KR20200078911A - 세정 장치 및 세정 장치의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

세정 장치 및 세정 장치의 구동 방법이 제공된다. 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 세정 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 세정 장치는 복수의 세정 모듈 및 상기 복수의 세정 모듈 사이에서 상기 웨이퍼를 제1 방향으로 이송하는 러닝 빔(running beam)을 포함하고, 상기 러닝 빔은 상기 복수의 세정 모듈 중 하나에 대해 상기 웨이퍼를 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 제1 블레이드(first blade) 및 제2 블레이드(second blade)를 포함하고, 상기 제1 블레이드 및 상기 제2 블레이드는 상기 러닝 빔에 상기 제2 방향으로 이동 가능하도록 고정되고, 상기 복수의 세정 모듈은 입력 모듈, 메가소닉 모듈(megasonic module), 제1 브러시 모듈(first brush module), 제2 브러시 모듈(second brush module) 및 건조 모듈(drying module)을 포함하고, 상기 구동 방법은, 상기 복수의 세정 모듈 중 일부 세정 모듈을 포함하는 제1 영역에서, 상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고, 상기 복수의 세정 모듈 중 다른 일부 세정 모듈을 포함하는 제2 영역에서, 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것을 포함한다.

Description

세정 장치 및 세정 장치의 구동 방법{CLEANING DEVICE AND METHOD FOR DRIVING CLEANING DEVICE}
본 발명은 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 세정 장치 및 세정 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
화학 기계적 연마에 사용되는 장비는 웨이퍼의 연마를 수행하는 연마 장치와, 연마 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 세정 장치를 포함한다. 세정 장치는 그 내부에 여러 단계들로 배치된 복수의 세정 모듈들을 포함하며, 웨이퍼는 상기 단계들을 거치면서 세정 및 건조될 수 있다.
세정 장치는 러닝 빔(running beam)을 이용하여 복수의 세정 모듈들 사이에서 웨이퍼를 이송하며, 러닝 빔에는 웨이퍼를 세정 모듈에 삽입하거나 세정 모듈로부터 제거하는 동작을 하는 블레이드(blade)가 구비될 수 있다. 한편, 웨이퍼는 초기 단계에서는 비교적 큰 사이즈의 입자(particle)를 제거하고, 단계가 진행될수록 작은 사이즈의 입자를 제거하도록 설계된 복수의 세정 모듈들을 거치면서 세정 및 건조된다.
그런데 하나의 블레이드가 복수의 세정 모듈들에 대해 웨이퍼를 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하게 되면, 초기 단계에 해당하는 세정 모듈에서 발생한 오염 물질이, 후기 단계에 해당하는 세정 모듈(또는 건조를 위한 모듈)에 전달되어 버리는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라 반도체 장치들의 생산 수율을 떨어뜨리고 불량률을 높이는 결과를 초래할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 화학 기계적 연마(CMP) 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 복수의 세정 모듈을 포함하는 세정 장치에 있어서, 초기 단계의 세정 모듈에서 발생한 오염 물질이 후기 단계의 세정 모듈에 전달되는 것을 방지 또는 최소화하기 위한 세정 장치 및 세정 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 화학 기계적 연마 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 세정 장치의 구동 방법에 있어서, 세정 장치는 복수의 세정 모듈 및 복수의 세정 모듈 사이에서 웨이퍼를 제1 방향으로 이송하는 러닝 빔을 포함하고, 러닝 빔은 복수의 세정 모듈 중 하나에 대해 웨이퍼를 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 제1 블레이드 및 제2 블레이드를 포함하고, 제1 블레이드 및 제2 블레이드는 러닝 빔에 제2 방향으로 이동 가능하도록 고정되고, 복수의 세정 모듈은 입력 모듈, 메가소닉 모듈(megasonic module), 제1 브러시 모듈(first brush module), 제2 브러시 모듈(second brush module) 및 건조 모듈(drying module)을 포함하고, 구동 방법은, 복수의 세정 모듈 중 일부 세정 모듈을 포함하는 제1 영역에서, 제1 블레이드를 이용하여 웨이퍼를 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고, 복수의 세정 모듈 중 다른 일부 세정 모듈을 포함하는 제2 영역에서, 제2 블레이드를 이용하여 웨이퍼를 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 화학 기계적 연마 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 세정 장치는, 복수의 세정 모듈; 및 복수의 세정 모듈 사이에서 웨이퍼를 제1 방향으로 이송하는 러닝 빔을 포함하고, 러닝 빔은, 러닝 빔에 제2 방향으로 이동 가능하도록 고정되고, 복수의 세정 모듈 중 하나에 대해 웨이퍼를 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 제1 블레이드 및 제2 블레이드를 포함하고, 제1 블레이드는, 복수의 세정 모듈 중 일부 세정 모듈을 포함하는 제1 영역에서 웨이퍼를 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고, 제2 블레이드는, 복수의 세정 모듈 중 다른 일부 세정 모듈을 포함하는 제2 영역에서, 웨이퍼를 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고, 복수의 세정 모듈은 입력 모듈, 메가소닉 모듈, 제1 브러시 모듈, 제2 브러시 모듈 및 건조 모듈을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 화학 기계적 연마 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 세정 장치의 구동 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서, 세정 장치는 복수의 세정 모듈 및 복수의 세정 모듈 사이에서 웨이퍼를 제1 방향으로 이송하는 러닝 빔을 포함하고, 러닝 빔은 복수의 세정 모듈 중 하나에 대해 웨이퍼를 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 제1 블레이드 및 제2 블레이드를 포함하고, 제1 블레이드 및 제2 블레이드는 러닝 빔에 제2 방향으로 이동 가능하도록 고정되고, 복수의 세정 모듈은 입력 모듈, 메가소닉 모듈, 제1 브러시 모듈, 제2 브러시 모듈 및 건조 모듈을 포함하고, 구동 프로그램은, 복수의 세정 모듈 중 일부 세정 모듈을 포함하는 제1 영역에서, 제1 블레이드를 이용하여 웨이퍼를 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고, 복수의 세정 모듈 중 다른 일부 세정 모듈을 포함하는 제2 영역에서, 제2 블레이드를 이용하여 웨이퍼를 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 세정 장치(116)의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 화학 기계적 연마 시스템을 구동하는 컨트롤러를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 세정 장치(116)의 동작에 따라 발생할 수 있는 오염을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1의 세정 장치(116)의 동작에 따라 발생할 수 있는 오염을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템(100)은 공장 인터페이스(102), 로딩 유닛(104) 및 평탄화 유닛(106)을 포함한다. 로딩 유닛(104)은 공장 인터페이스(102)와 평탄화 유닛(106) 사이에 배치되어, 이들 사이에서의 웨이퍼(122)의 전송을 수행한다.
공장 인터페이스(102)는 세정 장치(116) 및 하나 이상의 카세트(cassette)(118)를 포함한다. 인터페이스 유닛(120)은 카세트(118)와 세정 장치(116)(특히 입력 모듈(124)) 사이에서의 웨이퍼(122)의 전송을 수행한다.
평탄화 유닛(106)은 인클로저(enclosure)(188) 내부에 하나 이상의 화학 기계적 연마 스테이션(128, 130, 132)을 포함한다. 평탄화 유닛(106)은 AMAT 사의 REFLEXION LK 화학 기계적 연마 시스템에서 동작하도록 구현될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
평탄화 유닛(106)은 제1 화학 기계적 연마 스테이션(128), 제2 화학 기계적 연마 스테이션(130) 및 제3 화학 기계적 연마 스테이션(132)를 포함한다. 제1 화학 기계적 연마 스테이션(128)은 화학 기계적 평탄화 공정(chemical mechanical planarization process)을 통해 웨이퍼(122)로부터 도전성 물질을 벌크 제거(bulk removal)하는 것을 수행한다. 제2 화학 기계적 연마 스테이션(130)은 추가적인 화학 기계적 평탄화 공정을 통해, 제1 화학 기계적 연마 스테이션(128)에서의 벌크 제거가 수행된 웨이퍼(122)에서 잔여 도전성 물질을 제거하는 것을 수행한다. 또한 제3 화학 기계적 연마 스테이션(132)은 추가적인 화학 기계적 평탄화 공정을 통해, 제2 화학 기계적 연마 스테이션(128)에서의 잔여 도전성 물질의 제거가 수행된 웨이퍼(122)에 대해 추가적인 평탄화 공정을 수행한다. 이와 같은 연마 공정에 대한 더욱 상세한 내용들은 이미 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그 설명을 생략하도록 한다.
평탄화 유닛(106)은 또한 머신 베이스(machine base)(140) 상에 배치된 회전 유닛(134) 및 전송 스테이션(136)을 포함한다. 본 실시예에서, 전송 스테이션(136)은 입력 버퍼 스테이션(144), 출력 버퍼 스테이션(142), 전송 유닛(146) 및 로드 컵 어셈블리(load cup assembly)(148)를 포함한다. 입력 버퍼 스테이션(144)은 로딩 유닛(104)을 통해 공장 인터페이스(102)로부터 웨이퍼(122)를 제공받는다. 로딩 유닛(104)은 또한 연마된 웨이퍼(122)를 출력 버퍼 스테이션(142)에서 공장 인터페이스(102)로 전달한다. 전송 유닛(146)은 웨이퍼(122)를 입력 버퍼 스테이션(144), 출력 버퍼 스테이션(142) 및 로드 컵 어셈블리(148) 사이에서 이동시킨다.
본 실시예에서, 전송 유닛(146)은 예컨대 2 개의 그리퍼 어셈블리(gripper assembly)를 포함할 수 있다. 각각의 그리퍼 어셈블리는 웨이퍼(122)를 잡는(hold) 공압식 그리퍼 핑거(pneumatic gripper finger)를 포함할 수 있다. 전송 유닛(146)은, 이미 처리된 웨이퍼(122)를 로드 컵 어셈블리(148)로부터 출력 버퍼 스테이션(142)으로 전달하는 동안, 앞으로 처리할 웨이퍼(122)를 입력 버퍼 스테이션(144)로부터 로드 컵 어셈블리(148)로 전달할 수도 있다.
회전 유닛(134)은 머신 메이스(140)의 중앙에 배치된다. 회전 유닛(134)은 복수의 암(150)을 포함하고, 각각의 암(150)은 평탄화 헤드 어셈블리(planarizing head assembly)(152)를 지지한다. 도 1에서는 제3 화학 기계적 연마 스테이션(132)의 평탄화 표면(126)과 전송 스테이션(136)을 도시하기 위해, 복수의 암(150) 중 2 개는 생략되도록 표현되었다. 회전 유닛(134)은 색인 가능(indexable)하도록 구현되어, 평탄화 헤드 어셈블리(152)가 화학 기계적 연마 스테이션(128, 130, 132)과 전송 스테이션(136) 사이에서 이동할 수 있도록 한다.
조절 장치(182)는 머신 베이스(140) 상에서 화학 기계적 연마 스테이션(128, 130, 132) 각각에 근접하도록 배치된다. 조절 장치(182)는 화학 기계적 연마 스테이션(128, 130, 132)에 제공되는 평탄화 물질을 주기적으로 조절하여, 평탄화 결과가 균일하게 유지되도록 한다.
본 실시예에서, 공장 인터페이스(102)는 세정 장치(116)를 테스트하기 위한 계측 장치(metrology device)(180)를 더 포함할 수도 있다. 계측 장치(180)는 광학 측정 장치를 포함할 수 있다.
세정 장치(116)는 연마 후에 남아 있을 수 있는 연마 잔여물(polishing debris), 연마된 웨이퍼(122)로부터 흐르는 연마 액체(polishing fluid) 등을 제거한다. 웨이퍼(122)는 세정 공정이 수행되는 동안, 복수의 세정 모듈(160) 주변에 배치된 웨이퍼 핸들링 모듈(166)에 의해 복수의 세정 모듈(160)을 통과하면서 이동하게 된다. 세정 장치(116)는 복수의 세정 모듈(160)을 포함하고, 본 실시예에서, 복수의 세정 모듈(160)은 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B), 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(drying module)(162)을 포함한다.
입력 모듈(124)은 공장 인터페이스(102), 세정 장치(116) 및 평탄화 유닛(106) 사이에서의 전송 스테이션과 같은 역할을 한다. 건조 모듈(162)은 세정이 종료된 웨이퍼(122)를 건조시킨 후 건조된 웨이퍼(122)를 출력 모듈(156)에 전달한다. 본 실시예에서, 건조 모듈(162)은 탈이온수(deionized water) 및 IPA(ISO Propyl Alcohol)을 이용하여 웨이퍼(122)를 건조시킬 수 있다.
메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)은 연마된 표면이 실질적으로 수직 평면이 되는, 수직 방향의 웨이퍼(122)를 처리하도록 구현될 수 있다. 메가소닉 모듈(164A)은 연마가 완료된 직후 필요에 따라 탈이온수로 세척이 된 웨이퍼(22)를 제공받고, 약 700 W의 메가소닉에 의한 공동 현상(cavitation)을 이용하여 사이즈가 큰 입자를 제거한다. 따라서 메가소닉 모듈(164A) 내부의 오염도는 높은 편이다. 제1 브러시 모듈(164B)은 예컨대 PVA 스폰지(Polyvinyl Alcohol sponge, PVA sponge)를 이용하여 웨이퍼(122)에 대한 1차 스크러빙(scrubbing)을 수행하여 1차로 오염을 제거하고, 제2 브러시 모듈(164C)은 예컨대 PVA 스폰지를 이용하여 웨이퍼(122)에 대한 2차 스크러빙을 수행하여 2차로 오염을 제거한다. 제2 브러시 모듈(164C)에 의한 오염 제거가 완료된 웨이퍼(122)는 앞서 설명한 건조 모듈(162)에 전달되어 건조된다.
화학 기계적 연마 시스템(100)은, 인터페이스 유닛(120)에 의해 복수의 카세트(118) 중 하나로부터 입력 모듈(124)로 웨이퍼(122)를 전달한다. 그러면 로딩 유닛(104)은 입력 모듈(124)에서 웨이퍼(122)를 제거하고, 이를 평탄화 유닛(106)에 전달하며, 웨이퍼(122)는 수평 방향에서 연마된다. 연마가 수행된 후, 로딩 유닛(104)은 평탄화 유닛(106)으로부터 웨이퍼(122)를 추출하여 입력 모듈에 수직 방향으로 배치한다. 웨이퍼 핸들링 모듈(166)은 웨이퍼(122)를 입력 모듈(124)로부터 추출하고, 세정 장치(116)의 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C) 중 적어도 하나를 통과하도록 한다. 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C) 각각은 수직 방향의 웨이퍼(122)를 처리하도록 구현된다. 세정 후, 웨이퍼 핸들링 모듈(166)은 웨이퍼(122)를 건조 모듈(162)에 전달한 후, 건조된 웨이퍼(122)를 출력 모듈(156)에 전달하면, 웨이퍼(122)는 수평 방향으로 플립(flip)되어 인터페이스 유닛(120)을 통해 카세트(118) 중 하나에 전달된다. 선택적으로, 인터페이스 유닛(120) 또는 웨이퍼 핸들링 모듈(166)은 웨이퍼(122)를 카세트(118)에 전달하기 전에 계측 모듈(180)에 전달할 수도 있다.
웨이퍼 핸들링 모듈(166)은 러닝 빔(168)을 포함한다. 러닝 빔(168)은 2 개의 블레이드(174, 176)를 포함하고, 2 개의 블레이드(174, 176)는 웨이퍼(122)를 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162) 사이에서 전달할 수 있도록 동작한다. 웨이퍼 핸들링 모듈(166)은 카세트(118)와 인터페이스 유닛(120)을 세정 장치(116)로부터 분리하기 위한 파티션(158)에 결합된 레일(rail)(172)을 포함한다. 러닝 빔(168)은 레일(172)을 따라 이동하면서 웨이퍼(122)가 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)에 접근할 수 있도록 동작한다.
도 2는 도 1의 세정 장치(116)의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 세정 장치(116)는 메가소닉 모듈(164A) 및 제1 브러시 모듈(164B)을 포함하는 복수의 세정 모듈(160)과, 복수의 세정 모듈(160) 사이에서 웨이퍼(122)를 이송하는 러닝 빔(168)을 포함한다.
러닝 빔(168)은 제1 방향(Y축 방향)으로, 즉 좌우 방향으로 이동하면서 복수의 세정 모듈(160) 사이에서 웨이퍼(122)를 이송할 수 있다.
러닝 빔(168)은 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)를 포함한다. 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)는 러닝 빔(168)에 제1 방향(Y축 방향)과 수직인 제2 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하도록 고정된다. 이에 따라 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)는 복수의 세정 모듈(160) 중 하나에 대해 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거할 수 있다. 즉, 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)는 웨이퍼(122)에 대한 픽 업(pick-up) 동작 및 드롭 오프(drop-off) 동작을 수행할 수 있다.
구체적으로, 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)는 잡고 있던 웨이퍼(122)를 예컨대 메가소닉 모듈(164A)에 삽입하기 위해 드롭 오프 동작을 수행할 수 있다. 여기서 드롭 오프 동작은 러닝 빔(168)의 일 측면에 구비된 가이드(168A, 168B)를 따라 제2 방향(Z축 방향) 중 아래 방향으로 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)가 이동한 후, 예컨대 메가소닉 모듈(164A) 내에 잡고 있던 웨이퍼(122)를 놓고, 다시 가이드(168A, 168B)를 따라 제2 방향(Z축 방향) 중 윗 방향으로 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)가 이동하는 동작을 의미한다.
한편, 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)는 예컨대 메가소닉 모듈(164A)에 삽입되어 세정이 완료된 웨이퍼(122)를 제거하기 위해 픽 업 동작을 수행할 수 있다. 여기서 픽 업 동작은 러닝 빔(168)의 일 측면에 구비된 가이드(168A, 168B)를 따라 제2 방향(Z축 방향) 중 아래 방향으로 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)가 이동한 후, 예컨대 메가소닉 모듈(164A) 내에 들어있는 웨이퍼(122)를 잡은 후, 다시 가이드(168A, 168B)를 따라 제2 방향(Z축 방향) 중 윗 방향으로 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)가 이동하는 동작을 의미한다.
이와 같은 세정 장치(116)는 도 3에서 설명할 컨트롤러(108)에 의해 구동될 수 있다. 즉, 러닝 빔(168), 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)의 세부적인 동작은 컨트롤러(108)가 실행하는 소프트웨어 또는 컨트롤러(108)에 구비된 전자 회로에 의해 구동될 수 있다.
도 3은 도 1의 화학 기계적 연마 시스템을 구동하는 컨트롤러를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 1의 화학 기계적 연마 시스템(100)을 구동하는 컨트롤러(108)는 프로세서(110), 메모리(112), 영역 설정 모듈(113) 및 기타 지원 회로(114)를 포함할 수 있다. 이들 프로세서(110), 메모리(112), 영역 설정 모듈(113) 및 기타 지원 회로(114)는 버스를 통해 서로 데이터를 주고 받을 수 있다.
프로세서(110)는 화학 기계적 연마 시스템(100) 전반을 제어하는 구동 프로그램을 실행할 수 있다. 본 실시예에서, 프로세서(110)는 CPU(Central Processing Unit)을 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 여기서 구동 프로그램은 프로세서(110)가 실행 가능한 프로그램과 같은 소프트웨어로 구현됨이 일반적이나, 구동 프로그램의 기능을 제공하도록 예컨대 프로그램 가능한 반도체 회로와 같은 하드웨어로 구현될 수도 있다. 또한 구동 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.
메모리(112)는 구동 프로그램의 실행에 있어서 필요한 공간을 제공한다. 구체적으로 메모리(112)는 구동 프로그램 자체를 로드하여 프로세서(110)가 실행할 수 있도록 하거나, 구동 프로그램이 실행되는 동안 사용되는 데이터를 저장하는 등의 환경을 제공한다. 본 실시예에서, 메모리(112)는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
영역 설정 모듈(113)은 도 4 내지 도 10과 관련하여 후술하는 세정 장치(116)의 동작에 있어서, 복수의 세정 모듈(160) 중 제1 블레이드(176)가 관장하는 영역과 제2 블레이드(174)가 관장하는 영역을 설정하는 기능을 제공한다. 여기서 영역 설정 모듈(113)은 반도체 소자들을 포함하는 전자 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나, 또는 구동 프로그램의 일부로서, 또는 구동 프로그램과 별개로 프로세서(110)가 실행 가능한 프로그램과 같은 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다.
기타 지원 회로(114)는 이외에 화학 기계적 연마 시스템(100)의 구현 목적 또는 사용 목적에 따라 적절하게 추가되는 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기타 지원 회로(114)는 화학 기계적 연마 시스템(100)과 외부와의 데이터 전송을 위한 통신 인터페이스, 입출력 장치를 연결하기 위한 입출력 인터페이스, 디스플레이 장치를 연결하기 위한 디스플레이 인터페이스, 데이터를 저장하기 위한 스토리지 장치 등을 더 포함할 수 있다.
도 4는 도 1의 세정 장치(116)의 동작에 따라 발생할 수 있는 오염을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 1의 세정 장치(116)의 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)가 복수의 세정 모듈(160)을 전부 관장하는 경우, 예컨대 메가소닉 모듈(164A)에서 발생한 오염 물질이, 제1 브러시 모듈(164B)뿐 아니라 제1 브러시 모듈(164C), 나아가 건조 모듈(162)에까지 전달되는 문제가 발생할 수 있다.
구체적으로, 설명의 편의를 위해 제1 블레이드(176)를 위주로 설명하자면, 먼저 입력 모듈(124)을 통해 연마가 완료된 웨이퍼(122A)를 픽 업한 제1 블레이드(176)는, 웨이퍼(122A)의 세정을 위해, 메가소닉 모듈(164A)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프할 수 있다. 일반적으로 복수의 세정 모듈(160)에서는 세정 단계가 진행될수록 해당 모듈의 오염도는 낮아진다고 볼 수 있다. 그런데 메가소닉 모듈(164A)은 세정의 첫 단계에 해당하는 것으로 복수의 세정 모듈(160) 중에서 오염도가 가장 심하다. 즉, 메가소닉 모듈(164A) 내부에는, 연마가 완료된 웨이퍼(122A)에 붙어 있다가 메가소닉으로 인해 떨어진 비교적 큰 사이즈의 입자부터 작은 사이즈의 입자까지 다수의 입자들이 존재하며 오염도가 매우 높다.
이후 제1 블레이드(176)는 다음 단계의 세정을 위해, 메가소닉 모듈(164A) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업하고, 제1 브러시 모듈(164B)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프할 수 있다. 그런데 제1 블레이드(176)가 메가소닉 모듈(164A) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업할 당시, 제1 블레이드(176) 또는 웨이퍼(122A)에, 메가소닉 모듈(164A) 단계에서 발생한 오염 입자(P)가 붙어 있을 수 있다. 제1 블레이드(176)가 제1 브러시 모듈(164B)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프하게 되면, 이와 같이 제1 블레이드(176) 또는 웨이퍼(122A)에 붙어 있던 오염 입자(P)가 제1 브러시 모듈(164B)에 침투되고, 이에 따라 제1 브러시 모듈(164B)의 오염도는 증가할 수 있다.
또한 마찬가지로, 제1 블레이드(176)는 그 다음 단계의 세정을 위해, 제1 브러시 모듈(164B) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업하고, 제2 브러시 모듈(164C)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프할 수 있다. 그런데 제1 블레이드(176)가 메가소닉 모듈(164A) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업할 당시, 제1 블레이드(176) 또는 웨이퍼(122A)에, 메가소닉 모듈(164A) 단계에서 발생한 오염 입자(P)가 여전히 붙어 있을 수 있다. 제1 블레이드(176)가 제2 브러시 모듈(164C)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프하게 되면, 이와 같이 제1 블레이드(176) 또는 웨이퍼(122A)에 붙어 있던 오염 입자(P)가 제2 브러시 모듈(164C)에 침투되고, 이에 따라 제2 브러시 모듈(164C)의 오염도 역시 증가할 수 있다.
또한 마찬가지로, 제1 블레이드(176)는 그 다음 단계의 세정, 즉 건조를 위해, 제2 브러시 모듈(164C) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업하고, 건조 모듈(162)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프할 수 있다. 그런데 제1 블레이드(176)가 메가소닉 모듈(164A) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업할 당시, 제1 블레이드(176) 또는 웨이퍼(122A)에, 메가소닉 모듈(164A) 단계에서 발생한 오염 입자(P)가 여전히 붙어 있을 수 있다. 제1 블레이드(176)가 건조 모듈(162)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프하게 되면, 이와 같이 제1 블레이드(176) 또는 웨이퍼(122A)에 붙어 있던 오염 입자(P)가 건조 모듈(162)에 침투되고, 이에 따라 제2 브러시 모듈(164C)의 오염도 역시 증가할 수 있다.
즉, 메가소닉 모듈(164A)에서 발생한 오염 물질이, 제1 브러시 모듈(164B)뿐 아니라 제1 브러시 모듈(164C), 나아가 건조 모듈(162)에까지 전달되는 문제가 발생할 수 있다. 이하 도 5 내지 도 7을 참조하여, 이와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예들을 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법과 관련하여, 도 3의 영역 설정 모듈(113)은 복수의 세정 모듈(160) 중 일부 세정 모듈을 제1 영역(A)으로 설정하고, 복수의 세정 모듈(160) 중 다른 일부 세정 모듈을 제2 영역(B)으로 설정한다. 여기서 유의할 점은 복수의 세정 모듈(160) 중 적어도 하나의 모듈은 제1 영역(A)과 제2 영역(B) 모두에 속할 수 있다는 것이다.
제1 블레이드(176)는, 복수의 세정 모듈(160) 중 일부 세정 모듈을 포함하는 제1 영역(A)에서 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행한다. 즉, 제1 블레이드(176)는, 복수의 세정 모듈(160) 중 제1 영역(A)에는 포함되지 않고 제2 영역(B)에만 포함되는 세정 모듈에 대해, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 중지할 수 있다.
본 발명의 몇몇의 실시예에서, 제1 블레이드(176)는, 복수의 세정 모듈(160) 중 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입하는 동작만을 수행할 수 있다.
한편, 제2 블레이드(174)는, 복수의 세정 모듈(160) 중 다른 일부 세정 모듈을 포함하는 제2 영역(B)에서, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행한다. 즉, 제2 블레이드(174)는, 복수의 세정 모듈(160) 중 제2 영역(B)에는 포함되지 않고 제1 영역(A)에만 포함되는 세정 모듈에 대해, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 중지할 수 있다.
본 발명의 몇몇의 실시예에서, 제2 블레이드(174)는, 복수의 세정 모듈(160) 중 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 제거하는 동작만을 수행할 수 있다.
본 실시예에서, 영역 설정 모듈(113)은, 제1 영역(A)을 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)을 포함하도록 설정하고, 제2 영역(B)을 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)을 포함하도록 설정하였다.
이에 따라, 제1 블레이드(176)는, 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)을 포함하는 제1 영역(A)에서 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고, 제1 영역(A)에는 포함되지 않고 제2 영역(B)에만 포함되는 건조 모듈(162)에 대해, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 중지할 수 있다.
본 발명의 몇몇의 실시예에서, 제1 블레이드(176)는, 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)에 공통으로 포함되는 제2 브러시 모듈(164C)에 대해, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입하는 동작만을 수행할 수 있다.
한편, 제2 블레이드(174)는, 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)을 포함하는 제2 영역(B)에서, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고, 제2 영역(B)에는 포함되지 않고 제1 영역(A)에만 포함되는 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A) 및 제1 브러시 모듈(164B)에 대해, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 중지할 수 있다.
본 발명의 몇몇의 실시예에서, 제2 블레이드(174)는, 복수의 세정 모듈(160) 중 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)에 공통으로 포함되는 제2 브러시 모듈(164C)에 대해, 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 제거하는 동작만을 수행할 수 있다.
이와 같이 복수의 세정 모듈(160)의 영역을 나누어, 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)의 동작 영역을 구분함에 따라, 메가소닉 모듈(164A)에서 발생한 오염 물질이, 제1 브러시 모듈(164B)뿐 아니라 제1 브러시 모듈(164C), 나아가 건조 모듈(162)에까지 전달되는 것과 같이, 오염 물질이 하나의 모듈에서 다른 모듈로 전달되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
한편, 영역 설정 모듈(113)이 제1 영역(A)과 제2 영역(B)을 설정하는 방법은 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 경우와 다르게, 영역 설정 모듈(113)은, 제1 영역(A)을 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A) 및 제1 브러시 모듈(164B)을 포함하도록 설정하고, 제2 영역(B)을 제1 브러시 모듈(164B), 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)을 포함하도록 설정할 수도 있다. 물론 영역 설정 모듈(113)은 이외에 다양한 구동 정책에 따라 제1 영역(A)과 제2 영역(B)을 설정할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법과 관련하여, 도 3의 영역 설정 모듈(113)은 먼저 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)에 사용되는 화학 물질(chemical)이 서로 동일 또는 상이한지 여부를 검출할 수 있다. 그리고 영역 설정 모듈(113)은 동일 또는 상이 여부에 따라 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)의 동작 영역이 달라지도록 설정할 수 있다.
구체적으로, 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)에 사용되는 화학 물질이 각각 제1 화학 물질과 제2 화학 물질로 서로 상이한 경우, 영역 설정 모듈(113)은 제1 영역(A)을 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)을 포함하도록 설정하고, 제2 영역(B)을 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)을 포함하도록 설정할 수 있다.
예를 들어, 연마를 하는 웨이퍼(122)의 막질이 옥사이드(oxide) 계열의 막질(예컨대 PETEOS(Plasma Enhanced Tetraethylorthosilicate) 막질)인 경우, 또는 연마를 하는 웨이퍼(122)의 막질이 금속(metal) 계열 중 텅스텐(W) 막질인 일부 경우, 제1 브러시 모듈(164B)은 불산(HF)을 세정용 화학 물질로 사용하고, 제2 브러시 모듈(164C)은 암모니아(NH4OH)를 세정용 화학 물질로 사용할 수 있다. 이 경우에는 제1 브러시 모듈(164B)과 제2 브러시 모듈(164C)의 오염도의 차이가 비교적 큰 것으로 간주하여, 제1 영역(A)을 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)을 포함하도록 설정하고, 제2 영역(B)을 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)을 포함하도록 설정할 수 있다.
이어서 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)에 사용되는 화학 물질이 모두 제3 화학 물질로 서로 동일한 경우, 영역 설정 모듈(113)은 제1 영역(C)을 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A) 및 제1 브러시 모듈(164B)을 포함하도록 설정하고, 제2 영역(D)을 제1 브러시 모듈(164B), 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)을 포함하도록 설정할 수 있다.
예를 들어, 연마를 하는 웨이퍼(122)의 막질이 금속 계열의 막질 중 구리(Cu) 막질인 경우, 또는 연마를 하는 웨이퍼(122)의 막질이 금속 계열 중 텅스텐(W) 또는 구리(Cu) 막질인 다른 일부 경우, 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)은 서로 동일한 전용 세정제를 세정용 화학 물질로 사용할 수 있다. 이 경우에는 제1 브러시 모듈(164B)을 거치는 것만으로도 세정이 충분히 이루어짐에 따라 제1 브러시 모듈(164B)과 제2 브러시 모듈(164C)의 오염도의 차이가 비교적 작은 것으로 간주하여, 제1 영역(C)을 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A) 및 제1 브러시 모듈(164B)을 포함하도록 설정하고, 제2 영역(D)을 제1 브러시 모듈(164B), 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)을 포함하도록 설정할 수 있다.
이와 같이, 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)에 사용되는 세정용 화학 물질이 서로 동일 또는 상이한지 여부에 따라 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)의 동작 영역이 달라지도록 설정함으로써, 세정 장치(116)의 오염도 및 세정 장치(116)에서 오염 물질이 전달되는 정도를 더욱 낮출 수 있다.
도 8은 도 1의 세정 장치(116)의 동작에 따라 발생할 수 있는 오염을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 1의 세정 장치(116)의 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)가 각각 구분된 동작 영역에서 동작하는 경우라도, 예컨대 메가소닉 모듈(164A)에서 발생한 오염 물질이 건조 모듈(162)에까지 전달되는 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 입력 모듈(124)을 통해 연마가 완료된 웨이퍼(122A)를 픽 업한 제1 블레이드(176)는, 웨이퍼(122A)의 세정을 위해, 메가소닉 모듈(164A)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프할 수 있다. 이후 제1 블레이드(176)는 다음 단계의 세정을 위해, 메가소닉 모듈(164A) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업할 수 있다. 그런데 제1 블레이드(176)가 제1 브러시 모듈(164B)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프하기 전에, 제2 블레이드(174)가 제2 브러시 모듈(164C) 안에 들어있는 웨이퍼(122B)를 픽 업할 수 있다. 그리고 제2 블레이드(174)는 웨이퍼(122B)를 건조 모듈(162)에 드롭 오프할 수 있다.
이 때, 제1 블레이드(176)가 메가소닉 모듈(164A) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업할 당시, 웨이퍼(122A)에, 메가소닉 모듈(164A) 단계에서 발생한 오염 입자(또는 오염액)(P)가 붙어 있을 수 있고, 제2 블레이드(174)가 웨이퍼(122B)를 건조 모듈(162)에 드롭 오프하는 시점에까지 제1 블레이드(176)는 오염 입자(또는 오염액)(P)를 아래로 떨어뜨리고 있는 웨이퍼(122A)를 여전히 잡고 있을 수 있다. 이 경우 오염도가 증가할 수 있는 두 가지 경우가 발생할 수 있다. 첫번째는 제2 블레이드(174)가 제2 브러시 모듈(164C)의 세정이 완료된 웨이퍼(122B)를 픽 업하기 직전에 러닝 빔(168)이 제2 브러시 모듈(164C)에 해당하는 위치에 있으므로, 제1 블레이드(176)에 있는 웨이퍼(122A)에서 떨어지고 있는 오염액이 제2 브러쉬 모듈(164C) 내부에 있는 웨이퍼(122B)로 떨어지면서 웨이퍼(122B)를 직접 오염시키면서 웨이퍼(122B) 상에 특이한 형상의 오염맵을 만드는 경우이다. 두번째는 제1 블레이드(176)에 웨이퍼(122A)를 계속 매달고 있는 상태로 제2 블레이드(174)가 제2 브러시 모듈(164C)의 웨이퍼(122B)를 픽 업 한 뒤 건조 모듈(162)에 드롭 오프 하는 과정에서 러닝 빔(168)은 건조 모듈(162)에 해당하는 위치에 있으므로, 웨이퍼(122A)로부터 아래로 떨어지는 오염 입자(또는 오염액)(P)는 건조 모듈(162)에 침투되고, 이에 따라 건조 모듈(162)에서 건조되는 웨이퍼(122B)의 오염도 역시 증가할 수 있다.
즉, 세정 장치(116)의 제1 블레이드(176) 또는 제2 블레이드(174)가 각각 구분된 동작 영역에서 동작하는 경우라도, 예컨대 메가소닉 모듈(164A)에서 발생한 오염 물질이 건조 모듈(162)에까지 전달되는 문제가 발생할 수 있다. 이하 도 9를 참조하여, 이와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 앞서 도 5에서 설명한 내용에 따라, 영역 설정 모듈(113)은, 제1 영역(A)을 입력 모듈(124), 메가소닉 모듈(164A), 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)을 포함하도록 설정하고, 제2 영역(B)을 제2 브러시 모듈(164C) 및 건조 모듈(162)을 포함하도록 설정하였다고 가정하자.
이 경우, 제2 블레이드(174)는, 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 제1 블레이드(176)가 비어있는 경우, 즉 웨이퍼(122A)를 잡고 있지 않은 경우에만 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 제거하는 동작을 수행한다.
다시 말해서, 메가소닉 모듈(164A) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업한 제1 블레이드(176)가 제1 브러시 모듈(164B)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프하기 전에, 제2 블레이드(174)가 제2 브러시 모듈(164C) 안에 들어있는 웨이퍼(122B)를 픽 업하는 동작을 허용하지 않는 것이다. 이에 따르면, 메가소닉 모듈(164A) 안에 들어있는 웨이퍼(122A)를 픽 업한 제1 블레이드(176)가 먼저 제1 브러시 모듈(164B)에 웨이퍼(122A)를 드롭 오프를 하게 되고, 이후 제2 블레이드(174)가 제2 브러시 모듈(164C) 안에 들어있는 웨이퍼(122B)를 픽 업하게 될 것이다.
이와 같이, 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)가 동시에 웨이퍼(122A, 122B)를 픽 업하지 않도록 제어함으로써, 세정 장치(116)의 오염도 및 세정 장치(116)에서 오염 물질이 전달되는 정도를 더욱 낮출 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치(116)의 구동 방법은, 복수의 세정 모듈(160)을 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)으로 설정(S1001)하는 것을 포함한다.
또한 상기 방법은, 복수의 세정 모듈(160) 중 일부 세정 모듈을 포함하는 제1 영역(A)에서, 제1 블레이드(176)를 이용하여 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행(S1003)하는 것을 포함한다.
또한 상기 방법은, 복수의 세정 모듈(160) 중 다른 일부 세정 모듈을 포함하는 제2 영역(B)에서, 제2 블레이드(174)를 이용하여 웨이퍼(122)를 제2 방향(Z축 방향)으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행(S1005)하는 것을 포함한다.
또한 상기 방법은, 출력 모듈(156)을 통해 세정 및 건조가 완료된 웨이퍼(122)를 출력(S1007)하는 것을 포함한다.
또한 상기 방법의 각 단계들은, 도 1 내지 도 9를 참조하여 앞서 설명한 본 발명의 다양한 세부 내용들을 포함하도록 변형될 수 있다.
이제까지 설명한 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 세정 모듈(160)의 영역을 나누어, 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)의 동작 영역을 구분함에 따라, 메가소닉 모듈(164A)에서 발생한 오염 물질이, 제1 브러시 모듈(164B)뿐 아니라 제1 브러시 모듈(164C), 나아가 건조 모듈(162)에까지 전달되는 것과 같이, 오염 물질이 하나의 모듈에서 다른 모듈로 전달되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
또한, 제1 브러시 모듈(164B) 및 제2 브러시 모듈(164C)에 사용되는 세정용 화학 물질이 서로 동일 또는 상이한지 여부에 따라 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)의 동작 영역이 달라지도록 설정함으로써, 세정 장치(116)의 오염도 및 세정 장치(116)에서 오염 물질이 전달되는 정도를 더욱 낮출 수 있다.
나아가, 제1 블레이드(176) 및 제2 블레이드(174)가 동시에 웨이퍼(122A, 122B)를 픽 업하지 않도록 제어함으로써, 세정 장치(116)의 오염도 및 세정 장치(116)에서 오염 물질이 전달되는 정도를 더욱 낮출 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 화학 기계적 연마 시스템 102: 공장 인터페이스
104: 로딩 유닛 106: 평탄화 유닛
116: 세정 장치 118: 카세트
120: 인터페이스 유닛 122: 웨이퍼
124: 입력 모듈 126: 평탄화 표면
128: 제1 화학 기계적 연마 스테이션
130: 제2 화학 기계적 연마 스테이션
132: 제3 화학 기계적 연마 스테이션
134: 회전 유닛 136: 전송 스테이션
140: 머신 베이스 142: 출력 버퍼 스테이션
144: 입력 버퍼 스테이션 146: 전송 유닛
148: 로드 컵 어셈블리 150: 암
152: 평탄화 헤드 어셈블리 156: 출력 모듈
158: 파티션 160: 세정 모듈
162: 건조 모듈 164A: 메가소닉 모듈
164B: 제1 브러시 모듈 164C: 제2 브러시 모듈
166: 웨이퍼 핸들링 모듈 168: 러닝 빔
172: 레일 174, 176: 블레이드
180: 계측 장치 182: 조절 장치
188: 인클로저

Claims (20)

  1. 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 세정 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 세정 장치는 복수의 세정 모듈 및 상기 복수의 세정 모듈 사이에서 상기 웨이퍼를 제1 방향으로 이송하는 러닝 빔(running beam)을 포함하고, 상기 러닝 빔은 상기 복수의 세정 모듈 중 하나에 대해 상기 웨이퍼를 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 제1 블레이드(first blade) 및 제2 블레이드(second blade)를 포함하고, 상기 제1 블레이드 및 상기 제2 블레이드는 상기 러닝 빔에 상기 제2 방향으로 이동 가능하도록 고정되고, 상기 복수의 세정 모듈은 입력 모듈, 메가소닉 모듈(megasonic module), 제1 브러시 모듈(first brush module), 제2 브러시 모듈(second brush module) 및 건조 모듈(drying module)을 포함하고, 상기 구동 방법은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 일부 세정 모듈을 포함하는 제1 영역에서, 상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고,
    상기 복수의 세정 모듈 중 다른 일부 세정 모듈을 포함하는 제2 영역에서, 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것을 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입하는 동작만을 수행하는 것을 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 제거하는 동작만을 수행하는 것을 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 제거하는 동작만을 수행하는 것은,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제1 블레이드가 비어있는 경우에만 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 제거하는 동작을 수행하는 것을 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 상기 제1 영역에는 포함되지 않고 상기 제2 영역에만 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제1 블레이드을 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 중지하는 것을 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 상기 제2 영역에는 포함되지 않고 상기 제1 영역에만 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제2 블레이드을 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 중지하는 것을 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역을 상기 입력 모듈, 상기 메가소닉 모듈, 상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈을 포함하도록 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 제2 브러시 모듈 및 상기 건조 모듈을 포함하도록 설정하는 것을 더 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역을 상기 입력 모듈, 상기 메가소닉 모듈 및 상기 제1 브러시 모듈을 포함하도록 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 제1 브러시 모듈, 상기 제2 브러시 모듈 및 상기 건조 모듈을 포함하도록 설정하는 것을 더 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈에 사용되는 화학 물질(chemical)이 서로 동일 또는 상이한지 여부를 검출하고,
    상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈에 사용되는 화학 물질이 서로 상이한 경우, 상기 제1 영역을 상기 입력 모듈, 상기 메가소닉 모듈, 상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈을 포함하도록 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 제2 브러시 모듈 및 상기 건조 모듈을 포함하도록 설정하는 것을 더 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈에 사용되는 화학 물질이 서로 동일한 경우, 상기 제1 영역을 상기 입력 모듈, 상기 메가소닉 모듈 및 상기 제1 브러시 모듈을 포함하도록 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 제1 브러시 모듈, 상기 제2 브러시 모듈 및 상기 건조 모듈을 포함하도록 설정하는 것을 더 포함하는 세정 장치의 구동 방법.
  11. 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 후 웨이퍼의 세정을 수행하는 세정 장치의 구동 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서,
    상기 세정 장치는 복수의 세정 모듈 및 상기 복수의 세정 모듈 사이에서 상기 웨이퍼를 제1 방향으로 이송하는 러닝 빔(running beam)을 포함하고, 상기 러닝 빔은 상기 복수의 세정 모듈 중 하나에 대해 상기 웨이퍼를 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 제1 블레이드(first blade) 및 제2 블레이드(second blade)를 포함하고, 상기 제1 블레이드 및 상기 제2 블레이드는 상기 러닝 빔에 상기 제2 방향으로 이동 가능하도록 고정되고, 상기 복수의 세정 모듈은 입력 모듈, 메가소닉 모듈(megasonic module), 제1 브러시 모듈(first brush module), 제2 브러시 모듈(second brush module) 및 건조 모듈(drying module)을 포함하고,
    상기 구동 프로그램은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 일부 세정 모듈을 포함하는 제1 영역에서, 상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하고,
    상기 복수의 세정 모듈 중 다른 일부 세정 모듈을 포함하는 제2 영역에서, 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입하는 동작만을 수행하는 것을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 제거하는 동작만을 수행하는 것을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 제거하는 동작만을 수행하는 것은,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 공통으로 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제1 블레이드가 비어있는 경우에만 상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 제거하는 동작을 수행하는 것을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 상기 제1 영역에는 포함되지 않고 상기 제2 영역에만 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제1 블레이드을 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 중지하는 것을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 수행하는 것은,
    상기 복수의 세정 모듈 중 상기 제2 영역에는 포함되지 않고 상기 제1 영역에만 포함되는 세정 모듈에 대해, 상기 제2 블레이드을 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 제2 방향으로 삽입 또는 제거하는 동작을 중지하는 것을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 영역을 상기 입력 모듈, 상기 메가소닉 모듈, 상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈을 포함하도록 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 제2 브러시 모듈 및 상기 건조 모듈을 포함하도록 설정하는 것을 더 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 구동 프로그램은, 상기 제1 영역을 상기 입력 모듈, 상기 메가소닉 모듈 및 상기 제1 브러시 모듈을 포함하도록 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 제1 브러시 모듈, 상기 제2 브러시 모듈 및 상기 건조 모듈을 포함하도록 설정하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 구동 프로그램은,
    상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈에 사용되는 화학 물질(chemical)이 서로 동일 또는 상이한지 여부를 검출하고,
    상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈에 사용되는 화학 물질이 서로 상이한 경우, 상기 제1 영역을 상기 입력 모듈, 상기 메가소닉 모듈, 상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈을 포함하도록 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 제2 브러시 모듈 및 상기 건조 모듈을 포함하도록 설정하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 구동 프로그램은,
    상기 제1 브러시 모듈 및 상기 제2 브러시 모듈에 사용되는 화학 물질이 서로 동일한 경우, 상기 제1 영역을 상기 입력 모듈, 상기 메가소닉 모듈 및 상기 제1 브러시 모듈을 포함하도록 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 제1 브러시 모듈, 상기 제2 브러시 모듈 및 상기 건조 모듈을 포함하도록 설정하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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