KR101188579B1 - 화학 기계식 연마시스템 및 이의 기판 이송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학 기계식 연마(CMP) 시스템에 관한 것으로, 상면에 플래튼 패드가 장착되어 회전 가능하게 설치된 하나 이상의 연마 정반과; 미리 정해진 경로를 따라 설치된 코일과; 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 상기 코일과 마주보면서 이격되도록 교대로 배열되고, 연마하고자 하는 기판을 하부에 장착하는 캐리어 헤드를 구비하여 상기 경로를 따라 이동 구동되는 기판 캐리어 유닛을; 포함하여 구성되어, 기판 캐리어 유닛의 외부에 설치된 코일에 인가되는 전류의 제어를 통하여 기판 캐리어 유닛을 이동시킴에 따라, 구동력을 발생시키는 이동 구동 수단을 구비하지 않더라도 기판 캐리어 유닛을 보다 낮은 동력으로 정확하게 이동시킬 수 있으며, 이동 구동 수단에 전원을 공급하는 배선의 꼬임 현상으로부터 자유로워지므로 각각의 기판을 독립적으로 이동시킬 수 있고, 순환형 경로로 기판이 이송되어 기판의 연마 공정을 쉼없이 연속적으로 행할 수 있도록 하는 화학 기계적 연마 시스템 및 이에 사용되는 기판 이송 시스템을 제공한다.

Description

화학 기계식 연마시스템 및 이의 기판 이송 시스템{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND SUBSTRATE TRANSFER SYSTEM THEREOF}

본 발명은 화학 기계식 연마시스템 및 기판의 이송 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기판을 이송하는 데 있어서 기판이 장착된 기판 캐리어 유닛에 기판의 이송에 필요한 구동 유닛을 구비하지 않고서도 경량화된 기판 캐리어 유닛을 자유자재로 이송시킬 수 있는 화학 기계식 연마 장치의 이송 시스템 및 이를 이용한 화학 기계식 연마 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 화학 기계식 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 연마층이 구비된 반도체 제작을 위한 웨이퍼 등의 기판과 연마 정반 사이에 상대 회전 시킴으로써 기판의 표면을 연마하는 표준 공정으로 알려져 있다.

도1 내지 도3은 종래의 화학 기계식 연마시스템의 개략도이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이 화학 기계식 연마시스템은 상면에 연마용 플래튼 패드(16) 및 배킹 패드(15)를 정반 베이스(14)에 부착한 상태로 회전하는 연마 정반(10)과, 연마하고자 하는 기판을 장착한 상태로 하방(22d')으로 가압하며 회전(22d)시키는 기판 캐리어 유닛(20)과, 플래튼 패드(16)의 상면에 슬러리(30a)를 공급하는 슬러리 공급부(30)로 구성된다.

상기 연마 정반(10)은 모터(12)에 의한 회전 구동력은 동력전달용 벨트(11)를 통해 회전축(13)에 전달되어, 회전축(13)과 함께 정반 베이스(14)가 회전하며, 정반 베이스(14)의 상면에 부드러운 재질로 형성된 배킹층(backing layer, 15)과 연마용 플래튼 패드(16)가 적층된다.

상기 기판 캐리어 유닛(20)은 기판(55)을 파지하여 장착하는 캐리어 헤드(21)와, 캐리어 헤드(21)와 일체로 회전하는 회전축(22)과, 회전축(22)을 회전 구동하는 모터(23)와, 모터(23)의 회전 구동력을 회전축(22)에 전달하도록 모터축에 고정된 피니언(24) 및 회전축(22)에 고정된 기어(25)와, 회전축(22)을 회전 가능하게 수용하는 구동대(26)와, 구동대(26)를 상하로 이동시켜 플래튼 패드(16)에 기판(55)을 하방으로 가압하는 실린더(27)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 화학 기계식 연마시스템은 기판(55)이 플래튼 패드(16)의 회전 중심으로부터 이격된 위치에 하방 가압되면서 접촉하고 회전하며, 플래튼 패드(16)도 회전하면서, 연마제와 화학 물질이 포함된 슬러리를 공급하는 슬러리 공급관(30)에 의해 플래튼 패드(16)에 슬러리(30a)가 공급되면, 플래튼 패드(16)의 상면에 소정의 폭과 깊이를 갖는 X-Y 방향의 그루브 패턴에 의해 슬러리(30a)가 기판(55)과 플래튼 패드(16)의 접촉면으로 유입되면서, 기판(55)의 표면이 연마된다.

한편, 기판(55)을 플래튼 패드(16)에 하방 가압시키는 구성은 전기적 신호를 받아 유체를 작동시키는 로터리 유니온(rotary union)에 의해 이루어질 수 있으며, 이에 대한 구성은 대한민국 공개특허공보 제2004-75114호에도 잘 나타나 있다.

이와 같은 화학 기계식 연마시스템은 하나의 기판(55)을 기판 캐리어 유닛(20)의 캐리어 헤드(21)에 로딩하여 장착한 후, 플래튼 패드(16)와 접착하면서 하나씩 연마할 수도 있지만, 대한민국 공개특허공보 제2005-12586호에 나타난 바와 같이, 동시에 다수의 기판(55)을 연마하도록 구성될 수 도 있다.

즉, 도3에 도시된 바와 같이, 회전 중심(41)을 중심으로 회전 가능하게 설치되고 다수의 브랜치로 분기된 캐리어 운반기(40)를 구비하여, 캐리어 운반기(40)의 끝단(40A, 40B, 40C)에 기판 캐리어 유닛(20)이 설치되고, 기판 로딩/언로딩 유닛(K)에 의해 새로운 기판(55s, 55')이 기판 캐리어 유닛(20)에 장착시키면, 캐리어 운반기(40)가 회전하여 기판 캐리어 유닛(20)의 끝단(40A, 40B, 40C)에 장착된 다수의 기판이 각각의 연마 정반(10, 10', 10")에서 동시에 연마되도록 구성된 화학 기계식 연마시스템(1)가 사용되었다.

그러나, 도3에 도시된 종래의 화학 기계식 연마시스템(1)는 동시에 다수의 기판(55)을 다수의 연마 정반(10, 10', 10")에서 연마할 수 있지만, 캐리어 운반기(40)의 다수의 브랜치 끝단(40A, 40B, 40C)에 위치한 각각의 기판 캐리어 유닛(20)에 모터(23), 실린더(27) 또는 로터리 유니온을 구동시키기 위한 전기를 공급해야 하므로, 이를 연결하는 전기 배선이 브랜치를 따라 연장 형성됨에 따라, 캐리어 운반기(40)의 회전에 의해 전기 배선이 서로 꼬이므로, 다시 원위치로 되돌리는 동작이 필수적이어서 공정의 효율이 저하되는 문제가 있었다.

이 뿐만 아니라, 반복적으로 전기 배선이 꼬임에 따라 장기간 사용할 경우에 피로 파손될 가능성이 크므로 전기적 신호를 안정적으로 공급하지 못하여 신뢰성있는 사용을 저해하는 문제점이 야기되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기판을 이송하는 데 있어서 기판이 장착된 기판 캐리어 유닛에 기판의 이송에 필요한 구동 유닛을 구비하지 않고서도 경량화된 기판 캐리어 유닛을 자유자재로 이송시킬 수 있는 화학 기계식 연마 장치의 이송 시스템 및 이를 이용한 화학 기계식 연마 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판 캐리어 유닛을 이동시키는 데 있어서 구동 유닛을 기판 캐리어 유닛의 내부에 구비하지 않음에 따라, 기판 캐리어 유닛의 이동에 따라 이를 이동시키는 데 필요한 전기 배선의 꼬임을 근본적으로 방지할 수 있고, 기판 캐리어 유닛을 경량화하여 이동에 필요한 동력을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 2장 이상의 기판을 연속적으로 연마할 수 있도록 함에 따라 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 다수의 기판을 어느 한 방향으로만 이동시키는 제어를 가능하게 함으로써 다수의 기판을 동시에 연마시키는 공정의 효율을 향상시키는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 상면에 플래튼 패드가 장착되어 회전 가능하게 설치된 하나 이상의 연마 정반과; 미리 정해진 경로를 따라 설치된 코일과; 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 상기 코일과 마주보면서 이격되도록 교대로 배열되고, 연마하고자 하는 기판을 하부에 장착하는 캐리어 헤드를 구비하여 상기 경로를 따라 이동 구동되는 기판 캐리어 유닛을; 포함하여 구성되어, 상기 코일에 인가되는 전류 방향의 변화에 의해 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 경로를 따라 이동하는 화학 기계적 연마 장치의 기판 이송 시스템을 제공한다.

이는, 기판 캐리어 유닛에 장착된 기판을 연마하기 위하여 연마 정반을 향하여 미리 정해진 경로를 따라 이동하는 데 있어서, 기판 캐리어 유닛에 이동을 위한 모터나 전원 공급부 등의 구동 장치를 구비하지 않더라도, 기판 캐리어 유닛의 외부에 설치된 코일에 전류의 세기와 방향을 전환하면서 기판 캐리어 유닛에 배열된 한 쌍 이상의 N극 영구자석 스트립과 S극 영구자석 스트립과 자기적인 상호작용을 통해, 기판 캐리어 유닛을 미리 정해진 경로를 따라 이동시키는 것을 가능하게 하기 위함이다.

따라서, 기판 캐리어 유닛은 연마 정반의 상측으로 도달하기 위한 경로로 이동하는 데 있어서 기판 캐리어 유닛의 내부에 이동구동수단을 구비하지 않아도 되므로, 기판 캐리어 유닛은 보다 가벼운 상태가 되어 낮은 동력을 소모하면서 연마 정반 상으로 이동할 수 있게 된다. 또한, 기판 캐리어 유닛의 내부에 이동구동수단이 구비되었더라면, 이동구동수단에 전원을 공급해야 하는데, 이 전원 공급 배선이 기판 캐리어 유닛의 이동에 따라 꼬임이 발생되는 치명적인 문제가 생기는 것도 근본적으로 방지할 수 있다.

이 때, 상기 기판 캐리어 유닛이 미리 정해진 상기 경로를 따라 이동하는 데 있어서, 적어도 일부 구간에는 상기 기판 캐리어 유닛의 이동 경로를 안내하는 가이드 레일이 설치된다. 그리고, 상기 가이드레일은 상기 기판 캐리어 유닛의 양측에서 상기 기판 캐리어 유닛의 이동을 안내하여, 기판 캐리어 유닛이 상기 경로를 따라 이동하는 데 있어서 경로로부터 이탈되지 않도록 보조한다.

상기 연마 정반은 다수로 배열되며, 기판 캐리어 유닛이 이동하는 상기 경로에는 상기 다수의 연마 정반을 배열되어, 기판 캐리어 유닛에 장착되어 이동하는 기판은 하나의 연마 정반 상에서 연마 공정이 행해질 수도 있지만, 다수의 연마 정반에서 단계적으로 연마 공정이 행해질 수 있다. 이 때, 연마 정반 별로 서로 다른 슬러리가 공급되어 기판의 연마에 최적인 연마 환경에서 연마 공정이 행해질 수 있다.

한편, 상기 기판 캐리어 유닛이 이동하는 경로는 순환식 경로로 형성될 수 있다. 이는 기판 캐리어 유닛을 어느 일방향으로 이동시켜가면서 다수의 연마 정반 상에서 다수의 기판을 연속적으로 그리고 단계적으로 연마 공정을 행할 수 있도록 하는데 가장 효율적이기 때문이다.

이 때, 기판 캐리어 유닛을 상기 경로에 따라 이동 구동시키는 데 있어서, 기판 캐리어 유닛을 이동 구동시키는 동력을 전달하는 전기적 배선이 기판 캐리어 유닛에 구비되지 않음에 따라, 기판 캐리어 유닛이 일방향으로 순환하는 경로를 따라 이동하더라도 배선의 꼬임 현상 등이 전혀 발생되지 않는다. 이를 통해, 기판의 연마 공정의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 화학 기계식 연마 시스템의 구성이 단순화되어 설비의 유지보수를 용이하게 하고 부품이나 배선의 손상을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 화학 기계식 연마 장치(CMP)의 기판 이송 시스템에 있어서, 기판 캐리어 유닛이 이동하는 상기 경로는 서로 이격된 제1경로와 제2경로를 포함하고, 상기 가이드레일은 상기 제1경로를 따라 상기 기판 캐리어 유닛의 이동을 안내하는 제1가이드레일을 포함하며, 상기 기판 캐리어 유닛을 파지한 상태로 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하여, 상기 제1가이드레일에 의해 안내되는 상기 제1경로로 상기 기판 캐리어 유닛이 이동할 수 있도록 하는 캐리어 홀더를; 추가적으로 포함하여, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 서로 왕래할 수 있게 구성된다.

이는, 상기 제1경로와 상기 제2경로가 하나의 연속된 경로로 형성되지 않고 서로 분리된 경로로 형성되더라도, 캐리어 홀더의 이동에 의해 상호 분리된 제1경로와 제2경로를 기판 캐리어 유닛이 옮겨갈 수 있도록 함에 따라, 공간을 많이 차지하는 곡선 경로를 구비하지 않고서도, 기판 캐리어 유닛의 이동 경로를 순환형으로 형성하는 것을 가능하게 하기 위함이다. 이를 통해, 기계식 연마 장치의 기판 캐리어 유닛의 이송 경로를 순환형으로 하면서도 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.

또한, 기판 캐리어 유닛의 이송 경로가 하나의 연속된 경로로 형성하지 않고 서로 분리된 경로가 캐리어 홀더의 이동으로 선택적으로 연결되도록 구성됨에 따라, 기판 캐리어 유닛의 이송 경로를 다양한 형태로 자유 자재로 구성하는 것도 가능해진다. 예를 들어, 직사각형이나 정사각형 형태의 순환형 이송 경로를 형성할 수도 있고, 원주 형상이나 그 밖에 어떠한 형태의 순환형 이송 경로를 형성할 수 있게 된다. 다만, 상기 제1경로와 상기 제2경로가 서로 평행하게 배열되면, 기판을 연속적으로 연마할 수 있는 순환형 이송 경로를 형성하는 것이 까다로와지므로 바람직하지 않다.

특히, 기판 캐리어 유닛의 이송 경로를 직사각형 형태의 순환형 이송 경로로 형성하는 경우에는 확장성이 뛰어난 장점이 얻어진다. 즉, 순환형 이송경로가 하나의 루프 형태의 가이드 레일로 형성되면, 새로운 연마 정반을 추가하고자 하면, 루프 형태의 가이드 레일을 모두 해체하여 새로운 연마 정반이 순환형 이송 경로에 넣을 수 밖에 없지만, 본 발명에 따른 화학 기계식 연마 장치의 이송 시스템은 제1경로와 제2경로가 분리되어 서로 직각으로 연결하는 것이 가능하므로, 직선 형태의 경로 상에 연마 정반이 설치된 프레임을 삽입하는 것에 의해 간단히 확장될 수 있는 잇점이 얻어진다.

이를 위하여, 기판 캐리어 유닛의 이송 경로를 따라 배열된 코일은 하나의 경로에 대하여 한몸체로 형성되지 않고 분절된 형태로 배열된다. 이에 따라, 연마 정반의 수를 확장하기 위하여 연마 정반이 설치된 프레임을 삽입하는 경우에, 삽입 설치된 프레임에도 분절된 코일이 기존의 프레임에 설치된 코일과 연속하게 배열되므로, 연마 정반의 수를 확장하기가 용이해지면서 동시에 기판 캐리어 유닛의 이송에 제한을 받지 않게 된다.

상기와 같이 기판 캐리어 유닛의 이송 경로를 직사각형 형태의 순환형 이송 경로로 형성하기 위하여, 상기 제1경로는 상기 기판 캐리어 유닛이 한 방향으로 이동하도록 서로 평행하게 2열로 배열되고, 상기 제2경로는 상기 제1경로의 양 끝단 근처에 각각 형성되어 상기 2열의 제1경로의 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제2경로로 왕래할 수 있도록 배열되며, 상기 2열의 제1경로의 사이에는 상기 제1경로의 반대 방향으로 상기 기판 캐리어 유닛이 이동하여 상기 한 쌍의 제2경로와 왕래 가능하게 배열된 제3경로를 따라 설치된 제3가이드레일을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 서로 옮겨갈 수 있는 위치에 상기 캐리어 홀더가 위치하면, 상기 제1경로를 따라 형성된 제1가이드레일에 대하여 평행하게 배열되는 제2가이드레일이 상기 캐리어 홀더에 설치된다. 이를 통해, 서로 다른 방향으로 뻗어있는 제1경로와 제2경로이더라도, 기판 캐리어 유닛이 제2가이드레일과 제1가이드레일을 순차적으로 옮겨 타면서 제1경로와 제2경로를 서로 왕래하는 것이 간편해진다.

여기서, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 왕래할 수 있는 위치에 상기 캐리어 홀더가 위치한 상태에서, 상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일은 실질적으로 연속하도록 상호 배열됨으로써, 기판 캐리어 유닛이 충격없이 부드럽게 제1경로와 제2경로를 부드럽게 옮겨갈 수 있다.

한편, 캐리어 홀더에 설치된 제2가이드레일은 기판 캐리어 유닛이 제1경로와 제2경로를 상호 왕래할 때에 안내하는 역할을 하기도 하지만, 상기 기판 캐리어 유닛을 캐리어 홀더에 파지시키는 기능을 하는 것이 좋다. 예를 들어, 기판 캐리어 유닛의 양측에는 제2가이드레일을 수용하는 공간이 형성되어, 기판 캐리어 유닛이 제2가이드레일에 의해 하방으로 낙하되지 않은 파지 상태로 유지될 수 있다. 마찬가지로, 기판 캐리지 유닛의 양측에는 제2가이드레일을 수용하는 상하측 안내롤러가 고정되어, 기판 캐리어 유닛이 제2가이드레일을 타고 있는 때에는 상하측 안내 롤러에 의해 파지될 수 있다.

상기 제1경로는 직선 형태나 곡선 형태 또는 이들의 조합 형태로 배열될 수 있다. 상기 제2경로는 상기 제1경로에 대하여 대략 90도를 이루도록 배열되는 것이 화학 기계식 연마 시스템의 설비 공간을 최소화하는 측면에서 효과적이다. 다만, 제1경로와 제2경로 사이의 각도를 대략 90도로 유지함에 있어서, 5도의 편차는 허용하여도 설비 공간을 최소화하고 캐리어 홀더로부터 기판 캐리어 유닛을 왕래시키는 것이 무난하게 이루어지므로 약간의 편차는 허용할 수 있다.

그리고, 상기 기판 캐리어 유닛에 기판을 로딩하는 로딩 스테이션은 상기 제2경로 상에 위치함으로써, 제1경로에서는 기판의 연마 공정이 행해지고 제2경로에서는 기판의 로딩 및 언로딩을 행하도록 구분시킴으로써, 기판 연마 공정의 영역 관리를 보다 효율적으로 행할 수 있다.

이를 위하여, 상기 제1경로상에는 다수의 연마 정반이 위치하여 동시에 여러개의 기판을 연마시킨다. 그리고, 다수의 연마 정반 중 하나 또는 일부의 연마 정반에서 하나의 기판의 화학 기계식 연마 공정이 완료될 수도 있지만, 다수의 연마 정반을 거치면서 적어도 2개 이상의 연마 정반에서 서로 다른 슬러리가 공급되어 화학 기계식 연마 공정을 보다 완전하게 행할 수 있다.

한편, 상기 제1경로 및 제3경로를 기판 캐리어 유닛이 이동하는 데 있어서, 기판 캐리어 유닛 내에 이동을 위한 구동력을 구비하지 않더라도 기판 이송 유닛을 이동시키기 위하여, 상기 제1경로 및 제3경로를 따라 다수의 코일이 배열되고, 상기 기판 캐리어 유닛에는 상기 코일과 마주보는 이격된 위치에 N극과 S극이 교대로 배열된 영구자석이 고정된다. 이를 통해, 기판 캐리어 유닛 내에 전원을 공급하지 않더라도, 리니어 모터의 작동 원리와 마찬가지로 제1경로 및 제3경로를 따라 설치된 코일에 인가되는 전류를 조절함에 따라 상기 기판 캐리어 유닛을 상기 제1경로를 따라 이동할 수 있으므로, 기판 캐리어 유닛의 이동을 위한 동력 공급을 위한 전선의 꼬임 현상을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 캐리어 홀더에는 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 교대로 배열되고, 상기 제2경로를 따라 상기 영구자석 스트립과 서로 마주보게 코일이 설치되어, 기판 캐리어 유닛이 구동력을 발생시키는 이동구동수단을 구비하지 않고서도 상기 경로를 이동하는 것과 마찬가지로, 상기 캐리어 홀더도 역시 구동력을 발생시키는 이동구동수단을 구비하지 않고서도, 상기 제2경로를 따라 이동하는 것이 가능해진다.

그리고, 상기 기판 캐리어 유닛의 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립과 마주보는 코일이 상기 캐리어 홀더에 설치되어, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 캐리어 홀더와 상기 제1경로를 상호 왕래하도록 이동 구동되는 것도 가능해진다.

한편, 본 발명은, 미리 정해진 경로를 따라 설치된 코일과; 상면에 플래튼 패드가 회전 가능하게 설치되고, 상기 경로를 따라 하나 이상 배열된 연마 정반과; 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 상기 코일과 마주보면서 이격되도록 교대로 배열되고, 연마하고자 하는 기판을 하부에 장착하는 캐리어 헤드를 구비하여 상기 경로를 따라 이동 구동되는 기판 캐리어 유닛과; 상기 경로를 따라 상기 기판 캐리어 유닛이 이동하는 것을 안내하는 가이드 레일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 가이드레일은 상기 제1경로를 따라 상기 기판 캐리어 유닛의 이동을 안내하는 제1가이드레일을 포함하며; 상기 기판 캐리어 유닛을 파지한 상태로 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하여, 상기 제1가이드레일에 의해 안내되는 상기 제1경로로 상기 기판 캐리어 유닛이 이동할 수 있도록 하는 캐리어 홀더를; 추가적으로 포함하여, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 서로 왕래할 수 있게 구성된다.

이 때, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 왕래할 수 있는 위치에 상기 캐리어 홀더가 위치한 상태에서, 상기 제1가이드레일과 평행하게 정렬되는 제2가이드레일이 상기 캐리어 홀더에 설치되어, 캐리어 홀더에 파지되었던 기판 캐리어 유닛이 이로부터 벗어나 제1경로로 이동하거나 그 반대로 이동하는 것을 용이하게 행할 수 있다.

그리고, 상기 제2경로는 상기 제1경로의 양 끝단부에 각각 배열되고, 상기 제1경로로부터 이격된 위치에 상기 제2경로를 상호 왕래할 수 있는 제3경로가 배열되어, 상기 기판캐리어 유닛은 상기 한 쌍의 제2경로 중 하나, 상기 제1경로, 상기 제2경로 중 다른 하나, 상기 제3경로 그리고 다시 제2경로로 중 하나로 순환하도록 기판의 이송 경로가 정해질 수 있다.

이 때, 상기 제1경로는 상기 제3경로를 사이에 두고 2열로 배열되고, 상기 2열의 제1경로에서는 상기 기판 캐리어 유닛이 서로 같은 방향으로 이동하고, 상기 제3경로에서는 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로에서의 이동 방향과 반대 방향으로 이동하여, 기판 캐리어 유닛이 연마 정반 상에서 연마 공정을 행하면서 이동하는 제1경로는 서로 별개로 이동하지만, 제3경로는 2열의 제1경로를 통해 이동한 기판 캐리어 유닛이 복귀하는 하나의 경로로 사용된다.

그리고, 상기 다수의 연마 정반에 공급되는 슬러리는 적어도 2개의 연마 정반에서 서로 다른 슬러리가 사용된다. 이를 통해, 하나의 기판이 서로 다른 연마 정반에서 서로 다른 슬러리에 의한 화학적 연마 공정을 행할 수 있게 되므로, 2종류 이상의 슬러리가 반응하여 의도하지 않은 화학적 연마 공정이 행해지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 기판 캐리어 유닛에는 구동력을 발생시키는 설비(예컨대, 회전 구동 모터)가 구비되지 않고, 상기 제1경로의 상기 연마 정반 상의 정해진 위치에서 상기 기판 캐리어 유닛에 도킹되어 상기 기판을 회전시키는 회전 구동력을 전달하는 도킹 유닛을 추가적으로 포함한다. 즉, 상기 기판 캐리어 유닛은, 장착한 기판의 회전에 연동하여 회전하는 회전축과; 상기 회전축에 고정된 전달 기어를 포함하고, 상기 기판이 상기 연마 정반의 회전 중심으로부터 이격된 위치에서 연마되도록 상기 기판 캐리어 유닛에 의해 이동된 상태에서, 상기 기판 캐리어 유닛의 상기 전달 기어는 상기 도킹 유닛의 구동력이 전달되어 상기 기판을 회전 구동시킨다. 이를 통해, 기판 캐리어 유닛 내에 회전 동력원을 구비하지 않더라도, 도킹 유닛에 의해 기판 캐리어 유닛에 장착된 기판을 회전시킬 수 있으므로, 기판 캐리어 유닛에 장착된 기판의 회전 구동을 위한 전선의 꼬임 현상을 방지할 수 있다.

마찬가지로, 상기 기판 캐리어 유닛에는 로터리 유니온에 공급하는 공압을 발생시키는 설비가 구비되지 않고, 상기 제1경로의 상기 연마 정반 상의 정해진 위치에서 상기 기판 캐리어 유닛에 도킹되어 상기 로터리 유니온에 공급하는 공압을 공급하는 도킹 유닛을 추가적으로 포함한다. 여기서 공압을 공급하는 도킹 유닛과 상기 회전 동력원을 공급하는 도킹 유닛은 별개로 설치될 수도 있고, 한꺼번에 하나의 모듈로 설치될 수도 있다. 이를 통해, 기판 캐리어 유닛 내의 로터리 유니온에 공압을 공급하기 위한 공급원을 구비하지 않더라도, 도킹 유닛에 의해 기판 캐리어 유닛에 장착된 기판을 회전시킬 수 있으므로, 외부로부터 공압을 공급하기 위한 배관의 꼬임 현상을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 화학 기계식 연마 시스템은 기판 캐리어 유닛에는 이동을 위한 이동 구동원이나, 기판을 회전시키는 회전 구동원이나, 로터리 유니온에 공압을 공급하는 공압 발생원을 구비하지 않고, 단순히 동력을 전달하는 부품만을 구비한 상태에서, 외부에 배열된 코일의 전류 방향 및 세기 조절에 의하여 정해진 경로를 따라 이동하고, 도킹 유닛이 도킹한 상태에서 공압과 회전 구동력을 전달받음으로써, 기판 캐리어 유닛이 순환형 이동 경로를 따라 반복하여 순환 이동하더라도 전기 배선이나 공압 배선에 의해 꼬이는 현상이 발생되지 않는다. 즉, 기판 캐리어 유닛이 전기 배선 등에 영향을 받지 않고 서로 다르게 위치 제어되면서 독립적으로 이동할 수 있으므로, 다수의 연마 정반에 대하여 하나의 순환 경로를 구성하는 것이 가능해지며, 이에 의하여 동시에 여러개의 기판을 연마하는 것도 가능해진다.

그리고, 상기 기판 캐리어 유닛은 상기 연마 정반의 수보다 많아, 상기 연마 정반에서 기판이 연마되고 있는 동안에 연마되지 않는 기판을 장착하는 기판 캐리어 유닛을 구비하여, 상기 연마 정반에서 기판을 연마하는 동안에 연마될 기판을 기판 캐리어 유닛에 장착함으로써, 상기 연마 정반에서는 쉼 없이 지속적으로 기판을 연마할 수 있게 되므로 공정의 효율이 극대화된다.

한편, 플래튼 패드의 상면에는 연마제와 화학 물질이 포함된 슬러리를 공급하는 슬러리 공급라인을 구비된다.

상기 도킹 유닛은 상기 기판 캐리어 유닛이 연마 정반의 상측의 미리 정해진 위치에 설치될 수도 있지만, 상기 기판 캐리어 유닛이 이동 가능하게 설치되어 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 연마 정반의 상측의 미리 정해진 위치에 도달하면, 상기 기판 캐리어 유닛을 향하여 이동하여 전기적 신호를 공급하도록 접속되게 구성되는 것이, 기판 캐리어 유닛의 이동 경로를 확보할 수 있다는 측면에서 효과적이다.

그리고, 상기 기판 캐리어 유닛과 상기 도킹 유닛이 미리 정해진 위치에서 상호 위치 결정되도록 상호 맞물리는 돌기와 홈 또는 홈과 돌기가 상기 기판 캐리어 유닛과 상기 도킹 유닛에 각각 형성되어, 도킹 유닛과 기판 캐리어 유닛의 상호 접속을 정확하게 행할 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 기판을 장착한 기판 캐리어 유닛이 다수의 연마 정반을 통과하는 경로를 따라 이동하면서 상기 경로에 위치한 제1연마 정반을 포함하는 1개 이상의 연마 정반 상에서 기판을 연마하는 화학적 기계적 연마 시스템을 이용한 기판의 연마 방법으로서, 상기 기판 캐리어 유닛에 기판을 장착하는 기판장착단계와; 상기 기판 캐리어 유닛이 이동하는 경로를 따라 설치된 코일에 전류를 인가하여, 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 상기 코일과 마주보면서 이격되도록 교대로 배열된 기판 캐리어 유닛을 이동시키는 기판이동단계를; 상기 기판 캐리어 유닛을 상기 경로상의 제1연마정반 상에 위치시키는 기판위치단계와; 상기 기판 캐리어 유닛에 장착된 기판을 회전시켜 상기 제1연마정반 상에서 연마시키는 연마단계를; 포함하는 기판의 화학 기계식 연마 방법을 제공한다

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 미리 정해진 경로를 따라 코일이 프레임 등에 설치되고, 기판 캐리어 유닛의 일측에 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 상기 코일과 마주보면서 이격되도록 교대로 고정되어, 기판 캐리어 유닛의 외부에 설치된 코일에 인가되는 전류의 제어를 통하여 기판 캐리어 유닛을 이동시킴에 따라, 구동력을 발생시키는 이동 구동 수단을 구비하지 않더라도 기판 캐리어 유닛을 보다 낮은 동력으로 정확하게 이동시킬 수 있으며, 이동 구동 수단에 전원을 공급하는 배선의 꼬임 현상으로부터 자유로워지므로 각각의 기판을 독립적으로 이동시킬 수 있고, 순환형 경로로 기판이 이송되어 기판의 연마 공정을 쉼없이 연속적으로 행할 수 있도록 하는 유리한 효과가 얻어진다.

즉, 본 발명은 기판 캐리어 유닛의 내부에 구동력을 발생시키는 이동구동수단을 구비하지 않더라도, 미리 정해진 경로를 따라 독립적으로 이동시키는 것이 가능해지므로, 이동 구동 수단이 기판 캐리어 유닛의 내부에 구비되었더라면 이동 구동 수단에 공급해야 하는 전원의 공급 배선이 기판 캐리어 유닛의 이동에 따라 꼬이는 현상을 근본적으로 해결할 수 있는 장점이 얻어진다. 이에 따라, 본 발명은 배선의 꼬임 현상이 근본적으로 방지됨에 따라 장기간 동안 고장없이 신뢰성있게 설비를 유지 보수할 수 있는 장점도 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시스템의 기판 캐리어 유닛은 구동력을 발생시키는 이동 구동 수단을 기판 캐리어 유닛에 구비하도록 구성됨에 따라, 보다 경량화된 기판 캐리어 유닛을 보다 낮은 동력으로 그리고 보다 정확한 위치로 이송하는 것을 가능하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 배선의 꼬임없이 기판 캐리어 유닛을 연속적으로 이송하는 것이 가능해지므로, 2장 이상의 기판을 다수의 연마 정반 상에서 연속적으로 연마하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 다수의 기판을 어느 한 방향으로만 이동시키는 제어를 가능해지므로, 다수의 기판을 모두 한 방향으로 이동시면서 순차적으로 기판의 연마 공정을 행하여 공정의 효율을 향상시키는 잇점도 얻을 수 있다.

도1은 종래의 일반적인 화학 기계식 연마시스템의 구성을 도시한 개략도
도2는 도1의 연마 정반과 캐리어 유닛의 구성을 도시한 상세도
도3은 도1의 평면도
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계식 연마 시스템의 배치를 도시한 평면도
도5는 도4의 순환형 경로를 도시한 개략도
도6은 도4의 화학 기계식 연마 시스템으로부터 연마 정반을 제외한 구성의 저면 사시도
도7은 도4의 측면도
도8은 도7의 절단선 A-A에 따른 종단면도
도9는 도6의'X'부분의 확대 사시도
도10은 도9의 기판 캐리어 유닛의 절개 사시도
도11은 도6의 'Y'부분의 확대 사시도
도12는 도8의 'Z'부분의 확대도
도13은 도6에서 프레임을 제외한 구성을 상측에서 바라본 사시도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계식 연마시스템(100)를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계식 연마 시스템의 배치를 도시한 평면도, 도5는 도4의 순환형 경로를 도시한 개략도, 도6은 도4의 화학 기계식 연마 시스템으로부터 연마 정반을 제외한 구성의 저면 사시도, 도7은 도4의 측면도, 도8은 도7의 절단선 A-A에 따른 종단면도, 도9는 도6의'X'부분의 확대 사시도, 도10은 도9의 기판 캐리어 유닛의 절개 사시도, 도11은 도6의 'Y'부분의 확대 사시도, 도12는 도8의 'Z'부분의 확대도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계식 연마시스템(100)은, 상면에 플래튼 패드가 장착되어 회전 가능하게 프레임(10)에 고정 설치된 다수의 연마 정반(110)과, 장착된 기판(55)을 연마 정반(110) 상에서 연마시키도록 기판(55)을 하부에 장착한 상태로 이동하고 내부에 로터리 유니온(123)이 설치된 기판 캐리어 유닛(120)과, 기판 캐리어 유닛(120)을 미리 정해진 경로(130)를 따라 이동시키거나 파지하는 가이드 레일(132R, 134R, 135R, 136R)과, 기판(55)이 연마 정반(110) 상에서 회전하면서 연마할 때에 화학 연마 공정을 위하여 플래튼 패드 상에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 유닛(150)과, 슬러리 공급 유닛(150)에 의해 공급되는 슬러리가 플래튼 패드 상에서 골고루 퍼지도록 하는 컨디셔너(140)와, 상기 경로(130)에 위치한 기판 캐리어 유닛(120)에 연마 공정을 거칠 기판(55)을 공급하는 기판 로딩 유닛(160)과, 기판 캐리어 유닛(120)에 의해 이동되어 연마 정반(110) 상에서 연마 공정을 마친 기판(55)을 언로딩하는 기판 언로딩 유닛(170)과, 기판 캐리어 유닛(120)이 연마 정반(110)의 상측에 위치하면 기판 캐리어 유닛(120)의 로터리 유니온(123)에 공압을 공급하고 장착된 기판(55)을 회전구동시키는 회전 구동력을 전달하도록 기판 캐리어 유닛(120)에 도킹되는 도킹 유닛(180)으로 구성된다.

상기 연마 정반(110)은 웨이퍼 등의 기판(55)을 연마하기 위해 회전 가능하게 프레임(10', 10" ; 10)에 고정 설치되며, 최상층에는 기판(55)의 연마를 위한 플래튼 패드가 부착되고, 그 하부에는 이보다 부드러운 재질의 배킹층(backing layer)이 개재되어, 도3에 도시된 연마 정반(10)과 그 개별 구성이 동일하거나 유사하게 구성된다.

여기서, 연마 정반(110)은 서로 연속하지 않게 직선 형태로 구분되게 배열된 경로로 이루어진 순환형 경로(130) 중 제1경로(132)상에 다수개로 배열된다. 도5에 도시된 바와 같이, 제1경로(132)에서는 기판 캐리어 유닛(130)이 한 방향(왼쪽 방향)으로만 기판(55)을 이동시키면서 연마 정반(110) 상에 연마하도록 작동된다. 이와 같이, 연마될 기판(55)이 어느 한 방향으로만 일률적으로 이동하면서 기판(55)의 연마 공정이 이루어짐으로써 공정의 효율이 향상된다.

상기 컨디셔너(140)는 슬러리 공급 유닛(150)으로부터 연마 정반(110)의 플래튼 패드 상에 슬러리가 공급되면, 도면부호 140d로 표시된 방향으로 스윕(sweep) 운동을 행하여, 플래튼 패드 상의 슬러리가 골고루 넓고 균일하게 퍼지도록 한다. 이를 통해, 캐리어 헤드(121)에 장착된 기판(55)이 플래튼 패드와 접촉하며 서로 상대 회전 운동을 행하는 동안에 공급된 슬러리가 기판(55)에 균일하고 충분한 양만큼 공급될 수 있도록 한다.

상기 슬러리 공급 유닛(150)은 연마 정반(110)의 플래튼 패드 상에 슬러리를 공급하는 데, 기판(55)의 연마에 있어서 2종류 이상의 슬러리로 연마 공정을 행하고자 하는 경우에는 서로 다른 연마 정반(110)에서 연마를 행하도록 한다. 이를 위하여, 연마 정반(110)상에 공급되는 슬러리는 모두 동일한 종류로 공급되지 않으며, 기판(55)의 연마 공정에 따라 순차적으로 적당한 슬러리가 선택되어 플래튼 패드 상에 공급된다.

상기 순환형 경로(130)는 도4 내지 도6 및 도13에 도시된 바와 같이, 다수의 연마 정반(110)을 통과하는 2열의 제1경로(132)와, 2열의 제1경로(132)의 사이에 제1경로(132)와 평행하게 배열된 제3경로(134)와, 상기 제1경로(132) 및 상기 제3경로(134)의 양단부에 배열된 한 쌍의 제2경로(131,133)로 이루어진다. 여기서, 제1경로(132)는 제1가이드레일(132R)에 의해 정해지고, 제2경로(131, 133)는 고정 레일(131R, 133R)에 의해 정해지며, 제3경로(134)는 제3가이드레일(134R)에 의해 정해진다.

한편, 기판 캐리어 유닛(120)의 상측을 따라 분절 형태의 코일(90)이 배열되고, 그 양측에는 기판 캐리어 유닛(120)이 연마 정반(110)상의 미리 정해진 위치에 도달하면 장착된 기판(55)이 회전하더라도 기판 캐리어 유닛(120)이 견고하게 요동없이 제 위치로 고정되도록 선택적으로 프레임(10)에 고정하는 위치고정유닛(68)이 설치된다. 이 때, 도13에 도시된 바와 같이, 위치고정유닛(68)은 코일(90)의 양측에 돌출되어 기판 캐리어 유닛(120)이 이동할 때 기판 캐리어 유닛(120)의 요잉(yawing)방향 성분의 요동을 방지할 수 있다. 이와 유사하게, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 기판 캐리어 유닛(120)의 상측에 보조 가이드레일이 구비되고, 이 보조 가이드레일의 양측에 안내 롤러가 구비되어, 기판 캐리어 유닛(120)이 이동하거나 기판(55)의 연마 공정 중에 요잉 성분의 요동을 억제하도록 구성될 수 있다.

여기서, 각각의 경로들(131-134)은 각각 서로 연결되지 않은 형태로 배열되지만, 제2경로(131,133)에는 기판 캐리어 유닛(120)을 파지한 상태로 이동하는 캐리어 홀더(135, 136)가 각각 설치되어, 캐리어 홀더(135, 136)가 제1경로(132) 또는 제3경로(134)로 옮겨갈 수 있는 위치(P1, P2, P3, P4, P5)에 도달한 경우에만, 기판 캐리어 유닛(120)이 서로 분절된 경로(131-134)를 서로 왕래할 수 있는 연결된 상태가 된다. 즉, 기판 캐리어 유닛(120)은 제1경로(132)와 제3경로(134)에서는 단독으로 제1가이드레일(132R)과 제3가이드레일(134R)을 따라 이동하지만, 제2경로(131, 133)에서는 단독으로 고정 레일(131R, 133R)을 따라 이동하지 못하고 캐리어 홀더(135, 136)에 위치한 상태에서 캐리어 홀더(135, 136)의 이동에 의해 이동하게 된다.

이 때, 기판 캐리어 유닛(120)은 순환형 경로(130)를 이동할 때에 항상 일정한 방향을 향하는 것이 기판 캐리어 유닛(120)의 이동을 제어하는 데 보다 효과적이며, 후술하는 도킹 유닛(180)의 배열 측면에서도 유리하다. 이를 위하여, 도6에 도시된 바와 같이, 캐리어 홀더(135, 136)에는 제1경로(132) 및 제3경로(134)를 한정하는 제1가이드레일(132R) 및 제3가이드레일(134R)과 동일한 방향을 향하고 동일한 치수와 간격을 갖는 한 쌍의 제2가이드 레일(135R, 136R)이 구비된다. 따라서, 기판 캐리어 유닛(120)은 제2가이드레일(135R, 136R)에 위치한 경우에 향하는 방향이 제1가이드레일(132R) 및 제3가이드레일(134R)에 위치하고 있는 경우에 향하는 방향과 항상 일정하게 유지된다. 그리고, 제2가이드레일(135R, 136R)이 제1가이드레일(132R) 및 제3가이드레일(134R)과 동일한 치수와 간격으로 형성됨에 따라, 제1경로(132) 및 제3경로(134)로부터 제2경로(131, 133)로 서로 왕래하는 것이 충격없이 원활하게 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 화학 기계식 연마 장치의 운반 시스템은 제1경로(132) 및 제3경로(134)의 양단에 이들에 대하여 이격되어 수직으로 배열된 제2경로(131, 133)가 분리된 상태로 있지만, 캐리어 홀더(135, 136)에 의해 선택적으로 연결되는 것에 의하여, 순환형 경로(130)의 방향 전환 부위를 뾰족한 꼭지점 경로에서도 기판 캐리어 유닛(120)을 이동시킬 수 있으므로, 순환형 경로(130)를 직사각형, 삼각형 등으로 배열하는 것이 가능해진다. 따라서, 도7에 도시된 바와 같이, 제3경로(134)를 안내하는 제3가이드레일(134R)은 제1경로(132)를 안내하는 제1가이드레일(132R)과 간격없이 밀착 배열될 수 있다. 즉, 기판 캐리어 유닛(120)의 경로를 콤팩트하게 밀착 제작하는 것이 가능해진다.

한편, 본 발명에 따른 화학 기계식 연마 장치는 캐리어 홀더(135,136)를 구비한 배열로 인하여 직사각형으로 배열하는 것이 가능하여 콤팩트한 설비로 구현하는 것을 가능하게 할 뿐만 아니라, 도4에 도시된 바와 같이, 기존의 설비에 연마 정반(110)과 제1가이드레일(132R) 및 제3가이드레일(134R) 등이 설치된 프레임(10")을 기존의 프레임(10') 사이에 끼워 넣거나 빼기만 하면, 간단히 연마 정반의 수를 늘리거나 줄일 수 있는 장점을 얻을 수 있다. 이와 유사하게, 도5에 도시된 구성에 대하여 제1경로(132) 및 제3경로(134)를 선택적으로 아래 또는 위쪽으로 추가 설치하는 것에 의해서도 간단히 연마 정반의 수를 조절할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 화학 기계식 연마 장치는 생산 계획에 따라 연마 설비를 쉽게 확장할 수 있다.

이를 위하여, 기판 캐리어 유닛(120)의 이송 경로를 따라, 특히 연마 정반(110)이 다수 위치한 제1경로(132)와 제3경로(134)를 따라 배열된 코일(90)은 하나의 경로에 대하여 한몸체로 형성되지 않고 분절된 형태로 배열된다. 이에 따라, 화학 기계식 연마 시스템(100)의 연마 정반(110)의 수를 늘리고자 하는 경우에, 연마 정반(110)과 분절 형태의 코일(90)이 설치된 프레임 모듈을 삽입하는 것에 의하여, 기판 캐리어 유닛(120)이 새로 삽입 설치된 프레임의 분절 코일(90)과 기존의 프레임의 분절 코일(90)을 연속하여 이동할 수 있게 되므로, 연마 정반의 수를 확장하는 것이 매우 용이해지고, 각 프레임을 모듈 단위로 제작할 수 있게 되는 장점을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 캐리어 홀더(135, 136)의 제2가이드레일(135R, 136R)은 반드시 제1경로(132)의 제1가이드레일(132R)이나 제3경로(134)의 제3가이드레일(134R)과 동일한 치수와 폭으로 형성되지 않을 수 있다. 기판 캐리어 유닛(120)이 제1경로(132) 및 제3경로(134)와 제2경로(132)를 왕래하는 것은 제2가이드레일(135R, 136R) 경로가 정렬되면 충분하므로, 반드시 가이드레일(132R, 134R: 135R, 136R)36치수나 폭이 동일할 필요는 없기 때문이다.

상기 기판 캐리어 유닛(120)은 다양한 구성 부품(123-127)을 케이싱(122) 내에 고정한 상태로 경로(130)을 따라 이동하도록 제어되며, 다수의 기판 캐리어 유닛(120)은 상호 독립적으로 이동 제어된다. 참고로, 도4에서는 기판 캐리어 유닛(120)을 '조밀하게 밀집된 수직선'으로 표시되어 있다.

그리고, 기판 캐리어 유닛(120)이 순환 경로(130)를 따라 도면부호 120d로 표시된 방향으로 이동하는 과정에서, 기판 캐리어 유닛(120)의 양측에 직선 형태로 배열된 가이드 레일(132R, 133R, 134R, 135R, 136R)을 따라 타고 이동하므로, 기판 캐리어 유닛(120)은 항상 일정한 방향을 바라보는 자세가 유지되어 이동 중에 회전 운동(rotational movement)은 행해지지 않으며 이동 운동(translational movement)만 행하게 된다.

각각의 기판 캐리어 유닛(120)은 도10에 도시된 바와 같이 기판(55)을 파지하는 캐리어 헤드(121)와, 기판(55)의 회전을 허용하면서 기판(55)의 판면 방향으로 가압하는 로터리 유니온(123)과, 도킹 유닛(180)으로부터 회전 구동력을 전달받는 피구동 중공회전축(124)과, 피구동 중공회전축(124)에 전달되는 회전 구동력을 전달하도록 축, 기어 등으로 이루어진 동력 전달 요소들(125)과, 동력 전달 요소(125)에 의해 전달된 회전 구동력에 의해 캐리어 헤드(121)를 회전 구동시키도록 캐리어 헤드(121)의 회전축 상에 설치된 피동 기어(126)와, 기판 캐리어 유닛(120)이 양측의 상,하부에 각각 회전 가능하게 설치되어 그 사이 공간에 가이드 레일(132R, 134R, 135R, 136R)을 수용하는 안내 롤러(127)와, 리니어 모터의 원리로 기판 캐리어 유닛(120)이 이동되도록 상면에 N극 영구자석(128N)과 S극 영구자석(128S)이 교대로 배열된 영구자석 스트립(128)으로 구성된다.

여기서, 로터리 유니온(123)은 대한민국 공개특허공보 제2004-75114호에 나타난 구성 및 작용과 유사하게 구성된다.

한편, 프레임(10)에는 제1경로(132)의 제1가이드레일(132R)과 제3경로(134)의 제3가이드레일(134R)과 제2경로(131, 133)의 고정 레일(131R, 133R)이 고정된다. 이 때, 제1가이드레일(132R)과 제3가이드레일(134R)은 프레임으로부터 하방으로 연장된 브라켓(30G)에 의해 연결 고정된다.

그리고, 기판 캐리어 유닛(120)이 제1경로(132) 및 제3경로(134)를 따라 이동할 수 있도록, 도12에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어 유닛(120)의 케이스(122)의 상측에 형성된 영구자석 스트립(128)과 이격된 위치에 코일(90)이 경로(132, 133)의 방향을 따라 배열되어, 외부 전원(88)으로부터 프레임(10)에 고정된 코일(90)로 인가되는 전류의 세기와 방향을 조절함으로써, 프레임(10)에 고정된 코일(90)과 기판 캐리어 유닛(120)에 고정된 영구자석 스트립(128S, 128N; 128)과의 상호 작용에 의하여, 리니어 모터의 작동 원리와 유사하게 기판 캐리어 유닛(120)은 제1경로(132) 및 제3경로(134)를 따라 가이드레일(132R, 134R)에 의해 안내되면서 이동한다. 그리고, 기판 캐리어 유닛(120)을 파지하는 캐리어 홀더(135, 136)가 제2경로(131, 133)을 따라 이동할 수 있도록, 캐리어 홀더(135, 136)의 상측에 배열된 영구자석 스트립(미도시)과 이격된 위치에 코일(90)이 배열되어, 코일(90)에 인가되는 전류의 세기와 방향을 조절함으로써 코일(90)과 영구자석 스트립과의 상호 작용에 의하여 리니어 모터의 작동 원리로 캐리어 홀더(135, 136)는 제2경로(131, 133)를 따라 고정 레일(131R, 133R)에 의해 안내되면서 이동한다.

마찬가지로, 도11에 도시된 바와 같이, 캐리어 홀더(135, 136)와 제1경로(132) 및 제3경로(134)로 상호 왕래할 수 있도록, 캐리어 홀더(135, 136)의 상측에도 코일(90)이 배열되어, 기판 캐리어 유닛(120)의 상측에 배열된 영구자석 스트립(128)과의 상호작용으로 캐리어 홀더(135, 136)의 바깥으로 이동할 수도 있고 캐리어 홀더(135, 136)의 내부로 이동할 수도 있다.

기판 캐리어 유닛(120)의 상측 안내 롤러(127U)와 하측 안내 롤러(127L)의 사이에 수용되는 가이드 레일(132R, 134R, 135R, 136R)에는, 도9에 도시된 바와 같이, 보다 정숙한 이동을 구현하기 위하여 안내 롤러(127U, 127L; 127)와 접촉하는 가이드 레일(132R, 134R, 135R, 136R)의 끝단부에는 고무 재질의 방음 레일(G, G')이 부착된다.

이와 같이, 기판 캐리어 유닛(120)에 장착된 기판(55)을 연마하기 위하여 연마 정반을 향하여 미리 정해진 경로(130)를 따라 이동하는 데 있어서, 기판 캐리어 유닛(120)에 이동을 위한 모터나 전원 공급부(88) 등의 구동 장치를 구비하지 않더라도, 기판 캐리어 유닛(120)의 외부에 설치된 코일(90)에 외부 전원(88)으로부터 인가되는 전류의 세기와 방향을 조절하면서 기판 캐리어 유닛(120)에 배열된 다수 쌍의 N극 영구자석 스트립(128N)과 S극 영구자석 스트립(128S)과 자기적인 상호작용을 통하여 기판 캐리어 유닛(120)을 상기 경로(130)를 따라 이동시킬 수 있게 된다.

즉, 기판 캐리어 유닛(120)은 연마 정반(110)의 상측으로 도달하고 이로부터 다시 기판 언로딩 유닛(170)으로 이송하기 위한 경로(130)를 따라 이동하는 데 있어서, 기판 캐리어 유닛(120)의 내부에 이동구동수단을 구비하지 않으므로, 기판 캐리어 유닛(120)은 보다 가벼운 상태가 되어 낮은 동력을 소모하면서 보다 용이한 위치 제어를 통해 연마 정반 상의 미리 정해진 위치로 이동시킬 수 있게 된다.

또한, 기판 캐리어 유닛(120)의 내부에 이동구동수단이 구비되었더라면, 이동구동수단에 전원을 공급해야 하는데, 이 전원 공급 배선이 기판 캐리어 유닛의 이동에 따라 꼬임이 발생되는 치명적인 문제가 생기는 것도 근본적으로 방지할 수 있다.

상기 도킹 유닛(180)은 도9에 도시된 바와 같이 프레임(10)에 고정 설치되어, 기판 캐리어 유닛(120)이 미리 정해진 위치에 도달한 것이 감지되면, 기판 캐리어 유닛(120)에 도킹되어 기판(55)을 회전 구동하는 회전 구동력과 로터리 유니온(123)이 필요로 하는 공압을 공급한다. 이를 위하여, 도킹 유닛(180)은 기판 캐리어 유닛(120)에 접근하여 도킹하거나 멀어져 도킹 상태를 해제하는 것을 구동하는 도킹 모터(181)와, 도킹 모터(181)에 의해 회전하는 리드 스크류(182)와, 리드 스크류(182)와 맞물리는 암나사부를 구비하고 회전이 억제되도록 설치되어 리드 스크류(182)의 회전에 따라 도면부호 185d로 표시된 방향으로 이동하는 이동 블록(183)과, 이동 블록(183)과 결합되어 이동 블록(183)의 이동과 일체로 이동하는 지지 몸체(184)와, 지지 몸체(184)에 고정되어 회전 구동력을 발생시키는 회전 구동 모터(185)와, 회전 구동 모터(185)의 회전에 연동하여 함께 회전하는 커플링축(186)과, 기판 캐리어 유닛(120)의 로터리 유니온(123)에 공압 공급관(187a)을 통해 공압을 전달하도록 지지 몸체(184)와 함께 이동하도록 연결 설치된 다수의 공압 접속구(187)로 구성된다.

도9에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어 유닛(120)에는 회전 구동력을 발생시키거나 공압을 발생시키는 구동원이 구비되지 않았으므로, 기판 캐리어 유닛(120)에 장착된 기판(55)의 연마 공정을 진행하기 위해서는 이들 구동력 및 공압을 공급받아야 한다. 따라서, 기판 캐리어 유닛(120)에 장착된 기판(55)이 연마 정반(110)의 미리 정해진 상측 위치에 도달하면, 연마 정반(110)이 상방으로 이동하여 연마 정반(110)의 플래튼 패드와 기판(55)이 접촉한 상태가 된다.

그리고, 도킹 유닛(180)의 도킹 모터(181)가 정방향으로 회전하면, 리드 스크류(182)의 회전에 따라 회전이 구속된 이동 블록(183)은 기판 캐리어 유닛(120)을 향하여 이동하고, 이동 블록(183)의 이동에 따라 지지 몸체(183) 및 이에 결합된 회전 구동 모터(185) 및 커플링축(186)이 함께 기판 캐리어 유닛(120)을 항햐여 이동하여, 커플링 축(186)은 피구동 중공회전축(124)의 내부에 소정의 간격을 두고 수용되고, 공압 접속구(187)는 기판 캐리어 유닛의 공압 수용구(123X)에 끼워지는 도킹 상태가 된다.

여기서, 커플링 축(186)의 외주면에는 N극 영구자석과 S극 영구자석이 교대로 대략 6개 내지 12개씩 배열되고, 피구동 중공회전축(124)의 내주면에도 N극 영구자석과 S극 영구자석이 교대로 대략 6개 내지 12개씩 배열된다. 따라서, 커플링 축(186)이 회전하면, 피구동 중공회전축(124)의 내주면에 배열된 영구자석과 커플링 축(186)의 외주면에 배열된 영구자석의 자기력의 상호 작용에 의하여, 피구동 중공회전축(124)에 회전 구동력이 전달되어 함께 회전된다. 즉, 외주면에 N극 영구자석과 S극 영구자석이 교대로 번갈아가며 배열된 커플링 축(186)과 내주면에 N극 영구자석과 S극 영구자석이 교대로 번갈아가며 배열된 피구동 중공회전축(124)이 마그네틱 커플링을 이루면서, 회전 구동 모터(185)에 의해 발생된 회전 구동력을 기판 캐리어 유닛(120)으로 전달하게 되는 것이다. 기판 캐리어 유닛(120)으로 전달된 회전 구동력은 피구동 중공회전축(124)과 함께 회전하는 피니언(125a)과, 웜 기어 박스(125w)를 거쳐 전달 기어(125b)에 전달되어, 기판(55)을 장착한 캐리어 헤드(121)가 회전 구동된다.

이와 같이, 회전 구동 모터(185)의 회전 구동력을 기판 캐리어 유닛(120)에 전달하는 데 있어서 마그네틱 커플링(124, 186)을 이용하는 것을 통해, 기판 캐리어 유닛(120)이 미리 정해진 위치에 엄격하게 일치하지 않고 약간의 위치 오차가 있더라도, 비접촉 형태의 마그네틱 커플링(124, 186)을 통해 회전 구동력이 전달되므로, 기판 캐리어 유닛(120)의 위치 제어를 보다 용이하게 할 수 있고, 기판 캐리어 유닛(120)의 바깥에서 생성된 회전 구동력을 기판 캐리어 유닛(120)의 내부로 안정되게 전달할 수 있는 장점이 얻어진다.

한편, 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기 기판 캐리어 유닛(120)에는 구동 모터가 구비되고, 도킹 유닛(180)이 기판 캐리어 유닛(120)에 도킹된 상태에서 회전 구동력을 전달하지 않고, 전원이나 제어 신호 등의 전기적 신호만을 공급해줄 수도 있다. 이를 통해서도 전기적 배선의 꼬임 현상을 방지할 수 있다.

이와 동시에, 도킹 유닛(180)의 공압 접속구(187)가 기판 캐리어 유닛(120)의 공압 수용구(123X)에 각각 끼워지면, (도면에는 기판 캐리어 유닛(120) 내부의 공압 전달튜브가 도시되지 않았지만) 공압 공급관(187a)을 통해 공압이 로터리 유니온(123)의 다수의 수압구(123a)로 각각 공급된다. 도9에 도시된 바와 같이, 로터리 유니온(123)에는 높123온(1공압이 각각 공급되어야 하므로, 공압 공급관(187a)과 공압 접속구(187)는 공압 수용구(123X)의 수만큼 많은 수가 한꺼번에 접속되어, 외부로부터의 공압이 로터리 유니온(123)으로 공급된다.

그리고, 기판 캐리어 유닛(120)이 정해진 위치에서 장착한 기판(55)의 연마 공정을 모두 마쳤으면, 도킹 모터(181)는 반대 방향으로 회전 구동되어 도킹 유닛(180)과 기판 캐리어 유닛(120)과의 도킹 상태가 해제된다. 그리고 나서 기판 캐리어 유닛(120)은 그 다음 연마 공정을 행할 연마 정반으로 이동하거나, 모든 연마 공정이 종료되었으면 제2경로(133), 제3경로(134)를 거쳐 제2경로(131)의 기판 언로딩 유닛(170)으로 이동된다.

이하 도5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계식 연마 장치의 기판 운반 시스템의 작동 원리를 상술한다.

단계 1: 먼저, 기판 캐리어 유닛(120)이 캐리어 홀더(135)에 위치한 상태로 기판 로딩 유닛(160)에서 기판(55)을 로딩받은 후, 캐리어 홀더(135)의 상측 코일에 인가되는 전류를 조절하여 캐리어 홀더(135)가 제2경로(131)를 한정하는 고정 레일(131R)을 따라 P1위치에 도달하도록 이동시킨다. 이 때, 제2경로(131)을 따라 설치된 코일(90)에 전류가 방향 전환되면서 인가되어, 캐리어 홀더(130)의 상측에 교대로 배열된 N극 영구자석 스트립(미도시)과 S극 영구자석 스트립(미도시)과 상호작용하면서, 캐리어 홀더(130)는 이동에 필요한 전기 배선이 연결되지 않은 상태로 P1위치에 도달한다.

P1위치에서는, 캐리어 홀더(135)에 설치된 제2가이드레일(135R)이 실질적으로 제1경로(132)의 제1가이드레일(132R)과 연속하도록 배열되어, 제2경로(131)로부터 제1경로(132)에 충격없이 매끄럽게 옮겨갈 수 있게 된다.

단계 2: 캐리어 홀더(135)의 상측에 설치된 코일(90)에 흐르는 전류를 조절하여, 캐리어 홀더(135)에 위치하였던 기판 캐리어 유닛(120)을 리니어 모터 방식으로 이동시켜, 제2경로(131)로부터 도면부호 120d1으로 표시된 방향으로 옮겨가 제1경로(132)에 이르게 된다. 그리고 나서, 첫 번째로 연마 공정을 행할 제1연마 정반(I)으로 이동하여 P2위치에 도달한다.

기판 캐리어 유닛(120)이 제1연마 정반(I)에 도달한 것이 감지되면, 도킹 유닛(180)의 도킹 모터(181)의 작동으로, 기판 캐리지 유닛(120)에는 도킹 유닛(180)의 회전 구동 모터(185)의 회전 구동력이 전달될 수 있는 상태가 되고, 동시에 도킹 유닛(180)의 공압이 로터리 유니온(123)에 공급되어 기판(55)을 플래튼 패드를 향하여 하방 가압할 수 있는 상태가 된다. 그리고, 로터리 유니온(123)에 공압이 공급되면, 로터리 유니온(120)의 내부 챔버가 팽창하면서 캐리어 헤드(121)에 장착된 기판(55)이 하방으로 이동하면서 기판(55)이 플래튼 패드(111)에 접촉한 상태가 된다. 그리고 나서, 도킹 유닛(180)으로부터 회전 구동력이 전달되어 기판(55)을 회전 구동함으로써, 기판 캐리어 유닛(120)에 장착된 기판에 대하여 화학 기계식 연마 공정을 수행할 수 있게 된다. 즉, 기판 캐리어 유닛(120) 내에는 기판(55)을 회전시킬 수 있는 구동원과 로터리 유니온(123)에 공압을 공급할 공급원이 없었지만, 도킹 유닛(180)의 도킹에 의하여 제1연마정반(I)에서 장착한 기판(55)의 화학 기계식 연마 공정을 수행하게 된다.

연마 공정을 수행한 후 기판 캐리어 유닛이 이동하더라도, 기판 캐리어 유닛에 설치된 체크 밸브로 로터리 유니온의 공압상태를 부압상태로 일정하게 유지시킬 수 있으므로, 로터리 유니온의 공압으로 기판을 장착한 상태로 유지하는 것이 가능하다.

단계 3: 기판의 종류에 따라 제1연마정반(I), 제2연마정반(II), 제3연마정반(III)... 중 하나 또는 다수의 연마 정반 상에서 연마 공정을 행한다. 한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 연마 정반(110)에서 연마하고 있는 기판 캐리어 유닛(120) 이외에 대기중인 기판 캐리어 유닛이 준비되어, 연마 정반(110)에서의 연마 효율을 향상시킬 수 있다.

단계 4: 그리고나서, 기판(55)의 연마 공정이 종료되면, 기판 캐리어 유닛(120)은 제1경로(132) 상의 코일(90)의 전류 제어를 통해 P3위치로 이동시킨다. 기판 캐리어 유닛(120)이 P3 위치에 도달하면, 제2경로(133)의 캐리어 홀더(136)가 P4위치로 이동하여, 캐리어 홀더(136)의 제2가이드레일(136R)이 제1경로(132)의 제1가이드레일(132R)과 연속 배열되도록 한다. 이에 따라, 제1경로(132)의 기판 캐리어 유닛(120)은 120d2로 표시된 방향으로 제2경로(133)로 원활하게 옮겨 올수 있게 된다.

그 다음, 기판 캐리어 유닛(120)을 수용하고 있는 캐리어 홀더(136)는 136d로 표시된 방향으로 이동하여, 제3경로(134)의 제3가이드레일(134R)과 캐리어 홀더(136)의 제2가이드레일(136R)이 서로 연속 배열되도록 한다.

단계 5: 그 다음, 상측 제1경로(132)에서 연마 공정을 행한 기판 캐리어 유닛(120)과 하측 제1경로(132)에서 연마 공정을 행한 기판 캐리어 유닛(120)은 모두 제3경로(134)를 통해 기판을 배출시킨다. 이를 위하여, 제2경로(133)상의 기판 캐리어 유닛(120)은 20d4 방향으로 이동하여 제3경로(134)로 이동한 후, 제3경로(134)를 따라 P6위치까지 이동한다.

기판 캐리어 유닛(120)이 P6 위치에 도달하면, 제2경로(131)의 캐리어 홀더(135)가 이에 연속하는 P7위치로 이동하여, 캐리어 홀더(135)의 제2가이드레일(135R)이 제3경로(134)의 제3가이드레일(134R)과 연속 배열되도록 한다. 이에 따라, 제3경로(134)의 기판 캐리어 유닛(120)은 120d5로 표시된 방향으로 제2경로(133)로 원활하게 옮겨 올수 있게 된다.

단계 6: 그리고 나서, 제2경로(131)의 캐리어 홀더(135)에 수용된 기판 캐리어 유닛(120)은 기판 언로딩 유닛(170)으로 이동되어, 연마 공정이 종료된 기판을 배출한다. 그리고, 단계 1 내지 단계 6을 반복한다.

이상과 같이, 기판 캐리어 유닛(120)은 미리 정해진 경로(130)를 따라 이동하는 데 있어서 그 내부에 이동에 필요한 동력을 발생시키는 동력 발생원을 구비하지 않고, 외부의 프레임(10)에 고정된 코일(90)에 인가되는 전류를 조절하면서 이동하도록 구성되므로, 기판 캐리어 유닛(120)의 내부에 이동구동수단이 구비되었더라면 이동구동수단에 전원을 공급하는 전원 공급 배선이 기판 캐리어 유닛의 이동에 따라 꼬이게 되는 문제점을 근본적으로 해결하였으며, 이동구동수단을 구비하지 않음에 따라 중량이 가벼워진 기판 캐리어 유닛(120)은 보다 낮은 동력으로 보다 정확한 위치 제어를 할 수 있게 되는 유리한 효과가 얻어진다.

이와 동시에, 본 발명에 따른 시스템은 전기적 신호와 공압이 필요한 기판(55)의 연마 공정에서만 도킹 유닛(140)과 도킹되어 전기적 신호 또는 회전 구동력 및 로터리 유니온(123)의 구동에 필요한 공압을 전달받으므로, 전기 배선이나 공압 공급관(183a)의 꼬임이 발생하지 않으면서 경로(130)을 따라 자유롭게 이동할 수 있게 되는 장점을 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: 화학 기계식 연마시스템 110: 연마 정반
120: 기판 캐리어 유닛 130: 순환 경로
132: 제1경로 131, 133: 제2경로
134: 제3경로 180: 도킹 유닛

Claims (31)

1. 상면에 플래튼 패드가 장착되어 회전 가능하게 설치된 하나 이상의 연마 정반과;
   연마하고자 하는 기판이 상기 하나 이상의 연마 정반의 상부에 위치시키는 경로를 따라 설치된 코일과;
   한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 상기 코일과 마주보면서 이격되도록 교대로 배열되고, 상기 기판을 하부에 장착하는 캐리어 헤드를 구비하여, 상기 코일에 인가되는 전류 방향의 변화에 의해 상기 경로를 따라 이동 구동되는 기판 캐리어 유닛과;
   상기 기판 캐리어 유닛이 상기 경로 중 일부 이상 만큼 이동하는 것을 안내하는 가이드 레일을;
   포함하여 구성되고, 상기 경로는 서로 이격된 제1경로와 제2경로를 포함하고, 상기 가이드레일은 상기 제1경로를 따라 상기 기판 캐리어 유닛의 이동을 안내하는 제1가이드레일을 포함하며,
   상기 기판 캐리어 유닛을 파지한 상태로 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하여, 상기 제1가이드레일에 의해 안내되는 상기 제1경로로 상기 기판 캐리어 유닛이 이동할 수 있도록 하는 캐리어 홀더를;
   포함하여 구성되어, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 서로 왕래할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드레일은 상기 기판 캐리어 유닛의 양측에서 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 경로에 따라 이동하는 것을 안내하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 연마 정반은 다수이고, 상기 경로는 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 다수의 연마 정반을 통과하도록 배열된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 경로는 순환식 경로인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 캐리어 홀더에는 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 교대로 배열되고, 상기 제2경로를 따라 상기 영구자석 스트립과 서로 마주보게 코일이 설치되어 상기 캐리어 홀더가 상기 제2경로를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 기판 캐리어 유닛의 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립과 마주보는 코일이 상기 캐리어 홀더에 설치되어, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 캐리어 홀더와 상기 제1경로를 상호 왕래하도록 이동 구동되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 왕래할 수 있는 위치에 상기 캐리어 홀더가 위치한 상태에서, 상기 제1가이드레일과 평행하게 정렬되는 제2가이드레일이 상기 캐리어 홀더에 설치된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 캐리어 홀더는 상기 제2가이드레일에 의해 상기 기판 캐리어 유닛을 파지하는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
9. 제 7항에 있어서,
   상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 왕래할 수 있는 위치에 상기 캐리어 홀더가 위치한 상태에서, 상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일은 연속하도록 상호 배열되는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 장치의 기판 이송 시스템.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1가이드레일은 상기 기판 캐리어 유닛을 양측에서 안내하고, 상기 기판 캐리어 유닛은 상기 제1가이드레일의 상측과 하측에 접촉하는 안내롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 장치의 기판 이송 시스템.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 기판 캐리어 유닛을 상측에서 안내하는 제1보조가이드레일을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 장치의 기판 이송 시스템.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 코일은 분절 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 장치의 기판 이송 시스템.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 제2경로는 상기 제1경로의 양 끝단부에 각각 배열되고, 상기 제1경로로부터 이격된 위치에 상기 제2경로를 상호 왕래할 수 있는 제3경로가 배열되어, 상기 기판캐리어 유닛은 상기 한 쌍의 제2경로 중 하나, 상기 제1경로, 상기 제2경로 중 다른 하나, 상기 제3경로로 순환할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 장치의 기판 이송 시스템.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1경로와 상기 제3경로상에 배열된 상기 코일은 분절 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 장치의 기판 이송 시스템.
    
15. 제 1항에 있어서,
    상기 캐리어 홀더의 이동을 안내하도록 상기 제2경로를 따라 배열된 고정 레일을 추가적으로 포함하는 화학 기계식 연마 장치의 기판 이송 시스템.
    
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18. 상면에 플래튼 패드가 장착되어 회전 가능하게 설치된 하나 이상의 연마 정반과;
    연마하고자 하는 기판이 상기 하나 이상의 연마 정반의 상부에 위치시키는 경로를 따라 설치된 코일과;
    한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립이 상기 코일과 마주보면서 이격되도록 교대로 배열되고, 연마하고자 하는 기판을 하부에 장착하는 캐리어 헤드를 구비하여 상기 경로를 따라 이동 구동되는 기판 캐리어 유닛과;
    상기 경로를 따라 상기 기판 캐리어 유닛이 이동하는 것을 안내하는 가이드 레일을;
    포함하고,
    상기 경로는 서로 이격된 제1경로와 제2경로를 포함하고,
    상기 가이드레일은 상기 제1경로를 따라 상기 기판 캐리어 유닛의 이동을 안내하는 제1가이드레일을 포함하며,
    상기 기판 캐리어 유닛을 파지한 상태로 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하여, 상기 제1가이드레일에 의해 안내되는 상기 제1경로로 상기 기판 캐리어 유닛이 이동할 수 있도록 하는 캐리어 홀더를;
    포함하여 구성되어, 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 서로 왕래할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템.
    
19. 제 18항에 있어서,
    상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 왕래할 수 있는 위치에 상기 캐리어 홀더가 위치한 상태에서, 상기 제1가이드레일과 평행하게 정렬되는 제2가이드레일이 상기 캐리어 홀더에 설치된 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
20. 제 18항에 있어서,
    상기 캐리어 홀더에는 상기 기판 캐리어 유닛의 한 쌍 이상의 N극의 영구자석 스트립과 S극의 영구자석 스트립과 마주보도록 배열된 코일이 설치된 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
21. 제 19항에 있어서,
    상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로와 상기 제2경로를 왕래할 수 있는 위치에 상기 캐리어 홀더가 위치한 상태에서, 상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일은 연속하도록 상호 배열되는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
22. 제 19항에 있어서,
    상기 제1가이드레일은 상기 기판 캐리어 유닛의 양측에 배열되어 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 안내하고, 상기 기판 캐리어 유닛의 양측면에는 상기 제1가이드레일의 상측과 하측에 안내 롤러를 설치된 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
23. 제 18항에 있어서,
    상기 캐리어 홀더의 이동을 안내하도록 상기 제2경로를 따라 배열된 고정 레일을 추가적으로 포함하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
24. 제 18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2경로는 상기 제1경로의 양 끝단부에 각각 배열되고, 상기 제1경로로부터 이격된 위치에 상기 제2경로를 상호 왕래할 수 있는 제3경로가 배열되어, 상기 기판캐리어 유닛은 상기 한 쌍의 제2경로 중 하나, 상기 제1경로, 상기 제2경로 중 다른 하나, 상기 제3경로로 순환할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
25. 제 24항에 있어서,
    상기 제1경로 및 상기 제3경로에 배열된 코일은 분절 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
26. 제 24항에 있어서,
    상기 제1경로는 상기 제3경로를 사이에 두고 2열로 배열되고, 상기 2열의 제1경로에서는 상기 기판 캐리어 유닛이 서로 같은 방향으로 이동하고, 상기 제3경로에서는 상기 기판 캐리어 유닛이 상기 제1경로에서의 이동 방향과 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
27. 제 18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 캐리어 유닛에는 구동력을 발생시키는 설비가 구비되지 않고, 상기 제1경로의 상기 연마 정반 상의 정해진 위치에서 상기 기판 캐리어 유닛에 도킹되어 상기 기판을 회전시키는 회전 구동력을 전달하는 도킹 유닛을;
    추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
    
28. 제 18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 캐리어 유닛에는 로터리 유니온에 공급하는 공압을 발생시키는 설비가 구비되지 않고, 상기 제1경로의 상기 연마 정반 상의 정해진 위치에서 상기 기판 캐리어 유닛에 도킹되어 상기 로터리 유니온에 공급하는 공압을 공급하는 도킹 유닛을;
    추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계식 연마 시스템.
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