KR20170073816A - Chemical mechanical polishing apparatus and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 화학 기계적 연마장치는, 캐리어 헤드와, 상기 캐리어 헤드의 외측에 장착되며, 상기 캐리어 헤드에 부착되는 기판을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하는 기판감지센서와; 일단은 상기 기판감지센서에 연결되고, 타단은 기판이 부착되는 상기 캐리어 헤드의 저면에 노출되며, 상기 감지신호를 전송하는 신호전송부재를; 포함하여, 캐리어 헤드에 대한 기판의 부착 상태를 정확하게 감지할 수 있다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus and a method of controlling the same, the chemical mechanical polishing apparatus comprising: a carrier head; and a controller, mounted on an outer side of the carrier head, for transmitting and receiving a detection signal for detecting a substrate attached to the carrier head A substrate detection sensor; A signal transmission member, one end of which is connected to the substrate detection sensor and the other end of which is exposed on a bottom surface of the carrier head to which the substrate is attached, and transmits the detection signal; , It is possible to accurately detect the state of attachment of the substrate to the carrier head.

Description

화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}Technical Field [0001] The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus,

본 발명은 화학 기계적 연마 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 캐리어 헤드에 대한 기판의 부착 상태를 정확하게 감지할 수 있는 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus and a control method thereof, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus and its control method capable of accurately detecting the state of attachment of a substrate to a carrier head.

반도체 소자는 미세한 회로선이 고밀도로 집적되어 제조됨에 따라, 이에 상응하는 정밀 연마가 웨이퍼 표면에 행해진다. 웨이퍼의 연마를 보다 정밀하게 행하기 위해서는 기계적인 연마 뿐만 아니라 화학적 연마가 병행되는 화학 기계적 연마 공정(CMP공정)이 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 행해진다. As semiconductor devices are fabricated with high density integration of fine circuit lines, corresponding precision polishing is performed on the wafer surface. In order to perform polishing of the wafer more precisely, a chemical mechanical polishing process (CMP process) in which chemical polishing as well as mechanical polishing is performed is performed as shown in Figs. 1 and 2.

즉, 연마 정반(10)의 상면에는 웨이퍼(W)가 가압되면서 맞닿는 연마 패드(11)가 연마 정반(10)과 함께 회전(11d)하도록 설치되며, 화학적 연마를 위해 공급 유닛(30)의 슬러리 공급구(32)를 통해 슬러리가 공급되면서, 마찰에 의한 기계적 연마를 웨이퍼(W)에 행한다. 이때, 웨이퍼(W)는 캐리어 헤드(20)에 의해 정해진 위치에서 회전(20d)하여 정밀하게 평탄화시키는 연마 공정이 행해진다.That is, on the upper surface of the polishing platen 10, a polishing pad 11, which is in contact with the wafer W while being pressed, is provided so as to rotate together with the polishing platen 10, and the slurry of the supply unit 30 While the slurry is supplied through the supply port 32, the wafer W is subjected to mechanical polishing by friction. At this time, the wafer W is rotated (20d) at a position defined by the carrier head 20 to perform a polishing process for precisely flattening it.

상기 연마 패드(11)의 표면에 도포된 슬러리는 도면부호 40d로 표시된 방향으로 회전하면서 아암(41)이 41d로 표시된 방향으로 선회 운동을 하는 컨디셔너(40)에 의해 연마 패드(11) 상에서 골고루 퍼지면서 웨이퍼(W)에 유입될 수 있고, 연마 패드(11)는 컨디셔너(40)의 기계적 드레싱 공정에 의해 일정한 연마면을 유지할 수 있다.The slurry applied to the surface of the polishing pad 11 is uniformly spread on the polishing pad 11 by the conditioner 40 rotating in the direction indicated by 41d while rotating in the direction indicated by 40d. And the polishing pad 11 can maintain a constant polishing surface by the mechanical dressing process of the conditioner 40. [

한편, 상기 웨이퍼(W)는 연마 패드 및 슬러리를 이용한 화학 기계적 연마 공정이 끝난 후, 캐리어 헤드(20)에 부착된 상태로 캐리어 헤드(20)에 의해 세정 장치로 이송될 수 있다.On the other hand, the wafer W can be transferred to the cleaning device by the carrier head 20 while being attached to the carrier head 20 after the chemical mechanical polishing process using the polishing pad and slurry is finished.

그러나, 상기 웨이퍼(W)가 캐리어 헤드(20)에 정확하게 부착되지 않은 상태에서 캐리어 헤드(20)가 이동하게 되면, 웨이퍼(W)의 이송 도중에 웨이퍼(W)가 캐리어 헤드(20)로부터 분리되어 낙하할 우려가 있기 때문에, 상기 캐리어 헤드(20)가 이송되기 전 또는 이송되는 동안에는 캐리어 헤드에 웨이퍼(W)가 정확하게 부착되어 있는지 여부를 감지할 수 있어야 한다.However, when the carrier head 20 is moved with the wafer W not correctly attached to the carrier head 20, the wafer W is separated from the carrier head 20 during transfer of the wafer W It is necessary to be able to detect whether or not the wafer W is accurately attached to the carrier head before or while the carrier head 20 is transferred.

또한, 캐리어 헤드(20)에 웨이퍼(W)가 부착된 상태를 정확히 감지하지 못하면 연마 공정 및 세정 공정을 정확히 제어하기 어렵기 때문에, 캐리어 헤드(20)에 대한 웨이퍼(W)의 부착 상태를 정확히 감지할 수 있어야 한다.In addition, it is difficult to precisely control the polishing process and the cleaning process if the carrier W does not accurately detect the state of the wafer W attached to the carrier head 20, so that the state of attachment of the wafer W to the carrier head 20 can be accurately Be able to detect.

이를 위해, 최근에는 캐리어 헤드에 대한 기판의 부착 상태를 정확히 감지하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.To this end, various investigations have been recently made to accurately detect the state of attachment of the substrate to the carrier head, but there is still insufficient and development thereof is required.

본 발명은 기판의 부착 상태를 정확하게 감지할 수 있으며, 기판의 이송을 정확하게 제어할 수 있는 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus capable of precisely detecting the state of attachment of a substrate and accurately controlling the transfer of the substrate, and a control method thereof.

특히, 본 발명은 캐리어 헤드의 외측에 장착되는 기판감지센서를 이용하여 캐리어 헤드에 대한 기판의 부착 상태를 정확하게 감지할 수 있는 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In particular, it is an object of the present invention to provide a chemical mechanical polishing apparatus and a control method thereof that can precisely detect the state of attachment of a substrate to a carrier head by using a substrate detection sensor mounted on the outside of the carrier head.

또한, 본 발명은 캐리어 헤드의 내부 설계 자유도를 향상시킬 수 있으며, 구조를 간소화할 수 있는 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus and a control method therefor which can improve the degree of freedom of internal design of a carrier head and can simplify the structure.

또한, 본 발명은 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a chemical mechanical polishing apparatus and a control method thereof that can improve stability and reliability.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화학 기계적 연마장치는, 캐리어 헤드와, 상기 캐리어 헤드의 외측에 장착되며, 상기 캐리어 헤드에 부착되는 기판을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하는 기판감지센서와; 일단은 상기 기판감지센서에 연결되고, 타단은 기판이 부착되는 상기 캐리어 헤드의 저면에 노출되며, 상기 감지신호를 전송하는 신호전송부재를; 포함하여, 캐리어 헤드에 대한 기판의 부착 상태를 정확하게 감지할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the objects of the present invention described above, a chemical mechanical polishing apparatus comprises: a carrier head; a sensor mounted on the outside of the carrier head, A substrate detection sensor for transmitting and receiving signals; A signal transmission member, one end of which is connected to the substrate detection sensor and the other end of which is exposed on a bottom surface of the carrier head to which the substrate is attached, and transmits the detection signal; , It is possible to accurately detect the state of attachment of the substrate to the carrier head.

참고로, 본 발명에 기판이라 함은 캐리어 헤드를 이용하여 연마 패드 상에 연마될 수 있는 연마대상물로 이해될 수 있으며, 기판의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 기판으로서는 웨이퍼가 사용될 수 있다.For reference, the substrate according to the present invention can be understood as an object to be polished which can be polished on a polishing pad by using a carrier head, and the present invention is not limited or limited by the kind and characteristics of the substrate. As an example, a wafer may be used as the substrate.

캐리어 헤드는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 캐리어 헤드는 회전 가능하게 제공되는 본체부, 본체부와 함께 회전 가능하게 제공되는 베이스부, 베이스부의 저면에 제공되는 멤브레인을 포함할 수 있다.The carrier head can be provided in various structures according to the required conditions and design specifications. In one example, the carrier head may include a main body portion rotatably provided, a base portion rotatably provided with the main body portion, and a membrane provided on the bottom surface of the base portion.

기판감지센서는 캐리어 헤드의 외측에 장착되는 바, 본 발명에서 캐리어 헤드의 외측이라 함은, 기판이 부착되는 캐리어 헤드의 저면을 제외한 나머지 외면 영역을 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.The substrate detection sensor is mounted on the outside of the carrier head. In the present invention, the outer side of the carrier head can be understood as a concept including both the outer surface area excluding the bottom surface of the carrier head to which the substrate is attached.

기판감지센서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 캐리어 헤드의 다양한 위치에 장착될 수 있다. 일 예로, 기판감지센서는 본체부의 상부에 장착될 수 있다. 경우에 따라서는 기판감지센서가 베이스부의 측면에 장착되거나 여타 다른 위치에 장착되는 것이 가능하다.The substrate detection sensor can be mounted at various positions of the carrier head according to the required conditions and design specifications. In one example, the substrate detection sensor may be mounted on the upper portion of the body portion. In some cases, it is possible for the substrate detection sensor to be mounted on the side of the base portion or to be mounted at another position.

기판감지센서는 기판을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하도록 구성되는 바, 여기서, 감지신호라 함은, 광을 매체로 신호를 전송하는 광신호일 수 있다. 바람직하게 감지신호는 가시광선 및 적외선 중 적어도 어느 하나를 매체로 이용한 광신호일 수 있다.The substrate detection sensor is configured to transmit and receive a detection signal for detecting a substrate, wherein the detection signal may be an optical signal that transmits a signal to the medium. Preferably, the sensing signal may be an optical signal using at least one of visible light and infrared light as a medium.

기판감지센서로서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 기판감지센서로서는 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 검출하는 소자인 광센서가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 기판감지센서는 광신호를 송신하는 발광부, 및 신호전송부재를 통해 기판으로부터 반사되는 광신호를 수신하는 수광부를 포함한다.As the substrate detection sensor, various sensors can be used according to the required conditions and design specifications. For example, as the substrate detection sensor, an optical sensor that is an element that converts an optical signal into an electrical signal and detects the substrate can be used. More specifically, the substrate detection sensor includes a light emitting portion that transmits an optical signal, and a light receiving portion that receives an optical signal reflected from the substrate through the signal transmission member.

신호전송부재의 일단은 신호전송부재의 일단은 캐리어 헤드의 내측을 통과하여 기판감지센서에 연결될 수 있고, 타단은 기판이 부착되는 캐리어 헤드의 저면에 노출될 수 있다. 경우에 따라서는 신호전송부재의 일단이 캐리어 헤드의 측면을 통과한 후 기판감지센서에 연결되도록 구성하는 것도 가능하다.One end of the signal transmission member can be connected to the substrate detection sensor through one end of the signal transmission member through the inside of the carrier head and the other end can be exposed to the bottom surface of the carrier head to which the substrate is attached. In some cases, one end of the signal transmission member may be connected to the substrate detection sensor after passing through the side surface of the carrier head.

신호전송부재로서는 기판감지센서의 감지신호를 전송할 수 있는 다양한 부재가 사용될 수 있다. 일 예로, 신호전송부재로서는 광신호의 전송이 가능한 광케이블(optical cable)이 사용될 수 있다.As the signal transmission member, various members capable of transmitting the detection signal of the substrate detection sensor may be used. For example, an optical cable capable of transmitting an optical signal may be used as the signal transmission member.

또한, 신호전송부재의 타단은 베이스부재의 저면으로 노출되고, 베이스부재의 하부에는 멤브레인이 배치되기 때문에, 신호전송부재를 따라 전송되는 감지신호(광신호)가 멤브레인을 투과할 수 있도록, 멤브레인은 광신호가 투과 가능한 광투과성 재질로 형성될 수 있다.In addition, since the other end of the signal transmission member is exposed to the bottom surface of the base member and the membrane is disposed under the base member, the membrane is so arranged that the sensing signal (optical signal) transmitted along the signal transmission member can pass through the membrane The optical signal may be formed of a light transmissive material capable of transmitting light.

또한, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치는 기판감지센서에 의해 캐리어 헤드의 저면에서 기판이 미감지된 것으로 감지되면 경보신호를 발생시키는 경보발생부를 포함할 수 있다. 여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 작업자에게 기판의 미감지 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다.Further, the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention may include an alarm generating unit for generating an alarm signal when a substrate is detected as undetected by the substrate detecting sensor on the bottom surface of the carrier head. Here, the alarm signal may include at least one of an audible alarm signal by a normal acoustic means and a visual alarm signal by a normal warning light. In addition, the alarm signal may include at least one of Various other alarm signals may be used.

또한, 캐리어 헤드의 외면과 기판감지센서의 외면 사이에는 실링부재가 제공될 수 있으며, 신호전송부재는 실링부재의 내부를 통과하도록 배치될 수 있다. 실링부재는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 실링부재의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Further, a sealing member may be provided between the outer surface of the carrier head and the outer surface of the substrate sensor, and the signal transmitting member may be arranged to pass through the inside of the sealing member. The sealing member may be provided in various structures according to the required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the structure and characteristics of the sealing member.

기판감지센서 및 신호전송부재는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 갯수 및 배치구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 기판감지센서 및 신호전송부재는 독립적으로 센싱 가능하게 캐리어 헤드 상에 복수개가 제공될 수 있다. 또한, 복수개의 기판감지센서에 각각 연결된 복수개의 신호전송부재의 타단은 캐리어 헤드의 반경 방향 또는 원주 방향을 따라 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.The substrate detection sensor and the signal transmission member may be provided in various numbers and arrangement depending on the required conditions and design specifications. In one example, the substrate detection sensor and the signal transmission member may be provided on the carrier head in such a manner that they can be independently sensed. The other ends of the plurality of signal transmission members connected to the plurality of substrate detection sensors may be spaced apart from each other along the radial or circumferential direction of the carrier head.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 캐리어 헤드와, 캐리어 헤드의 외측에 장착되며 캐리어 헤드에 부착되는 기판을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하는 기판감지센서와, 일단은 기판감지센서에 연결되고 타단은 기판이 부착되는 캐리어 헤드의 저면에 노출되며 감지신호를 전송하는 신호전송부재를 포함하는 화학 기계적 연마장치의 제어방법은, 캐리어 헤드에 기판을 부착하는 부착단계와; 기판감지센서를 이용하여 신호전송부재를 따라 전송되는 감지신호를 감지하여 기판의 존재 유무를 감지하는 감지단계를 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a substrate detection apparatus comprising: a carrier head; a substrate detection sensor mounted on the outside of the carrier head for transmitting and receiving a detection signal for detecting a substrate attached to the carrier head; A control method of a chemical mechanical polishing apparatus including a signal transfer member that is exposed on a bottom surface of a carrier head to which a substrate is attached and transmits a detection signal, includes the steps of: attaching a substrate to a carrier head; And a sensing step of sensing the presence or absence of the substrate by sensing a sensing signal transmitted along the signal transmission member using the substrate sensing sensor.

참고로, 기판감지센서 및 신호전송부재의 배치구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 캐리어 헤드의 다양한 위치에 장착될 수 있다. 일 예로, 캐리어 헤드는 회전 가능하게 제공되는 본체부, 본체부와 함께 회전 가능하게 제공되는 베이스부, 베이스부의 저면에 제공되는 멤브레인을 포함할 수 있으며, 기판감지센서는 본체부의 상부에 장착될 수 있고, 신호전송부재의 일단은 캐리어 헤드의 내측을 통과하여 기판감지센서에 연결될 수 있으며, 신호전송부재의 타단은 베이스부의 저면으로 노출될 수 있다.For reference, the arrangement structure of the substrate detection sensor and the signal transmission member can be mounted at various positions of the carrier head according to required conditions and design specifications. For example, the carrier head may include a body portion rotatably provided, a base portion rotatably provided with the body portion, and a membrane provided on a bottom surface of the base portion, wherein the substrate sensor may be mounted on a top portion of the body portion One end of the signal transmission member may pass through the inside of the carrier head to be connected to the substrate detection sensor and the other end of the signal transmission member may be exposed to the bottom surface of the base portion.

기판감지센서는 기판을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하도록 구성된다. 여기서, 감지신호라 함은, 광을 매체로 신호를 전송하는 광신호일 수 있다. 일 예로, 기판감지센서로서는 광센서가 사용될 수 있고, 신호전송부재로서는 광케이블(optical cable)이 사용될 수 있다.The substrate detection sensor is configured to transmit and receive a detection signal for detecting the substrate. Here, the sensing signal may be an optical signal that transmits a signal to the medium. For example, an optical sensor may be used as the substrate detection sensor, and an optical cable may be used as the signal transmission member.

또한, 본 발명에서는 기판감지센서에 의해 캐리어 헤드의 저면에서 기판이 미감지된 것으로 감지되면 경보신호를 발생시키는 경보발생단계를 포함할 수 있다.The present invention may also include an alarm generating step of generating an alarm signal when a substrate is detected as undetected by the substrate sensor at the bottom of the carrier head.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판의 부착 상태를 정확하게 감지할 수 있으며, 기판의 이송을 정확하게 제어할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to accurately detect the state of attachment of the substrate and precisely control the transfer of the substrate.

특히, 본 발명에 따르면 캐리어 헤드의 외측에 장착되는 기판감지센서를 이용하여 캐리어 헤드에 대한 기판의 부착 상태를 정확하게 감지할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 헤드의 외측에 장착된 기판감지센서로부터 조사된 광신호를 신호전송부재를 이용하여 캐리어 헤드의 저면으로 전송하고, 기판의 표면으로부터 반사된 광신호를 신호전송부재를 이용하여 수신함으로써 기판의 유무를 정확하게 감지할 수 있다.In particular, according to the present invention, it is possible to accurately detect the state of attachment of the substrate to the carrier head by using the substrate detection sensor mounted outside the carrier head. For example, an optical signal irradiated from a substrate detection sensor mounted on the outside of the carrier head is transmitted to the bottom surface of the carrier head using a signal transmission member, and the optical signal reflected from the surface of the substrate is received So that the presence or absence of the substrate can be accurately detected.

또한, 본 발명에 따르면, 캐리어 헤드의 내부에 기판감지센서를 배치할 필요가 없을 뿐만 아니라, 기판감지센서에 전원 공급을 위한 전원공급선을 캐리어 헤드의 내부에 설치할 필요가 없기 때문에, 기판감지센서에 의한 간섭을 미연에 방지할 수 있고, 캐리어 헤드의 내부 설계 자유도를 향상시킬 수 있으며, 구조를 간소화할 수 있다.Further, according to the present invention, there is no need to dispose the substrate detection sensor inside the carrier head, and since there is no need to install a power supply line for supplying power to the substrate detection sensor inside the carrier head, It is possible to prevent interference with the carrier head and to improve the degree of freedom of the internal design of the carrier head, thereby simplifying the structure.

또한, 본 발명에 따르면 별도의 공압라인을 통하지 않고 기판의 유무를 확인할 수 있기 때문에, 구조를 간소화할 수 있으며, 제어의 효율성을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, since the presence or absence of the substrate can be confirmed without passing through another pneumatic line, the structure can be simplified and the control efficiency can be improved.

또한, 본 발명에 따르면 세정액과 같은 이물질에 따른 진공 노이즈와 무관하게 기판을 인식할 수 있기 때문에, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, since the substrate can be recognized regardless of the vacuum noise according to the foreign matter such as the cleaning liquid, stability and reliability can be improved.

도 1 및 도 2는 종래 화학 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치를 도시한 도면,
도 4은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 기판감지센서 및 신호전송부재의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 기판감지센서를 이용한 기판 감지 원리를 설명하기 위한 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 기판감지센서및 신호전송부재의 변형예를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치의 제어방법을 설명하기 위한 블록도이다.1 and 2 are views for explaining a conventional chemical mechanical polishing apparatus,
Figure 3 shows a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,
FIG. 4 is a view for explaining the structure of a substrate detection sensor and a signal transmission member, which is a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention;
5 is a view for explaining the principle of substrate detection using a substrate detection sensor, which is a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,
6 and 7 are diagrams for explaining a modification of the substrate detection sensor and the signal transmission member, which are chemical mechanical polishing apparatuses according to the present invention,
8 is a block diagram for explaining a control method of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.

도 3은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치를 도시한 도면이고, 도 4은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 기판감지센서 및 신호전송부재의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 기판감지센서를 이용한 기판 감지 원리를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a view showing a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a view for explaining the structure of a substrate detecting sensor and a signal transmitting member, which is a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention. 5 is a view for explaining the principle of substrate detection using a substrate detection sensor, as a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치는, 캐리어 헤드(120), 기판감지센서(200) 및 신호전송부재(300)를 포함한다.3 to 5, the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention includes a carrier head 120, a substrate detection sensor 200, and a signal transmission member 300.

상기 캐리어 헤드(120)는 연마 정반(110) 상에 제공되는 연마 패드(111) 상면에 슬러리가 공급되는 상태에서 기판(10)을 가압하여 화학 기계적 연마 공정을 수행하도록 제공되며, 연마 패드(111) 및 슬러리를 이용한 화학 기계적 연마 공정이 끝난 후에는 기판(10)을 세정 장치로 이송할 수 있다.The carrier head 120 is provided to perform a chemical mechanical polishing process by pressing the substrate 10 with the slurry supplied to the upper surface of the polishing pad 111 provided on the polishing platen 110, ) And the chemical mechanical polishing process using the slurry, the substrate 10 can be transferred to the cleaning apparatus.

참고로, 본 발명에 기판(10)이라 함은 연마 패드(111) 상에 연마될 수 있는 연마대상물로 이해될 수 있으며, 기판(10)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 기판(10)으로서는 웨이퍼가 사용될 수 있다.For reference, the substrate 10 in the present invention can be understood as an object to be polished which can be polished on the polishing pad 111, and the present invention is limited or limited depending on the type and characteristics of the substrate 10 no. As an example, a wafer may be used as the substrate 10. [

상기 캐리어 헤드(120)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 캐리어 헤드(120)는 회전 가능하게 제공되는 본체부(122), 상기 본체부(122)와 함께 회전 가능하게 제공되는 베이스부(124), 상기 베이스부(124)의 저면에 제공되는 멤브레인(128)을 포함하여 제공될 수 있다.The carrier head 120 may be provided in various structures according to the required conditions and design specifications. For example, the carrier head 120 may include a body portion 122 that is rotatably provided, a base portion 124 that is rotatably provided with the body portion 122, The membrane 128 may be provided with a membrane.

상기 멤브레인(128)은 중앙부에 개구부가 형성되며, 멤브레인(128)의 중앙부에 인접한 내측단은 베이스부(124)에 고정될 수 있고, 멤브레인(128)의 외측단은 베이스부(124)의 엣지부에 결합되는 리테이너링(126)에 의해 베이스부(124)에 고정될 수 있다.An inner end of the membrane 128 adjacent to the central portion of the membrane 128 may be fixed to the base portion 124 and an outer end of the membrane 128 may be connected to an edge of the base portion 124, Can be fixed to the base portion (124) by a retainer ring (126) coupled to the base portion (124).

상기 멤브레인(128)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 멤브레인(128)에는 복수개의 플립(예를 들어, 링 형태의 플립)이 형성될 수 있으며, 복수개의 플립에 의해 베이스부(124)와 멤브레인(128)의 사이에는 베이스부(124)의 반경 방향을 따라 구획된 복수개의 압력챔버가 제공될 수 있다.The membrane 128 may be provided in a variety of configurations depending on the required conditions and design specifications. For example, a plurality of flips (for example, a ring-shaped flip) may be formed on the membrane 128, and a plurality of flips may be provided between the base portion 124 and the membrane 128, A plurality of pressure chambers partitioned along the radial direction of the pressure chamber may be provided.

상기 각 압력챔버에는 각각 압력을 측정하기 위한 압력센서가 제공될 수 있다. 상기 각 압력챔버의 압력은 압력챔버 제어부에 의한 제어에 의해 개별적으로 조절될 수 있으며, 각 압력챕버의 압력을 조절하여 기판(10)이 가압되는 압력을 개별적으로 조절할 수 있다.Each of the pressure chambers may be provided with a pressure sensor for measuring pressure. The pressure of each of the pressure chambers can be individually adjusted by the control of the pressure chamber controller, and the pressure at which the substrate 10 is pressed can be individually adjusted by controlling the pressure of each pressure chamber.

상기 캐리어 헤드(120)의 중심부에는 멤브레인(128)의 개구에 의해 관통 형성되는 중심부 압력챔버(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 중심부 압력챔버는 기판(10)과 직접 연통되어 폴리싱 공정 중에 웨이퍼를 가압할 뿐만 아니라, 흡입압이 작용되어 기판(10)을 캐리어 헤드(120)의 멤브레인(128)에 밀착시킴으로써 기판(10)을 파지한 상태로 제3의 위치(예를 들어, 세정장치)로 이동시키는 역할도 수행할 수 있다. A central pressure chamber (not shown) may be formed in the central portion of the carrier head 120 to be penetrated by the opening of the membrane 128. The central pressure chamber is in direct communication with the substrate 10 to pressurize the wafer during the polishing process as well as pressurize the substrate 10 by applying suction pressure to bring the substrate 10 into close contact with the membrane 128 of the carrier head 120. [ (For example, a cleaning device) in a state in which it is grasped.

상기 기판감지센서(200)는 캐리어 헤드(120)의 외측에 장착되며, 후술할 신호전송부재(300)를 이용하여 캐리어 헤드(120)의 저면에 부착되는 기판(10)을 감지하도록 구성된다. 참고로, 본 발명에서 캐리어 헤드(120)의 외측이라 함은, 기판(10)이 부착되는 캐리어 헤드(120)의 저면을 제외한 나머지 외면 영역을 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.The substrate detection sensor 200 is mounted on the outer side of the carrier head 120 and is configured to detect the substrate 10 attached to the bottom surface of the carrier head 120 using a signal transmission member 300 to be described later. For reference, the outer side of the carrier head 120 in the present invention can be understood as a concept including all of the outer surface areas except the bottom surface of the carrier head 120 to which the substrate 10 is attached.

상기 기판감지센서(200)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 캐리어 헤드(120)의 다양한 위치에 장착될 수 있다. 일 예로, 상기 기판감지센서(200)는 본체부의 상부에 장착될 수 있다. 경우에 따라서는 기판감지센서가 베이스부의 측면에 장착되거나 여타 다른 위치에 장착되는 것이 가능하다.The substrate sensing sensor 200 may be mounted at various positions of the carrier head 120 according to required conditions and design specifications. For example, the substrate detection sensor 200 may be mounted on an upper portion of the main body. In some cases, it is possible for the substrate detection sensor to be mounted on the side of the base portion or to be mounted at another position.

상기 기판감지센서(200)는 기판(10)을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하도록 구성된다. 여기서, 감지신호라 함은, 광을 매체로 신호를 전송하는 광신호일 수 있다. 바람직하게 감지신호는 가시광선 및 적외선 중 적어도 어느 하나를 매체로 이용한 광신호일 수 있다.The substrate detection sensor 200 is configured to transmit and receive a detection signal for sensing the substrate 10. Here, the sensing signal may be an optical signal that transmits a signal to the medium. Preferably, the sensing signal may be an optical signal using at least one of visible light and infrared light as a medium.

상기 기판감지센서(200)로서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 기판감지센서(200)로서는 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 검출하는 소자인 광센서가 사용될 수 있다. 참고로, 본 발명에 따른 기판감지센서(200)를 구성하는 광센서로서는 가시광선부터 근적외선(Near Infrared Ray, 파장이 0.75~3㎛ 영역의 적외선)까지 감지 가능한 광센서가 사용될 수 있다.As the substrate detection sensor 200, various sensors may be used according to required conditions and design specifications. For example, the substrate sensor 200 may be an optical sensor that converts an optical signal into an electrical signal and detects the substrate. For reference, as the optical sensor constituting the substrate detection sensor 200 according to the present invention, an optical sensor capable of detecting from a visible ray to a near infrared ray (infrared ray having a wavelength of 0.75 to 3 μm) can be used.

보다 구체적으로, 상기 기판감지센서(200)는 광신호를 송신하는 발광부(210)(예를 들어, 발광 다이오드), 및 후술할 신호전송부재(300)를 통해 기판(10)으로부터 반사되는 광신호를 수신하는 수광부(220)(예를 들어, 포토 트랜지스터)를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 상기 수광부(220)에 수신된 광신호는 통상의 증폭부(230)를 통해 증폭될 수 있다.More specifically, the substrate detection sensor 200 includes a light emitting unit 210 (for example, a light emitting diode) that transmits an optical signal, and a signal transmission member 300, which will be described later, And a light receiving portion 220 (for example, a phototransistor) for receiving a signal. In addition, the optical signal received by the light receiving unit 220 may be amplified through a normal amplifying unit 230.

상기 기판감지센서(200)는 통상의 포토 인터럽터(photo interrupter)와 같이 발광부(210) 및 수광부(220)가 일체형인 구조로 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 기판감지센서의 발광부 및 수광부가 각각 별도로 분리된 구조로 제공되는 것도 가능하다.The substrate detection sensor 200 may be provided in a structure in which the light emitting unit 210 and the light receiving unit 220 are integrated with each other, such as a normal photo interrupter. In some cases, the light emitting unit and the light receiving unit of the substrate sensor may be separately provided.

상기 신호전송부재(300)는 기판감지센서(200)의 감지신호를 기판(10)이 부착되는 캐리어 헤드(120)의 저면으로 전송하도록 제공되며, 기판(10)을 감지한 감지신호는 다시 신호전송부재(300)를 통해 기판감지센서(200)로 전송될 수 있다.The signal transmission member 300 is provided to transmit the detection signal of the substrate detection sensor 200 to the bottom surface of the carrier head 120 to which the substrate 10 is attached, And may be transmitted to the substrate detection sensor 200 through the transfer member 300.

이를 위해, 상기 신호전송부재(300)의 일단은 기판감지센서(200)에 연결되고, 타단은 기판(10)이 부착되는 캐리어 헤드(120)의 저면에 노출된다. 바람직하게 신호전송부재(300)의 일단은 캐리어 헤드(120)의 내측을 통과하여 기판감지센서(200)에 연결될 수 있다. 이하에서는 상기 신호전송부재(300)의 일단이 베이스부 및 본체부를 통과하여 기판감지센서(200)에 연결되고, 신호전송부재(300)의 타단이 베이스부의 저면으로 노출되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 신호전송부재의 일단이 캐리어 헤드의 측면을 통과한 후 기판감지센서에 연결되도록 구성하는 것도 가능하다.One end of the signal transmission member 300 is connected to the substrate detection sensor 200 and the other end is exposed to the bottom of the carrier head 120 to which the substrate 10 is attached. One end of the signal transmission member 300 may be connected to the substrate detection sensor 200 through the inside of the carrier head 120. Hereinafter, an example in which one end of the signal transmission member 300 is connected to the substrate detection sensor 200 through the base portion and the main body portion, and the other end of the signal transmission member 300 is exposed to the bottom surface of the base portion . In some cases, one end of the signal transmission member may be connected to the substrate detection sensor after passing through the side surface of the carrier head.

상기 신호전송부재(300)로서는 기판감지센서(200)의 감지신호를 전송할 수 있는 다양한 부재가 사용될 수 있다. 이하에서는 신호전송부재(300)로서 광신호의 전송이 가능한 통상의 광케이블(optical cable)이 사용된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 광케이블 대신 광신호의 전송이 가능한 여타 다른 부재를 신호전송부재로 사용하는 것도 가능하다. 또한, 감지신호의 종류 및 특성에 따라 감지신호를 전송할 수 있다면 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 전송부재를 사용하는 것이 가능하다.As the signal transmission member 300, various members capable of transmitting a detection signal of the substrate detection sensor 200 may be used. Hereinafter, an example in which a conventional optical cable capable of transmitting an optical signal is used as the signal transmission member 300 will be described. In some cases, it is also possible to use other members capable of transmitting optical signals instead of optical cables as signal transmission members. Also, if the sensing signal can be transmitted according to the type and characteristics of the sensing signal, it is possible to use various transmission members according to the required conditions and design specifications.

전술한 바와 같이, 상기 신호전송부재(300)의 타단은 베이스부재의 저면으로 노출된다. 상기 베이스부재의 하부에는 멤브레인(128)이 배치되기 때문에, 신호전송부재(300)를 따라 전송되는 감지신호(광신호)가 멤브레인(128)을 투과할 수 있도록, 멤브레인(128)은 광신호가 투과 가능한 광투과성 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 멤브레인(128)은 광신호가 투과 가능한 투명한 재질로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 멤브레인이 광투과성을 가질 수 있다면 멤브레인에 약간의 불투명한 정도가 포함되는 것도 가능하다.As described above, the other end of the signal transmission member 300 is exposed to the bottom surface of the base member. Since the membrane 128 is disposed under the base member, the membrane 128 can be configured so that the optical signal is transmitted through the membrane 128 such that the sensing signal (optical signal) transmitted along the signal transmission member 300 can be transmitted through the membrane 128. [ And may be formed of a light-transmitting material as much as possible. For example, the membrane 128 may be formed of a transparent material through which an optical signal can be transmitted. In some cases it is also possible that the membrane has some opacity, if the membrane can have optical transparency.

이러한 구성에 의해, 도 5와 같이, 기판감지센서(200)로부터 송신된 광신호는 신호전송부재(300)를 통해 캐리어 헤드(120)의 저면(베이스부재의 저면)으로 전송될 수 있고, 기판(10)의 표면에서 반사된 광신호는 다시 신호전송부재(300)를 따라 기판감지센서(200)로 전송될 수 있으며, 기판감지센서(200)는 광신호를 수신받아 기판(10)의 부착 여부를 감지할 수 있다.5, the optical signal transmitted from the substrate detection sensor 200 can be transmitted to the bottom surface (bottom surface of the base member) of the carrier head 120 through the signal transmission member 300, The optical signal reflected from the surface of the substrate 10 may be transmitted to the substrate detection sensor 200 along with the signal transmission member 300 and the substrate detection sensor 200 may receive the optical signal, Can be detected.

또한, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치는 기판감지센서(200)에 의해 캐리어 헤드(120)의 저면에서 기판(10)이 미감지된 것으로 감지되면 경보신호를 발생시키는 경보발생부(400)를 포함할 수 있다. 반면, 기판감지센서(200)에 의해 기판(10)이 감지되면, 별도의 경보신호 없이 기판(10)이 캐리어 헤드(120)에 의해 이송될 수 있다.The chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention further includes an alarm generating unit 400 for generating an alarm signal when the substrate 10 is detected as undetected by the substrate detecting sensor 200 at the bottom of the carrier head 120 . On the other hand, when the substrate 10 is detected by the substrate detection sensor 200, the substrate 10 can be transported by the carrier head 120 without a separate alarm signal.

여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 작업자에게 기판(10)의 미감지 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다.Here, the alarm signal may include at least one of an audible alarm signal by a normal acoustic means and a visual alarm signal by a normal warning light. In addition, an operator may be notified of the undetected state of the substrate 10 Other various alarm signals may be used.

또한, 상기 캐리어 헤드(120)의 외면과 기판감지센서(200)의 외면 사이에는 실링부재(320)가 제공될 수 있으며, 상기 신호전송부재(300)는 실링부재(320)의 내부를 통과하도록 배치될 수 있다. 상기 실링부재(320)는 캐리어 헤드(120)와 기판감지센서(200)의 사이에서 신호전송부재(300)가 노출됨에 따른 광 손실 및 산란을 방지함으로써, 광 손실에 의한 기판감지센서(200)의 감지 특성 저하를 방지할 수 있게 한다.A sealing member 320 may be provided between the outer surface of the carrier head 120 and the outer surface of the substrate detection sensor 200 so that the signal transmission member 300 passes through the inside of the sealing member 320 . The sealing member 320 prevents light loss and scattering due to the exposure of the signal transmitting member 300 between the carrier head 120 and the substrate detecting sensor 200 so that the substrate detecting sensor 200, It is possible to prevent deterioration of the sensing characteristics of the sensor.

상기 실링부재(320)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 실링부재(320)의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The sealing member 320 may be provided in various structures according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the structure and characteristics of the sealing member 320.

한편, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치로서, 기판감지센서(200) 및 신호전송부재(300)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.6 and 7 are views for explaining a modification of the substrate detection sensor 200 and the signal transmission member 300, which are chemical mechanical polishing apparatuses according to the present invention. In addition, the same or equivalent portions as those in the above-described configuration are denoted by the same or equivalent reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 기판감지센서(200) 및 신호전송부재(300)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 갯수 및 배치구조로 제공될 수 있다.The substrate sensing sensor 200 and the signal transmission member 300 may be provided in various numbers and arrangement structures according to required conditions and design specifications.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 기판감지센서(200) 및 신호전송부재(300)는 독립적으로 센싱 가능하게 캐리어 헤드(120) 상에 복수개가 제공될 수 있다. 여기서, 복수개의 기판감지센서(200) 및 신호전송부재(300)가 독립적으로 센싱을 수행한다 함은, 복수개의 기판감지센서(200) 및 신호전송부재(300) 서로 다른 위치에서 각각 개별적으로 기판의 부착 여부를 감지하는 것으로 이해될 수 있다.6 and 7, a plurality of the substrate sensing sensors 200 and the signal transmission member 300 may be provided on the carrier head 120 so that they can be independently sensed. The plurality of substrate detection sensors 200 and the signal transmission member 300 perform sensing independently of each other in the substrate detection sensor 200 and the signal transmission member 300, It can be understood that it is detected whether or not it is attached.

일 예로, 도 6을 참조하면, 복수개의 기판감지센서(200)에 각각 연결된 복수개의 신호전송부재(300)의 타단은 캐리어 헤드(120)의 반경 방향, 다시 말해서, 베이스부재의 저면에 반경 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.6, the other ends of the plurality of signal transmission members 300 connected to the plurality of substrate detection sensors 200 are connected to each other in the radial direction of the carrier head 120, that is, in the radial direction And may be spaced apart from each other by a predetermined distance.

다른 일 예로, 도 7을 참조하면, 복수개의 기판감지센서(200)에 각각 연결된 복수개의 신호전송부재(300)의 타단은 캐리어 헤드(120)의 원주 방향, 다시 말해서, 베이스부재의 저면에 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 링 형태 배열을 이루도록 배치될 수 있다. 경우에 따라서는 복수개의 기판감지센서에 각각 연결된 복수개의 신호전송부재의 타단이 베이스부재의 저면에 원주 방향 및 반경 방향을 따라 이격되게 배치되는 것도 가능하다.7, the other ends of the plurality of signal transmission members 300 connected to the plurality of substrate detection sensors 200 are connected to the circumferential direction of the carrier head 120, that is, May be arranged so as to be arranged in a ring shape spaced apart from each other at predetermined intervals along the direction. In some cases, the other ends of the plurality of signal transmission members connected to the plurality of substrate detection sensors may be disposed on the bottom surface of the base member so as to be spaced apart in the circumferential direction and the radial direction.

또한, 도 8은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마장치의 제어방법을 설명하기 위한 블록도이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.8 is a block diagram for explaining a control method of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention. In addition, the same or equivalent portions as those in the above-described configuration are denoted by the same or equivalent reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 8을 참조하면, 캐리어 헤드(120)와, 상기 캐리어 헤드(120)의 외측에 장착되며 캐리어 헤드(120)에 부착되는 기판(10)을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하는 기판감지센서(200)와, 일단은 상기 기판감지센서(200)에 연결되고 타단은 기판(10)이 부착되는 캐리어 헤드(120)의 저면에 노출되며 감지신호를 전송하는 신호전송부재(300)를 포함하는 화학 기계적 연마장치의 제어방법은, 상기 캐리어 헤드(120)에 기판(10)을 부착하는 부착단계(S10)와; 상기 기판감지센서(200)를 이용하여 신호전송부재(300)를 따라 전송되는 감지신호를 감지하여 기판(10)의 존재 유무를 감지하는 감지단계(S20)를 포함한다.8, a substrate detection sensor 200 (not shown) for transmitting and receiving a detection signal for sensing a substrate 10 mounted on the outside of the carrier head 120 and attached to the carrier head 120, And a signal transmission member 300 connected to the substrate detection sensor 200 at one end and exposed at the bottom of the carrier head 120 to which the substrate 10 is attached and transmitting a sensing signal, A method of controlling a polishing apparatus includes a mounting step (S10) of attaching a substrate (10) to the carrier head (120); And sensing the presence or absence of the substrate 10 by sensing a sensing signal transmitted along the signal transmission member 300 using the substrate sensing sensor 200.

단계 1:Step 1:

먼저, 상기 캐리어 헤드(120)에 기판(10)을 부착한다.(S10)First, the substrate 10 is attached to the carrier head 120. (S10)

상기 부착단계(S10)에서는 로딩/언로딩 유닛의 거치대(미도시) 또는 연마패드 상에 거치된 기판(10)이 캐리어 헤드(120)에 부착될 수 있다. 일 예로, 상기 부착단계(S10)에서 로딩 유닛의 거치대에 거치된 기판이 캐리어 헤드에 부착되는 경우에는, 로딩 유닛의 거치대가 기설정된 높이로 상향 이동될 수 있고, 거치대가 기설정된 높이까지 상향 이동된 후에는 캐리어 헤드에 의한 흡입압에 의해 기판이 캐리어 헤드의 멤브레인의 저면에 부착될 수 있다.In the attaching step S10, a substrate 10 (not shown) mounted on a loading / unloading unit (not shown) or a polishing pad can be attached to the carrier head 120. For example, in a case where the substrate mounted on the loading stand of the loading unit is attached to the carrier head in the loading step (S10), the loading stand of the loading unit can be moved upward to a predetermined height, The substrate can be attached to the bottom surface of the membrane of the carrier head by the suction pressure by the carrier head.

참고로, 상기 기판감지센서(200) 및 신호전송부재(300)의 배치구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 캐리어 헤드(120)의 다양한 위치에 장착될 수 있다. 일 예로, 상기 캐리어 헤드(120)는 회전 가능하게 제공되는 본체부, 상기 본체부와 함께 회전 가능하게 제공되는 베이스부, 상기 베이스부의 저면에 제공되는 멤브레인(128)을 포함할 수 있으며, 기판감지센서(200)는 본체부의 상부에 장착될 수 있고, 상기 신호전송부재(300)의 일단은 캐리어 헤드(120)의 내측을 통과하여 기판감지센서(200)에 연결될 수 있으며, 상기 신호전송부재(300)의 타단은 베이스부의 저면으로 노출될 수 있다.For reference, the arrangement structure of the substrate sensor 200 and the signal transmission member 300 can be mounted at various positions of the carrier head 120 according to required conditions and design specifications. For example, the carrier head 120 may include a body portion rotatably provided, a base portion rotatably provided with the body portion, and a membrane 128 provided on a bottom surface of the base portion, The sensor 200 may be mounted on the upper portion of the body portion and one end of the signal transmission member 300 may be connected to the substrate sensor 200 through the inside of the carrier head 120, 300 may be exposed to the bottom surface of the base portion.

상기 기판감지센서(200)는 기판(10)을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하도록 구성된다. 여기서, 감지신호라 함은, 광을 매체로 신호를 전송하는 광신호일 수 있다. 바람직하게 감지신호는 가시광선 및 적외선 중 적어도 어느 하나를 매체로 이용한 광신호일 수 있다.The substrate detection sensor 200 is configured to transmit and receive a detection signal for sensing the substrate 10. Here, the sensing signal may be an optical signal that transmits a signal to the medium. Preferably, the sensing signal may be an optical signal using at least one of visible light and infrared light as a medium.

상기 기판감지센서(200)로서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 기판감지센서(200)로서는 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 검출하는 소자인 광센서가 사용될 수 있다. 아울러, 상기 신호전송부재(300)로서는 광신호의 전송이 가능한 통상의 광케이블(optical cable)이 사용될 수 있다.As the substrate detection sensor 200, various sensors may be used according to required conditions and design specifications. For example, the substrate sensor 200 may be an optical sensor that converts an optical signal into an electrical signal and detects the substrate. As the signal transmission member 300, an ordinary optical cable capable of transmitting an optical signal may be used.

또한, 상기 신호전송부재(300)를 따라 전송되는 감지신호(광신호)가 멤브레인(128)을 투과할 수 있도록, 멤브레인(128)은 광신호가 투과 가능한 광투과성 재질로 형성될 수 있다.In addition, the membrane 128 may be formed of a light transmissive material through which the optical signal can be transmitted so that a sensing signal (optical signal) transmitted along the signal transmission member 300 can pass through the membrane 128.

단계 2:Step 2:

다음, 상기 기판감지센서(200)를 이용하여 신호전송부재(300)를 따라 전송되는 감지신호를 감지하여 기판(10)의 존재 유무를 감지한다.(S20)Next, the presence or absence of the substrate 10 is sensed by sensing a sensing signal transmitted along the signal transmission member 300 using the substrate sensing sensor 200. In operation S20,

상기 감지단계(S20)에서는 기판감지센서(200)로부터 송신된 광신호가 신호전송부재(300)를 통해 캐리어 헤드(120)의 저면(베이스부재의 저면)으로 전송될 수 있고, 기판(10)의 표면에서 반사된 광신호는 다시 신호전송부재(300)를 따라 기판감지센서(200)로 전송될 수 있으며, 기판감지센서(200)는 광신호를 수신받아 기판(10)의 부착 여부를 감지할 수 있다.The optical signal transmitted from the substrate detection sensor 200 may be transmitted to the bottom surface of the carrier head 120 through the signal transmission member 300 (the bottom surface of the base member) The optical signal reflected from the surface may be transmitted to the substrate detection sensor 200 along the signal transmission member 300. The substrate detection sensor 200 receives the optical signal and detects whether the substrate 10 is attached .

상기 감지단계(S20)에서 기판(10)이 감지(S22)되면 캐리어 헤드(120)를 이용하여 기판을 이송하고, 할 수 있고, 기판(10)이 미감지(S24)되면 기판(10)의 이송이 정지될 수 있다.When the substrate 10 is sensed (S22) in the sensing step S20, the substrate can be transferred using the carrier head 120. When the substrate 10 is not sensed (S24), the substrate 10 The feeding can be stopped.

또한, 본 발명에서는 기판감지센서(200)에 의해 캐리어 헤드(120)의 저면에서 기판이 미감지된 것으로 감지되면 경보신호를 발생시키는 경보발생단계(S30)를 포함할 수 있다. 반면, 기판감지단계에서 기판이 감지되면, 별도의 경보신호 없이 기판이 캐리어 헤드(120)에 의해 이송될 수 있다.In addition, the present invention may include an alarm generating step (S30) for generating an alarm signal when the substrate detection sensor (200) detects that the substrate is undetected from the bottom surface of the carrier head (120). On the other hand, if the substrate is detected in the substrate sensing step, the substrate can be transported by the carrier head 120 without a separate alarm signal.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It will be understood that the present invention can be changed.

110 : 연마 정반 111 : 연마 패드
120 : 캐리어 헤드 122 : 본체부
124 : 베이스부 126 : 리테이너링
128 : 멤브레인 200 : 기판감지센서
210 : 발광부 220 : 수광부
230 : 증폭부 300 : 신호전송부재
320 : 실링부재 400 : 경보발생부110: polishing pad 111: polishing pad
120: Carrier head 122:
124: base portion 126: retainer ring
128: Membrane 200: Substrate detection sensor
210: light emitting portion 220:
230: amplifying unit 300: signal transmitting member
320: sealing member 400: alarm generating unit

Claims (17)

화학 기계적 연마장치에 있어서,
캐리어 헤드와;
상기 캐리어 헤드의 외측에 장착되며, 상기 캐리어 헤드에 부착되는 기판을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하는 기판감지센서와;
일단은 상기 기판감지센서에 연결되고, 타단은 기판이 부착되는 상기 캐리어 헤드의 저면에 노출되며, 상기 감지신호를 전송하는 신호전송부재를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
In a chemical mechanical polishing apparatus,
A carrier head;
A substrate detection sensor mounted on the outside of the carrier head for transmitting and receiving a detection signal for detecting a substrate attached to the carrier head;
A signal transmission member, one end of which is connected to the substrate detection sensor and the other end of which is exposed on a bottom surface of the carrier head to which the substrate is attached, and transmits the detection signal;
Wherein the chemical mechanical polishing apparatus comprises a chemical mechanical polishing apparatus.
제1항에 있어서,
상기 신호전송부재의 상기 일단은 상기 캐리어 헤드의 내측을 통과하여 상기 기판감지센서에 연결된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein said one end of said signal transmission member passes through the inside of said carrier head and is connected to said substrate detection sensor.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 헤드는,
회전 가능하게 제공되는 본체부와;
상기 본체부와 함께 회전 가능하게 제공되는 베이스부와;
상기 베이스부의 저면에 제공되는 멤브레인을; 포함하고,
상기 신호전송부재의 상기 타단은 상기 베이스부의 저면으로 노출되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
The carrier head
A main body rotatably provided;
A base portion rotatably provided with the main body portion;
A membrane provided on a bottom surface of the base portion; Including,
And the other end of the signal transmission member is exposed to the bottom surface of the base portion.
제3항에 있어서,
상기 기판감지센서는 상기 본체부의 상부에 장착된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method of claim 3,
Wherein the substrate detection sensor is mounted on an upper portion of the main body.
제3항에 있어서,
상기 감지신호는 광을 매체로 신호를 전송하는 광신호이며,
상기 멤브레인은 상기 광신호가 투과 가능한 광투과성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method of claim 3,
The sensing signal is an optical signal for transmitting a signal to the medium,
Wherein the membrane is formed of a light transmissive material through which the optical signal is transmitted.
제5항에 있어서,
상기 감지신호는 가시광선 및 적외선 중 적어도 어느 하나를 매체로 이용한 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the sensing signal uses at least one of visible light and infrared light as a medium.
제1항에 있어서,
상기 기판감지센서는 광센서이고, 상기 신호전송부재는 광케이블인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate sensor is an optical sensor and the signal transmission member is an optical cable.
제1항에 있어서,
상기 기판감지센서 및 상기 신호전송부재는 독립적으로 센싱 가능하게 상기 캐리어 헤드 상에 복수개가 제공된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate detection sensor and the signal transmission member are provided on the carrier head so that they can be independently sensed.
제8항에 있어서,
복수개의 상기 신호전송부재는 상기 타단이 상기 캐리어 헤드의 원주 방향 또는 반경 방향을 따라 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of signal transmission members are arranged such that the other end is spaced apart in the circumferential direction or the radial direction of the carrier head.
제1항에 있어서,
상기 기판감지센서는,
광신호를 송신하는 발광부와;
상기 기판으로부터 반사되는 상기 광신호를 수신하는 수광부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate detection sensor comprises:
A light emitting unit for transmitting an optical signal;
A light receiving unit receiving the optical signal reflected from the substrate;
Wherein the chemical mechanical polishing apparatus comprises a chemical mechanical polishing apparatus.
제1항에 있어서,
상기 기판감지센서에 의해 상기 기판이 미감지된 것으로 감지되면 경보신호를 발생시키는 경보발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an alarm generating unit for generating an alarm signal when the substrate is detected as undetected by the substrate detecting sensor.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 헤드의 외면과 상기 기판감지센서의 외면 사이에 제공되며, 상기 신호전송부재가 내부를 통과하도록 배치되는 실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a sealing member provided between an outer surface of the carrier head and an outer surface of the substrate detection sensor, the sealing member being arranged so that the signal transmission member passes through the inside thereof.
캐리어 헤드와, 상기 캐리어 헤드의 외측에 장착되며 상기 캐리어 헤드에 부착되는 기판을 감지하기 위한 감지신호를 송수신하는 기판감지센서와, 일단은 상기 기판감지센서에 연결되고, 타단은 기판이 부착되는 상기 캐리어 헤드의 저면에 노출되며, 상기 감지신호를 전송하는 신호전송부재를 포함하는 화학 기계적 연마장치의 제어방법에 있어서,
상기 캐리어 헤드에 상기 기판을 부착하는 부착단계와;
상기 기판감지센서를 이용하여 상기 신호전송부재를 따라 전송되는 상기 감지신호를 감지하여 상기 기판의 존재 유무를 감지하는 감지단계를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치의 제어방법.
A substrate sensor mounted on an outer side of the carrier head for transmitting and receiving a detection signal for sensing a substrate attached to the carrier head; A control method of a chemical mechanical polishing apparatus comprising a signal transmission member exposed on a bottom surface of a carrier head and transmitting the detection signal,
Attaching the substrate to the carrier head;
Sensing a presence or absence of the substrate by sensing the sensing signal transmitted along the signal transmission member using the substrate sensing sensor;
Wherein the chemical mechanical polishing apparatus comprises:
제13항에 있어서,
상기 캐리어 헤드는,
회전 가능하게 제공되며, 상부에는 상기 기판감지센서가 장착되는 본체부와;
상기 본체부와 함께 회전 가능하게 제공되는 베이스부와;
상기 베이스부의 저면에 제공되는 멤브레인을; 포함하되,
상기 신호전송부재의 상기 일단은 상기 캐리어 헤드의 내측을 통과하여 상기 기판감지센서에 연결되고, 상기 신호전송부재의 상기 타단은 상기 베이스부의 저면으로 노출되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치의 제어방법.
14. The method of claim 13,
The carrier head
A body portion to which the substrate detection sensor is mounted, the body portion being rotatably provided;
A base portion rotatably provided with the main body portion;
A membrane provided on a bottom surface of the base portion; Including,
Wherein the one end of the signal transmission member passes through the inside of the carrier head and is connected to the substrate detection sensor and the other end of the signal transmission member is exposed to the bottom surface of the base portion. .
제14항에 있어서,
상기 감지신호는 광을 매체로 신호를 전송하는 광신호이며,
상기 멤브레인은 상기 광신호가 투과 가능한 광투과성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치의 제어방법.
15. The method of claim 14,
The sensing signal is an optical signal for transmitting a signal to the medium,
Wherein the membrane is formed of a light transmissive material through which the optical signal is transmitted.
제13항에 있어서,
상기 기판감지센서는 광센서이고, 상기 신호전송부재는 광케이블인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치의 제어방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the substrate detection sensor is an optical sensor and the signal transmission member is an optical cable.
제13항에 있어서,
상기 감지단계에서, 상기 기판감지센서에 의해 상기 기판이 미감지된 것으로 감지되면 경보신호를 발생시키는 경보신호발생단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마장치.
14. The method of claim 13,
Further comprising an alarm signal generating step for generating an alarm signal when the substrate is detected as undetected by the substrate detection sensor in the sensing step.
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