KR20020071150A

KR20020071150A - 연마장치, 연마패드부재 교환장치 및 그 교환방법

Info

Publication number: KR20020071150A
Application number: KR1020010011108A
Authority: KR
Inventors: 센가다쯔야; 고바야시가즈오; 이데사또루; 다나까기요시
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2002-09-12

Abstract

본 발명의 연마장치는, 피연마면이 위로 향하도록 한 상태에서 연마 대상물을 유지시키는 대상물 유지 기구와, 상기 피연마면과 접촉하여 이 면을 연마하게 되는 연마면을 갖는 연마패드부재와, 상기 연마면이 아래로 향하도록 한 상태에서 하단부에서 상기 연마패드부재를 유지하는 연마헤드와, 상기 피연마면에 대해 연마패드부재를 상대 변위시키는 이동기구와, 연마헤드의 하단부에 제공되어, 상기 연마면이 아래로 향하도록 연마패드부재를 상기 연마헤드의 하단부에 착탈가능하게 고정 및 유지시키며, 또한 각각 상이한 방식으로 연마패드를 고정 및 유지시키게 되는 다수의 패드 고정 및 유지 기구를 포함하며, 상기 연마패드부재가 자동적으로 교환될 수 있도록, 상기 이동기구는, 연마패드부재를 피연마면의 연마위치로부터 연마패드부재의 교환 위치로 상대 변위시킨다.

Description

연마장치, 연마패드부재 교환장치 및 그 교환방법{POLISHING DEVICE, POLISHING PAD COMPONENT EXCHANGE DEVICE AND EXCHANGE METHOD THEREFOR}

본 발명은 초고밀도 집적회로(ULSIs)와 같은 반도체 장치를 제조하는 공정에 적용될 수 있는 반도체 평판화 및 연마 장치에 관한 것으로, 구체적으로 말하면, 이러한 평탄화 및 연마 작업에서 연마패드부재를 교환하기 위한 프로토콜에 관한 것이다.

스핀들 축에 축지지된 연마패드부재를 사용하고 연마재 슬러리를 패드면에공급하며 또 패드와 웨이퍼를 동일 방향 또는 역방향으로 회전시키면서 척에 지지된 웨이퍼를 위에서 부터 가압함으로써 웨이퍼들을 연마 또는 CMP 연마하는 연마장치가 소개되어 있다 (일본 특개평 6-21028 호, 특개평 7-266219 호, 특개평 8-192353 호 및 특개평 8-293477 호의 공보 참조).

이러한 연마장치와 결합되는 패드(연마체)로서 사용되는 것들은, 경질 발포성 우레탄 시이트, 폴리에스테르 섬유 부직포, 펠트, 폴리비닐 알콜 섬유 부직포, 나일론 섬유 부직포 및, 발포성 우레탄 수지 용액을 이들 부직포에 유동시키고 이어서 이들을 발포 및 경화시킴으로써 얻어지는 것들이 있다.

상기 연마장치중 어느 하나를 사용하여 웨이퍼를 연마할 때, 연마에 의해 패드는 마모되며, 하나 또는 다수의 웨이퍼가 패드의 거칠기화(보수)의 목적으로 연마된 후 패드조질장치의 사용으로 패드는 드레싱 또는 세정 작업을 받게 된다. 이러한 패드 거칠기 작용을 하는 패드조질장치의 구체적인 예는, 드레싱 디스크 및 세정액, 고압 세정액 스프레이 노즐의 조합 (특개평 3-10769 호, 특개평 10-202502 호, 특개평 10-235549 호 및 특개평 10-244459 호의 공보 참조), 드레싱 디스크 및 세정 브러시 (특개평 10-244458 호의 공보 참조), 및 컵홀드형 드레싱 훼스톤, 압축식 세정액 스프레이 노즐 및 세정 브러시의 조합 (특개평 10-244458 호의 공보 참조) .

연마패드부재는 이렇게 반복적으로 조질되며, 일단 연마패드부재가 그의 마모한계에 도달하면, 새로운 연마패드부재로 교환된다. 이러한 연마패드부재는, 연마천 또는 폴리우레탄 시이트 ("패드", "연마포", 또는 "연마체" 라고 불린다)를 알루니늄 또는 스테인레스강 부착판 (연마체 지지기)에 부착함으로써 얻어지게 된다. 이러한 연마포는 작업자에 의해 수동으로 리로딩된다. 그러나, 연마포의 박리 및 부착판상에의 부착은 이러한 연마포 리로딩 작업동안에는 귀찮은 것이며, 또한 숙련된 기술이 요구되어, 연마장치의 이용효율이 저하된다. 이러한 상황에서, 상기 방법은, 비사용 연마포를 미리 부착판에 부착함으로써 얻어진 새로운 연마패드부재를 준비하고 또한 사용되어 마모된 연마패드부재를 상기 새로운 연마패드부재로 교환하는 방법으로 대체되고 있다.

그러나, 이러한 방법에서도, 작업자가 연마장치에 직접 들어가는 수동작업은 불가피하며, 또한 연마패드부재를 교환하기 위해 귀찮은 볼트 부착 및 제거 작업이 필요하게 된다. 이러한 상황에서, 예컨대, 일본 특개평 8-174406 호 및 10-230449 호의 공보에 소개된 바와 같이, 연마패드부재를 자동으로 교환하는 장치가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 경우, 연마패드부재는 직경이 큰 디스크 위에 있게 되며, 피연마면이 위로 향하게 되는 웨이퍼는 이 웨이퍼가 연마패드부재의 패드면상에 위에서 가압되면서 연마된다. 이러한 이유로, 디스크의 직경 (또한 연마패드부재의 직경) 은 웨이퍼 직경 보다 크게 되며, 이 결과, 이러한 큰 연마패드부재를 교환하는 자동교환장치의 구조는 크고 복잡하게 되며, 또한 작업비가 많이 들게 된다.

상기 특허공개에 개시된 연마장치 (CMP 장치) 와 관련하여, 연마될 웨이퍼의 면은 아래로 향하게 되며, 따라서 연마작업의 종료지점은, 연마패드부재, 웨이퍼 등을 회전 및 구동하는데 필요한 전압 또는 전류의 변화를 디코딩함으로써 예측될수 있거나, 또는 디스크에 레이저 비임 전달창을 만들고 연마되는 웨이퍼의 면에 레이저 비임을 조사하면서 웨이퍼 연마 상태를 모니터링함으로써 예측될 수 있다 (특개평 6-216095 호, 특개평 8-172118 호, 특개평 9-262743 호 및 특개평 10-199951 호의 공보 참조).

상기한 CMP 장치와는 달리, 피연마면이 위로 향하게 되는 웨이퍼가 인덱스 테이블에 있는 웨이퍼 척기구의 흡착에 의해 지지되며, 또한 웨이퍼 위에 놓인 스핀들축에 축지지되는 연마패드부재가 패드면이 아래로 향한 상태에서 위에서 웨이퍼에 가압되고, 또한 웨이퍼 및 연마패드부재를 회전시켜 웨이퍼를 연마하는 CMP 장치가 소개되어 사용되고 있다 (특개평 10-303152 호 및 특개평 11-156711 호의 공보 참조). 이러한 CMP 장치의 연마패드의 직경은 웨이퍼 직경 보다 작으며, 피연마면이 위로 향하므로, 연마작업 중에 필름 두께를 측정하거나 또는 연마작업의 종료를 판단하는 것이 쉽다. 연마패드부재의 직경이 상기 공지된 CMP 장치의 연마패드부재의 것 보다 작으므로, 교환작업이 쉽게 이루어질 수 있다.

그러나, 연마체 직경이 웨이퍼 직경 보다 작은 이러한 CMP 장치의 특징은 연마체 (연마패드부재)의 연마면(패드면)의 이용효율이 높다는 것인데, 이에 따라 연마체의 연마면의 함몰이 크게 된다. 요구되는 연마성능 유지하기 위해서는 이러한 CMP 장치의 드레싱 빈도를 증가시키는 것이 필요하지만, 이러한 드레싱에 의해 연마면이 깍이게 되므로 연마체 자체의 수명이 단축되며, 이 결과, 연마패드부재 교환작업 사이의 기간이 더 짧게 되고, 교환 빈도가 커지게 된다. 전술한 바와 같이, 연마패드부재는 패드면이 아래로 향한 상태에서 스핀들 축에 장착되므로, 교환작업 중에 바람직한 정확도를 얻기 어려우며, 또한 작업효율이 문제가 될 정도로 나빠지게 된다.

이상과 같은 문제를 감안한 본 발명의 목적은, 연마패드부재를 자동으로 교환할 수 있고 또 연마패드부재 교환작업의 효율을 개선할 수 있는 연마패드부재 교환징치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 연마패드부재를 고정 및 유지시키는 수단의 기능에 충분한 효과가 발현되지 않더라도, 연마패드부재가 떨어지지 않고, 신뢰성이 높은연마장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 연마장치에 사용되는 연마헤드 및 이 연마헤드에 착탈가능하게 부착되는 패드유지 기구를 나타내는 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 연마장치를 나타내는 사시도이다.

도 3 은 본 연마장치의 주요 구성요소를 나타내는 사시도이다.

도 4 는 본 연마장치의 스핀들 축, 연마헤드, 패드유지 기구 및 패드조질 기구의 정면도이다.

도 5 는 본 발명의 연마패드 교환장치가 구비된 CMP 장치의 평면도이다.

도 6 은 본 발명의 교환장치에서 교환 대상물이 되는 연마패드부재를 나타내는 사시도이다.

도 7 은 도 5 에서 선 A-A 을 따라 취한 CMP 장치의 부분도이다.

도 8 은 도 5 에서 선 B-B 을 따라 취한 CMP 장치의 부분도이다.

도 9 는 연마패드 전달로봇의 평면도이다.

도 10 은 연마패드 전달로봇의 단면도이다.

도 11 은 본 발명의 CMP 장치에 사용되는 연마헤드 및 전자기 흡착에 의해 이 연마헤드에 착탈가능하게 부착되는 연마패드부재를 나타내는 단면도이다.

도 12 는 연마체 박리 기구를 구비하는 연마체 리로딩 기구의 유사 정면도이다.

도 13 은 연마체 부착 기구를 구비하는 연마체 리로딩 기구의 유사 정면도이다.

도 14 는 본 발명의 CMP 장치에서 사용가능 연마패드부재를 교환하는데 사용되는 임시 교환 플랫포옴의 구성을 나타내는 도면이다.

도 15 는 본 발명의 CMP 장치의 다른 실시예에 적용되는 연마헤드를 위한 전달기구의 구성을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 연마헤드 (패드유지기구) 4 : 연마패드부재

7, 107 : 이동기구 12a, 12b, 12c, 12d : 웨이퍼 척기구

18 : 연마패드부재 전달로봇

이러한 목적을 이루기 위해, 본 발명의 연마장치는, 피연마면이 위로 향하도록 한 상태에서 연마 대상물 (예컨대, 웨이퍼) 을 유지시키는 대상물 유지 기구 (예컨대, 적용예에서 웨이퍼 척기구)와, 상기 피연마면과 접촉하여 이 면을 연마하게 되는 연마면을 갖는 연마패드부재와, 상기 연마면이 아래로 향하도록 한 상태에서 상기 연마패드부재를 유지하는 패드유지기구 (예컨대, 적용예에서 연마헤드 (2))와, 상기 피연마면에 대해 연마패드부재를 상대 변위시키는 이동기구 (예컨대, 적용예에서 이동기구 (7, 107)) 를 포함하며, 피연마면은 연마패드부재가 상기 피연마면과 접촉한 상태에서 연마패드부재의 상대변위에 의해 연마된다. 또한 이러한 연마장치는, 피연마면이 아래로 향하도록 연마패드부재를 상기 연마헤드의 하단부에 착탈가능하게 고정 및 유지시키며 또한 각각 상이한 방식으로 연마패드를 고정 및 유지시키게 되는 다수의 패드 고정 및 유지 기구를 구비한다. 상기 이동기구의 변위 거리는 적어도, 연마패드부재를 피연마면의 연마위치로부터 연마패드부재의 교환 위치까지며, 연마패드부재는 고정 및 유지 기구에 의해 연마헤드에 부착 및 그로부터 분리되면서 자동적으로 교환된다.

본 연마장치에서, 연마된 대상물은 연마될 그의 면이 위로 향한 상태에서 대상물 유지 기구에 유지되며, 패드유지기구에 유지되어 있는 연마패드부재의 연마면은 상기 피연마면에 위로부터 가압되고, 피연마면은 이동 기구에 의한 이들 둘의 상대 이동 (상대 회전 이동) 에 의해 연마된다. 이 경우, 연마패드부재의 연마면은 피연마면 보다 일반적으로 작으며, 따라서, 연마 빈도는 높게 된다. 상기 고정 및 유지 기구와 연마패드부재의 교환위치로 이동할 수 있는 이동기구의 사용으로, 연마패드부재는 패드유치기구에 대해여 자동으로 부착/분리 및 교환될 수 있도록 구성되므로, 사용된 연마패드부재는 새로운 것으로 자동으로 교환될 수 있고, 따라서 연마패드요쇼의 교환작업 효율이 개선될 수 있다.

고정 및 유지 기구의 기능의 하나가 정지되더라도, 바로 연마패드부재가 떨어지는 것을 막을 수 있다.

또한 본 연마장치는, 대상물의 피연마면이 위로 향하도록 한 상태에서 연마된 대상물을 유지시키는 대상물 유지 기구와, 상기 피연마면과 접촉하여 이 면을 연마하게 되는 연마면을 갖는 연마패드부재와, 상기 연마면이 아래로 향하도록 한 상태에서 상기 연마패드부재를 유지하는 패드유지기구와, 상기 피연마면에 대해 연마패드부재를 상대 변위시키는 이동기구와, 상기 연마패드부재가 패드유지기구에대해 전달될 때 연마패드부재를 교환하게 되는 전달기구 (예컨대, 적용예에서 연마패드 전달로봇 (18)) 를 포함하며, 피연마면은 연마패드부재가 상기 피연마면과 접촉한 상태에서 연마패드부재의 상대변위에 의해 연마된다. 또한 이러한 연마장치는, 상기 피연마면이 아래로 향하도록 연마패드부재를 상기 연마헤드의 하단부에 착탈가능하게 고정 및 유지시키며 또한 각각 상이한 방식으로 연마패드를 고정시키는 다수의 고정 및 유지 기구를 포함한다. 패드유지기구는 이동기구에 의해 연마패드 교환위치로 이동하게 되며, 전달기구에 의해 전달된 연마패드요쇼는 고정 및 유지 기구에 의해 연마헤드에 고정 및 그로부터 분리되면서 자동적으로 교환된다.

이러한 구성의 교환장치에 따라. 연마패드부재는 고정 및 유지 기구에 연마헤드에 부착 및 그로부터 분리되면서 자동적으로 교환될 수 있으며, 따라서, 사용된 연마패드부재는 새로운 것으로 간단하게 교환될 수 있다. 자동화에 따른 다른 이점은, 이렇게 부착 및/또는 분리된 연마장치를 전달기구로 전달하는 것으로 얻어지며, 이에 따라 교환작업 효율이 현저하게 개선될 수 있다.

본 발명에서, 상기 전달기구는 연마패드부재를 전단부에서 잡을 수 있는 아암을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 이 아암에 잡힌 연마패드부재는, 연마패드부재를 연마헤드에 부착하는 작업중에 패드유지기구의 하단부에 전달되며, 연마패드부재는 고정 및 유지 기구에 의해 고정 및 유지되고, 이에 따라 연마패드부재의 자동 부착이 간단하게 된다.

상기한 구성에서, 패드 고정 및 유지 기구중 적어도 하나는, 이 고정 및 유지 기구가 작동하지 않을 때 연마패드부재를 연마헤드에 일시적으로 묶게 되는 임시 바인딩 기구를 구비한다. 이 경우, 연마패드부재는 상기 임시 바인딩 기구에 의해 일시적으로 묶여 연마헤드에 지지된다.

상기한 연마패드부재는, 대상물과 접촉한 상태에서 이 대상물의 피연마면을 연마하는 연마체 및 면방향으로 연마가 이루어지도록 상기 연마체를 지지하는 연마체 지지기 부재를 구비할 수 있다. 이 경우, 패드유지기구로부터 분리된 사용된 연마패드부재에 대하여 연마체 지지기로부터 연마체를 간단히 떼어 낸 다음 비사용 연마체를 연마체 지지기에 부착함으로써, 연마장치를 쉽게 갱신할 수 있다.

상기 고정 및 유지 기구중 적어도 하나는 진공흡착으로 연마패드부재를 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지시키게 된다. 그리고, 연마패드부재는를 연마체 및 자석으로 된 연마체 지지기로 구성할 수 있으며, 이 경우, 고정 및 유지 기구는 자력으로 연마패드부재를 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지시키게 된다. 또한, 연마패드부재는 기계적 고정 (예컨대, 클램프 기구, 볼트 스탑퍼 기구) 으로 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지될 수 있다. 이들 중 어느 구성을 이용하더러도 연마패드부재를 쉽게 자동 교환할 수 있다.

또한, 이렇게 구성된 연마장치는, 연마패드부재가 전달기구에 의해 전달된 후, 연마헤드에 부착 또는 그로부터 분리될 때 교환되는 연마패드부재를 저장하는 수납대를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 다수의 연마패드부재가 수납대에 저장될 수 있어, 교화작업 효율이 더욱 개선될 수 있다.

상기한 연마장치는 연마체 리로딩 기구를 또한 구비할 수 있는데, 이 리로딩 기구는, 연마체 지지기로부터 연마체를 자동적으로 떼어 내며, 또한 사용된 후 교환을 위해 연마헤드로부터 분리된 연마패드부재에 대하여 새로운 연마체를 연마체 지지기에 자동적으로 부착하게 된다. 이렇게 연마체가 자동으로 리로딩되면, 연마패드부재 교환작업 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

이 경우, 전달기구는, 사용된 후 교환을 위해 패드유지기구로부터 분리된 연마패드부재를 연마체 리로딩 기구에 전달할 뿐만 아니라, 이 연마체 리로딩 기구에 의해 연마체가 리로딩된 연마패드부재를 수납대에 전달하게 된다. 이 경우, 전체 교환작업은 원활하게 이루어질 수 있다.

연마패드부재를 교환하는 본 발명의 방법은, 패드유지 기구에 대하여 연마패드부재를 교환하기 위한 상기한 본 발명의 연마장치를 사용한다. 이러한 방법으로, 연마패드부재 교환작업의 효율을 개선할 수 있다.

본 발명의 다른 연마장치는, 외주에서 환상 채널을 갖고 있으며 또한 후면에서 위치지정 기능을 하는 상호잠금 유닛을 구비하는 연마체 지지기의 후면에 연마체를 부착함으써 얻어지는 연마패드부재와, 진공흡착으로 연마패드부재를 끌게 되며 또한 수직방향을 따라 축코어를 갖는 스핀들 축에 축지지되어 있는 헤드와, 상기 스핀들 축을 위한 승강 기구와, 상기 스핀들 축을 좌측과 우측 사이에서 왕복 변위시키며 또한 스핀들 축을 연마패드 교환위치로 이동시킬 수 있는 이동기구 및, 좌측과 우측 사이에서 상기 스핀들 축의 헤드에 부착된 연마패드부재의 중앙부의 이동 궤도의 연장선상에 배치되는 전달로봇을 포함한다. 이 전달로봇은, 전달된스핀들 축으로부터 아암을 통해 연마패드부재를 분리시키며, 또한 회전 작용에 따라 연마패드부재를 수납대에 보내거나 또는 이 수납대로부터 연마패드부재를 밖으로 내보내며, 그리고, 다른 회전작용에 따라 연마패드부재를 스핀들 축의 헤드와 수납대에 보내게 되고, 또한 전후로 왕복 운동할 수 있다. 수납대와 전달로봇의 회전축 사이에는 틈이 존재한다.

연마패드부재를 교환하는 본 발명의 다른 방법에서, 외주에서 환상 채널을 갖고 있으며 또한 후면에서 위치지정 기능을 하는 상호잠금 유닛을 구비하는 연마체 지지기의 후면에 연마체를 부착함으써 얻어지는 연마패드부재는, 다음의 절차 (1)∼(12) 에 따라 상기한 연마패드부재 교환장치를 사용하여, 스핀들 축에 축지지되어 있는 헤드에 고정 및/또는 그로부터 분리될 수 있다.

(1): 전달로봇의 아암을 헤드와 마주하는 연마패드 분리 높이로 상승시키고, 아암을 헤드방향으로 90 회전시킨다.

(2): 수직방향을 따라 축코어를 갖고 있는 스핀들 축쪽으로 진공흡착에 의해 끌리는 연마패드부재, 좌측과 우측 사이에서 연마패드부재의 중앙부의 이동 궤도의 연장선을 따라 제공된 전달로봇 쪽으로 이동기구에 의해 이동되며, 교환위치에서 멈추게 된다.

(3): 전달로봇의 아암의 클로폭의 축소에 의해 전달로봇의 아암에 부착된 두쌍의 롤러는, 연마패드부재를 잡기 위해, 연마패드부재 부착판의 외주에 형성된 환상채널 안으로 삽입된다.

(4): 다음, 헤드의 진공흡착이 중단되며, 압축공기가 이 헤드에 주입되면 연마패드부재가 헤드로부터 분리된다.

(5): 전달로봇의 아암이 반대방향으로 90 도 회전하며, 아암은, 연마패드부재가 장착된 수납대의 플랫포옴의 높이로 상승 또는 하강하게 된다.

(6): 연마패드 수납대는 전달로봇을 향해 앞으로 움직이게 되며, 전달로봇 의 클로폭의 확장으로 연마패드부재가 수납대의 플랫포옴에 장착된다.

(7): 수납대가 물러난다.

(8): 전달로봇의 아암이 새로운 연마패드부재가 잡힐 수 있는 높이에 상응하는 위치로 상승 또는 하강한다.

(9): 수납대는 전달로봇을 향해 앞으로 움직이며, 연마장치를 잡기 위해, 전달로봇의 아암에 부착된 두쌍의 롤러가, 상기 아암의 클로폭의 축소에 따라 새로운 연마패드부재 부착판의 외주에 제공된 환상채널안으로 삽입된다.

(10): 수납대가 물러난다.

(11): 전달로봇의 아암은 헤드방향으로 90 도 회전하게 되며, 연마패드부재 헤드의 진공흡착에 따라 헤드쪽으로 끌리게 된다.

(12): 전달로봇의 아암의 클로폭이 확장되며, 스핀들 축은 전달로봇으로부터 멀어지는 방향으로 좌측과 우측 사이에서 이동한다.

(13): 연마패드부재가 마모되고 이 연마패드부재를 새로운 것으로 교환해야 할 경우, 상기한 단계 (2) ∼ (12) 를 반복하면 된다.

도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 먼저, 연마패드부재를 교환하기 위한 본 발명의 장치 및 방법이 적용되는 화학-기계적 연마 장치, 즉"CMP 장치" 를 설명하도록 한다. 인 인덱스형 CMP 장치 (1) 의 전체적인 구성을 도 2 내지 도 5 를 참고로 설명하도록 한다. CMP 장치 (1) 는 거친 연마 헤드 (2a) 와 중간 연마 헤드 (2b) 및 마무리 연마 헤드 (2c) 를 갖고 있는 연마헤드 (2) 를 구비한다 (마무리 연마헤드 (2c) 는 도 2 와 도 3 에는 도시되어 있지 않음). 연마헤드 (2) 는 회전축 (3) 에 부착돠어 있고, 풀리 (3c) 는 모터 (3a) 의 구동축에 장차되어 있는 기어 (3b) 및 회전축 (3) 에 장착되어 있는 기어 (3d) 를 가로질러 있다. 모터 (3b) 의 회전은 이렇게 구성된 동력전달계를 거쳐 회전축 (3) 에 전달된다. 연마헤드 (2) 는 상기 동력전달계에 따라 회전 및 구동된다.

연마패드부재 (4) 는 착탈가능한 방식으로 상기 연마헤드의 하단부에 장착된다. 이 경우, 거친 연마패드부재는 거친 연마헤드 (2a) 에 장착되며, 중간 연마패드부재는 중간 연마헤드 (2b) 에 장착되고, 마무리 연마패드부재는 마무리 연마헤드 (2c) 에 장착된다.

패드 조질 기구 (5) 는 CMP 장치 (1) 안에 제공되어 있으며, 연마패드부재 (4) 를 드레싱하기 위한 작업이 상기 장치에서 행해진다. 도면에서 보는 바와 갗이, 드레싱 디스크 (5a), 스프레이 노즐 (5b) 및 회전가능한 세정부시 (6) 가 상기 패드조질기구 (5) 에 제공되어 있다.

연마헤드 (2) 는 이동기구 (7) 에 의해 이동된다. 이 이동기구는 레일 (7a), 이송나사 (7b) 및 이동체 (7c) 를 구비한다. 이 이동체는 이송 나사 (7b) 에 나사결합되어 있으며, 연마헤드 (2) 는 이동체 (7c) 에 장착된다. 이송나사 (7b) 는 기어 (7d, 7e) 를 통해 모터 (7f) 에 의해 회전 및 구동된다. 이들 기어를 통해 이동체 (7c) 가 도 3 에 도시된 x 방향으로 이동하게 된다. 연마헤드 (2) 는 또한 공기실린더 (8) 로 구성된 승강 기구에 의해 도 3 에 도시된 z 방향으로도 이동할 수 있다.

연마 대상물인 웨이퍼 (W) 가 저장될 저장 카세트 (9) 도 CMP 장치 (1) 에 제공되어 있으며, 저장 카세트 (9) 에 대해 웨이퍼 (W) 를 전달하는 기능을 하는 웨어퍼 전달로봇 (10) 이 제공되어 있다. 웨이퍼 전달로봇 (10) 은, 저장 카세트 (9) 로부터 인덱스 테이블 (12) 로 연마될 웨이퍼 (W) 를 전달할 뿐만아니라 이미 연마 및 마무리된 웨이퍼 (W) 도 전달하는 로봇이다. 웨이퍼 (W) 가 임시로 장착되는 웨이퍼 임시장착 플랫포옴 (11) 이송경로의 중간에 제공되어 있다.

인덱스 테이블 (12) 은 4개의 웨이퍼 척기구 (12a, 12b, 12c, 12d) 를 갖고 있는데, 이들 척기구는 축코어로서 역할하는 축 (12e) 을 중심으로 한 원궤도를 따라 일정한 간격으로 배치되어 있다. 상기 웨이퍼 척기구는 웨이퍼 로딩 및 언로딩 영역(S1), 거친 연마 영역 (S2), 중간 연마 영역 (S3) 및 마무리 연마 영역 (S4) 으로 나누어져 있다. 도 5 에서 보는 바와 같이, 거친 연마헤드 (2a) 에 의해 유지되는 거친 연마패드부재와, 중간 연마헤드 (2b) 에 의해 유지되는 중간 연마패드부재 및 마무리 연마헤드 (2c) 에 의해 유지되는 마무리 연마패드부재는 거친 연마 영역 (S2), 중간 연마 영역 (S3) 및 마무리 연마 영역 (S4) 에 위에 각각 배치된다.

웨이퍼 전달로봇 (10) 은 연마 및 마무리된 웨이퍼 (W) 를 전달하는 언로딩 전달로봇으로서의 역할도 한다. 연마 및 마무리된 웨이퍼 (W) 가 로봇 (10) 에 의해 벨트 컨베이어 (16) 상에 언로딩된 후, 이 벨트 컨베이어에 의해 웨이퍼 세정기구 (17) 로 가서 세정된다. 척드레서 (14a) 및 척세정기구 (14b) 는 인덱스 테이블 (12) 의 웨이퍼 척기구 (12a, 12b, 12c, 12d) 를 드레싱 및 세정하게 된다.

본 장치와 관련하여, 저장 카세트 (9) 안에 있는 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 전달로봇 (10) 에 의해 웨이퍼 임시장착 플랫포옴 (11) 상에 장착되며, 웨이퍼의 후면이 세정된 후, 웨이퍼 전달로봇 (10) 에 의해 인덱스 테이블 (12) 의 웨이퍼 로딩 및 언로딩 영역 (S1) 에 있는 웨이퍼 척기구 (12a) 에 보내져 장착된다. 다음, 회전축 (3) 에 축지지되어 있는 거친 연마헤드 (2a) 가 하강하고, 거친 연마패드부재 (4) 는 연마될 웨이퍼 (W) 의 표면에 가압되며, 이어서 웨이퍼 및 스핀들 축의 회전에 의해 거친 연마작업이 이루어지게 된다.

인덱스 테이블 (12) 는 시계방향으로 90도 더 회전하게 되고, 이 결과, 웨이퍼 (W) 는 중간 연마 영역 (S3) 에 전달된다. 회전축 (3) 에 축지지되어 있는 중간 연마헤드 (2b) 가 하강하고, 웨이퍼 및 스핀들 축의 회전에 의해 중간 연마작업이 이루어지게 된다. 인덱스 테이블 (12) 이 시계방향으로 90도 더 회전하게 되면, 웨에퍼 (W) 는 마무리 연마 영역 (S4) 에 전달된다. 회전축 (3) 에 축지지되어 있는 마무리 연마헤드 (2c) 가 하강하고, 웨이퍼 및 스핀들 축의 회전에 의해 마무리 연마작업이 이루어지게 된다.

다음, 인덱스 테이블 (12) 이 시계방향으로 90도 더 회전하게 되면, 이 결과, 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 로딩 및 언로딩 영역 (S1) 으로 복귀하게 된다. 이렇게 연마 및 마무리된 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 전달로봇 (10) 에 의해 벨트 컨베이어(16) 상에 장착되며, 웨이퍼 세정기구 (17) 에 의해 세정된 후 다음 공정으로 보내진다.

이렇게 해서, 인덱스 테이블 (12) 가 90 도 회전할 때 마다 새로운 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 로딩 및 언로딩 영역 (S1) 에 전달되며, 이어서 거친 연마, 중간 연마, 마무리 연마, 언로딩 및 세정작업이 적절한 순서로 이루어지게 된다. 연마작업이 영역 (S1∼S4) 에서 행해지며, 웨이퍼의 로딩 및 언로딩 작업이 영역 (S1) 에서 행해지고, 척기구는 여유 기간동안에 척세정 기구 (14a, 14b) 에 의해 세정된다.

연마패드부재 (4) 의 연마체가 반복된 연마작업의 결과로 마모되면, 회전축 (3) 이 좌측 및 우측 사이에서 (X축 방향으로) 후퇴하게 되며, 연마패드부재가 패드조질 기구 (5) 의 드레싱 디스크 (5a) 상에 가압되면, 패드의 보수를 위해 패드가 회전하게 된다 (도 4 참고).

전술한 바와 같이, "드레싱"은 연마체의 표면을 깍는 작업을 뜻하며, 드레싱의 결과로 연마체의 표면이 심하게 깍이게 되면, 연마패드부재 (4) 를 교체할 필요가 있다. 본 예의 연마장치는 연마패드부재 (4) 를 자동적으로 교환할 수 있는 연마패드 자동교환기구를 구비한다. 이 기구에 대해서는 도 1 및 도 5∼10 을 참고로 설명한다.

교환기구를 설명하기에 앞서, 연마패드부재 (4) 의 구성 및 이 연마패드부재를 연마헤드 (2) 의 하단부에 고정 및 유지하는 것에 대해 도 1 및 도 6 을 참고로 설명한다. 연마패드부재 (4) 는 연마포 (40c) (연마체) 를 부착판 (40b) 의 저면에 부착함으로써 구성된다. 상기 부착판은 디스크형 금속체 (예컨대 스테인레스강, 알루미늄) 로 만들어지며 또한 외측원주를 따라 환상채널 (40a) 을 갖고 있다. 부착판 (40b) 의 상면은 연마헤드 (2) 와 교차되는 접합면으로서 기능한다. 연마헤드 (2) 의 연마 돌기부 (23) 가 삽입되는 오목부 (40d) 및 연마헤드의 위치지정핀 (24) 이 삽입되는 오목부 (40e) 가 이 면에 제공되어 있다. 위치지정 오목부 및 돌기부는 연마헤드와 연마패드부재에 대해 반대로 지정될 수 있다. 예컨대, 위치지정 돌기부 및 위치지정 핀을 연마패드부재의 상면에 제공하고, 이들이 삽입되는 오목부를 연마헤드면에 제공할 수 있다.

연마헤드 (2) 는 진공흡착에 따라 연마패드부재 (4) 와 교차하도록 구성되며, 도 1 의 단면도에서 보는 바와 같이, 회전축 (3) 안에 제공된 유동로 (3a) 에 연결된 유동로 (21) 를 그 내부에서 갖고 있으며, 유동로 (21) 에 연결된 오목부 (22) 는 하면에 형성되어 있고, 연마패드부재 (4) 는 이 하면과 교차하게 된다. 연마패드부재 (4) 가 연마헤드 (2) 와 교차하면, 회전축 (3) 의 유동로 (3a) 와 유동로 (21) 의 압력이 유동로 (3a) 에 연결된 진공펌프에 의해 내려가게 되며, 이리 하여, 연마패드부재 (4) 는 진공흡착에 따라 연마헤드 (2) 에 고정 및 유지된다. 위치지정 돌기부 (23) 및 위치지정 핀 (24) 은 이 고정 및 유지 작용 동안에 위치지정의 목적으로 연마헤드 (2) 의 하면에 있게 된다.

이렇게 해서, 연마패드부재 (4) 가 진공흡착에 의해 연마헤드 (2) 의 하단부쪽으로 끌리게 되면, 흡착면(공간)의 압력이 유동로 (21) 를 통해 충분히 낮아질 때까지 연마패드부재 (4) 를 밑에서 지지 및 유지시켜야 한다. 이러한 이유로,연마헤드 (2) 의 하단부의 외측원주상의 여러 곳에 다수의 임시 바인딩 부재 (26) 들이 제공되어 있다. 각각의 임시 바인딩 부재 (26) 는 탄성변형이 가능한 금속 시이트로 되어 있으며, 연마패드부재 (4) 를 임시로 바인딩하게 되며, 안으로 향한 그의 임시 유지 돌기부 (26a) 는 환상채널 (40a) 에 삽입된다.

이렇게 진공흡착에 의해 고정 및 유지되는 연마패드부재 (4) 를 연마헤드 (2) 로부터 분리시키고자 할 때는, 진공펌프의 작동을 중단시켜 진공흡착력을 소멸시키면 된다. 이 경우, 진공펌프는 유동로 (3a) 및 유동로 (21) 에 있는 공기를 압축시키기 위한 압축기로부터의 압축 공기로 대체되고, 이렇게 해서, 연마패드부재 (4) 의 회수 및 분리가 이루어지게 된다.

임시 바인딩 부재 (26) 가 제공도면, 분리된 연마패드부재 (4) 는 임시 바인딩 부재 (26) 에 의해 임시로 유지된다. 어떤 이유로 진공펌프가 기능을 중단하면, 연마패드부재 (4) 는 연마 대상물이 되는 웨이퍼 (W) 상에 떨어지게 된다 이러한 연마패드부재 (4) 의 떨어짐은 임시 바인딩 부재 (26) 로 막을 수 있다.

연마 대상물이 되는 웨이퍼 (W) 는 CMP 장치에 의한 연마처리를 받기 전에 이미 많은 처리를 받게 된다. 연마패드부재 (4) 는 웨이퍼 (W) 위에 배치된다. 상기한 바와 같이, 예기치 못한 이유로 진공흡착력을 사용하지 못할 경우, 상당한 시간과 비용이 투자된 웨이퍼 (W) 는 파손될 수 있다. 이러한 웨이퍼 (W) 의 파손은 임시 바인딩 부재 (26) 의 제공으로 막을 수 있다.

임시 바인딩 부재 (26) 가 스프링 부재로 되어 있기 때문에, 연마패드부재 (4) 는 임시 바인딩 부재 (26) 와 결합한 상테에서, 그에 밑으로 작용하는 작은 힘으로도 분리될 수 있다.

이렇게 진공흡착에 의해 연마헤드에 부착 및/또는 그로부터 분리되는 연마패드부재 (4) 는 교체를 위해 연마 및 전달 로봇 (18) 에 의해 전달된다. 이 연마패드 전달로봇 (18) 은 아암 (18a), 회전축 (18b) 및 상기 아암에 부착된 롤러 (18c) 를 구비하며, 연마 패드 수납대 (19) 에 대해 연마패드부재 (4) 의 자동전달을 가능케 한다.

연마패드부재 (19) 는 연마패드부재가 장착되는 다중 플랫포옴 (19a) 을 구비하며, 도 7, 8 에서 보는 바와 같이, 구휙화되어 있다. 연마패드 수납대 (19) 를 전후로 (Y 축 방향으로) 반복 변위시킬 수 있는 이동기구는 연마패드 수납대 (19) 위에 배치되며, 상기 이동기구는 실린더 (19b), 레일 (19c) 및 슬라이드 부재 (19d) 로 구성된다. 수납대 (19) 의 정부는 부재 (19e) 를 통해 슬라이드 부재 (19d) 의 지지축 (19f) 에 고정된다. 슬라이드 부재 (19d) 를 실린더 (19b) 를 통해 레일 (19c) 상에서 앞뒤로 변위시킴으로써 수납대 (19) 를 앞뒤로 이동시킬 수 있다.

도 9, 10 에서 보는 바와 같이, 연마패드 전달로봇 (18) 은 크로스 롤러 평행 핸드를 갖고 있는데, 이 핸드는, 연마패드부재 부착판의 외측원주 환상채널 (40a) 에 삽입되어 보유되는 롤러 (18c) 를 한쌍의 클로(아암) (18a) 에 부착시킴으로써 얻어진다. 상기 핸드의 클로는 공기압에 따라 개방되거나 폐쇄된다. 이러한 이유로, 부쓰 (18e) 안에 저장된 공기호스 (18d) 는 중공의 회전축 (18b) 으로 안내되어 압축기 (도시 안됨) 에 연결된다.

회전 액츄에이터 (18f) 의 회전은 기어 (18g) 에 전달되며, 이어서 회전축 (18b) 에 전달된다. 볼나사는 풀리 (18j) 에 의해 회전되며, 이 풀리는 승강 기구의 구동원의 서보모터 (18i) 의 구동력을 받게 된다. 회전축 (18b) 은 볼나사에 부착된 이동체에 의해 상방 및 하방으로 (Z 축 방향으로) 상승 및 하강하게 된다.

다음, CMP 장치 (1) 에서 사용된 연마패드부재 (4) 를 수납대 (19) 에서 준비된 새로운 연마패드부재 (4) 로 교환하는 절차에 대해 설명한다. 연마패드부재는 다음의 단계 (1) ∼ (12) 에 따라 교환된다.

(1): 전달로봇의 아암 (18a) 을 연마헤드와 마주하는 연마패드 분리 높이에 상응하는 위치로 상승시킨다. 이어서, 아암 (18a) 을 헤드방향으로 90 회전시킨다.

(2): 수직방향을 따라 축코어를 갖고 있는 회전축 (3) 에 축지지되어 있는 연마헤드 (2) 쪽으로 진공흡착에 의해 끌리는 연마패드부재 (4) 는, 좌측과 우측 사이에서 (X 축 방향) 연마패드부재의 중앙부의 이동 궤도의 연장선을 따라 제공된 연마패드 전달로봇 (18) 쪽으로 이동기구 (7) 에 의해 이동되며, 패드조질 기구 (5) 보다 다소 멀리 떨어진 연마패드 교환위치에서 멈추게 된다.

(3): 전달로봇의 아암 (18a) 의 클로폭은 호스 (18d) 내로 압축공기를 주입하면 줄어들며, 상기 아암에 부착된 두쌍의 롤러 (18c) 가 연마패드 부착판의 외주를 따라 제공된 환상채널 (40a) 안으로 삽입되어 연마패드부재 (4) 를 잡게 된다.

(4): 다음, 유동경로 (21) 와 마주하는 연마헤드 (2) 의 흡착은 취소되며,연마헤드 (2) 로부터 연마패드부재 (4) 를 분리시키기 위해 압축공기가 압축기로부터 연마헤드 (2) 에 주입된다.

(5): 전달로봇의 아암 (18a) 가 일시적으로 하강하며, 연마패드부재 (4) 는 임시 바인딩 부재 (26) 로부터 분리된다. 이 경우, 임시 바인딩 부재 (26) 는 임시 바안딩 부재 (26) 의 스프링 특성에 의한 전달로봇의 아암 (18a) 의 하향 변위에 따라 변형된다. 다음, 전달로봇의 아암 (18a) 은 반대 방향으로 90 도 회전하며, 연마패드부재 (4) 가 장착되는 연마패드 수납대 (19) 의 플랫포옴 (19a) 의 높이에 상응하는 위치로 상승 또는 하강하게 된다.

(6): 연마패드 수납대 (19) 는 연마패드 전달로봇 (18) 을 향해 앞으로 움직이게 되며, 호스 (18d) 내로의 압축공기의 주입은 중단되고 공기가 소진된다. 연마패드 전달로봇 (18) 의 클로폭의 확장으로 연마패드부재가 자유롭게 되면, 연마패드부재 (4) 는 수납대 플랫포옴 (19a) 에 장착된다.

(7): 수납대 (19) 가 후퇴한다.

(8): 전달로봇의 아암 (18a) 이 새로운 연마패드부재 (4) 가 잡힐 수 있는 높이에 상응하는 위치로 상승 및 하강한다.

(9): 수납대는 연마패드 전달로봇 (18) 을 향해 앞으로 움직이며, 연마장치를 잡기 위해, 아암에 부착된 두쌍의 롤러가, 전달로봇의 클로폭의 축소에 따라 새로운 연마패드 부착판의 외주에 제공된 환상채널안으로 삽입된다.

(10): 수납대 (19) 가 후퇴한다.

(11): 전달로봇의 아암은 연마헤드 (2) 의 방향으로 90 도 회전하게 되며,연마패드부재 (4) 는 연마헤드 (2) 의 유동로 (21) 의 진공흡착에 따라 연마헤드쪽으로 끌리게 된다.

(12): 회전축 (3) 이 연마패드 전달로봇 (18) 으로부터 멀어지는 방향으로 좌측과 우측 사이에서 이동할 수 있도록, 전달로봇의 클로폭이 확장된다.

CMP 장치의 상기 실시예는 단지 한 예일 뿐이며, 따라서, 본 발명의 범위내예서 다양한 변형예가 가능한 것이다. 웨이퍼 로딩 영역 (S1), 거친 연마 영역 (S2), 마무리 연마 영역 (S3) 및 웨이퍼 언로딩 영역 (S4) 은 예컨대 인덱스 테이블 처리 영역으로 지정할 수 있거나, 또는 인덱스 테이블은 120 도씩 회전시키면서 웨이퍼 로딩/언로딩 영역 (S1), 거친 연마 영역 (S2) 및 마무리 연마 영역 (S3) 를 상기 인덱스 테이블 처리 영역으로 지정할 수 있다. 본 발명의 연마장치 교환장치를 연마영역 (S4) 을 통과하는 연마패드부재가 진공흡착에 의해 끌리는 헤드에 할당하고, 웨이퍼 로딩/언로딩 영역 (S1), 웨이퍼 후면 거친 연마 영역 (S2), 웨이퍼 후면 마무리 연마 영역 (S3) 및 웨이퍼 연마 영역 (S4) 을 인덱스 테이블 처리영역으로 지정할 수도 있다.

상기 예는 연마패드부재 (4) 가 진공흡착에 의해 연마헤드 (2) 의 하단부에 고정 및 유지되는 경우를 보여주지만, 자력 또는 기계도구를 사용하는 고정법도 이용할 수 있다. 구체적인 예에서, 연마패드부재 (4) 를 구성하는 부착판 (40b) 은 자석에 끌릴 수 있는 재료로 만들고 전자석 (27) 을 연마헤드 (2) 의 하단부에 제공하여, 도 11 에서 보는 바와 같이, 연마헤드 (2) 를 착탈가능하게 상기 전자석 (27) 으로 유지할 수 있고 (자력 고정법), 연마패드부재 (4) 를 클램프 기구를 이용하여 연마헤드 (2) 의 하단부에 기계적으로 착탈가능하게 유지시킬 수 있다 (기계적 고정법). 또한, 임시 바인딩 부재 (26) 는 자력을 이용하는 고정법으로 대체할 수 있다.

본 발명의 CMP 장치는 상기 실시예에만 국한되는 것은 아니다. 상기 실시예의 CMP 장치와 관련하여, 연마패드부재 (4) 의 교환 작업 중에 연마헤드 (2) 는 이동기구 (7) 에 의해 연마패드 교환 위치로 이동하게 되며, 연마패드부재 (4) 는 유지력이 감쇄되면 연마패드 전달로봇 (18) 에 전달된다. 그러나, 도 14 에서 보는 바와 같이, 본 발명의 CMP 장치는, 연마패드부재 (4) 의 교환 작업 중에 연마패드부재 (4) 의 연마헤드 (2) 와 연마패드 전달로봇 (18) 사이에서 임시 교환 플랫포옴 (100) 을 통해 교환 작업을 수용할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 임시 교환 플랫포옴 (100) 은, 연마패드부재 (4) 의 직경 보다 다소 큰 직경을 갖는 실린더 형상으로 된 임시 교환 플랫포옴 메인프레임 (101) 및, 이 임시 교환 플랫포옴 메인프레임 (101) 의 외주상에 제공되는 상호잠금형 클로 (102) 를 구비하고 있다. 상기 상호잠금형 클로 (102) 는 임시 교환 플랫포옴 (100) 의 축코어 주위에 동일한 간격으로 3 위치에 베치되어 있다. 또한, 연마헤드 (2) 또는 연마패드 전달로봇 (18) 이 상기 상호잠금형 클로 (102) 에 접근하면, 이 클로는 도 3 의 화살표 방향으로 열리게 된다. 연마패드부재 (4) 가 연마헤드 (2) 에 의해 임시 교환 플랫포옴 메인프레임 (101) 의 상면에 위치되면 또는 연마패드부재(4) 가 연마패드 전달로봇 (18) 에 의해 임시 교환 플랫포옴 메인프레임 (101) 의 상면에 위치되면, 상기 상호잠금형 클로 (102) 가 상기 화살표의 반대 방향으로 닫히게 된다. 이러한 경우, 상호잠금형 클로 (102) 의 클로 본체 (102a) 는 연마패드부재 (4) 의 환상채널 (40a) 과 상호잠금되어, 연마패드부재 (4) 가 임시 교환 플랫포옴 (100) 으로부터 분리되는 것을 막게 된다. 상호잠금형 클로 (102) 를 구동시키는 기구는 임시 교환 플랫포옴 메인프레임 (101) 안에 있다.

연마패드부재 (4) 는 다음의 절차에 따라 교환되며, 임시 교환 플랫포옴 (100) 은 연마패드 교환 위치에 있게 된다. 상기한 실시예와 상이한 점들만 설명한다.

사용된 연마헤드 (2) 가 이동기구 (7) 에 의해 임시 교환 플랫포옴 (100) 의 정부에 접근하면, 상호잠금형 클로 (102) 는 상기한 메카니즘에 따라 열리게 되며, 이 결과, 연마헤드 (2) 는 임시 교환 플랫포옴 (100) 의 상면에 서서히 접근하게 되고, 연마헤드 (2) 에 유지되어 있는 연마패드부재 (4) 가 임시 교환 플랫포옴 (100) 의 상면에 위치하게 되면, 연마패드부재 (4) 를 유지하는 힘은 감쇄되고 상호잠금형 클로 (102) 는 닫히게 된다. 이어서, 연마헤드 (2) 가 임시 교환 플랫포옴 (100) 으로부터 물러나고, 다음에 연마패드 전달로봇 (18) 이 접근하게 된다. 일단 연마패드 전달로봇 (18) 의 아암 (18a) 이 연마패드부재 (4) 를 잡으면, 상호잠금형 클로 (102) 는 열리게 되고, 연마패드 전달로봇 (18) 은 연마패드부재 (4) 를 수납대 (19) 에 전달하게 된다.

다음, 연마패드 전달로봇 (18) 은 사용되지 않은 연마패드부재 (4) 를 임시교환 플랫포옴 (100) 상에 전달하게 된다. 연마패드 전달로봇 (18) 에 잡혀 있는 연마패드부재 (4) 가 임시 교환 플랫포옴 (100) 의 상면에 위치하게 되면, 상호잠금형 클로 (102) 는 닫히게 된다. 연마패드 전달로봇 (18) 에서 벗어난 연마패드부재 (4) 가 소정의 위치로 물러나게 되면, 연마헤드 (2) 는 임시 교환 플랫포옴 (100) 으로 접근하게 된다. 연마헤드 (2) 는 임시 교환 플랫포옴 (100) 의 위로부터 접근하게 되며, 연마패드부재 (4) 의 유지 결과로 상호잠금형 클로 (102) 거 열리게 된다. 다음, 연마헤드 (2) 는 이동기구 (7) 에 의해 인덱스 테이블 (12) 에 전달된다.

이동기구 (7) 는 상기 실시예에만 국한되는 것은 아니다. 상기 실시예와 관련하여, 연마헤드 (2) 는 레일 (7a), 이송나사 (7b) 및 모터 (7f) 를 포함한다. 이 모터는 이송나사 (7b) 의 이송방향으로 연마헤드 (2) 의 변위와 관련하여 이송나사 (7b) 를 구동 및 회전시키게 된다. 이동기구 (107) 는 연마헤드 (2) 를 지지필러 (103) 의 중심축선 (105) 을 주위로 구동 및 회전시키게 된다. 이동기구 (107) 는 CMP 장치에 고정된 지지필러 (103), 이 지지필러 (103) 의 축코어을 중심으로 회전할 수 있게 장착된 리지 (104) 및, 이 리지 (104) 에 장착된 연마헤드 (2) 로 구성된다. 리지 (104) 를 회전시키는 모터 (106a), 이 모터 (106a) 에 부착된 기어 (106b), 리지 (104) 에 고정된 축 (108a) 및, 이 축 (108a) 에 제공된 기어 (108b) 가 지지필러 (103) 의 내부에 제공되어 있다.

이동기구는 지지필러 (103) 에 고정된 모터 (106a) 의 회전구동력을 기어 (106b, 108b) 를 통해 리지 (104) 에 전달하게 된다. 이 경우, 리지 (104) 는 축(105) 주위로 회전운동하게 된다. 따라서, 이 리지 (104) 에 고정된 연마헤드 (2) 도 회전운동하게 된다.

연마헤드 (2) 및 그의 승강 기구를 구동 및 회전시키게 되는 기구는 도 4 의 것과 동일하므로, 중복 설명은 피한다. 연마장치의 회전축 (3), 모터 (3a) 등은 리지 (104) 의 내부에 설치된다.

이동기구 (107) 가 제공될 때, 이 이동기구 (107) 는 각 연마헤드 (2) 마다 제공된다. 연마 영역, 패드조질 기구 (5) 및, 연마패드를 위한 임시 교환 플랫포옴 (100) 은 연마헤드 (2) 의 원형 이동 궤도를 따라 제공된다. 이렇게 하여, 연마헤드 (2) 는 각 기구의 임의의 부재에 위치될 수 있다.

본 발명의 CMP 장치 (1) 안에서 연마패드부재(연마체)의 연마포 (40c) 를 부착판 (40b) (연마체의 지지기) 에 자동으로 착탈시킬 수 있는 패드 유지 기구를 또한 생각할 수 있다. 대응하는 연마체 리로딩 기구 (60) 를 도 12, 13 을 참고로 설명한다. 사용된 연마포 (40c) 를 사용된 연마패드부재 (4) 로부터 자동으로 벗겨내기 위한 작업이 도 12 에 도시되어 있으며, 연마포가 벗겨진 부착판 (40b) 에 사용되지 않은 연마포를 부착하는 작업은 도 13 에 도시되어 있다.

연마체 리로딩 기구 (6) 은, 베이스판 (61) 에 부착되어 도면에서 좌측과 우측 사이에서 자유롭게 변위할 수 있는 이동 플랫포옴 (62), 이 이동 플랫포옴 (62) 에 부착된 연마체 박리 기구 (65) 및, 연마체 부착 기구 (70) 를 구비하고 있다. 상기 연마체 박리 기구 (65) 와 연마체 부착 기구 (70) 는 함께 착탈 및 교환될 수 있으며, 또는 이동 플랫포옴 (62) 의 회전에 따라 둘 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 서로 다른 부착 각도 위치에서 이동 플랫포옴 (62) 에 부착할 수 있다. 또한, 연마체 부착 기구 (70) 를 갖는 연마체 리로딩 기구 (60) 와 함께 연마체 박리 기구 (65) 를 갖는 연마체 리로딩 기구 (60) 를 만들 수도 있다.

연마패드부재 (4) 의 장착을 위해 패드 유지 부재 (63) 는 베이스판 (61) 에 제공된다. 연마패드부재는 연마패드 전달로봇 (18) 에 의해 상기 패드 유지 부재 (63) 의 위로 전달된다. 패드 유지 부재 (63) 의 내부에 형성된 통로 (63a) 에 연결된 진공펌프 (64) 도 제공되어 있으며, 상기 통로 (63a) 내의 압력이 진공펌프 (64) 에 의해 낮아지게 되면, 연마패드부재 (4) 를 진공흡착에 따라 패드 유지 부재 (63) 의 정부에 고정 및 유지시킬 수 있다.

도 12b 에서 보는 바와 같이, 연마체 박리 기구 (65) 는 박리 아암 (66) 및 이 박리 아암 (66) 위에 위치하는 억제 아암 (67) 으로 구성된다. 상기 박리 아암의 전단부 (66a) 는 날카롭게 되어 있으며, 박리액 (예컨대, 접착제를 분해시키는 알콜) 을 공급하는 미세 공동부 (66b) 가 상기 박리 아암에 형성되어 있다. 연마체 부착 기구 (70) 는 도 13 에서 보는 바와 같이 롤러 (72) 를 이동 플랫포옴 (62) 에 부착된 지지 아암 (71) 의 전단부에 회전이 자유롭게 부착시킴으로써 구성된다.

사용된 연마체 (40c) 를 연마패드부재 (4) 로부터 벗겨내는 작업 및, 상기 한 구성의 연마체 리로딩 기구 (60) 를 사용하여 새로운 연마체 (40c) 를 연마패드부재에 부착하는 작업에 대해 설명한다. 이들 작업 동안에, 상기한 절차에 따라 연마헤드 (2) 로부터 분리되어 연마패드 전달로봇 (18) 에 의해 전달된 사용된 연마패드부재 (4) 는 먼저 패드 유지 부재 (63) 에 전달되고, 여기서 진공흡착에 의해 고정 및 유지된다. 다음, 연마체 박리 기구 (65) 의 박리 아암 (66) 의 전단부는 연마패드부재 (4) 의 연마체 지지기 (40b) 와 연마체 (40c) 사이의 틈에 끼워지고, 박리 아암 (66) 의 전단부가 진입하고 박리액이 상기 미세 공동부 (66b) 를 통해 주입된다. 이렇게 해서 박리되어 분리된 연마체의 전단부를 잡아 끌기 위한 아암 (도면에는 도시 안됨) 이 제공되어 있으며, 연마체 (40c) 는 끌기 작용시 그의 가장자리로부터 박리된다.

사용된 연마체 (40c) 가 이렇게 해서 완전히 박리되면 연마체 지지기 (40b) 의 표면은 세정 및 건조된다. 접착제가 발라지면, 새로운 연마체 (40c) 가 공지된 전달장치 (도면에는 도시 안됨) 에 의해 상기 표면에 부착된다. 다음, 도 13 에서 보는 바와 같이, 연마체 부착 기구 (70) 의 롤러 (72) 에 의해 연마체 (40c) 가 연마체 지지기 (40b) 에 가압되면 완전한 접착이 이루어지게 된다. 이렇게 해서 리로딩된 연마체 (40c) 를 갖는 연마패드부재 (4) 는 다음 교환의 경우에 대비하여 연마패드 전달로봇 (18) 에 의해 수납대 (19) 에 전달된다. 상기 연마체 리로딩 기구 (60) 를 CMP 장치에 연결한 상태에서 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 단독으로도 사용할 수 있다.

다음은, 본 발명의 연마패드 교환장치의 적용예에 대해 설명한다.

적용예 1

상기한 연마장치의 사용으로 긴 ILD 연마 작업을 한 결과 패드가 심하게 마모된 연마패드부재 (4) 의 경우에 대해 설명한다. 여기서, CMP 연마장치 (1) 는웨이퍼 (연마 대상물) (W) 보다 작은 직경을 갖는 연마패드부재 (4) 의 사용으로 구성된다. 연마패드부재 (4) 는, 101000/SUBA400 (Rodell Co. 에서 제조한 연마패드로, 그 직경은 150mm 이다) 를 알루미늄 기재로 된 연마체 지지기에 부착함으로써 구성된다. 다음에, 이것을 수납대 (19) 에 두었다.

이 적용예와 관련하여, 작업자는 연마유닛 근처에 있는 연마장치 (1) 의 문을 연 다음, 현재 연마헤드 (2) 에 장착되어 있는 사용된 연마패드부재 (4) 를 떼어냈다. 이를 위해, 후방패널의 작동 장치를 먼저 작동시켜, 진공흡착을 야기시켰던 음의 진공압을 누출시켰고, 이 결과, 연마패드부재 (4) 의 흡착이 중단되었다. 이러한 수동 작업으로 연마패드부재 (4) 를 연마헤드 (2) 로부터 분리시킬 수 있었다.

다음, 사전에 수납대 (19) 에 세팅된 새로운 연마패드부재 (4) 를 손으로 잡아 연마헤드 (2) 의 하단 면과 접촉되도록 유지시켰고, 후방 패널의 작동 장치를 개방시켜 진공흡착 상태를 온시켜으며, 이 결과, 연마패드부재 (4) 의 교환이 완료되었다. 여기서 임시 바인딩 부재 (26) 가 사용되면, 진공흡착 이루어질 때까지 교환될 연마패드부재 (4) 를 손으로 잡을 필요가 없다. 상기 교환 작업은 1분 소요되었다.

적용예 2

이 예에서도, 진공흡착에 의한 패드지지 방법을 채택하였으며, 101000/SUBA400 (Rodell Co. 에서 제조한 연마패드로, 그 직경은 150mm 이다) 를 알루미늄 기재로 된 연마체 지지기에 부착시킴으로써 얻어진 연마패드부재 (4) 를,연마패드부재가 연마 대상물 보다 작은 CMP 연마장치를 사용하여 수동으로 연마패드 수납대 (19) 에 세팅시켰다.

다음, CMP 장치의 전방 패널의 자동 교환 버튼을 누른다. 이 결과, 공기 실린더 (8) 가 작동하고, 진공흡착에 의해 연마헤드 (2) 쪽으로 끌리는 사용된 연마패드부재 (4) 의 측면이 교환 아암에 잡히면, 연마패드부재 (4) 의 고정을 야기했던 진공흡착력이 단절된다. 다음, 사용된 연마패드부재 (4) 를 잡고 있던 교환 아암은 연마패드부재를 수납대 (19) 의 최하단층으로 보내게 되고, 여기서 저장된다.

이어서, 아암은 위쪽에 세팅된 사용되지 않은 연마패드부재 (4) 를 잡아, 연마패드부재 (4) 가 연마헤드 (2) 의 하단부와 접촉하도록 이 하단부에 전달하였다. 다음, 진공흡착 작동상태는 온되었으며, 사용되지 않은 연마패드부재 (4) 는 진공흡착에 의해 연마패드부재 (4) 쪽으로 끌렸다. 교환작업 시간은 30 초 걸렸으며, 연마 지점에서 사람 (작업자) 에 의한 작업은 전혀 없었다.

적용예 3

본 예에서는 연마패드부재를 고정하는 방법으로서 자석 고정법을 사용했다. 이 예와 관련하여, 연마패드부재 (4) 는, 101000/SUBA400 (Rodell Co. 에서 제조한 연마패드로, 그 직경은 150mm 이다) 를 0.2mm 두께의 자석으로 된 연마체 지지기에 부착함으로써 구성되었으며, 이렇게 구성된 비사용 연마패드부재 (4) 를 연마패드 수납대 (19) 에 세팅시켰다.

다음, CMP 장치의 전방 패널의 자동교환 버튼을 눌렀다. 이 결과, 교환 아암은 사용된 연마패드부재 (4) 를 잡게 되고, 연마패드부재 (4)의 고정을 야기시켰던 전자석은 오프되었다. 교환 아암은 사용된 연마패드부재 (4) 를 잡아 전달하였고, 그 연마패드부재는 수납대 (19) 의 최하단층에 저장되었다. 이어서, 수납대 (19) 의 상부에 세팅된 비사용 연마패드부재가 잡히고, 연마패드부재 (4) 가 연마헤드 (2) 와 접촉하도록 아암이 전달되었다. 다음, 전자석이 온되고, 연마패드부재 (4) 가 고정되었다. 교환작업은 30초 걸렸으며, 연마 지점에서 사람 (작업자) 에 의한 작업은 전혀 없었다.

적용예 4

본 예에서는 연마패드부재 (4) 를 고정하는 방법으로서 기계도구 고정법을 사용하였다. 이 예와 관련하여, 연마패드부재 (4) 는, 101000/SUBA400 (Rodell Co. 에서 제조한 연마패드로, 그 직경은 150mm 이다) 를 알루미늄 기재로 연마체 지지기에 부착함으로써 구성되었으며, 연마패드부재가 연마 대상물 작은 CMP 연마장치에 사용되었다. 이렇게 구성된 비사용 연마패드부재 (4) 를 연마패드 수납대 (19) 에 세팅시켰다.

다음, CMP 장치 (1) 의 전방 패널의 자동교환 버튼을 눌렀다. 이 결과, 교환 아암은 사용된 연마패드부재 (4) 를 잡게 되고, 연마패드부재 (4)의 고정을 야기시켰던 클램프가 자동적으로 분리되었다. 교환 아암은 사용된 연마패드부재 (4) 를 잡았고, 그 연마패드부재는 수납대 (19) 의 최하단층에 저장되었다. 이어서, 수납대 (19) 의 상부에 세팅된 비사용 연마패드부재 (4) 가 잡히고, 연마패드부재 (4) 가 연마헤드 유닛과 접촉하도록 아암이 전달되었다. 다음, 클램프가 자동적으로 조여져, 연마패드부재 (4) 가 고정되었다. 교환작업은 30초 걸렸으며, 연마 지점에서 사람 (작업자) 에 의한 작업은 전혀 없었다.

적용예 5

본 예에서는 연마체 리로딩 기구 (60) 를 연마장치의 연마지점 부근에 제공하였다. 101000/SUBA400 (Rodell Co. 에서 제조한 연마패드로, 그 직경은 150mm 이다) 의 다수의 유닛을 연마체로서 연마체 리로딩 기구 (60) 에 세팅하였다. CMP 장치 (1) 의 전방 패널의 자동교환 버튼을 눌렀다. 이 결과, 사용된 연마패드부재 (4) 의 측부는 교환 아암에 잡히고, 연마패드부재 (4)의 고정을 야기시켰던 진공흡착력은 단절되었다. 아암은 사용된 연마패드부재 (4) 를 잡아서 연마체 리로딩 기구 (60) 에 전달하였다.

사용된 연마패드부재 (4) 는 리로딩 기구 (60) 에 도착하자 마자 패드유지 부재 (63) 에 전달되었고, 여기서 진공펌프 (64) 의 작동에 의한 진공흡착에 의해 고정 및 유지되었다. 다음, 연마체 박리 기구 (65) 의 박리 아암의 전단부는 연마체 패드부재 (4) 의 연마체 (40c) 와 연마체 지지기 (40b) 사이의 틈안에 삽입되고, 박리액이 미세 공동부 (66b) 를 통해 주입되었다. 이렇게 해서 박리 및 풀려진 연마체의 전단부는 아암 (도면에는 도시 안됨) 에 잡혀 끌리게 되고, 이 결과 연마체 (40c) 가 그의 가장자리로부터 박리된다.

사용된 연마체 (40c) 가 완전히 박리되면, 연마체 지지기 (40b) 의 표면은 세정 및 건조되며, 접착제가 그 표면에 도포되면, 비사용 연마체 (40c) 가 장착되어 종래의 공지된 전달장치에 의해 상기 표면에 가압된다. 다음, 도 13 에서 보는바와 같이, 공기가 들어가지 않도록 연마체 (40c) 는 연마 부착 기구 (70) 의 롤러 (72) 의 사용으로 그의 가장자리로부터 연속적으로 연마체 지지기 (40b) 에 가압되고, 이 결과, 완전히 부착되었다.

접착 작업이 완료된 후, 상기 연마패드요쇼 (4) 는 연마패드 전달로봇 (18) 에 의해 연마헤드 (2) 의 하단면에 인접한 위치로 전달되었고, 이어서, 진공흡착에 의해 연마헤드 (2) 에 고정 및 유지되었다. 교화작업 시간은 2분 이었으며, 실질적으로 수동으로 이루어지는 연마체 지지기에의 연마체 부착 작업이 없으므로, 연마체에 대한 작업효율이 크게 개선되었다.

비교예

비교를 위해, 800mm 의 연마 디스크가 제공된 연마체에 있는 연마패드부재의 마모에 따라 교환작업을 하였다. 연마패드부재를 연마체 지지기에 고정했으며, 작업자가 연마체를 일시적으로 가동중단시킨 후, 중량이 약 15kg 인 연마체 지지기를 연마체 밖으로 전달하였다. 이어서, 연마체 지지기로부터 연마패드부재를 서서히 박리시켰다. 다음, 비사용 패드를 부착시켰고, 이렇게 해서 연마체가 페이스트된 지지기를 연마체 내부에 세팅하였다. 이 작업중에, 연마체 지지기의 전달과 패드의 리로딩에 대해 각각 5 분과 20 분이 걸렸다.

전술한 바와 같이, 본 발명과 관련하여, 연마 대상물은 피연마면이 위로 향한 상태에서 대상물 유지기구에 의해 유지되었으며, 패드유지기구에 의해 유지되는 연마패드부재의 연마면은 위로부터 연마대상 면에 가압되며, 연마대상 면은 두 부재의 상대 이동 (상대 회전운동) 에 따라 연마된다. 연마패드부재가 교환을 위해고정 및 유지 기구에 의해 패드유지 기구에 자동적으로 부착 및/또는 그로부터 분리되도록 구성되어 있으므로, 사용된 연마패드부재는 사용되지 않은 것으로 자동적으로 교환될 수 있으며, 이에 따라, 연마패드 교환작업의 효율이 개선된다. 이 결과, 장치의 가동중단 시간은 최소로 줄어들며, 연마장치의 작업효율이 향상되므로, 제조비가 줄어든다. 또한, 실제 작업에서 귀챦은 절차들이 없게 되며, 외부 요인 (예컨대, 먼지) 의 효과도 연마작업중에 배제될 수 있다.

또한, 패드유지 기구를 이동시키는 기구는 연마패드부재를 위한 교환 위치로 이동될 수 있으며, 따라서, 교환을 위해 특별한 이동기구가 필요치 않다.

연마패드부재는 교환을 위해 패드유지 기구에 자동적으로 부착 및/또는 그로부터 분리되도록 구성하고 또한 이렇게 부착 및/또는 분리된 연마패드부재는 전달기구에 의해 전달되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 자동화에 따른 다른 이점을 얻을 수 있으며, 교환작업 효율이 크게 개선된다.

상기한 구성으로 연마패드부재가 고정 및 유지 기구에 의해 패드유지 기구에 고정 및 유지될 때, 연마패드부재를 일시적으로 패드유지 기구에 묶는 임시 바인딩 기구를 두는 것이 좋다. 이 경우, 연마패드부재는 임시 바인딩 기구 및 패드유지 기구에 의해 일시적으로 묶여 지지될 수 있으며, 고정 및 유지 기구의 고정 및 유지 작용을 이 상태에서 사용할 수 이용할 수 있으므로, 연마패드부재를 용이하게 고정 및 유지시킬 수 있다.

예컨대, 상기한 연마패드부재는, 연마 대상물과 접촉한 상태에서 이 대상물이 표면을 연마하는 연마체 및 이 연마체를 면방향으로 지지하는 연마체 지지기로구성될 수 있다. 이 경우, 패드유지 기구로부터 분리된 사용된 연마패드부재의 연마체 지지기로부터 연마체를 떼어 낸 다음 비사용 연마체를 연마체 지지기에 부착함으로써, 연마장치를 쉽게 갱신할 수 있다.

고정 및 유지 기구는, 연마패드부재가 진공흡착에 따라 패드유지 기구의 하단부에 고정 및 유지되도록 구성될 수 있다. 또한, 연마패드부재를 연마체 및 자석으로 된 연마체 지지기로 구성하고, 고정 및 유지 기구는 연마패드부재가 자력에 의해 패드유지 기구의 하단부에 고정 및 유지되도록 구성될 수 있다. 그리고, 연마패드부재는 기계적 고정기구 (예컨대, 클램프 기구, 볼트 스탑퍼 기구) 에 의해 패드유지 기구의 하단부에 고정 및 유지될 수 있다. 이들 어떤 구성으로도 연마패드부재를 쉽게 자동적으로 교환할 수 있는 것이다.

상기한 연마장치에는 수납대를 둘 수 있는데, 교환을 위해 패드유지 기구에 부착 및/또는 분리된 연마패드부재가 전달기구에 의해 전달된 후 상기 수납대에 저장되게 된다. 이 경우, 수납대에 적재되는 다수의 교환준비용 연드부재를 저장하면, 교환작업 효율을 더 개선할 수 있다.

상기한 연마장치는 또한 연마체 리로딩 기구를 구비할 수 있는데, 이 리로링 기구는, 교환을 위해 패드유지 기구로부터 분리된 사용된 연마패드부재의 연마체 지지기로부터 연마체를 자동으로 떼어내고 또한 사용되지 않은 연마체를 연마체 지지기에 자동으로 부착하게 된다. 연마패드부재를 교환하는 적압은 연마체를 이렇게 자동으로 리로딩함으로써 더 향상시킬 수 있는 것이다.

상기한 본 발명은, 연마패드부재를 자동으로 교환할 수 있고 또 연마패드부재 교환작업의 효율을 개선할 수 있다. 또한, 연마패드부재를 고정 및 유지시키는 수단의 기능에 충분한 효과가 발현되지 않더라도, 연마패드부재가 떨어지지 않고, 신뢰성이 높은 연마장치를 실현할 수 있다.

Claims

피연마면이 위로 향하도록 한 상태에서 연마 대상물을 유지시키는 대상물 유지 기구와,

상기 피연마면과 접촉하여 이 면을 연마하게 되는 연마면을 갖는 연마패드부재와,

상기 연마면이 아래로 향하도록 한 상태에서 하단부에서 상기 연마패드부재를 유지하는 연마헤드와,

상기 피연마면에 대해 연마패드부재를 상대 변위시키는 이동기구와,

연마헤드의 하단부에 제공되어, 상기 연마면이 아래로 향하도록 연마패드부재를 상기 연마헤드의 하단부에 착탈가능하게 고정 및 유지시키며, 또한 각각 상이한 방식으로 연마패드를 고정 및 유지시키게 되는 다수의 패드 고정 및 유지 기구를 포함하며,

상기 연마패드부재가 자동적으로 교환될 수 있도록, 상기 이동기구는, 연마패드부재를 피연마면의 연마위치로부터 연마패드부재의 교환 위치로 상대 변위시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
대상물의 피연마면이 위로 향하도록 한 상태에서 그 대상물을 유지시키는 대상물 유지 기구와,

상기 피연마면과 접촉하여 이 면을 연마하게 되는 연마면을 갖는 연마패드부재와,

상기 연마면이 아래로 향하도록 한 상태에서 하단부에서 상기 연마패드부재를 유지하는 연마헤드와,

상기 피연마면에 대해 연마패드부재를 상대 변위시키는 이동기구와,

상기 연마패드부재가 연마헤드에 대해 전달될 때 연마패드부재를 교환하게 되는 전달기구와,

연마헤드의 하단부에 제공되어, 상기 연마면이 아래로 향하도록 연마패드부재를 상기 연마헤드의 하단부에 착탈가능하게 고정 및 유지시키며, 또한 각각 상이한 방식으로 연마패드를 고정시키는 다수의 패드 고정 및 유지 기구를 포함하며,

상기 연마패드부재가 자동적으로 교환될 수 있도록, 상기 이동기구는, 연마패드부재를 피연마면의 연마위치로부터 연마패드부재의 교환 위치로 상대 변위시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 2 항에 있어서, 상기 전달기구는 연마패드부재를 잡게 되는 아암 부재를 구비하며, 연마패드부재는 전달기구에 의해 전달되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항에 있어서, 상기 패드 고정 및 유지 기구 중 적어도 하나는, 이 고정 및 유지 기구가 작동하지 않을 때 연마패드부재를 연마헤드에 일시적으로 묶게 되는 임시 바인딩 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 2 항에 있어서, 상기 패드 고정 및 유지 기구 중 적어도 하나는, 이 고정 및 유지 기구가 작동하지 않을 때 연마패드부재를 연마헤드에 일시적으로 묶게 되는 임시 바인딩 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항에 있어서, 상기 연마패드부재는, 대상물과 접촉한 상태에서 이 대상물의 피연마면을 연마하는 연마체 및 면방향으로 연마가 이루어지도록 상기 연마체를 지지하는 연마체 지지기 부재를 구비하며, 연마헤드는 연마체 지지기 부재를 유지시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 2 항에 있어서, 상기 연마패드부재는, 대상물과 접촉한 상태에서 이 대상물의 피연마면을 연마하는 연마체 및 면방향으로 연마가 이루어지도록 상기 연마체를 지지하는 연마체 지지기 부재를 구비하며, 연마헤드는 연마체 지지기 부재를 유지시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항에 있어서, 상기 고정 및 유지 기구는, 이 고정 및 유지 기구의 진공흡착으로 연마패드부재를 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 2 항에 있어서, 상기 고정 및 유지 기구는, 이 고정 및 유지 기구의 진공흡착으로 연마패드부재를 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항에 있어서, 상기 연마헤드는 자석을 포함하며, 고정 및 유지 기구는 자력으로 연마패드부재를 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 2 항에 있어서, 상기 연마헤드는 자석을 포함하며, 고정 및 유지 기구는 자력으로 연마패드부재를 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항에 있어서, 상기 고정 및 유지 기구는 기계적 고정으로 연마패드부재를 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 2 항에 있어서, 상기 고정 및 유지 기구는 기계적 고정으로 연마패드부재를 연마헤드의 하단부에 고정 및 유지시키는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 2 항에 있어서, 연마패드부재가 전달기구에 의해 전달된 후, 연마헤드에 부착 또는 그로부터 분리될 때 교환되는 연마패드부재를 저장하는 수납대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 6 항에 있어서, 연마체 지지기 부재로부터 연마체를 자동적으로 떼어 내며 또한 연마헤드로부터 분리된 연마패드부재에 새로운 연마체를 자동적으로 부착하는 연마체 리로딩 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 7 항에 있어서, 연마체 지지기 부재로부터 연마체를 자동적으로 떼어 내며 또한 연마헤드로부터 분리된 연마패드부재에 새로운 연마체를 자동적으로 부착하는 연마체 리로딩 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 16 항에 있어서, 상기 전달기구는, 연마체 리로딩 기구에 의해 리로딩된 연마체를 연마패드부재를 수납대에 전달하는 것를 특징으로 하는 연마장치.
연마헤드에 있는 연마패드부재가 청구항 1 에 따른 연마장치로 교환되는, 연마패드부재 교환방법.
연마헤드에 있는 연마패드부재가 청구항 2 에 따른 연마장치로 교환되는, 연마패드부재 교환방법.
연마체가 페이스트된 연마패드부재를 교환하는 장치로서, 상기 연마패드부재는 그의 외주에서 환상 채널을 갖고 있으며 또한 연마패드부재는 그의 후면에서 상호잠금 유닛을 구비하는 연마패드부재 교환장치에 있어서,

진공흡착으로 연마패드부재를 끌게 되는 스핀들 축에 축지지되어 있는 연마헤드와,

상기 스핀들 축을 선택적으로 상승 및 하강시키는 승강기구와,

상기 스핀들 축을 연마패드부재의 교환위치로 왕복 변위시키는 이동기구와,

연마패드부재의 이동 궤도의 연장선을 따라 배치되며, 연마패드부재를 아암을 통해 연마헤드로부터 분리시키고, 연마패드부재를 수납대에 대해 위치시키며, 또한 연마패드부재를 연마헤드에 위치시키는 전달로봇을 포함하며,

이 전달로봇의 회전축선은 수납대로부터 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 연마패드부재 교환장치.