KR20080075001A - Methods and apparatus for processing a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발명의 명칭이 "기판 처리 방법 및 장치"인 2005년 12월 9일자 출원된 미국 특허 출원 번호 11/299,295호(변호사 사건번호 10121호) 및 발명의 명칭이 "기판 처리 방법 및 장치"인 2005년 12월 9일자 출원된 미국 특허 출원 번호 11/298,555호(변호사 사건 번호 10414호)를 우선권으로 주장하며, 이들 각각의 출원은 모든 목적을 위해 전체적으로 본 발명에 참조되었다.The present invention discloses US patent application Ser. No. 11 / 299,295 (Lawyer No. 10121), filed Dec. 9, 2005, entitled "Substrate Processing Method and Apparatus" and "Substrate Processing Method and Apparatus" U.S. Patent Application No. 11 / 298,555, filed on December 9, 2005 (attorney's case number 10414), the priority of which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes.
본 발명은 일반적으로 기판 처리에 관한 것이며, 특히 기판의 에지의 세정 방법 및 장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to substrate processing, and more particularly to methods and apparatus for cleaning edges of substrates.
기판 에지를 세정하기 위해 기판 에지를 마모용 필름과 접촉시키는 종래의 시스템은 기판 에지를 철저하게 세정하지 못한다. 예를 들어, 연마용 필름은 세정 중에 에지의 모든 사면에서 충분히 접촉하지 못한다. 또한, 연마용 필름은 사용에 의해 마모되며, 그에 따라 기판을 충분히 세정할 성능을 잃게 되며 빈번한 교체를 필요로 하는데, 이는 반도체 장치의 제조 생산성에 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 기판의 에지를 세정하기 위한 개선된 방법과 장치가 필요하다.Conventional systems that contact a substrate edge with a wear film to clean the substrate edge do not thoroughly clean the substrate edge. For example, the abrasive film does not sufficiently contact all four sides of the edge during cleaning. In addition, the abrasive film is abraded by use and thus loses the ability to sufficiently clean the substrate and requires frequent replacement, which can affect the manufacturing productivity of semiconductor devices. Therefore, there is a need for an improved method and apparatus for cleaning the edges of a substrate.
본 발명의 일면에 있어서, 기판의 에지를 폴리싱하도록 구성되는 장치는 폴리싱 필름; 상기 폴리싱 필름의 적어도 일부분이 평탄면 내에 지지되도록 상기 폴리싱 필름에 장력을 가하는 프레임; 및 상기 폴리싱 필름이 상기 기판에 장력을 가하고, 적어도 외측 에지와 제 1 사면을 포함하는 기판의 에지 형상과 맞춰지며, 기판의 회전에 따라 상기 외측 에지와 제 1 사면을 폴리싱하도록 상기 폴리싱 필름의 평면에 대해 기판을 회전시키도록 구성되는 기판 회전 구동기;를 포함한다.In one aspect of the invention, an apparatus configured to polish an edge of a substrate includes a polishing film; A frame applying tension to the polishing film such that at least a portion of the polishing film is supported in the flat surface; And a plane of the polishing film such that the polishing film exerts tension on the substrate and is aligned with an edge shape of the substrate including at least an outer edge and a first slope, and polishes the outer edge and the first slope as the substrate rotates. And a substrate rotation driver configured to rotate the substrate relative to the substrate.
본 발명의 다른 일면에 있어서, 기판의 에지를 폴리싱하도록 구성되는 장치는 복수의 폴리싱 필름; 상기 각각의 폴리싱 필름의 적어도 일부분이 각각의 평탄면 내에 지지되도록 상기 각각의 폴리싱 필름에 장력을 가하는 프레임; 및 상기 기판과 접촉하는 폴리싱 필름이 상기 기판에 장력을 가하고, 상기 기판의 에지 형상과 맞춰지며, 기판의 회전에 따라 상기 에지를 폴리싱하도록 상기 폴리싱 필름의 각각의 평탄면 중의 적어도 하나에 대해 기판을 회전시키도록 구성되는 기판 회전 구동기;를 포함한다.In another aspect of the invention, an apparatus configured to polish an edge of a substrate includes a plurality of polishing films; A frame that tensions each polishing film such that at least a portion of each polishing film is supported within each flat surface; And apply a substrate to at least one of each flat surface of the polishing film such that a polishing film in contact with the substrate tensions the substrate, is aligned with an edge shape of the substrate, and polishes the edge as the substrate rotates. And a substrate rotation driver configured to rotate.
본 발명의 또 다른 일면에 있어서, 기판의 에지를 폴리싱하도록 구성되는 장치는 폴리싱 측면과 제 2 측면을 갖춘 폴리싱 필름; 상기 폴리싱 필름의 제 2 측면에 인접 배열되는 팽창가능한 패드; 상기 폴리싱 필름과 팽창가능한 패드를 지지하도록 구성되는 프레임; 및 상기 폴리싱 필름의 폴리싱 측면에 대해 기판을 회전시키도록 구성되는 기판 회전 구동기를 포함한다. 상기 폴리싱 필름은 상기 팽창가능한 패드와 폴리싱 필름이 기판의 에지 형상과 맞춰지며 상기 폴리싱 필름이 기판의 에지와 접촉하도록 상기 기판의 에지와 상기 팽창가능한 패드 사이에 배열된다.In another aspect of the invention, an apparatus configured to polish an edge of a substrate comprises: a polishing film having a polishing side and a second side; An inflatable pad disposed adjacent the second side of the polishing film; A frame configured to support the polishing film and the inflatable pad; And a substrate rotation driver configured to rotate the substrate relative to the polishing side of the polishing film. The polishing film is arranged between the edge of the substrate and the inflatable pad such that the inflatable pad and the polishing film are aligned with the edge shape of the substrate and the polishing film contacts the edge of the substrate.
본 발명의 또 다른 일면에 있어서, 기판 에지를 세정하는 방법은 (a) 폴리싱 필름을 지지하는 단계와; (b) 외측 에지와 적어도 하나의 사면을 포함하는 기판의 에지에 상기 폴리싱 필름을 일치시키는 단계; 및 (c) 상기 기판을 회전시키는 단계를 포함한다.In another aspect of the invention, a method of cleaning a substrate edge comprises the steps of (a) supporting a polishing film; (b) matching the polishing film to an edge of the substrate including an outer edge and at least one slope; And (c) rotating the substrate.
본 발명의 다른 특징 및 일면들은 다음의 상세한 설명, 청구의 범위 및 첨부 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.Other features and aspects of the present invention will become more apparent from the following detailed description, claims, and accompanying drawings.
도 1은 기판의 일부분을 횡단면도로 개략적으로 도시하는 도면이며,1 is a schematic illustration of a portion of a substrate in a cross-sectional view,
도 2는 본 발명에 따른 에지 세정 장치의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시하는 도면이며,2 is a view schematically showing an exemplary embodiment of an edge cleaning device according to the present invention;
도 3a 및 도 3b는 도 2의 에지 세정 장치의 일부분에 대한 각각 정면도 및 측면도이며,3A and 3B are front and side views, respectively, of a portion of the edge cleaning apparatus of FIG. 2;
도 4는 본 발명에 따른 에지 세정 장치의 예시적인 실시예를 도시하는 사시도이며,4 is a perspective view showing an exemplary embodiment of an edge cleaning device according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 에지 세정 장치의 다른 예시적인 실시예를 도시하는 사시도이며,5 is a perspective view showing another exemplary embodiment of an edge cleaning device according to the present invention;
도 6은 도 5에 도시된 예시적인 실시예의 일부분을 도시하는 사시도이며,FIG. 6 is a perspective view illustrating a portion of the exemplary embodiment shown in FIG. 5;
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 사용하기 위한 교체가능한 카세트의 다른 실시예들을 도시하는 사시도이며,7A and 7B are perspective views showing other embodiments of replaceable cassettes for use in embodiments of the present invention,
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예에 사용하기 위한 패드의 다른 실시예 들을 도시하는 사시도이며,8A-8C are perspective views showing other embodiments of pads for use in embodiments of the present invention;
도 9a 내지 도 9c는 도 4의 예시적인 에지 폴리싱 장치의 다른 가능한 헤드 위치의 예를 나타내는 평면도이며,9A-9C are plan views illustrating examples of other possible head positions of the exemplary edge polishing apparatus of FIG. 4, FIGS.
도 10a 내지 도 10c는 도 5의 예시적인 에지 폴리싱 장치의 다른 가능한 헤드 위치를 나타내는 평면도이며,10A-10C are plan views showing other possible head positions of the exemplary edge polishing apparatus of FIG. 5,
도 11은 본 발명에 따른 다중 헤드 에지 폴리싱 장치의 실시예를 도시하는 사시도이며,11 is a perspective view illustrating an embodiment of a multiple head edge polishing apparatus according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 다중 헤드 에지 폴리싱 장치의 다른 실시예를 도시하는 사시도이며,12 is a perspective view showing another embodiment of the multi-head edge polishing apparatus according to the present invention,
도 13은 본 발명에 따른 다중 헤드 에지 폴리싱 장치의 또 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.13 is a perspective view showing another embodiment of the multi-head edge polishing apparatus according to the present invention.
본 발명은 기판의 에지를 세정 및/또는 폴리싱하기 위한 개선된 방법과 장치를 제공한다. 도 1을 참조하면, 기판(100)은 두개의 주 면(102,102')과 에지(104)를 포함한다. 기판(100)의 각각의 주 면(102,102')은 장치 영역(106,106')과 배제 영역(108,108')을 포함할 수 있다. (그러나, 통상적으로 두 개의 주 면(102,102') 중의 단지 하나의 면만이 장치 영역과 배제 영역을 포함한다.)상기 배제 영역(108,109')은 장치 영역(106,106')과 에지(104) 사이의 완충기 역할을 할 수 있다. 기판(100)의 에지(104)는 외측 에지(110)와 사면(112,114)을 포함할 수 있다. 사면(112,114)은 두 개의 주 면(102,102')의 배제 영역(108,108')과 외측 에 지(110) 사이에 위치될 수 있다. 본 발명은 장치 영역(106,106')에 영향을 끼침이 없이 기판(100)의 적어도 하나의 사면(112,114)과 외측 에지(110)를 세정 및/또는 폴리싱하도록 채용된다. 몇몇 실시예에서, 배제 영역(106,106')의 모두 또는 일부는 양호하게 세정 또는 폴리싱될 수 있다.The present invention provides an improved method and apparatus for cleaning and / or polishing the edges of a substrate. Referring to FIG. 1, the
본 발명은 기판(100)이 (예를 들어, 진공 척, 구동 롤러 등에 의해)회전될 때 기판(100)의 에지에 대해 연마용 버퍼 또는 필름(예를 들어, 연마용 폴리싱 필름)을 지지하기 위한 프레임을 제공한다. 필름은 작동기 및/또는 팽창가능한 패드에 의해 눌려지는 패드를 사용하여 회전 기판 에지(104)에 대해 압박될 수 있다. 어느 한 경우에 있어서, 패드 및/또는 팽창가능한 패드는 기판 에지(104)의 형상과 일치되도록 유연하거나 일치하는 형상을 가질 수 있다. 작동기에 의해 가해진 힘의 양, 선택된 패드의 탄성, 팽창 가능한 패드의 팽창량, 및/또는 필름 상의 장력량에 따라, 제어된 압력량이 에지(104)를 폴리싱하도록 가해질 수 있다. 이와는 달리 또는 추가적으로, 상기 필름은 필름 자체가 기판 에지(104)에 변화될 수 있는 장력을 가하고 (예를 들어, 패드로부터 추가의 지지력을 받는가에 무관하게)사면(112,114) 중의 적어도 하나와 외측 에지(110)의 형상과 일치하도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 상이한 에지 형상을 보상하고 재료가 에지(104)로부터 제거될 때 기판(100) 내의 변화를 보상하는데 사용될 수 있는 에지 폴리싱 공정의 정확한 제어를 제공한다.The present invention supports an abrasive buffer or film (eg, an abrasive polishing film) against the edge of the
몇몇 실시예에서, 프레임은 다중 헤드를 지지할 수 있으며, 각각의 헤드는 폴리싱 필름을 지지하는데 사용된다. 상기 헤드는 예정된 시퀀스에서 동시에, 또 는 상이한 시간에 사용될 수 있는 상이한 형태의 필름(예를 들어, 상이한 연마 그릿트 필름)을 지지할 수 있다. 상기 헤드는 지지된 필름이 회전하는 기판(100) 에지의 상이한 부분들을 폴리싱하도록 상이한 위치에 배열될 수 있다. 헤드는 에지(104)의 상이한 부분들을 폴리싱하도록 프레임에 의해 에지(104) 주위를 이동하도록 구성된다(예를 들어, 기판(100)의 접선 축선 주위 및/또는 기판(100)에 대한 원주위에서 각을 이루며 병진운동하도록 구성된다.). 몇몇 실시예에서, 헤드는 기판(100)의 회전 에지(104) 주위를 연속적으로 진동 운동한다. 각각의 헤드는 필름의 색인 스풀을 포함 및/또는 교체 가능한 카세트 내에 포함될 수 있다.In some embodiments, the frame can support multiple heads, each head being used to support a polishing film. The head can support different types of film (eg, different abrasive grit films) that can be used simultaneously or at different times in a predetermined sequence. The head may be arranged at different locations to polish different portions of the edge of the
추가로 또는 이와는 달리, 본 발명은 폴리싱될 기판 에지(104)에 유체를 분배하기 위한 설비들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 채널이 폴리싱으로부터 기인된 입자들을 세정해버리거나 폴리싱을 보조하기 위해 화학물 또는 물을 기판 에지(104)로 지향시키도록 제공된다. 화학물은 기판/폴리싱 필름 경계면에서 기판(100) 상에 직접 분사되거나 필름 및/또는 패드를 통해 및/또는 이들에 가해질 수 있다. 유체는 기판(100)의 어느 하나 또는 두 측면으로부터 분사될 수 있으며 본 발명은 유출물이 기판(100) 또는 본 발명의 장치의 다른 부분을 오염시키거나 접촉하지 않도록 중력이나 흡인력을 사용할 수 있다. 또한, 에너지(예를 들어, 초음파 에너지)가 그러한 에너지를 이송하는 유체를 통해 기판 에지(104)에 인가될 수 있다.Additionally or alternatively, the present invention may include facilities for dispensing fluid to the
기판(100)은 수평면에서 회전될 수 있다. 추가의 또는 대체 실시예에서, 기판(100)은 수직면, 비수평면에서 회전될 수 있으며 상이한 회전면들 사이로 이동될 수 있다.The
도 2를 참조하면, 에지 폴리싱 장치(200)의 개략도가 도시되어 있다. 프레임(202)은 기판(100)의 주면(102,102')에 수직한 평면에서 폴리싱 필름(204)을 지지 및 장력 하에 놓이게 함으로써 기판(100)의 에지(104)가 폴리싱 필름(204)에 대해 (예를 들어, 직선의 하향 화살표(205a)에 의해 표시한 바와 같이)압박될 수 있으며 폴리싱 필름(204)은 기판 에지(104)의 형상과 일치할 수 있다. 곡선 화살표(205c)에 의해 표시한 바와 같이, 기판(100)은 폴리싱 필름(204)에 대해 회전될 수 있다. 기판(100)은 다른 회전률도 사용될 수 있지만, 약 50 내지 300 RPM 범위의 비율로 회전될 수 있다. 기판(100)은 사용된 필름 형태, 필름의 그릿(grit), 회전률, 필요한 폴리싱 양 등에 따라 약 15 내지 150 초 동안 폴리싱 필름(204)과 접촉할 수 있다. 다소간의 시간도 사용가능하다. 몇몇 실시예에서, 폴리싱 필름(204)은 프레임(202)에 장착되고 폴리싱 필름(204)의 배면(예를 들어, 비연마면)에 인접 배열되는 패드(206)에 의해 지지될 수 있다. 직선 상방의 뽀족한 화살표(207)에 의해 나타낸 바와 같이, 인장된 폴리싱 필름(204) 및/또는 패드(206)를 포함하는 프레임은 기판(100)의 에지(104)에 대해 압박될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기판은 약 0.5 lbs. 내지 약 2.0 lbs 범위의 힘의 양으로 폴리싱 필름에 대해 압박될 수 있다.Referring to FIG. 2, a schematic diagram of an
추가로 또는 이와는 달리, 폴리싱 필름(204)의 추가 길이가 프레임(202)에 장착된 스풀(208,210)에 의해 지지 또는 인장될 수 있다. 지지 스풀(208)은 비사용 폴리싱 필름(204)이 기판(100)에 인접한 위치로 압박되고 그에 풀리는데 이용될 수 있는 반면에, 테이크-업 스풀(210)은 사용 및/또는 마모 폴리싱 필름(204)을 수용하도록 구성된다. 상기 스풀(208,210) 중의 하나 또는 둘은 전진되는 폴리싱 필름(204)의 양을 정확히 제어를 인덱스할 수 있다. 폴리싱 필름(204)은 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 탄화물 등을 포함하는 다수의 상이한 재료로 제조될 수 있다. 다른 재료도 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 사용된 연마제는 다른 크기도 사용될 수 있지만, 약 0.5 μ 내지 약 3 μ까지의 범위일 수 있다. 약 1 인치 내지 약 1.5 인치 범위의 상이한 폭이 사용될 수 있다(물론 다른 폭도 사용가능하다). 하나 또는 그 이상의 실시예에서, 폴리싱 필름은 약 0.002 내지 약 0.02 인치의 두께를 가질 수 있으며 패드(206)를 사용하는 실시예에서는 약 1 내지 5 lbs.의 인장력에 저항하며 패드가 없는 실시예에서는 약 3 내지 약 8 lbs.의 인장력에 저항할 수 있다. 상이한 두께와 강도를 갖는 다른 필름이 사용될 수 있다. 스풀(208,210)은 대략 1 인치 직경을 가지며, 약 500 인치의 폴리싱 필름(204)을 유지하며 폴리우레탄, 폴리비닐 디플로라이드(PVDF) 등과 같은 어떤 실용적인 재료로 구성될 수 있다. 다른 재료도 사용될 수 있다. 프레임(202)은 알루미늄, 스테인레스 스틸 등과 같은 어떤 실용적인 재료로 구성될 수 있다.Additionally or alternatively, additional lengths of polishing
몇몇 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 유체 채널(212)(예를 들어, 분사 노즐 또는 바아)이 화학물 및/또는 물을 분배하도록 제공될 수 있어서 기판 에지(104)의 폴리싱/세정을 돕고, 기판의 윤활시키며 제거된 재료를 멀리 보낼 수 있다. 유체 채널(212)은 유체를 기판(100), 폴리싱 필름(204), 및/또는 패드(206)로 분배하도록 구성될 수 있다. 유체는 윤활제로서의 역할을 하고 입자를 세정하는 역할을 하는 탈이온수를 포함할 수 있다. 표면 활성제 및/또는 다른 공지의 세정 화학물도 포함될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 음파(예를 들어, 초음파) 노즐이 음파 처리된 유체를 기판 에지(104)로 분배하는데 사용될 수 있어서 세정을 보충한다. 유체는 또한 폴리싱 필름(204) 및/또는 패드(206)를 통해 에지(104)로 분배될 수 있다.In some embodiments, one or more fluid channels 212 (eg, spray nozzles or bars) may be provided to dispense chemicals and / or water to assist in polishing / cleaning the
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 도 2의 폴리싱 필름((204)과 패드(206)에 대한 각각, 개략적인 정면도 및 횡단면도가 도시되어 있다. (직선의 화살표로 나타낸)힘은 폴리싱 필름(204)과 패드(206)가 기판(100)의 에지(104) 형상과 일치되게 함에 주목해야 한다. 몇몇 실시예에서, 기판(100)이 존재하지 않으면, 패드(206)는 패드(206)를 압박하는 기판(100)이 도시된 평탄한 표면을 가진다. 유사하게, 기판(100)이 존재하지 않으면, 폴리싱 필름(204)은 평탄하게 놓이며 양측에서 직선으로 표시되어 있다.3A and 3B, there is shown a schematic front and cross sectional views, respectively, of the polishing
도 4와 도 5를 참조하면, 에지 폴리싱 장치(400,500)의 두 개의 추가의 대체 예가 도시되어 있다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 예시적인 에지 폴리싱 장치(400)는 스풀(208,210) 사이에서 인장력을 받는 폴리싱 필름(204)을 지지하며 패드(206)에 의해 추가로 지지되는 헤드(404)를 포함하는 베이스 또는 프레임(402)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 패드(206)는 편향 장치(예를 들어, 스프링)을 통해 헤드(404)에 장착될 수 있다. 도 4의 에지 폴리싱 장치(400)는 폴리싱 필름(204)에 대해 기판(100)의 에지(104)를 회전시키도록 구성되는 가이드 롤러(410: 두개가 도시됨)와 하나 또는 그 이상의 구동 롤러(두 개가 도시됨)도 포함할 수 있 다. 구동 롤러(408)는 구동기(412: 예를 들어 모터, 기어, 벨트, 체인 등)에 의해 구동되는 서로 그 자체일 수 있다.4 and 5, two further alternative examples of
구동 롤러(408)와 가이드 롤러(410)는 롤러(408,410)가 기판(100)을 홀로 지지하게 하는 홈을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구동 롤러(408) 내의 홈은 대략 2.5 인치의 직경을 가질 수 있으며 가이드 롤러(410) 내의 홈은 대략 1 인치의 직경을 가질 수 있다. 다른 직경도 가능하다. 기판(100)과 접촉하는 구동 롤러(408)의 영역은 구동 롤러(408)가 기판(108)을 파지할 수 있게 하는 텍스쳐링(texturing) 또는 십자 홈을 포함할 수 있다. 구동롤러(408)와 가이드 롤러(410)는 폴리우레탄, 폴리비닐 디플로라이드(PVDF) 등과 같은 재료로 구성될 수 있다. 다른 재료도 사용될 수 있다.The driving
도 5에 도시한 바와 같이, 다른 예시적인 에지 폴리싱 장치(500)는 스풀(208,210) 사이에서 인장력을 받는 폴리싱 필름(204)을 지지하며 패드(206)에 의해 추가로 지지되는 헤드(504)를 포함하는 베이스 또는 프레임(502)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 패드(206)는 작동기(506: 예를 들어, 공압식 슬라이드, 유압 램, 서보모터 구동 푸셔 등)를 통해 헤드(504)에 장착될 수 있다. 도 5의 에지 폴리싱 장치(500)는 구동기(510: 예를 들어 모터, 기어, 벨트, 체인 등)에 의해 연결되는 진공 척(508)을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 실시예의 장점은 상기 장치(500)가 폴리싱될 에지(104)와 접촉할 필요가 없다는 점이다. 이와 같이, 구동 롤러 상에 입자가 적층될 가능성과 에지(104) 상에 재적층될 가능성이 제거된다. 또한 롤러를 세정할 필요성도 제거된다. 게다가, 롤러가 에지를 손상 또는 스크래칭시킬 가능성도 제거된다. 기판을 진공 척 내에 유지시킴으로써, 진동 없는 고속 회전이 달성될 수 있다.As shown in FIG. 5, another exemplary
도 6 내지 도 8b를 참조하면, 도 4 및 도 5의 예시적인 실시예들의 특징에 대한 세부 사항들이 설명된다. 상이한 실시예들로부터의 특징들은 상이한 설계 또는 관심을 유발하는 방식의 다수의 상이한 실용적인 예들과 조합될 수 있다고 이해해야 한다.6-8B, details of the features of the example embodiments of FIGS. 4 and 5 are described. It is to be understood that features from different embodiments may be combined with many different practical examples in a manner that results in different designs or interests.
도 6은 도 5의 헤드(504)를 포함하는 프레임(502)의 상세도이다. 전술한 바와 같이, 헤드(504)는 스풀(208,210) 사이에서 인장력을 받는 폴리싱 필름(204)을 지지한다. 헤드(504)를 포함하는 프레임(502)은 구동기(600: 예를 들어, 서보모터)와 피봇(602)에 의해 (에지 폴리싱 장치(100) 내에 유지된 기판(100)의 에지(104)에 접선인 축선에 대해(도 5))각을 이루며 병진 운동되도록 구성된다. 프레임(및 폴리싱 필름(204))의 각 운동은 도 9a 내지 도 10c와 관련하여 이후에 더욱 상세히 설명된다. FIG. 6 is a detailed view of
또한, 헤드(504)에 장착되는 스풀(208,210)은 하나 또는 그 이상의 구동기(604: 예를 들어 서보 모터)에 의해 구동될 수 있다. 구동기(604)는 미사용된 폴리싱 필름(204)이 기판 에지로 전진 또는 연속적으로 공급될 수 있게 하는 인덱싱(indexing) 능력과 폴리싱 필름이 신장되어 압력을 기판 에지에 가하게 하는 인장 능력을 제공할 수 있다.In addition, the
(도 5에 비해서)도 6에 보다 명확히 도시한 바와 같이, 선택적인 패드(206)가 기판 에지(104)에 대해 폴리싱 필름(204)을 조절가능하게 압박하여 그 형상을 일치시키도록 구성되는 작동기(506)를 통해 헤드(504)에 장착될 수 있다(도 5). 또한, 하나 또는 그 이상의 지지 롤러(606)도 에지 폴리싱 장치(500) 내에 유지된 기판(100)의 주면(102:도 1)에 수직한 면에 폴리싱 필름(204)을 안내하고 정렬되도록 장착될 수 있다(도 5).As shown more clearly in FIG. 6 (relative to FIG. 5), an
도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서 폴리싱 필름(204)의 길이는 폴리싱될 기판(100) 에지(104)에 직각으로 배열됨을 주목해야 한다. 이는 폴리싱 필름(204)의 길이방향이 폴리싱될 기판(100)의 에지(104)와 정렬되는 도 2에 도시된 실시예와 대조적이다. 다른 폴리싱 필름의 방위와 구성도 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리싱 필름(204)은 기판(100)의 주면(102)에 대해 대각선 쪽에 유지될 수 있다.It should be noted that in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 the length of the polishing
도 7 및 도 7a를 참조하면, 교체가능한 카세트(700A,700B)의 두 개의 상이한 실시예를 도시하는 사시도이다. 카세트(700A,700B)는 상이한 에지 폴리싱 장치(400,500)의 프레임(402,502)에 신속하고 용이하게 장착 및/또는 제거될 수 있는 일회용, 재사용가능한, 및/또는 교체가능한 패키지로 헤드(404)와 폴리싱 필름(204)이 제공될 수 있다.7 and 7A, a perspective view showing two different embodiments of
도 7a에 도시한 바와 같이, 카세트(700A)는 공급 릴(208)로부터 테이크-업 릴(210)로 이격되어 있는 폴리싱 필름(204)을 지지하는 헤드(404)를 포함할 수 있다. 폴리싱 필름(204)은 헤드(404)에 장착되는 지지 롤러(606)에 의해 안내 및 정렬될 수 있다. 패드(206)는 전술한 바와 같이 폴리싱 필름(204)을 추가로 지지하도록 구성된다. 또한 전술한 바와 같이, 패드(206)를 헤드(404)에 장착하여 패드(206)에 대한 가요성 및/또는 역학적인 형상 일치 압박을 제공하는데 편향 장 치(406)가 사용될 수 있다.As shown in FIG. 7A,
또 다른 대체 실시예에서, 도 7b에 도시한 바와 같이, 패드(206) 대신에 헤드(404)는 기판 에지(104)에 측면 압력을 제공하도록 폴리싱 필름(204)의 인장력에 간단히 의존할 수 있다(도 1). 몇몇 실시예에서, 헤드(404)는 기판(100)을 수용하도록 도 7b에 도시된 바와 같은 노치(702)를 포함할 수 있다.In another alternative embodiment, as shown in FIG. 7B, instead of the
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 패드(206A,206B)의 두 개의 상이한 대체 실시예가 도시되어 있다. 기판이 존재하지 않을 때 폴리싱 필름(204)과 공동 평면 상에 있는 평탄한 표면을 가지는 패드(206)(도 6) 이외에, 패드(206A)는 기판(100)의 에지(104)의 형상과 일치하는 오목면을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 도 8b에 도시한 바와 같이, 패드(206b)는 기판(100)의 에지의 형상과 더 양호하게 일치하는 이중 오목면을 포함할 수 있다. 또 다른 대체 실시예에서, 패드(206)는 사면(112,114)과 외측 에지(110)(도 1)를 포함하는 기판(100)의 에지(104)의 형상과 정확하게 일치하는 성형 홈을 포함할 수 있다.8A and 8B, two different alternative embodiments of
패드(206,206A,206B)는 예를 들어, 아세탈 수지(예를 들어, 듀퐁 코포레이션에 의해 제조되는 델린(Delrin:등록 상표)), PVDF, 폴리우레탄 열린 기포(closed cell foam), 실리콘 고무, 등과 같은 재료로 제조될 수 있다. 다른 재료도 사용될 수 있다. 그와 같은 재료는 패드의 두께 또는 밀도에 따른 탄성 또는 형상 일치 능력을 가질 수 있다. 그러한 재료는 탄성을 기초로 선택될 수 있다. 소정의 탄성은 필요로 하는 폴리싱 형태에 따라 선택될 수 있다.The
몇몇 실시예에서, 패드(206,206A,206B)는 기판의 에지와 형상이 일치할 수 있는 조절가능한 탄성을 가진다. 예를 들어 패드(206,206A,206B)는 팽창가능한 블래더를 포함함으로써 더 많은 공기 또는 액체 또는 다른 유체를 추가하여 패드가 더 단단해질 수 있게 하며 블래더 내의 액체 또는 공기 또는 다른 유체의 양을 감소시켜 패드가 더욱 더 양호하게 형상에 일치될 수 있게 한다. 도 8c는 유체 공급원(806)으로부터의 유체에 의해 유체 채널(804)을 통해 충전될 수 있는(및/또는 비워질 수 있는)팽창가능한 블래더(802)를 포함하는 패드(206C)의 실시예를 도시한다. 몇몇 실시예에서, 유체 공급원(806)은 작동기의 방향 또는 프로그램 및/또는 유저 작동식 제어기에 의해 블래더를 팽창/비움할 수 있다. 그러한 실시예에서, 실리콘 고무 등과 같은 탄성 중합체 재료는 패드가 기판의 에지(104)에 대해 신장성 및 형상 일치할 수 있는 능력을 블래더(802)가 더욱 더 개선하는데 사용될 수 있다. 그러한 실시예는 사면(112,114)을 넘어 배제 영역(108 및/또는 108')의 내측으로 얼마나 이동할 것인지를 정밀하게 제어할 수 있게 한다(도 1). 폴리싱 필름(204)은 예를 들어, 블래더(802)의 내측으로 펌핑되는 유체의 양을 제한함으로써 기판(100)과 접촉하도록 형성된다. 예를 들어, 기판 외측 에지(110)가 비워진 블래더(802)를 갖는 패드(206C)에 대해 놓이면, 블래더(802)는 패드(206C)가 기판(100)의 장치 영역(106,106')을 감쌈이 없이 기판(100)의 외측 에지(110)와 사면(112,114) 주위를 감싸 형상이 일치할 수 있게 압박하도록 팽창될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 다중 블래더가 패드에 사용될 수 있으며 상이한 형상의 팽창가능한 블래더가 상이한 형상의 패드(206,206A,206B) 내에 사용될 수 있다고 이해해야 한다.In some embodiments, the
몇몇 실시예에서, 폴리싱을 돕는데 사용된 유체가 패드(206,206A,206B)를 통해 기판 에지로 분배될 수 있다. 유체 채널은 유체를 패드 상에 또는 패드 내측에 적하 또는 분무시키도록 제공된다. 이와는 달리, 팽창가능한 패드는 유체가 (예를 들어, 패드를 통해)폴리싱 필름(204)으로 천천히 방출되어 투과될 수 있게 하는 반투과성 막을 갖는 블래더를 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 패드(206,206A,206B)는 사용된 유체를 흡수 및/또는 유지하는 재료(예를 들어, 폴리비닐 알코올(PVA) 등)에 의해 덮히거나 제조되며 포함할 수 있다.In some embodiments, the fluid used to aid polishing may be dispensed through the
도 9a 내지 도 9c 및 도 10a 내지 도 10c는 각각 전술한 바와 같이 상이한 에지 폴리싱 장치(400,500)의 가능한 상이한 헤드 위치의 예를 도시한다. 본 발명은 폴리싱 필름(204)이 기판(100)의 장치 영역(106)과 접촉함이 없이 사면(112,114) 및 기판(100)의 외측 에지(110)와 접촉시키도록 구성된다. 작동시, 이는 회전될 때 기판(100)의 외측 에지(110)에 접선인 축선 주위에서 헤드(404,504)를 각 운동시킴으로써(그 결과, 폴리싱 필름의 일부가 기판(100)의 에지(104)와 접촉하여 형상 일치됨으로써) 달성된다. 도 9a 내지 도 9c 및 도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 이러한 각 운동 축선은 도면의 "P"로 나타낸 지점에서 지면에 수직하게 외측으로 연장하는 직선으로 표시될 수 있다. 헤드(404,504)는 기판(100)이 회전될 때 기판 에지(104)의 소정 부분들을 세정할 수 있는 다수의 위치에 유지될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 헤드(404,504)는 도시된 다수의 위치 및/또는 다른 위치들 사이에서 연속적으로 또는 간헐적으로 진자 운동하도록 구성된다. 헤드(404,504)는 프로그램된 또는 유저에 의해 작동되는 제어기의 지시에 따라 구 동기(600: 도 6)에 의해 프레임(502) 상에서 이동할 수 있다. 이와는 달리, 헤드(404,504)는 기판이 회전하지 않는 동안에 고정 및/또는 조절될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기판은 헤드가 (전술한 바와 같이)진자 운동할 뿐만 아니라 기판(100)의 원주위를 회전하는 동안에 단단히 고정될 수 있다. 게다가, 폴리싱 필름(204)은 연속 루프 내에서 헤드(404,504) 상에 장착될 수 있으며, 또한 폴리싱 필름(204)은 기판 에지(104)를 폴리싱하도록 연속적으로(또는 간헐적으로)전진될 수 있다.9A-9C and 10A-10C show examples of possible different head positions of different
도 11 및 도 12를 참조하면, 에지 폴리싱 장치의 추가 실시예가 도시되어 있다. 도 11은 3 개의 헤드(404)를 포함하는 에지 폴리싱 장치를 도시하며, 도 12는 두 개의 헤드(504)를 포함하는 에지 폴리싱 장치를 도시하며, 도 13은 4 개의 헤드(1304)를 포함하는 에지 폴리싱 장치(1300)를 도시한다. 상기 도면들에서 제안하는 바와 같이, 어떤 다수 형태의 헤드(404,504,1304)가 어떤 실용적인 조합을 위해 사용될 수 있다. 또한, 그러한 다중 헤드 실시예에서 각각의 헤드(404,504,1304)는 상이한 형상 또는 형태의 폴리싱 필름(204: 예를 들어 상이한 그릿, 재료, 인장력, 압력 등)을 사용할 수 있다. 어떤 다수의 헤드(404,504,1304)는 동시에, 개별적으로 및/또는 연속적으로 사용될 수 있다. 상이한 헤드(404,504,1304)가 상이한 기판(100) 또는 상이한 형태의 기판에 사용될 수 있다. 예를 들어, 오목한 패드(206B)와 조악한 그릿 폴리싱 필름(204)과 같은 패드를 지지하는 강력한 편향 장치(406)를 갖는 제 1 헤드(404)가 기판 사면(112,114)으로부터의 상당히 큰 양의 거친 재료를 이동시키도록 초기에 사용될 수 있다(도 1). 제 1 헤드(404)는 사면(112,114)에 접근할 수 있도록 적절히 위치될 수 있다. 제 1 헤드(404)에 의한 세정이 완료된 후에, 제 1 헤드(404)는 기판(100)으로부터 멀리 후퇴하며, 미세한 그릿 폴리싱 필름(204)(패드는 갖지 않음)을 갖는 제 2 헤드(504)는 사면(112,114)과 외측 에지(110)를 폴리싱할 수 있는 위치로 이동될 수 있다.11 and 12, a further embodiment of an edge polishing apparatus is shown. FIG. 11 shows an edge polishing apparatus including three
하나 또는 그 이상의 기판(100)을 세정한 이후에, 그러한 세정에 사용된 폴리싱 필름(204)의 부분은 마모되게 된다. 그러므로, 테이크-업 릴(210)(도 4)은 공급 릴(210)(도 4)로부터 테이크-업 릴(210) 쪽으로 일정한 양만큼 폴리싱 필름(204)을 당기도록 구동될 수 있다. 이러한 방식으로, 폴리싱 필름(204)의 미사용 부분은 테이크-업 릴(210)과 공급 릴(208) 사이에 제공될 수 있다. 폴리싱 필름(204)의 미사용 부분은 전술한 것과 유사한 방식으로 하나 또는 그 이상의 다른 기판(100)을 계속해서 세정하는데 사용될 수 있다. 그 결과로, 장치(1100,1200)는 기판 처리 생산량에 거의 영향을 끼치지 않는 미사용 부분으로 마모된 폴리싱 필름(204)을 교체할 것이다. 유사하게, 교체 가능한 카세트(700A)가 사용되면, 카세트(700A) 내의 모든 폴리싱 필름(204)이 사용되었을 때 카세트(700A)를 신속히 교체함으로써 생산량에 관한 충격을 최소화할 수 있다.After cleaning one or
특히 도 13의 에지 폴리싱 장치(1300)의 예시적인 실시예와 관련하여, 다중 헤드(1304)를 지지하는 프레임(1302)이 개략적인 형태로 도시되어 있다. 헤드(1304)는 프레임(1302)에 각각 장착되며 이들 각각은 제어기(1308)(예를 들어, 프로그램된 컴퓨터, 작동자가 지시하는 밸브 시스템, 매설식 실시간 프로세서 등) 로부터의 제어 신호에 응답하여 기판(100)의 에지(104)에 대해 폴리싱 필름(204)의 길이와 패드(206)를 압박하도록 구성되는 작동기(1306)(예를 들어, 공압식 피스톤, 서보 구동 슬라이드, 유압식 램 등)를 포함한다. 제어기(1308)는 각각의 작동기(1306)에 (예를 들어, 전기적, 기계적, 공압식, 유압식 등으로)연결된다.In particular with respect to the exemplary embodiment of the
또한, 유압 공급원(806)은 제어기(1308)의 제어 하에, 그리고 제어기에 연결될 수 있다. 유체 공급원(806)은 하나 또는 그 이상의 유체 채널(2112)를 통해 헤드(1304) 각각에 유체(예를 들어, 탈이온수,세정 화학물, 음파 처리된 유체, 가스, 공기 등)를 독립적으로 분배하도록 제어될 수 있다. 제어기(1308)의 지시 하에서, 다양한 유체가 유체 채널(212)을 통해, 패드(206), 폴리싱 필름(204), 및/또는 기판 에지(104)로 선택적으로 분배될 수 있다. 유체는 폴리싱, 윤활, 입자 제거/세정, 및/또는 패드(206) 내의 블래더(802)(도 8c)의 팽창에 사용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 투과성 패드(206)를 통해 분배되는 동일한 유체가 패드(206)를 폴리싱하고 팽창시키는데 사용되는 반면에, 제 2 채널(도시 않음)을 통해 동일한 헤드(1304)로 분배되는 상이한 유체가 세정 및 윤활을 위해 사용된다.In addition, the
전술한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 실시예들이다. 본 발명의 범주 내에 있는 전술한 장치와 방법의 변경예들이 있을 수 있다는 것은 본 기술 분야의 당업자들에게는 명확한 것이다. 예를 들어, 단지 둥근 기판을 세정하는 예들이 설명되었지만, 본 발명은 다른 형상을 갖는 기판(예를 들어, 평판형 디스플레이용 유리 또는 폴리머 판)의 세정에도 적용될 수 있다. 게다가, 상기 장치에 의해 단일 기판을 처리하는 것으로 도시하였지만, 몇몇 실시예에서 상기 장치는 동시에 복수의 기판을 처리할 수도 있다.The foregoing descriptions are merely exemplary embodiments of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that there may be variations of the foregoing apparatus and method that fall within the scope of the present invention. For example, while only examples of cleaning a round substrate have been described, the present invention can also be applied to cleaning substrates having other shapes (eg, glass or polymer plates for flat panel displays). In addition, although shown as processing a single substrate by the apparatus, in some embodiments the apparatus may process multiple substrates simultaneously.
따라서, 본 발명은 본 발명의 예시적인 실시예와 관련하여 설명하였지만, 청구의 범위에 정의된 바와 같은 다른 실시예들이 본 발명의 사상과 범주 내에 있을 수 있다고 이해해야 한다.Thus, while the invention has been described in connection with exemplary embodiments of the invention, it is to be understood that other embodiments as defined in the claims may fall within the spirit and scope of the invention.
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