KR101098368B1 - 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법 - Google Patents

기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법

Info

Publication number
KR101098368B1
KR101098368B1 KR1020090085062A KR20090085062A KR101098368B1 KR 101098368 B1 KR101098368 B1 KR 101098368B1 KR 1020090085062 A KR1020090085062 A KR 1020090085062A KR 20090085062 A KR20090085062 A KR 20090085062A KR 101098368 B1 KR101098368 B1 KR 101098368B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
substrate
pad
section
unit
Prior art date
Application number
KR1020090085062A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110027114A (ko
Inventor
이지현
김진섭
Original Assignee
세메스 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 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020090085062A priority Critical patent/KR101098368B1/ko
Publication of KR20110027114A publication Critical patent/KR20110027114A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101098368B1 publication Critical patent/KR101098368B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

기판 연마 장치는 연마 유닛 및 제어부를 구비한다. 연마 유닛은 기판을 연마하는 연마 패드, 및 연마 패드를 자전 및 스윙시키고 연마 패드의 위치를 변경시키는 패드 구동부재를 구비한다. 제어부는 패드 구동부재를 제어하여 연마 유닛의 연마 동작을 조절하는 제1 및 제2 노즐 구동 제어부를 구비한다. 제1 및 제2 노즐 구동 제어부는 연마 구간들의 연마 순서에 따라 교대로 연마 유닛의 연마 동작을 조절한다. 이에 따라, 기판 연마 장치는 다음 연마 구간의 연마 동작과 연마 완료된 이전 연마 구간에 대한 알람 감지가 동시에 이루어질 수 있으므로, 이전 연마 구간과 다음 연마 구간의 연마가 연속적으로 이루어질 수 있고, 연마 균일도를 향상시킬 수 있다.

Description

기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법{SUBSTRATE POLISHING APPARATUS AND METHOD OF POLISHING SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 기판을 매엽 처리 방식으로 연마 및 세정하는 기판 연마 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조 공정은 박막의 형성 및 적층을 위해 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들을 반복 수행해야만 한다. 웨이퍼 상에 요구되는 소정의 회로 패턴이 형성될 때까지 이들 공정은 반복되며, 회로 패턴이 형성된 후 웨이퍼의 표면에는 많은 굴곡이 생기게 된다. 최근 반도체 소자는 고집적화에 따라 그 구조가 다층화되며, 웨이퍼 표면의 굴곡의 수와 이들 사이의 단차가 증가하고 있다. 웨이퍼 표면의 비평탄화는 사진 공정에서 디포커스(Defocus) 등의 문제를 발생시키므로 웨이퍼의 표면을 평탄화하기 위해 주기적으로 웨이퍼 표면을 연마하여야 한다.
웨이퍼의 표면을 평탄화하기 위해 다양한 표면 평탄화 기술이 있으나 이 중 좁은 영역뿐만 아니라 넓은 영역의 평탄화에 있어서도 우수한 평탄도를 얻을 수 있 는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP) 장치가 주로 사용된다. 화학적 기계적 연마 장치는 텅스텐이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마재에 의해 연마시키는 장치로서, 아주 미세한 연마를 가능하게 한다.
이러한 연마 장치는 지지부재 상면에 기판을 배치시킨 후 기판의 상면에 연마 패드를 배치하여 기판을 연마한다. 연마 패드는 자전 및 스윙하면서 기판의 상면을 가압하여 기판을 연마한다. 특히, 연마 장치는 기판의 상면 전체 영역을 다수의 연마 구간으로 분리 구획하고, 연마 구간별로 연마율을 조절하면서 기판을 연마한다.
이러한 연마 장치는 연마 장치를 제어하는 제어 장치에 의해 그 구동이 제어된다. 제어장치는 연마 장치의 구동을 제어하는 하나의 제어부를 구비하므로, 이전 연마 구간의 연마가 완료되면, 연마 완료된 구간의 연마가 정상적으로 이루어졌는지를 감지하는 알람 감지가 완료될 때까지 연마 장치의 연마 동작을 정지시킨다. 이로 인해, 연마 장치는 연마 구간이 변경될 때마다 멈춤과 재시작을 반복해야하며, 이러한 연마 장치의 멈춤과 재시작으로 인해 연마 균일도가 감소된다.
본 발명의 목적은 연마 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 연마 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기한 기판 연마 장치를 이용하여 기판을 연마하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 기판 연마 장치는 기판 지지부재, 연마 유닛 및 제어부로 이루어진다.
기판 지지부재에는 기판이 안착된다. 연마 유닛은 상기 기판 지지부재의 상부에 배치되어 상기 기판 지지부재에 안착된 기판을 연마하는 연마 패드, 및 상기 연마 패드를 자전 및 스윙시키고 상기 기판 지지부재에 대한 상기 연마 패드의 상대적인 위치가 변경되도록 상기 연마 패드를 이동시키는 패드 구동부재를 구비한다. 제어부는 상기 패드 구동부재를 제어하여 상기 연마 유닛의 연마 동작을 조절한다.
구체적으로, 상기 제어부는 제1 및 제2 노즐 구동 제어부를 포함한다. 제1 및 제2 노즐 구동 제어부는 상기 기판의 상면 전체를 다수의 연마 구간으로 구획하고, 각 연마 구간에 대응하여 상기 연마 유닛의 연마 동작을 제어하는 모션 정보를 설정하며, 상기 각 연마 구간별 모션 정보에 근거하여 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 서로 교대로 상기 패드 구동부재를 제어하여 상기 연마 유닛의 연마 동작을 조절한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 기판 연마 방법은 다음과 같다. 먼저, 기판 지지부재에 기판을 안착시킨다. 상기 기판 지지부재의 상부에 연마 패드를 배치시킨다. 상기 기판 지지부재가 회전하여 상기 기판을 회전시키고, 이와 함께, 상기 연마 패드가 상기 기판을 가압하면서 스윙 및 자전하여 상기 기판을 연마한다.
상기 기판을 연마하는 과정은 다음과 같다. 먼저, 제1 및 제2 노즐 구동 제어부가 상기 기판의 상면 전체를 다수의 연마 구간으로 구획하고, 각 연마 구간에 대응하여 상기 연마 유닛의 연마 동작을 제어하는 모션 정보를 설정한다. 상기 연마 패드가 상기 각 연마 구간별 모션 정보에 따라 상기 기판을 연속적으로 연마하도록, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부가 상기 각 연마 구간별 모션 정보에 근거하여 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 서로 교대로 상기 연마 패드의 연마 동작, 및 연마가 완료된 연마 구간에 대한 연마 공정 오류를 감지하는 알람 감지를 제어한다.
상술한 본 발명에 따르면, 제1 및 제2 노즐 구동 제어부는 연마 구간들의 연마 순서에 따라 교대로 구동된다. 이에 따라, 기판 연마 장치는 다음 연마 구간의 연마 동작과 연마 완료된 이전 연마 구간에 대한 알람 감지가 동시에 이루어질 수 있으므로, 연마 유닛이 대기할 필요 없이 이전 연마 구간과 다음 연마 구간의 연마가 연속적으로 이루어질 수 있고, 연마 균일도를 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이하에서는, 웨이퍼를 반도체 기판의 일례로 설명하나, 본 발명의 기술적 사상과 범위는 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(2000)은 로딩/언로딩부(10), 인덱스 로봇(Index Robot)(20), 버퍼부(30), 메인 이송 로봇(Main Transfer Robot)(50), 다수의 기판 연마부(1000) 및 제어부(60)를 포함할 수 있다.
상기 로딩/언로딩부(10)는 다수의 로드 포트(11a, 11b, 11c, 11d)를 포함한다. 이 실시예에 있어서, 상기 로딩/언로딩부(11)는 네 개의 로드 포트(11a, 11b, 11c, 11d)를 구비하나, 상기 로드 포트(11a, 11b, 11c, 11d)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(2000)의 공정 효율 및 풋 프린트(Foot print) 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.
상기 로드 포트들(11a, 11b, 11c, 11d)에는 웨이퍼들이 수납되는 풉들(Front Open Unified Pods: FOUPs)(12a, 12b, 12c, 12d)이 안착된다. 각 풉(12a, 12b, 12c, 12d)은 웨이퍼들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다. 상기 풉(12a, 12b, 12c, 12d)에는 각 기판 연마부(1000)에서 처리가 완료된 웨이퍼들 또는 상기 각 기판 연마부(1000)에 투입할 웨이퍼들을 수납한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 각 기판 연마부(1000)에 의해 처리가 완료된 웨이퍼를 가공 웨이퍼라 하고, 아직 처리되지 않은 웨이퍼를 원시 웨이퍼라 한다.
상기 로딩/언로딩부(11)와 상기 버퍼부(30) 사이에는 제1 이송 통로(41)가 형성되고, 상기 제1 이송 통로(41)에는 제1 이송 레일(42)이 설치된다. 상기 인덱 스 로봇(20)은 상기 제1 이송 레일(42)에 설치되고, 상기 제1 이송 레일(42)을 따라 이동하면서 상기 로딩/언로딩부(11)와 상기 버퍼부(30) 간에 웨이퍼들을 이송한다. 즉, 상기 인덱스 로봇(20)은 상기 로딩/언로딩부(11)에 안착된 풉(12a, 12b, 12c, 12d)으로부터 적어도 한 매의 원시 웨이퍼를 인출하여 상기 버퍼부(30)에 적재한다. 또한, 상기 인덱스 로봇(20)은 상기 버퍼부(30)로부터 적어도 한 매의 가공 웨이퍼를 인출하여 상기 로딩/언로딩부(11)에 안착된 풉(12a, 12b, 12c, 12d)에 적재한다.
한편, 상기 버퍼부(30)는 상기 제1 이송 통로(41)의 일측에 설치된다. 상기 버퍼부(30)는 상기 인덱스 로봇(20)에 의해 이송된 원시 웨이퍼들을 수납하고, 상기 기판 연마부들에서 처리된 가공 웨이퍼들을 수납한다.
상기 메인 이송 로봇(50)은 제2 이송 통로(43)에 설치된다. 상기 제2 이송 통로(43)에는 제2 이송 레일(44)이 구비되고, 상기 제2 이송 레일(44)에는 상기 메인 이송 로봇(50)이 설치된다. 상기 메인 이송 로봇(50)은 상기 제2 이송 레일(44)을 따라 이동하면서, 상기 버퍼부(30)와 상기 기판 연마부들 간에 웨이퍼를 이송한다. 즉, 상기 메인 이송 로봇(50)은 상기 버퍼부(30)로부터 적어도 한 매의 원시 웨이퍼를 인출하여 상기 기판 연마부(1000)에 제공하고, 상기 기판 연마부(1000)에서 처리된 웨이퍼, 즉 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(30)에 적재한다.
상기 제2 이송 통로(43)의 양측에는 상기 기판 연마부들이 배치되고, 각 기판 연마부(1000)는 상기 원시 웨이퍼를 연마 및 세정하여 상기 가공 웨이퍼로 만든다. 상기 기판 연마부들은 적어도 두 개 이상의 기판 연마부가 상기 제2 이송 통 로(43)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다. 본 발명의 일례로, 기판 연마부들은 평면상에서 볼 때 상기 제2 이송 통로(43) 양측에 각각 두 개씩 상기 제2 이송 통로(43)를 따라 병렬 배치되나, 상기 제2 이송 통로(43)의 양 측에 각각 배치되는 기판 연마부(1000)의 개수는 상기 기판 연마 시스템(2000)의 공정 효율 및 풋 프린트에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.
한편, 각 기판 연마부(1000)는 상기 제어부(60)와 연결되고, 상기 제어부(60)의 제어에 따라 원시 웨이퍼를 연마 및 세정한다. 즉, 상기 제어부(60)는 상기 기판 연마부(1000)를 제어하여 각 기판 연마부(1000)의 연마 공정을 제어한다.
이하, 도면을 참조하여 상기 기판 연마부(1000)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 연마부를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 기판 지지유닛 및 용기 유닛을 구체적으로 나타낸 부분 절개 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 기판 연마 시스템(2000)은 웨이퍼(70)의 상면을 연마하는 연마 공정 및 연마 공정 후 웨이퍼(70)의 표면을 세정하는 세정 공정을 하나의 기판 연마부(1000) 내에서 순차적으로 진행할 수 있다.
구체적으로, 상기 기판 연마부(1000)는 기판 지지유닛(100), 용기 유닛(bowl unit)(200), 연마 유닛(300), 제1 및 제2 처리액 공급 유닛(410, 420), 브러쉬 유닛(510), 에어로졸 유닛(520) 및 패드 컨디셔닝 유닛(600)을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지유닛(100)은 상기 메인 이송 로봇(50)으로부터 이송된 웨이 퍼(70)가 안착된다. 상기 기판 지지 유닛(100)은 상기 웨이퍼(70)의 연마 공정과 세정 공정이 이루어지는 동안 상기 웨이퍼(70)를 지지 및 고정시킨다. 상기 기판 지지 유닛(100)은 상기 웨이퍼(70)가 안착되는 스핀 헤드(110), 상기 스핀 헤드(110)를 지지하는 지지부(120), 및 회전력을 제공하는 스핀 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 스핀 헤드(110)는 평면상에서 볼 때, 대체로 원 형상을 갖고, 상면으로부터 하면으로 갈수록 점차 폭이 감소한다. 본 발명의 일례로, 상기 스핀 헤드(110)는 상기 웨이퍼(70)를 지지하는 상면의 면적이 상기 웨이퍼(70)의 면적 보다 작다. 따라서, 측면에서 볼 때 상기 스핀 헤드(110)에 안착된 웨이퍼(70)는 단부가 상기 스핀 헤드(110) 상면의 단부보다 외측으로 돌출된다.
상기 스핀 헤드(110)의 아래에는 상기 지지부(120)가 설치되고, 상기 지지부(120)는 상기 스핀 구동부와 연결된다. 상기 지지부(120)는 대체로 원기둥 형상을 가지며, 상기 스핀 헤드(110)와 결합한다. 상기 스핀 구동부는 상기 지지부(120)를 회전시키고, 상기 지지부(120)의 회전력은 상기 스핀 헤드(110)에 전달되어 상기 스핀 헤드(110)가 회전된다. 연마 공정 및 세정 공정이 이루어지는 동안, 상기 스핀 헤드(110)는 상면에 상기 기판(70)을 고정시킨 상태에서 상기 스핀 구동부로부터 제공되는 회전력에 의해 회전한다.
상기 기판 지지 유닛(100)은 상기 용기 유닛(200) 내부에 수용된다. 상기 용기 유닛(200)은 제1 및 제2 처리 용기(process bowl)(210, 220), 제1 및 제2 회수통(recovery vat)(230, 240), 제1 및 제2 회수관(251, 252), 및 승강부재(260)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)는 상기 기판 지지유닛(100)을 둘러싸고, 상기 웨이퍼(70)의 연마 공정 및 세정 공정이 이루어지는 공정 공간을 제공한다. 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)는 각각 상부가 개방되며, 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)의 개방된 상부를 통해 상기 스핀 헤드(110)가 노출된다. 이 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)는 원형의 링 형상을 가지나, 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)의 형상은 이에 국한되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 처리 용기(210)는 측벽(211), 상판(212) 및 가이드부(213)를 포함할 수 있다. 상기 측벽(211)은 대체로 원형의 링 형상을 갖고, 상기 기판 지지 유닛(100)을 둘러싼다.
상기 측벽(211)의 상단부는 상기 상판(212)과 연결된다. 상기 상판(212)은 상기 측벽(211)으로부터 연장되어 형성되고, 상기 측벽(211)으로부터 멀어질수록 상향 경사진 경사면으로 이루어진다. 상기 상판(212)은 대체로 원형의 링 형상을 갖고, 평면상에서 볼 때 상기 스핀 헤드(110)로부터 이격되어 상기 스핀 헤드(110)를 둘러싼다.
상기 가이드부(213)는 제1 및 제2 가이드 벽(213a, 213b)을 포함한다. 상기 제1 가이드 벽(213a)은 상기 측벽(211)의 내벽으로부터 돌출되어 상기 상판(212)과 마주하며, 상기 측벽으로부터 멀어질수록 하향 경사진 경사면으로 이루어지고, 원형의 링 형상을 갖는다. 상기 제2 가이드 벽(213b)은 상기 제1 가이드 벽(213a)으 로부터 아래로 수직하게 연장되고, 상기 측벽(211)과 마주하며, 원형의 링 형상을 갖는다. 상기 가이드부(213)는 상기 웨이퍼(70)의 연마 공정중 상기 제1 처리 용기(210)의 측벽(211)과 상판(212)의 내면들측으로 비산된 처리액이 상기 제1 회수통(230) 측으로 흐르도록 가이드한다.
상기 제1 처리 용기(210)의 외측에는 상기 제2 처리 용기(220)가 설치된다. 상기 제2 처리 용기(220)는 상기 제1 처리 용기(210)를 둘러싸고, 상기 제1 처리 용기(210)보다 큰 크기를 갖는다.
구체적으로, 상기 제2 처리 용기(220)는 측벽(221) 및 상판(222)을 포함할 수 있다. 상기 측벽(221)은 대체로 원형의 링 형상을 갖고, 상기 제1 처리 용기(210)의 측벽(211)을 둘러싼다. 상기 측벽(221)은 상기 제1 처리 용기(210)의 측벽(211)과 이격되어 위치하며, 상기 제1 처리 용기(210)와 연결된다.
상기 측벽(221)의 상단부는 상기 상판(222)과 연결된다. 상기 상판(222)은 상기 측벽(221)으로부터 연장되어 형성되고, 상기 측벽(221)으로부터 멀어질수록 상향 경사진 경사면으로 이루어진다. 상기 상판(222)은 대체로 원형의 링 형상을 갖고, 평면상에서 볼 때 상기 스핀 헤드(110)로부터 이격되어 상기 스핀 헤드(110)를 둘러싼다. 상기 상판(222)은 상기 제1 처리 용기(210)의 상판(211) 상부에서 상기 제1 처리 용기(210)의 상판(211)과 마주하며, 상기 제1 처리 용기(210)의 상판(211)과 이격되어 위치한다.
상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)의 아래에는 연마 공정 및 세정 공정에서 사용된 처리액들을 회수하는 상기 제1 및 제2 회수통(230, 240)이 설치된다. 상 기 제1 및 제2 회수통(230, 240)은 대체로 원형의 링 형상을 갖고, 상부가 개방된다. 이 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회수통(230, 240)은 원형의 링 형상을 가지나, 상기 제1 및 제2 회수통(230, 240)의 형상은 이에 국한되지 않고 다양하게 형성될 수 있다.
상기 제1 회수통(230)은 상기 제1 처리 용기(210)의 아래에 설치되고, 연마 공정에서 사용된 처리액을 회수한다. 제2 회수통(240)은 상기 제2 처리 용기(220)의 아래에 설치되고, 세정 공정에서 사용된 처리액을 회수한다.
구체적으로, 상기 제1 회수통(230)은 바닥판(231), 제1 측벽(232), 제2 측벽(233) 및 연결부(234)를 포함할 수 있다. 상기 바닥판(231)은 대체로 원형의 링 형상을 갖고, 상기 지지부(220)를 둘러싼다. 본 발명의 일례로, 상기 바닥판(231)은 상기 제1 회수통(230)에 회수된 처리액의 배출을 용이하게 하기 위해 종단면이 'V' 형상을 갖는다. 이에 따라, 상기 바닥판(231)에는 링 형상의 회수 유로(231a)가 형성되며, 상기 처리액의 배출 및 회수가 용이하다.
상기 제1 측벽(232)은 상기 바닥판(231)으로부터 수직하게 연장되어 처리액을 회수하는 제1 회수 공간(RS1)을 형성한다. 상기 제2 측벽(233)은 상기 제1 측벽(232)으로부터 이격되어 상기 제1 측벽(232)과 마주한다. 상기 연결부(234)는 상기 제1 측벽(232)의 상단부 및 상기 제2 측벽(233)의 상단부와 연결되고, 상기 제1 측벽(232)으로부터 상기 제2 측벽(233)으로 갈수록 상향 경사진 경사면으로 이루어진다. 상기 연결부(234)는 상기 제1 회수 공간(RS1) 밖으로 떨어진 처리액이 상기 제1 회수 공간(RS1)에 유입되도록 상기 제1 회수 공간(RS1) 측으로 가이드한다.
상기 제1 회수통(230)의 외측에는 상기 제2 회수통(240)이 설치된다. 상기 제2 회수통(240)은 상기 제1 회수통(230)을 둘러싸고, 상기 제1 회수통(230)으로부터 이격되어 위치한다. 구체적으로, 상기 제2 회수통(240)은 바닥판(241), 제1 측벽(242) 및 제2 측벽(243)을 포함할 수 있다. 상기 바닥판(241)은 대체로 원형의 링 형상을 갖고, 상기 제1 회수통(230)의 바닥판(231)을 둘러싼다. 본 발명의 일례로, 상기 바닥판(241)은 상기 제2 회수통(240)에 회수된 처리액의 배출을 용이하게 하기 위해 종단면이 'V' 형상을 갖는다. 이에 따라, 상기 바닥판(241)에는 링 형상의 회수 유로(241a)가 형성되며, 처리액의 배출 및 회수가 용이하다.
상기 제1 및 제2 측벽(242, 243)은 상기 바닥판(241)으로부터 수직하게 연장되어 처리액을 회수하는 제2 회수 공간(RS2)을 형성하며, 원형의 링 형상을 갖는다. 상기 제1 측벽(242)은 상기 제1 회수통(230)의 제1 측벽(232)과 제2 측벽(233)과의 사이에 위치하고, 상기 제1 회수통(230)의 제1 측벽(232)을 둘러싼다. 상기 제2 회수통(240)의 제2 측벽(243)은 상기 바닥판(241)을 사이에두고 상기 제1 측벽(242)과 마주하고, 상기 제1 측벽(242)을 둘러싼다. 상기 제2 회수통(240)의 제2 측벽(243)은 상기 제1 회수통(230)의 제2 측벽(233)을 둘러싸며, 상단부가 상기 제2 처리 용기(220)의 측벽(222) 외측에 위치한다.
상기 웨이퍼(70)의 연마 및 세정 공정시, 각 공정에 따라 상기 스핀 헤드(110)와 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220) 간의 수직 위치가 변경되며, 상기 제1 및 제2 회수통(230, 240)은 서로 다른 공정에서 사용된 처리액을 회수한다.
구체적으로, 상기 연마 공정시 상기 스핀 헤드(110)는 제1 처리 용기(210) 안에 배치되며, 상기 제1 처리 용기(210) 내부에서 상기 웨이퍼(70)의 연마 공정이 이루어진다. 연마 공정이 이루어지는 동안 상기 스핀 헤드(110)의 회전에 의해 상기 웨이퍼(70)가 회전한다. 이에 따라, 상기 연마 공정 시 상기 웨이퍼(70)에 분사된 처리액이 상기 웨이퍼(70)의 회전력에 의해 상기 제1 처리 용기(210)의 측벽(211) 내면 및 상판(212) 내면측으로 비산된다. 상기 제1 처리 용기(210)의 측벽(211)과 상판(212)의 내면들에 묻은 처리액은 상기 제1 처리 용기(210)의 상판(212) 및 측벽(211)을 따라 중력 방향으로 흘러 상기 가이드부(213)에 도달하고, 상기 가이드부(213)의 내면을 따라 중력 방향으로 흘러 상기 제1 회수통(230)에 회수된다.
연마 공정 후 세정 공정시, 상기 스핀 헤드(110)는 상기 제1 처리 용기(210)의 상부에서 상기 제2 처리 용기(220)의 상판(222) 아래에 배치되며, 세정 공정이 이루어지는 동안 회전한다. 이에 따라, 세정 공정에서 상기 웨이퍼에 제공된 처리액이 상기 제2 처리 용기(220)의 상판(222) 내면과 측벽(221) 내면 및 상기 제1 처리 용기(210)의 외면측으로 비산된다. 상기 제1 처리 용기(210)의 측벽(211)은 상기 제2 회수통(240)의 바닥판(241) 상부에 위치하며, 상기 제1 처리 용기(210)의 외면에 묻은 처리액은 상기 제1 처리 용기(210)의 외면을 따라 중력 방향으로 흘러 상기 제2 회수통(240)에 회수된다. 또한, 상기 제2 처리 용기(220)의 내면에 묻은 처리액은 상기 제2 처리 용기(220)의 내면을 따라 중력 방향으로 흘러 상기 제2 회수통에 회수된다.
이와 같이, 상기 제1 회수통(230)은 연마 공정에서 사용된 처리액을 회수하 고, 상기 제2 회수통(240)은 세정 공정에서 사용된 처리액을 회수한다. 이에 따라, 상기 용기 유닛(200)은 용기 유닛(200) 내에서 이루어진 각 공정 단계별로 처리액을 분리 회수할 수 있으므로, 처리액의 재이용이 가능하고, 처리액의 회수가 용이하다.
상기 제1 회수통(230)은 상기 제1 회수관(251)과 연결되고, 상기 제2 회수통(240)은 상기 제2 회수관(252)이 연결된다. 상기 제1 회수관(251)은 상기 제1 회수통(230)의 바닥판(231)에 결합되고, 상기 제1 회수통(230)의 바닥판(231)에는 상기 제1 회수관(251)과 연통되는 제1 회수홀(231b)이 형성된다. 상기 제1 회수통(230)의 제1 회수 공간(RS1)에 회수된 처리액은 상기 제1 회수홀(231b)을 경유하여 상기 제1 회수관(251)을 통해 외부로 배출된다.
이 실시예에 있어서, 상기 용기 유닛(200)은 두 개의 처리 용기(210, 220)와 두 개의 회수통(230, 240)을 구비하나, 상기 처리 용기(210, 220)와 상기 회수통(230, 240)의 개수는 연마 공정 및 세정 공정에서 사용되는 처리액들의 종류수 및 분리 회수할 처리액의 종류수에 따라 증가할 수도 있다.
상기 제2 회수관(252)은 상기 제2 회수통(240)의 바닥판(241)에 결합되고, 상기 제2 회수통(240)의 바닥판(241)에는 상기 제2 회수관(252)과 연통되는 제2 회수홀(241b)이 형성된다. 상기 제2 회수통(240)의 제2 회수 공간(RS2)에 회수된 처리액은 상기 제2 회수홀(241b)을 경유하여 상기 제2 회수관(252)을 통해 외부로 배출된다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 회수관(251)과 상기 제2 회수관(252)은 각각 한 개씩 구비되나, 상기 제1 및 제2 회수관(251, 252)의 개수는 상기 제1 및 제2 회수통(230, 240)의 크기 및 회수 효율에 따라 증가할 수도 있다.
한편, 상기 제2 처리 용기(220)의 외측에는 수직 이동이 가능한 상기 승강 부재(260)가 설치된다. 상기 승강 부재(260)는 상기 제2 처리 용기(220)의 측벽(221)에 결합되고, 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)의 수직 위치를 조절한다. 구체적으로, 상기 승강 부재(260)는 브라켓(261), 이동축(262) 및 구동기(263)를 포함할 수 있다. 브라켓(261)은 상기 제2 처리 용기(220)의 외측벽(221)에 고정 설치되고, 상기 이동축(262)과 결합한다. 상기 이동축(262)은 상기 구동기(263)에 연결되고, 상기 구동기(263)에 의해 상하 방향으로 이동된다.
상기 승강 부재(260)는 웨이퍼(70)가 스핀 헤드(110)에 안착되거나, 스핀 헤드(110)로부터 들어 올려질 때 스핀 헤드(110)가 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)의 상부로 돌출되도록 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)를 하강시킨다. 하강시, 상기 제1 회수통(230)의 제1 및 제2 측벽(232, 233)과 연결부(234)는 상기 제1 처리 용기(210)의 측벽(211)과 제1 및 제2 가이드 벽(213a, 213b)에 의해 형성된 공간 안으로 인입된다.
또한, 승강 부재(260)는 웨이퍼(10)의 연마 공정 및 세정 공정 진행시, 상기 연마 공정에서 사용된 처리액과 상기 세정 공정에서 사용된 처리액을 분리 회수하기 위해 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)를 승강 및 하강시켜 각 처리 용기(210, 220)와 상기 스핀 헤드(110) 간의 상대적인 수직 위치를 조절한다.
이 실시예에 있어서, 상기 기판 연마부(1000)는 상기 제1 및 제2 처리 용 기(210, 220)를 수직 이동시켜 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)와 상기 스핀 헤드(110) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시키나, 상기 스핀 헤드(110)를 수직 이동시켜 상기 제1 및 제2 처리 용기(210, 220)와 상기 스핀 헤드(110) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.
한편, 상기 용기 유닛(200)의 외측에는 상기 연마 유닛(300), 제1 및 제2 처리 유체 공급 유닛(510, 520), 상기 브러쉬 유닛(610), 상기 에어로졸 유닛(620), 및 상기 패드 컨디셔닝 유닛(700)이 설치된다.
상기 연마 유닛(300)은 상기 기판 지지유닛(100)에 고정된 웨이퍼(70)의 표면을 화학적 기계적 방법으로 연마하여 상기 웨이퍼(70)의 표면을 평탄화한다.
도 4는 도 2에 도시된 연마 유닛을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 연마 유닛을 나타낸 부분 절개 측면도이다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 연마 유닛(300)은 가압부(310), 수직암부(320), 스윙암부(swing arm part)(330) 및 구동부(340)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 수직암(320), 상기 스윙암부(330) 및 구동부(340)는 상기 가압부(310)의 수직 및 수평 위치를 변경시키고 자전 및 스윙시키는 패드 구동부재로서 제공된다.
구체적으로, 상기 가압부(310)는 연마 공정 시 상기 스핀 헤드(110)에 고정된 웨이퍼(70)의 상부에 배치된다. 상기 가압부(310)는 상기 웨이퍼(70)에 접촉된 상태로 회전하여 상기 웨이퍼(70)를 연마하며, 상기 가압부(310)가 상기 웨이퍼(70)를 연마하는 동안 상기 웨이퍼(70)의 상면에는 상기 웨이퍼(70)를 위한 약액, 예컨대, 슬러리가 제공된다.
상기 가압부(310)의 상단부에는 상기 수직암부(320)가 고정 설치된다. 상기 수직암부(320)는 상기 스핀 헤드(110)의 상면에 대해 수직하게 연장되어 배치되고, 상기 구동부(340)로부터 제공된 회전력에 의해 길이 방향의 중심축을 기준으로 회전한다. 상기 가압부(310) 및 상기 수직암부(320)의 구성에 대한 구체적인 대한 설명은 후술한 도 6에서 하기로 한다.
상기 수직암부(320)의 상부에는 상기 스윙암부(330)가 설치된다. 상기 스윙암부(330)는 막대 형상의 회전 케이스(331) 및 상기 구동부(340)로부터의 회전력을 상기 유체 공급부(320)에 전달하는 벨트-풀리 어셈블리(335)를 포함할 수 있다. 상기 회전 케이스(331)는 일측이 상기 유체 공급부(320)에 결합되며, 타측이 상기 구동부(340)에 결합된다.
상기 구동부(340)는 상기 스윙암부(330)를 회전시키는 제1 구동 모터(341), 상기 수직암부(320)를 회전시키는 제2 구동 모터(342) 및 상기 가압부(310)의 수직 위치를 조절하는 수직 이동부(343)를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동 모터(341)는 상기 회전 케이스(331)에 결합되고, 상기 회전 케이스(331)에 회전력을 제공한다. 상기 제1 구동 모터(341)는 시계 방향으로의 회전력과 반시계 방향으로의 회전력을 교대로 반복적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 스윙암부(330)는 상기 구동부(340)에 결합된 부분을 중심축으로하여 상기 구동부(340)에 의해 스윙한다. 연마 공정 시, 상기 가압부(310)는 상기 스윙암부(330)의 스윙 동작에 의해 상기 웨이퍼(70)의 상부에서 원호 형태로 수평 왕복 이동할 수 있다.
상기 제1 구동 모터(341)의 아래에는 상기 제2 구동 모터(342)가 설치된다. 상기 제2 구동 모터(342)는 상기 벨트-풀리 어셈블리(335)에 회전력을 제공하고, 상기 벨트-풀리 어셈블리(335)는 상기 제2 구동 모터(342)의 회전력을 상기 유체 공급부(320)에 제공한다. 상기 벨트-풀리 어셈블리(335)는 상기 회전 케이스(331)에 내장되고, 구동 풀리(332), 종동 풀리(333) 및 벨트(334)를 포함할 수 있다. 상기 구동 풀리(332)는 상기 제1 구동 모터(341)의 상부에 설치되고, 상기 제1 구동 모터(341)를 관통하는 수직 암(344)의 일측에 결합된다. 상기 수직 암(344)의 타측에는 상기 제2 구동 모터(342)가 결합된다.
상기 종동 풀리(333)는 상기 구동 풀리(332)와 마주하게 배치되고, 상기 수직암부(320)의 상부에 설치되어 상기 수직암부(320)에 결합된다. 상기 구동 풀리(332)와 상기 종동 풀리(333)는 상기 벨트(334)를 통해 서로 연결되며, 상기 벨트(334)는 상기 구동 풀리(332) 및 상기 종동 풀리(333)에 감긴다.
상기 제2 구동 모터(342)의 회전력은 상기 수직 암(344)을 통해 상기 구동 풀리(332)에 전달되고, 이에 따라, 상기 구동 풀리(332)가 회전한다. 상기 구동 풀리(332)의 회전력은 상기 벨트(334)를 통해 상기 종동 풀리(333)에 전달되고, 이에 따라, 상기 종동 풀리(333)가 회전한다. 상기 종동 풀리(333)의 회전력은 상기 유체 공급부(320)에 전달되고, 이에 따라, 상기 가압부(310) 및 상기 수직암부(320)가 회전한다.
상기 제1 구동 모터(341) 및 상기 제2 구동 모터(342)의 배후에는 상기 수직 이동부(343)가 설치된다. 상기 수직 이동부(343)는 볼 스크류(343a), 너트(343b) 및 제3 구동 모터(343c)를 포함할 수 있다. 상기 볼 스크류(343a)는 막대 형상을 갖고, 지면에 대해 수직하게 설치된다. 상기 너트(343b)는 상기 볼 스크류(343a)에 끼워지고, 상기 제2 구동 모터(342)에 고정된다. 상기 볼 스크류(343a)의 아래에는 상기 제3 구동 모터(343c)가 설치된다. 상기 제3 구동 모터(343c)는 상기 볼 스크류(343a)와 결합하고, 시계 방향의 회전력 및 반시계 방향의 회전력을 상기 볼 스트류(343a)에 제공할 수 있다. 상기 볼 스크류(343a)는 상기 제3 구동 모터(343c)에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한다. 상기 너트(343b)는 상기 볼 스크류(343a)의 회전에 의해 상기 볼 스크류(343a)를 따라 상하 이동하며, 이에 따라, 상기 너트(343b)에 결합된 제2 구동 모터(342)가 상기 너트(343b)와 함께 상하 이동한다. 상기 제2 구동 모터(342)의 수직 이동에 의해 상기 제1 구동 모터(341) 및 상기 스윙암부(330)가 상하 이동하고, 이에 따라, 상기 수직암부(320) 및 가압부(310) 또한 상하 이동한다.
이 실시예에 있어서, 상기 수직 이동부(343)는 볼 스크류(343a), 너트(343b) 및 제3 구동 모터(343c)를 구비하여 리니어 모터 방식으로 수직 이동력을 제공하나, 실린더를 구비하여 수직 이동력을 제공할 수도 있다.
한편, 상기 제1 구동 모터(341), 제2 구동 모터(342), 상기 볼 스크류(343a), 상기 너트(343b) 및 수직 암(344)은 구동 케이스(345)에 내장되고, 상기 구동 케이스(345)는 수직 방향으로 긴 막대 형상을 갖는다.
이하, 도면을 참조하여 상기 가압부(310) 및 상기 수직암부(320)에 대해 구체적으로 설명한다.
도 6은 도 5에 도시된 수직암부와 가압부를 나타낸 종단면도이다.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 수직암부(320)는 상기 구동부(340)로부터 제공된 회전력에 의해 회전하여 상기 가압부(310)를 회전시키고, 상기 가압부(310)가 상기 웨이퍼(70)를 가압하는 압력을 제어하기 위한 공기를 상기 가압부(310)에 제공한다.
구체적으로, 상기 수직암부(320)는 하우징(321), 회전축(322), 로터리 조인트(323), 제1 및 제2 베어링(324a, 324b), 및 제1 및 제2 보조축(325a, 325b)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(321)은 대체로 원통형의 관 형상을 갖는다. 상기 하우징(321)의 상단부는 상기 스윙암부(330)의 회전 케이스(331) 안에 삽입되어 상기 회전 케이스(331)에 고정 결합된다.
상기 회전축(322)은 상기 하우징(321) 내에 삽입되고, 상기 하우징(321)과 이격되어 위치한다. 상기 회전축(322)은 대체로 원 기둥 형상을 갖고, 상기 하우징(321)의 길이 방향으로 연장된다. 상기 회전축(322)의 하단부는 상기 하우징(321)의 하단부를 관통하여 상기 하우징(321)의 외부로 돌출되며, 상기 가압부(310)의 상단부에 고정 결합된다.
상기 회전축(322)의 중앙부에는 상기 회전축(322)의 길이 방향으로 연장된 공기 통로(322a)가 형성된다. 상기 회전축(322)은 상기 종동 풀리(333)에 연결되어 상기 종동 풀리(333)의 회전력에 의해 길이 방향의 중심축을 기준으로 회전한다. 상기 회전축(322)의 회전시, 상기 하우징(321)은 고정된 상태에서 상기 회전 축(322)만 회전한다. 즉, 상기 하우징(321)은 일종의 고정축 기능을 한다.
상기 회전축(322)의 상단부는 상기 로터리 조인트(323)에 연결 결합되고, 상기 로터리 조인트(323)는 상기 회전축(322)의 공기 통로(322a)에 공기를 제공한다. 상기 종동 풀리(333)에 고정 결합된다. 상기 로터리 조인트(323)는 회전부와 고정부로 이루어지고, 상기 회전부는 상기 종동 풀리(333)에 고정 결합되어 상기 종동 풀리(333)의 회전력에 의해 회전한다. 상기 로터리 조인트(323)의 고정부는 공기를 제공하는 에어 라인(80)에 연결된다. 상기 에어 라인(80)으로부터 제공된 공기는 상기 로터리 조인트(323)를 통해 상기 공기 통로(322a)에 유입되고, 상기 공기 통로(322a)를 따라 흘러 상기 가압부(310)에 유입된다.
상기 하우징(321)과 상기 회전축(322)과의 사이에는 상기 제1 및 제2 베어링(324a, 324b)이 설치된다. 상기 제1 및 제2 베어링(324a. 324b)은 상기 하우징(321)과 상기 회전축(322)을 연결 결합하고, 상기 하우징(321)이 고정된 상태에서 상기 회전축(322)이 안정적으로 회전하도록 상기 회전축(322)의 위치를 고정시킨다. 상기 제1 베어링(323a)은 상기 스윙암부(330)와 인접하게 위치하고, 상기 제2 베어링(323b)은 상기 가압부(310)와 인접하게 위치한다. 상기 제1 및 제2 베어링(323a, 323b)의 내륜들은 상기 회전축(322)에 끼워져 상기 회전축(322)과 함께 회전하고, 외륜들은 상기 하우징(321)에 결합되어 상기 회전축(322) 회전 시 회전하지 않는다. 따라서, 상기 회전축(322)만 회전하고, 상기 하우징(321)은 회전하지 않는다.
또한, 상기 회전축(322)과 상기 하우징(321)과의 사이에는 상기 제1 및 제2 보조축(325a, 325b)이 더 설치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 보조축(325a, 325b)은 상기 제1 및 제2 베어링(324a, 324b) 사이에 설치되고, 상기 하우징(321)의 측벽과 상기 회전축(322) 사이에 구비된다. 상기 제1 보조축(325a)은 상기 하우징(321) 내벽을 둘러싸고, 상기 하우징(321)을 보호한다. 상기 제2 보조축(325b)은 상기 회전축(322)의 외벽을 둘러싸고, 상기 회전축(322)을 보호한다.
한편, 상기 회전축(322)의 하단부에는 상기 가압부(310)가 고정 설치된다. 상기 가압부(310)는 연마 패드(311), 연마 케이스(312), 상부 및 하부 플레이트(313, 314), 패드 홀더(315), 결합 플레이트(316), 및 벨로우즈(317)를 포함할 수 있다.
상기 연마 패드(311)는 플레이트 형상을 갖고, 대체로 원형의 링 형상을 갖는다. 상기 연마 패드(311)는 연마 공정 시 하면을 웨이퍼의 상면에 접촉시킨 상태에서 회전하여 웨이퍼를 연마한다. 상기 연마 패드(311)는 상기 웨이퍼의 지름 보다 작은 지름을 갖고, 연마 공정 시 상기 구동부(340)에 의해 스윙하면서 상기 웨이퍼를 연마한다. 이와 같이, 상기 연마 패드(311)가 상기 웨이퍼보다 작은 크기를 가지므로, 상기 연마 유닛(300)은 상기 웨이퍼를 국부적으로 연마할 수 있고, 특정 영역에서의 과연마를 방지할 수 있다.
상기 연마 패드(311)의 상부에는 상기 연마 케이스(312)가 구비된다. 상기 연마 본체(312)는 대체로 원형의 링 형상을 갖고, 내부에는 상기 상부 및 하부 플레이트(313, 314)와 상기 벨로우즈(317)가 설치된다. 상기 연마 본체(312)의 상면 중앙부에는 결합홀이 형성되고, 상기 결합홀에는 결합 플레이트(316)가 구비된다. 상기 결합 플레이트(316)는 상기 연마 본체(312)와 이격되어 위치하며, 상기 수직암부(320)의 회전축(322)에 고정 결합된다.
상기 결합 플레이트(316)의 하면에는 상기 상부 플레이트(313)가 고정 설치되고, 상기 상부 플레이트(313)의 아래에는 상기 상부 플레이트(313)와 이격되어 상기 하부 플레이트(314)가 설치된다. 상기 하부 플레이트(314)의 하면에는 상기 패드 홀더(315)가 결합되며, 상기 패드 홀더(315)의 하면에는 상기 연마 패드(311)가 결합된다.
한편, 상기 상부 플레이트(313)와 상기 하부 플레이트(314) 사이에는 상기 벨로우즈(317)가 구비된다. 상기 벨로우즈(317)는 금속 재질로 이루어지고, 상기 회전축(322)의 공기 통로(322a)로부터 제공되는 공기를 주입받으며, 공기압에 의해 수직 방향으로 팽창 및 수축한다. 연마 공정의 진행시, 상기 벨로우즈(317)는 공기압에 의해 연마 패드(311)가 웨이퍼에 밀착되도록 신장된다. 또한, 상기 기판 지지부재(100)(도 2 참조)의 상부에서 대기 시, 상기 벨로우즈(316)는 상기 공기 통로(322a)로부터 제공되는 진공압에 의해 수축되고, 이에 따라, 상기 연마 패드(311)가 상기 기판 지지부재(100)에 안착된 웨이퍼로부터 이격된다.
이와 같이, 상기 가압부(310)는 공기압에 의해 신장 및 수축되는 상기 벨로우즈(317)를 이용하므로, 연마 공정 시 상기 연마 패드(311)는 상기 웨이퍼의 상면 형상에 따라 틸팅이 가능하다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 연마 유닛(300)은 상기 제어부(60)의 제어에 의해 구동된다. 상기 제어부(60)는 상기 연마 유닛(300)이 기 설정된 연마 모션 에 따라 구동되도록 상기 연마 유닛(300)의 구동을 제어하고, 메인 제어부(61), 및 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)를 포함할 수 있다. 상기 메인 제어부(61)는 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)와 연결되고, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)의 구동을 제어한다.
상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)은 각각 상기 연마 유닛(300)에 연결되고, 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어하고, 상기 연마 유닛(300)의 연마 동작에 대한 알람 감지를 제어한다. 상기 연마 패드(311)의 자전 속도, 웨이퍼를 가압하는 압력, 웨이퍼 상에서의 이동 구간, 스윙 속도 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 웨이퍼의 연마량 및 상기 웨이퍼 표면의 연마 균일도는 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션에 따라 달라진다. 예컨대, 연마 공정 시, 상기 연마 패드(311)의 스윙 속도가 증가할 수록 연마량이 증가하고, 감소할수록 연마량이 감소한다. 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어하는 모션 정보를 생성하고, 상기 모션 정보에 따라 상기 연마 유닛(300)을 제어한다. 여기서, 상기 모션 정보는 연마 공정에 영향을 주는 상기 연마 유닛(300)의 연마 변수들을 포함하며, 상기 연마 변수들은 연마 공정시 상기 연마 패드(311)의 자전 속도값, 상기 연마 패드(311)가 웨이퍼를 가압하는 압력값, 각 연마 구간의 위치값, 및 상기 연마 패드(311)의 스윙 속도값 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연마 패드(311)의 자전 속도는 상기 구동부(340)의 제2 구동 모터(342)로부터 발생된 회전력에 따라 조절되며, 상기 제어부(60)는 상기 제2 구 동 모터(342)를 제어하여 상기 연마 패드(311)의 자전 속도를 조절한다. 한편, 상기 연마 패드(311)의 스윙 속도 및 웨이퍼 상에서의 위치는 상기 제1 구동 모터(341)로부터 발생된 회전력에 따라 조절되며, 상기 제어부(60)는 상기 제1 구동 모터(421)를 제어하여 상기 연마 패드(311)의 스윙 속도 및 웨이퍼 상에서의 위치를 조절한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 연마할 상기 웨이퍼의 전 영역을 다수의 연마 구간으로 분리 구획하고, 각 연마 구간별로 모션 정보를 생성하여 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어한다. 여기서, 상기 연마 구간들은 상기 웨이퍼의 반지름에 대응하는 구간, 즉, 상기 웨이퍼의 중심에서부터 에지까지의 구간을 기 설정된 소정 개수의 구간으로 나누어 정의된 구간들이다.
이렇게 상기 웨이퍼의 연마 구간별로 연마 모션이 이루어지므로, 알람 감시 또한 연마 구간별로 이루어진다. 즉, 특정 연마 구간에서 연마가 완료되면, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 해당 연마 구간의 연마 모션이 정상적으로 이루어졌는지를 체크하는 알람 감지를 실시한다. 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)에 의한 알람 감지는 상기 연마 패드(311)의 현재 위치가 기 설정된 위치인지를 감시하는 연마 패드의 위치 감지, 및 연마 공정이 완료된 상기 해당 연마 구간의 연마량이나 연마 균일도가 기 설정된 연마량이나 연마 균일도를 만족하는지 연마 상태 감지 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연마 패드(311)의 위치 감지는 상기 연마 패드(311)의 위치를 감지하는 별도의 위치 감지 장치(미도시)를 통해 이루어지며, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 위치 감지 장치로부터 연마 패드(311)의 위치값을 수신하여 상기 연마 패드(311)의 위치를 감시한다. 상기 위치 감지 장치는 상기 연마 유닛(300) 내에 내장될 수도 있고, 연마 유닛(300)의 외부에 설치될 수도 있다.
또한, 상기 연마 상태 감지는 상기 각 연마 구간별 연마 상태를 측정하는 별도의 연마 측정 장치(미도시)를 통해 이루어질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 연마 측정 장치로부터 수신된 측정값을 이용하여 해당 연마 구간의 연마 상태를 감지한다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 서로 동일한 기능을하며, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 모든 연마 구간에 대응하는 모션 정보들을 공유한다.
특히, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 메인 제어부(61)의 제어에 의해 서로 다른 연마 구간에 대해 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션 및 알람 감지를 제어한다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 연마 구간들의 연마 순서에 따라 서로 교대로 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션 및 알람 감지를 제어한다. 또한, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63) 중 어느 하나의 노즐 구동 제어부가 다음 연마 구간에 대한 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어하는 동안, 나머지 하나의 노즐 구동 제어부가 이전 연마 구간에 대한 알람 감지를 제어한다.
예컨대, 상기 웨이퍼의 중심부터 에지까지의 구간이 N(단, N은 2이상의 자연 수)개 연마 구간으로 구획되고 첫번째 연마 구간에서부터 N번째 연마 구간까지 순으로 연마 공정이 진행 될 경우, 먼저, 상기 제1 노즐 구동 제어부(62)가 상기 우이퍼의 첫번째 연마 구간에 대한 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어하고, 상기 연마 유닛(300)은 상기 제1 노즐 구동 제어부(62)의 제어에 의해 상기 웨이퍼의 첫번째 연마 구간을 연마한다.
상기 첫번째 연마 구간의 연마가 완료되면, 상기 제2 노즐 구동 제어부(63)가 상기 웨이퍼의 두번째 연마 구간에 대한 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어하고, 상기 연마 유닛(300)은 상기 제2 노즐 구동 제어부(63)의 제어에 의해 상기 웨이퍼의 두번째 연마 구간을 연마한다. 상기 제2 노즐 구동 제어부(63)가 상기 두번째 연마 구간에 대한 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어하는 동안, 상기 제1 노즐 구동 제어부(62)는 연마 완료된 상기 첫번째 연마 구간에 대한 알람 감지를 제어한다.
이와 같이, 상기 제어부(60)는 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)를 함께 구동시켜 연마구간들의 연마 순서에 따라 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)가 교대로 연마 유닛(300)의 연마 모션 및 알람 감지를 제어하므로, 다음 구간의 연마 동작과 이전 연마 구간의 알람 감지가 동시에 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 연마 유닛(300)은 연마가 완료된 연마 구간의 알람 감지가 실시되는 동안 연마 동작을 멈추고 대기할 필요가 없이 다음 연마 구간에 대한 연마 동작을 실시할 수 있다.
이와 같이, 연마 패드(311)의 다음 연마 구간에 대한 연마 동작이 이전 연마 구간에 대한 연마 동작과 연속 동작으로 이어질 수 있으므로, 기판 연마부(1000)는 연마 구간이 변경될 때마다 연마 패드(311)의 정지와 재시작이 반복됨으로 인해 발생되는 연마 불균일을 방지할 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 웨이퍼의 각 연마 구간별로 모션 정보를 생성하므로, 상기 모션 정보를 상기 연마 구간에 따라 다르게 설정할 수 있다. 이에 따라, 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션이 상기 각 연마 구간별로 설정되므로, 기판 연마부(1000)는 웨이퍼의 각 연마 구간별 특성, 예컨대, 표면 평탄도나 막질에 따라 각 연마 구간의 연마량을 조절할 수 있다.
즉, 상기 제어부(60)는 각 연마 구간별로 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션을 다르게 설정하여 연마 구간들 간의 연마율을 서로 다르게 할 수 있다. 본 발명의 일례로, 상기 연마 패드(311)는 자전과 동시에 상기 연마 구간 내에서 스윙하여 웨이퍼를 연마하고, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 연마 구간별로 상기 연마 패드(311)의 스윙 속도를 다르게 설정할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 첫번째 연마 구간에서부터 상기 N번째 연마 구간으로 갈수록 상기 연마 패드(311)의 스윙 속도 값을 점차 증가시켜 연마 구간별 연마율을 서로 다르게 할 수 있다. 여기서, 하나의 연마 구간 내에서의 스윙 속도는 동일하게 설정될 수 있다.
이와 같이, 연마 구간이 변경될 때마다 상기 연마 패드(311)의 스윙 속도가 증가하더라도, 상기 연마 유닛(300)은 이전 연마 구간의 연마 동작과 다음 연마 구간의 연마 동작을 연속하여 수행할 수 있다. 이에 따라, 기판 연마부(1000)는 연마 구간별로 연마율을 조절할 수 있고, 연마 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 연마 구간은 상기 스윙 속도가 가변되는 지점에 따라 설정될 수 있다. 즉, 상기 스윙 속도가 가변되는 지점을 기준으로 연마 구간을 나누어 구획함으로써, 연마 구간별로 스윙 속도값이 다르게 설정된다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 연마 구간별로 연마율을 조절하기 위해, 상기 연마 유닛(300)의 웨이퍼 연마율에 영향을 미치는 연마 변수들 중 상기 연마 패드(311)의 스윙 속도값을 상기 연마 구간별로 다르게 설정한다. 그러나, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 연마율에 영향을 미치는 연마 변수들 중 상기 연마 패드(311)가 상기 웨이퍼를 가압하는 압력값 또는 상기 연마 패드(311)의 자전 속도값을 상기 연마 구간별로 다르게 설정하여 상기 연마율을 각 연마 구간별로 조절할 수도 있다.
또한, 이 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 연마 구간별로 연마율을 조절하기 위해, 상기 연마 유닛(300)의 웨이퍼 연마율에 영향을 미치는 연마 변수들 어느 하나를 연마 구간별로 다르게 설정하나, 두 개 이상의 연마 변수를 연마 구간별로 다르게 설정할 수도 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 교대로 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션 및 알람 감지를 제어한다. 그러나, 상기 제어부(60)는 연마 유닛(300)과 유사한 방식으로 웨이퍼 상에서 자전 및 스윙하면서 웨이퍼를 처리하는 처리 유닛을 제어하는 데 적용될 수 있으며, 이러한 경우, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)가 상기 연마 모션 및 알람 감지를 제어하는 방법과 유사한 방식으로 교대로 상기 처리 유닛의 동작을 제어할 수 있다.
다시, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 용기 유닛(200)의 외측에는 상기 제1 및 제2 처리 유체 공급 유닛(410, 420)이 설치된다. 상기 제1 및 제2 처리 유체 공급 유닛(410, 420)은 상기 웨이퍼(70)의 연마 공정 및 세정 공정에 필요한 처리 유체를 상기 기판 지지유닛(100)에 고정된 웨이퍼(70)에 분사한다. 구체적으로, 상기 제1 처리 유체 공급 유닛(410)은 상기 제2 처리 용기(220)의 측벽(221)에 고정 설치된다. 연마 공정 또는 세정 공정 시, 상기 제1 처리 유체 공급 유닛(410)은 상기 스핀 헤드(110)에 고정된 웨이퍼(70)에 처리 유체를 분사하여 상기 웨이퍼(70)를 처리한다. 이 실시예에 있어서, 상기 제1 처리 유체 공급 유닛(420)에서 분사되는 처리 유체는 웨이퍼(70)의 세정 또는 건조를 위한 처리액일 수도 있고, 건조를 위한 건조 가스일 수도 있다.
본 발명의 일례로, 상기 제1 처리 유체 공급 유닛(410)은 네 개의 분사 노즐을 구비하나, 상기 분사 노즐의 개수는 웨이퍼(70) 세정에 사용되는 상기 처리 유체의 종류수에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.
상기 제2 처리 유체 공급 유닛(420)은 스윙 가능하게 설치되고, 상기 스핀 헤드(110)에 고정된 웨이퍼(70)의 상면에 처리 유체를 분사한다. 상기 제2 처리 유체 공급 유닛(420)에서 제공되는 처리 유체는 슬러리일 수도 있다. 또한, 상기 연마 공정시, 슬러리는 상기 제2 처리 유체 공급 유닛(420)이 아닌 별도의 약액 분사 부재(미도시)에 의해 상기 웨이퍼(70)에 분사될 수도 있다.
한편, 상기 브러쉬 유닛(510)은 연마 공정 후 웨이퍼(70) 표면의 이물을 물리적으로 제거한다. 상기 브러쉬 유닛(510)은 상기 웨이퍼(70)에 표면에 접촉되어 상기 웨이퍼(70) 표면의 이물을 물리적으로 닦아 내는 브러쉬 패드를 구비하고, 스윙이 가능하다. 세정 공정시, 상기 브러쉬 유닛(510)은 스윙 동작을 통해 상기 브러쉬 패드를 상기 스핀 헤드(110)의 상부에 배치시킨 상태에서 상기 브러쉬 패드를 회전시켜 상기 스핀 헤드(110)에 고정된 웨이퍼(70)를 세정한다.
상기 브러쉬 유닛(510)의 일측에는 상기 에어로졸 유닛(520)이 배치된다. 상기 에어로졸 유닛(520)은 상기 스핀 헤드(110)에 고정된 웨이퍼(70)에 처리액을 미세 입자형태로 고압 분무하여 상기 웨이퍼(70) 표면의 이물을 제거한다. 본 발명의 일례로, 상기 에어로졸 유닛(520)은 초음파를 이용하여 상기 처리액을 작은 입자 형태로 분무한다. 상기 브러쉬 유닛(510)은 비교적 큰 입자의 이물을 제거하는 데 사용되며, 상기 에어로졸 유닛(520)은 상기 브러쉬 유닛(510)에 비해 비교적으로 작은 입자의 이물을 제거하는 데 사용된다.
한편, 상기 패드 컨디셔닝 유닛(600)은 상기 연마 유닛(300)이 홈 포트(home port)에서 대기 중일 때, 상기 연마 유닛(300)을 세정 및 재생시킨다. 즉, 상기 연마 패드(311)(도 6 참조)에는 상기 연마 공정의 효율을 향상시키기 위해 상기 웨이퍼와 접촉되는 면에 소정의 연마 패턴이 형성된다. 이러한 연마 패턴은 상기 웨이퍼를 연마하는 과정에서 상기 웨이퍼와의 마찰에 의해 점점 마모되며, 연마 과정에서 사용되는 약액들이 상기 연마 패턴 내에서 경화될 수도 있다. 상기 패드 컨디셔닝 유닛(600)은 연마 패드(311)의 표면을 연마하여 상기 연마 패드(311)를 재생시 킨다.
도 7은 도 2에 도시된 기판 연마부에서 웨이퍼를 연마하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3, 도 4, 및 도 7을 참조하면, 먼저, 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 연마 유닛(300)의 모션 정보를 웨이퍼(70)의 각 연마 구간별로 생성하여 저장한다(단계 S110). 상기 연마 유닛(300)의 모션 정보는 작업자의 조작에 의해 설정될 수 있다.
이어, 웨이퍼(70)를 스핀 헤드(110) 상면에 안착시켜 상기 스핀 헤드(110)에 고정시킨 후, 상기 연마 유닛(300)의 연마부(310)를 상기 웨이퍼(70)의 상면에 배치시킨다. 이어, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 각 연마 구간별로 설정된 모션 정보에 근거하여 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 교대로 상기 연마 유닛(300)의 구동을 제어하여 상기 웨이퍼(70)를 연마하고, 이와 함께, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)가 교대로 연마 공정이 완료된 연마 구간에 대한 알람 감지를 제어한다(단계 S120).
상기 웨이퍼(70)의 연마가 완료되면, 상기 웨이퍼(70)를 세정한다(단계 S130).
도 8은 도 4에 도시된 제1 및 제2 노즐 구동 제어부가 연마 유닛의 구동을 제어하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3, 도 4, 및 도 8을 참조하면, 먼저, 상기 제1 노즐 구동 제어부(62)는 기 설정된 상기 웨이퍼(70)의 N(단, N은 1이상의 자연수)번째 연마 구간에 대응하 는 모션 정보에 근거하여 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어한다. 이에 따라, 상기 연마 유닛(300)은 상기 모션 정보에 설정된 제1 스윙 속도로 스윙하면서 상기 N번째 연마 구간을 연마한다(단계 S121).
상기 N번째 연마 구간의 연마가 완료되면, 상기 제1 노즐 구동 제어부(62)는 상기 N번째 연마 구간에 대한 알람 감지를 제어하고, 이에 따라, 상기 N번째 연마 구간에 대한 알람 감지가 실시된다. 이와 함께, 상기 제2 노즐 구동 제어부(63)는 N+1번째 연마 구간에 대응하는 모션 정보에 근거하여 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션을 제어한다. 이에 따라, 상기 연마 유닛(300)은 상기 모션 정보 설정된 제2 스윙 속도로 스윙하면서 상기 N+1번째 연마 구간을 연마한다(단계 S123). 여기서, 상기 제1 스윙 속도와 상기 제2 스윙 속도는 서로 다를 수 있다.
상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부(62, 63)는 상기 웨이퍼(70)의 모든 연마 구간에 대한 연마가 완료될 때까지 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 교대로 상기 연마 유닛(300)의 연마 모션 및 알람 감지를 제어하며, 이전 연마 구간에 대한 알람 감지는 다음 연마 구간의 연마가 이루어지는 동안 실시된다.
이에 따라, 상기 연마 유닛(300)은 상기 웨이퍼(70)의 전체 영역에 대한 연마가 완료될 때까지 연마 동작을 연속적으로 실행되므로, 상기 기판 연마부(1000)는 상기 웨이퍼(70)의 연마 균일도를 향상시키고, 연마 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 9는 도 4에 도시된 연마 유닛의 스윙 속도를 웨이퍼의 연마 구간별로 나타낸 그래프이다.
도 4 및 도 9를 참조하면, 도 9에 도시된 그래프는 웨이퍼를 중심에서 에지까지 세 개의 연마 구간으로 나누어 구획하고, 연마 유닛(300)의 스윙 속도가 웨이퍼의 중심에서 에지로 갈수록 연마 구간 단위로 점차 증가하는 경우를 일례로한 그래프이다. 여기서, 상기 연마 유닛(300)은 상기 웨이퍼의 중심에서부터 점차 에지측으로 이동하면서 웨이퍼를 연마한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 연마 유닛(300)은 연마 구간 변경시 스윙 동작을 멈추지 않고, 이전 연마 구간에 대응하는 스윙 속도에서 다음 연마 구간에 대응하는 스윙 속도로 증가시키면선 상기 다음 연마 구간을 연마한다. 이와 같이, 연마 유닛(300)은 연마 구간의 이동과 스윙 속도의 증가를 이전 연마 구간의 연마 동작과 연결하여 연속적으로 실시하므로, 연마 균일도를 향상시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 연마 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 연마부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 지지유닛 및 용기 유닛을 구체적으로 나타낸 부분 절개 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 연마 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 연마 유닛을 나타낸 부분 절개 측면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 수직암부와 가압부를 나타낸 종단면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 기판 연마부에서 웨이퍼를 연마하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 도 4에 도시된 제1 및 제2 노즐 구동 제어부가 연마 유닛의 구동을 제어하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 도 4에 도시된 연마 유닛의 스윙 속도를 웨이퍼의 연마 구간별로 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 기판 지지부재 200 : 용기 유닛
300 : 연마 유닛 410 : 제1 처리액 공급 유닛
420 : 제2 처리액 공급 유닛 510 : 브러쉬 유닛
520 : 에어로졸 유닛 600 : 패드 컨디셔닝 유닛
1000 : 기판 연마부

Claims (12)

  1. 기판이 안착되는 기판 지지부재;
    상기 기판 지지부재의 상부에 배치되어 상기 기판 지지부재에 안착된 기판을 연마하는 연마 패드, 및 상기 연마 패드를 자전 및 스윙시키고 상기 기판 지지부재에 대한 상기 연마 패드의 상대적인 위치가 변경되도록 상기 연마 패드를 이동시키는 패드 구동부재를 구비하는 연마 유닛; 및
    상기 패드 구동부재를 제어하여 상기 연마 유닛의 연마 동작을 조절하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 기판의 상면 전체를 다수의 연마 구간으로 구획하고, 각 연마 구간에 대응하여 상기 연마 유닛의 연마 동작을 제어하는 모션 정보를 설정하며, 상기 각 연마 구간별 모션 정보에 근거하여 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 서로 교대로 상기 패드 구동부재를 제어하여 상기 연마 유닛의 연마 동작을 조절하는 제1 및 제2 노즐 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모션 정보는,
    연마 공정시, 상기 연마 패드의 자전 속도값, 상기 연마 패드가 상기 기판을 가압하는 압력값, 각 연마 구간의 위치값, 및 상기 연마 패드의 스윙 속도값을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부는,
    연마가 완료된 연마 구간의 연마량 또는 연마 균일도를 감지하는 연마 상태 감지 및 상기 기판 상에서 상기 연마 패드의 현위치를 감지하는 위치 감지를 포함하는 알람 감지를 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 서로 교대로 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패드 구동부재는,
    상기 연마 패드와 연결 결합되고, 수직 방향으로 연장되며, 그 중심축을 기준으로 회전하여 상기 연마 패드를 자전시키는 수직암부;
    상기 수직암부의 상단에 연결 결합되고, 상기 연마 패드를 스윙시키도록 스윙 가능한 스윙암부; 및
    상기 스윙암부의 일단에 연결 결합되고, 상기 스윙암부를 스윙시키기 위한 회전력을 상기 스윙암부에 제공하며, 상기 수직암부를 회전시키기 위한 회전력을 상기 스윙암부를 통해 상기 수직암부에 제공하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 원판 형상을 갖고,
    상기 제어부는 상기 기판의 중심에서부터 에지까지의 구간을 상기 다수의 연 마 구간으로 분리 구획한 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.
  6. 기판 지지부재에 기판을 안착시키는 단계;
    상기 기판 지지부재의 상부에 연마 패드를 배치시키는 단계; 및
    상기 기판 지지부재가 회전하여 상기 기판을 회전시키고, 이와 함께, 상기 연마 패드가 상기 기판을 가압하면서 스윙 및 자전하여 상기 기판을 연마하는 단계를 포함하고,
    상기 기판을 연마하는 단계는,
    제1 및 제2 노즐 구동 제어부가 상기 기판의 상면 전체를 다수의 연마 구간으로 구획하고, 각 연마 구간에 대응하여 상기 연마 패드의 연마 동작을 제어하는 모션 정보를 설정하는 단계; 및
    상기 연마 패드가 상기 각 연마 구간별 모션 정보에 따라 상기 기판을 연속적으로 연마하도록, 상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부가 상기 각 연마 구간별 모션 정보에 근거하여 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 서로 교대로 상기 연마 패드의 연마 동작, 및 연마가 완료된 연마 구간에 대한 연마 공정 오류를 감지하는 알람 감지를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 연마 패드의 연마 동작 및 알람 감지를 제어하는 단계는,
    상기 제1 노즐 구동 제어부가 N(단, N은 1 이상의 자연수)번째 연마 구간에 대응하는 모션 정보에 근거하여 상기 연마 패드의 연마 동작을 제어하고, 이에 따라 상기 연마 패드가 상기 N번째 연마 구간을 연마하는 단계; 및
    상기 제1 노즐 구동 제어부가 상기 N번째 연마 구간에 대한 알람 감지를 제어하며, 이와 함께, 상기 제2 노즐 구동 제어부가 N+1번째 연마 구간에 대응하는 모션정보에 근거하여 상기 연마 패드의 연마 동작을 제어하고, 이에 따라 상기 연마 패드가 상기 N+1번째 연마 구간을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 모션 정보는,
    연마 공정시, 상기 연마 패드의 자전 속도값, 상기 연마 패드가 상기 기판을 가압하는 압력값, 각 연마 구간의 위치값, 및 상기 연마 패드의 스윙 속도값을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 노즐 구동 제어부는 상기 연마 패드의 자전 속도값, 상기 연마 패드가 상기 기판을 가압하는 압력값, 및 상기 연마 패드의 스윙 속도값 중 적어도 어느 하나를 상기 연마 구간별로 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연마 패드의 자전 속도값, 상기 연마 패드가 상기 기판을 가압하는 압력값, 및 상기 연마 패드의 스윙 속도값 중 상기 연마 구간별로 서로 다르게 설정된 값은 상기 연마 구간들의 연마 순서에 따라 점차 증가하거나 또는 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 알람 감지는, 연마가 완료된 연마 구간의 연마량 또는 연마 균일도를 감지하는 연마 상태 감지 및 상기 기판 상에서 상기 연마 패드의 현위치를 감지하는 위치 감지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 원판 형상으로 이루어지고, 중심에서부터 에지까지의 구간이 상기 다수의 연마 구간으로 분리 구획되는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
KR1020090085062A 2009-09-09 2009-09-09 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법 KR101098368B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090085062A KR101098368B1 (ko) 2009-09-09 2009-09-09 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090085062A KR101098368B1 (ko) 2009-09-09 2009-09-09 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110027114A KR20110027114A (ko) 2011-03-16
KR101098368B1 true KR101098368B1 (ko) 2011-12-26

Family

ID=43933979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090085062A KR101098368B1 (ko) 2009-09-09 2009-09-09 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101098368B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102642236B1 (ko) 2022-04-29 2024-02-28 박인묵 안전 헬멧

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000052243A (ja) 1998-08-11 2000-02-22 Sony Corp 研磨加工装置
JP2003068687A (ja) 2001-08-22 2003-03-07 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000052243A (ja) 1998-08-11 2000-02-22 Sony Corp 研磨加工装置
JP2003068687A (ja) 2001-08-22 2003-03-07 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110027114A (ko) 2011-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101170760B1 (ko) 기판 연마 장치
KR101004435B1 (ko) 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법
KR101037634B1 (ko) 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법
KR101042321B1 (ko) 기판 연마 장치 및 방법
KR101098368B1 (ko) 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법
KR101098365B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101041451B1 (ko) 기판 지지부재, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법
KR101041452B1 (ko) 기판 지지부재, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법
KR101095039B1 (ko) 기판 연마 장치 및 방법
KR101042323B1 (ko) 연마 유닛 및 이를 갖는 기판 연마 장치
KR101086786B1 (ko) 기판 지지유닛, 및 이를 갖는 기판 연마 장치
KR101042319B1 (ko) 기판 연마 장치
KR101083778B1 (ko) 패드 컨디셔닝 유닛, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 연마 패드 재생 방법
KR101041873B1 (ko) 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법
KR101024357B1 (ko) 유체 공급 유닛, 이를 갖는 기판 처리 장치 및 이를 이용한기판 처리 방법
KR101034237B1 (ko) 연마 유닛, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판연마 방법
KR101041874B1 (ko) 연마 유닛, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판연마 방법
KR101086782B1 (ko) 연마 유닛, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판연마 방법
KR101009046B1 (ko) 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법
KR101160165B1 (ko) 기판 연마 장치
KR101034236B1 (ko) 브러쉬 유닛, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법
KR101080867B1 (ko) 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법
KR101087228B1 (ko) 연마 유닛, 이를 갖는 기판 연마 장치
KR101069848B1 (ko) 기판 지지부재, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법
KR20100060666A (ko) 기판 지지부재, 이를 갖는 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141210

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161209

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171212

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181214

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 9