KR102535777B1 - 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, 동심원 형태로 분할된 복수의 분할 패드를 포함하는 연마패드를 구비하고, 상기 복수의 분할 패드는 서로 다른 회전 속도로 회전한다.A polishing head and a substrate polishing apparatus having the polishing head are disclosed. A polishing head of a substrate polishing apparatus includes a polishing pad including a plurality of division pads divided into concentric circles, and the plurality of division pads rotate at different rotational speeds.
Description
아래의 실시 예는 복수의 영역으로 분할된 연마패드를 구비하는 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a polishing head having a polishing pad divided into a plurality of regions and a substrate polishing apparatus including the polishing head.
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.
실시 예들에 따르면, 기판을 균일하게 연마할 수 있는 연마패드를 구비하는 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치를 제공한다.According to embodiments, a polishing head having a polishing pad capable of uniformly polishing 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, 연마패드를 복수개로 분할하여 분할 패드를 형성함으로써, 대면적의 연마패드를 형성할 수 있다. 또한, 복수의 분할 패드를 서로 다른 속도로 회전시킴으로써 대면적의 기판에 대해서 연마 균일도를 일정하게 조절 및 유지할 수 있다. 또한, 복수의 분할 패드를 서로 다른 재질 또는 서로 다른 표면 거칠기를 가지도록 형성함으로써 대면적의 기판에 대해서 연마 균일도를 일정하게 조절 및 유지할 수 있다.According to embodiments for achieving the above object, a polishing pad having a large area may be formed by dividing a polishing pad into a plurality of parts to form a divided pad. In addition, by rotating the plurality of division pads at different speeds, polishing uniformity can be constantly adjusted and maintained for a large-area substrate. In addition, by forming a plurality of division pads of different materials or having different surface roughness, it is possible to constantly adjust and maintain polishing uniformity for a large-area substrate.
이상에서 본 바와 같이, 실시 예들에 따르면, 복수의 분할 패드로 분할 형성된 연마패드를 구비함으로써 대면적의 연마패드를 제조할 수 있으며, 대면적의 기판에 대해서 연마 균일도를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 연마패드의 위치에 따라 서로 다른 속도로 회전시키거나 기판의 면적보다 작은 면적의 연마패드를 구비하므로 연마패드의 제작 및 교체가 용이하다.As described above, according to the exemplary embodiments, a polishing pad having a large area can be manufactured by providing a polishing pad divided into a plurality of divided pads, and uniformity of polishing can be maintained for a substrate having a large area. In addition, since the polishing pad is rotated at different speeds depending on the position of the polishing pad or the polishing pad has an area smaller than that of the substrate, it is easy to manufacture and replace the polishing pad.
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 일 실시 예에 따른 연마헤드의 사시도이다.
도 3은 도 2의 연마헤드의 저면을 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3에서 A-A 선에 따른 연마헤드의 단면도이다.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 perspective view of a polishing head according to an embodiment.
3 is a plan view showing a bottom surface of the polishing head of FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view of the polishing head taken along line AA in FIG. 3 .
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 복수개로 분할된 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 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 연마헤드(12)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 연마헤드(12)에서 연마패드(121) 쪽의 저면을 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 연마헤드(12)의 단면도이다.For reference, FIG. 1 is a perspective view of a
도면을 참조하면, 기판 연마 장치(10)는, 기판(1)을 지지하는 기판 캐리어(11), 기판(1)을 이송하는 기판 이송부(13), 연마패드(121)가 구비되는 연마헤드(12)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the
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
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 상면이 일정 길이 수평하고, 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
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.The
연마헤드(12)는 기판(1) 상부에 구비되며, 기판(1)과 마주보는 하면에 기판(1)의 연마를 위한 연마패드(121)가 구비된다. 또한, 연마헤드(12)는 기판(1) 표면에서 이동 또는 회전하면서 기판(1)을 연마하게 된다.The polishing
연마헤드(12)는 기판(1) 표면에서 길이 방향(x축 방향) 또는 폭 방향(y축 방향)을 따라 왕복 선형 이동하거나, 사선으로 지그재그 형태로 이동하거나, 기판(1) 표면에 평행한 궤도 회전(orbital motion) 중 어느 하나 이상의 동작 또는 2가지 이상의 동작이 혼합되어 구동될 수 있다. 여기서, 연마헤드(12)의 궤도 회전은 그 중심을 지나는 회전축(z축 방향)을 중심으로 하는 원 궤도(circular orbit) 회전 또는 타원 궤도(elliptic orbit) 회전일 수 있다. 또한, 연마헤드(12)는 회전축을 중심으로 양 방향으로 일정 각도 이내의 범위에서 왕복 회전하도록 작동한다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 연마헤드(12)의 궤도 직선 또는 지그재그 또는 궤도 회전 동작은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.The polishing
여기서, 기판 연마 장치(10)는 연마헤드(12)를 지지하고 이송하기 위한 지지 프레임(101)과 고정 프레임(102) 및 이송 프레임(103)을 포함하고, 기판 연마 장치(10)의 전체 외관을 형성하는 메인 프레임(100)을 포함한다.Here, the
지지 프레임(101)은 메인 프레임(100)의 상부에 구비되어서 연마헤드(12)를 고정하고, 연마헤드(12)의 직선 이동, 지그재그 이동, 및/또는 궤도 회전이 가능하도록 형성된다. 예를 들어, 지지 프레임(101)은 기판 이송부(13) 상부에서 소정 높이 상부에 형성되며, 기판 이송부(13)를 가로질러 형성된다.The
고정 프레임(102)은 연마헤드(12)에 고정되고, 타측이 지지 프레임(101)에 결합된다. 또한, 고정 프레임(102)은 지지 프레임(101)을 따라 선형 이동이 가능하도록 결합되고, 연마헤드(12)의 궤도 회전이 가능하도록 결합된다.The fixed
이송 프레임(103)은 지지 프레임(101)을 기판(1)의 이송 방향(x축 방향)을 따라 선형 이동이 가능하도록 형성되며, 메인 프레임(100) 상에서 기판 이송부(13)의 양측에 소정 길이 형성된다. 또한, 이송 프레임(103)은 지지 프레임(101)의 선형 이송이 가능하도록 레일, 기어, 볼스크류 등을 포함하는 LM 가이드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 이송 프레임(103)은 지지 프레임(101)을 이송할 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다.The
여기서, 메인 프레임(100)과 지지 프레임(101)과 고정 프레임(102) 및 이송 프레임(103)은 개략적인 구성만을 도시한 것으로, 그 구체적인 구성과 형상은 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 지지 프레임(101)과 고정 프레임(102) 및 이송 프레임(103) 역시 연마헤드(12)를 고정하고 이송할 수 있다면 그 구성은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 연마헤드(12)는 메인 프레임(100) 또는 기판 이송부(13)에 대해서 고정된 위치에 형성되도록, 이송 프레임(103)이 생략되고 지지 프레임(101)이 메인 프레임(100)에 고정 구비되는 것도 가능하다.Here, the
연마헤드(12)는 연마패드(121)가 구비되는 하우징(122)과, 연마패드(121)의 구동을 위한 구동축(123)과, 구동축(123)에 연결되어서 복수의 구동 모터(M1, M2, M3)를 포함하는 구동부(120)를 포함하여 구성된다.The polishing
연마패드(121)는 기판(1)보다 작은 크기를 갖는 원형으로 형성되고, 복수의 동심원형으로 형성된 분할 패드(211, 212, 213)를 포함하여 구성된다. 여기서, 도면에서는 3개의 분할 패드(211, 212, 213)로 구성된 것을 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하며, 분할 패드(211, 212, 213)의 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.The
연마패드(121)는 중앙과 최외측에서의 연마율에 차이가 발생할 수 있다. 특히, 기판(1)이 대면적화 되면서 연마패드(121)의 크기 역시 대형화되는데, 이와 같이 대형의 연마패드(121)에서는 그 위치에 따라 연마율에 차이가 발생할 수 있다. 본 실시 예에서는 복수의 분할 패드(211, 212, 213)로 구성함으로써 위치에 따라 연마율의 차이가 발생하는 것을 방지하여 기판(1)을 균일하게 연마할 수 있다.The
일 예로, 복수의 분할 패드(211, 212, 213)는 서로 다른 속도로 회전한다. 예를 들어, 중앙에 위치하는 분할 패드(211)가 최외측에 위치하는 분할 패드(213)보다 더 빠르게 회전하도록 함으로써, 중앙 부분에서의 연마율을 증가시킬 수 있다.For example, the plurality of
여기서, 구동축(123)은 복수의 분할 패드(211, 212, 213)와 일대일 대응되어서 각각의 분할 패드(211, 212, 213)를 독립적으로 회전시키기 위한 복수의 중공축(231, 232, 233)으로 형성된다. 그리고 각 중공축(231, 232, 233)에는 각각의 분할 패드(211, 212, 213)를 소정의 속도로 회전시킬 수 있도록 복수의 구동 모터(M1, M2, M3)가 연결되어서, 각 분할 패드(211, 212, 213)의 속도를 독립적으로 및 서로 다르게 회전시킬 수 있다.Here, the driving
또는, 복수의 분할 패드(211, 212, 213)는 서로 다른 재질로 형성된다. 예를 들어, 중앙에 위치하는 분할 패드(211)가 최외측에 위치하는 분할 패드(213)보다 표면 조도가 더 큰 재질로 형성됨으로써, 중앙 부분에서의 연마율을 증가시킬 수 있다.Alternatively, the plurality of
또한, 복수의 분할 패드(211, 212, 213)는 그 영역의 폭을 동일하거나 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 분할 패드(211, 212, 213)는 동일한 폭(W1, W2, W3)을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 분할 패드(211, 212, 213)의 폭(W1, W2, W3)이라 함은, 연마패드(121)의 중심에서부터 설정되는 분할 패드(211, 212, 213)의 반경(R1, R2, R3)이 아니라, 각 분할 패드(211, 212, 213) 부분의 너비를 말한다.In addition, the plurality of
한편, 복수의 분할 패드(211, 212, 213)는 서로 다른 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 분할 패드(211, 212, 213)는 최외측에 위치하는 분할 패드(213)의 폭(W3)이 중앙에 위치하는 분할 패드(211)의 폭(W1)보다 작게 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로 분할 패드(211, 212, 213)의 폭은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.Meanwhile, the plurality of
연마패드(121)는 복수의 분할 패드(211, 212, 213) 사이에 소정의 간격이 이격되어 형성될 수 있다. 연마패드(121) 표면에는 소정 깊이와 폭을 갖는 그루브가 형성되고, 복수의 분할 패드(211, 212, 213)는 그루브와 동일한 폭으로 이격되어 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 분할 패드(211, 212, 213) 사이에 간격이 형성되지 않고 서로 밀착되어 형성되는 것도 가능하다. 또한, 분할 패드(211, 212, 213) 사이의 간격이 그루브의 폭보다 더 넓거나 좁게 형성되는 것도 가능하다.The
본 실시 예에 따르면, 연마패드(121)가 복수의 분할 패드(211, 212, 213)로 이루어지고, 분할 패드(211, 212, 213)의 회전 속도 및/또는 재질을 서로 다르게 형성함으로써, 연마패드(121)의 위치에 따른 연마율을 조절하여 기판(1)을 균일하게 연마할 수 있다.According to the present embodiment, the
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
100: 메인 프레임
101: 지지 프레임
102: 고정 프레임
102: 이송 프레임
11: 기판 캐리어
12: 연마헤드
120: 연마헤드의 구동부
121: 연마패드
211, 212, 213: 분할 패드
122: 하우징
123, 231, 232, 233: 구동축
13: 기판 이송부
130: 이송 부재
131, 132: 구동 롤러
14: 기판 지지부
M1, M2, M3: 연마헤드의 구동 모터
R1, R2, R3: 분할 패드의 반경
W1, W2, W3: 분할 패드의 폭1: substrate
10: substrate polishing device
100: main frame
101: support frame
102: fixed frame
102: transport frame
11: substrate carrier
12: polishing head
120: drive unit of polishing head
121: polishing pad
211, 212, 213: split pad
122: housing
123, 231, 232, 233: drive shaft
13: substrate transfer unit
130: conveying member
131, 132: drive roller
14: substrate support
M1, M2, M3: drive motor of polishing head
R1, R2, R3: radius of split pad
W1, W2, W3: the width of the split pad
Claims (24)
폭이 동일하게 형성되는 복수의 분할 패드를 포함하는 연마패드; 및
상기 복수의 분할 패드와 일대일 대응되며 회전 속도가 서로 다른 복수의 중공축 및 상기 복수의 분할 패드에 각각 연결되며 독립적으로 회전하는 복수의 구동 모터를 구비하는 구동축;
을 구비하고,
상기 연마헤드는,
상기 기판 표면에서 상기 구동축을 중심으로 일정 각도 이내의 범위에서 상기 기판 표면과 평행한 타원 궤도 회전 동작으로 구동되거나, 원 궤도 회전과 타원 궤도 회전이 혼합된 동작으로 구동되고,
상기 복수의 분할 패드는, 상기 복수의 중공축에 의해서 상기 기판의 중앙에 대응하는 분할 패드의 회전 속도가 상기 기판의 가장자리에 대응하는 분할패드의 회전 속도보다 빠르게 회전하고, 상기 복수의 구동 모터에 의해서 독립적으로 회전하는 기판 연마 장치의 연마헤드.
In the polishing head provided above the substrate and contacting the upper surface of the substrate to polish the substrate,
a polishing pad including a plurality of division pads having the same width; and
a drive shaft having a plurality of hollow shafts corresponding to the plurality of division pads and having different rotational speeds and a plurality of drive motors connected to the plurality of division pads and rotating independently;
to provide,
The polishing head,
Driven by an elliptical orbital rotation motion parallel to the substrate surface within a predetermined angle around the drive shaft on the substrate surface, or driven by a mixed motion of circular orbital rotation and elliptical orbital rotation,
In the plurality of split pads, the rotation speed of the split pad corresponding to the center of the substrate rotates faster than the rotation speed of the split pad corresponding to the edge of the substrate by the plurality of hollow shafts, and the plurality of drive motors A polishing head of a substrate polishing apparatus that rotates independently by
상기 복수의 분할 패드는 서로 다른 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 1,
The polishing head of the substrate polishing apparatus wherein the plurality of dividing pads are formed of different materials.
상기 연마패드는 중앙에 위치하는 분할 패드의 표면 조도가 최외측에 위치하는 분할 패드의 표면 조도보다 큰 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 6,
The polishing head of the substrate polishing apparatus, wherein the polishing pad is formed of a material in which the surface roughness of the centrally located dividing pad is greater than the surface roughness of the outermost dividing pad.
상기 연마패드는 표면에 그루브가 형성되고,
상기 복수의 분할 패드의 사이가 상기 그루브의 폭과 동일한 간격으로 이격된 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 1,
Grooves are formed on the surface of the polishing pad,
A polishing head of a substrate polishing apparatus in which the plurality of division pads are spaced apart at intervals equal to the width of the groove.
폭이 동일하게 형성되는 복수의 분할 패드를 포함하는 연마패드; 및
상기 복수의 분할 패드와 일대일 대응되며 회전 속도가 서로 다른 복수의 중공축 및 상기 복수의 분할 패드에 각각 연결되며 독립적으로 회전하는 복수의 구동 모터를 구비하는 구동축;
을 구비하고,
상기 연마헤드는,
상기 기판 표면에서 상기 구동축을 중심으로 일정 각도 이내의 범위에서 상기 기판 표면과 평행한 타원 궤도 회전 동작으로 구동되거나, 원 궤도 회전과 타원 궤도 회전이 혼합된 동작으로 구동되고,
상기 복수의 분할 패드는, 상기 복수의 중공축에 의해서 상기 기판의 중앙에 대응하는 분할 패드의 회전 속도가 상기 기판의 가장자리에 대응하는 분할패드의 회전 속도보다 빠르게 회전하고, 상기 복수의 구동 모터에 의해서 독립적으로 회전하고, 서로 다른 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
In the polishing head provided above the substrate and contacting the upper surface of the substrate to polish the substrate,
a polishing pad including a plurality of division pads having the same width; and
a drive shaft having a plurality of hollow shafts corresponding to the plurality of division pads and having different rotational speeds and a plurality of drive motors connected to the plurality of division pads and rotating independently;
to provide,
The polishing head,
Driven by an elliptical orbital rotation motion parallel to the substrate surface within a predetermined angle around the drive shaft on the substrate surface, or driven by a mixed motion of circular orbital rotation and elliptical orbital rotation,
In the plurality of split pads, the rotation speed of the split pad corresponding to the center of the substrate rotates faster than the rotation speed of the split pad corresponding to the edge of the substrate by the plurality of hollow shafts, and the plurality of drive motors A polishing head of a substrate polishing apparatus that rotates independently by and is formed of different materials.
상기 연마패드는 중앙에 위치하는 분할 패드의 표면 조도가 최외측에 위치하는 분할 패드의 표면 조도보다 큰 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 9,
The polishing head of the substrate polishing apparatus, wherein the polishing pad is formed of a material in which the surface roughness of the centrally located dividing pad is greater than the surface roughness of the outermost dividing pad.
상기 연마패드는 표면에 그루브가 형성되고,
상기 복수의 분할 패드의 사이가 상기 그루브의 폭과 동일한 간격으로 이격된 기판 연마 장치의 연마헤드.
According to claim 9,
Grooves are formed on the surface of the polishing pad,
A polishing head of a substrate polishing apparatus in which the plurality of division pads are spaced apart at intervals equal to the width of the groove.
상기 기판을 이송하는 이송 부재와 상기 이송 부재를 구동하는 한 쌍의 구동 롤러를 포함하는 기판 이송부;
상기 기판 이송부 내부에 구비되어서 상기 이송 부재에 대해서 상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 및
상기 기판 이송부 상부에 구비되어 상기 기판을 연마하고, 폭이 동일하게 형성되는 복수의 분할 패드를 포함하는 연마패드 및 구동축을 구비하고, 상기 기판 표면에서 상기 구동축을 중심으로 일정 각도 이내의 범위에서 상기 기판 표면과 평행한 타원 궤도 회전 동작으로 구동되거나, 원 궤도 회전과 타원 궤도 회전이 혼합된 동작으로 구동되고, 상기 연마패드가 부착되는 하우징의 상부에 구비되는 연마헤드;
를 포함하고,
상기 구동축은 상기 복수의 분할 패드와 일대일 대응되며 회전 속도가 서로 다른 복수의 중공축 및 상기 복수의 분할 패드에 각각 연결되며 독립적으로 회전하는 복수의 구동 모터를 구비하고,
상기 복수의 분할 패드는, 상기 복수의 중공축에 의해서 상기 기판의 중앙에 대응하는 분할 패드의 회전 속도가 상기 기판의 가장자리에 대응하는 분할패드의 회전 속도보다 빠르게 회전하고, 상기 복수의 구동 모터에 의해서 독립적으로 회전하는 기판 연마 장치.
a substrate carrier on which the substrate is seated so that the polished surface of the substrate faces upward, and a part of the substrate protrudes to support an edge of the substrate;
a substrate conveying unit including a conveying member for conveying the 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 pad provided above the substrate transfer unit to polish the substrate and including a plurality of division pads formed to have the same width and a drive shaft, wherein the drive shaft moves the substrate within a predetermined angle around the drive shaft on the surface of the substrate. a polishing head driven by an elliptical orbital rotation motion parallel to the substrate surface or a mixture of circular orbital rotation and elliptical orbital rotation, and provided on an upper portion of the housing to which the polishing pad is attached;
including,
The drive shaft includes a plurality of hollow shafts corresponding to the plurality of divided pads and having different rotational speeds and a plurality of drive motors connected to the plurality of divided pads and rotating independently,
In the plurality of split pads, the rotation speed of the split pad corresponding to the center of the substrate rotates faster than the rotation speed of the split pad corresponding to the edge of the substrate by the plurality of hollow shafts, and the plurality of drive motors A substrate polishing device that rotates independently by
상기 복수의 분할 패드는 서로 다른 재질로 형성되고,
상기 연마패드는 중앙에 위치하는 분할 패드의 표면 조도가 최외측에 위치하는 분할 패드의 표면 조도보다 큰 재질로 형성되는 기판 연마 장치.
According to claim 15,
The plurality of split pads are formed of different materials,
The polishing pad is a substrate polishing apparatus formed of a material in which the surface roughness of the centrally located dividing pad is greater than the surface roughness of the outermost dividing pad.
상기 연마패드는 표면에 그루브가 형성되고,
상기 복수의 분할 패드의 사이가 상기 그루브의 폭과 동일한 간격으로 이격된 기판 연마 장치.
According to claim 15,
Grooves are formed on the surface of the polishing pad,
A substrate polishing apparatus in which the plurality of division pads are spaced apart at intervals equal to the width of the groove.
상기 연마헤드는 상기 기판 표면에서 x축 또는 y축 방향으로의 왕복 직선 이동 또는, 상기 기판 표면에 평행한 원 궤도(circular orbit) 회전 구동되는 기판 연마 장치.
According to claim 15,
The polishing head is a substrate polishing apparatus that is driven to reciprocate linear movement in an x-axis or y-axis direction on the substrate surface or rotate in a circular orbit parallel to the substrate surface.
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KR1020170180023A KR102535777B1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Polishing head and substrate polishing apparatus having the same |
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