WO2017073845A1 - 드레싱 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마 장치 - Google Patents

드레싱 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마 장치 Download PDF

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WO2017073845A1
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이승원
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • 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
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    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
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    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles

Definitions

  • Embodiments relate to a dressing apparatus for cleaning a polishing pad and a wafer polishing apparatus comprising the same.
  • a chemical mechanical polishing (CMP) process of a wafer may be performed for wide area planarization of a semiconductor device having a multilayer wiring structure.
  • the chemical mechanical polishing process is a process in which mechanical processing by an abrasive existing between the pressed wafer and the polishing pad and chemical etching by a compound such as slurry occur simultaneously.
  • the dressing process for the polishing pad is performed through the polishing pad dressing apparatus in order to remove particles accumulated on the surface of the polishing pad and maintain uniform polishing characteristics of the polishing pad.
  • Fine particles may be adsorbed onto the wafer surface during a chemical mechanical polishing process, such as during a dressing process with a dressing device immediately after final polishing.
  • the local polishing step may be generated by the fine particles adsorbed on the wafer surface.
  • the embodiment provides a dressing apparatus capable of improving the uniformity of polishing and suppressing defects, and a wafer polishing apparatus including the same.
  • Embodiments relate to a dressing apparatus for cleaning a polishing pad attached to a lower plate, the brush including a brush (brush); A cleaning liquid spraying unit including a spray nozzle for spraying a cleaning liquid on the polishing pad; And a suction part including a suction port for sucking particles generated when the cleaning liquid is injected by the cleaning liquid injection part, wherein the brushing part, the cleaning liquid injection part, and the suction part are coupled to each other and swing on the polishing pad together.
  • the brushing portion, the cleaning liquid spraying portion, and the suction portion switch on the polishing pad at the same swing speed while being coupled to each other.
  • the spray nozzle may be spaced apart from the brushing unit in a horizontal direction, the suction port may be spaced apart from the spray nozzle in the horizontal direction, and the horizontal direction may be parallel to the upper surface of the polishing pad.
  • the dressing apparatus may include a first fixing part which fixes the cleaning liquid injection part to the brushing part; And a second fixing part which fixes the suction part to the cleaning liquid injection part.
  • Each of the cleaning liquid injection unit and the suction port may be spaced apart from the brushing unit, and the suction port may be positioned to surround the outer surface of the injection nozzle.
  • the dressing device may further include a blocking part protruding downwardly based on the lower end of the suction port to surround the suction port.
  • the cleaning liquid injection unit, the suction unit, and the brushing unit may be in contact with each other continuously.
  • the brushing part, the suction part, and the cleaning liquid jetting part may be sequentially positioned in an outward-inward direction.
  • the suction port of the suction unit may surround an outer surface of the cleaning liquid injection unit, and the brushing unit may cover an outer surface of the injection nozzle of the cleaning liquid injection unit.
  • the dressing apparatus may further include a blocking portion contacting the outer surface of the brushing portion and protruding downward from the lower surface of the brushing portion.
  • the suction part, the cleaning liquid injection part, and the brushing part may be sequentially positioned in an outward to inward direction.
  • the spray nozzle of the cleaning liquid spray unit may surround the outer surface of the brushing unit, and the suction port of the suction unit may surround the outer surface of the spray nozzle of the cleaning liquid spray unit.
  • the dressing part may further include a blocking part contacting an outer surface of the suction part of the suction part and protruding downwardly based on the bottom surface of the suction part of the suction part.
  • the brushing part, the cleaning liquid spraying part, and the suction part may be sequentially positioned in a direction from the outside to the inside.
  • the spray nozzle of the cleaning liquid spray unit may surround the outer surface of the suction port of the suction unit, and the brushing unit may surround the outer surface of the spray nozzle of the cleaning liquid spray unit.
  • the suction part may further include an exhaust pipe for exhausting the particles sucked through the suction port at a predetermined pressure or flow rate, and the diameter of the suction port may be larger than the diameter of the exhaust pipe.
  • the distance from which the suction port is spaced apart from the injection nozzle may be shorter than the distance from which the injection nozzle is spaced apart from the brushing part.
  • Dressing apparatus for cleaning the polishing pad attached to the lower plate includes a brushing portion for brushing the polishing pad; A cleaning solution spraying unit spraying the cleaning solution onto the polishing pad; And a suction unit for sucking particles generated when the cleaning liquid is injected by the cleaning liquid injection unit, wherein the brushing unit, the cleaning liquid injection unit, and the suction unit are fixed to each other, and on the polishing pad at the same swing speed. Swing.
  • the brushing unit comprises a brush for brushing the polishing pad; And a brush moving part swinging the brush on the polishing pad surface, wherein the brush moving part swings the brush, the cleaning liquid spraying part, and the suction part on the polishing pad at the same switching speed.
  • a wafer polishing apparatus includes: a polishing table including a lower surface plate and a polishing pad attached to the lower surface plate; A head unit which loads a wafer on the polishing pad and pressurizes the loaded wafer to polish the wafer; And a dressing apparatus according to an embodiment for cleaning the polishing pad.
  • the embodiment can improve the uniformity of polishing and can suppress defects.
  • FIG. 1 is a perspective view of a wafer polishing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows the first dressing device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating an embodiment of the first dressing apparatus illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a top view of the first dressing device shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view along the AB direction of the first dressing device shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the suction unit illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 7A is a sectional view in the AB direction of a first dressing device according to another embodiment.
  • FIG. 7B shows a bottom view of the first dressing device shown in FIG. 7A.
  • FIG 8 is a perspective view of a first dressing device according to another embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the AB direction according to the exemplary embodiment of the first dressing apparatus illustrated in FIG. 8.
  • FIG. 10 shows a bottom view of the first dressing device shown in FIG. 9.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an AB direction according to another exemplary embodiment of the first dressing apparatus illustrated in FIG. 8.
  • FIG. 12 shows a bottom view of the first dressing device shown in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the AB direction according to another embodiment of the first dressing device shown in FIG. 8.
  • FIG. 14 shows a bottom view of the dressing apparatus shown in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along the AB direction according to another embodiment of the first dressing device shown in FIG. 8.
  • FIG. 16 shows a bottom view of the first dressing device shown in FIG. 15.
  • FIG. 17 is a sectional view taken along the AB direction according to another embodiment of the first dressing device shown in FIG. 8.
  • FIG. 18 shows a bottom view of the first dressing device shown in FIG. 17.
  • FIG. 19 is a bottom view of another embodiment of the first dressing apparatus illustrated in FIG. 8.
  • each layer (region), region, pattern, or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad, or pattern.
  • “up” and “under” include both “directly” or “indirectly” formed through another layer. do.
  • the criteria for up / down or down / down each layer will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 illustrates a perspective view of a wafer polishing apparatus 100 according to an embodiment
  • FIG. 2 illustrates a first dressing apparatus 200-1 illustrated in FIG. 1.
  • the wafer polishing apparatus 100 includes a body 101, wafer receiving portions 102-1 to 102-4, transfer robots 103-1, 103-2, and transfer. Transfer unit 104, polishing tables 106-1 to 106-3, head unit 120, moving unit 130, slurry supply unit 140, and dressing devices ( dressing units, 200-1 to 200-3).
  • the body 101 provides a stage on which a wafer polishing process and a dressing process are performed.
  • the wafer accommodating parts 102-1 to 102-4 are spaces for accommodating wafers.
  • the wafer enclosures 102-1 to 102-4 may be a space in which a cassette capable of loading wafers is disposed or loaded.
  • the wafer accommodating parts 102-1 to 102-4 may include a loading part 102a in which a wafer to be polished is loaded and an unloading part 102b in which a polishing process is completed.
  • the transfer robots 103-1 and 103-2 transfer wafers to be polished contained in the loading unit 102a to the transfer unit 104 or unload the wafers on which the polishing process disposed in the transfer unit 104 is completed. Transfer to 102b).
  • the transfer unit 104 provides the wafers transferred by the transfer robot 103-2 to the head unit 120, or provides the polished wafers transferred by the head unit 120 to the transfer robot 103-1. do.
  • the transfer unit 104 is disposed on the table 104a, the rotary shaft 105 for rotating the table 104a, and the wafer pedestals 104-1 to 104 that are disposed on the table 104a and that rotate together with the table 104a. 104-6).
  • Wafers transferred by the transfer robot 103-2 may be seated on the wafer pedestals 104-1 to 104-6, or polished wafers transferred by the head part 120 may be seated.
  • the table 104a may rotate in a predetermined angle about the rotation axis 105.
  • the wafer pedestals 104-1 to 104-6 may be disposed apart from each other on the table 104a, and may rotate with the table 104a.
  • Rotation of the table 104a may move the wafer to be polished seated on the wafer pedestals (eg, 104-3 and 104-4) to where the head portion 120 is located.
  • the rotation of the table 104a may also move the polished finished wafers seated on the wafer pedestals (eg, 104-5 and 104-6) to a location where the transfer robot 103-1 can access.
  • Polishing tables 106-1 to 106-3 are disposed on the upper surface of the body 101 spaced apart from each other.
  • Each of the polishing tables 106-1 to 106-3 may include a lower platen, a polishing pad disposed on an upper surface of the lower platen, and a rotation unit for rotating the lower platen.
  • FIG. 1 includes three polishing tables that sequentially perform three polishing processes, the number of polishing tables is not limited thereto and may be two or more to match the number of polishing processes.
  • the first polishing table 106-1 has the lower platen 210, the polishing pad 220 disposed on the upper surface of the lower platen 210, and the lower platen 210 in the first direction,
  • it may include a rotating unit 230 for rotating in a clockwise or counterclockwise direction.
  • Each of the first to third polishing tables 106-1 to 160-3 may have the same structure.
  • the head unit 120 adsorbs at least one wafer to be polished mounted on the wafer pedestals (eg, 104-5 and 104-6) of the transfer unit 104, and at least one wafer adsorbed for polishing is polished to a polishing table. (106-1 to 106-3) and pressurized the loaded wafer to perform a polishing process for the wafer.
  • the head part 120 may adsorb one surface (eg, front side or back side) of at least one wafer loaded on the transfer unit 104, and may adsorb the at least one wafer on the first polishing table 160-. 1) can be loaded.
  • the head 120 may press the at least one wafer loaded on the first polishing table 106-1 for polishing, and the other surface (eg, the back side or the front side) of the at least one wafer may be the polishing table 106. It may be polished by the polishing pad 220 of -1 to 106-3.
  • the head part 120 may perform a polishing process while sequentially moving the at least one wafer adsorbed to the first to third polishing tables 106-1 to 106-3.
  • three polishing processes may be performed on one wafer, but is not limited thereto.
  • the head part 120 includes a top part 122, a plurality of head chucks 124-1 to 124-8 disposed on the bottom surface of the top plate 122, and a rotation part 130 for rotating the top plate 122. ) May be included.
  • the plurality of head chucks may be arranged or arranged in correspondence with the polishing tables 106-1 through 106-3.
  • the two head chucks are arranged to be spaced apart from each other on the lower surface of the upper surface plate corresponding to the polishing tables 106-1 to 106-3.
  • the upper surface plate 122 may rotate the rotation unit 130 in the axial direction, and the rotational movement of the head chucks 124-1 to 124-6 by a predetermined angle to align the polishing tables 106-1 to 106-3. In the polishing process, it does not rotate and remains stationary.
  • the head chucks 124-7, 124-8 can also be aligned to the wafer pedestals 104-5, 104-6 of the transfer unit 104 to prepare for the next polishing.
  • the head chucks 124-1 to 124-8 may move up and down, adsorb the wafer, pressurize the wafer during polishing, and rotate the adsorbed wafer in a constant direction.
  • the rotation direction of the head chucks 124-1 to 124-6 and the rotation direction of the polishing tables 106-1 to 106-3 may be the same, but are not limited thereto.
  • the head chucks 124-1 to 124-6 may rise while the wafer is adsorbed, and the top plate 122 may be lifted while the head chucks 124-1 to 124-6 are raised.
  • the polished wafer By rotating in a constant direction, for example clockwise, the polished wafer can be moved to the next polishing table.
  • the slurry supply unit 140 supplies a slurry to the polishing pads 220 of the polishing tables 106-1 to 106-3 during wafer polishing.
  • Each of the dressing devices 200-1-200-3 cleans the polishing pad 220 of any one of the polishing tables 106-1-106-3.
  • each of the dressing devices 200-1 to 200-3 is polished by the head chucks 124-1 to 124-6 after the polishing process is completed on the corresponding polishing table 106-1 to 106-3. After the wafers are spaced apart from the polishing pad 220, the polishing pad 220 may be cleaned.
  • Each of the dressing devices 200-1 to 200-3 may have the same configuration, and each of the dressing devices 200-1 to 200-3 is a brushing brush for brushing the polishing pad 220. unit), a cleaning liquid spraying unit for spraying the cleaning liquid onto the polishing pad, and a suction unit for sucking air particles generated during brushing and cleaning liquid spraying.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating an embodiment of the first dressing apparatus 200-1 shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a plan view of the first dressing apparatus 200-1 illustrated in FIG. 3, and FIG. 5.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view along the AB direction of the first dressing apparatus 200-1 shown in FIG. 4.
  • the first dressing apparatus 200-1 may include a brushing unit 160, a cleaning liquid spraying unit 170, and a suction unit 180.
  • the brushing unit 160, the cleaning liquid injection unit 170, and the suction unit 180 may be coupled to or fixed to each other.
  • the brushing unit 160 may include a brush 162 disposed at one end 160a and a brush moving unit 164 for moving the brush 162 onto the polishing pad 220.
  • the brush 162 may be positioned at one end 160a of the lower surface of the brush moving unit 164, and may be rotated or swinged at a predetermined angular velocity to the left or right of the brush moving unit 164 at an axis. ), The brush 162 may be moved to the upper surface of the polishing pad 220.
  • the surface of the polishing pad 220 may be brushed by the brush moved to the upper surface of the polishing pad 220 by the brush moving part 162, and thus, foreign matter on the surface of the polishing pad 220 remaining after the polishing process.
  • glazing may be removed. Glazing refers to solids in which wafer reactants, slurry particles, foreign matters, and the like are vitrified by high pressure and temperature and then fixed. The occurrence of such glazing causes deformation of the pad thickness profile, which causes deterioration of the flatness of the wafer, whereby a vicious cycle of shortening the pad life may be repeated.
  • the cleaning liquid injection unit 170 is positioned adjacent to the brushing unit 160 and sprays the cleaning liquid, for example, DIW (deionized water) on the polishing pad 220 during the dressing process.
  • DIW deionized water
  • the cleaning liquid sprayer 170 may spray a high pressure cleaning liquid.
  • the cleaning liquid sprayer 170 may be implemented as a high pressure micro jet (HPMJ), and may spray the cleaning liquid in the form of a mist.
  • HPMJ high pressure micro jet
  • the cleaning liquid spraying unit 170 may include a spray nozzle 172 having a hole for spraying the cleaning liquid, and a cleaning liquid supply pipe 174 for supplying the cleaning liquid to the spray nozzle 172 at high pressure.
  • the cleaning liquid injection unit 170 may be positioned at one side of the brushing unit 160 and may move to the surface of the polishing pad 220 together with the brushing unit 160 in the brushing unit 160.
  • one side of the brushing unit 160 where the cleaning liquid spray unit 170 is located may be closer to the polishing pad 220 than the other side of the brushing unit 160. That is, the cleaning liquid injection unit 170 may be located between one side of the brushing unit 160 and the polishing pad 220.
  • the cleaning liquid injection unit 170 may be fixed to the brushing unit 160 by the first fixing unit 176.
  • the first fixing part 176 may connect the cleaning liquid supply pipe 174 and the brush moving part 162 to each other.
  • the suction unit 180 is located at one side of the cleaning liquid spraying unit 170 and sucks particles caused by the cleaning liquid sprayed at a high pressure from the cleaning liquid spraying unit 170.
  • the suction unit 180 may be fixed to the cleaning liquid injection unit 170 by the second fixing unit 186.
  • the second fixing part 186 may connect the cleaning solution supply pipe 174 and the exhaust pipe 184 to each other.
  • the brushing unit 160, the cleaning liquid jet unit 170, and the suction unit 180 may swing on the polishing pad 220 at the same angular speed or swing speed in a fixed or coupled state.
  • the cleaning liquid injection unit 170 and the suction unit 180 are fixed to the brushing unit 160 by the first and second fixing units 176 and 186, the cleaning liquid injection unit 170 and the suction unit 180 may move together with the brushing unit 160.
  • the cleaning liquid injection unit 170 and the suction unit 180 may rotate to have the same angular velocity or swing speed as the brushing unit 160.
  • the injection of the cleaning liquid from the spray nozzle 172 of the cleaning liquid injection unit 170 and the suction of the particle 181 by the suction port 182 of the suction unit 180 may be performed at the same time.
  • the suction unit 180 may be made of metal or a plastic material that does not cause a pollution source, such as PC, PVC, or polypropylene, teflon, or the like.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the suction unit 180 shown in FIG. 4.
  • the suction unit 180 is connected to the suction port 182 for suctioning the particle 181 and the suction port 182 and suctioned through the suction port 182 at a predetermined pressure (or suction force) or flow rate. It may include an exhaust pipe 184 for exhausting the particles 181.
  • the exhaust pipe 184 may be in the form of a tube, but is not limited thereto.
  • the diameter DA1 of the suction port 182 may be larger than the diameter DA2 of the exhaust pipe 184 (DA1> DA2).
  • the spray nozzle 172 of the cleaning liquid spray unit 170 may be spaced apart from the brushing unit 160 in the horizontal direction 501 by the first distance D1, and the suction unit 180 may be disposed.
  • the inlet 182 may be spaced apart from the injection nozzle 172 by a second distance D2 in the horizontal direction 501.
  • the horizontal direction 501 may be a direction parallel to the top surface of the polishing pad 220.
  • the horizontal direction 501 may be a direction perpendicular to the longitudinal direction of the brushing unit 160, the longitudinal direction of the cleaning liquid injection unit 170, or the longitudinal direction of the suction unit 180.
  • the second distance D2 may be shorter than the first distance D1 in order to increase the suction rate of particles generated by the cleaning liquid sprayed by the injection nozzle 172 (D2 ⁇ D1), but is not limited thereto.
  • D1 D2 or D1 ⁇ D2.
  • FIG. 7A illustrates a cross-sectional view in the AB direction of the first dressing apparatus 200-1 ′ according to another embodiment
  • FIG. 7B illustrates a bottom view of the first dressing apparatus 200-1 ′ shown in FIG. 7A.
  • the same reference numerals as in FIGS. 3 to 5 denote the same components, and the description of the same components will be simplified or omitted.
  • the first dressing device 200-1 ′ shown in FIGS. 7A and 7B may be a modification of the first dressing device 200-1 shown in FIG. 4.
  • the suction part 180a is positioned around the cleaning liquid injection unit 170 so as to surround the cleaning liquid injection unit 170, and the particles 181 generated by the cleaning liquid injected from the cleaning liquid injection unit 170 are scattered. It is different from the embodiment shown in Figure 4 that the blocking portion 188 is provided to prevent that. Otherwise, the description of the first dressing apparatus 200-1 of FIGS. 3 and 4 may be equally applied to the first dressing apparatus 200-1 ′.
  • the first dressing apparatus 200-1 ′ may include a brushing unit 160, a cleaning liquid spray unit 170, and a suction unit 180a.
  • the suction part 180a may be positioned to surround the outer surface of the cleaning liquid injection unit 170 and may contact the outer surface of the cleaning liquid injection unit 170.
  • the suction unit 180a may include an inlet 182-1 for sucking particles and an exhaust pipe (not shown) connected to the inlet 182-1 and exhausting the particle 181 at a predetermined pressure or suction force. have.
  • the suction port 182-1 may surround the outer surface of the spray nozzle 172 of the cleaning liquid spray unit 170 and may contact the outer surface of the spray nozzle 172.
  • the first dressing apparatus 200-1 ′ may further include a blocking unit 188 disposed at an edge of the suction port 182-1.
  • the blocking unit 188 may protrude downward based on the lower end 10 of the inlet 182-1, and may prevent the cleaning liquid sprayed from the spray nozzle 172 from scattering around. .
  • the blocking unit 188 may protrude downward based on the lower end 20 of the injection nozzle 172.
  • the lower end 10 of the inlet 182-1 and the lower end 20 of the injection nozzle 172 are located on the same plane, but are not limited thereto.
  • the lower end of the inlet 182-1 is provided. It may be located below the lower end of the injection nozzle 172.
  • the inlet 182-1 is positioned to surround the injection nozzle 172, and the particle 181 is the inlet 182-1 by the blocking unit 188. Since it can be easily sucked by), compared to the first dressing apparatus 200-1 shown in FIGS. 3 and 4, the suction rate of the particles can be further increased, resulting in uniformity of polishing in the polishing process. It can improve and a defect can be suppressed.
  • FIG. 8 is a perspective view of a first dressing apparatus 200a-1 according to another embodiment
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an AB direction according to an embodiment of the first dressing apparatus 200a-1 shown in FIG. 8.
  • 10 shows a bottom view of the first dressing apparatus 200a-1 shown in FIG. 9.
  • the first dressing apparatus 200a-1 includes a cleaning liquid spraying unit 210, a suction unit 220, and a brushing unit 230 which are in continuous contact with each other.
  • the cleaning liquid injection unit 210, the suction unit 220, and the brushing unit 230 may be fixed to each other, and may rotate together at the same angular speed or swing speed.
  • the brushing part 230, the suction part 220, and the cleaning liquid spraying part 210 may be positioned to sequentially contact each other in a direction from the outside of the first dressing device 200a-1 toward the inside.
  • the cleaning liquid spraying unit 210 may include a spray nozzle 212 having a hole for spraying the cleaning liquid, and a cleaning liquid supply pipe (not shown) for supplying the cleaning liquid to the spray nozzle 212 at high pressure.
  • the description of the cleaning liquid jet unit 170 described with reference to FIGS. 3 to 5 may be applied to the cleaning liquid jet unit 210.
  • the suction unit 220 is disposed around the cleaning liquid injection unit 210 to surround the cleaning liquid injection unit 210.
  • the suction unit 220 may be in contact with an outer surface of the cleaning liquid injection unit 210 and positioned to surround the outer surface of the cleaning liquid injection unit 210.
  • the suction unit 220 is connected to the suction port 224 for suctioning the particle 181, and an exhaust pipe for exhausting the particle 181 sucked through the suction port 224 at a predetermined pressure or suction force. Not shown).
  • the suction port 224 may contact the outer surface of the spray nozzle 212 to surround the outer surface of the spray nozzle 212 of the cleaning liquid spray unit 210.
  • the brushing part 230 is disposed around the suction part 220 to surround the suction part 220.
  • the brushing unit 230 may be positioned to be in contact with the outer surface of the suction unit 220 and to surround the outer surface of the suction unit 220.
  • the brushing unit 230 may be in contact with an outer surface of the suction port 224 and positioned to surround the outer surface of the suction port 224.
  • the brushing part 230 Since the brushing part 230 is positioned in contact with the suction part 220, the suction rate of the suction part 220 with respect to the particle 181 generated by brushing can be increased, and thus, the uniformity of polishing in the polishing process can be increased. The property can be improved and defects can be suppressed.
  • the inlet 224 since the inlet 224 is positioned to contact the spray nozzle 212, the inlet 224 can easily suck the particles 181 generated by the cleaning liquid sprayed from the spray nozzle 212, thereby allowing the particles to be sucked.
  • the suction rate of the suction unit 220 with respect to 181 may be increased.
  • the embodiment can improve the uniformity of polishing in the polishing process and can suppress defects.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view in the AB direction according to another embodiment 200a-2 of the first dressing device shown in FIG. 8, and
  • FIG. 12 is a bottom view of the first dressing device 200a-2 shown in FIG. Indicates.
  • the same reference numerals as those of Figs. 9 and 10 denote the same configuration, and the description of the same configuration will be simplified or omitted.
  • the first dressing apparatus 200a-2 may further include a blocking unit 288 in the dressing apparatus 200a-1 illustrated in FIGS. 9 and 10.
  • the blocking part 288 protrudes downward from the lower surface of the brushing part 230 in which the brush 232 is disposed.
  • the blocking unit 288 may be positioned to be in contact with the outer surface of the brushing unit 230, and may protrude downward from the lower surface of the brushing unit 230.
  • the blocking unit 288 may protrude downward based on the lower surface of the suction unit 220 or the lower surface of the cleaning liquid injection unit 210.
  • the blocking unit 288 may be positioned to contact the edge of the bottom surface of the brushing unit 230.
  • the blocking unit 288 may suppress the generation of particles by preventing the cleaning liquid sprayed from the injection nozzle 212 from scattering to the surroundings, and may generate particles 181 generated by brushing of the brushing unit 230. ) Can be easily flowed into the suction port 224 to prevent the scattering to the surroundings can increase the suction rate of the particle 181.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view in the AB direction according to another embodiment 200a-3 of the first dressing device shown in FIG. 8, and FIG. 14 shows a bottom view of the dressing device 200a-3 shown in FIG. Indicates.
  • the first dressing apparatus 200a-3 includes a brushing part 310, a cleaning liquid spraying part 320, and a suction part 330 which are in continuous contact with each other.
  • the brushing part 310, the cleaning liquid injection part 320, and the suction part 330 may be fixed to each other, and may rotate together at the same angular speed or swing speed.
  • the brushing unit 230, the suction unit 220, and the cleaning liquid injection unit 210 are sequentially disposed from the outside to the inside, but in FIG. 14, the suction unit 330 and the cleaning liquid injection unit are disposed from the outside to the inside. 320 and the brushing part 310 are sequentially arranged.
  • the brushing part 310 may include a brush 312 and a brush moving part (not shown).
  • the cleaning liquid injection part 320 is disposed around the brushing part 310 to surround the brushing part 310.
  • the cleaning liquid injection unit 320 may be in contact with the outer surface of the brushing unit 310 and positioned to surround the outer surface of the brushing unit 310.
  • the cleaning liquid injection unit 320 may include a spray nozzle 322 and a cleaning liquid supply pipe (not shown) for supplying a cleaning liquid to the spray nozzle 322.
  • the injection nozzle 322 may be in contact with the outer surface of the brushing portion 310, and may be positioned to surround the outer surface of the brushing portion 310.
  • the suction part 330 is disposed around the cleaning liquid injection part 320 to surround the cleaning liquid injection part 320.
  • the suction unit 330 may be in contact with an outer surface of the cleaning liquid injection unit 320 and may surround the outer surface of the cleaning liquid injection unit 320.
  • the suction part 330 may include an inlet 332 and an exhaust pipe (not shown) connected to the inlet 332.
  • the inlet 332 may be positioned to contact an outer surface of the spray nozzle 322 of the cleaning liquid spray unit 320 and surround the outer surface of the spray nozzle 322.
  • the brushing part 310 is located at the center and the suction part 330 is positioned to surround the brushing part 310, the suction rate of the suction part 330 with respect to the particle 181 generated by brushing can be increased. For this reason, the uniformity of polishing can be improved in the polishing step, and defects can be suppressed.
  • the inlet 332 since the inlet 332 is in contact with the injection nozzle 322, the inlet 332 can easily inhale the particles 181 generated by the cleaning liquid injected from the injection nozzle 332, and thus, the particle 181.
  • the suction rate of the suction unit 332 can be increased.
  • the inlet 332 is positioned to surround the injection nozzle 322, it is possible that the particles 181 generated by the cleaning liquid injected from the injection nozzle 322 scatter around the first dressing device 200a-3. It can be suppressed. Due to the improvement of the suction rate and the suppression of particle scattering, the embodiment can improve the uniformity of polishing in the polishing process and can suppress defects.
  • FIG. 15 shows a cross-sectional view in the AB direction according to another embodiment 200a-4 of the first dressing device shown in FIG. 8, and FIG. 16 is a bottom view of the first dressing device 200a-4 shown in FIG. 15. Shows a figure.
  • the same reference numerals as in FIGS. 13 and 14 denote the same components, and the description of the same components will be simplified or omitted.
  • the first dressing apparatus 200a-4 may further include a blocking unit 388 in the dressing apparatus 200a-3 illustrated in FIGS. 13 and 14.
  • the blocking part 388 is in contact with the outer surface of the inlet 332 and protrudes downward from the lower surface of the inlet 332.
  • the blocking unit 388 may be positioned to be in contact with the outer surface of the inlet 332 and may protrude downward based on the lower surface of the inlet 332.
  • the blocking unit 388 may be positioned to contact the edge of the lower surface of the suction port 332.
  • the blocking unit 388 may protrude downward from the lower surface of the cleaning liquid injection unit 320 or the lower surface of the brushing unit 310.
  • the blocking unit 388 may prevent particles from being generated by preventing the cleaning liquid sprayed from the injection nozzle 322 from scattering around, and may generate particles 181 generated by brushing of the brushing unit 310. ) Can be easily flowed into the suction port 332 to prevent the scattering to the surroundings to increase the suction rate of the particle 181.
  • FIG. 17 illustrates a cross-sectional view in the AB direction according to another embodiment 200a-5 of the first dressing apparatus illustrated in FIG. 8, and FIG. 18 illustrates a bottom surface of the first dressing apparatus 200a-5 illustrated in FIG. 17. Shows a figure.
  • the first dressing apparatus 200-5 includes a washing liquid spraying unit 410, a brushing unit 420, and a suction unit 430 which are in continuous contact with each other.
  • the first dressing apparatus 200-5 may further include a blocking portion 488.
  • the cleaning liquid injection unit 410, the brushing unit 420, and the suction unit 430 may be fixed in contact with each other, and may rotate together at the same angular speed or swing speed.
  • the suction part 430, the brushing part 420, and the cleaning liquid injection part 410 may be sequentially disposed from the outside to the inside.
  • the cleaning liquid injection unit 410 may include a spray nozzle and a cleaning liquid supply pipe (not shown) for supplying a cleaning liquid to the spray nozzle.
  • the brushing unit 420 may include a brush 422 and a brush moving unit (not shown).
  • the brushing part 420 may be disposed around the cleaning liquid injection part 410 to surround the cleaning liquid injection part 410.
  • the brushing unit 420 may be positioned to contact the outer surface of the cleaning liquid spraying unit 410 and surround the outer surface of the cleaning liquid spraying unit 410.
  • the brush 422 may be in contact with an outer surface of the spray nozzle and may be positioned to surround the outer surface of the spray nozzle.
  • the suction part 430 is disposed around the brushing part 420 so as to surround the brushing part 420.
  • the suction part 430 may be in contact with the outer surface of the brushing part 420 and positioned to surround the outer surface of the brushing part 420.
  • the suction part 430 may include an inlet 432 and an exhaust pipe (not shown) connected to the inlet 432.
  • the suction port 432 may be positioned to contact the outer surface of the brush 422 of the brushing unit 420 and to surround the outer surface of the brush 422.
  • the suction part 430 is positioned to surround the brushing part 420 and the cleaning liquid jetting part 410, the suction rate of the suction part 330 with respect to the particle 181 generated by brushing can be increased. Therefore, the uniformity of polishing can be improved in the polishing process, and defects can be suppressed.
  • the blocking portion 488 is in contact with the outer surface of the inlet 432 and protrudes downward from the lower surface of the inlet 432.
  • the description of the blocking unit 388 described with reference to FIG. 15 may be equally applied to the blocking unit 488 illustrated in FIG. 17.
  • FIG. 19 shows a bottom view according to another embodiment 200a-6 of the first dressing device shown in FIG. 8.
  • the first dressing apparatus 200a-6 includes a suction part 510, a cleaning liquid injection part 520, and a brushing part 530 which are in continuous contact with each other.
  • the suction unit 510, the cleaning liquid injection unit 520, and the brushing unit 530 may be fixed to each other, and may rotate together at the same angular speed or swing speed.
  • the brushing part 530, the cleaning liquid spraying part 520, and the suction part 510 may be sequentially disposed from the outside to the inside.
  • the spray nozzle of the cleaning liquid sprayer 520 may be in contact with the outer surface of the suction port of the suction part 510 and may be positioned to surround the outer surface of the suction port.
  • the brushing unit 530 may be in contact with an outer surface of the spray nozzle of the cleaning liquid spray unit 520 and may be positioned to surround the outer surface of the spray nozzle of the cleaning liquid spray unit 520.
  • the blocking unit 588 protrudes downward from the lower surface of the brushing unit 530.
  • the blocking unit 588 may be positioned to contact the outer surface of the brushing unit 530, and may be lowered based on the lower surface of the suction port of the suction unit 510 or the lower surface of the spray nozzle of the cleaning liquid injection unit 520. Can protrude in a direction.
  • the polishing process of the polishing apparatus 100 shown in FIG. 1 using the dressing apparatus according to the above-described embodiment is as follows.
  • the wafer accommodated in the loading unit 102a by the transfer robot 103-2 is loaded into the transfer unit 104.
  • the wafer loaded on the transfer unit 104 by the head part 120 is loaded on the first polishing table 106-1, and the wafer is loaded by the head chucks 124-1 and 124-2 of the head part 120. 1
  • the primary polishing process for the wafer loaded on the polishing table 106-1 is performed.
  • the slurry is supplied to the polishing pad 220 of the first polishing table 106-1 rotating from the slurry supply unit 140 and the polishing pads are formed by the head chucks 124-1 and 124-2. And by pressing and rotating the wafer loaded in 220.
  • the slurry supply is stopped from the slurry supply unit 140, the wafer is spaced apart from the first polishing table 106-1 by rising of the head chucks 124-1 and 124-2, and the head unit The wafer is unloaded from the polishing pad 220 of the first polishing table 106-1 by the rotation of the upper surface plate 122 of 120 and transferred to the second polishing table 106-2.
  • the first dressing process for the polishing pad 220 of the first polishing table 106-1 is performed by the first dressing apparatus 200-1.
  • the first dressing process may be performed at the same time as the wafer is unloaded from the polishing pad 220 of the first polishing table 106-1 by the head part 120 and transferred to the second polishing table 106-2. .
  • the first dressing device 200-1 moves to the polishing pad 220 of the first polishing table 106-1 at a predetermined angular speed or swing speed with respect to one end 160b of the first dressing device 200-1. Can be rotated.
  • the brush 162 of the brushing part 160 Since the brushing part 160, the cleaning liquid injection part 170, and the suction part 180 of the first dressing device 200-1 are fixed to each other, the brush 162 of the brushing part 160 by a rotational motion. , The spray nozzle 172 of the cleaning liquid jet unit 170, and the suction port 182 of the suction unit 180 are formed on the surface of the polishing pad 220 of the first polishing table 106-1 at the same angular or swing speed. The dressing process for the polishing pad 220 of the first polishing table 106-1 may be performed while traveling together.
  • a second polishing process is performed on the wafer moved to the second polishing table 106-2 by the head part 120.
  • the second polishing process may be performed in the same manner as the first polishing process.
  • the wafer is unloaded from the polishing pad 220 of the second polishing table 106-2 by the head part 120 and transferred to the third polishing table 106-3.
  • the second dressing process for the polishing pad 220 of the second polishing table 106-2 is performed by the second dressing apparatus 200-2.
  • the second dressing process may be performed in the same manner as the first dressing process.
  • the third polishing process on the third polishing table 106-3 and the third dressing process on the polishing pad 220 of the third polishing table 106-3 may also be performed in the same manner as described above.
  • the wafer 120 is unloaded from the polishing pad 220 of the third polishing table 106-3 by the head part 120, and the wafer pedestals 104-5 and 104-5 of the transfer unit 104 are completed. Is loaded).
  • the wafer loaded on the transfer unit 104 by the transfer robot 103-1 may be transferred to the unloading unit 102b and accommodated in the wafer storage units 102-1 and 102-2.
  • a large number of particles may be generated by a thin mist-type cleaning liquid sprayed at high pressure in air.
  • 0.1 micrometer, 0.2 micrometer, 0.3 micrometer, 0.5 micrometer, 1.0 micrometer, and 5.0 micrometer show the diameter of the particle
  • the number of particles having a smaller diameter is larger than the number of particles having a relatively large diameter.
  • the number of particles generated during the dressing process is larger than the number of particles generated during the unpolishing and the polishing process.
  • the first polished wafer is transferred to the second polishing table by the head part 120 and the dressing process for the polishing pad of the first polishing table is performed.
  • the polishing surface of the wafer is spaced apart from the polishing pad by the head 120 during the dressing process for the polishing pad of the first polishing table, particles generated during the dressing process may be adsorbed onto the exposed wafer surface. Such particles may cause stepped surfaces and wafer defects (eg, juts) in the second polishing process performed at the second polishing table.
  • the brush 162 of the brushing unit 160, the spray nozzle 172 of the cleaning liquid spray unit 170, and the suction port 182 of the suction unit 180 are the first polishing table 106-1 at the same angular speed or swing speed. Since the particles travel together on the surface of the polishing pad 220, the particles 181 generated by the cleaning liquid sprayed from the spray nozzle 172 are easily sucked into the suction port 182 of the immediately adjacent suction unit 180. This may increase the suction rate of the suction unit 180 with respect to the particle 181. Due to the improvement of the suction rate for the particles, the embodiment can improve the uniformity of polishing in the polishing process and can suppress defects.
  • Embodiments can be used in the wafer polishing process in the wafer manufacturing process.

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Abstract

실시 예는 하정반에 부착되는 연마 패드를 세정하는 드레싱 장치에 관한 것으로, 브러쉬(brush)를 포함하는 브러싱부, 상기 연마 패드에 세정액을 분사하는 분사 노즐을 포함하는 세정액 분사부, 및 상기 세정액 분사부에 의하여 세정액 분사시 발생하는 파티클을 흡입하는 흡입구를 포함하는 흡입부를 포함하며, 상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부는 서로 결합되며, 함께 상기 연마 패드 상을 스윙한다.

Description

드레싱 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마 장치
실시 예는 연마 패드를 세정하는 드레싱 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마 장치에 관한 것이다.
다층 배선 구조를 갖는 반도체 소자의 광역 평탄화를 위하여 웨이퍼의 화학 기계적 연마(CMP : chemical mechanical polishing) 공정이 수행될 수 있다. 화학 기계적 연마 공정은 가압된 웨이퍼와 연마 패드 사이에 존재하는 연마제(abrasive)에 의한 기계적인 가공과 슬러리(slurry) 등의 화합물에 의한 화학적 에칭이 동시에 일어나는 공정이다.
화학 기계적 연마 공정이 수행되면, 웨이퍼의 표면으로부터 제거된 물질들과 슬러리 등이 연마 패드 표면에 적층될 수 있다. 이렇게 연마 패드의 표면에 축적된 입자들(particles)을 제거하고 연마 패드의 균일한 연마 특성을 유지하기 위하여 연마 패드 드레싱 장치를 통하여 연마 패드에 대한 드레싱 공정이 수행된다.
화학 기계적 연마 공정, 예컨대, 최종 연마 직후에 드레싱 장치를 이용한 드레싱 공정 동안 웨이퍼 표면에 미세 입자들이 흡착될 수 있다. 이렇게 웨이퍼 표면에 흡착된 미세 입자에 의하여 국부적 연마 단차가 발생할 수 있다.
실시 예는 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함을 억제할 수 있는 드레싱 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마 장치를 제공한다.
실시 예는 하정반에 부착되는 연마 패드를 세정하는 드레싱 장치에 관한 것으로, 브러쉬(brush)를 포함하는 브러싱부; 상기 연마 패드에 세정액을 분사하는 분사 노즐을 포함하는 세정액 분사부; 및 상기 세정액 분사부에 의하여 세정액 분사시 발생하는 파티클을 흡입하는 흡입구를 포함하는 흡입부를 포함하며, 상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부는 서로 결합되며, 함께 상기 연마 패드 상을 스윙한다.
상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부는 서로 결합된 상태에서 동일한 스윙 속도(swing speed)로 상기 연마 패드 상을 스위칭한다.
상기 분사 노즐은 상기 브러싱부로부터 수평 방향으로 이격하여 위치하고, 상기 흡입구는 상기 분사 노즐로부터 상기 수평 방향으로 이격하여 위치하며, 상기 수평 방향은 상기 연마 패드의 상면과 평행한 방향일 수 있다.
상기 드레싱 장치는 상기 세정액 분사부를 상기 브러싱부에 고정하는 제1 고정부; 및 상기 흡입부를 상기 세정액 분사부에 고정하는 제2 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 세정액 분사부 및 상기 흡입구 각각은 상기 브러싱부로부터 이격하며,상기 흡입구는 상기 분사 노즐의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
상기 드레싱 장치는 상기 흡입구를 감싸도록 상기 흡입구의 하단을 기준으로 하측 방향으로 돌출되는 차단부를 더 포함할 수 있다.
상기 세정액 분사부, 상기 흡입부, 및 상기 브러싱부는 서로 연속하여 접할 수 있다.
바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 방향으로 상기 브러싱부, 상기 흡입부, 및 상기 세정액 분사부가 순차적으로 위치할 수 있다. 상기 흡입부의 상기 흡입구는 상기 세정액 분사부의 외측면을 감싸고, 상기 브러싱부는 상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐의 외측면을 감쌀 수 있다. 상기 드레싱 장치는 상기 브러싱부의 외측면에 접하고 상기 브러싱부의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출되는 차단부를 더 포함할 수 있다.
또는 바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 방향으로 상기 흡입부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 브러싱부가 순차적으로 위치할 수도 있다. 상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐은 상기 브러싱부의 외측면을 감싸고, 상기 흡입부의 상기 흡입구는 상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐의 외측면을 감쌀 수 있다. 상기 드레싱부는 상기 흡입부의 상기 흡입구의 외측면에 접하고, 상기 흡입부의 상기 흡입구의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출되는 차단부를 더 포함할 수 있다.
또는 바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 방향으로 상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부가 순차적으로 위치할 수도 있다. 상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐은 상기 흡입부의 상기 흡입구의 외측면을 감싸고, 상기 브러싱부는 상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐의 외측면을 감쌀 수 있다.
상기 흡입부는 기설정된 압력 또는 유량으로 상기 흡입구를 통하여 흡입된 파티클을 배기하는 배기관을 더 포함할 수 있고, 상기 흡입구의 직경은 상기 배기관의 직경보다 클 수 있다.
상기 분사 노즐로부터 상기 흡입구가 이격되는 거리는 상기 브러싱부로부터 상기 분사 노즐이 이격되는 거리보다 짧을 수 있다.
다른 실시 예에 따른 하정반에 부착되는 연마 패드를 세정하는 드레싱 장치는 상기 연마 패드를 솔질하는 브러싱부; 상기 연마 패드에 세정액을 분사하는 세정액 분사부; 및 상기 세정액 분사부에 의하여 세정액 분사시 발생하는 파티클을 흡입하는 흡입부를 포함하며, 상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부는 서로 고정되며, 동일한 스윙 속도(swing speed)로 상기 연마 패드 상을 스윙한다.
상기 브러싱부는 상기 연마 패드를 솔질하기 위한 브러쉬; 및 상기 연마 패드 표면 상에서 상기 브러쉬를 스윙시키는 브러쉬 이동부를 더 포함하며, 상기 브러쉬 이동부는 상기 브러쉬, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부를 동일한 스위칭 속도로 상기 연마 패드 상에서 스윙시킬 수 있다.
실시 예에 따른 웨이퍼 연마 장치는 하정반 및 상기 하정반에 부착되는 연마 패드를 포함하는 연마 테이블; 웨이퍼를 상기 연마 패드에 로딩하고, 로딩된 웨이퍼를 가압하여 연마하는 해드부; 및 상기 연마 패드를 세정하는 실시 예에 따른 드레싱 장치를 포함한다.
실시 예는 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함을 억제할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 웨이퍼 연마 장치의 사시도를 나타낸다
도 2는 도 1에 도시된 제1 드레싱 장치를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 드레싱 장치의 일 실시 예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 드레싱 장치의 평면도를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 드레싱 장치의 AB 방향 단면도를 나타낸다.
도 6은 도 4에 도시된 흡입부의 단면도를 나타낸다.
도 7a는 다른 실시 예에 따른 제1 드레싱 장치의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 7b는 도 7a에 도시된 제1 드레싱 장치의 저면도를 나타낸다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 제1 드레싱 장치의 사시도를 나타낸다.
도 9는 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 일 실시 예에 따른 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 10은 도 9에 도시된 제1 드레싱 장치의 저면도를 나타낸다.
도 11은 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 다른 실시 예에 따른 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 12는 도 11에 도시된 제1 드레싱 장치의 저면도를 나타낸다.
도 13은 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 또 다른 실시 예에 따른 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 14는 도 13에 도시된 드레싱 장치의 저면도를 나타낸다.
도 15는 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 또 다른 실시 예에 따른 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 16은 도 15에 도시된 제1 드레싱 장치의 저면도를 나타낸다.
도 17은 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 또 다른 실시 예에 따른 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 18은 도 17에 도시된 제1 드레싱 장치의 저면도를 나타낸다.
도 19는 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 또 다른 실시 예에 따른 저면도를 나타내다.
도 20은 드레싱 공정시 발생하는 파티클의 수를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 실시 예에 따른 웨이퍼 연마 장치(100)의 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1)를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 연마 장치(100)는 몸체(body, 101), 웨이퍼 수납부들(102-1 내지 102-4), 이송 로봇들(103-1, 103-2), 트랜스퍼 유닛(transfer unit, 104), 연마 테이블들(polishing tables, 106-1 내지 106-3), 해드부(Head unit, 120), 이동부(130), 슬러리 공급부(140), 및 드레싱 장치들(dressing units, 200-1 내지 200-3)을 포함한다.
몸체(101)는 웨이퍼 연마 공정 및 드레싱 공정이 수행되는 스테이지(stage)를 제공한다.
웨이퍼 수납부들(102-1 내지 102-4)은 웨이퍼들을 수납하는 공간이다. 예컨대, 웨이퍼 수납부들(102-1 내지 102-4)은 웨이퍼들을 적재할 수 있는 카세트가 배치 또는 로딩(loading)되는 공간일 수 있다.
웨이퍼 수납부들(102-1 내지 102-4)은 연마할 웨이퍼가 로딩되는 로딩부(102a) 및 연마 공정 완료된 웨이퍼가 언로딩되는 언로딩부(102b)를 포함할 수 있다.
이송 로봇들(103-1,103-2)은 로딩부(102a)에 수납된 연마할 웨이퍼들을 트랜스퍼 유닛(104)으로 이송하거나 또는 트랜스퍼 유닛(104)에 배치된 연마 공정이 완료된 웨이퍼들을 언로딩부(102b)로 이송한다.
트랜스퍼 유닛(104)은 이송 로봇(103-2)에 의하여 이송된 웨이퍼들을 해드부(120)에 제공하거나, 해드부(120)에 의하여 이송된 연마된 웨이퍼들을 이송 로봇(103-1)에 제공한다.
트랜스퍼 유닛(104)은 테이블(104a), 테이블(104a)을 회전시키는 회전축(105), 및 테이블(104a) 상에 배치되고, 테이블(104a)과 함께 회전 운동하는 웨이퍼 받침대들(104-1 내지 104-6)을 포함할 수 있다.
웨이퍼 받침대들(104-1 내지 104-6)에는 이송 로봇(103-2)에 의하여 이송된 웨이퍼가 안착되거나, 또는 해드부(120)에 의하여 이송된 연마 완료된 웨이퍼들이 안착될 수 있다.
테이블(104a)은 회전축(105)을 중심으로 기설정된 각도만큼 회전 운동할 수 있다. 웨이퍼 받침대들(104-1 내지 104-6)은 테이블(104a) 상에 서로 이격하여 배치될 수 있고, 테이블(104a)과 함께 회전 운동할 수 있다.
테이블(104a)의 회전에 의하여 웨이퍼 받침대들(예컨대, 104-3,104-4)에 안착된 연마할 웨이퍼를 해드부(120)가 있는 곳까지 이동시킬 수 있다. 또한 테이블(104a)의 회전에 의하여 웨이퍼 받침대들(예컨대, 104-5,104-6)에 안착된 연마 왼료된 웨이퍼들을 이송 로봇(103-1)이 접근할 수 있는 곳까지 이동시킬 수 있다.
연마 테이블들(polishing tables, 106-1 내지 106-3)은 몸체(101)의 상부면에 서로 이격하여 배치된다.
연마 테이블들(106-1 내지 106-3) 각각은 하정반, 하정반의 상부면에 배치되는 연마 패드, 및 하정반을 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다. 도 1에는 3번의 연마 공정들을 순차적으로 진행하는 3개의 연마 테이블들을 구비하지만, 연마 테이블들의 수는 이에 한정되는 것은 아니며, 연마 공정 수의 맞추어 2개 이상일 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 연마 테이블(106-1)은 하정반(210), 하정반(210)의 상부면에 배치되는 연마 패드(220), 및 하정반(210)을 제1 방향, 예컨대, 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전시키는 회전부(230)를 포함할 수 있다. 제1 내지 3 연마 테이블들(106-1 내지 160-3) 각각은 동일한 구조를 가질 수 있다.
해드부(120)는 트랜스퍼 유닛(104)의 웨이퍼 받침대들(예컨대, 104-5,104-6)에 안착된 연마하고자 하는 적어도 하나의 웨이퍼를 흡착하고, 연마를 위하여 흡착된 적어도 하나의 웨이퍼를 연마 테이블(106-1 내지 106-3)에 로딩시키고, 로딩된 웨이퍼를 가압하여 웨이퍼에 대한 연마 공정을 수행한다.
예컨대, 해드부(120)는 트랜스퍼 유닛(104) 상에 로딩된 적어도 하나의 웨이퍼의 일면(예컨대, 앞면 또는 뒷면)을 흡착할 수 있고, 흡착된 적어도 하나의 웨이퍼를 제1 연마 테이블(160-1)에 로딩시킬 수 있다. 또한 해드부(120)는 연마를 위하여 제1 연마 테이블(106-1)에 로딩된 적어도 하나의 웨이퍼를 가압할 수 있으며, 적어도 하나의 웨이퍼의 타면(예컨대, 뒷면 또는 앞면)은 연마 테이블(106-1 내지 106-3)의 연마 패드(220)에 의하여 연마될 수 있다.
해드부(120)는 흡착된 적어도 하나의 웨이퍼를 제1 내지 제3 연마 테이블들(106-1 내지 106-3)로 순차적으로 이동시키면서 연마 공정을 수행할 수 있다. 도 1에서는 하나의 웨이퍼에 대하여 3번의 연마 공정이 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
해드부(120)는 상정반(122), 상정반(122) 하면에 배치되는 복수의 해드 척들(head chucks, 124-1 내지 124-8), 및 상정반(122)을 회전시키는 회전부(130)를 포함할 수 있다.
복수의 해드 척들(예컨대, 124-1 내지 124-6)은 연마 테이블들(106-1 내지 106-3)에 대응하여 배치 또는 배열될 수 있다. 도 1에서는 2개의 해드 척들이 각 연마 테이블(106-1 내지 106-3)에 대응하여 상정반의 하면에 서로 이격하여 배열되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상정반(122)은 회전부(130)를 축으로 회전할 수 있으며, 해드 척들(124-1 내지 124-6)이 연마 테이블(106-1 내지 106-3)에 정렬되도록 기설정된 각도만큼 회전 운동할 수 있으며, 연마 공정 시에는 회전하지 않고 정지 상태를 유지한다. 또한 이때 해드 척들(124-7, 124-8)은 다음 연마를 준비하기 위하여 트랜스퍼 유닛(104)의 웨이퍼 받침대들(104-5,104-6)에 정렬될 수 있다.
해드 척들(124-1 내지 124-8)은 상하 이동 가능하며, 웨이퍼를 흡착할 수 있고, 연마 시 웨이퍼를 가압할 수 있고 일정한 방향으로 흡착된 웨이퍼를 회전시킬 수 있다.
연마시 해드 척들(124-1 내지 124-6)의 회전 방향과 연마 테이블(106-1 내지 106-3)의 회전 방향은 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
연마가 완료되면, 해드 척들(124-1 내지 124-6)은 웨이퍼를 흡착한 상태로 상승할 수 있고, 해드 척들(124-1 내지 124-6)이 상승된 상태에서 상정반(122)이 일정한 방향, 예컨대, 시계 방향으로 회전함으로써, 연마된 웨이퍼를 다음 연마 테이블로 이동시킬 수 있다.
슬러리 공급부(140)는 웨이퍼 연마시 연마 테이블(106-1 내지 106-3)의 연마 패드(220)에 슬러리(slurry)를 공급한다.
드레싱 장치들(200-1 내지 200-3) 각각은 연마 테이블들(106-1 내지 106-3) 중 대응하는 어느 하나의 연마 패드(220)를 세정한다.
예컨대, 드레싱 장치들(200-1 내지 200-3) 각각은 대응하는 연마 테이블(106-1 내지 106-3)에서 연마 공정이 완료된 후 해드 척들(124-1 내지 124-6)에 의하여 연마 완료된 웨이퍼들이 연마 패드(220)로부터 이격된 후에 연마 패드(220)를 세정할 수 있다.
드레싱 장치들(200-1 내지 200-3) 각각은 동일한 구성을 가질 수 있으며, 드레싱 장치들(200-1 내지 200-3) 각각은 연마 패드(220)를 솔질하는(brushing) 브러싱부(brushing unit), 연마 패드에 세정액을 분사하는 세정액 분사부, 및 솔질과 세정액 분사시 발생하는 에어 파티클(air particle)을 흡입하는 흡입부를 포함한다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1)의 일 실시 예를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1)의 평면도를 나타내고, 도 5는 도 4에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1)의 AB 방향 단면도를 나타낸다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 드레싱 장치(200-1)는 브러싱부(160), 세정액 분사부(170), 및 흡입부(180)를 포함할 수 있다.
브러싱부(160), 세정액 분사부(170), 및 흡입부(180)는 서로 결합되거나 고정될 수 있다.
브러싱부(160)는 일단(160a)에 배치되는 브러쉬(brush 162), 및 브러쉬(162)를 연마 패드(220) 상으로 이동시키는 브러쉬 이동부(164)를 포함할 수 있다.
예컨대, 브러쉬(162)는 브러쉬 이동부(164) 하부면의 일단(160a)에 위치할 수 있으며, 브러쉬 이동부(164)의 타단을 축으로 좌측 또는 우측으로 기설정된 각속도로 회전 또는 스윙(swing)함으로써, 브러쉬(162)를 연마 패드(220)의 상부면으로 이동시킬 수 있다.
드레싱 공정시 브러쉬 이동부(162)에 의하여 연마 패드(220) 상부면으로 이동된 브러쉬에 의하여 연마 패드(220) 표면이 솔질될 수 있고, 이로써 연마 공정 후에 잔류하는 연마 패드(220) 표면의 이물질 또는 글레이징(glazing)이 제거될 수 있다. 글레이징이란 웨이퍼 반응물, 슬러리 입자, 이물질 등이 높은 압력과 온도에 의해 유리질화된 후 고착된 고형물을 가리킨다. 이러한 글레이징의 발생에 따라 패드 두께 프로파일의 변형이 초래되고, 웨이퍼의 평탄도를 악화시키는 원인이 되고, 이에 의하여 패드 수명도 짧아지는 악순환이 반복될 수 있다.
세정액 분사부(170)는 브러싱부(160)에 이웃하여 위치하며, 드레싱 공정시 연마 패드(220)에 세정액, 예컨대, DIW(deionized water)을 분사한다.
세정액 분사부(170)는 고압의 세정액을 분사할 수 있다. 예컨대, 세정액 분사부(170)는 HPMJ(High Pressure Micro Jet)로 구현될 수 있고, 엷은 안개(mist) 형태의 세정액을 분사할 수 있다.
세정액 분사부(170)는 세정액을 분사하는 홀을 갖는 분사 노즐(172), 및 분사 노즐(172)에 세정액을 고압으로 제공하는 세정액 공급관(174)을 포함할 수 있다.
세정액 분사부(170)는 브러싱부(160)의 일측에 위치할 수 있고, 브러싱부(160)에 브러싱부(160)와 함께 연마 패드(220) 표면으로 이동할 수 있다.
예컨대, 세정액 분사부(170)가 위치하는 브러싱부(160)의 일 측은 브러싱부(160)의 타 측보다 연마 패드(220)에 더 인접할 수 있다. 즉 세정액 분사부(170)는 브러싱부(160)의 일 측과 연마 패드(220) 사이에 위치할 수 있다.
세정액 분사부(170)는 제1 고정부(176)에 의하여 브러싱부(160)에 고정될 수 있다. 예컨대, 제1 고정부(176)는 세정액 공급관(174)과 브러쉬 이동부(162)를 서로 연결할 수 있다.
흡입부(180)는 세정액 분사부(170)의 일 측에 위치하며, 세정액 분사부(170)로부터 고압으로 분사되는 세정액에 의하여 유발되는 파티클(particle)을 흡입한다.
흡입부(180)는 제2 고정부(186)에 의하여 세정액 분사부(170)에 고정될 수 있다. 예컨대, 제2 고정부(186)는 세정액 공급관(174)과 배기관(184)를 서로 연결할 수 있다.
브러싱부(160), 세정액 분사부(170), 및 흡입부(180)는 서로 고정 또는 결합된 상태에서 동일한 각속도 또는 스윙 속도(swing speed)로 연마 패드(220) 상을 스윙할 수 있다.
세정액 분사부(170)와 흡입부(180)는 제1 및 제2 고정부들(176, 186)에 의하여 브러싱부(160)에 고정되기 때문에, 브러싱부(160)와 함께 이동할 수 있다. 예컨대, 세정액 분사부(170)와 흡입부(180)는 브러싱부(160)와 동일한 각속도 또는 스윙 속도(swing speed)를 갖도록 회전 이동할 수 있다.
또한 세정액 분사부(170)의 분사 노즐(172)로부터의 세정액의 분사와 흡입부(180)의 흡입구(182)에 의한 파티클(181)의 흡입은 동시에 수행될 수 있다.
흡입부(180)는 금속, 또는 오염 소스를 유발하지 않는 플라스틱 재질, 예컨대, PC, PVC, 또는 폴리프로필렌, 또는 테프론 등으로 이루질 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 흡입부(180)의 단면도를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 흡입부(180)는 파티클(181)을 흡입하기 위한 흡입구(182), 및 흡입구(182)에 연결되며 기설정된 압력(또는 흡입력) 또는 유량으로 흡입구(182)를 통하여 흡입된 파티클(181)를 배기하는 배기관(184)을 포함할 수 있다. 배기관(184)은 튜브(tube) 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 흡입력을 높이기 위하여 흡입구(182)의 직경(DA1)은 배기관(184)의 직경(DA2)보다 클 수 있다(DA1>DA2).
도 5를 참조하면, 세정액 분사부(170)의 분사 노즐(172)은 브러싱부(160)로부터 수평 방향(501)으로 제1 거리(D1)만큼 이격하여 위치할 수 있고, 흡입부(180)의 흡입구(182)는 분사 노즐(172)로부터 수평 방향(501)으로 제2 거리(D2)만큼 이격하여 위치할 수 있다. 예컨대, 수평 방향(501)은 연마 패드(220)의 상면과 평행한 방향일 수 있다. 예컨대, 수평 방향(501)은 브러싱부(160)의 길이 방향, 세정액 분사부(170)의 길이 방향 또는 흡입부(180)의 길이 방향에 수직한 방향일 수 있다.
분사 노즐(172)에 의하여 분사되는 세정액에 의하여 발생되는 파티클의 흡입률을 높이기 위하여 제2 거리(D2)는 제1 거리(D1)보다 짧을 수 있으나(D2<D1), 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 D1=D2이거나 또는 D1<D2일 수도 있다.
도 7a는 다른 실시 예에 따른 제1 드레싱 장치(200-1')의 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 7b는 도 7a에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1')의 저면도를 나타낸다. 도 3 내지 도 5와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1')는 도 4에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1)의 변형 예일 수 있다.
세정액 분사부(170)를 감싸도록 흡입부(180a)가 세정액 분사부(170)의 주위에 위치하는 점, 및 세정액 분사부(170)에서 분사되는 세정액에 의하여 발생되는 파티클(181)이 비산되는 것을 막는 차단부(188)가 구비되는 점이 도 4에 도시된 실시 예와 다르다. 그 이외는 도 3 및 도 4의 제1 드레싱 장치(200-1)에 대한 설명이 제1 드레싱 장치(200-1')에 동일하게 적용될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제1 드레싱 장치(200-1')는 브러싱부(160), 세정액 분사부(170), 및 흡입부(180a)를 포함할 수 있다.
흡입부(180a)는 세정액 분사부(170)의 외측면을 감싸도록 위치하며, 세정액 분사부(170)의 외측면에 접할 수 있다. 흡입부(180a)는 파티클을 흡입하기 위한 흡입구(182-1), 및 흡입구(182-1)에 연결되고 기설정된 압력 또는 흡입력으로 파티클(181)을 배기하는 배기관(미도시)을 포함할 수 있다.
파티클의 흡입률을 향상시키기 위하여 흡입구(182-1)는 세정액 분사부(170)의 분사 노즐(172)의 외측면을 감싸고, 분사 노즐(172)의 외측면에 접할 수 있다.
제1 드레싱 장치(200-1')는 흡입구(182-1)의 가장 자리에 배치되는 차단부(188)를 더 구비할 수 있다.
차단부(188)는 흡입구(182-1)의 하단(10)을 기준으로 하측 방향으로 돌출될 수 있으며, 분사 노즐(172)로부터 분사되는 세정액이 주위로 비산하는(scaterring) 것을 방지할 수 있다.
또한 차단부(188)는 분사 노즐(172)의 하단(20)을 기준으로 하측 방향으로 돌출될 수 있다. 도 7a에서는 흡입구(182-1)의 하단(10)과 분사 노즐(172)의 하단(20)이 동일 평면에 위치하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 흡입구(182-1)의 하단이 분사 노즐(172)의 하단보다 아래에 위치할 수도 있다.
도 7에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1')는 분사 노즐(172)을 감싸도록 흡입구(182-1)가 위치하고, 차단부(188)에 의하여 파티클(181)이 흡입구(182-1)로 용이하게 흡입될 수 있기 때문에, 도 3 및 도 4에 도시된 제1 드레싱 장치(200-1)와 비교할 때 파티클의 흡입률을 더 높일 수 있고, 이로 인하여 연마 공정에서 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함(defect)을 억제할 수 있다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 제1 드레싱 장치(200a-1)의 사시도를 나타내며, 도 9는 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치(200a-1)의 일 실시 예에 따른 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 10은 도 9에 도시된 제1 드레싱 장치(200a-1)의 저면도를 나타낸다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 제1 드레싱 장치(200a-1)는 서로 연속하여 접하는 세정액 분사부(210), 흡입부(220), 및 브러싱부(230)를 포함한다. 세정액 분사부(210), 흡입부(220), 및 브러싱부(230)는 서로 고정될 수 있고, 동일한 각속도 또는 스윙 속도로 함께 회전 이동할 수 있다.
예컨대, 제1 드레싱 장치(200a-1)의 바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 방향으로 브러싱부(230), 흡입부(220), 및 세정액 분사부(210)가 순차적으로 서로 접하도록 위치할 수 있다.
세정액 분사부(210)는 세정액을 분사하는 홀을 갖는 분사 노즐(212), 및 분사 노즐(212)에 세정액을 고압으로 제공하는 세정액 공급관(미도시)을 포함할 수 있다. 도 3 내지 도 5에서 설명한 세정액 분사부(170)에 대한 설명은 세정액 분사부(210)에 적용될 수 있다.
흡입부(220)는 세정액 분사부(210)를 감싸도록 세정액 분사부(210) 주위에 배치된다. 예컨대, 흡입부(220)는 세정액 분사부(210)의 외측면에 접하고, 세정액 분사부(210)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
흡입부(220)는 파티클(181)을 흡입하기 위한 흡입구(224), 및 흡입구(224)에 연결되며 기설정된 압력 또는 흡입력으로 흡입구(224)를 통하여 흡입된 파티클(181)을 배기하는 배기관(미도시)을 포함할 수 있다.
흡입구(224)는 세정액 분사부(210)의 분사 노즐(212)의 외측면을 감싸도록 분사 노즐(212)의 외측면과 접할 수 있다.
브러싱부(230)는 흡입부(220)를 감싸도록 흡입부(220)의 주위에 배치된다. 예컨대, 브러싱부(230)는 흡입부(220)의 외측면에 접하고 흡입부(220)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
예컨대, 브러싱부(230)는 흡입구(224)의 외측면에 접하고, 흡입구(224)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
도 3 내지 도 4의 브러싱부(160), 세정액 분사부(170), 및 흡입부(180)에 대한 기능 및 구성에 대한 설명이 제1 드레싱 장치(200a-1)에 적용될 수 있다.
브러싱부(230)가 흡입부(220)에 접하도록 위치하기 때문에, 브러싱에 의하여 발생하는 파티클(181)에 대한 흡입부(220)의 흡입률을 높일 수 있고, 이로 인하여 연마 공정에서 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함(defect)을 억제할 수 있다.
또한 흡입구(224)가 분사 노즐(212)에 접하도록 위치하기 때문에 분사 노즐(212)로부터 분사되는 세정액에 의하여 발생하는 파티클(181)을 흡입구(224)가 용이하게 흡입할 수 있고, 이로 인하여 파티클(181)에 대한 흡입부(220)의 흡입률을 높일 수 있다.
또한 흡입구(224)가 분사 노즐(212)을 감싸도록 위치하기 때문에, 분사 노즐(212)로부터 분사되는 세정액에 의하여 발생하는 파티클(181)이 제1 드레싱 장치(200a-1) 주위로 비산하는 것을 억제할 수 있다. 흡입률의 향상과 파티클 비산의 억제로 인하여 실시 예는 연마 공정에서 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함(defect)을 억제할 수 있다.
도 11은 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 다른 실시 예(200a-2)에 따른 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 12는 도 11에 도시된 제1 드레싱 장치(200a-2)의 저면도를 나타낸다. 도 9 및 도 10과 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 드레싱 장치(200a-2)는 도 9 및 도 10에 도시된 드레싱 장치(200a-1)에 차단부(288)를 더 구비할 수 있다.
차단부(288)는 브러쉬(232)가 배치되는 브러싱부(230)의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출된다. 예컨대, 차단부(288)는 브러싱부(230)의 외측면에 접하도록 위치할 수 있으며, 브러싱부(230)의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출될 수 있다.
또는 차단부(288)는 흡입부(220)의 하면 또는 세정액 분사부(210)의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출될 수 있다.
예컨대, 차단부(288)는 브러싱부(230) 하면의 가장 자리에 접하도록 위치할 수 있다.
차단부(288)는 분사 노즐(212)로부터 분사되는 세정액이 주위로 비산하는(scaterring) 것을 방지하여 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 브러싱부(230)의 브러싱에 의하여 발생하는 파티클(181)이 주위로 비산하는 것을 방지하여 흡입구(224)로 용이하게 유입되도록 함으로써 파티클(181)의 흡입률을 높일 수 있다.
도 13은 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 또 다른 실시 예(200a-3)에 따른 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 14는 도 13에 도시된 드레싱 장치(200a-3)의 저면도를 나타낸다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 제1 드레싱 장치(200a-3)는 서로 연속하여 접하는 브러싱부(310), 세정액 분사부(320), 및 흡입부(330)를 포함한다.
브러싱부(310), 세정액 분사부(320), 및 흡입부(330)는 서로 고정될 수 있고, 동일한 각속도 또는 스윙 속도로 함께 회전 이동할 수 있다.
도 10에서는 바깥쪽에서 안쪽 방향으로 브러싱부(230), 흡입부(220), 및 세정액 분사부(210)가 순차적으로 배치되나, 도 14에서는 바깥쪽에서 안쪽 방향으로 흡입부(330), 세정액 분사부(320), 및 브러싱부(310)가 순차적으로 배치된다.
브러싱부(310)는 브러시(312) 및 브러쉬 이동부(미도시)를 포함할 수 있다.
세정액 분사부(320)는 브러싱부(310)를 감싸도록 브러싱부(310)의 주위에 배치된다. 예컨대, 세정액 분사부(320)는 브러싱부(310)의 외측면에 접하고, 브러싱부(310)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
세정액 분사부(320)는 분사 노즐(322) 및 분사 노즐(322)에 세정액을 공급하는 세정액 공급관(미도시)을 포함할 수 있다.
예컨대, 분사 노즐(322)은 브러싱부(310)의 외측면에 접할 수 있고, 브러싱부(310)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
흡입부(330)는 세정액 분사부(320)를 감싸도록 세정액 분사부(320)의 주위에 배치된다.
예컨대, 흡입부(330)는 세정액 분사부(320)의 외측면에 접하고, 세정액 분사부(320)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
흡입부(330)는 흡입구(332) 및 흡입구(332)와 연결되는 배기관(미도시)을 포함할 수 있다. 흡입구(332)는 세정액 분사부(320)의 분사 노즐(322)의 외측면에 접하고 분사 노즐(322)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
브러싱부(310)가 중앙에 위치하고 흡입부(330)가 브러싱부(310)를 감싸도록 위치하기 때문에, 브러싱에 의하여 발생하는 파티클(181)에 대한 흡입부(330)의 흡입률을 높일 수 있고, 이로 인하여 연마 공정에서 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함(defect)을 억제할 수 있다.
또한 흡입구(332)가 분사 노즐(322)에 접하기 때문에 분사 노즐(332)로부터 분사되는 세정액에 의하여 발생하는 파티클(181)을 흡입구(332)가 용이하게 흡입할 수 있고, 이로 인하여 파티클(181)에 대한 흡입부(332)의 흡입률을 높일 수 있다.
또한 흡입구(332)가 분사 노즐(322)을 감싸도록 위치하기 때문에, 분사 노즐(322)로부터 분사되는 세정액에 의하여 발생하는 파티클(181)이 제1 드레싱 장치(200a-3) 주위로 비산하는 것을 억제할 수 있다. 흡입률의 향상과 파티클 비산의 억제로 인하여 실시 예는 연마 공정에서 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함(defect)을 억제할 수 있다.
도 15는 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 또 다른 실시 예(200a-4)에 따른 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 16은 도 15에 도시된 제1 드레싱 장치(200a-4)의 저면도를 나타낸다. 도 13 및 도 14과 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제1 드레싱 장치(200a-4)는 도 13 및 도 14에 도시된 드레싱 장치(200a-3)에 차단부(388)를 더 구비할 수 있다.
차단부(388)는 흡입구(332)의 외측면에 접하고 흡입구(332)의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출된다. 예컨대, 차단부(388)는 흡입구(332)의 외측면에 접하도록 위치할 수 있으며, 흡입구(332)의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출될 수 있다. 예컨대, 차단부(388)는 흡입구(332)의 하면의 가장 자리에 접하도록 위치할 수 있다.
또는 차단부(388)는 세정액 분사부(320)의 하면, 또는 브러싱부(310)의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출될 수 있다.
차단부(388)는 분사 노즐(322)로부터 분사되는 세정액이 주위로 비산하는(scaterring) 것을 방지하여 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 브러싱부(310)의 브러싱에 의하여 발생하는 파티클(181)이 주위로 비산하는 것을 방지하여 흡입구(332)로 용이하게 유입되도록 함으로써 파티클(181)의 흡입률을 높일 수 있다.
도 17은 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 또 다른 실시 예(200a-5)에 따른 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 18은 도 17에 도시된 제1 드레싱 장치(200a-5)의 저면도를 나타낸다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 제1 드레싱 장치(200-5)는 서로 연속하여 접하는 세정액 분사부(410), 브러싱부(420), 및 흡입부(430)를 포함한다. 또한 제1 드레싱 장치(200-5)는 차단부(488)를 더 포함할 수도 있다.
세정액 분사부(410), 브러싱부(420), 및 흡입부(430)는 서로 접촉하여 고정될 수 있고, 동일한 각속도 또는 스윙 속도로 함께 회전 이동할 수 있다.
도 17에서는 바깥쪽에서 안쪽 방향으로 흡입부(430), 브러싱부(420), 및 세정액 분사부(410)가 순차적으로 배치될 수 있다.
세정액 분사부(410)는 분사 노즐 및 분사 노즐에 세정액을 공급하는 세정액 공급관(미도시)을 포함할 수 있다.
브러싱부(420)는 브러시(422) 및 브러쉬 이동부(미도시)를 포함할 수 있다.
브러싱부(420)는 세정액 분사부(410)를 감싸도록 세정액 분사부(410)의 주위에 배치될 수 있다. 예컨대, 브러싱부(420)는 세정액 분사부(410)의 외측면에 접하고 세정액 분사부(410)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다. 예컨대, 브러쉬(422)는 분사 노즐의 외측면에 접할 수 있고, 분사 노즐의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
흡입부(430)는 브러싱부(420)를 감싸도록 브러싱부(420)의 주위에 배치된다.
예컨대, 흡입부(430)는 브러싱부(420)의 외측면에 접하고, 브러싱부(420)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
흡입부(430)는 흡입구(432) 및 흡입구(432)와 연결되는 배기관(미도시)을 포함할 수 있다. 흡입구(432)는 브러싱부(420)의 브러시(422)의 외측면에 접하고 브러시(422)의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
흡입부(430)가 브러싱부(420)와 세정액 분사부(410)를 감싸도록 위치하기 때문에, 브러싱에 의하여 발생하는 파티클(181)에 대한 흡입부(330)의 흡입률을 높일 수 있고, 이로 인하여 연마 공정에서 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함(defect)을 억제할 수 있다.
차단부(488)는 흡입구(432)의 외측면에 접하고 흡입구(432)의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출된다. 도 15에서 설명한 차단부(388)의 설명은 도 17에 도시된 차단부(488)에 동일하게 적용될 수 있다.
도 19는 도 8에 도시된 제1 드레싱 장치의 또 다른 실시 예(200a-6)에 따른 저면도를 나타내다.
도 19를 참조하면, 제1 드레싱 장치(200a-6)는 서로 연속하여 접하는 흡입부(510), 세정액 분사부(520), 및 브러싱부(530)를 포함한다.
흡입부(510), 세정액 분사부(520), 및 브러싱부(530)는 서로 고정될 수 있고, 동일한 각속도 또는 스윙 속도로 함께 회전 이동할 수 있다.
바깥쪽에서 안쪽 방향으로 브러싱부(530), 세정액 분사부(520), 및 흡입부(510)가 순차적으로 배치될 수 있다.
세정액 분사부(520)의 분사 노즐은 흡입부(510)의 흡입구의 외측면에 접할 수 있고, 흡입구의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
브러싱부(530)는 세정액 분사부(520)의 분사 노즐의 외측면에 접할 수 있고, 세정액 분사부(520)의 분사 노즐의 외측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
차단부(588)는 브러싱부(530)의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출된다. 예컨대, 차단부(588)는 브러싱부(530)의 외측면에 접하도록 위치할 수 있으며, 흡입부(510)의 흡입구의 하면, 또는 세정액 분사부(520)의 분사 노즐의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출될 수 있다.
상술한 실시 예에 따른 드레싱 장치를 이용하여 도 1에 도시된 연마 장치(100)의 연마 공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 이송 로봇(103-2)에 의하여 로딩부(102a)에 수납된 웨이퍼가 트랜스퍼 유닛(104)에 로딩된다.
다음으로 해드부(120)에 의하여 트랜스퍼 유닛(104)에 로딩된 웨이퍼는 제1 연마 테이블(106-1)에 로딩되고, 해드부(120)의 해드 척들(124-1,124-2)에 의하여 제1 연마 테이블(106-1)에 로딩된 웨이퍼에 대한 제1차 연마 공정이 수행된다.
예컨대, 제1차 연마 공정은 슬러리 공급부(140)로부터 회전하는 제1 연마 테이블(106-1)의 연마 패드(220)에 슬러리가 공급됨과 동시에 해드 척들(124-1,124-2)에 의하여 연마 패드(220)에 로딩된 웨이퍼를 가압 및 회전시킴으로써 수행될 수 있다.
제1 연마 공정이 완료되면, 슬러리 공급부(140)로부터 슬러리 공급이 중단되고, 해드 척들(124-1,124-2)의 상승에 의하여 웨이퍼가 제1 연마 테이블(106-1)로부터 이격되고, 해드부(120)의 상정반(122)의 회전에 의하여 웨이퍼는 제1 연마 테이블(106-1)의 연마 패드(220)로부터 언로딩되어 제2 연마 테이블(106-2)로 이송된다.
제1 연마 공정이 완료된 후에 제1 드레싱 장치(200-1)에 의하여 제1 연마 테이블(106-1)의 연마 패드(220)에 대한 제1 드레싱 공정이 수행된다.
제1 드레싱 공정은 해드부(120)에 의하여 웨이퍼가 제1 연마 테이블(106-1)의 연마 패드(220)로부터 언로딩되어 제2 연마 테이블(106-2)로 이송됨과 동시에 수행될 수 있다.
제1 드레싱 장치(200-1)의 일단(160b)을 축으로 제1 드레싱 장치(200-1)는 기설정된 각속도 또는 스윙 속도로 제1 연마 테이블(106-1)의 연마 패드(220)로 회전될 수 있다.
제1 드레싱 장치(200-1)의 브러싱부(160), 세정액 분사부(170), 및 흡입부(180)는 서로 고정되어 있기 때문에, 회전 운동에 의하여 브러싱부(160)의 브러쉬(162), 세정액 분사부(170)의 분사 노즐(172), 및 흡입부(180)의 흡입구(182)는 동일한 각속도 또는 스윙 속도로 제1 연마 테이블(106-1)의 연마 패드(220) 표면 상을 함께 주행하면서 제1 연마 테이블(106-1)의 연마 패드(220)에 대한 드레싱 공정이 수행될 수 있다.
다음으로 해드부(120)에 의하여 제2 연마 테이블(106-2)에 이동된 웨이퍼에 대하여 제2 연마 공정이 수행된다. 제2 연마 공정은 제1 연마 공정과 동일한 방법으로 수행될 수 있다.
제2 연마 공정이 완료되면, 해드부(120)에 의하여 웨이퍼는 제2 연마 테이블(106-2)의 연마 패드(220)로부터 언로딩되어 제3 연마 테이블(106-3)로 이송된다.
제2 연마 공정이 완료된 후에 제2 드레싱 장치(200-2)에 의하여 제2 연마 테이블(106-2)의 연마 패드(220)에 대한 제2 드레싱 공정이 수행된다. 제2 드레싱 공정은 제1 드레싱 공정과 동일한 방법으로 수행될 수 있다.
*제3 연마 테이블(106-3)에서의 제3 연마 공정 및 제3 연마 테이블(106-3)의 연마 패드(220)에 대한 제3 드레싱 공정도 상술한 바와 동일하게 수행될 수 있다.
제3 연마 공정이 완료되면, 해드부(120)에 의하여 웨이퍼는 제3 연마 테이블(106-3)의 연마 패드(220)로부터 언로딩되어 트랜스퍼 유닛(104)의 웨이퍼 받침대(104-5,104-5)으로 로딩된다.
그리고 이송 로봇(103-1)에 의하여 트랜스퍼 유닛(104)에 로딩된 웨이퍼는 언로딩부(102b)로 이송되어 웨이퍼 수납부들(102-1, 102-2)에 수납될 수 있다.
일반적으로 제1차 드레싱 공정이 수행될 때, 공기 중에 고압으로 분사되는 엷은 안개 형태의 세정액에 의하여 파티클이 많이 발생될 수 있다.
도 20은 드레싱 공정시 발생하는 파티클의 수를 나타낸다. 0.1㎛, 0.2㎛, 0.3㎛, 0.5㎛, 1.0㎛, 및 5.0㎛은 발생하는 파티클의 직경을 나타낸다.
도 20을 참조하면, 직경이 작은 파티클의 수가 상대적으로 직경이 큰 파티클의 수보다 많다. 그리고 미연마의 경우 및 연마 공정 중의 경우에 발생하는 파티클의 수보다 드레싱 공정 중의 경우에 발생하는 파티클의 수가 더 많다.
제1 연마 테이블에서의 연마 공정이 완료되면, 해드부(120)에 의하여 제1차 연마된 웨이퍼가 제2 연마 테이블로 이송됨과 동시에 제1 연마 테이블의 연마 패드에 대한 드레싱 공정이 수행된다. 그런데, 제1 연마 테이블의 연마 패드에 대한 드레싱 공정시 해드부(120)에 의하여 웨이퍼의 연마면은 연마 패드로부터 이격되기 때문에, 드레싱 공정시 많이 발생되는 파티클은 노출된 웨이퍼 표면에 흡착될 수 있고, 이러한 파티클은 제2 연마 테이블에서 수행되는 제2 연마 공정에서 웨이퍼의 표면의 단차 및 웨이퍼 결함(예컨대, jut)을 유발할 수 있다.
브러싱부(160)의 브러쉬(162), 세정액 분사부(170)의 분사 노즐(172), 및 흡입부(180)의 흡입구(182)는 동일한 각속도 또는 스윙 속도로 제1 연마 테이블(106-1)의 연마 패드(220) 표면 상을 함께 주행하기 때문에, 분사 노즐(172)로부터 분사되는 세정액에 의하여 발생하는 파티클(181)은 바로 인접하는 흡입부(180)의 흡입구(182)로 용이하게 흡입될 수 있고, 이로 인하여 파티클(181)에 대한 흡입부(180)의 흡입률을 높일 수 있다. 파티클에 대한 흡입률의 향상으로 인하여 실시 예는 연마 공정에서 연마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 결함(defect)을 억제할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시 예는 웨이퍼 제조 공정 중에서 웨이퍼 연마 공정에 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 하정반에 부착되는 연마 패드를 세정하는 드레싱 장치에 있어서,
    브러쉬(brush)를 포함하는 브러싱부;
    상기 연마 패드에 세정액을 분사하는 분사 노즐을 포함하는 세정액 분사부; 및
    상기 세정액 분사부에 의하여 세정액 분사시 발생하는 파티클을 흡입하는 흡입구를 포함하는 흡입부를 포함하며,
    상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부는 서로 결합되며, 함께 상기 연마 패드 상을 스윙하는 드레싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부는 서로 결합된 상태에서 동일한 스윙 속도(swing speed)로 상기 연마 패드 상을 스위칭하는 드레싱 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분사 노즐은 상기 브러싱부로부터 수평 방향으로 이격하여 위치하고,
    상기 흡입구는 상기 분사 노즐로부터 상기 수평 방향으로 이격하여 위치하며, 상기 수평 방향은 상기 연마 패드의 상면과 평행한 방향인 드레싱 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 세정액 분사부를 상기 브러싱부에 고정하는 제1 고정부; 및
    상기 흡입부를 상기 세정액 분사부에 고정하는 제2 고정부를 더 포함하는 드레싱 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 분사부 및 상기 흡입구 각각은 상기 브러싱부로부터 이격하며,
    상기 흡입구는 상기 분사 노즐의 외측면을 감싸도록 위치하는 드레싱 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구를 감싸도록 상기 흡입구의 하단을 기준으로 하측 방향으로 돌출되는 차단부를 더 포함하는 드레싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 분사부, 상기 흡입부, 및 상기 브러싱부는 서로 연속하여 접하는 드레싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 방향으로 상기 브러싱부, 상기 흡입부, 및 상기 세정액 분사부가 순차적으로 위치하는 드레싱 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 흡입부의 상기 흡입구는 상기 세정액 분사부의 외측면을 감싸고,
    상기 브러싱부는 상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐의 외측면을 감싸는 드레싱 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 브러싱부의 외측면에 접하고 상기 브러싱부의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출되는 차단부를 더 포함하는 드레싱 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 방향으로 상기 흡입부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 브러싱부가 순차적으로 위치하는 드레싱 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐은 상기 브러싱부의 외측면을 감싸고,
    상기 흡입부의 상기 흡입구는 상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐의 외측면을 감싸는 드레싱 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 흡입부의 상기 흡입구의 외측면에 접하고, 상기 흡입부의 상기 흡입구의 하면을 기준으로 하측 방향으로 돌출되는 차단부를 더 포함하는 드레싱 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 방향으로 상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부가 순차적으로 위치하는 드레싱 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐은 상기 흡입부의 상기 흡입구의 외측면을 감싸고,
    상기 브러싱부는 상기 세정액 분사부의 상기 분사 노즐의 외측면을 감싸는 드레싱 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 흡입부는,
    기설정된 압력 또는 유량으로 상기 흡입구를 통하여 흡입된 파티클을 배기하는 배기관을 더 포함하며,
    상기 흡입구의 직경은 상기 배기관의 직경보다 큰 드레싱 장치.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 분사 노즐로부터 상기 흡입구가 이격되는 거리는 상기 브러싱부로부터 상기 분사 노즐이 이격되는 거리보다 짧은 드레싱 장치.
  18. 하정반에 부착되는 연마 패드를 세정하는 드레싱 장치에 있어서,
    상기 연마 패드를 솔질하는 브러싱부;
    상기 연마 패드에 세정액을 분사하는 세정액 분사부; 및
    상기 세정액 분사부에 의하여 세정액 분사시 발생하는 파티클을 흡입하는 흡입부를 포함하며,
    상기 브러싱부, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부는 서로 고정되며, 동일한 스윙 속도(swing speed)로 상기 연마 패드 상을 스윙하는 드레싱 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 브러싱부는,
    상기 연마 패드를 솔질하기 위한 브러쉬; 및
    상기 연마 패드 표면 상에서 상기 브러쉬를 스윙시키는 브러쉬 이동부를 더 포함하며,
    상기 브러쉬 이동부는 상기 브러쉬, 상기 세정액 분사부, 및 상기 흡입부를 동일한 스위칭 속도로 상기 연마 패드 상에서 스윙시키는 드레싱 장치.
  20. 하정반 및 상기 하정반에 부착되는 연마 패드를 포함하는 연마 테이블;
    웨이퍼를 상기 연마 패드에 로딩하고, 로딩된 웨이퍼를 가압하여 연마하는 해드부; 및
    상기 연마 패드를 세정하는 청구항 제1항에 기재된 드레싱 장치를 포함하는 웨이퍼 연마 장치.
PCT/KR2016/000933 2015-10-29 2016-01-28 드레싱 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마 장치 WO2017073845A1 (ko)

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