KR102515390B1 - Substrate polishing appartus - Google Patents

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Abstract

대면적 기판을 연마할 수 있는 기판 연마 장치가 개시된다. 기판 연마 장치는, 기판의 피연마면이 상부를 향하는 상태에서 상기 기판의 상부에 구비되어서 상기 기판의 연마를 위한 연마패드를 포함하는 연마모듈을 포함하고, 상기 연마패드는, 상기 기판의 피연마면에 접촉된 상태에서 자전하면서 왕복 선형 이동하여 상기 기판을 연마하며, 상기 연마패드가 이동하는 궤적이 중첩되도록 이동한다.A substrate polishing apparatus capable of polishing a large area substrate is disclosed. The substrate polishing apparatus includes a polishing module provided above the substrate in a state in which the surface to be polished of the substrate faces upward and including a polishing pad for polishing the substrate, wherein the polishing pad is configured to polish the substrate. The substrate is polished by reciprocating and linear movement while rotating while being in contact with the surface, and moving so that the trajectory of the polishing pad overlaps.

Description

기판 연마 장치{SUBSTRATE POLISHING APPARTUS}Substrate polishing device {SUBSTRATE POLISHING APPARTUS}

아래의 실시 예는 기판 표면에 접촉되어 회전하는 연마모듈을 포함하는 기판 연마 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a substrate polishing apparatus including a polishing module rotating in contact with a substrate surface.

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 기판의 연마 시간이 증가되고, 기판의 전면에 대해서 균일하게 연마하는 것이 어렵다.Meanwhile, as the size of the substrate increases, the polishing time of the substrate increases, and it is difficult to uniformly polish the entire surface of the substrate.

실시 예들에 따르면, 대면적 기판을 연마하는 기판 연마 장치를 제공한다.According to embodiments, a substrate polishing apparatus for polishing a large area substrate is 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 연마모듈이 이동하는 궤적이 중첩되도록 이동하고, 중첩되는 면적이 일정하도록 이동하면서 기판을 연마하는 연마모듈을 포함하여 구성된다. 연마모듈의 궤적이 일정하게 중첩됨에 따라 기판을 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 기판의 면적보다 작은 면적을 갖는 연마패드를 구비하는 연마모듈이 상기 기판 표면에 접촉된 상태로 직선 이동, 궤도 회전 중 어느 하나 이상의 작동을 하면서 상기 기판을 연마하므로, 대면적 기판의 연마가 용이하고, 연마 품질을 관리하는 것이 용이하다.According to embodiments for achieving the above object to be solved, the polishing module includes a polishing module that moves so that the moving trajectories of the polishing module overlap, and polishes the substrate while moving so that the overlapping area is constant. As the trajectories of the polishing modules overlap regularly, the substrate can be uniformly polished. In addition, since the polishing module having a polishing pad having an area smaller than that of the substrate polishes the substrate while performing at least one of linear movement and orbital rotation while in contact with the substrate surface, polishing of a large-area substrate It is easy, and it is easy to manage the polishing quality.

이상에서 본 바와 같이, 실시 예들에 따르면, 연마모듈이 이동하는 궤적이 일정 면적으로 중첩되도록 이동하면서 기판을 연마하므로 기판의 연마 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 연마모듈이 회전하면서 선형이동하면서 기판을 연마하므로, 대면적 기판에 대해서 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 기판의 면적보다 작은 면적의 연마패드를 구비하므로 연마패드의 제작 및 교체가 용이하다.As described above, according to the embodiments, since the substrate is polished while moving so that the trajectory of the polishing module overlaps with a certain area, the polishing quality of the substrate can be improved. In addition, since the polishing module polishes the substrate while rotating and linearly moving, it is possible to uniformly polish a large-area substrate. In addition, since the polishing pad has an area smaller than that of the substrate, it is easy to manufacture and replace the polishing pad.

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 일부를 나타내는 사시도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1의 연마모듈의 궤적 및 연마 동작을 설명하기 위한 평면도들이다.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 showing a part of a substrate polishing apparatus according to an embodiment.
2 and 3 are plan views for explaining the trajectory and polishing operation of the polishing module of FIG. 1 .

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 3을 참조하여 실시 예들에 따른 기판 연마 장치(10)에 대해서 설명한다.Hereinafter, a substrate polishing apparatus 10 according to embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .

참고적으로, 도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(10)의 일부를 나타내는 사시도이고, 도 2 내지 도 3은 도 1의 연마모듈(12)의 이동 궤적 및 연마 동작을 설명하기 위한 평면도들이다.For reference, FIG. 1 is a perspective view showing a part of a substrate polishing apparatus 10 according to an embodiment, and FIGS. 2 and 3 are plan views for explaining the movement trajectory and polishing operation of the polishing module 12 of FIG. 1 admit.

도면을 참조하면, 기판 연마 장치(10)는, 기판(1) 상부에 구비되어 기판(1)을 연마하는 연마모듈(12)을 포함하고, 연마모듈(12)이 기판(1) 표면에서 회전 및 선형 이동함에 따라 기판(1)을 연마하도록 구성된다.Referring to the drawings, the substrate polishing apparatus 10 includes a polishing module 12 provided above the substrate 1 to polish the substrate 1, and the polishing module 12 rotates on the surface of the substrate 1. and polish the substrate 1 as it moves linearly.

여기서, 기판 연마 장치(10)는 피연마면이 상부를 향한 상태로 지지하는 기판 이송부(13)를 구비될 수 있다. 또한, 기판 연마 장치(10)는 기판 이송부(13)의 하부에서 연마모듈(12)에 대해서 기판(1)을 지지하는 기판 지지부(14)를 포함한다. 또한, 기판 연마 장치(10)는 기판(1)이 탑재되는 기판 캐리어(11)가 구비될 수 있다.Here, the substrate polishing apparatus 10 may be provided with a substrate transfer unit 13 supporting the polishing surface in a state in which it faces upward. In addition, the substrate polishing apparatus 10 includes a substrate support 14 supporting the substrate 1 relative to the polishing module 12 under the substrate transfer unit 13 . In addition, the substrate polishing apparatus 10 may include a substrate carrier 11 on which the substrate 1 is mounted.

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 substrate 1 may be a transparent substrate including glass for a flat panel display device (FPD) such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP). However, the substrate 1 is not limited thereto, and may be, for example, a silicon wafer for manufacturing a semiconductor device. In addition, although the substrate 1 is illustrated as having a rectangular shape in the drawings, this is only an example, and the shape and size of the substrate 1 are not limited by the drawings.

기판 이송부(13)는 기판(1)의 피연마면이 상부를 향하는 상태로 기판(1)이 탑재되며, 수평으로 기판(1)을 이송한다. 또한, 기판 이송부(13)는 기판(1)을 한 장씩 이송하거나 또는 복수 장을 연속적으로 이송할 수 있다. 또한, 기판 이송부(13)는 기판(1)을 이송하는 중에 연마모듈(12)에 대응되는 위치에서는 기판(1)의 연마가 수행될 수 있도록 정지할 수 있다.In the substrate transfer unit 13, the substrate 1 is loaded with the surface of the substrate 1 facing upward, and the substrate 1 is transferred horizontally. In addition, the substrate transfer unit 13 may transfer the substrate 1 one by one or continuously transfer a plurality of sheets. In addition, the substrate transfer unit 13 may stop at a position corresponding to the polishing module 12 while transferring the substrate 1 so that the substrate 1 can be polished.

일 예로, 기판 이송부(13)는 벨트 또는 컨베이어 형태를 가질 수 있다. 기판 이송부(13)는 연마모듈(12)과 수평으로 접촉될 수 있도록 연마모듈(12)에 대해서 수평으로 기판 캐리어(11)를 이송하는 수평 이송 구간이 소정 길이 형성된다. 그리고 기판 이송부(13)는 측면에서 보았을 때 타원 형상의 궤도를 갖고, 양 단부에 기판 이송부(13)를 구동하는 한 쌍의 구동롤러(131, 132)가 구비될 수 있다. 기판 이송부(13)는 타원 궤도를 따라 지속적으로 회전함에 따라 한 장 또는 복수의 기판(1)이 연속적으로 이송될 수 있다.For example, the substrate transfer unit 13 may have a belt or conveyor shape. The substrate transfer section 13 has a predetermined length of a horizontal transfer section for transferring the substrate carrier 11 horizontally with respect to the polishing module 12 so that it can be horizontally brought into contact with the polishing module 12 . In addition, the substrate transfer unit 13 may have an elliptical trajectory when viewed from the side, and a pair of driving rollers 131 and 132 driving the substrate transfer unit 13 may be provided at both ends. As the substrate transfer unit 13 continuously rotates along an elliptical trajectory, one or a plurality of substrates 1 may be continuously transferred.

다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 기판 이송부(13)는 기판(1)이 탑재되는 부분이 기판(1)과 함께 수평으로 이동하도록 구성되는 것도 가능하다.However, this is only an example, and the substrate transfer unit 13 may also be configured such that a portion on which the substrate 1 is mounted moves horizontally together with the substrate 1 .

기판 캐리어(11)는 한 장의 기판(1)이 탑재되도록 형성되고, 기판(1)의 피연마면이 상부를 향하도록 기판(1)이 탑재되도록 형성된다. 여기서, 기판 캐리어(11)의 크기와 형상이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The substrate carrier 11 is formed to mount one substrate 1, and is formed to mount the substrate 1 so that the surface of the substrate 1 to be polished faces upward. Here, the size and shape of the substrate carrier 11 is not limited by the drawings.

기판 캐리어(11)는 기판(1)이 탑재되는 면에 기판(1)을 고정시키기 위한 구조가 형성된다. 예를 들어, 기판 캐리어(11)는 기판(1)이 삽입되는 홈이 형성될 수 있다. 또한, 기판 캐리어(11)는 기판(1)이 탑재되는 부분에 기판(1)에 진공 또는 흡입력을 제공하여 기판(1)을 파지하는 흡착 구조가 형성될 수 있다. 또는 기판 캐리어(11)는 기판(1)이 미끄러지지 않도록 마찰력이 발생되는 구조가 형성되거나, 기판(1)의 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. 또한, 기판 캐리어(11)는 기판(1)을 파지 및 고정시키기 위해서 상술한 구조 중 2개 이상이 조합된 구성을 가질 수 있다.The substrate carrier 11 has a structure for fixing the substrate 1 to the surface on which the substrate 1 is mounted. For example, the substrate carrier 11 may have a groove into which the substrate 1 is inserted. In addition, the substrate carrier 11 may have a suction structure holding the substrate 1 by providing a vacuum or a suction force to the substrate 1 at a portion where the substrate 1 is mounted. Alternatively, the substrate carrier 11 may have a structure in which frictional force is generated to prevent the substrate 1 from slipping, or may be provided with a separate suction pad to prevent the substrate 1 from slipping. Alternatively, the substrate carrier 11 may also have a protruding structure supporting at least a portion of an edge of the substrate 1 . In addition, the substrate carrier 11 may have a combination of two or more of the above structures to hold and fix the substrate 1 .

한편, 상술한 실시 예들과는 달리, 기판 연마 장치(10)는 기판 캐리어(11)가 생략되고, 기판(1)이 기판 이송부(13) 상에 직접 탑재될 수 있다. 이 경우, 기판 이송부(13)에는 기판(1)이 탑재될 수 있도록 소정의 안착부(미도시)가 형성될 수 있다. 또는, 기판 이송부(13)는 기판(1)이 미끄러지지 않도록 마찰 구조 또는 별도의 마찰 패드(또는 시트)가 구비되거나, 기판(1)이 삽입되는 홈, 기판(1)의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조가 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 기판 이송부(13)는 상술한 형태들 중 하나 또는 복수의 구조가 조합된 구성을 갖거나, 이 외에도 기판(1)을 안착 및 고정시키는 다양한 형태를 가질 수 있다.Meanwhile, unlike the above-described embodiments, in the substrate polishing apparatus 10, the substrate carrier 11 may be omitted, and the substrate 1 may be directly mounted on the substrate transfer unit 13. In this case, a predetermined mounting portion (not shown) may be formed in the substrate transfer unit 13 so that the substrate 1 can be mounted thereon. Alternatively, the substrate transfer unit 13 is provided with a friction structure or a separate friction pad (or sheet) to prevent the substrate 1 from slipping, or supports at least a portion of a groove into which the substrate 1 is inserted and an edge of the substrate 1. A protruding structure may be formed. However, this is only an example, and the substrate transfer unit 13 may have a configuration in which one of the above-described configurations or a plurality of structures are combined, or may have various configurations for seating and fixing the substrate 1 in addition to this. .

기판 지지부(14)는 기판 이송부(13)의 하부에 구비되어서 기판(1)을 지지한다. 기판 지지부(14)는 기판 이송부(13)의 하부에 구비되며, 기판 이송부(13)를 사이에 두고 기판 캐리어(11)의 이면에서 지지하도록 구비된다. 도면에서 도면부호 140은 기판 지지부(14)를 지지 및 구동하는 구동부(140)이다.The substrate support unit 14 is provided under the substrate transfer unit 13 to support the substrate 1 . The substrate support unit 14 is provided below the substrate transfer unit 13 and is provided to support the substrate carrier 11 from the back side with the substrate transfer unit 13 interposed therebetween. In the drawings, reference numeral 140 denotes a driving unit 140 that supports and drives the substrate support unit 14 .

여기서, 기판 지지부(14)는 내부가 복수의 영역으로 구획되어서 각 영역 내부에 서로 다른 압력이 인가됨으로써 기판(1)의 연마 균일도를 제어할 수 있다. 또한, 기판 지지부(14)는 기판(1)에 대응되는 면에는 가요성 재질의 멤브레인(미도시)이 구비되어서 기판 지지부(14) 내부에 인가되는 압력을 기판(1)에 전달함으로써 서로 다른 압력으로 기판(1)에 작용시킬 수 있게 된다. 예를 들어, 기판 지지부(14)는 기판(1)의 폭 방향(y축 방향)을 따라서 나란하게 내부가 구획될 수 있다. 또한, 기판 지지부(14)는 그 내부가 서로 동일한 체적으로 구획되거나, 서로 다른 체적으로 구획되는 것도 가능하다.Here, the inside of the substrate support 14 is divided into a plurality of regions, and different pressures are applied to the inside of each region, thereby controlling the polishing uniformity of the substrate 1 . In addition, the substrate support 14 is provided with a membrane (not shown) made of a flexible material on the surface corresponding to the substrate 1 to transfer the pressure applied to the inside of the substrate support 14 to the substrate 1, thereby providing different pressures. As a result, it is possible to act on the substrate 1. For example, the inside of the substrate support 14 may be partitioned side by side along the width direction (y-axis direction) of the substrate 1 . In addition, the inside of the substrate support part 14 may be partitioned into equal or different volumes.

기판 지지부(14)는 연마모듈(12)에 대해서 고정된 위치에 구비될 수 있다.The substrate support 14 may be provided at a fixed position relative to the polishing module 12 .

또는, 기판 지지부(14)는 기판(1)과 함께 수평 방향으로 이동 가능하도록 구비될 수 있다. 여기서, 기판 지지부(14)는 기판 캐리어(11)가 기판 이송부(13)에 탑재되는 제1 위치와, 기판 캐리어(11)가 기판 이송부(13)에서 이탈되는 제2 위치 사이에서 기판(1)을 따라 이동하며, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 왕복 이동하도록 구비된다. 여기서, 기판 지지부(14)는 기판(1)이 기판 이송부(13)에 탑재 및 이송됨과 동시에 기판 이송부(13)를 사이에 두고 기판(1)을 지지할 수 있다. 즉, 기판 지지부(14)는 기판(1)이 로딩되어서 언로딩 될 때까지 지속적으로 기판(1)을 지지하게 된다. 또는, 기판 이송부(13)를 생략하고, 수평으로 이동하는 기판 지지부(14)가 기판(1)의 지지 및 이송을 함께 담당하도록 하여, 기판 지지부(14) 상에 기판(1) 또는 기판 캐리어(11)가 직접 탑재되어서 이송되는 것도 가능하다.Alternatively, the substrate support 14 may be provided to be movable along with the substrate 1 in a horizontal direction. Here, the substrate support unit 14 moves the substrate 1 between a first position where the substrate carrier 11 is mounted on the substrate transfer unit 13 and a second position where the substrate carrier 11 is separated from the substrate transfer unit 13. It moves along, and is provided to reciprocate between the first position and the second position. Here, the substrate support unit 14 may support the substrate 1 with the substrate transfer unit 13 interposed therebetween while the substrate 1 is mounted and transferred to the substrate transfer unit 13 . That is, the substrate support unit 14 continuously supports the substrate 1 until the substrate 1 is loaded and unloaded. Alternatively, the substrate transfer unit 13 is omitted, and the substrate support unit 14 moving horizontally is responsible for supporting and transporting the substrate 1, so that the substrate 1 or the substrate carrier ( 11) is also possible to be directly mounted and transported.

연마모듈(12)은 기판(1) 상부에 구비되어서 기판(1)에 대향되는 하면에 연마패드(121)가 구비되고, 일 측에 연마모듈(12)의 회전 및/또는 선형 이동을 위한 구동부(125)가 구비된다. 연마모듈(12)은 연마패드(121)가 기판(1)의 피연마면에 접촉된 상태에서 회전 및 선형 이동을 하면서 기판(1)을 연마한다. 여기서, 연마모듈(12)은 연마패드(121)가 이동하는 궤적이 일정 이상 중첩되도록 이동하면서 기판(1)을 연마한다.The polishing module 12 is provided on the substrate 1, the polishing pad 121 is provided on the lower surface facing the substrate 1, and a driving unit for rotation and/or linear movement of the polishing module 12 is provided on one side. (125) is provided. The polishing module 12 polishes the substrate 1 while rotating and linearly moving the polishing pad 121 in contact with the surface to be polished of the substrate 1 . Here, the polishing module 12 polishes the substrate 1 while moving such that the trajectory of the polishing pad 121 overlaps with a certain amount or more.

연마패드(121)는 기판(1)보다 적어도 작은 크기를 갖고, 원형으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 연마패드(121)는 직사각형, 정사각형, 다각형, 원형, 타원형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 또한, 연마패드(121)의 크기는 기판(1)보다 작다면 다양한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 연마패드(121)는 하나 또는 복수개가 구비될 수 있다.The polishing pad 121 may have a size at least smaller than that of the substrate 1 and may be formed in a circular shape. However, this is only an example, and the polishing pad 121 may have any one of a rectangular shape, a square shape, a polygonal shape, a circular shape, and an elliptical shape. In addition, the size of the polishing pad 121 may be formed in various sizes as long as it is smaller than that of the substrate 1 . In addition, one or a plurality of polishing pads 121 may be provided.

실시 예에 따르면, 연마패드(121)는 기판(1)에 비해 그 크기가 작기 때문에 연마패드(121)의 제작 및 교체가 용이하고, 유지/관리에 필요한 시간 소모가 적어서 공정 시간을 단축시킬 수 있다.According to the embodiment, since the size of the polishing pad 121 is smaller than that of the substrate 1, it is easy to manufacture and replace the polishing pad 121, and the time required for maintenance/management is less, so the process time can be shortened. there is.

연마모듈(12)은 연마패드(121)의 중심을 기준으로 회전하는 자전과, 기판(1) 표면에 평행한 궤도 회전(orbital motion) 중 어느 하나 또는 2가지를 모두 포함하는 회전을 할 수 있다. 여기서, 연마모듈(12)의 궤도 회전은 원 궤도(circular orbit) 회전 또는 타원 궤도(elliptic orbit) 회전일 수 있다.The polishing module 12 may perform rotation including either or both of a rotation around the center of the polishing pad 121 and an orbital motion parallel to the surface of the substrate 1. . Here, the orbit rotation of the polishing module 12 may be a circular orbit rotation or an elliptic orbit rotation.

또한, 연마모듈(12)은 제1 축을 따라 왕복 선형 이동하고, 제1 축에 수직인 제2 축을 따라 이동한다. 여기서, 제1 축은 기판(1)에 대해서 x축으로 설정되고, 제2 축은 y축으로 설정된다. 그러나 이는 일 예시에 불과한 것으로, 제1 축은 y축 또는 다른 축일 수 있다.Further, the polishing module 12 moves linearly and reciprocally along a first axis and moves along a second axis perpendicular to the first axis. Here, the first axis is set to the x-axis with respect to the substrate 1, and the second axis is set to the y-axis. However, this is just an example, and the first axis may be the y axis or another axis.

여기서, 연마모듈(12)은 제2 축 방향을 따라 이동하는 궤적이 일정한 면적으로 중첩된다. 또한, 연마모듈(12)은 제2 축 방향으로의 이동 거리가 연마패드(121)의 크기보다 작게 설정된다. 또한, 연마모듈(12)은 중첩되는 면적(Ro)이 연마패드(121)의 면적보다 작게 설정된다. 예를 들어, 연마모듈(12)은 중첩되는 면적(Ro)이 연마패드(121) 크기의 1/2보다 작게 설정될 수 있다.Here, the trajectory of the polishing module 12 moving along the second axis direction overlaps with a predetermined area. In addition, the polishing module 12 is set to have a movement distance in the second axial direction smaller than the size of the polishing pad 121 . In addition, the overlapping area Ro of the polishing module 12 is set to be smaller than the area of the polishing pad 121 . For example, the overlapping area Ro of the polishing module 12 may be set smaller than half the size of the polishing pad 121 .

도 2를 참조하면, 연마모듈(12)이 제1 축을 따라 기판(1)의 일 측에서 타 측까지 이동한 후, 중첩되는 길이(D)만큼 제2 축으로 이동하고, 다시 연마모듈(12)이 제1 축을 따라 기판(1)의 타 측에서 일 측으로 반환되어서 이동한다. 이와 같이 연마모듈(12)이 기판(1)의 일 측과 타 측 사이에서 왕복 선형 이동하면서, 기판(1)의 상측에서 하측까지 이동함으로써 기판(1)을 연마한다.Referring to FIG. 2 , after the polishing module 12 moves from one side of the substrate 1 to the other side along the first axis, it moves along the second axis by the overlapping length D, and again the polishing module 12 ) returns and moves from the other side of the substrate 1 to one side along the first axis. In this way, the polishing module 12 polishes the substrate 1 by moving from the upper side to the lower side of the substrate 1 while linearly reciprocating between one side and the other side of the substrate 1 .

한편, 상술한 실시 예에서는 연마모듈(12)이 제1 축으로 왕복 선형 이동하면서 제2 축으로도 이동하는 것을 예시하였으나, 도 3을 참조하면, 연마모듈(12)은 제1 축 방향으로만 왕복 이동하고, 제2 축 방향으로는 기판 이송부(13)가 기판(1)을 이송시키도록 작동할 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, the polishing module 12 moves in the second axis as well as the reciprocating linear movement in the first axis, but referring to FIG. 3, the polishing module 12 only moves in the first axis direction. It reciprocates, and the substrate transfer unit 13 may operate to transfer the substrate 1 in the second axial direction.

상세하게는, 연마모듈(12)이 제1 축을 따라 기판(1)의 일 측에서 타 측까지 이동하면, 기판 이송부(13)가 중첩되는 길이(D)만큼 제2 축으로 이동한다. 그리고 연마모듈(12)이 제1 축을 따라 기판(1)의 타 측에서 일 측으로 반환되어서 이동한다. 그리고 이와 같이 연마모듈(12)의 이동과 기판 이송부(13)의 이동이 일정 횟수 반복되어서 기판(1)을 연마하게 된다.In detail, when the polishing module 12 moves from one side of the substrate 1 to the other side along the first axis, the substrate transfer unit 13 moves along the second axis by an overlapping length D. Then, the polishing module 12 returns and moves from the other side of the substrate 1 to one side along the first axis. In this way, the substrate 1 is polished by repeating the movement of the polishing module 12 and the movement of the substrate transfer unit 13 a certain number of times.

실시 예들에 따르면, 연마모듈(12)이 기판(1)을 연마하는 궤적이 일정하게 중첩되면서 연마함에 따라 기판(1)을 균일하게 연마할 수 있으며, 또한, 연마패드(121)의 가장자리 부분과 중앙 부분에 대해서 연마가 불균일하게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 연마모듈(12)이 기판(1)에서 회전하면서 선형 이동함에 따라 기판(1)을 연마하므로, 대면적의 기판(1)의 전면에 대해서 균일하게 연마할 수 있고, 연마 시간을 단축시킬 수 있다.According to the embodiments, the substrate 1 can be uniformly polished as the polishing module 12 polishes the substrate 1 while constantly overlapping the polishing trajectory, and also, the edge portion and the polishing pad 121 It is possible to prevent non-uniform polishing with respect to the central portion. In addition, since the polishing module 12 polishes the substrate 1 as it rotates and linearly moves on the substrate 1, it is possible to uniformly polish the entire surface of the large-area substrate 1 and shorten the polishing time. can

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: 연마모듈
121: 연마패드
125: 구동부
13: 기판 이송부
14: 기판 지지부
140: 기판 지지부의 구동부1: substrate
10: substrate polishing device
11: substrate carrier
12: polishing module
121: polishing pad
125: driving unit
13: substrate transfer unit
14: substrate support
140: drive unit of substrate support

Claims (20)

피연마면이 상부를 향하는 상태의 기판의 상부에 구비되고, 상기 기판의 피연마면에 접촉된 상태에서 자전 및 왕복 선형 이동하면서 상기 기판을 연마하는 연마패드를 포함하는 연마모듈;
을 포함하고,
상기 연마모듈은, 상기 연마패드가 이동하는 궤적이 일정한 면적으로 중첩되되, 상기 연마패드의 면적보다 작은 면적으로 중첩되도록 이동하며,
상기 기판의 가로 또는 세로 방향의 제1 축 방향을 따라 상기 기판의 일측에서 타측까지 선형 이동하면서 상기 기판을 연마하고,
상기 기판의 타측까지 이동한 위치에서, 상기 제1 축에 대해서 수직한 제2 축방향을 따라 상기 연마패드의 직경보다 작은 길이로 상기 연마패드의 궤적이 중첩되는 길이만큼 이동하고,
상기 제2 축방향을 따라 이동한 위치에서, 다시 상기 제1 축 방향을 따라 상기 기판의 타측에서 일측까지 선형 이동하면서 상기 기판을 연마하고,
상기 제1 축 방향을 따른 선형 이동과 상기 제2 축 방향을 따른 선형 이동을 복수회 반복하면서 상기 기판을 연마하는 기판 연마 장치.
a polishing module including a polishing pad provided on an upper portion of a substrate with a surface to be polished facing upward and polishing the substrate while rotating and linearly moving in a state of being in contact with the surface to be polished of the substrate;
including,
The polishing module moves such that the trajectory of the polishing pad overlaps with a predetermined area and overlaps with an area smaller than the area of the polishing pad;
Polishing the substrate while linearly moving from one side of the substrate to the other side along a first axial direction of the horizontal or vertical direction of the substrate;
From the position moved to the other side of the substrate, along a second axial direction perpendicular to the first axis, a length smaller than the diameter of the polishing pad is moved by a length overlapping the trajectory of the polishing pad,
Polishing the substrate while linearly moving from the position moved along the second axial direction from the other side to one side of the substrate again along the first axial direction;
A substrate polishing apparatus for polishing the substrate while repeating the linear movement along the first axial direction and the linear movement along the second axial direction a plurality of times.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연마모듈은 상기 제1 축 방향의 이동과 더불어 상기 제2 축 방향으로도 이동하는 기판 연마 장치.
According to claim 1,
The polishing module moves in the second axial direction along with the movement in the first axial direction.
 제1항에 있어서,
상기 기판의 피연마면이 상부를 향하는 상태로 상기 기판을 이송하는 기판 이송부를 더 포함하고,
상기 연마모듈은 상기 제1 축 방향으로만 왕복 선형 이동하고,
상기 기판 이송부가 상기 기판을 상기 제2 축 방향을 따라서 선형 이동시키는 기판 연마 장치.
According to claim 1,
Further comprising a substrate transfer unit for transferring the substrate in a state in which the surface to be polished of the substrate faces upward,
The polishing module reciprocates and linearly moves only in the first axis direction,
The substrate polishing apparatus for linearly moving the substrate along the second axis direction by the substrate transfer unit.
 제1항에 있어서,
상기 연마모듈은 상기 제2 축 방향의 이동 거리가 상기 연마패드의 크기보다 작은 기판 연마 장치.
According to claim 1,
The substrate polishing apparatus of claim 1 , wherein the polishing module has a moving distance in the second axial direction smaller than a size of the polishing pad.
 제1항에 있어서,
상기 연마모듈은 상기 중첩되는 면적이 상기 연마패드의 면적보다 작은 기판 연마 장치.
According to claim 1,
The polishing module is a substrate polishing apparatus wherein the overlapping area is smaller than the area of the polishing pad.
 제6항에 있어서,
상기 연마모듈은 상기 중첩되는 면적이 상기 연마패드 크기의 1/2보다 작은 기판 연마 장치.
According to claim 6,
The polishing module is a substrate polishing apparatus wherein the overlapping area is smaller than 1/2 of the size of the polishing pad.
 제1항에 있어서,
상기 연마패드는 상기 기판보다 작은 크기를 갖고,
상기 연마모듈은 그 중심을 기준으로 하는 자전과, 상기 기판 표면에 평행한 원 궤도(circular orbit) 회전 또는 타원 궤도(elliptic orbit) 회전 중 어느 하나 이상의 동작으로 회전하는 기판 연마 장치.
According to claim 1,
The polishing pad has a smaller size than the substrate,
The substrate polishing apparatus of claim 1 , wherein the polishing module rotates by one or more operations of rotation based on its center, rotation in a circular orbit parallel to the surface of the substrate, or rotation in an elliptic orbit.
 제8항에 있어서,
상기 연마패드는 직사각형, 정사각형, 다각형, 원형, 타원형 중 어느 하나의 형상을 갖는 기판 연마 장치.
According to claim 8,
The polishing pad has a substrate polishing apparatus having any one of a shape of a rectangle, a square, a polygon, a circle, or an ellipse.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기판의 피연마면이 상부를 향하는 상태로 상기 기판을 이송하는 기판 이송부를 더 포함하는 기판 연마 장치.
According to claim 1,
The substrate polishing apparatus further includes a substrate transfer unit for transferring the substrate in a state in which the polishing surface of the substrate faces upward.
 제11항에 있어서,
상기 기판 이송부는 표면에 상기 기판이 탑재되는 안착부가 형성되고,
상기 안착부는 상기 기판 이송부에서 상기 기판이 미끄러지지 않도록 마찰 구조, 상기 기판이 삽입되는 홈, 상기 기판의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조 중 어느 하나 또는 둘 이상이 조합된 구성을 갖는 형성되는 기판 연마 장치.
According to claim 11,
A seating portion on which the substrate is mounted is formed on a surface of the substrate transfer unit,
The seating part has a structure in which any one or a combination of two or more of a friction structure, a groove into which the substrate is inserted, and a protrusion structure supporting at least a part of an edge of the substrate are formed so that the substrate does not slip in the substrate transfer unit. Device.
 제11항에 있어서,
상기 기판 이송부는 복수의 기판을 연속적으로 이송 가능하도록 벨트 또는 컨베이어 형태를 갖는 기판 연마 장치.
According to claim 11,
The substrate transfer unit has a belt or conveyor type to continuously transfer a plurality of substrates.
 제11항에 있어서,
상기 기판이 탑재되는 기판 캐리어가 더 구비되고,
상기 기판 캐리어는, 상기 기판에 진공 또는 흡입력을 제공하여 상기 기판을 파지하는 흡착 구조, 상기 기판이 미끄러지지 않도록 마찰력을 발생시키는 구조, 상기 기판이 삽입되는 홈, 상기 기판의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조 중 어느 하나 또는 둘 이상이 조합된 구성을 갖는 형성되는 기판 연마 장치.
According to claim 11,
A substrate carrier on which the substrate is mounted is further provided,
The substrate carrier includes a suction structure for holding the substrate by providing a vacuum or suction force to the substrate, a structure for generating frictional force to prevent the substrate from slipping, a groove into which the substrate is inserted, and supporting at least a portion of an edge of the substrate. A formed substrate polishing apparatus having any one or a combination of two or more of the protruding structures.
 제11항에 있어서,
상기 기판 이송부의 하부에 구비되고, 상기 기판 이송부를 사이에 두고 상기 기판의 이면에서 상기 기판을 지지하는 기판 지지부를 더 포함하는 기판 연마 장치.
According to claim 11,
The substrate polishing apparatus further includes a substrate support part provided under the substrate transfer part and supporting the substrate on the back surface of the substrate with the substrate transfer part interposed therebetween.
 제15항에 있어서,
상기 기판 지지부는 상기 기판과 함께 수평으로 이동 가능하도록 구비되는 기판 연마 장치.
According to claim 15,
The substrate support unit is provided to be horizontally movable together with the substrate.
 제15항에 있어서,
상기 기판 지지부는 상기 연마모듈에 대응되는 위치에 고정 구비되는 기판 연마 장치.
According to claim 15,
The substrate support unit is a substrate polishing apparatus fixed to a position corresponding to the polishing module.
 제15항에 있어서,
상기 기판 지지부는 적어도 1개 이상이 구비되는 기판 연마 장치.
According to claim 15,
The substrate polishing apparatus is provided with at least one substrate support unit.
 제15항에 있어서,
상기 기판 지지부는 내부가 복수의 영역으로 구획되고, 상기 복수의 영역에 서로 다른 압력이 인가되는 기판 연마 장치.
According to claim 15,
The substrate polishing apparatus of claim 1 , wherein an inside of the substrate support portion is partitioned into a plurality of regions, and different pressures are applied to the plurality of regions.
 기판의 피연마면이 상부를 향하도록 탑재되고, 복수의 기판을 연속적으로 이송하는 기판 이송부;
상기 기판 이송부의 하부에 구비되고, 상기 기판 이송부를 사이에 두고 상기 기판의 이면을 지지하는 기판 지지부; 및
상기 기판 상부에 구비되고, 상기 기판 표면에 접촉된 상태에서 회전 및 선형 이동하면서 상기 기판을 연마하는 연마패드를 포함하는 연마모듈;
을 포함하고,
상기 연마모듈은, 상기 연마패드가 이동하는 궤적이 일정한 면적으로 중첩되되, 상기 연마패드의 면적보다 작은 면적으로 중첩되도록 이동하며,
상기 기판의 가로 또는 세로 방향의 제1 축 방향을 따라 상기 기판의 일측에서 타측까지 선형 이동하면서 상기 기판을 연마하고,
상기 기판의 타측까지 이동한 위치에서, 상기 제1 축에 대해서 수직한 제2 축방향을 따라 상기 연마패드의 직경보다 작은 길이로 상기 연마패드의 궤적이 중첩되는 길이만큼 이동하고,
상기 제2 축방향을 따라 이동한 위치에서, 다시 상기 제1 축 방향을 따라 상기 기판의 타측에서 일측까지 선형 이동하면서 상기 기판을 연마하고,
상기 제1 축 방향을 따른 선형 이동과 상기 제2 축 방향을 따른 선형 이동을 복수회 반복하면서 상기 기판을 연마하는 기판 연마 장치.a substrate conveying unit mounted so that the surface of the substrate to be polished faces upward and continuously conveying a plurality of substrates;
a substrate support provided below the substrate transfer unit and supporting a rear surface of the substrate with the substrate transfer unit interposed therebetween; and
a polishing module provided above the substrate and including a polishing pad that polishes the substrate while rotating and linearly moving while in contact with the surface of the substrate;
including,
The polishing module moves so that the trajectory of the polishing pad overlaps with a predetermined area and overlaps with an area smaller than the area of the polishing pad;
Polishing the substrate while linearly moving from one side of the substrate to the other side along a first axial direction of the horizontal or vertical direction of the substrate;
From the position moved to the other side of the substrate, moves along a second axial direction perpendicular to the first axis by a length that overlaps the trajectory of the polishing pad with a length smaller than the diameter of the polishing pad,
Polishing the substrate while linearly moving from the position moved along the second axial direction from the other side to one side of the substrate again along the first axial direction;
A substrate polishing apparatus for polishing the substrate while repeating the linear movement along the first axial direction and the linear movement along the second axial direction a plurality of times.
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