KR20180082132A - Chemical mechanical polishing system of large substrate and chemical mechanical polishing method of large substrate - Google Patents

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박성현
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Abstract

Disclosed are a CMP system for a large area substrate capable of automating a CMP process of a larger area substrate and a method thereof. According to one embodiment of the present invention, the CMP system for a large area substrate comprises: a substrate carrier seating a substrate so that a surface to be polished of the substrate faces upward; a polishing unit polishing the surface to be polished of the substrate seated on the substrate carrier; a substrate loading unit transferring an unpolished substrate to the substrate carrier; and a substrate unloading unit transferring the polished substrate from the substrate carrier.

Description

대면적 기판 CMP 시스템 및 대면적 기판 CMP 방법{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SYSTEM OF LARGE SUBSTRATE AND CHEMICAL MECHANICAL POLISHING METHOD OF LARGE SUBSTRATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a large-area substrate CMP system and a large-area substrate CMP method.

아래의 실시예는 대면적 기판 CMP 시스템 및 대면적 기판 CMP 방법에 관한 것이다.The following embodiments relate to a large area substrate CMP system and a large area substrate CMP method.

반도체소자의 제조에는, 연마와 버핑(buffing) 및 세정을 포함하는 CMP(chemical mechanical polishing) 작업이 필요하다. 반도체 소자는, 다층 구조의 형태로 되어 있으며, 기판층에는 확산영역을 갖춘 트랜지스터 소자가 형성된다. 기판층에서, 연결금속선이 패턴화되고 기능성 소자를 형성하는 트랜지스터 소자에 전기 연결된다. 공지된 바와 같이, 패턴화된 전도층은 이산화규소와 같은 절연재로 다른 전도층과 절연된다. 더 많은 금속층과 이에 연관된 절연층이 형성되므로, 절연재를 편평하게 할 필요성이 증가한다. 편평화가 되지 않으면, 표면형태에서의 많은 변동 때문에 추가적인 금속층의 제조가 실질적으로 더욱 어려워진다. 또한, 금속선패턴은 절연재로 형성되어, 금속 CMP 작업이 과잉금속물을 제거하게 된다.The manufacture of semiconductor devices requires chemical mechanical polishing (CMP) operations including polishing, buffing, and cleaning. The semiconductor element is in the form of a multilayer structure, and a transistor element having a diffusion region is formed in the substrate layer. In the substrate layer, a connecting metal line is patterned and electrically connected to the transistor element forming the functional element. As is known, the patterned conductive layer is insulated from other conductive layers with an insulating material such as silicon dioxide. As more metal layers and associated insulating layers are formed, the need to flatten the insulating material increases. Without flattening, the manufacturing of additional metal layers becomes substantially more difficult due to the many variations in surface morphology. In addition, the metal line pattern is formed of an insulating material so that the metal CMP operation removes excess metal.

CMP 장치는 기판의 일면 또는 양면을 연마와 버핑 및 세정하기 위한 구성요소로서, 벨트, 연마패드 또는 브러시를 구비하는 벨트를 구비한다. 슬러리는 CMP 작업을 촉진 및 강화시키기 위해 사용된다.The CMP apparatus includes a belt, a polishing pad, or a belt having a brush, as components for polishing and buffing and cleaning one or both surfaces of the substrate. The slurry is used to promote and strengthen the CMP operation.

기존의 CMP 장치 중 2개의 드럼 상에 장착된 벨트형의 연마패드로 구성되는 벨트형 CMP 장치가 알려져 있다. 벨트형 CMP 장치는 기판이 캐리어에 장착되며, 캐리어는 일 방향으로 수평으로 이동하고, 벨트형 연마패드는 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전함에 따라 기판에 소정의 힘이 가해진 상태로 밀착되어 연마가 수행된다.There is known a belt-shaped CMP apparatus composed of a belt-shaped polishing pad mounted on two drums among existing CMP apparatuses. In the belt-type CMP apparatus, a substrate is mounted on a carrier, the carrier moves horizontally in one direction, and the belt-shaped polishing pad is rotated in a clockwise or counterclockwise direction, so that a predetermined force is applied to the substrate, .

한편, 기존의 대면적 CMP 장치에서 기판을 이송하는 방법으로는, 기판의 가장자리를 파지하거나, 기판의 하부면에 유체 또는 초음파를 인가하여 부상시켜서 이송하거나, 기판 하부면에 접촉된 상태로 물리적으로 기판을 지지하여 이송하였다. 그러나 기존의 대면적 CMP 장치는, 기판이 안착되는 캐리어는 상부 표면이 가요성 막으로 형성되기 때문에, 기판을 받을 수 있는 핀을 형성할 수 없고, 기판 하부면에 기존의 로봇 포크나 유체공급장치, 초음파 장치를 사용하기 어렵다. 또한, 기존의 대면적 CMP 장치는 가요성 막 주변에 기판을 가요성 막에서 이탈되는 것을 방지하기 위해서 리테이너 링 등의 구조물이 구비되어야 하는데, 이러한 리테이너 링은 기판보다 높은 높이를 갖기 때문에, 기판의 가장자리를 파지하는 방법 역시 사용하기가 어렵다. 따라서, 대면적 CMP 장치에서 기판을 파지 및 이송하기 위한 새로운 방식이 필요하다. On the other hand, as a method of transferring a substrate from a conventional large-area CMP apparatus, there is a method of grasping the edge of the substrate, floating the substrate by applying fluid or ultrasonic waves to the lower surface of the substrate, The substrate was supported and transported. However, in the conventional large-area CMP apparatus, since the upper surface of the carrier on which the substrate is mounted is formed as a flexible film, it is impossible to form a pin capable of receiving the substrate, and a conventional robot fork or fluid supply device , It is difficult to use an ultrasonic device. In addition, in the conventional large area CMP apparatus, a structure such as a retainer ring must be provided in order to prevent the substrate from being separated from the flexible film around the flexible film. Since such a retainer ring has a height higher than that of the substrate, How to grasp the edge is also difficult to use. Therefore, a new method for grasping and transporting a substrate in a large area CMP apparatus is needed.

이와 관련하여, 공개특허공보 제10-2016-0113279호는 기판 이송 장치에 관한 발명을 개시한다.In this connection, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0113279 discloses an invention relating to a substrate transfer apparatus.

일 실시 예에 따른 목적은, 대면적 기판의 CMP 공정을 자동화 수행할 수 있는 대면적 기판 CMP 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object according to one embodiment is to provide a large area substrate CMP system capable of performing a CMP process of a large area substrate automatically.

일 실시 예에 따른 목적은, 기판의 손상 없이 기판의 이송이 가능한 대면적 기판 CMP 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object of an embodiment is to provide a large-area substrate CMP system capable of transferring a substrate without damaging the substrate.

일 실시 예에 따른 목적은, 대면적 기판의 자동화 공정이 가능한 대면적 기판 CMP 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of an embodiment is to provide a large area substrate CMP method capable of automating a large area substrate.

일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 장치는, 기판의 피연마면이 상부를 향하도록 상기 기판을 안착시키는 기판 캐리어; 상기 기판 캐리어에 안착된 상기 기판의 피연마면을 연마하기 위한 연마 유닛; 연마되지 않은 상기 기판을 상기 기판 캐리어로 이송시키기 위한 기판 로딩 유닛; 및 연마된 상기 기판을 상기 기판 캐리어로부터 이송시키기 위한 기판 언로딩 유닛을 포함할 수 있다.A large area substrate CMP apparatus according to one embodiment includes a substrate carrier for seating the substrate such that the polished surface of the substrate faces upward; A polishing unit for polishing a surface to be polished of the substrate placed on the substrate carrier; A substrate loading unit for transferring the unbranched substrate to the substrate carrier; And a substrate unloading unit for transferring the polished substrate from the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 대면적 기판 CMP 장치는, 상기 기판을 보관하기 위한 기판 보관 유닛을 더 포함하고, 상기 기판 로딩 유닛은, 상기 기판 보관 유닛으로부터 상기 기판을 반출할 수 있다.On one side, the large area substrate CMP apparatus may further include a substrate storage unit for storing the substrate, and the substrate loading unit may take out the substrate from the substrate storage unit.

일 측에 있어서, 상기 기판 로딩 유닛은, 상기 기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 상기 기판을 지지하는 기판 로더; 및 상기 피연마면의 상부에 구비되고, 상기 기판 로더에 위치하는 상기 기판을 파지하여 상기 기판 캐리어로 이송시키는 로딩 셔틀을 포함할 수 있다.The substrate loading unit includes a substrate loader for supporting the substrate such that a surface to be polished of the substrate faces upward; And a loading shuttle provided on the surface to be polished, for holding the substrate placed on the substrate loader and transferring the substrate to the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 로딩 셔틀은, 진공 흡착을 통해 상기 기판을 파지하여 이송시킬 수 있다.On one side, the loading shuttle can grasp and transport the substrate through vacuum adsorption.

일 측에 있어서, 상기 로딩 셔틀은, 상기 기판을 지지하도록, 내부에 공기압 조절 홀이 형성된 진공 챔버; 상기 기판을 파지하도록, 상기 진공 챔버의 측벽에 구비되는 흡착홀을 포함하는 흡착부; 및 상기 진공 챔버 및 상기 흡착부의 공기압을 조절하는 로딩 제어부를 포함할 수 있다.In one aspect, the loading shuttle includes: a vacuum chamber having an air pressure adjusting hole formed therein to support the substrate; A suction unit including a suction hole provided on a side wall of the vacuum chamber so as to grip the substrate; And a loading control unit for controlling the air pressure of the vacuum chamber and the adsorption unit.

일 측에 있어서, 상기 로딩 셔틀은, 상기 기판이 파지된 상태에서, 상기 기판의 엣지 영역에 위치하도록, 상기 흡착부의 외측에 구비되는 실링 부재를 더 포함할 수 있다.The loading shuttle may further include a sealing member provided on the outer side of the adsorption unit so as to be positioned in an edge region of the substrate while the substrate is held.

일 측에 있어서, 상기 로딩 제어부는, 상기 기판을 흡착하는 경우, 상기 진공 챔버 내부와, 상기 기판 및 흡착홀 사이의 공기압을 감소시키고, 상기 기판을 탈착하는 경우, 상기 진공 챔버 내부와, 상기 기판 및 흡착홀 사이의 공기압을 증가시킬 수 있다.Wherein the loading control unit reduces the air pressure between the substrate and the suction holes in the vacuum chamber when the substrate is adsorbed and in the vacuum chamber when the substrate is detached, And the air pressure between the adsorption holes can be increased.

일 측에 있어서, 상기 기판 언로딩 유닛은, 상기 기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 상기 기판을 지지하는 기판 언로더; 및 연마가 끝난 상기 기판을 파지하여, 상기 기판 캐리어로부터 상기 기판 언로더로 이송시키는 언로딩 셔틀을 포함할 수 있다.The substrate unloading unit for supporting the substrate such that a surface to be polished of the substrate faces upward; And an unloading shuttle that grasps the polished substrate and transfers it from the substrate carrier to the substrate unloader.

일 측에 있어서, 상기 언로딩 셔틀은, 상기 기판에 도포되는 유체의 표면장력을 이용하여, 상기 기판을 비접촉 상태로 파지하여 이송시킬 수 있다.In one aspect, the unloading shuttle can grip and transport the substrate in a noncontact state using surface tension of a fluid applied to the substrate.

일 측에 있어서, 상기 언로딩 셔틀은, 상기 기판의 피연마면에 유체를 분사하기 위한 분사부; 상기 기판에 분사된 유체의 표면장력을 통해 상기 기판을 파지하기 위한 파지부; 및 상기 분사부의 유체 분사를 제어하기 위한 언로딩 제어부를 포함할 수 있다.In one aspect, the unloading shuttle includes a jetting portion for jetting a fluid to a surface to be polished of the substrate; A grasping portion for grasping the substrate through surface tension of fluid ejected onto the substrate; And an unloading control unit for controlling the fluid injection of the injection unit.

일 측에 있어서, 상기 언로딩 셔틀은, 상기 파지부 및 상기 기판 사이의 간격을 유지하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.On one side, the unloading shuttle may further include a spacer for maintaining a gap between the gripper and the substrate.

일 측에 있어서, 상기 언로딩 셔틀은, 상기 기판을 분리시키기 위한 분리부를 더 포함하고, 상기 언로딩 제어부는, 상기 기판이 상기 기판 언로더로 이송되면, 상기 분리부의 작동을 통해, 상기 기판을 상기 파지부로부터 분리시킬 수 있다.The unloading shuttle further includes a separating portion for separating the substrate, and the unloading control portion, when the substrate is transferred to the substrate unloader, And can be separated from the grip portion.

일 측에 있어서, 상기 대면적 기판 CMP 장치는, 상기 기판을 세척하기 위한 기판 세척 유닛을 더 포함하고, 상기 기판 언로딩 유닛은, 상기 기판을 상기 기판 세척 유닛으로 이송시킬 수 있다.On one side, the large area substrate CMP apparatus further includes a substrate cleaning unit for cleaning the substrate, and the substrate unloading unit can transfer the substrate to the substrate cleaning unit.

일 실시 예에 따른 대면적 기판의 연마 방법은, 기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 기판 보관 유닛으로부터 상기 기판을 반출하는 단계; 반출된 상기 기판을, 기판 캐리어로 이송시키는 단계; 상기 기판 캐리어에 이송된 상기 기판의 피연마면을 연마하는 단계; 및 연마된 상기 기판을 상기 기판 캐리어로부터 이송시키는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of polishing a large area substrate, comprising: moving the substrate from a substrate storage unit such that a surface to be polished of the substrate faces upward; Transporting the carried-out substrate to a substrate carrier; Polishing the surface to be polished of the substrate transferred to the substrate carrier; And transferring the polished substrate from the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 기판을 기판 캐리어로 이송시키는 단계는, 상기 기판을 진공 흡착하는 단계; 흡착된 상기 기판을 상기 기판 캐리어에 이송시키는 단계; 및 상기 기판의 피연마면이 연마 패드를 향하도록, 상기 기판을 상기 기판 캐리어에 안착시키는 단계를 포함할 수 있다.In one aspect, the step of transferring the substrate to a substrate carrier comprises: vacuum adsorbing the substrate; Transferring the adsorbed substrate to the substrate carrier; And placing the substrate on the substrate carrier such that the polished surface of the substrate faces the polishing pad.

일 측에 있어서, 연마된 상기 기판을 상기 기판 캐리어로부터 이송시키는 단계는, 연마된 상기 기판에 유체를 분사하는 단계; 상기 기판에 분사된 유체의 표면장력을 이용하여, 상기 기판을 비접촉 파지하는 단계; 및 상기 기판을 상기 기판 캐리어로부터 이송시키는 단계를 포함할 수 있다.In one aspect, the step of transferring the polished substrate from the substrate carrier comprises the steps of: spraying a fluid onto the polished substrate; Contacting the substrate with the surface tension of the fluid jetted onto the substrate; And transferring the substrate from the substrate carrier.

일 측에 있어서, 상기 대면적 기판의 CMP 방법은, 상기 기판 캐리어로부터 이송된 기판을, 기판 세척 유닛으로 이송시키는 단계를 더 포함할 수 있다.On one side, the CMP method of the large area substrate may further include transferring the substrate transferred from the substrate carrier to the substrate cleaning unit.

일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 시스템은, 대면적 기판의 CMP 공정을 자동으로 수행할 수 있다.The large-area substrate CMP system according to one embodiment can automatically perform the CMP process of a large-area substrate.

일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 시스템은, 기판의 손상 없이 기판의 이송이 가능할 수 있다.The large-area substrate CMP system according to one embodiment can transfer the substrate without damaging the substrate.

일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the large area substrate CMP system according to one embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood to those of ordinary skill in the art from the following description.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 시스템의 모식도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 로딩 셔틀의 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I 선에 따른 로딩 셔틀의 단면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 로딩 유닛의 작동도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 연마 유닛의 사시도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 언로딩 셔틀의 정면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 언로딩 셔틀의 저면도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 기판 언로더의 사시도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 언로딩 유닛의 작동도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 방법의 순서도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 방법의 순서도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 방법의 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a schematic diagram of a large area substrate CMP system according to one embodiment.
2 is a perspective view of a loading shuttle according to one embodiment.
3 is a cross-sectional view of the loading shuttle according to line II in Fig.
4 is an operational view of a loading unit according to one embodiment.
5 is a perspective view of a substrate carrier and a polishing unit according to one embodiment.
6 is a front view of an unloading shuttle according to one embodiment.
7 is a bottom view of an unloading shuttle according to one embodiment.
8 is a perspective view of a substrate unloader according to one embodiment.
9 is an operational view of the unloading unit according to one embodiment.
10 is a flow chart of a large area substrate CMP method according to one embodiment.
11 is a flowchart of a large area substrate CMP method according to an embodiment.
12 is a flowchart of a large area substrate CMP method according to an embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the best of an understanding clear.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The components included in any one embodiment and the components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, the description of any one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description thereof will be omitted in the overlapping scope.

도 1은 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 시스템(1)의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a large area substrate CMP system 1 according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 시스템(1)은, 대면적 기판(S)(S)을 화학적 기계적으로 연마하고 세정하는 CMP 공정을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 1, a large-area substrate CMP system 1 according to an embodiment can perform a CMP process for chemically and mechanically polishing and cleaning a large-area substrate S (S).

기판(S)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글라스를 포함할 수 있다. 그러나, 기판(S)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 반도체 장치(semiconductor device) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수도 있다. 또한, 도면에서는 기판(S)이 사각형 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 기판(S)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.The substrate S may include a glass for a flat panel display device (FPD) such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP). However, the type of the substrate S is not limited thereto, and may be, for example, a silicon wafer for manufacturing a semiconductor device. Although the substrate S is illustrated as having a rectangular shape in the drawing, this is merely an example, and the shape of the substrate S is not limited thereto.

대면적 기판 CMP 시스템(1)은, 대면적 기판(S)의 공정, 예를 들어, 대면적 기판(S)의 이송, 연마 및 세척등의 공정을 자동화로 수행할 수 있다. 대면적 기판 CMP 시스템(1)은, 기판 보관 유닛(10), 기판 로딩 유닛(20), 기판 캐리어(30), 연마 유닛(40), 기판 언로딩 유닛(50) 및 기판 세척 유닛(60)을 포함할 수 있다.The large-area substrate CMP system 1 can automate processes such as transferring, polishing, and cleaning large-area substrates S, for example, large-area substrates S. The large area substrate CMP system 1 includes a substrate storage unit 10, a substrate loading unit 20, a substrate carrier 30, a polishing unit 40, a substrate unloading unit 50, . ≪ / RTI >

기판 보관 유닛(10)은 기판(S)을 보관할 수 있다. 기판 보관 유닛(10)은 CMP 공정이 수행되기 위한 기판(S) 또는 CMP 공정이 수행된 기판(S)을 보관할 수 있다. 또한, 도면에서는 기판 보관 유닛(10)이 하나인 것으로 도시되었으나, 기판 보관 유닛(10)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개의 기판 보관 유닛(10)이 구비되는 구성도 당연히 가능하다.The substrate storage unit 10 can store the substrate S. The substrate storage unit 10 can store a substrate S on which a CMP process is performed or a substrate S on which a CMP process has been performed. Although only one substrate storage unit 10 is shown in the drawing, the number of substrate storage units 10 is not limited thereto, and a plurality of substrate storage units 10 may be provided.

기판 로딩 유닛(20)은, 기판 보관 유닛(10)에 보관된 기판(S)을 반출하고, 반출된 기판(S)을 기판 캐리어(30)로 이송시킬 수 있다. 다시 말하면, 기판 로딩 유닛(20)은, CMP 공정이 수행되기 위한 기판(S)을 기판 보관 유닛(10)으로부터 기판 캐리어(30)로 이송하는 과정을 자동화로 수행할 수 있다. The substrate loading unit 20 can take out the substrate S stored in the substrate storage unit 10 and transfer the taken out substrate S to the substrate carrier 30. [ In other words, the substrate loading unit 20 can automate the process of transferring the substrate S from the substrate storage unit 10 to the substrate carrier 30 for performing the CMP process.

도 2는, 일 실시 예에 따른 로딩 셔틀(220)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 I-I선에 따른 로딩 셔틀(220)의 단면도이며, 도 4는 일 실시 예에 따른 기판 로딩 유닛(20)의 작동도이다.2 is a perspective view of a loading shuttle 220 according to one embodiment, FIG. 3 is a cross-sectional view of a loading shuttle 220 according to line II in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross- Fig.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판 로딩 유닛(20)은, 연마되지 않은 기판(S)을 기판 보관 유닛(10)으로부터 기판 캐리어(30)로 이송시킬 수 있다. 기판 로딩 유닛(20)은 기판 로더(210) 및 로딩 셔틀(220)을 포함할 수 있다.2 to 4, the substrate loading unit 20 can transfer the un-polished substrate S from the substrate storage unit 10 to the substrate carrier 30. The substrate loading unit 20 may include a substrate loader 210 and a loading shuttle 220.

기판 로더(210)는 기판 보관 유닛(10)으로부터 기판(S)을 반출할 수 있다. 예를 들어, 기판 로더(210)는, 핀을 통해 기판 보관 유닛(10)에 보관된 기판(S)의 엣지(edge)부분을 파지할 수 있다. 기판 로더(210)는, 기판(S)을 파지한 후에 회전 동작함으로써, 기판 보관 유닛(10)으로부터 기판(S)을 반출할 수 있다. 반면, 기판 로더(210)는 로봇암(미도시)를 통해 기판 보관 유닛(10)으로부터 기판(S)을 반출할 수도 있다. 기판 로더(210)는 반출된 기판(S)을 지지할 수 있다. 이 경우, 기판 로더(210)는 기판(S)의 피연마면이 상부를 향하도록 피연마면의 대향면을 지지할 수 있다. 기판 로더(210)는, 상하로 승강 작동할 수 있다. 예를 들어, 기판 로더(210)는, 기판(S)을 지지한 상태에서, 상부에 위치한 로딩 셔틀(220) 방향으로 기판(S)을 상승시킬 수 있다. 이후, 기판(S)이 로딩 셔틀(220)에 파지되면, 기판 로더(210)는 로딩 셔틀(220)의 반대방향, 다시 말해서, 하측으로 하강함으로써, 기판(S) 반출 공정을 연속적으로 수행할 수 있다.The substrate loader 210 can take out the substrate S from the substrate storage unit 10. [ For example, the substrate loader 210 can hold an edge portion of the substrate S stored in the substrate storage unit 10 via the fin. The substrate loader 210 can move the substrate S from the substrate storage unit 10 by rotating after gripping the substrate S. [ On the other hand, the substrate loader 210 may take out the substrate S from the substrate storage unit 10 via a robot arm (not shown). The substrate loader 210 can support the unloaded substrate S. In this case, the substrate loader 210 can support the opposite surface of the surface to be polished so that the surface to be polished of the substrate S faces upward. The substrate loader 210 can be moved up and down. For example, the substrate loader 210 may raise the substrate S in the direction of the loading shuttle 220 located above the substrate S while supporting the substrate S. Thereafter, when the substrate S is gripped by the loading shuttle 220, the substrate loader 210 descends in the opposite direction of the loading shuttle 220, that is, downwardly, thereby continuously performing the substrate S taking- .

로딩 셔틀(220)은, 기판 로더(210)가 지지하는 기판(S)을 파지하고, 파지된 기판(S)을 기판 로더(210)로부터 기판 캐리어(30)로 이송시킬 수 있다. 로딩 셔틀(220)은 진공 흡착을 통하여 기판(S)을 파지할 수 있다. 이 경우, 로딩 셔틀(220)은 기판(S)의 피연마면에 접촉하지 않고, 기판(S)의 엣지 영역에만 접촉한 상태로 기판(S)을 파지할 수 있다. 로딩 셔틀(220)은 기판(S)의 파지가 가능하도록, 기판(S)에 대응하는 크기를 가지는 박스 형태의 하우징으로 형성될 수 있다. 로딩 셔틀(220)은, 진공 챔버(221), 흡착부(222), 실링 부재 및 로딩 제어부(224)를 포함할 수 있다.The loading shuttle 220 can hold the substrate S supported by the substrate loader 210 and transfer the held substrate S from the substrate loader 210 to the substrate carrier 30. [ The loading shuttle 220 can grip the substrate S through vacuum adsorption. In this case, the loading shuttle 220 can hold the substrate S in contact with only the edge region of the substrate S without contacting the surface to be polished of the substrate S. The loading shuttle 220 may be formed as a box-shaped housing having a size corresponding to the substrate S so that the substrate S can be gripped. The loading shuttle 220 may include a vacuum chamber 221, a suction section 222, a sealing member, and a loading control section 224.

진공 챔버(221)는, 하우징의 내부에 형성될 수 있다. 진공 챔버(221)는 기판(S)의 피연마면에 대응하는 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 진공 챔버(221)는, 진공 챔부 내부의 공기압의 조절이 가능하도록, 내측에 공기압 조절 홀(223)을 포함할 수 있다. 이 경우, 공기압 조절 홀(223)은 복수개가 구비될 수 있다.The vacuum chamber 221 may be formed inside the housing. The vacuum chamber 221 may be formed to have an area corresponding to the surface to be polished of the substrate S. The vacuum chamber 221 may include an air pressure adjusting hole 223 on the inner side so that the air pressure inside the vacuum chamber can be adjusted. In this case, a plurality of air pressure adjusting holes 223 may be provided.

흡착부(222)는, 기판(S)의 피연마면에 접촉하지 않고, 엣지 영역에만 접촉 하여, 기판(S)을 파지할 수 있다. 흡착부(222)는, 진공 챔버(221)의 측벽에 구비되는 흡착홀을 포함할 수 있다. 흡착홀은 기판(S)의 파지가 가능하도록, 흡착부(222)와, 흡착부(222)에 접촉한 기판(S) 사이의 공기압을 조절할 수 있다. 이 경우, 흡착홀은 복수개가 구비될 수 있으며, 흡착부(222)를 따라 일정 간격을 가지도록 형성될 수 있다.The adsorbing portion 222 can contact the edge region only without touching the surface to be polished of the substrate S to grasp the substrate S. [ The adsorption part 222 may include a suction hole provided in a side wall of the vacuum chamber 221. The adsorption holes can adjust the air pressure between the adsorption unit 222 and the substrate S in contact with the adsorption unit 222 so that the substrate S can be held. In this case, a plurality of suction holes may be provided, and the suction holes 222 may be formed at regular intervals along the suction portion 222.

실링 부재는, 로딩 셔틀(220)에 파지된 기판(S)과 측벽의 단부 사이를 밀폐함으로써, 공기압의 변화를 방지할 수 있다. 실링 부재는, 기판(S)이 파지된 상태에서, 기판(S)의 엣지 영역에 위치하도록, 흡착부(222)에 외측에 구비될 수 있다. 예를 들어, 실링 부재는, 측벽의 단부 둘레를 따라 구비될 수 있다. 실링 부재는 탄성 부재, 예를 들어, 고무 등의 재질로 형성될 수 있다.The sealing member seals between the substrate S gripped by the loading shuttle 220 and the end of the side wall, thereby preventing a change in air pressure. The sealing member may be provided on the outer side of the adsorption unit 222 so as to be positioned in the edge region of the substrate S in a state where the substrate S is held. For example, a sealing member may be provided along an end of the side wall. The sealing member may be formed of an elastic member, for example, a rubber or the like.

로딩 제어부(224)는, 진공 챔버(221)의 내부 공기압과, 흡착부(222) 및 기판(S) 사이의 공기압을 조절할 수 있다. 예를 들어, 로딩 제어부(224)는, 공기압 조절 홀(223) 및 흡착홀을 통해, 진공 챔버(221) 내부와, 흡착부(222) 및 기판(S) 사이의 공기압을 조절할 수 있다. 또한, 로딩 제어부(224)는, 공기압 조절 홀(223) 및 흡착홀을 독립적으로 제어할 수도 있다.The loading control section 224 can adjust the internal air pressure of the vacuum chamber 221 and the air pressure between the adsorption section 222 and the substrate S. [ The loading control section 224 can adjust the air pressure between the inside of the vacuum chamber 221 and the adsorption section 222 and the substrate S through the air pressure regulating hole 223 and the adsorption hole. Further, the loading control section 224 may independently control the air pressure adjusting hole 223 and the suction hole.

로딩 제어부(224)는 공기압 조절을 통해, 기판(S)의 탈착을 제어할 수 있다. 예를 들어, 로딩 제어부(224)는, 로딩 셔틀(220)이 기판(S)을 흡착하는 경우, 진공 챔버(221) 내부와, 기판(S) 및 흡착부(222) 사이의 공기압을 감소시킴으로써, 기판(S)이 로딩 셔틀(220)에 파지되도록 할 수 있다. 반면, 로딩 제어부(224)는, 로딩 셔틀(220)이 기판(S)을 탈착 하는 경우, 진공 챔버(221) 내부와, 기판(S) 및 흡착부(222) 사이의 공기압을 증가시킴으로써, 기판(S)을 로딩 셔틀(220)로부터 분리시킬 수 있다. The loading control unit 224 can control the attachment / detachment of the substrate S through air pressure control. For example, when the loading shuttle 220 adsorbs the substrate S, the loading control section 224 controls the loading of the substrate S by reducing the air pressure between the inside of the vacuum chamber 221 and the substrate S and the adsorption section 222 , So that the substrate S is gripped by the loading shuttle 220. On the other hand, when the loading shuttle 220 removes the substrate S, the loading control unit 224 increases the air pressure between the inside of the vacuum chamber 221 and the substrate S and the adsorption unit 222, (S) from the loading shuttle (220).

로딩 제어부(224)는, 진공 챔버(221)의 내부 압력과, 외부 압력을 측정하는 차압계를 구비할 수 있다. 이 경우, 로딩 제어부(224)는, 차압계를 통해, 로딩 셔틀(220)의 불량 또는 정상 작동 여부를 확인할 수 있다.The loading control unit 224 may include a differential pressure gauge for measuring an internal pressure of the vacuum chamber 221 and an external pressure. In this case, the loading control unit 224 can confirm whether the loading shuttle 220 is defective or normal operation through the differential pressure gauge.

결과적으로, 기판 로딩 유닛(20)은 기판(S)을 기판 보관 유닛(10)으로부터 기판 캐리어(30)로 이송시킬 수 있다. 구체적으로, 도 4를 참조하면, 기판 로더(210)는 기판 보관 유닛(10)으로부터 기판(S)을 반출할 수 있다. 이후, 기판 로더(210)가 로딩 셔틀(220)방향으로 상승하면, 로딩 셔틀(220)은 공기압 조절을 통해, 기판(S)을 진공 흡착할 수 있다. 이후, 기판 로더(210)는 하강동작하고, 로딩 셔틀(220)은 기판(S)을 파지한 상태에서, 기판 캐리어(30)로 이동할 수 있다. 로딩 셔틀(220)이 기판 캐리어(30)의 상부로 이동하면, 기판 캐리어(30)는 로딩 셔틀(220) 방향으로 상승하게 되고, 로딩 셔틀(220)은, 공기압 상승을 통해, 기판(S)을 분리함으로써, 기판(S)을 기판 캐리어(30)에 안착시킬 수 있다.As a result, the substrate loading unit 20 can transfer the substrate S from the substrate storage unit 10 to the substrate carrier 30. 4, the substrate loader 210 can take out the substrate S from the substrate storage unit 10. [ Thereafter, when the substrate loader 210 rises in the direction of the loading shuttle 220, the loading shuttle 220 can vacuum adsorb the substrate S through air pressure control. Thereafter, the substrate loader 210 moves downward, and the loading shuttle 220 can move to the substrate carrier 30 while holding the substrate S. When the loading shuttle 220 is moved to the upper portion of the substrate carrier 30 the substrate carrier 30 is raised in the direction of the loading shuttle 220 and the loading shuttle 220 is moved upwardly, The substrate S can be placed on the substrate carrier 30.

도 5는, 일 실시 예에 따른 기판 캐리어(30) 및 연마 유닛(40)의 사시도이다.5 is a perspective view of a substrate carrier 30 and a polishing unit 40 according to one embodiment.

도 5를 참조하면, 기판 캐리어(30)는 기판(S)의 연마를 위해, 기판(S)을 안착시켜 지지할 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(30)는 기판(S)의 피연마면이 상부를 향하도록, 기판(S)을 안착한 상태에서 수평으로 지지할 수 있다. 기판 캐리어(30)는 수평으로 기판(S)을 이송하거나, 고정된 상태에서 기판(S)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(30)는 도 5와 같이, 플레이튼(310)과, 플레이튼(310)의 상부에 구비되고, 기판(S)을 지지하기 위한 가요성 재질의 멤브레인(320), 기판(S)의 테두리에 배치되고, 기판(S)의 위치를 고정하기 위한 리테이너(330)를 포함할 수 있다. 그러나, 이는 일 예시에 불과하며, 기판 캐리어(30)의 종류 또는 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to Fig. 5, the substrate carrier 30 may support and support the substrate S for polishing of the substrate S. For example, the substrate carrier 30 can horizontally support the substrate S while the substrate S is seated so that the surface to be polished of the substrate S faces upward. The substrate carrier 30 can transfer the substrate S horizontally or support the substrate S in a fixed state. 5, the substrate carrier 30 includes a platen 310 and a flexible material membrane 320 provided on the platen 310 and for supporting the substrate S, And may include a retainer 330 arranged at the edge of the substrate S for fixing the position of the substrate S. [ However, this is merely an example, and the type or shape of the substrate carrier 30 is not limited thereto.

연마 유닛(40)은, 기판 캐리어(30)의 상부에 구비되어, 기판 캐리어(30)에 의해 지지되는 기판(S), 다시 말해, 기판(S)의 피연마면을 연마할 수 있다. 연마 유닛(40)은, 회전 가능한 연마 플레이튼(420)과, 연마 플레이튼(420)의 하부에 구비된 연마 패드(410)를 포함할 수 있다.The polishing unit 40 is provided on the top of the substrate carrier 30 and is capable of polishing the substrate S supported by the substrate carrier 30, that is, the surface to be polished of the substrate S. [ The polishing unit 40 may include a rotatable polishing platen 420 and a polishing pad 410 provided under the polishing platen 420.

이 경우, 연마 유닛(40)과 기판 캐리어(30)는 서로 다른 각속도(V1, V2)로 회전하는, 오비탈(orbital) 방식을 통해, 기판(S)을 연마할 수 있다. 그러나, 기판(S) 연마 방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 롤(Roll) 방식, 벨트(belt) 방식, 로터리(rotary)방식과 같은 다양한 연마 방식이 수행될 수도 있다.In this case, the polishing unit 40 and the substrate carrier 30 can polish the substrate S through an orbital method in which the substrate carrier 30 rotates at different angular velocities V1 and V2. However, the substrate S polishing method is not limited thereto, and various polishing methods such as a roll method, a belt method, and a rotary method may be performed.

도 6은 일 실시 예에 따른 언로딩 셔틀(520)의 정면도이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 언로딩 셔틀(520)의 저면도이며, 도 8은 일 실시 예에 따른 기판 언로더(510)의 사시도이고, 도 9는 일 실시 예에 따른 기판 언로딩 유닛(50)의 작동도이다.Figure 6 is a front view of an unloading shuttle 520 according to one embodiment, Figure 7 is a bottom view of an unloading shuttle 520 according to one embodiment, and Figure 8 is a side view of a substrate unloader 510 , And Fig. 9 is an operational view of the substrate unloading unit 50 according to one embodiment.

도 6 내지 도 9을 참조하면, 기판 언로딩 유닛(50)은 연마가 끝난 기판(S)을 기판 캐리어(30)로부터 기판(S) 세정 유닛으로 이송시킬 수 있다. 기판 언로딩 유닛(50)은 언로딩 셔틀(520) 및 기판 언로더(510)를 포함할 수 있다.6 to 9, the substrate unloading unit 50 can transfer the polished substrate S from the substrate carrier 30 to the substrate S cleaning unit. The substrate unloading unit 50 may include an unloading shuttle 520 and a substrate unloader 510.

언로딩 셔틀(520)은, 기판 캐리어(30)로부터 연마가 끝난 기판(S)을 파지하고, 파지된 기판(S)을 기판 언로더(510)로 이송시킬 수 있다. 언로딩 셔틀(520)은, 표면장력을 이용하여 기판(S)을 비접촉 파지할 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(30)의 일측에는 분사 유닛(70)이 구비되고, 분사 유닛(70)은, 연마가 끝난 기판(S)의 피연마면에 유체를 도포할 수 있다. 이 경우, 언로딩 셔틀(520)은, 기판(S)에 도포된 유체의 표면장력을 이용하여, 기판(S)을 비접촉 상태로 파지함으로써, 기판(S)을 기판 캐리어(30)에서 반출할 수 있다. 언로딩 셔틀(520)은, 파지부(521), 분사부(522), 스페이서(524), 분리부(525) 및 언로딩 제어부(523)를 포함할 수 있다.The unloading shuttle 520 can grasp the polished substrate S from the substrate carrier 30 and transfer the held substrate S to the substrate unloader 510. [ The unloading shuttle 520 can perform non-contact holding of the substrate S using surface tension. For example, a spray unit 70 is provided on one side of the substrate carrier 30, and the spray unit 70 can apply fluid to the surface to be polished of the polished substrate S. In this case, the unloading shuttle 520 uses the surface tension of the fluid applied to the substrate S to grasp the substrate S in a non-contact state to thereby carry the substrate S out of the substrate carrier 30 . The unloading shuttle 520 may include a gripper section 521, a jetting section 522, a spacer 524, a separating section 525 and an unloading control section 523.

파지부(521)는 기판(S)에 도포된 유체의 표면장력을 통해, 기판(S)의 피연마면을 파지할 수 있다. 파지부(521)는 기판(S)에 대응되는 형상 및 크기를 가질 수 있다. The gripping portion 521 can grasp the surface to be polished of the substrate S through the surface tension of the fluid applied to the substrate S. [ The grip portion 521 may have a shape and a size corresponding to the substrate S.

분사부(522)는, 기판(S)의 피연마면에 유체를 분사할 수 있다. 분사부(522)는 파지부(521)에 형성될 수 있으며, 복수개가 구비될 수 있다. 이 경우, 복수개의 분사부(522)는 도 7과 같이, 파지부(521)에 일정 간격으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 분사부(522)의 형태, 크기, 배치등은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 분사부(522)는, 파지부(521)에 유체를 제공할 수 있다. 이 경우, 분사부(522)가 제공하는 유체는 물 또는 순수(ultrapure water)가 사용될 수 있으며, 일정한 온도 및 압력으로 제공될 수 있다.The jetting section 522 can jet the fluid onto the surface to be polished of the substrate S. The jetting section 522 may be formed in the grip section 521, and a plurality of the jetting section 522 may be provided. In this case, the plurality of jetting sections 522 may be formed at predetermined intervals in the gripping section 521 as shown in FIG. However, this is merely an example, and the shape, size, arrangement, and the like of the jetting section 522 may be substantially varied. The jetting section 522 can provide fluid to the grip section 521. [ In this case, the fluid provided by the jetting section 522 may be water or ultrapure water, and may be provided at a constant temperature and pressure.

스페이서(524)는, 파지부(521) 및 기판(S) 사이의 간격을 유지함으로써, 파지부(521)가 기판(S)의 피연마면에 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(524)는 파지부(521)의 하면에 일체로 형성되고, 일정한 높이로 돌출될 수 있다. 도 6에서는, 스페이서(524)가 뾰족한 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 일 예시에 불과하며, 스페이서(524)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(S) 및 파지부(521) 사이의 간격을 유지시킬 수 있는 형상이라면, 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 스페이서(524)는 파지된 기판(S)의 가장자리 외측에 위치하도록 구비될 수 있다.The spacers 524 can prevent the grasping portion 521 from directly contacting the surface to be polished of the substrate S by maintaining the gap between the grasping portion 521 and the substrate S. [ For example, the spacer 524 may be integrally formed on the lower surface of the grip portion 521 and may protrude at a constant height. 6, the shape of the spacer 524 is shown as having a pointed shape, but this is merely an example, and the shape of the spacer 524 is not limited thereto, and the distance between the substrate S and the grip portion 521 It can be changed substantially in various ways. The spacer 524 may be provided so as to be located outside the edge of the held substrate S.

분리부(525)는, 파지부(521)에 파지된 기판(S)을 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 분리부(525)는 파지부(521) 및 기판(S) 사이에 위치하는 유체의 표면장력을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 분리부(525)는 초음파 또는 진동을 통해, 유체의 표면장력을 감소시킬 수 있다. 반면, 분리부(525)는 유체의 상태를 변화시킴으로써, 유체의 표면장력을 감소시킬 수도 있다. 예를 들어, 분리부(525)는 유체의 온도를 감소시킬 수 있다.The separating section 525 can separate the substrate S gripped by the gripping section 521. For example, the separation portion 525 can reduce the surface tension of the fluid located between the grip portion 521 and the substrate S. [ Specifically, the separating section 525 can reduce the surface tension of the fluid through ultrasonic waves or vibration. On the other hand, the separating section 525 may reduce the surface tension of the fluid by changing the state of the fluid. For example, the separator 525 can reduce the temperature of the fluid.

언로딩 제어부(523)는, 분사부(522) 및 분리부(525)를 작동시킴으로써, 언로딩 셔틀(520)의 기판(S) 탈착을 제어할 수 있다. 언로딩 제어부(523)는, 분사부(522)의 유체 분사를 제어함으로써, 기판(S) 및 파지부(521) 사이의 흡착력을 조절할 수 있다. 따라서, 기판(S)이 언로딩 셔틀(520)에 파지되도록 할 수 있다. 반면, 언로딩 제어부(523)는, 언로딩 셔틀(520)이 기판(S)을 탈착하는 경우, 분리부(525)의 작동을 통해, 기판(S)을 파지부(521)로부터 분리시킬 수 있다. 또한, 언로딩 제어부(523)는, 분사부(522)에서 제공되는 유체의 분사 압력, 온도등을 측정하는 수단을 포함할 수 있다.The unloading control section 523 can control the removal of the substrate S of the unloading shuttle 520 by operating the ejecting section 522 and the separating section 525. [ The unloading control section 523 can control the attraction force between the substrate S and the grip section 521 by controlling the fluid injection of the jetting section 522. [ Accordingly, the substrate S can be gripped by the unloading shuttle 520. [ On the other hand, when the unloading shuttle 520 detaches the substrate S, the unloading control unit 523 can disconnect the substrate S from the holding unit 521 through the operation of the separating unit 525 have. The unloading control unit 523 may include means for measuring the injection pressure, temperature, and the like of the fluid supplied from the jetting unit 522. [

기판 언로더(510)는, 언로딩 셔틀(520)로부터 기판(S)을 이송받고, 이송된 기판(S)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 기판 언로더(510)는 언로딩 셔틀(520)이 상부에 위치하면, 언로딩 셔틀(520) 방향으로 승강함으로써, 기판(S)을 이송받을 수 있다. 이 경우, 기판 언로더(510)는 기판(S)의 피연마면이 상부를 향하도록, 기판(S)을 지지할 수 있다. 기판 언로더(510)는, 기판(S)을 지지한 상태에서, 기판(S)을 기판 세척 유닛(60)으로 이송시킬 수 있다. 기판 언로더(510)는, 언로딩 플레이튼(310), 롤러(511), 지지 부재(512)를 포함할 수 있다.The substrate unloader 510 can receive the substrate S from the unloading shuttle 520 and support the transferred substrate S thereon. For example, if the unloading shuttle 520 is located at the upper portion, the substrate unloader 510 can be moved up and down in the direction of the unloading shuttle 520 to be transferred to the substrate S. In this case, the substrate unloader 510 can support the substrate S such that the surface to be polished of the substrate S faces upward. The substrate unloader 510 can transfer the substrate S to the substrate cleaning unit 60 while the substrate S is being supported. The substrate unloader 510 may include an unloading platen 310, a roller 511, and a support member 512.

언로딩 플레이튼(310)은, 승강 동작함으로써, 기판 언로더(510)가 상하로 움직이도록 할 수 있다. 롤러(511)는 언로딩 플레이튼(310)의 상부에 구비되어, 기판(S)을 지지할 수 있다. 롤러(511)는 축을 중심으로 회전할 수 있다. 따라서, 기판(S)을 지지하면서, 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 롤러(511)는 복수개가 나란히 구비될 수 있으며, 각각의 롤러(511) 사이에는 기판(S)의 균형을 유지하도록 기판(S)을 지지하는 지지 부재(512)가 구비될 수 있다.The unloading platen 310 can move the substrate unloader 510 up and down by moving up and down. The roller 511 is provided on the unloading platen 310 to support the substrate S. The roller 511 can rotate about an axis. Therefore, it is possible to move the substrate S in the horizontal direction while supporting the substrate S. A plurality of rollers 511 may be provided side by side and a support member 512 for supporting the substrate S may be provided between the rollers 511 to maintain the balance of the substrate S.

정리하면, 기판 언로딩 유닛(50)은 기판(S)을 기판 캐리어(30)로부터 기판 세척 유닛(60)으로 이송시킬 수 있다. 구체적으로, 도 9를 참조하면, 언로딩 셔틀(520)은, 연마가 끝난 기판(S)을 기판 캐리어(30)로부터 반출할 수 있다. 기판 캐리어(30)가 상승하면, 언로딩 셔틀(520)은 유체의 표면장력을 통해 기판(S)을 비접촉 파지할 수 있다. 이후, 기판 캐리어(30)가 하강하면, 언로딩 셔틀(520)은 기판(S)을 파지한 상태에서, 기판 언로더(510)로 이동할 수 있다. 언로딩 셔틀(520)이 기판 언로더(510)의 상부로 이동하면, 기판 언로더(510)는 언로딩 셔틀(520) 방향으로 상승하게 되고, 언로딩 셔틀(520)은 기판(S)을 파지부(521)에서 분리함으로써, 기판(S)을 언로딩 셔틀(520)로 이송할 수 있다. 이후, 언로딩 셔틀(520)은, 롤러(511) 작동을 통해, 기판(S)을 기판 세척 유닛(60)으로 이송시킬 수 있다.In summary, the substrate unloading unit 50 can transfer the substrate S from the substrate carrier 30 to the substrate cleaning unit 60. Specifically, referring to Fig. 9, the unloading shuttle 520 can take out the polished substrate S from the substrate carrier 30. Fig. When the substrate carrier 30 rises, the unloading shuttle 520 can non-contact the substrate S through the surface tension of the fluid. Thereafter, when the substrate carrier 30 descends, the unloading shuttle 520 can move to the substrate unloader 510 with the substrate S gripped. When the unloading shuttle 520 moves to the upper portion of the substrate unloader 510, the substrate unloader 510 ascends in the direction of the unloading shuttle 520 and the unloading shuttle 520 moves the substrate S The substrate S can be transferred to the unloading shuttle 520 by separating the substrate S from the grip portion 521. [ Thereafter, the unloading shuttle 520 can transfer the substrate S to the substrate cleaning unit 60 through the operation of the rollers 511.

기판 세척 유닛(60)은, 기판 언로딩 유닛(50)으로부터 연마가 끝난 기판(S)을 이송받고, 이송받은 기판(S)의 피연마면을 세척함으로써, 기판(S)의 CMP 공정을 완료할 수 있다.The substrate cleaning unit 60 transfers the polished substrate S from the substrate unloading unit 50 and cleans the polished surface of the transferred substrate S to complete the CMP process of the substrate S can do.

결과적으로, 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 시스템(1)은, 기판(S)의 반출, 이송, 연마, 세척의 공정을 자동화로 수행할 수 있다. 또한, 로딩 유닛 및 언로딩 유닛을 통해, 기판(S)을 이송시킴으로써, 기판(S)의 피연마면을 보호하면서도, 이송 장치의 오염을 방지할 수 있다.As a result, the large-area substrate CMP system 1 according to the embodiment can automatically carry out the processes of carrying out, transporting, polishing, and cleaning the substrate S. Further, the substrate S is transferred through the loading unit and the unloading unit, thereby preventing contamination of the transfer device while protecting the surface to be polished of the substrate S.

이하, 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 방법에 대하여 설명하도록 한다. 대면적 기판 CMP 방법을 설명함에 있어서, 앞서 설명한 기재와 중복되는 기재는 생략하도록 한다.Hereinafter, a large area substrate CMP method according to one embodiment will be described. In describing the large area substrate CMP method, the description overlapping with the above description is omitted.

도 10 내지 도 12는 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 방법의 순서도이다.10 to 12 are flowcharts of a large area substrate CMP method according to an embodiment.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 방법은, 기판 보관 유닛으로부터 기판을 반출하는 단계(910), 반출된 기판을 기판 캐리어로 이송시키는 단계(920), 기판 캐리어에 이송된 기판의 피연마면을 연마하는 단계(930), 연마된 기판을 기판 캐리어로부터 이송시키는 단계(940) 및 기판을 기판 세척 유닛으로 이송시키는 단계(950)를 포함할 수 있다.10-12, a large area substrate CMP method according to one embodiment includes moving a substrate from a substrate storage unit 910, transferring the carried substrate to a substrate carrier 920, (930) polishing the polished surface of the substrate transferred to the substrate carrier, transferring the polished substrate from the substrate carrier (940), and transferring the substrate to the substrate cleaning unit (950).

단계 910은, 기판 보관 유닛으로부터 기판을 반출할 수 있다. 이 경우, 기판은 피연마면이 상부를 향하도록 반출될 수 있다.,Step 910 can take the substrate out of the substrate storage unit. In this case, the substrate can be taken out so that the polished surface faces upward.

단계 920은, 반출된 기판의 피연마면이 상부를 향한 상태에서, 기판을 기판 캐리어로 이송시킬 수 있다. 단계 920은, 반출된 기판을 진공 흡착하는 단계(921), 흡착된 기판을 기판 캐리어로 이송시키는 단계(922) 및 기판의 피연마면이 연마 패드를 향하도록, 기판을 기판 캐리어에 안착시키는 단계(923)를 포함할 수 있다.Step 920 can transfer the substrate to the substrate carrier with the polished surface of the unloaded substrate facing upward. Step 920 includes vacuum adsorbing the carried-out substrate (921), transferring the adsorbed substrate to a substrate carrier (922), and placing the substrate on the substrate carrier such that the polished surface of the substrate faces the polishing pad (923).

단계 921은, 반출된 기판을 진공 흡착을 통해 파지할 수 있다. 예를 들어, 단계 921에서는, 로딩 셔틀을 통해 기판을 진공흡착 할 수 있다. 단계 922는, 로딩 셔틀에 의해 진공흡착된 기판을 기판 캐리어로 이송시킬 수 있다. 단계 923은 기판을 기판 캐리어에 안착시킬 수 있다. 예를 들어, 로딩 셔틀이 기판 캐리어의 상부로 이동하면, 기판 캐리어가 로딩 셔틀 방향으로 승강하고, 로딩 셔틀이 기판을 분리함으로써, 기판 캐리어에 기판을 안착시킬 수 있다.Step 921 can grip the carried-out substrate through vacuum adsorption. For example, in step 921, the substrate can be vacuum-adsorbed through the loading shuttle. Step 922 may transport the substrate vacuum-adsorbed by the loading shuttle to the substrate carrier. Step 923 can seat the substrate on the substrate carrier. For example, when the loading shuttle is moved to the top of the substrate carrier, the substrate carrier can be elevated in the loading shuttle direction and the loading shuttle can seat the substrate in the substrate carrier by detaching the substrate.

단계 930은, 기판 캐리어에 안착된 기판의 피연마면을 연마할 수 있다. 예를 들어, 단계 930에서는, 기판 캐리어와 연마 유닛이 서로 다른 각속도로 회전하는 오비탈 방식을 통해, 기판의 피연마면을 연마할 수 있다.Step 930 may polish the polished surface of the substrate that is seated in the substrate carrier. For example, in step 930, the polished surface of the substrate can be polished by an orbital method in which the substrate carrier and the polishing unit are rotated at different angular speeds.

단계 940은, 연마가 끝난 기판을 기판 캐리어로부터 이송시킬 수 있다. 단계 940은, 연마된 기판에 유체를 분사하는 단계(941), 유체의 표면장력을 이용하여, 기판을 비접촉 파지하는 단계(942) 및 기판을 기판 캐리어로부터 이송시키는 단계(943)를 포함할 수 있다.Step 940 may transport the polished substrate from the substrate carrier. Step 940 can include (941) jetting fluid to the polished substrate, (942) non-contacting the substrate using the surface tension of the fluid, and (943) transferring the substrate from the substrate carrier have.

단계 941은, 연마된 기판의 피연마면에 유체를 분사할 수 있다. 분사되는 유체는, 물 또는 초순수일 수 있다. 단계 942는, 기판에 분사된 유체의 표면장력을 통해, 기판을 비접촉 파지할 수 있다. 예를 들어, 언로딩 셔틀에 의해, 기판을 파지할 수 있다. 이 경우, 기판은 비접촉 파지되기 때문에, 기판의 피연마면이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 단계 943은, 파지된 기판을 기판 캐리어로부터 반출할 수 있다.Step 941 can spray fluid onto the polished surface of the polished substrate. The fluid to be sprayed may be water or ultrapure water. Step 942 can hold the substrate in a noncontact manner through the surface tension of the fluid ejected onto the substrate. For example, the substrate can be gripped by an unloading shuttle. In this case, since the substrate is held in a noncontact manner, it is possible to prevent the polished surface of the substrate from being damaged. Step 943 can take the held substrate out of the substrate carrier.

단계 950은, 기판 캐리어로부터 이송된 기판을, 기판 세척 유닛으로 이송시킬 수 있다. 예를 들어, 언로딩 셔틀은 기판 언로더에 기판을 이송하고, 기판 언로더는 기판 세척 유닛으로 기판을 수평 이동 시킬 수 있다.Step 950 can transfer the substrate transferred from the substrate carrier to the substrate cleaning unit. For example, the unloading shuttle may transfer the substrate to the substrate unloader, and the substrate unloader may horizontally move the substrate to the substrate cleaning unit.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.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. For example, it is contemplated that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described structures, devices, and the like may be combined or combined in other ways than the described methods, Appropriate results can be achieved even if they are replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, equivalents to other embodiments and the claims are also within the scope of the following claims.

S: 기판
1: 대면적 기판 CMP 시스템
10: 기판 보관 유닛
20: 기판 로딩 유닛
30: 기판 캐리어
40: 기판 연마 유닛
50: 기판 언로딩 유닛
60: 기판 세척 유닛S: substrate
1: Large area substrate CMP system
10: substrate storage unit
20: substrate loading unit
30: substrate carrier
40: substrate polishing unit
50: Substrate unloading unit
60: Substrate cleaning unit

Claims (17)

기판의 피연마면이 상부를 향하도록 상기 기판을 안착시키는 기판 캐리어;
상기 기판 캐리어에 안착된 상기 기판의 피연마면을 연마하기 위한 연마 유닛;
연마되지 않은 상기 기판을 상기 기판 캐리어로 이송시키기 위한 기판 로딩 유닛; 및
연마된 상기 기판을 상기 기판 캐리어로부터 이송시키기 위한 기판 언로딩 유닛을 포함하는, 대면적 기판 CMP 장치.
A substrate carrier for seating the substrate such that a polished surface of the substrate faces upward;
A polishing unit for polishing a surface to be polished of the substrate placed on the substrate carrier;
A substrate loading unit for transferring the unbranched substrate to the substrate carrier; And
And a substrate unloading unit for transferring the polished substrate from the substrate carrier.
제1항에 있어서,
상기 기판을 보관하기 위한 기판 보관 유닛을 더 포함하고,
상기 기판 로딩 유닛은, 상기 기판 보관 유닛으로부터 상기 기판을 반출하는, 대면적 기판 CMP 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a substrate storage unit for storing the substrate,
Wherein the substrate loading unit transports the substrate from the substrate storage unit.
제1항에 있어서,
상기 기판 로딩 유닛은,
상기 기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 상기 기판을 지지하는 기판 로더; 및
상기 피연마면의 상부에 구비되고, 상기 기판 로더에 위치하는 상기 기판을 파지하여 상기 기판 캐리어로 이송시키는 로딩 셔틀을 포함하는, 대면적 기판 CMP 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate loading unit comprises:
A substrate loader for supporting the substrate such that a surface to be polished of the substrate faces upward; And
And a loading shuttle provided at an upper portion of the surface to be polished for holding the substrate placed on the substrate loader and transferring the substrate to the substrate carrier.
제3항에 있어서,
상기 로딩 셔틀은, 진공 흡착을 통해 상기 기판을 파지하여 이송시키는, 대면적 기판 CMP 장치.
The method of claim 3,
Wherein the loading shuttle grips and transports the substrate through vacuum adsorption.
제4항에 있어서,
상기 로딩 셔틀은,
상기 기판을 지지하도록, 내부에 공기압 조절 홀이 형성된 진공 챔버;
상기 기판을 파지하도록, 상기 진공 챔버의 측벽에 구비되는 흡착홀을 포함하는 흡착부; 및
상기 진공 챔버 및 상기 흡착부의 공기압을 조절하는 로딩 제어부를 포함하는, 대면적 기판 CMP 장치.
5. The method of claim 4,
The loading shuttle,
A vacuum chamber in which an air pressure adjusting hole is formed to support the substrate;
A suction unit including a suction hole provided on a side wall of the vacuum chamber so as to grip the substrate; And
And a loading control section for adjusting the air pressure of the vacuum chamber and the adsorption section.
제5항에 있어서,
상기 로딩 셔틀은,
상기 기판이 파지된 상태에서, 상기 기판의 엣지 영역에 위치하도록, 상기 흡착부의 외측에 구비되는 실링 부재를 더 포함하는, 대면적 기판 CMP 장치.
6. The method of claim 5,
The loading shuttle,
Further comprising a sealing member provided on an outer side of the adsorption section so as to be located in an edge region of the substrate in a state where the substrate is held.
제5항에 있어서,
상기 로딩 제어부는,
상기 기판을 흡착하는 경우, 상기 진공 챔버의 내부와, 상기 기판 및 흡착부 사이의 공기압을 감소시키고,
상기 기판을 탈착하는 경우, 상기 진공 챔버의 내부와, 상기 기판 및 흡착부 사이의 공기압을 증가시키는, 대면적 기판 CMP 장치.
6. The method of claim 5,
The loading control unit,
Wherein when the substrate is adsorbed, an air pressure between the inside of the vacuum chamber and the adsorption unit is reduced,
And increases the air pressure between the inside of the vacuum chamber and the substrate and the adsorption unit when the substrate is detached.
제1항에 있어서,
상기 기판 언로딩 유닛은,
상기 기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 상기 기판을 지지하는 기판 언로더; 및
연마가 끝난 상기 기판을 파지하여, 상기 기판 캐리어로부터 상기 기판 언로더로 이송시키는 언로딩 셔틀을 포함하는, 대면적 기판 CMP 장치.
The method according to claim 1,
The substrate unloading unit includes:
A substrate unloader for supporting the substrate such that a surface to be polished of the substrate faces upward; And
And an unloading shuttle that grasps the polished substrate and transfers the polished substrate from the substrate carrier to the substrate unloader.
제8항에 있어서,
상기 언로딩 셔틀은,
상기 기판에 도포되는 유체의 표면장력을 이용하여, 상기 기판을 비접촉 상태로 파지하여 이송시키는, 대면적 기판 CMP 장치.
9. The method of claim 8,
The unloading shuttle,
Wherein the substrate is gripped and transported in a noncontact state by using the surface tension of the fluid applied to the substrate.
제8항에 있어서,
상기 언로딩 셔틀은,
상기 기판의 피연마면에 유체를 분사하기 위한 분사부;
상기 기판을 파지하기 위한 파지부; 및
상기 분사부의 유체 분사를 제어하기 위한 언로딩 제어부를 포함하는, 대면적 기판 CMP 장치.
9. The method of claim 8,
The unloading shuttle,
A jetting portion for jetting a fluid to a surface to be polished of the substrate;
A gripper for gripping the substrate; And
And an unloading control section for controlling the fluid injection of the ejection section.
제10항에 있어서,
상기 언로딩 셔틀은, 상기 파지부 및 상기 기판 사이의 간격을 유지하는 스페이서를 더 포함하는, 대면적 기판 CMP 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the unloading shuttle further comprises a spacer for maintaining a gap between the gripper and the substrate.
제 10항에 있어서,
상기 언로딩 셔틀은, 상기 기판을 분리시키기 위한 분리부를 더 포함하고,
상기 언로딩 제어부는, 상기 기판이 상기 기판 언로더로 이송되면, 상기 분리부의 작동을 통해, 상기 기판을 상기 파지부로부터 분리시키는, 대면적 기판 CMP 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the unloading shuttle further comprises a separator for separating the substrate,
Wherein the unloading control section separates the substrate from the grip section through the operation of the separating section when the substrate is transferred to the substrate unloader.
제1항에 있어서,
상기 기판을 세척하기 위한 기판 세척 유닛을 더 포함하고,
상기 기판 언로딩 유닛은, 상기 기판을 상기 기판 세척 유닛으로 이송시키는, 대면적 기판 CMP 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a substrate cleaning unit for cleaning the substrate,
Wherein the substrate unloading unit transfers the substrate to the substrate cleaning unit.
기판 보관 유닛으로부터 상기 기판을 반출하는 단계;
반출된 상기 기판을, 기판 캐리어로 이송시키는 단계;
상기 기판 캐리어에 이송된 상기 기판의 피연마면을 연마하는 단계; 및
연마된 상기 기판을 상기 기판 캐리어로부터 이송시키는 단계를 포함하는, 대면적 기판의 연마 방법.
Removing the substrate from the substrate storage unit;
Transporting the carried-out substrate to a substrate carrier;
Polishing the surface to be polished of the substrate transferred to the substrate carrier; And
And transferring the polished substrate from the substrate carrier.
제14항에 있어서,
상기 기판을 기판 캐리어로 이송시키는 단계는,
상기 기판을 진공 흡착하는 단계;
흡착된 상기 기판을 상기 기판 캐리어에 이송시키는 단계; 및
상기 기판의 피연마면이 연마 패드를 향하도록, 상기 기판을 상기 기판 캐리어에 안착시키는 단계를 포함하는, 대면적 기판의 CMP 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein transferring the substrate to a substrate carrier comprises:
Vacuum-adsorbing the substrate;
Transferring the adsorbed substrate to the substrate carrier; And
And placing the substrate on the substrate carrier such that the polished surface of the substrate faces the polishing pad.
제14항에 있어서,
연마된 상기 기판을 상기 기판 캐리어로부터 이송시키는 단계는,
연마된 상기 기판에 유체를 분사하는 단계;
상기 기판에 분사된 유체의 표면장력을 이용하여, 상기 기판을 비접촉 파지하는 단계; 및
상기 기판을 상기 기판 캐리어로부터 이송시키는 단계를 포함하는, 대면적 기판의 CMP 방법.
15. The method of claim 14,
The step of transferring the polished substrate from the substrate carrier comprises:
Spraying a fluid onto the polished substrate;
Contacting the substrate with the surface tension of the fluid jetted onto the substrate; And
And transferring the substrate from the substrate carrier.
제14항에 있어서,
상기 기판 캐리어로부터 이송된 기판을, 기판 세척 유닛으로 이송시키는 단계를 더 포함하는, 대면적 기판의 CMP 방법.
15. The method of claim 14,
Further comprising transferring a substrate transferred from the substrate carrier to a substrate cleaning unit.
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