KR100939096B1 - 폴리싱장치, 폴리싱방법 및 기판캐리어 시스템 - Google Patents

폴리싱장치, 폴리싱방법 및 기판캐리어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제1폴리싱면을 갖는 제1폴리싱테이블, 기판의 표면이 상기 제1폴리싱면과 접촉하도록 상기 기판을 유지 및 위치설정하는 기판캐리어, 기판캐리어에 의하여 상기 제1폴리싱면과 접촉하도록 되어 있는 상기 기판의 표면을 상기 제1폴리싱면에 대하여 가압되는 가압기구, 상기 가압기구에 의하여 상기 제1폴리싱면에 대하여 가압되는 상기 기판을 에워싸도록 상기 기판캐리어에 장착되는 리테이너링, 상기 제1폴리싱면에 대하여 가압되는 상기 기판에 대하여 상기 리테이너링을 상기 제1폴리싱면을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 조정가능하게 위치설정할 수 있는 리테이너링 위치조정기구를 포함하는 폴리싱장치에 관한 것이다.

Description

폴리싱장치, 폴리싱방법 및 기판캐리어 시스템{POLISHING APPARATUS, POLISHING METHOD AND SUBSTRATE CARRIER SYSTEM}
본 발명은 기판의 평탄화 폴리싱을 수행하는 장치에 관한 것으로, 특히 기판을 평탄화하기 위하여 반도체웨이퍼와 같은 기판의 화학적 기계적 폴리싱을 수행하는 장치에 관한 것이다.
이전의 폴리싱장치에서는, 폴리싱될 기판이 기판캐리어의 아랫면상에서 유지되었다. 그 다음, 기판을 폴리싱하기 위하여, 상기 기판과 폴리싱패드를 상대적으로 운동시키는 동안 폴리싱슬러리가 패드의 폴리싱면으로 공급되면서 폴리싱패드에 대하여 상기 기판이 가압되었다. 기판캐리어에는 폴리싱시 기판이 기판캐리어의 아랫면으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 리테이너링이 제공된다. 기판은 리테이너링에 의해 둘러싸여 캐리어상의 제 위치에서 유지된다. 하지만, 탄성 폴리싱패드상에서 수행되는 폴리싱동안에, 가공물 주변부에서 과도한 폴리싱이 일어나 '에지 라운딩'이라 불리는 효과를 발생시킨다. 상기 에지 라운딩 효과를 억제하기 위하여, 가공물이 그것의 주변부에서 약간 아랫쪽으로 휘어지도록 폴리싱패드에 대하여 리테이너링이 가압된다.
상술된 바와 같은 종래의 폴리싱장치에서는, 폴리싱패드에 대하여 리테이너링을 가압해 상기 에지 라운딩의 문제를 해결하여 폴리싱된 가공물의 표면 마무리 의 정밀도를 향상시킨다 하더라도, 폴리싱되는 가공물의 표면 위에서 슬러리의 분포가 나빠지는 결과를 초래하여 폴리싱속도가 느려짐으로써 생산성이 떨어진다. 이러한 경향은 폴리싱되는 표면이 금속막인 경우에 특히 두드러진다. 결과적으로, 이러한 상기 폴리싱장치는 다량의 슬러리가 폴리싱되고 있는 표면으로 공급될 필요가 있는 고속의 폴리싱에는 적합하지 않다.
최근에는, 연마포 대신 고착연마제를 사용하는 폴리싱장치가 개발되었다. 고착연마제는 가공물이 그것에 대해 가압될 경우 형상의 변형이 거의 없기 때문에, 리테이너링으로부터의 하향압력이 존재하지 않는 경우에도 에지 라운딩이 거의 발생하지 않는다. 하지만, 종래 폴리싱장치에서 상기 고착연마제가 폴리싱을 위하여 사용되는 경우에는, 리테이너링이 고착연마제에 대하여 가압되기 때문에, 상기 링이 더욱 빨리 마모되고 사용수명이 더욱 짧아져 그에 따른 비용의 증가를 야기한다.
본 발명의 목적은 에지 라운딩이 제거되어 폴리싱된 가공물의 마무리의 정밀도를 향상시키고; 다량의 폴리싱용액이 폴리싱되는 표면으로 공급되어 폴리싱속도 및 생산성이 향상될 수 있도록 폴리싱을 수행할 수 있는 폴리싱장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1형태에 따르면 도 1 및 도 2의 예시에 나타낸 바와 같이 폴리싱장치(1)는, 기판(S)을 유지시키기 위하여 상기 기판(S)을 둘러싸는 리테이너링(3)을 구비한 기판캐리어(10); 기판(S)을 폴리싱하는 폴리싱툴(15); 기판(S)을 폴리싱 툴(15)의 폴리싱면(17)과 접촉시키기 위한 기판 가압기구(11); 리테이너링(3)을 폴리싱면(17)과 접촉시키기 위한 리테이너링 가압기구(16); 및 기판(S)이 상기 폴리싱면(17)과 접촉하게 될 때에 리테이너링(3)과 폴리싱면(17) 사이에 갭이 형성되도록 그들의 위치관계를 조정하는 리테이너링 위치조정기구(4)를 포함한다.
상기 구조는 폴리싱면(17)에 대하여 리테이너링(3)을 가압하는 리테이너링 가압기구(16)를 가진다. 이는 기판이 폴리싱면(17)에 의하여 폴리싱되는 경우 폴리싱되는 기판표면(SA)상의 '에지 라운딩'의 형성을 방지하여 폴리싱되는 기판(S)의 표면 마무리의 정밀도를 향상시킨다. 또한, 상기 구조는 리테이너링 위치조정기구(4)를 포함한다. 필요할 경우, 상기 리테이너링 위치조정기구(4)는, 기판(S)이 폴리싱면(17)에 대하여 가압될 때 리테이너링(3)과 폴리싱면(17) 사이에 갭이 형성되도록 상기 리테이너링(3)과 폴리싱면(17)간의 위치관계를 조정하는데 사용된다. 상기한 바와 같이 수행되면, 리테이너링(3)과 폴리싱면(17)간에 물리적인 접촉이 없어 폴리싱속도가 증가되며, 따라서 폴리싱의 생상성이 향상된다.
또한, 본 발명의 제2형태에 따르면, 제1형태의 폴리싱장치(1)에 폴리싱 툴(15)에 의하여 기판(S)의 폴리싱 양을 감지하는 2개의 센서(18,19)가 추가된다. 이는 상기 장치가, 리테이너링 가압기구(16)로 폴리싱면(17)에 대하여 가압되는 리테이너링(3)에 의하여 폴리싱이 수행되는 모드와 리테이너링(3)과 폴리싱면(17)간의 접촉 없이 수행되는 모드 사이에서 이리저리 전환될 수 있도록 하여 센서(18,19)에 의하여 감지된 이미 수행된 폴리싱의 양을 기초로 적정한 폴리싱이 수행된다.
또한, 예시를 위해 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 제3형태에 따라 상기 목적을 달성하기 위한 폴리싱방법은, 리테이너링(3)으로 둘러싸인 기판캐리어(10)에 기판(S)을 유지시키는 제1단계; 리테이너링(3)과 폴리싱면(17) 사이에 갭이 형성되도록 그들간의 위치관계를 조정하면서 상기 기판(S)을 폴리싱면(17)과 접촉시키고 기판(S)과 폴리싱면(17)간에 상대적인 움직임을 부여하여 폴리싱을 수행하는 제2단계; 및 리테이너링(3)이 폴리싱면(17)에 접촉하도록 가압하면서 기판(S)을 폴리싱면(17)과 접촉시키고 기판(S)과 폴리싱면(17)간에 상대적인 움직임을 부여하여 폴리싱을 수행하는 제3단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제4형태에 따른 폴리싱방법은 상기 제3형태와 유사하되, 상기 제2단계의 폴리싱면(17)이 고착연마제(15B)이고, 제3단계의 폴리싱면(17)이 폴리싱패드(15A)이다.
또한, 본 발명의 제5형태에 따른 폴리싱방법은 제3 및 제4형태와 유사하되, 상기 제2 및 제3단계 중 적어도 한 단계가 폴리싱 양을 측정하는 제4단계를 포함하고, 폴리싱이 미리 정해진 값에 도달한 후에 상기 공정이 상기 4단계로부터 상기 제2 및 제3단계의 다른 단계로 진행된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 폴리싱장치의 외측도;
도 2는 도 1의 폴리싱장치의 도로서, 그것의 기판캐리어가 그것의 턴테이블의 바로 위에 위치한 것을 나타낸 확대 부분단면도;
도 3은 도 1의 폴리싱장치의 기판캐리어에서 유지되는 기판의 평면도;
도 4(a)는 하나의 금속막 및 제1금속의 막들 사이에 끼워진 여타 금속막을 포함하는 폴리싱될 부분을 갖는 기판의 통상적인 단면도;
도 4(b)는 폴리싱될 하나의 금속막으로 구성된 기판의 통상적인 단면도;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에의 폴리싱장치의 외측도;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예의 폴리싱장치의 외측도;
도 7은 본 발명의 추가 실시예의 폴리싱장치의 확대 부분단면도이다.
본 발명을 실행하기 위한 최적의 모드를 도면을 참조하여 후술하기로 한다. 설명의 편의상, 동일한 아이템 또는 등가의 아이템을 1이상의 도면에 나타낼 경우, 그것이 나타나는 모든 도면에는 동일한 번호가 매겨지며 상기 아이템에 대한 설명은 반복되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예의 폴리싱장치(1)의 외관을 나타내는 도면이다. 이제, 도 1을 참조하여 폴리싱장치의 구조에 대하여 설명하기로 한다.
폴리싱장치(1)는 기판(S)을 유지시키기 위한 기판캐리어(10), 회전하는 기판캐리어(10)를 구동시키기 위한 캐리어구동샤프트(12), 캐리어구동샤프트(12)를 지지하는 캐리어헤드(13) 및 피봇샤프트(14)를 포함한다. 피봇샤프트(14)는 자체축선을 운동 중심으로 하여 피봇됨으로써 캐리어헤드(13) 및 기판캐리어(10)가 유사하게 피봇팅하도록 한다.
또한, 폴리싱장치(1)는 그것에 폴리싱툴(15)이 부착되어 있는 폴리싱테이블(36); 및 리프터(29)와 푸셔(30)(둘 모두 추후 설명됨)사이에서 아이템을 이송하는 회전식이송기(27)를 포함 한다. 폴리싱툴(15)은 폴리싱패드(15A) 및 고착연마제(15B)를 가진다 폴리싱테이블(36)은 폴리싱패드(15A)가 부착되는 턴테이블(36A); 및 고착연마제(15B)가 부착되는 스크롤테이블(36B)을 가진다. 폴리싱툴(15)의 폴리싱면(17)은 폴리싱패드(15A)의 폴리싱면(17A) 및 고착연마제(15B)의 폴리싱면(17B)으로 구성된다.
폴리싱시, 정화수(purified water), 슬러리 또는 화학용액(또는 이들의 혼합물)이 폴리싱용액으로서 턴테이블(36A) 및 스크롤테이블(36B)로 공급될 수 있다. 기판캐리어(10)는 피봇샤프트(14)를 피봇시킴으로써 턴테이블(36A), 스크롤테이블(36B) 또는 푸셔(30)(후술됨) 바로 위에 위치될 수 있다. 피봇샤프트(14)는 그를 통해 기판(10)이 피봇가능하게 위치될 수 있는 위치설정기구(도면에는 도시 안됨)을 구비한다.
또한, 폴리싱장치(1)는 기판(S)을 뒤집는 기판인버터(28); 기판인버터(28)와 회전식이송기(27) 사이에서 기판(S)을 이송시키는 리프터(29); 회전식이송기(27)에 의하여 이송되는 기판(S)을 받아들이고 그것을 기판캐리어(10)로 이송시키는 푸셔(30); 턴테이블(36A)의 폴리싱패드(15A)를 드레싱하는 제1드레서(20) 및 스크롤테이블(36B)의 고착연마제(15B)를 드레싱하는 제2드레서(50)를 포함한다.
기판캐리어(10)에 대해서는 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 기판캐리어(10)는 내부억제공간을 가진 원통컨테이너형 기판캐리어 메인유닛(2); 및 상기 기판캐리어 메인유닛(2)의 저부상에 설치되는 리테이닝링(3)을 구비하여 그와 함께 단일의 유닛을 형성한다. 기판(S)의 상부와 접촉하는 밀봉링(42), 링형상 홀더링(5) 및 밀봉링(42)을 잡아주는 대체로 원형디스크형상의 척킹플레이트(6)는 기판캐리어 메인유닛(2)의 내부 및 리테이너링(3)에 의하여 형성되는 공간내에 봉입된다. 기판(S)의 하부면은 폴리싱될 기판면(A)이다.
탄성막으로 만들어진 밀봉링(42)은 그것의 외주부가 홀더링(5)과 (홀더링(5)의 저부에 체결되는) 척킹플레이트(6) 사이에 클램핑되어 척킹플레이트(6)의 윗면, 외측부 및 최상면의 외측에지를 덮는다. 이는 밀봉링(42)과 척킹플레이트(6) 사이에 공간(G)이 형성되도록 한다. 폴리싱시, 밀봉링(42)은 기판(S)의 최상면에 빈틈없이 부착되어 상기 공간(G)을 밀봉시킨다.
탄성막으로 만들어진 압력시트(7)는 홀더링(5)과 기판캐리어 메인유닛(2) 사이에서 펼쳐진다. 상기 압력시트(7)는 그것의 외주에지부가 기판캐리어 메인유닛(2)의 하우징(2A)과 압력시트지지부(2B) 사이에 클램핑되고 그것의 내주에지부가 홀더링(5)의 최상부(5A)와 스토퍼(5B) 사이에서 클램핑됨으로써 고정된다. 기판캐리어 메인유닛(2), 척킹플레이트(6), 홀더링(5) 및 압력시트(7)는 기판캐리어 메인유닛(2) 안쪽에 압력챔버(21)를 형성하기 위하여 결합된다.
배관(tubing), 커넥터 등으로 구성된 유체경로(31)는 상기 유체경로(31)에 위치한 레귤레이터(R1)를 통하여 압축공기공급부(도시 안됨)에 연결되는 압력챔버(21)와 연통된다.
기판(S)과 접촉하는 중앙백(8) 및 링튜브(9)는 기판(S) 및 척킹플레이트(6) 사이에 형성되는 공간안에 제공된다. 원형접촉면을 갖는 중앙백(8)은 척킹플레이트(6)의 저부면의 중앙에 배치되고; 링형상의 접촉면을 갖는 링튜브(9)는 중앙백(8)의 바깥쪽으로 그것의 외주부를 둘러싸면서 배치된다.
척킹플레이트(6)와 기판(S) 사이에 형성되는 공간은 중앙백(8) 및 링튜브(9)에 의하여 복수의 공간으로 분할된다. 즉, 중앙백(8)과 링튜브(9) 사이에는 압력챔버(22)가 형성되고, 링튜브(9)의 바깥쪽으로 압력챔버(23)가 형성된다. 중앙백(8) 안쪽에는, 탄성막(81) 및 중앙백홀더(82)에 의하여 중앙압력챔버(24)(간단히 압력챔버라 칭하기도 함)가 형성된다. 링튜브(9)의 안쪽에는, 탄성막(91)과 링튜브홀더(92)에 의하여 중간압력챔버(25)(간단히 압력챔버라 칭하기도 함)가 형성된다.
배관, 커넥터 등으로 구성되는 유체경로(32,33,34,35) 각각은 압력챔버(22,23), 중앙압력챔버(24) 및 중간압력챔버(25)와 연통된다. 압력챔버(22,23,24,25)들은 각각 유체경로(32,33,34,35)내에 위치한 각각의 레귤레이터(R1,R2,R3,R4)를 통하여 공급원인 압축공기공급원(도시 안됨)에 연결된다.
가압되거나 대기압의 공기와 같은 유체가 그들 각각의 압력챔버들과 연통된 유체경로(31 내지 35)를 통하여 척킹플레이트(6) 위의 압력챔버(21) 및 압력챔버(22 내지 25)로 공급될 수 있다. 각각의 압력챔버(21 내지 25)로 공급되는 가압유체의 압력은 상기 챔버를 위한 유체경로(31 내지 35)에 위치한 레귤레이터(R1 내지 R5)에 의하여 조정될 수 있다. 따라서, 각 압력챔버(21 내지 25)내의 압력은 다른 것들과는 독립적으로 제어되거나 대기압으로 남겨질 수 있다. 레귤레이터(R1 내지 R5)에 의하여 상이한 압력챔버(21 내지 25)내의 압력을 독립적 으로 조정가능하도록 하는 것은 폴리싱패드(15A)에 대하여 기판(S)이 가압되는 가압력을 상기 기판(S)의 각 부분에 대하여 개별적으로 조정될 수 있도록 한다. 더욱이, 압력챔버(22,23)는 진공으로 전환될 수 있도록 진공소스(도면에 도시 안됨)에 전환가능하게 연결되도록 구성된다.
밀봉링(42)의 외주면과 리테이너링(3) 사이에는 작은 갭(H)이 존재하기 때문에, 이 지점에서의 구조는 (홀더 링(5), 척킹플레이트(6) 및 척킹플레이트(6)상에 설치되는 밀봉링(42)과 같은) 일부 구성요소들이 기판캐리어 메인유닛(2) 및 리테이너링(3)에 대해 수직방향으로 이동가능한 플로팅구조로 이루어진다. 또한, 홀더링(5)의 스토퍼(5B)상에서 그것의 외주로부터 바깥쪽으로 돌출된 여러곳에 복수의 돌출부(5C)가 제공된다. 가동 구성요소(홀더링(5) 등등)의 수직방향의 이동은, 리테이너링(3) 안쪽으로 돌출된 리테이너링(3)의 일부분(3A)의 윗면(3B)와 상기 돌출부(5C)들의 맞물림에 의해 정해진 지점까지로 제한된다.
레귤레이터(R1 내지 R5), 유체경로(31 내지 35), 압력챔버(21 내지 25) 및 척킹플레이트(6)는 모두 기판가압기구(11)의 일 부분이다.
다음으로, 기판캐리어(10)를 회전 및 위아래로 이동시키는 기구에 대하여 설명하기로 한다. 기판캐리어(10)는 짐발기구(52)를 통하여 기판캐리어 구동샤프트(12)의 하단에 설치된 로드셀(51)에 연결된다.
기판캐리어 구동샤프트(12)는 풀리(54)에 삽입되는 스플라인 베어링(53)내에 삽입되어 장치와 수직방향으로 위치한다. 풀리(54)는 그것이 수용되는 지지유닛(56)의 내측 캐비티(56A)내에 회전가능하게 설치된다. 수직방향으로 배향 된 기판캐리어 구동샤프트(12)는 수평방향으로 배향된 지지유닛(56)을 통과한다. 구동수단(도면에 도시되지 않음)은 풀리(54) 주위에 둘러진 타이밍벨트(55)(가상선으로 표시됨)를 통하여 기판캐리어 구동샤프트(12)를 구동한다. 타이밍벨트(55)는 내측 캐비티(56A) 안쪽에서 작동된다.
볼스크루(58)의 일 단부와 결합되는 펄스모터(57)는 지지유닛(56) 위에 설치된다. 볼스크루(58)는 기판캐리어 구동샤프트(12)의 상단부와 결합되는 볼너트(59)내로 나사결합된다. 따라서, 펄스모터(57)를 작동시킴으로써, 기판캐리어(10) 및 그것의 연결된 기판캐리어 구동샤프트(12)는 단일유닛으로서 상승 및 하강하고, 원하는 높이에서 멈출 수 있다. 스테핑모터 또는 서보모터가 펄스모터(57) 대신에 사용될 수 있다.
도 2에 나타내지는 않았으나(도 1 참조), 지지유닛(56)을 포함하여 그 윗 부분이 캐리어헤드(13)내에 수용된다는 것에 유의해야 한다. 또한, 지지유닛(56) 밑에서 아래로 연장되는 지지캐리어 구동샤프트(12)의 부분, 로드셀(51) 및 짐발기구(52)의 부분은 방습배리어(60A,60B)안에 봉입된다. 이는 도 1에는 도시되지 않았다.
제1종단점 센서기구(18)는 텐테이블(36A)상에 센서기구로서 제공되고, 제1종단점 센서기구(19)는 스크롤테이블(36B)상에 센서기구로서 제공된다. 제1 및 제2종단점 센서기구(18,19)는 기판(S)의 폴리싱이 미리 정해진 값(종단점)까지 진행되었는지를 검출하며, 상기 지점에서 센서들이 제어기구(도시 안됨)로 검출신호를 출력한다. 제1 및 제2종단점 센서기구(18,19)에 사용되는 센서는 광학센서 또는 과전류형센서 중 어느 하나일 수 있다. 폴리싱토크를 감지하여 감지된 폴리싱토크값을 기초로 하여 폴리싱의 양을 판정하는 폴리싱토크센서가 폴리싱장치(1)에 제공된다면, 본질적으로 테이블상에 종단점 센서기구가 제공될 필요가 없다.
펄스모터(57), 볼스크루(58), 볼너트(59), 로드셀(51) 및 기판캐리어 구동샤프트(12)는 모두 리테이너링 위치 조정기구(4)에 포함된다. 또한, 펄스모터(57), 볼스크루(58), 볼너트(59), 로드셀(51) 및 기판캐리어 구동샤프트(12)는 리테이너링 가압기구(16) 구조체에 포함된다.
이제, 본 발명 일 실시예의 폴리싱장치(1) 기판캐리어(10)의 작동에 대해 도 2와 필요할 경우 도 1 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시예의 폴리싱장치(1)에 있어서, 기판캐리어(10)에 기판을 가져다 유지하기 위하여, 전체 기판캐리어(10)는 우선 기판(S) 바로 위에 위치된다. 그 다음, 미리 정해진 압력으로 가압하기 위하여 (링튜브(9) 안쪽의) 중앙백(8) 및 압력챔버(24,25)로 가압유체가 공급된다. 그 다음, 제어기구(도시 안됨)로부터 펄스모터(57)로 펄스신호가 전달되어 기판캐리어(10)를 하강시킨다. 이에 응답하여, 펄스모터(57)는 볼스크루(58)를 회전시켜 그것을 볼너트(59)내로 이동시킴으로써 기판캐리어 구동샤프트(12)가 하강하여 중앙백(8) 및 링튜브(9)의 저부면이 잡혀질 기판과 빈틈없이 밀봉될 때까지 기판캐리어(10)를 하강시킨다.
다음으로, 압력챔버(22,23)는 각각 유체경로(32,33)를 통하여 진공소스(도시 안됨)로 연결되어 압력챔버(22,23)내에 부압을 획득함으로써 흡입부착으로 기판(S)을 잡아주는데 필요한 흡입력을 생성시킨다. 그 다음, 제어기구(도면에 도시 안됨) 가 펄스신호를 펄스모터(57)로 전달함으로써 흡입에 의하여 견고하게 유지되는 기판(S)을 지닌 기판캐리어(10)를 상승시킨다. 펄스모터(57)는 (볼스크루(58), 볼너트(59), 및 기판캐리어 구동샤프트(12)를 통하여) 상술된 작동과 유사하게 하강시키지만 반대방향으로 회전시킨다. 다음으로, 피봇샤프트는 턴테이블(36A) 및 그것의 폴리싱패드(15A) 바로 위로 기판캐리어를 위치시킬 수 있도록, 요구되는 바 대로 전체 기판캐리어(10)를 시프트하기 위해 피봇된다. 또한, 폴리싱시 기판(S)의 주변부가 리테이너링(3)에 의하여 유지되어 그것이 기판캐리어(10)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
다음으로, 기판캐리어(10)는 기판(S)의 표면이 폴리싱될 수 있도록 하강하고 리테이너링(3)의 아랫면이 폴리싱패드(15A)와 접촉하게 된다. 기판(S) 및 리테이너링(3)이 폴리싱면(17A)과 접촉하게 될 경우, 이것은 기판캐리어 구동샤프트(12)의 하단부에 설치되는 로드셀(51)에 부하를 가한다. 로드셀(51)은 상기 부하를 검출하고 '부하 검출' 신호를 제어기구(도시 안됨)로 보내 기판(S) 및 리테이너링(3)이 폴리싱패드(15A)와 접촉하였는지를 알아낸다.
그 다음, 제어기구가 펄스신호를 펄스모터(57)로 보내 상기 펄스모터가 회전됨으로써 기판캐리어(10)를 미리 정해진 위치로 상승시킨다. 이는 리테이너링(3)의 마모와는 무관하게 폴리싱패드(15A)와 리테이너링(3)의 위치를 동일하게 유지시킬 수 있다. 특별하게는, 기판캐리어(10)가 0.2mm 정도 상승하지만, 기판(S)의 두께가 0.8mm 정도이기 때문에, 폴리싱시 기판캐리어(10)의 저부로부터 떨어질 수 없다.
이러한 상태의 장치에 의하여, 가압유체가 미리 정해진 압력으로 압력챔버(21 내지 23)으로 공급되어 기판(S)을 턴테이블(36A)상의 폴리싱면(17A)에 대하여 가압한다. 폴리싱용액을 폴리싱용액 공급노즐(도시 안됨)로부터 흐르도록 하여 폴리싱패드(15A)상에 충분한 양의 폴리싱용액이 유지되도록 함으로써 폴리싱될 기판표면(SA)과 폴리싱패드(15A)의 폴리싱면(17A) 사이에 존재하는 폴리싱용액에 의하여 폴리싱이 확실히 수행될 수 있게 한다.
이 스테이지(도 3 참조)에서, 기판(S)의 부분 C2 및 C4(압력챔버(22,23) 아래에 위치한 부분)가 압력챔버(22,23)으로 각각 공급되는 유체압력에 의하여 폴리싱면(17A)에 대하여 가압된다. 이와 유사하게, 중앙압력챔버(24) 아래에 위치한 기판(S)의 부분 C1은 중앙백(8)의 탄성막(81)을 거쳐 중앙압력챔버(24)에 가해지는 가압유체의 압력에 의하여 폴리싱패드(15A)에 대해 가압된다. 중간압력챔버(25) 아래에 위치한 기판(S)의 부분 C3는 링튜브(9)의 탄성막(91)을 통하여 중간압력챔버(25)로 가해지는 가압유체의 압력에 의하여 폴리싱패드(17A)에 대해 가압된다. 또한, 기판(S)이 폴리싱패드(17A)에 대하여 가압되는 힘은 압력챔버(21)로 가압유체를 공급하거나 가압유체의 압력을 변화시킴으로써 바꿀 수 있다.
이와 같이, 기판(S)에 가해지는 폴리싱 압력은 각각의 압력챔버(21 내지 25)로 공급되는 가압유체의 압력을 제어함으로써 조정될 수 있다. 즉, 기판(S)은 턴테이블(36A)상의 폴리싱패드(15A)에 대하여 가압되는 힘이 기판(S)의 개별 부분(C1 내지 C4) 각각에 대해 독립적으로 조정될 수 있다. 이는 각각의 유체경로(31 내지 35)에 위치한 레귤레이터(R1 내지 R5)를 개별적으로 조정하여 가개별 압력챔버(21 내지 25)로 공급되는 가압유체의 압력을 조정함으로써 수행된다.
이러한 방식으로, 기판(S)은 회전하는 턴테이블(36A)의 폴리싱패드(15A)에 대하여 원하는 값으로 기판(S)의 부분(C1 내지 C4)의 각각에 가해지는 개별 조정되는 폴리싱압력에 의해 가압될 수 있다. 폴리싱패드(15A)에 대하여 기판(S)을 가압하는데 사용되는 가압력을 적절히 조정함으로써, 기판(S) 표면의 부분들(중앙압력챔버(24) 아래에 위치한 부분(C1); 압력챔버(22) 아래에 위치한 부분(C2), 중간압력챔버(25) 아래에 위치한 부분(C3); 및 압력챔버(22) 부분인 부분(C4)) 위의 폴리싱압력의 분포가 원하는대로 조정될 수 있다.
따라서, 기판(S)은 4개의 동심원(원형부(C1) 및 링형상부(C2 내지 C4))으로 분할될 수 있고, 이들 별개의 부분(C1 내지 C4) 각각은 독립적으로 형성되는 가압력으로 가압될 수 있다. 폴리싱속도는 기판(S)이 폴리싱패드(15A)에 대하여 가압되는 압력에 따라 좌우되며, 기판(S) 각각의 부분(C1 내지 C4)은 상술된 바와 같이 조정될 수 있기 때문에, 폴리싱속도 또한 4개의 섹션(C1 내지 C4)의 상이한 섹션에 대해 독립적으로 제어될 수 있다. 이는, 폴리싱될 기판(S) 표면상의 박막이 반경방향의 막두께 분포를 가지는 경우에도 과소 폴리싱이나 과다 폴리싱 없이 기판(S)의 전체 표면에 걸쳐 균일한 폴리싱을 얻을 수 있도록 한다.
또한, 기판(S)은 폴리싱면(17A)과 접촉하지 않는 리테이너링(3)에 의하여 폴리싱될 수 있다. 이는, 리테이너링(3)을 폴리싱면(17A)과 접촉시킬때 가능한 것 보다 기판(S)의 폴리싱될 기판표면(SA)과 폴리싱면(17A) 사이에 더 많은 폴리시용액이 들어가도록 함으로써 폴리싱속도를 가속시킨다. 폴리싱속도를 높이는 것 이외에도, 폴리싱면과 접촉하지 않는 리테이너링(3)에 의한 폴리싱은 리테이너링(3)의 마 모를 줄여주어 리테이너링(3)의 사용수명을 현저하게 늘려준다.
리테이너링(3)과 폴리싱패드(15A)이 접촉에 의한 폴리싱을 수행하기 위해서는, 기판(S) 및 리테이너링(3)이 폴리싱패드(15A)와 접촉하도록 기판캐리어(10)가 충분히 하강한후에, 다음의 작업이 수행된다: 제어기(도시 안됨)로부터 펄스모터(57)로 펄스신호가 보내져 펄스모터(57)가 볼스크루(58)를 회전시키고 볼너트(59)와 상호작동하도록 움직여 기판캐리어 구동샤프트(12)가 기판캐리어(10)를 더욱 하강시킴으로써, 로드셀(51)이 미리설정된 폴리싱방법에서 고유한 리테이너링의 압력에 대응되는 부하를 검출할때까지 증가된 힘으로 폴리싱패드(15A)에 대하여 리테이너링(3)을 가압한다.
폴리싱압력은 피드백제어를 사용하여 제어된다. 따라서, 리테이너링(3)이 폴리싱패드(15A)에 대하여 가압되는 경우, 이는 로드셀(51)에 부하를 가하고, 상기 부하가 미리 정해진 값에 도달하면 로드셀(51)에 의하여 부하신호가 제어기구로 전달되어 펄스모터(57)의 회전을 정지시킨다. 그 다음, 상술된 바와 같이, 압력챔버(21 내지 23)를 가압하고; 필요하다면, 중앙 및 중간압력챔버(24, 25)내의 압력을 변화시킴으로써 기판(S)이 폴리싱패드에 대하여 가압되고; 턴테이블(34A)이 회전되어 폴리싱작업 수행한다.
상기한 바가 수행되면, ICI 1000/SUBA400와 같은 연마포가 연마포(15A)로서 사용될 경우 발생하는 폴리싱패드의 '에지 라운딩'의 문제는 리테이너링의 압력을 제어함으로써 해결될 수 있다. 또한, 이는 기판(S) 표면내의 균일성을 향상시키고 생산성을 증대시킨다.
다음으로, 도면을 참조하여 리테이너링(3)이 폴리싱면(17)과 접촉하는 폴리싱공정동안, 그리고 그렇지 않은 공정동안의 본 실시예의 폴리싱장치(1)의 작업에 대하여 설명하기로 한다. 상기 작업에 대하여, 턴테이블(36A) 및 스크롤테이블(36B)상에서 사용되는 폴리싱툴(15)에 대하여 후술하기로 한다.
폴리싱과정(1)은 도 2를 참조하여 설명하기로 하고, 또한 적용될 수 있는 경우 도 5 및 도 4A를 참조하기로 한다. 본 과정에 있어서, 금속막(61)이 우선 폴리싱된 다음 금속막 61의 나머지와 금속막 62가 동시에 폴리싱된다.
여기서, 도 5에 도시하였듯이 폴리싱패드(15A)는 도 1과 같이 턴테이블(36A)상에서 사용되지만, 스크롤테이블(36B)상에서는 (고착연마제(15B) 대신) 폴리싱패드(115A)가 폴리싱 툴로서 사용된다. 폴리싱패드(115A)는 폴리싱면(117A)을 갖는다.
기판(S1)(그 단면이 도 4(A)에 도시되어 있음)은 전기도금과 같은 처리에 의하여 형성되는 (구리 등의) 금속막(61) 및 상기 금속막(61) 아래의 배리어층으로서 형성되는 금속막(62)을 가진다. 금속막(61)의 폴리싱은 도면에서 X1으로 나타낸 높이까지 수행된 다음, X1의 높이로부터 Y1의 높이까지 금속막(61) 및 금속막(62)의 폴리싱이 동시에 수행된다.
먼저, 기판캐리어헤드(13)는 푸셔(30) 바로 위의 기판캐리어(10)를 위치시키기 위하여 피봇샤프트(14)를 중심으로 피봇된다. 다음에는, 압력챔버(24,25)가 가압되고, 폴리싱될 기판(S1)이 기판캐리어(10)(밀봉링(42) 및 탄성막(81,82))의 저부와 접촉할 때까지 푸셔(30)가 상승한다. 그 다음, 압력챔버(22,23)에 부압이 얻 어져 기판캐리어(10)에 대해 기판(S1)을 잡아주기 위한 흡입력을 생성시킨다. 이 지점에서, 기판캐리어(10)상에 유지되어 있는 기판(S1)이 리테이너링(3)에 의해 둘러싸인다.
다음에는, 기판캐리어(10)가 턴테이블(36A) 바로 위에 위치하고, 그 후 펄스모터(57)의 샤프트가 회전되어 기판캐리어(10)를 하강시킴으로써 리테이너링(10)이 턴테이블(36A)상의 폴리싱패드(15A)와 접촉하도록 하고 상기 기판(S1)을 폴리싱패드(15A)에 대하여 가압한다. 하지만, 기판캐리어(10)가 폴리싱패드(15A)와 접촉한 후에, 기판캐리어(10)를 약간(예를 들어 0.2mm) 상승시키기 위해 펄스모터(57)가 역전되어 폴리싱패드(15A) 위로 리테이너링(3)을 위치시킴으로써 리테이너링(3)의 저부와 폴리싱패드(15A)의 폴리싱면(17A) 사이에 미리 정해진 크기의 갭을 형성시킨다.
이제, 압력챔버(21 내지 23)가 가압되어 기판(S1)을 폴리싱패드(15A)에 대하여 가압하고, 턴테이블(36A)이 회전되어 기판(S1)과 폴리싱면(17A)간에 상대운동을 일으킴으로써 금속막(61)을 폴리싱한다. 이러한 기술(즉, 폴리싱면(17A)에 리테이너링(3)을 접촉시키지 않고 폴리싱하는 기술)은 기판(S1)의 폴리싱될 기판표면(SA1)과 폴리싱면(17A) 사이에 폴리싱용액의 유입량을 늘려 폴리싱속도를 높여준다. 상기 기술은 또한 리테이너링(3)의 마모를 줄여주기 때문에, 리테이너링(3)의 사용수명이 크게 길어진다.
미리 정해진 양의 폴리싱이 수행되고 제1종단점 센서기구(18)가 폴리싱될 기판표면(SA1)이 X1의 높이에 도달하였다는 것을 검출하며, 턴테이블(36A)의 회전이 정지된다. 이제 압력챔버(21)는 대기압을 취하고, 압력챔버(22,23)는 부압을 취함으로써 기판캐리어(10)에 기판(S1)이 들러붙도록 하는 흡입력을 생성시킨다. 이제 펄스모터(57)가 작동되어 기판캐리어(10)를 상승시키고 턴테이블(36A)상에서의 폴리싱공정을 완료한다.
다음에는, 기판캐리어헤드(13)가 피봇샤프트(14)를 중심으로 피봇되어 스크롤테이블(36B) 바로 위에 기판캐리어(10)를 위치시킨다. 그리고 기판캐리어(10)가 하강하고, 압력챔버(21 내지 23)가 가압되고 폴리싱될 기판표면(SA1)이 폴리싱패드(115A)에 대하여 가압되어 폴리싱을 시작한다. 기판캐리어(10)를 상승시키지 않고 기판캐리어(10)가 폴리싱패드(115A)와 접촉한 후에, 펄스모터(57)가 느리게 회전되고 기판캐리어(10)가 약간 회전되어 폴리싱패드(115A)에 대하여 리테이너링(3)을 가압함으로써 금속막 61 및 금속막 62를 폴리싱한다. 이러한 방식으로 폴리싱이 수행될 때에는, 폴리싱패드(115A)는 "에지 라운딩"의 문제를 겪지 않는다. 이는, 폴리싱될 기판표면(SA1)의 에지까지 균일한 폴리싱을 가능케하여 평탄도를 증가하게 한다.
미리 정해진 양의 폴리싱이 수행되면, 즉 폴리싱될 기판표면(SA1)이 Y1의 높이에 도달하면, 이것은 제2종단점 센서기구(19)에 의하여 검출되고 폴리싱이 멈춘다.
그 다음, 압력챔버(21)가 대기압을 취하고, 압력챔버(22,23)는 부압을 취함으로써 기판캐리어(10)상에서 기판(S1)을 유지시키기 위한 흡입력을 생성한다. 그 다음, 기판캐리어(10)가 상승하여 스크롤테이블(36B)상에서의 폴리싱공정을 끝낸 다. 다음에는, 푸셔(30) 바로 위에 기판캐리어(10)가 위치되고, 푸셔(30)가 기판이송위치까지 상승한다. 그 다음, 압력챔버(22,23)가 대기압을 회복하여 기판캐리어(10)로부터 기판(S1)을 해제시키고 그것을 푸셔(30)로 이송한다.
폴리싱과정(1)에 대한 상기 설명은 폴리싱될 부분이 금속막(61) 및 금속막(62)을 포함하는 기판(S1) 폴리싱에 대하여 설명하였다. 하지만, 도 4B에 나타낸 바와 같이 폴리싱될 부분이 금속막(61)뿐인 기판(S2)의 폴리싱은 X2의 높이까지는 1차폴리싱에 의하여 수행된 다음 Y2의 높이까지 폴리싱하여 두 부분 모두에 대하여 동일한 폴리싱과정(1)이 이어진다. 상기 경우에 있어, X2 높이 이전 부분에 대한 폴리싱속도가 증가되어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 가능한 최상의 표면 평탄도를 획득하도록 X2와 Y2 높이 사이의 폴리싱이 수행될 수 있다.
도 2를 참조하고 필요할 경우 도 4(B)를 참조하여 단일 폴리싱테이블(36)을 사용하여 금속막(61)을 폴리싱하는데 사용되는 폴리싱과정(2)에 대하여 설명하기로 한다. 본 예시는 도 2에 나타낸 턴테이블(36A)을 사용하며 상기 턴테이블(36A)상에서 폴리싱패드(15A)가 사용된다(도 2). 도 4(B)에 나타낸 바와 같은 기판(S2)이 폴리싱될 기판으로서 사용된다.
다음의 설명은 본 과정 중 폴리싱과정(1)과 상이한 부분만을 설명한다. 즉, 높이 X2까지, 리테이너링(3) 아래의 갭을 가지고 기판(S2)의 폴리싱이 수행되며, 상기 지점으로 기판캐리어(10)가 상승한다. 그 다음, 기판캐리어(10)가 (그것이 스크롤테이블(36B) 위로 이동함없이) 다시 하강하고, 폴리싱면(117A)에 대하여 가압되는 리테이너링(3)에 의하여 X2로부터 Y2까지 폴리싱이 수행된다. 상기 두 과정에 서 얻어진 결과들은 본질적으로 동일하지만, 폴리싱과정(2)를 이용하는 공정의 시간이 기판캐리어(10)를 스크롤테이블(36B)로 이동시키는데 걸리는 시간만큼 더 짧다.
도 6을 참조하고, 필요하다면 도 4를 참조하여 폴리싱과정(3)에 대하여 설명하기로 한다. 본 과정은 고착연마제(15B)를 사용하여 수행되는 폴리싱 다음에 폴리싱패드(15A)를 이용하는 폴리싱이 이어지는 예시에 대하여 설명하기로 한다. 폴리싱과정(3)은 근본적으로 폴리싱과정(1)과 동일하다.
도 1에 나타난 것과는 달리, 도 6의 장치는 턴테이블(36A)상에 고착연마제(15B)를, 스크롤테이블(36B)상에 폴리싱패드(15A)를 사용한다. 가공물은 도 4(A)에 나타낸 바와 같은 기판(S1)이나 도 4(B)에 나타낸 바와 같은 기판(S2) 중 하나일 수 있다.
또한, 다음의 설명은 기판(S2)에 대해서도 적용된다. 즉, 이하의 명세서에서는, 'S2'는 'S1'의 모든 예들에 대해 대체될 수 있다. 기판(S1)은 흡입에 의하여 기판캐리어(10)상에 부착된다. 그 다음 기판캐리어(10)가 턴테이블(36A) 위로 이동되고 리테이너링(3)(도 2)이 고착연마제(15B)와 접촉할 때까지 하강한다. 리테이너링(3)이 고착연마제(15B)와 접촉한 후에, 기판캐리어(10)가 약간 상승하여 리테이너링(3)과 고착연마제(15B)의 폴리싱면(17B) 사이에 미리 정해진 크기의 갭을 형성한다. 다음에는, 기판(S1)을 고착연마제(15B)에 대해 가압되어 폴리싱이 수행된다. 고착연마제(15b)에 대한 리테이너링(3)의 초기 가압은 "에지 라운딩"의 문제를 야기하지 않기 때문에, 본 경우에 있어 반동을 억제하기 위하여 폴리싱면(17B)에 대한 리테이너링(3)의 가압상태를 유지시킬 필요가 없다.
미리 정해진 크기의 갭은 리테이너링(3)과 고착연마제(15B)의 폴리싱면(17B) 사이에 형성되기 때문에, 기판(S1)의 폴리싱될 기판표면(SA1)과 고착연마제(15B)의 폴리싱면(17A) 사이로의 폴리싱용액의 유입이 개선되어 폴리싱속도를 높여준다. 이는 또한 리테이너링(3)의 마모를 줄여주기 때문에, 리테이너링(3)의 사용수명을 크게 증가시킨다.
미리 정해진 양의 폴리싱이 수행되면, 즉 기판(S1)의 폴리싱될 기판표면(SA1)이 X1의 높이(기판(S2)일 경우는 X2)에 도달하게 되면, 이것은 제1종단점 센서기구(18)에 의하여 검출되고 기판캐리어(10)가 상승된 다음 턴테이블(36A)상에서의 폴리싱작업을 끝낸다.
다음에는, 기판(S1)이 흡입에 의하여 기판캐리어(10)에 고정된 상태로, 기판캐리어(10)는 스크롤테이블(36B)의 바로 위의 위치로 이동한 다음 리테이너링(3)이 폴리싱패드(15A)와 접촉할 때까지 하강한다. 그 다음, 기판캐리어(10)가 약간 하강하여 폴리싱패드(15A)에 대해 리테이너링(3)을 가압한다. 그런 다음 기판(S1)이 폴리싱패드(15A)에 대하여 가압된 채 폴리싱이 수행된다. 이것은 기판(S1)의 에지에 대하여 균일한 폴리싱을 수행할 수 있게 한다.
제2종단점 센서기구에 의하여 감지된 미리 정해진 양의 폴리싱이 수행되면, 즉 폴리싱될 기판(SA1)이 Y1의 높이(또는 기판 S2의 경우에 Y2의 높이)까지 폴리싱되어 내려가면, 기판캐리어(10)가 상승하고 스크롤테이블(36B)상에서의 폴리싱작업이 끝난다. 그 다음, 기판캐리어(10)가 푸셔(30) 위로 이동하여 폴리싱된 기판(S1)을 푸셔(30)로 이송한다.
더욱이, 폴리싱과정(3)에서는, 먼저 고착연마제(15B)에 의한 폴리싱단계가 수행되고 이어서 폴리싱패드(15A)에 의한 폴리싱단계가 수행되는 대신에, 상기 단계들의 순서가 뒤바뀔수도 있다. 하지만 순서가 뒤바뀐 경우에도 폴리싱패드(15A)에 의한 폴리싱은 여전히 폴리싱패드(15A)에 대하여 가압되는 리테이너링(3)에 의하여 수행되어야 하며, 고착연마제(15B)에 의한 폴리싱은 여전히 리테이너링(3)과 고착연마제(15B) 사이에 형성되는 미리 정해진 갭을 가지고 수행되어야 한다.
상기 예시들에서는, 단일의 기판캐리어가 사용되어 2개의 상이한 폴리싱 툴(15)을 이용하여 연속하는 폴리싱공정들을 수행하였다. 하지만, 본 발명은 또한 3개 이상의 폴리싱 툴(15)를 사용하여 수행되는 폴리싱에도 유용하다는 것은 분명하다. 더욱이, 상술된 특정 예시들은 단지 금속막의 폴리싱에 대하여 설명하였으나 본 발명은 또한 STI(shallow trench isolation)의 절연막과 같은 여타 막들의 폴리싱에도 유용하다는 것은 분명하다. 또한, 본 발명의 폴리싱장치(1)는 복수의 폴리싱 툴(15)을 요하는 것들도 지원할 수 있을 뿐만 아니라 단 하나의 폴리싱 툴(15)을 요하는 작업을 지원할 수도 있다. 또한, 리테이너링(3)에 가압력을 가할 필요 없이 리테이너링(3)과 폴리싱면(17) 사이에 갭이 제공되어야 하는 작업 뿐만 아리라 리테이너링(13)에 가압력이 가해져야만 하는 작업도 지원할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 폭넓은 범위의 폴리싱 적용을 지원하기 위한 높은 기판 평탄도, 빠른 폴리싱속도 및 높은 생산성을 제공하는 폴리싱장치(1) 및 방법을 제공한다.
도 7은 본 발명의 추가 실시예에 따른 폴리싱장치를 예시하고 있다. 본 실시 예의 폴리싱장치는 그들의 리테이너링 위치조정기구(4)와 관련하여 상술된 실시예의 것들과는 상이하다. 즉, 전자의 장치에는, 리테이너링 위치조정기구(4)가 제공되지 않고, 후자의 장치들에서 사용되는 펄스모터(57) 대신에 그것의 액츄에이터 또는 리테이너링 가압기구로서 공기실린더(120)가 사용된다.
본 실시예의 리테이너링 위치조정기구는 폴리싱면에 대해 상술된 실시예의 것만큼 정확하게 리테이너링을 위치시킬 수는 없다. 실제에 있어, 본 실시예의 기구는 그것이 폴리싱면과 접촉하여 유지되는 동안 리테이너링상에 윗쪽으로 작용하는 힘을 가함으로써 조정한다. 가해지는 힘은, 리테이너링과 폴리싱면과의 접촉을 유지시켜 폴리싱용액이 리테이너링과 폴리싱면 사이로 쉽게 지나가고 기판표면 및 폴리싱면사이로 들어감으로써 증가된 폴리싱속도를 제공할 수 있도록 하면 족하다. 말할 필요도 없이, 본 실시예에서는 상술된 실시예에서 수행된 것과 마찬가지로 리테이너링 위치조정기구가 리테이너링을 폴리싱면과 이격시킬 수도 있다.
본 발명에서는, 상술된 바와 같이 폴리싱면에 대하여 리테이너링을 가압하기 위하여 리테이너링 가압기구가 제공된다. 이는 폴리싱면에서 '에지 라운딩'의 문제를 제거함으로써 기판의 마무리 정밀도를 높여준다. 또한, 리테이너링 위치조정기구가 제공된다. 기판이 폴리싱패드에 대하여 가압되는 경우, 상기 기구는 리테이너링과 폴리싱면간의 위치관계를 조정하여 그들 사이에 갭이 형성되도록 하거나, 폴리싱면과 리테이너링이 가볍게 접촉하도록 할 수 있다. 상기 리테이너링과 폴리싱면간의 물리적 접촉을 없애거나 또는 가볍게 접촉하도록 함으로써 폴리싱속도를 증가시켜 폴리싱의 생산성을 증대시켜준다.

Claims (32)

  1. 제1폴리싱면을 갖는 제1폴리싱테이블;
    기판의 표면이 상기 제1폴리싱면과 접촉하도록 상기 기판을 유지 및 위치설정하는 기판캐리어;
    상기 기판캐리어에 의하여 상기 제1폴리싱면과 접촉하도록 되어 있는 상기 기판의 표면을 상기 제1폴리싱면에 대하여 가압하는 가압기구;
    상기 가압기구에 의하여 상기 제1폴리싱면에 대하여 가압되는 상기 기판을 에워싸도록 상기 기판캐리어에 장착되는 리테이너링; 및
    상기 제1폴리싱면에 대하여 가압되는 상기 기판에 대하여 상기 리테이너링을, 상기 제1폴리싱면을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 조정가능하게 위치설정하기 위한 리테이너링 위치조정기구를 포함하며,
    상기 리테이너링이 상기 제1폴리싱면과 접촉하도록 상기 기판캐리어를 하강시키고, 그 후 다시 상기 기판캐리어를 하강 또는 상승시키는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리싱장치는 제2폴리싱면을 갖는 제2폴리싱테이블을 더 포함하고;
    상기 기판캐리어는 상기 기판이 상기 제1 또는 제2폴리싱면과 선택적으로 접촉하도록 상기 캐리어에 의하여 유지되는 상기 기판을 이동시킬 수 있고;
    상기 가압기구는 상기 제2폴리싱면과 접촉하도록 되어 있는 상기 기판을 상기 제2폴리싱면에 대하여 가압할 수 있으며;
    상기 리테이너링 위치조정기구는 상기 제2폴리싱면에 대하여 가압되는 상기 기판에 대하여 상기 리테이너링을 상기 제2폴리싱면을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 조정가능하게 위치설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1폴리싱면은 상기 제2폴리싱면보다 경질인 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1폴리싱테이블은 그 위에 고착연마제가 제공되고 상기 제1폴리싱면을 형성하며;
    상기 제2폴리싱테이블은 그 위에 연마포가 제공되고 상기 제2폴리싱면을 형성하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2폴리싱테이블 중 적어도 하나는 그에 대하여 가압되는 기판이 미리 정해진 양만큼 폴리싱되었는지를 감지하는 종단점 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가압기구는:
    상기 기판캐리어의 기판유지면상에 제공되고 상기 기판유지면과 그 위에서 유지되는 기판 사이에 팽창가능챔버를 형성하는 기판가압부재; 및
    상기 팽창가능챔버내로 가압유체를 공급하는 가압유체 공급시스템을 포함하고;
    상기 리테이너링은 상기 기판캐리어상에 체결되고;
    상기 리테이너링 위치조정기구는, 상기 팽창가능챔버내로 상기 가압유체를 도입시켜 상기 팽창가능챔버의 팽창을 일으킴에 따라, 상기 기판가압부재에 의하여 상기 제1폴리싱면에 대해 가압되는 상기 기판에 대하여 상기 리테이너링을 상기 제2폴리싱면을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 조정가능하게 위치설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압기구는:
    상기 기판캐리어의 기판유지면상에 제공되고 상기 기판유지면과 그 위에서 유지되는 상기 기판 사이에 팽창가능챔버를 형성하는 가압부재; 및
    상기 팽창가능챔버내로 가압유체를 공급하는 가압유체 공급시스템을 포함하며;
    상기 리테이너링은 상기 기판캐리어상에 체결되고;
    상기 리테이너링 위치조정기구는, 상기 팽창가능챔버내로 상기 가압유체를 도입시켜 상기 팽창가능챔버의 팽창을 일으킴에 따라, 상기 가압부재에 의하여 상기 제1 또는 제2폴리싱면에 대해 가압되는 상기 기판에 대하여 상기 리테이너링을 상기 제2폴리싱면을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 조정가능하게 위치설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가압기구는:
    상기 기판캐리어의 기판유지면상이나 그로부터 이격되어 위치한 척킹플레이트; 및
    상기 기판캐리어의 기판유지면, 상기 척킹플레이트 및 탄성시트에 의하여 상기 팽창가능챔버를 형성하기 위하여 상기 척킹플레이트의 주변에지 및 상기 기판캐리어의 주변부 사이에 연결되는 상기 탄성시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가압기구는:
    기판이 유지되는 상기 척킹플레이트의 기판유지면상에 제공되며, 각각 상기 척킹플레이트의 기판유지면과 상기 기판사이에 팽창가능챔버를 형성하는 1이상의 탄성부재를 포함하며;
    상기 가압유체 공급시스템은 상기 각각의 팽창가능챔버에 독립적으로 가압유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  10. 기판을 리테이너링으로 둘러싸는 한편 폴리싱면에 대하여 그것을 가압함으로써 상기 기판을 폴리싱하는 폴리싱방법에 있어서,
    상기 리테이너링이 상기 폴리싱면과 접촉하도록 기판캐리어를 하강시키고, 그 후 다시 상기 기판캐리어를 하강 또는 상승시키는 제1단계;
    상기 기판과 상기 폴리싱면에 상대적인 슬라이드 움직임을 부여하여 상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 가압되는 한편 상기 리테이너링이 상기 폴리싱면으로부터 이격되거나 상기 리테이너링 상에 윗쪽으로 작용하는 힘을 가하면서 상기 리테이너링과 상기 폴리싱면과의 접촉을 유지시키는 조건하에서 상기 기판을 폴리싱하도록 하는 제2단계; 및
    상기 기판과 상기 폴리싱면에 상대적인 슬라이드 움직임을 부여하여 상기 리테이너링 및 상기 기판이 상기 폴리싱면에 대하여 가압되는 조건하에서 상기 기판을 폴리싱하도록 하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3단계에 사용되는 폴리싱면은 상기 제2단계에 사용되는 폴리싱면보다 경질인 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2단계에서는, 상기 폴리싱면을 형성시키는데 폴리싱패드가 사용되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제3단계에서는, 상기 폴리싱면을 형성시키는데 고착연마제가 사용되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 기판이 최소한 상기 제2 또는 제3단계에서 미리 정해진 양만큼 폴리싱되었는지를 감지하는 제4단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  15. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2단계에 이어 상기 제3단계가 실행되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  16. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3단계에 이어 상기 제2단계가 실행되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  17. 기판을 리테이너링으로 둘러싸는 한편 폴리싱면에 대하여 그것을 가압함으로써 상기 기판을 폴리싱하는 폴리싱방법에 있어서,
    상기 리테이너링이 폴리싱면과 접촉하도록 기판캐리어를 하강시키고, 그 후 다시 상기 기판캐리어를 하강 또는 상승시키는 단계;
    상기 기판을 둘러싸는 리테이너링이 제1폴리싱면으로부터 이격되어 있는 한편 상기 기판이 상기 제1폴리싱면에 대하여 가압되는 조건하에서 기판을 폴리싱하는 단계; 및
    상기 리테이너링 및 상기 기판이 제2폴리싱면에 대하여 가압되는 조건하에서 상기 기판을 폴리싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1폴리싱면은 상기 제2폴리싱면보다 경질인 것을 특징으로 하는 폴리싱면.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1폴리싱면은 고착연마제로 만들어지고 상기 제2폴리싱면은 연마포로 만들어지는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  20. 폴리싱 시, 기판의 표면이 폴리싱면과 접촉하도록 상기 기판을 유지 및 위치설정하는 기판캐리어;
    상기 기판캐리어에 연결되어 상기 기판캐리어를 구동, 상승 및 하강시키는 기판캐리어 구동샤프트;
    상기 기판캐리어 구동샤프트에 연결되는 볼스크루 및 볼너트;
    상기 볼스크루와 결합되어 원하는 수직 위치까지 상기 기판캐리어를 상승 및 하강시키는 펄스모터;
    상기 기판 위에 가압 유체를 가하는 유체압력소스; 및
    상기 기판캐리어가 원하는 수직위치로 고정될 때까지, 상기 펄스모터, 상기 볼스크루 및 상기 볼너트에 의해 상기 기판캐리어의 수직위치를 고정시키고, 상기 기판 위에 가압유체를 공급하여 상기 폴리싱면에 대해 상기 기판을 가압하는 제어기구;를 포함하며,
    리테이너링이 상기 폴리싱면과 접촉하도록 상기 기판캐리어를 하강시키고, 그 후 다시 상기 제어기구에 의해 상기 기판캐리어를 하강 또는 상승시키는 것을 특징으로 하는 기판캐리어 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기판 위에 상기 유체압력을 가하기 위하여 팽창가능챔버를 형성하기 위한 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판캐리어 시스템.
  22. 제20항에 있어서
    상기 제어기구는,
    상기 기판캐리어가 상기 폴리싱면과 접촉될 때까지 상기 기판캐리어를 하강시키고, 그 후 상기 기판캐리어가 상기 폴리싱면으로부터 소정거리 상승될 때까지 상기 기판캐리어를 상승시켜 상기 기판캐리어의 상기 수직위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 기판캐리어 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 기판캐리어는,
    상기 기판을 둘러싸기 위한 리테이너링을 포함하고, 상기 기판캐리어와 상기폴리싱면과의 상기 접촉은 상기 리테이너링이 상기 폴리싱면과 접촉하는지를 판정함으로써 검출되는 것을 특징으로 하는 기판캐리어 시스템.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 유체압력소스는 상기 기판캐리어 상에서 상기 기판을 유지시키기 위한 흡입력을 생성하고, 그 후 상기 기판캐리어가 상승되는 것을 특징으로 하는 기판캐리어 시스템.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 기판캐리어 구동사프트의 하단부에 설치된 로드셀을 더 포함하고, 상기 로드셀은 상기 기판캐리어와 상기 폴리싱면과의 접촉을 검출하는 것을 특징으로 하는 기판캐리어 시스템.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 폴리싱면으로부터의 상기 소정거리는 상기 기판의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 기판캐리어 시스템.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 탄성부재는, 복수개의 상기 팽창가능챔버들을 상기 기판캐리어의 반경방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 기판캐리어 시스템.
  28. 기판캐리어에 의해 기판을 유지하는 단계;
    리테이너링이 폴리싱면과 접촉하도록 상기 기판캐리어를 하강시키고, 그 후 다시 상기 기판캐리어를 하강 또는 상승시키는 단계;
    상기 기판 위에 가압유체를 공급하여 상기 폴리싱면에 대해 상기 기판을 가압하는 단계; 및
    상기 기판과 상기 폴리싱면에 상대적인 슬라이드 움직임을 부여하여 상기 기판을 폴리싱하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 기판에 상기 유체압력을 가하기 위하여 상기 가압유체가 탄성부재에 의해 형성된 팽창가능챔버의 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 기판캐리어는 상기 기판을 둘러싸기 위한 리테이너링을 포함하고, 상기 상기 기판캐리어와 상기 폴리싱면과의 상기 접촉은 상기 리테이너링이 상기 폴리싱면과 접촉하는지를 판정함으로써 검출되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 기판캐리어와 상기 폴리싱면과의 상기 접촉은, 상기 기판이 상기 폴리싱면과 접촉하는지를 판정함으로써 검출되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 기판캐리어와 상기 폴리싱면과의 상기 접촉은, 기판캐리어 구동샤프트의 하단부에 설치된 로드셀에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 폴리싱방법.
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