KR20240074307A - 기판 연마 장치 - Google Patents

기판 연마 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20240074307A
KR20240074307A KR1020220156221A KR20220156221A KR20240074307A KR 20240074307 A KR20240074307 A KR 20240074307A KR 1020220156221 A KR1020220156221 A KR 1020220156221A KR 20220156221 A KR20220156221 A KR 20220156221A KR 20240074307 A KR20240074307 A KR 20240074307A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing pad
substrate
polishing
pure water
outlet port
Prior art date
Application number
KR1020220156221A
Other languages
English (en)
Inventor
신성호
정희철
김수호
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to KR1020220156221A priority Critical patent/KR20240074307A/ko
Publication of KR20240074307A publication Critical patent/KR20240074307A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/015—Temperature control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/14—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the temperature during grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 기판을 파지하는 캐리어; 상기 캐리어에 파지된 기판의 피연마면을 연마하는 연마 패드; 및 상기 연마 패드의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 어셈블리를 포함하고, 상기 온도 제어 어셈블리는, 상기 연마 패드를 냉각하기 위하여 상기 연마 패드를 향해 냉각 공기를 분사하는 랭퀴-힐쉬(Ranque-Hilsch) 와류 모듈을 포함할 수 있다.

Description

기판 연마 장치{SUBSTRATE POLISHING APPARATUS}
아래의 실시 예는 기판 연마 장치에 관한 것이다.
기판의 제조에는, 연마와 버핑(buffing) 및/또는 세정을 포함하는 CMP(chemical mechanical polishing) 작업이 필요하다. 기판의 CMP 작업에는, 연마 패드를 통해 기판의 피연마면을 연마하는 공정이 요구된다. CMP 장치는 기판을 파지하는 캐리어 및 기판의 피연마면을 연마하기 위한 연마 패드를 포함한다. 한편, 연마를 효율적으로 수행하기 위하여는, 연마 패드의 온도를 적절한 온도로 제어하는 것이 요구된다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은, 연마 패드의 온도를 제어할 수 있는 기판 연마 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예의 목적은, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈을 통해 연마 패드를 냉각할 수 있는 기판 연마 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예의 목적은, 신속하게 연마 패드를 가열할 수 있는 기판 연마 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 기판을 파지하는 캐리어; 상기 캐리어에 파지된 기판의 피연마면을 연마하는 연마 패드; 및 상기 연마 패드의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 어셈블리를 포함하고, 상기 온도 제어 어셈블리는, 상기 연마 패드를 냉각하기 위하여 상기 연마 패드를 향해 냉각 공기를 분사하는 랭퀴-힐쉬(Ranque-Hilsch) 와류 모듈을 포함할 수 있다.
상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은, 관형 바디; 상기 관형 바디에 형성되는 와류 생성실; 상기 관형 바디에 형성되어 압축 공기를 공급받는 제1 입구 포트; 냉각 공기가 배출되도록 상기 관형 바디의 일측에 형성되는 제1 출구 포트; 및 가열 공기가 배출되도록 상기 관형 바디의 타측 형성되는 제2 출구 포트를 포함할 수 있다.
상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은 상기 제2 출구 포트에 구비되는 분사 노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 연마 패드 및 상기 분사 노즐 사이의 간격은 40mm 이하일 수 있다.
상기 제1 출구 포트에서 배출되는 냉각 공기는 -50℃ 내지 -30℃일 수 있다.
상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은, 상기 제1 출구 포트에서 배출되는 냉각 공기의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은, 상기 제1 출구 포트에서 배출되는 냉각 공기의 양을 제어하기 위하여, 상기 제2 출구 포트에서 배출되는 가열 공기의 양을 조절하도록 구성된 제어 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은, 상기 연마 패드를 향해 순수를 분사하기 위한 순수 분사 포트를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각 공기는, 상기 기판에 대한 연마 종말점 검출 이후에 상기 연마 패드를 냉각하기 위해 분사될 수 있다.
상기 온도 제어 어셈블리는, 상기 연마 패드를 가열하기 위하여 상기 연마 패드를 향해 가열된 순수를 분사하는 순수 분사 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 순수 분사 모듈은 순수가 가열된 상태로 보관되는 탱크를 포함할 수 있다.
상기 탱크는 에어 벤트 라인, 레벨 센서 또는 온도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 온도 제어 어셈블리는 상기 연마 패드의 상측에 이격되어 위치되는 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 탱크는 상기 하우징 내부에 위치될 수 있다.
상기 탱크에 보관되는 가열된 순수는 70℃ 내지 90℃일 수 있다.
상기 가열된 순수는, 상기 기판에 대한 연마가 시작되기 전에 상기 연마 패드를 가열하기 위해 분사될 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 별도의 전기나 화학물을 사용하지 않으며 반영구적으로 사용 가능한 랭퀴-힐쉬 와류 모듈을 이용하여 연마 패드를 냉각할 수 있으므로, 폭발이나 화재의 염려가 없고 유지보수의 필요성을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 탱크에 미리 가열된 순수를 보관하여 가열된 순수를 즉시 연마 패드로 분사할 수 있으므로 연마 패드 가열에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 평면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 온도 제어 어셈블리의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 랭퀴-힐쉬 와류 모듈에 대한 사시도이다.
도 5는 랭퀴-힐쉬 효과가 발생되는 관형 바디에 대한 개략적인 단면도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 사시도이다. 도 2는 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에서, 기판 연마 장치(1)는 기판의 CMP 공정에 사용될 수 있다. 기판은 반도체 장치(semiconductor) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나, 기판의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)과 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글라스를 포함할 수도 있다.
일 실시 예에서, 기판 연마 장치(1)는 기판을 연마할 수 있다. 기판 연마 장치(1)는 캐리어(11), 연마 패드(12), 온도 제어 어셈블리(13) 및 컨디셔너(14)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 캐리어(11)는 기판을 파지할 수 있다. 예를 들어, 캐리어(11)는 캐리어 헤드, 리테이너 링 및 멤브레인을 포함할 수 있다. 캐리어(11)는 기판을 파지한 상태에서, 병진 이동 및/또는 회전될 수 있다.
일 실시 예에서, 연마 패드(12)는 캐리어(11)에 파지된 기판의 피연마면을 연마할 수 있다. 연마 패드(12)는 연마 정반에 연결되어 회전될 수 있다.
일 실시 예에서, 온도 제어 어셈블리(13)는 연마 패드(12)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 온도 제어 어셈블리(13)는 연마 패드(12)의 연마면을 가열하거나 냉각시킬 수 있다. 온도 제어 어셈블리(13)는 연마 패드(12)의 상측에서 스윙 운동하도록 일 축을 중심으로 회전 가능하게 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 컨디셔너(14)는 연마 패드(12)의 마모 상태를 관리할 수 있다. 예를 들어, 컨디셔너(14)는 연마 패드(12)의 상측에 위치하여 연마 패드(12)와 접촉될 수 있다. 예를 들어, 컨디셔너(14)는 연마 패드(12)와의 접촉에 의하여, 연마 패드(12)의 표면에 잔존하는 이물질을 제거할 수 있다. 컨디셔너(14)는 연마 패드(12)의 상측에서 스윙 운동하도록 일 축을 중심으로 회전 가능하게 구성될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 온도 제어 어셈블리의 사시도이다. 도 4는 일 실시 예에 따른 랭퀴-힐쉬 와류 모듈에 대한 사시도이다. 도 5는 랭퀴-힐쉬 효과가 발생되는 관형 바디에 대한 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시 예에서, 온도 제어 어셈블리(13)는 연마 패드(12)의 연마면을 가열하거나 냉각시킬 수 있다. 온도 제어 어셈블리(13)는 하우징(131), 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20) 및 순수 분사 모듈(30)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 하우징(131)은 온도 제어 어셈블리(13)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(131)은 연마 패드(12)의 상측에 이격되어 위치될 수 있다. 하우징(131)은 내부에 다양한 구성이 배치되기 위한 공간을 제공할 수 있다. 하우징(131)은 연마 패드(12)의 상측에서 스윙 운동하도록 일 축을 중심으로 회전 가능하게 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 순수 분사 모듈(30)은 연마 패드(12)를 가열하기 위하여 연마 패드(12)를 향해 가열된 순수를 분사할 수 있다. 순수 분사 모듈(30)은 하우징(131)의 내부에 구비될 수 있다.
일 실시 예에서, 순수 분사 모듈(30)은 탱크(31) 및 펌프(32)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 탱크(31)에는 순수가 가열된 상태로 보관될 수 있다. 예를 들어, 순수는 70℃ 내지 90℃로 가열된 상태로 탱크(31)에 보관될 수 있다. 예를 들어, 순수는 80℃로 가열된 상태일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 가열된 순수의 온도가 이에 제한되는 것은 아니다. 탱크(31)에 보관된 순수는 펌프(32), 배관(미도시) 및/또는 노즐(미도시)을 통해 연마 패드(12)의 연마면 상으로 분사될 수 있다. 탱크(31)는 하우징(131) 내부에 구비될 수 있다. 연마 패드(12)의 상측에서 연마 패드(12)와 인접하게 위치된 하우징(131)의 내부에 탱크(31)가 구비됨으로써, 탱크(31)에 보관된 가열된 순수를 연마 패드(12)로 공급하는 경로를 짧게 형성할 수 있고, 그에 따라 공급 과정에서 발생될 수 있는 열 손실을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에서, 탱크(31)는 파손을 방지하기 위한 에어 벤트 라인(미도시)을 포함할 수 있다. 탱크(31)는 레벨 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 레벨 센서를 통해 탱크(31)에 보관된 순수의 레벨을 측정함으로써, 히터의 소손 및/또는 펌프(32)의 파손을 방지할 수 있다. 탱크(31)는 보관된 순수의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 온도 센서를 통해 탱크(31)에 보관된 순수의 온도를 측정함으로써, 공정 온도를 제어할 수 있다. 펌프(32)의 출구 단부에는 순수의 유출을 방지하기 위한 밸브가 구비될 수 있다. 분사되는 순수의 양을 제어하는 것은 실험값을 기반으로 한 테이블 제어를 통해 수행될 수 있다.
일 실시 예에서, 순수 분사 모듈(30)은 기판에 대한 연마가 시작되기 전에 연마 패드(12)를 가열하기 위해 탱크(31)에 보관된 가열된 순수를 연마 패드(12)로 분사할 수 있다. 탱크(31)에 순수가 미리 가열된 상태로 보관되어 있으므로, 순수 분사 모듈(30)은 가열된 순수를 즉시 연마 패드(12)로 분사할 수 있다. 따라서, 연마를 시작하기 전에, 분사될 순수를 가열하기 위해 요구되는 램프-업(ramp-up) 타임을 생략 또는 최소화할 수 있으므로, 초기 승온 시간을 단축하여 전체 공정 시간을 단축할 수 있다. 또한, 탱크(31)에 순수가 미리 가열된 상태로 보관되어 있으므로, 낮은 출력으로도 고유량의 가열된 순수를 연마 패드(12)로 분사할 수 있다는 점에서도, 초기 승온 시간을 단축하여 전체 공정 시간을 단축할 수 있다.
일 실시 예에서, 랭퀴-힐쉬(Ranque-Hilsch) 와류 모듈(20)은 연마 패드(12)를 냉각하기 위하여 연마 패드(12)를 향해 냉각 공기를 분사할 수 있다. 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 하우징(131)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 하우징(131)의 외부 일측에 연결될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 하우징(131)의 내부에 위치될 수도 있다.
일 실시 예에서, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 관형 바디(21), 와류 생성실(22), 제1 입구 포트(231), 제1 출구 포트(241), 제2 출구 포트(242) 및 분사 노즐(25)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 관형 바디(21)는 관 형상으로 형성될 수 있다. 관형 바디(21)에는 와류 생성실(22)이 형성될 수 있다. 와류 생성실(22)에는 와류 생성기가 구비될 수 있다. 제1 입구 포트(231)는 관형 바디(21)에 형성되어 외부로부터 압축 공기를 공급받을 수 있다. 제1 입구 포트(231)는 와류 생성실(22)과 연통될 수 있다. 제1 출구 포트(241)는 관형 바디(21)의 일측에 형성될 수 있다. 제1 출구 포트(241)는 와류 생성실(22)과 인접한 측에 형성될 수 있다. 제2 출구 포트(242)는 관형 바디(21)의 타측에 형성될 수 있다. 제2 출구 포트(242)는 와류 생성실(22)과 먼 측에 형성될 수 있다. 제2 출구 포트(242)에는 원뿔형 노즐이 구비될 수 있다. 제1 입구 포트(231)를 통해 압축 공기가 공급되면, 와류 생성실(22)에서는 와류가 생성되고, 생성된 와류는 제2 출구 포트(242)를 향해 회전하면서 이동할 수 있다. 이 과정에서, 랭퀴-힐쉬 효과에 의해 와류의 외측 부근은 가열되고 와류의 내측 부근은 냉각될 수 있다. 이때, 제2 출구 포트(242)에 구비된 원뿔형 노즐에 의하여, 와류의 외측 부근에 위치된 가열 공기만 원뿔형 노즐을 통해 외부로 배출되고, 와류의 내측 부근에 위치된 냉각 공기는 원뿔형 노즐에 반사되어 되돌아가 제1 출구 포트(241)로 배출될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 랭퀴-힐쉬 효과를 이용하여, 제1 출구 포트(241)가 냉각 공기가 배출되고, 제2 출구 포트(242)로 가열 공기가 배출될 수 있다. 예를 들어, 제1 출구 포트(241)에서 배출되는 냉각 공기는 -50℃ 내지 -30℃일 수 있다. 예를 들어, 제1 출구 포트(241)에서 배출되는 냉각 공기는 -40℃일 수 있다. 예를 들어, 제2 출구 포트(242)에서 배출되는 가열 공기는 90℃ 내지 110℃일 수 있다. 예를 들어, 제2 출구 포트(242)에서 배출되는 가열 공기는 100℃일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 냉각 공기 및/또는 가열 공기의 온도가 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 제2 출구 포트(242)에는 분사 노즐(25)이 구비될 수 있다. 분사 노즐(25)은 적어도 하나 이상의 분사 포트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분사 노즐(25)은 넓은 범위에 걸쳐 냉각 공기를 분사할 수 있도록 복수 개의 분사 포트를 포함할 수 있다. 연마 패드(12) 및 분사 노즐(25) 사이의 간격은 40mm 이하일 수 있다. 예를 들어, 연마 패드(12) 및 분사 노즐(25) 사이의 간격은 30mm 이하일 수 있다. 연마 패드(12) 및 분사 노즐(25) 사이의 간격을 가깝게 유지함으로써, 분사 노즐(25)에서 분사되는 냉각 공기의 열이 대기 중으로 소산되는 것을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에서, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 제1 출구 포트(241) 및/또는 분사 노즐(25)에서 배출되는 냉각 공기의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 제2 출구 포트(242)에서 배출되는 가열 공기의 양을 측정하는 유량계(26)를 더 포함할 수 있다. 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 제1 출구 포트(241)에서 배출되는 냉각 공기의 양을 제어하기 위하여, 제2 출구 포트(242)에서 배출되는 가열 공기의 양을 조절하도록 구성된 제어 밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 출구 포트(241)에서 배출되는 냉각 공기의 양은 질량 보존 법칙에 의하여, 공급된 압축 공기의 양에서 제2 출구 포트(242)에서 배출되는 가열 공기의 양을 뺀 값으로 계산될 수 있다. 예를 들어, 제어 밸브를 통해 제2 출구 포트(242)에서 배출되는 가열 공기의 양을 조절하여, 제1 출구 포트(241)에서 배출되는 냉각 공기의 온도를 제어할 수도 있다. 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)의 적어도 일부는 열손실을 방지하기 위하여 단열재로 감싸질 수 있다.
일 실시 예에서, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 기판에 대한 연마 종말점 검출 이후에 연마 패드(12)를 냉각하기 위해 연마 패드(12)를 향해 냉각 공기를 분사할 수 있다. 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 소형이며 경량이기 때문에, 배치가 용이하고 유지비용이 낮을 수 있다. 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 전기나 별도의 화학물을 요구하지 않으므로, 폭발이나 화재의 염려가 없을 수 있다. 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 2차 오염물질을 배출하지 않으므로, 환경 오염 문제를 발생시키지 않을 수 있다. 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 유지 보수가 불필요하므로, 반영구적으로 사용할 수 있다.
일 실시 예에서, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 순수 분사 포트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 순수 분사 포트는 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)에 구비되어 연마 패드(12)를 향해 순수를 분사하기 위한 포트일 수 있다. 예를 들어, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 연마 패드(12)를 향해 냉각 공기를 분사함과 동시에, 순수 분사 포트를 통해 연마 패드(12)를 향해 순수를 분사할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)에서 분사되는 냉각 공기에 의해 연마 패드(12)가 건조되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 일 실시 예에서, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 연마 패드(12)를 향해 가열 공기를 분사하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)은 가열 공기가 배출되는 제2 출구 포트(242)가 연마 패드(12)를 향하도록 설치될 수도 있다. 예를 들어, 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)이 복수 개 구비되어, 일부는 연마 패드(12)를 냉각시키고 다른 일부는 연마 패드(12)를 가열하도록 구성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 온도 제어 어셈블리(13)는 슬러리 분사 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬러리 분사 모듈은 연마 패드(12)를 향해 슬러리를 분사할 수 있다. 슬러리 분사 모듈은 슬러리의 온도를 조절할 수 있도록, 히터 및/또는 쿨러를 포함할 수 있다. 슬러리 분사 모듈은 히터 또는 쿨러에 의해 가열 또는 냉각된 슬러리를 연마 패드(12)를 향해 분사함으로써, 연마 패드(12)의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 기판에 대한 연마가 진행되는 중에, 슬러리 분사 모듈은 연마 패드(12)의 온도를 조절하기 위하여, 히터 또는 쿨러에 의해 가열 또는 냉각된 슬러리를 연마 패드(12)를 향해 분사할 수 있다. 예를 들어, 기판에 대한 연마가 진행되는 중에 연마 패드(12)로 공급되는 슬러리의 온도는 0℃ 내지 80℃일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 슬러리의 온도가 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 슬러리 분사 모듈은 기판에 대한 연마 종말점 검출 이후에 연마 패드(12)를 냉각하기 위해 연마 패드(12)를 향해 냉각된 슬러리를 분사할 수 있다. 예를 들어, 냉각된 슬러리의 온도는 0℃일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 슬러리의 온도가 이에 제한되는 것은 아니다. 기판에 대한 연마 종말점 검출 이후에, 슬러리 분사 모듈이 냉각된 슬러리를 공급하는 것과 랭퀴-힐쉬 와류 모듈(20)이 냉각 공기를 분사하는 것은 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1: 기판 연마 장치
11: 캐리어
12: 연마 패드
13: 온도 제어 어셈블리
14: 컨디셔너
20: 랭퀴-힐쉬 와류 모듈
30: 순수 분사 모듈

Claims (16)

  1. 기판을 파지하는 캐리어;
    상기 캐리어에 파지된 기판의 피연마면을 연마하는 연마 패드; 및
    상기 연마 패드의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 어셈블리를 포함하고,
    상기 온도 제어 어셈블리는, 상기 연마 패드를 냉각하기 위하여 상기 연마 패드를 향해 냉각 공기를 분사하는 랭퀴-힐쉬(Ranque-Hilsch) 와류 모듈을 포함하는, 기판 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은,
    관형 바디;
    상기 관형 바디에 형성되는 와류 생성실;
    상기 관형 바디에 형성되어 압축 공기를 공급받는 제1 입구 포트;
    냉각 공기가 배출되도록 상기 관형 바디의 일측에 형성되는 제1 출구 포트; 및
    가열 공기가 배출되도록 상기 관형 바디의 타측 형성되는 제2 출구 포트를 포함하는, 기판 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은 상기 제2 출구 포트에 구비되는 분사 노즐을 더 포함하는, 기판 연마 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연마 패드 및 상기 분사 노즐 사이의 간격은 40mm 이하인, 기판 연마 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 출구 포트에서 배출되는 냉각 공기는 -50℃ 내지 -30℃인, 기판 연마 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은,
    상기 제1 출구 포트에서 배출되는 냉각 공기의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 더 포함하는, 기판 연마 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은,
    상기 제1 출구 포트에서 배출되는 냉각 공기의 양을 제어하기 위하여, 상기 제2 출구 포트에서 배출되는 가열 공기의 양을 조절하도록 구성된 제어 밸브를 더 포함하는, 기판 연마 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 랭퀴-힐쉬 와류 모듈은,
    상기 연마 패드를 향해 순수를 분사하기 위한 순수 분사 포트를 더 포함하는, 기판 연마 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 공기는, 상기 기판에 대한 연마 종말점 검출 이후에 상기 연마 패드를 냉각하기 위해 분사되는, 기판 연마 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 온도 제어 어셈블리는, 상기 연마 패드를 가열하기 위하여 상기 연마 패드를 향해 가열된 순수를 분사하는 순수 분사 모듈을 더 포함하는, 기판 연마 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 순수 분사 모듈은 순수가 가열된 상태로 보관되는 탱크를 포함하는, 기판 연마 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탱크는 에어 벤트 라인, 레벨 센서 또는 온도 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 기판 연마 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 온도 제어 어셈블리는 상기 연마 패드의 상측에 이격되어 위치되는 하우징을 더 포함하는, 기판 연마 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 탱크는 상기 하우징 내부에 위치되는, 기판 연마 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 탱크에 보관되는 가열된 순수는 70℃ 내지 90℃인, 기판 연마 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 가열된 순수는, 상기 기판에 대한 연마가 시작되기 전에 상기 연마 패드를 가열하기 위해 분사되는, 기판 연마 장치.
KR1020220156221A 2022-11-21 2022-11-21 기판 연마 장치 KR20240074307A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220156221A KR20240074307A (ko) 2022-11-21 2022-11-21 기판 연마 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220156221A KR20240074307A (ko) 2022-11-21 2022-11-21 기판 연마 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240074307A true KR20240074307A (ko) 2024-05-28

Family

ID=91277452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220156221A KR20240074307A (ko) 2022-11-21 2022-11-21 기판 연마 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240074307A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9748118B2 (en) Substrate treating apparatus
KR102057220B1 (ko) 약액 공급기, 약액 공급기를 구비하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판의 처리방법
CN114206552B (zh) 在配给下通过混合的浆料温度控制
US20200406310A1 (en) Steam generation for chemical mechanical polishing
US11897079B2 (en) Low-temperature metal CMP for minimizing dishing and corrosion, and improving pad asperity
TWI416644B (zh) 半導體製造裝置
CN101523592A (zh) 用于光刻胶剥除和后金属蚀刻钝化的高室温工艺和室设计
US6200387B1 (en) Method and system for processing substrates using nebulized chemicals created by heated chemical gases
JP7312854B2 (ja) クリーニング・チャンバおよびクリーニング装置
TWI656915B (zh) 處理液供給裝置、基板處理裝置以及處理液供給方法
KR20240074307A (ko) 기판 연마 장치
TWI676213B (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
KR20110057679A (ko) 아이피에이 공급 장치
KR20140038753A (ko) 다상유체 분사장치
TWI716943B (zh) 用於熱處理腔室的基座
KR102224441B1 (ko) 기판처리장치
CN210325704U (zh) 一种用于基板干燥的流体供给装置和基板干燥设备
US20240286243A1 (en) Substrate polishing apparatus
CN220660425U (zh) 基板研磨装置
KR20240133513A (ko) 기판 연마 장치
KR102193372B1 (ko) 유도가열 방식을 이용한 소형 스팀 클리너
KR20080060786A (ko) 냉각유닛 및 상기 냉각유닛을 구비하는 기판 처리 장치
US20240342855A1 (en) Steam generation for chemical mechanical polishing
KR100928061B1 (ko) 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR102116995B1 (ko) 유도가열 방식을 이용한 소형 스팀 클리너