KR102415299B1

KR102415299B1 - 기판 처리 시스템

Info

Publication number: KR102415299B1
Application number: KR1020180011653A
Authority: KR
Inventors: 최동규; 임종일; 조문기
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2022-06-30
Also published as: CN208528798U; KR20190092180A

Abstract

본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 기판 처리 시스템는, 연마 헤드의 하측에 위치한 기판을 연마 패드에 접촉한 상태로 연마 공정이 행해지는 연마 유닛과; 상기 연마 유닛을 모니터링하는 모니터링 유닛과; 상기 모니터링 유닛으로부터 수신된 모니터링 신호로부터 오류를 감지(detect)하는 제어 유닛을; 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 기판의 연마 공정을 위한 다수의 작동 기구의 상태와 동작을 감시하여 오류를 실시간으로 감지하여, 기판 처리 공정의 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

기판 처리 시스템{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 기판 연마를 포함하는 기판의 처리 공정을 행하는 다수의 처리 유닛을 모니터링하고, 각 처리 유닛에서의 작동 및 상태 오류를 감지하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.

반도체 소자는 미세한 회로선이 고밀도로 집적되어 제조됨에 따라, 이에 상응하는 정밀 연마가 웨이퍼 표면에 행해진다. 웨이퍼의 연마를 보다 정밀하게 행하기 위해서는 기계적인 연마 뿐만 아니라 화학적 연마가 병행되는 화학 기계적 연마 공정(CMP공정)이 행해진다.

최근에는 보다 정교한 연마 공정을 위하여 하나의 기판이 다수의 연마 정반에서 순차적으로 행해지고 있으며, 다단 연마 공정을 보다 효율적으로 행하기 위하여, 하나의 연마 헤드가 기판을 장착한 상태로 다수의 연마 정반으로 이동하면서 행해지는 구성이 제안되었다.

그러나, 기판의 평탄 연마 공정이 보다 정교해질수록 보다 많은 처리 유닛을 필요로 하며, 처리 유닛 중 어느 하나에서라도 오류가 발생하면, 기판의 연마 품질이 낮아지는 문제가 생긴다. 그런데, 종래에는 기판의 연마 공정을 포함하는 처리 공정을 행하는 데 있어서, 오류의 발견이 늦어져 고가의 기판 연마 공정의 품질이 저하되는 문제가 야기되었다.

이에 따라, 기판의 처리 공정 중에 다수의 처리 유닛의 부품 오류나 수명의 도래 등을 실시간으로 감시하여, 기판 처리 공정의 신뢰성을 향상시키고자 하는 필요성이 높게 요구되고 있다.

본 발명은 기판의 연마 공정을 위한 다수의 작동 기구의 상태와 동작을 감시하여 오류를 실시간으로 감지하는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 통해, 본 발명은 기판 처리 공정의 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 공정 효율을 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연마 헤드의 하측에 위치한 기판을 연마 패드에 접촉한 상태로 연마 유닛에서 행해지는 연마 공정에 관여하는 다양한 작동 기구들에 대하여, 모니터링 유닛에 의해 상태 및 동작의 모니터링이 행해져 연마 유닛의 오류를 감지하는 기판 처리 시스템을 제공한다.

본 명세서 및 청구범위에 기재된 '연마 유닛'은 기판의 연마 공정에 직접 관여하는 연마 패드, 연마 헤드, 슬러리 공급부를 포함할 뿐만 아니라, 연마 공정을 준비하거나 마무리하는 데 사용되는 도킹 기구, 로딩 기구, 기판 캐리어, 로딩 기구 등을 모두 포함하는 것으로 정의한다.

본 명세서 및 청구범위에 기재된 '모니터링' 및 이와 유사한 용어는 연마 유닛의 다양한 작동 기구의 작동이나 상태를 감시하는 것과, 감시를 위한 측정 및 감지(sensing)를 모두 통칭하는 것으로 정의한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판의 연마 공정에 사용되는 다수의 작동 기구의 상태와 동작을 실시간으로 감시하여 오류를 자동 감지하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 기판의 연마 공정에서 발생되는 오류를 작업자의 개입 여부와, 즉시 중단이 필요한 경우 등을 기준으로 분류하여, 연마 유닛의 오류에 따라 체계적으로 대처하여 공정 효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은, 기판의 연마 공정에서 발생되는 다양한 형태의 오류 형태를, 연마 공정을 즉시 중단해야 하는 제1오류정보와, 즉시 중단하지 않고 오류를 실시간으로 보정할 수 있는 제2-1오류 정보와, 연마 공정을 중단하지 않고 경고 신호를 출력하는 처리 신호(S2)를 전송하는 것으로 충분한 제2-2오류정보로 유형화(분류, classification)하여, 오류의 유형에 따라 연마 공정이 저해되는 것을 최소화하면서 신속하게 오류를 해결하고 기판 연마 품질을 향상시키고 수율을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 본 발명은, 기판의 연마 공정 중에 어느 하나의 작동 기구에 발생된 오류를 해결하거나, 또는 다수의 작동 기구에 동시 발생된 오류를 해결하기 위하여, 해당 작동 기구에 대해서만 처리 공정을 행하는 데 그치지 않고, 해당 작동 기구의 오류와 연관된 다수의 작동 기구에 대해 서로 연계하여 통합 처리하는 것에 의해, 오류의 해결 과정에서 발생될 수 있는 또 다른 오류 발생을 억제하면서, 보다 신속하고 정확하게 연마 공정 중의 오류를 해결하는 효과를 얻을 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 기판 처리 공정의 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 공정 효율을 높일 수 있는 효과가 얻어진다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 도시한 개략도,
도2는 도1의 기판 처리 시스템의 모니터링 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도3은 도1의 연마 유닛의 구성을 도시한 평면도,
도4는 도3의 하나의 연마 정반에서 연마 공정이 행해지는 구성을 도시한 평면도,
도5는 도4의 연마 헤드의 구성을 도시한 반단면도,
도6은 도4의 연마 패드 상에서 연마 헤드의 위치를 모니터링하는 구성을 도시한 도면,
도7은 도6의 기판 캐리어가 가이드 레일을 따라 이동하는 구성을 도시한 횡단면도,
도8은 기판 캐리어의 이동 원리를 설명하기 위하여 도7의 A-A절단선에 따른 개략도,
도9는 도6에 적용 가능한 기판 캐리어의 구성을 도시한 사시도,
도10은 도9의 기판 캐리어에 도킹 기구가 도킹한 상태를 도시한 사시도,
도11은 도9의 기판 캐리어에 도킹 기구가 도킹하는 작용을 설명하기 위한 도면,
도12는 도9의 'B'부분의 확대도,
도13은 도11의 'C'부분의 확대도,
도14는 도11의 도킹 기구의 공압 커넥터가 기판 캐리어의 공압 포트에 삽입된 도킹 상태를 도시한 도면,
도15는 도14의 'D'부분의 확대도로서, 도킹 유닛의 도킹 상태를 모니터링하는 작용을 설명하기 위한 도면,
도16 및 도17은 기판 로딩 기구에 의해 연마 헤드에 기판을 로딩하는 공정에서 모니터링 하는 구성을 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 도시한 개략도이고, 도2는 도1의 기판 처리 시스템의 모니터링 방법을 순차적으로 도시한 순서도이고, 도3은 도1의 연마 유닛의 구성을 도시한 평면도, 도4는 도3의 하나의 연마 정반에서 연마 공정이 행해지는 구성을 도시한 평면도이다. 도5는 도4의 연마 헤드의 구성을 도시한 반단면도이고, 도6은 도4의 연마 패드 상에서 연마 헤드의 위치를 모니터링하는 구성을 도시한 도면이며, 도7은 도6의 기판 캐리어가 가이드 레일을 따라 이동하는 구성을 도시한 횡단면도이고, 도8은 기판 캐리어의 이동 원리를 설명하기 위하여 도7의 A-A절단선에 따른 개략도이다. 도9는 도6에 적용 가능한 기판 캐리어의 구성을 도시한 사시도이고, 도10은 도9의 기판 캐리어에 도킹 기구가 도킹한 상태를 도시한 사시도이며, 도11은 도9의 기판 캐리어에 도킹 기구가 도킹하는 작용을 설명하기 위한 도면이고, 도12는 도9의 공압 커넥트의 탄성 지지되어 도킹 방향에 수직한 방향으로 이동 가능한 상태임을 도시한 도면이고, 도12은 도9의 'B'부분의 확대도이다. 도14는 도11의 도킹 유닛의 본체부의 도킹되는 일부 구성을 도시한 도면이고, 도13는 도11의 'C'부분의 확대도이며, 도14은 도11의 도킹 기구의 공압 커넥터가 기판 캐리어의 공압 포트에 삽입된 도킹 상태를 도시한 도면이고, 도15은 도14의 'D'부분의 확대도로서, 도킹 유닛의 도킹 상태를 모니터링하는 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도16 및 도17은 기판 로딩 기구에 의해 연마 헤드에 기판을 로딩하는 공정에서 모니터링 하는 구성을 도시한 도면이다.

도1 내지 도16을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템(1)은, 기판(W)의 연마 공정이 행해지는 연마 유닛(100)과, 기판이 공급되고 연마 공정이 행해지며 기판이 배출되는 연마 유닛(100)의 다수의 작동 기구들을 모니터링하는 모니터링 유닛(200)과, 모니터링 유닛(200)의 모니터링 신호(S1)를 수신하여 연마 유닛(100)의 작동 기구들의 오류를 감지하고 필요에 따라 연마 유닛의 일부 이상의 작동을 중단시키는 제어 유닛(300)과, 연마 유닛(100)이 정상적으로 작동하는 상태의 기준 데이터를 저장하고 모니터링 유닛(200)으로부터 수신된 모니터링 신호(S1)를 저장하는 메모리(400)와, 제어 유닛(300)에 의해 연마 유닛의 작동 기구들 중에 어느 하나 이상에 오류가 발생되는 것으로 감지되면 경고 신호를 출력하는 경고 유닛(500)을 포함하여 구성된다.

상기 연마 유닛(100)은, 기판(W)이 공급되어 연마 공정이 행해지고 그 다음 공정으로 배출한다. 여기서, 연마 유닛(100)은 기판(W)이 하나의 연마 정반에서 연마 공정이 행해질 수도 있고, 도1에 도시된 바와 같이 다수의 연마 정반에서 순차적으로 연마 공정이 행해질 수도 있다.

이를 위하여 연마 유닛(100)에는 다수의 작동 기구들이 구비된다. 즉, 도1 및 도3에 도시된 바와 같이, 기판(W)이 연마 유닛(100)에 전달되면 연마 헤드(120)에 기판(W)을 공급하는 로딩 기구(160)와, 로딩 기구(160)로부터 기판(W)을 전달받은 연마 헤드(120)를 장착하여 정해진 경로(120d)로 이동하는 기판 캐리어(120C)와, 기판 캐리어(120C)의 이동 경로로 배치된 가이드 레일(131, 132, 133, 134)과, 기판 캐리어(120C)가 연마 공정이 행해지는 제1위치(X1)에 도달하면 기판 캐리어(120C)에 도킹되어 공압, 전력, 회전 구동력 중 어느 하나 이상을 공급하는 도킹 기구(140)와, 연마 공정이 종료된 기판(W)을 언로딩하여 그 다음 세정 공정으로 이송하는 언로딩 기구(170)를 작동 기구로서 포함한다.

기판의 로딩 공정(S110)

먼저, 기판(W)이 연마 유닛(100)에 공급되면, 도16 및 도17에 도시된 바와 같이, 로딩 기구(160)의 거치대(161)에 기판(W)이 거치된다. 여기서, 거치대(161)는, 연마 헤드(120)에 로딩하고자 하는 기판(W)이 거치되는 기판 거치부(161w)와, 기판 거치부(161w)의 둘레에 연마 헤드(120)의 리테이너 링(1203)이 거치되는 리테이너 링 거치부(161r)가 형성된다.

도면에는 기판 거치부(161w)와 리테이너 링 거치부(161r)이 하나의 몸체를 형성하는 구성으로 예시되어 있지만, 기판 거치부(161w)와 리테이너 링 거치부(161r)는 서로 다른 몸체로 형성될 수 있다. 또한, 리테이너 링 거치부(161r)와 기판 거치부(161w)는 하나의 몸체로 형성되면서 탄성 지지되게 구성될 수도 있다.

이 때, 리테이너 링 거치부(161r)에는 관통공이 형성되어 광을 조사하여 거리를 측정하는 광센서(240)가 모니터링 유닛(200)으로서 구비된다. 그리고, 모니터링 유닛(200)은 리테이너 링 거치대(161r)로부터 연마 헤드(120)의 리테이너 링(1203)의 저면(1203s)까지의 거리(L1, L2, L3)를 측정하여, 리테이너 링(1203)의 마모량에 관한 모니터링 신호를 제어 유닛(300)에 전송한다. 이 때, 리테이너 링(1203)은 리테이너링 거치부(161r)에 접촉하지 않은 상태일 수 있다. 이를 위하여, 도17에 도시된 바와 같이, 리테이너링 거치부(161r)의 상면은 기판 거치부(161w)의 상면에 비하여 보다 하측에 위치하는 것이 바람직하다.

즉, 연마 헤드(120)의 리테이너 링(1203)은 연마 공정을 반복하면서 저면(1203s)이 마모에 의해 닳는데, 리테이너 링(1203)의 마모량이 기준치를 초과하면, 연마 공정 중에 기판(W)이 연마 헤드의 바깥으로 이탈하는 것을 억제하는 데 한계가 있으므로 처리 공정의 신뢰성이 저하될 수 있다. 따라서, 기판(W)을 연마 헤드(120)에 로딩하는 공정 중에 연마 헤드(120)의 리테이너 링(1203)의 마모량을 측정함으로써, 연마 공정에서의 기판이 이탈할 가능성을 최소화하는 데 기여할 수 있다.

이를 위하여, 모니터링 유닛(200)은, 리테이너 링(1203)의 높이를 조절(y)하는 연마 헤드(120)의 리테이너 챔버(Cr)에 부압을 최대로 인가하여, 리테이너 링(1203)이 최대 높이까지 이동한 상태에서, 광 센서(240)에 의해 리테이너 링(1203)의 저면(1203s)까지 거리를 측정하여 리테이너 링(1203)의 마모량을 모니터링하는 것이 바람직하다. 즉, 연마 헤드(120)의 리테이너 링(1203)은 리테이너 챔버(Cr)의 압력과 리테이너 링의 중력 방향으로의 자중에 의해, 연마 헤드(120)의 베이스로부터의 거리(H1, H2, H3)로 다양하게 변동될 수 있는 데, 이와 같이, 리테이너 챔버(Cr)의 부압을 최대로 하여 리테이너 링(1203)이 최대 높이로 이동하여, 연마 헤드(120)에서의 리테이너 링(1203)의 저면 높이를 일정하게 조절한 상태에서 리테이너 링(1203)의 마모량을 모니터링 함으로써, 리테이너 링(1203)의 마모량에 관한 모니터링 정확성을 높일 수 있다.

이와 함께, 모니터링 유닛(200)의 광 센서(240)가 리테이너 링(1203)의 마모량을 모니터링하는 과정은, 연마 헤드(120)가 리테이너 링 거치부(161r)에 대하여 정해진 높이에서 행해짐으로써, 모니터링 시점에서 연마 헤드(120)의 높이 편차에 의한 오차를 없앨 수 있다.

이와 동시에, 로딩 기구(160)에 의하여 기판(W)은 연마 헤드(120)에 탑재된 상태로 로딩하는 공정에서, 모니터링 유닛(200)은 로딩 기구(160)로부터 기판(W)이 연마 헤드(120)에 정상적으로 탑재되었는지 여부를 모니터링한다. 예를 들어, 기판(W)이 연마 헤드(120)의 저면에 장착된 것으로 인정된 시점에서, 카메라(미도시)로 연마 헤드(120)의 저면을 촬영하고, 촬영 이미지를 제어 유닛(300)에 전송한다. 이에 의해, 제어 유닛(300)은 연마 헤드(120)에 기판(W)이 탈락되지 아니하고 정상적인 위치에 탑재된 것을 이미지 처리 프로세싱에 의해 감지할 수 있다. 이미지 처리 프로세싱에 소요되는 시간이 1초 이내로 짧은 경우에는 실시간으로 기판의 정상적인 로딩 상태를 확인할 수 있으며, 이미지 처리 프로세싱에 소요되는 시간이 수초 이상이 소요되면, 연마 헤드는 기판이 정상적으로 로딩된 것으로 가정하고 그 다음 공정을 진행하며, 수초 이후에 로딩 상태가 불량인 것이 판정되면, 해당 연마 헤드에 관한 후속 연마 공정은 모두 중단하거나 생략할 수 있으며, 경고 유닛(500)을 통해 경고 신호를 출력하여 작업자가 인지할 수 있도록 한다.

이와 같이, 모니터링 유닛(200)의 광센서(240)에 의한 연마 헤드(120)의 리테이너 링(1203)의 마모량에 관한 모니터링 신호(S1)와, 연마 헤드(120)에 기판(W)이 정상적으로 로딩된 것인지 여부를 촬영한 모니터링 신호(S1)는 제어 유닛(300)으로 전송되어 실시간 또는 후속적으로 정상 여부를 감지하며, 동시에 메모리(400)에도 전송되어 저장된다.

기판 캐리어의 이동

연마 헤드(120)는 기판 캐리어(120C)의 하측 연결부(120z)에 결합되어, 기판 캐리어(120C)와 함께 이동하며, 연마 공정 중에는 기판 캐리어(120C)로부터 회전 구동력과 공압을 공급받아 자전(120r)하며 기판(W)을 하방 가압하는 역할을 한다.

기판 캐리어(120C)는 정해진 경로를 따라 배치된 가이드 레일(132R, 134R, 135R)을 따라 이동한다. 여기서, 기판 캐리어(120C)에 이동을 위한 구동 장치가 구비될 수도 있지만, 보다 바람직하게는, 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(120C)의 표면에는 N극 자석(128n)과 S극 자석(128s)이 교대로 배열된 영구 자석(128)이 형성되어 있고, 가이드 레일(132R)을 따라 영구 자석(128)에 대향하는 위치에 코일(90)이 배치되어 있어서, 외부 전원(88)에서 코일(90)에 인가되는 전류 제어에 의해 기판 캐리어(120C)를 이동시키게 구성될 수 있다. 이를 통해, 기판 캐리어(120C)의 이동 중에 전원이 공급되지 않아도 되므로, 배선을 없애고 자유자재로 기판 캐리어(120C)를 이동시키는 이점을 얻을 수 있다.

도면 중 미설명 부호인 10은 가이드 레일과 코일(90) 등이 고정 설치되는 프레임이고, 도면 중 미설명 부호인 127L, 127U는 기판 캐리어(120C)가 가이드 레일(132R)을 따라 이동하는 것을 안내하는 가이드 롤러이다.

한편, 도1 및 도3에 도시된 바와 같이, 가이드 레일(132, 134)이 서로 평행하게 배치되고, 이들을 연결하는 가이드 레일(131, 133)은 이에 수직으로 배치되므로, 가이드 레일(131, 133)에는 기판 캐리어(120C)를 수용하여 기판 캐리어(120C)와 함께 이동하는 캐리어 셔틀(135, `)이 마련된다. 이에 따라, 가이드 레일(132, 134)을 따라 이동하는 기판 캐리어(120C)는 P3, P6의 위치에서 P4, P7 위치의 캐리어 셔틀(135, 136)로 이동하고, 캐리어 셔틀(135, 136)이 가이드 레일(132, 134)을 따라 이동하는 것에 의해 기판 캐리어(120C)가 가이드 레일(132, 134)의 배열 방향으로 이동(135d, 136d)하며, 다시 기판 캐리어(120C)가 P1, P5의 위치에 있는 상태에서 기판 캐리어(120C)가 가이드 레일(132, 134)의 위치(예를 ㄷ들어 P2)로 이동한다.

이와 같은 구성은 본 출원인이 출원하여 특허등록된 대한민국 등록특허공보 제10-0921655호 및 제10-1130888호에도 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허공보 제10-0921655호 및 제10-1130888호에 기재된 구성은 본 명세서의 일부로 포함한다.

도면에는, 기판 캐리어(120C)에 연마 헤드(120)가 고정된 상태로 이동하면서 연마 정반(I, II, III) 상에서 연마 공정이 행해지는 구성이 예시되어 있지만, 본 발명은 이에 국한되지 아니하며, 기판의 연마 공정이 이루어지는 다양한 형태와 구성의 연마 유닛의 구성을 모두 포함한다.

기판 캐리어의 연마 패드에 대한 도달 위치 확인

상기와 같은 방식으로 기판 캐리어(120C)가 예정된 연마 정반(I, II, III; 110)에 도달하면, 모니터링 유닛(200)은 기판 캐리어(120C)가 연마 정반(110) 상의 정해진 제1위치(X1)에 도달하였는지 여부를 광센서(220i, 220e)에 의해 모니터링한다. 그리고, 모니터링 유닛(200)에 의해 취득된 모니터링 신호는 제어 유닛(300)으로 전송된다.

즉, 후술하는 바와 같이, 기판 캐리어(120C)이 가이드 레일을 따라 이동(120d) 가능하게 설치되어 연마 정반(110) 상으로 이동하여, 도6에 도시된 바와 같이 정해진 제1위치(X1)에 도달하면, 연마 정반(110)이 상측으로 이동하거나 연마 헤드(120)가 하측으로 이동하여, 연마 헤드(120)의 저면에 탑재된 기판(W)이 연마 패드(111)와 접촉하면서 연마 공정이 행해진다.

이 때, 기판(W)이 연마 패드(111)의 예정된 제1위치(X1)에 정확히 위치하여야 기판(W)의 연마 품질을 안정적으로 확보할 수 있으므로, 모니터링 유닛(200)의 위치 측정 센서(220i, 220e)에 의하여 기판 캐리어(120C)가 연마 공정이 행해지는 연마 패드(111) 상의 제1위치(X1)에 도달하였는지를 모니터링하고, 제1위치(X1)로부터 허용 범위를 벗어나는 모니터링 신호로 감지되면 상기 연마 공정을 중단하거나 경고 유닛(500)에 의해 경고 신호를 출력하게 제어된다.

여기서, 제1위치(X1)의 허용 범위는, 모니터링 유닛(200)의 내측 측정 센서(220i)의 조사광(Li)에 의해 기판 캐리어(120C)의 상면이 감지되지만, 모니터링 유닛(200)의 외측 측정 센서(220e)의 조사광(Le)에 의해서는 기판 캐리어(120C)의 상면이 감지되지 않는 범위로 정해진다. 이와 같이, 모니터링 유닛(200)에 의해 기판 캐리어(120C)가 연마 패드(111) 상의 정해진 위치에서 연마 공정이 행해지게 보장함으로써, 단위 시간당 연마량을 일정하게 유지하여 우수한 연마 품질을 신뢰성있게 확보할 수 있다.

공압 등의 공급을 위한 도킹 기구와 기판 캐리어의 도킹

그리고 나서, 기판 캐리어(120C)가 예정된 연마 정반(I, II, III; 110)의 정해진 제1위치(X1)에 도달하였는지 여부가 모니터링 신호(S1)에 기초하여 제어 유닛(300)을 통해 확인되면, 도10에 도시된 바와 같이, 도킹 기구(140)가 기판 캐리어(120C)에 도킹되는 도킹 공정이 행해진다. 도킹 기구(140)의 도킹 공정을 통해, 연마 헤드(120)의 작동에 필요한 공압, 전력, 회전 구동력 중 어느 하나 이상을 기판 캐리어(120C)의 바깥에서부터 공급하여, 연마 헤드(120)의 하측에 탑재되어 있는 기판(W)에 대한 연마 공정이 행해질 수 있게 된다.

보다 구체적으로는, 도9에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(120C)는, 다수의 N극과 S극의 영구자석 스트랩(124s)이 교대로 배치된 마그네트 커플링(124s)이 구비되어, 도킹 기구(140)로부터 마그네트 커플링(124)을 통해 회전 구동력이 전달되면, 마그네트 커플링(124)이 회전하면서 그 회전 구동력을 기어 박스(125W)로 전달하고, 기어 박스(125W)에서 수직 방향의 회전축에 회전 구동력이 전달되고, 수직 회전축의 연결 기어(125b)를 통해 연결부(120z)에 연결된 연마 헤드(120)에 회전 구동력을 전달한다.

그리고, 기판 캐리어(120C)의 내부에는 로터리 유니언(123)이 구비되어 있고, 로터리 유니언(123)과 연통되는 공압 튜브를 통해 공압을 공급받는 공압 포트(123x)가 케이싱(122)의 표면에 형성되어 있다. 이와 함께, 도킹 기구(140)의 가이드 돌기(148)이 삽입되는 안내홈(128x)이 케이싱(122)의 표면에 구비된다.

상기 도킹 기구(140)는, 도10 및 도11에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(120C)의 공압 포트(123x)와 대향하는 본체부(141)에 공압을 공급하는 공압공급튜브(142a)와 연결된 공압 커넥터(142)가 돌출 형성된다. 여기서, 공압 커넥터(142)는 공압 포트(123x)에 끼워지는 데, 위치 오류에 의해 공압 커넥터(142)가 파손되는 것을 방지하기 위하여, 공압 커넥터(142)는 스프링과 같은 탄성 부재(143)에 지지되어 탄성 부재(143)의 탄성 변위 만큼 삽입 방향으로 허용된다.

이를 위하여, 도킹 기구(140)는, 이동 모터(146)에 의하여 리드 스크류(147) 를 회전시키는 것에 의해, 리드 스크류(147)를 따라 축선 방향으로 구동 모터(148) 및 공압 커넥터(142)가 고정된 본체부(141)를 삽입 방향으로 이동(148d)시키게 구성된다. 이에 따라, 구동 모터(148)에 의해 회전하는 회전축이 기판 캐리어(120C)의 마그네틱 커플링(124)에 삽입되면, 회전축의 외주면에도 N극과 S극의 영구 자석(148m)이 장착되어, 구동 모터(148)에 의해 회전축이 회전하면 기판 캐리어(120C)의 마그네틱 커플링(124)이 회전 구동되면서, 그 회전 구동력이 연결부(120z)에 연결된 연마 헤드(120)로 전달된다. 그리고, 이동 모터(146)의 회전에 의해, 도11에 도시된 바와 같이, 도킹 기구(140)의 본체부(141)가 기판 캐리어(120C)의 공압 포트(123x)를 향하여 접근하면, 가이드 돌기(148)가 안내홈(128)에 삽입되면서, 본체부(141)에서 돌출된 공압 커넥터(142)가 공압 포트(123x)로 삽입되고, 이 상태에서 공압 공급관(123a)을 통해 로터리 유니언(123)으로 공압이 공급되어, 연마 헤드(120)의 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5; Cr)에 공압을 공급하여 기판(W)에 대한 가압력 및 리테이너 링의 가압력을 제어한다.

한편, 공압 커넥터(142)의 둘레에는 링 형태의 패킹 부재(145)가 형성되어, 공압 커넥터(142)가 공압 포트(123x)에 삽입되면, 도킹 기구(140)로부터 기판 캐리어(120C)로 공압이 공급되는 과정에서 패킹 부재(145)에 의해 공압이 누설되는 것을 방지한다.

이 때, 패킹 부재(145)는 공압 커넥터(142)와 공압 포트(123x)의 사이에 배치되는 패킹 링부(1452)와, 패킹 링부(1452)에 연장되며 본체부(141)와 기판 캐리어(120C)의 사이에 배치되는 패킹 플랜지부(1454)를 포함한다.

패킹링부(1452)는 공압 커넥터(142)의 외면에 결합 가능하게 링 형태로 형성되며, 기판 캐리어(120C)와 도킹 기구(140)가 도킹된 상태에서, 공압 커넥터(142)의 외면과 공압 포트(123x)의 내면 사이를 밀폐시킨다.

바람직하게, 패킹링부(1452)는 패킹플랜지부(1454)에 인접한 일단에서 타단으로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성된다. 일 예로, 패킹링부(1452)는 삼각형 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 패킹링부(1452)를 일단에서 타단으로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖는 형태(삼각형 형태)로 형성하는 것에 의하여, 패킹링부(1452)가 공압 커넥터(142)의 외면과 공압 포트(123x)의 내면 사이에 보다 원활하게 깊숙하게 진입될 수 있으므로, 패킹링부(1452)에 의한 밀폐 성능을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

패킹플랜지부(1454)는 패킹링부(1452)보다 확장된 크기를 갖도록 패킹링부(1452)의 단부에 일체로 연장 형성되며, 기판 캐리어(120C)과 도킹 기구(140)가 도킹된 상태에서, 기판 캐리어(케이싱)의 외면과 본체부(141)의 외면 사이에 밀착된다. 일 예로, 패킹플랜지부(1454)는 원형 플랜지 형태로 형성될 수 있다.

이와 같이, 패킹부재(145)가 패킹링부(1452)와 패킹플랜지부(1454)를 포함하도록 하는 것에 의하여, 공압 커넥터(142)와 공압 포트(123x)의 연결 부위를 다중 실링 방식으로 밀폐시킬 수 있으므로, 공압 커넥터(142)로부터 공압 포트(123x)로 공압이 공급되는 동안, 공압 커넥터(142)와 공압 포트(123x)의 사이로 공압이 누설되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 공압 커넥터(142)와 공압 포트(123x)의 사이에 패킹링부(1452)와 패킹플랜지부(1454)를 포함하는 패킹부재(145)를 장착하는 것에 의하여, 공압 커넥터(142)와 공압 포트(123x)의 사이 공간(공압 커넥터(142)의 외면과 공압 포트(123x)의 내면 사이 공간, 기판 캐리어(120C)의 외면과 본체부(141)의 외면 사이 공간)을 따라 "L"자 형태로 꺽여진 이중 실링 구조를 형성할 수 있으므로, 공압 커넥터(142)와 공압 포트(123x)의 연결 부위의 밀폐 성능을 높이고, 도킹 상태에서 공압이 외부로 누설되는 것을 효과적으로 차단하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

패킹부재(145)로서는 고무, 우레탄, 실리콘과 같은 탄성소재가 사용될 수 있으며, 패킹부재(145)의 재질은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 경우에 따라서는 합성수지 또는 여타 다른 재질을 이용하여 패킹부재를 형성하는 것도 가능하다.

더욱 바람직하게, 패킹부재(145)는 공압 커넥터(142)에 선택적으로 교체 가능하게 결합된다. 여기서, 패킹부재(145)가 공압 커넥터(142)에 교체 가능하게 결합된다 함은, 공압 커넥터(142)로부터 패킹부재(145)를 선택적으로 분리시킬 수 있는 것으로 정의된다.

이와 같이, 기판 캐리어(120C)과 도킹 기구(140)의 도킹시 접촉이 발생하는 부위에 패킹부재(145)를 배치하고, 패킹부재(145)가 공압 커넥터(142)로부터 선택적으로 분리될 수 있도록 하는 것에 의하여, 공압 커넥터(142)와 공압 포트(123x)의 도킹 공정이 반복적으로 이루어지더라도, 공압 커넥터(142)가 마모되지 않고 패킹부재(145)만이 마모되도록 유도할 수 있고, 공압 커넥터(142)를 교체할 필요없이 마모된 패킹부재(145) 만을 교체하면 되기 때문에, 유지 및 보수를 용이하게 행하고, 비용을 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 패킹부재(145)는 탄성소재로 형성되기 때문에, 패킹부재(145)에 소정 마모가 발생하더라도, 패킹부재(145)에 의한 밀폐 성능이 유지될 수 있으므로, 반복적인 도킹 공정이 이루어지더라도 공압의 누설을 효과적으로 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 공압 커넥터(142)에는 기준 부재(144)가 결합되어, 공압 커넥터(142)와 함께 이동한다. 이에 따라, 모니터링 유닛(200)의 기준부재 감지센서(231, 232: 230)는 공압 커넥터(142)가 기판 캐리어(120C)의 공압 포트(123x)에 삽입되어 도킹된 때의 기준 부재(144)의 위치를 감지하여, 기준 부재(144)까지의 거리 정보(변위)를 모니터링 신호(S1)로 하여 제어 유닛(300)에 전송한다.

이를 통해, 도킹 기구(140)가 기판 캐리어(120C)에 도킹되는 상태를 모니터링 유닛(200)에 의해 모니터링되며, 모니터링 유닛(200)은 모니터링 신호(S1)를 제어 유닛(300)으로 전송되어 실시간으로 정상 여부를 감지하며, 동시에 메모리(400)에도 전송되어 저장된다.

연마 공정(S120)

상기와 같이, 도킹 기구(140)에 의해 기판 캐리어(120C)에 공압과 회전 구동력(도면에 도시되지 않았지만, 전원이 공급될 수도 있음)이 공급되면, 기판 캐리어(120C)의 연결부(120z)에 고정된 연마 헤드(120)는 기판(W)을 하방 가압할 수 있으면서 회전(120r) 가능한 상태가 된다.

도5에 도시된 바와 같이, 연마 헤드(120)는, 기판(W)과 밀착된 상태를 유지하면서 폴리우레탄과 같은 가요성 재질로 형성된 멤브레인(1201)과, 멤브레인(1201)의 플랩(1201a)을 고정하는 베이스(1202)를 포함한다. 멤브레인(1201)의 바닥판과 베이스(1202)의 사이에는 다수의 분할된 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5: C)가 형성되며, 각각의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에는 압력 제어부(1205)의 제어에 의해 공압 공급관(1205a)을 통해 로터리 유니언(123)으로부터 공압이 독립적으로 공급되어, 멤브레인 하측에 위치한 기판(W)이 연마 패드(111)에 밀착된 상태에서 연마 헤드(120)의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 압력을 독립적으로 제어하면서 가압하여, 기판(W)의 연마층 두께 분포를 예정된 범위로 조절하면서 연마한다.

한편, 연마 헤드(120)는 기판(W)의 둘레를 감싸는 리테이너 링(1203)이 구비되어 있어서, 리테이너 링(1203)을 하방 가압하거나 상방으로 끌어올리는 리테이너 챔버(Cr)가 링 형태로 리테이너링(1203)의 상측에 구비된다. 리테이너 챔버(Cr)는 가요성 링형 멤브레인(129m)에 의해 둘러싸여 팽창이나 수축이 가능하게 형성되며, 리테이너 챔버(Cr)의 압력에 따라 서로 밀착하거나 멀어지는 2개의 링형 부재(129z, 129t)를 포함한다. 이에 따라, 압력 조절부(1205)로부터 양압이 공급되면 링형 부재(129z, 129t)가 벌어지면서 링형 멤브레인(129m)이 팽창하여 리테이너 챔버(Cr)의 체적이 커지고, 압력 조절부(1205)로부터 부압이 공급되면 링형 부재(129z, 129t)가 서로 근접하면서 링형 멤브레인(129m)이 수축하여 리테이너 챔버(Cr)의 체적이 작아진다. 그리고, 리테이너 챔버(Cr)의 체적이 증가하면 리테이너 링(1203)은 하방으로 이동하고, 리테이너 챔버(Cr)의 체적이 감소하면 리테이너 링(1203)은 상방으로 이동한다.

도4 및 도6에 도시된 바와 같이, 기판(W)은 연마 헤드(120)의 하측에 위치하여, 연마 헤드(120)가 자전(120r)하면서 함께 자전하고, 동시에 연마 헤드(120)의 압력챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 압력에 따라 연마 패드(111)에 하방 가압되면서 연마 공정이 행해진다. 이 때, 모니터링 유닛(200)은 연마 패드(111) 및 연마 헤드(120)의 자전 속도를 실시간으로 검출하여, 검출된 모니터링 신호(S1)를 제어 유닛(300)과 메모리(400)에 전송한다. 예를 들어, 모니터링 유닛(200)은 회전 속도를 감지하는 센서를 별도로 구비하거나, 연마 정반(110)이나 연마 헤드(120)에 설치된 엔코더에 의해 회전 속도에 관한 정보를 모니터링 신호로 추출할 수 있다.

기판(W)의 연마 공정은 연마 패드(111) 상에 슬러리가 공급되어 화학적 연마가 기계적 연마와 함께 이루어질 수도 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 슬러리 공급부(113)를 통해 연마 패드(111) 상에 슬러리를 공급하는 과정에서, 모니터링 유닛(200)은 단위 시간당 슬러리 공급양을 유량 센서(미도시)를 이용하여 모니터링하며, 단위 시간 당 슬러리 유량에 관한 모니터링 신호(S1)를 제어 유닛(300)과 메모리(400)에 전달한다.

한편, 기판(W)의 연마 시간을 단축하고 연마 품질을 향상시키기 위하여, 기판(W)의 화학적 연마 조건에 보다 양호한 온도로 조절된 슬러리가 슬러리 공급부(113)를 통해 연마 패드(111)로 공급될 수도 있다. 이 때, 모니터링 유닛(200)은 슬러리 공급부(113)를 통해 연마 패드(111)로 공급되는 슬러리 온도를 측정한 측정값을 모니터링 신호(S1)로 취득하여, 모니터링 신호(S1)를 제어 유닛(300)과 메모리(400)에 전송한다. 이에 의해, 슬러리의 공급온도를 실시간으로 감시하여 제어된 온도의 슬러리를 연마패드에 공급함으로써, 기판의 화학적 연마가 이루어지기 적합한 온도 조건 하에서 연마 공정이 이루어져, 보다 짧은 연마 시간 동안에도 우수한 연마 품질을 얻을 수 있게 한다.

또한, 모니터링 유닛(200)은 연마 패드(111)의 온도를 측정한 온도 데이터를 모니터링 신호(S1)로 제어 유닛(300)에 전송할 수도 있다. 이 경우는, 연마 패드(111)의 온도를 조절하는 열선이나 냉각관이 구비되는 경우에, 연마 패드(111)의 온도를 연마 조건에 최적인 상태로 유지하기 위한 것으로, 연마 패드(111)의 온도 데이터를 실시간으로 제어 유닛(300)에 전송하여, 연마 패드(111)의 온도 조건을 모니터링하고 열선 등의 온도 조절 기구의 오류 여부를 판별할 수 있다.

기판(W)의 연마 공정이 행해지는 동안에, 연마 패드(111)의 표면을 개질하는 컨디셔너(114)가 구비될 수 있다. 컨디셔너(114)는 다이아몬드 입자가 포함된 컨디셔닝 디스크(114a)를 하방 가압하면서 자전(114r)시키고, 정해진 범위만큼 아암의 선회 중심을 기준으로 선회 운동을 시킨다. 여기서, 모니터링 유닛(200)은 컨디셔닝 디스크(114)가 연마 패드(111)를 하방 가압하는 가압력과 컨디셔닝 디스크(114)의 자전 속도를 모니터링 하여, 이에 대한 모니터링 신호를 제어 유닛(300)과 메모리(400)로 전송한다.

이와 같이 기판(w)의 연마층 두께를 정해진 값이 되도록 평탄 연마를 모두 마치면, 슬러리 공급부(113)에서 슬러리의 공급이 종료되고, 연마 정반(110)의 회전도 종료된다. 그리고, 연마 정반이 하측으로 이동하거나 기판 캐리어(120C)가 상측으로 이동하여, 연마 헤드(120)의 하측에 위치한 기판(W)은 연마 패드(111)와 분리된다.

이 때, 모니터링 유닛(200)은 연마 헤드(120)의 저면(멤브레인 바닥면)에 기판(W)이 밀착된 상태로 유지되었는지에 관한 모니터링 신호(S1)를 제어 유닛(300) 및 메모리(400)에 전송한다. 여기서, 모니터링 신호(S1)는, 카메라를 이용하여 연마 패드(111)의 상면을 촬영하거나 연마 헤드(120)의 저면을 촬영한 이미지가 될 수도 있고, 연마 헤드(120)에서 기판(W)이 밀착된 상태인지 여부를 멤브레인 바닥판의 변위나 와전류 센서(기판(W)의 연마층이 금속인 경우)에 의해 감지된 신호일 수도 있다. 기판(W)이 연마 헤드(120)의 저면에 밀착된 상태를 모니터링하는 모니터링 신호(S1)가 촬영 이미지인 경우에는, 제어 유닛(300)은 이미지 프로세싱 방법에 의해 기판(W)이 연마 패드(111) 상면에 위치한 것인지 연마 헤드(120)의 저면에 위치한 것인지를 감지하고, 연마 헤드(120)의 저면에 기판(W)이 밀착되지 않은 상태이면 연마 공정을 중단하고 경고 유닛(500)을 통해 경고 신호를 출력한다.

연마 패드(111)로부터 기판(W)이 분리되고 연마 헤드(120)에 위치한 것으로 제어 유닛(300)에 의해 판별되면, 기판 캐리어(120C)는 가이드 레일(132R,...)을 따라 이동하여 그 다음 연마 공정을 행하거나 언로딩 기구(170)로 이동한다.

언로딩 공정

도3에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(120C)가 캐리어 셔틀(135) 상에 위치한 상태에서 언로딩 기구(170)에 의해 언로딩된다. 언로딩 기구(170)는 본 출원인에 의해 출원되어 특허등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1816694호, 제10-1814361호에 개시된 구성으로 이루어질 수 있으며, 대한민국 등록특허공보 제10-1816694호, 제10-1814361호에 기재된 사항은 본 출원 명세서의 일부로서 통합된다.

경우에 따라, 언로딩 기구(170)에 의해 언로딩된 기판(W)은 그 다음의 세정 공정으로 이송되기 이전에, 연마 유닛(100) 내에서 예비 세정될 수 있다. 그리고 나서, 기판(W)은 이송 아암(미도시)에 의해 그 다음 공정인 세정 유닛(미도시)으로 이송된다.

상기와 같이 구성된 연마 유닛(100)의 작동 과정에서, 모니터링 유닛(200)은 연마 유닛(100)의 다수의 작동 기구들의 상태와 작동을 모니터링하며(S130), 모니터링 신호(S1)는 제어 유닛(300)으로 전송되어 실시간으로 연마 유닛(100)의 작동 기구가 정상적인 상태인지 여부와 정상적으로 동작하는지를 감지(detect)하거나 판별한다.

동시에, 모니터링 유닛(200)에 의해 취득된 모니터링 신호(S1)는 메모리(400)로 전송되어 저장된다. 이에 의해, 연마 공정이 종료된 기판에 대해서도, 추후 최종 반도체 패키지의 검사 단계에서 오류가 발생되거나 기타 오류 여부를 다시 정밀하게 조사하고자 하는 경우에, 메모리(400)에 저장되어 있는 모니터링 신호 데이터(S1')를 제어 유닛(300)으로 전송하여, 이미 종료된 연마 공정 중에 오류가 발생되었는지 여부를 추후에 확인할 수 있다.

이를 위하여, 모니터링 유닛(200)은 다양한 형태의 센서(sensor)나 카메라 등으로 이루어져, 연마 유닛(100)의 작동 과정을 실시간으로 감지(sensing)하고, 감지된 모니터링 신호(예를 들어, 센서 신호 등)를 실시간으로 제어 유닛(300)으로 전송한다.

상기 제어 유닛(300)은, 연마 유닛(100)의 곳곳에 산재한 모니터링 유닛(200)으로부터 수신된 모니터링 신호(S1)로부터 오류를 감지(detect)하고 판별한다.

이를 위하여, 메모리(400)에는 연마 유닛(100)의 각각의 작동 기구들이 정상적으로 작동하는 상태의 기준 데이터를 저장하고 있으며, 제어 유닛(300)은 모니터링 유닛(200)으로부터 수신된 모니터링 신호(S1)가 메모리(300)에 저장되어 있던 각 작동 기구의 허용 범위를 미리 저장한 기준 데이터와 대비하여 수신된 모니터링 신호(S1)에 해당하는 연마 유닛의 작동 기구의 오류를 감지하거나 판별한다.

예를 들어, 연마 공정이 행해지는 동안에 연마 패드의 자전 속도가 a~b rpm의 속도로 예정되어 있는 경우에, 메모리(400)에 연마 패드의 자전 속도의 허용 범위가 기준 데이터로 저장되어 있어서, 제어 유닛(300)이 모니터링 유닛(200)으로부터 수신된 연마 패드의 회전 속도에 관한 모니터링 신호(S1)가 기준 데이터의 범위를 벗어나면, 연마 패드의 회전 속도에 오류가 있는 것을 판별할 수 있다. 즉, 메모리에 저장된 오류 정보는 기준 데이터를 제외한 범위를 미리 정해놓은 정보를 포함한다.

또한, 기판의 로딩 공정이나 연마 종료 이후에 기판(W)을 이동시키는 공정에서, 연마 헤드(120)의 저면을 촬영한 이미지를 모니터링 신호(S1)로 한 경우에는, 제어 유닛(300)은 메모리(400)에 저장되어 있는 정상적인 이미지와 수신된 모니터링 신호(S1)로서 전송된 이미지를 비교하여, 기판(W)이 정상적으로 연마 헤드(120)의 저면에 장착되어 있는지 여부를 판별할 수 있다.

한편, 도6에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(120C)의 위치를 감지하는 모니터링 유닛(200)의 센서들(200i, 200e)의 ON/OFF 신호에 의해 곧바로 오류 여부를 감지할 수 있는 경우도 있다. 이 경우에, 기판 캐리어(120C)가 연마 패드(111) 상의 정해진 제1위치(X1)에 도달하였는지 여부를 실시간으로 감지하는 모니터링 신호(S1)는 ON/OFF 방식으로 전송되며, 모니터링 유닛(200)의 각 센서(200i, 200e)의 ON/OFF 신호에 기초하여, 기준데이터에서 정하는 ON/OFF신호에 부합하는지 여부를 기초로 기판 캐리어(120C)의 위치 오류를 실시간으로 판별할 수 있다.

이와 같이, 제어 유닛(300)은, 연마 유닛(100)의 각 작동 기구에서 실시간으로 얻어진 모니터링 신호(S1)를 실시간으로 수신하고, 각 작동 기구의 오류 여부를 실시간으로 판별한다. 그리고, 작동 기구의 오류를 곧바로 치유할 수 있는 경우에는, 연마 유닛(100)의 각 작동 기구에 실시간으로 처리 신호(S2)를 전송하여, 작동 기구의 동작 조건을 실시간으로 변경하는 것에 의해 오류를 해소할 수 있다.

예를 들어, 슬러리 공급부(113)에서 연마 패드(111)에 공급되는 단위 시간당 슬러리 공급량이 기준 데이터로 정해진 범위를 벗어나는 경우에는, 슬러리 공급부(113)의 공급 유량을 결정하는 밸브의 개방정도를 조절하는 처리 신호(S2)를 실시간으로 슬러리 공급부(113)에 전송하여 작동 상태를 실시간으로 변경하는 것에 의해, 작동 기구(즉, 슬러리 공급부)의 오류를 해소할 수 있다.

이와 마찬가지로, 도6에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(120C)의 위치가 제1위치(X1)로부터 벗어난 것으로 제어 유닛(300)이 모니터링 신호(S1)로부터 판별되면, 기판 캐리어(120C)의 영구 자석(128)에 대향하는 위치에 배치된 코일(90)에 인가하는 전류를 제어하는 처리 신호(S2)를 전송하여, 기판 캐리어(120C)를 추가로 이동시켜 제1위치(X1)의 허용 범위로 위치 이동시켜, 작동 기구(즉, 기판 캐리어)의 오류를 해소할 수 있다.

다만, 기판 로딩 공정 중에 기판이 연마 헤드에 장착되지 못하고 바깥으로 낙하하였거나, 기판 연마 공정이 종료된 이후에 기판이 연마 패드로부터 분리되지 못하고 연마 패드에 그대로 남아 있는 경우에는, 작동 기구의 조작에도 회복할 수 없는 오류이므로, 제어 유닛(300)의 수정된 처리 신호(S2)에 의해 작동 기구의 오류를 해소할 수 없게 된다. 이 경우에는, 연마 유닛의 일부 이상의 작동 기구의 동작을 중단시키고 작업자의 개입이 반드시 필요해진다.

메모리(400)에는 각 작동 기구에서 오류가 발생된 것인지를 판별하는 기준 데이터의 바깥 영역에 해당하는 오류 정보(error data)가 저장되는 데, 작동 기구에 발생되는 오류의 유형에 따라 이를 보정하기 위한 처리 방식이 달라진다. 이를 고려하여, 메모리(400)에 저장된 오류 정보는, 연마 유닛(200)의 작동 기구의 오류 유형과 관련하여, 연마 공정을 중단하는 제1오류정보와, 연마 공정을 지속하여도 무방한 제2오류정보로 유형화하여 분류되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 제어 유닛(300)에 의해 연마 유닛(100)의 작동 기구들 중에 어느 하나의 작동 기구에서 제1오류정보에 해당하는 오류가 감지된 경우에는, 제1오류정보는 작업자의 개입이 없이는 해소할 수 없으며 연마 품질이나 다른 기판의 연마 공정에 치명적인 영향을 미친다.

즉, 기판 로딩 공정 중에 기판이 연마 헤드에 장착되지 못하고 바깥으로 낙하하였거나, 기판 연마 공정이 종료된 이후에 기판이 연마 패드로부터 분리되지 못하고 연마 패드에 그대로 남아 있는 경우에는, 작동 기구의 조작에도 회복할 수 없는 오류이므로, 이와 같은 오류들은 메모리(400)에 미리 제1오류정보로 분류된다.

따라서, 제1오류정보에 해당하는 오류가 작동 기구에서 감지되면, 연마 유닛(100)은 해당 작동 기구의 진행을 실시간으로 중단시키고, 경보 유닛(500)에 경고 신호(S2')를 전송하여 경고 알람을 출력하여 작업자의 즉각적인 개입을 요청한다(S140).

한편, 제어 유닛(300)에 의해 감지된 오류가 메모리(400)에서 제2오류정보로 분류된 오류에 해당하면, 제어 유닛(300)은 경고 유닛(500)을 통해 경고 알람을 즉시 출력하여 작업자가 확인할 수 있도록 한다.

이와 함께, 제어 유닛(300)에 의해 오류로 감지된 작동 기구의 오류 데이터를 디스플레이 장치(미도시)를 통해 표시하여 보여주고, 이를 메모리(400)에 저장할 수도 있다. 여기서, 상기 디스플레이 장치에 표시되는 오류 데이터는, 오류가 있는 것으로 감지된 작동 기구와 오류 내용 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이를 통해, 작업자는 디스플레이 화면에 표시되는 오류 데이터를 일목요연하게 확인할 수 있으며, 오류가 발생된 작동 기구와 작동 기구의 오류 내용을 쉽게 파악하여, 해당 연마 공정이나 그 다음의 연마 공정에 이를 반영한 조치를 취할 수 있게 한다. 또한, 메모리(400)에 저장된 오류 데이터만을 호출하여, 추후에 오류 데이터의 원인을 분석하는 데 활용할 수 있다.

한편, 연마 공정을 즉시 중단하지 않아도 무방한 제2오류정보는, 작동 기구의 처리 신호를 변경하여 오류를 해소할 수 있는 제2-1오류정보와, 작동 기구의 처리 신호를 변경하여 오류를 해소할 수 없는 제2-2오류정보로 추가 분류된다. 즉, 제2오류정보에 해당하는 오류가 어느 작동 기구에 발생된 경우에는, 제어 유닛(300)은, 해당되는 작동 기구에 대한 작동을 즉각적으로 중단시키지 않고, 경고 유닛(500)을 통해 경고 신호를 출력하게 하는 처리 신호(S2')를 실시간으로 전송한다.

보다 구체적으로는, 제어 유닛(300)에 의해 작동 기구의 처리 신호를 변경하여 오류를 해소할 수 있는 제2-1오류정보로 판별된 경우에는, 제어 유닛(300)은 오류가 발생된 작동 기구에 수정된 처리 신호(S2)를 실시간으로 전송하여, 해당 작동 기구의 오류를 즉시 해소시키고, 경고 유닛(500)을 통해 경고 신호를 출력한다. 이를 통해, 작업자는 기존의 처리 신호의 오류를 인식하고, 그다음의 공정을 위한 제어에서 동일한 오류가 발생되지 않도록 한다.

예를 들어, 모니터링 유닛(200)에 의해 연마 헤드(120)의 압력 챔버(C1, C2,...)의 압력을 모니터링 하여, 연마 헤드(120)의 압력 챔버(C1, C2,...)의 압력에 관한 모니터링 신호(S1)로부터 판별된 오류는 제2-1오류정보에 해당하므로, 제어 유닛(300)은 연마 헤드(120)의 압력 조절부(1205)를 통해 압력 챔버(C1, C2,...)의 압력이 메모리(400)에 저장된 기준 데이터에 부합하는 값이 되도록 보정한다. 이는, 연마 공정 중에 기판 연마층의 두께 편차를 없애기 위하여 압력 챔버(C1, C2, ...)의 압력을 변동해야 하지만, 예를 들어, 인접한 압력 챔버들 간의 압력 편차가 크면, 멤브레인 바닥면의 경계에서 들뜨는 현상이 발생되므로, 인접한 압력 챔버들 간의 압력 편차를 정해진 범위 내에서 유지할 필요가 있으므로, 각 압력 챔버(C1, C2,...)에서의 압력값이나 압력 편차를 메모리(400)에 저장된 기준 데이터의 범위 내에서 행해지도록 유지한다. 이를 통해, 연마 공정의 신뢰성이 향상되고 기판 연마층의 평탄화 특성이 보다 균일해지는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 모니터링 유닛(200)에 의해 연마 패드(111)의 자전 속도를 모니터링 하여, 연마 패드(111)의 자전 속도에 관한 모니터링 신호(S1)로부터 판별된 오류는 제2-1오류정보에 해당하므로, 제어 유닛(300)은 연마 패드(111)를 회전 구동시키는 구동 모터에 수정된 처리 신호(S2)를 전송하여, 기판 연마층의 연마에 적합한 미리 정해져 기준 데이터로 메모리(400)에 저장된 회전 속도로 회전하도록 보정한다.

또한, 모니터링 유닛(200)에 의해 연마 패드(111)에 공급되는 슬러리의 단위 시간당 공급량을 모니터링하여, 슬러리의 단위 시간당 공급량에 관한 모니터링 신호(S1)로부터 판별되는 오류는 제2-1오류정보에 해당하므로, 제어 유닛(300)은 슬러리 공급양을 조절하는 밸브를 조절하는 처리 신호(S2)를 전송하여, 미리 정해져 기준 데이터로 메모리(400)에 저장된 슬러리 공급양으로 연마 패드(111)에 공급되게 보정한다.

또한, 모니터링 유닛(200)에 의해 연마 헤드(120)의 자전 속도를 모니터링 하여, 연마 헤드(120)의 자전 속도에 관한 모니터링 신호로부터 판별되는 오류는 제2-1오류정보에 해당하므로, 제어 유닛(300)은 연마 헤드(120)의 회전 속도를 조절하는 도킹 유닛(140)의 구동 모터(148)의 회전 속도를 조절하는 처리 신호(S2)를 전송하여, 기준 데이터로 메모리(400)에 미리 저장되어 있는 회전 속도로 연마 헤드(120)가 회전하도록 보정한다.

또한, 모니터링 유닛(200)에 의해 연마 패드(111)의 온도를 모니터링하여, 연마 패드(111)의 온도에 관한 모니터링 신호로부터 판별되는 오류는 제2-1오류정보에 해당하므로, 제어 유닛(300)은 연마 패드(111)에 내설된 열선이나 냉각 유로를 조절하는 처리 신호(S2)를 전송하여, 기준 데이터로 메모리(400)에 미리 저장되어 있는 온도 범위로 연마 패드(111)의 온도가 조절되게 보정한다.

또한, 모니터링 유닛(200)에 의해 연마 패드(111)에 공급되는 슬러리의 온도를 모니터링하여, 슬러리의 온도에 관한 모니터링 신호로부터 판별되는 오류는 제2-1오류정보에 해당하므로, 제어 유닛(300)은 슬러리 공급부(113)에 장착된 슬러리 온도조절기의 온도를 조절하는 처리 신호(S2)를 전송하여, 기준데이터로 메모리(400)에 미리 저장되어 있는 온도 범위로 슬러리가 연마 패드(111)에 공급되도록 보정한다.

또한, 모니터링 유닛(200)에 의해 연마 패드(111)를 개질하는 컨디셔너(114)의 압력을 모니터링하여, 컨디셔닝 디스크(114a)로 연마 패드(111)를 가압하는 압력에 관한 모니터링 신호로부터 판별되는 오류는 제2-1오류정보에 해당하므로, 제어 유닛(300)은 컨디셔너(114)의 상측에 위치한 가압부의 압력을 조절하는 처리 신호(S2)를 전송하여, 기준데이터로 메모리(400)에 미리 저장되어 있는 압력의 범위로 컨디셔닝 디스크(114a)가 연마 패드(111)를 개질하도록 보정한다. 이에 의해, 연마 공정 중에 기판 연마층의 두께 편차를 없애기 위하여 컨디셔너(114)의 가압력이 변동되더라도, 연마 패드(111)가 손상되지 않도록 컨디셔너(114)에 의한 가압력을 적정 범위 내에서 유지할 수 있다.

한편, 연마 헤드(120)의 리테이너 링(1203)의 마모량은 연마 공정에 당장 치명적이지 않지만, 작업자의 개입이 필요한 것이므로, 연마 공정에 치명적이지 않으면서 작업자의 개입이 필수적인 오류에 대해서는 제2오류정보 중에 제2-2오류정보로 분류된다.

예를 들어, 도킹 유닛(140)의 공압 커넥터(142)의 둘레에 형성된 패킹 부재(145)의 마모량에 관하여, 모니터링 유닛(200)의 센서(230)로부터 기준 부재(144)까지의 거리를 모니터링 하여, 공압 커넥터(142)가 기판 캐리어(120C)의 공압 포트(123x)에 끼워지는 깊이를 알 수 있다. 이는, 공압의 누설이 치명적이지 않는 범위 내에서 즉시 공정을 중단해야 하는 오류에 해당하지 않는 제2-2오류정보에 해당하므로, 경고 유닛(500)을 통해 작업자에게 경고 신호를 출력하여 추후 유지 관리 시점에서 패킹 부재(145)를 교체하도록 한다.

다만, 기판 캐리어(120C)가 정해진 제1위치(X1)에 도달하지 않는 등 다른 원인에 의해, 도킹 유닛(140)의 공압 커넥터(142)가 기판 캐리어(120C)의 공압 포트(123x)에 삽입되지 않는 오류는 제1오류정보에 해당하므로, 즉시 공정을 중단하고 경고 신호를 출력하여야 한다. 여기서, 공압 커넥터(142)와 공압 포트(123x)의 도킹 오류는, 로터리 유니언이나 공압 공급튜브(123a)의 압력을 측정한 모니터링 신호 등으로부터 모니터링할 수 있다.

또한, 로딩 기구(160)에서 기판(W)을 로딩하는 공정 중에 연마 헤드(120)의 리테이너 링(1203)의 저면(1203)까지의 거리를 측정하는 모니터링에 의하여 얻어진, 리테이너 링(1203)의 마모량에 관한 모니터링 신호(S1)도 역시 제2-2오류 정보에 해당한다. 따라서, 공정을 즉시 중단할 필요는 없으며, 경고 유닛(500)을 통해 작업자에게 경고 신호를 출력하여 추후 유지 관리 시점에서 패킹 부재(145)를 교체하도록 한다.

즉, 제2-2오류정보는 연마 유닛에서 사용되는 소모품의 교체 주기와 관련된 것을 포함하며, 예를 들어 연마 헤드의 멤브레인(1201)의 마모량, 연마 패드(111)의 마모량을 측정한 모니터링 신호(S1)로부터 판별된 오류를 포함한다.

한편, 상기 제어 유닛(300)은, 모니터링 유닛(200)으로부터 다수의 모니터링 신호를 실시간으로 수신하여 다양한 작동 기구의 오류 여부를 실시간으로 판별하는데, 하나의 작동 기구에 오류가 발생되더라도 2개 이상의 작동 기구의 작동 상태를 동시에 변경하여 보정해야 하는 경우가 있으며, 2개 이상의 작동 기구에 동시에 오류가 발생되어 2개 이상의 작동 기구의 작동 상태를 동시에 변경하여 보정해야 하는 경우가 있다.

이를 위하여, 제어 유닛(300)은 연마 유닛(100)의 다양한 작동 기구들을 하나로 묶어 통합적인 처리 신호를 출력하여, 동시에 2개 이상의 작동 기구에 대한 작동 상태를 변경하는 보정을 행할 수 있다.

예를 들어, 연마 헤드(120)의 제2압력챔버(C2)의 압력이 메모리(400)의 기준 데이터의 허용 상한치인 제1압력을 초과하는 오류가 발생된 경우에는, 연마 헤드(120)의 제2압력챔버(C2)의 압력을 제1압력보다 낮추게 되면, 제2압력챔버(C2)와 인접한 제1압력챔버(C1) 및 제3압력챔버(C3)의 압력 값 크기에 따라, 제1압력챔버~제3압력챔버(C1, C2, C3)가 연동하여 변동될 수 있다.

따라서, 제어 유닛(300)은, 제2압력챔버(C2)의 압력값이 기준 데이터의 허용 상한치를 초과한 오류가 발생된 것으로 판별한 경우에, 제2압력챔버(C2)에 공급하는 공압 크기만 조정하기 보다는, 이와 인접한 제1압력챔버(C1) 및 제3압력챔버(C3)에 공급하는 공압 크기도 함께 조절하는 처리 신호(S2)를 전송한다.

이와 유사한 일예로서, 모니터링 유닛(200)에 의해 연마 공정 중에 연마 패드(111)의 회전 중심에서 반경 바깥으로의 높이 분포를 측정하여 제어 유닛(300)에 전송하여, 메모리(400)에 저장된 기준 데이터의 허용 상한치를 초과한 값(예컨대, 800㎛)하여 연마 패드(111)의 높이 편차가 발생된 오류를 감지할 수도 있다. 이는, 제어 유닛(300)의 처리 신호에 의해 오류 해결이 가능하므로 제2-1오류정보에 해당할 수 있다.

연마 패드(111)의 표면 높이는 기판(W)을 가압하는 가압력과, 컨디셔닝 디스크(114a)를 하방 가압하는 컨디셔닝 하중에 의해 조절되므로, 제어 유닛(300)은, 기판(W)을 가압하는 연마 헤드의 압력 챔버(C1, C2, ..., C5)의 평균 가압력과 컨디셔너의 연마 패드 위치별 컨디셔닝 하중을 함께 조절하는 처리 신호(S2)를 연마 유닛(100)으로 전송하여, 연마 패드(111)의 표면 높이의 오류를 해소할 수 있다.

이처럼, 제어 유닛(300)은 모니터링 유닛(200)으로부터 수신된 여러 모니터링 신호(S1)들로부터 감지된 오류 신호들을 해결하기 위하여, 미리 정해진 오류 정보들 중 일부에 대해서는, 하나의 작동 기구의 오류를 해결하거나 2개 이상의 작동 기구의 오류를 해결하는 데 있어서, 2개 이상의 작동 기구(여기서, 하나의 연마 헤드의 다수의 압력 챔버들은 각각 서로 다른 작동 기구로 간주될 수 있다)들을 연계하여 통합 처리함으로써, 하나의 작동 기구의 작동이 다른 작동 기구에 영향을 미치는 경우에도 효율적으로 처리할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도킹 기구(140)가 기판 캐리어(130)에 도킹하여 공압의 누설을 방지하는 패킹 부재(145)의 마모 상태가 과도하여 교체가 필요한 것으로 감지된 경우에는, 제어 유닛(300)은 경고 유닛(500)을 통해 작업자에게 패킹 부재(145)의 교체를 알리는 경고 신호를 출력하면 충분하므로, 다른 작동 기구와 연계하여 처리하지 않더라도 무방해진다.

그리고, 기판 캐리어(120C)의 연마 패드(111) 상의 제1위치(X1)에 정확하게 이동하지 못한 것으로 감지되는 경우에도, 제어 유닛(300)은 기판 캐리어(120C)의 위치를 제1위치(X1)의 범위 내로 이동하도록 코일(90)에 추가적으로 전류를 인가하는 것을 명령하는 처리 신호(S2)만 전송하면 충분하다. 따라서, 이 경우에도, 제어 유닛(300)은 기판 캐리어(120C)의 위치를 보정하게 하는 처리 신호(S2)를 코일(90)에 전송하는 것으로 충분하다.

즉, 제어 유닛(300)은 모니터링 유닛(200)으로부터 수신된 다수의 상기 모니터링 신호(S1)들로부터 감지된 오류들 중에 일부 이상에 대해서는, 서로 연계하지 아니하고, 서로 독립적으로 처리하는 처리 신호(S1)를 해당 작동 기구에만 전송하여 처리할 수도 있다.

상기와 같이, 본 발명은, 기판의 연마 공정에 사용되는 다수의 작동 기구의 상태와 동작을 실시간으로 감시하여 오류를 자동 감지하고, 기판의 연마 공정에서 발생되는 오류를 작업자의 개입 여부와, 즉시 중단이 필요한 경우 등을 기준으로 분류하여, 연마 유닛의 오류에 따라 체계적으로 대처하여 기판 처리 공정의 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 공정 효율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은, 기판의 연마 공정에서 발생되는 다양한 형태의 오류 형태를, 즉시 중단하는 처리 신호(S2)를 전송해야 하는 제1오류정보와, 즉시 중단하지 않고 경고 신호를 출력하는 처리 신호(S2)를 전송하는 것으로 충분한 제2-2오류정보와, 즉시 중단하지 않고 오류를 실시간으로 보정하는 처리 신호(S2)를 전송하는 오류 정보로 유형화(분류, classification)하여, 오류의 유형에 따라 연마 공정이 저해되지 않으면서 기판 연마 품질을 향상시키는 처리 공정을 행할 수 있게 되어 보다 우수한 공정을 구현하는 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 기판 처리 시스템 100 : 연마 유닛
111 : 연마패드 113: 슬러리 공급부
114: 컨디셔너 120: 연마 헤드
120C: 기판 캐리어 1201: 멤브레인
1203: 리테이너 링 1205: 압력 조절부
123x: 공압 포트 120z: 연결부
140: 도킹 기구 142: 공압 커넥트
144: 기준 부재 200: 모니터링 유닛
300: 제어 유닛 400: 메모리
500: 경고 유닛

Claims

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연마 헤드의 하측에 위치한 기판을 연마 패드에 접촉한 상태로 연마 공정이 행해지는 연마 유닛과;
상기 연마 유닛을 모니터링하는 모니터링 유닛과;
상기 모니터링 유닛으로부터 수신된 모니터링 신호로부터 오류를 감지(detect)하는 제어 유닛을;
포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 모니터링 유닛으로부터 수신된 다수의 상기 모니터링 신호들로부터 감지된 오류들 중 일부 이상에 대하여 서로 연계하여 통합 처리하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
연마 헤드의 하측에 위치한 기판을 연마 패드에 접촉한 상태로 연마 공정이 행해지는 연마 유닛과;
상기 연마 유닛을 모니터링하는 모니터링 유닛과;
상기 모니터링 유닛으로부터 수신된 모니터링 신호로부터 오류를 감지(detect)하는 제어 유닛을;
포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 모니터링 유닛으로부터 수신된 다수의 상기 모니터링 신호들로부터 감지된 오류들 중에 일부 이상에 대하여 서로 독립적으로 처리하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
연마 헤드의 하측에 위치한 기판을 연마 패드에 접촉한 상태로 연마 공정이 행해지는 연마 유닛과;
상기 연마 유닛을 모니터링하는 모니터링 유닛과;
상기 모니터링 유닛으로부터 수신된 모니터링 신호로부터 오류를 감지(detect)하는 제어 유닛과;
상기 연마 유닛의 작동 기구의 오류에 관하여, 상기 연마 공정을 중단하는 제1오류정보와, 상기 연마 공정을 지속해도 무방한 제2오류정보로 분류된 오류 정보를 포함하여, 상기 연마 유닛이 정상적으로 작동하는 상태의 기준 데이터를 저장하는 메모리를;
포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 모니터링 신호를 상기 기준 데이터와 대비하여 상기 연마 유닛의 오류를 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 11항에 있어서,
상기 제2오류정보는, 작동 기구의 처리 신호를 변경하여 오류를 해소할 수 있는 제2-1오류정보와, 작동 기구의 처리 신호를 변경하여 오류를 해소할 수 없는 제2-2오류정보로 분류되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 11항에 있어서,
상기 제어 유닛에 의해 감지된 오류가 상기 제2오류정보에 해당하면, 상기 연마 유닛은 상기 제2오류정보가 감지된 작동 기구의 진행을 중단시키지 않는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 11항에 있어서,
상기 제어 유닛에 의해 감지된 오류가 상기 제2오류정보에 해당하면, 경고 신호를 출력하는 경고 유닛을;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 제어 유닛에 의해 감지된 오류가 상기 제2-1오류정보에 해당하면, 상기 제어 유닛에 의해 감지된 오류를 해소하는 처리 신호를 오류가 감지된 작동 기구에 전송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은 상기 연마 헤드의 압력 챔버의 압력을 모니터링 하고, 상기 연마 헤드의 압력 챔버의 압력에 관한 모니터링 신호에 따른 오류는 상기 제2-1오류정보에 해당하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은 상기 연마 패드의 자전 속도를 모니터링 하고, 상기 연마 패드의 자전 속도에 관한 모니터링 신호에 따른 오류는 상기 제2-1오류정보에 해당하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은 상기 연마 패드에 공급되는 슬러리의 단위 시간당 공급량을 모니터링 하고, 상기 슬러리의 단위 시간당 공급량에 관한 모니터링 신호에 따른 오류는 상기 제2-1오류정보에 해당하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은 상기 연마 헤드의 자전 속도를 모니터링 하고, 상기 연마 헤드의 자전 속도에 관한 모니터링 신호에 따른 오류는 상기 제2-1오류정보에 해당하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은 상기 연마 패드의 온도를 모니터링하고, 상기 연마 패드의 온도에 관한 모니터링 신호에 따른 오류는 상기 제2-1오류정보에 해당하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은 상기 연마 패드에 공급되는 슬러리의 온도를 모니터링하고, 상기 슬러리의 온도에 관한 모니터링 신호에 따른 오류는 상기 제2-1오류정보에 해당하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은 상기 연마 패드를 개질하는 컨디셔너의 압력을 모니터링하고, 상기 컨디셔너의 압력에 관한 모니터링 신호에 따른 오류는 상기 제2-1오류정보에 해당하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
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연마 헤드에 기판을 공급하는 기판 로딩 기구와, 연마 공정이 종료된 이후에 상기 연마 헤드로부터 상기 기판을 넘겨받는 기판 언로딩 기구를 포함하고, 상기 연마 헤드의 하측에 위치한 기판을 연마 패드에 접촉한 상태로 연마 공정이 행해지는 연마 유닛과;
상기 연마 유닛을 모니터링하는 모니터링 유닛과;
상기 모니터링 유닛으로부터 수신된 모니터링 신호로부터 오류를 감지(detect)하는 제어 유닛을;
포함하고, 상기 기판 로딩 기구는,
상기 연마 헤드에 로딩하고자 하는 기판이 거치되는 기판 거치부와;
상기 기판 거치부의 둘레에 배치되어 리테이너 링이 거치되는 리테이너 링 거치부를;
포함하고,
상기 모니터링 유닛은 상기 리테이너 링 거치부로부터 상기 연마 헤드의 리테이너 링까지의 거리를 측정하여, 상기 리테이너 링의 마모량을 모니터링하는 모니터링 신호를 상기 제어 유닛에 전송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 31항에 있어서,
상기 모니터링 유닛에 의한 상기 리테이너 링의 마모량의 모니터링은, 상기 리테이너 링은 상기 연마 헤드로부터 최대 높이까지 이동한 상태에서 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 31항에 있어서,
상기 모니터링 유닛에 의한 상기 리테이너 링의 마모량의 모니터링은, 상기 연마 헤드가 상기 리테이너 링 거치부에 대하여 정해진 위치에서 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
제 31항에 있어서,
상기 리테이너 링의 마모량에 관한 상기 모니터링 신호는, 메모리에서 연마 공정을 지속해도 무방하지만 상기 제어 유닛의 신호를 수정하여도 오류를 해소할 수 없는 제2-2오류정보로 분류되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.