KR20230051964A - 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 웨이퍼를 폴리싱하기 위한 연마 패드의 상측에서 왕복 이동되는 이동암; 상기 이동암의 단부에 구비되고, 상기 연마 패드에 순수를 분사하는 순수 분사노즐; 및 상기 순수 분사노즐 양측 구비되고, 상기 연마 패드에 고압 공기를 분사하는 제1,2공기 분사노즐;을 포함하고, 상기 제1,2공기 분사노즐은, 상기 순수 분사노즐 하측을 향하여 경사지게 배치되는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 연마 패드의 세정 장치 {Cleaning apparatus for wafer polishing pad}
본 발명은 웨이퍼 연마 패드의 기공 내에 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 제조용 재료로 광범위하게 사용되고 있는 웨이퍼(wafer)는 다결정의 실리콘을 원재료로 하여 만들어진 단결정 실리콘 박판을 말한다.
이러한 웨이퍼는, 다결정의 실리콘을 단결정 실리콘 잉곳(ingot)으로 성장시킨 다음, 실리콘 잉곳을 웨이퍼의 형태로 자르는 슬라이싱(slicing) 공정과, 웨이퍼의 두께를 균일화하여 평면화하는 래핑(lapping) 공정과, 기계적인 연마에 의하여 발생한 손상을 제거 또는 완화하는 에칭(etching) 공정과, 웨이퍼 표면을 경면화하는 폴리싱(polishing) 공정과, 웨이퍼를 세정하는 세정 공정(cleaning) 등을 거쳐 제조된다.
폴리싱 공정은 웨이퍼가 디바이스 과정에 들어가기에 앞서 최종적으로 평탄도와 표면 조도를 만드는 과정이기 때문에 매우 중요한 과정이다.
폴리싱 공정은, 캐리어에 의하여 이송된 웨이퍼가 연마 패드 위에서 가압된 상태에서 회전함으로써, 웨이퍼의 표면이 기계적으로 평탄화되도록 하고, 동시에 연마 패드 위로 화학적 반응을 수행하는 슬러리(slurry)를 공급함으로써, 웨이퍼의 표면이 화학적으로 평탄화되도록 한다.
물론, 폴리싱 공정에서 효율적인 연마율 달성을 위해 연마 패드의 표면 거칠기가 항상 일정하게 유지되어야한다.
하지만, 폴리싱 공정을 반복적으로 수행하는 연마 패드는 그 표면 거칠기가 낮아짐에 따라 폴리싱 기능이 점진적으로 상실되는데, 이를 방지하기 위하여 별도로 연마 패드의 상태를 최적화하는 세정 공정이 진행된다.
한국공개특허 제2017-0049926호에는 하정반에 부착되는 연마 패드를 세척하는 드레싱 장치 및 이를 포함한 웨이퍼 연마 장치가 개시된다.
상기 드레싱 장치는, 브러시를 포함하는 브러시부와, 상기 연마 패드에 세정액을 분사하는 분사 노즐을 포함하는 세정액 분사부와, 상기 세정액 분사부에 의해 세정액 분사 시에 발생하는 파티클을 흡입하는 흡입구를 포함하는 흡입부를 포함하고, 상기 브러싱부와 세정액 분사부 및 흡입부는 서로 결합되고 함께 상기 연마 패드 상에서 스윙한다.
도 1은 종래의 웨이퍼 연마 패드의 세정하는 모습이 도시된 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 연마 패드(1)의 표면에 복수개의 기공(3)이 구비되고, 폴리싱 공정 전 기공들(3) 내에 채워진 이물질(5) 또는 슬러리 입자를 제거하기 위해 노즐(7)을 통하여 연마 패드(1)에 세정액을 분사한다.
그러나, 종래 기술에 따르면, 기공(3)의 입구가 좁아 세정액이 기공(3) 내에 분사되지 않으므로, 기공(3) 내의 이물질(5)이나 슬러리 입자가 용이하게 제거되지 못하고, 웨이퍼 폴리싱 공정 중 기공(3) 내의 이물질이 웨이퍼 표면에 전이되어 웨이퍼의 불량율을 높일 뿐 아니라 수율을 저하시키는 문제점이 있다.
또한, 세정액이 기공(3) 내에 분사되더라도 노즐(7)이 연마 패드(1)에 대해 수직 분사되므로, 기공(3) 내의 측면에서 이물질(5)이나 슬러리 입자가 더욱 제거되지 못하고, 웨이퍼 폴리싱 공정 중 슬러리가 기공(3)에 충분히 공급되지 못하여 웨이퍼의 연마 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 웨이퍼 연마 패드의 기공 내에 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 실시예는 웨이퍼를 폴리싱하기 위한 연마 패드의 상측에서 왕복 이동되는 이동암; 상기 이동암의 단부에 구비되고, 상기 연마 패드에 순수를 분사하는 순수 분사노즐; 및 상기 순수 분사노즐 양측 구비되고, 상기 연마 패드에 고압 공기를 분사하는 제1,2공기 분사노즐;을 포함하고, 상기 제1,2공기 분사노즐은, 상기 순수 분사노즐 하측을 향하여 경사지게 배치되는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치를 제공한다.
상기 제1공기 분사노즐은, 상기 순수 분사노즐의 일측 상기 이동암이 전진하는 방향에 위치되고, 상기 제2공기 분사노즐은, 상기 순수 분사노즐의 타측 상기 이동암이 후진하는 방향에 위치될 수 있다.
상기 제1공기 분사노즐은, 상기 이동암이 전진하는 동안 상기 순수 분사노즐로부터 순수가 분사되기 전 고압 공기를 분사하도록 온되고, 상기 제2공기 분사노즐은, 상기 이동암이 전진하는 동안 고압 공기를 분사하지 않도록 오프될 수 있다.
상기 제2공기 분사노즐은, 상기 이동암이 후진하는 동안 상기 순수 분사노즐로부터 순수가 분사되기 전 고압 공기를 분사하도록 온되고, 상기 제1공기 분사노즐은, 상기 이동암이 후진하는 동안 고압 공기를 분사하지 않도록 오프될 수 있다.
본 실시예는, 상기 제1,2공기 분사노즐과 근접하게 구비되고, 상기 연마 패드를 일정 온도로 가열하는 가열부;를 더 포함할 수 있다.
상기 가열부는, 빛 또는 온풍 중 하나를 제공할 수 있다.
본 실시예는, 상기 제1,2공기 분사노즐과 근접하게 구비되고, 상기 연마 패드를 일정 온도로 냉각시키는 냉각부;를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각부는, 냉풍을 제공할 수 있다.
본 실시예는, 상기 순수 분사노즐과 제1,2공기 분사노즐을 감싸도록 구비되는 격벽;을 더 포함할 수 있다.
상기 격벽은, 상기 순수 분사노즐과 제1,2공기 분사노즐 보다 상기 연마 패드와 인접하게 배치될 수 있다.
상기 격벽은, 승강 가능하게 구비될 수 있다.
본 실시예는, 상기 격벽에 의해 둘러쌓인 공간 상측에 연통되고, 상기 연마 패드에서 분리된 이물질을 흡입하여 외부로 배출시키는 배출 유로;를 더 포함할 수 있다.
본 실시예는, 상기 격벽의 하부가 담길 수 있고, 세정액을 수용하는 크리닝 수조; 및 상기 격벽에 의해 둘러쌓인 공간 상측에 연통되고, 상기 크리닝 수조의 세정액을 흡입하여 상기 격벽에 의해 둘러쌓인 공간을 통과하여 상기 크리닝 수조로 순환시키는 크리닝 유로;를 더 포함할 수 있다.
본 실시예는 드레싱 공정 중 제1,2공기 분사노즐이 고압의 공기를 서로 다른 방향에서 연마 패드의 기공에 분사함으로서, 연마 패드의 기공 측벽에 잔류하는 슬러리와 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 드레싱 공정 중 순수를 분사하기 전 제1,2열교환부가 연마 패드를 가열하거나, 제1,2공기 분사노즐이 고압의 공기를 분사하여 연마 패드의 기공을 팽창시킴으로서, 연마 패드의 기공에 잔류하는 슬러리와 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 드레싱 공정 중 순수 분사노즐이 순수를 분사한 후 제1,2열교환부가 연마 패드를 냉각하거나, 제1,2공기 분사노즐이 고압의 공기 분사를 중단하여 연마 패드의 기공을 수축시킴으로서, 연마 패드의 기공에서 빠져나온 슬러리와 이물질이 다시 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 드레싱 공정 중 순수와 고압의 공기가 분사되더라도 격벽이 슬러리와 이물질의 비산을 차단함으로서, 연마 패드의 한 지점에서 분리된 슬러리와 이물질이 다른 지점으로 전이되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 드레싱 공정 중 배출 유로가 연마 패드에서 분리된 슬러리와 이물질을 외부로 배출시킴으로서, 슬러리와 이물질이 연마 패드에 재흡착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 드레싱 공정 완료 후 순환 유로가 노즐들 외부를 지나가도록 세정액을 순환시킴으로서, 슬러리와 이물질이 묻은 노즐들을 깨끗하게 세정할 수 있다.
따라서, 연마 패드의 드레싱 공정 후 연마 패드의 청정도를 극대화시킬 수 있고, 연마 패드에 의한 웨이퍼의 폴리싱 공정 후 웨이퍼의 불량률을 낮추는 동시에 수율을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 연마 패드의 세정하는 모습이 도시된 도면.
도 2는 본 실시예에 따른 웨이퍼 폴리싱 장치가 도시된 사시도.
도 3 내지 도 4는 본 실시예에 따른 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치가 도시된 저면도 및 측단면도.
도 5는 본 실시예에 따른 세정 노즐 유닛이 도시된 구성도.
도 6a 및 도 6b는드레싱 공정 중 본 실시예의 세정 노즐 유닛 작동 상태가 도시된 구성도.
도 7은 크리닝 공정 중 본 실시예의 세정 노즐 유닛 작동 상태가 도시된 구성도.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 웨이퍼 폴리싱 장치가 도시된 사시도이다.
본 실시예의 웨이퍼 폴리싱 장치는 정반(110)과, 연마 패드(120)와, 연마 헤드(130)와, 슬러리 노즐 유닛(140)과, 수조(150)와, 초음파 발생기(160)와, 브러시 유닛(170) 및 세정 노즐 유닛(180)을 포함하는 세정 장치를 포함할 수 있다.
정반(110)은 회전 가능한 원판 형상으로 구비될 수 있다. 정반(110)은 하기에서 설명될 슬러리 노즐 유닛(140)에서 분사된 슬러리를 회수하도록 구비된 내부 유로(미도시)를 포함할 수 있으며, 이에 대해서 한정되지 아니한다.
연마 패드(120)는 웨이퍼(W)의 표면을 연마하도록 구비되는데, 정반(110)의 상면에 부착되고, 정반(110)과 같이 회전될 수 있다.
연마 헤드(130)는 웨이퍼(W)를 하측에 흡착하도록 구비되는데, 연마 패드(120)가 부착된 정반(110)의 상측에 위치하여 회전 및 승강 가능하게 구비될 수 있다.
슬러리 노즐 유닛(140)은 연마 패드(120) 위에 슬러리 용액을 분사하도록 구비되는데, 정반(110)과 연마 헤드(130) 사이에 나란히 이동될 수 있다. 슬러리 노즐 유닛(140)의 구성은 공지된 사항이므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
웨이퍼(W)의 폴리싱 공정은 다음과 같이 진행될 수 있다. 웨이퍼(W)를 흡착한 연마 헤드(130)가 하측 방향으로 이동하면, 웨이퍼(W)가 연마 패드(120)를 가압하게 되고, 정반(110)과 연마 헤드(120)가 서로 반대 방향으로 회전하면, 웨이퍼(W)의 표면이 연마 패드(120)에 의해 기계적으로 연마될 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 폴리싱 공정 중 슬러리 노즐 유닛(140)을 통하여 슬러리 용액이 연마 패드(120)에 분사되고, 웨이퍼(W)의 표면이 슬러리 용액에 의해 화학적으로 연마될 수 있다.
수조(150)는 세정액이 담기는 공간으로서, 정반(110) 일측에 구비될 수 있다. 수조(150)는 세정액을 오버 플로우시키거나, 배수시키는 구조가 구비될 수 있으며, 한정되지 아니한다.
초음파 발생기(160)는 수조(150)를 향하여 초음파를 발생시키도록 수조 하측에 구비되는데, 초음파 발생기(160)에서 발생된 초음파가 수조(150) 내부의 세정액에 파동을 제공할 수 있다.
브러시 유닛(170)은 폴리싱 공정 후 연마 패드(120)를 드레싱하도록 구비될 수 있다. 실시예에 따르면, 브러시 유닛(170)은 암(171)과, 브러시(172)로 구성될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
암(171)의 일단이 정반(110)의 일측에서 회전 및 승강 가능하게 구비되고, 암(171)의 타단이 정반(110)과 연마 헤드(120) 사이에 위치되며, 브러시(172)가 암(171)의 타단 하측에 구비될 수 있다.
상기에서와 같이 웨이퍼(W)의 폴리싱 공정이 완료되면, 연마 패드(120)의 드레싱 공정을 다음과 같이 진행할 수 있다. 암(171)의 일단이 하강하면, 브러시(172)가 정반(110) 위의 연마 패드(120)와 가압 접촉하고, 암(171)의 일단이 회전하면, 브러시(172)가 연마 패드(120)의 표면을 드레싱하면서 슬러리 및 이물질을 제거할 수 있다.
또한, 연마 패드(120)의 드레싱 공정이 완료되면, 브러시(172)의 세정 공정을 다음과 같이 진행할 수 있다. 암(171)의 일단이 회전하면, 브러시(172)가 수조(150) 위로 이동하고, 암(171)의 일단이 하강하면, 브러시(172)가 수조(150) 측의 세정액에 잠기게 되고, 초음파 발생기(160)에서 발생된 초음파가 수조(150) 내부의 세정액에 파동을 제공함으로서, 브러시(172)에 잔류하는 이물질을 손쉽게 떨어뜨려 세정액에 씻겨 나가도록 한다.
세정 노즐 유닛(180)은 연마 패드(120)의 기공(pore)을 향하여 순수와 고압 공기를 분사하도록 구성되는데, 브러시 유닛(170)과 같이 이동되면서 연마 패드(120)의 기공에 잔류하는 슬러리와 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 3 내지 도 4는 본 실시예에 따른 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치가 도시된 저면도 및 측단면도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 세정 노즐 유닛이 도시된 구성도이다.
세정 노즐 유닛(180)은 이동암(181)과, 순수 분사노즐(182)과, 제1,2공기 분사노즐(183a,183b)과, 제1,2열교환부(184a,184b)와, 격벽(185)과, 배출 유로(186)와, 크리닝 유로(187a,187b)를 포함할 수 있다.
이동암(181)은 상기에서 설명한 브러시 유닛(170)의 암(171)과 같이 구동될 수 있는데, 이동암(181)의 일단이 연마 패드(120)를 가로지르도록 왕복 이동될 수 있다. 이동암(181)의 일단이 연마 패드(120)를 일방향으로 가로지르는 방향(전진하는 방향)으로 이동한 다음, 연마 패드(120)를 반대 방향으로 가로지르는 방향(후진하는 방향)으로 이동될 수 있다.
이동암(181)의 일단 하측 즉, 연마 패드(120)와 마주보는 부분에 순수 분사노즐(182)과 제1,2공기 분사노즐(183a,183b)과 제1,2열교환부(184a,184b) 및 격벽(185)이 구비될 수 있다.
순수 분사노즐(182)은 순수를 분사하는 노즐 형태로 구성되는데, 크리닝을 위해 이동암(181)의 일단에 탈착될 수 있다. 순수 분사노즐(182)은 연마 패드(120)의 상측에 연마 패드(120)에 대해 수직하게 구비되고, 연마 패드(120)의 기공(120h)에 순수를 분사할 수 있다.
제1,2공기 분사노즐(183a,183b)은 고압 공기를 분사하는 노즐 형태로 구성되는데, 마찬가지로 크리닝을 위해 이동암(181)의 일단에 탈착될 수 있다. 순수 분사노즐(182)이 연마 패드(120)에 순수를 분사하기 전 제1,2공기 분사노즐(183a,183b)은 연마 패드(120)의 기공(120h)에 고압의 공기를 분사할 수 있다.
제1,2공기 분사노즐(183a,183b)은 순수 분사노즐(182)의 양측에 구비되는데, 순수 분사노즐(182) 하측을 향하여 경사지게 구비될 수 있다. 제1공기 분사노즐(183a)은 순수 분사노즐(182)을 중심으로 이동암(181)이 전진하는 방향에 위치되고, 제2공기 분사노즐(183b)은 그 반대 방향 즉, 이동암(181)이 후진하는 방향에 위치될 수 있다. 순수 분사노즐(182)에 의해 순수가 분사되기 전/후에 제1,2공기 분사노즐(183a,183b)가 온/오프됨에 따라 연마 패드(120)에 고압 공기의 분사할 수 있다.
제1,2열교환부(184a,184b)는 연마 패드(120)를 일정한 온도로 가열하는 가열부와, 연마 패드(120)를 일정한 온도로 냉각시키는 냉각부로 구성될 수 있다. 제1,2열교환부(184a,184b)의 가열부는 일종의 램프에 의해 빛을 제공하거나, 공기조화기에 의해 온풍을 제공하도록 구성될 수 있고, 제1,2열교환부(184a,184b)의 냉각부는 공기조화기에 의해 냉풍을 제공하도록 구성될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
제1,2열교환부(184a,184b)의 출구는 제1,2공기 분사노즐(183a,183b)의 양측에 구비되는데, 연마 패드(120)에 대해 수직하게 구비되거나, 순수 분사노즐(181) 하측을 향하여 경사지게 구비될 수도 있다. 제1열교환부(184a)의 출구는 제1공기 분사 노즐(183a) 방향 즉, 이동암(181)이 전진하는 방향에 위치되고, 제2열교환부(184b)의 출구는 제2공기 분사노즐(183b) 방향 즉, 이동암(181)이 후진하는 방향에 위치될 수 있다. 제1,2공기 분사노즐(183a,183b)에 의해 고압 공기가 분사되기 전/후에 제1,2열교환부(184a,184b)가 온/오프됨에 따라 연마 패드(120)를 가열 또는 냉각시킬 수 있다.
격벽(185)은 이동암(181)의 일단에 하측에 구비되는데, 순수 분사노즐(182)과 제1,2공기 분사노즐(183a,183b) 및 제1,2열교환부(184a,184b)를 감싸도록 구비될 수 있다. 격벽(185)의 하단은 연마 패드(120)로부터 순수 분사노즐(182)과 제1,2공기 분사노즐(183a,183b) 및 제1,2열교환부(184a,184b)와 적어도 동일한 위치에 배치되거나, 더 가깝게 배치되는 것이 바람직하다. 연마 패드(120)의 드레싱 공정 중 격벽(185)의 하단은 연마 패드(120)와 더욱 가깝게 위치하도록 상하 방향으로 승강 가능하게 구비될 수 있으며, 한정되지 아니한다.
연마 패드(120)의 드레싱 공정 중 순수 또는 고압 공기에 의해 연마 패드(120)의 한 지점에서 제거된 슬러리 또는 이물질이 비산되더라도 격벽(185)에 의해 차단되고, 연마 패드(120)의 다른 지점으로 전이되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 슬러리 또는 이물질이 격벽(185)을 통해 하기에서 설명될 배출 유로(186) 또는 크리닝 유로(187a,187b)로 안내될 수 있다.
배출 유로(186)는 연마 패드(120)에서 분리된 슬러리 또는 이물질을 외부로 배출하도록 구성되는데, 격벽(185)에 의해 둘러쌓인 상측 공간과 연통되고, 이동암(181)의 길이 방향으로 길게 구비될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
배출 유로(186)는 흡입력을 제공하는 진공 펌프(미도시)와 연결될 수 있고, 배출 밸브(186V)는 배출 유로(186)를 개폐시키기 위하여 격벽(185)에 의해 둘러쌓인 공간과 연통되는 배출 유로(186)의 입구 부분에 구비될 수 있다.
크리닝 유로(187a,187b)는 연마 패드(120)에서 분리된 슬러리 또는 이물질을 씻어내기 위한 세정액을 순환시키도록 구성될 수 있다. 크리닝 유로(187a,187b)의 입구는 격벽(185)에 의해 둘러쌓인 상측 공간과 연통되고, 크리닝 유로(187a,187b)의 출구는 세정액을 하측에 배출시키도록 이동암(181)의 일단 양측에 구비될 수 있다. 물론, 크리닝 유로(187a,187b)에서 배출되는 세정액이 담기는 별도의 크리닝 수조(B)가 구비될 수 있으나, 상기에서 브러시(172)를 세정하기 위하여 수조(150)를 사용하더라도 무방하다.
크리닝 유로(187a,187b)의 출구는 세정액을 순환시키기 위해 팬이 구비될 수 수 있고, 순환 밸브(187V1,187V2)는 크리닝 유로(187a,187b)의 출구를 개폐시키기 위하여 구비될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
도 6a 및 도 6b는 드레싱 공정 중 본 실시예의 세정 노즐 유닛 작동 상태가 도시된 구성도이다.
웨이퍼를 정밀하게 연마하는 폴리싱 공정을 진행한 다음, 연마 패드에 잔류하는 슬러리와 이물질을 제거하는 드레싱 공정을 진행한다.
도 6a에 도시된 바와 같이 이동암(181)이 연마 패드(120)를 가로지르도록 전진하는 방향으로 이동되고, 연마 패드(120)의 한 기공(120h)를 기준으로 볼 때 제1열교환부(184a)와 제1공기 분사노즐(183a)과 순수 분사노즐(182)과 제2공기 분사노즐(183b)과 제2열교환부(184b)가 순차적으로 지나간다.
제1열교환부(184a)의 가열부를 작동시키면, 연마 패드(120)를 가열하여 연마 패드의 기공(120h)을 팽창시킨 다음, 제1공기 분사노즐(183a)을 온시키면, 고압 공기를 분사하여 연마 패드의 기공(120h)을 더욱 팽창시킬 수 있다.
이후, 순수 분사노즐(182)을 온시키면, 순수를 연마 패드의 팽창된 기공(120h)에 분사하여 잔류하는 슬러리와 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 특히, 제1공기 분사노즐(183a)이 향하는 연마 패드의 기공(120h) 일측면에서 슬러리와 이물질을 더욱 효과적으로 제거할 수 있으므로, 세정력을 높일 수 있다.
이후, 제2공기 분사노즐(183b)을 오프시키면, 슬러리와 이물질이 빠져나온 연마 패드의 기공(120h)을 수축시킨 다음, 제2열교환부(184b)의 냉각부를 작동시키면, 연마 패드(120)를 냉각시켜 연마 패드의 기공(120h)을 더욱 수축시킬 수 있으므로, 슬러리와 이물질이 다시 연마 패드의 기공(120h)으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이 이동암(181)이 연마 패드(120)를 가로지르도록 후진하는 방향으로 이동되고, 연마 패드(120)의 한 기공(120h)를 기준으로 볼 때 제2열교환부(184b)와 제2공기 분사노즐(183b)과 순수 분사노즐(182)과 제1공기 분사노즐(183a)과 제1열교환부(184a)가 순차적으로 지나간다.
제2열교환부(184b)의 가열부를 작동시키면, 연마 패드(120)를 가열하여 연마 패드의 기공(120h)을 팽창시킨 다음, 제2공기 분사노즐(183b)을 온시키면, 고압 공기를 분사하여 연마 패드의 기공(120h)을 더욱 팽창시킬 수 있다.
이후, 순수 분사노즐(182)을 온시키면, 순수를 연마 패드의 팽창된 기공(120h)에 분사하여 잔류하는 슬러리와 이물질을 깨끗하게 제거할 수 있다. 특히, 제2공기 분사노즐(183b)이 향하는 연마 패드의 기공(120h) 타측면에서 슬러리와 이물질을 더욱 효과적으로 제거할 수 있으므로, 세정력을 더욱 높일 수 있다.
이후, 제1공기 분사노즐(183a)을 오프시키면, 슬러리와 이물질이 빠져나온 연마 패드의 기공(120h)을 수축시킨 다음, 제1열교환부(184a)의 냉각부를 작동시키면, 연마 패드(120)를 냉각시켜 연마 패드의 기공(120h)을 더욱 수축시킬 수 있으므로, 슬러리와 이물질이 다시 연마 패드의 기공(120h)으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
도 6a 및 도 6b와 같이 연마 패드의 드레싱 공정이 진행되는 동안, 배출 밸브(186V)를 개방하는 동시에 배출 유로(186)에 흡입력을 제공하고, 크리닝 밸브(187V1,187V2)를 닫힌 상태로 유지할 수 있다.
격벽(185)의 내부 공간 또는 순수 분사노즐(182)과 제1,2공기 분사노즐(183a,183b) 및 제1,2열교환부(184a,184b)에 묻은 슬러리와 이물질이 흡입력에 의해 배출 유로(186)를 통해 외부로 배출될 수 있고, 연마 패드(120)에 재흡착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 7은 크리닝 공정 중 본 실시예의 세정 노즐 유닛 작동 상태가 도시된 구성도이다.
드레싱 공정이 완료되면, 세정 노즐 유닛에 잔류하는 슬러리와 이물질을 제거하는 크리닝 공정을 진행한다.
도 7에 도시된 바와 같이 격벽(185)의 하부를 크리닝 수조(B)의 세정액에 담근 상태에서 크리닝 밸브(187V1,187V2)를 개방하는 동시에 크리닝 유로(187a,187b)에 흡입력을 제공하고, 배출 밸브(186V)를 닫힌 상태로 유지할 수 있다.
크리닝 수조(B)에 수용된 세정액이 흡입력에 의해 격벽(185)의 내부 공간과 크리닝 유로(187a,187b)를 통하여 크리닝 수조(B)로 순환되는 동시에 순수 분사노즐(182)과 제1,2공기 분사노즐(183a,183b) 및 제1,2열교환부(184a,184b) 외부에 묻은 슬러리 또는 이물질을 씻어낼 수 있다.
이와 같이, 서로 다른 방향의 공기 분사노즐을 적용한 본 발명은 종래에 비해 드레싱 공정으로 인하여 연마 패드의 온도를 낮출 수 있고, 웨이퍼의 연마 성능을 개선시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 정반 120 : 연마 패드
130 : 연마 헤드 140 : 슬러리 노즐 유닛
150 : 수조 160 : 초음파 발생기
170 : 브러시 유닛 180 : 세정 세정 노즐 유닛

Claims (13)

  1. 웨이퍼를 폴리싱하기 위한 연마 패드의 상측에서 왕복 이동되는 이동암;
    상기 이동암의 단부에 구비되고, 상기 연마 패드에 순수를 분사하는 순수 분사노즐; 및
    상기 순수 분사노즐 양측 구비되고, 상기 연마 패드에 고압 공기를 분사하는 제1,2공기 분사노즐;을 포함하고,
    상기 제1,2공기 분사노즐은,
    상기 순수 분사노즐 하측을 향하여 경사지게 배치되는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1공기 분사노즐은,
    상기 순수 분사노즐의 일측 상기 이동암이 전진하는 방향에 위치되고,
    상기 제2공기 분사노즐은,
    상기 순수 분사노즐의 타측 상기 이동암이 후진하는 방향에 위치되는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1공기 분사노즐은,
    상기 이동암이 전진하는 동안 상기 순수 분사노즐로부터 순수가 분사되기 전 고압 공기를 분사하도록 온되고,
    상기 제2공기 분사노즐은,
    상기 이동암이 전진하는 동안 고압 공기를 분사하지 않도록 오프되는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2공기 분사노즐은,
    상기 이동암이 후진하는 동안 상기 순수 분사노즐로부터 순수가 분사되기 전 고압 공기를 분사하도록 온되고,
    상기 제1공기 분사노즐은,
    상기 이동암이 후진하는 동안 고압 공기를 분사하지 않도록 오프되는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2공기 분사노즐과 근접하게 구비되고, 상기 연마 패드를 일정 온도로 가열하는 가열부;를 더 포함하는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가열부는,
    빛 또는 온풍 중 하나를 제공하는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2공기 분사노즐과 근접하게 구비되고, 상기 연마 패드를 일정 온도로 냉각시키는 냉각부;를 더 포함하는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    냉풍을 제공하는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 순수 분사노즐과 제1,2공기 분사노즐을 감싸도록 구비되는 격벽;을 더 포함하는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 격벽은,
    상기 순수 분사노즐과 제1,2공기 분사노즐 보다 상기 연마 패드와 인접하게 배치되는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 격벽은,
    승강 가능하게 구비되는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 격벽에 의해 둘러쌓인 공간 상측에 연통되고, 상기 연마 패드에서 분리된 이물질을 흡입하여 외부로 배출시키는 배출 유로;를 더 포함하는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 격벽의 하부가 담길 수 있고, 세정액을 수용하는 크리닝 수조; 및
    상기 격벽에 의해 둘러쌓인 공간 상측에 연통되고, 상기 크리닝 수조의 세정액을 흡입하여 상기 격벽에 의해 둘러쌓인 공간을 통과하여 상기 크리닝 수조로 순환시키는 크리닝 유로;를 더 포함하는 웨이퍼 연마 패드의 세정 장치.
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