KR102629676B1 - Conditioner of chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너에 관한 것으로, 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너는, 컨디셔닝 디스크를 회전시키면서 가압하는 컨디셔너 몸체부와, 컨디셔너 몸체부의 외측 둘레를 지지하며 컨디셔너 몸체부를 수직 선상으로 자동 조정(self-aligning)시키는 자동조심부를 포함하는 것에 의하여, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔닝 가압력을 일정하게 유지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a conditioner for a chemical mechanical polishing device. The conditioner for a chemical mechanical polishing device includes a conditioner body portion that presses while rotating a conditioning disk, supports the outer circumference of the conditioner body portion, and automatically adjusts the conditioner body in a vertical line ( By including a self-aligning unit, the advantageous effect of maintaining the conditioning pressure constant during the conditioning process can be obtained.

Description

화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너{CONDITIONER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}Conditioner of chemical mechanical polishing apparatus {CONDITIONER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}

본 발명은 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너에 관한 것으로, 보다 구체적으로 컨디셔너의 컨디셔닝 가압력을 일정하게 유지할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a conditioner for a chemical mechanical polishing device, and more specifically, to a substrate processing device capable of maintaining a constant conditioning pressure of the conditioner.

일반적으로 화학 기계식 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 연마층이 구비된 반도체 제작을 위한 웨이퍼 등의 웨이퍼과 연마정반 사이에 상대 회전 시킴으로써 웨이퍼의 표면을 연마하는 표준 공정으로 알려져 있다. In general, the Chemical Mechanical Polishing (CMP) process is known as a standard process for polishing the surface of a wafer by relative rotation between a wafer for manufacturing a semiconductor equipped with a polishing layer and a polishing plate.

도 1은 종래의 화학 기계식 연마 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 화학 기계식 연마 장치는, 상면에 연마패드(11)가 부착된 연마정반(10)과, 연마하고자 하는 웨이퍼(W)를 장착하여 연마패드(11)의 상면에 접촉하면서 회전하는 연마 헤드(20)와, 연마패드(11)의 표면을 미리 정해진 가압력으로 가압하여 미세하게 절삭하여 연마패드(11)의 표면에 형성된 미공이 표면에 나오도록 하는 컨디셔너(300)로 구성된다. 1 is a diagram schematically showing a conventional chemical mechanical polishing device. As shown in FIG. 1, a conventional chemical mechanical polishing device includes a polishing plate 10 with a polishing pad 11 attached to the upper surface, and a wafer W to be polished mounted on the upper surface of the polishing pad 11. A polishing head 20 that rotates while in contact with a conditioner 300 that presses the surface of the polishing pad 11 with a predetermined pressure and finely cuts it so that the pores formed on the surface of the polishing pad 11 come out on the surface. It consists of

상기 연마정반(10)은 웨이퍼(W)가 연마되는 폴리텍스 재질의 연마패드(11)가 부착되고, 회전축(12)이 회전 구동됨에 따라 회전 운동한다.The polishing plate 10 is attached to a polishing pad 11 made of polytex material, on which the wafer W is polished, and rotates as the rotation shaft 12 is driven to rotate.

상기 연마 헤드(20)는 연마정반(10)의 연마패드(11)의 상면에 위치하여 웨이퍼(W)를 파지하는 캐리어 헤드(21)와, 캐리어 헤드(21)를 회전 구동하면서 일정한 진폭만큼 왕복 운동을 행하는 연마 아암(22)으로 구성된다. The polishing head 20 includes a carrier head 21 located on the upper surface of the polishing pad 11 of the polishing plate 10 and holding the wafer W, and the carrier head 21 is rotated and driven to reciprocate at a certain amplitude. It consists of a grinding arm 22 that performs movement.

상기 컨디셔너(300)는 연마패드(11)의 표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 미공들이 막히지 않도록 연마패드(11)의 표면을 미세하게 절삭하여, 연마패드(11)의 발포 기공에 채워졌던 슬러리가 캐리어 헤드(21)에 파지된 웨이퍼(W)에 원활하게 공급하도록 한다.The conditioner 300 finely cuts the surface of the polishing pad 11 to prevent the numerous foam pores that serve to contain the slurry mixed with the abrasive and chemicals on the surface of the polishing pad 11 from being clogged, forming a polishing pad ( The slurry filled in the foaming pores of 11) is smoothly supplied to the wafer W held by the carrier head 21.

컨디셔너(300)는 회전축(320)과, 회전축(320)에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 결합되는 디스크 홀더(330)와, 디스크 홀더(330)의 저면에 배치되는 컨디셔닝 디스크(340)를 포함하며, 선회 경로를 따라 연마패드(110)에 대해 선회 이동하도록 구성된다.The conditioner 300 includes a rotating shaft 320, a disk holder 330 movable in the vertical direction with respect to the rotating shaft 320, and a conditioning disk 340 disposed on the bottom of the disk holder 330. and is configured to pivot and move with respect to the polishing pad 110 along the pivot path.

회전축(320)은 소정 각도 범위로 선회 운동하는 컨디셔너 아암에 장착되는 하우징(310) 상에 회전 가능하게 장착된다.The rotation shaft 320 is rotatably mounted on a housing 310 mounted on a conditioner arm that rotates in a predetermined angle range.

보다 구체적으로, 회전축(320)은, 구동 모터에 의하여 제자리에서 회전 구동되는 구동축 파트(322), 구동축 파트(322)와 맞물려 회전 구동되며 구동축 파트(322)에 대해 상하 방향으로 상대 이동하는 전달축 파트(326), 및 구동축 파트(322)와 전달축 파트(326)를 중공부에 수용하면서 그 둘레에 배치된 중공형 외주축 파트(324)를 포함한다.More specifically, the rotation shaft 320 is a drive shaft part 322 that is rotationally driven in place by a drive motor, a transmission shaft that is rotationally driven in engagement with the drive shaft part 322 and moves relative to the drive shaft part 322 in the vertical direction. It includes a part 326 and a hollow outer spindle part 324 disposed around the drive shaft part 322 and the transmission shaft part 326 while accommodating the drive shaft part 322 in the hollow portion.

디스크 홀더(330)는 회전축(320)에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 제공되어, 회전축(320)과 함께 회전함과 아울러 회전축(320)에 대해 상하 방향으로 이동할 수 있으며, 디스크 홀더(330)의 하부에는 연마정반(100) 상에 부착된 연마패드(110)를 개질하기 위한 컨디셔닝 디스크(340)가 결합된다.The disk holder 330 is provided to be movable in the up and down direction with respect to the rotation axis 320, so that it rotates together with the rotation axis 320 and can move in the up and down direction with respect to the rotation axis 320, and the disk holder 330 A conditioning disk 340 for reforming the polishing pad 110 attached to the polishing plate 100 is coupled to the lower part of the.

회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 사이에는 가압챔버(302)가 제공될 수 있으며, 가압챔버(302)에 연결된 압력조절부(303)로터 가압챔버에 도달하는 공압을 조절함에 따라, 회전축(320)에 대해 디스크 홀더(330)가 상하 방향으로 이동할 수 있으며, 회전축(320)에 대한 디스크 홀더(330)의 상하 방향 이동에 대응하여 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력이 변동될 수 있다.A pressure chamber 302 may be provided between the rotation shaft 320 and the disk holder 330, and as the pressure regulator 303 connected to the pressure chamber 302 adjusts the pneumatic pressure reaching the pressure chamber, the rotation shaft The disk holder 330 can move in the vertical direction with respect to 320, and the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 in response to the vertical movement of the disk holder 330 with respect to the rotation axis 320. Pressure force may vary.

한편, 컨디셔너(300)에 의해 연마패드(11)의 컨디셔닝 공정이 진행되는 동안, 연마패드(11)의 표면 상태 또는 컨디셔닝 디스크(31)에 역방향으로 작용하는 물리적인 힘에 의해 컨디셔너의 하우징(34)이 틸팅(수직 선상에 대해 기울어지게 배치)되는 현상이 발생하게 되면, 컨디셔닝 디스크(31)가 연마패드(11)로부터 부분적으로 이격됨에 따라 연마패드(11)의 컨디셔닝이 균일하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.Meanwhile, while the conditioning process of the polishing pad 11 by the conditioner 300 is in progress, the housing 34 of the conditioner is damaged by a physical force acting in the reverse direction on the surface condition of the polishing pad 11 or the conditioning disk 31. ) If a tilting phenomenon occurs (placed at an angle with respect to a vertical line), the conditioning disk 31 is partially separated from the polishing pad 11, resulting in the problem that the conditioning of the polishing pad 11 is not performed uniformly. There is.

이를 위해, 기존에는 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 연결 부위에 짐벌 구조체(반구 형태의 홈에 반구 형태의 돌기가 맞물기는 구조물)(350)을 형성하고, 회전축(320)에 대한 디스크 홀더(330)의 짐벌(gimbal) 운동이 허용되게 함으로써, 하우징(34)이 틸팅될 시 컨디셔닝 디스크(31)가 연마패드(11)에 접촉된 상태를 유지하도록 하였다.For this purpose, a gimbal structure (a structure in which hemispherical protrusions engage with hemispherical grooves) 350 is formed at the connection portion of the rotation axis 320 and the disk holder 330, and the disk for the rotation axis 320 is formed. By allowing gimbal movement of the holder 330, the conditioning disk 31 is maintained in contact with the polishing pad 11 when the housing 34 is tilted.

그러나, 기존에는 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 연결 부위에 짐벌 구조체(350)가 배치됨에 따라, 디스크 홀더(330)에 대한 회전축(320)의 짐벌 운동이 행해진 상태(회전축이 수직 선상에 대해 틸팅된 상태)에서 컨디셔닝 디스크(31)에 인가되는 가압력이 균일하게 유지되기 어려운 문제점이 있다.However, in the past, as the gimbal structure 350 was disposed at the connection portion between the rotation axis 320 and the disk holder 330, the gimbal movement of the rotation axis 320 with respect to the disk holder 330 was performed (the rotation axis was in a vertical line). There is a problem in that it is difficult to maintain the pressing force applied to the conditioning disk 31 uniformly (in a tilted state with respect to ).

즉, 가압력이 인가되는 회전축(320)과 컨디셔닝 디스크(31)(디스크 홀더)가 수직하게 배치된 상태가 유지되어야만 컨디셔닝 디스크(31)에 인가되는 가압력이 전체적으로 균일하게 유지될 수 있으나, 기존에는 회전축(320)이 수직 선상에 대해 소정 각도(θ)로 틸팅된 상태로 가압력이 인가됨에 따라 컨디셔닝 디스크(31)에 인가되는 가압력이 균일하게 유지되기 어려운 문제점이 있다.In other words, the pressing force applied to the conditioning disk 31 can be maintained uniformly as a whole only when the rotating shaft 320 to which the pressing force is applied and the conditioning disk 31 (disk holder) are maintained vertically. However, in the past, the rotating shaft 31 (disk holder) As the pressing force is applied while the 320 is tilted at a predetermined angle θ with respect to the vertical line, there is a problem in that the pressing force applied to the conditioning disk 31 is difficult to maintain uniformly.

또한, 기존에는 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 연결 부위에 짐벌 구조체(350)가 형성됨에 따라, 디스크 홀더(330)가 의도하지 않은 힘(하중 또는 충격 등)에 의해 쉽게 유동(짐벌 운동)되는 문제점이 있다. 더욱이, 내구성이 제한된 짐벌 구조체(350)에 집중적으로 하중이 작용함에 따라, 짐벌 구조체(350)가 쉽게 손상되거나 파손되는 문제점이 있으며, 사용 수명이 짧아져 경제성이 악화되는 문제점이 있다.In addition, as the gimbal structure 350 is formed at the connection portion between the rotation axis 320 and the disk holder 330, the disk holder 330 can easily move (gimbal) due to unintended force (load or impact, etc.). There is a problem with exercise). Moreover, as the load is concentrated on the gimbal structure 350, which has limited durability, there is a problem that the gimbal structure 350 is easily damaged or broken, and its service life is shortened, which worsens economic efficiency.

이에 따라, 최근에는 컨디셔닝 가압력을 균일하게 유지하면서 내구성 및 안정성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, various studies have been conducted recently to improve durability and stability while maintaining uniform conditioning pressure, but this is still insufficient and development is required.

본 발명은 컨디셔닝 가압력을 균일하게 유지하면서 내구성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a conditioner for a chemical mechanical polishing device that can improve durability and stability while maintaining a uniform conditioning pressure.

특히, 본 발명은 컨디셔너의 짐벌 상태(기울어진 상태)에서 컨디셔닝 디스크에 인가되는 가압력을 균일하게 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In particular, the purpose of the present invention is to uniformly maintain the pressing force applied to the conditioning disk when the conditioner is in a gimbaled state (tilted state).

또한, 본 발명은 짐벌 구조체의 손상 및 파손을 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the purpose of the present invention is to minimize damage and breakage of the gimbal structure.

또한, 본 발명은 컨디셔너의 불필요한 유동을 최소화하고, 컨디셔닝 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the purpose of the present invention is to minimize unnecessary flow of the conditioner and improve conditioning efficiency.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너는, 컨디셔닝 디스크를 회전시키면서 가압하는 컨디셔너 몸체부와, 컨디셔너 몸체부의 외측 둘레를 지지하며 컨디셔너 몸체부를 연마 패드에 밀착한 컨디셔닝 디스크에 수직인 수직선 상으로 자동 조정(self-aligning)하는 자동조심부를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above-described objectives of the present invention, the conditioner of the chemical mechanical polishing device includes a conditioner body portion that presses while rotating the conditioning disk, and a conditioner body portion that supports the outer circumference of the conditioner body portion. It includes a self-aligning unit that self-aligns on a vertical line perpendicular to the conditioning disk in close contact with the polishing pad.

이는, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너의 틸팅이 발생되어도 컨디셔닝 가압력을 일정하게 유지시키기 위함이다.This is to keep the conditioning pressure constant even if the conditioner is tilted during the conditioning process.

특히, 자동조심부가 컨디셔너 몸체부의 외측 둘레를 지지하며, 컨디셔너 몸체부의 자동조심이 행해지도록 하는 것에 의하여, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너의 틸팅이 발생되어도 컨디셔닝 디스크에 인가되는 가압력을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In particular, the self-aligning part supports the outer circumference of the conditioner body, and by allowing the conditioner body to self-align, an advantageous effect is obtained in maintaining the pressing force applied to the conditioning disk uniformly even if the conditioner is tilted during the conditioning process. You can.

즉, 기존에는 회전축과 디스크 홀더의 연결 부위에 짐벌 구조체가 배치됨에 따라, 디스크 홀더에 대한 회전축의 짐벌 운동이 행해진 상태(회전축이 컨디셔닝 디스크에 수직인 수직선 상에 대해 틸팅된 상태)에서는, 회전축과 컨디셔닝 디스크가 수직하게 배치되지 못함에 따라, 컨디셔닝 디스크에 인가되는 가압력이 전체적으로 균일하게 유지되기 어려운 문제점(회전축의 틸팅 각도에 따라 컨디셔닝 디스크의 부위별로 서로 다른 크기의 가압력이 인가되는 문제점)이 있다. 하지만, 본 발명에서는 컨디셔너 하우징의 틸팅이 발생되더라도 회전축과 컨디셔닝 디스크가 항상 수직하게 배치될 수 있으므로, 컨디셔닝 디스크에 인가되는 가압력을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, as the gimbal structure was previously placed at the connection between the rotation axis and the disk holder, in the state where the gimbal movement of the rotation axis with respect to the disk holder was performed (the rotation axis was tilted with respect to the vertical line perpendicular to the conditioning disk), the rotation axis and As the conditioning disk is not placed vertically, there is a problem in which the pressing force applied to the conditioning disk is difficult to maintain uniformly throughout (a problem in which different sizes of pressing force are applied to each part of the conditioning disk depending on the tilt angle of the rotation axis). However, in the present invention, even if the conditioner housing is tilted, the rotation axis and the conditioning disk can always be arranged perpendicularly, so the advantageous effect of maintaining the pressing force applied to the conditioning disk uniformly can be obtained.

더욱이, 기존에는 회전축과 디스크 홀더의 연결 부위에 배치된 짐벌 구조체에 집중적으로 하중(컨디셔너 자체의 하중 및 컨디셔닝 가압력)이 작용함에 따라, 짐벌 구조체가 쉽게 손상되거나 파손되는 문제점이 있으며, 사용 수명이 짧아져 경제성이 악화되는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 자동조심부에 의해 회전축의 외측 일 지점이 아닌 외측 둘레가 지지되도록 하는 것에 의하여, 자동조심부의 일측 부위에 하중이 집중되는 것을 방지할 수 있으므로, 구동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Moreover, in the past, as the load (the load of the conditioner itself and the conditioning pressure) is concentrated on the gimbal structure placed at the connection between the rotation axis and the disk holder, there is a problem that the gimbal structure is easily damaged or broken, and its service life is short. There is a problem of worsening economic efficiency. However, in the present invention, by ensuring that the outer circumference of the rotation axis, rather than one outer point, is supported by the self-aligning unit, it is possible to prevent the load from being concentrated on one part of the self-aligning unit, thereby improving driving stability and reliability. It has the beneficial effect of extending lifespan.

또한, 컨디셔너는 컨디셔너 몸체부를 지지하는 컨디셔너 하우징을 포함하고, 자동조심부는 컨디셔너 하우징에 대해 상기 컨디셔너 몸체부를 짐벌(gimbal) 운동 가능하게 지지한다. 자동조심부가 하우징이 아닌 여타 다른 주변 구성 부품에 대해 회전축을 짐벌 운동 가능하게 지지하는 것도 가능하다.Additionally, the conditioner includes a conditioner housing that supports the conditioner body, and the self-aligning unit supports the conditioner body in a gimbal motion with respect to the conditioner housing. It is also possible for the self-aligning unit to support the rotation axis in a gimbal motion with respect to other peripheral components other than the housing.

구체적으로, 컨디셔너 몸체부는, 컨디셔너 하우징의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전축과, 회전축에 결합되며 회전축의 축선 방향을 따라 이동하는 디스크 홀더와, 디스크 홀더에 가압력을 인가하는 가압부를 포함한다.Specifically, the conditioner body includes a rotating shaft rotatably disposed inside the conditioner housing, a disk holder coupled to the rotating shaft and moving along the axis of the rotating shaft, and a pressing portion that applies pressing force to the disk holder.

보다 구체적으로, 회전축은, 컨디셔너 하우징의 내부에 회전 가능하게 배치되는 구동축 파트와, 구동축 파트에 의해 회전하며 구동축 파트의 축선 방향을 따라 구동축 파트에 대해 직선 이동하는 전달축 파트를 포함하고, 디스크 홀더는 전달축 파트에 결합된다. 경우에 따라서는 회전축이 단일 축파트로 구성되는 것도 가능하고, 다르게는 3개 이상의 축파트를 결합하여 제공되는 것도 가능하다.More specifically, the rotation shaft includes a drive shaft part rotatably disposed inside the conditioner housing, a transmission shaft part that rotates by the drive shaft part and moves linearly relative to the drive shaft part along the axis direction of the drive shaft part, and a disk holder. is coupled to the transmission shaft part. In some cases, it is possible for the rotation axis to be composed of a single shaft part, and in other cases, it is also possible to provide a combination of three or more shaft parts.

가압부는 디스크 홀더에 가압력을 인가하도록 마련된다. 바람직하게, 가압부는 회전축의 축선 방향(디스크 홀더에 수직한 방향)을 따라 디스크 홀더에 가압력을 인가한다. 이와 같이, 가압부가 회전축의 축선 방향을 따라 디스크 홀더에 가압력을 인가하도록 하는 것에 의하여, 디스크 홀더(컨디셔닝 디스크)에 인가되는 가압력을 전체적으로 균일하게 형성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The pressing unit is provided to apply pressing force to the disk holder. Preferably, the pressing unit applies pressing force to the disk holder along the axis direction of the rotation axis (direction perpendicular to the disk holder). In this way, by having the pressing unit apply a pressing force to the disk holder along the axis direction of the rotation axis, the advantageous effect of uniformly forming the overall pressing force applied to the disk holder (conditioning disk) can be obtained.

가압부는 가압력을 인가 가능한 다양한 구조로 형성되는 것이 가능하다. 구체적으로, 가압부는, 회전축과 디스크 홀더의 사이에 형성되는 가압챔버와, 가압챔버에 인가되는 압력을 조절하는 압력조절부를 포함한다.The pressing portion can be formed in various structures capable of applying a pressing force. Specifically, the pressurizing unit includes a pressurizing chamber formed between the rotating shaft and the disk holder, and a pressure adjusting unit that adjusts the pressure applied to the pressurizing chamber.

또한, 컨디셔너는 회전축을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 비접촉 구동부를 포함한다. 이때, 비접촉 구동부는 기어의 마모에 의한 발진이 없고 비접촉 방식으로 토크 전달이 가능할 뿐만 아니라, 발열 및 소음 발생을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 구체적으로, 비접촉 구동부는, 컨디셔너 하우징에 결합되는 구동 마그넷 기어와, 구동 마그넷 기어와 이격되게 배치되며 회전축에 결합되어 구동 마그넷 기어에 의해 회전하는 종동 마그넷 기어를 포함한다.Additionally, the conditioner includes a non-contact drive unit that provides driving force to rotate the rotation shaft. At this time, the non-contact driving part has the advantage of not only eliminating oscillation due to gear wear and transmitting torque in a non-contact manner, but also minimizing heat and noise generation. Specifically, the non-contact drive unit includes a driving magnet gear coupled to the conditioner housing, and a driven magnet gear disposed to be spaced apart from the driving magnet gear and coupled to a rotation shaft to rotate by the driving magnet gear.

자동조심부로서는 컨디셔너 하우징에 대해 회전축을 짐벌 운동 가능하게 지지할 수 있는 다양한 짐벌 구조체가 사용될 수 있다. 바람직하게, 자동조심부로서는 자동조심베어링(self-aligning bearing)이 사용된다. 여기서, 자동조심베어링이라 함은, 통상의 자동조심볼베어링 및 자동조심롤러베어링을 모두 포함하는 개념으로 정의된다.As the self-aligning unit, various gimbal structures that can support the rotation axis to enable gimbal movement with respect to the conditioner housing can be used. Preferably, a self-aligning bearing is used as the self-aligning unit. Here, self-aligning bearings are defined as a concept that includes both normal self-aligning ball bearings and self-aligning roller bearings.

바람직하게, 자동조심부은, 회전축과 디스크 홀더와, 가압부를 포함하는 컨디셔너 몸체부의 무게 중심 높이에 배치된다. 이와 같이, 컨디셔너 몸체부의 무게 중심 높이에서 컨디셔너 하우징에 대해 컨디셔너 몸체부를 짐벌 운동 가능하게 지지하는 것에 의하여, 컨디셔너 몸체부가 의도하지 않은 힘(하중 또는 충격 등)에 의해 쉽게 유동(짐벌 운동)되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the self-aligning portion is disposed at the height of the center of gravity of the conditioner body portion including the rotating shaft, the disk holder, and the pressing portion. In this way, by supporting the conditioner body to enable gimbal movement with respect to the conditioner housing at the height of the center of gravity of the conditioner body, the ease of movement (gimbal movement) of the conditioner body due to unintended forces (load or impact, etc.) is minimized. You can achieve beneficial effects.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너의 틸팅이 발생되어도 컨디셔닝 가압력을 일정하게 유지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the advantageous effect of maintaining the conditioning pressing force constant even if the conditioner is tilted during the conditioning process can be obtained.

특히, 본 발명에 따르면, 자동조심부가 컨디셔너 몸체부의 외측 둘레를 지지하며, 컨디셔너 몸체부의 자동조심이 행해지도록 하는 것에 의하여, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너의 틸팅이 발생되어도 컨디셔닝 디스크에 인가되는 가압력을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In particular, according to the present invention, the self-aligning portion supports the outer circumference of the conditioner body, and by allowing the conditioner body to self-align, the pressing force applied to the conditioning disk is maintained uniformly even if the conditioner is tilted during the conditioning process. You can achieve beneficial effects.

즉, 기존에는 회전축과 디스크 홀더의 연결 부위에 짐벌 구조체가 배치됨에 따라, 디스크 홀더에 대한 회전축의 짐벌 운동이 행해진 상태(회전축이 수직 선상에 대해 틸팅된 상태)에서는, 회전축과 컨디셔닝 디스크가 수직하게 배치되지 못함에 따라, 컨디셔닝 디스크에 인가되는 가압력이 균일하게 유지되기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 컨디셔너 하우징의 틸팅이 발생되더라도 회전축과 컨디셔닝 디스크가 항상 수직하게 배치될 수 있으므로, 컨디셔닝 디스크에 인가되는 가압력을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In other words, as the gimbal structure was previously placed at the connection between the rotation axis and the disk holder, when the gimbal movement of the rotation axis with respect to the disk holder was performed (the rotation axis was tilted relative to the vertical line), the rotation axis and the conditioning disk were perpendicular to each other. As it is not arranged, there is a problem in that it is difficult to maintain the pressing force applied to the conditioning disk uniformly. However, in the present invention, even if the conditioner housing is tilted, the rotation axis and the conditioning disk can always be arranged perpendicularly, so the advantageous effect of maintaining the pressing force applied to the conditioning disk uniformly can be obtained.

더욱이, 기존에는 회전축과 디스크 홀더의 연결 부위에 배치된 짐벌 구조체에 집중적으로 하중(컨디셔너 자체의 하중 및 컨디셔닝 가압력)이 작용함에 따라, 짐벌 구조체가 쉽게 손상되거나 파손되는 문제점이 있으며, 사용 수명이 짧아져 경제성이 악화되는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에 따르면, 자동조심부에 의해 회전축의 외측 일 지점이 아닌 외측 둘레가 지지되도록 하는 것에 의하여, 자동조심부의 일측 부위에 하중이 집중되는 것을 방지할 수 있으므로, 구동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Moreover, in the past, as the load (the load of the conditioner itself and the conditioning pressure) is concentrated on the gimbal structure placed at the connection between the rotation axis and the disk holder, there is a problem that the gimbal structure is easily damaged or broken, and its service life is short. There is a problem of worsening economic efficiency. However, according to the present invention, by ensuring that the outer circumference of the rotation axis rather than one outer point of the rotation axis is supported by the self-aligning part, it is possible to prevent the load from being concentrated on one part of the self-aligning part, thereby improving driving stability and reliability. It can be done, and the beneficial effect of extending lifespan can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면 컨디셔너 몸체부가 의도하지 않은 외력(하중 또는 충격 등)에 의해 쉽게 유동(짐벌 운동)되는 것을 최소화할 수 있으며, 컨디셔닝 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to minimize the conditioner body from being easily moved (gimbal movement) due to unintended external forces (load or impact, etc.), and the advantageous effect of increasing conditioning efficiency can be obtained.

도 1 및 도 2는 종래 일반적인 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 도 2의 컨디셔너를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 4의 컨디셔너의 구조를 설명하기 위한 단면도,
도 6은 도 5의 "A" 부위의 확대도,
도 7은 도 4의 컨디셔너의 짐벌 운동을 설명하기 위한 도면,1 and 2 are diagrams showing the configuration of a typical conventional chemical mechanical polishing device;
Figure 3 is a diagram showing the conditioner of Figure 2;
4 is a diagram for explaining the conditioner of the chemical mechanical polishing device according to the present invention;
Figure 5 is a cross-sectional view for explaining the structure of the conditioner of Figure 4;
Figure 6 is an enlarged view of portion "A" in Figure 5;
Figure 7 is a diagram for explaining the gimbal movement of the conditioner of Figure 4;

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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in this description, the same numbers refer to substantially the same elements, and under these rules, the description can be made by citing the content shown in other drawings, and content that is judged to be obvious to those skilled in the art or that is repeated can be omitted.

도 4는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4의 컨디셔너의 구조를 설명하기 위한 단면도이며, 도 6은 도 5의 "A" 부위의 확대도이다. 또한, 도 7은 도 4의 컨디셔너의 짐벌 운동을 설명하기 위한 도면이다.Figure 4 is a diagram for explaining the conditioner of the chemical mechanical polishing device according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view for explaining the structure of the conditioner in Figure 4, and Figure 6 is an enlarged view of portion "A" in Figure 5. . Additionally, FIG. 7 is a diagram for explaining the gimbal movement of the conditioner of FIG. 4.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 따른 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너(300)는, 컨디셔닝 디스크(340)를 회전시키면서 가압하는 컨디셔너 몸체부(301)와, 컨디셔너 몸체부(301)의 외측 둘레를 지지하며 컨디셔너 몸체부(301)를 수직 선상으로 자동 조정(self-aligning)하는 자동조심부(400)를 포함한다.4 to 7, the conditioner 300 of the chemical mechanical polishing device according to the present invention includes a conditioner body 301 that presses while rotating the conditioning disk 340, and an outer surface of the conditioner body 301. It includes a self-aligning part 400 that supports the circumference and self-aligns the conditioner body 301 in a vertical line.

참고로, 연마정반(100)의 상면에는 기판(W)을 연마하기 위한 연마패드(110)가 배치되고, 연마패드(110)의 상면에 슬러리 공급부(50)로부터 슬러리가 공급되는 상태에서 캐리어 헤드(200)에 의해 기판을 연마패드(110)의 상면에 가압함으로써 화학 기계적 연마 공정이 수행될 수 있으며, 컨디셔너는 연마패드(110)의 표면을 개질하기 위해 마련된다.For reference, a polishing pad 110 for polishing the substrate W is disposed on the upper surface of the polishing plate 100, and the carrier head is supplied with slurry from the slurry supply unit 50 on the upper surface of the polishing pad 110. A chemical mechanical polishing process can be performed by pressing the substrate onto the upper surface of the polishing pad 110 by 200, and a conditioner is provided to modify the surface of the polishing pad 110.

즉, 컨디셔너(300)는 연마패드(110)의 표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 미공들이 막히지 않도록 연마패드(110)의 표면을 미세하게 절삭하여, 연마패드(110)의 발포 기공에 채워졌던 슬러리가 캐리어 헤드(200)에 파지된 기판에 원활하게 공급될 수 있게 한다.That is, the conditioner 300 finely cuts the surface of the polishing pad 110 to prevent the numerous foam pores that serve to contain the slurry mixed with the abrasive and chemicals on the surface of the polishing pad 110 from being clogged, thereby forming the polishing pad. This allows the slurry filled in the foaming pores of (110) to be smoothly supplied to the substrate held by the carrier head (200).

보다 구체적으로, 컨디셔너 몸체부(301)는 컨디셔닝 디스크(340)를 회전시키면서 가압하도록 마련되는 바, 컨디셔너 하우징(310)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전축(320)과, 회전축(320)에 결합되며 회전축(320)의 축선 방향을 따라 이동하는 디스크 홀더(330)와, 디스크 홀더(330)에 가압력을 인가하는 가압부(350)를 포함하며, 선회 경로를 따라 연마패드(110)에 대해 선회 이동하도록 구성된다.More specifically, the conditioner body portion 301 is provided to pressurize the conditioning disk 340 while rotating it, and is coupled to a rotating shaft 320 rotatably disposed inside the conditioner housing 310 and the rotating shaft 320. It includes a disk holder 330 that moves along the axis direction of the rotation axis 320, and a pressing part 350 that applies pressing force to the disk holder 330, and rotates about the polishing pad 110 along the turning path. It is configured to move.

회전축(320)은 소정 각도 범위로 선회 운동하는 컨디셔너 아암에 장착되는 컨디셔너 하우징(310) 상에 회전 가능하게 장착된다.The rotation shaft 320 is rotatably mounted on the conditioner housing 310, which is mounted on a conditioner arm that pivots in a predetermined angle range.

상기 회전축(320)은 컨디셔너 하우징(310) 상에 회전 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 회전축(320)은 복수개의 축파트를 결합한 구조로 제공될 수 있는 바, 상기 회전축(320)은, 구동부에 의하여 제자리에서 회전 구동되는 구동축 파트(322), 구동축 파트(322)와 맞물려 회전 구동되며 구동축 파트(322)에 대해 상하 방향(구동축의 축선 방향)으로 상대 이동하는 전달축 파트(326)를 포함하여 구성된다. 경우에 따라서는 회전축이 단일 축파트로 구성되는 것도 가능하고, 다르게는 3개 이상의 축파트를 결합하여 제공되는 것도 가능하다.The rotation shaft 320 may be provided in various structures that can be rotated on the conditioner housing 310. As an example, the rotation shaft 320 may be provided in a structure that combines a plurality of shaft parts, and the rotation shaft 320 includes a drive shaft part 322 that is rotated in place by a drive unit, a drive shaft part 322, and It is configured to include a transmission shaft part 326 that engages and rotates and moves relative to the drive shaft part 322 in the vertical direction (axis direction of the drive shaft). In some cases, it is possible for the rotation axis to be composed of a single shaft part, and in other cases, it is also possible to provide a combination of three or more shaft parts.

참고로, 전달축 파트(326)는 구동축 파트(322)와 일체로 회전하도록 구성되며, 구동축 파트(322)에 대한 전달축 파트(326)의 상하 이동은 허용된다.For reference, the transmission shaft part 326 is configured to rotate integrally with the drive shaft part 322, and vertical movement of the transmission shaft part 326 with respect to the drive shaft part 322 is allowed.

디스크 홀더(330)는 회전축(320)에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 제공되어, 회전축(320)과 함께 회전함과 아울러 회전축(320)에 대해 상하 방향으로 이동할 수 있으며, 상기 디스크 홀더(330)의 하부에는 연마정반(100) 상에 부착된 연마패드(110)를 개질하기 위한 컨디셔닝 디스크(340)가 결합된다.The disk holder 330 is provided to be movable in the up and down direction with respect to the rotation axis 320, so that it rotates together with the rotation axis 320 and can move in the up and down direction with respect to the rotation axis 320, and the disk holder 330 ) A conditioning disk 340 for reforming the polishing pad 110 attached to the polishing plate 100 is coupled to the lower portion.

상기 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 결합 및 연결구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 결합 및 연결구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 전달축 파트(326)의 하단부는 디스크 홀더(330)의 홀더 기둥과 결합될 수 있으며, 홀더 기둥은 전달축 파트(326)가 구동축 파트(322)에 대해 상하 방향으로 이동할 때 함께 이동할 수 있다.The combination and connection structure of the rotation shaft 320 and the disk holder 330 can be changed in various ways depending on required conditions and design specifications, and can be changed according to the combination and connection structure of the rotation shaft 320 and the disk holder 330. The invention is not restricted or limited. As an example, the lower end of the transmission shaft part 326 may be coupled to the holder pillar of the disk holder 330, and the holder pillar moves together when the transmission shaft part 326 moves in the vertical direction with respect to the drive shaft part 322. You can move.

가압부(350)는 디스크 홀더(330)에 가압력을 인가하도록 마련된다.The pressing unit 350 is provided to apply pressing force to the disk holder 330.

바람직하게, 가압부(350)는 회전축(320)의 축선 방향(디스크 홀더(330)에 수직한 방향)을 따라 디스크 홀더(330)에 가압력을 인가하도록 구성된다. 경우에 따라서는 가압부가 회전축의 축선 방향이 아닌 다른 방향을 따라 디스크 홀더에 가압력을 인가하는 것도 가능하다. 그러나, 디스크 홀더(330)에 인가되는 가압력이 전체적으로 균일하게 형성될 수 있도록 가압부(350)는 회전축(320)의 축선 방향을 따라 디스크 홀더(330)에 가압력을 인가하는 것이 바람직하다.Preferably, the pressing unit 350 is configured to apply a pressing force to the disk holder 330 along the axis direction of the rotation axis 320 (a direction perpendicular to the disk holder 330). In some cases, it is possible for the pressing unit to apply pressing force to the disk holder along a direction other than the axis of the rotation axis. However, it is preferable that the pressing unit 350 applies a pressing force to the disk holder 330 along the axial direction of the rotation axis 320 so that the pressing force applied to the disk holder 330 can be uniformly formed throughout.

일 예로, 가압부(350)는, 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 사이에 형성되는 가압챔버(352)와, 가압챔버(352)에 인가되는 압력을 조절하는 압력조절부(354)를 포함한다.As an example, the pressing unit 350 includes a pressing chamber 352 formed between the rotating shaft 320 and the disk holder 330, and a pressure adjusting unit 354 that adjusts the pressure applied to the pressing chamber 352. Includes.

보다 구체적으로, 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 사이에는 가압챔버(352)가 제공될 수 있으며, 가압챔버(352)에 연결된 압력조절부(354)로터 가압챔버(352)에 도달하는 공압을 조절함에 따라, 회전축(320)에 대해 디스크 홀더(330)가 상하 방향으로 이동할 수 있으며, 회전축(320)에 대한 디스크 홀더(330)의 상하 방향 이동에 대응하여 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력이 변동될 수 있다.More specifically, a pressure chamber 352 may be provided between the rotation shaft 320 and the disk holder 330, and the pressure regulator 354 rotor connected to the pressure chamber 352 reaches the pressure chamber 352. By adjusting the pneumatic pressure, the disk holder 330 can move in the vertical direction with respect to the rotation axis 320, and the conditioning disk 340 is polished in response to the upward and downward movement of the disk holder 330 with respect to the rotation axis 320. The pressing force pressing the pad 110 may vary.

즉, 상기 압력조절부(354)로부터 공압통로(미도시)를 통해 정압이 가압챔버(352)에 인가되면, 가압챔버(352) 내의 압력이 높아지면서 디스크 홀더(330)를 하방으로 밀어낸다. 이에 따라, 디스크 홀더(330)는 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력을 조절할 수 있다. 아울러, 회전하는 가압챔버(352)에 공압을 선택적으로 공급하는 것은 로터리 유니언 등과 같은 통상의 공지된 구성을 이용하여 구현 가능하다.That is, when positive pressure is applied to the pressure chamber 352 from the pressure regulator 354 through a pneumatic passage (not shown), the pressure within the pressure chamber 352 increases and pushes the disk holder 330 downward. Accordingly, the disk holder 330 can adjust the pressing force with which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110. In addition, selectively supplying pneumatic pressure to the rotating pressurization chamber 352 can be implemented using commonly known configurations such as a rotary union.

참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 가압부(350)가 공압을 이용하여 가압력을 형성하는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 가압부가 기계적으로 직접 가압력을 인가하는 것도 가능하다.For reference, in the above-mentioned and illustrated embodiment of the present invention, the pressurizing unit 350 uses pneumatic pressure to form a pressing force, but in some cases, it is also possible for the pressurizing unit to directly mechanically apply the pressing force. .

또한, 컨디셔너는 회전축(320)을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.Additionally, the conditioner includes a driving unit that provides driving force to rotate the rotation shaft 320.

바람직하게 구동부로서는 컨디셔너 하우징(310)에 대해 회전축(320)을 비접촉 회전시키는 비접촉 구동부(360)가 사용된다. 비접촉 구동부(360)는 기어의 마모에 의한 발진이 없고 비접촉 방식으로 토크 전달이 가능할 뿐만 아니라, 발열 및 소음 발생을 최소화할 수 있는 이점이 있다.Preferably, a non-contact driving unit 360 that non-contactly rotates the rotating shaft 320 with respect to the conditioner housing 310 is used as the driving unit. The non-contact drive unit 360 has the advantage of not only eliminating oscillation due to wear of gears and transmitting torque in a non-contact manner, but also minimizing heat and noise generation.

비접촉 구동부(360)로서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 비접촉 구동부(360)가 사용될 수 있다. 일 예로, 비접촉 구동부(360)는, 컨디셔너 하우징(310)에 결합되는 구동 마그넷 기어(362)와, 구동 마그넷 기어(362)와 이격되게 배치되며 회전축(320(352)구동 축파트)에 결합되어 구동 마그넷 기어(362)에 의해 회전하는 종동 마그넷 기어(364)를 포함한다.As the non-contact driving unit 360, various non-contact driving units 360 may be used depending on required conditions and design specifications. As an example, the non-contact drive unit 360 is arranged to be spaced apart from the drive magnet gear 362 coupled to the conditioner housing 310 and the drive magnet gear 362, and is coupled to the rotation shaft 320 (352 drive shaft part). It includes a driven magnet gear 364 that rotates by the driving magnet gear 362.

구동 마그넷 기어(362)와 종동 마그넷 기어(364)는 각각 자석을 이용하여 형성되며, 구동 마그넷 기어(362)가 회전함에 따라 종동 마그넷 기어(364)가 동기화(커플링)되어 회전하게 된다.The driving magnet gear 362 and the driven magnet gear 364 are each formed using a magnet, and as the driving magnet gear 362 rotates, the driven magnet gear 364 rotates in synchronization (coupling).

자동조심부(400)는 컨디셔너 몸체부(301)의 외측 둘레를 지지하며, 컨디셔너 몸체부(301)를 수직 선상으로 자동 조정(self-aligning)하기 위해 마련된다.The self-aligning unit 400 supports the outer circumference of the conditioner body 301 and is provided to self-align the conditioner body 301 in a vertical line.

보다 구체적으로 자동조심부(400)는 컨디셔너 하우징(310)에 대해 회전축(320)을 짐벌(gimbal) 운동 가능하게 지지하도록 마련되며, 회전축(320)의 외측 둘레와 컨디셔너 하우징(310)의 사이에 배치된다. 경우에 따라서는 자동조심부가 하우징이 아닌 여타 다른 주변 구성 부품에 대해 회전축을 짐벌 운동 가능하게 지지하는 것도 가능하다.More specifically, the self-aligning unit 400 is provided to support the rotation axis 320 so as to enable gimbal movement with respect to the conditioner housing 310, and is located between the outer circumference of the rotation axis 320 and the conditioner housing 310. It is placed. In some cases, it is possible for the self-aligning unit to support the rotation axis to enable gimbal movement with respect to other peripheral components other than the housing.

즉, 컨디셔너(300)에 의해 연마패드(110)의 컨디셔닝 공정이 진행되는 동안, 연마패드(110)의 표면 상태 또는 컨디셔닝 디스크(340)에 역방향으로 작용하는 물리적인 힘에 의해 컨디셔너 하우징(310)이 틸팅(수직 선상에 대해 기울어지게 배치)되는 현상이 발생하게 되면, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)로부터 부분적으로 이격됨에 따라 연마패드(110)의 컨디셔닝이 균일하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 이를 위해, 자동조심부(400)는 컨디셔너 하우징(310)이 틸팅될 시 컨디셔너 하우징(310)에 대한 회전축(320)의 짐벌(gimbal) 운동이 허용되게 함으로써, 컨디셔너 하우징(310)이 틸팅되더라도 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)에 접촉된 상태를 유지할 수 있게 한다.That is, while the conditioning process of the polishing pad 110 by the conditioner 300 is in progress, the conditioner housing 310 is damaged by a physical force acting in the reverse direction on the surface condition of the polishing pad 110 or the conditioning disk 340. When this tilting phenomenon (positioned at an angle with respect to a vertical line) occurs, the conditioning disk 340 is partially spaced from the polishing pad 110, resulting in the problem that the conditioning of the polishing pad 110 is not performed uniformly. there is. To this end, the self-aligning unit 400 allows gimbal movement of the rotation axis 320 with respect to the conditioner housing 310 when the conditioner housing 310 is tilted, thereby maintaining conditioning even if the conditioner housing 310 is tilted. The disk 340 can be maintained in contact with the polishing pad 110.

자동조심부(400)로서는 컨디셔너 하우징(310)에 대해 회전축(320)을 짐벌 운동 가능하게 지지할 수 있는 다양한 짐벌 구조체가 사용될 수 있다. 바람직하게, 자동조심부(400)로서는 자동조심베어링(self-aligning bearing)이 사용될 수 있다. 여기서, 자동조심베어링이라 함은, 통상의 자동조심볼베어링 및 자동조심롤러베어링을 모두 포함하는 개념으로 정의된다.As the self-aligning unit 400, various gimbal structures that can support the rotation axis 320 with respect to the conditioner housing 310 so as to enable gimbal movement can be used. Preferably, a self-aligning bearing may be used as the self-aligning unit 400. Here, self-aligning bearings are defined as a concept that includes both normal self-aligning ball bearings and self-aligning roller bearings.

이와 같이, 자동조심부(400)가 컨디셔너 몸체부(301)(회전축(320)의 구동축 파트)의 외측 둘레를 지지하며 컨디셔너 하우징(310)에 대한 회전축(320)의 짐벌 운동이 보장되도록 하는 것에 의하여, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너 하우징(310)의 틸팅이 발생되어도 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 가압력을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, the self-aligning unit 400 supports the outer circumference of the conditioner body 301 (the drive shaft part of the rotating shaft 320) and ensures the gimbal movement of the rotating shaft 320 with respect to the conditioner housing 310. As a result, even if the conditioner housing 310 is tilted during the conditioning process, the advantageous effect of maintaining the pressing force applied to the conditioning disk 340 uniformly can be obtained.

즉, 기존에는 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 연결 부위에 짐벌 구조체가 배치됨에 따라, 디스크 홀더(330)에 대한 회전축(320)의 짐벌 운동이 행해진 상태(회전축(320)이 수직 선상에 대해 틸팅된 상태)에서는, 회전축(320)과 컨디셔닝 디스크(340)가 수직하게 배치되지 못함에 따라, 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 가압력이 균일하게 유지되기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 컨디셔너 하우징(310)의 틸팅이 발생되더라도 회전축(320)과 컨디셔닝 디스크(340)가 항상 수직하게 배치될 수 있으므로, 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 가압력을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, in the past, as the gimbal structure was disposed at the connection portion between the rotation axis 320 and the disk holder 330, the gimbal movement of the rotation axis 320 with respect to the disk holder 330 was performed (the rotation axis 320 was in a vertical line). In the state (tilted with respect to However, in the present invention, even if the conditioner housing 310 is tilted, the rotation axis 320 and the conditioning disk 340 can always be arranged vertically, so there is an advantageous effect of uniformly maintaining the pressing force applied to the conditioning disk 340. can be obtained.

더욱이, 기존에는 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 연결 부위에 배치된 짐벌 구조체에 집중적으로 하중(컨디셔너 자체의 하중 및 컨디셔닝 가압력)이 작용함에 따라, 짐벌 구조체가 쉽게 손상되거나 파손되는 문제점이 있으며, 사용 수명이 짧아져 경제성이 악화되는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 대략 링 형상을 갖는 자동조심베어링에 의해 회전축(320)의 외측 둘레가 지지되도록 하는 것에 의하여, 자동조심베어링의 일측 부위에 하중이 집중되는 것을 방지할 수 있으므로, 구동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Moreover, as the load (conditioner's own load and conditioning pressure) is concentrated on the gimbal structure disposed at the connection area between the rotation axis 320 and the disk holder 330, the gimbal structure is easily damaged or broken. In addition, there is a problem that the economic feasibility is worsened due to the shortened service life. However, in the present invention, by supporting the outer circumference of the rotating shaft 320 by a self-aligning bearing having a roughly ring shape, it is possible to prevent the load from being concentrated on one side of the self-aligning bearing, thereby improving driving stability and reliability. can be improved, and the beneficial effect of extending lifespan can be obtained.

바람직하게, 자동조심부(400)(예를 들어, 자동조심베어링)은, 회전축(320)과 디스크 홀더(330)와, 가압부(350)를 포함하는 컨디셔너 몸체부(301)의 무게 중심 높이(G)에 배치된다. 이와 같이, 컨디셔너 몸체부(301)의 무게 중심 높이(G)에서 컨디셔너 하우징(310)에 대해 컨디셔너 몸체부(301)를 짐벌 운동 가능하게 지지하는 것에 의하여, 컨디셔너 몸체부(301)가 의도하지 않은 힘(하중 또는 충격 등)에 의해 쉽게 유동(짐벌 운동)되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the self-aligning portion 400 (e.g., self-aligning bearing) has a height of the center of gravity of the conditioner body portion 301 including the rotating shaft 320, the disk holder 330, and the pressing portion 350. It is placed in (G). In this way, by supporting the conditioner body 301 to enable gimbal movement with respect to the conditioner housing 310 at the height G of the center of gravity of the conditioner body 301, the conditioner body 301 is subject to unintentional movement. The advantageous effect of minimizing movement (gimbal movement) caused by force (load or impact, etc.) can be achieved.

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.As described above, although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may modify and modify the present invention in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can change it.

100 : 연마정반 110 : 연마패드
200 : 캐리어 헤드 300 : 컨디셔너
310 : 컨디셔너 하우징 320 : 회전축
322 : 구동축 파트 324 : 전달축 파트
330 : 디스크 홀더 340 : 컨디셔닝 디스크
350 : 가압부 352 : 가압챔버
354 : 압력조절부 360 : 비접촉 구동부
362 : 구동 마그넷 기어 364 : 종동 마그넷 기어
400 : 자동조심부100: polishing plate 110: polishing pad
200: Carrier head 300: Conditioner
310: Conditioner housing 320: Rotating shaft
322: Drive shaft part 324: Transmission shaft part
330: Disk holder 340: Conditioning disk
350: pressurizing part 352: pressurizing chamber
354: pressure control unit 360: non-contact driving unit
362: driving magnet gear 364: driven magnet gear
400: Automatic alignment unit

Claims (17)

삭제delete 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너로서,
컨디셔닝 디스크를 회전시키면서 가압하는 컨디셔너 몸체부와;
상기 컨디셔너 몸체부를 지지하는 컨디셔너 하우징과;
상기 컨디셔너 몸체부의 외측 둘레를 지지하며, 상기 컨디셔너 하우징에 대해 상기 컨디셔너 몸체부를 짐벌(gimbal) 운동 가능하게 지지하여, 상기 컨디셔너 몸체부를 상기 컨디셔닝 디스크에 수직인 수직선 상으로 자동 조정(self-aligning)하는 자동조심부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 컨디셔너.
As a conditioner for chemical mechanical polishing equipment,
a conditioner body portion that rotates and pressurizes the conditioning disk;
a conditioner housing supporting the conditioner body;
Supporting the outer circumference of the conditioner body, supporting the conditioner body in a gimbal motion relative to the conditioner housing, self-aligning the conditioner body on a vertical line perpendicular to the conditioning disk. Auto-alert department;
A conditioner comprising:
 제2항에 있어서,
상기 컨디셔너 몸체부는,
상기 컨디셔너 하우징의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전축과;
상기 회전축에 결합되며, 상기 회전축의 축선 방향을 따라 이동하는 디스크 홀더와;
상기 회전축의 축선 방향을 따라 상기 디스크 홀더에 가압력을 인가하는 가압부를; 포함하고,
상기 자동조심부는 상기 회전축의 외측 둘레와 상기 컨디셔너 하우징의 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 컨디셔너.
According to paragraph 2,
The conditioner body part,
a rotating shaft rotatably disposed inside the conditioner housing;
a disk holder coupled to the rotation shaft and moving along the axis of the rotation shaft;
a pressing unit that applies pressing force to the disk holder along the axis direction of the rotation shaft; Contains,
The conditioner, wherein the self-aligning unit is disposed between an outer circumference of the rotating shaft and the conditioner housing.
 제3항에 있어서,
상기 회전축은,
상기 컨디셔너 하우징의 내부에 회전 가능하게 배치되는 구동축 파트와;
상기 구동축 파트에 의해 회전하며, 상기 구동축 파트의 축선 방향을 따라 상기 구동축 파트에 대해 직선 이동하는 전달축 파트를; 포함하고,
상기 디스크 홀더는 상기 전달축 파트에 결합된 것을 특징으로 하는 컨디셔너.
According to paragraph 3,
The rotation axis is,
a drive shaft part rotatably disposed inside the conditioner housing;
a transmission shaft part that is rotated by the drive shaft part and moves linearly relative to the drive shaft part along the axis direction of the drive shaft part; Contains,
A conditioner, characterized in that the disk holder is coupled to the transmission shaft part.
 삭제delete 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 컨디셔너 하우징에 대해 상기 회전축을 비접촉 회전시키는 비접촉 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨디셔너.
According to paragraph 3,
A conditioner comprising a non-contact driving unit that non-contactly rotates the rotation shaft with respect to the conditioner housing.
 제7항에 있어서,
상기 비접촉 구동부는,
상기 컨디셔너 하우징에 결합되는 구동 마그넷 기어와;
상기 구동 마그넷 기어와 이격되게 상기 회전축에 결합되며, 상기 구동 마그넷 기어에 의해 회전하는 종동 마그넷 기어를;
포함하는 것을 특징으로 하는 컨디셔너.
In clause 7,
The non-contact driving unit,
a driving magnet gear coupled to the conditioner housing;
a driven magnet gear coupled to the rotation shaft to be spaced apart from the driving magnet gear and rotating by the driving magnet gear;
A conditioner comprising:
 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항 또는 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 자동조심부는 자동조심베어링(self-aligning bearing)인 것을 특징으로 하는 컨디셔너.
According to any one of claims 2 to 4 or 7 or 8,
A conditioner wherein the self-aligning unit is a self-aligning bearing.
 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항 또는 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 자동조심부는 상기 컨디셔너 몸체부의 무게 중심 높이에서 상기 컨디셔너 몸체부를 지지하는 것을 특징으로 하는 컨디셔너.
According to any one of claims 2 to 4 or 7 or 8,
The conditioner, wherein the self-aligning unit supports the conditioner body at a height of the center of gravity of the conditioner body.
 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너로서,
컨디셔너 하우징과;
상기 컨디셔너 하우징의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전축과;
상기 회전축에 결합되며, 상기 회전축의 축선 방향을 따라 이동하는 디스크 홀더와;
상기 디스크 홀더에 가압력을 인가하는 가압부와;
상기 회전축의 외측 둘레와 상기 컨디셔너 하우징의 사이에 배치되며, 상기 컨디셔너 하우징에 대해 상기 회전축을 짐벌(gimbal) 운동 가능하게 지지하는 자동조심베어링을:
포함하는 것을 특징으로 하는 컨디셔너.
As a conditioner for chemical mechanical polishing equipment,
a conditioner housing;
a rotating shaft rotatably disposed inside the conditioner housing;
a disk holder coupled to the rotation shaft and moving along the axis of the rotation shaft;
a pressing unit that applies pressing force to the disk holder;
A self-aligning bearing disposed between the outer circumference of the rotation axis and the conditioner housing and supporting the rotation axis in a gimbal motion with respect to the conditioner housing:
A conditioner comprising:
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