KR101695805B1 - 씨엠피장치용 컨디셔너 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컨디셔너암을 지지하는 컨디셔너암지지유닛을 컨디셔너암의 회전으로 인해 발생되는 휨모멘트, 진동 등으로부터 내구성을 확보할 수 있도록 스러스트베어링과 하모닉드라이브가 일체화된 구조로 형성함으로써, 컨디셔너암지지유닛의 수명이 증가되고, 컨디셔너암지지유닛을 간단한 구조를 통해 탈착가능하게 함으로써, 교체 및 보수작업이 용이하게 실행될 수 있다는 장점이 있다.

Description

씨엠피장치용 컨디셔너 구조{CMP equipment conditioner structure}
본 발명은 씨엠피장치용 컨디셔너 구조에 관한 것으로서, 회전기어부(110)와, 상기 회전기어부(110)와 연결되는 메인샤프트(120)와, 상기 메인샤프트(120)와 결합되어 상기 회전기어부(110)와 함께 회전하는 컨디셔너암지지유닛(130)과, 상기 메인샤프트(120)와 연결되어 상기 메인샤프트(120)를 회전시키는 구동부(140)를 포함하는 컨디셔너 베이스본체(100);와, 일측이 상기 회전기어부(110)와 연결되어 상기 회전기어부(110)의 회전여부에 따라 회전되는 컨디셔너암(200);와, 상기 컨디셔너암(200) 타측에 회전가능하게 결합되는 회전디스크(300);로 구성되되, 상기 컨디셔너암지지유닛(130)은 스러스트베어링(131)과 하모닉드라이브(135)로 구성되어 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 컨디셔너 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 공정은 크게 전공정(기판공정)과 후공정(배선+패키징공정)으로 나뉘게 된다.
이중, 전공정은 크게 세정공정, 열처리공정, 불순물도입공정, 박막형성공정, 리소그래피공정 및 평탄화공정 순으로 진행된다.
상기한 전공정 중 평탄화공정은 씨엠피(CMP: chemical mechanical polishing 또는 chemical mechanical planarization)장비를 이용하여 진행되는 공정으로서, 반도체 표면의 대소 소밀의 미세요철을 평탄화 가공하고, 가공면은 세정 가능하게 하여 무오염화를 구현하며, 대구경 웨이퍼에 대응할 수 있도록 하고, 반도체 웨이퍼 표면에 불필요하게 형성된 박막을 평탄하게 연마함으로써, 우수한 반도체 소자를 제조하는데 핵심이 되는 공정이다.
이와같은, 평탄화공정을 위하여, 다양한 구성의 컨디셔너장비 중 도 1에 나타낸 것과 같이, 종래의 씨엠피용 패드컨디셔너가 사용되었다.
종래의 씨엠피용 패드컨디셔너는 연마패드 둘레에 설치되는 컨디셔너하우징(10)과, 컨디셔너하우징(10) 내부에 설치된 회전블럭와, 회전블럭와 연결된 베어링부(11) 및 감속부(12)로 이루어진 암지지부재와, 회전블럭에 결합된 회전암부재와, 회전암부재의 일단에 회전가능하게 결합된 컨디셔닝회전부로 구성되는 것이 특징이다.
그러나 종래의 씨엠피용 패드컨디셔너는 컨디셔닝회전부가 하강한 상태에서 회전암부재가 회전하게 되는 경우, 이로 인해 발생되는 휨모멘트와 진동이 유성기어타입의 베어링부(11)에 전달되어 베어링부(11)의 수명이 단축되고, 컨디셔너하우징(1)의 내부가 복잡한 구조로 이루어져, 베어링부(11)의 교체 및 보수작업이 용이하지 못한 문제점이 있었다.
종래의 기술과 관련 선행문헌으로는 특허문헌 1의 “반도체 웨이퍼용 CMP설비(대한민국 공개특허공보 특2003-0030168호)”가 게시되어 있다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 특2003-0030168
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컨디셔너암을 지지하는 컨디셔너암지지유닛을 컨디셔너암의 회전으로 인해 발생되는 휨모멘트, 진동 등으로부터 내구성을 확보할 수 있도록 스러스트베어링과 하모닉드라이브가 일체화된 구조로 형성함으로써, 회전디스크 측 컨디셔너암에 하방향의 압력이 발생되더라도 컨디셔너암이 흔들림이 발생되는 것을 방지하고, 컨디셔너암지지유닛의 수명이 증가되며, 컨디셔너암지지유닛을 간단한 구조를 통해 탈착가능하게 구성함으로써, 교체 및 보수작업이 용이하게 실행될 수 있는 씨엠피장치용 컨디셔너를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 씨엠피장치용 컨디셔너 구조는, 회전기어부(110)와, 상기 회전기어부(110)와 연결되는 메인샤프트(120)와, 상기 메인샤프트(120)와 결합되어 상기 회전기어부(110)와 함께 회전하는 컨디셔너암지지유닛(130)과, 상기 메인샤프트(120)와 연결되어 상기 메인샤프트(120)를 회전시키는 구동부(140)를 포함하는 컨디셔너 베이스본체(100);와, 일측이 상기 회전기어부(110)와 연결되어 상기 회전기어부(110)의 회전여부에 따라 회전되는 컨디셔너암(200);와, 상기 컨디셔너암(200) 타측에 회전가능하게 결합되는 회전디스크(300);로 구성되되, 상기 컨디셔너암지지유닛(130)은 스러스트베어링(131)과 하모닉드라이브(135)로 구성되어 일체로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스러스트베어링(131)는, 중앙에 삽입부(132)가 형성되고, 외측면에 제1 안착홈(133)이 형성되며, 상기 하모닉드라이브(135)는, 중앙에 상기 스러스트베어링(131)이 안착되는 결합홈(136)이 형성되고, 상기 결합홈(136)의 내측면에 상기 제1 안착홈(133)과 호환되어 베어링(400)을 안착시키는 제2 안착홈(137)이 형성되며, 상기 결합홈(136)의 중앙에 상기 삽입부(132)가 삽입되되, 그 중앙에 상기 메인샤프트(120)가 통과되도록 통과공(138)이 형성되는 결합돌기부(139)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스러스트베어링(131)과 상기 하모닉드라이브(135)는 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 컨디셔너암을 지지하는 컨디셔너암지지유닛을 컨디셔너암의 회전으로 인해 발생되는 휨모멘트, 진동 등으로부터 내구성을 확보할 수 있도록 스러스트베어링과 하모닉드라이브가 일체화된 구조로 형성함으로써, 회전디스크 측 컨디셔너암에 하방향의 압력이 발생되더라도 컨디셔너암이 흔들림이 발생되는 것을 방지하고, 컨디셔너암지지유닛의 수명이 증가되며, 컨디셔너암지지유닛을 간단한 구조를 통해 탈착가능하게 함으로써, 교체 및 보수작업이 용이하게 실행될 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 씨엠피용 패드컨디셔너의 구성 중 컨디셔너하우징 내부의 모습을 보인 단면도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 씨엠피장치용 컨디셔너의 전체 모습을 보인 사시도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 씨엠피장치용 컨디셔너 구조 중 베이스본체 내부의 모습을 보인 사시단면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 씨엠피장치용 컨디셔너 구조 중 컨디셔너암지지유닛의 전체 모습을 보인 사시도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 씨엠피장치용 컨디셔너 구조 중 컨디셔너암지지유닛의 분해된 모습을 보인 분해사시도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 씨엠피장치용 컨디셔너 구조 중 컨디셔너암지지유닛의 단면의 모습을 보인 단면도
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨엠피장치용 컨디셔너 구조를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2 또는 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨엠피장치용 컨디셔너는 크게 베이스본체(100), 컨디셔너암(200) 및 회전디스크(300)로 구성된다.
설명에 앞서, 본 발명의 구성 중 반도체의 평탄화공정을 위해 설치되는 기존의 씨엠피장치의 컨디셔너와 동일한 역할과 기능을 하는 구성요소가 포함되고 있는 바, 이에 대한 설명은, 본 발명이 속하는 분야에서 널리 알려진 수준의 기술수준에 해당하므로 상세한 설명은 생략하는 것에 유의하여야 한다.
먼저, 베이스본체(100)에 대하여 설명한다. 상기 베이스본체(100)는 연마패드플레이트(미도시)의 외측에 설치되어 후술할 컨디셔너암(200)과 회전디스크(300)를 구동시키는 구성요소로서, 상기 컨디셔너암(200)의 일측과 결합된다.
한편, 상기 베이스본체(100)의 내부에는 상기 컨디셔너암(200)이 회전되도록 상기 컨디셔너암(200) 내측에 구비된 연결기어(미도시)와 물리는 회전기어부(110)가 형성되고, 상기 회전기어부(110)에 구동부(140)로부터 발생되는 구동력을 전달하기 위하여 상기 회전기어부(110)와 상기 구동부(140) 사이를 연결하는 메인샤프트(120)가 구비된다.
한편, 본 발명에 있어서, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 컨디셔너암(200)이 상기 구동부(140)에 의해 회전하는 과정에서 상기 베이스본체(100) 내에 발생되는 휨모멘트, 진동으로부터 상기 컨디셔너암(200)이 흔들리는 것을 방지하도록 상기 메인샤프트(120)와 결합되는 컨디셔너암지지유닛(130)가 구비되는 것이 특징으로서, 상기 컨디셔너암지지유닛(130)은 스러스트베어링(131)과 하모닉드라이브(135)가 일체형으로 결합되어 구성되는 것이 바람직하다.
상기 스러스트베어링(131)은 도 4, 도 5 또는 도 6에 나타낸 것과 같이, 축방향의 하중이 발생하는 곳에 사용되는 구성요소로서, 상기 메인샤프트(120)의 중심축이 좌우로 움직이지 않도록 하며, 상기 하모닉드라이브(135)는 상기 메인샤프트(120)의 회전시 흔들림이 발생하는 것을 방지하여 대단히 정밀한 회전을 가능하게 한다.
한편, 상기 스러스트베어링(131)과 상기 하모닉드라이브(135)를 일체형으로 구현하기 위하여 상기 스러스트베어링(131)의 중앙에 삽입부(132)가 형성되고, 외측면에 제1 안착홈(133)이 형성된다.
또한, 상기 하모닉드라이브(135)의 중앙에 상기 스러스트베어링(131)이 안착되는 결합홈(136)이 형성되고, 상기 결합홈(136)의 내측면에 상기 제1 안착홈(133)과 호환되어 베어링(400)을 안착시키는 제2 안착홈(137)이 형성되며, 상기 결합홈(136)의 중앙에 상기 삽입부(132)가 삽입되되, 그 중앙에 상기 메인샤프트(120)가 통과되도록 통과공(138)이 형성되는 결합돌기부(139)가 형성된다.
이와같은 구성을 통해 상기 스러스트베어링(131)과 상기 하모닉드라이브(135)를 일체형으로 탈착가능하게 구성함으로써, 상기 컨디셔너암(200)의 회전으로 인해 발생되는 휨모멘트, 진동 등으로부터 내구성을 확보할 수 있고, 이로 인하여 상기 컨디셔너암지지유닛(130)의 수명이 증가되고, 간단한 구조를 통해 탈착가능하게 함으로써, 교체 및 보수작업이 용이하게 실행되는 것을 가능하게 한다.
다음으로, 컨디셔너암(200)에 대하여 설명한다. 상기 컨디셔너암(200)은 상기 회전기어부(110)와 결합되어 상기 구동부(140)의 작동여부에 따라 회전되는 구성요소로서, 상기 컨디셔너암(200)은 상기 컨디셔너암지지유닛(130)과 함께 회전되어 보다 안정적인 회전운동이 가능해 진다.
다음으로, 회전디스크(300)에 대하여 설명한다. 상기 회전디스크(300)는 상기 컨디셔너암(200)의 타측에 회전가능하게 구비되어 디스크홀더(미도시)를 가압하고 연마하는 구성요소로서, 상기 회전디스크(300)는 상기 베이스본체(100) 내부에 구비된 보조구동부(160)가 구동하게 되면, 상기 보조구동부(160)와 연결된 보조샤프트(150)가 회전하게 되고, 상기 보조샤프트(150)와 연결된 상기 컨디셔너암(200) 내측의 벨트풀리(미도시)가 회전됨으로써, 작동되게 된다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 컨디셔너하우징 11: 베어링부
12: 감속부
100: 베이스본체 110: 회전기어부
120: 메인샤프트 130: 컨디셔너암지지유닛
131: 스러스트베어링 132: 삽입부
133: 제1 안착홈 135: 하모닉드라이브
136: 결합홈 137: 제2 안착홈
138: 통과공 139: 결합돌기부
140: 구동부 150: 보조샤프트
160: 보조구동부
200: 컨디셔너암
300: 회전디스크
400: 베어링

Claims (3)

  1. 회전기어부(110)와, 상기 회전기어부(110)와 연결되는 메인샤프트(120)와, 상기 메인샤프트(120)와 결합되어 상기 회전기어부(110)와 함께 회전하는 컨디셔너암지지유닛(130)과, 상기 메인샤프트(120)와 연결되어 상기 메인샤프트(120)를 회전시키는 구동부(140)를 포함하는 컨디셔너 베이스본체(100);
    일측이 상기 회전기어부(110)와 연결되어 상기 회전기어부(110)의 회전여부에 따라 회전되는 컨디셔너암(200);
    상기 컨디셔너암(200) 타측에 회전가능하게 결합되는 회전디스크(300);로 구성되되,
    상기 컨디셔너암지지유닛(130)은 스러스트베어링(131)과 하모닉드라이브(135)로 구성되어 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 컨디셔너 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스러스트베어링(131)는,
    중앙에 삽입부(132)가 형성되고, 외측면에 제1 안착홈(133)이 형성되며,
    상기 하모닉드라이브(135)는,
    중앙에 상기 스러스트베어링(131)이 안착되는 결합홈(136)이 형성되고,
    상기 결합홈(136)의 내측면에 상기 제1 안착홈(133)과 호환되어 베어링(400)을 안착시키는 제2 안착홈(137)이 형성되며,
    상기 결합홈(136)의 중앙에 상기 삽입부(132)가 삽입되되, 그 중앙에 상기 메인샤프트(120)가 통과되도록 통과공(138)이 형성되는 결합돌기부(139)가 형성되는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 컨디셔너 구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스러스트베어링(131)과 상기 하모닉드라이브(135)는 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치용 컨디셔너 구조.



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