KR20230075151A - Restoration apparatus and method of elastic thin membrane for chemical mechanical polishing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP)용 탄성 박막 복원 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for restoring an elastic thin film for chemical mechanical polishing (CMP).
반도체 소자의 제조는 웨이퍼에 대한 증착, 식각, 평탄화 작업이 수반되는데, 특히 집적도의 증가로 인한 소자 크기의 감소와 그에 따른 복잡한 기능의 집적회로 구현을 위해 필요한 다층 접속 공정에서는 평탄화(Planarization)의 중요성이 더욱 커진다.The manufacturing of semiconductor devices involves deposition, etching, and planarization of wafers. In particular, the importance of planarization in the multi-layer connection process required for the reduction of device size due to the increase in integration and the consequent implementation of integrated circuits with complex functions. this gets bigger
만약 평탄화 공정이 제대로 이루어지지 않으면 노광 공정에서 정밀한 패턴을 얻을 수 없고, 도체 및 유전체 증착막의 스텝 커버리지가 좋지 않아 동작 결함을 유발할 수도 있다.If the planarization process is not performed properly, a precise pattern cannot be obtained in the exposure process, and operation defects may be caused due to poor step coverage of the conductor and dielectric deposition films.
정밀 평탄화를 위하여 주로 이용되는 CMP 장치의 헤드는 연마 공정 전후에 반도체 웨이퍼의 연마 면이 연마 패드와 마주보게 한 상태로 반도체 웨이퍼를 가압하여 연마 공정을 행하도록 하고, 동시에 연마 공정이 종료되면 웨이퍼를 직접 및 간접적으로 진공 흡착하여 파지한 상태로 그 다음 공정으로 이동하도록 한다. 이 경우, 헤드에 부착되어 CMP용 탄성 박막(membrane)의 성능이 상대적으로 중요한 역할을 한다.The head of the CMP device, which is mainly used for precision planarization, presses the semiconductor wafer with the polishing surface of the semiconductor wafer facing the polishing pad before and after the polishing process to perform the polishing process, and at the same time, when the polishing process is finished, the wafer Directly and indirectly vacuum adsorbed and moved to the next process in a state of holding. In this case, the performance of the elastic membrane for CMP attached to the head plays a relatively important role.
CMP 공정이 진행되면 탄성 박막에는 슬러리(slurry)가 고착화될 수 있는데, 이로 인하여 탄성 박막은 웨이퍼의 표면에 스크래치(scratch)를 야기하여 웨이퍼의 품질과 수율을 저하시키는 요인이 될 수 있다.When the CMP process proceeds, slurry may be fixed to the elastic thin film, and thus, the elastic thin film may cause scratches on the surface of the wafer, thereby deteriorating the quality and yield of the wafer.
또한, 탄성 박막은 소재 특성상 사용 시간이 지남에 따라 탄성율이 저하되는 구간이 발생하는데, 그 상태로 재사용을 하게 되면 공정상 문제를 야기할 수 있기 때문에 새 제품으로 교체해야 한다.In addition, the elastic thin film has a section in which the modulus of elasticity decreases over time due to the nature of the material, and if reused in that state, it may cause problems in the process, so it must be replaced with a new product.
결국 탄성 박막은 소모품이기 때문에 교체 비용이 커질 수밖에 없고, 이는 곧 산업 폐기물이 늘어나는 사회적 문제가 될 수 있어 개선이 필요하다.After all, since the elastic thin film is a consumable, the replacement cost inevitably increases, which can soon become a social problem due to the increase in industrial waste, so improvement is required.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, CMP용 탄성 박막을 재사용 가능한 형태로 복원하여 사회적 비용 및 환경오염을 저감할 수 있는 CMP용 탄성 박막 복원 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and aims to provide an apparatus and method for restoring an elastic thin film for CMP that can reduce social costs and environmental pollution by restoring an elastic thin film for CMP in a reusable form. .
특히, 본 발명은 CMP용 탄성 박막에 손상을 주지 않으면서도 고착화된 슬러리를 제거할 수 있는 CMP용 탄성 박막 복원 장치 및 방법을 제공하고자 한다.In particular, the present invention is to provide an apparatus and method for restoring an elastic thin film for CMP capable of removing the fixed slurry without damaging the elastic thin film for CMP.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned herein will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 장치는, 한 번 이상 사용된 탄성 박막을 세정하는 세정부; 세정부에 의해 세정된 탄성 박막의 상태를 확인하는 측정부; 측정부에 의해 확인된 탄성 박막의 상태가 손상된 경우, 해당 탄성 박막을 고정한 후 기 설정된 시간 동안 기 설정된 속도로 회전시키는 회전부; 및 회전부에 의해 회전되는 탄성 박막의 손상된 부분을 원상태로 코팅하는 코팅부를 포함한다.An elastic thin film restoring apparatus for CMP according to an embodiment of the present invention includes a cleaning unit for cleaning an elastic thin film that has been used one or more times; a measuring unit for checking the state of the elastic thin film cleaned by the cleaning unit; When the condition of the elastic thin film confirmed by the measuring unit is damaged, a rotation unit for fixing the corresponding elastic thin film and then rotating it at a preset speed for a preset time; and a coating unit for coating the damaged portion of the elastic thin film rotated by the rotation unit in its original state.
이때, 탄성 박막은 손상된 부분이 원상태로 코팅된 후 기 설정된 시간 동안 경화되어 재사용 가능한 형태로 복원되는 것이 바람직하다.At this time, the elastic thin film is preferably restored to a reusable form by curing for a predetermined time after the damaged portion is coated in its original state.
세정부는 불화수소(HF), 암모니아수, 초산(Acetic acid), 계면 활성제(Surfactant) 중 어느 하나 또는 두 개 이상을 물로 희석하여 해당 탄성 박막의 불순물을 제거한다.The cleaning unit dilutes any one or two or more of hydrogen fluoride (HF), aqueous ammonia, acetic acid, and surfactant with water to remove impurities from the corresponding elastic thin film.
코팅부는 탄성 박막의 손상 부분에 코팅재를 구간별로 분사한다.The coating unit sprays the coating material section by section on the damaged portion of the elastic thin film.
다른 예로, 코팅부는 탄성 박막의 손상 부분에 코팅재를 구간별로 도포할 수 있다.As another example, the coating unit may apply the coating material section by section to the damaged portion of the elastic thin film.
여기서, 코팅재는 액상 실리콘인 것이 바람직하다.Here, the coating material is preferably liquid silicone.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 방법은, 한 번 이상 사용된 탄성 박막을 세정하는 (a) 단계; (a) 단계에서 세정된 탄성 박막을 1차적으로 경화하는 (b) 단계; (b) 단계에서 경화된 탄성 박막의 상태를 확인하는 (c) 단계; (c) 단계에서 확인된 상태가 손상된 탄성 박막을 고정한 후 기 설정된 시간 동안 기 설정된 속도로 회전시키며 해당 탄성 박막의 손상된 부분을 원상태로 코팅하는 (d) 단계; 및 (d) 단계를 거친 탄성 박막을 기 설정된 시간 동안 2차적으로 경화하여 재사용 가능한 형태로 복원하는 (e) 단계를 포함한다.Meanwhile, a method for restoring an elastic thin film for CMP according to an embodiment of the present invention includes (a) cleaning an elastic thin film that has been used one or more times; (b) step of primarily curing the elastic thin film cleaned in step (a); (c) checking the state of the elastic thin film cured in step (b); (d) coating the damaged portion of the elastic thin film in its original state by rotating it at a preset speed for a preset time after fixing the damaged elastic thin film confirmed in step (c); and (e) restoring the elastic thin film after step (d) to a reusable form by secondarily curing the elastic thin film for a predetermined period of time.
(d) 단계는 탄성 박막의 손상된 부분에 액상 실리콘을 구간별로 분사할 수 있다.In step (d), liquid silicone may be sprayed section by section to the damaged portion of the elastic thin film.
다른 예로, (d) 단계는 탄성 박막의 손상된 부분에 액상 실리콘을 구간별로 도포할 수 있다.As another example, in step (d), liquid silicone may be applied section by section to the damaged portion of the elastic thin film.
본 발명에 따르면, CMP용 탄성 박막 복원 장치 및 방법은 CMP용 탄성 박막을 재사용 가능한 형태로 복원함으로써 사회적 비용 및 환경오염을 저감할 수 있다.According to the present invention, an apparatus and method for restoring an elastic thin film for CMP can reduce social costs and environmental pollution by restoring an elastic thin film for CMP in a reusable form.
특히, 본 발명은 CMP용 탄성 박막의 구간별 탄성 조정이 가능하여 CMP용 탄성 박막의 탄성율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.In particular, the present invention can effectively improve the modulus of elasticity of the elastic thin film for CMP by adjusting the elasticity of the elastic thin film for CMP for each section.
도 1은 화학기계적 연마 장치에서 사용되는 CMP용 탄성 박막의 적용 예를 도시한 단면 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 장치의 구성을 개략적으로 도식화한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 장치에 있어서, 한 번 이상 사용된 탄성 박막의 손상된 부위를 코팅하는 모습을 도식화한 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 방법을 개략적으로 도시한 공정 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 방법에 있어서, 기 사용된 탄성 박막의 세정 과정을 도시한 공정 순서도.
도 7은 한 번 이상 사용된 탄성 박막의 복원 전 모습을 도시한 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 방법에 의해 복원된 탄성 박막을 도시한 예시도.1 is a cross-sectional view showing an application example of an elastic thin film for CMP used in a chemical mechanical polishing apparatus.
Figure 2 is a schematic diagram of the configuration of the elastic thin film restoration device for CMP according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams illustrating a state in which a damaged portion of an elastic thin film that has been used one or more times is coated in an elastic thin film restoring device for CMP according to an embodiment of the present invention.
5 is a process flow chart schematically illustrating a method for restoring an elastic thin film for CMP according to an embodiment of the present invention.
6 is a process flow chart showing a cleaning process of a previously used elastic thin film in the method for restoring an elastic thin film for CMP according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is an exemplary view showing a state before restoration of the elastic thin film used one or more times.
8 is an exemplary view showing an elastic thin film restored by the method for restoring an elastic thin film for CMP according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is defined by the description of the claims. Meanwhile, terms used in this specification are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" or "comprising" means the presence of one or more other elements, steps, operations and/or elements other than the mentioned elements, steps, operations and/or elements. or do not rule out additions. As used herein, the term "and/or" includes any one and all combinations of one or more of the listed items.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
CMP용 탄성 박막의 적용 예Application example of elastic thin film for CMP
도 1은 화학기계적 연마 장치에서 사용되는 CMP용 탄성 박막의 적용 예를 도시한 단면 예시도이다.1 is an exemplary cross-sectional view showing an application example of an elastic thin film for CMP used in a chemical mechanical polishing apparatus.
도 1을 참조하면, 화학기계적 연마 장치(1)는 회전하는 정반(2) 위에 연마 패드(3)가 위치하고, 그 위에 정반(2)과 같은 방향으로 회전하는 헤드(4)가 구성된다.Referring to FIG. 1 , in the chemical
화학기계적 연마 장치(1)의 연마 속도는 기본적으로 박막의 종류와 그 경도에 따라 달라진다. 그리고 동일한 종류의 막질이라도 웨이퍼(6)가 부착된 헤드(4)의 회전속도가 빠를수록, 웨이퍼(6)를 누르는 웨이퍼(6)의 압력이 클수록 연마 속도가 빨라진다.The polishing rate of the chemical
탄성 박막(5)은 헤드(4)에 부착되어 있으며, 웨이퍼(6)의 상부와 접촉한다.The
탄성 박막(5)은 외면이 액상 실리콘 재질의 코팅층을 이룬 상태로 헤드(4)와 탈착 가능하게 체결되며, 헤드(4)와 연결되는 뒷면(안쪽면)이 탄성 구간별로 구획돼 있다. 이러한 탄성 구간은 탄성 효율을 높일 수 있다.The elastic
웨이퍼(6)와 맞닿는 탄성 박막(5)의 앞면(바깥면)은 일정량의 액상 실리콘이 표면 전체적으로 균등하게 퍼진 형태로 코팅층을 이룬다.The front surface (outer surface) of the elastic
탄성 박막(5)은 사용 시간이 지남에 따라 특정 부위에 탄성율이 저하될 수 있는데, 이러한 탄성 박막(5)은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 장치 및 방법에 의해 해당 부위의 코팅층이 복원되어 폐기되지 않고 재사용될 수 있다.The elasticity of the elastic
CMP용 탄성 박막 복원 장치Elastic thin film restoration device for CMP
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 장치를 개략적으로 도식화한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 장치에 있어서, 한 번 이상 사용된 탄성 박막의 손상된 부위를 코팅하는 모습을 도식화한 예시도이다.2 is a schematic diagram of an elastic thin film restoration device for CMP according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are an elastic thin film restoration device for CMP according to an embodiment of the present invention, once It is an exemplary view schematically illustrating the coating of the damaged portion of the elastic thin film used above.
참고로, 도 3은 헤드(도 1의 4)와 조립되는 탄성 박막(5)의 뒷면을 도시하였고, 도 4는 웨이퍼(도 1의 6)와 맞닿는 탄성 박막(5)의 앞면을 도시하였다.For reference, FIG. 3 shows the back side of the elastic
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 장치(100)는, 화학 기계적 연마 장치(도 1의 1)의 헤드(도 1의 4)에 부착되어 있는 탄성 박막(5)을 복원하는 장치이다.2 to 4, the elastic thin
이러한 CMP용 탄성 박막 복원 장치(100)는 크게, 세정부(110), 측정부(120), 회전부(130) 및 코팅부(140)를 포함한다.The elastic thin
세정부(110)는 한 번 이상 사용된 탄성 박막(5)을 세정한다.The
세정부(110)는 불화수소(HF), 암모니아수, 초산(Acetic acid), 계면 활성제(Surfactant) 중 어느 하나 또는 두 개 이상을 물로 희석하여 탄성 박막(5)의 불순물(또는 고착화되어 있는 슬러리)을 제거할 수 있다.The
측정부(120)는 세정부(110)에 의해 세정된 탄성 박막(5)의 손상(예: 탄성율 저하 등)된 부분을 확인한다. 이때, 측정부(120)는 별도의 스캔 기기(미도시)를 이용해 한 번 이상 사용된 탄성 박막(5)을 기준 형태와 비교 분석하여 해당 탄성 박막(5)의 손상된 부분을 확인할 수 있다. 측정부(120)는 탄성 박막(5)의 손상된 부분을 체크 후, 그 체크 내용을 데이터베이스(DB)로 구축하여 빅데이터에 저장한 후 추후 해당 공정 수행 시 관련 데이터를 빅데이터로부터 추출(extract)할 수 있다.The
만약, 측정부(120)를 통해 탄성 박막(5)의 손상이 없는 경우(예: 탄성 저하가 없는 경우, 고착화된 슬러리가 깨끗하게 제거된 경우 등) 해당 탄성 박막(5)은 코팅 없이 세정만으로도 재사용이 가능하다.If there is no damage to the elastic
회전부(130)는 측정부(120)에 의해 상태가 확인된 탄성 박막(5)을 고정한 후, 기 설정된 시간 동안 기 설정된 속도(RPM)로 회전시킨다.The
코팅부(140)는 회전부(130)에 의해 회전되는 탄성 박막(5)의 손상된 부분을 원상태로 코팅(Latex treatment)한다. 이때, 코팅부(140)는 회전부(130)가 회전하는 상태에서 코팅재를 투여(Dip)한다. 이 과정은 회전부(130)에 의해 회전되는 탄성 박막(5)을 향해 코팅부(140)가 코팅재를 투여하기 때문에, 사실상 회전부(130)와 코팅부(140)는 하나의 공정상에서 동시에 작동하는 것이 바람직하다.The
코팅부(140)는 탄성 박막(5)의 손상된 부분에 코팅재를 구간별로 분사할 수 있다.The
이 경우, 코팅부(140)는 별도의 분사 노즐(미도시)을 구비하여, 액상 실리콘을 분사한다. 즉, 분사 노즐은 회전부(130)에 의해 회전되는 탄성 박막(5)을 향해 액상 실리콘을 정해진 일정량만큼 분사한다.In this case, the
분사 노즐은 지정된 위치에서 액상 실리콘을 분사하고, 분사된 액상 실리콘은 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전하는 탄성 박막(5)의 원심력에 의해 탄성 박막(5)의 표면에 골고루 퍼질 수 있다.The spray nozzle injects liquid silicone at a designated location, and the sprayed liquid silicone can be evenly spread on the surface of the elastic
분사 노즐은 길이가 조절되는 형태로 이루어져, 회전하는 탄성 박막(5)의 상단에서 선택적으로 위치를 조정하며 액상 실리콘을 분사할 수도 있다.The injection nozzle is formed in a form in which the length is controlled, and may spray liquid silicone while selectively adjusting the position at the top of the rotating elastic thin film (5).
한편, 코팅부(140)는 탄성 박막(5)의 손상된 부분에 코팅재를 구간별로 도포할 수 있다. 이 경우, 코팅부(140)는 별도의 브러시(brush)를 구비하여, 액상 실리콘을 도포한다. 즉, 브러시는 지정된 위치에서 액상 실리콘을 함유한 상태로 회전부(130)에 의해 회전되는 탄성 박막(5)의 표면을 칠할 수 있다. 이러한 브러시는 탄성 박막(5)에 손상을 입히지 않는 부드러운 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.Meanwhile, the
브러시에 함유된 액상 실리콘은 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전하는 탄성 박막(5)의 원심력에 의해 탄성 박막(5)의 표면에 골고루 도포될 수 있다.The liquid silicone contained in the brush can be evenly applied to the surface of the elastic
브러시는 로드 바(미도시)에 연결될 수 있는데, 로드 바는 길이 방향으로 신축 조절이 가능하다. 가령, 브러시는 회전하는 탄성 박막(5)의 상단에서 로드 바에 의해 선택적으로 위치가 조정되어 액상 실리콘을 도포할 수 있다. 이때, 브러시는 별도의 코팅재 공급부(미도시)로부터 액상 실리콘을 공급받을 수 있다.The brush may be connected to a load bar (not shown), and the load bar may be stretchable and adjustable in the longitudinal direction. For example, the position of the brush may be selectively adjusted by a load bar at the top of the rotating elastic
결과적으로, 손상된 부분이 원상태로 코팅된 탄성 박막(5)은 기 설정된 시간 동안 경화되어 재사용 가능한 형태로 복원될 수 있다.As a result, the elastic
CMP용 탄성 박막 복원 방법Elastic thin film restoration method for CMP
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 방법을 개략적으로 도시한 공정 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 방법에 있어서, 기 사용된 탄성 박막의 세정 과정을 도시한 공정 순서도이다.5 is a process flow chart schematically illustrating a method for restoring an elastic thin film for CMP according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a method for restoring an elastic thin film for CMP according to an embodiment of the present invention. It is a process flow chart showing the cleaning process of the thin film.
도 5 및 도 6을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 방법은, 사용된 탄성 박막 세정 단계(S110), 탄성 박막 1차 경화 단계(S120), 탄성 박막 세정 상태 확인 단계(S130), 탄성 박막 상태 측정 단계(S140), 탄성 박막 코팅 단계(S150) 및 탄성 박막 2차 경화 단계(S160)를 포함한다.5 and 6, the elastic thin film restoration method for CMP according to an embodiment of the present invention includes a used elastic thin film cleaning step (S110), an elastic thin film primary curing step (S120), and an elastic thin film cleaning state check step. (S130), measuring the state of the elastic thin film (S140), coating the elastic thin film (S150), and secondary curing the elastic thin film (S160).
사용된 탄성 박막 세정 단계(S110)는 한 번 이상 사용된 탄성 박막을 수거하여 세정한다. 해당 세정 단계(S110)는 탄성 박막을 복원하는 데 있어서 고착화된 슬러리를 효과적으로 제거할 수 있다는 점에서 유의미하다.In the used elastic thin film cleaning step (S110), the elastic thin film used at least once is collected and cleaned. The cleaning step (S110) is significant in that it can effectively remove the fixed slurry in restoring the elastic thin film.
이러한 세정 단계(S110)는 도 6에 도시된 바와 같이, 1차 소크(Soak) 세정 단계(S111), 계면활성제 투여(Dip) 단계(S112), 2차 소크(Soak) 세정 단계(S113), 초음파 세정 단계(S114), 버블 세정 단계(S115), 및 3차 소크(Soak) 세정 단계(S116)를 거친다.As shown in FIG. 6, the cleaning step (S110) includes a first soak cleaning step (S111), a surfactant administration (Dip) step (S112), a second soak cleaning step (S113), An ultrasonic cleaning step (S114), a bubble cleaning step (S115), and a tertiary soak cleaning step (S116) are performed.
1차 소크 세정 단계(S111)는, 탄성 박막을 물이 담긴 별도의 제1 용기(bath)에 기 설정된 시간 동안 담가 둔다. 여기서, 기 설정된 시간은 약 2시간을 의미할 수 있다. 즉, 1차 소크 세정 단계(S111)는 약 2시간 동안 물이 담긴 제1 용기에 탄성 박막을 담가서 탄성 박막에 고착화된 이물질(예: 슬러리 등)을 불린다. 해당 세정 단계(S111)는, 탄성 박막에 고착화된 이물질을 습식으로 불려서 부피를 커지게 함으로써 탄성 박막으로부터 이물질이 용이하게 제거될 수 있도록 한다는 점에서 유의미하다. 1차 소크 세정의 효과를 높이는 방법으로 소량의 암모니어, HF, 초산, H2O2등을 첨가할 수 있다.In the first soak cleaning step (S111), the elastic thin film is immersed in a separate first bath containing water for a predetermined time. Here, the preset time may mean about 2 hours. That is, in the first soak cleaning step ( S111 ), the elastic thin film is immersed in a first container containing water for about 2 hours to remove foreign matter (eg, slurry, etc.) adhering to the elastic thin film. The cleaning step ( S111 ) is significant in that foreign substances adhered to the elastic thin film can be easily removed from the elastic thin film by wet soaking the foreign matter to increase its volume. A small amount of ammonia, HF, acetic acid, H2O2, etc. can be added as a method to increase the effect of the primary soak cleaning.
계면활성제 투여 단계(S112)는, 1차 소크 세정 단계(S111)를 거친 탄성 박막에 계면활성제(예: 린스 등)를 투여한다.In the surfactant administration step (S112), a surfactant (eg, rinse, etc.) is administered to the elastic thin film that has passed through the first soak cleaning step (S111).
2차 소크 세정 단계(S113)는, 계면활성제가 투여된 탄성 박막을 물이 담긴 제2 용기에 기 설정된 시간 동안 담가 둔다. 여기서, 기 설정된 시간은 약 2시간을 의미할 수 있다.In the secondary soak cleaning step (S113), the elastic thin film to which the surfactant is administered is immersed in a second container containing water for a predetermined time. Here, the preset time may mean about 2 hours.
초음파 세정 단계(S114)는, 2차 소크 세정 단계(S113)를 거친 탄성 박막을 물이 담긴 제3 용기에 담가서 기 설정된 시간 동안 초음파(Ultrasonic) 세정을 수행한다. 여기서, 기 설정된 시간은 약 20분을 의미할 수 있다.In the ultrasonic cleaning step (S114), the elastic thin film that has passed through the second soak cleaning step (S113) is immersed in a third container containing water, and ultrasonic cleaning is performed for a predetermined time. Here, the preset time may mean about 20 minutes.
버블 세정 단계(S115)는, 초음파 세정 단계(S114)를 거친 탄성 박막을 물이 담긴 제4 용기에 담가서 기 설정된 시간 동안 버블 세정을 수행한다. 여기서, 기 설정된 시간은 약 10분을 의미할 수 있다.In the bubble cleaning step (S115), the elastic thin film that has passed through the ultrasonic cleaning step (S114) is immersed in a fourth container containing water to perform bubble cleaning for a predetermined time. Here, the preset time may mean about 10 minutes.
3차 소크 세정 단계(S116)는, 버블 세정 단계(S115)를 거친 탄성 박막을 물이 담긴 제5 용기에 담가서 기 설정된 시간 동안 둔다. 여기서, 기 설정된 시간은 데이터베이스에 축적된 정보에 근거하여 정해질 수 있다.In the third soak cleaning step (S116), the elastic thin film that has passed through the bubble cleaning step (S115) is immersed in a fifth container containing water and left there for a predetermined time. Here, the preset time may be determined based on information accumulated in the database.
이어서, 탄성 박막 1차 경화 단계(S120)는 사용된 탄성 박막 세정 단계(S110)에서 세정된 탄성 박막을 1차적으로 경화한다. 이때, 탄성 박막 1차 경화 단계(S120)는, 별도의 기기(예: 오븐 등)를 통해 특정 환경에서 탄성 박막을 경화하거나, 별도의 거치대(미도시)에 탄성 박막을 거치한 후 에어 건조 혹은 자연 경화시킬 수 있다.Subsequently, in the primary curing of the elastic thin film ( S120 ), the elastic thin film cleaned in the used elastic thin film cleaning step ( S110 ) is primarily cured. At this time, in the primary curing of the elastic thin film (S120), the elastic thin film is cured in a specific environment through a separate device (eg, oven), or after the elastic thin film is mounted on a separate holder (not shown), air-dried or It can harden naturally.
탄성 박막 세정 확인 단계(S130)는, 탄성 박막 1차 경화 단계(S120)를 거친 탄성 박막의 세정 상태를 확인한다. 해당 단계(S130)에서 탄성 박막에 고착화된 슬러리 등의 불순물이 기준치에 부합되게 제거되면, 해당 탄성 박막은 다음 단계로 넘어가고, 그렇지 않으면 해당 탄성 박막은 다시 첫 세정 단계(S110)로 돌아가 세정 작업을 거치게 된다.In the elastic thin film cleaning confirmation step (S130), the cleaning state of the elastic thin film that has passed through the first curing of the elastic thin film (S120) is checked. If impurities such as slurry fixed to the elastic thin film are removed to meet the standard value in the corresponding step (S130), the elastic thin film is moved to the next step, otherwise the elastic thin film returns to the first cleaning step (S110) for a cleaning operation. will go through
탄성 박막 상태 측정 단계(S140)는, 탄성 박막 세정 확인 단계(S130)에서 슬러리 등의 불순물 제거가 확인된 탄성 박막의 상태를 확인한다. 즉, 탄성 박막 상태 측정 단계(S140)는 품질 관리 단계로서, 별도의 스캔 기기(미도시)를 이용해 한 번 이상 사용된 탄성 박막(5)을 기준 형태와 비교 분석하여 해당 탄성 박막(5)의 손상된 부분(예: 탄성율 저하 등)을 확인할 수 있다.In the elastic thin film state measurement step (S140), the state of the elastic thin film confirmed to be free of impurities such as slurry in the elastic thin film cleaning confirmation step (S130) is checked. That is, the step of measuring the state of the elastic thin film (S140) is a quality control step, by comparing and analyzing the elastic
탄성 박막 코팅 단계(S150)는, 탄성 박막 상태 측정 단계(S150)에서 확인된 상태가 손상된 탄성 박막을 고정한 후 해당 탄성 박막을 기 설정된 시간 동안 기 설정된 속도로 회전시키며 해당 탄성 박막의 손상된 부분을 원상태로 코팅한다. 이때, 해당 단계(S150)는, 별도의 분사 노즐을 통해 탄성 박막의 탄성율 저하 부분에 액상 실리콘을 구간별로 분사하거나, 브러시를 통해 탄성 박막의 탄성율 저하 부분에 액상 실리콘을 구간별로 도포할 수 있다.In the elastic thin film coating step (S150), after fixing the elastic thin film whose state is damaged in the elastic thin film state measuring step (S150), the elastic thin film is rotated at a preset speed for a preset time, and the damaged portion of the elastic thin film is returned to its original state. coated with At this time, in the corresponding step (S150), liquid silicone may be sprayed section by section through a separate injection nozzle to the elastic modulus lowered portion of the elastic thin film, or liquid silicone may be applied section by section to the elastic modulus lowered portion of the elastic thin film through a brush.
탄성 박막 2차 경화 단계(S160)는, 탄성 박막 코팅 단계(S150)를 거친 탄성 박막을 기 설정된 시간 동안 2차적으로 경화하여 재사용 가능한 형태로 복원한다. 탄성 박막 2차 경화 단계(S160)는, 별도의 기기(예: 오븐 등)를 통해 특정 환경에서 탄성 박막을 경화하거나, 별도의 거치대(미도시)에 탄성 박막을 거치한 후 자연 경화시킬 수 있다.In the secondary curing of the elastic thin film (S160), the elastic thin film that has passed through the elastic thin film coating step (S150) is secondarily cured for a predetermined time to restore a reusable form. In the secondary curing step of the elastic thin film (S160), the elastic thin film may be cured in a specific environment through a separate device (eg, an oven) or may be naturally cured after placing the elastic thin film on a separate holder (not shown). .
이렇듯 탄성 박막에 액상 실리콘이 골고루 퍼져 경화되면, 탄성 박막은 탄성력이 증가되어 CMP 공정에서 재사용할 수 있다.In this way, when the liquid silicone is spread evenly on the elastic thin film and hardened, the elastic thin film has increased elasticity and can be reused in the CMP process.
도 7은 한 번 이상 사용된 탄성 박막의 복원 전 모습을 도시한 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 탄성 박막 복원 방법에 의해 복원된 탄성 박막을 도시한 예시도이다.7 is an exemplary diagram showing an elastic thin film used more than once before restoration, and FIG. 8 is an exemplary diagram showing an elastic thin film restored by the method for restoring an elastic thin film for CMP according to an embodiment of the present invention. .
도 7을 참조하면, 복원 전(세정 전)의 한 번 이상 사용된 탄성 박막은 표면에 고착화된 불순물(예: 슬러리 등)로 인하여 웨이퍼에 스크래치를 야기할 수 있기 때문에 그 상태로는 재사용이 어렵다. 해당 탄성 박막의 일부분을 66배로 확대하면, 슬러리가 고착화된 모습을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, since the elastic thin film used more than once before restoration (before cleaning) may cause scratches on the wafer due to impurities (eg slurry, etc.) fixed on the surface, it is difficult to reuse it in that state. . When a portion of the elastic thin film is magnified 66 times, it can be seen that the slurry is fixed.
도8에 도시된 바와 같이, 탄성 박막의 일부분을 66배로 확대하면, 탄성 박막은 도 7의 탄성 박막과 다르게 깨끗한 표면을 갖는다. 이러한 탄성 박막은 세정이 완료된 상태에서 탄성율 저하 부분이 없는 상태이거나, 세정이 완료된 상태에서 탄성율 저하 부분이 생긴 부분을 액상 실리콘으로 도포하여 복원한 상태이다. 이로써, 도 8의 탄성 박막은 CMP 공정에 재사용이 가능하다.As shown in FIG. 8, when a portion of the elastic thin film is magnified 66 times, the elastic thin film has a clean surface unlike the elastic thin film of FIG. Such an elastic thin film is in a state in which there is no portion of reduced elastic modulus in a state in which the cleaning is completed, or in a state in which a portion in which a portion of elastic modulus is reduced in a state in which cleaning is completed is restored by applying liquid silicone. Thus, the elastic thin film of FIG. 8 can be reused in the CMP process.
본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope permitted by the technical spirit of the present invention.
1: 화학기계적 연마 장치
2: 정반
3: 연마 패드
4: 헤드
5: 탄성 박막
6: 웨이퍼
7: 리테이너 링
100: CMP용 탄성 박막 복원 장치
110: 세정부
120: 측정부
130: 회전부
140: 코팅부1: chemical mechanical polishing device 2: surface plate
3: polishing pad 4: head
5: elastic thin film 6: wafer
7: retainer ring
100: elastic thin film restoration device for CMP
110: cleaning unit 120: measuring unit
130: rotating part 140: coating part
Claims (8)
한 번 이상 사용된 탄성 박막을 세정하는 세정부;
상기 세정부에 의해 세정된 탄성 박막의 상태를 확인하는 측정부;
상기 측정부에 의해 확인된 탄성 박막의 상태가 손상된 경우, 해당 탄성 박막을 고정한 후 기 설정된 시간 동안 기 설정된 속도로 회전시키는 회전부; 및
상기 회전부에 의해 회전되는 탄성 박막의 손상된 부분을 원상태로 코팅하는 코팅부를 포함하고,
상기 탄성 박막은
손상된 부분이 원상태로 코팅된 후 기 설정된 시간 동안 경화되어 재사용 가능한 형태로 복원되는 것인 CMP용 탄성 박막 복원 장치.
In the device for restoring the elastic thin film surrounding the head of a chemical mechanical polishing (CMP) device,
a cleaning unit that cleans the elastic thin film that has been used at least once;
a measurement unit for checking a state of the elastic thin film cleaned by the cleaning unit;
a rotation unit for fixing the elastic thin film and rotating it at a preset speed for a preset time when the state of the elastic thin film confirmed by the measuring unit is damaged; and
A coating unit for coating the damaged portion of the elastic thin film rotated by the rotation unit in its original state,
The elastic thin film
An elastic thin film restoration device for CMP that is cured for a predetermined time after the damaged part is coated in its original state and restored to a reusable form.
상기 세정부는
불화수소(HF), 암모니아수, 초산(Acetic acid), 계면 활성제(Surfactant) 중 어느 하나 또는 두 개 이상을 물로 희석하여 상기 탄성 박막의 불순물을 제거하는 것인 CMP용 탄성 박막 복원 장치.
According to claim 1,
The washing unit
An elastic thin film restoration device for CMP, wherein any one or two or more of hydrogen fluoride (HF), ammonia water, acetic acid, and surfactant are diluted with water to remove impurities from the elastic thin film.
상기 코팅부는
상기 탄성 박막의 손상 부분에 코팅재를 구간별로 분사하는 것인 CMP용 탄성 박막 복원 장치.
According to claim 1,
the coating part
Elastic thin film restoration device for CMP to spray the coating material section by section on the damaged portion of the elastic thin film.
상기 코팅부는
상기 탄성 박막의 손상 부분에 코팅재를 구간별로 도포하는 것인 CMP용 탄성 박막 복원 장치.
According to claim 1,
the coating part
Elastic thin film restoration device for CMP to apply a coating material to the damaged portion of the elastic thin film section by section.
상기 코팅재는 액상 실리콘인 CMP용 탄성 박막 복원 장치.
According to any one of claims 3 and 4,
The coating material is a liquid silicone elastic thin film restoration device for CMP.
(a) 한 번 이상 사용된 탄성 박막을 세정하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계에서 세정된 탄성 박막을 1차적으로 경화하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 경화된 탄성 박막의 상태를 확인하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계에서 확인된 상태가 손상된 탄성 박막을 고정한 후 기 설정된 시간 동안 기 설정된 속도로 회전시키며 해당 탄성 박막의 손상된 부분을 원상태로 코팅하는 단계; 및
(e) 상기 (d) 단계를 거친 탄성 박막을 기 설정된 시간 동안 2차적으로 경화하여 재사용 가능한 형태로 복원하는 단계를 포함하는 CMP용 탄성 박막 복원 방법.
In the method of restoring the elastic thin film surrounding the head of a chemical mechanical polishing (CMP) device,
(a) cleaning the elastic membrane that has been used more than once;
(b) firstly curing the elastic thin film cleaned in step (a);
(c) checking the state of the elastic thin film cured in step (b);
(d) coating the damaged portion of the elastic thin film in its original state by fixing the damaged elastic thin film confirmed in step (c) and then rotating it at a preset speed for a preset time; and
(e) Restoring the elastic thin film for CMP to a reusable form by secondarily curing the elastic thin film after step (d) for a predetermined time.
상기 (d) 단계는
상기 탄성 박막의 손상된 부분에 액상 실리콘을 구간별로 분사하는 것인 CMP용 탄성 박막 복원 방법.
According to claim 6,
The step (d) is
CMP elastic thin film restoration method for spraying liquid silicon section by section on the damaged part of the elastic thin film.
상기 (d) 단계는
상기 탄성 박막의 손상된 부분에 액상 실리콘을 구간별로 도포하는 것인 CMP용 탄성 박막 복원 방법.According to claim 6,
The step (d) is
CMP elastic thin film restoration method for applying liquid silicone to the damaged portion of the elastic thin film section by section.
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