KR102490812B1 - Polishing head and substrate polishing apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
연마헤드와 이를 구비하는 기판 연마 장치가 개시된다. 기판 연마 장치의 연마헤드는, 연마헤드의 이동 방향을 따라서 일렬로 배치되는 복수의 하우징 및 상기 복수의 하우징에서 기판에 대향되는 하면에 각각 구비되는 복수의 연마패드를 포함하여 구성된다.A polishing head and a substrate polishing apparatus having the polishing head are disclosed. The polishing head of the substrate polishing apparatus includes a plurality of housings disposed in a line along the moving direction of the polishing head and a plurality of polishing pads respectively provided on a lower surface of the plurality of housings facing the substrate.
Description
아래의 실시 예는 복수의 연마패드를 구비하는 연마헤드를 구비하는 기판 연마 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a substrate polishing apparatus having a polishing head having a plurality of polishing pads.
반도체소자의 제조에는, 연마와 버핑(buffing) 및 세정을 포함하는 CMP(chemical mechanical polishing) 작업이 필요하다. 반도체 소자는, 다층 구조의 형태로 되어 있으며, 기판층에는 확산영역을 갖춘 트랜지스터 소자가 형성된다. 기판층에서, 연결금속선이 패턴화되고 기능성 소자를 형성하는 트랜지스터 소자에 전기적으로 연결된다. 공지된 바와 같이, 패턴화된 전도층은 이산화규소와 같은 절연재로 다른 전도층과 절연된다. 더 많은 금속층과 이에 연관된 절연층이 형성되므로, 절연재를 편평하게 할 필요성이 증가한다. 편평화가 되지 않으면, 표면형태에서의 많은 변동 때문에 추가적인 금속층의 제조가 실질적으로 더욱 어려워진다. 또한, 금속선 패턴은 절연재로 형성되며, 기판 연마 작업을 통해 과잉금속물을 제거하게 된다.In the manufacture of semiconductor devices, chemical mechanical polishing (CMP) operations including polishing, buffing, and cleaning are required. The semiconductor element is in the form of a multilayer structure, and a transistor element having a diffusion region is formed in a substrate layer. In the substrate layer, connecting metal lines are patterned and electrically connected to transistor elements forming functional elements. As is known, the patterned conductive layer is insulated from other conductive layers with an insulating material such as silicon dioxide. As more metal layers and associated insulating layers are formed, the need to flatten the insulating material increases. Without flattening, the fabrication of additional metal layers becomes substantially more difficult because of the large variation in surface morphology. In addition, the metal line pattern is formed of an insulating material, and excess metal is removed through a substrate polishing operation.
기존의 기판 연마 장치는 기판의 일면 또는 양면을 연마와 버핑 및 세정하기 위한 구성요소로서, 벨트, 연마패드 또는 브러시를 포함하는 기계적 연마부재를 구비하고, 슬러리 용액 내의 화학적 성분에 의해서 연마 작업을 촉진 및 강화시키게 된다.A conventional substrate polishing device is a component for polishing, buffing, and cleaning one or both sides of a substrate, and includes a mechanical polishing member including a belt, polishing pad, or brush, and promotes polishing by chemical components in a slurry solution and strengthened.
한편, 일반적으로 기판 연마 장치는, 연마 정반(platen)에 부착된 연마패드와 캐리어 헤드에 장착된 기판 사이에 연마입자가 포함된 슬러리를 공급하면서, 동일한 방향으로 회전시킴에 따라 연마패드와 기판 사이의 상대 회전속도에 의해서 기판 표면이 평탄화되어 연마가 이루어진다.On the other hand, in general, a substrate polishing apparatus supplies a slurry containing abrasive particles between a polishing pad attached to a polishing platen and a substrate mounted on a carrier head, and rotates the slurry in the same direction to move the surface between the polishing pad and the substrate. By the relative rotational speed of the substrate surface is flattened and polishing is performed.
기판의 면적이 점차 대면적이 되고 있는데, 대면적 기판의 연마 시 연마 균일도를 맞추기 위해서는 기판 캐리어를 여러 영역으로 분할하고 가요성 필름을 구비하여, 각 영역마다 다른 압력을 인가함으로써 연마량을 제어하는 방식이 알려져 있다. 그런데, 이와 같이 기판 캐리어를 분할하더라도 기판의 연마 균일도를 일정하게 유지하고 제어하는 데에 한계가 있으므로 새로운 방식의 연마량 제어가 필요하다.The area of the substrate is gradually becoming larger, and in order to match the polishing uniformity during polishing of the large-area substrate, the substrate carrier is divided into several areas and a flexible film is provided to control the amount of polishing by applying different pressures to each area. method is known. However, even if the substrate carrier is divided in this way, there is a limit to constantly maintaining and controlling the uniformity of polishing of the substrate, so a new method of controlling the amount of polishing is required.
한편, 기판의 크기가 대면적화 됨에 따라 기판을 균일하게 연마하기 위해서는 다양한 형태의 연마패드 또는 연마헤드가 사용되고 있다. 그런데 연마패드를 대형화하는 것만으로는 대면적의 기판을 균일하게 연마하는 것이 용이하지 않다. 더불어, 연마패드의 크기가 대면적화 되는 경우, 연마패드 내에서도 위치에 따라 연마 균일도가 달라지는 문제가 발생할 수 있다.Meanwhile, as the size of the substrate increases, various types of polishing pads or polishing heads are used to uniformly polish the substrate. However, it is not easy to uniformly polish a large-area substrate only by enlarging the polishing pad. In addition, when the size of the polishing pad increases in size, a problem in that the polishing uniformity may vary depending on the position within the polishing pad may occur.
그리고 기존의 기판 연마 장치에서는 연마헤드가 갠트리에 의해서 전후/좌우로 이동하면서 기판을 연마하게 되는데, 갠트리를 지지하는 구조에는 한계가 있으며, 그로 인해 진동 및 외력에 취약한 부분이 발생할 수 있다.In addition, in the existing substrate polishing apparatus, the polishing head polishes the substrate while moving back and forth/left and right by the gantry, but the structure supporting the gantry has limitations, and as a result, a portion vulnerable to vibration and external force may occur.
실시 예들에 따르면, 기판을 균일하게 연마할 수 있도록 복수의 연마패드를 구비하는 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치를 제공한다.According to embodiments, a polishing head having a plurality of polishing pads to uniformly polish a substrate and a substrate polishing apparatus including the polishing head are provided.
실시 예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks to be solved in the embodiments are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 실시 예들에 따르면, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 연마패드를 이동 궤적을 따라서 일렬로 배치하여 지그재그 이동 및 자전시킴으로써 기판의 전 면적에 대해서 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 가장 후미에 배치되는 연마패드를 이동 궤적에 대해서 스윙 이동을 함으로써, 기판의 연마율을 향상시킬 수 있다.According to embodiments for achieving the above-described problem to be solved, a plurality of polishing pads having different sizes are arranged in a line along a moving trajectory, and the entire area of the substrate can be uniformly polished by zigzag movement and rotation. . In addition, the polishing rate of the substrate can be improved by swinging the polishing pad disposed at the rearmost position with respect to the movement trajectory.
또한, 연마헤드는 이동 궤적을 형성하는 레일 상에서 슬라이드 이동함으로써 연마헤드의 이송을 위한 구성이 간단하고, 장비 전체의 크기와 무게를 줄일 수 있다.In addition, since the polishing head slides on a rail forming a moving trajectory, the structure for transporting the polishing head is simple, and the size and weight of the entire equipment can be reduced.
이상에서 본 바와 같이, 실시 예들에 따르면, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 연마패드를 일렬로 배치되어 기판을 연마하므로 기판의 연마 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한, 기판의 가장자리 부분에 대해서도 균일하게 연마할 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiments, since a plurality of polishing pads having different sizes are arranged in a row to polish a substrate, polishing uniformity of the substrate can be improved. Also, the edge portion of the substrate can be uniformly polished.
또한, 연마헤드의 지지 및 이송 구조가 진동이나 외력에 강한 구조를 가지므로, 기판의 연마 시 문제 발생을 방지할 수 있다.In addition, since the support and transfer structure of the polishing head has a structure that is resistant to vibration or external force, it is possible to prevent problems during substrate polishing.
일 실시 예에 따른 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the polishing head and the substrate polishing apparatus having the polishing head according to an embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 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 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 연마 장치의 측면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 연마헤드의 평면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 트랙 이송부의 평면도이다.The following drawings attached to this specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical idea of the present invention, the present invention is limited to those described in the drawings. It should not be construed as limiting.
1 is a perspective view of a substrate polishing apparatus according to an embodiment.
2 is a side view of the substrate polishing apparatus of FIG. 1;
3 is a plan view of a polishing head according to an embodiment.
4 is a plan view of a track transfer unit according to an embodiment.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 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. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiment, the detailed description will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the embodiment. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 실시 예들에 따른 복수의 연마패드(121)를 구비하는 연마헤드(12)와 이를 구비하는 기판 연마 장치(10)에 대해서 설명한다.Hereinafter, a
참고적으로, 도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(10)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 기판 연마 장치(10)의 측면도이다. 그리고 도 3은 일 실시 예에 따른 연마헤드(12)의 구성을 설명하기 위한 평면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 트랙 이송부(123)의 평면도이다.For reference, FIG. 1 is a plan view of a substrate polishing apparatus 10 according to an exemplary embodiment, and FIG. 2 is a side view of the substrate polishing apparatus 10 of FIG. 1 . 3 is a plan view for explaining the configuration of the
도면을 참조하면, 기판 연마 장치(10)는, 기판(1)을 지지하는 기판 캐리어(11), 연마패드(121)가 구비되는 연마헤드(12), 기판(1)을 이송하는 기판 이송부(13) 및 기판(1)을 지지하는 기판 지지부(14)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, a substrate polishing apparatus 10 includes a
기판(1)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글라스를 포함하는 투명 기판일 수 있다. 그러나 기판(1)이 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 반도체 장치(semiconductor device) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 또한, 도면에서는 기판(1)이 사각형 형상을 갖는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 기판(1)의 형상 및 크기 등이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The
기판 캐리어(11)는 기판(1)의 피연마면이 상부를 향하도록 기판(1)이 안착된다. 예를 들어, 기판 캐리어(11)는 기판(1)보다 큰 크기를 갖는 사각형 형상을 갖는다. 여기서, 기판 캐리어(11)의 크기 및 두께는 일 예시에 불과하며, 기판 캐리어(11)의 형상 및 크기 등이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.In the
기판 캐리어(11)는 기판(1)이 안착, 장착, 파지 및/또는 고정하기 위한 다양한 구조가 형성될 수 있다. 일 예로, 기판 캐리어(11)는 표면에 기판(1)이 안착되는 소정 깊이의 홈이 형성될 수 있다. 또는, 기판 캐리어(11)는 기판(1)에 진공 또는 흡입력을 제공하여 기판(1)을 파지하는 흡착 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(11)는 표면 또는 기판(1)이 안착되는 홈 내부에 기판(1)에 흡입력 또는 진공을 제공하기 위한 홀이나 슬릿 등의 구조가 형성될 수 있다. 또는 기판 캐리어(11)는 기판(1)이 안착되는 면에 기판(1)이 미끄러지지 않도록 마찰력이 발생되는 구조가 형성되거나, 미끄러짐을 방지하는 별도의 흡착 패드 등이 구비될 수 있다. 또는, 기판 캐리어(11)는 기판(1)의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조가 형성되는 것도 가능하다. 여기서, 기판 캐리어(11)는 상술한 구조 중 2개 이상이 조합된 구성을 갖거나, 상술한 구조 이외에도 기판(1)을 파지 또는 고정하기 위한 다양한 형태를 가질 수 있다.The
기판 이송부(13)는 기판(1)이 안착된 기판 캐리어(11)를 일 방향(예를 들어, 도면 상에서 x축 방향)을 따라 이송하며, 복수의 기판(1)을 연속적으로 이송할 수 있는 컨베이어 또는 벨트 형태를 갖는다.The
기판 이송부(13)는 2개의 구동 롤러(131, 132)의 외주면에 감긴 이송 부재(130)로 이루어지며, 한 쌍의 구동 롤러(131, 132)에 의해서 이송 부재(130)가 연속적으로 회전함에 따라 복수의 기판 캐리어(11)가 연속적으로 이송된다. 기판 이송부(13)는 적어도 하나 이상, 바람직하게는 복수의 기판 캐리어(11)가 순차적으로 탑재되어 이송될 수 있는 크기로 형성된다.The
이송 부재(130)는 기판 캐리어(11)가 안착되어서 미끄러지지 않는 재질로 형성된다. 또는 이송 부재(130) 표면에 기판 캐리어(11)가 미끄러지지 않도록 마찰력을 발생시키는 구조 또는 별도의 마찰 패드(또는 시트)가 구비될 수 있다. 또는 이송 부재(130)는 표면에 기판 캐리어(11)가 삽입되도록 소정 크기와 깊이의 홈이 형성될 수도 있다. 또는, 이송 부재(130)는 기판 캐리어(11)의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조가 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 이송 부재(130)에는 기판 캐리어(11)를 지지하기 위한 상술한 형태들 중 2개 이상의 복수의 구조가 조합된 구성을 가질 수 있으며, 상술한 형태 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있다The
또한, 기판 이송부(13)는 이송되는 기판(1)이 연마헤드(12)와 수평으로 접촉될 수 있도록 지표면 또는 연마헤드(12)에 대해서 수평으로 기판 캐리어(11)를 이송하는 소정 길이의 수평 이송 구간이 형성된다. 즉, 기판 이송부(13)는 한 쌍의 구동 롤러(131, 132) 사이의 구간에서는 이송 부재(130)가 수평으로 형성되는, 측면에서 보았을 때 타원 형상의 궤도를 가질 수 있다.In addition, the
실시 예에 따르면, 기판 이송부(13)는 폐루프의 컨베이어 또는 벨트 형태를 갖고, 기판 이송부(13)의 궤도 시작 부분에서 기판 캐리어(11)가 이송 부재(130)에 탑재되는 것으로 기판(1)의 로딩이 이루어지고, 궤도 끝에서는 이송 부재(130)의 회전에 의해 기판 캐리어(11)가 이송 부재(130)와 분리되면서 기판(1)의 언로딩이 이루어지므로, 기판(1)의 로딩/언로딩이 간단하고 효율적이다. 또한, 기판(1)의 로딩/언로딩으로 인해 발생하는 랙 타임(lag time)을 단축시킴으로써 스루풋(through)을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the
한편, 상술한 실시예와는 달리, 기판 캐리어(11)가 생략되고, 기판 이송부(13)에 기판(1)이 직접 안착되어서 이송되는 것도 가능하다. 이 경우, 이송 부재(130)에 기판(1)이 안착되는 구조가 형성될 수 있다. 예를 들어, 이송 부재(130)가 기판(1)이 미끄러지지 않도록 소정 크기의 마찰이 발생하는 재질로 형성되거나, 이송 부재(130)의 표면에 기판(1)이 미끄러지지 않도록 마찰력을 발생시키는 구조 또는 별도의 마찰 패드(또는 시트)가 구비될 수 있다. 또는 이송 부재(130)의 표면에 기판(1)이 삽입되는 소정 크기와 깊이의 홈이 형성되거나, 또는, 기판(1)의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조가 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 기판 이송부(13)는 상술한 기판(1)을 지지할 수 있는 형태들 중 2개 이상의 복수의 구조가 조합된 구성을 가질 수 있으며, 상술한 형태들 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있다.Meanwhile, unlike the above-described embodiment, the
기판 지지부(14)는 기판 이송부(13)의 하부에 구비되며, 이송 부재(130)를 사이에 두고 기판 캐리어(11)의 이면을 지지하도록 구비된다.The
기판 지지부(14)는 내부가 복수의 영역으로 구획되어서 기판(1)의 위치에 따라 서로 다른 압력으로 지지할 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 기판 지지부(14)는 기판(1) 또는 기판 캐리어(11)를 안정적으로 지지할 수 있도록 기판(1) 또는 기판 캐리어(11)와 유사한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 기판 지지부(14)는 이송 부재(130)의 폭 방향(y축 방향)과 같거나 더 큰 크기로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 기판 지지부(14)는 기판(1)을 지지할 수 있는 실질적으로 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 기판 지지부(14)는 기판 캐리어(11)에 대응되는 크기로 형성되거나 기판 캐리어(11)보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 또한, 기판 지지부(14)는 1개가 구비되거나, 복수개가 구비될 수 있다.The
한편, 상술한 실시 예에서는 기판 지지부(14)는 연마헤드(12)에 대응되는 위치에 고정 구비된다. 이와는 달리, 기판 지지부(14)는 기판(1)의 이동 방향을 따라서 이동하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(11)가 기판 이송부(13)에 탑재되는 제1 위치와, 기판 캐리어(11)가 기판 이송부(13)에서 이탈되는 제2 위치 사이에서 기판 지지부(14)가 왕복 이동하도록 구비되어서, 기판 지지부(14)는 제1 위치에서 기판 캐리어(1)를 지지한 상태로 제2 위치까지 왕복 이동 할 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, the
연마헤드(12)는 기판(1) 상부에 구비되며, 기판(1)과 마주보는 하면에 기판(1)의 연마를 위한 연마패드(121)가 구비된다. 또한, 연마패드(121)는 복수의 패드(211, 212, 213) 및, 각각의 패드(211, 212, 213)를 지지하는 하우징(122)을 포함하여 구성된다.The polishing
여기서, 도면에서는 연마패드(121)가 3개의 패드(211, 212, 213)로 구성된 것을 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 연마패드(121)는 2개 이상의 복수의 패드라면, 그 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 각 복수의 패드(211, 212, 213)가 각각 복수개씩 구비될 수 있다. 예를 들어, 제일 선두에 구비되는 선두 패드(211)는 1개가 구비되고, 나머지 중간 패드(212) 및 후미 패드(213)는 각각 복수개의 패드들로 이루어질 수 있다. 그리고 복수의 패드(211, 212, 213)의 크기 및 비율은 도면에 의해 한정되지 않는다.Here, although the drawing illustrates that the
연마헤드(12)는 복수의 패드(211, 212, 213)가 일렬로 배치되며, 또한, 복수의 패드(211, 212, 213)는 그 중심이 동일 선상에 배치된다.In the polishing
한편, 도면에서는 복수의 패드(211, 212, 213)의 중심의 이동 경로를 이동 궤적(120)의 선으로서 표시하였다. 그러나, 실질적으로 패드(211, 212, 213)의 이동 궤적(120)은 패드(211, 212, 213)의 전체 면에 따른 궤적으로 이루어지는 면적도 포함한다 할 것이다. 즉, 궤적이 겹쳐진다 함은 이동 궤적(120)을 따라 이동한 패드(211, 212, 213)의 궤적 면적의 적어도 일부가 겹치는 것을 의미한다.On the other hand, in the drawing, the movement path of the center of the plurality of
연마헤드(12)는 복수의 패드(211, 212, 213)가 트랙 이송부(123)를 따라 직선으로 이동하면서 자전함에 따라 기판(1)을 연마한다. 여기서, 연마패드(121)의 자전이라 함은, 기판(1) 표면에 평행하고 그 중심을 지나는 회전축(z축 방향)을 중심으로 하는 원 궤도(circular orbit) 회전 또는 타원 궤도(elliptic orbit) 회전일 수 있다.The polishing
복수의 패드(211, 212, 213)는 크기에 따라 배치되며, 제일 선두에 구비되는 선두 패드(211)가 가장 큰 크기를 갖고, 이동 궤적(120)을 따라 순서대로 크기가 점차 작은 패드가 배치된다. 이와 같이, 복수의 패드(211, 212, 213)들이 순차적으로 기판(1)을 연마함에 따라, 기판(1)의 연마 속도를 증가시키고, 연마 시간을 단축시킬 수 있다.The plurality of
또한, 복수의 패드(211, 212, 213)는 그 재질이 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제일 선두에 구비되는 선두 패드(211)의 표면 거칠기가 제일 크고, 제일 후미에 구비되는 후미 패드(213)는 그 표면 거칠기가 가장 작게 형성될 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 선두 패드(211)는 표면 거칠기가 크기 때문에 기판(1)을 러프하게 연마하되, 선두 패드(211)의 크기가 크기 때문에 빠르게 연마할 수 있다. 그리고 순차적으로 표면 거칠기가 작고 크기가 작은 패드(212, 213)들이 이동하면서 선두 패드(211)에서 러프하게 연마한 부분을 보다 정밀하게 연마하게 된다. 이와 같이 순차적으로 기판(1)을 연마함에 따라 기판(1)을 보다 균일하게 정밀도 높게 연마할 수 있을 뿐만 아니라 연마 시간을 단축시킬 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 선두 패드(211)의 표면 거칠기만 다르게 형성하거나, 후미 패드(213)의 표면 거칠기만 다르게 형성할 수도 있다.Also, the plurality of
또한, 복수의 패드(211, 212, 213)는 그 자전 속도(r1, r2, r3)가 서로 다르게 회전될 수 있다. 예를 들어, 제일 선두에 구비되는 선두 패드(211)가 가장 느리고, 제일 후미에 구비되는 후미 패드(213)가 가장 빠르게 회전할 수 있다. 복수의 패드(211, 212, 213)의 자전 속도를 다르게 하는 경우에도, 선두 패드(211)에서 천천히 회전하면서 기판(1)을 연마하고, 후미 패드(213)에서는 빠르게 회전하면서 기판(1)을 정밀하게 연마할 수 있다. 이와 같이 순차적으로 기판(1)을 연마함에 따라 기판(1)을 보다 균일하게 정밀도 높게 연마할 수 있을 뿐만 아니라 연마 시간을 단축시킬 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 선두 패드(211)가 빠르고 후미 패드(213)가 가장 느리게 회전할 수도 있다. 또한, 전체 패드(211, 212, 213)의 회전 속도가 모두 다르게 회전하는 것이 아니라, 일부 패드의 회전 속도만 다르게 회전하도록 구성될 수도 있다.Also, the plurality of
한편, 후미 패드(213)는 이동 궤적(120)에 대해서 일정 각도 범위 내에서 스윙 이동(v3)을 하도록 형성된다. 즉, 후미 패드(213)는 자전하면서 이동 궤적(120)에 대해서 소정 범위 내에서 스윙 이동(v3)하므로, 이동 궤적(120) 상의 영역뿐만 아니라 이동 궤적(120) 양측의 소정 범위 내에서의 영역에 대해서 정밀하게 연마하게 된다. 예를 들어, 후미 패드(213)의 스윙 이동(v3)은 선두 패드(211)의 직경 범위와 같거나 더 크게 형성될 수 있다.Meanwhile, the
하우징(122)은 각각의 패드(211, 212, 213)를 독립적으로 지지하며, 독립적으로 자전하도록 구비된다.The
복수의 하우징(221, 222, 223)의 상부에는 연마헤드(12)의 이송을 위한 트랙 이송부(123)가 구비된다. 트랙 이송부(123)는 기판(1) 상부에 구비되며, 레일(124)과 복수의 하우징(221, 222, 223)에 구비되는 복수의 이송 가이드(231, 232, 233)를 포함하여 구성된다.A
레일(124)은 연마헤드(12)의 이동 궤적(120)이 기판(1)의 전 면적을 포함할 수 있도록, 소정의 지그재그 형태로 형성된다. 예를 들어, 레일(124)은 기판(1)의 일측 모서리에서 대향되는 타측 모서리까지 지그재그 형태로 형성된다. 또한, 레일(124)은 적어도 선두 패드(211)의 이동 궤적(120)이 기판(1)의 전체 면적을 포함할 수 있도록 형성된다. 실시 예에 따르면, 선두 패드(211)의 궤적이 적어도 일부 중복되게 형성되므로, 기판(1)의 전체 면에 대해서 연마할 수 있으며, 누락되는 부분을 없도록 연마할 수 있다.The
또한, 레일(124)은 기판(1)의 외측까지 형성되어서 연마패드(121)가 기판(1)의 가장자리까지 연마할 수 있도록 기판(1) 외측까지 연마패드(121)가 이동 가능하게 형성된다. 이와 같이 레일(124)이 기판(1)의 외측까지 형성되므로, 연마패드(121)가 기판(1)의 가장자리까지 균일하게 연마할 수 있다.In addition, the
이송 가이드(231, 232, 233)는 복수의 하우징(221, 222, 223)에 각각 고정되며, 레일(124)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구비된다. 이송 가이드(231, 232, 233)는 복수의 하우징(221, 222, 223)에 개별적으로 구비되어서, 복수의 패드(211, 212, 213)를 독립적으로 자전시키고, 이동시킬 수 있다. 다만, 이와는 달리, 이송 가이드(231, 232, 233)는 복수의 하우징(221, 222, 223)을 하나로 연동하여 이동시킬 수 있도록 결합 또는 일체로 구비될 수 있다.The transfer guides 231 , 232 , and 233 are fixed to the plurality of
그리고 후미 패드(213)는 이동 궤적(120)에 대해서 일정 각도 범위 내에서 스윙 이동을 하도록 형성되므로, 후미 패드(213)에 구비되는 가이드(233)는 후미 패드(213)를 이동 궤적(120) 또는 레일(124)에 대해서 소정 범위 내에서 스윙 이동하도록 구비된다.And since the trailing
본 실시 예에 따르면, 연마헤드(12)는 복수의 연마패드(121)가 일렬 또는 순차적으로 이동하면서 기판(1)을 연마하며, 기판(1) 표면에서 지그재그 경로로 이동하면서 기판(1)을 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 연마헤드(12)는 서로 다른 크기 및/또는 서로 다른 재질로 형성되는 복수의 패드(211, 212, 213)로 이루어지며, 또한, 복수의 패드(211, 212, 213)가 서로 다른 속도로 자전하므로, 기판(1)의 위치에 따른 연마율을 조절하고 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 연마헤드(12)의 이동 궤적(120)이 기판(1)의 가장자리 외측까지 형성되므로, 기판(1)의 가장자리 부분까지 충분히 연마할 수 있다.According to the present embodiment, the polishing
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and 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 an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
1: 기판
10: 기판 연마 장치
11: 기판 캐리어
12: 연마헤드
120: 연마헤드의 이동 궤적
121: 연마패드
211: 선두 패드
212: 중간 패드
213: 후미 패드
122, 221, 222, 223: 하우징
123: 트랙 이송부
231, 232, 233: 이송 가이드
124: 레일
13: 기판 이송부
130: 이송 부재
131, 132: 구동 롤러
14: 기판 지지부
r1, r2, r3: 연마패드의 회전 속도
v: 후미 패드의 스윙 이동1: substrate
10: substrate polishing device
11: substrate carrier
12: polishing head
120: movement trajectory of the polishing head
121: polishing pad
211: leading pad
212: middle pad
213: rear pad
122, 221, 222, 223: housing
123: track transfer unit
231, 232, 233: transport guide
124: rail
13: substrate transfer unit
130: conveying member
131, 132: drive roller
14: substrate support
r1, r2, r3: rotational speed of polishing pad
v: Swing movement of the trailing pad
Claims (25)
연마헤드의 이동 방향을 따라서 일렬로 배치되는 복수의 하우징; 및
상기 복수의 하우징에서 기판에 대향되는 하면에 각각 구비되고, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 연마 패드;
를 포함하고,
상기 복수의 연마패드는 이동 궤적에 대해서 제일 선두에 구비되는 선두 패드의 크기가 가장 크고, 이동 궤적에 대해서 제일 후미에 구비되는 후미 패드가 상기 선두 패드의 직경 크기 이상의 범위를 일정 각도로 자전 및 스윙 이동 가능하게 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
In the polishing head for polishing a substrate in a substrate polishing apparatus,
A plurality of housings arranged in a line along the moving direction of the polishing head; and
a plurality of polishing pads each provided on a lower surface of the plurality of housings facing the substrate and having different sizes;
including,
In the plurality of polishing pads, the size of the front pad provided at the top of the movement trajectory is the largest, and the rear pad provided at the rear with respect to the movement trajectory rotates and swings at a certain angle in a range equal to or larger than the diameter of the front pad. A polishing head of a substrate polishing apparatus formed to be possible.
상기 복수의 연마패드는 상기 후미 패드가 다른 패드보다 작은 크기를 갖는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 1,
The polishing head of the substrate polishing apparatus of the plurality of polishing pads, wherein the rear pad has a smaller size than other pads.
상기 복수의 연마패드는 서로 다른 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 1,
The polishing head of the substrate polishing apparatus wherein the plurality of polishing pads are formed of different materials.
상기 복수의 연마패드는 상기 선두 패드가 다른 패드보다 표면 거칠기가 큰 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 6,
The polishing head of the substrate polishing apparatus of the plurality of polishing pads, wherein the leading pad is formed of a material having a larger surface roughness than other pads.
상기 복수의 연마패드는 상기 후미 패드가 다른 패드보다 표면 거칠기가 작은 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 6,
The polishing head of the substrate polishing apparatus of the plurality of polishing pads, wherein the rear pad is formed of a material having a smaller surface roughness than the other pads.
상기 복수의 연마패드는 자전 속도가 서로 다르게 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 1,
The polishing head of the substrate polishing apparatus in which the plurality of polishing pads are formed to have different rotation speeds.
상기 복수의 연마패드는 상기 후미 패드의 자전 속도가 가장 빠르게 회전하는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 9,
The polishing head of the substrate polishing apparatus of the plurality of polishing pads rotates at the fastest rotation speed of the rear pad.
상기 복수의 연마패드는 상기 선두 패드가 1개 구비되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 1,
The polishing head of the substrate polishing apparatus, wherein the plurality of polishing pads include one head pad.
상기 복수의 하우징은 상기 복수의 연마패드를 독립적으로 자전 가능하도록 지지하는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 1,
The polishing head of the substrate polishing apparatus, wherein the plurality of housings support the plurality of polishing pads to rotate independently.
상기 기판 이송부 내부에 구비되어서 상기 이송 부재에 대해서 상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 및
상기 기판 이송부 상부에 구비되고, 서로 다른 크기를 가지며 일렬로 배치되어서 상기 기판을 연마하는 복수의 연마패드를 구비하는 연마헤드;
를 포함하고,
상기 복수의 연마패드는 이동 궤적에 대해서 제일 선두에 구비되는 선두 패드의 크기가 가장 크고, 이동 궤적에 대해서 제일 후미에 구비되는 후미 패드가 상기 선두 패드의 직경 크기 이상의 범위를 일정 각도로 자전 및 스윙 이동 가능하게 형성되는 기판 연마 장치.
a substrate conveying unit including a conveying member for conveying a substrate and a pair of driving rollers for driving the conveying member;
a substrate support unit provided inside the substrate transfer unit to support the substrate with respect to the transfer member; and
a polishing head provided above the substrate transfer unit and including a plurality of polishing pads having different sizes and arranged in a line to polish the substrate;
including,
In the plurality of polishing pads, the size of the front pad provided at the top of the movement trajectory is the largest, and the rear pad provided at the rear with respect to the movement trajectory rotates and swings at a certain angle in a range equal to or larger than the diameter of the front pad. A substrate polishing apparatus formed to be possible.
상기 연마헤드는, 상기 연마헤드의 이동 방향을 따라서 일렬로 배치되는 복수의 하우징을 포함하고,
상기 복수의 하우징은 상기 기판에 대향되는 하면에 상기 복수의 연마패드가 각각 구비되는 기판 연마 장치.
According to claim 14,
The polishing head includes a plurality of housings arranged in a line along the moving direction of the polishing head,
The substrate polishing apparatus of claim 1, wherein the plurality of housings are provided with the plurality of polishing pads on a lower surface facing the substrate.
상기 복수의 하우징은 상기 복수의 연마패드를 독립적으로 자전 가능하도록 지지하고,
상기 복수의 하우징 중, 이동 궤적에 대해서 제일 후미에 구비되는 하우징은 자전 및 스윙 이동 가능하게 형성되는 기판 연마 장치.
According to claim 15,
The plurality of housings support the plurality of polishing pads to independently rotate,
Among the plurality of housings, a housing provided at the rearmost position with respect to the movement trajectory is formed to be capable of rotation and swing movement.
상기 기판 상부에는 상기 연마헤드를 이송하는 트랙 이송부가 구비되고,
상기 트랙 이송부는,
상기 기판 상부에 구비되며, 상기 기판의 표면에 대해서 지그재그 형태로 교차하도록 형성된 레일; 및
상기 연마헤드에 고정되고, 상기 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구비되는 이송 가이드;
를 포함하는 기판 연마 장치.
According to claim 14,
A track transfer unit for transferring the polishing head is provided on the substrate,
The track transfer unit,
a rail provided on the substrate and formed to cross the surface of the substrate in a zigzag pattern; and
a transport guide fixed to the polishing head and slidably provided along the rail;
Substrate polishing apparatus comprising a.
상기 트랙 이송부는, 상기 연마헤드의 이동 궤적이 상기 기판의 일 변에서 대변까지 상기 연마헤드를 이송하며, 상기 연마헤드의 이동 궤적이 상기 기판 표면에서 전 면적을 포함하도록 형성되는 기판 연마 장치.
According to claim 17,
The track transfer unit transfers the polishing head from one side to the opposite side of the substrate, so that the moving trajectory of the polishing head covers the entire area on the surface of the substrate.
상기 복수의 연마패드는 서로 다른 재질로 형성되는 기판 연마 장치.
According to claim 14,
The plurality of polishing pads are substrate polishing apparatus formed of different materials.
상기 복수의 연마패드는 상기 선두 패드가 다른 패드보다 표면 거칠기가 큰 재질로 형성되고,
상기 이동 궤적에서 제일 후미에 배치되는 후미 패드가 다른 패드보다 표면 거칠기가 작은 재질로 형성되는 기판 연마 장치.
According to claim 21,
In the plurality of polishing pads, the head pad is formed of a material having a larger surface roughness than the other pads,
A substrate polishing apparatus in which the trailing pad disposed at the rearmost position in the movement trajectory is formed of a material having a smaller surface roughness than other pads.
상기 복수의 연마패드는 자전 속도가 서로 다르게 형성되는 기판 연마 장치.
According to claim 14,
The substrate polishing apparatus wherein the plurality of polishing pads are formed to have different rotation speeds.
상기 복수의 연마패드는 상기 후미 패드의 자전 속도가 가장 빠르게 회전하는 기판 연마 장치.
According to claim 23,
The plurality of polishing pads rotate at the highest rotational speed of the rear pad.
상기 복수의 연마패드는 상기 선두 패드가 1개 구비되는 기판 연마 장치.
According to claim 14,
The substrate polishing apparatus of claim 1 , wherein the plurality of polishing pads include one head pad.
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