마 공정을 행할 수도 있다. 이하에서는 연마 유닛(P, C)은 웨이퍼 캐리어(C)가 이동하면서 화학 기계적 연마 공정을 행하는 구성을 일례로 설명하기로 한다.
이를 위하여, 상기 연마 유닛(P, C)은, 웨이퍼(W)를 보유한 상태로 이동하는 웨이퍼 캐리어(C)와, 제1연마정반(P1)과 제2연마정반(P2)을 통과하도록 배열되고 웨이퍼 캐리어(C)가 이동할 수 있게 설치된 제1가이드레일(G1)과, 제3연마정반(P3)과 제4연마정반(P4)을 통과하게 배열되어 웨이퍼 캐리어(C)가 이동할 수 있게 설치된 제2가이드레일(G2)과, 제1가이드레일(G1)과 제2가이드레일(G2)의 사이에 배열되어 웨이퍼 캐리어(C)가 이동하는 제3가이드레일(G3)과, 제1가이드레일(G1)의 일단과 이격된 제1위치(S4)와 제2가이드레일(G2)의 일단과 이격된 제2위치(S4')를 연결하는 제1연결레일(CR1)과, 제1가이드레일(G1)의 타단과 이격된 제3위치(S1)와 제2가이드레일(G2)의 타단과 이격된 제4위치(S1')를 연결하는 제2연결레일(CR2)과, 제1연결레일(CR1)을 따라 이동하면서 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있는 제1캐리어홀더(H1) 및 제2캐리어 홀더(H2)와, 제2연결레일(CR2)을 따라 이동하면서 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있는 제3캐리어홀더(H3) 및 제4캐리어 홀더(H4)로 구성된다.
상기 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(G1, G2, G3; G)에서는 단독으로 이동하며, 연결 레일(CR1, CR2; CR)에서는 캐리어 홀더(H1, H2, H3, H4; H)에 수용된 상태로 캐리어 홀더(H)의 이동에 의해 이동한다. 도1 및 도2의 배치도에서 다수의 수직선으로 형성된 직사각형 형태가 웨이퍼 캐리어(C)를 단순화하여 표시한 것이다.
그리고, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(C)는 상측에 N극 영구자석(128n)과 S극 영구자석(128s)이 교대로 배열되며, 내부에는 구동 모터나 공압 공급 장치가 구비되지 않는 무동력 상태로 구성된다. 이에 따라, 도3에 도시된 바와 같이, 연마 정반(P1, P2, P3, P4; P)의 상측에 형성된 프레임(F)에 설치된 코일(90)에 인가되는 전원(88)의 전류 방향을 제어하는 것에 의하여, 리니어 모터의 원리로 가이드 레일(G)을 따라 이동한다.
그리고, 웨이퍼 캐리어(C)가 연마 정반(P)의 상측에 위치하면, 도킹 유닛(D)이 웨이퍼 캐리어(C)에 결합하여, 웨이퍼(W)를 회전 구동시키는 회전 구동력과 웨이퍼(W)를 하방으로 가압하기 위한 공압이 공급된다.
이를 위하여, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 회전 구동력을 전달받기 위하여 내주면에 N극과 S극의 영구 자석이 교대로 배열되는 자기 커플러(124)가 형성되고, 도킹 유닛(D)의 구동축(186)의 외주면에도 원주 방향을 따라 N극과 S극의 영구 자석이 교대로 배열되어, 도킹 유닛(D)의 구동축(186)이 웨이퍼 캐리어(C)의 자기 커플러(124)에 접근하여 삽입된 상태로 회전하면, 자기 커플러(124)에 회전 구동력이 전달되어 회전 구동(124r)된다. 따라서, 자기 커플러(124)와 연동하여 회전하는 회전축(125)이 함께 회전(125r)하며, 회전축(125)의 회전 구동력은 기어 등의 동력 전달 수단에 의하여 수직축(126)을 회전 구동(126r)시키면서 연마 헤드(CH)에 전달되어, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)를 회전 구동시킨다. 이 때, 도킹 유닛(D)의 구동축(186)이 자기 커플러(124)에 삽입되는 것을 안내하도록 자기 커플러(124)의 중앙부에는 안내축(124o)이 형성될 수 있다.
또한, 웨이퍼 캐리어(C)의 외주면에는 공압 파이프가 결합되는 공압 공급구(123x)가 외면에 형성되어, 도킹 유닛(D)이 웨이퍼 캐리어(C)로 근접(8)하여 도킹하면, 도킹 유닛(D)의 공압 파이프(187a)의 결합부(187)가 공압 공급구(123x)에 끼워지면서, 공압 공급구(123x)로부터 연장되는 공압 공급로(123, 129)를 통해 회전하는 연마 헤드(CH)로 전달된다. 이 때, 연마 헤드(CH)는 화학 기계적 연마 공정 중에 회전(126r)구동되므로, 공압 공급로(123, 129) 상에는 로터리 유니언(RU)이 설치되어, 회전 구동하는 연마 헤드(CH)에 공압을 원활히 공급할 수 있게 된다.
그리고, 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(G)과 연결 레일(CR)을 따르는 이동 경로 중에 회전하지 않는 상태가 지속된다. 따라서, 도킹 유닛(D)이 웨이퍼 캐리어(C)의 정해진 한면에서만 도킹되도록 구성될 수도 있지만, 이 경우에는 제3가이드레일(G3)과 제1가이드레일(G1)의 간격 및 제3가이드레일(G3)과 제2가이드레일(G2)의 간격 중 어느 하나가 필요이상으로 커져야 하므로, 전체적인 공간 효율을 낮추게 된다.
따라서, 도1에 도시된 바와 같이, 제1가이드레일(G1)에 대해서는 도킹 유닛(D)이 바깥쪽(도1을 기준으로 상측)에 배치되고, 제2가이드레일(G2)에 대해서는 도킹 유닛(D)도 바깥쪽(도1을 기준으로 하측)에 배치되어, 서로 반대 방향에서 서로 반대 방향으로 이동하여 도킹하도록 구성되는 것이 전체적인 공간 효율을 높이는 데 효과적이다. 이 때, 웨이퍼 캐리어(C)는 회전하지 않는 상태로 경로를 이동하므로, 웨이퍼 캐리어(C)는 상측과 하측(도1기준)에서 접근하는 도킹 유닛(D)과 결합할 수 있도록, 도5에 도시된 바와 같이 공압 결합부(123) 및 자기 커플러(124)가 서로 반대측에 위치한 2개의 면에 형성된다. 이를 통해, 화학 기계적 연마 시스템의 배치를 보다 콤팩트하게 유지하면서도, 웨이퍼 캐리어(C)를 회전시켜야 하는 복잡한 제어 및 구조를 회피할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.
그리고, 웨이퍼 캐리어(C)의 양측면에는 가이드 레일(G)을 타고 요동없이 이동할 수 있도록 상측 롤러(127U)와 하측 롤러(127L)가 회전 가능하게 형성된다. 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(C)과 연결 레일(CR)을 따르는 경로를 이동하면서 회전하지 않는 상태가 지속된다.
도면 중 미설명 부호인 121은 웨이퍼 캐리어(C)의 연마 헤드(CH)와의 연결 결합부이다.
한편, 도킹 유닛(D)은 도6에 도시된 바와 같이 프레임(F)에 고정되어, 가이드 레일(G)을 따라 이동하는 웨이퍼 캐리어(C)에 결합할 수 있도록 수평 왕복 이동(8)이 가능하게 설치된다. 이를 위하여, 이동 모터(181)에 의하여 회전축(182)을 회전 구동하면, 회전축(182)에 리드 스크류의 원리로 이동 플레이트(184)가 왕복 이동(8)을 하게 된다.
그리고, 이동 플레이트(184)에는 회전 구동 모터(185)가 고정되어 회전 구동 모터(185)에 의하여 회전 구동되는 구동축(186)이 마련되어, 이동 모터(181)에 의하여 이동 플레이트(184)를 이동시키는 것에 의하여 구동축(186)이 웨이퍼 캐리어(C)의 자기 커플러(124)로 삽입되면서 회전 구동력을 웨이퍼 캐리어(C)에 전달할 수 있는 상태가 된다. 이와 동시에, 이동 플레이트(184)의 이동에 따라 공압 공급관(187a)의 결합부(187)가 웨이퍼 캐리어(C)의 공압 공급부(123x)와 결합되면서, 공압도 공급할 수 있는 상태가 된다.
상기 제1가이드레일(G1)은 웨이퍼 캐리어(C)이 보유하고 있는 웨이퍼(W)를 제1연마정반(P1)과 제2연마정반(P2)에서 각각 화학 기계적 연마 공정을 할 수 있도록 배치된다. 마찬가지로, 상기 제2가이드레일(G2)은 웨이퍼 캐리어(C)이 보유하고 있는 웨이퍼(W)를 제3연마정반(P3)과 제4연마정반(P4)에서 각각 화학 기계적 연마 공정을 할 수 있도록 배치된다.
상기 제3가이드레일(G3)에는 연마 정반이 배치되지 않고, 웨이퍼 캐리어(C)가 이동하는 경로를 형성한다. 다만, 연결 레일(CR)에는 각각 2개씩의 캐리어 홀더(H)가 배치되므로, 연결 레일(CR)의 끝단(S1, S4)에서 다른 끝단(S1', S4')으로 이동하기 위해서는 한번에 이동할 수 없으므로, 제3가이드레일(G3)이 배열되는 임의의 위치에서 웨이퍼 캐리어(C)가 캐리어 홀더(H)를 갈아타기 위한 임시 적재소(TS)의 역할을 할 수 있다.
상기 캐리어 홀더(H)는 도3에 도시된 바와 같이 웨이퍼 캐리어(C)를 수용하기 위한 홀더 레일(HR)이 형성되어, 연결 레일(CR)의 배치와 무관하게 가이드 레일(G)을 따라 이동하는 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있게 구성된다. 이를 위하여, 캐리어 홀더(H)의 상측에도 코일(209)이 형성되어, 웨이퍼 캐리어(C)의 상측에 배열된 영구자석(128)과의 상호 작용으로 캐리어 홀더(H)로 이동시키는 동작을 행할 수 있게 된다.
캐리어 홀더(H)는 하나의 연결 레일(CR)마다 2개씩 배치된다. 제1연결레일(CR1)에 대해서는 제1캐리어 홀더(H1)와 제2캐리어홀더(H2)가 설치되어 제1연결레일(CR1)을 따라 이동할 수 있다. 그리고 제2연결레일(CR2)에 대해서는 제3캐리어 홀더(H3)와 제4캐리어홀더(H4)가 설치되어 제2연결레일(CR2)을 따라 이동할 수 있다.
제1캐리어 홀더(H1)는 제1가이드레일(G1)과 제3가이드레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(C)를 수용한 상태로 제1연결레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1연결레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 웨이퍼 캐리어(C)가 제1가이드레일(G1)과 제3가이드레일(G3) 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
이와 유사하게, 제2캐리어 홀더(H2)는 제3가이드레일(G3)과 제2가이드레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(C)를 수용한 상태로 제1연결레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1연결레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 웨이퍼 캐리어(C)가 제3가이드레일(G3)과 제2가이드레일(G2) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
또한, 제3캐리어 홀더(H3)는 제1가이드레일(G1)과 제3가이드레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(C)를 수용한 상태로 제2연결레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2연결레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 웨이퍼 캐리어(C)가 제1가이드레일(G1)과 제3가이드레일(G3) 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
이와 유사하게, 제4캐리어 홀더(H4)는 제3가이드레일(G3)과 제2가이드레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(C)를 수용한 상태로 제2연결레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2연결레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 웨이퍼 캐리어(C)가 제3가이드레일(G3)과 제2가이드레일(G2) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
이에 따라, 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(G)과 연결 레일(CR)을 필요에 따라 자유자재로 넘나들면서 이동할 수 있다. 이와 같이, 가이드 레일(G)과 연결 레일(CR)로 웨이퍼 캐리어(C)의 이동 경로를 형성함에 따라, 가이드 레일(G)과 연결 레일(CR)이 꼭지점을 이루는 경로를 형성하더라도 웨이퍼 캐리어(C)가 원활하게 이동할 수 있는 잇점이 얻어지고, 동일한 개수와 크기의 연마 정반을 설치하고서도 X1으로 표시된 공간을 보다 작게 형성하여 콤팩트한 배치 구조를 구현할 수 있다.
웨이퍼 캐리어(C)는 제3캐리어 홀더(H3)나 제4캐리어 홀더(H4)에 수용된 상태로 제2연결레일(CR2)을 따라 이동하면서, 화학 기계적 연마 공정을 행할 예정인 새로운 웨이퍼(W)를 로딩 유닛(20)에서 공급받고, 화학 기계적 연마 공정을 완료한 웨이퍼(W)를 예비 세정부(30)에 의해 예비 세정되며, 예비 세정된 웨이퍼(W)는 언로딩 유닛(10)에서 반전기(50)에 의하여 180도 뒤집힌 상태로 세정 유닛(C1, C2; C1', C2')으로 이송된다.
도면에 도시된 바와 같이, 로딩 유닛(20)과 예비 세정부(30) 및 언로딩 유닛(10)은 제3캐리어 홀더(H3) 및 제4캐리어 홀더(H4)의 이동 영역에 각각 배치된다.
이와 같이 구성된 연마 유닛(P, C)은, 서로 다른 2개의 웨이퍼(W1, W2)에 대한 2단계의 화학 기계적 연마 공정을 동시에 행할 수도 있고, 웨이퍼(W1)에 대하여 'ㄷ'자형 경로를 따라 4개의 연마정반(P1-P2-P3-P4)을 거치면서 4단계의 화학 기계적 연마 공정을 행할 수도 있으며, 서로 다른 2개의 웨이퍼(W1, W2)에 대하여 'S'자형 경로를 서로 엇갈리게 진행하면서 제2실시형태와 다른 4개의 연마정반(P1-P2-P4-P3, P4-P3-P1-P2)을 거치면서 4단계의 화학 기계적 연마 공정을 행할 수도 있다. 또한, 웨이퍼(W1)에 대하여 3개의 연마정반(P1-P2-P3)을 거치면서 3단계의 화학 기계적 연마 공정을 행하고, 동시에 1개의 연마정반(P4)에서 이들과 독립적으로 1단계의 화학 기계적 연마 공정을 행함으로써, 다양한 화학 기계적 연마 공정을 하나의 시스템에서 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 예비 세정부(30)는 도8a에 도시된 바와 같이 웨이퍼 캐리어(C)에 탑재되어 있는 웨이퍼(W)의 연마면에 높은 수압으로 세정액(33)를 분사하는 세정 노즐(35)이 구비되고, 세정 노즐(35)이 이동(35d)하면서 웨이퍼(W)의 연마면 전체에 세정액(33)을 고압 분사함으로써, 웨이퍼(W)의 연마면에 묻어있는 슬러리나 연마 입자 등의 큰 이물질(99)을 짧은 시간 내에 대략적으로 제거한다.
이를 통해, 웨이퍼(W)의 화학 기계적 연마 공정 이후에 세정 유닛(C1, C1')으로 이송되는 과정에서 시간의 지체를 최소화하면서도, 웨이퍼에 묻어있는 액체 상태의 슬러리 및 슬러리 입자, 연마 입자들을 대충 세정한 상태로 언로딩 유닛(10)의 반전기(50)에 웨이퍼(W)를 공급할 수 있으므로, 오염된 웨이퍼를 반전기(50)의 아암부(52)가 파지하는 과정에서 아암부(52)와 웨이퍼(W)의 가장자리의 미끄러움 때문에 놓쳐 웨이퍼가 파손되거나 공정이 지연되는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 언로딩 유닛(10)의 반전기(50)가 예비 세정된 웨이퍼(W)를 파지하게 되므로, 반전기(50)의 아암부(52)의 오염 속도가 현저히 늦춰짐으로써, 반전기(40)를 세정해야 하는 주기를 종래에 비하여 크게 늘릴 수 있게 되어, 반전기(40)의 세정 시간 동안 웨이퍼의 처리 공정의 중지 시간을 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도8b에 도시된 바와 같이, 예비 세정부(30')는 세정액 분사노즐(38)이 웨이퍼의 직경에 해당하는 길이로 형성되어, 세정액 분사노즐(37)로부터 웨이퍼(W)의 연마면(sw)을 향하여 세정액(38M)을 회전(38r)하면서 분사하되, 분사노즐(37)로부터 분사되는 세정액(38M)이 메가 소닉 유닛(38)에 의하여 가진된 상태로 웨이퍼 연마면(sw)에 분사되게 한다. 이를 통해, 웨이퍼(W)의 전체 표면에 세정액(38M)이 매우 짧은 시간(세정액 분사 노즐(38)이 1바퀴 도는 시간) 내에 도달하여 예비 세정 시간을 단축할 수 있으면서, 분사 노즐(38)로부터 분사되는 세정액이 가진된 상태로 웨이퍼 연마면(sw)을 타격함으로써, 가진된 세정액에 의하여 웨이퍼(W)의 연마면에 묻어있는 이물질(99)을 보다 효과적으로 분리시킬 수 있다.
이 때, 분사 노즐(38)의 토출구(38a)의 갭(38g)은 .0.5mm 내지 3mm 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도8c에 도시된 바와 같이, 예비 세정부(30")는, 웨이퍼(W)의 연마면(sw)이 제1세정조(301)의 세정액(66)에 잠긴 상태로 위치시키고, 제1세정조(301)의 바깥쪽에 위치한 제2용기(302)에 메가 소닉 유닛(303)이 위치하도록 배치한 상태에서, 제2용기(302)에 액체(55)를 채우고 메가 소닉 유닛(303)을 작동시켜, 메가 소닉 유닛(303)으로부터의 가진력(39)이 제2용기(302)의 액체(55)를 매질로 하여 제1세정조(301)의 세정액(66)에 전달되도록 한다. 이에 의하여, 제1세정조(301) 내의 세정액(66)은 웨이퍼 연마면(sw)을 향하는 유동(77)이나 진동이 발생되면서, 웨이퍼 연마면(sw)에 묻어있는 이물질(99)을 대략적으로 제거한다.
이와 같이 구성함으로써, 웨이퍼 연마면(sw)으로부터 분리되는 오염 입자나 액체들이 모두 제1세정조(301) 내에 담기게 되므로, 제1세정조(301)의 바깥에 위치한 메가 소닉 유닛(303)의 오염이 원천적으로 차단되면서, 제1세정조(301)의 세정액을 교체하는 것에 의하여 연속적(consecutively)으로 웨이퍼(W)의 예비 세정 공정을 지속할 수 있다. 또한, 웨이퍼 연마면(sw)을 세정하는 동안에 세정액이 고압 분사되지 않으므로, 주변으로 오염 물질이 튀는 것을 방지하여 정숙하고 깨끗한 예비 세정 공정을 할 수 있게 되는 부수적인 잇점도 얻을 수 있다.
한편, 도8b 및 도8c에 도시된 예비 세정부(30', 30")에서 사용되는 메가 소닉 유닛(38, 303)은 하나의 주파수로 세정액을 가진할 수도 있지만, 2개 이상의 주파수로 세정액을 가진하여 분사할 수도 있다. 이를 통해, 웨이퍼(W)의 표면에 다소 높은 강도로 고착된 이물질도 서로 다른 가진 주파수의 가진 에너지를 이용하여 분리할 수 있게 되어, 보다 우수한 세정 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도8a 및 도8b에 도시된 예비 세정부(30, 30')는 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 수소(H), 아르곤(Ar) 등의 용존 가스를 가스 공급부(G)로부터 공급(48)받아 세정액에 용존시켜 pH값을 조절한 세정액을 사용할 수도 있다. 여기서, 세정액은 순수(deionized water)일 수도 있고 이소프로필 알콜과 같은 알코올일 수도 있다. 세정액에 용존 가스를 넣어 조절하는 pH값은 웨이퍼의 연마층(Si3N4, 텅스텐 등)의 재질과 화학 기계적 연마 공정에 사용한 슬러리의 종류(예를 들어, 실리카, 세리아, 알루미나 등)에 따라 달라진다.
즉, 도9dp 도시된 바와 같이, 세정 대상물의 재질별로 제타 전위(zeta potential) 차이가 높은 상태에서 세정력이 뛰어나므로 세정 대상물에 적합한 pH값으로 세정액을 조절함으로써, 짧은 시간에 예비 세정 효율을 극대화할 수 있다. 예를 들어, Si3N4 연마층의 웨이퍼를 세리아 슬러리로 연마한 경우에는, 예비 세정부(30, 30')는 pH값을 6으로 맞추는 것에 의하여 제타 전위 차이를 최대로 조절할 수 있다.
이와 같이 세정액의 pH값을 조절하는 것은 pH조절에 부합하는 용존 가스의 함량을 세정액과 혼합하는 것에 의해 이루어지며, 도8a 및 도8b에 도시된 바와 같이, 용존 가스 공급부(G)로부터의 상응하는 가스를 적당량만큼 공급(49)받고, 세정액 공급부(CL)로부터 사용할 세정액을 공급(48)받아 혼합하는 것에 의해 이루어질 수 있다.
상기와 같이, 도8a 내지 도8c에 도시된 예비 세정부(30, 30', 30")는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 캐리어(CH)에 탑재된 상태로 예비 세정 공정이 행해진다. 따라서, 예비 세정 공정에 소요되는 시간이 짧게 제어될 수 있고, 예비 세정 공정을 마친 이후에 곧바로 세정 유닛(C1, C1')으로 이송되는 것이 가능해지므로, 종래에 비하여 예비 세정 공정이 새롭게 추가되더라도 연마 및 세정 공정에 소요되는 시간이 지연되는 것을 최소화할 수 있다.
상기와 같이, 예비 세정부(30, 30', 30")에서 연마면(sw)이 예비 세정된 웨이퍼(W)는 캐리어 홀더(H3, H4)에 의하여 언로딩 유닛(10)으로 이송된다. 언로딩 유닛(10)에서는 웨이퍼 캐리어(C)에 탑재되어 있던 웨이퍼(W)는 반전기(50)의 아암(52)으로 전달된다. 반전기(50)는 아암(52)의 회전축(51)을 180도 회전시켜 웨이퍼(W)의 연마면(sw)이 상측을 향하도록 180도 반전시킨다.
그리고 나서, 언로딩 유닛(10)의 웨이퍼(W)는 핸들러에 의하여 세정 영역(X2)으로 이송되어, 메인 세정 공정이 행해진다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템(1)은 화학 기계적 연마 공정이 완료된 웨이퍼(W)에 대하여 180도 뒤집는 반전기에 도달하기 이전에 예비 세정 공정을 거치도록 함으로써, 반전기(50)의 아암(52)이 미끄러운 오염된 웨이퍼를 파지하는 과정에서 미끄러져 놓치는 놓치는 문제를 해결할 수 있을 뿐만 ㅇ아니라, 웨이퍼를 파지하면서 반전기(50)의 아암(52)에 웨이퍼(W)로부터 오염 물질이 묻어 오염되는 속도를 현저히 늦춤으로써, 반전기(50)를 주기적으로 세정해야 하는 빈도수를 최소화하여 웨이퍼의 처리 공정 중에 중지시켜야 하는 시간을 최소화하여 공정 효율을 향상시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
1: 화학 기계적 연마 시스템 10: 로딩 유닛
20: 언로딩 유닛 30: 예비 세정부
35: 세정액 노즐 37: 가진 세정액 노즐
38: 메가 소닉 유닛 38M: 분사 세정액
301: 제1세정조 302: 제2세정조 303: 메가 소닉 유닛 77: 가진된 세정액 유동
D: 도킹 유닛 P: 연마정반
C: 웨이퍼 캐리어 H: 캐리어 홀더
W: 웨이퍼

Claims (13)

  1. 웨이퍼에 대한 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 연마 유닛과;
    상기 웨이퍼를 탑재한 상태로 이동하면서 상기 연마 유닛에서 상기 웨이퍼에 대한 상기 화학 기계적 연마 공정을 행하고, 상기 화학 기계적 연마 공정이 행해진 상기 웨이퍼를 연마면이 하측을 향한 상태로 언로딩 유닛으로 공급하는 웨이퍼 캐리어와;
    상기 연마 유닛에서 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 연마면이 하측을 향한 상태로 언로딩 유닛에 공급되기 이전에 예비 세정하는 예비 세정부와;
    상기 예비 세정부에 의해 예비 세정된 이후이고 세정 유닛으로 이송하기 이전에, 상기 웨이퍼 캐리어로부터 언로딩된 상기 웨이퍼를 180도 뒤집어 연마면이 상측이 되게 회전시키는 반전기를; 포함하며,
    화학 기계적 연마 공정이 행해진 상기 웨이퍼는 상기 반전기에 파지되기 전에 상기 웨이퍼 캐리어에 탑재된 상태로 상기 예비 세정부에 의해 먼저 예비 세정되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 예비 세정부는, 상기 웨이퍼가 상기 연마 유닛에서 언로딩 유닛으로 공급되기 이전에 상기 웨이퍼 캐리어에 상기 웨이퍼를 탑재된 상태로 상기 웨이퍼의 연마면이 하방을 향한 상태에서 상기 웨이퍼를 예비 세정하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 웨이퍼가 상기 예비 세정부에 의해 예비 세정된 후 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 캐리어로부터 언로딩하여 상기 반전기로 파지시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 예비 세정부는 상기 웨이퍼의 연마면이 하방을 향하는 상태에서, 상기 웨이퍼의 연마면에 고압의 세정액을 분사하여 세정하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 예비 세정부는 상기 웨이퍼의 연마면이 하방을 향하는 상태에서, 상기 웨이퍼의 연마면에 메가 소닉 유닛에 의하여 가진된 상태의 세정액을 분사하여 세정하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 예비 세정부는,
    상기 웨이퍼의 연마면이 하방을 향하는 상태에서 상기 웨이퍼의 연마면을 제1세정조의 세정액에 잠기게 한 상태에서, 상기 세정액을 메가 소닉 유닛으로 가진하여 가진된 세정액에 의하여 상기 웨이퍼의 연마면을 세정하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 세정액을 가진하는 주파수는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 메가 소닉 유닛은 제1세정조의 바깥에 배치되고, 상기 메가 소닉 유닛과 상기 제1세정조의 사이에는 액체로 채워진 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  9. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정액은 상기 웨이퍼의 연마층 재질과 화학 기계적 연마 공정에서 사용된 슬러리 입자의 종류에 따라 pH값이 조절되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 예비 세정부에서 사용되는 세정액에는 용존 가스가 함유된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 세정액은 순수(deionized water)와 알콜액을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  12. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 유닛은, 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼를 보유한 상태로 이동하면서 화학 기계적 연마 공정이 행해지고, 상기 예비 세정부에서의 세정 공정은 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 캐리어에 보유된 상태로 행해지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 연마 유닛은,
    상기 웨이퍼를 보유한 상태로 이동하는 상기 웨이퍼 캐리어와;
    상기 웨이퍼 캐리어에 보유한 상기 웨이퍼가 제1연마정반을 통과하는 경로로 배열되고, 상기 웨이퍼 캐리어가 이동할 수 있는 제1가이드레일과;
    상기 웨이퍼 캐리어에 보유한 상기 웨이퍼가 제3연마정반을 통과하는 경로로 배열되고, 상기 웨이퍼 캐리어가 이동할 수 있는 제2가이드레일과;
    상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일의 사이에 배열되어 상기 웨이퍼 캐리어가 이동할 수 있는 제3가이드레일과;
    상기 제1가이드레일의 일단과 이격된 제1위치와 상기 제2가이드레일의 일단과 이격된 제2위치를 연결하는 제1연결레일과;
    상기 제1가이드레일의 타단과 이격된 제3위치와 상기 제2가이드레일의 타단과 이격된 제4위치를 연결하는 제2연결레일과;
    상기 제1가이드레일과 상기 제3가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나에 위치한 상기 웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있고, 상기 웨이퍼 캐리어를 수용한 상태로 상기 제1연결레일을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1연결레일을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 제1가이드레일과 상기 제3가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동하는 캐리어 홀더와;
    상기 제1가이드레일과 상기 제3가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나에 위치한 상기 웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있고, 상기 웨이퍼 캐리어를 수용한 상태로 상기 제2연결레일을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되고, 상기 제2연결레일을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 제1가이드레일과 상기 제3가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동하는 또 다른 캐리어 홀더를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.



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