KR102461598B1 - 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치 - Google Patents

화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 멤브레인 및 상기 멤브레인의 둘레에 배치되는 리테이너 링을 포함하는 캐리어 헤드에 로딩기판을 로딩하기 위한 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치는, 상기 로딩기판이 거치되며 승강 가능하게 제공되는 거치대와; 상기 리테이너 링과 상기 거치대 간의 접촉을 감지하는 감지센서를; 포함하고, 상기 감지센서에 의해 상기 리테이너 링과 상기 거치대가 접촉된 것으로 감지되면, 상기 로딩기판이 상기 멤브레인에 로딩되게 함으로써, 기판을 캐리어 헤드에 오류없이 정확하게 로딩할 수 있으며, 안정성 및 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.

Description

화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치{APPARATUS OF LOADING SUBSTRATE IN CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SYSTEM}
본 발명은 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 화학 기계적 연마 공정에 투입하기 위한 기판을 캐리어 헤드에 오류없이 정확하게 로딩할 수 있는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치에 관한 것이다.
화학 기계적 연마(CMP) 시스템은 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.
일반적으로 CMP 시스템은 웨이퍼를 캐리어 헤드(90)에 로딩한 후, 대한민국 등록특허공보 제10-1188579호 등에 개시된 바와 같이, 캐리어 헤드가 이동하면서 정해진 연마 정반에서 웨이퍼의 연마면을 기계적 마찰에 의한 기계적 연마와, 슬러리에 의한 화학적 연마를 동시에 수행한다.
이때, 캐리어 헤드(90)는 도 1에 도시된 바와 같이, 화학 기계적 연마 공정 중에 바닥판(92a)으로 웨이퍼(W)를 하방 가압하기 위한 멤브레인(92)이 본체부(91)에 고정되고, 멤브레인(92)과 본체부(91)의 사이에는 압력 챔버(92C)가 형성되어 압력 조절부(95)로부터 공압 공급관(95a)을 통해 인가되는 공압에 의해 웨이퍼(W)를 하방 가압할 수 있게 구성된다. 그리고, 멤브레인(92)의 둘레에는 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하는 리테이너 링(93)이 설치되어, 리테이닝 챔버(93C)의 공압에 의하여 하방 가압할 수 있게 구성된다.
한편, 캐리어 헤드(90)에 웨이퍼(W)를 로딩하는 로딩 장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 거치시키는 거치대(10)와, 거치대(10)를 상하 방향(10d)으로 이동시키는 구동부(MH)로 이루어진다. 즉, 웨이퍼(W)를 거치대(10)의 중앙 영역(A1)에 거치시킨 상태에서, 거치대(10)를 정해진 높이(9H)만큼 상방(10d1)으로 이동시키면, 캐리어 헤드(90)가 거치대(10)에 근접하여 중앙의 관통구멍(95x)에 흡입압을 인가하는 것에 의하여, 웨이퍼(W)는 캐리어 헤드(90)의 멤브레인 바닥판(92a)에 밀착되어 로딩된 상태가 된다.
그러나, 화학 기계적 연마 공정이 행해지지 않는 동안에 캐리어 헤드(90)의 리테이너 챔버(93C)의 압력은 정교하게 조절되지 않으므로, 캐리어 헤드(90)의 리테이너 링(93)은 하방으로 처진 상태로 이동하게 된다. 뿐만 아니라, 이동 구동부(M)에 의하여 이동되는 캐리어 헤드(90)의 높이(9H)는 1mm 이내의 오차를 갖는 높이로 정교하게 조절하는 것이 어렵다.
이에 따라, 로딩 장치(1)의 거치대(10)의 높이를 일정하게 위치시키더라도, 웨이퍼(W)를 파지하는 멤브레인 바닥판(92a)과 로딩 장치(1)의 거치대(10)에 놓여진 웨이퍼(W) 사이의 간격(e)이 일정하지 않아, 이 간격(e)이 정해진 간격(흡입압이 발생될 수 있는 간격)에 비하여 큰 경우에는 로딩 장치(10)에 거치된 웨이퍼(W)를 캐리어 헤드(90)에 로딩시키지 못하는 오류가 발생되는 문제가 있다.
또한, 도 2와 같이, 기존에는 구동부(MH)가 정상적으로 작동(예를 들어, 구동모터가 의도된 회전수만큼 회전)하였는데도 불구하고, 의도하지 않은 기구적인 간섭 등이 발생하면 거치대(10)가 로딩 위치(높이)까지 정확하게 위치하지 못하게 되는 문제점이 있고, 거치대(10)가 로딩 위치에 정확하게 위치하지 못하면 웨이퍼(W)를 캐리어 헤드(90)에 로딩시키지 못하는 문제점이 있다. 더욱이, 기존에는 구동부(MH)가 정상 작동된 상태에서는 거치대(10)가 로딩 위치에 정확히 위치하고 있는지 여부를 감지할 수 없어 안정성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
이를 위해, 최근에는 기판을 캐리어 헤드에 정확하게 로딩시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 기판을 캐리어 헤드에 정확하게 로딩시킬 수 있는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 캐리어 헤드의 리테이너 링과 거치대 간의 접촉 여부를 감지하여 거치대의 로딩 위치를 확인할 수 있는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 멤브레인 및 상기 멤브레인의 둘레에 배치되는 리테이너 링을 포함하는 캐리어 헤드에 로딩기판을 로딩하기 위한 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치는, 상기 로딩기판이 거치되며 승강 가능하게 제공되는 거치대와; 상기 리테이너 링과 상기 거치대 간의 접촉을 감지하는 감지센서를; 포함하고, 상기 감지센서에 의해 상기 리테이너 링과 상기 거치대가 접촉된 것으로 감지되면, 상기 로딩기판이 상기 멤브레인에 로딩되게 함으로써, 기판을 캐리어 헤드에 오류없이 정확하게 로딩할 수 있으며, 안정성 및 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.
거치대는 로딩기판이 거치될 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 거치대의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 가령, 거치대에서 로딩기판이 거치되는 거치부와 리테이너 링이 접촉되는 접촉부는 일체로 형성되거나 분리된 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 거치대의 상면에는 로딩기판이 거치되는 거치면과 리테이너 링이 접촉되는 링접촉부가 형성될 수 있는 바, 링접촉부는 거치면보다 낮은 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
감지센서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 위치에 제공될 수 있다. 일 예로, 거치대의 링접촉부에는 리테이너 링의 저면을 마주하도록 감지홀이 관통 형성될 수 있고, 감지센서는 감지홀의 하부에 장착되어 감지홀을 통해 리테이너 링과 거치대 간의 접촉을 감지할 수 있다. 경우에 따라서는 캐리어 헤드 상에 감지홀을 형성하고 캐리어 헤드 상에 감지센서를 장착하는 것도 가능하다.
감지센서로서는 감지홀의 통해 거치대와 캐리어 헤드 사이의 거리를 감지할 수 있는 다양한 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 감지센서로서는 근접센서가 사용될 수 있다.
또한, 감지센서를 보호하기 위해, 감지센서의 외면을 감싸도록 보호캡이 제공될 수 있다. 보호캡은 감지센서의 외면 적어도 일부를 보호할 수 있는 구조로 제공될 수 있으며, 보호캡의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
또한, 감지센서에 의해 리테이너 링과 거치대가 비접촉된 것으로 감지되면 경보신호를 발생시키는 경보발생부를 포함할 수 있다. 여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 사용자에게 리테이너 링과 거치대가 비접촉 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 멤브레인 및 상기 멤브레인의 둘레에 배치되는 리테이너 링을 포함하는 캐리어 헤드에 로딩기판을 로딩하기 위한 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치는, 상기 로딩기판이 거치되며 승강 가능하게 제공되는 거치대와; 상기 거치대에 제공되며, 상기 리테이너 링의 저면까지의 센싱거리를 감지하는 감지센서를; 포함하고, 상기 감지센서와 상기 리테이너 링의 저면 사이의 상기 센싱거리가 기설정된 설정거리보다 짧으면, 상기 로딩기판이 상기 멤브레인에 로딩된다.
본 발명에 따르면 거치대에서 로딩기판이 거치되는 거치부와 리테이너 링이 접촉되는 접촉부가 분리된 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 거치대는, 승강샤프트에 의해 승강되며 로딩기판이 거치되는 베이스부재와, 로딩기판의 반경 방향을 따라 베이스부재의 외측에 상하 이동 가능하게 제공되며 리테이너 링이 접촉되는 가동접촉부와, 가동접촉부의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다. 아울러, 가동접촉부에는 리터이너 링의 저면을 마주하도록 감지홀이 관통 형성될 수 있고, 감지센서는 감지홀의 하부에 배치되도록 베이스부재에 장착되어 감지홀을 통해 센싱거리를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 거치대에서 로딩기판이 거치되는 거치부와 리테이너 링이 접촉되는 접촉부가 서로 다른 높이에 배치될 수 있다. 일 예로, 거치대는, 승강샤프트에 의해 승강되는 베이스부재와, 베이스부재의 상부에 상하 이동 가능하게 제공되며 로딩기판이 거치되는 거치플레이트와, 베이스부재에 대한 거치플레이트의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다. 아울러, 거치플레이트에는 리터이너 링의 저면을 마주하도록 감지홀이 관통 형성될 수 있고, 감지센서는 감지홀의 하부에 배치되도록 베이스부재에 장착되어 감지홀을 통해 센싱거리를 감지할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법은, 멤브레인 및 멤브레인의 둘레에 배치되는 리테이너 링을 포함하는 캐리어 헤드를 이용하여 거치대에 거치된 로딩기판을 로딩하는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법은, 상기 거치대를 캐리어 헤드에 인접하게 상향 이동시키는 이동단계와; 상기 리테이너 링과 거치대의 접촉 여부를 감지하는 감지단계와; 상기 감지단계에서 감지된 결과에 따라 캐리어 헤드 측으로의 로딩기판의 로딩 여부를 제어하는 제어단계를; 포함한다.
감지단계에서 리테이너 링과 거치대의 접촉 여부는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 감지될 수 있다. 일 예로, 거치대에는 리테이너 링의 저면을 마주하도록 감지홀이 관통 형성될 수 있고, 감지단계에서는 감지홀의 하부에 제공되는 감지센서를 이용하여 감지홀을 통해 리테이너 링과 거치대 간의 접촉을 감지할 수 있다.
아울러, 거치대는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 거치부는 평평한 상면을 갖도록 형성될 수 있는 바, 거치부의 상면 중앙부에는 로딩기판이 거치될 수 있고, 거치부의 상면 가장자리부에는 리테이너 링이 접촉되기 위한 상대적으로 낮은 높이를 갖는 링접촉부가 형성될 수 있다.
감지단계에서 리테이너 링과 거치대가 접촉된 것으로 감지되면, 제어단계에서는 로딩기판을 멤브레인에 로딩시킬 수 있다. 반대로, 감지단계에서 리테이너 링과 거치대가 비접촉된 것으로 감지되면, 제어단계에서는 로딩기판의 로딩이 정지될 수 있다.
또한, 감지단계에서 리테이너 링과 거치대가 비접촉된 것으로 감지되면, 경보신호를 발생시키는 경보발생단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 멤브레인 및 멤브레인의 둘레에 배치되는 리테이너 링을 포함하는 캐리어 헤드를 이용하여 거치대에 거치된 로딩기판을 로딩하는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법은, 거치대를 캐리어 헤드에 인접하게 상향 이동시키는 이동단계와; 거치대에서 리테이너 링의 저면까지의 센싱거리를 감지하는 감지단계와; 감지단계에서 감지된 결과에 따라 캐리어 헤드 측으로의 로딩기판의 로딩 여부를 제어하는 제어단계를; 포함한다.
본 발명에 따르면, 거치대에서 로딩기판이 거치되는 거치부와 리테이너 링이 접촉되는 접촉부가 분리된 구조로 제공되거나, 서로 다른 높이에 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 거치대는, 승강샤프트에 의해 승강되며 로딩기판이 거치되는 베이스부재와, 베이스부재의 외측에 상하 이동 가능하게 제공되며 리테이너 링이 접촉되는 가동접촉부와, 가동접촉부의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하고, 가동접촉부에는 리테이너 링의 저면을 마주하도록 감지홀이 관통 형성되되, 감지단계에서는, 감지홀의 하부에 배치되도록 베이스부재에 장착되는 감지센서를 이용하여 감지홀을 통해 센싱거리를 감지를 감지할 수 있다. 또 다른 일 예로, 거치대는, 승강샤프트에 의해 승강되는 베이스부재와; 베이스부재의 상부에 상하 이동 가능하게 제공되며 로딩기판이 거치되는 거치플레이트와; 베이스부재에 대한 거치플레이트의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하고, 거치플레이트에는 리테이너 링의 저면을 마주하도록 감지홀이 관통 형성되되, 감지단계에서는, 감지홀의 하부에 배치되도록 베이스부재에 장착되는 감지센서를 이용하여 감지홀을 통해 센싱거리를 감지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판을 캐리어 헤드에 정확하게 로딩시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 캐리어 헤드의 리테이너 링과 거치대 간의 접촉 여부를 감지하여 거치대의 로딩 위치(높이)가 적합한지 여부를 정확하게 확인할 수 있다. 따라서, 거치대의 구동부가 정상적으로 상승 작동하였는데도 불구하고, 의도하지 않은 기구적인 간섭 등에 의해 거치대가 로딩 위치까지 정확하게 위치하지 못하는 경우를 정확히 감지할 수 있고, 리테이너 링과 거치대가 접촉된 것으로 감지되는 경우에만 로딩기판이 멤브레인에 로딩될 수 있게 함으로써, 로딩기판을 캐리어 헤드에 오류없이 정확하게 로딩시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 거치대(감지센서)에서 리테이너 링의 저면까지의 센싱거리를 감지하여 거치대의 로딩 위치(높이)가 적합한지 여부를 정확하게 확인할 수 있다. 따라서, 거치대의 구동부가 정상적으로 상승 작동하였는데도 불구하고, 의도하지 않은 기구적인 간섭 등에 의해 거치대가 로딩 위치까지 정확하게 위치하지 못하는 경우를 정확히 감지할 수 있고, 거치대(감지센서)에서 리테이너 링의 저면까지의 센싱거리가 기설정된 설정거리보다 짧을 경우에만 로딩기판이 멤브레인에 로딩될 수 있게 함으로써, 로딩기판을 캐리어 헤드에 오류없이 정확하게 로딩시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기판을 캐리어 헤드에 정확하게 로딩시킬 수 있기 때문에 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 로딩 오류에 따른 기판의 접촉 및 파손을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 로딩 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 캐리어 헤드와 웨이퍼 로딩 장치가 근접한 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치로서, 캐리어 헤드와 기판 로딩 장치가 근접한 상태를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치로서, 캐리어 헤드와 기판 로딩 장치가 근접한 상태를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치로서, 캐리어 헤드와 기판 로딩 장치가 근접한 상태를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법을 설명하기 위한 블록도이다.
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.
도 3은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치로서, 캐리어 헤드와 기판 로딩 장치가 근접한 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치(200)는 거치대(210) 및 감지센서(300)를 포함하며, 로딩기판(10)을 캐리어 헤드(100)에 로딩시키기 위해 사용될 수 있다.
상기 캐리어 헤드(100)는 기판 로딩 장치(200)로부터 기판(10)을 로딩 받은 후, 연마 정반(미도시) 상에 제공되는 연마 패드(미도시) 상면에 슬러리가 공급되는 상태에서 기판(10)을 가압하여 화학 기계적 연마 공정을 수행하도록 제공되며, 연마 패드 및 슬러리를 이용한 화학 기계적 연마 공정이 끝난 후에는 기판(10)을 세정 장치로 이송할 수 있다.
참고로, 본 발명에 기판(10)이라 함은 연마 패드 상에 연마될 수 있는 연마대상물로 이해될 수 있으며, 기판(10)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 기판(10)으로서는 웨이퍼가 사용될 수 있다.
상기 캐리어 헤드(100)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 캐리어 헤드(100)는 회전 가능하게 제공되는 본체부(191), 상기 본체부(191)의 저면에 제공되는 멤브레인(192), 및 상기 멤브레인(192)의 둘레에 배치되도록 본체부(191)의 엣지부에 결합되며 기판(10)의 이탈을 방지하는 리테이너 링(193)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 멤브레인(192)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 멤브레인(192)에는 복수개의 플립(예를 들어, 링 형태의 플립)이 형성될 수 있으며, 복수개의 플립에 의해 본체부(191)와 멤브레인(192)의 사이에는 본체부(192)의 반경 방향을 따라 구획된 복수개의 압력챔버(192C)가 제공될 수 있다.
상기 각 압력챔버(192C)에는 각각 압력을 측정하기 위한 압력센서가 제공될 수 있다. 상기 각 압력챔버(192C)의 압력은 압력제어부(195)에 의한 제어에 의해 개별적으로 조절될 수 있으며, 각 압력챔버(192C)의 압력을 조절하여 기판(10)이 가압되는 압력을 개별적으로 조절할 수 있다.
상기 캐리어 헤드(100)의 중심부에는 멤브레인(192)의 개구에 의해 관통 형성되는 중심부 압력챔버(195X)가 형성될 수 있다. 상기 중심부 압력챔버(195X)는 기판(10)과 직접 연통되며 흡입압이 작용되어, 압력 조절에 의해 기판(10)을 캐리어 헤드(100)의 멤브레인(192)에 밀착시킴으로써 기판(10)을 로딩할 수 있다.
상기 거치대(210)는 상하 방향을 따라 승강 가능하게 제공되며, 상기 거치대(210)의 상면에는 로딩되기 위한 로딩기판(10)이 거치된다.
참고로, 상기 로딩기판(10)의 로딩시에는, 캐리어 헤드(100)의 하부에서 거치대(210)가 상방으로 이동함에 따라, 캐리어 헤드(100)의 리테이너 링(193)이 먼저 거치대(210)의 상면에 접촉될 수 있으며, 거치대(210)의 상면과 멤브레인(192)의 사이 간격이 일정 이상 근접되면 캐리어 헤드(100)의 흡입압에 의해 로딩기판(10)이 캐리어 헤드(100)로 로딩될 수 있다.
상기 거치대(210)는 로딩기판(10)이 거치될 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 거치대(210)의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 가령, 거치대(210)에서 로딩기판(10)이 거치되는 거치부와 리테이너 링(193)이 접촉되는 접촉부는 일체로 형성되거나 분리된 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 거치대(210)의 상면에는 로딩기판(10)이 거치되는 거치면과 리테이너 링(193)이 접촉되는 링접촉부(213)가 형성될 수 있는 바, 상기 링접촉부(213)는 거치면보다 낮은 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 거치대(210)의 상면 중앙부에 마련된 거치면에는 로딩기판(10)이 거치될 수 있고, 상기 거치대(210)의 상면 가장자리부에 마련된 링접촉부(213)에는 리테이너 링(193)이 접촉될 수 있다.
아울러, 상기 거치대(210)는 통상의 모터와 같은 구동부(MH)에 의해 승강될 수 있으며, 거치대(210)의 승강 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상기 감지센서(300)는 리테이너 링(193)과 거치대(210) 간의 접촉을 감지하기 위해 제공되며, 상기 감지센서(300)에 의해 리테이너 링(193)과 거치대(210)가 접촉된 것으로 감지되면, 로딩기판(10)이 멤브레인(192)에 로딩될 수 있다.
상기 감지센서(300)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 위치에 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 거치대(210)의 링접촉부(213)에는 리테이너 링(193)의 저면을 마주하도록 감지홀(212)이 관통 형성될 수 있고, 상기 감지센서(300)는 감지홀(212)의 하부에 장착되어 감지홀(212)을 통해 리테이너 링(193)과 거치대(210) 간의 접촉을 감지할 수 있다. 참고로, 본 발명의 실시예에서는 거치대(210)에 감지홀(212)이 형성되고 거치대(210)의 저면에 감지센서(300)가 장착된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 캐리어 헤드 상에 감지홀을 형성하고 캐리어 헤드 상에 감지센서를 장착하는 것도 가능하다.
상기 감지센서(300)로서는 감지홀(212)의 통해 피대상체(리테이너 링의 저면)의 접근을 감지할 수 있는 다양한 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 감지센서(300)로서는 피대상체가 접근하는 경우 감지신호를 발생하는 통상의 근접센서가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 감지센서(300)는 감지홀(212)의 상단에 리테이너 링(193)의 저면이 접촉하면, 리테이너 링(193)이 거치대(210)에 접촉된 것으로 감지할 수 있고, 리테이너 링(193)의 저면과 감지센서(300)의 사이 거리가 감지홀(212)의 깊이(높이)보다 크면(감지홀의 상단에 리테이너 링의 저면이 접촉하지 않은 경우) 리테이너 링(193)이 거치대(210)에 비접촉된 것으로 감지할 수 있다.
실질적으로 상기 리테이너 링(193)은 자중에 의해 하방으로 처진 상태로 거치대(210)의 상부에 배치되기 때문에, 거치대(210)의 상향 이동시에는 거치대(210)가 리테이너 링(193)에 최초 접촉한 이후, 리테이너 링(193)의 처짐 거리만큼 추가적으로 상향 이동할 수 있다. 아울러, 상기 감지센서(300)는 거치대(210)의 이동이 완료된 상태(리테이너 링의 처짐 거리를 보상하는 만큼까지 거치대가 이동한 상태, 이하, 로딩위치라 한다)에서 리테이너 링(193)과 거치대(210)의 접촉을 감지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 구동부(MH)가 정상적으로 작동(예를 들어, 구동모터가 의도된 회전수만큼 회전)하였는데도 불구하고, 의도하지 않은 기구적인 간섭 등이 발생하면 거치대(210)가 로딩 위치(캐리어 헤드에 한 흡입압 발생될 수 있는 위치)까지 정확하게 위치하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 감지센서(300)를 이용하여 리테이너 링(193)과 거치대(210)의 접촉 여부를 감지하고, 리테이너 링(193)과 거치대(210)가 접촉된 것으로 감지되면(캐리어 헤드에 의한 흡입압이 발생될 수 있는 위치까지 거치대가 이동한 것으로 감지되면) 로딩기판(10)이 멤브레인(192)에 로딩될 수 있게 함으로써, 로딩기판(10)을 캐리어 헤드(100)에 오류없이 정확하게 로딩시킬 수 있다.
또한, 상기 감지센서(300)를 보호하기 위해, 상기 감지센서(300)의 외면을 감싸도록 보호캡(310)이 제공될 수 있다. 상기 보호캡(310)은 감지센서(300)의 외면 적어도 일부를 보호할 수 있는 구조로 제공될 수 있으며, 보호캡(310)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 기판 로딩 장치(200)는, 상기 감지센서(300)에 의해 리테이너 링(193)과 거치대(210)가 비접촉된 것으로 감지되면 경보신호를 발생시키는 경보발생부(400)를 포함할 수 있다. 아울러, 감지센서(300)에 의해 리테이너 링(193)과 거치대(210)가 접촉된 것으로 감지되면, 별도의 경보신호 없이 로딩기판(10)의 로딩 공정이 수행될 수 있다.
여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 사용자에게 리테이너 링과 거치대가 비접촉 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치로서, 캐리어 헤드와 기판 로딩 장치가 근접한 상태를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 거치대에서 로딩기판이 거치되는 거치면과 리테이너 링이 접촉되는 접촉부가 분리된 구조로 제공될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 로딩 장치(200')는, 거치대 및 감지센서(300)를 포함하되, 상기 거치대는, 승강샤프트(220')에 의해 승강되며 로딩기판(10)이 거치되는 베이스부재(210')와, 상기 로딩기판(10)의 반경 방향을 따라 베이스부재(210')의 외측에 상하 이동 가능하게 제공되며 리테이너 링(193)이 접촉되는 가동접촉부(230')와, 상기 가동접촉부(230')의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(240')를 포함할 수 있다.
상기 가동접촉부(230')는 탄성부재(240')에 의해 탄성적으로 지지될 수 있는 바, 이와 같은 구조는, 상기 리테이너 링(193)과 가동접촉부(230')가 접촉되면, 베이스부재(210')에 대해 가동접촉부(230')가 탄성 이동하게 함으로써, 접촉에 의한 충격력이 감쇄될 수 있게 한다. 또한, 이와 같은 구조는, 상기 리테이너 링(193)과 가동접촉부(230')의 접촉시, 가동접촉부(230')가 탄성부재(240')를 탄성 압축하며 하부 방향으로 소정 구간 이동할 수 있게 함으로써, 멤브레인(192)과 기판(10)이 보다 근접하게 배치된 상태에서 로딩기판(10)의 로딩이 이루어질 수 있게 한다.
상기 가동접촉부(230')는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 가동접촉부(230')는 리테이너 링(193)의 원주 방향을 따라 이격되게 분리된 복수개로 제공될 수 있다. 다른 일 예로, 상기 가동접촉부(230')는 리테이너 링(193)의 원주 방향을 따라 링 형태로 제공될 수 있다.
상기 탄성부재(240')로서는 통상의 스프링부재가 사용될 수 있으며, 탄성부재(240')에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 스프링부재 대신 공압 또는 유압을 이용하여 리테이너 링과 가동접촉부가 접촉됨에 따른 충격력을 감쇄시킬 수 있다.
또한, 상기 가동접촉부(230')에는 리테이너 링(193)의 저면을 마주하도록 감지홀(232')이 관통 형성될 수 있고, 상기 감지센서(300)는 감지홀(232')의 하부에 배치되도록 베이스부재(210')에 장착되어 감지홀(232')을 통해 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리를 감지할 수 있으며, 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리가 기설정된 설정거리보다 짧은 것으로 감지되면 로딩기판(10)이 멤브레인(192)에 로딩될 수 있다.
아울러, 전술한 실시예와 마찬가지로, 감지센서(300)를 보호하기 위한 보호캡(310), 및 리테이너 링(193)과 거치대(가동접촉부)가 비접촉되면 경보신호를 발생시키는 경보발생부(400)가 제공될 수 있다.
또한, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치로서, 캐리어 헤드와 기판 로딩 장치가 근접한 상태를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
거치대에서 로딩기판이 거치되는 거치면과 리테이너 링이 접촉되는 접촉부가 서로 다른 높이에 배치된 구조의 일 예로서, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 로딩 장치(200")는, 거치대 및 감지센서(300)를 포함하되, 상기 거치대는, 승강샤프트(220")에 의해 승강되는 베이스부재(210")와, 상기 베이스부재(210")의 상부에 상하 이동 가능하게 제공되며 로딩기판(10)이 거치되는 거치플레이트(230")와, 상기 베이스부재(210")에 대한 거치플레이트(230")의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(240")를 포함할 수 있다.
상기 거치플레이트(230")는 탄성부재(240")에 의해 탄성적으로 지지될 수 있는 바, 이와 같은 구조는, 상기 리테이너 링(193)과 거치플레이트(230")가 접촉되면, 베이스부재(210")에 대해 거치플레이트(230")가 탄성 이동하게 함으로써, 접촉에 의한 충격력이 감쇄될 수 있게 한다.
상기 거치플레이트(230")는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 거치플레이트(230")는 리테이너 링(193)의 원주 방향을 따라 이격되게 분리된 복수개로 제공될 수 있다. 다른 일 예로, 상기 거치플레이트(230")는 리테이너 링(193)의 원주 방향을 따라 링 형태로 제공될 수 있다.
상기 탄성부재(240")로서는 통상의 스프링부재가 사용될 수 있으며, 탄성부재(240")에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 스프링부재 대신 공압 또는 유압을 이용하여 리테이너 링과 거치플레이트가 접촉됨에 따른 충격력을 감쇄시킬 수 있다.
또한, 상기 거치플레이트(230")에는 리테이너 링(193)이 접촉되는 접촉부(미도시)와, 로딩기판(10)이 거치되는 거치면(미도시)이 서로 다른 높이 상대 배치된다. 보다 구체적으로 접촉부는 거치면의 상부에 배치된다.
아울러, 상기 접촉부에는 리테이너 링(193)의 외주면이 접촉되며 리테이너 링(193)을 정해진 위치로 안내하는 안내 격벽과, 상기 리테이너 링(193)의 저면이 접촉하는 접촉면이 형성될 수 있다. 이와 같은 구조는, 거치대(210)에 거치되어 있는 로딩기판(10)과 캐리어 헤드(100)의 멤브레인(192) 바닥판의 상대 위치가 예정된 위치로 정확하게 수평 방향으로 정렬된 상태에서 로딩기판(10)이 캐리어 헤드(100)에 로딩될 수 있게 한다. 따라서, 로딩기판(10)의 로딩 과정에서 로딩기판(10)과 캐리어 헤드(100)의 위치 정렬 오류에 의하여 로딩기판(10)이 잘못된 위치에 로딩되거나 리테이너 링(193)과의 접촉에 의하여 로딩기판(10)의 가장자리가 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 거치플레이트(230")에는 리테이너 링(193)의 저면을 마주하도록 감지홀(232")이 관통 형성될 수 있고, 상기 감지센서(300)는 감지홀(232")의 하부에 배치되도록 베이스부재(210")에 장착되어 감지홀(232")을 통해 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리를 감지할 수 있으며, 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리가 기설정된 설정거리보다 짧은 것으로 감지되면 로딩기판(10)이 멤브레인(192)에 로딩될 수 있다.
아울러, 전술한 실시예와 마찬가지로, 감지센서(300)를 보호하기 위한 보호캡(310), 및 리테이너 링(193)과 거치대(거치플레이트)가 비접촉되면 경보신호를 발생시키는 경보발생부(400)가 제공될 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법을 설명하기 위한 블록도이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법은, 멤브레인(192) 및 멤브레인(192)의 둘레에 배치되는 리테이너 링(193)을 포함하는 캐리어 헤드(100)를 이용하여 거치대(210)에 거치된 로딩기판(10)을 로딩하는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법은, 상기 거치대(210)를 캐리어 헤드(100)에 인접하게 상향 이동시키는 이동단계(S10)와; 상기 리테이너 링(193)과 거치대(210)의 접촉 여부를 감지하는 감지단계(S20)와; 상기 감지단계에서 감지된 결과에 따라 캐리어 헤드(100) 측으로의 로딩기판(10)의 로딩 여부를 제어하는 제어단계(S30)를; 포함한다.
단계 1-1:
먼저, 상기 거치대(210)를 캐리어 헤드(100)에 인접하게 상향 이동시킨다.(S10)
상기 이동단계(S10)에서는 거치대(210)가 기설정된 높이로 상향 이동될 수 있다. 바람직하게 이동단계(S10)에서는 거치대(210)의 상면에 거치된 기판(10)에 캐리어 헤드(100)에 의한 흡입압이 작용할 수 있는 높이까지 거치대(210)가 상향 이동될 수 있다.
실질적으로 상기 리테이너 링(193)은 자중에 의해 하방으로 처진 상태로 거치대(210)의 상부에 배치되기 때문에, 거치대(210)의 상향 이동시에는 거치대(210)가 리테이너 링(193)에 최초 접촉한 이후, 리테이너 링(193)의 처짐 거리만큼 거치대(210)가 추가적으로 상향 이동할 수 있다.
상기 이동단계(S10)에서 거치대(210)의 이동 거리(높이)는 구동부(MH)를 제어하여 제어될 수 있다.
단계 1-2:
다음, 상기 리테이너 링(193)과 거치대(210)의 접촉 여부를 감지한다.(S20)
상기 감지단계(S20)에서 리테이너 링(193)과 거치대(210)의 접촉 여부는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 감지될 수 있다. 일 예로, 상기 거치대(210)의 상면에는 로딩기판(10)이 거치되는 거치면과 리테이너 링(193)이 접촉되는 링접촉부(213)가 형성될 수 있고, 상기 링접촉부(213)는 거치면보다 낮은 높이를 갖도록 형성될 수 있는 바, 상기 링접촉부(213)에는 리테이너 링(193)의 저면을 마주하도록 감지홀(212)이 관통 형성될 수 있고, 상기 감지단계에서는 감지홀(212)의 하부에 제공되는 감지센서(300)를 이용하여 감지홀(212)을 통해 리테이너 링(193)과 거치대(210) 간의 접촉을 감지할 수 있다.(도 3 및 도 4 참조)
상기 감지센서(300)로서는 감지홀(212)의 통해 거치대(210)와 캐리어 헤드(100) 사이의 거리를 감지할 수 있는 다양한 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 감지센서(300)로서는 피대상체가 접근하는 경우 감지신호를 발생하는 통상의 근접센서가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 감지센서(300)는 감지홀(212)의 상단(링접촉부의 상면)에 리테이너 링(193)의 저면이 접촉하면, 리테이너 링(193)이 거치대(210)에 접촉된 것으로 감지할 수 있고, 리테이너 링(193)의 저면과 감지센서(300)의 사이 거리가 감지홀(212)의 깊이(높이)보다 크면(감지홀의 상단에 리테이너 링의 저면이 접촉하지 않은 경우) 리테이너 링(193)이 거치대(210)에 비접촉된 것으로 감지할 수 있다.
단계 1-3:
다음, 상기 감지단계에서 감지된 결과에 따라 캐리어 헤드(100) 측으로의 로딩기판(10)의 로딩 여부를 제어한다.(S30)
보다 구체적으로서, 상기 감지단계(S20)에서 리테이너 링(193)과 거치대(210)가 접촉된 것으로 감지되면, 상기 제어단계에서는 로딩기판(10)을 멤브레인(192)에 로딩(S32)시킬 수 있다. 여기서, 상기 로딩기판(10)이 캐리어 헤드(100)에 로딩된다 함은, 캐리어 헤드(100)에 흡입압이 작용되어 로딩기판(10)이 캐리어 헤드(100)의 멤브레인(192)에 밀착되는 것으로 이해될 수 있다.
반대로, 상기 감지단계(S20)에서 리테이너 링(193)과 거치대(210)가 비접촉된 것으로 감지되면, 상기 제어단계에서는 로딩기판(10)의 로딩이 정지(S34)될 수 있다.
또한, 상기 감지단계(S20)에서 리테이너 링(193)과 거치대(210)가 비접촉된 것으로 감지되면, 경보신호를 발생시키는 경보발생단계(S42)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 사용자에게 리테이너 링과 거치대가 비접촉 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다. 반면, 감지단계(S20)에서 의해 리테이너 링(193)과 거치대(210)가 접촉된 것으로 감지되면, 별도의 경보신호 없이 로딩기판(10)의 로딩 공정이 수행될 수 있다.
또한, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법을 설명하기 위한 블록도이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 10을 참조하면, 멤브레인(192) 및 멤브레인(192)의 둘레에 배치되는 리테이너 링(193)을 포함하는 캐리어 헤드(100)를 이용하여 거치대(210)에 거치된 로딩기판(10)을 로딩하는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치의 제어방법은, 상기 거치대(210)를 캐리어 헤드(100)에 인접하게 상향 이동시키는 이동단계(S10)와; 상기 거치대(210)에서 상기 리테이너 링(193)의 저면까지의 센싱거리를 감지하는 감지단계(S20)와; 상기 감지단계에서 감지된 결과에 따라 캐리어 헤드(100) 측으로의 로딩기판(10)의 로딩 여부를 제어하는 제어단계(S30)를; 포함한다.
단계 2-1:
먼저, 상기 거치대(210)를 캐리어 헤드(100)에 인접하게 상향 이동시킨다.(S10)
상기 이동단계(S10)에서는 거치대(210)가 기설정된 높이로 상향 이동될 수 있다. 바람직하게 이동단계(S10)에서는 거치대(210)의 상면에 거치된 기판(10)에 캐리어 헤드(100)에 의한 흡입압이 작용할 수 있는 높이까지 거치대(210)가 상향 이동될 수 있다.
실질적으로 상기 리테이너 링(193)은 자중에 의해 하방으로 처진 상태로 거치대(210)의 상부에 배치되기 때문에, 거치대(210)의 상향 이동시에는 거치대(210)가 리테이너 링(193)에 최초 접촉한 이후, 리테이너 링(193)의 처짐 거리만큼 거치대(210)가 추가적으로 상향 이동할 수 있다.
상기 이동단계(S10)에서 거치대(210)의 이동 거리(높이)는 구동부(MH)를 제어하여 제어될 수 있다.
단계 2-2:
다음, 상기 거치대(210)에서 리테이너 링(193)의 저면까지의 센싱거리를 감지한다.(S20)
상기 감지단계(S20)에서 거치대(210)에서 리테이너 링(193)의 저면까지의 센싱거리(감지센서와 리테이너 링의 저면 사이 거리)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 감지될 수 있다. 일 예로, 상기 거치대(210)에는 리테이너 링(193)의 저면을 마주하도록 감지홀(212)이 관통 형성될 수 있고, 상기 감지단계에서는 감지홀(212)의 하부에 제공되는 감지센서(300)를 이용하여 감지홀(212)을 통해 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리를 감지할 수 있다.
상기 감지센서(300)로서는 감지홀(212)의 통해 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리를 감지할 수 있는 다양한 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 감지센서(300)로서는 근접센서가 사용될 수 있다.
아울러, 상기 거치대(210)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 가령, 거치대에서 로딩기판이 거치되는 거치면과 리테이너 링(193)이 접촉되는 접촉부는 일체로 형성되거나 분리된 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 거치대는, 승강샤프트(220')에 의해 승강되며 로딩기판(10)이 거치되는 베이스부재(210')와, 상기 베이스부재(210')의 외측에 상하 이동 가능하게 제공되며 리테이너 링(193)이 접촉되는 가동접촉부(230')와, 상기 가동접촉부(230')의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(240')를 포함하고, 상기 가동접촉부(230')에는 리테이너 링(193)의 저면을 마주하도록 감지홀(232')이 관통 형성되되, 상기 감지단계에서는, 상기 감지홀(232')의 하부에 배치되도록 베이스부재(210')에 장착되는 감지센서(300)를 이용하여 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리를 감지할 수 있다.(도 5 및 도 6 참조)
다른 일 예로, 상기 거치대는, 승강샤프트(220")에 의해 승강되는 베이스부재(210")와; 상기 베이스부재(210")의 상부에 상하 이동 가능하게 제공되며 로딩기판(10)이 거치되는 거치플레이트(230")와; 상기 베이스부재(210")에 대한 거치플레이트(230")의 상하 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(240")를 포함하고, 상기 거치플레이트(230")에는 리테이너 링(193)의 저면을 마주하도록 감지홀(232")이 관통 형성되되, 상기 감지단계에서는, 상기 감지홀(232")의 하부에 배치되도록 베이스부재(210")에 장착되는 감지센서(300)를 이용하여 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리를 감지할 수 있다.(도 7 및 도 8 참조)
단계 2-3:
다음, 상기 감지단계에서 감지된 결과에 따라 캐리어 헤드(100) 측으로의 로딩기판(10)의 로딩 여부를 제어한다.(S30)
보다 구체적으로서, 상기 감지단계(S20)에서 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리가 기설정된 설정거리보다 짧은 것으로 감지되면, 상기 제어단계에서는 로딩기판(10)을 멤브레인(192)에 로딩(S32)시킬 수 있다. 여기서, 상기 로딩기판(10)이 캐리어 헤드(100)에 로딩된다 함은, 캐리어 헤드(100)에 흡입압이 작용되어 로딩기판(10)이 캐리어 헤드(100)의 멤브레인(192)에 밀착되는 것으로 이해될 수 있다.
반대로, 상기 감지단계(S20)에서 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리가 기설정된 설정거리보다 큰 것으로 감지되면, 상기 제어단계에서는 로딩기판(10)의 로딩이 정지(S34)될 수 있다.
또한, 상기 감지단계(S20)에서 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리가 기설정된 설정거리보다 큰 것으로 감지되면, 경보신호를 발생시키는 경보발생단계(S42)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 사용자에게 리테이너 링과 거치대가 비접촉 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다. 반면, 감지단계(S20)에서 감지센서(300)와 리테이너 링(193)의 저면 사이의 센싱거리가 기설정된 설정거리보다 짧은 것으로 감지되면, 별도의 경보신호 없이 로딩기판(10)의 로딩 공정이 수행될 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.
10 : 기판 100 : 캐리어 헤드
192 : 멤브레인 193 : 리테이너 링
200 : 기판 로딩 장치 210 : 거치대
212 : 감지홀 220 : 승강샤프트
300 : 감지센서 310 : 보호캡
400 : 경보발생부

Claims (29)

  1. 멤브레인 및 상기 멤브레인의 둘레에 배치되는 리테이너 링을 포함하는 캐리어 헤드에 로딩기판을 로딩하기 위한 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치에 있어서,
    상기 로딩기판이 거치되는 거치면과, 상기 거치면에 비하여 낮은 높이를 갖고 상기 거치면의 둘레에 형성된 링접촉부를 구비하고, 승강 가능하게 제공되는 거치대와;
    상기 리테이너 링과 상기 거치대 간의 접촉을 감지하는 감지센서를; 포함하고, 상기 감지센서에 의해 상기 리테이너 링과 상기 링접촉부가 접촉된 것으로 감지되면, 상기 캐리어 헤드의 압력 조절에 의해 상기 로딩기판을 상기 캐리어 헤드에 로딩시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 링접촉부에는 상기 리테이너 링의 저면을 마주하도록 감지홀이 관통 형성되고,
    상기 감지센서는 상기 감지홀의 하부에 제공되어 상기 감지홀을 통해 상기 리테이너 링과 상기 거치대 간의 접촉을 감지하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 시스템의 기판 로딩 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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