KR20230140715A - 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 폴리싱 융을 장착한 헤드를 회전시켜 반도체 다이에 밀착하고, 시료를 좌우로 스캔(이동)하고, 불균일도를 줄이기 위해 방향을 90도 전환하여, 나노 파우더 슬러리로 상기 시료(반도체 개별 IC 칩 또는 DIE)의 표면을 폴리싱할 때, 상기 시료의 상측 전체에 걸쳐 치우침없이 균일하게 폴리싱이 이루어질 수 있도록 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR IMMERSION LINEAR NANO LAYER POLISHING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리싱 융을 장착한 헤드를 회전시켜 반도체 다이에 밀착하고, 시료를 좌우로 스캔(이동)하고, 불균일도를 줄이기 위해 방향을 90도 전환하여, 나노 파우더 슬러리로 상기 시료(반도체 개별 IC 칩 또는 DIE)의 표면을 폴리싱할 때, 상기 시료의 상측 전체에 걸쳐 치우침없이 균일하게 폴리싱이 이루어질 수 있도록 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
특정 장치나 시스템을 개발하기 위해서 분석, 설계, 테스트, 유지보수 등의 절차를 밟아가는 것을 순공학(forward engineering)이라 하며, 이미 만들어진 장치나 시스템을 역으로 추적하여 처음의 설계기법 등의 자료를 얻어내는 것은 역공학(reverse engineering)이라 한다.
역공학은 하드웨어 분야에서 완제품으로부터 제품의 설계사양을 추출하려는 목적으로 출발하였으나, 시스템의 품질을 향상하고 유지보수와 관련된 업무를 개선하려는 요구가 생겼고, 이를 충족시키는 방법으로 역공학이 이용되기 시작하였다.
한편, 최근들어 현대 사회에서 필수불가결한 컴퓨터, 휴대폰 등을 포함한 대부분의 전자기기에는 집적 회로(Integrated Circuit)가 사용되고 있다.
일반적으로 IC는 여러 독립된 요소를 집적해서 하나의 칩으로 만든 것으로서, IC의 접속단자인 전극과 외부에 접속하기 위한 리드 전극을 전기적으로 연결하기 위한 본딩 와이어를 포함하여 에폭시 몰딩 수지(Epoxy Molding Compound)와 같은 플라스틱 성형 수지로 패키징되며, 이를 통해 온도, 습도, 화학약품에 대한 오염 또는 물리적 충격 등과 같은 외부환경으로부터 내부 회로 및 본딩 와이어 등을 안전하게 보호할 수 있게 된다.
하지만 IC가 더욱 고집적화, 소형화 및 경박단소화되어 가면서, 제조기술 또한 더욱 정밀하고 복잡한 공정을 요구함에 따라 IC의 불량률도 증가되는 추세에 있다. 이러한 불량률의 증가는 IC의 오작동, 성능저하, 수율 감소 등으로 이어지기 때문에 최근에는 이러한 IC 불량을 검출하기 위한 많은 기술들이 개발되어 사용되고 있다.
예를 들어, IC 칩의 불량 분석을 위하여 IC 패키지의 EMC 또는 플라스틱 부분을 제거하는 공정(decapsulation)을 수행하여 IC 칩(DIE 수준으로 대부분 정사각형 혹은 직사각형 형태, 1mm ~ 30mm)을 오픈한 후, 1차적으로 IC 표면 분석을 통하여 불량 원인을 규명하게 된다. 만약 표면이 아닌 IC 회로 내부에 이상이 있을 경우에는 2차적으로 IC칩의 제조 공정의 역순으로 상부층부터 하부기판까지 한 층씩(layer by layer) 벗겨내면서(de-layer) 분석하게 되는데, 최근의 구리배선 IC칩의 경우 층간(inter-layer) 두께가 또는 100nm 이하로 매우 얇다. 그러므로 나노 박막의 층을 정밀하고 균일하게 제거하고 분석하여야 정확한 불량 원인을 규명할 수 있다. IC칩의 제조기술이 고도화되면서 불량을 분석할 수 있는 나노 두께의 IC 내부의 박막을 균일하게 제거하는 방법이 매우 중요하게 되었으며, 불량 원인이 규명된 결과를 IC칩의 제조 공정에 반영함으로써, IC칩의 불량을 줄이고 생산성 향상에 기여하는 것이 필요하게 되었다.
그러나, 종래에 사용되고 있는 폴리싱 기법 중에서 IC칩을 회전시키면서 폴리싱하는 로테이션 방식은 개별 IC칩(DIE 수준으로 대부분 정사각형 혹은 직사각형 형태)의 에지 부분(특히, 모서리 부분)이 다른 부분보다 먼저 제거가 되어 균일한 내부 회로를 전체적으로 관찰하기가 어려웠다. 그동안 이러한 문제가 개선되지 않아 아직까지 자동화된 장비가 없는 상태이며 사람이 직접 폴리싱 작업을 수행하기도 하는 실정에 있다. 그러나 이 경우에도 에지 부분이 먼저 없어지는 라운딩 문제가 여전히 개선되지 못하여 에지의 패드(Pad) 불량은 분석할 수 없고, 칩 안쪽의 불균일도 또한 새로운 문제로 대두되었으며, 그 결과 또한 작업자의 숙련도에 따라 편차가 매우 심한 실정이다.
따라서 본 발명에서는 폴리싱 공정을 자동화하여 시료(즉 IC칩; DIE 수준)의 상측 전체에 걸쳐 치우침없이 균일하게 폴리싱이 이루어지도록 함으로써, 상기 시료의 에지 부분에서 발생하는 라운딩을 줄이고, 전체적으로 균일도가 우수한 폴리싱을 통해서 시료의 불량을 정확하게 분석할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 특히, 본 발명은 시료의 위치에 따라 헤드의 회전속도 및 밀착 압력, 시료의 이동속도 및 횟수, 시료의 90도 회전(폴리싱 방향 회전) 및 횟수, 그리고 함침 상태에서 균일한 나노파우더 공급, 싸이클 조절을 통하여 폴리싱을 제어할 수 있도록 한다.
다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행발명에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행발명에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.
먼저 한국공개특허 제2009-0026266호(2009.03.12.)는 폴리싱 개별 다이의 능력을 이용하여 대형 웨이퍼를 화학적기계적으로 폴리싱하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 기판 표면의 선택된 부분이 제거될 때까지 상기 기판 표면의 적어도 일부분을 폴리싱 패드와 슬라이딩 마찰 접촉하도록 유지시키고, 하나 이상의 다이를 포함하는 블랭킷/패턴 웨이퍼 상에서 한 영역을 시판중인 원판 CMP 패드의 작은 조각이나 평가하의 패드를 구비한 단일 폴리싱 헤드를 사용하여 폴리싱하며, 각각의 폴리싱 헤드가 패턴 웨이퍼 상의 다이와 대응하는 다중 아암 폴리싱 헤드를 사용하여 패턴 웨이퍼를 폴리싱하는 방법에 관한 선행발명이다.
즉 상기 한국공개특허 제2009-0026266호는 대형 패턴/블랭킷 웨이퍼 폴리싱을 위해 사용된 화학적 기계적 폴리싱의 장치, 웨이버상의 개별 다이를 한 번에 폴리싱할 수 있는 공정, 그리고 슬러리를 화학적 기계적 폴리싱하기 위한 방법 및 공정 평가에 대해 기재하고 있다.
하지만, 본 발명은 개별 다이 수준에서 나노 레이어 폴리싱을 목적으로 융을 헤드에 장착하여 회전시키고 시료에 밀착하며, 시료 스테이지가 좌우로 이동하면서 폴리싱되는 점, 불균일 폴리싱을 줄이기 위하여 시료를 주기적으로 90도 회전(폴리싱 방향 전환) 하는 점 및 균일한 폴리싱을 위해 나노 스러리 배스에 시료 및 헤드를 함침하여, 다이 시료의 상측 전체에 걸쳐 치우침없이 균일하게 폴리싱이 이루어지도록 하여, 에지 부분에서 발생하는 라운딩을 줄이고, 이를 통해 시료의 불량을 정확하게 분석할 수 있도록 하는 것이므로, 상기 한국공개특허 제2009-0026266호와 본 발명은 그 기술적 특징에 있어서 현저한 차이점이 있다.
또한 한국등록특허 제0699616호(2007.03.23.)는 유체 분배 고정 연마 폴리싱 패드 CMP 시스템, 웨이퍼 폴리싱 방법, 유체 분배 고정 연마 폴리싱 패드 및 집적 회로 제조 방법에 관한 것으로, 유체를 분배하는 고정된 연마 폴리싱 패드는 회전하는 동안 웨이퍼 표면에 대해 압착되고 고정된 연마 소자는 웨이퍼 표면을 평탄화하는 마찰력을 가하고, 유체를 분배하는 고정된 원판 연마 폴리싱 패드에 의해 분배된 유체는 웨이퍼 표면의 스크래칭을 최소화하거나, 웨이퍼 표면과 화학적으로 작용하여 그것을 부드럽게 하거나, 미립자 오염물의 제거를 돕는 등의 다양한 방법으로 상기 고정된 소자들이 웨이퍼 평탄화를 이루도록 돕는 폴리싱 방법에 관한 선행발명이다.
즉 상기 한국등록특허 제0699616호는 유체를 분배하는 동안 웨이퍼 표면 상으로 부유하는 연마 입자들 없이 고정된 연마 소자들을 이용하여 웨이퍼의 일부 또는 전체 층을 제거하기 위해 고정된 연마 소자들을 이용하는 유체를 분배하는 고정된 연마 폴리싱 패드 CMP 시스템 및 방법을 기재하고 있다.
반면에 본 발명은, 시료의 상측 전체에 걸쳐 치우침없이 균일하게 폴리싱이 이루어지도록 헤드의 회전속도 및 밀착, 시료의 이동속도 및 횟수, 시료의 90도 회전(폴리싱 방향 전환) 및 횟수, 그리고 함침 방식으로 나노 파우더를 균일하게 공급하여 균일한 폴리싱을 수행함으로써, 시료의 에지 부분이 먼저 제거되어 시료의 불량을 정확하게 분석할 수 없는 것을 해소할 수 있도록 하는 것이므로, 상기 한국등록특허 제0699616호와 본 발명은 그 기술적 구성의 차이점이 분명하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 헤드의 회전수 및 밀착 압력, 시료의 선형 이동 및 횟수, 시료의 90도 회전 및 횟수, 그리고 함침용 나노 파우더 슬러리를 사용하여 시료의 에지 라운딩이 적고, 균일하게 IC칩을 층층이 내려가면서 폴리싱할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 시료의 상측 전체에 걸쳐 균일하고 치우침없이 폴리싱이 되도록 함으로써, 상기 시료의 에지 부분에서 발생하는 라운딩을 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 슬러리 배스(slurry bath) 내에서 외곽에 폴리싱 융을 장착한 원통 형상의 헤드를 시료의 상측에 위치시키고, 나노 파우더 슬러리를 상기 슬러리 배스에 채운 다음, 상기 헤드와 시료의 구동을 제어하여 폴리싱을 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 헤드의 회전속도, 밀착압력, 스테이지의 X축 상에서의 이송거리 및 이동 반복 횟수, Y축 상에서의 90도 회전 및 회전 횟수, 헤드의 회전방향 및 속도 등을 포함한 폴리싱 사이클 조건을 사전에 설정해두고, 상기 설정해둔 폴리싱 사이클 조건에 따라 상기 헤드의 회전과 상기 스테이지의 X축 이동 및 Y축 회전을 제어하여 시료를 폴리싱할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 시료의 센터 또는 좌우측 에지 부분에 따라 헤드의 헤드의 회전속도, 밀착압력, 스테이지의 이동속도, 시료의 90도 회전 주기 및 폴리싱 시간을 가변적으로 선형, 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 스테이지의 좌우 이동 방향에 따라 헤드가 회전되는 방향을 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치는, 시료가 부착되는 플레이트; 외곽에 폴리싱 융이 장착되고, 상기 시료의 상측에서 회전하는 헤드; 및 상기 플레이트(시료)의 이동 및 회전을 조절하는 스테이지;를 포함하며, 상기 헤드의 회전과 상기 스테이지의 이동 및 회전에 따라 상기 헤드와 상기 시료 사이에 나노 파우더 슬러리가 치우침없이 공급되어 상기 시료의 상측 전체 면이 균일하게 폴리싱되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치는, 상기 시료 및 플레이트가 내부 공간에 수용되고, 상부에는 상기 헤드가 구비되며, 상기 시료를 폴리싱하기 위한 나노 파우더 슬러리를 공급받는 슬러리 배스; 상기 나노 파우더 슬러리를 상기 슬러리 배스에 공급하는 나노 파우더 슬러리 공급부; 및 상기 슬러리 배스로부터 나노 파우더 슬러리를 회수하는 나노 파우더 슬러리 회수부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치는, 상기 헤드의 상하 이동(압력) 및 회전과 상기 스테이지의 이동 및 회전을 제어하며, 상기 나노 파우더 슬러리의 공급 및 회수를 제어하는 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어모듈은, 상기 스테이지의 X축 상에서의 이송거리 및 이동 반복 횟수, 상기 스테이지의 Y축 상에서의 90도 회전 횟수, 상기 헤드의 회전속도 또는 이들의 조합을 포함한 폴리싱 사이클 조건에 따라 상기 헤드와 상기 스테이지의 구동을 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어모듈은, 상기 시료의 위치에 따른 상기 헤드의 회전속도와 밀착압력, 상기 스테이지의 X축 상에서의 이동속도와 Y축 상에서의 90도 회전 및 횟수, 폴리싱 시간을 가변하여 선형적으로 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어모듈은, 상기 시료의 상측에 위치하는 상기 헤드의 회전 방향을 상기 스테이지의 좌우 이동 방향에 따라 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 구동하도록 제어하여, 상기 시료의 폴리싱 시간 및 속도를 조절하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법은, 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 플레이트의 일측에 시료를 부착하는 시료 부착 단계; 폴리싱 융이 외곽에 구비된 헤드를 상하로 구동하여 상기 플레이트에 부착된 상기 시료의 상부에 위치시키고, 상기 시료와 상기 헤드의 위치를 정렬하는 폴리싱 위치 정렬 단계; 상기 헤드의 회전과 상기 스테이지의 이동 및 회전을 통해 폴리싱을 수행하는 폴리싱 단계;를 포함하며, 상기 헤드의 회전과 상기 스테이지의 이동 및 회전에 따라 상기 헤드와 상기 시료 사이에 나노 파우더 슬러리가 치우침없이 공급되어 상기 시료의 상측 전체 면이 균일하게 폴리싱되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법은, 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 상기 시료 및 플레이트가 수용되고, 상기 헤드가 상기 시료의 상부에 위치하고 있는 슬러리 배스에 나노 파우더 슬러리를 공급하는 단계: 상기 나노 파우더 슬러리가 상기 슬러리 배스에 공급됨에 따라 상기 시료가 상기 나노 파우더 슬러리에 의해 덮여지는지를 판단하는 단계; 상기 판단한 결과 상기 시료가 상기 나노 파우더 슬러리에 의해 덮여지면, 상기 폴리싱 단계를 수행하는 단계; 상기 폴리싱 단계가 종료되는지를 판단하는 단계; 및 상기 판단한 결과 상기 폴리싱 단계가 종료되면, 상기 슬러리 배스에 공급한 상기 나노 파우더 슬러리를 회수하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법은, 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 제어모듈을 통해 상기 스테이지의 X축 상에서의 이송거리 및 이동 반복 횟수, 상기 스테이지의 Y축 상에서의 90도 회전 횟수, 상기 헤드의 회전속도, 밀착압력 또는 이들의 조합을 포함한 폴리싱 사이클 조건에 따라 상기 헤드와 상기 스테이지의 구동을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법은, 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 상기 제어모듈을 통해 상기 시료의 위치에 따라 상기 헤드의 회전속도 및 밀착압력, 상기 스테이지의 X축 상에서의 이동속도와 Y축 상에서의 90도 회전 및 폴리싱 시간을 가변하여 선형적으로 제어하는 단계:를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법은, 상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 상기 제어모듈을 통해 상기 시료의 상측에 위치하는 상기 헤드의 회전 방향을 상기 스테이지의 좌우 이동 방향에 따라 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 구동하도록 제어하여, 상기 시료의 폴리싱 시간 및 속도를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명의 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치 및 그 방법에 따르면, 기 설정된 폴리싱 사이클 조건에 따라 폴리싱 융이 장착된 헤드의 회전과 스테이지의 좌우 이동 및 90도 회전을 제어하여, 상기 시료의 상측 전체에 걸쳐 균일하고 치우침없이 폴리싱이 이루어지도록 함으로써, 상기 시료의 에지 부분에서 발생하는 라운딩을 줄일 수 있으며, 시료의 균일한 폴리싱을 통해서 시료의 불량을 정확하게 분석할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 시료의 센터 부분이나 좌우측 에지 부분에 따라 헤드의 회전속도는 물론, 시료가 위치한 스테이지의 이동속도 및 90도 회전(폴리싱 방향 회전) 및 폴리싱 시간을 가변적으로 선형 제어하는 것이 가능하며, 상기 스테이지의 이동 방향에 따라 헤드의 회전 방향을 제어하여 폴리싱 속도 및 시간을 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치를 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에 적용되는 시료의 위치에 따른 스테이지의 좌우이동에 대한 속도 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에 적용되는 헤드 대비 시료 위치와 스테이션의 좌우 이동 속도 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에 적용되는 스테이지의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에 의한 폴리싱 처리 전후를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법의 폴리싱 과정을 보다 상세하게 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치를 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치(100, 이하 폴리싱 장치라 약칭함)는 나노 파우더 슬러리를 사용하여 시료를 폴리싱함으로써, 상기 시료에 대한 불량을 판별하여 제조 공정상에서 불량이 발생한 것인지, 설계상의 불량인지를 규명할 수 있도록 한다.
특히, 상기 폴리싱 장치(100)는 폴리싱 대상인 시료의 상측 전체 면에 걸쳐 치우침없이 균일하게 폴리싱함으로써, 상기 시료의 에지 부분(보다 구체적으로는 네 군데의 모서리 부분)에서 발생하는 라운딩을 줄일 수 있도록 한다.
즉 헤드를 시료의 표면 상측에 위치시켜 회전시킴과 동시에, 상기 시료가 스테이지에 의해서 X축 상에서 좌우로 반복 운동으로 수행하고, 상기 반복 운동의 횟수에 따라 Y축 상에서 90도 회전되도록 함으로써, 상기 헤드와 상기 시료 사이에 나노 파우더 슬러리가 어느 하나의 방향으로 치우쳐지지 않고 고르게 공급되어 상기 시료의 상측 전체 면이 균일하게 폴리싱되도록 하는 것이다.
이를 위해서, 상기 폴리싱 장치(100)는 시료(110), 플레이트(120), 헤드(130), 스테이지(140), 슬러리 배스(150) 등을 포함하여 구성된다. 또한 상기 폴리싱 장치(100)는 나노 파우더 슬러리 공급부(170), 나노 파우더 슬러리 회수부(180), 제어모듈(190)을 포함하여 구성된다.(도 2 참조)
상기 시료(110)는 폴리싱 대상이 되는 집적회로인 IC로서, 상기 플레이트(120)의 상면에 적어도 하나 이상 부착될 수 있다.
상기 플레이트(120)는 평편한 글래스 블록(glass block)으로서, 상면에 상기 적어도 하나 이상의 시료(110)를 왁스 마운팅(WAX Mounting)함으로써, 상기 시료(110)의 탈부착이 용이하도록 한다.
상기 헤드(130)는 원통 형상으로 형성되고, 외곽에 폴리싱 융(131)이 장착되며, 고정축(미도시)을 중심으로 360도 회전한다.
또한 상기 헤드(130)는 상기 슬러리 배스(150)의 상부 소정 위치에 고정되어 설치되며, 폴리싱 작업시 제어모듈의 제어에 따라 상측에서 하측으로 이동되어 상기 시료(110)의 표면 상측에 위치된다. 즉 상기 헤드(130)는 상기 시료(110)의 표면에 직접 닿거나 혹은 상기 나노 파우더 슬러리(160)가 통과될 수 있을 정도의 공간을 두고 배치할 수 있는 것이다.
이때 상기 폴리싱 융(131)은 상기 헤드(130)의 외곽 전체를 감싸는 형태로 부착되며, 사용에 따라 마모되면 교체할 수 있다.
또한 상기 헤드(130)의 회전은 한쪽 방향으로만 회전하도록 구성하는 것이 바람직하지만, 사용환경이나 폴리싱 공정에 따라 시계 방향은 물론 반시계 방향으로 회전하도록 구성할 수 있다.
상기 스테이지(140)는 상기 플레이트(120)의 이동 및 회전을 조절하는 기능을 수행한다.
즉 상기 스테이지(140)는 상기 플레이트(120)의 상부에 마운팅된 상기 시료(110)가 상기 헤드(110)를 중심으로 X축 상에서 좌우로 이동하고, Y축 상에서 90도 회전되도록 함으로써, 상기 시료(110)와 상기 헤드(130) 사이에 상기 나노 파우더 슬러리(160)가 치우침없이 공급될 수 있도록 함으로써, 상기 헤드(130)의 외곽에 장착된 폴리싱 융(131)과 상기 시료(110) 사이로 공급되는 나노 파우더 슬러리(160)에 의해 상기 시료(110)의 표면이 수나노씩 폴리싱되도록 하는 것이다.
이는 종래의 로테이션 방식을 적용한 폴리싱 장치와 크게 구분되는 본 발명만의 특징적인 구성으로서, 시료의 표면을 중앙은 물론 모서리 부분을 포함한 에지 부분까지 균일하고 평편하게 폴리싱된다. 이에 따라 모서리 부분에 주로 발생하는 라운딩 현상을 없앨 수 있으며, 폴리싱되는 시료의 표면 품질이 향상되어 시료의 불량 분석을 정확하게 수행하는 것이 가능해진다.
또한 상기 스테이지(140)는 도면상에서는 상기 슬러리 배스(150)의 하부에 구비하고, 좌우 이동 및 90도 회전을 통해 상기 슬러리 배스(150)에 구비된 상기 플레이트(120)를 간접적으로 움직이는 것을 예로 하여 설명하지만, 이에 한정되지 않으며, 상기 플레이트(120)의 저면에 구비한 상태로 상기 슬러리 배스(150)의 내부에 구비하고, 좌우 이동 및 90도 회전을 통해 상기 플레이트(120)를 직접 움직이도록 구성할 수 있다.
상기 슬러리 배스(slurry bath)(150)는 상기 시료(110) 및 플레이트(120)가 내부 공간에 수용되고, 상부에는 상기 헤드(130)가 구비되며, 상기 시료(110)를 폴리싱하기 위해 나노 파우더 슬러리 공급부로부터 나노 파우더 슬러리(160)를 공급받는다.
이때 상기 슬러리 배스(150)에 공급되는 나노 파우더 슬러리(160)에 의해 상기 플레이트(120)의 상부에 부착된 상기 시료(110)가 잠기면, 제어모듈의 제어에 의해 상기 시료(110)의 표면의 상부에 위치한 상기 헤드(130)가 동작됨과 동시에 상기 스테이지(140)가 좌우 이동 및 90도 회전되면서 폴리싱 작업이 수행된다.
상기 나노 파우더 슬러리(160)는 50nm, 100nm급의 CMP(Chemical Mechanical Planarization) 슬러리로서, 알루미나 파우더(alumina powder)를 사용한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 도 1의 구성에 나노 파우더 슬러리 공급부(170), 나노 파우더 슬러리 회수부(180), 제어모듈(190) 등을 더 포함하여 구성된다. 또한 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 폴리싱 장치(100)는 폴리싱 작업 명령이나 폴리싱 사이클 조건의 설정을 위한 버튼, 동작 프로그램을 저장한 메모리, 시료가 나노 파우더 슬러리에 의해 덮여지는지를 감지하는 센서, 나노 파우더 슬러리를 적재하는 탱크 등을 추가로 구비할 수 있다.
상기 나노 파우더 슬러리 공급부(170)는 상기 제어모듈(190)의 제어를 토대로 탱크(미도시)에 적재되어 있는 상기 나노 파우더 슬러리(160)를 공급관(171)을 통해 상기 슬러리 배스(150)에 공급한다.
상기 나노 파우더 슬러리 회수부(180)는 상기 폴리싱 장치(100)의 폴리싱 작업이 완료되면, 상기 제어모듈(190)의 제어를 토대로 상기 슬러리 배스(150)에 채워진 상기 나노 파우더 슬러리(160)를 회수관(181)을 통해 탱크(미도시)로 회수한다.
이때 상기 공급관(171)과 회수관(181)은 별개로 설치된 것을 예로 하여 설명하였지만, 하나의 관으로 구성하여 공동으로 사용할 수 있다.
상기 제어모듈(190)은 상기 폴리싱 장치(100)의 폴리싱 작업이 시작되면, 상기 헤드(130)를 하부로 이동시켜 상기 시료(110)의 상부에 위치하도록 제어하며, 폴리싱 작업이 완료되면 상기 시료(110)의 표면에 위치한 상기 헤드(130)를 상부로 이동시켜 원래 위치로 복귀하도록 제어한다.
또한 상기 제어모듈(190)은 상기 헤드(130)가 상기 시료(110)의 표면에 위치시킨 후, 상기 헤드(130) 및 상기 시료(110)가 폴리싱 작업을 위한 초기 위치에 놓이도록 제어한다. 예를 들어, 상기 헤드(130)의 위치가 상기 시료(110)의 정중앙에 위치하도록 정렬하는 것이다.
또한 상기 제어모듈(190)은 상기 나노 파우더 슬러리 공급부(170)에서 상기 슬러리 배스(150)로 탱크에 적재되어 있는 상기 나노 파우더 슬러리(160)를 공급하도록 제어하며, 상기 시료(110)의 표면 상부에 위치한 상기 헤드(130)의 360도 회전구동을 제어함과 동시에, 상기 스테이지(140)의 X축 상에서의 반복 이동 및 Y축 상에서의 90도 회전을 제어한다.
또한 상기 제어모듈(190)은 폴리싱 작업이 완료되면 상기 나노 파우더 슬러리 회수부(180)에서 상기 슬러리 배스(150)에 채워진 상기 나노 파우더 슬러리(160)를 상기 탱크로 회수하도록 제어한다.
즉 상기 제어모듈(190)은 폴리싱 융(131)이 장착된 상기 헤드(130)를 상기 시료(110)의 표면 상부에 위치시키고, 나노 파우더 슬러리(160)를 상기 슬러리 배스(150)에 채운 다음, 상기 헤드(130)와 상기 스테이지(140)의 구동을 제어하여 상기 시료(110)를 폴리싱할 수 있도록 하는 것이다.
한편, 상기 제어모듈(190)은 상기 헤드(130)의 회전속도(예: 1000 RPM), 상기 스테이지(140)의 X축 상에서의 이송거리(예: 시료 크기의 2배) 및 이동 반복 횟수와 Y축 상에서의 90도 회전 횟수(예: 좌우 이동 4회당 90도 회전), 또는 이들의 조합을 포함한 폴리싱 사이클 조건을 사전에 설정하고, 상기 설정한 폴리싱 사이클 조건에 따라 상기 헤드(130)의 회전과 상기 스테이지(140)의 X축 이동 및 Y축 회전을 제어할 수 있다. 이때 상기 폴리싱 사이클 조건에는 상기 스테이지(140)가 Y축으로 90도 회전하는 것이 4회 혹은 8회 진행되고, 이에 따라 상기 시료(110)가 1바퀴 혹은 2바퀴 회전된 것으로 확인되면, 폴리싱 작업을 완료하는 폴리싱 작업 중단 조건이 포함된다.
또한 상기 제어모듈(190)은 상기 폴리싱 사이클 조건을 설정할 때, 상기 헤드(130)의 표면 상부에 위치하는 상기 시료(110)의 위치를 참조하여, 상기 헤드(130)의 회전속도, 상기 스테이지(140)의 X축 상에서의 이동속도, Y축 상에서의 90도 회전(즉, 폴리싱 방향 회전) 및 폴리싱 시간을 가변하여 선형적으로 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 3 내지 도 5에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
또한 상기 제어모듈(190)은 상기 시료(110)의 표면 상부에 위치하는 상기 헤드(130)의 회전 방향을 상기 스테이지(140)의 좌우 이동 방향에 따라 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 구동하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 스테이지(140)가 우측으로 이동될 때 상기 헤드(130)를 시계 방향으로 회전시키고, 상기 스테이지(140)가 좌측으로 이동될 때 상기 헤드(130)를 반시계 방향으로 회전시키는 것이다.
이와 같이 상기 헤드(130)의 회전을 상기 스테이션(140)의 좌우 이동에 따라 다르게 제어하면, 상기 시료(110)의 폴리싱 시간 및 속도를 조절하는 것이 가능해질 수 있다. 왜냐하면 상기 헤드(130)를 시계 방향 혹은 반시계 방향의 어느 하나의 방향으로만 회전하는 경우에는 상기 스테이지(140)가 좌측 혹은 우측 이동 중, 어느 하나의 방향으로 이동할 때보다 다른 방향으로 이동할 때 폴리싱 효율이 다소 저하될 수 있기 때문이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에 적용되는 시료의 위치에 따른 스테이지의 좌우이동에 대한 속도 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 시료(110)를 폴리싱하기 위하여 상기 헤드(130)를 하측 방향으로 움직여 상기 시료(110)의 표면 상부에 위치시키고, 폴리싱 시작 위치를 정렬하여 폴리싱을 준비하여야 한다.
상기 폴리싱 시작 위치는 상기 도 3의 (a)에 나타낸 것처럼 상기 헤드(130)가 상기 시료(110)의 표면 정중앙에 위치한 상태로 설정할 수 있다. 따라서 상기 폴리싱 장치(100)의 제어모듈(190)에서는 상기 헤드(130)를 상기 시료(110)의 위치로 하강시킨 다음, 상기 스테이지(140)를 이동 및 회전시켜 상기 시료(110)와 상기 헤드(130)가 폴리싱 시작 위치에 정렬될 수 있도록 한다.
이렇게 정렬된 상태에서 폴리싱이 시작되면, 상기 스테이지(140)가 도면 상에서 좌우로 반복이동을 하게 되며, 이에 따라 상기 시료(110)가 좌우로 반복 이동된다.
즉 상기 스테이지(140)가 폴리싱을 위해 구동을 시작하면, 상기 시료(110)가 상기 헤드(130)를 중심으로 중앙 위치에서 좌측(혹은 우측)으로 이동되고, 좌측단(혹은 우측단)에서 일시 멈춘 다음 반대 방향으로 이동되며, 이러한 좌우 이동은 사전에 결정된 횟수만큼 반복되는 것이다.
이때 상기 제어모듈(190)은 상기 시료(110)의 상부 전체 면이 고르게 폴리싱될 수 있도록, 상기 시료(110)가 좌우로 이동될 때 상기 헤드(130)의 위치에 따라 속도를 가변적으로 제어하여야 한다.
예를 들어, 상기 스테이지(140)의 구동에 따라 상기 시료(110)가 상기 헤드(130)의 하부에서 좌우로 이동되는 과정에서, 상기 제어모듈(190)은 도 3의 (a)에 나타낸 것처럼 상기 시료(110)가 상기 헤드(130)의 중앙에 위치할 때 가장 빠른 속도가 되도록 하고, 상기 시료(110)가 중앙에서 좌측 혹은 우측 에지 부분으로 이동될 때 점차 속도를 줄이고, 도 3의 (b) 및 (c)에 나타낸 것처럼 상기 시료(110)의 좌측단 혹은 우측단이 상기 헤드(130)의 하부에 위치할 때 멈추도록 하며, 상기 시료(110)가 좌측단 혹은 우측단에서 중앙으로 이동될 때 점차 속도를 높이도록 제어한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에 적용되는 헤드 대비 시료 위치와 스테이션의 좌우 이동 속도 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어모듈(190)은 상기 시료(110)를 상기 헤드(130)를 중심으로 중앙, 좌측, 중앙, 우측, 중앙의 순서로 이동하는 것을 1 주기로 설정할 때, 상기 시료(110)의 중앙 부분이 상기 헤드(130)를 통과할 때 가장 높은 1의 속도로 제어한다.
또한 상기 헤드(130)를 중심으로 상기 시료(110)가 중앙에서 좌측단이나 우측단으로 이동할 때 1에서 0으로 점차 감속하도록 제어한다.
또한 상기 시료(110)가 좌측단이나 우측단에서 중앙으로 이동할 때 0에서 1로 점차 증속하도록 제어한다.
이에 따라 상기 시료(110)의 상부 전체 면에 걸쳐서 고르게 폴리싱이 이루어질 수 있게 된다.
여기서, 본 발명에서는 상기 시료(110)의 이동속도를 제어하는 것을 통해 폴리싱을 고르게 수행하는 것을 예로 하여 설명하지만, 이에 한정되지 않으며, 상기 시료(110)의 위치에 따라 상기 헤드(130)의 회전속도를 다르게 제어하여 폴리싱 시간을 다르게 조절하는 방식, 상기 헤드(130)를 일측 방향으로만 회전하지 않고 상기 시료(110)의 좌우 이동에 따라 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전시키는 방식을 적용하여 상기 시료(110)의 상부 전체 면에 걸쳐서 고르게 폴리싱되도록 할 수도 있다.
한편, 상기 도 3과 도 4에서 설명한 것처럼 상기 시료(110)를 상기 헤드(130)를 중심으로 좌우로 반복 이동하는 과정에서, 좌우 반복만으로는 상기 시료(110)의 상부 전체 면에 걸쳐서 고르게 폴리싱되지 않기 때문에, 본 발명에서는 상기 시료(110)를 좌우 이동 횟수에 따라 소정 각도만큼 회전시켜야 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에 적용되는 스테이지의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어모듈(190)은 상기 시료(110)가 상기 헤드(130)를 중심으로 좌우로 반복이동하는 과정에서, 좌우 반복하는 횟수에 따라 상기 시료(110)를 90도 회전시켜야 한다.
이렇게 상기 시료(110)가 좌우 반복이동 및 회전을 수행하여야 상기 시료(110)와 상기 헤드(130)의 폴리싱 융(131) 사이에 나노 파우더 슬러리(160)가 치우침없이 고르게 공급되기 때문에, 상기 시료(110)의 상측 전체 면이 균일하게 폴리싱된다.
이를 위하여, 상기 제어모듈(190)은 도 5의 (a)에 나타낸 것처럼 상기 시료(110)를 상기 헤드(130)를 중심으로 좌우로 이동을 수행하는 과정에서, 상기 좌우 이동의 횟수가 기 설정되어 있는 횟수만큼 수행되면, 도 5의 (b)에 나타낸 것처럼 상기 시료(110)를 90도 회전시킨 후, 좌우 이동을 반복하여 수행한다.
예를 들어, 좌우 이동 횟수 4회당 90도 회전이 이루어지고, 90도 회전에 따라 상기 시료(110)가 360도 회전(또는 720도 회전)되면 폴리싱 작업을 종료하는 것으로 설정하였다면, 상기 제어모듈(190)은 상기 시료(110)가 좌우로 4번 이동을 반복할 때마다 90도 회전을 수행하고, 이러한 90도 회전이 총 4번(또는 8번) 이루어지면 폴리싱 작업을 종료하는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에 의한 폴리싱 처리 전후를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 폴리싱 장치(100)는 폴리싱 대상이 되는 시료(110)의 상측에 위치한 상기 헤드(130)를 회전시킴과 동시에, 상기 스테이지(140)를 이동 및 회전시킨다.
이에 따라 도 6의 (a)에 나타낸 것처럼 폴리싱 처리 전의 시료(110)가 도 6의 (b)에 나타낸 것처럼 에지 부분은 물론, 4곳의 모서리 부분도 균일하게 폴리싱된 것을 확인할 수 있다.
이는 상기 헤드(130)의 회전과 상기 스테이지(140)의 이동 및 회전에 의해서 상기 헤드(130)와 상기 시료(110) 사이에 나노 파우더 슬러리(160)가 치우침없이 공급되었기 때문이다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법의 일 실시예를 도 7과 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다. 이때 본 발명의 방법에 따른 각 단계는 사용 환경이나 당업자에 의해 순서가 변경될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법의 폴리싱 과정을 보다 상세하게 나타낸 순서도이다.
먼저 도 7에 도시된 바와 같이, 폴리싱 장치(100)는 플레이트(120)의 상부에 폴리싱 대상이 되는 시료(110)를 부착한다(S100). 이때 상기 시료(110)는 상기 플레이트(120)의 상부에 적어도 하나 이상 부착 가능하다.
또한 상기 폴리싱 장치(100)는 폴리싱 융(131)이 외곽에 구비된 헤드(130)를 하부로 이동시켜 상기 시료(110)의 표면 상부에 위치시키고, 상기 시료(110)와 상기 헤드(130)의 위치를 정렬한다(S200).
상기 S200 단계를 통해 상기 시료(110)와 헤드(130)의 위치가 정렬되면, 상기 폴리싱 장치(100)는 스테이지(140)의 X축 상에서의 이송거리 및 이동 반복 횟수, 상기 스테이지(140)의 Y축 상에서의 90도 회전 횟수, 상기 헤드(130)의 회전속도 또는 이들의 조합을 포함한 폴리싱 사이클 조건을 확인한다(S300).
또한 상기 폴리싱 장치(100)는 슬러리 배스(150)에 나노 파우더 슬러리(160)를 공급한다(S400). 즉 나노 파우더 슬러리 공급부(170)를 통해 상기 시료(110) 및 플레이트(120)가 내부에 수용되고, 상기시료(110)의 상부에 상기 헤드(130)가 위치하고 있는 상기 슬러리 배스(150)에 나노 파우더 슬러리(160)를 공급하는 것이다.
또한 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 슬러리 배스(150)에 공급되는 상기 나노 파우더 슬러리(160)가 상기 시료(110)를 완전히 덮는지를 판단한다(S500).
이어서, 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 S300 단계에서 확인한 폴리싱 사이클 조건에 따라 상기 헤드(130)를 회전시킴과 동시에, 상기 스테이지(140)를 이동 및 회전시켜 상기 시료(110)의 폴리싱을 수행한다(S600).
상기 S600 단계를 도 8을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 폴리싱 장치(100)는 제어모듈(190)을 통해 상기 헤드(130)를 정해진 속도로 일정하게 회전시키고(S610), 이와 동시에 상기 스테이지(140)를 좌우로 반복 이동시킨다(S620).
이때 상기 폴리싱 장치(100)에서 상기 시료(110)의 위치에 따라 상기 헤드(130)의 회전속도는 물론, 상기 시료(110)가 위치한 상기 스테이지(140)의 X축 상에서의 이동속도 및 Y축 상에서의 90도 회전(폴리싱 방향 회전) 및 폴리싱 시간 등을 가변하여 선형적으로 제어하거나, 또는 상기 헤드(130)의 회전 방향을 상기 스테이지(140)의 좌우 이동 방향에 따라 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 구동하도록 제어할 수 있음은 상기 설명한 바와 같다.
상기 S610 단계와 S620 단계를 통해 상기 헤드(130)와 상기 스테이지(140)를 구동하는 과정에서, 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 스테이지(140)의 좌우로 이동되는 횟수가 정해진 횟수만큼 수행되는지를 판단한다(S630). 즉 상기 S300 단계에서 확인한 폴리싱 사이클 조건 중 상기 스테이지(140)의 X축 상에서의 이동 반복 횟수가 정해진 횟수만큼 수행되었는지를 판단하는 것이다.
상기 S630 단계에서 판단한 결과, 상기 스테이지(140)의 좌우로 이동되는 횟수가 정해진 횟수만큼 수행되면, 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 스테이지(140)의 90도 회전이 정해진 횟수만큼 수행되는지를 판단한다(S640).
상기 S640 단계에서 판단한 결과, 상기 스테이지(140)의 90도 회전이 정해진 횟수만큼 수행되지 않으면, 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 스테이지(140)를 90도 회전시켜 상기 시료(110)의 위치가 상기 헤드(130)를 중심으로 90도 회전되도록 하며(S650), 상기 S620 단계 이후를 반복하여 수행한다.
한편, 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 S640 단계에서 판단한 결과, 상기 스테이지(140)의 90도 회전이 정해진 횟수만큼 수행되면, 폴리싱 작업이 완료되었는지를 판단한다(S700).
상기 S700 단계에서 판단한 결과 폴리싱 작업이 완료되면, 상기 폴리싱 장치(100)는 상기 헤드(130)를 상부로 들어올려 원위치로 복귀시키고, 상기 슬러리 배스(150)에 담긴 나노 파우더 슬러리(160)를 회수한다(S800).
이처럼, 본 발명은 기 설정된 폴리싱 사이클 조건에 따라 폴리싱 융이 장착된 헤드의 회전과 스테이지의 좌우 이동 및 90도 회전을 제어하여, 상기 시료의 상측 전체에 걸쳐 균일하고 치우침없이 폴리싱이 이루어지도록 하기 때문에, 상기 시료의 에지 부분에서 발생하는 라운딩을 줄일 수 있으며, 시료의 균일한 폴리싱을 통해서 시료의 불량을 정확하게 분석할 수 있다.
또한 본 발명은 시료의 센터 부분이나 좌우측 에지 부분에 따라 헤드의 회전속도는 물론, 시료가 위치한 스테이지의 이동속도 및 90도 회전(폴리싱 방향 회전) 및 폴리싱 시간을 가변적으로 선형 제어하는 것이 가능하며, 상기 스테이지의 이동 방향에 따라 헤드의 회전 방향을 제어하여 폴리싱 속도 및 시간을 조절할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
100 : 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치
110 : 시료 120 : 플레이트
130 : 헤드 131 : 폴리싱 융
140 : 스테이지 150 : 슬러리 배스
160 : 나노 파우더 슬러리 170 : 나노 파우더 슬러리 공급부
171 : 공급관 180 : 나노 파우더 슬러리 회수부
181 : 회수관 190 : 제어모듈

Claims (8)

  1. 시료가 부착되는 플레이트;
    외곽에 폴리싱 융이 장착되고, 상기 시료의 상측에서 회전하는 헤드; 및
    상기 플레이트의 이동 및 회전을 조절하는 스테이지;를 포함하며,
    상기 헤드의 회전과 상기 스테이지의 이동 및 회전에 따라 상기 헤드와 상기 시료 사이에 나노 파우더 슬러리가 치우침없이 공급되어 상기 시료의 상측 전체 면이 균일하게 폴리싱되도록 하는 것을 특징으로 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치는,
    상기 시료 및 플레이트가 내부 공간에 수용되고, 상부에는 상기 헤드가 구비되며, 상기 시료를 폴리싱하기 위한 나노 파우더 슬러리를 공급받는 슬러리 배스;
    상기 나노 파우더 슬러리를 상기 슬러리 배스에 공급하는 나노 파우더 슬러리 공급부; 및
    상기 슬러리 배스로부터 나노 파우더 슬러리를 회수하는 나노 파우더 슬러리 회수부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치는,
    상기 헤드의 상하 이동 및 회전과 상기 스테이지의 이동, 회전, 속도 및 이들의 조합을 제어하는 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 스테이지의 X축 상에서의 이송거리 및 이동 반복 횟수, 상기 스테이지의 Y축 상에서의 90도 회전 횟수, 상기 헤드의 회전속도, 밀착압력 또는 이들의 조합을 포함한 폴리싱 사이클 조건에 따라 상기 헤드와 상기 스테이지의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치.
  5. 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 플레이트의 일측에 시료를 부착하는 시료 부착 단계;
    폴리싱 융이 외곽에 구비된 헤드를 상하로 구동하여 상기 플레이트에 부착된 상기 시료의 상부에 위치시키고, 상기 시료와 상기 헤드의 위치를 정렬하는 폴리싱 위치 정렬 단계;
    상기 헤드의 회전과 상기 스테이지의 이동 및 회전을 통해 폴리싱을 수행하는 폴리싱 단계;를 포함하며,
    상기 헤드의 회전과 상기 스테이지의 이동 및 회전에 따라 상기 헤드와 상기 시료 사이에 나노 파우더 슬러리가 치우침없이 공급되어 상기 시료의 상측 전체 면이 균일하게 폴리싱되도록 하는 것을 특징으로 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법은,
    상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 상기 시료 및 플레이트가 수용되고, 상기 헤드가 상기 시료의 상부에 위치하고 있는 슬러리 배스에 나노 파우더 슬러리를 공급하는 단계:
    상기 나노 파우더 슬러리가 상기 슬러리 배스에 공급됨에 따라 상기 시료가 상기 나노 파우더 슬러리에 의해 덮여지는지를 판단하는 단계;
    상기 판단한 결과 상기 시료가 상기 나노 파우더 슬러리에 의해 덮여지면, 상기 폴리싱 단계를 수행하는 단계;
    상기 폴리싱 단계가 종료되는지를 판단하는 단계; 및
    상기 판단한 결과 상기 폴리싱 단계가 종료되면, 상기 슬러리 배스에 공급한 상기 나노 파우더 슬러리를 회수하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법은,
    상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 제어모듈을 통해, 상기 스테이지의 X축 상에서의 이송거리 및 이동 반복 횟수, 상기 스테이지의 Y축 상에서의 90도 회전 및 횟수, 상기 헤드의 회전속도 또는 이들의 조합을 포함한 폴리싱 사이클 조건에 따라 상기 헤드와 상기 스테이지의 구동을 제어하는 단계; 및
    상기 제어모듈을 통해, 상기 시료의 위치에 따라 상기 헤드의 회전속도 및 밀착, 상기 스테이지의 X축 상에서의 이동속도와 횟수, Y축 상에서의 90도 회전 및 횟수, 그리고 폴리싱 시간을 가변하여 선형적으로 제어하는 단계:를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법은,
    상기 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 장치에서, 상기 제어모듈을 통해 상기 시료의 상측에 위치하는 상기 헤드의 회전 방향을 상기 스테이지의 좌우 이동 방향에 따라 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 구동하도록 제어하여, 상기 시료의 폴리싱 시간 및 속도를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함침 선형 나노 레이어 폴리싱 방법.
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