KR20230120806A - 연마용 슬러리 회수장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예의 연마용 슬러리 회수장치는, 연마 정반으로 슬러리를 공급하는 공급 탱크; 상기 연마 정반에서 회수되는 슬러리를 제1,2,3방향 중 하나로 분배하는 분배기; 상기 분배기의 제1방향과 연통하는 제1회수 유로와 연결되고, 회수된 슬러리를 저장 및 상기 공급 탱크로 공급하는 제1회수 탱크; 상기 제1회수 유로가 막힌 것을 감지하고, 상기 제1회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제1세척 유닛; 상기 분배기의 제2방향과 연통하는 제2회수 유로와 연결되고, 회수된 슬러리를 저장 및 상기 공급 탱크로 공급하는 제2회수 탱크; 상기 제2회수 유로가 막힌 것을 감지하고, 상기 제2회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제2세척 유닛; 및 상기 분배기와 제1,2회수 탱크 및 제1,2세척 유닛의 작동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

연마용 슬러리 회수장치 및 그 방법 {Polishing slurry recovery device and recovery method therefor}
본 발명은 연마 공정의 중단 없이 유로의 막힘을 해소시킬 수 있는 연마용 슬러리 회수장치 및 그 방법에 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 헤드에 흡착된 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.
슬러리 공급 시스템은 슬러리를 연마 정반으로 공급하는 공급 탱크와, 연마 정반에서 사용된 슬러리를 회수하는 회수 탱크와, 연마 정반에서 회수된 슬러리를 회 수탱크와 드레인 홀 중 하나로 분배하는 분배기를 포함한다.
연마 정반에서 사용된 슬러리는 회수 탱크로 회수되고, 회수 탱크에 저장된 슬러리가 공급 탱크로 공급되는 동시에 새로운 슬러리가 공급 탱크에 공급되면, 공급 탱크에서 균일한 산도의 슬러리가 만들어진 다음, 연마 정반으로 공급된다.
그런데, 연마 정반에서 사용된 슬러리가 분배기를 통해 회수 탱크로 저장될 때, 분배기와 회수 탱크 사이를 연결하는 회수 배관이 슬러리에 포함된 이물질에 의해 막히는 경우, 슬러리가 분배기로 오버 플로우된다.
종래 기술에 따르면, 슬러리가 회수 탱크로 회수되는 동안, 회수 배관이 이물질에 의해 막히면, 분배기에서 슬러리의 오버플로우를 감지하고, 분배기가 슬러리를 드레인 홀로 분배하여 외부로 배출하기 때문에 새로운 슬러리만 지속적으로 연마 정반에 공급되어 새로운 슬러리가 다량 유실되는 문제점이 있다.
또한, 공급 탱크에는 회수된 슬러리의 공급이 중단되고, 새로운 슬러리만 공급되기 때문에 공급 탱크가 균일한 산포의 슬러리를 연마 정반으로 공급할 수 없고, 이로 인하여 연마 정반에서 연마되는 웨이퍼의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 연마 공정을 중단하고, 작업자가 막힌 회수 배관을 교체해야 하기 때문에 생산 효율이 떨어질 뿐 아니라 생산 비용이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연마 공정의 중단 없이 유로의 막힘을 해소시킬 수 있는 연마용 슬러리 회수장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 실시예의 연마용 슬러리 회수장치는, 연마 정반으로 슬러리를 공급하는 공급 탱크; 상기 연마 정반에서 회수되는 슬러리를 제1,2,3방향 중 하나로 분배하는 분배기; 상기 분배기의 제1방향과 연통하는 제1회수 유로와 연결되고, 회수된 슬러리를 저장 및 상기 공급 탱크로 공급하는 제1회수 탱크; 상기 제1회수 유로가 막힌 것을 감지하고, 상기 제1회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제1세척 유닛; 상기 분배기의 제2방향과 연통하는 제2회수 유로와 연결되고, 회수된 슬러리를 저장 및 상기 공급 탱크로 공급하는 제2회수 탱크; 상기 제2회수 유로가 막힌 것을 감지하고, 상기 제2회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제2세척 유닛; 및 상기 분배기와 제1,2회수 탱크 및 제1,2세척 유닛의 작동을 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 공급 탱크는, 상기 제1,2회수 탱크와 연결된 제1,2 연결유로와, 새로운 슬러리를 공급받는 신액 공급유로와, 상기 연마 정반과 연결된 재사용 슬러리 공급유로를 포함하고, 상기 제1,2연결유로를 통해 공급된 슬러리와 상기 신액 공급유로를 통해 공급된 슬러리를 혼합하여 균일한 산도의 슬러리를 만들어 상기 연마 정반으로 공급할 수 있다.
상기 분배기는, 상기 연마 정반에서 배출되는 슬러리가 흘러나오는 배출 유로와, 상기 배출 유로의 출구 하측에 구비되고, 상기 제1,2,3방향과 연통하는 제1,2,3공간으로 구획되는 분배 수조와, 상기 배출 유로의 출구를 선택적으로 상기 제1,2,3공간 중 하나의 상측으로 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 분배 수조는, 상기 제3공간을 중심으로 상기 제1,2공간이 양측에 위치하고, 상기 구동부는, 상기 배출 유로의 출구를 상기 분배 수조의 양측 방향으로 수평 이동시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1공간에서 슬러리가 오버플로우되면, 상기 구동부를 작동하여 상기 배출 유로의 출구를 상기 제2공간 상측으로 이동시키고, 상기 제2공간에서 슬러리가 오버플로우되면, 상기 구동부를 작동하여 상기 배출 유로의 출구를 상기 제1공간 상측으로 이동시킬 수 있다.
상기 제1세척 유닛은, 상기 제1회수 탱크에 저장된 슬러리의 높이를 감지하는 제1레벨 게이지와, 상기 제1회수 유로를 개폐하는 제1밸브와, 상기 제1밸브와 상기 제1회수 탱크 사이의 제1회수 유로에 연결되는 제1순수 유로와, 상기 제1순수 유로에 순수를 고압 공급하는 제1고압 펌프를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1레벨 게이지의 측정 결과 상기 제1회수 탱크의 슬러리 수위가 설정 치 이하로 떨어지면, 상기 제1밸브를 잠그고, 상기 제1고압 펌프를 가동시키며, 상기 제1세척 유닛의 작동 중 상기 제1회수 탱크에 회수된 슬러리와 순수를 외부로 배출시킬 수 있다.
상기 제2세척 유닛은, 상기 제2회수 탱크에 저장된 슬러리의 높이를 감지하는 제2레벨 게이지와, 상기 제2회수 유로를 개폐하는 제1밸브와, 상기 제2밸브와 상기 제2회수 탱크 사이의 제2회수 유로에 연결되는 제2순수 유로와, 상기 제2순수 유로에 순수를 고압 공급하는 제2고압 펌프를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2레벨 게이지의 측정 결과 상기 제2회수 탱크의 슬러리 수위가 설정치 이하로 떨어지면, 상기 제2밸브를 잠그고, 상기 제2고압 펌프를 가동시키며, 상기 제2세척 유닛의 작동 중 상기 제2회수 탱크에 회수된 슬러리와 순수를 외부로 배출시킬 수 있다.
상기 분배기의 제3방향과 연통하는 드레인 유로와 연결되고, 상기 연마 정반의 연마 공정 완료 후 상기 연마 정반을 세척한 세척수를 배출시키는 드레인 홀;을 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 연마용 슬러리 회수방법은, 연마 정반에서 사용되는 슬러리를 공급하는 제1단계; 상기 연마 정반에 사용된 슬러리를 제1,2,3방향 중 하나로 분배하는 제2단계; 상기 제1방향으로 분배된 슬러리를 제1회수 유로를 통해 저장 및 재사용하는 제3단계; 상기 제1회수 유로가 막히면, 상기 제2방향으로 분배하고, 상기 제2방향으로 분배된 슬러리를 제2회수 유로를 통해 저장 및 재사용하며, 상기 제1회수 유로를 차단하고, 상기 제1회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제4단계; 및 상기 제2회수 유로가 막히면, 상기 제1방향으로 분배하고, 상기 제1방향으로 분배된 슬러리를 제1회수 유로를 통해 저장 및 재사용하며, 상기 제2회수 유로를 차단하고, 상기 제2회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제5단계;를 포함하고, 상기 제4,5단계는, 상기 연마 정반의 연마 공정을 진행하는 동안 반복한다.
상기 제1단계는, 상기 제1,2회수 유로를 통하여 회수된 슬러리를 공급받는 제1과정과, 상기 제1과정에서 공급받은 슬러리에 새로운 슬러리를 공급받아 균일한 산도의 슬러리를 유지하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 균일한 산도(ph)의 슬러리를 상기 연마 장치로 공급하는 제3과정을 포함할 수 있다.
상기 제4단계는, 상기 제1회수 유로를 통해 회수된 슬러리가 저장되는 제1회수 탱크에서 슬러리의 높이를 감지하는 제1과정과, 상기 제1과정의 측정 결과 상기 제1회수 탱크의 슬러리 수위가 설정치 이하로 떨어지면, 상기 제1회수 유로가 막힌 것으로 감지하는 제2과정을 포함할 수 있다.
상기 제5단계는, 상기 제2회수 유로를 통해 회수된 슬러리가 저장되는 제2회수 탱크에서 슬러리의 높이를 감지하는 제1과정과, 상기 제1과정의 측정 결과 상기 제2회수 탱크의 슬러리 수위가 설정치 이하로 떨어지면, 상기 제2회수 유로가 막힌 것으로 감지하는 제2과정을 포함할 수 있다.
상기 연마 정반의 연마 공정 완료 후, 상기 제2단계에서 제3방향으로 분배하고, 상기 제3방향과 연통하는 드레인 유로를 통해 상기 연마 정반을 세척한 세척수를 배출하는 제6단계;를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 두 개의 회수 유로 중 하나의 유로가 슬러리에 포함된 이물질에 의해 막히더라도 연마 정반에서 사용된 슬러리가 다른 하나의 유로를 통하여 회수되고, 연마 공정을 진행하더라도 막힌 회수 유로를 고압의 세척수로 세척할 수 있다.
따라서, 연마 공정 중 회수된 슬러리와 새로운 슬러리를 혼합하여 균일한 산도의 슬러리를 중단 없이 연마 정반에 공급할 수 있으므로, 새로운 슬러리가 다량 유실되는 것을 방지할 수 있고, 연마 정반에서 연마되는 웨이퍼의 품질을 균일하게 유지할 수 있으며, 생산 효율을 높이는 동시에 생산 비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 연마용 슬러리 회수장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 연마용 슬러리 회수장치의 제어 관계가 도시된 블럭도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 연마용 슬러리 회수방법이 도시된 순서도이다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 연마용 슬러리 회수장치가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 연마용 슬러리 회수장치의 제어 관계가 도시된 블럭도이다.
본 실시예의 연마용 슬러리 회수장치는 공급 탱크(110)와, 분배기(120)와, 제1,2회수 탱크(130,140)와, 제1,2세척 유닛(150,160)과, 제어부(170)를 포함한다.
공급 탱크(110)는 연마 정반(A)에 공급할 슬러리가 저장되고, 회수된 슬러리와 새로운 슬러리를 공급받아 균일한 산도(ph)의 슬러리를 연마 정반(A)에 공급할 수 있다.
공급 탱크(110)는 제1연결 유로(111)에 의해 제1회수 탱크(130)와 연결되고, 제2연결 유로(112)에 의해 제2회수 탱크(140)와 연결되며, 제1,2연결 유로(111,112)에는 각각 별도의 펌프(미도시)가 구비될 수 있다.
공급 탱크(110) 일측에 새로운 슬러리를 공급하기 위하여 신액 탱크(B/T)가 구비될 수 있으며, 공급 탱크(110)는 신액 공급유로(113)에 의해 신액 탱크(B/T)와 연결될 수 있다. 물론, 신액 탱크(B/T)는 생략 가능하다.
공급 탱크(110)는 공급 유로(114)에 의해 연마 정반(A)과 연결되고, 공급 유로(114)에는 별도의 펌프(미도시)가 구비될 수 있다.
따라서, 연마 공정 중 공급 탱크는 제1,2회수 탱크(130,140) 중 하나에서 회수된 슬러리를 공급받는 동시에 신액 탱크(B/T)에서 새로운 슬러리를 공급받아 혼합한 다음, 균일한 산도의 슬러리를 연마 정반(A)에 공급할 수 있다.
분배기(120)는 연마 정반(A)에서 사용된 슬러리를 제1,2,3방향으로 분배하기 위하여 구비되는데, 제1방향은 제1회수 유로(131)와 제1회수 탱크(130)와 연통되고, 제2방향은 제2회수 유로(141)와 제2회수 탱크(140)와 연통되며, 제3방향은 드레인 유로(D/L)와 드레인 홀(Drain hole)과 연통될 수 있다.
상세하게, 분배기(120)는 연마 정반(A)에서 배출되는 슬러리가 흘러나오는 배출 유로(121)와, 배출 유로(121)의 출구 하측에 구비된 분배 수조(122)와, 배출 유로(121)를 분배 수조(122) 상측에서 이동시키는 구동부(123)를 포함할 수 있다.
분배 수조(122)는 상면이 개방된 직사각 형태의 수조로서, 제1,2,3방향과 연통하는 제1,2,3공간(122a, 122b, 122c)으로 구획될 수 있다. 제3공간(122c)이 제1,2공간(122a,122b) 사이에 위치하도록 일렬로 나란히 배열될 수 있다. 제1회수 유로(131)가 분배 수조의 제1공간(122a) 하부에 연결되고, 제2회수 유로(141)가 분배 수조의 제2공간(122b) 하부에 연결되며, 드레인 유로(D/L)가 분배 수조의 제3공간(122c) 하부에 연결될 수 있다.
구동부(123)는 배출 유로(121)의 출구를 분배 수조(122) 상측에서 제1,2,3공간(122a,122b,122c)이 배열된 방향으로 수평 이동시킬 수 있는데, 다양하게 구성될 수 있으며, 한정되지 아니한다.
구동부(123)가 배출 유로(121)의 출구를 이동시킴으로서, 배출 유로(121)의 출구를 분배 수조의 제1,2,3공간(122a,122b,122c) 중 하나 상측에 위치시킬 수 있다.
실시예에 따르면, 분배 수조의 제1공간(122a)에서 슬러리가 오버플로우되면, 구동부(123)가 배출 유로(121)의 출구를 분배 수조의 제2공간(122b)으로 이동시키도록 제어되고, 분배 수조의 제2공간(122b)에서 슬러리가 오버플로우되면, 구동부(123)가 배출 유로(121)의 출구를 분배 수조의 제1공간(122a)으로 이동시키도록 제어될 수 있다.
제1회수 탱크(130)는 연마 정반(A)에서 사용된 슬러리를 회수하는데, 제1회수 유로(131)에 의해 분배 수조의 제1공간(122a)과 연결되고, 분배 수조의 제1공간(122a)으로 분배된 슬러리를 회수 및 저장한다. 제1회수 탱크(130)로 회수된 슬러리는 제1연결 유로(111)를 통하여 공급 탱크(110)로 공급 및 재사용될 수 있다.
제1회수 탱크(130)의 하부 일측에 연통된 배관에 제1배수 밸브(132)가 구비되는데, 하기에서 설명될 제1세척 유닛(150)의 동작으로 유입되는 순수 등을 배출할 수 있다.
제2회수 탱크(140)는 연마 정반(A)에서 사용된 슬러리를 회수하는데, 제2회수 유로(141)에 의해 분배 수조의 제2공간(122b)과 연결되고, 분배 수조의 제2공간(122b)으로 분배된 슬러리를 회수 및 저장한다. 제2회수 탱크(140)로 회수된 슬러리는 제2연결 유로(112)를 통하여 공급 탱크(110)로 공급 및 재사용될 수 있다.
제2회수 탱크(140)의 하부 일측에 연통된 배관에 제2배수 밸브(142)가 구비되는데, 하기에서 설명될 제2세척 유닛(160)의 동작으로 유입되는 순수 등을 배출할 수 있다.
마찬가지로, 제2회수 유로(141)에도 유로를 개폐시킬 수 있는 제2밸브(V2)가 구비될 수 있는데, 분배 수조의 제2공간(122b)으로 슬러리가 공급되는 동안 제2밸브(V2)는 열림 상태를 유지하고, 하기에서 제2회수 유로(141)를 고압 순수로 세척하는 동안 제2밸브(V2)는 닫힘 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
제1세척 유닛(150)은 제1회수 유로(131)가 막힌 것을 감지하여 제1회수 유로(131)를 고압 순수로 세척하도록 구성되는데, 제1레벨 게이지(151)와, 제1밸브(V1)와, 제1순수 유로(152)와, 제1고압 펌프(153)를 포함할 수 있다.
제1레벨 게이지(151)는 제1회수 탱크(130)의 하부와 연결되도록 제1회수 탱크(130) 일측에 나란히 설치되고, 제1회수 탱크(130)에 저장된 슬러리의 높이를 감지할 수 있다. 작업자가 직접 제1레벨 게이지(151)를 보고 제1회수 탱크(130)의 수위를 판단하거나, 별도의 디스플레이(미도시)에 제1회수 탱크(130)의 수위를 표시해 줄 수 있다. 또한, 디스플레이에는 실시간 모니터링한 슬러리의 유실과 관련한 상태를 표시해 줄 수 있으나, 한정되지 아니한다.
제1밸브(V1)는 제1회수 유로(131)에 유로를 개폐시킬 수 있도록 구비되는데, 제1회수 탱크(130) 보다 분배 수조(122)와 인접한 위치에 구비되는 것이 바람직하다. 분배 수조의 제1공간(122a)으로 슬러리가 공급되는 동안 제1밸브(V1)는 열림 상태를 유지하고, 제1회수 유로(131)를 고압 순수로 세척하는 동안 제1밸브(V1)는 닫힘 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
제1순수 유로(152)는 제1밸브(V1)와 제1회수 탱크(130) 사이의 제1회수 유로(131)에 연결되고, 제1고압 펌프(153)는 제1순수 유로(152)에 순수를 고압 공급하도록 구비될 수 있다.
제2세척 유닛(160)은 제2회수 유로(141)가 막힌 것을 감지하여 제2회수 유로(141)를 고압 순수로 세척하도록 구성되는데, 제2레벨 게이지(161)와, 제2밸브(V2)와, 제2순수 유로(162)와, 제2고압 펌프(163)를 포함할 수 있다. 제2세척 유닛(160)의 구성은 제1세척 유닛(150)과 동일하여 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제어부(170)는 상기의 장치에 작동을 제어하는데, 하기와 같이 제어할 수 있다.
연마 공정이 진행하는 동안, 분배기의 구동부(123)와 제1밸브(V1)를 제어하여 연마 정반(A)에서 사용된 슬러리가 분배 수조의 제1공간(122a) 및 제1회수 유로(131)를 통하여 제1회수 탱크(130)로 회수되도록 한다. 제1연결 유로(111)의 펌프를 제어하여 제1회수 탱크(130)에 회수된 슬러리가 공급 탱크(110)로 공급되도록 하고, 버퍼 탱크(B/T)를 통하여 새로운 슬러리도 공급 탱크(110)로 공급되도록 한다. 제1회수 탱크(130)에서 회수된 슬러리와 버퍼 탱크(B/T)에서 공급된 새로운 슬러리가 공급 탱크(110) 내부에서 혼합된 다음, 균일한 산도(ph)의 슬러리가 다시 연마 정반(A)으로 공급되는 과정을 반복한다.
제1회수 탱크(130)로 슬러리가 회수되는 동안, 제1레벨 게이지(151)를 통하여 제1회수 탱크(130)의 슬러리 높이가 설정치 이하로 감소하면, 제1회수 유로(131)가 슬러리에 포함된 이물질에 의해 막힌 것으로 판단한다.
따라서, 분배기의 구동부(123)를 제어하여 연마 정반(A)에서 사용된 슬러리가 분배 수조의 제2공간(122b) 및 제2회수 유로(141)를 통하여 제2회수 탱크(140)로 회수되도록 한다. 제2회수 탱크(140)에서 회수된 슬러리와 버퍼 탱크(B/T)에서 공급된 새로운 슬러리가 공급 탱크(110) 내부에서 혼합된 다음, 균일한 산도(ph)의 슬러리가 다시 연마 정반(A)으로 공급되는 과정을 반복한다.
이와 동시에 제1밸브(V1)를 잠근 상태에서 제1고압 펌프(153)를 가동시키면, 고압의 순수가 제1순수 유로(152)와 제1회수 유로(131)를 통과하면서 이물질을 세척하고, 세척수가 제1회수 탱크(130)로 유입되면, 제1배수 밸브(132)를 열어주어 제1회수 탱크(130)에 잔류하는 세척수를 외부로 배출시킬 수 있다.
또한, 제2회수 탱크(140)로 슬러리가 회수되는 동안, 제2레벨 게이지(161)를 통하여 제2회수 탱크(140)의 슬러리 높이가 설정치 이하로 감소하면, 제2회수 유로(141)가 슬러리에 포함된 이물질에 의해 막힌 것으로 판단한다.
따라서, 분배기의 구동부(123)를 제어하여 연마 정반(A)에서 사용된 슬러리가 분배 수조의 제1공간(122a) 및 제1회수 유로(131)를 통하여 제1회수 탱크(130)로 회수하여 재사용되도록 하고, 이와 동시에 제2밸브(V2)를 잠근 상태에서 제2고압 펌프(163)를 가동하여 제2회수 유로(141)를 고압의 순수로 세척 및 제2회수 탱크(140)를 통해 외부로 배출하는 과정을 반복한다.
연마 공정 중 제1,2회수 유로(131,141) 중 하나가 막히더라도 연마 정반(A)에서 회수된 슬러리를 다른 하나의 유로를 통하여 재사용함으로서, 새로운 슬러리가 다량으로 유실되는 것을 방지할 수 있고, 연마 공정의 중단 없이 이물질에 의해 막힌 제1,2회수 유로(131,141) 중 하나를 고압의 순수로 세척함으로서, 연마 공정을 정상적으로 진행하여 생산성을 높일 수 있다.
상기와 같은 연마 공정이 완료되면, 연마 정반(A)을 세척수로 세척하고, 분배기의 구동부(123)를 제어하여 연마 정반(A)을 세척한 세척수가 분배 수조의 제3공간(122c) 및 드레인 유로(D/L)를 통하여 드레인 홀로 배출되도록 한다.
도 3은 본 실시예에 따른 연마용 슬러리 회수방법이 도시된 순서도이다.
연마 공정 중 연마 정반으로 슬러리 공급한다.(S1 참조)
웨이퍼를 연마 정반에 부착된 연마 패드와 마찰시키는 동시에 슬러리를 공급하여 기계적 화학적 연마가 동시에 이뤄지도록 한다.
연마 정반에 사용된 슬러리를 제1방향으로 분배하고, 제1방향과 연통된 제1회수 유로를 통해 제1회수 탱크에 저장 및 재사용한다.(S2,S3 참조)
제1회수 탱크에 회수된 슬러리는 별도의 탱크에서 새로운 슬러리와 혼합한 다음, 연마 정반으로 공급되어 재사용되는 과정을 반복한다.(S9 참조)
제1회수 탱크에 슬러리가 회수되는 동안, 제1회수 탱크의 수위를 측정하고, 제1회수 탱크의 수위를 설정치와 비교한다.(S4 참조)
제1회수 탱크의 수위가 설정치를 초과하면, 정상적으로 제1회수 유로가 슬러리를 회수하는 것으로 판단하고, 상기와 같이 연마 정반에서 사용된 슬러리가 제1회수 유로와 제1회수 탱크로 회수되는 과정을 반복한다.(S3 참조)
반면, 제1회수 탱크의 수위가 설정치 이하이면, 제1회수 유로가 슬러리에 포함된 이물질에 의해 막힌 것으로 판단하고, 연마 정반에서 사용된 슬러리를 제2방향으로 분배 및 제1회수 유로를 고압 순수로 세정한다.(S5 참조)
이와 동시에 연마 정반에서 사용된 슬러리를 제2방향과 연통된 제2회수 유로를 통해 제2회수 탱크에 저장 및 재사용한다.(S6 참조)
제2회수 탱크에 회수된 슬러리는 별도의 탱크에서 새로운 슬러리와 혼합한 다음, 연마 정반으로 공급되어 재사용되는 과정을 반복한다.(S9 참조)
따라서, 제1회수 유로를 세척하더라도 제2회수 유로 및 제2회수 탱크를 지속적으로 재사용 슬러리를 공급하면서 연마 공정을 중단 없이 진행할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 새로운 슬러리가 다량으로 유실되는 것을 방지할 수 있다.
제2회수 탱크에 슬러리가 회수되는 동안, 제2회수 탱크의 수위를 측정하고, 제2회수 탱크의 수위를 설정치와 비교한다.(S7 참조)
제2회수 탱크의 수위가 설정치를 초과하면, 정상적으로 제2회수 유로가 슬러리를 회수하는 것으로 판단하고, 상기와 같이 연마 정반에서 사용된 슬러리가 제2회수 유로와 제2회수 탱크로 회수되는 과정을 반복한다.(S6 참조)
반면, 제2회수 탱크의 수위가 설정치 이하이면, 연마 정반에서 사용된 슬러리를 제1방향으로 분배 및 제2회수 유로를 고압 순수로 세정한다.(S8 참조)
이와 동시에 제1방향과 연통된 제1회수 유로를 통해 제1회수 탱크에 저장 및 재사용하는 과정을 반복한다.(S3 참조)
마찬가지로, 제2회수 유로를 세척하더라도 제1회수 유로 및 제1회수 탱크를 지속적으로 재사용 슬러리를 공급하면서 연마 공정을 중단 없이 진행할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 새로운 슬러리가 다량으로 유실되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 과정이 반복되면서 재사용 슬러리와 새로운 슬러리를 혼합한 다음, 연마 정반으로 공급하는 과정을 반복한다.(S9,S1 참조)
물론, 연마 공정이 완료되면, 슬러리의 공급을 중단하고, 연마 정반을 세척 및 세척수를 제3방향으로 분배한 다음, 제3방향과 연통된 드레인 유로를 통해 외부로 배수한다.(S10,S11,S12 참조)
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 : 공급 탱크 111,112 : 제1,2연결 유로
113 : 신액 유로 114 : 공급 유로
120 : 분배기 121 : 배출 유로
122 : 분배 수조 123 : 구동부
130,140 : 제1,2회수 탱크 131,141 : 제1,2회수 유로
132,142 : 제1,2배수 밸브 150,160 : 제1,2세척 유닛
151,161 : 제1,2레벨 게이지 152,162 : 제1,2순수 유로
153,163 : 제1,2고압 펌프 170 : 제어부
A : 연마 정반 V1,V2 : 제1,2밸브

Claims (15)

  1. 연마 정반으로 슬러리를 공급하는 공급 탱크;
    상기 연마 정반에서 회수되는 슬러리를 제1,2,3방향 중 하나로 분배하는 분배기;
    상기 분배기의 제1방향과 연통하는 제1회수 유로와 연결되고, 회수된 슬러리를 저장 및 상기 공급 탱크로 공급하는 제1회수 탱크;
    상기 제1회수 유로가 막힌 것을 감지하고, 상기 제1회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제1세척 유닛;
    상기 분배기의 제2방향과 연통하는 제2회수 유로와 연결되고, 회수된 슬러리를 저장 및 상기 공급 탱크로 공급하는 제2회수 탱크;
    상기 제2회수 유로가 막힌 것을 감지하고, 상기 제2회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제2세척 유닛; 및
    상기 분배기와 제1,2회수 탱크 및 제1,2세척 유닛의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 연마용 슬러리 회수장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 탱크는,
    상기 제1,2회수 탱크와 연결된 제1,2 연결유로와,
    새로운 슬러리를 공급받는 신액 공급유로와,
    상기 연마 정반과 연결된 재사용 슬러리 공급유로를 포함하고,
    상기 제1,2연결유로를 통해 공급된 슬러리와 상기 신액 공급유로를 통해 공급된 슬러리를 혼합하여 균일한 산도의 슬러리를 만들어 상기 연마 정반으로 공급하는 연마용 슬러리 회수장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분배기는,
    상기 연마 정반에서 배출되는 슬러리가 흘러나오는 배출 유로와,
    상기 배출 유로의 출구 하측에 구비되고, 상기 제1,2,3방향과 연통하는 제1,2,3공간으로 구획되는 분배 수조와,
    상기 배출 유로의 출구를 선택적으로 상기 제1,2,3공간 중 하나의 상측으로 이동시키는 구동부를 포함하는 연마용 슬러리 회수장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분배 수조는,
    상기 제3공간을 중심으로 상기 제1,2공간이 양측에 위치하고,
    상기 구동부는,
    상기 배출 유로의 출구를 상기 분배 수조의 양측 방향으로 수평 이동시키는 연마용 슬러리 회수장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1공간에서 슬러리가 오버플로우되면, 상기 구동부를 작동하여 상기 배출 유로의 출구를 상기 제2공간 상측으로 이동시키고,
    상기 제2공간에서 슬러리가 오버플로우되면, 상기 구동부를 작동하여 상기 배출 유로의 출구를 상기 제1공간 상측으로 이동시키는 연마용 슬러리 회수장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1세척 유닛은,
    상기 제1회수 탱크에 저장된 슬러리의 높이를 감지하는 제1레벨 게이지와,
    상기 제1회수 유로를 개폐하는 제1밸브와,
    상기 제1밸브와 상기 제1회수 탱크 사이의 제1회수 유로에 연결되는 제1순수 유로와,
    상기 제1순수 유로에 순수를 고압 공급하는 제1고압 펌프를 포함하는 연마용 슬러리 회수장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1레벨 게이지의 측정 결과 상기 제1회수 탱크의 슬러리 수위가 설정 치 이하로 떨어지면, 상기 제1밸브를 잠그고, 상기 제1고압 펌프를 가동시키며,
    상기 제1세척 유닛의 작동 중 상기 제1회수 탱크에 회수된 슬러리와 순수를 외부로 배출시키는 연마용 슬러리 회수장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2세척 유닛은,
    상기 제2회수 탱크에 저장된 슬러리의 높이를 감지하는 제2레벨 게이지와,
    상기 제2회수 유로를 개폐하는 제1밸브와,
    상기 제2밸브와 상기 제2회수 탱크 사이의 제2회수 유로에 연결되는 제2순수 유로와,
    상기 제2순수 유로에 순수를 고압 공급하는 제2고압 펌프를 포함하는 연마용 슬러리 회수장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2레벨 게이지의 측정 결과 상기 제2회수 탱크의 슬러리 수위가 설정치 이하로 떨어지면, 상기 제2밸브를 잠그고, 상기 제2고압 펌프를 가동시키며,
    상기 제2세척 유닛의 작동 중 상기 제2회수 탱크에 회수된 슬러리와 순수를 외부로 배출시키는 연마용 슬러리 회수장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 분배기의 제3방향과 연통하는 드레인 유로와 연결되고, 상기 연마 정반의 연마 공정 완료 후 상기 연마 정반을 세척한 세척수를 배출시키는 드레인 홀;을 더 포함하는 연마용 슬러리 회수장치.
  11. 연마 정반에서 사용되는 슬러리를 공급하는 제1단계;
    상기 연마 정반에 사용된 슬러리를 제1,2,3방향 중 하나로 분배하는 제2단계;
    상기 제1방향으로 분배된 슬러리를 제1회수 유로를 통해 저장 및 재사용하는 제3단계;
    상기 제1회수 유로가 막히면, 상기 제2방향으로 분배하고, 상기 제2방향으로 분배된 슬러리를 제2회수 유로를 통해 저장 및 재사용하며, 상기 제1회수 유로를 차단하고, 상기 제1회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제4단계; 및
    상기 제2회수 유로가 막히면, 상기 제1방향으로 분배하고, 상기 제1방향으로 분배된 슬러리를 제1회수 유로를 통해 저장 및 재사용하며, 상기 제2회수 유로를 차단하고, 상기 제2회수 유로를 고압 순수로 세정하는 제5단계;를 포함하고,
    상기 제4,5단계는,
    상기 연마 정반의 연마 공정을 진행하는 동안 반복하는 연마용 슬러리 회수방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1단계는,
    상기 제1,2회수 유로를 통하여 회수된 슬러리를 공급받는 제1과정과,
    상기 제1과정에서 공급받은 슬러리에 새로운 슬러리를 공급받아 균일한 산도의 슬러리를 유지하는 제2과정과,
    상기 제2과정에서 균일한 산도(ph)의 슬러리를 상기 연마 장치로 공급하는 제3과정을 포함하는 연마용 슬러리 회수방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 제1회수 유로를 통해 회수된 슬러리가 저장되는 제1회수 탱크에서 슬러리의 높이를 감지하는 제1과정과,
    상기 제1과정의 측정 결과 상기 제1회수 탱크의 슬러리 수위가 설정치 이하로 떨어지면, 상기 제1회수 유로가 막힌 것으로 감지하는 제2과정을 포함하는 연마용 슬러리 회수방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제5단계는,
    상기 제2회수 유로를 통해 회수된 슬러리가 저장되는 제2회수 탱크에서 슬러리의 높이를 감지하는 제1과정과,
    상기 제1과정의 측정 결과 상기 제2회수 탱크의 슬러리 수위가 설정치 이하로 떨어지면, 상기 제2회수 유로가 막힌 것으로 감지하는 제2과정을 포함하는 연마용 슬러리 회수방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 연마 정반의 연마 공정 완료 후, 상기 제2단계에서 제3방향으로 분배하고, 상기 제3방향과 연통하는 드레인 유로를 통해 상기 연마 정반을 세척한 세척수를 배출하는 제6단계;를 더 포함하는 연마용 슬러리 회수방법.
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