KR102070152B1 - Valve module controlling positive pressure and negative pressure and wafer carrier apparatus for cmp process of semiconductor wafer or glass using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈은, 일단으로 양압소스가 입력되는 양압소스 입력관의 타단과 상기 양압소스가 출력되는 양압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제1제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제1밸브; 일단으로 음압소스가 입력되는 음압소스 입력관의 타단과 상기 음압소스가 출력되며 상기 양압소스 출력관의 타단과 연통되는 음압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제2제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제2밸브; 그리고 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 전기적으로 연결되며, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 각각 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호를 전송하는 제어보드;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the valve module for controlling the positive pressure and negative pressure, the other end of the positive pressure source input tube to which the positive pressure source is input to one end connects one end of the positive pressure source output tube outputs the positive pressure source, A first valve configured to communicate or block the positive pressure source input tube and the positive pressure source output tube according to a control signal; The other end of the sound pressure source input tube to which the sound pressure source is first input and the sound pressure source are connected to one end of the sound pressure source output tube communicating with the other end of the positive pressure source output tube, and according to the second control signal and the positive pressure source input tube A second valve capable of communicating or blocking the positive pressure source output tube; And a control board electrically connected to the first valve and the second valve and transmitting the first control signal and the second control signal to the first valve and the second valve, respectively.

Description

양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치{VALVE MODULE CONTROLLING POSITIVE PRESSURE AND NEGATIVE PRESSURE AND WAFER CARRIER APPARATUS FOR CMP PROCESS OF SEMICONDUCTOR WAFER OR GLASS USING THE SAME}VALVE MODULE CONTROLLING POSITIVE PRESSURE AND NEGATIVE PRESSURE AND WAFER CARRIER APPARATUS FOR CMP PROCESS OF SEMICONDUCTOR WAFER OR GLASS USING THE SAME}

본 발명은 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 캐리어 또는 글래스 캐리어에 양압 및 음압을 공급함으로써 웨이퍼 캐리어 또는 글래스 캐리어의 압축상태 또는 진공상태를 신속하게 효과적으로 해제할 수 있고, 목표 압력까지 상승 또는 하강하는데 걸리는 시간을 빠르게 할 수 있으며, 웨이퍼 캐리어 또는 글래스에 공급되는 양압 및 음압을 조절함으로써 웨이퍼 또는 글래스에 가해지는 압력을 효과적으로 분산시켜 웨이퍼 또는 글래스의 연마 균일도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼 또는 글래스가 캐리어로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a valve module for controlling positive and negative pressures, and a wafer carrier device for a CMP process of a semiconductor wafer or glass using the same, and more particularly, a wafer carrier or a glass carrier by supplying a positive pressure and a negative pressure to a wafer carrier or a glass carrier. Pressure or pressure applied to the wafer or glass by controlling the positive and negative pressures supplied to the wafer carrier or glass, and can quickly and effectively release the compressed or vacuum state of the wafer. Valve module for controlling positive and negative pressures that can effectively disperse the wafer or glass and improve the polishing uniformity of the wafer or glass, and prevent the wafer or glass from being separated from the carrier, and the CMP of the semiconductor wafer or glass using the same It relates to a wafer carrier device for processing.

일반적으로, 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 반도체 웨이퍼상에 형성되는 구조물의 높낮이 단차가 증가되고 있는데, 단차가 증가할 경우 후속 리소그래피(lithography)공정에서 촛점깊이(DOF : Depth Of Focusing) 문제로 인하여 마스크 패턴을 정확하게 프린팅하는데 어려움이 발생한다.In general, as the degree of integration of semiconductor devices increases, the height step height of the structure formed on the semiconductor wafer is increased. If the step height increases, the depth of focus (DOF) problem occurs in a subsequent lithography process. Difficulties arise in accurately printing mask patterns.

따라서, 최근에는 웨이퍼(wafer)의 표면을 평탄화하기 위해서 화학적인 제거가공과 기계적인 제거가공을 하나의 가공공정으로 합한 화학적 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing ; 이하 "CMP"라 함)공정이 널리 이용되고 있다.Therefore, recently, chemical-mechanical polishing (hereinafter referred to as "CMP") process, which combines chemical removal and mechanical removal into one processing process, is widely used to planarize a wafer surface. It is becoming.

CMP공정에서는 캐리어(carrier)를 통한 기계적 후면압력(down pressure)과 회전운동을 이용하여 웨이퍼 표면의 막질을 갈아내게 되는데, 캐리어는 웨이퍼의 후면을 통해 웨이퍼의 연마면이 하향되도록 웨이퍼를 홀딩하여 웨이퍼가 공정중에 이탈되지 않도록 하며, CMP공정의 연마제거량은 단위면적당 압력에 비례하므로, 캐리어에 의한 후면압력과 폴리싱 패드에 의해 상방으로 작용하는 압력에 직접적으로 영향을 받게 된다.In the CMP process, the film quality of the wafer surface is ground using mechanical back pressure and rotational movement through a carrier. The carrier holds the wafer by holding the wafer so that the polishing surface of the wafer is downward through the back surface of the wafer. Since the polishing removal amount of the CMP process is proportional to the pressure per unit area, it is directly affected by the back pressure caused by the carrier and the pressure acting upward by the polishing pad.

도 1을 참조하면, CMP공정은 연마 패드(11)가 상부에 설치된 정반(platen)(10)을 회전하고 헤드(head)에 웨이퍼(W)를 홀딩하는 캐리어 박막(21)이 설치된 웨이퍼 캐리어(20)를 회전하며, 웨이퍼 캐리어(20)에 의해 캐리어 박막(21)에 홀딩된 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)에 일정한 힘으로 밀착시킴과 동시에 슬러리 공급부(미도시)를 통해 회전하는 웨이퍼(W)와 연마 패드(11) 사이에 액상의 슬러리(S)를 투입하여 연마 패드(11)에 의한 기계적인 연마와 슬러리(S)에 의한 화학적인 연마에 의해 광역 평탄화한다.Referring to FIG. 1, the CMP process includes a wafer carrier having a carrier thin film 21 that rotates a plate 10 on which a polishing pad 11 is disposed and holds a wafer W on a head. 20 is rotated, and the wafer W held by the carrier carrier 21 on the carrier thin film 21 closely adheres to the polishing pad 11 with a constant force, and at the same time rotates through a slurry supply unit (not shown). A liquid slurry S is introduced between the W and the polishing pad 11 to planarize the region by mechanical polishing by the polishing pad 11 and chemical polishing by the slurry S. FIG.

그러나 상기와 같은 경우 웨이퍼 전면에 걸쳐 균일하게 연마가 되지 않는 문제가 있다.However, in the above case, there is a problem that polishing is not uniformly spread over the entire wafer surface.

또한 웨이퍼 연마 중에 캐리어로부터 웨이퍼가 이탈 될 수 있다는 문제가 있다.There is also a problem that the wafer may be released from the carrier during wafer polishing.

대한민국공개특허공보 특2001-0002489호(2001.01.15.)Korean Laid-Open Patent Publication No. 2001-0002489 (2001.01.15.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 웨이퍼 캐리어의 압축상태 또는 진공상태를 신속하게 해제할 수 있고, 목표 압력까지 상승 또는 하강하는데 걸리는 시간을 빠르게 할 수 있는 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is a valve module for controlling the positive pressure and negative pressure that can quickly release the compressed state or the vacuum state of the wafer carrier, and to speed up the time to rise or fall to the target pressure and the semiconductor using the same It is to provide a wafer carrier device for a CMP process of a wafer or glass.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 웨이퍼 캐리어에 공급되는 양압 및 음압을 조절함으로써 웨이퍼 캐리어에 가해지는 압력을 효과적으로 분산시켜 웨이퍼 또는 글래스의 연마 균일도를 향상시킬 수 있는 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is a valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure to improve the polishing uniformity of the wafer or glass by effectively dispersing the pressure applied to the wafer carrier by adjusting the positive pressure and the negative pressure supplied to the wafer carrier and It is to provide a wafer carrier device for a CMP process of a semiconductor wafer or glass using the same.

본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 과제는 웨이퍼 또는 글래스가 캐리어로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a valve module for controlling a positive pressure and a negative pressure that can prevent the wafer or glass from being separated from the carrier, and a wafer carrier device for a CMP process of a semiconductor wafer or glass using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.Further problems to be solved by the present invention will become more apparent from the following detailed description and drawings.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈은, 일단으로 양압소스가 입력되는 양압소스 입력관의 타단과 상기 양압소스가 출력되는 양압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제1제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제1밸브; 일단으로 음압소스가 입력되는 음압소스 입력관의 타단과 상기 음압소스가 출력되며 상기 양압소스 출력관의 타단과 연통되는 음압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제2제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제2밸브; 그리고 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 전기적으로 연결되며, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 각각 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호를 전송하는 제어보드;를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호는 각각 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브의 개폐량 정보를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the valve module for controlling the positive pressure and negative pressure, the other end of the positive pressure source input tube to which the positive pressure source is input to one end connects one end of the positive pressure source output tube outputs the positive pressure source, A first valve configured to communicate or block the positive pressure source input tube and the positive pressure source output tube according to a control signal; The other end of the sound pressure source input tube to which the sound pressure source is first input and the sound pressure source are connected to one end of the sound pressure source output tube communicating with the other end of the positive pressure source output tube, and according to the second control signal and the positive pressure source input tube A second valve capable of communicating or blocking the positive pressure source output tube; And a control board electrically connected to the first valve and the second valve and transmitting the first control signal and the second control signal to the first valve and the second valve, respectively. In this case, the first control signal and the second control signal may include opening and closing amount information of the first valve and the second valve, respectively.

상기 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈은, 상기 제어보드에 전기적으로 연결되며, 상기 음압소스 출력관의 내부압력을 측정한 측정압력을 상기 제어보드 전송하는 압력센서;를 더 포함할 수 있다.The valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure may further include a pressure sensor electrically connected to the control board and transmitting the measured pressure measured by measuring the internal pressure of the negative pressure source output tube to the control board.

상기 제어보드는 상기 측정압력과 기설정된 목표압력을 비교하여 상기 제1밸브 또는 상기 제2밸브의 개폐량 정보를 결정할 수 있다.The control board may determine the opening / closing amount information of the first valve or the second valve by comparing the measured pressure with a predetermined target pressure.

상기 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈은, 상기 음압소스 출력관의 타단과 소스공급관의 일단을 연결하며, 제3제어신호에 따라 상기 음압소스 출력관과 상기 소스공급관을 연통 또는 차단 가능한 차단밸브; 상기 소스공급관의 내부압력을 측정한 기준압력을 전송하는 기준센서; 그리고 상기 차단밸브 및 상기 기준센서에 전기적으로 연결되고, 상기 제3제어신호를 상기 차단밸브에 전송하며, 상기 기준압력과 기설정된 설정압력을 비교하는 제어컨트롤유닛;을 더 포함할 수 있다.The valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure, the other end of the negative pressure source output pipe and the one end of the source supply pipe, the shutoff valve capable of communicating or blocking the negative pressure source output pipe and the source supply pipe in accordance with a third control signal; A reference sensor for transmitting a reference pressure measuring the internal pressure of the source supply pipe; And a control control unit electrically connected to the cutoff valve and the reference sensor, transmitting the third control signal to the cutoff valve, and comparing the reference pressure with a preset set pressure.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면, CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치는, 일단으로 양압소스가 입력되는 양압소스 입력관의 타단과 상기 양압소스가 출력되는 양압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제1제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제1밸브와, 일단으로 음압소스가 입력되는 음압소스 입력관의 타단과 상기 음압소스가 출력되며 상기 양압소스 출력관의 타단과 연통되는 음압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제2제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제2밸브와, 상기 음압소스 출력관의 내부압력을 측정한 제1측정압력을 상기 제어보드로 전송하는 압력센서와, 상기 제1밸브, 상기 제2밸브 및 상기 압력센서에 전기적으로 연결되며, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 각각 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호를 전송하고, 상기 측정압력과 기설정된 목표압력을 비교하여 상기 제1밸브 또는 상기 제2밸브의 개폐량 정보를 결정하는 제어보드를 구비하는 복수의 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈; 그리고 일방향으로 회전하고 있는 연마패드의 상부에 놓여있는 웨이퍼를 가압하고, 하면에 각각 양압라인의 일단과 연결되는 내부공간을 가지는 복수의 환형 돌출부가 형성되며, 하면 중앙부에 음압라인의 일단과 연결되는 흡입홈이 형성된 캐리어;를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the CMP process wafer carrier device connects the other end of the positive pressure source input tube into which the positive pressure source is input to one end and the one end of the positive pressure source output tube from which the positive pressure source is output, and the first control signal. In accordance with the first pressure source input tube and the positive pressure source output tube in communication with or blocking the first valve, and the other end of the negative pressure source input tube to which the negative pressure source is input at one end and the sound pressure source is output and in communication with the other end of the positive pressure source output tube A second valve connecting one end of the negative pressure source output tube to be connected to or disconnecting the positive pressure source input tube and the positive pressure source output tube according to a second control signal, and a first measured pressure measuring an internal pressure of the negative pressure source output tube A pressure sensor for transmitting a pressure sensor to the control board, the first valve, the second valve, and the pressure sensor; The control board for transmitting the first control signal and the second control signal to the second valve, respectively, and compares the measured pressure and a predetermined target pressure to determine the opening and closing amount information of the first valve or the second valve Valve module for controlling a plurality of positive pressure and negative pressure having a; And pressurize the wafer placed on the upper portion of the polishing pad rotating in one direction, and a plurality of annular protrusions having inner spaces connected to one end of the positive pressure line are formed on the lower surface thereof, and connected to one end of the negative pressure line at the center of the lower surface thereof. And a carrier in which the suction groove is formed.

이때, 상기 양압라인 및 상기 음압라인에는 각각 적어도 하나의 소스공급관이 연결될 수 있다.At this time, at least one source supply pipe may be connected to the positive pressure line and the negative pressure line, respectively.

본 발명에 따른 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치의 효과는 다음과 같다.Effects of the valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure according to the present invention and the wafer carrier device for the CMP process of the semiconductor wafer or glass using the same are as follows.

첫째, 웨이퍼 캐리어의 압축상태 또는 진공상태를 신속하게 해제할 수 있고, 목표 압력까지 상승 또는 하강하는데 걸리는 시간을 빠르게 할 수 있는 이점이 있다.First, there is an advantage in that the compressed state or the vacuum state of the wafer carrier can be released quickly, and the time taken to raise or lower to the target pressure can be increased.

둘째, 웨이퍼 캐리어에 공급되는 양압 및 음압을 조절함으로써 웨이퍼 또는 글래스에 가해지는 압력을 효과적으로 분산시켜 웨이퍼 또는 글래스의 연마 균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Second, by controlling the positive pressure and the negative pressure supplied to the wafer carrier, there is an advantage in that the pressure applied to the wafer or glass can be effectively dispersed to improve the polishing uniformity of the wafer or glass.

셋째, 웨이퍼 또는 글래스가 캐리어로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.Third, there is an advantage that can prevent the wafer or glass from being separated from the carrier.

도 1은 일반적인 CMP 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP공정의 웨이퍼 캐리어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP공정의 웨이퍼 캐리어의 하면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 밸브모듈이 음압소스를 공급하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 밸브모듈이 웨이퍼 캐리어의 진공상태를 해제하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 4의 밸브모듈이 양압소스를 공급하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 4의 밸브모듈이 웨이퍼 캐리어의 압축상태를 해제하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈을 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a general CMP apparatus.
2 is a schematic view of a wafer carrier in a CMP process of a semiconductor wafer or glass according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a bottom surface of a wafer carrier in a CMP process of a semiconductor wafer or glass according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of supplying a negative pressure source by the valve module of FIG. 4.
6 is a view illustrating a process of releasing the vacuum state of the wafer carrier by the valve module of FIG. 4.
7 is a view illustrating a process in which the valve module of FIG. 4 supplies a positive pressure source.
8 is a view illustrating a process of releasing the compressed state of the wafer carrier by the valve module of FIG. 4.
9 and 10 are views showing a valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도 1 내지 도 10을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 10. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments are provided to explain in detail the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description.

설명에 앞서, 양압은 기체를 공급함으로써 양(+)의 압력이 형성되는 상태를 말하며, 음압은 기체를 흡입함으로써 음(-)의 압력(또는 진공)이 형성되는 상태이다.Prior to the description, the positive pressure refers to a state in which a positive pressure is formed by supplying gas, and the negative pressure refers to a state in which a negative pressure (or vacuum) is formed by inhaling gas.

또한, 양압라인은 기체를 공급함으로써 양(+)의 압력이 형성되는 라인을 말하며, 음압라인은 기체를 흡입함으로써 음(-)의 압력(또는 진공)이 형성되는 라인이라 칭하기로 한다.In addition, the positive pressure line refers to a line in which a positive pressure is formed by supplying gas, and the negative pressure line is referred to as a line in which a negative pressure (or vacuum) is formed by inhaling gas.

또한, 양압소스는 양(+)의 압력이 형성되도록 공급되는 기체를 말하며, 음압소스는 음(-)의 압력(또는 진공)이 형성되도록 흡입되는 기체라 칭하기로 한다.In addition, the positive pressure source refers to a gas supplied to form a positive pressure, and the negative pressure source is referred to as a gas sucked to form a negative pressure (or vacuum).

또한, 도 5 내지 도 8에서의 화살표는 에어(공기)의 흐름을 표시한 것이다.5 to 8 indicate the flow of air (air).

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP공정의 웨이퍼 캐리어를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP공정의 웨이퍼 캐리어의 하면을 나타낸 도면이다. 2 is a view schematically showing a wafer carrier of a CMP process of a semiconductor wafer or glass according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a wafer carrier of a CMP process of a semiconductor wafer or glass according to an embodiment of the present invention It is a figure which shows a lower surface.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 의한 CMP 공정의 웨이퍼 캐리어는 회전축(1), 캐리어(2), 연마패드(3), 양압라인(5) 및 음압라인(6)을 포함한다. 회전하는 연마패드(3)에 웨이퍼(W)를 홀딩하고 있는 캐리어(2)가 회전함과 동시에 일정한 하중으로 연마패드(3)를 누른다. 이렇게 연마패드(3)에 의한 기계적인 연마를 함으로써 웨이퍼(W)를 전면을 균일하게 광역 평탄화할 수 있게 된다.2 and 3, the wafer carrier of the CMP process according to the present embodiment includes a rotating shaft 1, a carrier 2, a polishing pad 3, a positive pressure line 5, and a negative pressure line 6. . As the carrier 2 holding the wafer W on the rotating polishing pad 3 rotates, the polishing pad 3 is pressed with a constant load. By mechanical polishing by the polishing pad 3 as described above, the entire surface of the wafer W can be uniformly planarized.

캐리어(2)의 하면에는 내부공간(미도시)을 가지는 환형의 돌출부(2a)가 복수 개 동심원상으로 형성되며, 상기 내부공간에는 양압라인(5)이 연결되어 기체가 공급된다. 돌출부(2a)는 고무 등과 같이 플렉시블(flexible)한 소재인 것이 바람직하다. 양압라인(5)에는 후술할 제2공급관이 연결될 수 있다. 돌출부(2a)가 웨이퍼(W)를 균일하게 가압함으로써 웨이퍼(W)의 전면이 균일하게 평탄화될 수 있도록 한다.The lower surface of the carrier 2 is formed with a plurality of concentric annular projections (2a) having an inner space (not shown), the positive pressure line (5) is connected to the inner space is supplied with gas. The protrusion 2a is preferably a flexible material such as rubber or the like. The positive pressure line 5 may be connected to a second supply pipe to be described later. The protrusions 2a uniformly pressurize the wafer W so that the entire surface of the wafer W can be uniformly flattened.

캐리어(2)의 하면 중앙부에는 흡입홈(2b)이 형성되며, 흡입홈(2b)에는 음압라인(6)이 연결되어 진공이 공급된다. 음압라인(6)에는 후술할 제2공급관이 연결될 수 있다. 따라서 웨이퍼(W)를 흡착에 의해 고정할 수 있게 된다.A suction groove 2b is formed at the center of the lower surface of the carrier 2, and a negative pressure line 6 is connected to the suction groove 2b to supply vacuum. The negative pressure line 6 may be connected to a second supply pipe to be described later. Therefore, the wafer W can be fixed by adsorption.

도 2 및 도 3에는 4개의 환형의 돌출부(2a)의 예가 도시되어 있지만, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 4개 ~ 12개 등 다양한 수의 환형 돌출부(2a) 구성이 가능함은 물론이다.2 and 3 show an example of four annular protrusions 2a, but the scope of the present invention is not limited thereto, and various numbers of annular protrusions 2a, such as four to twelve, are provided according to embodiments. Of course, the configuration is possible.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 밸브모듈(100)은 베이스프레임(110), 진공 발생용 이젝터(120), 공압서보밸브(130), 압력센서(140), 차단밸브(150), 기준센서(160)를 포함할 수 있다.4 is a view showing a valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the valve module 100 according to the present embodiment may include a base frame 110, a vacuum ejector 120, a pneumatic servo valve 130, a pressure sensor 140, a shutoff valve 150, The reference sensor 160 may be included.

베이스프레임(110)은 진공 발생용 이젝터(120), 공압서보밸브(130), 압력센서(140), 차단밸브(150) 및 기준센서(160)가 고정 설치되며, 내부에는 에어공급관(123), 음압소스 입력관(116), 음압소스 출력관(117) 및 소스공급관(118)의 전부 또는 일부가 관통 형성된다.The base frame 110 is a vacuum ejector 120, the pneumatic servo valve 130, the pressure sensor 140, the shut-off valve 150 and the reference sensor 160 is installed fixed, the air supply pipe 123 therein The negative pressure source input tube 116, the negative pressure source output tube 117, and the source supply tube 118 are partially or completely formed therethrough.

진공 발생용 이젝터(120)는 음압소스를 생성하기 위한 것으로 베이스프레임(110)의 후단 상부에 장착되며, 진공프레임(121) 및 에어배기포트(124)를 포함한다. The ejector 120 for generating a vacuum is mounted on the rear end of the base frame 110 to generate a negative pressure source, and includes a vacuum frame 121 and an air exhaust port 124.

진공프레임(121)의 내부에는 “┙”자 형상의 에어연결관(122)이 관통 형성된다. 에어연결관(122)의 좌측 하단에는 에어공급관(123)이 연결되며, 에어연결관(122)의 우측 상단에는 에어배기포트(124)가 연결된다. 음압소스 입력관(116)의 일단부는 에어공급관(123)과 에어배기포트(124)의 사이에 위치하며, 에어연결관(122)의 하단부에 연결된다. 음압소스 입력관(116)의 타단부는 제1밸브(131)에 연결된다. 에어공급포트(112), 에어공급관(123), 에어연결관(122), 에어배기포트(124)는 서로 연통된다.Inside the vacuum frame 121, a “┙” shaped air connection tube 122 is formed therethrough. The air supply pipe 123 is connected to the lower left side of the air connection pipe 122, and the air exhaust port 124 is connected to the upper right side of the air connection pipe 122. One end of the negative pressure source input pipe 116 is located between the air supply pipe 123 and the air exhaust port 124, it is connected to the lower end of the air connection pipe (122). The other end of the negative pressure source input pipe 116 is connected to the first valve 131. The air supply port 112, the air supply pipe 123, the air connection pipe 122, and the air exhaust port 124 communicate with each other.

에어공급포트(112)를 통해 주입된 기체가 에어연결관(122)을 통과하여 에어배기포트(123)로 배기될 때, 기체의 속도가 빨라지고 압력이 낮아진다(벤트리 효과). 이로 인해서 음압소스 입력관(116)에는 기체를 흡인할 수 있는 흡인력이 작용하여 음압소스가 입력되는 것과 같은 작용을 하게 된다.When the gas injected through the air supply port 112 passes through the air connection pipe 122 and is exhausted to the air exhaust port 123, the speed of the gas is increased and the pressure is lowered (Bentry effect). As a result, the negative pressure source input tube 116 acts as a suction force capable of attracting gas, such that a negative pressure source is input.

공압서보밸브(130)는 양압소스 또는 음압소스를 선택적으로 공급하거나 양압소스 및 음압소스를 혼합하여 공급하기 위한 것으로, 제1밸브(131), 제2밸브(132), 제어보드(133) 및 상부프레임(134)을 포함한다.The pneumatic servo valve 130 is for selectively supplying a positive pressure source or a negative pressure source or a mixture of the positive pressure source and the negative pressure source. The first valve 131, the second valve 132, the control board 133 and The upper frame 134 is included.

제1밸브(131)는 음압소스 출력관(117)에 양압소스를 공급하기 위한 것으로 진공프레임(121)에 가까운 쪽에 설치된다.The first valve 131 is for supplying a positive pressure source to the negative pressure source output pipe 117 and is installed near the vacuum frame 121.

제1밸브(131)는 상부프레임(134)의 상부에 설치되어 양압소스 입력관(135) 및 양압소스 출력관(136)을 연결한다. 제1밸브(131)는 제어보드(133)의 제1제어신호(개방신호)에 의해서 양압소스 입력관(135)을 개방하여, 양압소스 입력관(135) 및 양압소스 출력관(136)은 연통된다. 제1밸브(131)는 제1제어신호(차단신호)에 의해서 양압소스 입력관(135)을 폐쇄하여, 양압소스 입력관(135) 및 양압소스 출력관(136)은 차단된다. The first valve 131 is installed on the upper frame 134 and connects the positive pressure source input tube 135 and the positive pressure source output tube 136. The first valve 131 opens the positive pressure source input tube 135 by the first control signal (opening signal) of the control board 133, so that the positive pressure source input tube 135 and the positive pressure source output tube 136 communicate with each other. do. The first valve 131 closes the positive pressure source input pipe 135 by the first control signal (blocking signal), so that the positive pressure source input pipe 135 and the positive pressure source output pipe 136 are blocked.

제2밸브(132)는 음압소스 출력관(117)에 음압소스를 공급하기 위한 것으로 제1밸브(131)에 가까운 쪽에 설치된다.The second valve 132 is for supplying a negative pressure source to the negative pressure source output pipe 117 and is installed near the first valve 131.

제2밸브(132)는 상부프레임(134)의 상부에 설치되어 음압소스 입력관(116) 및 음압소스 출력관(117)을 연결한다. 제2밸브(132)는 제어보드(133)의 제2제어심호(개방신호)에 의해서 음압소스 입력관(116)을 개방하여, 음압소스 입력관(116) 및 음압소스 출력관(117)은 연통된다. 제2밸브(132)는 제2제어신호(차단신호)에 의해서 음압소스 입력관(116)을 폐쇄하여, 음압소스 입력관(116) 및 음압소스 출력관(117)은 차단된다. The second valve 132 is installed on the upper frame 134 and connects the negative pressure source input tube 116 and the negative pressure source output tube 117. The second valve 132 opens the sound pressure source input tube 116 by the second control symbol (open signal) of the control board 133, so that the sound pressure source input tube 116 and the sound pressure source output tube 117 communicate with each other. do. The second valve 132 closes the sound pressure source input tube 116 by the second control signal (blocking signal), so that the sound pressure source input tube 116 and the sound pressure source output tube 117 are blocked.

제1밸브(131) 및 제2밸브(132)는 포핏밸브(Poppet Valve) 또는 비례제어 밸브(Proportional Control Valve)가 사용될 수 있다. As the first valve 131 and the second valve 132, a poppet valve or a proportional control valve may be used.

여기서 포핏밸브는 밸브 갓과 밸브 봉을 가진 버섯 모양의 밸브로서 그 용도는 주로 내연 기관의 흡·배기 밸브로 사용된다. 비례제어 밸브는 1차측과 2차측의 압력이나 온도, 유량 등에 따라 상대적으로 조절되는 밸브로, 입력 연산값(pid 값 이라고 함)에 따라 동작의 속도나 열리는 정도를 스스로 제어한다. 주로 에어로 제어 하는데 내부에 다이아프램이라고 하는 격막이 에어의 량을 조절하고, 이를 다시 positioner 라고 하는 제어기로 보내 밸브를 어느 정도 열 것 인지를 결정한다. Here, the poppet valve is a mushroom valve having a valve cap and a valve rod, and its use is mainly used as an intake / exhaust valve of an internal combustion engine. The proportional control valve is a valve that is relatively adjusted according to the pressure, temperature, flow rate, etc. of the primary and secondary sides. The proportional control valve controls the speed of operation or the degree of opening by the input operation value (called a pid value). Mainly controlled by air, the diaphragm inside the diaphragm regulates the volume of air and sends it back to the controller called positioner to determine how much to open the valve.

제어보드(133)는 제1밸브(131), 제2밸브(132), 압력센서(140)와 전기적으로 연결된다. 제어보드(133)는 제1밸브(131) 및 제1밸브(132)에 각각 제1제어신호 및 제2제어신호를 전송함으로써 음압소스 출력관(117)에 양압소스 또는 음압소스를 공급할 수 있다. 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호는 각각 제1밸브(131), 제2밸브(132)의 개폐량 정보를 포함할 수 있다. 이때 개폐량 정보가 0이면 차단(폐쇄)상태이고, 개폐량 정보가 100이면 완전 개방상태일 수 있다.The control board 133 is electrically connected to the first valve 131, the second valve 132, and the pressure sensor 140. The control board 133 may supply a positive pressure source or a negative pressure source to the negative pressure source output pipe 117 by transmitting the first control signal and the second control signal to the first valve 131 and the first valve 132, respectively. The first control signal and the second control signal may include opening / closing amount information of the first valve 131 and the second valve 132, respectively. In this case, when the opening and closing amount information is 0, it may be blocked (closed), and when the opening and closing amount information is 100, it may be completely open.

제어보드(133)는 제1밸브(131)를 개방하고 제2밸브(132)를 차단함으로써 양압소스를 음압소스 출력관(117)에 공급할 수 있다. 제어보드(133)는 제1밸브(131)를 차단하고 제2밸브(132)를 개방함으로써 음압소스를 음압소스 출력관(117)에 공급할 수 있다. 즉 제어보드(133)는 제1밸브(131) 및 제2밸브(132)를 개폐함으로써 음압소스 출력관(117)에 공급되는 양압소스 또는 음압소스를 선택할 수 있다.The control board 133 may supply the positive pressure source to the negative pressure source output pipe 117 by opening the first valve 131 and blocking the second valve 132. The control board 133 may supply the negative pressure source to the negative pressure source output pipe 117 by blocking the first valve 131 and opening the second valve 132. That is, the control board 133 may select the positive pressure source or the negative pressure source supplied to the negative pressure source output pipe 117 by opening and closing the first valve 131 and the second valve 132.

제어보드(133)는 제1밸브(131)가 개방되고 제2밸브(132)가 차단된 상태(양압소스가 선택)에서 압력센서(140)로부터 전송 받은 측정압력을 기설정된 목표압력과 비교하여 연산된 개폐량 정보를 제1밸브(131)에 전송할 수 있다. 여기서 개폐량 정보는 제1밸브(131)의 개방크기로 제어보드(133)는 상기 측정압력이 상기 목표압력보다 작으면 제1밸브(131)의 개방량을 증가시키고, 상기 측정압력이 상기 목표압력보다 크면 제1밸브(131)의 개방량을 감소시키게 된다. The control board 133 compares the measured pressure transmitted from the pressure sensor 140 with a predetermined target pressure in a state where the first valve 131 is opened and the second valve 132 is blocked (selected by the positive pressure source). The calculated opening and closing amount information may be transmitted to the first valve 131. Here, the opening and closing amount information is the opening size of the first valve 131, the control board 133 increases the opening amount of the first valve 131 when the measured pressure is less than the target pressure, the measured pressure is the target If the pressure is larger than the pressure, the opening amount of the first valve 131 is reduced.

제어보드(133)는 제1밸브(131)가 차단되고 제2밸브(132)가 개방된 상태(음압소스가 선택)에서 압력센서(140)로부터 전송 받은 측정압력을 기설정된 목표압력과 비교하여 연산된 개폐량 정보를 제2밸브(132)에 전송할 수 있다. 여기서 개폐량 정보는 제2밸브(132)의 개방크기로 제어보드(133)는 상기 측정압력이 상기 목표압력보다 작으면 제2밸브(132)의 개방량을 증가시키고, 상기 측정압력이 상기 목표압력보다 크면 제2밸브(132)의 개방량을 감소시킨다. 이렇게 함으로써, 음압소스 출력관(117)의 압력을 목표압력으로 유지할 수 있게 된다.The control board 133 compares the measured pressure received from the pressure sensor 140 with the preset target pressure in a state where the first valve 131 is shut off and the second valve 132 is opened (negative pressure source is selected). The calculated opening and closing amount information may be transmitted to the second valve 132. Here, the opening and closing amount information is the opening size of the second valve 132, the control board 133 increases the opening amount of the second valve 132 when the measured pressure is less than the target pressure, the measured pressure is the target If the pressure is greater than the opening amount of the second valve 132 is reduced. In this way, the pressure of the negative pressure source output pipe 117 can be maintained at the target pressure.

상부프레임(134)은 진공프레임(121)의 일측에 설치되며, 베이스프레임(110)에 장착된다. 상부프레임(134)의 내부에는 양압소스 및 음압소스가 이동하기 위한 경로가 형성된다. 구체적으로, 상부프레임(134)의 내부에는 양압소스 입력관(135), 양압소스 출력관(136), 음압소스 입력관(116) 및 음압소스 출력관(117)의 일부 또는 전부가 관통 형성된 수 있다. The upper frame 134 is installed on one side of the vacuum frame 121, is mounted to the base frame 110. A path for moving the positive pressure source and the negative pressure source is formed inside the upper frame 134. Specifically, a portion or all of the positive pressure source input tube 135, the positive pressure source output tube 136, the negative pressure source input tube 116, and the negative pressure source output tube 117 may be formed inside the upper frame 134.

압력센서(140)는 제어보드(133)에 전기적으로 연결되며, 연결선(141)을 통해 음압소스 출력관(117)의 내부압력을 측정한 측정압력을 제어보드(133)에 전송한다.The pressure sensor 140 is electrically connected to the control board 133, and transmits the measured pressure measuring the internal pressure of the negative pressure source output pipe 117 to the control board 133 through the connecting line 141.

차단밸브(150)는 제어컨트롤유닛(EPC, 미도시)에 전기적으로 연결되고 베이스프레임(110)상에 설치되며 압력센서(140) 및 기준센서(160) 사이에 배치된다. 차단밸브(150)는 음압소스 출력관(117) 및 소스공급관(118)을 연결한다. 차단밸브(150)는 음압소스 출력관(117)을 개폐함으로써, 음압소스 출력관(117) 및 소스공급관(118)을 연통 또는 차단할 수 있다. 차단밸브(150)는 온(ON)/오프(OFF) 2-WAY 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.The shutoff valve 150 is electrically connected to a control control unit (EPC, not shown), is installed on the base frame 110, and is disposed between the pressure sensor 140 and the reference sensor 160. The shutoff valve 150 connects the negative pressure source output pipe 117 and the source supply pipe 118. The shutoff valve 150 may open or close the negative pressure source output pipe 117 to communicate or block the negative pressure source output pipe 117 and the source supply pipe 118. The shutoff valve 150 may be an ON / OFF 2-WAY solenoid valve.

기준센서(160) 양압소스 또는 음압소스의 진행방향을 기준으로 차단밸브(150)의 전방에 배치된다. 기준센서(160)는 상기 제어컨트롤유닛에 전기적으로 연결되며, 연결선(142)을 통해 소스공급관(118)의 내부압력을 측정한 기준압력을 상기 제어컨트롤유닛에 전송한다. 즉 기준센서(160)는 차단밸브(150)가 음압소스 출력관(117)을 차단한 상태에서 측정한 기준압력을 상기 EPC에 전송(누설 체크, Leak Check)할 수 있다. 이렇게 함으로서 간접적으로 캐리어 돌출부(2a) 내부공간의 압력을 확인할 수 있게 된다. 또한, 기준센서(160)사 상기 제어컨트롤유닛에 전송한 기준압력은 음압소스 출력관(117)의 출력압력을 보정(캘리브레이션)하는데 사용된다. 기준센서(160)는 정밀도가 매우 높은 압력센서가 사용될 수 있다.The reference sensor 160 is disposed in front of the shutoff valve 150 based on the traveling direction of the positive pressure source or the negative pressure source. The reference sensor 160 is electrically connected to the control control unit, and transmits the reference pressure, which measures the internal pressure of the source supply pipe 118, to the control control unit through the connection line 142. That is, the reference sensor 160 may transmit (leak check) the reference pressure measured while the shutoff valve 150 blocks the negative pressure source output pipe 117 to the EPC. In this way, it is possible to indirectly check the pressure of the inner space of the carrier protrusion 2a. In addition, the reference pressure transmitted from the reference sensor 160 to the control control unit is used to correct (calibrate) the output pressure of the sound pressure source output pipe 117. The reference sensor 160 may be a pressure sensor with a very high precision.

상기 제어컨트롤유닛은 차단밸브(150) 및 기준센서(160)에 전기적으로 연결되며, 차단밸브(150)에 제3제어신호(차단밸브 개방신호 또는 차단밸브 차단신호)를 전송할 수 있다. 상기 제어컨트롤유닛은 차단밸브(150)가 차단된 상태에서 기준센서(160)가 전송한 기준압력과 기설정된 설정압력을 비교함으로써 소스공급관(118)에 연통되는 돌출부(2a)의 내부압력이 설정압력을 유지하고 있는지를 체크(누설체크, Leak Check)할 수 있다.The control control unit may be electrically connected to the cutoff valve 150 and the reference sensor 160, and may transmit a third control signal (a cutoff valve open signal or a cutoff valve cutoff signal) to the cutoff valve 150. The control control unit sets the internal pressure of the protrusion 2a communicating with the source supply pipe 118 by comparing the reference pressure transmitted from the reference sensor 160 with a preset set pressure while the shutoff valve 150 is shut off. It is possible to check whether the pressure is maintained (leak check).

본 실시 예에 따른 밸브모듈은 양압소스 입력포트(114)에 에어(공기)를 공급하는 제1에어공급유닛(미도시)와, 에어공급포트(112)에 에어(공기)를 공급하는 제2에어공급유닛(미도시)를 포함할 수 있다.The valve module according to the present embodiment includes a first air supply unit (not shown) for supplying air (air) to the positive pressure source input port 114, and a second air supply unit for supplying air (air) to the air supply port 112. It may include an air supply unit (not shown).

제어보드(133)는 상기 제1에어공급유닛와 상기 제2에어공급유닛에 전기적으로 연결되며, 상기 제1에어공급유닛이 양압소스 입력포트(114)에 에어를 공급하도록 양압신호(5~10[V])를 전송할 수 있다. 또한 상기 제2에어공급유닛이 에어공급포트(112)에 에어(공기)를 공급하도록 진공신호(0~5[V])를 전송할 수 있다.The control board 133 is electrically connected to the first air supply unit and the second air supply unit, so that the first air supply unit supplies air to the positive pressure source input port 114. V]) can be transmitted. In addition, the second air supply unit may transmit a vacuum signal 0 to 5 [V] to supply air (air) to the air supply port 112.

도 5는 도 4의 밸브모듈이 음압소스를 공급하는 과정을 나타낸 도면이다. 이하, 도 5를 참조하여, 본 실시 예에 따른 밸브모듈이 음압소스를 공급하는 과정을 설명한다.5 is a diagram illustrating a process of supplying a negative pressure source by the valve module of FIG. 4. Hereinafter, a process of supplying a negative pressure source by the valve module according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 5.

우선, 에어공급포트(112)를 통해 공급된 기체가 에어연결관(122)을 통해 에어배기포트(124)로 배출된다. 이때 에어연결관(122)의 압력이 낮아지면서 생성된 음압소스가 음압소스 입력관(116)으로 공급된다.First, the gas supplied through the air supply port 112 is discharged to the air exhaust port 124 through the air connection pipe 122. At this time, the negative pressure source generated while the pressure in the air connection pipe 122 is lowered is supplied to the negative pressure source input pipe 116.

다음으로, 제어보드(133)의 제1제어신호에 의해서 제1밸브(131)는 차단되고, 제2제어신호에 의해서 제2밸브(132)는 개방된다.Next, the first valve 131 is blocked by the first control signal of the control board 133, and the second valve 132 is opened by the second control signal.

다음으로, 음압소스 입력관(116)으로 입력된 음압소스는 음압소스 출력관(117)으로 이동된다. 이때, 차단밸브(150)는 개방상태가 되며 상기 음압소스는 소스공급관(118)을 통해 외부로 공급된다.Next, the sound pressure source input to the sound pressure source input tube 116 is moved to the sound pressure source output tube 117. At this time, the shutoff valve 150 is opened and the negative pressure source is supplied to the outside through the source supply pipe 118.

도 6은 도 4의 밸브모듈이 웨이퍼 캐리어의 진공상태를 해제하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하여, 본 실시 예에 따른 밸브모듈이 웨이퍼 캐리어의 진공상태를 해제하는 과정을 설명한다.6 is a view illustrating a process of releasing the vacuum state of the wafer carrier by the valve module of FIG. 4. Referring to FIG. 6, a process of releasing the vacuum state of the wafer carrier by the valve module according to the present embodiment will be described.

먼저, 제어보드(133)의 제1제어신호에 의해서 제1밸브(131)는 차단되고, 제2제어신호에 의해서 제2밸브(132)는 개방된다. 이때, 진공 발생용 이젝터(120)는 작동 정지된 상태이고, 차단밸브(150)는 개방상태이다.First, the first valve 131 is blocked by the first control signal of the control board 133, and the second valve 132 is opened by the second control signal. At this time, the vacuum generating ejector 120 is in an operation stopped state, the shutoff valve 150 is in an open state.

다음으로, 대기 중의 공기가 에어배기포트(124), 에어연결관(122), 음압소스 입력관(116), 음압소스 출력관(117) 및 소스공급관(118)을 통해 웨이퍼 캐리어에 공급된다. 따라서, 웨이퍼 캐리어 내부의 압력은 상승하게 되며 진공상태는 시간의 흐름에 따라 해제된다. Next, air in the atmosphere is supplied to the wafer carrier through the air exhaust port 124, the air connecting pipe 122, the negative pressure source input pipe 116, the negative pressure source output pipe 117, and the source supply pipe 118. Thus, the pressure inside the wafer carrier rises and the vacuum is released over time.

이때, 제어보드(133)는 제1밸브(131)를 개방하여 양압소스를 음압소스 출력관(117)에 공급함으로써 보다 신속하게 웨이퍼 캐리어의 진공 상태를 해제할 수 있다.In this case, the control board 133 may release the vacuum state of the wafer carrier more quickly by opening the first valve 131 and supplying the positive pressure source to the negative pressure source output pipe 117.

도 7은 도 4의 밸브모듈이 양압소스를 공급하는 과정을 나타낸 도면이다. 이하, 도 7을 참조하여, 본 실시 예에 따른 밸브모듈이 양압소스를 공급하는 과정을 설명한다.7 is a view illustrating a process in which the valve module of FIG. 4 supplies a positive pressure source. Hereinafter, a process of supplying a positive pressure source by the valve module according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 7.

우선, 양압소스 공급포트(114)를 통해 공급된 양압소스가 양압소스 입력관(135)으로 이동한다.First, the positive pressure source supplied through the positive pressure source supply port 114 moves to the positive pressure source input pipe 135.

다음으로, 제어보드(133)의 제1제어신호에 의해서 제1밸브(131)는 개방되고, 제2제어신호에 의해서 제2밸브(132)는 차단된다.Next, the first valve 131 is opened by the first control signal of the control board 133, and the second valve 132 is blocked by the second control signal.

다음으로, 양압소스 입력관(135)으로 입력된 음압소스는 양압소스 출력관(136)을 통해 음압소스 출력관(117)으로 이동된다. 이때, 차단밸브(150)는 개방상태가 되며 상기 양압소스는 소스공급관(118)을 통해 외부로 공급된다.Next, the negative pressure source input to the positive pressure source input tube 135 is moved to the negative pressure source output tube 117 through the positive pressure source output tube 136. At this time, the shutoff valve 150 is opened and the positive pressure source is supplied to the outside through the source supply pipe 118.

도 8은 도 4의 밸브모듈이 웨이퍼 캐리어의 압축상태를 해제하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하여, 본 실시 예에 따른 밸브모듈이 웨이퍼 캐리어의 압축상태를 해제하는 과정을 설명한다.8 is a view illustrating a process of releasing the compressed state of the wafer carrier by the valve module of FIG. 4. Referring to FIG. 8, a process of releasing the compressed state of the wafer carrier by the valve module according to the present embodiment will be described.

먼저, 제어보드(133)의 제1제어신호에 의해서 제1밸브(131)는 차단되고, 제2제어신호에 의해서 제2밸브(132)는 개방된다. 이때, 차단밸브(150)는 개방상태이다.First, the first valve 131 is blocked by the first control signal of the control board 133, and the second valve 132 is opened by the second control signal. At this time, the shutoff valve 150 is in an open state.

다음으로, 웨이퍼 캐리어의 압축공기가 소스공급관(118), 음압소스 출력관(117), 음압소스 입력관(116), 에어연결관(122), 및 에어배기포트(124)를 통해 외부로 배기된다. 따라서, 웨이퍼 캐리어 내부의 압력은 하강하게 되며 압축상태는 시간의 흐름에 따라 해제된다. Next, the compressed air of the wafer carrier is exhausted to the outside through the source supply pipe 118, the negative pressure source output pipe 117, the negative pressure source input pipe 116, the air connection pipe 122, and the air exhaust port 124. . Thus, the pressure inside the wafer carrier drops and the compressed state is released over time.

이때, 제어보드(133)는 진공 발생용 이젝터(120)를 작동시켜 음압소스를 에어공급포트(112)에 공급함으로써 보다 신속하게 웨이퍼 캐리어의 압축 상태를 해제할 수 있다. In this case, the control board 133 may release the compressed state of the wafer carrier more quickly by operating the vacuum generating ejector 120 to supply a negative pressure source to the air supply port 112.

도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈을 나타낸 도면이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시 예에 의한 밸브모듈은 기준선(L)을 기준으로 상하 대칭으로 배치될 수 있다. 본 실시 예에 의한 밸브모듈은 상하 대칭 구조라는 것 외의 나머지 구성요소는 도 4의 실시 예에 의한 밸브모듈과 그 기능이 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.9 and 10 are views showing a valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure according to another embodiment of the present invention. 9 and 10, the valve module according to the present embodiment may be disposed symmetrically with respect to the reference line (L). Since the valve module according to the present embodiment has the same function as that of the valve module according to the embodiment of FIG. 4 except for the symmetrical structure of the other components, the description thereof will be omitted.

도 1 및 도 8을 참조하면, 베이스프레임(110)의 소스공급관(118)을 통해 출력되는 음압소스는 음압라인(6)을 통해서 캐리어(2)의 흡입홈(2b)에 공급된다. 따라서 캐리어(2)는 이러한 흡입력에 의해서 웨이퍼(W)를 홀딩할 수 있게 된다.1 and 8, the sound pressure source output through the source supply pipe 118 of the base frame 110 is supplied to the suction groove 2b of the carrier 2 through the sound pressure line 6. Therefore, the carrier 2 can hold the wafer W by this suction force.

베이스프레임(110)의 소스공급관(118)을 통해 출력되는 양압소스는 양압라인(5)을 통해서 캐리어(2) 돌출부(2a)의 내부공간에 공급된다. 따라서 돌출부(2a)는 일정한 내부압력을 가지면서 웨이퍼(W)의 상면을 가압할 수 있게 된다. 따라서 웨이퍼(W)가 회전력에 의해서 연마패드(3)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.The positive pressure source output through the source supply pipe 118 of the base frame 110 is supplied to the internal space of the protrusion 2a of the carrier 2 through the positive pressure line 5. Therefore, the protrusion 2a can press the upper surface of the wafer W while having a constant internal pressure. Therefore, the wafer W can be prevented from being separated from the polishing pad 3 by the rotational force.

결과적으로, 본 실시 예에 따른 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 또는 글래스의 CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치는 웨이퍼 캐리어 또는 글래스 캐리어에 양압 및 음압을 공급함으로써 웨이퍼 캐리어 또는 글래스 캐리어의 압축상태 또는 진공상태를 신속하게 효과적으로 해제할 수 있고, 목표 압력까지 상승 또는 하강하는데 걸리는 시간을 빠르게 할 수 있으며, 웨이퍼 캐리어 또는 글래스에 공급되는 양압 및 음압을 조절함으로써 웨이퍼 또는 글래스에 가해지는 압력을 효과적으로 분산시켜 웨이퍼 또는 글래스의 연마 균일도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼 또는 글래스가 캐리어로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.As a result, the valve module for controlling the positive pressure and the negative pressure according to the present embodiment, and the wafer carrier device for the CMP process of the semiconductor wafer or glass using the same, compresses the wafer carrier or the glass carrier by supplying the positive pressure and the negative pressure to the wafer carrier or the glass carrier. It can quickly and effectively release the state or vacuum state, speed up the time to rise or fall to the target pressure, and effectively control the pressure applied to the wafer or glass by adjusting the positive and negative pressures supplied to the wafer carrier or glass. Dispersion can improve the polishing uniformity of the wafer or glass, as well as prevent the wafer or glass from leaving the carrier.

본 발명을 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시 예들도 가능하다. 그러므로 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시 예들에 한정되지 않는다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, other forms of embodiments are possible. Therefore, the spirit and scope of the claims set forth below are not limited to the preferred embodiments.

1: 회전축 2: 캐리어
3: 연마패드 5: 양압라인
6: 음압라인 W: 웨이퍼
2a: 돌출부 2b: 흡입홈
100,101: 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈 110: 베이스프레임
112: 에어공급포트 114: 양압소스 입력포트
116: 음압소스 입력관 117: 음압소스 출력관
118: 소스공급관 120: 진공 발생용 이젝터
121: 진공프레임 122: 에어연결관
123: 에어공급관 124: 에어배기포트
130: 공압서보밸브 131: 제1밸브
132: 제2밸브 133: 제어보드
134: 상부프레임 135: 양압소스 입력관
136: 양압소스 출력관 140: 압력센서
141, 142: 연결선 150: 차단밸브
160: 기준센서1: axis of rotation 2: carrier
3: polishing pad 5: positive pressure line
6: negative pressure line W: wafer
2a: protrusion 2b: suction groove
100, 101: valve module for controlling the positive and negative pressure 110: base frame
112: air supply port 114: positive pressure source input port
116: sound pressure source input tube 117: sound pressure source output tube
118: source supply pipe 120: ejector for vacuum generation
121: vacuum frame 122: air connector
123: air supply pipe 124: air exhaust port
130: pneumatic servo valve 131: first valve
132: second valve 133: control board
134: upper frame 135: positive pressure source input tube
136: positive pressure source output tube 140: pressure sensor
141, 142: connection line 150: shutoff valve
160: reference sensor

Claims (5)

일단으로 양압소스가 입력되는 양압소스 입력관의 타단과 상기 양압소스가 출력되는 양압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제1제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제1밸브;
일단으로 음압소스가 입력되는 음압소스 입력관의 타단과 상기 음압소스가 출력되며 상기 양압소스 출력관의 타단과 연통되는 음압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제2제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제2밸브;및
상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 전기적으로 연결되며, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 각각 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호를 전송하는 제어보드;를 포함하는 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈.Connect the other end of the positive pressure source input tube into which the positive pressure source is input at one end and the one end of the positive pressure source output tube from which the positive pressure source is output, and communicate or block the positive pressure source input tube and the positive pressure source output tube according to a first control signal. A first valve;
The other end of the sound pressure source input tube to which the sound pressure source is first input and the sound pressure source are output and connect one end of the sound pressure source output tube communicating with the other end of the positive pressure source output tube, and according to the second control signal and the positive pressure source input tube A second valve capable of communicating or blocking the positive pressure source output tube; and
A positive pressure and a negative pressure, the control board being electrically connected to the first valve and the second valve and transmitting the first control signal and the second control signal to the first valve and the second valve, respectively. Valve module to control. 청구항 1에 있어서,
상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호는 각각 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브의 개폐량 정보를 포함하는, 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈.The method according to claim 1,
And the first control signal and the second control signal include opening / closing amount information of the first valve and the second valve, respectively. 청구항 2에 있어서,
상기 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈은,
상기 제어보드에 전기적으로 연결되며, 상기 음압소스 출력관의 내부압력을 측정한 측정압력을 상기 제어보드 전송하는 압력센서;를 더 포함하되,
상기 제어보드는 상기 측정압력과 기설정된 목표압력을 비교하여 상기 제1밸브 또는 상기 제2밸브의 개폐량 정보를 결정하는, 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈.The method according to claim 2,
The valve module for controlling the positive pressure and negative pressure,
And a pressure sensor electrically connected to the control board, the pressure sensor configured to transmit the measured pressure measuring the internal pressure of the sound pressure source output tube to the control board.
The control board is a valve module for controlling the positive pressure and negative pressure by comparing the measured pressure and a predetermined target pressure to determine the opening and closing amount information of the first valve or the second valve. 청구항 1에 있어서,
상기 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈은,
상기 음압소스 출력관의 타단과 소스공급관의 일단을 연결하며, 제3제어신호에 따라 상기 음압소스 출력관과 상기 소스공급관을 연통 또는 차단 가능한 차단밸브;및
상기 소스공급관의 내부압력을 측정한 기준압력을 전송하는 기준센서;및
상기 차단밸브 및 상기 기준센서에 전기적으로 연결되고, 상기 제3제어신호를 상기 차단밸브에 전송하며, 상기 기준압력과 기설정된 설정압력을 비교하는 제어컨트롤유닛;을 더 포함하는, 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈.The method according to claim 1,
The valve module for controlling the positive pressure and negative pressure,
A shut-off valve connecting the other end of the negative pressure source output pipe and one end of the source supply pipe and communicating or blocking the negative pressure source output pipe and the source supply pipe according to a third control signal; and
A reference sensor for transmitting a reference pressure measuring an internal pressure of the source supply pipe; and
And a control and control unit electrically connected to the shutoff valve and the reference sensor and transmitting the third control signal to the shutoff valve and comparing the reference pressure with a preset set pressure. Valve module to control. 일단으로 양압소스가 입력되는 양압소스 입력관의 타단과 상기 양압소스가 출력되는 양압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제1제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제1밸브와,
일단으로 음압소스가 입력되는 음압소스 입력관의 타단과 상기 음압소스가 출력되며 상기 양압소스 출력관의 타단과 연통되는 음압소스 출력관의 일단을 연결하며, 제2제어신호에 따라 상기 양압소스 입력관과 상기 양압소스 출력관을 연통 또는 차단 가능한 제2밸브와,
상기 음압소스 출력관의 내부압력을 측정한 측정압력을 전송하는 압력센서와,
상기 제1밸브, 상기 제2밸브 및 상기 압력센서에 전기적으로 연결되며, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 각각 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호를 전송하고, 상기 압력센서로부터 전송받은 상기 측정압력과 기설정된 목표압력을 비교하여 상기 제1밸브 또는 상기 제2밸브의 개폐량 정보를 결정하는 제어보드를 구비하는 복수의 양압 및 음압을 제어하는 밸브모듈;및
일방향으로 회전하고 있는 연마패드의 상부에 놓여있는 웨이퍼를 가압하고, 하면에 각각 양압라인의 일단과 연결되는 내부공간을 가지는 복수의 환형 돌출부가 형성되며, 하면 중앙부에 음압라인의 일단과 연결되는 흡입홈이 형성된 캐리어;를 포함하되,
상기 양압라인 및 상기 음압라인에는 각각 적어도 하나의 소스공급관이 연결되는, CMP 공정용 웨이퍼 캐리어 장치.Connect the other end of the positive pressure source input tube into which the positive pressure source is input at one end and the one end of the positive pressure source output tube from which the positive pressure source is output, and communicate or block the positive pressure source input tube and the positive pressure source output tube according to a first control signal. The first valve,
The other end of the sound pressure source input tube to which the sound pressure source is first input and the sound pressure source are output and connect one end of the sound pressure source output tube communicating with the other end of the positive pressure source output tube, and according to the second control signal and the positive pressure source input tube A second valve capable of communicating or blocking the positive pressure source output tube;
A pressure sensor for transmitting a measured pressure in which the internal pressure of the negative pressure source output pipe is measured;
It is electrically connected to the first valve, the second valve and the pressure sensor, and transmits the first control signal and the second control signal to the first valve and the second valve, respectively, and transmits from the pressure sensor A valve module for controlling a plurality of positive and negative pressures, including a control board configured to compare the received measurement pressure with a predetermined target pressure to determine the opening / closing amount information of the first valve or the second valve; and
The wafer is placed on the upper portion of the polishing pad rotated in one direction, and a plurality of annular protrusions having inner spaces connected to one end of the positive pressure line are formed on the lower surface thereof. Including a grooved carrier;
At least one source supply pipe is connected to the positive pressure line and the negative pressure line, respectively.
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