KR101990828B1 - Apparatus and method for polishing large substrate - Google Patents

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Abstract

서로 다른 2가지의 연마 방식을 혼합하여 기판을 연마하는 대면적 기판 연마 장치 및 연마 방법이 개시된다. 대면적 기판 연마 장치는, 기판을 이송하는 기판 캐리어, 상기 기판의 이동 방향에 교차하는 방향으로 연마하는 제1 연마부 및 상기 기판의 이동 방향을 따라 연마하는 제2 연마부를 포함하여 구성된다.A large area substrate polishing apparatus and a polishing method for polishing a substrate by mixing two different polishing methods are disclosed. The large-area substrate polishing apparatus includes a substrate carrier for transferring a substrate, a first polishing section for polishing in a direction crossing the moving direction of the substrate, and a second polishing section for polishing along the moving direction of the substrate.

Description

대면적 기판 연마 장치 및 연마 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POLISHING LARGE SUBSTRATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a polishing apparatus,

본 발명은 서로 다른 2가지의 연마 방식을 혼합하여 기판을 연마하는 대면적 기판 연마 장치 및 연마 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a large area substrate polishing apparatus and a polishing method for polishing a substrate by mixing two different polishing methods.

반도체소자의 제조에는, 연마와 버핑(buffing) 및 세정을 포함하는 CMP(chemical mechanical polishing) 작업이 필요하다. 반도체 소자는, 다층 구조의 형태로 되어 있으며, 기판층에는 확산영역을 갖춘 트랜지스터 소자가 형성된다. 기판층에서, 연결금속선이 패턴화되고 기능성 소자를 형성하는 트랜지스터 소자에 전기 연결된다. 공지된 바와 같이, 패턴화된 전도층은 이산화규소와 같은 절연재로 다른 전도층과 절연된다. 더 많은 금속층과 이에 연관된 절연층이 형성되므로, 절연재를 편평하게 할 필요성이 증가한다. 편평화가 되지 않으면, 표면형태에서의 많은 변동 때문에 추가적인 금속층의 제조가 실질적으로 더욱 어려워진다. 또한, 금속선패턴은 절연재로 형성되어, 금속 기판 연마 작업이 과잉금속물을 제거하게 된다.The manufacture of semiconductor devices requires chemical mechanical polishing (CMP) operations including polishing, buffing, and cleaning. The semiconductor element is in the form of a multilayer structure, and a transistor element having a diffusion region is formed in the substrate layer. In the substrate layer, a connecting metal line is patterned and electrically connected to the transistor element forming the functional element. As is known, the patterned conductive layer is insulated from other conductive layers with an insulating material such as silicon dioxide. As more metal layers and associated insulating layers are formed, the need to flatten the insulating material increases. Without flattening, the manufacturing of additional metal layers becomes substantially more difficult due to the many variations in surface morphology. In addition, the metal line pattern is formed of an insulating material so that the metal substrate polishing operation removes excess metal.

기존의 기판 연마 시스템은 기판의 일면 또는 양면을 연마와 버핑 및 세정하기 위한 구성요소로서, 벨트, 연마패드 또는 브러시를 구비하는 벨트를 구비한다. 슬러리는 기판 연마 작업을 촉진 및 강화시키기 위해 사용된다.Conventional substrate polishing systems include a belt, a polishing pad, or a belt with a brush as components for polishing and buffing and cleaning one or both sides of the substrate. The slurry is used to promote and strengthen the substrate polishing operation.

기존의 기판 연마 시스템은 2개의 구동 롤러 상에 장착된 벨트형의 연마패드로 구성되는 벨트형 기판 연마 장치가 알려져 있다. 벨트형 기판 연마 장치는 기판이 캐리어에 장착되며, 캐리어는 일 방향으로 선형 이동하고, 벨트형 연마패드는 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전함에 따라 기판에 소정의 힘이 가해진 상태로 밀착되어 연마가 수행된다. 여기서, 캐리어가 이동하는 연마패드에 힘을 가하기 때문에 연마 중에 발생하는 마찰력은 복잡한 양상을 띠게 되며, 캐리어에 힘을 가하기 위한 액츄에이터의 성능을 저하시키게 된다. 또한, 이와 같은 마찰력은 캐리어 및 기판 연마 시스템의 제어를 복잡하게 한다.BACKGROUND ART [0002] A conventional substrate polishing system is a belt-shaped substrate polishing apparatus composed of a belt-shaped polishing pad mounted on two driving rollers. In a belt-type substrate polishing apparatus, a substrate is mounted on a carrier, the carrier linearly moves in one direction, and the belt-shaped polishing pad is rotated in a clockwise or counterclockwise direction, so that a predetermined force is applied to the substrate, . Here, since the force is applied to the polishing pad on which the carrier moves, the frictional force generated during polishing becomes complicated and deteriorates the performance of the actuator for applying force to the carrier. Such frictional forces also complicate the control of the carrier and substrate polishing system.

한편, 종래의 기판 연마 장치는 기판에 대해서 전후 또는 좌우의 어느 한 방향으로만 연마가 이루어지므로, 대면적 즉 사각형의 기판에서는 연마가 이루어지는 방향과 수직하는 다른 방향에 대한 연마 균일도를 맞추기가 어렵다.On the other hand, in the conventional substrate polishing apparatus, since the polishing is performed only in the front, rear, left, and right directions with respect to the substrate, it is difficult to match the polishing uniformity to the other direction perpendicular to the polishing direction.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 대면적의 사각형 기판에서 연마 방향에 따른 연마 균일도를 일정하게 유지할 수 있는 대면적 기판 연마 장치 및 연마 방법이 개시된다.According to the embodiments of the present invention, a large-area substrate polishing apparatus and a polishing method capable of uniformly maintaining polishing uniformity according to a polishing direction in a rectangular substrate having a large area are disclosed.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예들에 따르면, 대면적 기판 연마 장치는, 기판을 이송하는 기판 캐리어, 상기 기판 의 이동 방향에 교차하는 방향을 따라 연마하는 제1 연마부 및 상기 기판의 이동 방향을 따라 연마하는 제2 연마부를 포함하여 구성된다.According to embodiments of the present invention for achieving the objects of the present invention, a large-area substrate polishing apparatus includes a substrate carrier for transferring a substrate, a first polishing unit for polishing along a direction crossing the moving direction of the substrate, And a second polishing unit for polishing the substrate along the moving direction of the substrate.

일 측에 따르면, 상기 제1 연마부는 상기 기판보다 작은 원형의 연마패드를 포함하고, 상기 연마패드가 상기 기판과 면접촉되어 자전 및 직선 이동함에 따라 상기 기판을 연마할 수 있다. 상기 제1 연마부는 상기 기판의 이동 방향과 수직으로 교차하는 방향을 따라 상기 연마패드가 이동하면서 상기 기판을 연마할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the first polishing section includes a circular polishing pad smaller than the substrate, and the polishing pad may be in surface contact with the substrate to polish the substrate as it rotates and linearly moves. The first polishing unit may polish the substrate while moving the polishing pad along a direction perpendicular to the moving direction of the substrate.

일 측에 따르면, 상기 제2 연마부는 원통형 연마패드를 포함하고, 상기 연마패드가 상기 기판과 선접촉되어 상기 기판의 이동 방향을 따라 회전함에 따라 상기 기판을 연마할 수 있다. 상기 제2 연마부는 상기 기판의 이동 방향과 수직으로 교차하는 방향으로 상기 연마패드의 회전축이 배치될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the second polishing portion includes a cylindrical polishing pad, and the polishing pad is in line contact with the substrate to polish the substrate as it rotates along the moving direction of the substrate. The second polishing unit may be arranged such that the rotation axis of the polishing pad is perpendicular to the moving direction of the substrate.

일 측에 따르면, 상기 제2 연마부는 벨트형 연마패드를 포함하고, 한 쌍의 구동 롤러의 외주면에 연마패드가 감겨서 회전할 수 있다. 상기 제2 연마부는 상기 구동 롤러가 상기 기판의 이동 방향에 평행하게 또는 상기 기판의 이동 방향에 수직하게 배치될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the second polishing section includes a belt-shaped polishing pad, and the polishing pad is wound around the outer peripheral surface of the pair of driving rollers. The second polishing portion may be disposed such that the driving roller is parallel to the moving direction of the substrate or perpendicular to the moving direction of the substrate.

일 측에 따르면, 상기 기판 캐리어는 상기 기판의 피연마면이 상부를 향하도록 안착될 수 있다. 상기 기판 캐리어는 상기 기판을 수평으로 이송할 수 있다.According to one aspect, the substrate carrier may be seated such that the polished surface of the substrate faces upward. The substrate carrier may transport the substrate horizontally.

한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예들에 따르면, 대면적 기판 연마 방법은, 기판에 면접촉되어 상기 기판을 제1 설정 두께로 연마하는 1차 연마 단계 및 상기 기판을 이송하면서 제2 설정 두께로 상기 기판을 연마하는 2차 연마 단계를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of polishing a large area substrate, comprising: a first polishing step of polishing the substrate to a first predetermined thickness in a surface contact with the substrate; And a secondary polishing step of polishing the substrate with a second set thickness while transferring the substrate.

일 측에 따르면, 상기 1차 연마 단계에서는 상기 기판보다 작은 원형의 연마패드가 상기 기판 표면에서 자전하면서 상기 기판의 이동 방향과 교차하는 방향을 따라서 직선 이동함에 따라 상기 기판이 연마될 수 있다. 그리고 상기 1차 연마 단계에서는 상기 기판의 이송 방향에 대해서 직교하는 방향으로 상기 연마패드가 이동하면서 연마를 수행할 수 있다.According to one aspect of the present invention, in the primary polishing step, the substrate may be polished as a circular polishing pad smaller than the substrate moves linearly along a direction intersecting the moving direction of the substrate while rotating on the substrate surface. In the primary polishing step, the polishing pad may be moved in a direction perpendicular to the transfer direction of the substrate to perform polishing.

일 측에 따르면, 상기 2차 연마 단계에서는 원통형 연마패드가 상기 기판과 선접촉되어 상기 기판의 이동 방향을 따라 회전하면서 상기 기판이 연마될 수 있다.According to one aspect, in the secondary polishing step, the cylindrical polishing pad is in line contact with the substrate, and the substrate can be polished while rotating along the moving direction of the substrate.

일 측에 따르면, 상기 2차 연마 단계에서는 연마부는 벨트형 연마패드가 한 쌍의 구동 롤러의 외주면에 연마패드가 감겨서 회전하면서 상기 기판이 연마될 수 있다.According to one aspect of the present invention, in the secondary polishing step, the polishing portion can polish the substrate while the belt-shaped polishing pad is rotated while the polishing pad is wound on the outer peripheral surface of the pair of driving rollers.

일 측에 따르면, 상기 2차 연마 단계에서는, 상기 1차 연마 단계에서 연마되는 영역의 길이만큼 이동될 수 있다. 또한, 상기 2차 연마 단계에서는 상기 기판을 왕복 이동시키면서 연마할 수 있다.According to one aspect, in the secondary polishing step, it is possible to move by the length of the area to be polished in the primary polishing step. Further, in the secondary polishing step, the substrate can be polished while reciprocating.

본 발명의 다양한 실시 예는 아래의 효과 중 하나 이상을 가질 수 있다.Various embodiments of the present invention may have one or more of the following effects.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 기판의 좌우 방향으로 연마하는 로타리 방식과 기판을 한 방향으로 이동하면서 연마하는 롤러 방식 또는 벨트 방식을 같이 적용함으로써, 연마 균일도를 향상 시킬 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, the uniformity of polishing can be improved by applying the rotary method of polishing the substrate in the left-right direction and the roller method or the belt method of polishing the substrate while moving in one direction .

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적 기판 연마 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 연마 장치의 측면도이다.
도 3은 도 1의 기판 연마 장치의 평면도와 기판의 위치에 따른 박막 두께를 보여주는 그래프이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 대면적 기판 연마 장치의 사시도들이다.1 is a perspective view of a large-area substrate polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of the substrate polishing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a graph showing the thickness of the thin film according to the plan view of the substrate polishing apparatus of FIG. 1 and the position of the substrate.
4 and 5 are perspective views of a large area substrate polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible, even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 대면적 기판 연마 장치(10)에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적 기판 연마 장치(10)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 기판 연마 장치(10)의 측면도이고, 도 3은 도 1의 기판 연마 장치(10)의 평면도 및 기판(1)의 위치에 따른 박막 두께를 보여주는 그래프이다.Hereinafter, the large-area substrate polishing apparatus 10 according to the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a side view of the substrate polishing apparatus 10 of FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of the substrate polishing apparatus 10 of FIG. 1; FIG. A plan view of the polishing apparatus 10 and a thin film thickness according to the position of the substrate 1. Fig.

기판 연마 장치(10)는 기판(1)을 이송하는 기판 캐리어(11)와, 기판(1)을 연마하는 제1 연마부(12) 및 제2 연마부(13)를 포함하여 구성된다.The substrate polishing apparatus 10 is configured to include a substrate carrier 11 for transferring a substrate 1 and a first polishing section 12 and a second polishing section 13 for polishing the substrate 1.

기판(1)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글라스를 포함하는 투명 기판이고, 사각형일 수 있다. 그러나 본 발명의 기판(1)이 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 장치(semiconductor device) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 또한, 기판(1)의 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The substrate 1 is a transparent substrate including a glass for a flat panel display device (FPD) such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP), and may be a square. However, the substrate 1 of the present invention is not limited thereto, and may be a silicon wafer for manufacturing a semiconductor device. In addition, the size of the substrate 1 is not limited by the drawings.

기판 캐리어(11)는 기판(1)의 피연마면이 상부를 향하도록 안착되고, 수평 방향으로 이동한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 기판 캐리어(11)가 이동하는 방향을 '제1 방향'이라 한다.The substrate carrier 11 is seated so that the surface to be polished of the substrate 1 faces upward, and moves in the horizontal direction. Hereinafter, for convenience of explanation, a direction in which the substrate carrier 11 moves is referred to as a 'first direction'.

기판 캐리어(11)는 기판(1)의 둘레를 고정시키는 리테이너(111)가 구비된다. 예를 들어, 리테이너(111)는 기판(1)의 크기에 대응되는 사각형 링 형상을 갖고, 기판(1)의 테두리 외측에 구비된다.The substrate carrier 11 is provided with a retainer 111 for fixing the periphery of the substrate 1. For example, the retainer 111 has a rectangular ring shape corresponding to the size of the substrate 1, and is provided outside the rim of the substrate 1.

기판 캐리어(11)는 기판(1)에 소정 압력을 가하여 지지할 수 있도록 가요성 막인 멤브레인(113)과 압력 조절 챔버(114)가 형성될 수 있다. 압력조절 챔버(114)는 기판(1)을 위치 별로 서로 다른 압력을 인가할 수 있도록 복수 개가 형성될 수 있다.The substrate carrier 11 may be formed with a membrane 113 and a pressure regulation chamber 114, which are flexible films, to support the substrate 1 by applying a predetermined pressure thereto. A plurality of pressure control chambers 114 may be formed to apply different pressures to the substrates 1 at different positions.

도면부호 112는 기판 캐리어(11)의 프레임(112)이다.Reference numeral 112 denotes a frame 112 of the substrate carrier 11.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 기판 캐리어(11)는 멤브레인(113)과 압력 조절 챔버(114)를 생략하고 비가요성의 딱딱한 재질로 형성되는 것도 가능하다.However, the present invention is not limited thereto, and the substrate carrier 11 may be formed of a non-elastic rigid material by omitting the membrane 113 and the pressure regulation chamber 114.

연마부(12, 13)는 서로 다른 2가지의 연마 방식을 이용하여 연마할 수 있도록 제1 연마부(12)와 제2 연마부(13)로 이루어진다. 그리고 제1 연마부(12)와 제2 연마부(13)는 연마하는 방향이 다르다. 즉, 제1 연마부(12)는 기판(1)의 이동 방향에 대해서 교차하는 방향을 따라 기판(1)을 연마하고, 제2 연마부(13)는 기판(1)의 이동 방향을 따라 기판(1)을 연마한다.The polishing units 12 and 13 are composed of a first polishing unit 12 and a second polishing unit 13 so as to be polished using two different polishing methods. The first polishing portion 12 and the second polishing portion 13 have different polishing directions. That is, the first polishing section 12 polishes the substrate 1 along the direction intersecting the moving direction of the substrate 1, and the second polishing section 13 polishes the substrate 1 along the moving direction of the substrate 1, (1) is polished.

이하에서는, 제1 연마부(12)의 연마패드(121)가 이동하는 방향을 '제2 방향'이라 하고, 제2 방향은 제1 방향과 수직으로 교차하는 방향이다.Hereinafter, the direction in which the polishing pad 121 of the first polishing part 12 moves is referred to as a 'second direction', and the second direction is a direction perpendicular to the first direction.

제1 연마부(12)는 기판(1)보다 작은 원형의 연마패드(121)가 기판(1)에 면접촉되어 기판(1)을 연마하는 로터리(rotary) 방식이 사용된다. 제1 연마부(12)는 기판(1) 표면에서 연마패드(121)가 자전하면서, 기판(1)의 너비 방향을 따라 직선으로 이동함에 따라 기판(1)을 연마한다. 참고적으로 도 3에서는 제1 연마부(12)와 제2 연마부(13)가 연마하는 영역을 도 3의 (b)에 '(12)' 및 '(13)'으로 각각 표시하고, 각 연마부(12, 13)에서 연마가 시작되는 위치를 'a'로 표시하고, 연마가 끝나는 위치를 'b'로 표시하였다.The first polishing section 12 uses a rotary method in which a polishing pad 121 having a circular shape smaller than the substrate 1 is brought into surface contact with the substrate 1 to polish the substrate 1. [ The first polishing section 12 polishes the substrate 1 as the polishing pad 121 moves on the surface of the substrate 1 in a linear direction along the width direction of the substrate 1. [ 3, the areas where the first and second polishing units 12 and 13 are polished are denoted by '(12)' and '(13)' in FIG. 3 (b) The position where the polishing starts in the polishing units 12 and 13 is denoted by 'a', and the position where the polishing ends is denoted by 'b'.

도면을 참조하면, 제1 연마부(12)는 연마패드(121)가 제2 방향을 따라 1회 또는 왕복 이동하면서 기판(1)을 연마한다. 제1 연마부(12)에서는 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(1)을 1차 설정 두께로 연마한다. 즉, 도 3의 (b)에서 (12)로 표시된 부분에서, a 위치에서 b 위치에서와 같이 대략적인 1차 설정 두께로 기판(1)이 연마된다.Referring to the drawings, the first polishing portion 12 polishes the substrate 1 while the polishing pad 121 moves once or reciprocally along the second direction. In the first polishing section 12, the substrate 1 is polished to a first set thickness, as shown in Fig. 3 (b). That is, in the portion indicated by (b) to (12) in FIG. 3, the substrate 1 is polished to a roughly first set thickness as in the position a to the position b.

제2 연마부(13)는 원통형의 연마패드(131)가 기판(1)과 선접촉되어 기판(1)을 연마하는 롤러(roller) 방식이 사용된다. 제2 연마부(13)는 원통형의 연마패드(131)를 포함하고, 원통형의 연마패드(131)가 기판(1)의 이동 방향에 따라서 회전함에 따라 기판(1)을 연마한다.The second polishing section 13 is a roller system in which a cylindrical polishing pad 131 comes into linear contact with the substrate 1 to polish the substrate 1. [ The second polishing section 13 includes a cylindrical polishing pad 131 and polishes the substrate 1 as the cylindrical polishing pad 131 rotates in accordance with the moving direction of the substrate 1. [

상세하게는, 제2 연마부(13)는 연마패드(131)의 회전축이 제2 방향으로 배치되고, 기판 캐리어(11)가 기판(1)을 제1 방향을 따라 이송함에 따라 기판(1)이 연마된다. 또한, 제2 연마부(13)는 연마패드(131)가 기판(1)과 접촉되는 부분에서 동일 방향이 되도록 회전하며, 연마패드(131)와 기판(1)이 접촉되는 부분에서의 상대속도 차에 의해서 연마가 수행된다. 또한, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2 연마부(13)는 (13)으로 표시된 부분에서, a 위치에서 b 위치에서와 같이 1차 설정 두께로 연마된 기판(1)이 보다 균일도가 높은 제2 설정 두께로 연마된다. 여기서, 두께의 균일도가 높다 함은, 도 3의 (b)에서 도시한 바와 같이, 영역의 중앙과 가장자리 부분의 두께차가 크게 발생하지 않는 것을 의미한다.The second polishing section 13 is arranged so that the rotation axis of the polishing pad 131 is arranged in the second direction and the substrate carrier 11 is moved in the first direction along the first direction, Is polished. The second polishing portion 13 rotates so that the polishing pad 131 is in the same direction at the portion where the polishing pad 131 is in contact with the substrate 1 and the relative speed at the portion where the polishing pad 131 and the substrate 1 are in contact Polishing is carried out by the car. 3 (b), the second polishing portion 13 has the substrate 1 polished at the first setting thickness as in the position a to the position b in the portion denoted by (13) And is polished to a second set thickness having a higher uniformity. Here, the high uniformity of the thickness means that as shown in Fig. 3 (b), the difference in thickness between the center and the edge of the region does not greatly occur.

또한, 제2 연마부(13)는 제1 연마부(12)에서 1회에 연마되는 영역만의 면적 또는 길이만큼 기판(1)을 이동시키면서 연마가 수행된다.The second polishing section 13 is polished while moving the substrate 1 by the area or the length of only the area to be polished at the first polishing section 12 at one time.

본 실시 예에 따르면, 제1 연마부(12)는 제2 방향을 따라 기판(1)을 연마하기 때문에, 제1 방향으로는 기판(1)의 연마 균일도가 저하될 수 있다. 그러나, 제2 연마부(13)에서 제1 방향을 따라 기판(1)을 연마하기 때문에, 기판(1) 전체의 광역 연마 균일도를 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, since the first polishing section 12 polishes the substrate 1 along the second direction, the polishing uniformity of the substrate 1 in the first direction can be lowered. However, since the substrate 1 is polished along the first direction in the second polishing section 13, the global polishing uniformity of the entire substrate 1 can be improved.

한편, 상술한 실시 예와 달리, 롤러 방식 대신 벨트 방식을 사용할 수 있다. 이하에서는 도 4와 도 5를 참조하여, 벨트 방식과 로터리 방식의 2가지의 연마 방식을 사용하는 대면적 기판 연마 장치(10)에 대해서 설명한다. 참고적으로, 도 4는 벨트 형태의 연마패드(211)가 기판(1)의 이동 방향을 따라 회전하는 경우를 도시한 도면이고, 도 5는 벨트 형태의 연마패드(221)가 기판(1)의 이동 방향에 수직하게 회전하는 경우를 도시한 도면이다.On the other hand, unlike the above-described embodiment, a belt method can be used instead of the roller method. Hereinafter, with reference to FIGS. 4 and 5, a large-area substrate polishing apparatus 10 using two polishing methods, a belt method and a rotary method, will be described. 4 is a view showing a case in which the belt-shaped polishing pad 211 rotates along the moving direction of the substrate 1. FIG. 5 shows a state in which the polishing pad 221 in a belt- As shown in Fig.

이하의 실시 예는 제2 연마부(21, 22)가 벨트 방식이라는 점을 제외하고는 상술한 실시 예와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭과 도면부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.The following embodiments are substantially the same as those of the above-described embodiment except that the second polishing portions 21 and 22 are of the belt type, so that the same components are denoted by the same names and reference numerals, Is omitted.

도 4를 참조하면, 대면적 기판 연마 장치(10)는 기판(1)을 지지하고 이송하는 기판 캐리어(11)와, 기판(1)의 이동 방향에 대해서 수직으로 교차하는 제2 방향을 따라 기판(1)을 연마하는 제1 연마부(12)와 기판(1)의 이동 방향인 제1 방향을 따라서 기판(1)을 연마하는 제2 연마부(12)를 포함하여 구성된다.4, a large-area substrate polishing apparatus 10 includes a substrate carrier 11 for supporting and transporting a substrate 1, a substrate holder 11 for holding a substrate 1 along a second direction perpendicular to the moving direction of the substrate 1, (12) for polishing the substrate (1) and a second polishing section (12) for polishing the substrate (1) along a first direction which is the moving direction of the substrate (1).

기판 캐리어(11)에는 기판(1)의 테두리를 고정하는 리테이너(111)가 구비된다.The substrate carrier 11 is provided with a retainer 111 for fixing the rim of the substrate 1.

제1 연마부(12)는 원형의 연마패드(121)가 자전하면서 기판(1) 상에서 제2 방향을 따라 직선으로 왕복 이동하면서 기판(1)을 연마한다.The first polishing section 12 polishes the substrate 1 while reciprocating linearly along the second direction on the substrate 1 while rotating the circular polishing pad 121.

제2 연마부(13)는 벨트 형태의 연마패드(211)를 구비하며, 연마패드(211)가 회전함에 따라 기판(1)을 연마한다. 제2 연마부(21)는 한 쌍의 구동 실린더(212)의 둘레에 벨트 형태의 연마패드(211)가 감겨서 회전하도록 구성된다. 기판 캐리어(11)가 기판(1)을 제1 방향으로 이송하고, 제2 연마부(21)는 기판(1)에 접촉되어 연마패드(211)가 회전함에 따라 기판(1)이 연마된다.The second polishing section 13 has a belt-shaped polishing pad 211 and polishes the substrate 1 as the polishing pad 211 rotates. The second polishing section 21 is configured so that a belt-shaped polishing pad 211 is wound around the pair of driving cylinders 212 to rotate. The substrate 1 is polished as the substrate carrier 11 conveys the substrate 1 in the first direction and the second polishing portion 21 contacts the substrate 1 and the polishing pad 211 rotates.

여기서, 연마패드(211)는 기판(1)과 접촉되는 부분이 기판(1)의 이동 방향과 동일 방향으로 이동하도록 회전하고, 구동 실린더(212)가 기판(1)의 이동 방향과 수직하게, 즉, 제2 방향으로 배치된다. 제2 연마부(21)는 연마패드(211)가 기판(1)과 접촉되는 부분에서의 상대속도 차에 의해서 연마가 수행된다.The polishing pad 211 rotates so that the portion of the polishing pad 211 in contact with the substrate 1 moves in the same direction as the moving direction of the substrate 1 and the driving cylinder 212 is perpendicular to the moving direction of the substrate 1, That is, in the second direction. The second polishing portion 21 is polished by a relative speed difference at a portion where the polishing pad 211 contacts the substrate 1.

본 실시 예에 따르면, 제1 연마부(12)에서 기판(1)의 제2 방향을 따라 연마하고, 제2 연마부(21)는 연마된 기판(1)을 제1 방향을 따라 연마함으로써, 기판(1)의 전역 연마 균일도를 향상시킬 수 있다.According to this embodiment, the first polishing portion 12 polishes the substrate 1 along the second direction, and the second polishing portion 21 polishes the polished substrate 1 along the first direction, The global polishing uniformity of the substrate 1 can be improved.

도 5를 참조하면, 대면적 기판 연마 장치(10)는 기판(1)의 테두리를 고정하는 리테이너(111)가 구비되고, 기판(1)을 지지하고 이송하는 기판 캐리어(11)와, 원형의 연마패드(221)가 자전하면서 기판(1)을 연마하는 제1 연마부(12)와, 벨트 형태의 연마패드(221)를 구비하는 제2 연마부(22)를 포함하여 구성된다.5, the large-area substrate polishing apparatus 10 includes a substrate carrier 11 provided with a retainer 111 for fixing the rim of the substrate 1 and supporting and transporting the substrate 1, A first polishing section 12 for polishing the substrate 1 while rotating the polishing pad 221 and a second polishing section 22 having a polishing pad 221 in the form of a belt.

여기서, 제2 연마부(22)는 한 쌍의 구동 실린더(212)의 둘레에 벨트 형태의 연마패드(211)가 감겨서 회전하도록 구성되되, 연마패드(211)가 기판(1)의 이동 방향에 대해서 수직 방향으로 회전하도록 구동 실린더(222)가 기판(1)의 이동 방향에 나란하게 배치된다.Here, the second polishing unit 22 is configured such that a belt-shaped polishing pad 211 is wound around a pair of driving cylinders 212 so that the polishing pad 211 moves in the moving direction of the substrate 1 The driving cylinder 222 is disposed in parallel to the moving direction of the substrate 1 so as to rotate in the vertical direction with respect to the substrate 1.

본 실시 예에 따르면, 제1 연마부(12)에서 기판(1)의 제2 방향을 따라 연마하고, 제2 연마부(22)는 연마된 기판(1)을 제1 방향을 따라 연마함으로써, 기판(1)의 전역 연마 균일도를 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, the first polishing portion 12 polishes the substrate 1 along the second direction, and the second polishing portion 22 polishes the polished substrate 1 along the first direction, The global polishing uniformity of the substrate 1 can be improved.

이하에서는, 본 발명의 실시 예들에 따른 기판(1)의 연마 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, the polishing method of the substrate 1 according to the embodiments of the present invention will be described.

기판(1)의 이동 방향과 수직으로 교차하는 제2 방향을 따라 제1 연마부(12)가 기판(1)을 1차 연마한다.The first polishing section 12 firstly polishes the substrate 1 along a second direction perpendicular to the moving direction of the substrate 1. [

1차 연마 단계에서는, 제1 연마부(12)의 원형 연마패드(121)가 자전하면서 동시에 제2 방향으로 직선 이동하면서 기판(1)을 연마한다. 또한, 1차 연마 단계에서는 연마패드(121)가 제2 방향을 따라 1회 또는 복수 회 왕복 이동하면서 기판(1)을 연마한다.In the primary polishing step, the circular polishing pad 121 of the first polishing section 12 is rotated while linearly moving in the second direction to polish the substrate 1. [ In the primary polishing step, the polishing pad 121 polishes the substrate 1 while reciprocally moving once or plural times along the second direction.

본 실시 예에 따르면, 1차 연마 단계는 기판(1)의 두께를 빠르게 연마함으로써, 연마 속도를 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, the primary polishing step can improve the polishing rate by rapidly polishing the thickness of the substrate 1. [

다음으로, 기판(1)의 이동 방향을 따라 제2 연마부(13)에서 기판(1)을 2차 연마한다.Next, the substrate 1 is secondarily polished in the second polishing section 13 along the moving direction of the substrate 1. Then,

2차 연마 단계에서는, 1차 연마된 기판(1) 표면에 롤러 형태의 연마패드(131)가 선접촉되어 회전함에 따라 기판(1)을 연마한다.In the secondary polishing step, the substrate 1 is polished as the roller-shaped polishing pad 131 comes into line contact with the surface of the primary polished substrate 1 and rotates.

여기서, 기판(1)의 길이 방향, 즉, 제1 방향에서 보았을 때, 1차 연마 단계에서는 제1 연마부(12)의 연마패드(121)의 궤적에 따라 연마 균일도에 차이가 발생할 수 있다. 그러나 2차 연마 단계에서는 제2 연마부(13)의 연마패드(131)가 기판(1)의 폭 방향 전체에 동시에 접촉되어서 연마가 수행되므로, 1차 연마 단계에서 발생한 연마 균일도 차이를 상쇄시킬 수 있어서, 기판(1)의 광역 연마 균일도를 향상시킬 수 있다. 이는 도 4 및 도 5에 도시한 실시 예에 따른 벨트 형태의 연마패드(211, 221)를 구비하는 제2 연마부(21, 22)를 적용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.Here, when viewed from the longitudinal direction of the substrate 1, that is, from the first direction, there may be a difference in polishing uniformity depending on the locus of the polishing pad 121 of the first polishing portion 12 in the primary polishing step. However, in the secondary polishing step, since the polishing pad 131 of the second polishing section 13 is simultaneously brought into contact with the entire width direction of the substrate 1 at the same time to perform polishing, the difference in polishing uniformity caused in the primary polishing step can be canceled So that it is possible to improve the uniformity of the wide-angle polishing of the substrate 1. This can be equally applied to the case of applying the second polishing units 21 and 22 having the belt-shaped polishing pads 211 and 221 according to the embodiment shown in Figs.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Or equivalents, even if it is replaced or substituted.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments and equivalents to the claims are within the scope of the following claims.

1: 기판
10: 기판 연마 장치
11: 기판 캐리어
111: 리테이너
112: 프레임
113: 멤브레인
114: 압력 조절 챔부
12: 제1 연마부
121: 연마패드
13, 21, 22: 제2 연마부
131, 211, 221: 연마패드1: substrate
10: substrate polishing apparatus
11: substrate carrier
111: retainer
112: frame
113: Membrane
114: Pressure regulating chamber
12: First polishing part
121: Polishing pad
13, 21, 22: a second polishing part
131, 211, 221: Polishing pad

Claims (16)

기판을 이송하는 기판 캐리어;
상기 기판보다 작은 원형의 연마패드를 포함하고 상기 기판의 이동 방향에 교차하는 방향으로 직선 왕복 이동하면서 상기 기판과 면접촉되어 회전함에 따라 상기 기판을 제1 설정 두께로 연마하는 제1 연마부; 및
상기 기판의 이동 방향에 대해서 상기 제1 연마부보다 후방에 구비되고 상기 기판의 이동 방향을 따라 상기 기판과 선접촉되어 회전함에 따라 상기 기판을 상기 제1 설정 두께보다 균일도가 높은 제2 설정 두께로 연마하는 제2 연마부;
를 포함하는 대면적 기판 연마 장치.
A substrate carrier for transferring the substrate;
A first polishing unit including a polishing pad having a circular shape smaller than the substrate and linearly reciprocating in a direction intersecting with the moving direction of the substrate while being in surface contact with the substrate and polishing the substrate with a first predetermined thickness; And
Wherein the substrate is moved in a direction perpendicular to the moving direction of the substrate in a direction perpendicular to the moving direction of the substrate, A second polishing section for polishing;
And a substrate polishing apparatus.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 연마부는 원통형 연마패드를 포함하는 대면적 기판 연마 장치
The method according to claim 1,
Wherein the second polishing unit is a large-area substrate polishing apparatus including a cylindrical polishing pad
제4항에 있어서,
상기 제2 연마부는 상기 기판의 이동방향과 수직으로 교차하는 방향으로 상기 연마패드의 회전축이 배치되는 대면적 기판 연마 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the second polishing section has a rotation axis of the polishing pad disposed in a direction perpendicular to the moving direction of the substrate.
제1항에 있어서,
상기 제2 연마부는 벨트형 연마패드를 포함하고, 한 쌍의 구동 롤러의 외주면에 연마패드가 감겨서 회전하는 대면적 기판 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second polishing portion includes a belt-shaped polishing pad, and the polishing pad is wound around the outer peripheral surface of the pair of driving rollers to rotate.
제6항에 있어서,
상기 제2 연마부는 상기 구동 롤러가 상기 기판의 이동 방향에 평행하게 또는 상기 기판의 이동 방향에 수직하게 배치되는 대면적 기판 연마 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the second polishing portion is disposed so that the driving roller is parallel to the moving direction of the substrate or perpendicular to the moving direction of the substrate.
제1항에 있어서,
상기 기판 캐리어는 상기 기판의 피연마면이 상부를 향하도록 안착되는 대면적 기판 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate carrier is seated so that a surface to be polished of the substrate faces upward.
제1항에 있어서,
상기 기판 캐리어는 상기 기판을 수평으로 이송하는 대면적 기판 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate carrier transports the substrate horizontally.
기판보다 작은 원형의 연마패드가 상기 기판의 이동 방향에 교차하는 방향으로 직선 왕복 이동하면서 상기 기판에 면접촉되어 회전함에 따라 상기 기판을 제1 설정 두께로 연마하는 1차 연마 단계; 및
1차 연마된 상기 기판을 이송하면서 상기 기판과 선접촉되어 회전함에 따라 상기 제1 설정 두께보다 균일도가 높은 제2 설정 두께로 상기 기판을 연마하는 2차 연마 단계;
를 포함하는 대면적 기판 연마 방법.
A first polishing step of polishing the substrate to a first predetermined thickness as the circular polishing pad smaller than the substrate rotates in a face-to-face contact with the substrate while linearly reciprocating in a direction crossing the moving direction of the substrate; And
A second polishing step of polishing the substrate with a second predetermined thickness having a uniformity higher than the first predetermined thickness as the substrate is rotated in line contact with the substrate while transferring the first polished substrate;
And a second substrate polishing step.
제10항에 있어서,
상기 1차 연마 단계에서는 상기 기판보다 작은 원형의 연마패드가 상기 기판 표면에서 자전하면서 상기 기판의 이동 방향과 교차하는 방향을 따라서 직선 이동함에 따라 상기 기판이 연마되는 대면적 기판 연마 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein in the primary polishing step, the substrate is polished as a circular polishing pad smaller than the substrate moves linearly along a direction intersecting the moving direction of the substrate while rotating on the substrate surface.
제11항에 있어서,
상기 1차 연마 단계에서는 상기 기판의 이송 방향에 대해서 직교하는 방향으로 상기 연마패드가 이동하면서 연마를 수행하는 대면적 기판 연마 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein in the primary polishing step, polishing is performed while moving the polishing pad in a direction orthogonal to the transfer direction of the substrate.
제10항에 있어서,
상기 2차 연마 단계에서는 원통형 연마패드가 상기 기판과 선접촉되어 상기 기판의 이동 방향을 따라 회전하면서 상기 기판이 연마되는 대면적 기판 연마 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein in the secondary polishing step, the cylindrical polishing pad is in line contact with the substrate, and the substrate is polished while rotating along the moving direction of the substrate.
제10항에 있어서,
상기 2차 연마 단계에서는 연마부는 벨트형 연마패드가 한 쌍의 구동 롤러의 외주면에 연마패드가 감겨서 회전하면서 상기 기판이 연마되는 대면적 기판 연마 방법.
11. The method of claim 10,
In the secondary polishing step, the polishing pad is sandwiched between the belt-shaped polishing pads and the polishing pad on the outer circumferential surface of the pair of driving rollers to rotate the polishing pad.
제10항에 있어서,
상기 2차 연마 단계에서는, 상기 1차 연마 단계에서 연마되는 영역의 길이만큼 이동되는 대면적 기판 연마 방법.
11. The method of claim 10,
In the secondary polishing step, a length of the area to be polished is shifted by the length of the area to be polished in the primary polishing step.
제15항에 있어서,
상기 2차 연마 단계에서는 상기 기판을 왕복 이동시키면서 연마하는 대면적 기판 연마 방법.16. The method of claim 15,
And the secondary polishing step polishes the substrate while reciprocating the substrate.
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