KR20180087760A - 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 cmp 장치 - Google Patents

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박성현
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Abstract

기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 CMP 장치를 개시한다. 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛은, 기판을 지지하기 위한 플레이튼을 포함하는 기판 지지부; 및 상기 기판 지지부에 위치한 상기 기판의 위치를 유지하기 위한 고정부를 포함하고, 상기 고정부는, 연마패드 및 기판 중 하나 이상이 이송되는 경우, 상기 기판의 연마가 진행되지 않는 부분은 고정시키고, 상기 기판의 연마가 진행되는 부분은 고정시키지 않을 수 있다.

Description

기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 CMP 장치{SUBSTRATE SUPPORT UNIT AND CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS COMPRISING THE SAME}
아래의 실시 예는 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 CMP 장치에 관한 것이다.
기판의 제조에는, 연마와 버핑(buffing) 및 세정을 포함하는 CMP(chemical mechanical polishing) 작업이 필요하다. 기판의 CMP 작업에는, 연마패드를 통해 기판의 피연마면을 연마하는 공정이 요구된다. 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.
LCD, PDP 또는 글라스(Glass)와 같은 대면적 기판을 연마하는 경우, 일반적으로 연마패드의 크기는 대면적 기판의 크기보다 작게 된다. 따라서, 기판의 피연마면을 연마하기 위해서는, 연마패드가 수평으로 이동하면서 기판을 연마할 필요가 있다.
기존에는, 연마패드보다 큰 크기의 기판을 연마하기 위해서는, 플레튼에 접착 패드등을 사용하여 기판을 고정시킨 후 연마를 수행했다. 그러나, 기판 고정 패드등을 사용하는 경우에는, 기판의 정밀한 연마에 어려움이 있어, 상부 표면이 가요성 막으로 형성되어 기판을 지지하는 멤브레인이 사용되고 있다. 이 경우, 대면적 CMP 장치는 가요성 막 주변에 기판을 가요성 막에서 이탈되는 것을 방지하기 위해서 리테이너 링 등의 구조물이 구비되어야 한다. 이러한 리테이너 링은 기판보다 높은 높이를 갖기 때문에, 연마패드가 리테이너링에 충돌하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 연마패드에 의해 기판이 가압되면, 기판의 비연마 영역이 휘어짐으로써, 멤브레인으로부터 이격되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 연마패드와의 충돌 문제 및 기판의 비 연마영역이 멤브레인으로부터 이격되는 문제를 해결하기 위한 장치가 필요한 실정이다.
이와 관련하여, 공개특허공보 제10-2015-0053636호는 화학 기계적 연마장치의 리테이너링에 대한 발명을 개시한다.
일 실시 예에 따른 목적은, 기판에 가해지는 압력으로 인해 기판의 비연마 영역이 휘어지는 것을 방지하는 기판 지지 유닛을 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 선택적으로 기판의 엣지영역을 지지하는 고정부를 포함하는 기판 지지 유닛을 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 대면적 기판의 균일한 연마가 가능한 CMP 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛은, 기판을 지지하기 위한 플레이튼을 포함하는 기판 지지부; 및 상기 기판 지지부에 위치한 상기 기판의 위치를 유지하기 위한 고정부를 포함하고, 상기 고정부는, 연마패드 및 기판 중 하나 이상이 이송되는 경우, 상기 기판의 연마가 진행되지 않는 부분은 고정시키고, 상기 기판의 연마가 진행되는 부분은 고정시키지 않을 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 고정부는, 상기 기판 지지부에 지지되는 상기 기판의 엣지(edge) 영역에 위치하고, 상기 기판에 대하여 회전 가능하도록, 상기 플레이튼에 연결될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 고정부는, 회전에 따라 상기 기판의 적어도 일부를 덮음으로써, 상기 기판이 상기 기판지지부로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판지지부는 상기 기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 상기 기판을 지지하고, 상기 고정부는, 상기 기판을 상기 기판 지지부 방향으로 가압할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 고정부는, 상기 기판의 외측에 위치하고, 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 플레이튼에 연결되는 회전부재; 및 상기 회전부재에 연결되고, 상기 회전부재의 회전에 따라 상기 기판의 피연마면에 위치하는 고정부재를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 고정부는 복수개가 구비되고, 상기 복수개의 고정부는, 상기 기판의 연마위치에 따라 상기 기판의 위치 고정이 가능하도록, 개별 작동 가능할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 지지 유닛은, 상기 고정부의 작동을 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제어부는, 상기 고정부가 위치하는 기판의 부위가 연마되는 경우에는, 상기 고정부가 상기 기판을 고정하지 않도록 제어하고, 상기 기판의 부위가 연마되지 않는 경우에는, 상기 고정부가 상기 기판을 고정하도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 CMP 장치는, 기판을 연마하기 위한 연마패드를 구비하는 연마 유닛; 및 기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 포함하고, 상기 기판 지지 유닛은, 플레이튼을 포함하는 기판 지지부; 및 상기 기판의 엣지영역에 위치하도록 상기 플레이튼에 연결되고, 상기 기판의 위치를 고정시키기 위한 고정부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 고정부는, 상기 기판에 대하여 회전 가능하고, 상기 기판의 피연마면을 선택적으로 지지함으로써, 상기 기판이 상기 기판지지부로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 고정부는, 상기 기판의 피연마면이 연마되지 않는 경우에는, 상기 기판의 피연마면을 지지하고, 상기 기판의 피연마면이 연마되는 경우에는, 상기 기판의 피연마면을 지지하지 않도록 회전 가능할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 CMP 장치는, 상기 연마패드가 상기 기판을 연마하는 경우, 상기 복수개의 고정부 중, 피연마면의 연마영역에 위치하는 고정부는 상기 기판을 고정하지 않도록 제어하고, 피연마면의 비 연마영역 위치하는 고정부는 상기 기판을 고정하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛은, 기판의 연마시 기판의 비연마 영역이 뜨는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛은, 기판의 엣지 영역을 선택적으로 지지함으로써, 연마패드와의 충돌을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따른 CMP 장치는, 대면적 기판을 균일하게 연마할 수 있다.
일 실시예에 따른 기판 지지 유닛 및 CMP 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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 장치의 모식도이다.
도 2는, 일 실시 예에 따른 기판 CMP 장치의 모식도이다.
도 3은, 일 실시 예에 따른 기판 CMP 장치의 모식도이다.
도 4는, 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 모식도이다.
도 5은, 일 실시 예에 따른 고정부의 개략도이다.
도 6은, 일 실시 예에 따른 고정부의 개략도이다.
도 7는, 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 블록도이다.
도 8은, 일 실시 예에 따른 고정부의 작동도이다.
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.
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.
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.
도 1은 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 장치의 모식도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 장치의 모식도이며, 도 3은 일 실시 예에 따른 대면적 기판 CMP 장치의 모식도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 모식도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 CMP 장치(1, 2, 3)는, 대면적 기판(S)을 화학적 기계적으로 연마하는 공정을 수행할 수 있다.
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.
기판 CMP 장치(1, 2, 3)는, 연마패드(112, 212, 312)보다 큰 크기를 가지는 기판(S)의 피연마면의 연마 공정을 수행할 수 있다. 이 경우, 대면적 기판 CMP 장치(1, 2, 3)는 연마패드(112, 212, 312)와 접촉하지 않는 기판(S)의 피연마면이 휨으로써, 기판(S)에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 기판 CMP 장치(1)는, 기판(S)을 연마하기 위한 연마 유닛(11, 21, 31) 및 기판(S)을 지지하기 위한 기판 지지 유닛(10)을 포함할 수 있다.
연마 유닛(11, 21, 31)은, 기판(S)의 피연마면을 연마할 수 있다. 예를 들어, 기판(S)의 피연마면이 상부를 향하도록 기판 지지 유닛(10)에 배치되는 경우, 연마 유닛(11, 21, 31)은 기판(S)의 피연마면을 연마하도록, 기판 지지 유닛(10)의 상부에 구비될 수 있다. 연마 유닛(11, 21, 31)은, 기판(S)을 연마하기 위한 연마패드(112. 213, 313)를 포함할 수 있다.
연마 유닛은 기판을 연마하기 위한 다양한 형태가 적용될 수 있다. 예를 들어, 연마 유닛은 도 1와 같이, 드럼 형상의 연마패드를 이용하는 드럼형 연마 유닛(11), 도 2과 같이 벨트형 연마패드를 이용하는 벨트형 연마 유닛(21), 도 3와 같이 원형 연마패드를 이용하는 로터리(rotary)형 연마 유닛(31)이 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 드럼형 연마 유닛(11)은 외주면에 연마패드(112)가 구비되는 원통형 드럼(111)을 포함할 수 있다. 기판(S)의 피연마면이 상부를 향하도록, 기판(S)이 기판 지지 유닛(10)에 지지된 상태에서, 기판 지지 유닛(10)은 연마패드(112)의 하부로 수평 이동할 수 있다. 이 경우, 기판(S)의 피연마면 상에 연마패드(112)가 접촉되어 회전함에 따라, 기판(S)의 연마가 수행될 수 있다. 드럼형 연마 유닛(11)은 원통형 연마패드(112)가 기판과 선접촉되고, 연마패드(112)의 회전 속도와 기판(S)의 이동 속도 차이에 따라 기판(S)이 연마될 수 있다.
도 2를 참조하면, 벨트형 연마 유닛(21)은 외주면에 연마면이 형성된 벨트 형태의 연마패드(212)와, 연마패드(212)를 구동하는 한 쌍의 구동롤러(211)를 포함할 수 있다. 기판(S)의 피연마면이 상부를 향하도록, 기판(S)이 기판 지지 유닛(10)에 지지된 상태에서, 벨트형 연마 유닛(21)은 기판(S)에 접촉하면서 기판 지지 유닛(10)에 대하여 수평 이동할 수 있다. 이 경우, 벨트형 연마 유닛(21)은 회전하는 연마패드(212)가 기판(S)에 대하여 이동하고, 연마패드(212)와 기판(S)의 마찰에 따라 기판(S)이 연마될 수 있다.
도 3을 참조하면, 로터리형 연마 유닛(31)은 연마패드(312)가 기판에 접촉한 상태에서, 기판(S) 면에 수직한 축을 중심으로 회전할 수 있다. 로터리형 연마 유닛(31)은, 기판(S)의 면적보다 작은 면적의 연마패드(312)를 구비하고, 기판(S)의 피연마면 전체를 연마하기 위해, 기판(S) 면을 따라 수평 이동하면서 기판(S)을 연마할 수 있다. 다시 말해서, 기판(S)의 피연마면에 연마패드(312)가 접촉한 상태에서 로터리형 연마 유닛(31)의 회전에 따라 연마가 수행될 수 있다. 비록, 도 3에서는, 로터리형 연마 패드(312)의 형상이 원형인 것으로 도시되었으나, 이는 일 예시에 불과하며, 로터리형 연마 패드(312)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
정리하면, 도 1 내지 도 3와 같이, 기판 CMP 장치(1, 2, 3)는, 다양한 종류의 연마 방식을 사용하여, 기판(S)을 연마할 수 있다. 대면적 기판 CMP 장치(1, 2, 3)는, 기판의 피연마면의 면적보다 작은 면적을 가지는 연마패드(112, 212, 312)를 통해, 기판(S)을 연마할 수 있다. 비록, 도면에서는 한정된 연마 방식만을 기재하였으나, 기판 CMP 장치(1, 2, 3)의 연마 방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 실질적으로 기판(S)의 면적보다 작은 연마패드를 통해 기판을 연마하기 위한 다양한 방식의 연마 방식이 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 지지 유닛(10)은, 기판(S)을 지지하면서도, 기판(S)의 연마 과정에서 기판(S)의 피연마 영역이 휘는 것을 방지하도록, 기판(S)의 피연마면의 엣지(Edge)영역을 지지할 수 있다. 기판 지지 유닛(10)은, 기판 지지부, 고정부(103) 및 제어부(104)를 포함할 수 있다.
기판 지지부는, 연마가 수행되기 위한 기판(S)을 지지할 수 있다. 기판 지지부는, 플레이튼(101) 및 멤브레인(102)을 포함할 수 있다.
플레이튼(101)은 기판 지지 유닛(10)에 배치된 기판(S)의 연마가 가능하도록, 기판(S)을 수평으로 지지할 수 있다. 플레이튼(101)은 지면에 대한 수평 방향으로 기판(S)을 이송하거나, 고정된 상태에서 기판(S)의 연마가 수행되도록 할 수 있다. 또한, 플레이튼(101)은 지면에 수직한 축을 중심으로 자전함으로써, 지지된 기판(S)을 수평으로 회전시킬 수 있다.
멤브레인(102)은 플레이튼(101)의 일측에 구비될 수 있다. 예를 들어, 멤브레인(102)은 플레이튼(101)의 상부에 구비될 수 있다. 멤브레인(102)은 기판(S)의 연마가 가능하도록, 기판(S)을 지지할 수 있다. 이 경우, 멤브레인(102)은 기판(S)의 피연마면이 상부를 향하도록, 피연마면의 대향면을 지지할 수 있다. 멤브레인(102)은, 기판(S)이 안착되는 면이 가요성의 재질로 형성될 수 있다. 또한, 멤브레인(102)은 연마 유닛(10)이 기판(S)을 가압하는 경우, 기판(S)의 효율적인 연마가 가능하도록, 기판(S)을 상부로 가압할 수 있다. 예를 들어, 멤브레인(102) 및 플레이튼(101) 사이의 압력이 조절됨으로써, 멤브레인(102)이 상부로 가압될 수 있다.
고정부(103)는, 기판 지지부에 위치한 기판(S)의 위치를 유지할 수 있다. 이 경우, 고정부(103)는, 연마패드(112) 및 기판(S) 중 하나 이상이 이송되는 경우, 기판(S)의 연마 부위를 고정하지 않을 수 있다. 다시 말하면, 고정부(103)는 멤브레인(102)에 안착된 기판(S)의 위치를 선택적으로 고정할 수 있다. 고정부(103)는 기판(S)의 연마부위에 따라 기판(S)의 고정상태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 고정부(103)는 기판(S)의 비 연마부위는 기판 지지부에 대하여 위치를 고정시키고, 기판(S)의 연마부위는 기판 지지부에 대하여 위치를 고정시키지 않을 수 있다.
고정부(103)는 멤브레인(102)에 안착된 기판(S)의 외측, 예를 들어, 기판(S)의 엣지(edge)영역에 위치할 수 있다. 고정부(103)는, 기판(S)의 외측에 배치되어, 기판(S)이 멤브레인(102)에 대하여 수평으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 고정부(103)는 기판(S)에 대하여 회전 가능하도록 플레이튼(101)에 연결될 수 있다. 이 경우, 고정부(103)는 회전에 따라 기판(S)의 피연마면을 선택적으로 지지할 수 있다. 예를 들어, 고정부(103)는 회전에 따라 기판(S)의 적어도 일부를 덮음으로써, 기판(S)이 기판 지지부로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다. 고정부(103)는, 회전 부재 및 고정 부재를 포함할 수 있다.
회전 부재는 기판(S)의 외측, 예를 들어, 멤브레인(102)의 측면에 배치될 수 있다. 회전 부재는 축을 중심으로 회전 가능하도록 플레이튼에 연결될 수 있다. 예를 들어, 회전 부재는 멤브레인(102)에 지지된 기판(S)의 피연마면에 수직한 축을 중심으로 회전할 수 있다.
고정 부재는 회전 부재에 연결되고, 회전 부재의 회전에 따라 기판(S)을 선택적으로 지지할 수 있다. 예를 들어, 고정 부재는 회전 부재의 회전에 따라, 기판(S)의 상부, 다시 말하면, 기판(S)의 피연마면에 위치함으로써, 기판(S)의 피연마면의 엣지 영역을 선택적으로 지지할 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 고정부(103)는 기판(S)이 멤브레인(102)으로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 고정부(103)는 기판을 고정하는 상태에서, 기판(S)을 기판 지지부 방향, 예를 들어, 멤브레인(102)으로 가압할 수 있다. 따라서, 기판(S)의 연마 과정 중, 비 연마 영역이 멤브레인(102)으로부터 이격되지 않도록 함으로써, 기판(S)의 크랙(crack), 파손, 이탈등의 문제를 방지할 수 있다.
고정부(103)는 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 고정부(103)는 기판의 외측에 일정 간격으로 배치됨으로써, 기판(S)의 피연마면의 엣지(edge)영역을 전반적으로 지지할 수 있다. 결과적으로, 기판 지지 유닛(10)은, 복수개의 고정부(103)를 통해, 기판(S)을 멤브레인(102) 방향으로 가압할 수 있다. 이 경우, 각각의 고정부(103)는 기판의 연마위치에 따라 기판 지지부에 대한 기판(S)의 위치 고정이 가능하도록 개별 작동할 수 있다. 예를 들어, 기판(S)의 연마과정에서, 기판(S) 및 연마 유닛(11)의 이동에 따라 기판(S)의 연마부위가 변경되는 경우를 기준으로, 기판(S)의 연마부위에 위치한 고정부(103)는 기판을 고정하지 않도록 회전함으로써, 연마 유닛(11)과의 간섭이 발생하는 것을 방지하고, 기판(S)의 연마가 원활하게 수행되도록 할 수 있다. 반면, 기판(S)의 비 연마부위에 위치하는 고정부(103)는 기판을 고정하도록 회전함으로써, 연마 유닛(11)의 가압으로 인해 기판(S)의 비 연마부위가 휘어지거나, 기판 지지부로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
도 5 및 도 6은 일 실시 예에 따른 고정부의 개략도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 고정부(103)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정부(103)는 도 5와 같이, 'ㄱ'자 형상으로 형성될 수 있으며, 도 6과 같이 상부가 라운드(round)진 형상으로 형성될 수도 있다. 도 6과 같이, 고정부(103)의 상부면이 라운드(round)진 형상으로 형성되는 경우, 연마 유닛(11)의 연마패드(112)가 고정부(103)에 충돌하는 경우에, 연마패드(112)가 고정부(103)의 상측으로 움직일 수 있으므로, 연마패드(112)의 손상을 방지할 수 있다. 비록, 도면에서는 고정부(103)의 형상을 한정된 예시로만 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 고정부(103)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 고정부(103)는 회전에 따라 기판(S)의 상부면을 선택적으로 지지하는 기능을 수행할 수 있는 다양한 형상이 적용될 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 제어부(104)는 고정부(103)의 작동, 즉, 고정부(103)의 회전 동작을 제어함으로써, 고정부(103)가 기판(S)의 상부면을 선택적으로 지지하도록 할 수 있다. 제어부(104)는, 복수개의 고정부(103)를 개별적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(104)는 연마패드(112)가 기판(S)을 연마하는 경우, 복수개의 고정부(103) 중 기판(S) 피연마면의 연마영역에 위치하는 고정부(103)는 상기 기판(S)을 고정하지 않도록 개방시키고, 피연마면의 비 연마영역에 위치하는 고정부(103)는 기판(S)을 고정하도록 제어할 수 있다.
따라서, 제어부(104)는 기판(S)의 연마영역별로 고정부(103)의 회전을 개별 제어함으로써, 연마영역에서는 고정부(103) 및 연마패드(112)가 충돌하는 것을 방지하고, 비 연마영역에서는 기판(S)을 지지함으로써, 기판(S)의 비연마영역이 멤브레인(102)으로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 고정부의 작동도이다.
도 8을 참조하면, 제어부(104)는 기판(S)을 연마하는 연마패드(112)의 위치에 따라, 복수개의 고정부(103)를 선택적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 대면적 기판 CMP 장치(1)가, 도 8과 같이 드럼형 연마 유닛을 통해 기판(S)을 연마하는 경우, 기판(S)의 피연마면은, 연마패드(112)와 접촉하는 연마영역 및 연마패드(112)와 접촉하지 않는 비연마영역으로 구분될 수 있다. 제어부(104)는, 연마 유닛의 위치에 따라, 연마 영역 및 비 연마영역을 구분하고, 각각의 영역에 위치한 고정부(103)의 작동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 연마패드(112)가 위치하는 부분의 고정부(103)는, 기판(S)의 피연마면을 지지하지 않도록 회전함으로써, 연마패드(112)와의 충돌을 회피할 수 있다. 반면, 연마패드(112)가 위치하지 않는 부분의 기판(S)은, 연마패드(112)의 가압으로 인해, 멤브레인(102)으로부터 이격되도록 휘어질 수 있다. 이 경우, 연마패드(112)가 위치하지 않는 부분, 즉, 기판의 비 연마 영역에 위치한 고정부(103)는 기판(S)을 멤브레인(102) 방향으로 가압함으로써, 기판(S)이 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
연마유닛이 이동함에 따라, 기판(S)의 연마영역 및 비연마영역은 변화하게 되며, 이 경우, 각각의 고정부(103)는 순차적으로 회전함으로써, 연속적인 기판(S)의 연마공정이 수행되도록 할 수 있다.
정리하면, 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛(10) 및 이를 포함하는 대면적 기판 CMP 장치(1)는, 연마패드의 면적보다 큰 크기의 기판(S)을 연마하면서도, 고정부(103)를 통해 기판(S)의 엣지 영역을 고정함으로써, 기판(S)의 비연마 영역이 휘는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(S)의 연마 과정 중, 고정부(103)가 선택적으로 기판(S)을 지지함으로써, 연마패드 및 고정부(103)의 충돌에 따른 장치의 손상을 방지할 수 있다. 결과적으로, 기판 지지 유닛(10) 및 이를 포함하는 대면적 기판 CMP 장치(1)는, 기판(S) 및 장치의 손상 없이도, 대면적 기판(S)을 연마할 수 있다.
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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1, 2, 3: 대면적 기판 CMP 장치
10: 기판 지지 유닛
101: 플레이튼
102: 멤브레인
103: 고정부
104: 제어부
11: 연마 유닛
111: 연마 플레이튼
112: 연마패드

Claims (12)

  1. 기판을 지지하기 위한 플레이튼을 포함하는 기판 지지부; 및
    상기 기판 지지부에 위치한 상기 기판의 위치를 유지하기 위한 고정부를 포함하고,
    상기 고정부는, 연마패드 및 기판 중 하나 이상이 이송되는 경우, 상기 기판의 연마가 진행되지 않는 부분은 고정시키고, 상기 기판의 연마가 진행되는 부분은 고정시키지 않는, 기판 지지 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 기판 지지부에 지지되는 상기 기판의 엣지(edge) 영역에 위치하고,
    상기 기판에 대하여 회전 가능하도록, 상기 플레이튼에 연결되는, 기판 지지 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정부는, 회전에 따라 상기 기판의 적어도 일부를 덮음으로써, 상기 기판이 상기 기판 지지부로부터 이격되는 것을 방지하는, 기판 지지 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 상기 기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 상기 기판을 지지하고,
    상기 고정부는, 상기 기판을 상기 기판 지지부 방향으로 가압할 수 있는, 기판 지지 유닛.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 기판의 외측에 위치하고, 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 플레이튼에 연결되는 회전부재; 및
    상기 회전부재에 연결되고, 상기 회전부재의 회전에 따라 상기 기판의 피연마면에 위치하는 고정부재를 포함하는, 기판 지지 유닛
  6. 제2항에 있어서,
    상기 고정부는 복수개가 구비되고,
    상기 복수개의 고정부는, 상기 기판의 연마위치에 따라 상기 기판의 위치 고정이 가능하도록, 개별 작동 가능한, 기판 지지 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정부의 작동을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는, 기판 지지 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 고정부가 위치하는 기판의 부위가 연마되는 경우에는, 상기 고정부가 상기 기판을 고정하지 않도록 제어하고,
    상기 기판의 부위가 연마되지 않는 경우에는, 상기 고정부가 상기 기판을 고정하도록 제어하는, 기판 지지 유닛.
  9. 기판을 연마하기 위한 연마패드를 구비하는 연마 유닛; 및
    기판의 피연마면이 상부를 향하도록, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 포함하고,
    상기 기판 지지 유닛은,
    플레이튼을 포함하는 기판 지지부; 및
    상기 기판의 엣지영역에 위치하도록 상기 플레이튼에 연결되고, 상기 기판의 위치를 고정시키기 위한 고정부를 포함하는, 기판 CMP 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 기판에 대하여 회전 가능하고, 상기 기판의 피연마면을 선택적으로 지지함으로써, 상기 기판이 상기 기판 지지부로부터 이격되는 것을 방지하는, 대면적 기판 CMP 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고정부는, 상기 기판의 피연마면이 연마되지 않는 경우에는, 상기 기판의 피연마면을 지지하고,
    상기 기판의 피연마면이 연마되는 경우에는, 상기 기판의 피연마면을 지지하지 않도록 회전 가능한, 기판 CMP 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 연마패드가 상기 기판을 연마하는 경우,
    상기 복수개의 고정부 중, 피연마면의 연마영역에 위치하는 고정부는 상기 기판을 고정하지 않도록 제어하고,
    피연마면의 비 연마영역 위치하는 고정부는 상기 기판을 고정하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는, 기판 CMP 장치.
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