Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101732358B1 - 화학 기계적 연마 장치 - Google Patents

화학 기계적 연마 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101732358B1
KR101732358B1 KR1020160072955A KR20160072955A KR101732358B1 KR 101732358 B1 KR101732358 B1 KR 101732358B1 KR 1020160072955 A KR1020160072955 A KR 1020160072955A KR 20160072955 A KR20160072955 A KR 20160072955A KR 101732358 B1 KR101732358 B1 KR 101732358B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
injection module
fluid injection
magnetic body
polishing pad
Prior art date
Application number
KR1020160072955A
Other languages
English (en)
Inventor
김대석
박종윤
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 KR1020160072955A priority Critical patent/KR101732358B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101732358B1 publication Critical patent/KR101732358B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • 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
    • B24B37/11—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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • 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
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • 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
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/687—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (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 Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 연마정반의 상면에 제공되며, 기판의 연마면이 접촉되는 연마패드와, 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈과, 유체분사모듈을 피벗 회전 가능하게 지지하는 회전지지부와, 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태를 구속하되 회전지지부에 대한 유체분사모듈의 강제 회전을 일시적으로 허용하는 구속부를 포함하고, 외부 충격시 유체분사모듈이 강제 회전하도록 하는 것에 의하여, 외부 충격에 의한 유체분사모듈의 파손을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

화학 기계적 연마 장치{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}
본 발명은 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈의 손상을 방지할 수 있는 화학 기계적 연마 장치에 관한 것이다.
화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치가다.
이러한 CMP 장치에 있어서, 캐리어 헤드는 연마공정 전후에 웨이퍼의 연마 면이 연마패드와 마주보게 한 상태로 웨이퍼를 가압하여 연마 공정을 행하도록 하고, 동시에 연마 공정이 종료되면 웨이퍼를 직접 및 간접적으로 진공 흡착하여 파지한 상태로 그 다음 공정으로 이동한다.
도 1 및 도 2는 일반적인 화학 기계적 연마 장치(1)를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 화학 기계적 연마 장치(1)는 자전하는 연마 정반(10)과, 연마 정반(10)의 상측에 입혀진 연마패드(11)에 웨이퍼(W)를 밀착시킨 상태로 가압(20F)하면서 회전(20r)시키는 연마 헤드(20)와, 컨디셔닝 디스크(31)를 연마패드(11)에 가압(30F)하면서 회전(30r)시켜 연마패드(11)의 표면을 개질하는 컨디셔너(30)와, 연마패드(11) 상에 슬러리를 공급하여 웨이퍼(W)의 화학적 연마를 유도하는 슬러리 공급부(40)로 구성된다.
이와 같이 구성된 화학 기계적 연마 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 연마 헤드(20)에 의하여 연마패드(11)에 공급되면, 연마 헤드(20)에 의하여 하방으로 가압(20F)된 상태로 웨이퍼(W)가 가압되면서 회전(20r)하면서 자전하는 연마패드(11)와 기계적 연마가 이루어지고, 동시에 슬러리 공급부(40)로부터 슬러리가 공급되면서 웨이퍼(W)의 화학적 연마가 이루어진다.
한편, 웨이퍼(W)의 연마 공정이 종료된 이후에는 연마패드(11)의 상면에 연마 입자와 오염된 슬러리 등의 이물질이 잔류하기 때문에, 화학 기계적 연마 공정이 행해지기 위한 다른 웨이퍼(W)가 이송되기 전에, 연마패드(11)의 상면이 세정될 수 있어야 한다.
이를 위해, 기존에는 웨이퍼(W)의 화학 기계적 연마 공정이 종료되면, 컨디셔너(30)와 슬러리 공급부(40)가 연마패드(11)의 바깥으로 이동한 상태에서, 순수 공급부(50)가 자전(11r)하는 연마패드(11)의 표면에 대하여 순수(50a)를 분사하여 연마패드(11)의 표면을 세정하도록 하였다.
그러나, 기존에는 연마패드(11)에 대한 순수 공급부(50)의 배치 상태가 고정핀과 같은 고정부재에 의해 고정되도록 구성됨에 따라, 다시 말해서, 순수 공급부(50)가 특정 위치(예를 들어,웨이퍼의 상부 영역)에 배치된 상태에서는 고정부재에 의해 순수 공급부(50)의 회전이 구속되도록 구성됨에 따라, 순수 공급부(50)에 인접한 주변 장치가 이동하는 도중에 순수 공급부(50)에 물리적으로 충돌하게 되면 순수 공급부(50)가 파손되는 문제점이 있다.
특히, 종래에는 웨이퍼(W)를 이송하는 연마 헤드(20)가 이동하는 도중에 순수 공급부(50)에 충돌하는 문제가 빈번하게 발생하는 문제점이 있으며, 연마 헤드(20)가 순수 공급부(50)에 충돌됨에 따른 충격에 의해 순수 공급부(50)의 회전축이 휘어지거나 부러지는 문제점이 있다.
또한, 연마 헤드(20)가 순수 공급부(50)에 충돌하게 되면, 충돌에 따른 충격에 의해 웨이퍼(W)가 연마 헤드로부터 분리되어 낙하하는 문제점이 있다.
더욱이, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 연마 영역에서는 일반적으로 복수개의 웨이퍼(W)에 대해 화학 기계적 연마 공정이 동시에 수행되는데, 충돌에 의한 충격에 의해 웨이퍼(W)가 연마 헤드(20)로부터 낙하하거나, 순수 공급부(50)가 파손됨에 따라 공정이 중단되면, 다른 연마 영역에서 진행되는 다른 웨이퍼(W)의 연마 공정까지 중단되어야 하는 문제점이 있다.
또한, 연마 영역에서 화학 기계적 연마 공정이 완료되기 전에 중단될 경우에는, 로딩시 손상된 웨이퍼 뿐만 아니라 정상적으로 공정 중에 있던 다른 웨이퍼까지 폐기되어야 하는 문제점이 있으며, 이에 따라 비용이 상승되고 수율이 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 주변 장치와 순수공급부의 충돌에 의한 순수공급부의 손상을 방지하고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 주변 장치와의 충돌에 의한 유체분사모듈의 손상을 방지할 수 있는 화학 기계적 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 유사분사모듈에 외부 충격(예를 들어, 캐리어 헤드의 충돌)이 가해지면, 유체분사모듈이 일시적으로 강제 회전하며 충격력이 감쇄되도록 하여, 외부 충격에 의한 유체분사모듈의 파손을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공정 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 공정 효율성 및 수율을 향상을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연마정반의 상면에 제공되며, 기판의 연마면이 접촉되는 연마패드와, 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈과, 유체분사모듈을 피벗 회전 가능하게 지지하는 회전지지부와, 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태를 구속하되 회전지지부에 대한 유체분사모듈의 강제 회전을 일시적으로 허용하는 구속부를 포함한다.
이는, 기판의 처리 공정 중에 유체분사모듈에 충격이 가해짐에 따른, 유체분사모듈의 변형 및 파손을 방지하기 위함이다.
즉, 본 발명은 구속부에 의해 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태가 구속되도록 하되, 유사분사모듈에 외부 충격(예를 들어, 캐리어 헤드의 충돌)이 가해지면, 유체분사모듈이 일시적으로 강제 회전하며 충격력이 감쇄되도록 하는 것에 의하여, 외부 충격에 의한 유체분사모듈의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 기존에는 연마패드에 대한 순수 공급부의 배치 상태가 고정핀에 의해 고정되어 회전할 수 없기 때문에, 주변 장치가 순수 공급부에 물리적으로 충동하게 되면 순수 공급부가 파손되는 문제가 있지만, 본 발명에서는 구속부가 미리 설정된 구속력으로 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태를 구속하되, 구속력보다 큰 외력이 유체분사모듈에 가해지면 회전지지부에 대해 유체분사모듈이 강제 회전하도록 하는 것에 의하여, 충돌에 의한 충격력을 감쇄하고, 유체분사모듈의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
구속부는 회전지지부에 대한 유체분사모듈의 회전을 구속함과 동시에 일시적으로 허용할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
구속부는, 유체분사모듈의 회전축에 장착되는 제1자성체와, 회전지지부에 장착되는 제2자성체를 포함하며, 구속부의 구속력은 제1자성체와 제2자성체 간의 상호 자기력에 의해 형성된다. 여기서, 제1자성체와 제2자성체의 상호 자기력이라 함은, 제1자성체와 제2자성체 간의 인력(attractive force) 또는 척력(repulsive force)을 모두 포함하는 것으로 정의된다.
일 예로, 제1자성체와 제2자성체는 상호 인력(attractive force)을 형성하도록 구성되되, 제1자성체는 회전축의 원주 방향을 따른 일부 구간에 부분적으로 형성되고, 제2자성체는 제1자성체를 마주하도록(겹쳐지게 배치되도록) 회전지지부의 원주 방향을 따른 일부 구간에 부분적으로 형성된다.
이와 같이, 본 발명은 제1자성체와 제2자성체 간의 인력에 의해 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태가 구속되도록 하되, 유사분사모듈에 외력이 가해지면, 유체분사모듈이 일시적으로 강제 회전하며 충격력이 감쇄되도록 하는 것에 의하여, 외부 충격에 의한 유체분사모듈의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 제1자성체와 제2자성체에는 상호 인력이 작용하기 때문에, 유체분사모듈이 외력(충돌에 의한 충격력)에 의해 회전지지부에 대해 강제 회전한 후, 외력이 해제되면, 제1자성체와 제2자성체 간의 상호 인력에 의해 유체분사모듈이 외력이 가해지기 전의 초기 위치(충돌이 발생하기 전의 위치)로 자동적으로 회전 복귀될 수 있다. 이를 통해, 유체분사모듈에 충돌이 발생된 후 작업자가 유체분사모듈의 위치를 수동으로 보정(복귀)해야 하는 번거로움 없이, 유체분사모듈을 보다 빠르게 정확하게 정상 공정위치(초기위치)로 복귀시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제1자성체와 제2자성체 간의 상호 자기력에 의해 비접촉 방식으로 구속력이 형성되기 때문에, 기계적인 안정성을 높이고 마찰에 의한 변형 및 손상을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
다른 일 예로, 구속부는, 유체분사모듈의 회전축에 장착되며 회전지지부에 탄성적으로 접촉하는 탄성스토퍼와, 회전지지부에 형성되며 탄성스토퍼가 구속되는 스토퍼홈을 포함하여 구성되며, 유체분사모듈에 외력이 가해지면, 탄성스토퍼가 상기 스토퍼홈으로부터 이탈되며 유체분사모듈이 강제 회전하도록 구성된다.
탄성스토퍼는 유체분사모듈의 회전축에 장착되어 회전지지부에 탄성적으로 접촉 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 탄성스토퍼는, 회전축에 직선 이동 가능하게 결합되는 스토퍼돌기와, 스토퍼돌기의 직선 이동을 탄성적으로 지지하는 스프링부재를 포함한다. 다르게는, 탄성스토퍼가 별도의 스프링부재를 배제하고, 탄성 변형 가능한 탄성 소재로 형성된 탄성돌기만으로 이루어지는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명은 스토퍼돌기와 스토퍼홈 간의 구속력에 의해 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태가 구속되도록 하되, 유사분사모듈에 외력이 가해지면, 스토퍼돌기가 스토퍼홈으로부터 이탈됨과 동시에 유체분사모듈이 일시적으로 강제 회전하며 충격력이 감쇄되도록 하는 것에 의하여, 외부 충격에 의한 유체분사모듈의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '구속력' 또는 이와 유사한 용어는 회전지지부에 대한 유체분사모듈의 회전을 일시적으로 억제(구속)하는 힘으로 정의된다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '외력' 또는 이와 유사한 용어는 유체분사모듈에 주변 부품이 충돌할 때 발생되는 충격력으로 정의된다.
본 명세서 및 특허청구범위에서, 구속부가 유체분사모듈의 배치 상태를 구속하면서, 회전지지부에 대한 유체분사모듈의 강제 회전을 일시적으로 허용한다 함은, 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태가 구속부에 의한 구속력에 의해 구속되는 조건과, 구속부에 의한 구속력이 유지되는 상태에서 회전지지부에 대해 유체분사모듈이 회전할 수 있는 조건을 모두 만족하는 것으로 정의된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈의 손상을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 구속부에 의해 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태가 구속되도록 하되, 유사분사모듈에 외부 충격(예를 들어, 캐리어 헤드의 충돌)이 가해지면, 유체분사모듈이 일시적으로 강제 회전하며 충격력이 감쇄되도록 하는 것에 의하여, 외부 충격에 의한 유체분사모듈의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 기존에는 연마패드에 대한 순수 공급부의 배치 상태가 고정핀에 의해 고정되어 회전할 수 없기 때문에, 주변 장치가 순수 공급부에 물리적으로 충동하게 되면 순수 공급부가 파손되는 문제가 있지만, 본 발명에서는 구속부가 미리 설정된 구속력으로 연마패드에 대한 유체분사모듈의 배치 상태를 구속하되, 구속력보다 큰 외력이 유체분사모듈에 가해지면 회전지지부에 대해 유체분사모듈이 강제 회전하도록 하는 것에 의하여, 충돌에 의한 충격력을 감쇄하고, 유체분사모듈의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구속부를 형성하는 제1자성체와 제2자성체에 상호 인력이 작용하기 때문에, 유체분사모듈이 외력(충돌에 의한 충격력)에 의해 회전지지부에 대해 강제 회전한 후, 외력이 해제되면, 제1자성체와 제2자성체 간의 상호 인력에 의해 유체분사모듈이 외력이 가해지기 전의 초기 위치(충돌이 발생하기 전의 위치)로 자동적으로 회전 복귀될 수 있다. 이를 통해, 유체분사모듈에 충돌이 발생된 후 작업자가 유체분사모듈의 위치를 수동으로 보정(복귀)해야 하는 번거로움 없이, 유체분사모듈을 보다 빠르게 정확하게 정상 공정위치(초기위치)로 복귀시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 캐리어 헤드와 유체분사모듈의 충돌이 발생하더라도, 유체분사모듈이 강제 회전함에 따라 충격력이 감쇄될 수 있기 때문에, 충격에 의한 기판의 낙하를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공정 효율성 및 수율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 화학 기계적 연마 장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 유체분사노즐을 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 8은 도 3의 회전지지부와 구속부의 구조 및 작동 구조를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 9의 회전지지부와 구속부의 구조 및 작동 구조를 설명하기 위한 도면,
도 11 및 도 12는 도 9의 구속부의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 유체분사노즐을 설명하기 위한 도면이며, 도 5 내지 도 8은 도 3의 회전지지부와 구속부의 구조 및 작동 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치는, 연마정반의 상면에 제공되며 기판의 연마면이 접촉되는 연마패드와, 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈(400)과, 유체분사모듈(400)을 피벗 회전 가능하게 지지하는 회전지지부(440)와, 연마패드에 대한 유체분사모듈(400)의 배치 상태를 구속하되 회전지지부(440)에 대한 유체분사모듈(400)의 강제 회전을 일시적으로 허용하는 구속부(500)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 연마패드(112)는 기판에 대해 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 수행하는 연마 파트(100) 상에 제공된다.
상기 연마 파트(100)는 화학 기계적 연마 공정을 수행 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 연마 파트(100)의 구조 및 레이아웃(lay out)에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 연마 파트(100)에는 복수개의 연마 정반(110)이 회전 가능하게 제공될 수 있고, 각 연마 정반(110)의 상면에는 기판의 연마면이 접촉되는 연마패드(112)가 부착된다.
상기 연마 파트(100)의 영역 상에 제공되는 로딩 유닛에 공급된 기판은 미리 설정된 경로를 따라 이동하는 캐리어 헤드(120)에 밀착된 상태로 슬러리가 공급되는 연마패드(112)의 상면에 회전 접촉됨으로써 화학 기계적 연마 공정이 수행될 수 있다.
참고로, 본 발명에서 기판의 연마면이라 함은 연마패드(112)에 접촉되며 연마되는 기판의 면(저면 또는 상면)을 의미한다. 실질적으로 화학 기계적 연마 공정 중에는 기판의 연마면(예를 들어, 기판의 저면)이 하측을 바라보도록 배치될 수 있으며, 연마 공정이 완료된 후 기판은 기판 반전 장치(미도시)에 의해 연마면이 상측을 향하도록 180도 뒤집어 반전될 수 있다.
상기 캐리어 헤드(120)는 연마 파트(100) 영역 상에서 기설정된 순환 경로를 따라 이동할 수 있으며, 로딩 유닛에 공급된 기판(이하 기판의 로딩 위치에 공급된 기판이라 함)은 캐리어 헤드에 밀착된 상태로 캐리어 헤드에 의해 이송될 수 있다. 이하에서는 캐리어 헤드가 로딩 유닛에서부터 시작하여 연마 정반을 거쳐 대략 사각형 형태의 순환 경로로 이동하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 연마 파트(100)의 인접한 측부에는 화학 기계적 연마 공정을 마친 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하기 위한 세정 공정을 수행하는 세정 파트(200)가 제공될 수 있다.
상기 세정 파트(200)는 여러 단계의 세정 및 건조 공정을 수행 가능한 구조로 제공될 수 있으며, 세정 파트(200)를 구성하는 스테이션(210)의 구조 및 레이아웃에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 가령, 상기 세정 파트(200)에는 브러시 세정 스테이션, 및 헹굼 건조 스테이션 등이 제공될 수 있다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 상기 유체분사모듈(400)은 연마패드(112)의 표면에 유체를 분사하기 위해 구비된다.
여기서, 연마패드(112)의 표면에 분사되는 유체라 함은, 연마패드(112)의 표면을 세정하기 위한 세정 유체(예를 들어, 세정액, 순수, 스팀, 질소 가스, 건조 공기 등)와, 기판의 화학적 연마를 위한 슬러리를 모두 포함하는 개념으로 정의된다.
바람직하게, 연마패드(112)의 세정 효율을 높일 수 있도록, 유체분사모듈(400)은 연마패드의 표면을 향해 서로 다른 이종(heterogeneity) 유체를 분사하도록 구성될 수 있다.
유체분사모듈(400)은 이종 유체를 분사 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 유체분사모듈(400)은 제1유체를 분사하는 제1유체분사부(410)와, 제1유체와 다른 제2유체를 분사하는 제2유체분사부(420)를 포함할 수 있으며, 제1유체 및 제2유체는 혼합 또는 분리된 상태로 연마패드의 표면에 분사될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1유체분사부(410)는 독립적으로 이격되게 배치되는 복수개의 제1유체 분사노즐(241)을 포함할 수 있고, 제2유체분사부(420)는 독립적으로 제공되는 독립적으로 이격되게 배치되는 복수개의 제2유체 분사노즐(242)을 포함할 수 있으며, 제1유체 분사노즐 및 제2유체 분사노즐에서는 제1유체 및 제2유체가 서로 분리된 상태로 기판(10)의 표면에 분사될 수 있다. 다르게는 제1유체분사부(410)와 제2유체분사부(420)로부터 공급된 제1유체와 제2유체가 하나의 혼합 유로에서 혼합되어 고속으로 분사되도록 구성하는 것도 가능하다.
아울러, 유체분사모듈(400)에서 분사 가능한 이종 유체의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 제1유체는 기상 유체 및 액상 유체 중 어느 하나일 수 있고, 제2유체는 기상 유체 및 액상 유체 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 유체분사모듈(400)은 이물질 제거 효율을 높일 수 있도록 액상 유체인 순수(DIW)와 기상 유체인 질소(N2)를 함께 분사하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 이종 유체에 의한 타력 및 이물질 제거 효율이 보장될 수 있다면 2가지 다른 종류의 액상 유체 또는 2가지 다른 종류의 기상 유체를 사용하는 것도 가능하다.
아울러, 유체분사모듈(400)은 스윙(swing) 회전 가능하게 제공되어, 연마패드의 표면에 유체를 오실레이션 분사(oscillation spray)하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구조는 유체분사모듈(400)로부터 유체가 연마패드의 표면에 오실레이션 분사될 수 있게 함으로써, 유체에 의한 세정 효율을 극대화하고, 세정액 및/또는 이종 유체의 사용량을 보다 낮출 수 있게 한다. 또한, 이와 같은 방식은, 유체에 의한 세정력(타격력 포함)에 의해 연마패드의 표면으로부터 이물질이 분리됨과 아울러, 분리된 이물질을 쓸어내 연마패드의 바깥으로 배출시키는 효과를 얻을 수 있게 한다.
또한, 유체분사모듈(400)은 연마패드(112)의 표면에 제1유체 및 제2유체를 서로 다른 분사각도로 분사함으로써 연마패드(112)의 세정 효율을 보다 높일 수 있다. 이와 같은 구조는, 유체분사모듈(400)로부터 분사되는 서로 다른 분사 특성을 갖는 제1유체와 제2유체에 의해 연마패드(112)의 표면이 보다 효과적으로 세정될 수 있게 한다.
상기 유체분사모듈(400)은 제1유체 및 제2유체를 서로 다른 분사각도로 분사 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 유체분사모듈(400)은, 연마패드(112)의 표면에 제1유체를 분사하는 제1유체분사부(410)와, 제1유체의 분사각도와 다른 분사각도로 연마패드(112)의 표면에 제2유체를 분사하는 제2유체분사부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1유체분사부(410) 및 제2유체분사부(420) 중 어느 하나는 연마패드(112)의 표면에 수직한 분사각도로 제1유체 및 제2유체 중 어느 하나를 분사하고, 상기 제1유체분사부(410) 및 제2유체분사부(420) 중 다른 하나는 연마패드(112)의 표면에 수직한 방향에 대해 경사진 분사각도로 제1유체 및 제2유체 중 다른 하나를 분사하도록 구성될 수 있다. 이하에서는 상기 제1유체분사부(410)가 연마패드(112)의 표면에 수직한 방향에 대해 경사진 분사각도로 제1유체를 분사하고, 상기 제2유체분사부(420)가 연마패드(112)의 표면에 수직한 분사각도로 제2유체를 분사하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 바람직하게, 상기 연마패드(112)의 표면에 잔류할 수 있는 오염물질이 제2유체분사부(420)에 의해 연마패드(112)의 외측으로 효과적으로 밀려날 수 있도록, 상기 제2유체분사부(420)는 제2유체를 연마패드(112)의 내측에서 외측을 향한 분사방향을 따라 분사하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 제1유체분사부가 수직한 분사각도로 제1유체를 분사하고, 제2유체분사부가 경사진 분사각도로 제2유체를 분사하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 연마패드(112)에 대한 상기 제1유체분사부(410) 및 제2유체분사부(420)의 배치 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 제1유체분사부(410)는 연마패드(112)의 회전 방향을 따라 제2유체분사부(420)의 전방에 배치되어, 제1유체를 연마패드(112)의 표면에 수직한 방향에 대해 경사진 분사각도로 분사할 수 있고, 상기 제2유체분사부(420)는 연마패드(112)의 회전 방향을 따라 제1유체분사부(410)의 후방에 배치되어, 제2유체를 연마패드(112)의 표면에 수직한 분사각도로 분사할 수 있다.
아울러, 상기 제1유체분사부(410)에 의한 제1유체의 경사진 분사각도는 제1유체의 분사 압력 및 여타 다른 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 제1유체의 경사진 분사각도 크기에 따라 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 제1유체분사부(410) 및 제2유체분사부(420)가 동일한 높이에 배치되고, 동일한 분사 구동원을 사용하는 조건에서는, 수직한 분사각도로 분사되는 제2유체가 경사진 분사각도로 분사되는 제1유체보다 상대적으로 강한 분사력으로 연마패드의 표면에 분사될 수 있다.
이와 같은 구조에 의해, 상기 연마패드(112)의 표면에 잔류하는 세정수 및 오염물질은 제1유체분사부(410)로부터 경사진 분사각도로 분사되는 제1유체에 의해 연마패드(112)의 외측으로 밀려날 수 있고, 연마패드(112) 표면의 오염물질이 외부로 밀려난 상태에서 제2유체분사부(420)로부터 수직한 분사각도로 분사되는 제2유체에 의해 연마패드(112)의 표면이 세정될 수 있다. 따라서, 연마패드(112)의 표면에 세정수 및 오염물질이 잔류함에 따른 연마패드(112)의 재오염을 최소화할 수 있으며, 연마패드(112)의 세정 효율을 보다 향상 시킬 수 있다.
상기 제1유체분사부(410)로서는 제1유체를 연마패드(112)의 표면에 분사 가능한 통상의 분사 수단이 사용될 수 있으며, 제1유체분사부(410)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 제1유체분사부(410)는 유체분사모듈(400)의 길이 방향을 따라 이격되게 배치되는 복수개의 제1분사노즐(412)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제1분사노즐(412)로서는 통상의 분사노즐이 사용될 수 있으며, 상기 제1분사노즐(412)의 갯수, 이격 간격 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.
상기 제2유체분사부(420)로서는 제2유체를 연마패드(112)의 표면에 분사 가능한 통상의 분사 수단이 사용될 수 있으며, 제2유체분사부(420)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 제2유체분사부(420)는 유체분사모듈(400)의 길이 방향을 따라 이격되게 배치되는 복수개의 제2분사노즐(422)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제2분사노즐(422)로서는 통상의 분사노즐이 사용될 수 있으며, 상기 제2분사노즐(422)의 갯수, 이격 간격 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1유체분사부(410) 및 제2유체분사부(420)에 의한 분사 특성이 유체분사모듈(400)의 전구간에 걸쳐 균일하게 보장될 수 있도록, 제1분사노즐(412)과 제2분사노즐(422)은 유체분사모듈(400)의 길이 방향을 서로 교호적(alternation)으로 배치될 수 있다.
회전지지부(440)는 연마패드가 장착되는 베이스 또는 인접한 다른 베이스에 장착되어, 유체분사모듈(400)의 회전축(430)을 피벗 회전 가능하게 지지한다.
회전지지부(440)에 대한 유체분사모듈(400)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록, 유체분사모듈(400)의 회전축(430)과 회전지지부(440)의 사이에는 통상의 베어링부재가 구비될 수 있다.
또한, 유체분사모듈(400)은 회전지지부(440)에 의해 피봇 회전 가능하게 지지되어, 회전지지부(440)를 중심으로 연마패드의 내측 영역에 배치되는 제1위치(도 3의 P1)에서 연마패드의 외측 영역에 배치되는 제2위치(도 3의 P2)로 회전하도록 구성된다.
이와 같이, 유체분사모듈(400)이 제1위치(P1)에 배치된 상태에서는, 유체분사모듈(400)로부터 분사되는 세정 유체에 의해 연마패드의 표면이 세정될 수 있다. 반면, 연마패드의 세정이 완료상태에서는 유체분사모듈(400)이 연마패드의 바깥쪽(제2위치)에 배치되게 함으로써, 캐리어 헤드, 컨디셔너 또는 반전유닛과 같은 주변 장치와의 충돌을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.
아울러, 유체분사모듈(400)에는 연마패드의 표면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부(402)가 함께 장착될 수 있다. 이와 같이, 슬러리 공급부(402)를 유체분사모듈(400)에 장착하는 것에 의하여, 슬러리 공급부를 장착하기 위한 회전축 또는 지지수단을 별도로 구비할 필요없이, 유체분사모듈(400)의 회전축(430)을 공용으로 사용할 수 있기 때문에, 구조를 간소화하고 공간활용성을 증기시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는, 슬러리 공급부가 별도의 지지수단에 의해 유체분사모듈과 독립적으로 장착되는 것도 가능하다.
구속부(500)는 연마패드에 대한 유체분사모듈(400)의 배치 상태를 구속하되, 회전지지부(440)에 대한 유체분사모듈(400)의 강제 회전을 일시적으로 허용하도록 구비된다.
여기서, 구속부(500)가 유체분사모듈(400)의 배치 상태를 구속하면서, 회전지지부(440)에 대한 유체분사모듈(400)의 강제 회전을 일시적으로 허용한다 함은, 연마패드에 대한 유체분사모듈(400)의 배치 상태(예를 들어, 유체분사모듈(400)이 제1위치에 배치된 상태 또는 제2위치에 배치된 상태)가 구속부(500)에 의한 구속력에 의해 구속(유체분사모듈(400)의 회전이 억제)되는 조건과, 구속부(500)에 의한 구속력이 유지되는 상태에서 회전지지부(440)에 대해 유체분사모듈(400)이 회전할 수 있는 조건을 모두 만족하는 것으로 이해된다.
보다 구체적으로, 구속부(500)는 미리 설정된 구속력으로 연마패드에 대한 유체분사모듈(400)의 배치 상태를 구속하되, 다시 말해서, 구속부(500)는 미리 설정된 구속력으로 회전지지부(440)에 대한 유체분사모듈(400)의 회전을 구속하되, 구속부(500)의 구속력보다 큰 외력이 유체분사모듈(400)에 가해지면 회전지지부(440)에 대해 유체분사모듈(400)이 강제 회전하도록 구성된다.
일 예로, 유체분사모듈(400)이 특정 위치(예를 들어, 제1위치 또는 제2위치)에 배치된 상태에서, 유체분사모듈(400)은 구속부(500)에 의한 구속력에 의해 다른 위치로 움직이지 않도록 구속되지만, 유체분사모듈(400)에 인접한 주변 장치(예를 들어, 캐리어 헤드)가 이동하는 도중에 유체분사모듈(400)에 충돌하게 되면, 구속부(500)에 의한 구속력이 유지되고 있는데도 불구하고, 충돌에 의한 충격력(구속력보다 큰 외력)에 의해 회전지지부(440)에 대해 유체분사모듈(400)이 강제 회전하게 된다.
구속부(500)는 회전지지부(440)에 대한 유체분사모듈(400)의 회전을 구속함과 동시에 일시적으로 허용할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
일 예로, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 구속부(500)는, 유체분사모듈(400)의 회전축(430)에 장착되는 제1자성체(510)와, 회전지지부(440)에 장착되는 제2자성체(520)를 포함하여 구성될 수 있으며, 구속부(500)의 구속력은 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간의 상호 자기력에 의해 형성된다.
여기서, 제1자성체(510)와 제2자성체(520)의 상호 자기력이라 함은, 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간의 인력(attractive force) 또는 척력(repulsive force)을 모두 포함하는 것으로 정의된다.
일 예로, 제1자성체(510)와 제2자성체(520)는 상호 인력(attractive force)을 형성하도록 구성되되, 제1자성체(510)는 회전축(430)의 원주 방향을 따른 일부 구간에 부분적으로 형성되고, 제2자성체(520)는 제1자성체(510)를 마주하도록(겹쳐지게 배치되도록) 회전지지부(440)의 원주 방향을 따른 일부 구간에 부분적으로 형성된다.
제1자성체(510)와 제2자성체(520)로서는 통상의 영구자석이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 자기력을 가질 수 있는 전자석 또는 여타 다른 자기력 발생 부재가 제1자성체와 제2자성체로 사용될 수 있다.
이러한 구성에 의해, 도 6과 같이, 유체분사모듈(400)이 특정 위치(예를 들어, 제1위치)에 배치된 상태는, 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간의 인력에 의해 유지된다.
반면, 도 7과 같이, 캐리어 헤드가 이동하는 도중에 유체분사모듈(400)에 충돌하게 되면, 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간의 인력이 작용하고 있는데도 불구하고, 충돌에 의한 충격력(인력보다 큰 외력)에 의해 회전지지부(440)에 대해 유체분사모듈(400)의 회전축(430)이 강제적으로 회전할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명은 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간의 인력에 의해 연마패드에 대한 유체분사모듈(400)의 배치 상태가 구속되도록 하되, 유사분사모듈에 외력이 가해지면, 유체분사모듈(400)이 일시적으로 강제 회전하며 충격력이 감쇄되도록 하는 것에 의하여, 외부 충격에 의한 유체분사모듈(400)의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 제1자성체(510)와 제2자성체(520)에는 상호 인력이 작용하기 때문에, 유체분사모듈(400)이 외력(충돌에 의한 충격력)에 의해 회전지지부(440)에 대해 강제 회전한 후, 외력이 해제되면, 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간의 상호 인력(Fa)에 의해 유체분사모듈(400)이 외력이 가해지기 전의 초기 위치(충돌이 발생하기 전의 위치)로 자동적으로 회전 복귀될 수 있다. 이와 같이, 유체분사모듈(400)이 외력에 의해 회전한 후에는 자동적으로 초기 위치로 복귀되도록 하는 것에 의하여, 유체분사모듈(400)에 충돌이 발생된 후 작업자가 유체분사모듈(400)의 위치를 수동으로 보정(복귀)해야 하는 번거로움 없이, 유체분사모듈(400)을 보다 빠르게 정확하게 정상 공정위치(초기위치)로 복귀시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간의 상호 자기력에 의해 비접촉 방식으로 구속력이 형성되기 때문에, 기계적인 안정성을 높이고 마찰에 의한 변형 및 손상을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에서는 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간에 상호 인력이 작용하는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1자성체와 제2자성체 간에 상호 척력(repulsive force)이 작용하도록 구성하는 것도 가능하다.
일 예로, 제1자성체(510)는 회전축(430)의 원주 방향을 따른 일부 구간에 부분적으로 형성될 수 있고, 제2자성체(520)는 제1자성체(510)와 겹쳐지지 않도록 회전지지부(440)의 원주 방향을 따른 일부 구간에 부분적으로 형성될 수 있으며, 구속부(500)에 의한 구속력은 제1자성체(510)와 제2자성체(520) 간에 상호 척력에 의해 형성될 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 9의 회전지지부(440)와 구속부(500)의 구조 및 작동 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 11 및 도 12는 도 9의 구속부(500)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구속부(500)는, 유체분사모듈(400)의 회전축(430)에 장착되며 회전지지부(440)에 탄성적으로 접촉하는 탄성스토퍼와, 회전지지부(440)에 형성되며 탄성스토퍼가 구속되는 스토퍼홈(520')을 포함하여 구성되며, 유체분사모듈(400)에 외력이 가해지면, 탄성스토퍼가 상기 스토퍼홈(520')으로부터 이탈되며 유체분사모듈(400)이 강제 회전하도록 구성된다.
탄성스토퍼는 유체분사모듈(400)의 회전축(430)에 장착되어 회전지지부(440)에 탄성적으로 접촉 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 도 9 및 도 10을 참조하면, 탄성스토퍼(510')는, 회전축(430)에 직선 이동 가능하게 결합되는 스토퍼돌기(512)와, 스토퍼돌기(512)의 직선 이동을 탄성적으로 지지하는 스프링부재(514)를 포함한다.
유체분사모듈(400)의 회전축(430)에 대한 탄성스토퍼의 장착 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 탄성스토퍼는 회전축(430)의 외주면에 장착될 수 있다. 경우에 따라서는 탄성스토퍼가 회전축의 저면 또는 여타 다른 부위에 장착되는 것이 가능하다.
스토퍼홈(520')은 스토퍼돌기(512)의 선단이 부분적으로 수용 가능한 오목한 홈 형태로 형성되며, 스토퍼돌기(512)는 스프링부재(514)에 의한 탄성력의 의해 스토퍼홈(520')에 탄성적으로 수용될 수 있다.
참고로, 도 10과 같이 회전지지부(440)에는 단 하나의 스토퍼홈(520')이 형성될 수 있으나, 다르게는 도 11과 같이, 회전지지부(440)의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개의 스토퍼홈(520')을 형성하고, 스토퍼돌기(512)가 각 스토퍼홈(520')에서 구속되도록 구성하는 것도 가능하다. 아울러, 스토퍼홈(520')의 갯수 및 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
그리고, 탄성스토퍼(510')는 별도의 스프링부재(514)를 배제하고, 탄성 변형 가능한 탄성 소재로 형성된 탄성돌기(510")만으로 이루어지는 것도 가능하다.(도 12 참조)
일 예로, 탄성돌기(510")는 고무, 우레탄, 실리콘 소재로 형성될 수 있으며, 탄성돌기(510")의 재질 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이러한 구성에 의해, 도 9와 같이, 유체분사모듈(400)이 특정 위치(예를 들어, 제1위치)에 배치된 상태는, 스토퍼홈(520')에 수용된 스토퍼돌기(512)에 의한 구속력에 의해 유지된다.
반면, 도 10과 같이, 캐리어 헤드가 이동하는 도중에 유체분사모듈(400)에 충돌하게 되면, 충돌에 의한 충격력(구속력보다 큰 외력)에 의해 스토퍼돌기(512)가 스토퍼홈(520')으로부터 이탈됨과 동시에, 회전지지부(440)에 대해 유체분사모듈(400)의 회전축(430)이 강제적으로 회전하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 스토퍼돌기(512)와 스토퍼홈(520') 간의 구속력에 의해 연마패드에 대한 유체분사모듈(400)의 배치 상태가 구속되도록 하되, 유사분사모듈에 외력이 가해지면, 유체분사모듈(400)이 일시적으로 강제 회전하며 충격력이 감쇄되도록 하는 것에 의하여, 외부 충격에 의한 유체분사모듈(400)의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 탄성스토퍼와 스토퍼홈(520')의 기구적인 접촉에 의해 구속력이 형성되는 구조에서는 연마패드에 대한 유체분사모듈(400)의 구속 위치를 보다 정확하게 제어하는 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 유체분사모듈(400)이 특정 위치(예를 들어, 제1위치)에 배치된 상태에서는 탄성스토퍼가 스토퍼홈(520')에 수용 구속되도록 하는 것에 의하여, 특정 위치에서 유체분사모듈(400)의 비정상적인 유동을 미연에 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 연마 파트 110 : 연마 정반
112 : 연마 패드 120 : 캐리어 헤드
200 : 세정 파트 400 : 유체분사모듈
410 : 제1유체분사부 420 : 제2유체분사부
430 : 회전축 440 : 회전지지부
500 : 구속부 510 : 제1자성체
510' : 탄성스토퍼 520 : 제2자성체
520' : 스토퍼홈

Claims (14)

  1. 화학 기계적 연마 장치에 있어서,
    연마정반의 상면에 제공되며, 기판의 연마면이 접촉되는 연마패드와;
    상기 연마패드의 표면에 유체를 분사하는 유체분사모듈과;
    상기 유체분사모듈을 피벗 회전 가능하게 지지하는 회전지지부와;
    상기 유체분사모듈의 회전축에 장착되는 제1자성체와, 상기 회전지지부에 장착되는 제2자성체를 포함하되, 상기 제1자성체와 상기 제2자성체 간의 상호 자기력에 의해 형성되는 구속력으로 상기 연마패드에 대한 상기 유체분사모듈의 배치 상태를 구속하고, 상기 구속력보다 큰 외력이 상기 유체분사모듈에 가해지면 상기 회전지지부에 대한 상기 유체분사모듈의 강제 회전을 일시적으로 허용하는 구속부를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1자성체와 상기 제2자성체는 상호 인력(attractive force)을 형성하며,
    상기 유체분사모듈이 상기 회전지지부에 대해 강제 회전한 후, 상기 외력이 해제되면 상기 제1자성체와 상기 제2자성체 간의 상호 인력에 의해 상기 유체분사모듈이 상기 외력이 가해지기 전의 초기 위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1자성체는 상기 회전축의 원주 방향을 따른 일부 구간에 부분적으로 형성되고,
    상기 제2자성체는 상기 제1자성체를 마주하도록 상기 회전지지부의 원주 방향을 따른 일부 구간에 부분적으로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구속부는,
    상기 유체분사모듈의 회전축에 장착되며, 상기 회전지지부에 탄성적으로 접촉하는 탄성스토퍼와;
    상기 회전지지부에 형성되며, 상기 탄성스토퍼가 구속되는 스토퍼홈을; 더 포함하고,
    상기 유체분사모듈에 외력이 가해지면, 상기 탄성스토퍼가 상기 스토퍼홈으로부터 이탈되며 상기 유체분사모듈이 강제 회전하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄성스토퍼는,
    상기 회전축에 직선 이동 가능하게 결합되는 스토퍼돌기와;
    상기 스토퍼돌기의 직선 이동을 탄성적으로 지지하는 스프링부재를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 탄성스토퍼는 탄성 변형 가능한 탄성 소재로 형성된 탄성돌기인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 스토퍼홈은 상기 회전지지부의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체분사모듈은, 상기 회전지지부를 중심으로 상기 연마패드의 내측 영역에 배치되는 제1위치에서 상기 연마패드의 외측 영역에 배치되는 제2위치로 회전 가능하게 제공되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체분사모듈은 상기 연마패드의 표면에 서로 다른 이종(heterogeneity) 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유체분사모듈은,
    제1유체를 분사하하는 제1유체분사부와;
    상기 제1유체와 다른 제2유체를 분사하는 제2유체분사부를; 포함하고,
    상기 제1유체 및 상기 제2유체는 혼합 또는 분리된 상태로 상기 연마패드의 표면에 분사되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1유체는 기상 유체 및 액상 유체 중 어느 하나이고, 상기 제2유체는 기상 유체 및 액상 유체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체분사모듈에 장착되며 상기 연마패드의 표면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020160072955A 2016-06-13 2016-06-13 화학 기계적 연마 장치 KR101732358B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160072955A KR101732358B1 (ko) 2016-06-13 2016-06-13 화학 기계적 연마 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160072955A KR101732358B1 (ko) 2016-06-13 2016-06-13 화학 기계적 연마 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101732358B1 true KR101732358B1 (ko) 2017-05-04

Family

ID=58743082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160072955A KR101732358B1 (ko) 2016-06-13 2016-06-13 화학 기계적 연마 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101732358B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110355677A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 浙江智昌机器人科技有限公司 一种化纤喷丝头抛光装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110355677A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 浙江智昌机器人科技有限公司 一种化纤喷丝头抛光装置
CN110355677B (zh) * 2019-07-31 2024-01-02 智昌科技集团股份有限公司 一种化纤喷丝头抛光装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI672759B (zh) 修正部、擦光處理組件、基板處理裝置、及修整沖洗方法
KR102033791B1 (ko) 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치
KR100648165B1 (ko) 기판 세정 장치, 기판 세정 방법 및 그 방법에 사용되는프로그램을 기록한 매체
US11887869B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP6055648B2 (ja) 研磨装置及び研磨方法
JP6887912B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
TW201424936A (zh) 基板洗淨裝置
WO2019163651A1 (ja) 基板洗浄装置および基板洗浄方法
KR20190070532A (ko) 로드 컵 및 이를 포함하는 화학기계적 연마 장치
CN114682547A (zh) 基板清洗装置及基板的清洗方法
JPH10308374A (ja) 洗浄方法及び洗浄装置
KR101732358B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치
JP6661453B2 (ja) 洗浄装置
KR101619044B1 (ko) 웨이퍼의 세정 장치
KR101210297B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치의 세정 기구
KR101786485B1 (ko) 화학 기계적 연마시스템
KR101219547B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치 및 그 제어 방법
KR20070095096A (ko) 화학 기계적 연마장치의 연마 헤드
JP2017177295A (ja) 研磨装置
JP2007036152A (ja) ウェーハ洗浄乾燥方法及びウェーハ洗浄乾燥装置
KR20170061860A (ko) 화학 기계적 연마 장치 및 그 제어방법
JP2016064480A (ja) コンディショニング部、バフ処理モジュール、基板処理装置、及び、ドレスリンス方法
US12230515B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2024175319A (ja) 基板洗浄装置及び基板研磨装置
US20230182262A1 (en) Substrate cleaning device and substrate polishing device

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20160613

PA0201 Request for examination
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170214

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20170425

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20170426

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20170426

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200401

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210401

Start annual number: 5

End annual number: 5

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20240207