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KR100529634B1 - Polishing and cleaning apparatus of semiconductor wafer and control method thereof - Google Patents

Polishing and cleaning apparatus of semiconductor wafer and control method thereof Download PDF

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KR100529634B1 KR10-2003-0079755A KR20030079755A KR100529634B1 KR 100529634 B1 KR100529634 B1 KR 100529634B1 KR 20030079755 A KR20030079755 A KR 20030079755A KR 100529634 B1 KR100529634 B1 KR 100529634B1
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Abstract

본 발명은 연마 공정 진행 중에 시스템 에러가 발생되는 경우 세정수를 공급하여 슬러리를 제거함으로써, 잔류 슬러리로 인한 플러그 리세스 및 이로 인한 웨이퍼 손실을 방지할 수 있도록 한 연마 세정장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 연마 세정장치는, 웨이퍼를 연마하는 연마부 및 상기 웨이퍼를 버핑하기 위한 세정수 공급 시스템을 구비하는 반도체 웨이퍼의 연마 세정장치에 있어서, 상기 세정수 공급 시스템은, 상기 연마부에 세정수를 공급하는 세정수 공급 라인; 상기 세정수 공급 라인을 개폐하도록 설치되는 개폐 밸브; 버핑 신호에 의해 상기 개폐 밸브를 개방 작동하는 제1 제어 밸브; 연마부의 에러 발생 신호에 의해 상기 개폐 밸브를 개방 작동하는 제2 제어 밸브;를 포함한다.The present invention relates to an abrasive cleaning apparatus and a method of controlling the same, which can prevent plug recess and wafer loss caused by residual slurry by supplying washing water when a system error occurs during the polishing process. The polishing cleaning apparatus of the present invention is a polishing cleaning apparatus for a semiconductor wafer including a polishing portion for polishing a wafer and a cleaning water supply system for buffing the wafer, wherein the cleaning water supply system is provided in the polishing portion. A washing water supply line for supplying washing water; An on / off valve installed to open and close the washing water supply line; A first control valve which opens the on-off valve by a buffing signal; And a second control valve which opens the opening / closing valve by an error occurrence signal of the polishing unit.

Description

반도체 웨이퍼 연마 세정장치 및 이의 제어 방법{POLISHING AND CLEANING APPARATUS OF SEMICONDUCTOR WAFER AND CONTROL METHOD THEREOF}Semiconductor Wafer Polishing Cleaner and Control Method Thereof {POLISHING AND CLEANING APPARATUS OF SEMICONDUCTOR WAFER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 연마 세정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연마 공정 진행 중에 시스템 에러가 발생되는 경우 세정수를 공급하여 슬러리를 제거함으로써, 잔류 슬러리로 인한 플러그 리세스 및 이로 인한 웨이퍼 손실을 방지할 수 있도록 한 연마 세정장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing and cleaning apparatus for semiconductor wafers. More particularly, when a system error occurs during a polishing process, the cleaning water is supplied to remove the slurry, thereby reducing plug recesses and wafer losses due to residual slurry. The present invention relates to an abrasive cleaning apparatus and a method of controlling the same.

연마 세정장치는 연마 공정을 진행하는 연마부, 세정 공정을 진행하는 세정부, 반도체 웨이퍼 또는 이 웨이퍼가 저장된 웨이퍼 캐리어를 단위 공정을 수행하기 위한 반도체 장비에 로딩하거나 언로딩하는데 이용되는 스미프(SMIF: Standard Mechanical Interface)부, 및 웨이퍼 핸들링(wafer handling)부를 포함한다.The abrasive cleaning apparatus is a SMIF used for loading or unloading a polishing unit undergoing a polishing process, a cleaning unit undergoing a cleaning process, a semiconductor wafer, or a wafer carrier on which the wafer is stored in a semiconductor device for performing a unit process. : Standard Mechanical Interface) portion, and wafer handling portion.

이 중에서, 상기 연마부는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하, 'CMP'라 한다) 공정을 수행하는데, 상기 CMP 공정은 텅스텐이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마제에 의해 연마시키는 공정이다.Among these, the polishing unit performs a chemical mechanical polishing (hereinafter, referred to as 'CMP') process, wherein the CMP process chemically polishes the surface of the wafer coated with tungsten or oxide by mechanical friction and simultaneously It is a process of grinding | polishing with an abrasive.

여기에서, 상기 기계적 연마는 연마 헤드에 고정된 웨이퍼를 회전하는 연마 패드에 가압시킨 상태에서 회전시킴으로써 연마 패드와 웨이퍼 표면간의 마찰에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이고, 화학적 연마는 연마 패드와 웨이퍼 사이에 공급되는 화학적 연마제로서의 슬러리에 의해 웨이퍼 표면의 연마가 이루어지게 하는 것이다.Here, the mechanical polishing is to rotate the wafer fixed to the polishing head in a state in which the polishing pad is pressed to rotate the polishing pad so that the polishing of the wafer surface is performed by the friction between the polishing pad and the wafer surface, and chemical polishing is performed with the polishing pad. The surface of the wafer is polished by a slurry as a chemical abrasive supplied between the wafers.

그리고, 상기 연마 공정의 최종 단계에서는 버핑(buffing) 공정이 진행되는데, 상기 버핑 공정은 웨이퍼를 일정한 압력(대략 2∼3psi)으로 가압하면서 탈이온수 등의 세정수를 공급하여 연마 패드상의 부산물들을 제거하는 공정을 말한다.In the final step of the polishing process, a buffing process is performed. The buffing process pressurizes the wafer at a constant pressure (approximately 2 to 3 psi) and supplies cleaning water such as deionized water to remove by-products on the polishing pad. It is fair to say.

도 1은 상기의 버핑 공정을 위해 세정수를 공급하는 종래의 세정수 공급 시스템을 도시한 개략도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a conventional washing water supply system for supplying the washing water for the buffing process.

도시한 바와 같이, 종래의 세정수 공급 시스템은 4개의 연마부(102a,102b,102c,102d)에 각각 연결되는 N/C(normal close) 밸브들(104a,104b,104c,104d)과, N/C 밸브들(104a,104b,104c,104d)을 각각 제어하는 4개의 솔레노이드 밸브들(106a,106b,106c,106d)을 포함한다. 이때, 상기 솔레노이드 밸브들(106a,106b,106c,106d)은 버핑 공정을 진행하기 위한 버핑 신호에 따라 작동되며, 상기 N/C 밸브들(104a,104b,104c,104d)은 솔레노이드 밸브(106a,106b,106c,106d)들의 신호에 의해 개방된다. 따라서, 연마 패드에 세정수가 공급되어 버핑 공정이 진행된다. 상기 도 1에서, 미설명 도면부호 108은 세정수 공급 라인을 나타낸다.As shown, a conventional washing water supply system includes N / C (normal close) valves 104a, 104b, 104c, 104d connected to four polishing portions 102a, 102b, 102c, and 102d, respectively, Four solenoid valves 106a, 106b, 106c, 106d that control the / C valves 104a, 104b, 104c, 104d, respectively. At this time, the solenoid valves (106a, 106b, 106c, 106d) is operated according to the buffing signal for proceeding the buffing process, the N / C valves (104a, 104b, 104c, 104d) is a solenoid valve (106a, Open by the signals 106b, 106c, 106d. Therefore, the washing water is supplied to the polishing pad to proceed the buffing process. In FIG. 1, reference numeral 108 denotes a washing water supply line.

그리고, 상기와 같이 버핑 공정을 실시한 후에는 웨이퍼가 세정부로 이동되어 세정 공정이 실시된다.After the buffing process is performed as described above, the wafer is moved to the cleaning unit to perform the cleaning process.

그런데, 상기한 구성의 종래 세정수 공급 시스템은 소프트웨어 버그(software bug) 등으로 인해 연마부(102a,102b,102c,102d)의 장비 에러가 발생되는 경우, 상기 연마 공정을 위해 공급된 H2O2 등의 슬러리에 의해 웨이퍼 표면이 노출된 상태로 유지된다. 따라서, 상기 웨이퍼의 플러그가 리세스(recess)되고, 이로 인해 웨이퍼 손실이 발생되는 문제점이 있다.By the way, in the conventional cleaning water supply system of the above configuration, when the equipment error of the polishing unit (102a, 102b, 102c, 102d) is caused by a software bug or the like, H 2 O supplied for the polishing process The surface of the wafer is kept exposed by the slurry such as 2 . Therefore, there is a problem that the plug of the wafer is recessed, and thus wafer loss occurs.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 연마 공정 진행 중에 시스템 에러가 발생되는 경우 세정수를 자동 공급하여 슬러리를 제거함으로써, 잔류 슬러리로 인한 플러그 리세스 및 이로 인한 웨이퍼 손실을 방지할 수 있도록 한 연마 세정장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to automatically remove the slurry by automatically supplying the washing water when a system error occurs during the polishing process, thereby preventing the plug recess due to the residual slurry and the resulting wafer loss. The present invention provides an abrasive cleaning apparatus and a control method thereof.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

웨이퍼를 연마하는 연마부 및 상기 웨이퍼를 버핑하기 위한 세정수 공급 시스템을 구비하는 연마 세정장치에 있어서, 상기 세정수 공급 시스템은,A polishing cleaning apparatus having a polishing unit for polishing a wafer and a cleaning water supply system for buffing the wafer, the cleaning water supply system comprising:

상기 연마부에 세정수를 공급하는 세정수 공급 라인;A washing water supply line for supplying washing water to the polishing unit;

상기 세정수 공급 라인을 개폐하도록 설치되는 개폐 밸브;An on / off valve installed to open and close the washing water supply line;

버핑 신호에 의해 상기 개폐 밸브를 개방 작동하는 제1 제어 밸브;A first control valve which opens the on-off valve by a buffing signal;

연마부의 에러 발생 신호에 의해 상기 개폐 밸브를 개방 작동하는 제2 제어 밸브;A second control valve which opens the opening / closing valve by an error occurrence signal of a polishing part;

를 포함하는 연마 세정장치를 제공한다.It provides an abrasive cleaning apparatus comprising a.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제2 제어 밸브를 구동하는 에러 발생 신호는 시스템 에러로 인해 연마 공정이 강제 종료되는 경우 발생된다. 일례로, 상기 에러 발생 신호는 연마부의 강제 종료에 의해 상기 연마부의 필요 부위로 공급되는 공기가 차단된 경우 발생되도록 구성할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, an error generation signal for driving the second control valve is generated when the polishing process is forcibly terminated due to a system error. For example, the error generation signal may be configured to be generated when the air supplied to the required portion of the polishing unit is blocked by forced termination of the polishing unit.

그리고, 본 발명은, 웨이퍼를 연마하는 연마부 및 상기 웨이퍼를 버핑하기 위한 세정수 공급 시스템을 구비하는 연마 세정장치의 제어 방법으로서,In addition, the present invention provides a control method of a polishing cleaning apparatus including a polishing portion for polishing a wafer and a cleaning water supply system for buffing the wafer.

연마 공정을 진행하는 단계;Performing a polishing process;

상기 연마부의 시스템 에러를 체크하는 단계; 및Checking a system error of the polishing unit; And

에러 발생시 상기 연마부에 세정액을 자동 공급하여 슬러리를 제거하는 단계;Removing an slurry by automatically supplying a cleaning liquid to the polishing unit when an error occurs;

를 포함하는 연마 세정장치의 제어 방법을 제공한다.It provides a control method of the abrasive cleaning apparatus comprising a.

이러한 구성의 연마 세정장치에 의하면, 연마 공정을 진행하던 중에 소프트웨어 버그 등의 시스템 에러로 인해 에러 발생 신호가 발생되면, 상기 제2 제어 밸브에 의해 개폐 밸브가 자동으로 개방되어 세정수 공급 라인을 통해 세정수가 공급된다.According to the abrasive cleaning apparatus having such a configuration, if an error occurrence signal is generated due to a system error such as a software bug during the polishing process, the opening / closing valve is automatically opened by the second control valve and the cleaning water supply line is opened. Washing water is supplied.

따라서, 웨이퍼의 연마면이 슬러리에 장시간 노출됨으로 인해 플러그 리세스가 발생되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the plug recess can be prevented from occurring because the polished surface of the wafer is exposed to the slurry for a long time.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정장치를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연마부의 세정수 공급 시스템을 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정장치의 제어 방법을 도시한 것이다.Figure 2 shows an abrasive cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 shows a cleaning water supply system of the polishing unit according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a polishing according to an embodiment of the present invention The control method of a washing | cleaning apparatus is shown.

도시한 바와 같이, 연마 세정장치는 연마 공정을 진행하는 연마부(20), 세정 공정을 진행하는 세정부(30), 반도체 웨이퍼(W) 또는 이 웨이퍼가 저장된 웨이퍼 캐리어를 단위 공정을 수행하기 위한 반도체 장비에 로딩하거나 언로딩하는데 이용되는 에스엠아이에프(SMIF: Standard Mechanical Interface)부(40), 및 웨이퍼 핸들링(wafer handling)부(50)를 포함한다.As shown in the drawing, the abrasive cleaning apparatus performs a unit process on the polishing unit 20 performing the polishing process, the cleaning unit 30 performing the cleaning process, the semiconductor wafer W, or the wafer carrier on which the wafer is stored. A Standard Mechanical Interface (SMIF) unit 40 and a wafer handling unit 50 used for loading or unloading semiconductor devices.

이 중에서, 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하, 'CMP'라 한다) 공정을 수행하는 상기 연마부(20)는 연마 공정의 최종 단계에서 버핑 공정을 진행하기 위한 세정수 공급 시스템(10)을 더욱 구비한다.Among these, the polishing unit 20 performing a chemical mechanical polishing (hereinafter, referred to as 'CMP') process may include a cleaning water supply system 10 for performing a buffing process at the final stage of the polishing process. It is further provided.

본 실시예에 의하면, 상기 세정수 공급 시스템(10)은 도 3에 도시한 바와 같이, 연마부(20)들의 각 연마 패드에 세정수를 공급하는 세정수 공급 라인(12), 세정수 공급 라인(12)을 개폐하도록 설치되는 개폐 밸브들(14a,14b,14c,14d), 버핑 신호에 의해 상기 개폐 밸브들(14a,14b,14c,14d)을 개방 작동하는 제1 제어 밸브들(16a,16b,16c,16d) 및 연마부(20)들의 에러 발생 신호에 의해 상기 개폐 밸브들(14a,14b,14c,14d)를 개방 작동하는 제2 제어 밸브들(18a,18b,18c,18d)을 구비한다.According to the present embodiment, the washing water supply system 10 includes a washing water supply line 12 and a washing water supply line for supplying washing water to each polishing pad of the polishing units 20, as shown in FIG. 3. On / off valves 14a, 14b, 14c, and 14d installed to open and close 12, and first control valves 16a to open and operate the on / off valves 14a, 14b, 14c, and 14d by a buffing signal. 16b, 16c, 16d and second control valves 18a, 18b, 18c, 18d for opening and closing the opening and closing valves 14a, 14b, 14c, and 14d by the error generation signal of the polishing unit 20. Equipped.

여기에서, 상기 제2 제어 밸브들(18a,18b,18c,18d)을 구동하는 에러 발생 신호는 시스템 에러로 인해 연마 공정이 강제 종료되는 경우 발생되는 것으로, 연마부(10)들의 강제 종료에 의해 상기 연마부(10)의 필요 부위로 공급되는 공기가 차단된 경우 발생되도록 구성할 수 있다.Here, an error generation signal for driving the second control valves 18a, 18b, 18c, and 18d is generated when the polishing process is forcibly terminated due to a system error, and is caused by forced termination of the polishing units 10. It may be configured to be generated when the air supplied to the required portion of the polishing unit 10 is blocked.

이러한 구성의 연마 세정장치는 웨이퍼를 진공 흡착한 연마 헤드를 연마 패드로 로딩한 후 웨이퍼의 연마면을 연마하던 중에 소프트웨어 버그 등의 시스템 에러가 발생되어 작업자 또는 도시하지 않은 제어부가 에러 발생 연마부(10)의 연마 공정을 강제적으로 종료하게 되면, 상기 에러 발생 연마부(10)에는 공기 공급이 차단된다.The abrasive cleaning apparatus having such a configuration causes a system error such as a software bug to occur while loading the polishing head on which the wafer is vacuum-adsorbed into the polishing pad and polishing the polishing surface of the wafer, thereby causing an operator or a controller (not shown) to generate an error. When the polishing process of 10 is forcibly terminated, air supply is cut off to the error generating polishing unit 10.

이때, 상기 에러 발생 연마부에 해당하는 제2 제어 밸브가 작동되어 해당 개폐 밸브를 개방 작동하게 되는데, 이로 인해 세정수 공급 라인(12)을 통해서 세정수가 공급된다.At this time, the second control valve corresponding to the error-generating polishing unit is operated to open and close the opening / closing valve. Thus, the washing water is supplied through the washing water supply line 12.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만 본원 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. In addition, it is natural that it belongs to the scope of the present invention.

상기에서 자세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 시스템 에러로 인해 웨이퍼의 연마면이 슬러리에 장시간동안 노출되는 것을 방지할 수 있으므로, 상기 슬러리로 인해 플러그가 리세스되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 플러그 리세스로 인한 웨이퍼 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention can prevent the polishing surface of the wafer from being exposed to the slurry for a long time due to a system error, thereby preventing the plug from being recessed due to the slurry. Therefore, there is an effect that can prevent the wafer loss due to the plug recess.

도 1은 종래 기술에 따른 연마 세정장치의 세정수 공급 시스템을 나타내는 도면이고,1 is a view showing a washing water supply system of the abrasive cleaning apparatus according to the prior art,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이며,2 is a view showing a schematic configuration of an abrasive cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세정수 공급 시스템을 나타내는 도면이고,3 is a view showing a washing water supply system according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연마 세정장치의 제어 방법을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a control method of an abrasive cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

Claims (3)

웨이퍼를 연마하는 연마부 및 상기 웨이퍼를 버핑하기 위한 세정수 공급 시스템을 구비하는 반도체 웨이퍼의 연마 세정장치에 있어서, 상기 세정수 공급 시스템은,In the abrasive cleaning apparatus for a semiconductor wafer comprising a polishing unit for polishing a wafer and a cleaning water supply system for buffing the wafer, the cleaning water supply system includes: 상기 연마부에 세정수를 공급하는 세정수 공급 라인;A washing water supply line for supplying washing water to the polishing unit; 상기 세정수 공급 라인을 개폐하도록 설치되는 개폐 밸브;An on / off valve installed to open and close the washing water supply line; 버핑 신호에 의해 상기 개폐 밸브를 개방 작동하는 제1 제어 밸브;A first control valve which opens the on-off valve by a buffing signal; 연마부의 에러 발생 신호에 의해 상기 개폐 밸브를 개방 작동하는 제2 제어 밸브;A second control valve which opens the opening / closing valve by an error occurrence signal of a polishing part; 를 포함하는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치.Semiconductor wafer polishing cleaning apparatus comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 제2 제어 밸브를 구동하는 에러 발생 신호는 시스템 에러로 인해 연마 공정이 강제 종료되는 경우 발생되는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치.The semiconductor wafer polishing cleaning apparatus of claim 1, wherein an error generation signal for driving the second control valve is generated when a polishing process is forcibly terminated due to a system error. 웨이퍼를 연마하는 연마부 및 상기 웨이퍼를 버핑하기 위한 세정수 공급 시스템을 구비하는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치의 제어 방법으로서,A control method of a semiconductor wafer polishing cleaning apparatus comprising a polishing section for polishing a wafer and a cleaning water supply system for buffing the wafer, 연마 공정을 진행하는 단계;Performing a polishing process; 상기 연마부의 시스템 에러를 체크하는 단계; 및Checking a system error of the polishing unit; And 에러 발생시 상기 연마부에 세정액을 자동 공급하여 슬러리를 제거하는 단계;Removing an slurry by automatically supplying a cleaning liquid to the polishing unit when an error occurs; 를 포함하는 반도체 웨이퍼 연마 세정장치의 제어 방법.Control method of a semiconductor wafer polishing cleaning apparatus comprising a.
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