KR100264228B1 - 화학 기계 연마 장치 및 방법 - Google Patents

화학 기계 연마 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

화학 기계 연마 장치 및 방법은 피연마면 상의 국부적인 결함의 유무와는 무관하게 피가공물을 고속 및 고정밀도로 연마할 수 있다. 다중 링형 연마 패드를 사용함으로써 유효 연마면적인 증가되고 고정밀도 및 균일 연마를 고속으로 수행할 수 있다. 피연마면의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖고 공전 테이블의 동일 공전 반경 상에 간격을 갖고 마련된 복수개의 연마 패드를 사용함으로써 또는 피연마면의 직경보다 작은 동일한 직경을 갖고 공전 테이블 상의 상이한 공전 반경을 갖는 위치들에 마련된 복수개의 연마 패드를 사용함으로써 고정밀도 및 균일 연마를 수행할 수 있다.

Description

화학 기계 연마 장치 및 방법
본 발명은 웨이퍼 등의 기판을 정확하고 효과적으로 연마하기 위한 화학 기계 연마 장치 및 방법에 관한 것이다.
근래에, 반도체 장치가 초미세 패턴 및 고정밀도를 갖기 때문에 SOI(절연층상의 실리콘) 기판 등의 기판과 Si, GaAs 또는 InP 등의 반도체 웨이퍼의 표면을 매우 정밀하고 평활하게 가공할 필요가 있다. 나중에 설명하게 될 화학 기계 연마(CMP) 장치들은 상기에 설명한 것 등의 기판의 표면을 매우 정밀하게 평활화시키는 가공수단으로서 알려져 있다.
제13도에 도시된 것처럼 종래의 화학 기계 연마 장치는, 피가공물을 회전시키기 위한 것으로 자체의 하부면 상에 웨이퍼 등의 기판(W)을 착탈식으로 고정할 수 있는 회전 테이블(3)과, 일체식으로 마련된 연마 패드(2)를 갖고 기판(W)의 직경보다 큰 직경을 가지며 회전 테이블(3)에 대면하도록 그 아래에 배치된 연마 공구 테이블(1)과, 연마 패드(2)의 상부면에 연마제(연마 슬러리)를 공급하기 위한 공급노즐(6)을 포함한다. 기판(W)은 회전 테이블(3)을 마련하여 기판(W)을 고정함으로써 연마 패드(2)에 대하여 기판(W)을 가압한 상태에서 화살표(B) 방향으로의 회전운동과 양방향 화살표(C)로 도시된 요동 운동에 의해 연마된다. 축(5)은 연마 공구 회전 테이블과 일체로서 마련되고 연마제(연마 슬러리, 7)를 갖춘 연마 패드(2)의 상부면을 화살표(A) 방향으로 회전시키는 동안에 회전 테이블(3)을 블럭 화살표로 도시된 축 방향으로 가공 압력 상태로 회전시킨다.
그러나, 상기에 설명한 종래의 방법은 연마 패드가 일체로서 마련되어 있는 연마 공구 회전 테이블의 직경이 기판의 직경보다 크기 때문에 다음과 같은 문제점이 남아 있다.
(1) 연마 공구 회전 테이블을 포함하는 연마 장치의 크기가 크고, 연마 공구 회전 테이블이 매우 높은 속도로 회전하면 진동이 발생하여 피가공물로서 작용하는 기판의 피연마면을 고정밀도로 연마하는 것을 방해한다. 따라서, 연마 공구 회전 테이블을 고속으로 회전시킬 수 없다. 그 결과, 연마속도(단위 시간당 제거량)를 증가시킬 수 없어서 가공비용을 높이게 된다.
(2) 피가공물로서 작용하는 기판이 이의 전체 피연마면이 연마 패드의 연마면에 접촉한 상태에서 연마되기 때문에 기판의 피연마면 상의 국부적인 결함이 존재하는 경우에는 이 결함을 효과적으로 제거하기 어렵다.
본 발명의 목적은 국부적인 결함의 유무와는 무관하게 고속으로 가공되는 피가공물의 피연마면을 고정밀도로 연마할 수 있고 유효 피연마면을 증가시키면서 피연마면을 효과적으로 연마할 수 있으며 연마의 균일성을 개선할 수 있는, 화학 기계 연마 장치 및 방법을 마련하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따르면, 피연마면과 이 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구의 연마면 사이에 연마제를 공급하면서 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 장치가 마련된다. 이 연마공구는 복수개의 링형 연마 패드중 해당하는 하나를 고정하기 위해 동축으로 배치된 원통형 축들을 구비한 동축으로 배치된 상이한 직경의 링형 패드를 복수개 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 피연마면과 연마 패드의 연마면 사이에 연마제를 공급하면서 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구의 연마면을 공전 및 회전시킴으로써 피가공물을 연마하는 화학 기계 연마 장치가 마련된다. 이 연마 공구는 상이한 직경들 및 복수개의 링형 연마 패드중 해당하는 하나를 고정하기 위해 동축으로 배치된 원통형 축을 갖는 복수개의 동축으로 배치된 링형 연마 패드를 구비한 다중 링형 패드를 포함한다. 링형 연마 패드중 해당하는 하나를 회전시켜 이를 축 방향으로 이동시키기 위한 회전 구동 기구/직선 구동 기구가 복수개의 원통형 축 중 해당하는 것에 연결되어 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 피가공물을 착탈식으로 유지하면서 이를 회전시키기 위한 회전 테이블, 회전 테이블을 고정하면서 이를 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더, 축 방향으로 회전 및 이동가능하도록 주연 방향으로 동일한 간격으로 배열된 복수개의 연마 공구 유닛을 유지하기 위한 공전 테이블, 공전 테이블을 공전시키기 위한 공전 구동 기구, 복수개의 연마 공구 유닛중 해당하는 하나에서의 연마면을 축 방향으로 회전 및 이동시키기 위한 회전 구동 기구/직선 구동 기구를 포함하는 화학 기계 연마 장치가 마련된다. 이 장치는 피연마면과 피가공물의 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 복수개의 연마 공구 유닛의 연마면들 사이에 연마제를 공급함으로써 피가공물의 표면을 연마한다. 복수개의 연마 공구 유닛 각각은 상이한 직경들 및 복수개의 링형 연마 패드중 해당하는 하나를 고정하기 위해 동축으로 배치된 원통형 축들을 갖는 복수개의 동축으로 배치된 링형 패드를 구비한 다중 링형 패드를 포함한다. 회전 구동 기구/직선 구동 기구는 복수개의 동축으로 배치된 원통형 축 중 해당하는 하나에 연결되어 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 또 다른 일면에 따르면, 피연마면과 이 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구 사이에 연마제를 공급하면서 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 방법이 마련된다. 이 방법은 피가공물의 표면의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖는 복수개의 동축으로 배치된 링형 연마 패드를 포함하는 다중 링형 연마 패드를 사용하는 단계와, 다중 링형 연마 패드를 피가공물의 표면에 접촉시킨 상태로 회전 및 공전시킴으로써 피가공면을 연마하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 피연마면과 이 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구의 연마면 사이에 연마제를 공급함으로써 피가공물의 표면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 장치가 마련된다. 이 장치는 피가공물을 유지하면서 이를 회전시키기 위한 회전 테이블, 회전 테이블을 유지하면서 이를 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더, 피가공물의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖고 축 방향으로 회전 및 이동가능하도록 동일한 공전 반경으로 배열된 복수개의 연마 공구를 지지하기 위한 공전 테이블, 공전 테이블을 공전시키기 위한 공전 테이블 회전 구동 기구, 복수개의 연마 공구중 해당하는 하나를 축 방향으로 회전 및 이동시키기 위한 회전 구동 기구/직선 구동 기구를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 피연마면과 이 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구 사이에 연마제를 공급함으로써 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 방법이 마련된다. 이 방법은 피가공물의 표면의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖는 대응 연마면들을 갖는 복수개의 연마 공구를 마련하는 단계와, 복수개의 연마 공구중에서 선택된 하나의 연마 공구의 연마면을 피가공물의 피연마면에 접촉시킨 상태로 공전 및 회전시킴으로써 피가공물의 표면을 연마하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 피연마면과 이 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구의 연마면 사이에 연마제를 공급함으로써 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 장치가 마련된다. 이 장치는 피가공물을 유지하면서 이를 회전시키기 위한 회전 테이블, 회전 테이블을 유지하면서 이를 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더, 피가공물의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖고 축 방향으로 회전 및 이동가능하도록 상이한 공전 반경을 갖는 위치에 배열된 복수개의 연마 공구를 지지하기 위한 공전 테이블, 공전 테이블을 공전시키기 위한 공전 구동 기구, 복수개의 연마 공구중 해당하는 하나를 축 방향으로 회전 및 이동시키기 위한 회전 구동 기구/직선 구동 기구를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따르면 피연마면과 이 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구의 연마면 사이에 연마제를 공급하면서 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 방법이 마련된다. 이 방법은 피가공물의 표면의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖는 대응 연마면들을 갖는 복수개의 연마 공구를 마련하는 단계와, 복수개의 연마 공구중에서 선택된 하나의 연마 공구의 연마면을 피가공물의 피연마면에 접촉시킨 상태로 공전 및 회전시킴으로써 피가공물의 표면을 연마하는 단계를 포함한다
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 피연마면과 이 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구의 연마면 사이에 연마제를 공급함으로써 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 장치가 마련된다. 이 장치는 피가공물을 유지하면서 이를 회전시키기 위한 회전 테이블, 회전 테이블을 유지하면서 이를 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더, 피가공물의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖고 축 방향으로 회전 및 이동가능하도록 상이한 공전 반경으로 간격을 갖고 배열된 복수개의 연마 공구를 지지하기 위한 공전 테이블, 공전 테이블을 공전시키기 위한 공전 테이블 회전 구동 기구 복수개의 연마공구중 해당하는 하나를 축 방향으로 회전 및 이동시키기 위한 회전 구동 기구/직선 구동 기구를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 피연마면과 이 피연마면에 소정의 가공 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구의 연마면 사이에 연마제를 공급하면서 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 방법이 마련된다. 이 방법은 피가공물의 표면의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖는 대응 연마면들을 갖는 복수개의 연마 공구를 마련하는 단계와, 복수개의 연마 공구중에서 선택된 하나의 연마 공구의 연마면을 피가공물의 피연마면에 접촉시킨 상태로 공전 및 회전시킴으로써 피가공물의 표면을 연마하는 단계를 포함한다.
상기에 설명한 본 발명의 목적 및 다른 목적과 장점 및 특징에 대해서는 첨부도면을 참조하여 기술하는 양호한 실시예에 대한 이후의 상세한 설명으로부터 명확하게 이해할 수 있다.
연마 패드가 피연마 기판의 직경보다 작은 직경을 가짐으로써 얻어지는 한가지 장점으로는 연마 공구의 고속 회전에 의해 일어나는 진동을 줄일 수 있다는 것이다. 이로써, 연마율이 증가된다.
이후에 상세하게 설명하는 것처럼 여러 연마 방법중 적절한 것을 선택함으로써 기판을 전체적으로 또는 부분적으로 정밀하게 연마할 수 있다.
제1도는 본 발명의 실시예 1에 따른 화학 기계 연마 장치의 형상을 도시한 개략 측면도.
제2도는 제1도에 도시된 화학 기계 연마 장치에서 공전 테이블과 이중 링형 연마패드를 갖는 각각의 연마 공구 유닛 사이의 관계를 도시한 다이아그램.
제3도는 제2도에 도시된 이중 링형 연마 패드의 하부면을 도시한 사시도.
제4도는 제2도에 도시된 이중 링형 연마 패드를 갖는 연마 공구 유닛의 형상을 도시한 개략 단면도.
제5도는 본 발명의 실시예 2에 따른 화학 기계 연마 장치의 형상을 도시한 개략 측면도.
제6도는 제5도에 도시된 화학 기계 연마 장치에서 각각의 연마 공구의 직경 및 공전 반경을 도시한 다이아그램.
제7도는 제6도의 선 I-I를 따라 취한 것으로 제5도에 도시된 화학 기계 연마 장치의 개략 부분 단면도.
제8도는 본 발명의 실시예 3에 따른 화학 기계 연마 장치의 형상을 도시한 개략 측면도.
제9도는 제8도에 도시된 화학 기계 연마 장치에서 각각의 연마 공구의 직경 및 공전 반경을 도시한 다이아그램.
제10도는 제9도의 선 II-II를 따라 취한 것으로 제8도에 도시된 화학 기계 연마 장치의 개략 부분 단면도.
제11도는 본 발명의 실시예 4에서 다중 링형 패드와 웨이퍼 사이의 관계를 도시한 다이아그램.
제12도는 본 발명의 실시예 7에 따른 화학 기계 연마 장치에서 각각의 연마공구의 직경 및 공전 반경을 도시한 다이아그램.
제13도는 종래의 화학 기계 연마 장치의 형상을 도시한 개략 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
104 : 슬라이더 105 : 회전 테이블
106 : 회전축 108 : 공전 테이블
110 : 연마 공구 유닛 111a : 외부 링형 연마 패드
111b : 내부 링형 연마 패드 114a : 구동 기구
115b : 베어링 210, 211, 212, 213 ; 연마 공구
216 : 연결 부재 218 : 연마 패드
본 발명의 양호한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명한다.
[실시예 1]
제1도에 도시된 것처럼 본 발명의 실시예 1에 따른 화학 기계 연마 장치는, 웨이퍼 등의 가공될 기판(W)을 착탈식으로 고정하면서 반경 방향으로 회전 및 수평이동시키기 위한 연마 스테이션(E1)과, 연마 공구 유닛(110)을 지지하면서 상기 연마 스테이션(E1) 위에 주연 방향으로 동일 간격으로 배치된 복수개의 연마 공구 유닛(110)의 해당 연마 패드들을 공전 및 회전시키기 위한 연마 헤드(E2)를 포함한다.
제1도에 도시된 것처럼, 연마 스테이션(E1)은 래디얼 베어링 및 트러스트 베어링을 거쳐 슬라이더(104) 상에 회전식으로 지지되어 있는 회전축(106)을 갖는 회전 테이블(105)을 기부(101)에 일체로 마련된 가이드 테이블(103)의 상부면 상에 지지하면서 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더(104)와, 이 슬라이더(104)를 이동시키기 위한 직선 구동 기구(도시 생략)와, 회전 테이블(105)을 회전시키기 위한 회전 구동 기구(도시 생략)를 포함하며, 이로써 기판(W)을 회전 테이블(105)의 상부면 상에 착탈식으로 유지하면서 반경 방향으로 회전 및 이동시키게 된다.
연마 헤드(E2)는 래디얼 베어링 및 트러스트 베어링을 거쳐 기부(101)에 설치되어 연마 스테이션(E1) 위로 연장되며 상기 지지 부재(102)의 하부 요크(102a)상에 회전식으로 지지된 공전 테이블(108)과, 이 공전 테이블(108) 상에 주연 방향으로 동일 간격으로 배치되고 베어링들을 거쳐 반경 방향으로 회전 및 이동 가능하도록 지지된 축(113)들을 갖는 세 개의 소경 연마 공구 유닛(110)을 포함한다. 공전 테이블(108)은 지지 부재(102)의 상부 요크(102b) 상에 지지된 공전 테이블 회전 구동 기구(107)의 출력축 상에 고정되고, 소정의 속도로 공전하여 연마 공구 유닛(110)을 공전시키게 된다.
세 개의 연마 공구 유닛(110)은 동일한 형상을 취하며, 이에 대해서는 제2도 내지 제4도를 참조하여 설명한다. 연마 공구 유닛(110)은 링형 연마 패드(111) 및 축(113)을 포함한다. 축(113)의 외부 원통형 축(113a)은 베어링들을 거쳐 공전 테이블(108)에 일체형으로 형성된 하부 지지 부재(108a)에 대하여 반경 방향으로 회전 및 이동 가능하게 배치되어 있다. 축(113)의 내부 원통형 축(113b)은 베어링(115b)들을 거쳐 외부 원통형 축(113a)에 대하여 반경 방향으로 회전 및 이동 가능하도록 외부 원통형 축(113a) 내에 동축으로 배치되어 있다. 소정의 직경들을 갖는 연마 패드 고정 부재(112a, 112b)는 원통형 축(113a, 113b)의 하부 부분들에 각각 형성되고, 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)는 연마 패드 고정 부재(112a, 112b)의 하부 부분들에 각각 일체로 장착되어 있다. 제2도 및 제3도에 도시된 것처럼 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)는 상이한 직경들을 가지며 동축으로 배치되어 있다.
공전 테이블(108) 상에 장착된 회전 구동 기구/직선 구동 기구(또는 회전/직선 구동 기구; 114a, 114b)는 원통형 축(113a, 113b)의 상단부들에 각각 연결되어 있다. 따라서, 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)는 회전 구동 기구/직선 구동 기구(114a, 114b)에 의해 독립적으로 고속으로 회전될 수 있고 반경 방향으로 직선 이동될 수 있으며, 기판(W)의 피연마면에 소정의 압력으로 접촉하게 되거나 기판(W)의 피연마면으로부터 분리될 수 있다.
상이한 직경들을 갖는 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)의 회전수는 동일한 원주속도를 제공하도록 설정할 수 있다. 즉, 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)의 반경을 r1및 r2로 각각 표시하면 외부 회전 구동 기구/직선 구동기구(114a) 및 외부 링형 연마 패드(111a)의 회전수는 n1로 표시되고 내부 회전 구동 기구/직선 구동 기구(114b) 및 내부 링형 연마 패드(111b)의 회전수는 n2로 표시되며, 각 부품의 회전수는 rl· n1＝ r2· n2인 관계를 만족하도록 설정된다. 따라서, 연마 패드의 회전수는 연마 패드의 반경이 감소함으로써 증가된다.
다음에, 실시예 1의 작동에 대하여 설명한다. 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a 111b)를 사용하여 화학 기계 연마를 수행할 때 기판(W)을 회전 테이블(105)의 상부면 상에 착탈식으로 고정한다. 그 다음에 슬라이더(104)를 연마 공구 유닛(110)의 링형 연마 패드(111)가 기판(W)에 접촉하는 위치로 반경 방향으로 이동시킨다.
그 다음에, 회전 구동 기구/직선 구동 기구(114a, 114b)를 작동시킴으로써 연마 공구 유닛(110)의 각각의 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)가 축방향으로 기판(W) 쪽으로 일체식으로 하방 이동되고 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)가 기판(W)의 피연마면에 접촉하게 되어 소정 가공 압력을 제공한다.
연마제 공급 수단으로부터 기판(W)과 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b) 사이에 연마제(연마 슬러리)를 공급하는 동안에 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)가 공전 테이블 회전 구동 기구(107)에 의해 공전되고 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)가 회전 구동 기구/직선 구동 기구(114a, 114b)에 의해 각각 고속으로 회전된다. 이와 동시에 회전 테이블(105)이 회전하여 반경 방향으로 짧은 스트로크로 요동하여 화학 기계 연마를 수행한다.
상기에 설명한 것처럼, 각각의 연마 공구 유닛(110)의 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)를 동시에 작동시킴으로써 기판(W)을 연마할 때 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)는 동일한 원주속도로 회전한다. 따라서, 유효 접촉면적 및 유효 피연마면적을 증가시킬 수 있어서 고정밀도의 연마를 효과적으로 수행할 수 있다.
실시예 1의 연마 공구 유닛(110)에서는 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)가 서로 축 방향으로 이동가능하기 때문에, 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)의 상대 높이를 조정할 수 있고 피연마면에 대한 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b)의 압력을 독립적으로 조정하여 설정할 수 있어서 기판의 피연마면의 상태에 따라 각각의 연마 패드에 최적 압력을 설정할 수 있게 된다.
기판의 피연마면이 이의 직경보다 작은 직경을 갖는 다중 링형 연마 패드를 부분적으로 접촉시킴으로써 연마되기 때문에, 연마 패드를 고속으로 회전시킬 수 있고 피연마면 상의 국부적인 결함의 유무와는 무관하게 피연마면을 고정밀도로 고속으로 연마할 수 있다.
상기 설명에서는 외부 및 내부 링형 연마 패드(111a, 111b) 양자를 사용하여 연마를 수행한 것으로 되어 있으나, 연마 패드들이 축 방향으로 상대 이동할 수 있기 때문에 상이한 직경들을 갖는 링형 연마 패드 중 하나만을 선택하여 이를 피가공물의 피연마면에 접촉시켜 연마를 수행할 수도 있다.
실시예 1에서는 링형 연마 패드로서 이중 링형 연마 패드가 도시되어 있으나, 링형 연마 패드의 구조는 상기 이중 형태에 제한되지 않고 이중 형태 이외의 임의의 다른 다중 링형 연마 패드도 사용할 수 있다. 또한, 연마 공구의 수가 3개로 제한되어 있으나 임의의 적절한 수로 선택할 수도 있다.
또한, 제2도 및 제3도에 도시된 것처럼 주연을 따라 연속되는 링형 패드 대신에 복수 개의 세그먼트들이 주연을 따라 간격을 갖고 배열되어 있는 불연속 링형 패드도 사용할 수 있다.
실시예 1의 연마 방법에 따른 피가공물로는 예를 들어, Si, Ge, GaAs 또는 InP 등의 반도체 웨이퍼, 또는 복수개의 섬형 반도체 구역이 형성되어 있는 석영 또는 유리 기판이 적합하다.
상기에 설명한 기판 모두는 사진평판을 사용하는 패턴화된 상호접속 및 절연 구역을 형성하기 위해 평평한 표면을 필요로 한다. 따라서, 피연마면은 절연막, 금속막 또는 절연막과 금속막이 혼합되어 있는 표면을 포함한다.
실시예 1의 연마 공구의 표면으로는 부직포 또는 포움 폴리우레탄 등으로 된 패드의 표면을 사용하는 것이 바람직하다.
실시예 1에 사용된 연마제로는 미립자 함유 액체가 바람직하다. 특히, 미립자로는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화 망간(MHO2) 또는 산화 셀륨(CeO) 등을 사용하고, 액체로는 NaOH, KOH 또는 H2O2등을 사용하는 것이 바람직하다.
미립자의 직경은 8 nm 내지 50 nm가 바람직하다. 입자의 응집도는 예를 들어 KOH의 PH값을 변경시킴으로써 제어할 수 있다.
반도체 표면을 연마할 때에는 실리카 입자가 분산되어 있는 수산화나트륨 용액이 바람직하다. 절연막을 연마할 때에는 실리카 입자가 분산되어 있는 수산화포타슘 용액이 바람직하다. 텅스텐 등의 금속막을 연마할 때에는 알루미나 또는 산화 망간 입자가 분산되어 있는 과산화 수용액이 바람직하다.
예를 들어, 반도체 표면을 연마할 때 실리카 입자가 분산되어 있는 NaOH 수용액을 연마제로서 사용하면, 실리콘 표면이 N3OH와 반응하여 Na2SiO3층을 형성하게 된다. 이 반응은 실리카 입자 및 연마포에 의해 기계적 연마를 수행함으로써 형성된 층을 제거하고 새로운 실리콘 표면을 노출시킴으로써 진행된다. 따라서, 이 방법을 소위 “화학 기계 연마법”이라 한다.
[실시예 2]
제5도에 도시된 것처럼 본 발명의 실시예 2에 따른 화학 기계 연마 장치는 웨이퍼 등의 가공될 기판(W)을 착탈식으로 고정하면서 반경 방향으로 회전 및 이동시키기 위한 연마 스테이션(E1)과, 이 연마 스테이션(E1) 위에 배치된 복수개의 연마 공구로서 작용하는 제1 내지 제4 연마 공구(210 내지 213)를 지지하면서 공전 및 회전시키기 위한 연마 헤드(E2)를 포함한다.
제5도 및 제7도에 도시된 것처럼, 연마 스테이션(E1)은 래디얼 베어링(204a) 및 트러스트 베어링(204b)을 거쳐 슬라이더(204) 상에 회전식으로 지지되어 있는 회전축(207)을 갖는 회전 테이블(205)을 기부(201)에 일체로 마련된 가이드 테이블(203)의 상부면 상에 지지하면서 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더(204)와, 이 슬라이더(204)를 이동시키기 위한 직선 구동 기구(도시 생략)와, 기판(W)을 회전 테이블(205)의 상부면 상에 착탈식으로 유지하면서 반경 방향으로 회전 및 이동시키도록 회전 테이블(205)을 회전시키기 위한 회전 구동 기구(도시 생략)를 포함한다.
연마 헤드(E2)는 래디얼 베어링(208a) 및 트러스트 베어링(208b)을 거쳐 기부(201)에 설치되어 연마 스테이션(E1) 위로 연장되며 상기 지지 부재(202)의 하부 요크(202a) 상에 회전식으로 지지된 공전 테이블(208)과, 베어링(215)들을 거쳐 반경 방향으로 회전 및 이동 가능하도록 상기 공전 테이블(208) 상에 동일 공전 반경간격으로 배치된 4개의 부분들 상에 지지된 제1 내지 제4 연마 공구(210 내지 213)를 포함한다.
공전 테이블(208)은 지지 부재(202)의 상부 요크(202b) 상에 지지된 공전 테이블 회전 구동 기구(207)의 출력축(207a) 상에 고정되어 소정의 속도로 공전한다.
제1 내지 제4 연마 공구(210 내지 213)는 그 직경들이 상이한 것을 제외하고는 동일한 형상을 취한다. 따라서, 제7도에 도시된 제2 연마 공구(211)에 대해서만 설명한다.
제2 연마 공구(211)의 축(211a)의 상단은 회전 구동 기구/직선 구동 기구(214)의 출력축(214a)에 연결되어 있다. 연마 패드 고정 부재(217)는 연결 부재(216)를 거쳐 축(211a)의 하단에 연결되어 있다. 연마 패드(218)는 연마 패드 고정 부재(217)의 하부면에 일체로 장착되어 있다. 이로써 제2 연마 공구(211)를 축방향으로 고속 회전 및 이동시킬 수 있어서 연마 패드(218)를 기판(W)의 피연마면에 소정 가공 압력으로 접촉시키거나 기판(W)의 피연마면으로부터 분리시킬 수 있게 된다.
연결 부재(216) 및 연마 패드 고정 부재(217)는 이 연마 패드 고정 부재(217)의 볼록 반구형면(217a)이 연결 부재(216)의 오목 반구형면(217a)에 활주식으로 끼워지게 되는 소위 “평형 기구”를 구성한다. 따라서, 기판(W)에 접촉하는 연마 패드(218)의 표면, 즉 연마면은 피가공물인 기판(W)의 피연마면의 경사에 따라 경사져 있다.
나머지 제1, 제3 및 제4 연마 공구(210, 212, 213)에서의 동일 부분은 동일한 도면 부호를 사용하여 나타내었으며 이에 대한 설명을 생략한다.
실시예 2에서는 제6도에 도시된 것처럼 제1, 제2, 제3 및 제4 연마 공구(210, 211, 212, 213)의 직경을 D1, D2, D3및 D4로 나타내면, D1＞ D2＞ D3＞ D4인 관계가 유지되며 제1 내지 제4 연마 공구(210 내지 213)의 직경은 기판(W)의 직경보다 작게 설정되어 있다.
다음에는 상기에 설명한 화학 기계 연마 장치의 작동에 대하여 설명한다.
(1) 기판(W)을 회전 테이블(205)의 상부면 상에 착탈식으로 고정한다. 그 다음에, 슬라이더(204)를 반경 방향으로 이동시켜 제1 내지 제4 연마 공구(210 내지 213)의 연마 패드(218)들을 이들이 모두 기판(W)에 접촉하는 위치에 설정한다.
(2) 그 다음에, 피가공물인 웨이퍼 등의 기판(W)의 피연마면 구역에 대응하는 직경을 갖는 연마 공구를 제1 내지 제4 연마 공구(210 내지 213)들 사이로부터 직선으로 이동시켜 기판(W)의 표면에 소정 가공 압력으로 접촉시킨다. 연마제(연마 슬러리) 공급 수단(도시 생략)으로부터의 연마제를 기판(W)과 연마 패드(218)사이에 공급하면서 연마 공구를 회전 및 공전시킨다. 이와 동시에, 회전 테이블(205)을 반경 방향으로 짧은 스트로크로 회전 및 요동시켜서 화학 기계 연마를 수행한다.
실시예 2에서는 연마 공구의 수가 상기에 설명한 4개에 제한되지 않고 2개, 3개 또는 5개 이상으로 될 수도 있다. 또한, 각 연마 공구의 회전속도 및 가공 압력도 변경할 수 있다.
실시예 1의 연마 방법에 따라 가공될 피가공물로는 예를 들어, Si, Ge, GaAs, InP 등의 반도체 웨이퍼, 또는 복수개의 섬형 반도체 구역이 표면에 형성되어 있는 석영 또는 유리 기판이 적합하다.
상기에 설명한 기판 모두는 사진평판을 사용하는 패턴화된 상호접속 및 절연 구역을 형성하기 위해 평평한 표면을 필요로 한다. 따라서, 피연마면은 절연막, 금속막 또는 절연막과 금속막이 혼합되어 있는 표면을 포함한다.
실시예 2의 연마 공구의 연마면으로는 부직포 또는 포움 폴리우레탄 등으로 된 패드의 표면을 사용하는 것이 바람직하다.
실시예 1에 사용된 연마제로는 미립자 함유 액체가 바람직하다. 특히, 미립자로는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화 망간(MnO2) 또는 산화 셀륨(CeO) 등을 사용하고, 액체로는 NaOH, KOH 또는 H2O2등을 사용하는 것이 바람직하다.
미립자의 직경은 8 nm 내지 50 nm가 바람직하다. 입자의 응집도는 예를 들어 KOH의 pH값을 변경시킴으로써 제어할 수 있다.
반도체 표면을 연마할 때에는 실리카 입자가 분산되어 있는 수산화나트륨 용액이 바람직하다. 절연막을 연마할 때에는 실리카 입자가 분산되어 있는 수산화포타슘 용액이 바람직하다. 텅스텐 등의 금속막을 연마할 때에는 알루미나 또는 산화 망간 입자가 분산되어 있는 과산화 수용액이 바람직하다.
예를 들어, 반도체 표면을 연마할 때 실리카 입자가 분산되어 있는 NaOH 수용액을 연마제로서 사용하면, 실리콘 표면이 NaOH와 반응하여 Na2SiO3층을 형성하게 된다. 이 반응은 실리카 입자 및 연마포에 의해 기계적 연마를 수행함으로써 형성된 층을 제거하고 새로운 실리콘 표면을 노출시킴으로써 진행된다. 따라서, 이 방법을 소위 “화학 기계 연마법”이라 한다.
[실시예 3]
제8도 도시된 것처럼 본 발명의 실시예 3에 따른 화학 기계 연마 장치는 웨이퍼 등의 가공될 기판(W)을 착탈식으로 유지하면서 반경 방향으로 회전 및 이동시키기 위한 연마 스테이션(E1)과, 이 연마 스테이션(E1) 위에 배치된 복수개의 연마 공구로서 작용하는 제1 내지 제4 연마 공구(310 내지 313)를 지지하면서 공전 및 회전시키기 위한 연마 헤드(E2)를 포함한다.
제8도 및 제10도에 도시된 것처럼, 연마 스테이션(E1)은 래디얼 베어링(304a) 및 트러스트 베어링(304b)을 거쳐 슬라이더(304) 상에 회전식으로 지지되어 있는 회전축(306)을 갖는 회전 테이블(305)을 기부(301)에 일체로 마련된 가이드 테이블(303)의 상부면 상에 지지하면서 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더(304)와, 이 슬라이더(304)를 이동시키기 위한 직선 구동 기구(도시 생략)와, 기판(W)을 회전 테이블(305)의 상부면(305a) 상에 착탈식으로 유지하면서 반경 방향으로 회전 및 이동시키도록 회전 테이블(305)을 회전시키기 위한 회전 구동 기구(도시 생략)를 포함한다.
연마 헤드(E2)는 래디얼 베어링(308a) 및 트러스트 베어링(308b)을 거쳐 기부(301)에 설치되어 연마 스테이션(E1) 위로 연장되며 상기 지지 부재(302)의 하부요크(302a) 상에 회전식으로 지지된 공전 테이블(308)과, 베어링(315)들을 거쳐 반경 방향으로 회전 및 이동 가능하도록 상기 공전 테이블(308) 상에 동일 공전 반경간격으로 배치된 4개의 부분들 상에 지지된 제1 내지 제4 연마 공구(310 내지 313)를 포함한다.
공전 테이블(308)은 지지 부재(302)의 상부 요크(302b) 상에 지지된 공전 테이블 회전 구동 기구(307)의 출력축(307a) 상에 고정되어 소정의 속도로 공전한다.
제1 내지 제4 연마 공구(310 내지 313)는 그 공전 반경들이 상이한 것을 제외하고는 동일한 형상을 취한다. 따라서, 제10도에 도시된 제2 연마 공구(311)에 대해서만 설명한다.
제2 연마 공구(311)의 축(311a)의 상단은 회전 구동 기구/직선 구동 기구(314)의 출력축(314a)에 연결되어 있다. 연마 패드 고정 부재(317)는 연결 부재(316)를 거쳐 축(311a)의 하단에 연결되어 있다. 연마 패드(318)는 연마 패드 고정 부재(317)의 하부면에 일체로 장착되어 있다. 이로써 제2 연마 공구(311)를 축방향으로 고속 회전 및 이동시킬 수 있어서 연마 패드(318)를 기판(W)의 피연마면에 소정 가공 압력으로 접촉시키거나 기판(W)의 피연마면으로부터 분리시킬 수 있게 된다.
연결 부재(317) 및 연마 패드 고정 부재(317)는 이 연마 패드 고정 부재(317)의 볼록 반구형면(317a)이 연결 부재(316)의 오목 반구형면(316a)에 활주식으로 끼워지게 되는 소위 “평형 기구”를 구성한다. 따라서, 기판(W)에 접촉하는 연마 패드(318)의 표면, 즉 연마면은 피가공물인 기판(W)의 피연마면의 경사에 따라 경사져 있다.
나머지 제1, 제3 및 제4 연마 공구(310, 312, 313)에서의 동일 부분은 동일한 도면 부호를 사용하여 나타내었으며 이에 대한 설명을 생략한다.
실시예 3에서는 제9도에 도시된 것처럼 제1, 제2, 제3 및 제4 연마 공구(310, 311, 312, 313)의 공전 반경을 r1,r2, r3및 r4로 나타내면, rl＞ r2＞ r3＞ r4인 관계가 유지되며 각 연마 공구의 연마 패드의 직경들은 기판(W)의 직경보다 작게 설정되어 있다.
다음에는 상기에 설명한 실시예 3에서의 작동에 대하여 설명한다.
(1) 기판(W)을 회전 테이블(305)의 상부면 상에 착탈식으로 고정한다. 그 다음에, 슬라이더(304)를 반경 방향으로 이동시켜 제1 내지 제4 연마 공구(310 내지 313)의 연마 패드(318)들을 이들이 모두 기판(W)에 접촉하는 위치에 설정한다.
(2) 그 다음에, 제1 내지 제4 연마 공구(310 내지 313)를 기판(W) 쪽으로 축방향으로 이동시켜서 각각의 연마 패드(318)를 기판(W)의 피연마면에 소정 가공 압력으로 접촉시킨다. 연마제(연마 슬러리) 공급 수단(도시 생략)으로부터의 연마제를 기판(W)과 연마 패드(318) 사이에 공급하면서 연마 공구(310 내지 313)를 고속으로 회전 및 공전시킨다. 이와 동시에, 회전 테이블(305)을 반경 방향으로 짧은 스트로크로 회전 및 요동시켜서 화학 기계 연마를 수행한다.
상기 공정에서는 기판(W)에 대한 연마 공구(310 내지 313)의 각각의 연마 패드(318)의 상대 원주속도가 동일한 값을 갖도록 제1 내지 제4 연마 공구(310 내지 313)의 회전속도를 설정함으로써 각각의 연마 공구(310 내지 313)에 의한 제거량이 균일해지게 된다.
또한, 복수개의 연마 공구 각각의 회전속도 및 가공 압력을 변화시킬 수 있도록 시스템을 배열함으로써 기판(W)의 피연마면 상에 돌출부 등의 국부적인 결함이 있는 경우에도 이 결함부에 접촉하는 연마 공구의 회전속도 및 가공 압력을 다른 연마 공구의 회전속도보다 크게 설정하여 기판의 피연마면을 균일하게 평활화시킬 수 있다.
실시예 3에서는 연마 공구의 수가 상기에 설명한 4개에 제한되지 않고 2개, 3개 또는 5개 이상으로 될 수도 있다. 또한 각 연마 공구의 회전속도 및 가공 압력도 변경할 수 있다.
실시예 1의 연마 방법에 따라 가공될 피가공물로는 예를 들어, Si, Ge, GaAs, InP 등의 반도체 웨이퍼, 또는 복수개의 섬형 반도체 구역이 표면에 형성되어 있는 석영 또는 유리 기판이 적합하다.
상기에 설명한 기판 모두는 사진평판을 사용하는 패턴화된 상호접속 및 절연 구역을 형성하기 위해 평평한 표면을 필요로 한다. 따라서, 피연마면은 절연막, 금속막 또는 절연막과 금속막이 혼합되어 있는 표면을 포함한다.
실시예 3의 연마 공구의 연마면으로는 부직포 또는 포움 폴리우레탄 등으로 된 패드의 표면을 사용하는 것이 바람직하다.
실시예 3에 사용된 연마제로는 미립자 함유 액체가 바람직하다. 특히, 미립자로는 실리카(SiO2), 알루미나(A12O3), 산화 망간(MnO2) 또는 산화 셀륨(CeO) 등을 사용하고, 액체로는 NaOH, KOH 또는 H2O2등을 사용하는 것이 바람직하다.
미립자의 직경은 8 nm 내지 50 nm가 바람직하다. 입자의 응집도는 예를 들어 KOH의 pH값을 변경시킴으로써 제어할 수 있다.
반도체 표면을 연마할 때에는 실리카 입자가 분산되어 있는 수산화나트륨 용액이 바람직하다. 절연막을 연마할 때에는 실리카 입자가 분산되어 있는 수산화포타슘 용액이 바람직하다. 텅스텐 등의 금속막을 연마할 때에는 알루미나 또는 산화 망간 입자가 분산되어 있는 과산화 수용액이 바람직하다.
예를 들어, 반도체 표면을 연마할 때 실리카 입자가 분산되어 있는 NaOH 수용액을 연마제로서 사용하면, 실리콘 표면이 NaOH와 반응하여 Na2SiO3층을 형성하게 된다. 이 반응은 실리카 입자 및 연마포에 의해 기계적 연마를 수행함으로써 형성된 층을 제거하고 새로운 실리콘 표면을 노출시킴으로써 진행된다. 따라서, 이 방법을 소위 “화학 기계 연마법”이라 한다.
[실시예 4]
본 발명의 실시예 4에서는 제11도에 도시된 것처럼 실시예 1에서 설명한 다중 링형 패드를 사용하여 부분 연마가 수행된다. 특히, 제11도에 도시된 것처럼 피가공물의 표면을 회전 테이블(105)용 다중 링형 패드에 대하여 이동시키기 위해 구동 기구(1101)를 마련함으로써 연마 공구 유닛이 웨이퍼 표면의 일부에 접촉하게 되어 피연마면에 접촉한 연마 공구 유닛을 사용하여 피연마면을 전체적으로 또는 부분적으로 연마할 수 있다. 이와 달리, 다중 링형 패드용 구동 기구(1101)를 마련하여 다중 링형 패드를 이동시킴으로써 피연마면을 전체적으로 또는 부분적으로 연마할 수 있다. 다른 접근책으로서는, 회전 테이블 및 다중 링형 패드 양자용 구동 기구(1101)를 마련하여 이들 두 부재를 동시에 이동시킴으로써 피연마면을 전체적으로 또는 부분적으로 연마할 수 있다. 또한, 회전 테이블용 요동 기구(1102)를 마련하여 회전 테이블을 요동시킴으로써 복잡한 연마를 수행할 수 있다. 또한, 다중 링형 패드용 요동 기구(도시 생략)를 마련하여 다중 링형 패드를 요동시킬 수도 있다. 또한, 회전 테이블과 다중 링형 패드중에서 하나만을 요동시키는 요동 기구를 마련하거나, 또는 이들 두 부재를 모두 요동시키는 요동 기구를 마련하여 두 부재를 동시에 요동시킬 수도 있다.
[실시예 5]
본 발명의 실시예 5에서는 실시예 2에 사용된 제1 연마 공구를 실시예 1에서 설명한 다중 링형 패드로 대체하였다.
다중 링형 패드는 제1 연마 공구(210)로만 대체되지 않고 제1 내지 제4 연마공구 또는 제1 내지 제4 연마 공구중 두개 이상의 조합으로 대체될 수도 있다.
[실시예 6]
본 발명의 실시예 6에서는 실시예 3에 사용된 제1 연마 공구를 실시예 1에서 설명한 다중 링형 패드로 대체하였다.
다중 링형 패드는 제1 연마 공구(310)로만 대체되지 않고 제1 내지 제4 연마 공구 또는 제1 내지 제4 연마 공구중 두개 이상의 조합으로 대체될 수도 있다.
[실시예 7]
본 발명의 실시예 7에서는 상이한 직경을 각각 갖는 연마 공구를 실시예 3의 것으로 대체하였다.
실시예 7에서는 제12도에 도시된 것처럼 제1, 제2, 제3 및 제4 연마 공구(710, 711, 712, 713)의 직경을 D1, D2, D3및 D4로 나타내면, D1＞ D2＞ D3＞ D4인 관계가 유지되며 제1 내지 제4 연마 공구(710 내지 713)의 직경은 기판(W)의 직경보다 작게 설정되어 있다.
또한 제1, 제2, 제3 및 제4 연마 공구(710, 711, 712, 713)의 공전 반경을 r1, r2, r3및 r4로 나타내면, r1＞ r2＞ r3＞ r4인 관계가 유지되며 제1 내지 제4 연마 공구(710 내지 713)의 직경은 기판(W)의 직경보다 작게 설정되어 있다.
실시예 7은 실시예 3에서와 동일하게 작동한다. 실시예 7에서, 각각의 연마 공구(710 내지 713)의 직경들은 r1＞ r2＞ r3＞ r4인 관계를 갖는 공전 반경에 제한되지는 않는다. 각각의 연마 공구(710 내지 713)의 직경을 공전 반경의 관계에 대하여 선정하는 것은 매 경우마다 다르다.
또한, 실시예 6에서는 다중 연마 패드를 갖는 연마 공구를 제1 연마 공구(710)로 대체할 수도 있다. 제1 내지 제4 연마 공구(710 내지 713)는 다중 연마 패드로 각각 대체될 수 있다. 또한, 4개의 연마 공구로 대체된 수는 하나에 제한되지 않고 임의의 적절한 수로 선택할 수 있다.
또한, 연마 공구로 대체된 수는 4개에 제한되지 않고 임의의 다른 적절한 수로 선택할 수 있다.
도면에 외형선으로 도시된 개개의 부품은 화학 기계 연마 장치 및 방법 분야에 공지되어 있으며, 이들의 특정 구성 및 작동은 본 발명의 최량의 작동 및 실시형태에 제한되지는 않는다.
본 발명을 양호한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상기에 설명한 실시예에 제한되지는 않는다. 본 발명은 첨부한 청구범위의 기술사상 및 범위 내에서의 여러 변경 및 균등물을 모두 포함한다. 따라서, 청구범위는 이러한 모든 변경 및 그 균등물을 모두 포함하도록 넓게 해석되어야 한다.
본 발명은 상기에 설명한 구성을 취하므로 다음과 같은 효과를 갖는다.
각 연마 공구의 직경이 피가공물의 직경보다 작기 때문에, 각 연마 공구의 자전 속도를 고속으로 설정해도 악영향을 미칠 수 있는 진동 등이 발생하지 않는다. 그 결과, 연마되는 피가공물의 피연마면의 단위 시간당 제거량, 즉 연마 속도가 현저히 증대된다.
또한, 각 연마 공구의 자전 속도 및 가공 압력을 각각 개별적으로 변경시킬 수 있기 때문에, 피가공물의 피연마면에 국부적인 홈의 존재 여부와는 무관하게 피가공물의 피연마면을 균일하게 고속 및 고정밀도로 연마할 수 있다.

Claims (88)

  1. 피가공물의 표면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 장치에 있어서, 피연마 가공물을 고정하는 연마 스테이션과, 피가공물을 연마하기 위한 것으로, 상이한 직경을 갖고 동축으로 배치된 적어도 제1 및 제2 링형 연마 패드를 포함하는 다중 링형 패드, 이들 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드를 고정하기 위해 동축으로 배치된 원통형 축을 포함하는 연마 공구와, 연마 공구를 지지하는 지지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 원통형 축에 연결된 회전/직선 구동 기구를 더 포함하며, 이 구동 기구가 해당 연마 패드를 작동시켜 이를 축 방향으로 회전 및 이동시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  3. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 연마 패드를 회전시키는 구동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서, 연마 공구를 연마 공구 지지 부재의 축을 중심으로 공전시키기 위한 구동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 두개의 연마 공구가 마련된 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  6. 피가공물의 표면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 장치에 있어서, 피연마 가공물을 고정하는 연마 스테이션과, 피가공물을 연마하기 위한 것으로, 상이한 직경을 갖고 동축으로 배치된 적어도 제1 및 제2 링형 연마 패드를 포함하는 다중 링형 패드, 이들 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드를 고정하기 위해 동축으로 배치된 원통형 축을 포함하는 연마 공구와, 연마 공구를 지지하는 지지 부재와, 각각의 원통형 축에 연결되고 해당 연마 패드를 작동시켜 이를 축방향으로 회전 및 이동시키는 회전/직선 구동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  7. 화학 기계 연마 장치에 있어서, 피가공물을 회전시키기 위한 회전 테이블과, 회전 테이블을 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더와, 피가공물을 연마하기 위한 것으로, 상이한 직경을 갖고 동축으로 배치된 적어도 제1 및 제2 링형 연마 패드를 포함하는 다중 링형 패드, 이들 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드를 고정하기 위해 동축으로 배치된 복수개의 원통형 축을 포함하는 복수개의 연마 공구 유닛과, 축방향으로 회전 및 이동 가능하도록 원주 방향으로 동일한 간격으로 배열된 연마 공구 유닛을 고정하는 공전 테이블과, 공전 테이블을 공전시키기 위한 공전 구동 기구와, 연마 공구 유닛을 작동시키기 위한 복수개의 회전/직선 구동 기구를 포함하며, 상기 회전/직선 구동 기구중 하나가 원통형 축중 하나에 연결되고, 각각의 구동 기구가 해당 연마 패드를 축 방향으로 회전 및 이동시키도록 작동시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  8. 제1항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 해당 연마 패드의 회전속도를 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  9. 제6항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 해당 연마 패드의 회전속도를 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  10. 제7항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 해당 연마 패드의 회전속도를 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상이한 직경을 갖고 동축으로 배치된 링형 연마 패드가 동일한 원주속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  12. 제6항에 있어서, 상이한 직경을 갖고 동축으로 배치된 링형 연마 패드가 동일한 원주속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상이한 직경을 갖고 동축으로 배치된 링형 연마 패드가 동일한 원주속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상이한 직경을 갖고 동축으로 배치된 링형 연마 패드가 동일한 원주속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  15. 제1항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드의 직선 이동량을 독립적으로 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  16. 제6항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드의 직선 이동량을 독립적으로 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  17. 제7항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드의 직선 이동량을 독립적으로 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  18. 제8항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드의 직선 이동량을 독립적으로 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  19. 제9항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드의 직선 이동량을 독립적으로 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  20. 제10항에 있어서, 회전/직선 구동 기구가 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드의 직선 이동량을 독립적으로 조정 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  21. 피연마면과 피가공물에 소정 압력으로 접촉하게 되는 연마 공구와의 사이에 연마제를 공급하면서 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 방법에 있어서, 피연마면의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖고 동축으로 배치된 적어도 제1 및 제2 링형 연마 패드를 포함하는 다중 링형 연마 패드를 마련하는 단계와, 표면을 연마하도록 다중 링형 연마 패드를 가공물에 접촉시킨 상태로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  22. 제21항에 있어서, 피가공물이 반도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  23. 제21항에 있어서, 피가공물이 절연 기판 상에 형성된 반도체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  24. 제21항에 있어서, 피가공물이 이 가공물의 표면에 형성된 절연막 및/또는 금속막을 포함하는 피연마면을 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  25. 제21항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  26. 제22항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  27. 제23항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  28. 제24항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  29. 제21항에 있어서, 다중 링형 패드를 중심축을 중심으로 공전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  30. 제21항에 있어서, 다중 링형 패드로 피가공물의 표면을 전체적으로 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  31. 제21항에 있어서, 다중 링형 패드로 피가공물의 표면을 부분적으로 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  32. 피가공물의 표면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 장치에 있어서, 피가공물을 회전시키기 위한 회전 테이블과, 회전 테이블을 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더와, 피가공물의 직경보다 작은 상이한 직경들을 각각 갖는 복수개의 연마 공구와, 연마 공구들을 축 방향으로 회전 및 이동 가능하도록 동일한 공전 반경을 갖는 위치에서 지지하기 위한 공전 테이블과, 공전 테이블을 공전시키기 위한 공전 테이블 회전 구동 기구와, 해당 연마 공구를 축 방향으로 회전 및 이동시키도록 구동시키기 위해 각각의 연마 공구와 협동하는 회전/직선 구동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  33. 제32항에 있어서, 복수개의 연마 공구 각각이 자체의 연마면을 피연마면의 경사에 따라 경사지게 하는 평형 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  34. 제32항에 있어서, 복수개의 연마 공구 각각의 회전속도 및 가공 압력이 변경 가능한 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  35. 제33항에 있어서, 복수개의 연마 공구 각각의 회전속도 및 가공 압력이 변경가능한 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  36. 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 방법에 있어서, 피연마면의 직경보다 작은 상이한 직경들로 된 해당 연마면을 갖는 복수개의 연마 공구를 마련하는 단계와, 복수개의 연마 공구중에서 선택한 하나의 연마 공구의 연마면을 피연마면에 접촉시킨 상태로 회전시킴으로써 표면을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  37. 제36항에 있어서, 피가공물이 반도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  38. 제36항에 있어서, 피가공물이 절연 기판 상에 형성된 반도체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  39. 제36항에 있어서, 피가공물이 피가공물의 표면 상에 형성된 절연막 및/또는 금속막을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  40. 제36항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  41. 제37항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  42. 제38항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  43. 제39항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  44. 피가공물의 표면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 장치에 있어서, 피가공물을 회전시키기 위한 회전 테이블과, 회전 테이블을 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더와, 피가공물의 직경보다 작은 상이한 직경들을 갖고 축 방향으로 회전 및 이동가능하도록 상이한 공전 반경을 갖는 위치에 있는 복수개의 연마 공구와, 복수개의 연마 공구들을 지지하기 위한 공전 테이블과, 공전 테이블을 공전시키기 위한 공전 구동 기구와, 연마 공구중 해당 연마 공구를 축 방향으로 회전 및 이동시키도록 구동시키기 위해 복수개의 연마 공구 각각에 연결된 회전/직선 구동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  45. 제44항에 있어서, 각각의 연마 공구가 자체의 연마면을 피연마면의 경사에 따라 경사지게 하는 평형 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  46. 제44항에 있어서, 복수개의 연마 공구 각각의 회전속도 및 가공 압력을 변경시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  47. 제45항에 있어서, 복수개의 연마 공구 각각의 회전속도 및 가공 압력을 변경시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  48. 피연마면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 방법에 있어서, 피연마면의 직경보다 작은 동일한 직경으로 된 해당 연마면을 갖는 복수개의 연마 공구를 마련하는 단계와, 복수개의 연마 공구중에서 선택한 하나의 연마 공구의 연마면을 피연마면에 접촉시킨 상태로 공전 및 회전시킴으로써 피연마면을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  49. 제48항에 있어서, 피가공물이 반도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  50. 제48항에 있어서, 피가공물이 절연 기판 상에 형성된 반도체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  51. 제48항에 있어서, 피가공물이 이 가공물의 표면에 형성된 절연막 및/또는 금속막을 포함하는 피연마면을 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  52. 제48항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  53. 제49항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  54. 제50항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  55. 제51항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  56. 피가공물의 표면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 장치에 있어서, 피가공물을 회전시키기 위한 회전 테이블과, 회전 테이블을 반경 방향으로 이동시키기 위한 슬라이더와, 피가공물의 직경보다 작은 상이한 직경들을 각각 갖는 복수개의 연마 공구와, 연마 공구들을 축 방향으로 회전 및 이동 가능하도록 상이한 공전 반경을 갖는 위치에서 지지하기 위한 공전 테이블과, 공전 테이블을 공전시키기 위한 공전 테이블 회전 구동 기구와, 복수개의 연마 공구중에서 해당하는 하나의 연마 공구를 축 방향으로 회전 및 이동시키기 위한 복수개의 회전/직선 구동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  57. 제56항에 있어서, 복수개의 연마 공구 각각이 자체의 연마면을 피연마면의 경사에 따라 경사지게 하는 평형 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  58. 제56항에 있어서, 복수개의 연마 공구 각각의 회전속도 및 가공 압력을 변경시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  59. 제57항에 있어서, 복수개의 연마 공구 각각의 회전 속도 및 가공 압력을 변경시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  60. 피가공물의 표면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 방법에 있어서, 피연마면의 직경보다 작은 상이한 직경들로 된 해당 연마면을 갖고 상이한 공전 반경을 갖도록 위치한 복수개의 연마 공구를 마련하는 단계와, 복수개의 연마 공구중에서 선택한 하나의 연마 공구의 연마면을 피연마면에 접촉시킨 상태로 공전 및 회전시킴으로써 피연마면을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  61. 제60항에 있어서, 피가공물이 반도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  62. 제60항에 있어서, 피가공물이 절연 기판 상에 형성된 반도체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  63. 제60항에 있어서, 피가공물이 피가공물의 표면 상에 형성된 절연막 및/또는 금속막을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  64. 제60항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  65. 제61항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  66. 제62항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  67. 제63항에 있어서, 피연마면에 미립자를 함유하는 알칼리성 또는 산성 액체를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  68. 피가공물의 표면을 연마하는 화학 기계 연마 장치에 사용하기 위한 연마 공구에 있어서, 복수개의 링형 연마 패드와, 복수개의 링형 연마 패드중에서 해당 연마 패드를 고정하기 위해 동축으로 배치된 원통형 축들을 포함하며, 상기 복수개의 연마 패드가 동축으로 배치되고 상이한 직경들을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 공구.
  69. 제32항에 있어서, 연마 공구중 적어도 하나가 상이한 직경들을 갖는 다중 링형 연마 공구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  70. 제44항에 있어서, 연마 공구중 적어도 하나가 상이한 직경들을 갖는 다중 링형 연마 공구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  71. 제56항에 있어서, 연마 공구중 적어도 하나가 상이한 직경들을 갖는 다중 링형 연마 공구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  72. 제36항에 있어서, 연마 공구중 적어도 하나가 상이한 직경들을 갖는 다중 링형 연마 공구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  73. 제48항에 있어서, 연마 공구중 적어도 하나가 상이한 직경들을 갖는 다중 링형 연마 공구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  74. 제60항에 있어서, 연마 공구중 적어도 하나가 상이한 직경들을 갖는 다중 링형 연마 공구를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  75. 피가공물의 표면을 연마하기 위한 화학 기계 연마 장치에 있어서, 피연마 가공물을 고정하는 연마 스테이션과, 피가공물을 연마하기 위한 것으로, 상이한 직경을 갖고 동축으로 배치된 적어도 제1 및 제2 링형 연마 패드 고정 유닛을 포함하는 다중 링형 연마 패드 고정유닛, 링형 연마 패드중 해당하는 연마 패드를 고정하기 위해 동축으로 배치된 원통형 축을 갖춘 연마 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  76. 제75항에 있어서, 각각의 원통형 축에 연결된 회전/직선 구동 기구를 더 포함하며, 이 구동 기구가 해당 연마 패드 고정 유닛을 작동시켜 이를 축 방향으로 회전 및 이동시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  77. 제75항에 있어서, 제1 및 제2 연마 패드 고정 유닛을 회전시키는 구동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  78. 제75항에 있어서, 연마 공구를 공전 테이블의 축을 중심으로 공전시키기 위한 구동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  79. 제75항에 있어서, 적어도 두개의 연마 공구가 마련된 것을 특징으로 하는 화막 기계 연마 장치.
  80. 제75항에 있어서, 다중 링형 연마 패드 고정 유닛이 링형 연마 패드로 부분적인 연마를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 장치.
  81. 피가공물 유지 수단과, 동축으로 배치된 복수의 원통형 축들을 구비하는 연마 공구를 포함하고, 상기 원통형 축들은 상이한 직경을 가지며 축 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  82. 제81항에 있어서, 상기 원통형 축들을 회전시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  83. 제81항에 있어서, 상기 원통형 축들의 회전 속도를 조절하기 위한 회전 구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  84. 제81항에 있어서, 상기 원통형 축들의 선형 운동량을 조절하기 위한 선형 구동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  85. 제81항에 있어서, 상기 연마 공구는 피가공물을 부분적으로 연마할 수 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  86. 피가공물 유지 수단과, 복수의 원통형 축들을 각각 구비한 복수의 연마 공구들을 포함하고, 상기 각각의 연마 공구의 상기 원통형 축들은 상이한 직경을 가지며 동축으로 배치되고 축 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  87. 피가공물 유지 수단과, 복수의 원통형 축들을 각각 구비한 복수의 연마 공구들을 포함하고, 상기 각각의 연마 공구의 상기 원통형 축들은 상이한 직경을 가지며 동축으로 배치되고, 상기 연마 공구중 일 연마 공구에서의 가장 큰 직경의 원통형 축은 상기 연마 공구중 타 연마 공구에서의 가장 큰 직경의 원통형 축과 상이한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  88. 피가공물 유지 수단과, 복수의 원통형 축들을 각각 구비한 복수의 연마 공구들을 포함하고, 상기 각각의 연마 공구의 상기 원통형 축들은 상이한 직경을 가지며 동축으로 배치되고, 상기 연마 공구 중 제1 연마 공구와 회전축 사이의 거리는 상기 연마 공구중 제2 연마 공구와 회전 축 사이의 거리와 상이한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101821886B1 (ko) 2011-06-02 2018-01-24 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 연마 장치에 사용하는 연마 패드의 연마면 감시 방법 및 장치

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938504A (en) * 1993-11-16 1999-08-17 Applied Materials, Inc. Substrate polishing apparatus
JPH10329011A (ja) 1997-03-21 1998-12-15 Canon Inc 精密研磨装置及び方法
US6332835B1 (en) 1997-11-20 2001-12-25 Canon Kabushiki Kaisha Polishing apparatus with transfer arm for moving polished object without drying it
US6514129B1 (en) * 1999-10-27 2003-02-04 Strasbaugh Multi-action chemical mechanical planarization device and method
US6511368B1 (en) * 1999-10-27 2003-01-28 Strasbaugh Spherical drive assembly for chemical mechanical planarization
US6551179B1 (en) * 1999-11-05 2003-04-22 Strasbaugh Hard polishing pad for chemical mechanical planarization
JP4308450B2 (ja) * 2001-05-09 2009-08-05 株式会社コヤマ ワーク加工装置
US6586336B2 (en) 2001-08-31 2003-07-01 Oriol, Inc. Chemical-mechanical-polishing station
US20030045208A1 (en) * 2001-09-06 2003-03-06 Neidrich Jason M. System and method for chemical mechanical polishing using retractable polishing pads
US6905398B2 (en) * 2001-09-10 2005-06-14 Oriol, Inc. Chemical mechanical polishing tool, apparatus and method
US20040102136A1 (en) * 2002-11-21 2004-05-27 Wood Jeffrey H. Spring-loaded contour following end effectors for lapping/polishing
US7118446B2 (en) * 2003-04-04 2006-10-10 Strasbaugh, A California Corporation Grinding apparatus and method
DE10322360A1 (de) * 2003-05-09 2004-11-25 Kadia Produktion Gmbh + Co. Vorrichtung zum Feinbearbeiten von ebenen Flächen
US7118452B2 (en) 2004-02-12 2006-10-10 The Boeing Company Pneumatically actuated flexible coupling end effectors for lapping/polishing
KR100693251B1 (ko) * 2005-03-07 2007-03-13 삼성전자주식회사 연마 속도와 연마 패드의 조도를 향상시킬 수 있는 패드 컨디셔너 및 이를 이용하는 화학기계적 연마 장치
US7104873B1 (en) * 2005-04-18 2006-09-12 Positec Power Tools (Suzhou) Co. Anti-vibration arrangement
US20060281393A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 In Kwon Jeong Chemical mechanical polishing tool, apparatus and method
KR100702015B1 (ko) * 2005-08-04 2007-03-30 삼성전자주식회사 웨이퍼 연마장치 및 이를 이용한 웨이퍼 연마방법
US7894162B2 (en) * 2007-04-16 2011-02-22 Sae Magnetics (Hk) Ltd. Method to protect the magnetic recording head from thermal asperities during disk drive operation
US7960313B2 (en) * 2007-06-14 2011-06-14 Intermolecular, Inc. Combinatorial processing including stirring
US7785172B2 (en) * 2007-08-14 2010-08-31 Intermolecular, Inc. Combinatorial processing including rotation and movement within a region
US8133093B2 (en) * 2008-10-10 2012-03-13 Strasbaugh, Inc. Grinding apparatus having an extendable wheel mount
JP5408790B2 (ja) * 2009-03-06 2014-02-05 エルジー・ケム・リミテッド フロートガラス研磨システム
JP5408788B2 (ja) * 2009-03-06 2014-02-05 エルジー・ケム・リミテッド フロートガラス研磨システム
KR101342952B1 (ko) * 2009-10-08 2013-12-18 주식회사 엘지화학 유리판 연마 시스템 및 방법
KR20110056976A (ko) * 2009-11-23 2011-05-31 삼성전자주식회사 휠 팁의 높이를 조절할 수 있는 웨이퍼 연마 장치
TWM421860U (en) * 2011-02-18 2012-02-01 Green Energy Technology Inc Position adjusting mechanism for grinding wheel
US20130102152A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US10035237B2 (en) * 2011-11-02 2018-07-31 The Boeing Company Robotic end effector including multiple abrasion tools
US9718164B2 (en) 2012-12-06 2017-08-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Polishing system and polishing method
US9162339B2 (en) * 2013-09-24 2015-10-20 Stmicroelectronics, Inc. Adaptive uniform polishing system
US20150111478A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-23 Applied Materials, Inc. Polishing system with local area rate control
US9987724B2 (en) * 2014-07-18 2018-06-05 Applied Materials, Inc. Polishing system with pad carrier and conditioning station
SG10201508119XA (en) * 2014-10-03 2016-05-30 Ebara Corp Substrate processing apparatus and processing method
JP2016087748A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 株式会社ディスコ 研削装置
EP3221750A1 (en) 2014-11-23 2017-09-27 M Cubed Technologies Wafer pin chuck fabrication and repair
WO2017030841A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 M Cubed Technologies, Inc. Method for removing contamination from a chuck surface
JP7032307B2 (ja) * 2015-08-14 2022-03-08 ツー－シックス デラウェア インコーポレイテッド チャック表面の決定論的な仕上げのための方法
EP3334561B1 (en) * 2015-08-14 2023-12-20 M Cubed Technologies Inc. Machine for finishing a work piece, and having a highly controllable treatment tool
EP3334566B1 (en) 2015-08-14 2021-11-24 M Cubed Technologies Inc. Wafer chuck featuring reduced friction support surface
KR101867462B1 (ko) * 2016-08-19 2018-06-15 뱅가드 인터내셔널 세미컨덕터 코포레이션 트렌치 분리 구조의 제조 방법
KR102490812B1 (ko) * 2017-12-26 2023-01-25 주식회사 케이씨텍 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치
KR102535777B1 (ko) * 2017-12-26 2023-05-24 주식회사 케이씨텍 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치
KR20210008276A (ko) * 2019-07-12 2021-01-21 삼성디스플레이 주식회사 화학 기계적 연마 장치, 화학 기계적 연마 방법 및 이를 이용한 표시장치 제조 방법
CN111761504B (zh) * 2020-07-07 2022-03-18 温州职业技术学院 一种家具生产用环保型表面处理装置
US20230009839A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company System and method for chemical mechanical polishing pad replacement

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2629975A (en) * 1950-06-22 1953-03-03 Desenberg Josef Abrading machine
US4128968A (en) * 1976-09-22 1978-12-12 The Perkin-Elmer Corporation Optical surface polisher
IT1086181B (it) * 1977-05-06 1985-05-28 Bellazzi Luigi Dispositivo di molatura con mole composite piane a gradiente di velocita' praticamente uniforme
US4826271A (en) 1984-08-31 1989-05-02 Canon Kabushiki Kaisha Rotational polygon mirror and method of manufacturing the same
US4842354A (en) 1985-02-27 1989-06-27 Canon Kabushiki Kaisha Rotary polygonal mirror and method of making the same
JPS63174012A (ja) 1987-01-14 1988-07-18 Canon Inc 光学素子等の傾き調整装置
US4956944A (en) 1987-03-19 1990-09-18 Canon Kabushiki Kaisha Polishing apparatus
JP2833305B2 (ja) 1991-12-05 1998-12-09 富士通株式会社 半導体基板の製造方法
US5938504A (en) * 1993-11-16 1999-08-17 Applied Materials, Inc. Substrate polishing apparatus
US5792709A (en) * 1995-12-19 1998-08-11 Micron Technology, Inc. High-speed planarizing apparatus and method for chemical mechanical planarization of semiconductor wafers
JP3850924B2 (ja) * 1996-02-15 2006-11-29 財団法人国際科学振興財団 化学機械研磨装置及び化学機械研磨方法
JPH09277158A (ja) * 1996-04-15 1997-10-28 Speedfam Co Ltd ディスクの条痕パターン形成方法及びその装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101821886B1 (ko) 2011-06-02 2018-01-24 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 연마 장치에 사용하는 연마 패드의 연마면 감시 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US6312316B1 (en) 2001-11-06
US6179695B1 (en) 2001-01-30
KR19980082731A (ko) 1998-12-05

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