KR100577549B1 - 화학적 기계적 연마 설비 - Google Patents

Abstract

화학적 기계적 연마 설비가 설치된 제 1 영역과 제 2 영역을 독립시키기 위해서 웨이퍼의 턴 오버 기능을 로봇에 대행시키고, 이와 같이 웨이퍼를 턴 오버시킬 수 있는 로봇을 제 1 및 제 2 영역 각각에 한 대씩 설치한다.

따라서, 제 1 영역과 제 2 영역에 설치된 각각의 화학적 기계적 연마설비들이 웨이퍼 턴 오버 장치를 공유하여 사용할 필요가 없음으로, 제 1 및 제 2 영역에 설치된 화학적 기계적 연마 설비 중 어느 하나의 화학적 기계적 연마 설비에 고장이 발생되어도 나머지 하나의 화학적 기계적 연마 설비는 사용 가능토록 하여 설비 가동시간을 증가시킬 수 있다.

또한, 웨이퍼를 로딩, 언로딩시키는 로봇에 구애받지 않고 제 1 영역에 설치된 화학적 기계적 연마 설비와, 제 2 영역에 설치된 화학적 기계적 연마 설비가 서로 독립적으로 웨이퍼 연마 공정을 진행함으로써, 웨이퍼의 로딩, 언로딩 시간이 줄어들 제품의 생산성이 향상될 수 있다.

Description

화학적 기계적 연마 설비{Chemical mechanical polishing equipment}

도 1은 종래의 화학적 기계적 연마 설비를 나타낸 블록도이고,

도 2는 종래의 화학적 기계적 연마의 진행과정을 설명도하기 위한 설명도이다.

도 3은 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마 설비를 나타낸 블록도이고,

도 4는 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마 설비를 개략적으로 나타낸 사시도이고,

도 5는 본 발명에 의한 웨이퍼 턴 오버 로봇을 나타낸 사시도이며,

도 6은 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마의 진행과정을 설명하기 위한 설명도이다.

본 발명은 화학적 기계적 연마 설비(Chemical Mechanical Polishing)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 카세트 및 폴리셔(polisher)에 로딩된 웨이퍼를 언로딩하여 웨이퍼의 전·후면을 턴 오버하고, 웨이퍼 카세트에서부터 폴리셔까지 직선왕복 운동하는 웨이퍼 턴 오버 로봇을 갖는 화학적 기계적 연마 설비에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 칩은 반도체 공정에 의하여 제조되는 반도체 소자의 집합체로 최근에는 단위 면적당 반도체 소자 밀도가 높으면서도 동작 속도가 빠른 초대규모 반도체 칩인 VLSI의 기술 개발이 상당 수준에 도달한 실정이다.

최근, VLSI가 더욱 고집적화됨에 따라서 반도체 소자를 다층에 걸쳐 형성하고 층과 층 사이에 층간 절연막(BPSG)을 형성한 다음 층간 배선을 비아 홀(via hole)에 의하여 배선하는 다층 구조가 보편화되었다. 하지만, 다층 구조에 의하여 반도체 칩을 형성할 경우 하층 박막에서는 별다른 문제점이 발생하지 않지만 상층으로 갈수록 하측 박막에 의한 요철이 심화되어 상측 박막에는 심한 요철이 발생하게 되고 최상층 박막에는 요철에 의하여 박막에 심한 일그러짐이 발생하는 문제점이 있다.

이와 같이 반도체 박막의 일그러짐에 따른 반도체 공정 수행의 어려움을 극복하기 위하여 고전적으로 반도체 박막의 일부분 예를 들어 후박층에 속하는 층간 절연막을 기계적으로 연마하는 방법이 수행되었고, 최근에는 층간 절연막을 화학적으로 처리한 후 기계적인 방법으로 연마하는 이른바 화학적 기계적 연마방법이 개발된 있다.

이와 같이 층간 절연막을 화학적 기계적으로 연마하기 위해서는 슬러리라 불리는 연마제를 필요로 하는 바, 슬러리는 알루미나, 실리카 등과 같은 연마 입자와 pH 조절액의 혼합물로 층간 절연막의 표면이 화학적으로 처리한 후 기계적으로 연마되도록 하는 역할을 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 화학적 기계적 연마설비(1)는 크게 베이(bay)의 일측 단부에 설치된 웨이퍼 카세트 로더(10), 베이의 타측 단부에 설치된 폴리셔(20), 웨이퍼 카세트 로더(10)와 폴리셔(20)의 사이에 설치되어 웨이퍼를 뒤집는 웨이퍼 턴 오버장치(50), 폴리셔(20)와 웨이퍼 턴 오버장치(50) 사이에 설치된 슬러리 제거 장치(30), 웨이퍼 카세트 로더(10)와 웨이퍼 턴 오버장치(50) 사이에 설치된 웨이퍼 세정장치(40) 및 웨이퍼를 이송하는 복수개의 로봇 암(60,70)으로 구성된다.

구체적으로, 베이의 일측 단부에 설치되는 웨이퍼 카세트 로더(10)에는 공정이 진행될 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 카세트가 안착되는 것으로, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(12)와, 제 2 웨이퍼 카세트 로더(10)로 나누어진다.

또한, 제 1 및 제 2 웨이퍼 카세트 로더(12, 14)에 인접한 곳에는 제 1, 제 2 웨이퍼 세정장치(42,44)가 설치되는데, 제 1, 제 2 웨이퍼 세정장치(42,44)는 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐(pencil nozzle)과 웨이퍼를 건조시키는 스핀 드라이어로 구성된다.

또한, 제 1, 제 2 웨이퍼 세정장치(42,44)와 인접한 곳에는 웨이퍼를 뒤집는 역할을 하는 제 1, 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(52,54)가 설치되는데, 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)는 슬러리(slurry), 순수 등이 묻지 않은 웨이퍼만을 턴 오버하며, 나머지 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54)는 슬러리, 순수 등이 묻어 있는 웨이퍼만을 턴 오버한다.

또한, 제 1, 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(52,54)와 인접한 곳에는 제 1, 제 2 슬러리 제거장치(32,34)가 설치되며, 제 1, 제 2 슬러리 제거장치(32,34)에는 서로 소정 압력으로 맞닿아 있는 슬러리 제거용 롤러가 설치된다.

제 1, 제 2 슬러리 제거장치(32,34)에 인접하여 제 1, 제 2 폴리셔(22,24)가 설치되는데, 제 1, 제 2 폴리셔(22,24)는 연마 패드와 웨이퍼를 흡착 고정하는 웨이퍼 척 및 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부로 구성된다.

여기서, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(12), 제 1 웨이퍼 세정장치(42), 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52), 제 1 슬러리 제거장치(32) 및 제 1 폴리셔(22)들과 서로 마주보는 위치에 제 2 웨이퍼 카세트 로더(14), 제 2 웨이퍼 세정장치(44), 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54), 제 2 슬러리 제거장치(34) 및 제 2 폴리셔(24)가 설치된다.

또한, 제 1 웨이퍼 세정장치(42)와 제 2 웨이퍼 세정장치(44) 및 제 1 슬러리 제거 장치(32) 및 제 2 슬러리 제거 장치(34) 사이에 제 1, 제 2 로봇(60, 70)이 설치되는데, 제 1 로봇(60)은 웨이퍼 카세트 로더(10)에서부터 웨이퍼 턴 오버장치(50)까지 직선 왕복운동을 하고, 제 2 로봇(70)은 웨이퍼 턴 오버(50)에서부터 폴리셔(20)까지 직선 왕복 운동을 한다.

또한, 제 1, 제 2 로봇(60,70) 각각에는 2 개의 로봇 암(도시 안됨)이 설치되는데, 2 개의 로봇 암 중 하나의 로봇 암은 공정이 진행될 웨이퍼 및 웨이퍼 세정이 완료되어 건조된 상태의 웨이퍼를 이송하는 드라이 암(dry arm)이고, 나머지 하나의 로봇 암은 슬러리 및 순수 등이 묻어 있어 젖은 상태의 웨이퍼를 이송하는 웨트 암(wet arm)이다.

이와 같이 구성된 종래 화학적 기계적 연마 설비에 의한 연마 순서를 첨부된 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(12)에 놓여진 웨이퍼 카세트로부터 제 1 로봇의 드라이 암이 한 장의 웨이퍼를 언로딩한 다음 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)까지 이동한 후 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)에 웨이퍼를 로딩시킨다.

이후, 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)에 의하여 웨이퍼가 턴 오버되면 제 2 로봇의 드라이 암이 턴 오버된 웨이퍼를 언로딩한 상태에서 제 1 폴리셔(22)까지 이동한 다음 제 1 폴리셔(22)에 로딩시킨다.

제 1 폴리셔(22)에 의하여 소정시간 동안 연마된 웨이퍼는 제 2 로봇(70)의 웨트 암에 의하여 제 1 슬러리 제거장치(32)로 이송되어 웨이퍼에 묻어 있는 슬러리가 1 차적으로 제거된 후, 제 2 로봇(70)의 웨트 암에 의하여 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54)로 이송된다.

제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54)에서 로딩된 웨이퍼가 턴 오버되면, 제 1 로봇(60)의 웨트 암은 턴 오버된 웨이퍼를 언로딩하여 제 1 웨이퍼 세정장치(42)로 이송한다.

여기서, 제 1 웨이퍼 세정장치(42)는 로딩된 웨이퍼를 세정하여 웨이퍼 표면에 잔존해 있는 슬러리를 완전히 제거한 후, 세정액을 건조시킨다.

이와 같이 세정이 완료된 웨이퍼는 제 1 로봇(60)의 드라이 암에 의하여 제 1 웨이퍼 카세트(12)로 다시 로딩된다.

제 2 웨이퍼 카세트(14)로부터 언로딩된 웨이퍼 또한 앞에서 설명한 방법과 동일한 순서로 화학적 기계적 연마가 수행된다.

그러나, 이와 같이 웨이퍼의 화학적 기계적 연마가 진행될 때, 제 1 및 제 2 웨이퍼 카세트(12)(14)로부터 언로딩된 웨이퍼만을 턴 오버하는 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52)와, 제 1, 제 2 폴리셔(32)(34)로부터 언로딩된 웨이퍼만을 턴 오버하는 제 2 웨이퍼 턴 오버 장치(54)를 공유하여 사용하기 때문에 제 1 웨이퍼 턴 오버 장치(52) 또는 제 2 웨이퍼 턴 오버장치(54)가 고장을 일으키거나 교체할 때 화학적 기계적 연마 설비 전체를 사용할 수 없게 되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 제 1 폴리셔와 제 2 폴리셔가 제 1 및 제 2 로봇을 공유하여 공용으로 사용하기 때문에 제 1 및 제 2 폴리셔에 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩되는 시간이 길어진다.

이는, 제 1 로봇이 제 1 및 제 2 웨이퍼 카세트 중 어느 하나의 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼를 언로딩하여 제 1 웨이퍼 턴 오버로 이송시키는 동안 나머지 하나의 웨이퍼 카세트에서는 웨이퍼가 언로딩되기를 기다려야 하고, 제 2 로봇이 제 1 및 제 2 폴리셔 중 어느 하나의 폴리셔에서 웨이퍼를 꺼내어 제 2 웨이퍼 턴 오버로 이송시키는 동안 나머지 하나의 폴리셔에 로딩된 웨이퍼는 언로딩되기를 기다려야 하기 때문이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 각각의 웨이퍼 카세트로부터 언로딩된 웨이퍼를 폴리셔-슬러리 제거장치-웨이퍼 세정장치-웨이퍼 카세트로 순환 이송하는 각 로봇에 웨이퍼 턴 오버 기능을 부여하여 별도의 웨이퍼 턴 오버 장치 없이도 화학적 기계적 연마 공정이 진행 가능토록 하 여 화학적 기계적 연마 설비의 가동 효율을 극대화시킴에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 서로 마주보는 웨이퍼 카세트 로더와 폴리셔 사이에 웨이퍼를 턴 오버시킬 수 있는 기능을 갖는 웨이퍼 턴 오버 로봇을 설치한다.

일예로, 웨이퍼 턴 오버 로봇은 이송레일과, 이송레일 상에 설치되는 로봇 몸체와, 로봇 몸체에 대하여 상승·하강하고 소정방향으로 회전하는 회동몸체와, 회동 몸체에 대하여 수평으로 설치되는 2개의 로봇 암들로 구성되며, 로봇 암은 회동 몸체에 설치된 모터에 고정되어 소정방향으로 회전하는 턴 오버 로드들과, 턴 오버 로드들의 단부에 설치되고 실린더에 의해 직선왕복운동을 하는 실린더 로드들과, 실린더 로드들에 고정되어 웨이퍼를 진공 흡착하는 흡착 블레이드들로 구성된다.

바람직하게, 웨이퍼 세정장치와 슬러리 제거 장치 사이의 간격을 적어도 상기 웨이퍼의 지름보다 넓게 이격시켜 웨이퍼 세정장치와 상기 슬러리 제거 장치 사이에 웨이퍼 턴 오버 공간부를 형성한다.

이하, 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마설비의 구성 및 작용을 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이 베이 내에 설치된 화학적 기계적 연마설비(100)는 크게 웨이퍼 카세트(15)가 안착되는 웨이퍼 카세트 로더(110), 웨이퍼 세정장치(140), 슬러리 제거장치(130), 폴리셔(120) 및 웨이퍼 카세트(110)로부터 언로딩된 웨이퍼를 턴 오버하여 폴리셔(120)로 이송한 다음 폴리싱이 종료된 웨이퍼를 다시 웨이퍼 카세트(110)에 로딩시키는 역할을 하는 웨이퍼 턴 오버 로봇(160,170)으로 구성된다.

여기서, 베이는 제 1 및 제 2 영역(102,104)으로 분할되고, 제 1 및 제 2 영역(102,104) 각각에는 웨이퍼 카세트 로더(110), 웨이퍼 세정장치(140), 슬러리 제거장치(130), 폴리셔(120) 및 웨이퍼 턴 오버 로봇(160,170)으로 이루어지는 화학적 기계적 연마설비가 설치된다.

제 1 영역(102)에는 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112), 제 1 웨이퍼 세정장치(142), 제 1 슬러리 제거장치(132), 제 1 폴리셔(122) 및 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)이 설치되고, 제 2 영역(104)에는 제 2 웨이퍼 카세트 로더(114), 제 2 웨이퍼 세정장치(144), 제 2 슬러리 제거장치(134), 제 2 폴리셔(124) 및 제 2 웨이퍼 턴 오버 로봇(170)이 설치되는 구성이다.

제 1 영역에 설치되는 각 구성요소들의 배치와 구성은 제 2 영역에 설치되는 각 구성요소들의 배치 및 구성과 동일하므로 이하, 제 1 영역에 설치되는 각 구성요소들에 대해서만 설명하기로 한다.

제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)는 제 1 영역(102)의 일측 단부에 설치되고, 제 1 폴리셔(122)는 제 1 영역(102)의 타측 단부에 설치되며, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)에는 연마 공정이 진행될 웨이퍼(115a)들이 적재된 웨이퍼 카세트(115)들이 놓인다.

또한, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)와 인접하여 제 1 웨이퍼 세정장치(142)가 설치되고, 제 1 웨이퍼 세정장치(142)와 소정간격 이격되어 제 1 슬러리 제거장치(132)가 설치된다.

바람직하게, 제 1 웨이퍼 세정장치(142)와 제 1 슬러리 제거 장치(132) 사이의 간격을 적어도 웨이퍼(115a)의 지름보다 크게 이격시켜 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182)를 형성하는데, 이는 젖어 있는 웨이퍼(115a)를 턴 오버시키기 위한 공간일 뿐만 아니라 공간이 좁은 제 1 영역(102) 내에서 웨이퍼(115a)를 회전시킬 수 있는 공간을 확보하기 위함이다.

제 1 영역(102)에서와 마찬가지로 제 2 영역(104)에서도 제 2 웨이퍼 세정장치(144)와 제 1 슬러리 제거 장치(134) 사이의 간격을 적어도 웨이퍼(115a)의 지름보다 크게 이격시켜 제 2 웨이퍼 턴 오버 공간부(184)를 형성한다.

한편, 본 발명에 따르면 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)은 일렬로 배치된 제 1 웨이퍼 세정장치(142)와 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182) 및 제 1 슬러리 제거장치(132) 사이를 왕복할 수 있도록 제 2 영역(104)과 인접한 쪽에 설치되며, 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)은 이송레일(162)을 따라 이동된다.

이와 같이 제 1 영역에 설치된 제 1 폴리셔(122), 제 1 슬러리 제거장치(142,), 제 1 웨이퍼 세정장치(132,134) 및 제 1, 제 2 웨이퍼 턴 오버 로봇(160,170)의 구성을 첨부된 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제 1 폴리셔(122)는 웨이퍼(115a)의 전면을 갈아내기 위한 원탁 형상의 연마 패드(122a)와, 연마 패드(122a)의 상부면과 소정 간격 이격되고 연마 패드(122a)와 마주보도록 설치되어 연마 패드(122a)의 상부면에 놓여지는 웨이퍼(115a)를 진공 흡착하는 웨이퍼 척(122b)과, 슬러리를 연마 패드(122a)에 분사하는 슬러리 공급장치(122c)로 구성된다.

여기서, 연마 패드(122a) 및 웨이퍼 척(122b)중 어느 하나 또는 모두는 소정 방향으로 회전 가능하게 구성된다.

또한, 슬러리 제거장치(132)는 웨이퍼(115a)에 묻어 있는 슬러리를 제거하기 위하여 두 개의 슬러리 제거 롤러(132a)가 소정간격 이격되어 수직으로 서로 마주보도록 설치되는데, 슬러리 제거 롤러(132a)는 상호 소정 압력으로 맞닿아 있어 웨이퍼(115a)가 슬러리 제거 롤러(132a,134a)를 통과하면 슬러리가 제거된다.

한편, 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)에 인접하여 설치된 제 1 웨이퍼 세정장치(142)는 웨이퍼(115a)에 잔존해 있는 슬러리를 씻어내기 위한 세정액 공급 노즐(142b)과, 웨이퍼(115a)에 남아 있는 세정액을 건조시키기 위한 스핀 드라이어(142a)로 구성된다.

본 발명에 따른 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)은 앞서 설명한 것과 같이 제 1 폴리셔(122)로부터 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)에 이르기까지 설치되고, 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)이 이동되는 이송레일(162)과, 로봇 몸체(164)와, 로봇 몸체(164)에 설치되고 실린더에 의해 수평방향으로 상승·하강하며 모터에 의해 소정방향으로 회동하는 회동 몸체(166)와, 회동 몸체(166)에 설치되고 실린더에 의해 회동 몸체(166, 176)에 대하여 수평으로 수축·이완하며, 모터에 의해 소정방향으로 회전하는 2 개의 로봇 암(167, 168)으로 구성된다.

도 5를 참조하여 이를 더욱 구체적으로 설명하면, 각각의 로봇 암(167,168)은 회동 몸체(166)에 설치된 모터(미도시)에 고정되어 모터의 회전방향으로 회전하는 턴 오버 로드(167a,168a)와, 턴 오버 로드(167a,168a)의 단부에 설치되며 실린더(미도시)에 의해 직선 왕복 운동하는 실린더 로드(167b,168b)와, 실린더 로드(167b,168b)의 단부에 설치되어 웨이퍼(115a)를 진공 흡착하는 흡착 블레이드(167c,168c)로 구성된다.

이와 같이 구성된 2 개의 로봇 암(167)(168) 중 하나는 슬러리 또는 세정액 등이 묻은 웨이퍼(115a)를 흡착 이송하는 웨트 암(167;wet arm)이고, 나머지 하나는 건조된 웨이퍼(115a)를 흡착 이송하는 드라이 암(168;dry arm)이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 화학적 기계적 연마 설비의 작용을 첨부된 도면 제 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)에 설치된 드라이 암(168)의 흡착 블레이드(168b)가 제 1 웨이퍼 카세트 로더(112)에 놓여진 웨이퍼 카세트(115)로부터 한 장의 웨이퍼(115a)를 진공으로 흡착한 후 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182)로 이송한다.

이후, 회동 몸체(166)가 90°정도 회전한 후, 회동 몸체(166)의 측면에 설치된 모터의 회전축이 180°회전하면 드라이 암(168)의 턴 오버 로드(168a)도 회전축과 함께 180°회전함으로써 웨이퍼(115a)의 전면과 후면이 턴 오버된다.

이와 같이 웨이퍼(115a)의 전면과 후면이 턴 오버된 상태에서 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)은 로봇 이송레일(162)에 의하여 제 1 폴리셔(122)로 이송된 후 웨이퍼(115a)를 연마 패드(122a) 위에 올려놓는다.

이후, 연마 패드(122a)에 놓여진 웨이퍼(115a)의 후면을 웨이퍼 척(122b)이 진공으로 흡착하여 고정하고, 슬러리 공급장치(122c)로부터 슬러리를 공급한 후, 연마 패드(122a) 또는 웨이퍼 척(122b)이 회전하여 소정시간 동안 웨이퍼(115a)의 전면을 연마한다.

이어, 웨이퍼(115a)의 화학적 기계적 연마가 종료되면 웨이퍼(115a)는 웨이퍼 척(122b)으로부터 분리되고, 슬러리가 묻어 있는 웨이퍼(115a)를 ?? 암(167)의 흡착 블레이드(167c)가 진공 흡착하여 슬러리 제거장치(132)로 이송시킨다.

슬러리 제거 장치(132)로 투입된 웨이퍼(115a)는 슬러리 제거 롤러(132a) 사이로 유입된 후 슬러리 제거 롤러(132a)에 의하여 웨이퍼(115a)에 묻어 있는 슬러리가 제거된다.

계속해서, 슬러리가 제거된 웨이퍼(115a)는 다시 ?? 암(167)의 흡착 블레이드(167c)에 진공 흡착된 후, 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182)로 이송되고, 제 1 웨이퍼 턴 오버 공간부(182)에서 웨이퍼(115a)의 전면, 후면이 다시 턴 오버된다.

이로써, 제 1 웨이퍼 카세트(112)에서 웨이퍼(115a)가 언로딩될 당시와 동일하게 웨이퍼(115a)의 전면이 상부를 향한 상태에서 제 1 웨이퍼 세정장치(142)로 이송된다.

이후, 제 1 웨이퍼 세정장치(142)에 로딩된 웨이퍼(115a)는 세정액 분사 노 즐(142b)로부터 분사된 세정액에 의하여 슬러리가 제거된 후 스핀 드라이어(142a)에 의하여 웨이퍼(115a)의 표면에 묻어 있는 세정액이 건조된다.

이어, 슬러리 제거 및 슬러리 세정이 완료된 웨이퍼(115a)는 제 1 웨이퍼 턴 오버 로봇(160)의 드라이 암(168)에 설치된 진공 흡착 블레이드(168c)에 진공 흡착된 후 웨이퍼 카세트(115)에 다시 로딩된다.

제 2 영역(104)에서도 앞에서 설명한 과정을 통하여 웨이퍼를 화학적 기계적 연마한 후 웨이퍼 카세트에 다시 로딩하도록 하고 있으므로, 제 1 영역(102)에서 수행되는 일련의 과정이 제 2 영역(104)에서도 동일한 방식에 의해 서로 독립적으로 수행되므로 제 2 영역(104)에서의 화학적 기계적 연마 과정에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 웨이퍼를 턴 오버시킬 수 있는 웨이퍼 턴 오버 로봇을 제 1 영역과 제 2 영역에 각각 설치함으로써, 제 1 영역에서 일어나는 웨이퍼의 화학적 기계적 연마 공정과 별도로 제 2 영역에서도 웨이퍼의 화학적 기계적 연마 공정을 진행할 수 있도록 하여 설비 가동률이 증가시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 화학적 기계적 연마 설비가 설치된 제 1 영역(102)과 제 2 영역(104)을 독립시키기 위해서 웨이퍼의 턴 오버 기능을 로봇에 대행시키고, 이와 같이 웨이퍼를 턴 오버시킬 수 있는 로봇을 제 1 및 제 2 영역(102)(104) 각각에 한 대씩 설치한다.

따라서, 제 1 영역(102)과 제 2 영역(104)에 설치된 각각의 화학적 기계적 연마설비들이 웨이퍼 턴 오버 장치를 공유하여 사용할 필요가 없음으로, 제 1 및 제 2 영역(102)(104)에 설치된 화학적 기계적 연마 설비 중 어느 하나의 화학적 기계적 연마 설비에 고장이 발생되어도 나머지 하나의 화학적 기계적 연마 설비는 사용이 가능토록 함으로써 설비 가동시간을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 웨이퍼를 로딩, 언로딩시키는 로봇에 구애받지 않고 제 1 영역(102)에 설치된 화학적 기계적 연마 설비와, 제 2 영역(104)에 설치된 화학적 기계적 연마 설비가 서로 독립적으로 웨이퍼 연마 공정을 진행함으로써, 웨이퍼의 로딩, 언로딩시간이 줄어들 제품의 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 공정이 진행될 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 카세트가 놓여지는 웨이퍼 카세트 로더와;

   상기 웨이퍼 카세트와 인접하게 설치되어 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 세정하고, 건조시키는 웨이퍼 세정장치와;

   상기 웨이퍼 세정장치와 인접하게 설치되어 상기 공정이 완료된 웨이퍼에 묻어 있는 슬러리를 제거하는 슬러리 제거장치와;

   상기 슬러리 제거장치와는 인접하게 설치되고 상기 웨이퍼 카세트 로더와는 서로 대향되는 쪽에 설치되어 상기 웨이퍼의 화학적 기계적 연마 공정을 진행하는 폴리셔와;

   상기 웨이퍼 카세트 로더와 상기 폴리셔 사이에 설치되어 상기 웨이퍼를 턴 오버시키며, 상기 웨이퍼 카세트 로더에서 상기 폴리셔까지 왕복 운동하면서 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 카세트, 상기 폴리셔, 상기 슬러리 제거장치 및 상기 웨이퍼 세정장치 중 어느 하나로 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 턴 오버 로봇;

   으로 이루어지는 연마 설비를 제 1 영역과 제 2 영역을 동일하게 구비되도록 하면서 각각 독립적으로 공정이 수행되도록 하는 화학적 기계적 연마 설비.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 각 웨이퍼 턴 오버 로봇은 상기 웨이퍼 카세트 로더에서부터 상기 폴리셔까지 이동 가능하게 설치되며, 상기 웨이퍼 턴 오버 로봇을 가이드 하는 이송레일과, 상기 이송레일 상에 설치되어 상기 이송레일을 따라 이동하는 로봇 몸체와, 상기 로봇 몸체에 대하여 수직으로 상승·하강하고 소정방향으로 회전하는 회동몸체와, 상기 회동 몸체에 대하여 수평으로 설치되는 2개의 로봇 암들을 포함하며,

   상기 로봇 암은

   상기 회동 몸체에 설치된 모터에 고정되어 소정방향으로 회전하는 턴 오버 로드들과;

   상기 턴 오버 로드들의 단부에 설치되고 실린더에 의해 직선왕복운동을 하는 실린더 로드들과;

   상기 실린더 로드들에 고정되어 상기 웨이퍼를 진공 흡착하는 흡착 블레이드들로 구성된 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마 설비.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 세정장치와 상기 슬러리 제거 장치 사이의 간격을 적어도 상기 웨이퍼의 지름보다 넓게 이격시켜 상기 웨이퍼 세정장치와 상기 슬러리 제거 장치 사이에 웨이퍼 턴 오버 공간부를 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마 설비.

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