JP2018511950A - ウエハ研磨装置のスキャン装置及びスキャンシステム - Google Patents

Abstract

スキャン装置の一実施例は、ガイドフレーム；前記ガイドフレームの長手方向に沿って移動する移動部；一側が前記移動部に結合するブラケット；前記ブラケットの他側に結合し、前記ガイドフレームの長手方向と垂直な上下方向に配置される対象体の表面状態をセンシングするセンシング部；及び前記ガイドフレームの両側に結合し、一対として備えられる支持部を含むことができる。【選択図】図１

Description

実施例は、ウエハ研磨装置のスキャン装置及びスキャンシステムに関する。

この部分に記述された内容は、単に実施例に対する背景情報を提供するだけで、従来技術を構成するものではない。

近年、半導体の高集積化により、単位面積当たりの情報の処理及び格納容量が増加しており、これは、半導体ウエハの大直径化、回路線幅の微細化及び配線の多層化を要求するようになった。半導体ウエハ上に多層の配線を形成するためには各層毎に配線を形成した後、平坦化工程を経なければならない。

ウエハの平坦化工程の一つとしてウエハ研磨工程がある。ウエハ研磨工程は、ウエハの上下面を研磨パッドで研磨する工程である。

しかし、ウエハ研磨工程が継続的、反復的に行われるほど、研磨パッドの摩耗、性能の低下などが発生し得る。研磨パッドの摩耗、性能の低下などが発生すると、ウエハは研磨工程中に損傷が発生し得る。

したがって、研磨パッドを周期的に整えたり交換したりする必要があり、研磨パッドを整えるか、または交換するかは、研磨パッドの表面状態をまず把握した後に知ることができる。したがって、研磨パッドの表面状態を迅速かつ正確に測定することができる装置の開発が要求される。

したがって、実施例は、研磨パッドの表面状態を迅速かつ正確に測定することができるウエハ研磨装置のスキャン装置及びスキャンシステムに関する。

実施例が達成しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から、実施例の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

スキャン装置の一実施例は、ガイドフレーム；前記ガイドフレームの長手方向に沿って移動する移動部；一側が前記移動部に結合するブラケット；前記ブラケットの他側に結合し、前記ガイドフレームの長手方向と垂直な上下方向に配置される対象体の表面状態をセンシングするセンシング部；及び前記ガイドフレームの両側に結合し、一対として備えられる支持部を含むことができる。

スキャン装置の他の実施例は、長手方向に形成される凹部、及び前記凹部の上部及び下部に配置されるマグネットを備える、ガイドフレーム；前記凹部に挿入されるように形成される突出部、及び前記突出部の内部に配置され、電力が印加されるコイルを備え、前記ガイドフレームの長手方向に沿って移動する、移動部；一側が前記移動部に結合するブラケット；前記ブラケットの他側に結合し、前記ガイドフレームの長手方向と垂直な上下方向に配置される対象体の表面状態をセンシングするセンシング部；及び前記ガイドフレームの両側に結合し、一対として備えられる支持部を含むことができる。

スキャンシステムの一実施例は、ガイドフレーム；前記ガイドフレームの長手方向に沿って移動する移動部；一側が前記移動部に結合するブラケット；前記ブラケットの他側に結合し、前記ガイドフレームの長手方向と垂直な上下方向に配置される対象体の表面状態をセンシングするセンシング部；前記ガイドフレームの両側に結合し、一対として備えられる支持部；前記移動部及び前記センシング部と電気的に接続される制御ユニット；及び前記制御ユニットに電力を供給する外部電源を含むことができる。

実施例において、前記センシング部は、第１研磨パッド及び第２研磨パッドの表面状態を同時にセンシングすることができるので、研磨装置のスキャン速度を高め、スキャン作業時間を著しく短縮することができる効果がある。

また、センシング部が、四分の一波長板を使用して円偏光となったレーザーを第１研磨パッド又は第２研磨パッドに照射すると、測定されるデータは、ノイズが著しく低減され得るので、スキャン装置は、第１研磨パッド及び第２研磨パッドの表面状態をさらに正確に把握することができる。

また、前記スキャン装置及びスキャンシステムは、非接触式で研磨装置をスキャンすることができるので、接触式に比べて振動、摩擦が発生しないため、研磨装置の表面状態に対する正確なデータを収集することができる。

一実施例に係るスキャン装置を示す斜視図である。

一実施例に係るスキャン装置を示す正面図である。

一実施例に係るスキャン装置を示す平面図である。

一実施例に係るスキャン装置の一部を示す概略図である。

図４のＡ部分を示す平面図である。

図３のＺ−Ｚ部分を示す図である。

図６のＢ部分を示す拡大図である。

一実施例に係るスキャン装置に備えられる偏光板及び四分の一波長板（ｑｕａｒｔｅｒ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）を通過する光の特性変化を説明するための図である。

四分の一波長板が備えられていないスキャン装置の場合、スキャンされるデータ信号の特性を説明するためのグラフである。

四分の一波長板が備えられるスキャン装置の場合、スキャンされるデータ信号の特性を説明するためのグラフである。

一実施例に係るスキャンシステムを説明するための図である。

以下、添付の図面を参照して実施例を詳細に説明する。実施例は、様々な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、本文で詳細に説明する。しかし、これは、実施例を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、実施例の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解しなければならない。この過程において、図示された構成要素の大きさや形状などは、説明の明瞭性及び便宜上誇張して示すことがある。

「第１」、「第２」などの用語は、様々な構成要素を説明するために使用できるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。また、実施例の構成及び作用を考慮して特別に定義された用語は、実施例を説明するためのものに過ぎず、実施例の範囲を限定するものではない。

実施例の説明において、各構成要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の「上（上部）又は下（下部）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合において、上（上部）又は下（下部）は、２つの構成要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触したり、１つ以上の他の構成要素が前記２つの構成要素の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることを全て含む。また、「上（上部）又は下（下部）」と表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。

また、以下で用いられる「上／上部／上側」及び「下／下部／下側」などのような関係的用語は、かかる実体又は要素間のいかなる物理的又は論理的関係、または順序を必ず要求したり、内包したりすることなく、ある一つの実体又は要素を他の実体又は要素と区別するためにのみ用いることもできる。また、図面では直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を使用することができる。

図１は、一実施例に係るスキャン装置を示した斜視図である。図２は、一実施例に係るスキャン装置を示した正面図である。図３は、一実施例に係るスキャン装置を示した平面図である。前記スキャン装置は、ウエハ研磨装置をスキャンする役割を果たすことができる。ウエハ研磨装置についてまず説明する。

ウエハ研磨装置は、上定盤１０、第１研磨パッド１１、下定盤２０、及び第２研磨パッド２１を含むことができる。上定盤１０及び下定盤２０は、駆動装置（図示せず）によって回転可能なように備えることができる。第１研磨パッド１１は前記上定盤１０の下面に取り付け、第２研磨パッド２１は前記下定盤２０の上面に取り付けることができる。

第１研磨パッド１１と第２研磨パッド２１との間にはウエハ（図示せず）が配置され、前記上定盤１０及び下定盤２０の高さを調節して第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１がそれぞれ前記ウエハの上面及び下面に接触するようにした後、上定盤１０及び下定盤２０を回転させて前記ウエハの表面を研磨することができる。

前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１は、研磨用不織布などの材質で形成されてもよい。一方、前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１が継続的、反復的にウエハを研磨する場合、第１研磨パッド１１と第２研磨パッド２１は摩耗などが発生し得、これによって研磨性能が低下し得る。

したがって、実施例のスキャン装置は、非接触式で第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面状態を測定することができる。具体的に、前記スキャン装置は、例えば、前記第１研磨パッド１１及び前記第２研磨パッド２１の平坦度（ｗａｖｅｎｅｓｓ）又は表面粗度（ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）をスキャンして、第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面状態を測定することができる。

測定された前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面状態が研磨装置の性能を低下させたり、ウエハを損傷させたりするなどの程度である場合、前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面の異物を除去し、整えるためのドレッシング（ｄｒｅｓｓｉｎｇ）作業を行うことができる。また、前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１が激しく摩耗した場合、または摩耗の程度が一定の基準値を超える場合、これらを交換することもできる。

したがって、実施例のスキャン装置は、前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１のドレッシング作業を行うか、または交換するかを決定するために、前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面状態を正確に把握できる情報を提供することができる。

スキャン装置は、上下方向に対向して備えられる第１研磨パッド１１と第２研磨パッド２１との間に配置されて前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１をスキャンすることができる。このとき、スキャン装置は、ガイドフレーム１００、移動部２００、ブラケット３００、センシング部４００、ケーブルベア（登録商標）５００（ｃａｂｌｅｖｅｙｏｒ）、及び支持部６００を含むことができる。

ガイドフレーム１００は、図１に示したように、上部及び下部にウエハ研磨装置の上定盤１０及び下定盤２０が離隔して配置されてもよく、また、第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１と離隔して配置されてもよい。

一方、ガイドフレーム１００の両端には、作業者がスキャン装置を移動させる場合に作業を容易にするために取っ手Ｈが形成されてもよい。

移動部２００は、前記ガイドフレーム１００の長手方向に沿って移動可能なように前記ガイドフレーム１００に結合することができる。前記移動部２００は、図４、図５などを参照して以下で具体的に説明する。

ブラケット３００は、一側が前記移動部２００に結合し、その他側にはセンシング部４００が結合することができる。すなわち、ブラケット３００は、センシング部４００を移動部２００に結合させることで、センシング部４００が前記移動部２００と共にガイドフレーム１００の長手方向に沿って移動できるようにする。

前記折曲部３１０は、ブラケット３００の上部が前記ガイドフレーム１００の長手方向と垂直な側方向に折り曲げられて形成されてもよい。このとき、前記折曲部３１０にはコネクタ３２０が備えられてもよい。前記コネクタ３２０は、前記移動部２００又は前記センシング部４００に電力を印加するための外部電源９００が接続されてもよい。

したがって、コネクタ３２０は、一端がケーブル５１０に接続され、他端が制御ユニット８００及び前記制御ユニット８００と接続される外部電源９００と接続され得る。このとき、前記他端はソケット構造で備えられてもよい。

これは、スキャン装置の移動を容易にするために、前記制御ユニット８００とコネクタ３２０とを連結するワイヤを前記コネクタ３２０から容易に着脱させ得るようにすることが好ましいためである。

センシング部４００は、前記ブラケット３００の他側に結合し、前記ガイドフレーム１００の長手方向と垂直な上下方向に配置される対象体、すなわち、第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面状態をセンシングする役割を果たすことができる。

このとき、前記センシング部４００は、ブラケット３００によって移動部２００に結合して、前記移動部２００と共にガイドフレーム１００の長手方向に沿って移動しながら第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面状態をセンシングすることができる。

上述したように、前記センシング部４００は、前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の平坦度又は表面粗度をセンシングすることができ、そのために、第１センサ４１０及び第２センサ４２０を含むことができる。また、前記センシング部４００は、例えば、レーザーセンサとして備えられてもよい。

図１に示したように、第１センサ４１０は、センシング部４００の上側部位に備えられ、前記第１研磨パッド１１にレーザーを照射して前記第１研磨パッド１１の平坦度又は表面粗度をセンシングすることができる。前記第２センサ４２０は、センシング部４００の下側部位に備えられ、前記第２研磨パッド２１にレーザーを照射して前記第２研磨パッド２１の平坦度又は表面粗度をセンシングすることができる。

ケーブルベア５００は、図３に示したように、前記ガイドフレーム１００の長手方向に配置することができ、ケーブル５１０及びコンベヤー５２０を含むことができる。前記ケーブル５１０は、電力が必要なセンシング部４００及び移動部２００と外部電源９００とを接続する役割を果たすことができる。また、前記ケーブル５１０を介して、センシング部４００で測定されたデータがメイン制御部８３０に伝送され得る。

前記ケーブル５１０は、柔軟な材質で形成することができ、一端は前記センシング部４００及び移動部２００と接続され、他端はコネクタ３２０と接続され得る。

コンベヤー５２０は、前記ガイドフレーム１００の長手方向に配置される前記ケーブル５１０を支持する役割を果たすことができる。このとき、前記ケーブル５１０の一側が前記コンベヤー５２０に結合することができる。

前記移動部２００及びセンシング部４００がガイドフレーム１００の長手方向に移動する場合、柔軟な材質で形成される前記ケーブル５１０は、前記移動部２００及びセンシング部４００の移動によってその形状が変形し得る。

すなわち、前記ケーブル５１０は、曲がったり、または反対に伸びたりし得る。このとき、前記コンベヤー５２０は、ケーブル５１０が曲がったり、伸びたりする過程で絡み合ったり、下側方向に垂れたりしないように支持する役割を果たすことができる。

支持部６００は、前記ガイドフレーム１００の両側に結合し、一対として備えることができ、前記ガイドフレーム１００を支持する役割を果たすことができる。支持部６００の下部は床面４０または支持台３０に置かれてもよい。

スキャン装置を使用して研磨装置をスキャンする場合、図１及び図３に示したように、前記ガイドフレーム１００は、その長手方向が前記上定盤１０及び下定盤２０の円弧方向に配置され得る。

このとき、前記上定盤１０及び下定盤２０はディスク状に備えられ、前記上定盤１０の下面と前記下定盤２０の上面は互いに対向するように配置され得る。また、前記上定盤１０及び下定盤２０は、前記ガイドフレーム１００に対して回転可能なように備えられ、それぞれその中心を軸として回転することができる。

したがって、ガイドフレーム１００は、長手方向が前記上定盤１０及び下定盤２０の円弧方向に配置され、センシング部４００は、ガイドフレーム１００の長手方向に沿って移動しながら、上定盤１０及び下定盤２０に取り付けられる第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の平坦度又は表面粗度をセンシングすることができる。

したがって、実施例において、前記センシング部４００は、第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面状態を同時にセンシングすることができるので、研磨装置のスキャン速度を高め、スキャン作業時間を著しく短縮することができる効果がある。

前記上定盤１０及び下定盤２０のある特定の円弧部分の第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の平坦度又は表面粗度をセンシングした後、前記上定盤１０及び下定盤２０を回転させ、上定盤１０及び下定盤２０の他の円弧部分の第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の平坦度又は表面粗度をセンシングし続けることができる。

図４は、一実施例に係るスキャン装置の一部を示した概略図である。図５は、図４のＡ部分を示した平面図である。前記ガイドフレーム１００は凹部１１０及びマグネット１２０を備えることができる。また、前記移動部２００は突出部２１０及びコイル２２０を備えることができる。

凹部１１０は、ガイドフレーム１００の長手方向に形成され、前記移動部２００は、前記凹部１１０によってガイドされてガイドフレーム１００の長手方向に移動することができる。マグネット１２０は、前記凹部１１０の上部及び下部に配置することができる。

突出部２１０は、前記凹部１１０に挿入されるように形成され、前記凹部１１０によってガイドされ得る。コイル２２０は、前記突出部２１０の内部に配置され、ケーブル５１０と接続されて電力が印加され得る。このとき、前記コイル２２０には直流電流が印加され得る。

前記コイル２２０とマグネット１２０は一種のリニアモータ（ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ）を形成することができる。すなわち、図４に示したように、前記コイル２２０は、前記凹部１１０の上部及び下部に配置されるマグネット１２０と上下方向に対向するように配置され得る。一方、図５に示したように、前記マグネット１２０は、前記ガイドフレーム１００の長手方向に配置され、Ｎ極とＳ極が交互に配置され得る。

このような構造により、コイル２２０に電力が印加されると、マグネット１２０とコイル２２０の電磁気的相互作用によって、移動部２００はガイドフレーム１００の長手方向に移動することができる。

すなわち、コイル２２０に直流電流が印加されてコイル２２０及びその周囲に発生する磁束（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｘ）と、マグネット１２０によって発生する磁束との相互作用により推力（ｔｈｒｕｓｔ）が発生し、このような推力によって、前記突出部２１０を含む移動部２００はガイドフレーム１００の長手方向に沿って移動することができる。

前記移動部２００が移動するに伴い、前記移動部２００に結合するブラケット３００及びセンシング部４００もガイドフレーム１００の長手方向に移動することができる。このとき、前記コイル２２０に印加される直流電流の方向を変えて前記移動部２００の移動方向を変えることができる。

一方、実施例において、コイル２２０はスプリング状に備えられたが、マグネット１２０との電磁気的相互作用によって推力を発生させ得る形状であれば、いかなる形状に備えられても構わない。

図４に示したように、前記第１センサ４１０及び前記第２センサ４２０は、レーザーを照射するレンズ部Ｌがそれぞれ備えられてもよい。第１センサ４１０に備えられるレンズ部Ｌは、上側方向にレーザーを照射し、前記センシング部４００が第１研磨パッド１１の平坦度又は表面粗度をセンシングすることができるようにする。

また、第２センサ４２０に備えられるレンズ部Ｌは、下側方向にレーザーを照射し、前記センシング部４００が第２研磨パッド２１の平坦度又は表面粗度をセンシングすることができるようにする。

図６は、図３のＺ−Ｚ部分を示した図である。図７は、図６のＢ部分を示した拡大図である。図６及び図４のブラケット３００は、その形状において若干異なるが、図４で発明の明確な説明のためにブラケット３００を簡略に示したことを明らかにしておく。

図６に示したように、ガイドフレーム１００のおおよその位置及び高さの調節のために支持台３０を使用してもよい。すなわち、スキャン装置は床面４０に置かれてもよいが、前記床面４０に別途の支持台３０を置き、前記支持台３０の上面にスキャン装置の支持部６００を載置することで、ガイドフレーム１００のおおよその位置及び高さを調節することもできる。

一方、図６及び図７に示したように、実施例のスキャン装置は、第１調節レバー６１０、第２調節レバー３３０及び第３調節レバー３４０をさらに含むことができる。

前記第１調節レバー６１０は、前記支持部６００に結合し、前記ガイドフレーム１００の上下方向の高さを調節する役割を果たすことができる。このとき、第１調節レバー６１０は、一対の前記支持部６００にそれぞれ結合することができる。

第１調節レバー６１０を回転させて前記ガイドフレーム１００が前記支持部６００に対して上下方向に、すなわち、図６においてｙ軸に沿って移動できるようにすることによって、前記第１調節レバー６１０は前記ガイドフレーム１００の上下方向の高さを調節することができる。

一方、前記第１調節レバー６１０は、前記支持部６００のそれぞれに一対で備えられるので、それぞれの前記第１調節レバー６１０を適切に調節して、前記ガイドフレーム１００の上定盤１０及び下定盤２０に対する傾きを調節することもできる。すなわち、前記一対の第１調節レバー６１０を適切に調節することで、ガイドフレーム１００が、図６においてｚ軸と平行に、またはｚ軸に対して傾斜して配置されるようにすることができる。

第２調節レバー３３０は、前記ブラケット３００に備えられ、前記センシング部４００の上下方向の高さを調節する役割を果たすことができる。前記第２調節レバー３３０を回転させると、前記センシング部４００は、前記ブラケット３００に対して上下方向に、すなわち、図６においてｙ軸に沿って移動することができる。

このとき、前記第２調節レバー３３０は、前記センシング部４００を上下方向に微細に移動させることができる。したがって、前記第２調節レバー３３０を調節して、前記センシング部４００のレンズ部Ｌがそれぞれ第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面と離隔する距離を最適化することができる。

第３調節レバー３４０は、図６及び図７に示したように、前記ブラケット３００に備えられ、前記センシング部４００が前記ガイドフレーム１００の長手方向と垂直な軸を中心に回転する角度を調節する役割を果たすことができる。

図６に示したように、前記第３調節レバー３４０は、前記ガイドフレーム１００の長手方向と平行なｚ軸に垂直なｘ軸と平行な軸を中心に前記センシング部４００が回転する角度を調節することができる。

前記第３調節レバー３４０は、上下方向、すなわち、ｙ軸に沿って移動することができる。したがって、第３調節レバー３４０を上下方向に移動させると、前記センシング部４００は、ｘ軸と平行な軸を中心に微細に回転することができる。

したがって、前記第３調節レバー３４０を調節して前記センシング部４００を回転させることによって、センシング部４００のレンズ部Ｌがそれぞれ第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面と離隔する距離を最適化することができる。

上述したように、前記第１調節レバー６１０を通じてガイドフレーム１００の高さ又は傾きを調節し、前記第２調節レバー３３０を通じて前記センシング部４００の上下方向の高さを微細に調節し、前記第３調節レバー３４０を通じて前記センシング部４００の回転角度を調節することによって、センシング部４００のレンズ部Ｌがそれぞれ第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面と離隔する距離を調節することができる。

図８は、一実施例に係るスキャン装置に備えられる偏光板Ｐ１及び四分の一波長板Ｐ２（ｑｕａｒｔｅｒ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）を通過する光の特性変化を説明するための図である。

前記センシング部４００、すなわち、前記第１センサ４１０及び前記第２センサ４２０は、偏光板Ｐ１及び四分の一波長板Ｐ２を備えることができる。このとき、偏光板Ｐ１及び四分の一波長板Ｐ２は、前記第１センサ４１０及び前記第２センサ４２０の内部に備えることができる。

また、前記レンズ部Ｌ、偏光板Ｐ１及び四分の一波長板Ｐ２は、レーザーが照射される光軸方向に順次配置することができる。すなわち、レーザー発生装置（図示せず）から照射されるレーザーは偏光板Ｐ１、四分の一波長板Ｐ２及びレンズ部Ｌを順次通過するように配置され得る。

前記レーザー発生装置から照射されるレーザーが前記偏光板Ｐ１まで到達するＳ１区間では、前記レーザーは偏光されないが、前記レーザーが前記偏光板Ｐ１を通過して四分の一波長板Ｐ２まで到達するＳ１区間では、前記レーザーが線偏光される。

前記レーザーが四分の一波長板Ｐ２を通過した後には円偏光となる。図８に示したように、前記円偏光は、レーザーの進行方向を軸としてスパイラル（ｓｐｉｒａｌ）進行経路を有する。

このような構造によって、前記レーザー発生装置から照射されるレーザーは、円偏光となってレンズ部Ｌを透過し、前記第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１に照射され得る。センシング部４００が円偏光レーザーを使用する理由は、測定するデータ、すなわち、第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の平坦度又は表面粗度に関するデータから発生するノイズを低減するためである。

図９は、四分の一波長板Ｐ２が備えられていないスキャン装置の場合、スキャンされるデータ信号の特性を説明するためのグラフである。図１０は、四分の一波長板Ｐ２が備えられるスキャン装置の場合、スキャンされるデータ信号の特性を説明するためのグラフである。

グラフの右側に表示される数値は、信号対ノイズ比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ、ＳＮＲ）を意味し、単位は％である。このとき、ＳＮＲが広い数値範囲にわたって記録されたものは、正確性が低いデータ、すなわち、ノイズＮである。

図９に示したように、センシング部４００に四分の一波長板Ｐ２が備えられていないため線偏光レーザーを第１研磨パッド１１又は第２研磨パッド２１に照射する場合、センシング部４００が受信するデータ信号にはノイズＮが大量に発生し得る。

しかし、図１０に示したように、センシング部４００に四分の一波長板Ｐ２が備えられることによって円偏光レーザーを第１研磨パッド１１又は第２研磨パッド２１に照射する場合、センシング部４００が受信するデータ信号には、図９の結果と比較してノイズＮが著しく低減することがわかる。

したがって、四分の一波長板Ｐ２を使用して円偏光となったレーザーを第１研磨パッド１１又は第２研磨パッド２１に照射する場合、測定されるデータはノイズＮが著しく低減し得るため、スキャン装置は、第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の表面状態をさらに正確に把握することができる。

図１１は、一実施例に係るスキャンシステムを説明するための図である。スキャンシステムは、スキャン装置、制御ユニット８００及び外部電源９００を含むことができる。スキャン装置は、上述したように、移動部２００、ブラケット３００、センシング部４００、支持部６００などを含むことができ、これらについての具体的な構造は前述した通りである。外部電源９００は、前記制御ユニット８００に接続されて電力を供給することができる。

前記制御ユニット８００は、前記外部電源９００及びスキャン装置と接続され得る。特に、制御ユニット８００は、前記スキャン装置で能動的に作動する移動部２００及びセンシング部４００と電気的に接続され得る。したがって、前記制御ユニット８００は、前記外部電源９００から電力が供給され、前記移動部２００及びセンシング部４００に再び電力を供給することができる。

前記制御ユニット８００は、移動部２００の動作を制御することができ、前記センシング部４００の動作を制御し、それから測定されたデータを受信することができる。前記制御ユニット８００は、駆動ドライバ８１０、モーションコントローラ８２０及びメイン制御部８３０を含むことができる。

駆動ドライバ８１０は、前記移動部２００に電力を供給して前記移動部２００を作動させることができる。このとき、前記駆動ドライバ８１０は、前記移動部２００に直流電流を供給することができる。前記移動部２００は直流電流によって駆動されるためである。したがって、必要であれば、前記制御ユニット８００には、交流電流を直流電流に変換する整流器などの装置が備えられてもよい。

モーションコントローラ８２０は、前記駆動ドライバ８１０の動作を制御することができる。すなわち、モーションコントローラ８２０は、前記駆動ドライバ８１０に信号を伝送し、駆動ドライバ８１０が前記移動部２００の移動、停止、移動方向、移動速度などを調節できるようにする。

メイン制御部８３０は前記モーションコントローラ８２０を制御することができる。したがって、駆動部の動作は、メイン制御部８３０から最初に動作信号が伝送され、前記動作信号はモーションコントローラ８２０及び駆動ドライバ８１０を経て最終的に駆動部に伝達され得る。

また、メイン制御部８３０は、前記センシング部４００を作動させ、前記センシング部４００から測定されたデータ、すなわち、第１研磨パッド１１及び第２研磨パッド２１の平坦度又は表面粗度に関するデータを受信することができる。メイン制御部８３０は、前記データを記録したり、ユーザが確認できるように数値又は映像などで示すこともできる。

実施例において、前記スキャン装置及びスキャンシステムは、非接触式で研磨装置をスキャンすることができるので、接触式に比べて振動、摩擦が発生しないため、研磨装置の表面状態に対する正確なデータを収集することができる。

実施例と関連して、前述したようにいくつかの実施形態のみを記述したが、その他にも様々な形態の実施が可能である。上述した実施例の技術的内容は互いに両立できない技術ではない限り、様々な形態で組み合わせ可能であり、これを通じて新たな実施形態で具現されてもよい。

［産業上の利用可能性］
実施例において、前記センシング部は、第１研磨パッド及び第２研磨パッドの表面状態を同時にセンシングすることができるので、研磨装置のスキャン速度を高め、スキャン作業時間を著しく短縮することができるため、産業上の利用可能性がある。

Claims (20)

1. ガイドフレームと、
   前記ガイドフレームの長手方向に沿って移動する移動部と、
   一側が前記移動部に結合するブラケットと、
   前記ブラケットの他側に結合し、前記ガイドフレームの長手方向と垂直な上下方向に配置される対象体の表面状態をセンシングするセンシング部と、
   前記ガイドフレームの両側に結合し、一対として備えられる支持部とを含む、スキャン装置。
2. 前記ガイドフレームは、その長手方向に形成される凹部、及び前記凹部の上部及び下部に配置されるマグネットを備え、
   前記移動部は、前記凹部に挿入されるように形成される突出部、及び前記突出部の内部に配置され、電力が印加されるコイルを備えることを特徴とする、請求項１に記載のスキャン装置。
3. 前記マグネットは、前記ガイドフレームの長手方向に配置され、Ｎ極とＳ極が交互に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のスキャン装置。
4. 前記コイルは、前記凹部の上部及び下部に配置されるマグネットと上下方向に対向するように配置されることを特徴とする、請求項２に記載のスキャン装置。
5. 前記ガイドフレームは、
   上部及び下部にウエハ研磨装置の上定盤及び下定盤が離隔して配置されることを特徴とする、請求項１に記載のスキャン装置。
6. 前記上定盤の下面に第１研磨パッドが取り付けられ、前記下定盤の上面には第２研磨パッドが取り付けられることを特徴とする、請求項５に記載のスキャン装置。
7. 前記センシング部は、
   前記上定盤及び下定盤に取り付けられる前記第１研磨パッド及び前記第２研磨パッドの平坦度（ｗａｖｅｎｅｓｓ）又は表面粗度（ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）をセンシングすることを特徴とする、請求項６に記載のスキャン装置。
8. 前記センシング部はレーザーセンサとして備えられることを特徴とする、請求項６に記載のスキャン装置。
9. 前記センシング部は、
   上側部位に備えられ、前記第１研磨パッドにレーザーを照射する第１センサと、
   下側部位に備えられ、前記第２研磨パッドにレーザーを照射する第２センサとを含むことを特徴とする、請求項８に記載のスキャン装置。
10. 前記第１センサ及び前記第２センサは、レーザーを照射するレンズ部がそれぞれ備えられることを特徴とする、請求項９に記載のスキャン装置。
11. 前記第１センサ及び前記第２センサは、
    偏光板及び四分の一波長板（ｑｕａｒｔｅｒ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）を備えることを特徴とする、請求項１０に記載のスキャン装置。
12. 前記上定盤及び下定盤はディスク状に備えられ、前記上定盤の下面と前記下定盤の上面は互いに対向するように配置され、前記ガイドフレームは、その長手方向が前記上定盤及び下定盤の円弧方向に配置されることを特徴とする、請求項５に記載のスキャン装置。
13. 前記上定盤及び下定盤は、前記ガイドフレームに対して回転可能なように備えられることを特徴とする、請求項１２に記載のスキャン装置。
14. 前記支持部に結合し、前記ガイドフレームの上下方向の高さを調節する第１調節レバーをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のスキャン装置。
15. 前記ブラケットに備えられ、前記センシング部の上下方向の高さを調節する第２調節レバーをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のスキャン装置。
16. 前記ブラケットに備えられ、前記センシング部の前記ガイドフレームの長手方向と垂直な軸を中心に回転する角度を調節する第３調節レバーをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のスキャン装置。
17. 前記ブラケットは、
    上部が前記ガイドフレームの長手方向と垂直な側方向に折り曲げられる折曲部を含み、前記折曲部には、前記移動部又は前記センシング部に電力を印加するための外部電源が接続されるコネクタが備えられることを特徴とする、請求項１に記載のスキャン装置。
18. 長手方向に形成される凹部、及び前記凹部の上部及び下部に配置されるマグネットを備える、ガイドフレームと、
    前記凹部に挿入されるように形成される突出部、及び前記突出部の内部に配置され、電力が印加されるコイルを備え、前記ガイドフレームの長手方向に沿って移動する、移動部と、
    一側が前記移動部に結合するブラケットと、
    前記ブラケットの他側に結合し、前記ガイドフレームの長手方向と垂直な上下方向に配置される対象体の表面状態をセンシングするセンシング部と、
    前記ガイドフレームの両側に結合し、一対として備えられる支持部とを含む、スキャン装置。
19. ガイドフレームと、
    前記ガイドフレームの長手方向に沿って移動する移動部と、
    一側が前記移動部に結合するブラケットと、
    前記ブラケットの他側に結合し、前記ガイドフレームの長手方向と垂直な上下方向に配置される対象体の表面状態をセンシングするセンシング部と、
    前記ガイドフレームの両側に結合し、一対として備えられる支持部と、
    前記移動部及び前記センシング部と電気的に接続される制御ユニットと、
    前記制御ユニットに電力を供給する外部電源とを含む、スキャンシステム。
20. 前記制御ユニットは、
    前記移動部を作動させる駆動ドライバと、
    前記駆動ドライバの動作を制御するモーションコントローラと、
    前記モーションコントローラを制御し、前記センシング部を作動させ、前記センシング部から測定されたデータを受信するメイン制御部とを含むことを特徴とする、請求項１９に記載のスキャンシステム。

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