KR101539335B1 - 씨엠피장치용 패드컨디셔너 - Google Patents

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KR101539335B1
KR101539335B1 KR1020150037310A KR20150037310A KR101539335B1 KR 101539335 B1 KR101539335 B1 KR 101539335B1 KR 1020150037310 A KR1020150037310 A KR 1020150037310A KR 20150037310 A KR20150037310 A KR 20150037310A KR 101539335 B1 KR101539335 B1 KR 101539335B1
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김오수
박선일
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주식회사 티에스시
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Abstract

본 발명은 씨엠피장치용 패드컨디셔너에 관한 것으로서, 씨엠피장치의 연마패드의 둘레영역에 설치된 베이스블럭과, 상기 베이스블럭의 상단을 통해 노출되도록 상기 베이스블럭의 내부에 설치된 회전블럭과, 상기 회전블럭과 함께 회전할 수 있도록 상기 회전블럭의 상단에 결합된 암지지블럭과, 상기 연마패드의 상면에 나란하게 배치되고 상기 암지지블럭과 함께 회전할 수 있도록 상기 암지지블럭에 결합된 회동암과, 상기 회동암과 상기 연마패드 사이에 배치되도록 상기 회동암의 종단에 결합된 컨디셔닝헤드와, 상기 연마패드와 상기 컨디셔닝헤드 사이에 배치되도록 상기 컨디셔닝헤드에 결합된 컨디셔닝디스크와, 상기 컨디셔닝디스크를 회전시키는 디스크회전구동부와, 상기 컨디셔닝디스크를 상기 연마패드를 향해 직선이동시키는 디스크직선구동부와, 상기 회전블럭을 회전시키는 블럭회전구동부를 갖는 씨엠피장치용 패드컨디셔너에 있어서, 상기 암지지블럭은 상기 회동암의 양단 중 상기 컨디셔닝헤드가 형성된 종단의 반대편 종단의 하측영역에 로드셀안착홈이 측면으로부터 형성되어 있고, 한 쌍의 변형안내장홈이 상기 로드셀안착홈으로부터 상호 멀어지는 방향을 따라 형성되어 있으며; 상기 암지지블럭 중 상기 한 쌍의 변형안내장홈 보다 상측에 배치된 부분을 가압암지지블럭부분이라고 할 때 상기 가압암지지블럭부분에 가해지는 힘을 측정할 수 있도록 상기 로드셀안착홈에 설치된 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 컨디셔닝디스크와 연마패드 사이의 접촉압력을 측정할 수 있다.

Description

씨엠피장치용 패드컨디셔너{Pad Conditioner for Chemical Mechanical Polishing}
본 발명은 씨엠피장치용 패드컨디셔너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학기계적 연마장치의 연마패드 표면상태를 개선하기 위한 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 형성하기 위해 저항층, 반도체층, 절연층 등이 증착된 웨이퍼 는 평탄화 공정을 통해 표면을 평탄화시키게 된다.
이러한 평탄화공정을 수행하기 위한 장치의 하나로 화학기계적 연마(Chemical mechanical polishing, CMP) 장치가 사용되고 있다.
화학기계적 연마장치(이하 "씨엠피장치"라고 한다)에 따르면 폴리싱헤드(202, 도1 참조)에 흡착된 웨이퍼(202a, 도1 참조)와 연마패드의 마찰동작에 의한 기계적 평탄화와 웨이퍼와 연마패드 사이에 공급되는 슬러리에 의한 화학적 평탄화가 동시에 이루어진다.
한편 씨엠피공정이 수행되는 동안 연마패드의 표면 상태(거칠기 등)를 양호하게 유지할 필요가 있으며, 이를 위해 패드컨디셔너가 안출되어 사용되고 있다.
도10은 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 설치상태도이고, 도11은 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 사시도이고, 도12는 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 분해사시도이고, 도13은 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 요부종단면도이고, 도14는 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 요부 절취사시도이고, 도15는 종래에 따른 암지지블럭의 부분절취사시도이다.
종래의 씨엠피장치용 패드컨디셔너는, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 씨엠피장치의 연마패드(202)의 둘레영역에 설치된 베이스블럭(110)과, 베이스블럭(110)의 내부에 설치된 회전블럭(116)과, 회전블럭(116)의 상단에 결합된 암지지블럭(120)과, 암지지블럭(120)에 결합된 회동암(140)과, 회동암(140)의 일단에 결합된 컨디셔닝부(150)와, 컨디셔닝부(150)의 컨디셔닝디스크(152)를 회전시키는 디스크회전구동부와, 컨디셔닝디스크(152)를 연마패드(202)를 향해 직선이동시키는 디스크직선구동부(170)와, 회전블럭(116)을 회전시키는 블럭회전구동부를 갖고 있다.
베이스블럭(110)은 내부에 상하방향을 따라 회전블럭안착공간(110a)이 형성되어 있다.
회전블럭(116)은 관두께가 큰 관형태로 형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 회전블럭(116)은 베이스블럭(110)의 상단을 통해 노출되도록 베이스블럭(110)의 내부 즉, 회전블럭안착공간(110a)에 설치된다.
암지지블럭(120)은 대략 원형관 형태의 하부암지지블럭(121)과, 하부암지지블럭(121)에 정렬되도록 하부암지지블럭(121)의 상단에 결합된 대략 원형링 형태의 상부암지지블럭(122)과, 상부암지지블럭(122)의 내표면으로부터 연장형성된 원형판 형태의 암지지판(123)을 갖고 있다.
상부암지지블럭(122)은 상면에 다수의 암지지블럭체결홈(122a)이 형성되어 있다.
암지지판(123)에는 지지판축공(123a) 및 지지판체결공(123b)이 형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 암지지블럭(120)은 지지판체결공(123b)에 삽입되는 나사를 통해 회전블럭(116)에 결합된다. 이에 따라 암지지블럭(120)은 회전블럭(116)과 함께 회전할 수 있게 된다.
회동암(140)은 상면에 풀리안착홈(141a)과 벨트안착홈(141b)이 한 쌍씩 형성되어 있는 회동암바디부(141)와, 회동암바디부(141)의 상면에 결합된 회동암커버(142)를 갖고 있다.
풀리안착홈(141a)은 회동암바디부(141)의 양단에 하나씩 형성되어 있다.
한 쌍의 풀리안착홈(141a)의 바닥면에는 통과공이 하나씩 형성되어 있다.
벨트안착홈(141b)은 양단이 풀리안착홈(141a)에 연결되도록 회동암바디부(141)의 길이방향을 따라 형성되어 있다.
그리고 회동암바디부(141)에는 지지블럭체결공(141c)과 커버체결홈(141d)이 형성되어 있다.
회동암커버(142)는 커버체결홈(141d)에 삽입되는 나사에 의해 회동암바디부(141)에 결합된다.
이러한 구성을 갖는 회동암(140)은 연마패드(202)의 상면에 나란하게 배치된 상태에서 지지블럭체결공(141c)과 암지지블럭체결홈(122a)에 삽입되는 나사를 의해 암지지블럭(120)에 결합된다. 이에 따라 회동암(140)은 암지지블럭(120)과 함께 회동할 수 있게 된다.
컨디셔닝동작부(150)는 회동암(140)과 연마패드(202) 사이에 배치되도록 회동암(140)의 종단에 결합된 컨디셔닝헤드(151)와, 연마패드(202)와 컨디셔닝헤드(151) 사이에 배치되도록 컨디셔닝헤드(151)에 결합된 컨디셔닝디스크(152)를 갖고 있다.
컨디셔닝헤드(151)에는 상단에 에어공(151a)이 형성되어 있다. 컨디셔닝헤드(151)는 종래 널리 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
컨디셔닝디스크(152)는 종래 널리 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
디스크회전구동부는 회전블럭(116)의 상단을 통해 노출되도록 베이스블럭(110)의 내부 즉, 회전블럭안착공간(110a)에 설치된 디스크원동축(112)과, 풀리안착홈(141a)에 설치된 원동풀리(113) 및 종동풀리(114)와, 원동풀리(113)와 종동풀리(114)를 연결하도록 벨트안착홈(141b)에 설치된 벨트(115)와, 종동풀리(114)와 컨디셔닝디스크(152) 사이를 연결하는 디스크종동축부(도시되지 않음)를 갖고 있다.
디스크원동축(112)은 관형태로 형성되어 있다.
원동풀리(113)는 대략 요형(凹形)으로 형성되고, 바닥면에는 구멍이 형성되어 있다.
원동풀리(113)는 디스크원동축(112)과 함께 회전할 수 있도록 디스크원동축(112)의 상단에 결합된다.
종동풀리(114)는 대략 바퀴형태로 형성되고, 중앙에는 구멍이 형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 디스크회전구동부에 따르면 소정의 모터를 통해 디스크원동축(112)을 회전시키면 컨디셔닝디스크(152)를 회전시킬 수 있다.
디스크직선구동부(170)는 디스크원동축(112), 회동암바디부(141), 원동풀리(113)를 순차적으로 통과하여 종동풀리(114)에 도달하도록 설치된 에어관(171)과, 에어관(171)의 종단에 결합된 기역자 형태의 배관접속구(173)를 갖고 있다.
에어관(171)은 하단이 원동풀리(113)의 내부에 진입하도록 회동암(140)의 내부에 설치된 배관지지구(172)에 의해 지지되도록 설치된다.
배관접속구(173)는 에어공(151a)에 연결되도록 설치된다.
이러한 구성을 갖는 디스크직선구동부(170)에 따르면 에어관(171)을 통해 에어공(151a)에 가압공기를 공급하는 방법으로 컨디셔닝디스크(152)를 연마패드(202)에 접촉하는 위치로 이동시킬 수 있다.
그리고 에어관(171)을 통해 공급된 공기를 회수하는 방법으로(컨디셔닝디스크가 연마패드에 접촉하는 위치로 이동하는 동안 탄성력을 축적하는 복귀스프링의 도움을 받아) 컨디셔닝디스크(152)를 원위치로 복귀시킬 수 있다.
블럭회전구동부는 블럭회전모터(111)와, 블럭회전모터(111)의 회전력을 회전블럭(116)에 전달하는 회전블럭전동부(도시되지 않음)를 갖고 있다.
회전블럭전동부(도시되지 않음)는 종래 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 구성을 갖는 종래의 씨엠피장치용 패드컨디셔너는 현장에서 사용되고 있는 것이라고 발명자가 확인해 준 종래기술에 해당한다.
그런데 종래의 씨엠피장치용 패드컨디셔너에 따르면, 컨디셔닝디스크(152)와 연마패드(202) 사이의 접촉압력을 측정할 수 없기 때문에 컨디셔닝디스크(152)와 연마패드(202) 사이의 접촉압력이 적당한 지 여부를 확인할 수 없다는 문제점이 있었다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 특허공개공보 10-2006-0124501호(공개일자: 2006년 12월 5일, 발명의 명칭 : CMP 설비의 패드컨디셔너), 특허등록 10-1472978호(등록일자: 2014년 12월 9일, 발명의 명칭 : 패드컨디셔너) 등이 있으며, 상기 선행 문헌에는 위에서 설명한 종래의 씨엠피장치용 패드컨디셔너와 유사한(컨디셔닝디스크와 연마패드 사이의 접촉압력을 측정할 수 없는)기술이 개시되어 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 컨디셔닝디스크와 연마패드 사이의 접촉압력을 측정할 수 있도록 한 씨엠피장치용 패드컨디셔너를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 씨엠피장치의 연마패드의 둘레영역에 설치된 베이스블럭과, 상기 베이스블럭의 상단을 통해 노출되도록 상기 베이스블럭의 내부에 설치된 회전블럭과, 상기 회전블럭과 함께 회전할 수 있도록 상기 회전블럭의 상단에 결합된 암지지블럭과, 상기 연마패드의 상면에 나란하게 배치되고 상기 암지지블럭과 함께 회전할 수 있도록 상기 암지지블럭에 결합된 회동암과, 상기 회동암과 상기 연마패드 사이에 배치되도록 상기 회동암의 종단에 결합된 컨디셔닝헤드와, 상기 연마패드와 상기 컨디셔닝헤드 사이에 배치되도록 상기 컨디셔닝헤드에 결합된 컨디셔닝디스크와, 상기 컨디셔닝디스크를 회전시키는 디스크회전구동부와, 상기 컨디셔닝디스크를 상기 연마패드를 향해 직선이동시키는 디스크직선구동부와, 상기 회전블럭을 회전시키는 블럭회전구동부를 갖는 씨엠피장치용 패드컨디셔너에 있어서, 상기 암지지블럭은 상기 회동암의 양단 중 상기 컨디셔닝헤드가 형성된 종단의 반대편 종단의 하측 측면영역에 로드셀안착홈이 절취 형성되어 있고, 한 쌍의 변형안내장홈이 상기 로드셀안착홈으로부터 연장 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 변형안내장홈 중 일방은 상기 로드셀안착홈으로부터 시계방향을 따라 형성되고 상기 한 쌍의 변형안내장홈 중 나머지 일방은 상기 로드셀안착홈으로부터 반시계방향을 따라 형성되며; 상기 암지지블럭 중 상기 한 쌍의 변형안내장홈 보다 상측에 배치된 부분을 가압암지지블럭부분이라고 할 때 상기 가압암지지블럭부분에 가해지는 힘을 측정할 수 있도록 상기 로드셀안착홈에 설치된 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 패드컨디셔너에 의해 달성된다.
그리고 컨디셔닝디스크가 연마패드에 접촉하기 시작할 때부터 컨디셔닝디스크와 연마패드 사이의 접촉압력을 정확하게 측정할 수 있도록, 상기 로드셀은 로드셀하우징과 원기둥형태로 형성되고 측면에는 나사산이 형성되어 있으며 상기 나사산이 상기 로드셀하우징의 외부로 노출되도록 설치되는 작동버튼과 상기 작동버튼의 측면에 나사결합되는 작동너트를 가지고, 상기 작동너트의 상단이 상기 가압암지지블럭부분에 접촉하도록 상기 로드셀안착홈에 설치되는 것이 바람직하다.
또한 작동너트의 상단을 가압암지지블럭부분에 용이하게 접촉시킬 수 있고 작동너트의 상단과 가압암지지블럭부분 사이의 초기접촉압력을 용이하게 선택할 수 있도록, 상기 작동너트에는 회전보조공이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 가압암지지블럭부분에 가해지는 힘을 증가시킬 수 있도록, 상기 한 쌍의 변형안내장홈은 동일한 길이구간을 갖도록 형성되고, 상기 한 쌍의 변형안내장홈 중 일방의 종단과 상기 암지지블럭의 축선을 연결하는 직선과 상기 한 쌍의 변형안내장홈 중 나머지 일방의 종단과 상기 암지지블럭의 축선을 연결하는 직선 사이의 각도가 180도보다 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 따르면, 회동암의 양단 중 컨디셔닝헤드가 형성된 종단의 반대편 종단의 하측영역에 로드셀안착홈이 형성되고 한 쌍의 변형안내장홈이 로드셀안착홈으로부터 상호 멀어지는 방향을 따라 즉, 시계방향과 반시계방향을 따라 형성되도록 암지지블럭을 구성하는 한편, 가압암지지블럭부분에 가해지는 힘을 측정할 수 있도록 로드셀안착홈에 로드셀을 설치함으로써, 컨디셔닝디스크와 연마패드 사이의 접촉압력을 측정할 수 있게 된다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 설치상태도,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 사시도,
도3은 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 분해사시도,
도4는 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 요부종단면도,
도5는 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 요부 절취사시도,
도6은 본 발명의 실시예에 따른 로드셀과 암지지블럭을 도시한 도면,
도7은 본 발명의 실시예에 따른 암지지블럭의 부분절취사시도,
도8 및 도9는 각각 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 동작상태를 도시한 도면,
도10은 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 설치상태도,
도11은 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 사시도,
도12는 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 분해사시도,
도13은 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 요부종단면도,
도14는 종래 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 요부 절취사시도,
도15는 종래에 따른 암지지블럭의 부분절취사시도이다.
이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 설치상태도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 사시도이고, 도3은 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 분해사시도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 요부종단면도이고, 도5는 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 요부 절취사시도이고, 도6은 본 발명의 실시예에 따른 로드셀과 암지지블럭을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너는, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 씨엠피장치의 연마패드(202)의 둘레영역에 설치된 베이스블럭(10)과, 베이스블럭(10)의 내부에 설치된 회전블럭(16)과, 회전블럭(16)의 상단에 결합된 암지지블럭(20)과, 암지지블럭(20)을 둘러싸도록 설치된 보호관(61)과, 암지지블럭(20)에 설치된 로드셀(62)과, 암지지블럭(20)에 결합된 회동암(40)과, 회동암(40)의 일단에 결합된 컨디셔닝부(50)와, 컨디셔닝부(50)의 컨디셔닝디스크(52)를 회전시키는 디스크회전구동부와, 컨디셔닝디스크(52)를 연마패드(202)를 향해 직선이동시키는 디스크직선구동부(70)와, 회전블럭(16)을 회전시키는 블럭회전구동부를 갖고 있다.
베이스블럭(10)은 내부에 상하방향을 따라 회전블럭안착공간(10a)이 형성되어 있다.
회전블럭(16)은 관두께가 큰 관형태로 형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 회전블럭(16)은 베이스블럭(10)의 상단을 통해 노출되도록 베이스블럭(10)의 내부 즉, 회전블럭안착공간(10a)에 설치된다.
암지지블럭(20)은 대략 원형링 형태의 하부암지지블럭(21)과, 하부암지지블럭(21)에 정렬되도록 하부암지지블럭(21)의 상단에 결합된 대략 원형링 형태의 상부암지지블럭(22)과, 하부암지지블럭(21)의 내표면 상단으로부터 연장형성된 원형판 형태의 암지지판(23)을 갖고 있다.
하부암지지블럭(21)에는 로드셀안착홈(21a)과 한 쌍의 변형안내장홈(21b)이 형성되어 있다.
로드셀안착홈(21a)은 좌측 종단(회동암의 양단 중 컨디셔닝헤드가 형성된 종단의 반대편 종단)의 하측 측면영역에 절취 형성되어 있다.
한 쌍의 변형안내장홈(21b)은 동일한 길이구간을 가지고, 로드셀안착홈(21a)으로부터 상호 멀어지는 방향을 따라 즉, 시계방향과 반시계방향을 따라 형성되어 있다(도6 참조). 여기서 한 쌍의 변형안내장홈(21b) 중 일방의 종단과 암지지블럭(20)의 축선을 연결하는 직선과 한 쌍의 변형안내장홈(21b) 중 나머지 일방의 종단과 암지지블럭(20)의 축선을 연결하는 직선 사이의 각도(θ, 도6 참조)가 180도보다 작아지도록 이루어진다.
상부암지지블럭(22)은 상면에 정렬돌기(22c), 배선안내공(22b) 및 다수의 암지지블럭체결홈(22a)이 형성되어 있다.
배선안내공(22b)은 로드셀안착홈(21a)에 연결되도록 형성되어 있다.
암지지판(23)에는 지지판축공(23a), 지지판체결공(23b) 및 지지판정렬홈(23c)이 형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 암지지블럭(20)은 지지판체결공(23b)에 삽입되는 나사를 통해 회전블럭(16)에 결합된다. 여기서 암지지블럭(20)의 결합은 지지판정렬홈(23c)에 정렬핀(63, 회전블럭의 상면에 설치됨)이 진입하도록 이루어진다. 이에 따라 암지지블럭(20)은 회전블럭(16)과 함께 회전할 수 있게 된다.
보호관(61)은 내표면 상단에 걸림턱(61a)이 형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 보호관(61)은 걸림턱(61a)이 상부암지지블럭(22)과 하부암지지블럭(21) 사이의 단턱에 지지되도록 설치된다.
로드셀(62)은 로드셀하우징(62e)과, 로드셀하우징(62e)의 외부로 노출되도록 설치되는 작동버튼(62a)과, 작동버튼(62a)의 측면에 나사결합되는 작동너트(62b)와, 작동버튼(62b)의 하강동작시 탄성변형하는 탄성변형체(도시되지 않음)와, 탄성변형체(도시되지 않음)의 변형량을 전기적 신호로 변환하는 스트레인게이지(도시되지 않음)와, 스트레인게이지(도시되지 않음)에 연결된 도선(62c)을 갖고 있다.
작동버튼(62a)은 원기둥형태로 형성되고 측면에는 나사산이 형성되어 있다.
작동너트(62b)는 육각너트 형태로 형성되어 있고, 각 면에는 회전보조공(62d)이 하나씩 형성되어 있다.
탄성변형체(도시되지 않음)와 스트레인게이지(도시되지 않음)의 구성은 종래 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도선(62c)은 배선안내공(22b)과 관형태의 디스크원동축(12)을 통해 베이스블럭(10)의 외부로 안내할 수 있다.
전술한 구성을 갖는 로드셀(62)을 설치하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 작동너트(62b)의 상단이 가압암지지블럭부분(20A)의 저면에 접촉하지 않도록 작동버튼(62a)에 대한 작동너트(62b)의 결합위치를 조절한다. 작동너트(62b)의 결합위치 조절은 회전보조공(62d)을 이용하여 이루어질 수 있다. 가압암지지블럭부분(20A)은 암지지블럭(20) 중 한 쌍의 변형안내장홈(21b) 보다 상측에 배치된 부분을 의미한다.
다음에 로드셀(62)을 로드셀안착홈(21a)에 삽입한다.
다음에 작동너트(62b)의 상단이 가압암지지블럭부분(20A)의 저면에 접촉하도록 작동버튼(62a)를 회전시킨다. 여기서 작동너트(62b)의 회전은 회전보조공(62d)을 이용하여 이루어질 수 있다.
로드셀안착홈(21a)에 설치된 로드셀(62)에 의해 가압암지지블럭부분(20A)에 가해지는 힘을 측정할 수 있게 된다.
그리고 작동너트(62b)의 상단이 가압암지지블럭부분(20A)의 저면에 접촉하도록 로드셀(62)이 설치됨에 따라 컨디셔닝디스크(52)가 연마패드(202)에 접촉할 때부터 컨디셔닝디스크(52)와 연마패드(202) 사이의 접촉압력을 정확하게 측정할 수 있게 된다. 여기서 컨디셔닝디스크(52)가 연마패드(202)에 접촉하고 난 다음의 컨디셔닝디스크(52)와 연마패드(202) 사이의 접촉압력은 로드셀(62)의 실제접촉압력값으로부터 컨디셔닝디스크(52)가 연마패드(202)에 접촉하기 전의 컨디셔닝디스크(52)와 연마패드(202) 사이의 접촉압력을 빼면 얻을 수 있다.
회동암(40)은 상면에 풀리안착홈(41a)과 벨트안착홈(41b)이 한 쌍씩 형성되어 있는 회동암바디부(41)와, 회동암바디부(41)의 상면에 결합된 회동암커버(42)를 갖고 있다.
풀리안착홈(41a)은 회동암바디부(41)의 양단에 하나씩 형성되어 있다.
한 쌍의 풀리안착홈(41a)의 바닥면에는 통과공이 하나씩 형성되어 있다.
벨트안착홈(41b)은 양단이 풀리안착홈(41a)에 연결되도록 회동암바디부(41)의 길이방향을 따라 형성되어 있다.
그리고 회동암바디부(41)에는 지지블럭체결공(41c)과 커버체결홈(41d) 및 회동암정렬홈(41e)이 형성되어 있다.
회동암커버(42)는 커버체결홈(41d)에 삽입되는 나사에 의해 회동암바디부(41)에 결합된다.
이러한 구성을 갖는 회동암(40)은 연마패드(202)의 상면에 나란하게 배치된 상태에서 지지블럭체결공(41c)과 암지지블럭체결홈(22a)에 삽입되는 나사를 의해 암지지블럭(20)에 결합된다. 이에 따라 회동암(40)은 암지지블럭(20)과 함께 회동할 수 있게 된다. 여기서 회동암(40)의 설치는 회동암정렬홈(41e)에 정렬돌기(22c)가 진입하도록 이루어진다.
컨디셔닝동작부(50)는 회동암(40)과 연마패드(202) 사이에 배치되도록 회동암(40)의 종단에 결합된 컨디셔닝헤드(51)와, 연마패드(202)와 컨디셔닝헤드(51) 사이에 배치되도록 컨디셔닝헤드(51)에 결합된 컨디셔닝디스크(52)를 갖고 있다.
컨디셔닝헤드(51)에는 상단에 에어공(51a)이 형성되어 있다. 컨디셔닝헤드(51)는 종래 널리 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
컨디셔닝디스크(52)는 종래 널리 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
디스크회전구동부는 회전블럭(16)의 상단을 통해 노출되도록 베이스블럭(10)의 내부 즉, 회전블럭안착공간(10a)에 설치된 디스크원동축(12)과, 풀리안착홈(41a)에 설치된 원동풀리(13) 및 종동풀리(14)와, 원동풀리(13)와 종동풀리(14)를 연결하도록 벨트안착홈(41b)에 설치된 벨트(15)와, 종동풀리(14)와 컨디셔닝디스크(52) 사이를 연결하는 디스크종동축부(도시되지 않음)를 갖고 있다.
디스크원동축(12)은 관형태로 형성되어 있다.
원동풀리(13)는 대략 요형(凹形)으로 형성되고, 바닥면에는 구멍이 형성되어 있다.
원동풀리(13)는 디스크원동축(12)과 함께 회전할 수 있도록 디스크원동축(12)의 상단에 결합된다.
종동풀리(14)는 대략 바퀴형태로 형성되고, 중앙에는 구멍이 형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 디스크회전구동부에 따르면 소정의 모터를 통해 디스크원동축(12)을 회전시키면 컨디셔닝디스크(52)를 회전시킬 수 있다.
디스크직선구동부(70)는 디스크원동축(12), 회동암바디부(41), 원동풀리(13)를 순차적으로 통과하여 종동풀리(14)에 도달하도록 설치된 에어관(71)과, 에어관(71)의 종단에 결합된 기역자 형태의 배관접속구(73)를 갖고 있다.
에어관(71)은 하단이 원동풀리(13)의 내부에 진입하도록 회동암(40)의 내부에 설치된 배관지지구(72)에 의해 지지되도록 설치된다.
배관접속구(73)는 에어공(51a)에 연결되도록 설치된다.
이러한 구성을 갖는 디스크직선구동부(70)에 따르면 에어관(71)을 통해 에어공(51a)에 가압공기를 공급하는 방법으로 컨디셔닝디스크(52)를 연마패드(202)에 접촉하는 위치로 이동시킬 수 있다.
그리고 에어관(71)을 통해 공급된 공기를 회수하는 방법으로(컨디셔닝디스크가 연마패드에 접촉하는 위치로 이동하는 동안 탄성력을 축적하는 복귀스프링의 도움을 받아) 컨디셔닝디스크(52)를 원위치로 복귀시킬 수 있다.
블럭회전구동부는 블럭회전모터(11)와, 블럭회전모터(11)의 회전력을 회전블럭(16)에 전달하는 회전블럭전동부(도시되지 않음)를 갖고 있다.
회전블럭전동부(도시되지 않음)는 종래 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 씨엠피장치용 패드컨디셔너의 동작을 도8 및 도9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 블럭회전구동부를 작동시켜 회동암(40)을 연마패드(202)의 상측으로 회동시킨다.
다음에 디스크직선구동부(70)를 작동시켜 컨디셔닝디스크(52)를 연마패드(202)의 상면에 가압 접촉시킨다(도8 참조).
컨디셔닝디스크(52)가 연마패드(202)의 상면에 가압 접촉되면 회동암(40) 중 컨디셔닝디스크(52)의 상측 영역에 상방향의 힘이 가해진다.
회동암(40)의 컨디셔닝디스크(52)의 상측 영역에 상방향으로 힘이 가해지면 가압암지지블럭부분(20A)에는 하방향의 힘이 가해진다(도9 참조).
다음에 가압암지지블럭부분(20A)에 가해진 힘은 로드셀(62)에 의해 측정되고, 측정된 값은 전기적신호로 변환되어 소정의 공정제어부(도시되지 않음)로 전송된다.
공정제어부(도시되지 않음)로 전송된 로드셀(62)의 측정값에 기초하여 컨디셔닝디스크(52)와 연마패드(202) 사이의 접촉압력이 적당한 값으로 유지되도록 디스크직선구동부(70)를 제어하거나, 씨엠피공정을 중지시키는(컨디셔닝디스크와 연마패드 사이의 접촉압력이 너무 작거나 큰 경우) 등의 작업을 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 회동암(40)의 양단 중 컨디셔닝헤드(51)가 형성된 종단의 반대편 종단의 하측영역에 로드셀안착홈(21a)이 형성되고 한 쌍의 변형안내장홈(21b)이 로드셀안착홈(21a)으로부터 상호 멀어지는 방향을 따라 즉, 시계방향과 반시계방향을 따라 형성되도록 암지지블럭(20)을 구성하는 한편, 가압암지지블럭부분(20A)에 가해지는 힘을 측정할 수 있도록 로드셀안착홈(21a)에 로드셀(62)을 설치함으로써, 컨디셔닝디스크(52)와 연마패드(202) 사이의 접촉압력을 측정할 수 있게 된다.
그리고 측면에 나사산이 형성되어 있는 작동버튼(62a)과 작동버튼(62a)의 측면에 나사결합되는 작동너트(62b)를 가지고, 작동너트(62b)의 상단이 가압암지지블럭부분(20A)에 접촉하도록 로드셀(62)을 로드셀안착홈(21a)에 설치함으로써, 컨디셔닝디스크(52)가 연마패드(202)에 접촉하기 시작할 때부터 컨디셔닝디스크(52)와 연마패드(202) 사이의 접촉압력을 정확하게 측정할 수 있게 된다.
또한 작동너트(62b)에 회전보조공(62d)이 형성함으로써, 작동너트(62b)의 상단을 가압암지지블럭부분(20A)에 용이하게 접촉시킬 수 있고 작동너트(62b)의 상단과 가압암지지블럭부분(20A) 사이의 초기접촉압력을 용이하게 선택할 수 있게 된다.
또한 한 쌍의 변형안내장홈(21b) 중 일방의 종단과 암지지블럭(20)의 축선을 연결하는 직선과 한 쌍의 변형안내장홈(21b) 중 나머지 일방의 종단과 암지지블럭(20)의 축선을 연결하는 직선 사이의 각도가 180도보다 작아지도록 한 쌍의 변형안내장홈(21b)을 형성함으로써, 가압암지지블럭부분(20A)에 가해지는 힘을 증가시킬 수 있게 된다.
10, 110 : 베이스블럭 11, 111 : 블럭회전모터
12, 112 : 디스크원동축 16, 116 : 회전블럭
20, 120 : 암지지블럭 21, 121 : 하부암지지블럭
22, 122 : 상부암지지블럭 23, 123 : 암지지판
40, 140 : 회동암 41, 141 : 회동암바디부
42, 142 : 회동암커버 51, 151 : 컨디셔닝헤드
52, 152 : 컨디셔닝디스크 62 : 로드셀
71, 171 : 에어관

Claims (4)

  1. 씨엠피장치의 연마패드의 둘레영역에 설치된 베이스블럭과, 상기 베이스블럭의 상단을 통해 노출되도록 상기 베이스블럭의 내부에 설치된 회전블럭과, 상기 회전블럭과 함께 회전할 수 있도록 상기 회전블럭의 상단에 결합된 암지지블럭과, 상기 연마패드의 상면에 나란하게 배치되고 상기 암지지블럭과 함께 회전할 수 있도록 상기 암지지블럭에 결합된 회동암과, 상기 회동암과 상기 연마패드 사이에 배치되도록 상기 회동암의 종단에 결합된 컨디셔닝헤드와, 상기 연마패드와 상기 컨디셔닝헤드 사이에 배치되도록 상기 컨디셔닝헤드에 결합된 컨디셔닝디스크와, 상기 컨디셔닝디스크를 회전시키는 디스크회전구동부와, 상기 컨디셔닝디스크를 상기 연마패드를 향해 직선이동시키는 디스크직선구동부와, 상기 회전블럭을 회전시키는 블럭회전구동부를 갖는 씨엠피장치용 패드컨디셔너에 있어서,
    상기 암지지블럭은 상기 회동암의 양단 중 상기 컨디셔닝헤드가 형성된 종단의 반대편 종단의 하측 측면영역에 로드셀안착홈이 절취 형성되어 있고, 한 쌍의 변형안내장홈이 상기 로드셀안착홈으로부터 연장 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 변형안내장홈 중 일방은 상기 로드셀안착홈으로부터 시계방향을 따라 형성되고 상기 한 쌍의 변형안내장홈 중 나머지 일방은 상기 로드셀안착홈으로부터 반시계방향을 따라 형성되며;
    상기 암지지블럭 중 상기 한 쌍의 변형안내장홈 보다 상측에 배치된 부분을 가압암지지블럭부분이라고 할 때 상기 가압암지지블럭부분에 가해지는 힘을 측정할 수 있도록 상기 로드셀안착홈에 설치된 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 패드컨디셔너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드셀은 로드셀하우징과 원기둥형태로 형성되고 측면에는 나사산이 형성되어 있으며 상기 나사산이 상기 로드셀하우징의 외부로 노출되도록 설치되는 작동버튼과 상기 작동버튼의 측면에 나사결합되는 작동너트를 가지고, 상기 작동너트의 상단이 상기 가압암지지블럭부분에 접촉하도록 상기 로드셀안착홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 패드컨디셔너.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작동너트에는 회전보조공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 패드컨디셔너.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 변형안내장홈은 동일한 길이구간을 갖도록 형성되고, 상기 한 쌍의 변형안내장홈 중 일방의 종단과 상기 암지지블럭의 축선을 연결하는 직선과 상기 한 쌍의 변형안내장홈 중 나머지 일방의 종단과 상기 암지지블럭의 축선을 연결하는 직선 사이의 각도가 180도보다 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 패드컨디셔너.
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