KR102130883B1 - Pressure checking device and substrate polishing system comprising the same - Google Patents

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Abstract

압력 검출 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템을 개시한다. 일 실시 예에 따른 기판을 파지하고 이동하는 기판 캐리어의 압력 검출 장치는, 상기 기판 캐리어의 이동 경로 상에 배치되고, 상기 기판 캐리어에 의해 가압되어 상기 기판 캐리어의 압력을 검출할 수 있다.
Disclosed is a pressure detection device and a substrate polishing system comprising the same. An apparatus for detecting a pressure of a substrate carrier that grips and moves a substrate according to an embodiment may be disposed on a movement path of the substrate carrier and pressurized by the substrate carrier to detect the pressure of the substrate carrier.

Figure R1020180038166
Figure R1020180038166

Description

압력 검출 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템{PRESSURE CHECKING DEVICE AND SUBSTRATE POLISHING SYSTEM COMPRISING THE SAME}PRESSURE CHECKING DEVICE AND SUBSTRATE POLISHING SYSTEM COMPRISING THE SAME

아래의 실시 예는 압력 검출 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템에 관한 것이다.The following embodiment relates to a pressure detection device and a substrate polishing system including the same.

일반적으로, 기판의 제조과정은 CMP(Chemical mechanical polishing) 공정을 수행하게 된다. CMP 공정은 기판을 연마 정반에 대하여 상대 회전 시킴으로써 기판의 표면을 연마하는 표준 공정으로 알려져 있다.In general, a substrate manufacturing process is performed by a chemical mechanical polishing (CMP) process. The CMP process is known as a standard process for polishing the surface of a substrate by rotating the substrate relative to the polishing platen.

기판을 연마 정반에 대해 회전시키기 위해서는, 기판을 파지하여 연마 정반으로 가압하기 위한 장치가 요구된다. 기판을 파지하는 장치는, 기판의 척킹(chucking) 또는 가압을 위한 압력 챔버가 구비된다. 또한, 기판을 파지하는 장치는, 기판이 연마 과정에서 이탈하지 않도록 기판의 둘레 영역을 감싸는 유지링을 구비하게 된다.In order to rotate the substrate relative to the polishing platen, a device for holding the substrate and pressing it against the polishing platen is required. The device for holding a substrate is provided with a pressure chamber for chucking or pressing the substrate. In addition, the device for gripping the substrate is provided with a retaining ring surrounding the peripheral area of the substrate so that the substrate does not deviate from the polishing process.

기판의 품질은 기판 전체에 대한 연마도의 균일 정도에 따라 요구되게 된다. 기판의 연마 균일도를 유지하기 위해서, 기판의 각 영역에 가해지는 압력을 다르게 설정하는 장치가 사용된다. 각각의 영역에 가해지는 압력은 실험을 통해 얻어진 프로파일에 따라 결정되는데, 실제 기판에 가해지는 압력이 설정된 압력 범위로부터 이탈하게 되면, 기판의 연마 균일도가 감소하게 되는 문제가 있다. 한편, 연마에 따른 유지링의 마모 역시 기판의 엣지 영역의 연마도를 저해하는 원인이 된다. The quality of the substrate is required according to the degree of uniformity of the polishing degree for the entire substrate. In order to maintain the polishing uniformity of the substrate, an apparatus for differently setting the pressure applied to each region of the substrate is used. The pressure applied to each region is determined according to the profile obtained through experiments. When the pressure applied to the actual substrate deviates from the set pressure range, there is a problem that the polishing uniformity of the substrate decreases. On the other hand, the wear of the retaining ring due to polishing is also a cause of inhibiting the polishing degree of the edge region of the substrate.

따라서, 기판에 가해지는 압력을 검출하고, 이를 통해 장치의 손상을 확인할 수 있는 공정이 요구되는 실정이다.Therefore, there is a need for a process capable of detecting the pressure applied to the substrate and confirming the damage to the device through this.

실시 예의 목적은, 기판 캐리어의 압력을 검출하는 압력 검출 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템을 제공하는 것이다.An object of the embodiment is to provide a pressure detection device for detecting the pressure of the substrate carrier and a substrate polishing system including the same.

실시 예의 목적은, 기판의 연마 공정 과정 간에 장치의 손상을 확인할 수 있는 압력 검출 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템을 제공하는 것이다.An object of the embodiment is to provide a pressure detection device and a substrate polishing system including the same, which can identify damage to the device between polishing processes of the substrate.

실시 예에 따른 기판을 파지하고 이동하는 기판 캐리어의 압력 검출 장치에 있어서, 상기 압력 검출 장치는 상기 기판 캐리어의 이동 경로 상에 배치되고, 상기 기판 캐리어에 의해 가압되어 상기 기판 캐리어의 압력을 검출할 수 있다.In the pressure detecting device of the substrate carrier for gripping and moving the substrate according to the embodiment, the pressure detecting device is disposed on the moving path of the substrate carrier, is pressed by the substrate carrier to detect the pressure of the substrate carrier Can.

일 측에 있어서, 상기 압력 검출 장치는, 상기 기판 캐리어가 로딩되는 로딩부; 및 상기 로딩부에 구비되는 압력 센서를 포함할 수 있다.In one side, the pressure detection device, the loading unit on which the substrate carrier is loaded; And it may include a pressure sensor provided in the loading unit.

일 측에 있어서, 상기 로딩부는, 상기 기판 캐리어의 유지 링을 커버하는 면적을 가질 수 있다.In one side, the loading portion may have an area covering the retaining ring of the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 기판 캐리어가 상기 로딩부에 로딩된 상태에서, 상기 기판 캐리어에 형성되는 각 압력 챔버 각각의 압력을 측정하도록 상기 로딩부에 배치될 수 있다.In one side, the pressure sensor may be disposed in the loading unit to measure the pressure of each pressure chamber formed in the substrate carrier while the substrate carrier is loaded in the loading unit.

일 측에 있어서, 상기 압력 센서는, 상기 기판 캐리어의 유지 링을 마주보도록 상기 로딩부에 배치될 수 있다.In one side, the pressure sensor may be disposed on the loading part so as to face the retaining ring of the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 압력 검출 장치는 상기 기판 캐리어의 복수 영역에 대한 압력을 검출하여, 상기 기판 캐리어에 대한 압력 분포를 생성할 수 있다.In one side, the pressure detection device may detect pressures for a plurality of regions of the substrate carrier, and generate a pressure distribution for the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 복수 영역은, 상기 기판 캐리어에 형성되는 각각의 압력 챔버 및, 유지 링을 포함할 수 있다.In one side, the plurality of regions may include respective pressure chambers and retaining rings formed on the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 압력 검출 장치는 상기 기판 캐리어의 복수 영역 각각에 대한 기준 압력 범위를 설정하고, 상기 검출된 압력이 상기 기준 압력 범위에서 이탈하면, 경고 신호를 생성할 수 있다.In one aspect, the pressure detection device may set a reference pressure range for each of a plurality of regions of the substrate carrier, and generate a warning signal when the detected pressure deviates from the reference pressure range.

일 측에 있어서, 상기 압력 검출 장치는 상기 기판 캐리어에 형성된 각각의 압력 챔버에 대한 압력을 검출하고, 상기 검출된 압력이 설정된 압력에 미달하는지 여부를 검출할 수 있다.In one side, the pressure detection device may detect a pressure for each pressure chamber formed in the substrate carrier, and detect whether the detected pressure is less than a set pressure.

일 측에 있어서, 상기 압력 검출 장치는 상기 기판 캐리어의 유지 링의 두께에 대응하는 기준 압력을 설정하고, 상기 유지 링의 가압에 따른 압력을 상기 기준 압력과 비교하여, 상기 유지 링의 두께를 측정할 수 있다.In one side, the pressure detection device sets a reference pressure corresponding to the thickness of the retaining ring of the substrate carrier, compares the pressure according to the pressurization of the retaining ring with the reference pressure, and measures the thickness of the retaining ring can do.

일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템은, 연마패드가 장착되어 회전 작동하는 연마 정반을 포함하는 연마 스테이션; 기판을 파지한 상태로, 설정된 경로를 따라 상기 연마 정반으로 이동하는 기판 캐리어; 및 상기 경로 상에 배치되고, 상기 기판 캐리어에 의해 가압되어 상기 기판 캐리어의 압력을 검출하는 압력 검출 장치를 포함할 수 있다.A substrate polishing system according to an embodiment includes: a polishing station including a polishing platen mounted with a polishing pad and rotating to operate; A substrate carrier that moves to the polishing platen along a set path while holding the substrate; And a pressure detection device disposed on the path and pressurized by the substrate carrier to detect the pressure of the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 기판 캐리어는 캐리어 헤드; 상기 캐리어 헤드에 연결되고, 상기 기판을 파지하도록 압력 챔버를 형성하는 멤브레인; 및 상기 멤브레인에 의해 파지된 기판의 둘레를 감싸도록, 상기 캐리어 헤드에 연결되는 유지링을 포함할 수 있다.In one side, the substrate carrier is a carrier head; A membrane connected to the carrier head and forming a pressure chamber to grip the substrate; And a retaining ring connected to the carrier head so as to surround the periphery of the substrate held by the membrane.

일 측에 있어서, 상기 기판 캐리어는 상기 압력 챔버에 압력을 가하도록, 상기 캐리어 헤드에 연결되는 로터리 유니언을 더 포함할 수 있다.In one side, the substrate carrier may further include a rotary union connected to the carrier head to apply pressure to the pressure chamber.

일 측에 있어서, 상기 기판 캐리어의 이동 경로는, 연마 스테이션 상에 형성되는 폐루프 트랙을 형성할 수 있다.On one side, the movement path of the substrate carrier may form a closed loop track formed on the polishing station.

일 측에 있어서, 상기 기판 캐리어의 이동 경로는, 축을 중심으로 형성되는 원형의 궤도일 수 있다.On one side, the movement path of the substrate carrier may be a circular orbit formed around an axis.

일 측에 있어서, 상기 압력 검출 장치에는 상기 기판 캐리어가 로딩 가능하고, 상기 압력 검출 장치는 상기 기판 캐리어가 로딩된 상태에서, 상기 기판 캐리어가 가하는 압력을 통해, 상기 기판 캐리어의 각 영역별 압력을 검출할 수 있다.In one side, the substrate carrier can be loaded into the pressure detection device, and the pressure detection device applies pressure for each region of the substrate carrier through pressure applied to the substrate carrier while the substrate carrier is loaded. Can be detected.

일 측에 있어서, 상기 압력 검출 장치는, 상기 멤브레인이 가압하는 영역 및 상기 유지링이 가압하는 영역의 압력을 검출할 수 있다.In one side, the pressure detection device may detect the pressure of the region pressed by the membrane and the region pressed by the retaining ring.

일 측에 있어서, 상기 압력 검출 장치는 압력을 측정하는 압력 센서; 상기 측정된 압력을 설정된 압력과 비교하는 연산부; 및 알람을 생성하는 알람부를 포함하고, 상기 알람부는, 상기 측정된 압력 및 설정된 압력의 차이가 기준 값을 초과하면, 상기 기준 값을 초과된 영역의 이상 발생 여부에 대한 알람을 제공할 수 있다.In one side, the pressure detection device is a pressure sensor for measuring the pressure; A calculator comparing the measured pressure with a set pressure; And an alarm unit that generates an alarm, and when the difference between the measured pressure and the set pressure exceeds a reference value, an alarm on whether an abnormality occurs in an area exceeding the reference value.

일 측에 있어서, 상기 기판 연마 시스템의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 압력 검출 장치를 통해 측정된, 각각의 압력 챔버의 압력 평균값이 설정된 정지값 미만인 경우에는, 상기 캐리어 헤드 또는 연마정반의 작동을 정지시킬 수 있다.In one side, further comprising a control unit for controlling the operation of the substrate polishing system, the control unit is measured by the pressure detection device, the pressure average value of each pressure chamber is less than the set stop value, the carrier head Alternatively, the operation of the polishing platen can be stopped.

일 측에 있어서, 상기 기판 캐리어의 이동 경로에 기판을 로딩하는 로딩 유닛; 및 상기 연마가 완료된 기판을 상기 이동 경로로부터 반출하는 언로딩 유닛을 더 포함할 수 있다.In one side, a loading unit for loading a substrate in the movement path of the substrate carrier; And it may further include an unloading unit for carrying out the substrate is completed the polishing from the movement path.

실시 예에 따른 압력 검출 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템은, 기판 캐리어에 작용하는 압력을 검출하여 장치의 손상 여부를 확인할 수 있다.The pressure detection device and the substrate polishing system including the same according to the embodiment may detect whether the device is damaged by detecting the pressure applied to the substrate carrier.

실시 예에 따른 압력 검출 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템은, 기판의 연마 공정을 중단하지 않고도, 장치의 손상 여부를 확인할 수 있다.The pressure detection device according to the embodiment and the substrate polishing system including the same can check whether the device is damaged without stopping the polishing process of the substrate.

실시 예에 따른 압력 검출 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the pressure detecting device and the substrate polishing system including the same are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 모식도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 연마 정반의 단면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 압력 검출 장치의 단면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 압력 검출 장치의 압력 검출 부위를 도시하는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 압력 검출 장치의 압력 검출 부위를 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 압력 검출 장치의 블록도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 모식도이다.The following drawings attached to the present specification illustrate one preferred embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention. It should not be construed limitedly.
1 is a schematic diagram of a substrate polishing system according to an embodiment.
2 is a cross-sectional view of a substrate carrier and a polishing platen according to an embodiment.
3 is a cross-sectional view of a substrate carrier and a pressure detection device according to an embodiment.
4 is a view showing a pressure detection portion of the pressure detection device according to an embodiment.
5 is a view showing a pressure detection portion of the pressure detection device according to an embodiment.
6 is a block diagram of a pressure detection device according to an embodiment.
7 is a schematic diagram of a substrate polishing system according to an embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing an embodiment, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with understanding of the embodiment, the detailed description is omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), and the like can be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Components included in any one embodiment and components including common functions will be described using the same name in other embodiments. Unless there is an objection to the contrary, the description described in any one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapped range.

도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 모식도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 연마 정반의 단면도이며, 도 3은 일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 압력 검출 장치의 단면도이다.1 is a schematic view of a substrate polishing system according to an embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate carrier and a polishing platen according to an embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a substrate carrier and a pressure detecting device according to an embodiment.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템(1)은, 복수의 기판(W)을 동시에 연마할 수 있도록 기판 캐리어(110)를 설정된 경로를 따라 이동시키는 과정에서, 기판 캐리어(110)에 작용하는 압력을 검출하여 장치의 손상을 감지함으로써, 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the substrate polishing system 1 according to an embodiment may include a substrate in a process of moving the substrate carrier 110 along a set path so as to simultaneously polish a plurality of substrates W By detecting the pressure applied to the carrier 110 to detect damage to the device, it is possible to improve the productivity of the process.

기판(W)은 반도체 장치(semiconductor) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나, 기판(W)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(W)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasama display panel)과 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글라스일 수도 있다. 또한, 도면에서는 기판(W)(w)이 원형의 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시에 불과하며, 기판(W)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.The substrate W may be a silicon wafer for manufacturing a semiconductor device. However, the type of the substrate W is not limited thereto. For example, the substrate W may be glass for a flat panel display device (FPD) such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP). In addition, in the drawing, although the substrate W (w) is illustrated as having a circular shape, this is only an example for convenience of description, and the shape of the substrate W is not limited thereto.

일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템(1)은, 연마 스테이션(100), 기판 캐리어(110), 로딩 유닛(140), 언로딩 유닛(130)(140) 및 압력 검출 장치(120)를 포함할 수 있다.The substrate polishing system 1 according to an embodiment includes a polishing station 100, a substrate carrier 110, a loading unit 140, an unloading unit 130, 140, and a pressure detection device 120. Can.

연마 스테이션(100)은 복수의 기판(W)을 동시에 연마하기 위한 연마 공간을 제공할 수 있다. 기판(W)은 연마 스테이션(100)으로 이송되고, 설정된 경로를 따라 연마 스테이션(100)을 이동하면서 연마될 수 있다. 연마 스테이션(100)은 설정된 경로를 따라 배치되는 복수의 연마 정반(101)을 포함할 수 있다.The polishing station 100 may provide a polishing space for polishing a plurality of substrates W simultaneously. The substrate W is transferred to the polishing station 100 and can be polished while moving the polishing station 100 along a set path. The polishing station 100 may include a plurality of polishing platens 101 disposed along a set path.

연마 정반(101)은 기판(W)의 연마를 위해 기판(W) 스테이션에 회전 가능하게 설치 될 수 있다. 연마 정반(101)의 회전 축은 지면에 수직할 수 있다. 연마 정반(101)의 상부에는 기판(W)과 접촉하여 기판(W)의 피연마면을 연마하는 연마 패드(1011)가 부착될 수 있다. 연마 패드(1011)의 하부에는 부드러운 재질의 배킹층(backing layer, 미도시)가 구비될 수 있다.The polishing platen 101 may be rotatably installed at a substrate W station for polishing the substrate W. The axis of rotation of the polishing platen 101 may be perpendicular to the ground. A polishing pad 1011 that contacts the substrate W and polishes the surface to be polished of the substrate W may be attached to the polishing platen 101. A soft material backing layer (not shown) may be provided under the polishing pad 1011.

복수의 연마 정반(101)은 직선 트랙 및 곡선 트랙을 포함하여 폐루프를 형성하는 순환 경로를 따라 나란히 배열될 수 있다. 기판(W)은, 후술하는 기판 캐리어(110)에 의해 파지되어 순환 경로를 따라 연마 정반(101)으로 이송되어 연마가 수행될 수 있다. 연마 정반(101)은 복수개가 구비되기 때문에, 연마 스테이션(100) 상에서는 복수의 기판(W)이 동시에 연마될 수 있다. 한편, 기판(W)은 복수의 순환 경로를 따라 배치된 복수의 연마정반에 의해 순차적으로 연마될 수도 있다. 이에 대해서는 생략하도록 한다.The plurality of abrasive platens 101 may be arranged side by side along a circulating path forming a closed loop, including a straight track and a curved track. The substrate W is gripped by the substrate carrier 110 to be described later and transferred to the polishing platen 101 along a circulation path, whereby polishing can be performed. Since a plurality of polishing platens 101 are provided, a plurality of substrates W can be polished simultaneously on the polishing station 100. Meanwhile, the substrate W may be sequentially polished by a plurality of polishing plates arranged along a plurality of circulation paths. This will be omitted.

기판 캐리어(110)는 기판(W)을 파지하고 이동할 수 있다. 기판 캐리어(110)는 연마 스테이션(100)에서 설정된 경로를 따라 이동하면서 기판(W)을 연마 정반(101)으로 이송시킬 수 있다. 이 경우, 기판 캐리어(110)가 형성하는 이동 경로는 연마 스테이션(100) 상에 형성되는 폐루프 트랙일 수 있다. 기판 캐리어(110)가 연마 정반(101)에 위치한 상태에서, 기판 캐리어(110)는 기판(W)을 연마 정반(101)에 대해 접촉시킴으로써, 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 기판 캐리어(110)는 캐리어 헤드(111), 멤브레인(112), 유지링(113) 및 로터리 유니언(115)을 포함할 수 있다.The substrate carrier 110 may grip and move the substrate W. The substrate carrier 110 may move the substrate W to the polishing platen 101 while moving along the path set in the polishing station 100. In this case, the movement path formed by the substrate carrier 110 may be a closed loop track formed on the polishing station 100. While the substrate carrier 110 is located on the polishing platen 101, the substrate carrier 110 can polish the surface to be polished of the substrate W by bringing the substrate W into contact with the polishing platen 101. . The substrate carrier 110 may include a carrier head 111, a membrane 112, a retaining ring 113 and a rotary union 115.

캐리어 헤드(111)는 동력을 제공받아 연마 스테이션(100) 상의 설정된 경로를 따라 이동할 수 있다. 캐리어 헤드(111)는 연마 패드(1011)에 수평한 평면상에 위치하는 제 1 방향 및, 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 움직일 수 있다. 캐리어 헤드(111)는 지면에 대하여 상하로 움직이면서, 기판(W)을 연마 정반(101)에 접촉하도록 이동할 수 있다. 또한, 캐리어 헤드(111)는 축을 중심으로 회전하면서, 기판(W)을 연마 정반(101)에 대하여 회전시킬 수 있다. The carrier head 111 can receive power and move along a set path on the polishing station 100. The carrier head 111 may move in a first direction positioned on a horizontal plane to the polishing pad 1011 and a second direction perpendicular to the first direction. The carrier head 111 may move up and down relative to the ground, and move the substrate W to contact the polishing platen 101. Further, the carrier head 111 may rotate about the axis while rotating the substrate W relative to the polishing platen 101.

멤브레인(112)은 캐리어 헤드(111)의 하부에 연결되고, 기판(W)을 파지하기 위한 압력 챔버(114)를 캐리어 헤드(111) 내에 형성할 수 있다. 멤브레인(112)은 기판(W) 면을 향하는 원형의 지지면과, 지지면에 수직한 연장부를 포함할 수 있다. 연장부는 지지면의 중심을 기준으로 동심원을 형성하도록 복수개가 형성됨으로써, 서로 구분되는 복수의 압력 챔버(114a, 114b, 114c)를 형성할 수 있다. 다시 말하면, 연장부에 의해, 멤브레인(112)의 지지면이 복수의 영역으로 구분될 수 있다.The membrane 112 is connected to the lower portion of the carrier head 111, and a pressure chamber 114 for gripping the substrate W may be formed in the carrier head 111. The membrane 112 may include a circular support surface facing the substrate W surface and an extension perpendicular to the support surface. A plurality of extension portions are formed to form concentric circles based on the center of the support surface, thereby forming a plurality of pressure chambers 114a, 114b, and 114c separated from each other. In other words, by the extension, the support surface of the membrane 112 may be divided into a plurality of regions.

멤브레인(112)은 지지면을 통해 기판(W)의 비연마면을 파지할 수 있다. 구체적으로, 멤브레인(112)의 각 압력챔버(114)에 음압이 가해지면, 멤브레인(112)의 지지면 및 기판(W) 면 사이에 진공이 형성됨으로써, 기판(W)이 멤브레인(112)에 척킹될 수 있다. 한편, 멤브레인(112)의 각 압력챔버(114)에 양압이 가해지면, 기판(W)은 멤브레인(112)으로부터 멀어지는 방향으로 압력을 받을 수 있다. 따라서, 압력챔버(114)에 가해지는 양압을 통해 기판(W)을 연마 패드(1011)에 가압할 수 있다. 특히, 압력챔버(114)가 복수개 구비되는 경우, 각 압력챔버(114)의 압력에 의해 기판(W)의 각 부위의 가압 정도가 달라질 수 있다.The membrane 112 may grip the non-abrasive surface of the substrate W through the support surface. Specifically, when a negative pressure is applied to each pressure chamber 114 of the membrane 112, a vacuum is formed between the support surface of the membrane 112 and the substrate W surface, whereby the substrate W is applied to the membrane 112. It can be chucked. On the other hand, when a positive pressure is applied to each pressure chamber 114 of the membrane 112, the substrate W may receive pressure in a direction away from the membrane 112. Accordingly, the substrate W may be pressed against the polishing pad 1011 through positive pressure applied to the pressure chamber 114. Particularly, when a plurality of pressure chambers 114 are provided, the degree of pressure of each part of the substrate W may be changed by the pressure of each pressure chamber 114.

유지링(113)은 멤브레인(112)에 의해 파지된 기판(W)의 둘레를 감싸도록, 캐리어 헤드(111)의 하부 외측에 연결될 수 있다. 유지링(113)은 멤브레인(112)에 의해 파지된 기판(W)이 연마 과정중에 캐리어 헤드(111)로부터 이탈하지 않도록, 기판(W)의 위치를 유지하는 역할을 수행할 수 있다. The retaining ring 113 may be connected to the lower outer side of the carrier head 111 so as to surround the periphery of the substrate W held by the membrane 112. The retaining ring 113 may serve to maintain the position of the substrate W so that the substrate W held by the membrane 112 does not deviate from the carrier head 111 during the polishing process.

로터리 유니언(115)은 압력 챔버(114)에 압력을 가하도록 캐리어 헤드(111)에 연결될 수 있다. 로터리 유니언(115)은 멤브레인(112)이 형성하는 복수의 압력 챔버(114a, 114b, 114c) 각각에 연결되고, 각각의 압력 챔버(114)에 개별적으로 압력을 제공할 수 있다.The rotary union 115 can be connected to the carrier head 111 to apply pressure to the pressure chamber 114. The rotary union 115 is connected to each of the plurality of pressure chambers 114a, 114b, and 114c formed by the membrane 112, and can individually provide pressure to each pressure chamber 114.

기판 캐리어(110)는 복수개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(110)는 연마 스테이션(100)에 구비된 복수의 연마 정반(101)과 동일한 개수로 형성되어, 복수의 연마 정반(101)이 동시에 복수의 기판(W)을 연마하도록 할 수 있다. 그러나, 이와 달리, 기판 캐리어(110)는 연마 정반(101)의 개수보다 많게 구비될 수 있다. 이 경우, 하나의 연마 정반(101)에서 기판(W)의 연마가 종료되어 기판(W)이 언로딩되면, 다른 기판 캐리어(110)에 척킹된 기판(W)을 곧바로 연마 정반(101)에 공급함으로써, 완료된 기판(W)을 언로딩하고 새로운 기판(W)을 로딩하는 동안 연마 공정이 중단되는 것을 방지함으로써, 연마 공정의 효율성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.The substrate carrier 110 may be provided in plural. For example, the substrate carrier 110 is formed in the same number as the plurality of polishing platens 101 provided in the polishing station 100, so that the plurality of polishing platens 101 simultaneously polish the plurality of substrates W can do. However, unlike this, the substrate carrier 110 may be provided more than the number of the polishing platen 101. In this case, when the polishing of the substrate W is finished in one polishing platen 101 and the substrate W is unloaded, the substrate W chucked in the other substrate carrier 110 is directly transferred to the polishing platen 101. By supplying, it is possible to improve the efficiency and productivity of the polishing process by unloading the finished substrate W and preventing the polishing process from being stopped while loading the new substrate W.

로딩 유닛(140) 및 언로딩 유닛(130)(140)은 연마 스테이션(100)에 기판(W)을 인출하거나, 연마 스테이션(100)로부터 기판(W)을 반출할 수 있다. 로딩 유닛(140)은 기판 캐리어(110)의 이동 경로에 연마 전의 기판(W)을 로딩할 수 있다. 로딩 유닛(140)이 로딩한 기판(W)은 기판 캐리어(110)에 의해 파지되어 연마 정반(101)으로 이송될 수 있다. 언로딩 유닛(130)(140)은 연마가 완료된 기판(W)을 기판 캐리어(110)로부터 전달 받아 기판(W)의 이동 경로로부터 반출할 수 있다.The loading unit 140 and the unloading unit 130 and 140 may take out the substrate W from the polishing station 100 or take out the substrate W from the polishing station 100. The loading unit 140 may load the substrate W before polishing in the moving path of the substrate carrier 110. The substrate W loaded by the loading unit 140 may be gripped by the substrate carrier 110 and transferred to the polishing platen 101. The unloading unit 130 and 140 may receive the substrate W, which has been polished, from the substrate carrier 110 and take it out of the moving path of the substrate W.

압력 검출 장치(120)는 기판 캐리어(110)의 압력을 검출할 수 있다. 압력 검출 장치(120)는, 연마 스테이션(100)에 구비될 수 있다. 압력 검출 장치(120)는 기판 캐리어(110)가 이동하는 경로 상에 배치될 수 있다. 기판 캐리어(110)가 압력 검출 장치(120)의 상부에 위치하면, 압력 검출 장치(120)는 기판 캐리어(110)에 의해 가압됨으로써, 기판 캐리어(110)의 압력을 검출할 수 있다. The pressure detection device 120 may detect the pressure of the substrate carrier 110. The pressure detection device 120 may be provided in the polishing station 100. The pressure detection device 120 may be disposed on a path through which the substrate carrier 110 moves. When the substrate carrier 110 is positioned above the pressure detection device 120, the pressure detection device 120 may be pressurized by the substrate carrier 110 to detect the pressure of the substrate carrier 110.

도 4 및 도 5는 일 실시 예에 따른 압력 검출 장치(120)의 압력 검출 부위를 도시하는 도면이다.4 and 5 are diagrams illustrating a pressure detection site of the pressure detection device 120 according to an embodiment.

도 4 및 도 5를 참조하면, 압력 검출 장치(120)는, 기판 캐리어(110)에 의해 가압되는 영역을 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역에 가해지는 압력을 검출함으로써, 기판 캐리어(110)의 각 영역에 대한 압력 검출할 수 있다. 압력 검출 장치(120)는 로딩부(121) 및 압력센서(122)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, the pressure detection device 120 divides the regions pressed by the substrate carrier 110 into a plurality of regions, and detects the pressure applied to each region, thereby detecting the substrate carrier 110. It can detect the pressure for each area. The pressure detection device 120 may include a loading unit 121 and a pressure sensor 122.

로딩부(121)에는 기판 캐리어(110)가 로딩될 수 있다. 로딩부(121)는, 기판 캐리어(110)의 유지 링을 커버하는 면적을 가질 수 있다. 다시 말하면, 로딩부(121)는 기판 캐리어(110)의 기판(W) 파지 영역보다 큰 면적을 가질 수 있다. 로딩부는 기판 캐리어(110)의 복수의 영역에 대응하도록 복수의 영역(121a, 121b, 121c, 121d)로 구분될 수 있다. The substrate carrier 110 may be loaded on the loading unit 121. The loading unit 121 may have an area covering the retaining ring of the substrate carrier 110. In other words, the loading unit 121 may have a larger area than the substrate W gripping area of the substrate carrier 110. The loading unit may be divided into a plurality of regions 121a, 121b, 121c, and 121d to correspond to a plurality of regions of the substrate carrier 110.

압력센서(122)는 로딩부(121)에 구비되어 기판 캐리어(110)가 로딩부(121)에 가하는 압력을 검출할 수 있다. 압력센서(122)는 기판 캐리어(110)가 로딩부(121)에 로딩된 상태에서, 기판 캐리어(110)가 가하는 압력을 통해 기판 캐리어(110)의 각 영역에 대한 압력을 검출할 수 있다. 압력센서(122)는 복수개로 구비되고, 기판 캐리어(110)의 복수의 영역에 대한 압력을 동시에 검출하도록 로딩부의 각 영역에 구비될 수 있다. 복수의 영역은 기판 캐리어(110)에 형성되는 각각의 압력 챔버(114) 및 유지링(113) 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력센서(122)는 멤브레인(112)의 각 영역의 압력을 측정함으로써, 기판 캐리어(110)에 형성되는 각각의 압력 챔버(114)에 의해 가압되는 압력을 검출할 수 있다. 또한, 압력센서(122)는 기판 캐리어의 유지링(113)을 마주보도록 로딩부(121)에 배치됨으로써, 유지링(113)에 의해 가압되는 영역의 압력을 측정할 수 있다.The pressure sensor 122 is provided in the loading unit 121 to detect the pressure applied to the loading unit 121 by the substrate carrier 110. The pressure sensor 122 may detect the pressure for each region of the substrate carrier 110 through the pressure applied by the substrate carrier 110 while the substrate carrier 110 is loaded on the loading unit 121. The pressure sensor 122 may be provided in plural, and may be provided in each region of the loading unit to simultaneously detect pressures on the multiple regions of the substrate carrier 110. The plurality of regions may include respective pressure chambers 114 and retaining ring 113 regions formed on the substrate carrier 110. For example, the pressure sensor 122 may detect the pressure pressed by each pressure chamber 114 formed in the substrate carrier 110 by measuring the pressure in each region of the membrane 112. In addition, the pressure sensor 122 is disposed on the loading unit 121 so as to face the retaining ring 113 of the substrate carrier, so that the pressure in the region pressed by the retaining ring 113 can be measured.

압력 검출 장치(120)는, 기판 캐리어(110)에 의해 가압되는 복수의 영역 각각에 대한 기준 압력 범위를 설정할 수 있다. 이 경우, 압력 검출 장치(120)는 검출된 압력이 설정된 기준 압력 범위로부터 이탈하면, 기판 캐리어(110)에 이상이 발생한 것으로 인식하고 경고 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 하나의 압력 챔버(114)에 대응하는 영역의 압력이 설정된 압력에 미달하면, 기판 캐리어(110)에 의해 기판(W)이 충분히 가압되지 않는 것으로 인식하고, 해당 압력 챔버(114) 부위에 이상이 발생한 것으로 이해할 수 있다.The pressure detection device 120 may set a reference pressure range for each of a plurality of regions pressed by the substrate carrier 110. In this case, when the detected pressure deviates from the set reference pressure range, the pressure detection device 120 may recognize that an abnormality has occurred in the substrate carrier 110 and generate a warning signal. For example, when the pressure in the region corresponding to one pressure chamber 114 is less than the set pressure, it is recognized that the substrate W is not sufficiently pressed by the substrate carrier 110, and the corresponding pressure chamber 114 It can be understood that an abnormality has occurred in the site.

압력 검출 장치(120)는 유지링(113)의 상태, 예를 들어, 유지링(113)의 두께를 측정함으로써, 유지링(113)의 교체 여부에 대한 정보를 생성할 수 있다. 기판(W)이 연마정반에 접촉되어 연마되는 과정에서, 유지링(113)도 연마정반에 접촉되어 함께 마모될 수 있다. 복수의 기판(W)을 연마하는 과정에서, 유지링(113)의 마모 정도는 기판(W)의 엣지 영역의 연마도에 영향을 끼칠 수 있다. 유지링(113)의 두께가 줄어들수록 유지링(113)의 가압에 의해 검출된 압력의 세기가 줄어들기 때문에, 압력 검출을 통해 유지링(113)의 마모 정도 및 교체 필요 여부를 검출할 수 있다. 예를 들어, 압력 검출 장치(120)는, 기판 캐리어(110)가 압력 검출 장치(120)를 가압하는 상태에서, 유지링(113)이 가압하는 영역에 대하여 유지링(113)의 두께에 대응하는 기준 압력을 설정하고, 실제 유지링(113)의 가압에 의해 검출된 압력을 기준 압력과 비교함으로써, 유지링(113)의 두께를 측정할 수 있다. The pressure detecting device 120 may generate information on whether the retaining ring 113 is replaced by measuring the state of the retaining ring 113, for example, the thickness of the retaining ring 113. In the process in which the substrate W is brought into contact with the polishing platen and polished, the retaining ring 113 may also contact the polishing platen and wear together. In the process of polishing the plurality of substrates W, the degree of wear of the retaining ring 113 may affect the degree of polishing of the edge region of the substrate W. As the thickness of the retaining ring 113 decreases, the strength of the pressure detected by the pressurization of the retaining ring 113 decreases, so it is possible to detect the degree of wear of the retaining ring 113 and whether it is necessary to replace it through pressure detection. . For example, the pressure detecting device 120 corresponds to the thickness of the holding ring 113 with respect to the region pressed by the holding ring 113 while the substrate carrier 110 presses the pressure detecting device 120. The thickness of the retaining ring 113 can be measured by setting the reference pressure to be set and comparing the pressure detected by the pressurization of the actual retaining ring 113 with the reference pressure.

압력 검출 장치(120)는, 압력센서(122)를 통해 기판 캐리어(110)의 복수 영역에 대한 압력을 검출하고, 기판 캐리어(110)의 각 영역에 대한 압력 분포를 생성할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 각 영역의 압력을 동시에 비교함으로써, 특정 영역이 과도하게 가압되거나 부족하게 가압되는지 여부를 쉽게 확인할 수 있다.The pressure detection device 120 may detect pressures for a plurality of regions of the substrate carrier 110 through the pressure sensor 122 and generate pressure distributions for each region of the substrate carrier 110. Therefore, by simultaneously comparing the pressures of the respective regions of the substrate W, it is easy to check whether a specific region is excessively or insufficiently pressed.

압력 검출 장치(120)는, 기판 캐리어(110)에 형성된 복수의 압력 챔버에 대한 압력을 개별적으로 검출함으로써, 각각의 압력 챔버에서 압력 누출이 발생하는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 복수의 압력 챔버에 동일한 압력이 가해지는 경우, 압력 검출 장치(120)를 통해 특정 압력 챔버에서 상이한 압력이 검출되는 경우, 해당 압력 챔버에서 압력 누출이 발생하는 것으로 이해할 수 있다.The pressure detection device 120 may determine whether pressure leakage occurs in each pressure chamber by individually detecting pressures on a plurality of pressure chambers formed on the substrate carrier 110. For example, when the same pressure is applied to a plurality of pressure chambers, when a different pressure is detected in a specific pressure chamber through the pressure detection device 120, it can be understood that pressure leakage occurs in the corresponding pressure chamber.

도 6은 일 실시 예에 따른 압력 검출 장치(120)의 블록도이다.6 is a block diagram of a pressure detection device 120 according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 압력 검출 장치(120)는, 압력센서(122), 연산부 및 알림부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the pressure detection device 120 according to an embodiment may include a pressure sensor 122, a calculation unit, and a notification unit.

압력센서(122)는 압력 검출 장치(120)에 가해지는 압력을 검출할 수 있다. 압력센서(122)는, 다양한 방식으로 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 압력센서(122)는 압전센서, 광학 에디 센서 등일 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하며 압력센서(122)가 압력을 측정하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 압력센서(122)는 복수개로 구비되고, 복수의 압력센서(122a, 122b, 122c) 압력 검출 장치(120)의 각 부위에 가해지는 압력을 검출할 수 있다.The pressure sensor 122 may detect pressure applied to the pressure detection device 120. The pressure sensor 122 can measure pressure in various ways. For example, the pressure sensor 122 may be a piezoelectric sensor, an optical eddy sensor, or the like. However, this is only an example and the method in which the pressure sensor 122 measures pressure is not limited thereto. The pressure sensor 122 is provided in a plurality, it is possible to detect the pressure applied to each part of the pressure detection device 120 of the plurality of pressure sensors (122a, 122b, 122c).

연산부(123)는 압력센서(122)에 의해 측정된 압력을 설정된 압력과 비교할 수 있다. 설정된 압력은, 연마 프로파일에 의해 기판 캐리어(110)의 각 영역에 가해지는 목적 압력일 수 있다.The calculation unit 123 may compare the pressure measured by the pressure sensor 122 with the set pressure. The set pressure may be a target pressure applied to each region of the substrate carrier 110 by a polishing profile.

알람부(124)는 실제 측정된 압력을 설정된 압력과 비교하고, 측정 압력 및 설정 압력의 차이가 기준 값을 초과하면, 기준 값을 초과한 영역의 이상 발생 여부에 대한 알람을 제공할 수 있다. 예를 들어, 유지링(113) 부위의 압력에 이상이 발생하면, 유지링(113)의 교체가 필요한 것으로 이해할 수 있다. 반면, 압력 챔버(114) 부위에서 이상이 발생하면, 멤브레인(112)이 손상되거나, 기판 캐리어(110)에 압력 누설이 발생하는 것으로 이해할 수 있다.The alarm unit 124 compares the actual measured pressure with the set pressure, and when the difference between the measured pressure and the set pressure exceeds a reference value, may provide an alarm on whether an abnormality occurs in an area exceeding the reference value. For example, if an abnormality occurs in the pressure of the retaining ring 113, it can be understood that the retaining ring 113 needs to be replaced. On the other hand, if an abnormality occurs in the region of the pressure chamber 114, it can be understood that the membrane 112 is damaged or a pressure leak occurs in the substrate carrier 110.

도 7은 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 모식도이다.7 is a schematic diagram of a substrate polishing system according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템(2)은, 연마 스테이션(200), 기판 캐리어(210), 로딩 유닛(230), 언로딩 유닛(240), 압력 검출 장치(220) 및 제어부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the substrate polishing system 2 according to an embodiment includes a polishing station 200, a substrate carrier 210, a loading unit 230, an unloading unit 240, and a pressure detection device 220 And a control unit.

연마 스테이션(200)은 기판(W)의 연마를 위한 복수의 연마 정반(201)을 포함할 수 있다.The polishing station 200 may include a plurality of polishing platens 201 for polishing the substrate W.

기판 캐리어(210)는 복수의 연마 정반(201)을 순차적으로 이동하는 경로를 따라 연마 스테이션(200) 상에서 움직이면서 기판(W)을 이송시킬 수 있다. 이 경우, 기판 캐리어(210)의 이동 경로는, 축을 중심으로 형성되는 원형의 궤도일 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(210)는 복수개로 구비되고, 복수의 기판 캐리어(210)는 축을 중심으로 원 궤도를 따라 움직이면서, 복수의 연마 정반(201)을 순차적으로 이동할 수 있다.The substrate carrier 210 may move the substrate W while moving on the polishing station 200 along a path sequentially moving a plurality of polishing platens 201. In this case, the movement path of the substrate carrier 210 may be a circular orbit formed around an axis. For example, a plurality of substrate carriers 210 may be provided, and the plurality of substrate carriers 210 may sequentially move the plurality of polishing platens 201 while moving along a circular orbit around an axis.

압력 검출 장치(220)는, 기판 캐리어(210)가 이동하는 경로상에 배치되고, 기판 캐리어(210)에 의해 가압됨으로써, 기판 캐리어(210)의 압력을 검출할 수 있다.The pressure detection device 220 is disposed on a path through which the substrate carrier 210 moves and is pressed by the substrate carrier 210, thereby detecting the pressure of the substrate carrier 210.

제어부는 기판 연마 시스템의 전체 공정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 캐리어 헤드 또는 연마 정반의 작동을 제어할 수 있다.The control unit can control the entire process of the substrate polishing system. For example, the control unit can control the operation of the carrier head or the polishing platen.

제어부는, 압력 검출 장치를 통해 측정된 검출값에 기초하여, 장치에 이상이 발생한 것을 확인하는 경우, 이상이 발생한 장치의 작동을 중단시킬 수 있다. 예를 들어, 압력 검출 장치를 통해 캐리어 헤드의 각각의 압력 챔버의 압력 평균값이 설정된 정지값 미만인 경우에, 제어부는 해당 캐리어 헤드의 작동 및 해당 캐리어 헤드가 위치한 연마 정반의 작동을 제어할 수 있다. 결과적으로, 제어부의 작동을 통해 이상 압력이 검출된 캐리어 헤드의 작동을 중단시킴으로써, 기판의 손상을 방지할 수 있다.The control unit may stop the operation of the device in which the abnormality occurs when it is confirmed that the abnormality has occurred in the device based on the detected value measured through the pressure detection device. For example, when the pressure average value of each pressure chamber of the carrier head is less than the set stop value through the pressure detection device, the control unit may control the operation of the carrier head and the operation of the polishing platen on which the carrier head is located. As a result, it is possible to prevent damage to the substrate by stopping the operation of the carrier head in which the abnormal pressure is detected through the operation of the control unit.

이와 같은 구조에 의하면, 기판 캐리어가 기판의 연마를 위해 연마 정반을 향해 움직이는 과정에서, 경로상에 배치된 압력 검출 장치를 통해 기판 캐리어의 압력을 검출할 있기 때문에, 기판의 연마 공정을 중단하지 않고도, 기판 캐리어의 이상 발생 여부 및 기판의 연마를 위한 압력 프로파일의 상태 확인을 간단하게 수행할 수 있다. 따라서, 기판 연마 공정의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.According to this structure, in the process of moving the substrate carrier toward the polishing platen for polishing the substrate, since the pressure of the substrate carrier can be detected through the pressure detecting device disposed on the path, the substrate polishing process is not interrupted. , It is possible to simply check whether the substrate carrier is abnormal and the state of the pressure profile for polishing the substrate. Therefore, the productivity of the substrate polishing process can be greatly improved.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 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 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and/or components such as the structure, device, etc. described may be combined or combined in a different form from the described method, or may be applied to other components or equivalents. Even if replaced or substituted by, appropriate results can be achieved.

W: 기판
T: 이동 경로
100: 연마 스테이션
101: 연마 정반
110: 기판 캐리어
120: 압력 검출 장치W: Substrate
T: Path
100: polishing station
101: polishing platen
110: substrate carrier
120: pressure detection device

Claims (20)

기판을 파지하고 이동하는 기판 캐리어의 압력 검출 장치에 있어서,
상기 압력 검출 장치는,
상기 기판 캐리어의 이동 경로 상에 배치되고, 상기 기판 캐리어에 의해 가압되어 상기 기판 캐리어의 압력을 검출하고,
상기 압력 검출 장치는,
상기 기판 캐리어의 유지링에 두께에 대응하는 기준 압력을 설정하고, 상기 기판 캐리어의 유지링의 가압에 따른 압력을 상기 기준 압력과 비교하여 상기 유지링의 두께를 검출하는, 압력 검출 장치.
In the pressure detection device of the substrate carrier to grip and move the substrate,
The pressure detection device,
It is disposed on the movement path of the substrate carrier, is pressed by the substrate carrier to detect the pressure of the substrate carrier,
The pressure detection device,
A pressure detection device that sets a reference pressure corresponding to a thickness to a retaining ring of the substrate carrier, and detects the thickness of the retaining ring by comparing the pressure of the retaining ring of the substrate carrier with the reference pressure.
제1항에 있어서,
상기 압력 검출 장치는,
상기 기판 캐리어가 로딩되는 로딩부; 및
상기 로딩부에 구비되는 압력 센서를 포함하는, 압력 검출 장치.
According to claim 1,
The pressure detection device,
A loading unit on which the substrate carrier is loaded; And
A pressure detection device including a pressure sensor provided in the loading unit.
제2항에 있어서,
상기 로딩부는, 상기 기판 캐리어의 유지 링을 커버하는 면적을 가지는, 압력 검출 장치.
According to claim 2,
The loading unit, the pressure detection device having an area that covers the retaining ring of the substrate carrier.
제2항에 있어서,
상기 압력 센서는,
상기 기판 캐리어가 상기 로딩부에 로딩된 상태에서,
상기 기판 캐리어에 형성되는 각 압력 챔버 각각의 압력을 측정하도록 상기 로딩부에 배치되는, 압력 검출 장치.
According to claim 2,
The pressure sensor,
With the substrate carrier loaded on the loading unit,
A pressure detection device is disposed on the loading unit to measure the pressure of each pressure chamber formed on the substrate carrier.
제4항에 있어서,
상기 압력 센서는, 상기 기판 캐리어의 유지 링을 마주보도록 상기 로딩부에 배치되는, 압력 검출 장치.
According to claim 4,
The pressure sensor, the pressure detection device is disposed on the loading portion facing the retaining ring of the substrate carrier.
제1항에 있어서,
상기 압력 검출 장치는,
상기 기판 캐리어의 복수 영역에 대한 압력을 검출하여, 상기 기판 캐리어에 대한 압력 분포를 생성하는, 압력 검출 장치.
According to claim 1,
The pressure detection device,
A pressure detection device that detects pressure on a plurality of regions of the substrate carrier to generate a pressure distribution on the substrate carrier.
제6항에 있어서,
상기 복수 영역은, 상기 기판 캐리어에 형성되는 각각의 압력 챔버 및, 유지 링을 포함하는, 압력 검출 장치.
The method of claim 6,
The plurality of regions, each pressure chamber formed on the substrate carrier, and a holding ring, the pressure detection device.
제6항에 있어서,
상기 압력 검출 장치는,
상기 기판 캐리어의 복수 영역 각각에 대한 기준 압력 범위를 설정하고,
상기 검출된 압력이 상기 기준 압력 범위에서 이탈하면, 경고 신호를 생성하는, 압력 검출 장치.
The method of claim 6,
The pressure detection device,
A reference pressure range for each of the plurality of regions of the substrate carrier is set,
When the detected pressure deviates from the reference pressure range, a warning signal is generated.
제6항에 있어서,
상기 압력 검출 장치는,
상기 기판 캐리어에 형성된 각각의 압력 챔버에 대한 압력을 검출하고,
상기 검출된 압력이 설정된 압력에 미달하는지 여부를 검출하는, 압력 검출 장치.
The method of claim 6,
The pressure detection device,
Detecting the pressure for each pressure chamber formed in the substrate carrier,
A pressure detection device that detects whether the detected pressure is below a set pressure.
삭제delete 연마패드가 장착되어 회전 작동하는 연마 정반을 포함하는 연마 스테이션;
기판을 파지한 상태로, 설정된 경로를 따라 상기 연마 정반으로 이동하는 기판 캐리어; 및
상기 경로 상에 배치되고, 상기 기판 캐리어에 의해 가압되어 상기 기판 캐리어의 압력을 검출하는 압력 검출 장치를 포함하고,
상기 기판 캐리어는 캐리어 헤드와, 상기 캐리어 헤드에 연결되고 상기 기판을 파지하는 압력 챔버를 형성하는 멤브레인과, 상기 멤브레인에 의해 파지된 기판의 둘레를 감싸도록 상기 캐리어 헤드에 연결되는 유지링을 포함하고,
상기 압력 검출 장치는 상기 기판 캐리어가 로딩된 상태에서, 상기 기판 캐리어가 가하는 압력을 통해, 상기 기판 캐리어의 유지링이 가압하는 영역의 압력을 상기 유지링의 두께에 대응하는 기준 압력과 비교하여, 상기 유지링의 두께를 측정하는, 기판 연마 시스템.
A polishing station equipped with a polishing pad and including a polishing platen that rotates;
A substrate carrier that moves to the polishing platen along a set path while holding the substrate; And
A pressure detecting device disposed on the path and pressurized by the substrate carrier to detect the pressure of the substrate carrier,
The substrate carrier includes a carrier head, a membrane connected to the carrier head and forming a pressure chamber for gripping the substrate, and a retaining ring connected to the carrier head to surround the substrate held by the membrane ,
The pressure detecting device compares a pressure in a region pressed by the retaining ring of the substrate carrier with a reference pressure corresponding to the thickness of the retaining ring through the pressure applied by the substrate carrier while the substrate carrier is loaded. the substrate polishing system for measuring the thickness of the holding ring.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 기판 캐리어는,
상기 압력 챔버에 압력을 가하도록, 상기 캐리어 헤드에 연결되는 로터리 유니언을 더 포함하는, 기판 연마 시스템.
The method of claim 11,
The substrate carrier,
And a rotary union connected to the carrier head to apply pressure to the pressure chamber.
제11항에 있어서,
상기 기판 캐리어의 이동 경로는, 연마 스테이션 상에 형성되는 폐루프 트랙을 형성하는, 기판 연마 시스템.
The method of claim 11,
The moving path of the substrate carrier forms a closed loop track formed on the polishing station, the substrate polishing system.
제11항에 있어서,
상기 기판 캐리어의 이동 경로는, 축을 중심으로 형성되는 원형의 궤도인, 기판 연마 시스템.
The method of claim 11,
The substrate carrier moving path is a circular orbit formed about an axis, the substrate polishing system.
제11항에 있어서,
상기 압력 검출 장치에는 상기 기판 캐리어가 로딩 가능하고,
상기 압력 검출 장치는 상기 기판 캐리어가 로딩된 상태에서, 상기 기판 캐리어가 가하는 압력을 통해, 상기 기판 캐리어의 각 영역별 압력을 검출하는, 기판 연마 시스템.
The method of claim 11,
The substrate carrier can be loaded into the pressure detecting device,
The pressure detecting device detects a pressure for each region of the substrate carrier through a pressure applied by the substrate carrier while the substrate carrier is loaded.
제16항에 있어서,
상기 압력 검출 장치는, 상기 멤브레인이 가압하는 영역 및 상기 유지링이 가압하는 영역의 압력을 검출하는, 기판 연마 시스템.
The method of claim 16,
The pressure detecting device detects the pressure of the region pressed by the membrane and the region pressed by the retaining ring.
제17항에 있어서,
상기 압력 검출 장치는,
압력을 측정하는 압력 센서;
상기 측정된 압력을 설정된 압력과 비교하는 연산부; 및
알람을 생성하는 알람부를 포함하고,
상기 알람부는, 상기 측정된 압력 및 설정된 압력의 차이가 기준 값을 초과하면, 상기 기준 값을 초과된 영역의 이상 발생 여부에 대한 알람을 제공하는, 기판 연마 시스템.
The method of claim 17,
The pressure detection device,
A pressure sensor that measures pressure;
A calculator comparing the measured pressure with a set pressure; And
It includes an alarm unit for generating an alarm,
When the difference between the measured pressure and the set pressure exceeds a reference value, the alarm unit provides an alarm as to whether or not an abnormality occurs in an area exceeding the reference value.
제11항에 있어서,
상기 기판 연마 시스템의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 압력 검출 장치를 통해 측정된, 각각의 압력 챔버의 압력 평균값이 설정된 정지값 미만인 경우에는, 상기 캐리어 헤드 또는 연마정반의 작동을 정지시키는, 기판 연마 시스템.
The method of claim 11,
Further comprising a control unit for controlling the operation of the substrate polishing system,
The control unit,
When the pressure average value of each pressure chamber measured by the pressure detecting device is less than the set stop value, the operation of the carrier head or the polishing table is stopped.
제11항에 있어서,
상기 기판 캐리어의 이동 경로에 기판을 로딩하는 로딩 유닛; 및
상기 연마가 완료된 기판을 상기 이동 경로로부터 반출하는 언로딩 유닛을 더 포함하는, 기판 연마 시스템.
The method of claim 11,
A loading unit for loading the substrate in the moving path of the substrate carrier; And
And an unloading unit that unloads the polished substrate from the movement path.
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