KR20210113829A

KR20210113829A - 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템 및 제어방법

Info

Publication number: KR20210113829A
Application number: KR1020200029062A
Authority: KR
Inventors: 이현섭; 임석연
Original assignee: 동명대학교산학협력단
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-09-17
Also published as: KR102343032B1

Abstract

본 발명은 연마공정 시 발생되는 연마의 입자가 비산되어 주변의 기기 및 장치 등에 흡착되는 것을 방지하는 장치에 관한 것으로, 스프레이 분사노즐로부터 분사되는 연마액으로 반도체의 표면을 연마할 때 연마에 의해 발생되는 연마입자의 비산을 억제하여 주변 기기 및 장치 등에 흡착되는 것을 방지하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템 및 제어방법을 제공한다.

Description

스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템 및 제어방법{Abrasion prevention system and control method for abrasive grains using air system in polishing equipment using spray nozzle}

본 발명은 스프레이 노즐을 활용한 반도체소자 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연마공정 시 발생되는 연마의 입자가 비산되어 주변의 기기 및 장치 등에 흡착되는 것을 방지하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 기판의 평활한 면은 연마공정에 의해 형성되며, 기계 연마 후의 반도체 기판의 표면을 평활하게 하는 방법으로 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing :이하, CMP 라고 하는 경우가 있다) 기술이 사용된다. CMP공법은 산화 등의 화학 반응을 이용하여 피가공물을 산화물 등으로 변경하고, 생성된 산화물을 피가공물보다 경도가 낮은 지립을 이용하여 제거하는 것으로 표면을 연마하는 방법이며, 종래는 피가공물을 산화물 등으로 변경하기 위한 연마액를 상기 반도체 기판에 분포하여 공정하는 장치가 사용된다.

종래는 연마액를 골고루 분포하기 위해 스프레이 노즐을 이용하였고, 스프레이 노즐을 이용한 연마장치는 연마액을 스프레이 분사장치를 이용해 분사함으로써 연마의 효율적인 면에서는 향상되었지만, 연마액을 도포하여 진행하는 연마공정 시, 연마되는 반도체 기판과 연마액에 의해 연마입자가 비산되는 현상이 발생되었고, 이러한 연마입자는 주변 기기 및 장치 등에 흡착됨으로써 연마 효율이 감소되게 되고, 따라서 가공품의 표면 품질을 하락시키는 문제가 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 스프레이 분사노즐로부터 분사되는 연마액으로 반도체의 표면을 연마할 때 연마에 의해 발생되는 연마입자의 비산을 억제하여 주변 기기 및 장치 등에 흡착되는 것을 방지하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템 및 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템은 반도체소자를 연마하기 위한 연마장치에 있어서, 상부에 연마를 위한 연마패드가 부착되고, 회전 가능한 연마테이블, 스프레이 노즐형태로써 상기 연마패드 상에 연마액을 액적 형태로 분사하여 도포하며 연마액을 공급하는 연마액노즐 상기 연마테이블의 연마패드 상부 일측에 연마할 웨이퍼를 개재하여 접하고, 상기 연마액노즐에 의해 상기 연마패드 상에 공급되는 연마액을 사용하여 상기 웨이퍼를 지지, 가압 및 회전운동 시킴으로써 연마하는 연마헤드, 상기 연마테이블의 연마패드 상부 일측과 접하고, 상기 연마헤드에 의해 연마공정이 수행된 상기 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔너 및 연마공정에 의해 발생되는 연마입자의 비산을 억제하여 흡착을 차단하는 공기시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연마액노즐은, 상기 연마패드 상에서 상하좌우로 이동하며 분사거리를 조절 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 공기시스템은 연마입자를 흡입하는 공기흡입장치인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 공기흡입장치는, 연마입자를 유입하는 포집가이드, 유입되는 연마입자를 포집하는 포집챔버, 연마입자의 유입동작을 작동시키는 흡입펌프 및 상기 포집가이드, 상기 포집챔버와 상기 흡입펌프를 연결하는 연결관를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 포집가이드는 상하좌우로 이동하며 흡입거리를 조절 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포집가이드는 상기 연마헤드와 상기 컨디셔너의 사이를 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포집가이드는 복수개로 구성되어, 각각 상기 연마헤드 및 상기 컨디셔너와 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포집가이드는 탈부착 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포집챔버는 연마입자가 유입되는 유입연결관 및 포집된 연마입자가 배출되는 배출연결관과 연결되며, 상기 배출연결관이 상기 유입연결관 보다 상측에서 위치되어 상기 연마입자의 포집 및 배출에 용이하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포집챔버는 하측에 하부수집통을 포함하여 구성되며, 상기 하부수집통은 탈부착 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포집챔버는 원통으로 형성되며, 상기 연결관은 상기 포집챔버 단면과 접선되며 연결되어, 상기 포집챔버의 내부에 회전유동을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기시스템은 연마입자의 비산을 차단하는 에어커튼이며, 상기 에어커튼은, 고압력의 공기를 전달하는 에어라인 및 상기 에어라인으로 전달받은 공기를 외부로 배출하는 에어배출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 에어배출부는 상하좌우로 이동하며 배출거리를 조절 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어라인은, 연마액을 상기 연마액노즐로 전달하는 연마액 공급장치에 연결되어 작동되는 것을 특징으로 한다.

스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템의 제어방법에 있어서, 분사량센서가 연마액노즐에 의해 분사되는 연마액의 분사량을 측정하고 측정된 측정값 정보를 외부기기로 전송하는 분사량 측정단계, 전송된 상기 측정값 정보를 제어부가 수신하고, 상기 제어부가 측정된 분사량에 따라, 연마공정에 의해 발생하는 연마입자를 흡입하는 공기흡입장치의 작동정보를 흡입값으로 결정하여 상기 공기흡입장치로 전송하는 흡입압력 결정단계, 상기 흡입압력 결정단계 후, 상기 공기흡입장치가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치의 흡입동작을 작동시키는 흡입펌프의 압력을 변경하는 흡입펌프 조절단계, 상기 공기흡입장치가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치에서 연마입자를 유입하는 포집가이드를 상하좌우로 이동시켜 흡입거리를 조절하는 포집가이드 조절단계, 상기 공기흡입장치가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치에서 연마입자를 유입하는 포집가이드를 교체하는 포집가이드 교체단계 중 하나의 단계를 거치고, 상기 공기흡입장치가 상기 흡입값에 따라 연마입자를 흡입하는 흡입작동단계, 흡입으로 인해 유입된 연마입자를 포집하는 포집챔버에 구비된 하부수집통을 탈착하여 포집된 연마입자를 폐기하는 연마입자 폐기단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템의 제어방법에 있어서, 분사량센서가 연마액노즐에 의해 분사되는 연마액의 분사량을 측정하고 측정된 측정값 정보를 외부기기로 전송하는 분사량 측정단계, 전송된 상기 측정값 정보를 제어부가 수신하고, 상기 제어부가 측정된 분사량에 따라, 연마공정에 의해 발생하는 연마입자가 외부장치에 흡착되는 것을 방지하는 에어커튼의 작동정보를 에어값으로 결정하여 상기 에어커튼으로 전송하는 에어압력 결정단계, 상기 에어압력 결정단계 후, 상기 에어커튼이 상기 에어값을 받으면, 상기 에어값에 포함된 작동정보에 따라 상기 에어커튼이 배출하는 공기를 제공하는 에어펌프의 압력을 변경하는 에어펌프 조절단계, 상기 에어커튼이 상기 에어값을 받으면, 상기 에어값에 포함된 작동정보에 따라 상기 에어커튼에서 공기를 외부로 배출하는 에어배출부를 상하좌우로 이동시켜 배출거리를 조절하는 에어배출부 조절단계중 하나의 단계를 거치고, 상기 에어커튼이 상기 에어값에 따라 공기를 외부로 배출하며 연마입자 흡착을 차단하는 배출작동단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템 및 제어방법은 반도체 연마공정 시 발생되는 연마입자의 비산을 효과적으로 억제할 수 있어, 연마공정의 효율성을 향상시키고 가공되는 반도체의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 구성이 단순하여 작동에 용이하며, 관리가 쉽기 때문에 공정을 최소한으로 하며 고품질의 반도체를 제조할 수 있어 생산 비용 및 시간 절약의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 공기흡입장치 사시도
도 2는 공기흡입장치 부분의 정면도
도 3은 본 발명의 공기흡입장치 정면도
도 4는 본 발명의 레일을 이용한 공기흡입장치 사시도
도 5는 본 발명의 공기흡입장치 부분의 다른 실시예 정면도
도 6은 본 발명의 포집챔버 부분사시도
도 7의 (a), (b)는 본 발명의 포집챔버 평면도와 연결관의 연결 실시예 1, 2
도 8은 본 발명의 에어커튼 사시도
도 9는 본 발명의 에어커튼 정면도
도 10은 본 발명의 공기흡입장치의 제어방법 순서도
도 11은 본 발명의 에어커튼의 제어방법 순서도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1을 참고하면, 본 발명은 상부에 연마를 위한 연마패드(11)가 부착되고, 회전 가능한 연마테이블(10), 스프레이 노즐형태로써 상기 연마패드(11) 상에 연마액을 액적 형태로 분사하여 도포하며 연마액을 공급하는 연마액노즐(20), 상기 연마테이블(10)의 연마패드(11) 상부 일측에 연마할 웨이퍼를 개재하여 접하고, 상기 연마액노즐(20)에 의해 상기 연마패드(11) 상에 공급되는 연마액을 사용하여 웨이퍼를 지지, 가압 및 회전운동 시킴으로써 연마하는 연마헤드(30), 상기 연마테이블(10)의 연마패드(11) 상부 일측과 접하고, 상기 연마헤드(30)에 의해 연마공정이 수행된 상기 연마패드(11)를 컨디셔닝하는 컨디셔너(40) 및 연마공정에 의해 발생되는 연마입자의 비산을 억제하여 흡착을 차단하는 공기시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연마액노즐(20)은 스프레이 노즐 형태로 상기 연마패드(11) 상에 분사할 수 있도록 형성되며, 상기 연마테이블(10)이 회전하고, 상기 연마헤드(30) 및 상기 컨디셔너(40)가 상기 웨이퍼를 가압 회전시켜 상기 웨이퍼의 표면을 연마할 때 상기 연마액노즐(20)이 상기 웨이퍼에 연마액을 균일하게 도포하는 것으로 연마 효율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

상기 연마액노즐(20)은 상기 연마패드(11)의 상측에 위치되도록 형성되면 위치 상관없이 구비될 수 있으며, 상기 연마액노즐(20)은 상기 연마패드(11) 상에서 상하좌우로 이동할 수 있도록 구비되어, 상기 연마액노즐(20)과 상기 연마패드(11)의 사이간격, 또는 상기 연마패드(11) 상의 위치를 변경시키는 것으로 분사유량 및 분사거리를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 연마액노즐(20)은 상기 연마테이블(10), 상기 연마헤드(30) 및 상기 컨니셔너와 분리된 별도의 장치일 수 있으며, 압력을 제공하는 연마액 공급장치(21)를 구비하여, 상기 연마액 공급장치(21)의 작동으로 인한 압력으로 연마액을 보관하고 있는 보관부로부터 상기 연마액노즐(20)로 연마액을 전달하여 분사하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 연마액 공급장치(21)의 압력을 조절할 수 있어, 상기 연마액노즐(20)의 분사압력을 변경하여 분사하도록 형성될 수 있다.상기 연마액노즐(20)은 분사유량, 분사거리 및 분사압력을 변경할 수 있어, 상기 웨이퍼의 상태, 상기 연마테이블(10)의 위치, 또는 연마작업의 상황에 맞춰서 적용시킬 수 있어 연마효율을 향상시키는 효과가 있다.

상기 연마액노즐(20)로부터 균일하게 분포된 연마액을 통해 상기 웨이퍼를 상기 연마헤드(30) 및 상기 컨디셔너(40)가 연마할 때 연마액에 의해 연마입자가 발생하게 되며, 이러한 연마입자는 비산되어 주변의 장치나 다시 상기 웨이퍼 표면에 흡착되어 장치의 고장을 유발하거나, 연마 효율을 감소시켜 가공품 표면 품질을 떨어트리는 문제가 발생된다.

상기 공기시스템은, 연마공정 시 발생되는 연마입자의 비산을 억제시키기 위한 장치이며, 연마작업을 진행하면서 동시에 연마입자의 비산을 차단 또는 제거할 수 있도록 구비되는 것이 적절하다. 상기 공기시스템은 공기의 배출 또는 흡입하는 동작을 이용하여 연마입자를 차단 또는 흡입하도록 형성되는 것이면 상관없이 사용될 수 있다. 상기 공기시스템으로 인해 주변 장치 및 가공품 표면에 흡착되는 것을 방지할 수 있어 연마 효율을 향상시킬 수 있으며 기기의 오염을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예로 상기 공기시스템은 공기흡입장치(100)일 수 있으며, 상기 공기흡입장치(100)는 비산되는 연마입자가 유입되도록 안내하는 포집가이드(110), 상기 포집가이드(110)에 의해 유입된 연마입자를 포집하는 포집챔버(120), 연마입자의 유입동작을 작동시키는 흡입펌프(130) 및 상기 포집가이드(110), 상기 포집챔버(120) 및 상기 흡입펌프(130)를 서로 연결하는 연결관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 연결관(140)은 상기 포집가이드(110)와 상기 포집챔버(120)를 연결하는 유입연결관(141)과, 상기 포집챔버(120)와 상기 펌프를 연결하는 배출연결관(142) 및 상기 펌프와 외부를 연결하는 외부연결관으로 구분될 수 있다.

도 1 및 2를 참고하면, 상기 포집가이드(110)는 상기 연마패드(11)와 인접하게 배치되는 것이 적절하며, 상기 연마패드(11)의 상측에 위치될 수 있고 일정 이상의 면적을 가지며 연마입자가 유입되도록 하측이 통공되고 상측은 상기 연결관(140)과 연결되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 포집가이드(110)는 상기 연마패드(11)에서 벗어난 곳에 위치되어 필요시 이동하여 사용할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 포집가이드(110)는 비산되는 연마입자의 유입을 용이하게 하기 위해 하측은 넓은 면적을 가지도록 형성되며, 상측은 좁은 면적으로 형성되어 비산된 연마입자를 모아 상기 포집챔버(120)로 이동시킬 수 있도록 형성될 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 포집가이드(110)는 상측 또는 하측, 좌측 또는 우측으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 연결관(140)과 결합되는 부분에서 별도의 이동장치를 구비하여 상기 포집가이드(110)가 이동 가능하도록 결합될 수 있으며, 상기 포집가이드(110)와 연결되는 상기 연결관(140)의 길이 및 위치를 변형시켜 상기 포집가이드(110)가 이동되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 포집가이드(110)와 상기 연결관(140)과 접하는 부분에 체결구(111)를 구비하여 상기 포집가이드(110)가 상기 연결관(140)으로부터 탈부착 되도록 형성시켜, 필요에 따라 상기 포집가이드(110)를 교체하며 연마 공정 할 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 포집가이드(110)와 상기 연결관(140)은 상기 포집가이드(110)로 유입된 연마입자가 상기 연결관(140)을 통해 상기 포집챕퍼로 이동될 수 있도록 서로 결합되는 것이면 형태 상관없이 결합될 수 있으며, 다만, 상기 흡입펌프(130)에 의한 흡입압력이 외부로 유출되어 흡입력을 약화시키지 않도록 상기 포집가이드(110)와 상기 연결관(140)이 연결되는 부분이 밀봉되어 서로 결합되는 것이 적절하다.

도 4를 참고하면, 상기 포집가이드(110)는 상기 연마헤드(30)와 상기 컨디셔너(40) 사이에 위치되어, 상기 연마헤드(30)와 상기 컨디셔너(40) 사이를 이동하도록 구성될 수 있으며, 이는 상기 연마헤드(30)와 상기 컨디셔너(40)의 연마작업의 경로를 간섭하지 않으며 상기 포집가이드(110)를 이동시키며 흡입하여 연마입자를 억제할 수 있는 효과가 있다. 일례로, 상기 포집가이드(110)의 상측이 이동레일(150)과 결합되어 상기 포집가이드(110)가 상기 이동레일(150)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.

또한, 도 5를 참고하면, 상기 포집가이드(110)는 복수개로 형성될 수 있으며, 두 개로 형성되어 상기 연마헤드(30)와 상기 컨디셔너(40) 근방에 각각 배치될 수 있다. 상기 연마헤드(30) 및 상기 컨디셔너(40)가 각각 연마를 시행하기 때문에, 상기 포집가이드(110)를 근접시켜, 연마작업에 의해 발생되는 연마입자를 빠르게 흡수시킬 수 있어 연마입자의 비산을 억제할 수 있는 효과가 있다.

도 2 및 6을 참고하여 설명하면, 상기 포집챔버(120)는 상기 포집가이드(110)를 따라 유입된 연마입자를 포집하기위해 구비되는 것이며, 상기 포집챔버(120)는 상기 포집가이드(110)와 상기 연결관(140)으로 연결되어 있다. 상기 포집챔버(120)는 상기 연마입자를 포집할 수 있도록 형성되는 것이면 상관없이 사용될 수 있다. 상기 포집챔버(120)는 하나 이상의 상기 연결관(140)과 연결될 수 있으며, 상기 포집챔버(120)에 유입되는 연마입자 중 입자는 상기 포집챔버(120)에 보관시키고 연마입자와 함께 유입되는 공기 등 다른 가벼운 성분은 분리되어 배출되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 연결관(140)은 상기 포집챔버(120)에 연마입자를 유입시키는 유입연결관(141), 포집된 기타 성분들을 상기 포집챔버(120) 밖으로 배출시키는 배출연결관(142)으로 형성될 수 있다.

도 6을 참고하면, 상기 포집챔버(120)는 상기 유입연결관(141) 및 상기 배출연결관(142)이 서로 다른 높이에 위치되도록 연결될 수 있으며, 상기 배출연결관(142)이 상기 유입연결관(141)보다 높은 위치에, 즉 상기 포집챔버(120)의 상측에서 연결될 수 있다. 이는 공기의 흡입동작으로 인해 상기 유입연결관(141)을 통해 유입되는 연마입자 중 보다 무거운 입자들은 상기 포집챔버(120)의 하측으로 분리되고, 다른 가벼운 입자들이 상기 포집챔버(120) 내부의 공기의 움직임으로 인하여 상승되어 상기 포집챔버(120) 상측에 연결된 상기 배출연결관(142)을 통해 밖으로 배출시킬 수 있어, 연마입자의 성분을 분리하여 폐기하거나 처리할 수 있도록 형성될 수 있어 연마입자 처리 과정에 간편성을 제공할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 포집챔버(120)는 하측에 하부수집통(121)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 하부수집통(121)은 상기 포집챔버(120) 내부에 연통되며 구비되어 상기 포집챔버(120) 내에서 하측으로 가라앉은 연마입자를 수집할 수 있도록 형성될 수 있으며, 상기 포집챔버(120)와 탈부착 가능하도록 형성되는 것이 적절하다. 따라서, 상기 포집챔버(120)에 유입되어 하측으로 가라앉은 연마입자가 상기 하부수집통(121)에 보관되고, 연마공정이 끝난 후 상기 하부수집통(121)을 상기 포집챔버(120)에서 분리하여 폐기하는 것으로 연마입자를 처리할 수 있어, 연마공정에 간편성과 효율성을 제공할 수 있다.

도 7의 (a)에 도시된바와 같이, 상기 포집챔버(120)는 형태 상관없이 연마입자를 포집할 수 있도록 형성되면 상관없이 가용가능하며, 상기 연결관(140)은 상기 포집챔버(120) 내부와 연통되도록 연결되면 위치 및 높이 상관없이 상기 포집챔버(120)와 연결될 수 있다. 일실시예로, 도 7의 (b)를 참고하면, 상기 포집챔버(120)가 원통으로 형성되면, 상기 유입연결관(141) 및 상기 배출연결관(142)은 상기 포집챔버(120)의 원단면과 접선방향에 위치되도록 상기 포집챔버(120)와 연결될 수 있다. 이는 상기 포집챔버(120)의 내부에 회전유동을 발생시킬 수 있으며, 회전유동을 통해 상기 포집챔버(120)에 포집된 연마입자의 성분을 더 용이하게 분리시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일실시예로, 상기 공기시스템은 에어커튼(200)으로 형성될 수 있으며, 상기 에어커튼(200)은 높은 압력의 공기를 배출함으로써 연마입자의 비산을 차단할 수 있다. 상기 에어커튼(200)은 압력을 제공하는 펌프로부터 압축된 공기를 전달받을 수 있으며, 상기 에어커튼(200)은 고압력으로 압축된 공기를 전달하는 에어라인(210)과 상기 에어라인(210)으로부터 전달받은 압축된 공기를 외부로 분사 배출하는 에어배출부(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 에어커튼(200)은 압축된 공기를 외부로 강하게 분사시키는 것으로 연마입자의 비산을 차단할 수 있는 효과가 있다.

상기 에어커튼(200)은 상기 연마액노즐(20)을 둘러싸며 위치될 수 있으며, 또는 상기 연마헤드(30)나, 상기 컨디셔너(40) 근처에 위치되어 상기 연마공정 시 발생되는 연마입자를 차단할 수 있도록 하는 것이 적절하다. 또한, 상기 에어커튼(200)은 원형으로 형성되어 상기 연마테이블(10)을 두르며 배치될 수 있고, 일방향으로 연장 형성되는 막대형태로 필요 위치에 따라 복수개가 구비될 수 있다.

도 9를 참고하면, 상기 에어커튼(200)은 상기 에어배출부(220)가 상하좌우로 이동될 수 있도록 형성되며, 상기 에어배출부(220)의 위치를 조정하여 배출되는 공기의 압력을 조절할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 에어커튼(200)은 상기 연마장치에 분리된 별도의 장치로 구비되어 상기 에어커튼(200)의 공기 배출 압력을 분리하여 조정할 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 연마액노즐(20)과 연결된 상기 연마액 공급장치(21)에 상기 에어라인(210)이 추가로 연결되어, 상기 연마액노즐(20)과 상기 에어커튼(200)이 같은 압력펌프에 의해 압력을 전달받을 수 있도록 형성될 수 있고, 이는 본 발명의 구성요소를 단순화시켜 관리 및 공정에 용이성을 제공할 수 있다.

도 10을 참고하여 설명하면, 상기 공기시스템이 상기 공기흡입장치(100)로 형성될 때, 상기 공기흡입장치(100)를 이용한 연마입자 비산 방지시스템의 제어방법에 있어서, 상기 연마액노즐(20)은 분사하는 상기 연마액의 분사량을 측정할 수 있는 분사량센서를 더 포함하여 구성될 수 있고, 상기 분사량센서가 상기 연마액노즐(20)에 의해 분사되는 연마액의 분사량을 측정하고 측정된 측정값 정보를 외부기기로 전송하는 분사량 측정단계(S110), 전송된 상기 측정값 정보를 상기 연마장치의 구성요소들을 제어하는 제어부가 수신하고, 상기 제어부가 측정된 분사량에 따라, 연마공정에 의해 발생하는 연마입자를 흡입하는 상기 공기흡입장치(100)의 작동정보를 흡입값으로 결정하여 상기 공기흡입장치(100)로 전송하는 흡입압력 결정단계(S120), 상기 흡입압력 결정단계(S120) 후, 상기 공기흡입장치(100)가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치(100)의 흡입동작을 작동시키는 흡입펌프(130)의 압력을 변경하는 흡입펌프 조절단계(S131), 상기 공기흡입장치(100)가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치(100)에서 연마입자를 유입하는 상기 포집가이드(110)를 상하좌우로 이동시켜 흡입거리를 조절하는 포집가이드 조절단계(S132), 상기 공기흡입장치(100)가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치(100)에서 연마입자를 유입하는 상기 포집가이드(110)를 교체하는 포집가이드 교체단계(S133) 중 하나의 단계를 거치고, 상기 공기흡입장치(100)가 상기 흡입값에 따라 연마입자를 흡입하는 흡입작동단계(S140), 흡입으로 인해 유입된 연마입자를 포집하는 포집챔버(120)에 구비된 하부수집통(121)을 탈착하여 포집된 연마입자를 폐기하는 연마입자 폐기단계(S150)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 흡입압력 결정단계(S120) 이후 발생하는 상기 흡입펌프 조절단계(S131), 상기 포집가이드 조절단계(S132), 상기 포집가이드 교체단계(S133)는 필요에 따라 하나 이상의 단계가 복합적으로 수행될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 흡입펌프 조절단계(S131) 및 상기 포집가이드 조절단계(S132)가 복합적으로 수행되어 흡입력을 결정하는 상기 흡입펌프(130)의 압력과 상기 포집가이드(110)의 위치를 같이 조정하여 상기 공기흡입장치(100)가 최적의 상기 흡입값으로 작동될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 제어방법을 통해 연마입자의 비산을 억제 및 방지하며 연마공정이 최적의 연마효율로 수행될 수 있는 방법을 제공할 수 있도록 조절되는 것이 바람직하다.

도 11을 참고하여 설명하면, 상기 공기시스템이 상기 에어커튼(200)으로 형성될 때, 상기 에어커튼(200)을 이용한 연마입자 비산 방지시스템의 제어방법에 있어서, 상기 연마액노즐(20)은 분사하는 상기 연마액의 분사량을 측정할 수 있는 분사량센서를 더 포함하여 구성될 수 있고, 상기 분사량센서가 연마액노즐(20)에 의해 분사되는 연마액의 분사량을 측정하고 측정된 측정값 정보를 외부기기로 전송하는 분사량 측정단계(S210), 전송된 상기 측정값 정보를 제어부가 수신하고, 상기 제어부가 측정된 분사량에 따라 연마공정에 의해 발생하는 연마입자가 외부장치에 흡착되는 것을 방지하는 상기 에어커튼(200)의 작동정보를 에어값으로 결정하여 상기 에어커튼(200)으로 전송하는 에어압력 결정단계(S220), 상기 에어압력 결정단계 후(S220), 상기 에어커튼(200)이 상기 에어값을 받으면, 상기 에어값에 포함된 작동정보에 따라 상기 에어커튼(200)이 배출하는 공기를 제공하는 상기 에어펌프의 압력을 변경하는 에어펌프 조절단계(S231), 상기 에어커튼(200)이 상기 에어값을 받으면, 상기 에어값에 포함된 작동정보에 따라 상기 에어커튼(200)에서 공기를 외부로 배출하는 상기 에어배출부(220)를 상하좌우로 이동시켜 배출거리를 조절하는 에어배출부 조절단계(S232); 중 하나의 단계를 거치고, 상기 에어커튼(200)이 상기 에어값에 따라 공기를 외부로 배출하며 연마입자 흡착을 차단하는 배출작동단계(S240)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 에어압력 결정단계(S220) 이후 발생하는 상기 에어압력 조절단계(S231) 및 상기 에어배출부 조절단계(S232)는 필요에 따라 하나 이상의 단계가 복합적으로 수행될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 에어압력 조절단계(S231) 및 상기 에어배출부 조절단계(S232)가 복합적으로 수행되어 분사되는 공기압력과 상기 에어배출부(220)의 위치를 같이 조정하여 상기 에어커튼(200)이 최적의 상기 에어값으로 작동될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 제어방법을 통해 연마입자의 비산을 억제 및 방지하며 연마공정이 최적의 연마효율로 수행될 수 있는 방법을 제공할 수 있도록 조절되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 연마테이블 11 : 연마패드
20 : 연마액노즐 21 : 연마액 공급장치
30 : 연마헤드 40 : 컨디셔너
100 : 공기흡입장치 110 : 포집가이드
120 : 포집챔버 121 : 하부수집통
130 : 흡입펌프 140 : 연결관
141 : 유입연결관 142 : 배출연결관
150 : 이동레일
200 : 에어커튼 210 : 에어라인
220 : 에어배출부

Claims

반도체소자를 연마하기 위한 연마장치에 있어서,
상부에 연마를 위한 연마패드가 부착되고, 회전 가능한 연마테이블;
스프레이 노즐형태로써 상기 연마패드 상에 연마액을 액적 형태로 분사하여 도포하며 연마액을 공급하는 연마액노즐;
상기 연마테이블의 연마패드 상부 일측에 연마할 웨이퍼를 개재하여 접하고, 상기 연마액노즐에 의해 상기 연마패드 상에 공급되는 연마액을 사용하여 상기 웨이퍼를 지지, 가압 및 회전운동 시킴으로써 연마하는 연마헤드;
상기 연마테이블의 연마패드 상부 일측과 접하고, 상기 연마헤드에 의해 연마공정이 수행된 상기 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔너; 및
연마공정에 의해 발생되는 연마입자의 비산을 억제하여 흡착을 차단하는 공기시스템;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 1항에 있어서,
상기 연마액노즐은, 상기 연마패드 상에서 상하좌우로 이동하며 분사거리를 조절 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 2항에 있어서,
상기 공기시스템은 연마입자를 흡입하는 공기흡입장치인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 3항에 있어서,
상기 공기흡입장치는,
연마입자를 유입하는 포집가이드, 유입되는 연마입자를 포집하는 포집챔버, 연마입자의 유입동작을 작동시키는 흡입펌프 및 상기 포집가이드, 상기 포집챔버와 상기 흡입펌프를 연결하는 연결관를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 4항에 있어서,
상기 포집가이드는 상하좌우로 이동하며 흡입거리를 조절 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 4항에 있어서,
상기 포집가이드는 상기 연마헤드와 상기 컨디셔너의 사이를 이동하는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 4항에 있어서,
상기 포집가이드는 복수개로 구성되어, 각각 상기 연마헤드 및 상기 컨디셔너와 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 4항에 있어서,
상기 포집가이드는 탈부착 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 4항에 있어서,
상기 포집챔버는
연마입자가 유입되는 유입연결관 및 포집된 연마입자가 배출되는 배출연결관과 연결되며, 상기 배출연결관이 상기 유입연결관 보다 상측에서 위치되어 상기 연마입자의 포집 및 배출에 용이하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 4항에 있어서,
상기 포집챔버는
하측에 하부수집통을 포함하여 구성되며, 상기 하부수집통은 탈부착 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 4항에 있어서,
상기 포집챔버는 원통으로 형성되며,
상기 연결관은 상기 포집챔버 단면과 접선되며 연결되어, 상기 포집챔버의 내부에 회전유동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 2항에 있어서,
상기 공기시스템은 연마입자의 비산을 차단하는 에어커튼이며,
상기 에어커튼은, 고압력의 공기를 전달하는 에어라인 및 상기 에어라인으로 전달받은 공기를 외부로 배출하는 에어배출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 12항에 있어서,
상기 에어배출부는 상하좌우로 이동하며 배출거리를 조절 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
제 12항에 있어서,
상기 에어라인은,
연마액을 상기 연마액노즐로 전달하는 연마액 공급장치에 연결되어 작동되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템.
스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템의 제어방법에 있어서,
분사량센서가 연마액노즐에 의해 분사되는 연마액의 분사량을 측정하고 측정된 측정값 정보를 외부기기로 전송하는 분사량 측정단계;
전송된 상기 측정값 정보를 제어부가 수신하고, 상기 제어부가 측정된 분사량에 따라, 연마공정에 의해 발생하는 연마입자를 흡입하는 공기흡입장치의 작동정보를 흡입값으로 결정하여 상기 공기흡입장치로 전송하는 흡입압력 결정단계;
상기 흡입압력 결정단계 후,
상기 공기흡입장치가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치의 흡입동작을 작동시키는 흡입펌프의 압력을 변경하는 흡입펌프 조절단계;
상기 공기흡입장치가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치에서 연마입자를 유입하는 포집가이드를 상하좌우로 이동시켜 흡입거리를 조절하는 포집가이드 조절단계;
상기 공기흡입장치가 상기 흡입값을 받으면, 상기 흡입값에 포함된 작동정보에 따라 상기 공기흡입장치에서 연마입자를 유입하는 포집가이드를 교체하는 포집가이드 교체단계; 중 하나의 단계를 거치고,
상기 공기흡입장치가 상기 흡입값에 따라 연마입자를 흡입하는 흡입작동단계;
흡입으로 인해 유입된 연마입자를 포집하는 포집챔버에 구비된 하부수집통을 탈착하여 포집된 연마입자를 폐기하는 연마입자 폐기단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템의 제어방법.
스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템의 제어방법에 있어서,
분사량센서가 연마액노즐에 의해 분사되는 연마액의 분사량을 측정하고 측정된 측정값 정보를 외부기기로 전송하는 분사량 측정단계;
전송된 상기 측정값 정보를 제어부가 수신하고, 상기 제어부가 측정된 분사량에 따라, 연마공정에 의해 발생하는 연마입자가 외부장치에 흡착되는 것을 방지하는 에어커튼의 작동정보를 에어값으로 결정하여 상기 에어커튼으로 전송하는 에어압력 결정단계;
상기 에어압력 결정단계 후,
상기 에어커튼이 상기 에어값을 받으면, 상기 에어값에 포함된 작동정보에 따라 상기 에어커튼이 배출하는 공기를 제공하는 에어펌프의 압력을 변경하는 에어펌프 조절단계;
상기 에어커튼이 상기 에어값을 받으면, 상기 에어값에 포함된 작동정보에 따라 상기 에어커튼에서 공기를 외부로 배출하는 에어배출부를 상하좌우로 이동시켜 배출거리를 조절하는 에어배출부 조절단계; 중 하나의 단계를 거치고,
상기 에어커튼이 상기 에어값에 따라 공기를 외부로 배출하며 연마입자 흡착을 차단하는 배출작동단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐을 활용한 연마장치에서 공기시스템을 이용한 연마입자 비산 방지시스템의 제어방법.