KR102108298B1

KR102108298B1 - Cmp 설비의 패드 교체장치 및 방법

Info

Publication number: KR102108298B1
Application number: KR1020190155825A
Authority: KR
Inventors: 최경철
Original assignee: 최경철
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2020-05-07

Abstract

본 발명은 CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법에 관한 것으로서, CMP 설비의 패드 교체장치는, 적어도 하나의 본체; 상기 본체에 대하여 승강 및 회전이 이루어지고 진공 발생에 의해 패드를 흡착 또는 흡착해제하는 진공 흡착부; 상기 진공 흡착부와 동일 선상에 위치가능하도록 상기 본체로부터 연장되어 설치되는 패드 안착부; 및 상기 진공 흡착부 및 상기 패드 안착부에 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, CMP 설비의 패드 교체방법은, (a) 진공 흡착부가 패드베커 상에 부착된 제거하고자 하는 패드를 흡착하는 단계; (b) 상기 흡착된 패드를 진공 흡착부로부터 제거시킨 후, 상기 진공 흡착부를 새로운 패드가 안착된 패드 안착부로 위치 이동시키는 단계; (c) 상기 패드 안착부의 위치를 조절하여 상기 진공 흡착부와 패드 안착부가 동일 수직선상에 위치되도록 위치를 세팅하는 단계; (d) 상기 진공 흡착부가 패드 안착부에 안착된 새로운 패드를 흡착 후, 상기 패드베커 상으로 이동하는 단계; 및 (e) 상기 새로운 패드의 일면에 부착된 이형지를 제거한 후, 상기 패드베커의 상면에 새로운 패드를 부착시키는 단계를 포함한다.

Description

CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법{Apparatus and method for pad change in CMP system}

본 발명은 CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CMP 설비의 패드베커에 접착되어 웨이퍼의 연마공정에 따라 마모가 이루어지는 패드를 정밀하면서도 안정적으로 자동 교체할 수 있도록 한 CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는, 반도체 디바이스의 디자인 룰이 미세화되고 3차원화 구조로 이루어지면서 표면 형상이 복잡화되고, 좁고 깊은 단차를 갖게 됨에 따라 미세 가공상의 문제점과 디바이스의 수율 저하 및 신뢰성 저해 요인이 많아지게 되었다.

이러한 문제들을 해결할 수 있는 방안으로 막질의 평탄화 기술은 공정 기술의 개선과 아울러 이를 서포팅할 수 있는 설계 기술 및 디바이스 구조 개선이 함께 우리어져야 한다.

최근의 반도체 디바이스의 평탄화 기술로는 SOG(Spin On Glass) 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 의해 구현될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 CMP 장비의 개략도로서, 도시된 바와 같이 종래의 CMP 장비는, 표면 연마할 웨이퍼(WF)를 아래 방향으로 향하게 한 상태로 소정의 압력을 가하면서 회전시켜 주는 캐리어 헤드(20)와, 그 아래 쪽에 웨이퍼(WF)의 평탄화를 위한 연마면을 제공하는 패드(PAD)를 구비한 패드 어셈블리(30)가 설치된 구성으로 이루어져 있다.

여기서, 패드는 유연한 우레탄재의 연마포로서, 도 2에 도시된 바와 같이 패드베커의 상면에 부착이 이루어지게 된다.

즉, 패드는 양 면이 점착성을 띄게 되며, 이형지에 의해 덮여진 상태에서, 이형지를 떼어낸 후 일 면을 패드베커의 상면에 부착시키고, 패드의 타 면에는 웨이퍼(WF)가 접착이 이루어지게 된다.

패드베커(40)는 그 두께가 0.25.mm 가량인 스테인리스 재질의 원형 판으로 형성되며, 매트릭스 상으로 형성된 그루부(42)와 슬러리 공급홀(44)들이 형성된 상부 구조와, 고정 장착을 위한 외주 측 에지부를 제공하는 하부 구조를 갖는 구성으로 이루어져 있다.

이러한 패드베커(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 외주 측 에지부가 패드어셈블리(30)를 구성하는 클램프(32)에 고정된 어퍼 링(34)과 로워 링(36)의 사이에 끼워 고정되는 구조여서, 하부로부터 압력 러버(38)의 상승 압력을 작용 받으면 패드(PAD)를 웨이퍼(WF)에 밀착하도록 구성되어 있다.

이 때, 압력 러버(38)를 상승시키는 공기압은 폴리셔블레더(Polisher Bladder, 미도시됨)라는 부품에 의해 긴밀하게 유지되어 리크(Leak)를 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 CMP 설비는, 패드 상면과 웨이퍼 표면 사이에 패드베커(40)의 슬러리 공급홀(44)로부터 공급된 연마용제(슬러리)가 침투하여 피막을 이루는 동시에, 패드베커(40)와 캐리어 헤드(20) 상호 간에 서로 압착되는 방향으로 적당한 압력이 가해짐에 따라 웨이퍼(WF)는 면 하강(Face down)으로 보호,지지되면서 회전되어 평탄화 공정이 진행된다.

이와 같이, CMP 설비는 적당한 압력과 회전력에 의하여 웨이퍼(WF)를 연마하게 되는데, 이러한 과정에서 패드(PAD)는 웨이퍼와의 마찰에 의해 마모가 이루어지게 되는바, 주기적으로 교체가 이루어져야 한다.

즉, 패드가 마모되어 교체하고자 하는 경우에는, 패드베커의 상면에 부착되어 있는 패드를 작업자가 직접 탈거시킨 후, 새로운 패드를 부착하는 과정을 수행하게 된다.

그런데, 이 경우 패드는 양 면이 점착성을 띄므로, 양 면에 각각 이형지가 부착된 상태로 제공이 이루어지는바, 작업자가 패드를 CMP 설비의 패드베커 상면에 부착하기 위해서는 일 면의 이형지 조금씩 제거시키면서 패드베커의 상면에 굴곡이 없게 서서히 부착시키는 과정을 수행하게 된다.

따라서, 숙련된 작업자가 아니면 CMP 설비의 패드베커에 대한 패드의 교체작업이 용이하지 못하게 되어 그 작업성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

즉, 비숙련 작업자가 CMP 설비의 패드베커에 대하여 패드를 교체하는 과정에서, 면 전체가 고르게 부착시키지 못하는 경우, 웨이퍼의 연마가 제대로 이루어지지 않게 되어 불량품을 양산하게 되는 등, 그 작업성 및 생산성이 좋지 못하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 마모된 패드를 용이하게 제거하기 위하여 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 패드베커의 단면적보다 그 단면적이 조금 더 큰 패드를 부착시킴으로써, 패드의 둘레 일부가 패드베커의 외주 면으로부터 일부 돌출되도록 하여 마모 시 파지하여 탈거시키기 용이하도록 하고 있다.

따라서, 패드를 불필요하게 큰 것을 적용시키게 됨으로써, 재료의 낭비로 인해 원가상승의 요인을 제공하게 되는 문제점도 있었다.

한국특허공개 제10-2009-0056576호(2009.06.03.)

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, CMP 설비의 패드베커의 상면에 정 사이즈의 패드를 정밀하게 자동으로 부착시키고, 패드베커의 상면에 부착되어 웨이퍼의 연마공정에 의해 마모된 패드를 역시 자동으로 탈거시키는 등, 패드베커에 대한 패드의 교체를 자동으로 수행하도록 하는 CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, CMP 설비의 패드베커에 대하여 패드를 정밀하면서도 안정적이게 자동으로 교체하도록 함으로써, 작업성 및 생산성을 크게 향상시킴은 물론, 패드패커의 단면적에 대응되는 크기의 패드를 제공하여 불필요한 재료의 낭비를 줄여 결국 생산원가를 낮출 수 있도록 하는 CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치는, 적어도 하나의 본체; 상기 본체에 대하여 승강 및 회전이 이루어지고 진공 발생에 의해 패드를 흡착 또는 흡착해제하는 진공 흡착부; 상기 진공 흡착부와 동일 선상에 위치가능하도록 상기 본체로부터 연장되어 설치되는 패드 안착부; 및 상기 진공 흡착부 및 상기 패드 안착부에 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 본체는, 자유이동이 이루어지는 제1 본체와, 상기 제1 본체의 상부에 설치되어 제어신호에 의해 전후좌우 방향으로 이동이 가능한 제2 본체를 포함하고, 상기 제2 본체와, 상기 진공 흡착부 및 상기 패드 안착부는 상기 제1 본체 또는 제2 본체에 설치되는 제1 구동부 내지 제3 구동부에 의해 작동이 이루어지되, 상기 제1 구동부 내지 제3 구동부는 상기 제어부의 제어신호에 의해 작동될 수 있다.

이 때, 상기 진공 흡착부는, 상기 제1 구동부에 의해 제2 본체에 대하여 승강되는 승강로드와, 상기 승강로드와 직교하는 방향으로 연장되게 형성되는 회전 바와, 상기 회전 바의 하부 쪽에 설치되는 흡착 플레이트를 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 흡착 플레이트에는, 다수의 흡입공이 형성되고, 상기 흡입공은 상기 회전 바 및 승강로드를 관통하는 유로를 통해 상기 제2 본체에 설치되는 진공 발생부와 연통될 수 있다.

또한, 상기 패드 안착부는, 상기 제2 본체의 일측으로부터 연장되어 형성되는 지지 바와, 상기 지지 바의 끝단 상부 측에 설치되는 안착 플레이트를 포함하는 구성일 수 있다.

또한, 상기 지지 바는, 설정 길이의 제1 지지대와, 상기 제3 구동부에 의해 상기 제1 지지대로부터 길이 방향으로 슬라이드되면서 길이 조절이 이루어지는 제2 지지대로 구성될 수 있다.

이 때, 상기 안착 플레이트의 상부 쪽에는, 상기 안착 플레이트에 안착된 패드의 상부에 상기 진공 흡착부가 위치된 상태에서, 상기 진공 흡착부와 안착 플레이트의 중심이 일치되도록 위치를 감지한 후, 이를 상기 제어부에 송신하기 위한 위치 감지부가 설치될 수 있다.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체방법은, 상기한 구성의 CMP 설비의 패드 교체장치를 이용하여 패드를 교체하는 방법에 있어서, (a) 진공 흡착부가 패드베커 상에 부착된 제거하고자 하는 패드를 흡착하는 단계; (b) 상기 흡착된 패드를 진공 흡착부로부터 제거시킨 후, 상기 진공 흡착부를 새로운 패드가 안착된 패드 안착부로 위치 이동시키는 단계; (c) 상기 패드 안착부의 위치를 조절하여 상기 진공 흡착부와 패드 안착부가 동일 수직선상에 위치되도록 위치를 세팅하는 단계; (d) 상기 진공 흡착부가 패드 안착부에 안착된 새로운 패드를 흡착 후, 상기 패드베커 상으로 이동하는 단계; 및 (e) 상기 새로운 패드의 일면에 부착된 이형지를 제거한 후, 상기 패드베커의 상면에 새로운 패드를 부착시키는 단계를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법에 의하면, CMP 설비의 패드베커의 상면에 정 사이즈의 패드가 정밀하게 자동으로 부착되고, 패드베커의 상면에 부착되어 웨이퍼의 연마공정에 의해 마모된 패드가 역시 자동으로 탈거되는 등, 패드베커에 대한 패드의 교체가 자동으로 수행되는 효과가 제공될 수 있다.

즉, CMP 설비의 패드베커에 대하여 패드가 정밀하면서도 안정적이게 자동으로 교체됨으로써, 작업성 및 생산성이 크게 향상됨은 물론, 패드패커의 단면적에 대응되는 크기의 패드가 제공되어 불필요한 재료의 낭비가 줄어들게 되는바, 결국 생산원가가 낮아지게 되는 효과가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 CMP 설비의 개략적인 구성도.
도 2는 도 1에서 패드 어셈블리의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 결합 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 패드 교체장치를 이용하여 CMP 설비의 패드를 교체하는 과정을 순차적으로 도시한 작동 구성도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치에서 작동 제어관계를 도시한 블록도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치를 이용한 패드의 교체 공정을 순차적으로 나타낸 순서도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 패드 교체장치를 이용하여 CMP 설비의 패드를 교체하는 과정을 순차적으로 도시한 작동 구성도이다.

또한, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치에서 작동 제어관계를 도시한 블록도이다.

먼저, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치는, 구동바퀴(112)에 의해 지면에 대하여 자유이동이 이루어지는 제1 본체(110)와, 이 제1 본체(110)의 상부에 설치되어 제어신호에 의해 전후좌우 방향으로 이동이 가능한 제2 본체(120)와, 이 제2 본체(120)에 대하여 승강 및 회전이 이루어지고 진공 발생에 의해 패드를 흡착 또는 흡착해제하는 진공 흡착부 및 이 진공 흡착부와 동일 선상에 위치가능하도록 제2 본체(120)로부터 연장되어 설치되는 패드 안착부를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

제2 본체(120)는 제어신호에 의해 구동되는 제2 구동부(220)에 의해 제1 본체(110)에 대하여 전후좌우 방향으로 설정된 간격만큼 이동이 가능하게 구성될 수 있다.

또한, 진공 흡착부는 제어신호에 의해 구동되는 제1 구동부(210)에 의해 제2 본체(120)에 대하여 승강이 이루어지는 승강로드(130)와, 이 승강로드(130)와 직교하는 방향으로 연장되게 형성되는 회전 바(140)와, 이 회전 바(140)의 하부 쪽에 설치되는 흡착 플레이트(150)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

여기서, 흡착 플레이트(150)에는 다수의 흡기공들이 형성되고, 이 흡기공들은 회전 바(140) 및 승강로드(130)를 통과하는 유로와 연통되고, 제2 본체(120)에는 제어신호에 의해 작동이 이루어지는 진공 발생부(240)가 설치됨으로써, 진공 발생부(240)의 작동에 의해 흡착 플레이트(150)가 패드를 흡착 및 흡착해제할 수 있게 되는데, 이의 작동관계는 후에 상세히 설명하기로 한다.

한편, 패드 안착부는 제2 본체(120)의 일측으로부터 연장되어 형성되는 지지 바(160)와, 이 지지 바(160)의 끝단 상부 측에 설치되되, 상면에 눈금이 표시된 안착 플레이트(170)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

여기서, 지지 바(160)는 설정 길이의 제1 지지대(162)와, 제어신호에 의해 구동되는 제3 구동부(230)에 의해 제1 지지대(162)로부터 길이 방향으로 슬라이드되면서 길이 조절이 이루어지는 제2 지지대(164)로 구성될 수 있다.

이 때, 제2 지지대(164)로부터 연장형성되는 연결대(180)에 의해 위치 감지부(190)가 안착 플레이트(170)와 동일 수직 선상에 위치될 수 있다.

위치 감지부(190)는 안착 플레이트(170)에 안착된 패드와 흡착 플레이트(150)가 동일 선상에 위치되는지를 감지하는 기능을 수행하게 되는데, 이의 작동관계 또한 후에 상세히 설명하기로 한다.

또 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 위치 감지부(190)로부터 신호를 입력받고, 제1 구동부(210) 내지 제3 구동부(230)와 진공 발생부(240)에 제어신호를 입력하기 위한 제어부(200)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 CMP 설비의 패드 교체장치를 이용하여 패드베커 상의 마모된 패드를 교체하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 패드베커의 상면에 부착되어 웨이퍼의 연마공정에 의해 마모된 패드를 교체하기 위해서 본 발명의 실시 예에 따른 패드 교체장치를 패드베커와 인접한 위치로 이동시킨다.

즉, 제1 본체(110)의 하부에는 복수의 구동바퀴(112)가 설치되어 있는바, 작업자가 간단히 밀거나 당기면서 패드베커와 인접한 위치로 이동시킨다.

이 때, 패드 교체장치의 안착 플레이트(170)가 교체하고자 하는 패드와 동일 수직선상에 위치되도록 이동시킨다.

다음에, 안착 플레이트(170)에는 양 면에 이형지가 부착된 상태의 새로운 패드를 안착시킨다.

이 때, 안착 플레이트(170)의 상면에는 눈금이 표시되어 있는바, 눈금을 기준으로 새로운 패드의 중심을 맞추어 정 위치에 배치되도록 안착시킬 수 있게 된다.

이 상태에서, 작업자가 패드 교체를 위한 입력신호를 인가하게 되면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제어부(200)의 입력신호에 의해 제1 구동부(210)가 구동하여 승강로드(130)를 하강시키게 되며, 이에 따라 승강로드(130)와 직교하는 방향으로 결합된 회전 바(140) 및 흡착 플레이트(150)도 하강이 이루어지게 된다.

이와 같이, 제1 구동부(210)에 의해 진공 흡착부를 이루는 승강로드(130)와 회전 바(140) 및 흡착 플레이트(150)가 하강될 때, 제어부(200)는 진공 발생부(240)에도 입력신호를 인가하여 흡착 플레이트(150)의 흡기공들에 진공압이 발생되도록 한다.

따라서, 교체하고자 하는 패드가 흡착 플레이트(150)의 진공압에 따른 흡입력에 의해 흡착 플레이트(150)에 흡착됨으로써, 패드베커로부터 탈거가 이루어지게 된다.

이와 같이, 패드베커의 상면에 부착되어 있던 마모된 패드가 진공 흡착부의 흡착 플레이트(150)에 흡착이 이루어지게 되면, 제어부(200)는 다시 제1 구동부(210)에 신호를 입력하여 진공 흡착부가 상승되도록 한다.

진공 흡착부를 이루는 승강로드(130)가 상승하여 흡착 플레이트(150)가 마모된 패드를 흡착시킨 상태로 상승이 이루어지게 되면, 제어부(200)는 다시 진공 발생부(240)에 입력신호를 인가하여 진공압이 해제되도록 한다.

따라서, 작업자가 흡착 플레이트(150)에 흡착되어 있되, 진공압의 해제로 흡입력이 해제된 마모된 패드를 떼어내어 분리시키면 된다.

한편, 제1 구동부(210)에 의해 상승된 진공 흡착부는 계속해서 제어부(200)의 입력신호에 의해 도 5c에 도시된 바와 같이 회전이 이루어져서 패드 안착부의 안착 플레이트(170)와 동일 선상에 위치하게 된다.

이 때, 위치 감지부(190)는 안착 플레이트(170) 상에 안착된 새로운 패드의 중심을 감지하여 이 신호를 제어부(200)로 송신하고, 제어부(200)는 위치 감지부(190)로부터 송신된 신호에 의해 제2 구동부(220) 및 제3 구동부(230)에 제어신호를 입력함으로써, 흡착 플레이트(150)의 중심이 새로운 패드의 중심과 동일 수직선상으로 위치되도록 한다.

즉, 제2 구동부(220)와 제3 구동부(230)의 구동에 의해 제2 본체(120)의 위치를 조정시키고, 제2 지지대(164)의 신장 길이를 조절하여 안착 플레이트(170) 상에 안착된 새로운 패드의 중심과 흡착 플레이트(150)의 중심이 동일 수직선상으로 위치되도록 한다.

이와 같이, 위치 조정이 이루어져서 새로운 패드와 흡착 플레이트(150)가 동일 수직선상에 위치되면, 제어부(200)는 다시 제1 구동부(210)에 제어신호를 입력하여 도 5d에 도시된 바와 같이, 진공 흡착부가 하강이 이루어지도록 한다.

이와 동시에, 제어부(200)는 진공 발생부(240)에도 입력신호를 인가하여 흡착 플레이트(150)의 흡기공들에 진공압이 발생되도록 함으로써, 새로운 패드가 흡착 플레이트(150)의 진공압에 따른 흡입력에 의해 흡착 플레이트(150)에 흡착되도록 한다.

이와 같이, 안착 플레이트(170)에 안착되어 있는 새로운 패드가 진공 흡착부의 흡착 플레이트(150)에 흡착이 이루어지면, 제어부(200)는 다시 제1 구동부(210)에 작동신호를 인가하여 진공 흡착부가 회전되도록 하여 패드베커의 상면와 동일 수직선상에 위치되도록 한다.

이 때, 별도로 도시하지는 않았지만, 패드패커의 상부에도 제어부(200)의 입력신호에 의해 패드패커의 중심과 흡착 플레이트(150)의 중심이 동일 수직선상으로 일치되도록 감지하기 위한 별도의 감지부가 배치될 수 있다.

즉, 별도의 감지부가 패드베커의 중심을 감지하여 제어부(200)에 송신하면, 제어부(200)가 입력된 신호에 의해 제2 구동부(220)를 구동시켜서 제2 본체(120)가 제1 본체(110)에 대하여 위치 이동이 이루어지도록 함으로써, 흡착 플레이트(150)의 중심이 패드베커의 중심과 동일 수직선상으로 일치되도록 조정할 수 있다.

이와 같이, 새로운 패드를 흡착시킨 흡착 플레이트(150)가 패드베커의 상면에 위치되면, 작업자는 새로운 패드의 일 면에 부착된 이형지를 제거시킨다.

새로운 패드의 일 면에 이형지가 제거되면, 제어부(200)는 다시 제1 구동부(210)에 제어신호를 입력하여 진공 흡착부가 하강되도록 하고, 진공 흡착부가 하강하여 새로운 패드가 패드베커의 상면에 접촉이 이루어지면, 제어부(200)는 진공 발생부(240)에 제어신호를 입력하여 진공압 발생을 해제시킴으로써, 흡착을 해제하게 된다.

따라서, 이형지가 제거된 새로운 패드의 일 면은 점착력에 의해 패드패커의 상면에 자동으로 안정적인 상태로 부착이 이루어지게 된다.

이와 같이, 패드베커에 대하여 새로운 패드가 부착되면, 패드 교체장치를 이동시킨 후, 새로운 패드의 타면에 부착된 이형지를 제거시키고, 이형지가 제거된 새로운 패드의 타면에 웨이퍼를 부착시킨 다음에 웨이퍼의 연마공정을 수행하면 된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치를 이용한 패드의 교체 공정을 순차적으로 나타낸 순서도로서, 도 7을 참조하여 패드의 교체방법을 다시 한 번 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 패드 교체장치의 제1 구동부(210)를 구동시켜 제거하고자 하는 패드를 흡착하는 단계(S100)를 수행하고, 흡착된 패드를 제거 후 새로운 패드의 흡착 위치로 이동하는 단계(S200)를 수행한다.

다음에, 위치 감지부(190)에 의해 새로운 패드의 흡착위치를 세팅하는 단계(S300)를 수행하고, 새로운 패드를 흡착 후 제1 구동부(210)의 구동에 의해 패드베커의 점착 위치로 이동하는 단계(S400)를 수행한 다음, 새로운 패드의 이형지를 분리한 후 패드베커의 상면에 새로운 패드를 점착(부착)시키는 단계(S500)를 수행함으로써, 패드의 교체공정을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 설비의 패드 교체장치 및 방법에 의하면, CMP 설비의 패드베커에 대하여 패드가 정밀하면서도 안정적이게 자동으로 교체됨으로써, 작업성 및 생산성이 크게 향상됨은 물론, 패드패커의 단면적에 대응되는 크기의 패드가 제공되어 불필요한 재료의 낭비가 줄어들게 되는바, 결국 생산원가가 낮아지게 되는 효과가 제공될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 제1 본체 120 : 제2 본체
130 : 승강로드 140 : 회전 바
150 : 흡착 플레이트 160 : 지지 바
162 : 제1 지지대 164 : 제2 지지대
170 : 안착 플레이트 180 : 연결대
190 : 위치 감지부 200 : 제어부
210 : 제1 구동부 220 : 제2 구동부
230 : 제3 구동부 240 : 진공 발생부

Claims

적어도 하나의 본체와; 상기 본체에 대하여 승강 및 회전이 이루어지고 진공 발생에 의해 패드를 흡착 또는 흡착해제하는 진공 흡착부와; 상기 진공 흡착부와 동일 선상에 위치가능하도록 상기 본체로부터 연장되어 설치되는 패드 안착부; 및 상기 진공 흡착부 및 상기 패드 안착부에 작동을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 본체는,
자유이동이 이루어지는 제1 본체와, 상기 제1 본체의 상부에 설치되어 제어신호에 의해 전후좌우 방향으로 이동이 가능한 제2 본체를 포함하고,
상기 제2 본체와, 상기 진공 흡착부 및 상기 패드 안착부는 상기 제1 본체 또는 제2 본체에 설치되는 제1 구동부 내지 제3 구동부에 의해 작동이 이루어지며,
상기 제1 구동부 내지 제3 구동부는 상기 제어부의 제어신호에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 CMP 설비의 패드 교체장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 진공 흡착부는,
상기 제1 구동부에 의해 제2 본체에 대하여 승강되는 승강로드와,
상기 승강로드와 직교하는 방향으로 연장되게 형성되는 회전 바와,
상기 회전 바의 하부 쪽에 설치되는 흡착 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMP 설비의 패드 교체장치.
제 3항에 있어서,
상기 흡착 플레이트에는, 다수의 흡입공이 형성되고,
상기 흡입공은 상기 회전 바 및 승강로드를 관통하는 유로를 통해 상기 제2 본체에 설치되는 진공 발생부와 연통되는 것을 특징으로 하는 CMP 설비의 패드 교체장치.
제 1항에 있어서,
상기 패드 안착부는,
상기 제2 본체의 일측으로부터 연장되어 형성되는 지지 바와,
상기 지지 바의 끝단 상부 측에 설치되는 안착 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMP 설비의 패드 교체장치.
제 5항에 있어서,
상기 지지 바는,
설정 길이의 제1 지지대와,
상기 제3 구동부에 의해 상기 제1 지지대로부터 길이 방향으로 슬라이드되면서 길이 조절이 이루어지는 제2 지지대로 구성되는 것을 특징으로 하는 CMP 설비의 패드 교체장치.
제 5항에 있어서,
상기 안착 플레이트의 상부 쪽에는,
상기 안착 플레이트에 안착된 패드의 상부에 상기 진공 흡착부가 위치된 상태에서, 상기 진공 흡착부와 안착 플레이트의 중심이 일치되도록 위치를 감지한 후, 이를 상기 제어부에 송신하기 위한 위치 감지부가 설치된 것을 특징으로 하는 CMP 설비의 패드 교체장치.
청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 7 중, 어느 하나의 청구항에 기재된 CMP 설비의 패드 교체장치를 이용하여 패드를 교체하는 방법에 있어서,
(a) 진공 흡착부가 패드베커 상에 부착된 제거하고자 하는 패드를 흡착하는 단계;
(b) 상기 흡착된 패드를 진공 흡착부로부터 제거시킨 후, 상기 진공 흡착부를 새로운 패드가 안착된 패드 안착부로 위치 이동시키는 단계;
(c) 상기 패드 안착부의 위치를 조절하여 상기 진공 흡착부와 패드 안착부가 동일 수직선상에 위치되도록 위치를 세팅하는 단계;
(d) 상기 진공 흡착부가 패드 안착부에 안착된 새로운 패드를 흡착 후, 상기 패드베커 상으로 이동하는 단계; 및
(e) 상기 새로운 패드의 일면에 부착된 이형지를 제거한 후, 상기 패드베커의 상면에 새로운 패드를 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMP 설비의 패드 교체방법.