KR20180133627A - 기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치 - Google Patents
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Abstract
기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치를 개시한다. 일 실시 예에 따른 기판 이송 유닛은, 기판을 이송하기 위한 플레이튼; 상기 플레이튼에 구비되고, 기판이 안착되는 기판 안착부; 및 상기 플레이튼에 구비되고, 상기 안착된 기판의 연마를 위한 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔닝부를 포함할 수 있다.
Description
아래의 실시예는 기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치에 관한 것이다.
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.
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.
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.
벨트형 연마패드를 통해 기판을 연마하는 경우, 기판을 파지한 이송 장치가 연마패드 방향으로 이동함으로써, 기판 및 연마패드의 접촉에 따른 연마를 수행할 수 있다. 기판의 연마 상태는, 기판 및 연마패드의 접촉의 균일성에 따라 정해지는데, 균일한 기판의 연마를 위하여, 연마패드를 기판으로 가압하는 에어 베어링이 사용될 수 있다.
에어 베어링은, 공기분사를 통해 연마패드를 기판 방향으로 가압하는데, 기판과 연마패드의 상대적인 위치에 따라, 분사되는 공기의 일부가 외부로 유출됨으로써, 연마 과정간에 균일한 압력을 작용하지 못하는 문제가 발생한다.
또한, 지속적인 기판의 연마가 수행되기 위해서는, 벨트형 연마패드를 컨디셔닝 하는 컨디셔닝 장치가 요구되는데, 기존의 컨디셔닝 장치를 사용하기 위해서는, 벨트형 연마패드를 컨디셔닝 장치 방향으로 가압하기 위한 별도의 에어 베어링에 필요하였다. 이 경우, 한 쌍의 에어 베어링이 벨트형 연마패드를 양 방향으로 가압하기 때문에 패드의 양 방향으로 부하가 걸려, 패드의 장력이 불균일 해지는 문제가 있었다. 따라서, 기판의 이송 과정에서, 균일한 연마량 및 연마 균일도를 확보할 수 있는 새로운 장치가 요구되는 실정이다.
이와 관련하여, 공개특허공보 제10-2016-0113279호는 기판 이송 장치에 관한 발명을 개시한다.
일 실시 예에 따른 목적은, 기판에 대한 연마패드의 압력을 균일하게 유지하는 기판 이송 유닛 및 기판 연마 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 기판의 이송 및 연마패드의 컨디셔닝을 동시에 수행할 수 있는 기판 이송 유닛 및 기판 연마 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 기판 이송 유닛은, 기판을 이송하기 위한 플레이튼; 상기 플레이튼에 구비되고, 기판이 안착되는 기판 안착부; 및 상기 플레이튼에 구비되고, 상기 안착된 기판의 연마를 위한 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔닝부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 컨디셔닝부는, 상기 기판 안착부의 둘레 영역에 위치하도록, 상기 플레이튼에 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 컨디셔닝부는, 상기 연마패드를 상기 기판 방향으로 가압하는 에어 베어링의 공기 분사 영역을 커버하는 크기를 가질 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 컨디셔닝부는, 상기 기판의 이동 방향을 기준으로, 상기 기판의 전방 및 후방 영역에 각각 배치되고, 상기 각각의 컨디셔닝부는, 상기 에어 베어링의 공기 분사 영역을 커버하는 면적을 가질 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 컨디셔닝부는, 상기 기판안착부에 기판이 안착된 상태에서, 상기 기판과 단차지지 않는 두께를 가질 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 컨디셔닝부는, 교체 가능하도록 상기 플레이튼에 탈착될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 안착부는, 상기 기판을 상기 연마패드 방향으로 가압하기 위한 멤브레인을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 평행한 회전축을 가지는 한 쌍의 구동롤러와, 상기 한 쌍의 구동롤러에 감겨 회전하는 연마패드를 포함하는 벨트형 연마 유닛; 상기 연마패드의 내측에 구비되고, 상기 연마패드를 외측으로 가압하는 에어 베어링; 및 상기 연마패드에 의한 기판의 연마가 가능하도록, 상기 기판을 이송하는 기판 이송 유닛을 포함하고, 상기 기판 이송 유닛은, 상기 연마패드를 컨디셔닝하기 위한 컨디셔닝부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 이송 유닛은, 상기 벨트형 연마 유닛을 향하여 이동 가능한 플레이튼; 상기 플레이튼의 상부에 구비되고, 상기 기판이 안착되는 기판 안착부를 더 포함하고, 상기 컨디셔닝부는, 상기 안착된 기판의 둘레 영역에 위치하도록, 상기 플레이튼의 상부에 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 컨디셔닝부는, 상기 기판이 연마되는 상태에서, 상기 기판에 대한 상기 연마패드의 압력이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 컨디셔닝부는, 상기 에어 베어링의 공기 분사 영역을 커버하는 면적을 가질 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 컨디셔닝부는, 상기 연마패드에 의한 상기 기판의 연마방향을 기준으로, 상기 기판의 전방 영역 및 후방 영역에 각각 배치되고, 상기 기판의 전방 영역에 배치된 컨디셔닝부는, 상기 기판의 연마 전 상태에 있는 연마패드를 컨디셔닝하고, 상기 기판의 후방 영역에 배치된 컨디셔닝부는, 상기 기판의 연마 후 상태에 있는 연마패드를 컨디셔닝할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 이송 유닛은, 상기 각각의 컨디셔닝부 사이의 기판 둘레 영역에 배치되는 더미(dummy)영역부를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 연마 장치는, 상기 연마패드의 컨디셔닝 상태를 측정하는 컨디셔닝 측정부; 및 상기 측정된 연마패드의 컨디셔닝 상태에 기초하여, 상기 에어베어링의 공기 분사압을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제어부는, 상기 연마패드의 컨디셔닝 상태가, 설정된 값에 도달하도록, 상기 에어 베어링을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치는, 기판에 대한 연마패드의 압력을 균일하게 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치는, 기판의 이송 및 연마패드의 컨디셔닝을 동시에 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 개략도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 개략도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 측면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 에어 베어링(30)의 모식도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(1)의 블록도이다.
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 2는 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 개략도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 측면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 에어 베어링(30)의 모식도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(1)의 블록도이다.
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.
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 기판 연마 장치의 개략도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 개략도이며, 도 3은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 측면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 에어 베어링(30)의 모식도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(1)는, 기판(W)을 화학적 기계적으로 연마하는 CMP(Chemical Mechenical Polishing) 공정을 수행할 수 있다.
기판(W)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(W)(S)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(W)은 반도체 장치(semiconductor device) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수도 있다.
또한, 도면에서는 기판(W)이 사각형 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 기판(W)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
기판 연마 장치(1)는, 기판(W)의 기판(W)에 가해지는 연마패드(202)의 압력을 균일하게 유지하면서 기판(W)을 연마하고, 기판(W)의 연마와 연마패드(202)의 컨디셔닝 공정을 동시에 수행함으로써, 기판(W)의 연마도 및 연마 균일도를 향상시킬 수 있다. 기판 연마 장치(1)는, 벨트형 연마 유닛(20), 에어 베어링(30), 기판 이송 유닛(10) 및 슬러리 공급 유닛(40)을 포함할 수 있다.
벨트형 연마 유닛(20)은, 한 쌍의 구동롤러(201) 및 연마패드(202)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 구동롤러(201)는 일정 간격을 두고 배치되며, 서로 평행한 회전축을 가질 수 있다. 한 쌍의 구동롤러(201)는 회전축을 중심으로 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 구동롤러(201)의 회전축은, 기판(W)의 이동 방향, 즉, 기판 이송 유닛(10)의 이동 방향과 수직할 수 있다. 구동롤러(201)의 회전방향은, 기판(W)의 이동 방향과 반대의 접선방향을 가질 수 있다.
구동롤러(201)에는, 구동롤러(201)의 회전 동력을 제공하는 모터(미도시)가 연결될 수 있다. 모터는 각각의 구동롤러(201)에 각각 구비될 수 있다. 반면, 모터는 한 쌍의 구동롤러(201) 중 하나의 구동롤러(201)에만 연결될 수도 있다. 모터는 한 쌍의 구동롤러(201)가 동일한 각속도로 회전하도록 동력을 제공할 수 있다.
연마패드(202)는 한 쌍의 구동롤러(201)에 감겨 회전함으로써, 기판(W)을 연마할 수 있다. 연마패드(202)는 폐루프(closed-loop)를 형성하는 벨트 형태로 형성됨으로써, 한 쌍의 구동롤러(201)의 외측에 감겨 무한궤도로 회전할 수 있다. 연마패드(202)는 기판(W)의 피연마면에 접촉하면서 상기 피연마면을 연마하도록, 외주면에 형성되는 연마면을 포함할 수 있다. 연마패드(202)는 구동롤러(201)의 회전 각속도에 대응하는 속도로 구동롤러(201)와 함께 회전할 수 있다.
연마패드(202)가 기판(W)을 연마하는 상태에서, 연마패드(202)의 일부는 기판(W)에 접촉한 상태로 기판(W)에 대하여 수평방향으로 이동할 수 있다. 이 경우, 기판(W)의 피연마면 및 연마패드(202)의 연마면 사이의 마찰을 통해, 기판(W)이 연마될 수 있다.
에어 베어링(30)은, 연마패드(202)의 내측, 다시 말해, 한 쌍의 구동롤러(201) 사이에 배치됨으로써, 연마패드(202)를 외측으로 가압할 수 있다. 예를 들어, 에어 베어링(30)은 연마패드(202)의 내주면에 공기를 분사함으로써, 연마패드(202)를 가압할 수 있다. 따라서, 에어 베어링(30)은 기판(W)에 가해지는 연마패드(202)의 압력을 조절함으로써, 기판(W) 및 연마패드(202) 사이의 마찰력에 따른 기판(W)의 연마도를 조절할 수 있다.
에어 베어링(30)은, 플레튼(301), 멤브레인(303), 압력센서(305)를 포함할 수 있다.
플레튼(301)은 내부에 형성되는 복수의 압력챔버(302)를 포함할 수 있다. 각각의 압력챔버(302)는 서로간의 압력이 간섭되지 않도록 각각 구분되는 영역을 포함할 수 있다. 각각의 압력챔버(302)는 내부의 압력을 조절하기 위한 공급부(306) 및 배기부(307)를 포함할 수 있다. 공급부(306)는, 압력챔부 내부로 공기를 공급함으로써, 압력챔버(302) 내부의 공기압을 증가시킬 수 있다. 반면, 배기부(307)는 압력챔버(302) 내부의 공기를 외부로 배출함으로써, 압력챔버(302) 내부의 공기압을 감소시킬 수 있다.
플래튼의 일측에는 개방부가 형성될 수 있다. 개방부는, 연마패드(202)를 마주보는 방향에 형성될 수 있다. 멤브레인(303)은 개방부에 배치됨으로써, 연마패드(202)의 내주면에 접촉할 수 있다. 멤브레인(303)은 암력챔버 내부의 공기를 연마패드(202) 방향으로 분사할 수 있도록 형성되는 복수의 공기홀을 포함할 수 있다. 각각의 공기홀은 연마패드(202)의 내주면으로 공기를 분사함으로써, 연마패드(202)를 기판(W) 방향으로 가압할 수 있다.
압력센서(305)는 각각의 압력챔버(302) 내부에 구비되고, 각각의 압력챔버(302) 내부의 공기압을 측정할 수 있다.
에어 베어링(30)은, 기판(W) 전체의 연마가 균일하게 수행되도록 공기압을 조절할 수 있다. 예를 들어, 기판(W)의 면적이 큰 경우에는, 연마패드(202)가 기판(W) 전체에 대하여 동일한 압력으로 접촉할 수 없기 ?문에, 각각의 압력챔버(302)의 공기압을 다르게 조절함으로써, 기판(W)에 대한 연마패드(202)의 압력이 균일하게 유지되도록 조절할 수 있다.
기판 이송 유닛(10)은, 연마패드(202)가 기판(W)을 연마할 수 있도록, 기판(W)을 벨트형 연마 유닛(20)으로 이송시키는 동시에, 기판(W)을 연마하는 연마패드(202)의 연마면을 컨디셔닝할 수 있다. 기판 이송 유닛(10)은, 플레이튼(101), 기판 안착부(102), 컨디셔닝부(103) 및 가이드 부재를 포함할 수 있다.
플레이튼(101)은 기판(W)을 이송시킬 수 있다. 플레이튼(101)은 예를 들어, 기판(W)을 지지한 상태에서, 벨트형 연마 유닛(20)을 향하여 이동할 수 있다. 플레이튼(101)이 기판(W)을 지지한 상태로 연마패드(202)에 접촉함으로써, 기판(W) 및 연마패드(202)의 접촉으로 인한 기판(W)의 연마가 수행될 수 있다.
기판 안착부(102)는, 플레이튼(101)에 구비되고 플레이튼(101)에 위치한 기판(W)이 안착되는 공간을 제공할 수 있다. 기판 안착부(102)는 예를 들어, 플레이튼(101)의 상부에 구비됨으로써, 기판(W)의 피연마면이 연마패드(202) 방향을 향하도록 기판(W)을 안착시킬 수 있다. 기판 안착부(102)는 안착된 기판(W)이 연마 과정에서 이탈하지 않도록, 기판(W)의 형상, 크기등에 대응하도록 형성될 수 있다. 기판 안착부(102)의 내측에는, 기판(W)의 하면을 지지하는 멤브레인(303)이 구비될 수 있다. 멤브레인(303)은 기판(W)을 상부, 즉, 연마패드(202) 방향으로 가압함으로써, 기판(W)의 피연마면을 연마패드(202)에 밀착시킬 수 있다.
컨디셔닝부(103)는 플레이튼(101)에 구비됨으로써, 기판(W)의 연마를 위한 연마패드(202)의 연마면을 컨디셔닝할 수 있다. 연마패드(202)가 기판(W)과의 접촉을 통해 연마를 수행함에 따라, 연마패드(202)의 연마면이 마모되거나, 불균일한 표면 상태를 가질 수 있다. 컨디셔닝부(103)는, 연마패드(202)와 접촉하면서 연마패드(202)의 연마면을 연마함으로써, 연마패드(202) 연마면의 균일한 상태를 유지함으로써, 연마패드(202)의 연마면의 상태를 회복시킬 수 있다. 컨디셔닝부(103)는, 연마패드(202)의 연마면보다 높은 경질을 가지는 소재, 예를 들어, 다이아몬드(diamond)등의 소재로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 컨디셔닝부(103)의 소재가 이에 한정되는 것은 아니다.
컨디셔닝부(103)는, 기판 안착부(102)의 둘레 영역에 위치하도록, 플레이튼(101)의 상부에 배치될 수 있다. 기판 안착부(102)의 둘레 영역은, 연마패드(202)가 기판 안착부(102)에 안착된 기판(W)을 연마하는 과정에서, 에어 베어링(30)에 의한 연마패드(202)의 가압상태를 안정화 시키는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기판 안착부(102)의 둘레 영역은, 에어 베어링(30)의 면적보다 큰 크기를 가질 수 있다. 컨디셔닝부(103)는, 기판 안착부(102)의 둘레 영역에 배치됨으로써, 기판(W)의 연마 과정에서의 연마패드(202)의 가압상태를 안정화 시키는 동시에, 연마패드(202)의 연마면을 컨디셔닝할 수 있다. 예를 들어, 컨디셔닝부(103)는 연마패드(202)를 기판(W) 방향으로 가압하는 에어 베어링(30)의 공기 분사 영역을 커버하는 크기를 가질 수 있다. 따라서, 컨디셔닝부(103)는 기판(W)에 대한 연마패드(202)의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
구체적으로, 컨디셔닝부(103)는 에어 베어링(30)의 공기 분사 영역을 커버하는 면적, 다시 말해, 에어 베어링(30)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 연마패드(202)에 대한 기판(W)의 이동 방향을 기준으로, 연마패드(202)와 처음 접촉하는 기판(W) 부분을 전방, 연마패드(202)와의 접촉이 완료되는 기판(W) 부분을 후방이라 할 수 있다. 컨디셔닝부(103)는, 연마패드(202)에 대한 기판(W)의 이동 방향을 기준으로, 기판(W)의 전방 영역에 배치되는 전방 컨디셔닝부(1031)와, 기판(W)의 후방 영역에 배치되는 후방 컨디셔닝부(1032)를 포함할 수 있다.
각각의 컨디셔닝부(103)는 에어 베어링(30)의 공기 분사 영역을 커버하는 면적을 가질 수 있다.
전방 컨디셔닝부(1031) 및 후방 컨디셔닝부(1032)는, 플레이튼(101)의 이동 방향, 즉, 기판(W)의 이동 방향을 기준으로, 에어 베어링(30)의 가로 너비(W1)보다 넓은 가로 너비를 가질 수 있다. 따라서, 연마패드(202)가 기판(W)을 연마하는 상태에서, 에어 베어링(30)이 분사하는 공기가 외부로 유출되는 것을 방지함으로써, 연마패드(202) 전체에 균일한 압력이 가해지도록 할 수 있다. 또한, 각각의 컨디셔닝부(103)는, 에어 베어링(30)의 세로 너비(W2)보다 넓은 너비를 가짐으로써, 에어 베어링(30)의 공기 분사 영역이 기판(W)에 도달하기 전에, 에어 베어링(30)에 의한 연마패드(202)의 가압력을 안정화시킬 수 있다.
각각의 컨디셔닝부(103)는, 기판(W)에 대한 연마패드(202)의 연마과정 중에, 지속적으로 연마패드(202)를 컨디셔닝함으로써, 기판(W)에 대한 균일한 연마를 도모할 수 있다. 예를 들어, 기판(W)의 전방 영역에 배치된 전방 컨디셔닝부(1031)는, 기판(W)을 연마하기 위해 진입하는 연마패드(202) 부분을 컨디셔닝하고, 기판(W)의 후방 영역에 배치된 후방 컨디셔닝부(1032)는, 기판(W)의 연마를 수행한 연마패드(202) 부분을 컨디셔닝할 수 있다.
컨디셔닝부(103)는 기판 안착부(102)에 기판(W)이 안착된 상태에서, 기판(W)과 단차지지 않는 두께를 가질 수 있다. 기판 안착부(102)의 측방 영역, 즉, 전방 컨디셔닝부(1031) 및 후방 컨디셔닝부(1032) 사이 영역에는 더미 영역부(104)가 배치될 수 있다. 기판 안착부(102)에 안착된 기판(W) 및 컨디셔닝부(103)와 단차지지 않는 두께를 가질 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 컨디셔닝부(103) 및 더미 영역부(104)는 기판 안착부(102)에 안착된 기판(W)의 위치를 고정시키는 리테이너 링(retaining ring)의 역할을 수행할 수 있다.
컨디셔닝부(103)는 교체 가능하도록 플레이튼(101)에 탈착될 수 있다. 따라서, 연마패드(202)의 컨디셔닝에 따라 컨디셔닝부(103)가 손상되는 경우에는, 플레이튼(101)으로부터 컨디셔닝부(103)만을 교체함으로써, 간단한 유지 보수를 도모할 수 있다.
컨디셔닝부(103)가 플레이튼(101)에 구비되는 경우에, 컨디셔너가 별도로 구비되는 경우와 비교하여, 컨디셔너 방향으로 연마패드(202)를 가압하기 위한 컨디셔너용 에어 베어링(30)이 불필요하게 되므로, 기판 연마 장치(1)의 전체 크기를 감소하고, 장비 감소에 따른 비용 절감 및 장치 구성의 단순화를 도모할 수 있다. 또한, 에어 베어링(30)이 양 방향으로 연마패드(202)를 가압하는 경우와 비교하여, 기판(W) 방향으로만 연마패드(202)를 가압하기 때문에, 연마패드(202)의 장력이 균형있게 유지될 수 있다. 따라서, 연마패드(202)에 의한 기판(W)의 연마율 및 연마 균일도가 향상될 수 있다.
가이드 부재는, 플레이튼(101)이 정해진 경로를 따라 이동 가능하도록, 플레이튼(101)의 하측에 구비될 수 있다. 가이드 부재는 예를 들어, 플레이튼(101)의 하측에 배치된 가이드 레일에 연결될 수 있다. 예를 들어, 가이드 레일은 벨트형 연마 유닛(20)의 하측을 지나가는 선형의 경로를 제공하는 LM 가이드이고, 가이드 부재는 LM 가이드에 연결되는 LM 볼 스크류일 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 가이드 부재 및 가이드 레일의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
슬러리 공급 유닛(40)은, 벨트형 연마 유닛(20)의 연마패드(202)의 상부에 구비될 수 있다. 슬러리 공급 유닛(40)은, 연마패드(202)의 연마를 위한 슬러리(S)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 슬러리 공급 유닛(40)은 연마패드(202)의 폭 방향에 대응되는 길이를 가지고, 연마패드(202)에 대하여 선형으로 슬러리를 공급할 수 있다. 그러나, 슬러리 공급 유닛(40)의 형상 및 배치가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(1)의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(1)는, 기판 이송 유닛(10), 벨트형 연마 유닛(20), 에어 베어링(30), 컨디셔닝 측정부(50) 및 제어부(60)를 포함할 수 있다.
컨디셔닝 측정부(50)는, 연마패드(202)의 컨디셔닝 상태를 실시간으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 컨디셔닝 측정부(50)는, 연마패드(202)에 대하여 광을 조사하고, 반사되는 광원을 확인함으로써 연마패드(202) 연마면의 표면 상태를 측정할 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 연마패드(202)의 상태를 측정하기 위한 다양한 방식이 사용될 수 있다.
제어부(60)는 측정된 연마패드(202)의 컨디셔닝 상태에 기초하여, 에어 베어링(30)의 공기 분사압을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(60)는 컨디셔닝 측정부(50)가 측정한 연마패드(202)의 컨디셔닝 상태를 수치화하고, 이를 설정된 값과 비교함으로써 컨디셔닝부(103)로 분사되는 에어 베어링(30)의 공기 분사압을 조절할 수 있다. 구체적으로, 연마패드(202)의 컨디셔닝 수치가 설정된 값이 미달하는 경우에는, 컨디셔닝부(103)에 대한 연마패드(202)의 가압 정도를 상승시킴으로써, 연마패드(202)의 연마면을 높은 강도로 컨디셔닝 할 수 있다. 반면, 연마패드(202)의 컨디셔닝 수치가 설정된 값 이상인 경우에는, 컨디셔닝부(103)에 대한 연마패드(202)의 가압 정도를 하강시킬 수 있다.
또한, 제어부(60)는 기판(W)에 대한 연마패드(202)의 가압력이 일정하게 유지되도록 에어 베어링(30)을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(60)는 에어 베어링(30) 내부에 구비된 압력센서(305)를 통해 에어 베어링(30) 내의 압력챔버(302)의 압력 정보를 획득하고, 이에 따라 에어 베어링(30)의 공급부(306) 및 배기부(307)를 제어함으로써, 각각의 압력챔버(302)의 압력을 조절하고, 이에 따라 기판(W)에 대한 연마패드(202)의 가압력이 균일하게 유지되도록 조절할 수 있다.
정리하면, 일 실시 예에 따른 기판 이송 유닛(10) 및 이를 포함하는 기판 연마 장치(1)는, 기판(W)의 둘레 영역에 배치되는 컨디셔닝부(103)를 통하여, 기판(W)의 연마와 연마패드(202)의 컨디셔닝을 동시에 수행하고, 기판(W)에 대한 연마패드(202)의 압력을 균일하게 조절함으로써, 기판(W)의 연마율 및 연마 균일도를 향상시킬 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: 기판 연마 장치
10: 기판 이송 유닛
101: 플레이튼
102: 기판 안착부
103: 컨디셔닝부
104: 더미영역
20: 벨트형 연마 유닛
30: 에어 베어링
40: 슬러리 공급 유닛
50: 컨디셔닝 측정부
60: 제어부
10: 기판 이송 유닛
101: 플레이튼
102: 기판 안착부
103: 컨디셔닝부
104: 더미영역
20: 벨트형 연마 유닛
30: 에어 베어링
40: 슬러리 공급 유닛
50: 컨디셔닝 측정부
60: 제어부
Claims (15)
- 기판을 이송하기 위한 플레이튼;
상기 플레이튼에 구비되고, 기판이 안착되는 기판 안착부; 및
상기 플레이튼에 구비되고, 상기 안착된 기판의 연마를 위한 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔닝부를 포함하는, 기판 이송 유닛.
- 제1항에 있어서,
상기 컨디셔닝부는,
상기 기판 안착부의 둘레 영역에 위치하도록, 상기 플레이튼에 배치되는, 기판 이송 유닛.
- 제2항에 있어서,
상기 컨디셔닝부는,
상기 연마패드를 상기 기판 방향으로 가압하는 에어 베어링의 공기 분사 영역을 커버하는 크기를 가지는, 기판 이송 유닛.
- 제3항에 있어서,
상기 컨디셔닝부는,
상기 기판의 이동 방향을 기준으로, 상기 기판의 전방 및 후방 영역에 각각 배치되고,
상기 각각의 컨디셔닝부는, 상기 에어 베어링의 공기 분사 영역을 커버하는 면적을 가지는, 기판 이송 유닛.
- 제2항에 있어서,
상기 컨디셔닝부는,
상기 기판 안착부에 기판이 안착된 상태에서, 상기 기판과 단차지지 않는 두께를 가지는, 기판 이송 유닛.
- 제1항에 있어서,
상기 컨디셔닝부는, 교체 가능하도록 상기 플레이튼에 탈착되는, 기판 이송 유닛.
- 제1항에 있어서,
상기 기판 안착부는, 상기 기판을 상기 연마패드 방향으로 가압하기 위한 멤브레인을 포함하는, 기판 이송 유닛.
- 평행한 회전축을 가지는 한 쌍의 구동롤러와, 상기 한 쌍의 구동롤러에 감겨 회전하는 연마패드를 포함하는 벨트형 연마 유닛;
상기 연마패드의 내측에 구비되고, 상기 연마패드를 외측으로 가압하는 에어 베어링; 및
상기 연마패드에 의한 기판의 연마가 가능하도록, 상기 기판을 이송하는 기판 이송 유닛을 포함하고,
상기 기판 이송 유닛은, 상기 연마패드를 컨디셔닝하기 위한 컨디셔닝부를 포함하는, 기판 연마 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 기판 이송 유닛은,
상기 벨트형 연마 유닛을 향하여 이동 가능한 플레이튼;
상기 플레이튼의 상부에 구비되고, 상기 기판이 안착되는 기판 안착부를 더 포함하고,
상기 컨디셔닝부는, 상기 안착된 기판의 둘레 영역에 위치하도록, 상기 플레이튼의 상부에 배치되는, 기판 연마 장치.
- 제9항에 있어서,
상기 컨디셔닝부는, 상기 기판이 연마되는 상태에서, 상기 기판에 대한 상기 연마패드의 압력이 일정하게 유지되도록 하는, 기판 연마 장치.
- 제9항에 있어서,
상기 컨디셔닝부는, 상기 에어 베어링의 공기 분사 영역을 커버하는 면적을 가지는, 기판 연마 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 컨디셔닝부는, 상기 연마패드에 의한 상기 기판의 연마방향을 기준으로,
상기 기판의 전방 영역 및 후방 영역에 각각 배치되고,
상기 기판의 전방 영역에 배치된 컨디셔닝부는, 상기 기판의 연마 전 상태에 있는 연마패드를 컨디셔닝하고,
상기 기판의 후방 영역에 배치된 컨디셔닝부는, 상기 기판의 연마 후 상태에 있는 연마패드를 컨디셔닝하는, 기판 연마 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 기판 이송 유닛은, 상기 각각의 컨디셔닝부 사이의 기판 둘레 영역에 배치되는 더미(dummy)영역부를 더 포함하는, 기판 연마 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 연마패드의 컨디셔닝 상태를 측정하는 컨디셔닝 측정부; 및
상기 측정된 연마패드의 컨디셔닝 상태에 기초하여, 상기 에어 베어링의 공기 분사압을 조절하는 제어부를 더 포함하는, 기판 연마 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 연마패드의 컨디셔닝 상태가, 설정된 값에 도달하도록, 상기 에어 베어링을 제어하는, 기판 연마 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170070673A KR101998405B1 (ko) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170070673A KR101998405B1 (ko) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180133627A true KR20180133627A (ko) | 2018-12-17 |
| KR101998405B1 KR101998405B1 (ko) | 2019-07-09 |
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ID=65007536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170070673A KR101998405B1 (ko) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 기판 이송 유닛 및 이를 포함하는 기판 연마 장치 |
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| KR (1) | KR101998405B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030063409A (ko) * | 2000-12-21 | 2003-07-28 | 램 리서치 코포레이션 | 가압멤브레인을 갖춘 연마플래튼 |
| KR20110018715A (ko) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | 세메스 주식회사 | 기판 연마 장치 및 방법 |
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- 2017-06-07 KR KR1020170070673A patent/KR101998405B1/ko active IP Right Grant
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| KR20110018715A (ko) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | 세메스 주식회사 | 기판 연마 장치 및 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |