KR100536347B1 - Apparatus for detecting wrong-operation of polishing pad conditioner disk and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 오작동 감지장치 및 감지방법에 관한 것으로, 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 회전속도를 측정할 수 있는 회전속도계를 설치하여 상기 회전속도계에서 측정된 속도와 상기 디스크에 동력을 공급하는 모터의 속도를 비교하여 상기 디스크가 정상적으로 회전하고 있는지 여부를 감지하여 이상이 발생한 경우 외부에 경고하고 작동을 중지시킴으로써, 디스크가 작동되지 않아 폴리싱 패드가 올바르게 컨디셔닝 되지않은 상태에서 공정이 진행되어 웨이퍼가 손실되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. The present invention relates to a device for detecting a malfunction of a polishing pad conditioner disk and a method for detecting the malfunction, and installing a tachometer capable of measuring the rotational speed of the polishing pad conditioner disk to supply power to the disk and the speed measured by the tachometer. By comparing the speed of the motor, it detects whether the disk is rotating normally and warns the outside when it is abnormal and stops the operation.The process is performed when the disk is not operated and the polishing pad is not properly conditioned. It has the effect of preventing the loss.
Description
본 발명은 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 오작동 감지장치 및 감지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 디스크가 장착된 디스크홀더에 설치한 회전속도계를 통하여 디스크의 회전속도를 측정하고, 상기 디스크에 동력을 공급하는 모터에 설치되는 인코더를 통하여 모터의 회전속도를 측정하여, 상기 측정된 각각의 회전속도를 전달받은 제어부가 양자를 비교하여 상기 디스크가 정상적으로 회전하는지 여부를 감지할 수 있도록 하는 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 오작동 감지장치 및 감지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for detecting a malfunction of a polishing pad conditioner disk and a detection method. More specifically, the rotation speed of the disk is measured through a tachometer installed in the disk holder on which the disk is mounted, and power is supplied to the disk. By measuring the rotational speed of the motor through an encoder installed in the motor to the control unit received the respective rotational speed of the polishing pad conditioner disk to compare whether to detect whether the disk rotates normally It relates to a malfunction detection device and a detection method.
일반적으로 반도체소자는 고밀도화, 미세화 및 배선구조의 다층화에 의하여 단차가 증가하게 되고 이 단차를 평탄화하기 위해 에스오지(SOG:Spin on Glass), 에치백(ETCH BACK), 리플로우(REFLOW)등의 여러 방법이 개발되어 웨이퍼의 평탄화 공정에 적용되고 있다.In general, semiconductor devices have increased steps due to high density, miniaturization, and multilayered wiring structure, and in order to planarize the steps, SG (Spin on Glass), etch back, reflow, etc. Several methods have been developed and applied to the wafer planarization process.
이러한 웨이퍼의 평탄화 공정은 기계적인 연마방식과 화학적인 연마방식이 있으며, 기계적인 연마방식은 가공변질층이 형성되어 반도체 웨이퍼상에 결점이 발생되고, 화학적인 연마방식은 가공변질층이 생성되지 않지만 형상정밀도를 얻을 수 없으므로, 이러한 기계적인 연마방식과 화학적인 연마방식을 접목시킨 평탄화 공정이 요구되어 씨엠피(CMP:Chemical Mechanical Polishing) 공정이 개발되었다. The wafer planarization process includes a mechanical polishing method and a chemical polishing method. In the mechanical polishing method, defects are formed on a semiconductor wafer by forming a processing deterioration layer, and a chemical polishing method does not generate a processing deterioration layer. Since shape precision cannot be obtained, a planarization process combining the mechanical polishing method and the chemical polishing method is required, and thus a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process has been developed.
씨엠피 공정에 있어서 기계적인 연마는 웨이퍼와 표면에 일정한 거칠기를 가지는 폴리싱 패드를 접촉시키고 상대적으로 움직이게 함으로써 마찰을 일으키는 것에 의하여 이루어지고, 화학적인 연마는 슬러리라는 화학물질을 폴리싱 패드와 웨이퍼 사이에 투입하여 웨이퍼의 실리콘 산화막과 슬러리가 반응하게 하는 것에 의해 이루어진다.In the CMP process, mechanical polishing is performed by contacting and relatively moving a polishing pad having a certain roughness on the wafer and the surface, causing friction, and chemical polishing is injecting a chemical called slurry between the polishing pad and the wafer. By reacting the silicon oxide film of the wafer with the slurry.
씨엠피 공정에 의한 평탄화가 정밀하게 이루어지기 위해서는 웨이퍼에 접촉하는 폴리싱 패드의 표면 거칠기와 전체적 탄력이 적절하게 유지되어야 하고, 상기의 조건을 충족시키기 위해 공정 중에 폴리싱 패드 상태를 항상 일정하게 유지하는 작업을 패드 컨디셔닝이라 하며 이를 위한 장비로 패드 컨디셔너가 사용된다. In order to precisely planarize by the CMP process, the surface roughness and overall elasticity of the polishing pad in contact with the wafer must be properly maintained, and the polishing pad state is always kept constant during the process to satisfy the above conditions. This is called pad conditioning, and a pad conditioner is used as an equipment for this.
도 1은 종래의 폴리싱 패드 컨디셔너를 개략적으로 도시한 평면도이다.1 is a plan view schematically showing a conventional polishing pad conditioner.
도시된 바와 같이, 폴리싱 패드 컨디셔너는 폴리싱 패드(1)에 직접 접촉하여 회전운동을 통하여 패드를 컨디셔닝하는 디스크부(100)와 상기 디스크부(100)에 동력을 공급하는 동력공급부(200)로 구성되며, 상기 디스크부(100)와 상기 동력공급부(200)에는 각각 풀리(110)가 설치되어 벨트(150)를 통하여 연결됨으로써 동력공급부(200)의 회전운동에너지가 디스크부(100)에 전달되게 된다.As shown, the polishing pad conditioner is composed of a disk unit 100 for directly contacting the polishing pad 1 to condition the pad through a rotational motion and a power supply unit 200 for supplying power to the disk unit 100. The disk unit 100 and the power supply unit 200 are respectively provided with a pulley 110 is connected through the belt 150 so that the rotational kinetic energy of the power supply unit 200 is transmitted to the disk unit 100. do.
상기 동력공급부(200)는 모터와 인코더(도시하지 않음)로 이루어지며 상기 모터가 비정상적으로 작동할 경우에는 인코더가 이를 감지하여 외부에 경고한다. 그러나 종래의 폴리싱 패드 컨디셔너에 있어서는 모터는 올바르게 작동하지만 동력공급부(200)와 디스크부(100)를 연결하는 벨트(150)가 끊어지거나 느슨해져 디스크부(100)에 올바르게 동력이 전달되지 않는 경우에도 이를 감지할 수 있는 수단이 없었다. The power supply unit 200 is composed of a motor and an encoder (not shown). When the motor operates abnormally, the encoder detects this and warns the outside. However, in the conventional polishing pad conditioner, even though the motor operates correctly, even when the belt 150 connecting the power supply unit 200 and the disk unit 100 is broken or loosened, power is not properly transmitted to the disk unit 100. There was no means to detect it.
따라서 디스크부(100)에 동력이 전달되지 않은 상태에서는 폴리싱 패드가 적절하게 컨디셔닝 될 수 없고, 이와같은 상태에서 공정이 진행되는 경우에는 폴리싱을 통한 웨이퍼막 제거비율(removal rate)이 감소하고 웨이퍼막 두께가 일정하게 유지될 수 없는 등 웨이퍼의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.Therefore, the polishing pad cannot be properly conditioned in the state where power is not transmitted to the disk unit 100, and when the process is performed in such a state, the wafer film removal rate through polishing is reduced and the wafer film is reduced. There is a problem that the quality of the wafer is degraded, such as the thickness cannot be kept constant.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 폴리싱 패드 컨디셔너의 디스크홀더에 회전속도계를 설치하여 디스크의 회전속도를 측정하고, 상기 디스크에 동력을 공급하는 모터에 설치되는 인코더를 통하여 모터의 회전속도를 측정하여, 상기 측정된 각각의 회전속도를 수신한 제어부가 양자를 비교함으로써 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크가 정상적으로 회전하는지 여부를 감지할 수 있는 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 오작동 감지장치 및 감지방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다. The present invention has been invented in view of the above problems, by installing a tachometer on the disc holder of the polishing pad conditioner to measure the rotational speed of the disc, and through the encoder installed in the motor for supplying power to the disc of the motor To provide a device for detecting malfunction of the polishing pad conditioner disk and a method for detecting the polishing pad conditioner disk by measuring the rotational speed, and comparing the two received control speeds with each other to detect whether the polishing pad conditioner disk is normally rotating. The purpose is to.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 의한 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 오작동 감지장치는, 반도체 제조의 씨엠피 장치에서 폴리싱 패드를 컨디셔닝하는 디스크가 설치된 디스크홀더와 상기 디스크에 동력을 공급하는 모터가 각각 풀리에 의해 벨트로 연결된 폴리싱 패드 컨디셔너디스크의 오작동 감지장치에 있어서, 상기 디스크의 회전속도를 감지할 수 있도록 상기 디스크홀더에 설치되는 회전속도계, 상기 회전속도계에서 감지된 디스크의 회전속도와 상기 모터에 설치되는 인코더를 통하여 측정되는 모터의 회전속도를 수신하여 수신된 속도를 비교하여 상기 디스크의 오작동 여부를 판단하는 제어부, 상기 제어부의 판단에 따라 외부에 경고를 표시하는 표시장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a malfunction detection device for a polishing pad conditioner disk according to the present invention includes a disk holder in which a disk for conditioning a polishing pad is installed and a motor for supplying power to the disk, in a CMP device of semiconductor manufacturing. A device for detecting malfunction of a polishing pad conditioner disk connected to a belt by a pulley, the apparatus comprising: a tachometer installed at the disk holder to detect a rotation speed of the disk, and a rotation speed of the disk detected by the tachometer and the motor. Receiving the rotational speed of the motor measured by the encoder installed to compare the received speed and the controller to determine whether the disc malfunction, characterized in that consisting of a display device for displaying a warning to the outside in accordance with the determination of the controller .
또한 본 발명에 의한 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 오작동 감지방법은, 반도체 제조의 씨엠피 장치에서 폴리싱 패드를 컨디셔닝하는 디스크가 설치된 디스크홀더와 상기 디스크에 동력을 공급하는 모터가 각각 풀리에 의해 벨트로 연결된 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 오작동 감지방법에 있어서, 상기 디스크홀더에 회전속도계를 설치하여 상기 디스크의 회전속도를 측정하고, 상기 모터에 설치되는 인코더를 통하여 모터의 회전속도를 측정하여, 상기 측정된 각각의 회전속도를 수신한 제어부가 수신된 회전속도를 비교하여 상기 디스크의 오작동 여부를 판단하여 표시장치를 통하여 외부에 경고를 표시하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method for detecting malfunction of the polishing pad conditioner disk according to the present invention, a disk holder in which a disk for conditioning a polishing pad is installed and a motor for supplying power to the disk are polished by a pulley, respectively. In the method for detecting a malfunction of the pad conditioner disk, the rotation speed of the disk is measured by installing a tachometer on the disk holder, and the rotation speed of the motor is measured by an encoder installed in the motor, thereby measuring the respective rotations. The controller which receives the speed compares the received rotational speed to determine whether the disk is malfunctioning and displays a warning to the outside through the display device.
이하 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리싱 패드 컨디셔너의 디스크가 장착된 부분의 구조도이다. 2 is a structural diagram of a disk mounted portion of the polishing pad conditioner according to an embodiment of the present invention.
폴리싱 패드를 컨디셔닝하는 디스크가 장착된 디스크홀더(60), 상기 디스크홀더(60) 상부에 설치되어 모터의 동력을 전달받는 풀리(110), 상기 디스크홀더(60)의 풀리(110)와 모터의 풀리를 연결하는 벨트(150), 상기 디스크를 상하로 승강시키는 조절장치(50), 상기 조절장치(50)에 연결된 라인들이 배치되는 조절장치라인채널(80)은 통상의 폴리싱 패드 컨디셔너와 동일하게 형성되어 있다. A disk holder (60) equipped with a disk for conditioning a polishing pad, a pulley (110) installed above the disk holder (60) to receive power from the motor, and a pulley (110) of the disk holder (60) and the motor. The belt 150 connecting the pulley, the adjusting device 50 for elevating the disk up and down, and the adjusting device line channel 80 in which the lines connected to the adjusting device 50 are arranged are the same as a conventional polishing pad conditioner. Formed.
상기 조절장치라인채널(80)에는 고정브라캣(20)이 형성되어 빛을 조사하고 반사된 빛을 수집하여 회전속도를 감지하는 센서(12)가 설치되고 상기 디스크홀더(60)의 풀리(110) 상부에는 상기 센서(12)에서 조사된 빛을 반사하는 반사테이프(11)가 설치된다.The adjusting device line channel 80 has a fixed bracket 20 is formed to irradiate light and collect the reflected light sensor 12 for detecting the rotational speed and the pulley 110 of the disk holder 60 At the upper part, a reflective tape 11 reflecting light emitted from the sensor 12 is installed.
상기 센서(12)와 반사테이프(11)로 이루어진 회전속도계는 상기 센서(12)에서 반사테이프(11)으로 빛을 조사하고 반사되는 빛을 수집하여, 각각의 빛이 수집된 시간의 간격을 계산하여 상기 디스크의 회전속도를 측정하게 된다.The tachometer consisting of the sensor 12 and the reflecting tape 11 irradiates light from the sensor 12 to the reflecting tape 11 and collects the reflected light to calculate the interval of time at which each light is collected. The rotational speed of the disk is measured.
상기 회전속도계는 도 2에 도시된 것외에 직류 또는 교류 발전기의 발생 전압이 회전 속도에 비례하는 것을 이용하는 발전기형 회전속도계나 그 변형인 유도자형 회전속도계, 회전에 따른 펄스를 발생시켜서 계수하는 디지털 회전속도계, 회전에 따른 교류신호를 발생시켜서 기준의 주파수와 비교하는 스트로보스코프형등 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 방식의 회전속도계가 사용될 수 있음은 명백하다.The tachometer is a generator-type tachometer using a voltage generated by a direct current or alternator in addition to that shown in FIG. It is obvious that various types of tachometers can be used by those skilled in the art, such as a speedometer and a stroboscope type that generates an AC signal according to rotation and compares it with a reference frequency.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리싱 패드 컨디셔너의 개략적 구성도이다.3 is a schematic structural diagram of a polishing pad conditioner according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 회전운동을 통하여 폴리싱 패드를 컨디셔닝하는 디스크부(100)와 상기 디스크부(100)에 동력을 공급하는 동력공급부(200)에는 디스크의 회전속도와 모터의 회전속도를 측정하는 회전속도계(120)와 인코더(220)가 각각 설치되고, 상기에서 측정된 회전속도는 제어부(500)에서 수신한다.As shown in the figure, the disk part 100 for conditioning the polishing pad through the rotational motion and the power supply part 200 for supplying power to the disk part 100 have a tachometer for measuring the rotational speed of the disk and the rotational speed of the motor. 120 and an encoder 220 are installed, respectively, and the measured rotation speed is received by the controller 500.
상기 디스크부(100)와 동력공급부(200)를 연결하는 벨트(150)가 끊어진 경우, 모터는 정상적으로 작동되나 디스크에는 모터의 동력이 전달되지 않아 디스크는 올바르게 작동되지 않는다. 따라서 상기 제어부(500)에서 수신된 회전속도는 디스크부(100)의 속도가 동력공급부(200)의 속도에 비해 현저하게 작은 상태가 되며, 이때 제어부는 디스크가 정상적으로 작동되지 않는다고 판단하여 표시장치(600)를 통하여 외부에 경고하고 폴리싱 패드 컨더셔너의 작동을 중지시킨다.When the belt 150 connecting the disc unit 100 and the power supply unit 200 is broken, the motor operates normally, but the disc does not operate properly because power of the motor is not transmitted to the disc. Therefore, the rotational speed received from the control unit 500 is in a state where the speed of the disc unit 100 is significantly smaller than the speed of the power supply unit 200. In this case, the control unit determines that the disc does not operate normally and displays the display device ( 600) to warn the outside and to disable the polishing pad conditioner.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 오작동 감지장치 및 감지방법에 의하면, 폴리싱 패드 컨디셔너 디스크의 회전속도를 측정할 수 있는 회전속도계를 설치하여 상기 회전속도계에서 측정된 속도와 디스크에 동력을 공급하는 모터의 속도를 비교하여 상기 디스크가 정상적으로 회전하고 있는지 여부를 감지하여 이상이 발생한 경우 외부에 경고하여 작동을 중지시킴으로써, 디스크가 작동되지 않아 폴리싱 패드가 올바르게 컨디셔닝 되지않은 상태에서 공정이 진행되어 웨이퍼가 손실되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, according to the present invention, a malfunction detection device and a detection method of the polishing pad conditioner disk, by installing a tachometer that can measure the rotational speed of the polishing pad conditioner disk to power the disk and the speed measured by the tachometer By comparing the speed of the motor to be detected and detecting whether the disk is rotating normally, if an abnormality occurs, it warns the outside and stops the operation.The process is performed while the polishing pad is not properly conditioned because the disk is not operated. It has the effect of preventing the wafer from being lost.
도 1은 종래의 폴리싱 패드 컨디셔너의 개략적 평면도1 is a schematic plan view of a conventional polishing pad conditioner
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리싱 패드 컨디셔너의 디스크가 장착된 부분의 구조도2 is a structural diagram of a disk mounting portion of the polishing pad conditioner according to an embodiment of the present invention
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리싱 패드 컨디셔너의 개략적 구성도3 is a schematic structural diagram of a polishing pad conditioner according to an embodiment of the present invention;
〈 도면의 주요부분에 대한 설명 〉<Description of Main Parts of Drawing>
1 : 폴리싱패드 11 : 반사테이프1 polishing pad 11 reflective tape
12 : 센서 20 : 고정브라캣12 sensor 20 fixed bracket
60 : 디스크홀더 110: 풀리 60: disc holder 110: pulley
120: 회전속도계 150: 벨트 120: tachometer 150: belt
500: 제어부 600: 표시장치500: control unit 600: display device
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080930 Year of fee payment: 4 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |