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KR19990016402A - CMP equipment with sensors to detect wafers - Google Patents

CMP equipment with sensors to detect wafers Download PDF

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Publication number
KR19990016402A
KR19990016402A KR1019970038932A KR19970038932A KR19990016402A KR 19990016402 A KR19990016402 A KR 19990016402A KR 1019970038932 A KR1019970038932 A KR 1019970038932A KR 19970038932 A KR19970038932 A KR 19970038932A KR 19990016402 A KR19990016402 A KR 19990016402A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
head
wafer
platen
rubber plate
sensor
Prior art date
Application number
KR1019970038932A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김춘광
김종삼
김강인
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
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 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019970038932A priority Critical patent/KR19990016402A/en
Publication of KR19990016402A publication Critical patent/KR19990016402A/en

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

Abstract

본 발명은 웨이퍼를 감지하는 센서를 갖는 CMP 장비에 관한 것으로서, HCLU(Head Cap Loading Unloading)와 각 플래튼 사이의 크린너에 광센서를 장착함으로써, CMP장비의 폴리싱 공정 중 헤드의 고무판에 웨이퍼 유무를 감지 할 수 있게 된다. 그러므로 웨이퍼가 없는 상태에서 헤드가 플래튼에 접근하여 폴리싱이 진행될 때 발생되는 고무판의 찢어짐과, 각 플래튼의 패드들 오염을 방지할 수 있어 CMP 장비의 수명과 작업 효율을 높일 수 있게 되며, 부품들의 교체에 따른 경제적 손실을 방지할 수 있는 이점이 있게 된다.The present invention relates to a CMP apparatus having a sensor for detecting a wafer, wherein an optical sensor is mounted on a cleaner between a head cap loading unloading (HCLU) and each platen, thereby providing a wafer on a rubber plate of a head during a polishing process of the CMP apparatus. Can be detected. Therefore, it is possible to prevent the tearing of the rubber sheet generated when the head approaches the platen without polishing and contamination of the pads of each platen, thus improving the life and work efficiency of the CMP equipment. There is an advantage to prevent the economic loss of the replacement of these.

Description

웨이퍼를 감지하는 센서를 갖는 CMP 장비CPM equipment with sensors to detect wafers

본 발명은 웨이퍼를 감지하는 센서를 갖는 CMP 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CMP장비의 폴리싱 공정 중 웨이퍼가 헤드의 고무판에 없는 상태에서 헤드가 플래튼에 접근하여 폴리싱이 진행될 때, 고무판의 찢어짐과 각 플래튼의 패드들 오염을 방지할 수 있는 센서를 갖는 CMP 장비에 관한 것이다.The present invention relates to a CMP apparatus having a sensor for detecting a wafer, and more particularly, to tearing of a rubber sheet when the head approaches the platen and polishes while the wafer is not in the rubber plate of the head during the polishing process of the CMP apparatus. And a sensor that can prevent contamination of the pads of each platen.

최근 반도체 소자는 고직접화 및 대용량화 되고 있는 추세이며, 그에 따라 반도체 칩의 액티브 영역 내부에 형성된 회로 패턴들은 보다 미세화 되어가고 있다. 이러한 회로 패턴들의 미세화는 반도체 제조 공정 기술에 크게 의존한다. 반도체에서 개별 소자들은 산화, 식각 및 확산 등의 팹(FAB ; Fabrication)공정을 거치면서 웨이퍼의 상면에 형성되는데 보통 반도체 소자는 이러한 산화, 식각 및 확산 공정이 여러번 반복되기 때문에 웨이퍼의 표면은 요철면이 형성된다. 결국, 이러한 표면 요철면이 반도체 소자의 특성을 나빠지게 한다. 그러므로 고직접 회로를 구성하는 반도체 소자에서의 평탄화는 그 회로의 신뢰성과 고직접도를 구현할 수 있는 중요한 요소로 작용하고 있다.In recent years, semiconductor devices have become more directly and large in capacity, and accordingly, circuit patterns formed in the active region of the semiconductor chip are becoming more fine. The miniaturization of these circuit patterns is highly dependent on the semiconductor manufacturing process technology. In semiconductors, individual devices are formed on top of a wafer through fabrication (FAB) processes such as oxidation, etching, and diffusion. Since semiconductor devices are repeated many times, the surface of the wafer is uneven surface. Is formed. As a result, such surface asperities deteriorate the characteristics of the semiconductor device. Therefore, the planarization in the semiconductor device constituting the high direct circuit serves as an important element to realize the reliability and high directivity of the circuit.

표면 평탄화의 대표적인 방법으로는 슬러리의 연마용액을 이용하여 폴리싱하는 케미칼 메카니칼 폴리싱(chemical mechanical polishing ; 이하 CMP라 한다) 방법이 있다.Representative methods of surface planarization include chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP), which is carried out using a slurry polishing solution.

도 1은 종래 기술에 따른 CMP 장비의 사시도, 도 2는 CMP 장비의 헤드 사시도, 도 3은 종래 기술에 따른 CMP 장비에서 플래튼부의 사시도이다.1 is a perspective view of the CMP equipment according to the prior art, Figure 2 is a perspective view of the head of the CMP equipment, Figure 3 is a perspective view of the platen part in the CMP equipment according to the prior art.

도 1, 도 2 및 도 3을을 참조하면, CMP 장비는 4개의 헤드(60)를 갖고 있으며, 헤드들(60)은 구동 수단(70)과 기계적으로 연결되어 있고 구동 수단(70)에 의해 각각의 단계로 이동하게 된다. 헤드(60)는 헤드 몸체(62)와 고무판(64 ; membrane)으로 구성되며, 헤드(60)의 하면에는 진공 펌프(도시 안됨)와 연결되어 있어 헤드 상면에 있는 고무판(64)을 빨아들인다. 이 고무판(64)의 직경은 웨이퍼(도시 안됨)의 직경과 같으며, 공정 중 웨이퍼가 고무판(64)에 삽입되고 진공 흡착되게 된다. 구동 수단(70)에는 웨이퍼 로스 센서(75 ; Wafer loss sensor)가 헤드(60)쪽으로 일정한 각도로 기울어져 있으며, 폴리싱 공정 중 웨이퍼가 헤드(60)의 고무판(64)에서 빠져나갈 때 작동하여 장비를 멈추게 한다. 그리고 헤드들(60)의 하부에는 하나의 헤드 컵 로딩 언로딩(40 ; Head Cup Loading Unloading; 이하 HCLU라 한다)과 3개의 플래튼(10, 20, 30 ; Platen)이 위치한다. HCLU(40)는 상하 구동 장치(도시 안됨)와 기계적으로 연결되어 있어, 외부에서 이송되어온 웨이퍼를 헤드의 고무판까지 이동시키며, 폴리싱 작업이 끝난 웨이퍼를 헤드의 고무판에서 받아 내는 역할을 한다. 각각의 플래튼(10, 20, 30)의 상면에는 패드들(12, 22, 32)이 존재하며, 하면에는 회전 장치(도시 안됨)와 기계적으로 연결되어 있어 CMP 공정 중 플래튼(10, 20, 30)이 회전하면서 웨이퍼를 폴리싱 한다. 각각의 플래튼(10, 20, 30)과 일정거리로 떨어진 곳에는 슬러리 및 탈 이온수를 공급하는 공급관(15, 25, 35)이 있으며, 제 1 공급관(15)과 제 2 공급관(25)에서는 슬러리를 각 플래튼(10, 20)에 공급하여 웨이퍼를 폴리싱시키고, 제 3 공급관(35)에서는 탈 이온수를 공급하여 웨이퍼를 세척시킨다. 그리고 HCLU(40)와 각 플래튼(10, 20, 30)사이에는 크린너(50)가 위치하며, 헤드가 각 플래튼으로 웨이퍼를 이동시킬 때 크린어(50) 위를 지나가는데, 이때 웨이퍼 표면에 탈 이온수를 공급하여 웨이퍼 표면을 세척하는 역할을 한다.1, 2 and 3, the CMP apparatus has four heads 60, which heads 60 are mechanically connected to the drive means 70 and by the drive means 70. You will be taken to each step. Head 60 is composed of a head body 62 and a rubber plate (64), the lower surface of the head 60 is connected to a vacuum pump (not shown) to suck the rubber plate 64 on the upper surface of the head. The diameter of the rubber plate 64 is equal to the diameter of a wafer (not shown), and the wafer is inserted into the rubber plate 64 and vacuum-adsorbed during the process. In the driving means 70, a wafer loss sensor 75 is inclined at an angle toward the head 60. The wafer loss sensor 75 operates when the wafer exits the rubber plate 64 of the head 60 during the polishing process. To stop. In addition, one head cup loading unloading (hereinafter referred to as HCLU) and three platens 10, 20, and 30 (platen) are positioned below the heads 60. The HCLU 40 is mechanically connected to an up-and-down driving device (not shown) to move the wafer transferred from the outside to the rubber plate of the head and to receive the polished wafer from the rubber plate of the head. Pads 12, 22, and 32 are on the top of each platen 10, 20, and 30, and on the bottom are mechanically connected to a rotating device (not shown) so that the platens 10, 20 during the CMP process. , 30) to polish the wafer. At a distance from the platens 10, 20, and 30, supply pipes 15, 25, and 35 supply slurry and deionized water. In the first supply pipe 15 and the second supply pipe 25, The slurry is supplied to each of the platens 10 and 20 to polish the wafer, and the third supply pipe 35 is supplied with deionized water to wash the wafer. The cleaner 50 is located between the HCLU 40 and each platen 10, 20, 30, and passes over the cleaner 50 when the head moves the wafer to each platen, wherein the wafer surface Deionized water is supplied to the wafer to clean the wafer surface.

웨이퍼의 뒷면에 물이나 이물질이 부착이되면, 웨이퍼가 헤드의 고무판에 진공 흡착이 되지 못하거나 진공 흡착이 되어도 헤드의 이동시 웨이퍼가 고무판에서 떨어지는 문제점이 생기게 된다. 이렇게 헤드의 고무판에 웨이퍼가 진공 흡착이 되지 못한 상태에서 헤드가 각 플래튼에 접근하여 폴리싱이 진행되면, 해드의 고무판이 찢어지고 각 플래튼들의 패드들은 오염이 된다. 그러므로 이러한 고무판과 패드들은 교체해야 하기 때문에 작업 효율이 떨어지게 된다. 특히, 헤드의 고무판은 고가이기 때문에 경제적 손실이 생기게 된다.If water or foreign matter adheres to the back of the wafer, the wafer may not be vacuum-adsorbed to the rubber plate of the head, or even if the vacuum is adsorbed, the wafer may fall from the rubber plate when the head moves. When the polishing of the head approaches each platen while the wafer is not vacuum-adsorbed to the rubber plate of the head, the rubber plate of the head is torn and the pads of the platens become contaminated. Therefore, these rubber plates and pads need to be replaced, which reduces work efficiency. In particular, the rubber plate of the head is expensive, resulting in economic losses.

따라서, 본 발명의 목적은 CMP 장비의 폴리싱 공정 중 웨이퍼가 헤드의 고무판에서 떨어진 상태에서 헤드가 플래튼에 접근하여 폴리싱이 진행될 때, 고무판의 찢어짐과 각 플래튼의 패드들 오염을 방지하여, 이들을 교체함에 따른 작업 효율 저하와 경제적 손실을 방지할 수 있는 CMP 장비를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to prevent tearing of the rubber plate and contamination of the pads of each platen when polishing is performed by the head approaching the platen while the wafer is away from the rubber plate of the head during the polishing process of the CMP equipment. It is to provide a CMP equipment that can prevent the work efficiency and economic loss due to replacement.

도 1은 종래 기술에 따른 CMP 장비의 사시도,1 is a perspective view of a CMP equipment according to the prior art,

도 2는 CMP 장비의 헤드 사시도,2 is a head perspective view of the CMP equipment,

도 3은 종래 기술에 따른 CMP 장비에서 플래튼부의 사시도,Figure 3 is a perspective view of the platen part in the CMP equipment according to the prior art,

도 4는 본 발명에 따른 CMP 장비에서 플래튼부의 사시도이다.4 is a perspective view of the platen part in the CMP equipment according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10, 110 : 제 1 플래튼 20, 120 : 제 2 플래튼10, 110: first platen 20, 120: second platen

30, 130 : 제 3 플래튼 40, 140 : HCLU(Head Cap Loading Unloading)30, 130: 3rd platen 40, 140: HCLU (Head Cap Loading Unloading)

50, 150 : 크린너(Cleaner) 60 : 헤드50, 150: Cleaner 60: Head

70 : 구동 수단 75 : 웨이퍼 로스 센서70: drive means 75: wafer loss sensor

155 : 센서155 sensor

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 헤드의 고무판에 웨이퍼가 진공 흡착되어 있는가의 유무를 판단할 수 있도록 HCLU와 각 플래튼 사이의 크린너에 광센서를 장착함을 특징으로 하는 CMP 장비를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a CMP device characterized in that the optical sensor is mounted on the cleaner between HCLU and each platen to determine whether the wafer is vacuum-adsorbed to the rubber plate of the head. do.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 CMP 장비에서 플래튼부의 사시도이다.4 is a perspective view of the platen part in the CMP equipment according to the present invention.

도 4을 참조하면, 본 발명에 따른 구조는 HCLU(140)와 각 플래튼(110, 120, 130) 사이의 크린너(150)에 광센서(155)가 장착된 것을 제외한 모든 구조가 종래의 기술에 따른 CMP 장비와 같다.Referring to FIG. 4, the structure according to the present invention is conventional in all structures except that the light sensor 155 is mounted on the cleaner 150 between the HCLU 140 and the platens 110, 120, and 130. Same as CMP equipment according to technology.

CMP 장비에서의 공정 순서는, 웨이퍼가 장착되어 있는 카세트 튜브에서 웨이퍼가 CMP의 HCLU로 이송되는 단계, HCLU 하면과 연결되어 있는 구동 수단에 의해서 HCLU가 헤드쪽으로 상승운동하는 단계, 헤드의 고무판이 웨이퍼의 하면을 진공 흡착하는 단계, 헤드와 기계적으로 연결되어 있는 구동 수단에 의해서 헤드가 제 1 플래튼으로 이동되는 단계, 제 1 플래튼에서 웨이퍼가 폴리싱되는 단계, 헤드와 기계적으로 연결되어 있는 구동 수단에 의해서 헤드가 제 2 플래튼으로 이동되는 단계, 제 2 플래튼에서 웨이퍼가 폴리싱되는 단계, 헤드와 기계적으로 연결되어 있는 구동 수단에 의해서 헤드가 제 3 플래튼으로 이동되는 단계, 제 3 플래튼에서 웨이퍼가 크리닝되는 단계, 헤드와 기계적으로 연결되어 있는 구동 수단에 의해서 헤드가 HCLU로 이동되는 단계, HCLU에서 웨이퍼가 적제 카세트 튜브로 이송되어 적제되는 단계로 이루어 진다.The process sequence in the CMP equipment includes the steps of transferring the wafer to the HCLU of the CMP in the cassette tube on which the wafer is mounted, the HCLU moving upward toward the head by the driving means connected to the lower surface of the HCLU, and the rubber plate of the head to the wafer. Vacuum suction the lower surface of the substrate, moving the head to the first platen by driving means mechanically connected to the head, polishing the wafer on the first platen, and driving means mechanically connected to the head. Moving the head to the second platen by means of: polishing the wafer on the second platen; moving the head to the third platen by means of a drive mechanically connected to the head; The wafer is cleaned, the head is moved to the HCLU by driving means mechanically connected to the head, HCL In U, the wafer is transferred to a loading cassette tube and loaded.

본 발명과 같은 구조를 갖는다면, 헤드의 고무판에 진공 흡착된 웨이퍼가 각 플래튼으로 이동하는 단계에서 웨이퍼의 유무를 판단할 수 있게 된다. 즉, 헤드에 웨이퍼가 없을 때, 헤드의 고무판에서는 광센서에서 비춰주는 빛을 반사시켜 주지 못하기 때문에, 광센서에서 이를 감지하고 폴리싱 작업을 멈출 수 있게 된다.If the structure has the same structure as the present invention, it is possible to determine the presence or absence of the wafer in the step of moving the wafer vacuum-adsorbed to the rubber plate of the head to each platen. That is, when there is no wafer in the head, the rubber plate of the head cannot reflect the light emitted from the optical sensor, so that the optical sensor can detect this and stop the polishing operation.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면, 헤드의 고무판에 진공 흡착된 웨이퍼의 유무를 감지할 수 있게 됨으로써, 웨이퍼가 없는 상태에서 폴리싱되는 것을 막아, 고무판의 찢어짐과 각 플래튼의 패드들 오염을 방지하게 된다. 그러므로 CMP 장비의 수명과 작업 효율을 높일 수 있게 되며, 부품들의 교체에 따른 경제적 손실을 방지할 수 있는 이점이 있다.Therefore, according to the structure of the present invention, it is possible to detect the presence or absence of the wafer that is vacuum-adsorbed to the rubber plate of the head, thereby preventing polishing in the absence of the wafer, thereby preventing tearing of the rubber plate and contamination of the pads of each platen. do. Therefore, it is possible to increase the life and work efficiency of the CMP equipment, there is an advantage that can prevent the economic loss due to the replacement of parts.

Claims (2)

상면에 고무판을 갖고, 고무판 부분에 웨이퍼를 진공 흡착하는 복수개의 헤드; 상기 헤드와 기계적으로 연결되어 다음 단계로 헤드를 이동시키는 구동 수단; 상기 구동 수단와 기계적으로 연결되어 있고, 헤드쪽으로 일정한 각도로 기울어져 있어, 폴리싱 공정 중 웨이퍼가 상기 헤드의 고무판에서 빠져나오는 것을 감지하는 웨이퍼 로스 센서; 상기 헤드의 하부에 있으며, 웨이퍼를 상기 헤드의 고무판에 로딩 및 언로딩 시키는 HCLU; 상기 헤드의 하부에 있으며, 상면에 패드를 갖고, 하면에는 회전 장치와 기계적으로 연결되어 웨이퍼를 폴리싱하는 복수개의 플래튼; 상기 각 플래튼과 일정거리로 떨어진 곳에는 슬러리 및 탈 이온수를 공급하는 공급관; 상기 HCLU와 각 플래튼 사이에 위치하며, 헤드가 웨이퍼를 다음 단계로 이동시킬 때 탈 이온수를 공급하여 웨이퍼를 세척시키는 복수개의 크린너; 상기 크린너에 장착되어 있으며, 상기 헤드에 진공 흡칙된 웨이퍼의 유무를 감지할 수 있는 센서;를 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 감지하는 센서를 갖는 CMP 장비.A plurality of heads having a rubber plate on the upper surface and vacuum-adsorbing the wafer to the rubber plate portion; Drive means mechanically connected to the head to move the head to a next step; A wafer loss sensor that is mechanically connected to the drive means and is inclined at an angle toward the head to detect that the wafer exits the rubber plate of the head during a polishing process; An HCLU under the head, for loading and unloading a wafer onto a rubber plate of the head; A plurality of platens under the head, having pads on an upper surface thereof, and having a pad on a lower surface thereof, the platens being mechanically connected to a rotating device to polish a wafer; A supply pipe for supplying slurry and deionized water at a distance away from each of the platens; A plurality of cleaners, positioned between the HCLU and each platen, for cleaning the wafer by supplying deionized water when the head moves the wafer to the next step; CMP equipment having a sensor for detecting a wafer, characterized in that it has a sensor that is mounted to the cleaner, the head can detect the presence of a vacuum sucked on the head. 제 1항에 있어서, 상기 센서는 광센서인 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 감지하는 센서를 갖는 CMP 장비.The CMP apparatus of claim 1, wherein the sensor is an optical sensor.
KR1019970038932A 1997-08-14 1997-08-14 CMP equipment with sensors to detect wafers KR19990016402A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100419004B1 (en) * 2001-11-06 2004-02-14 주식회사 실트론 Wafer mounting, demounting equipment for semiconductor polishing

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100419004B1 (en) * 2001-11-06 2004-02-14 주식회사 실트론 Wafer mounting, demounting equipment for semiconductor polishing

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Comment text: Patent Application

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