KR20190058942A - 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치 - Google Patents

화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연마패드에 슬러리를 공급하는 슬러리공급채널을 갖는 슬러리공급부, 및 상기 슬러리공급부가 결합된 본체를 포함하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치에 관한 것이다.

Description

화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치{Fluid Supplying Device of Chemical Mechanical Polishing Apparatus}
본 발명은 기판에 대한 화학 기계적 연마공정을 수행하는데 이용되는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치에 관한 것이다.
화학 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 장치는 웨이퍼 등과 같은 기판의 표면을 연마 가공하는데 사용되는 것이다. 이러한 화학 기계적 연마 장치는 기판의 표면을 연마하여 기판에 대한 광역 평탄화, 기판에 대한 표면 거칠기 향상 등을 도모할 수 있다.
화학 기계적 연마 장치는 연마헤드와 연마패드의 사이에 위치한 기판을 회전시킴으로써, 기판에 대한 연마공정을 수행한다. 이 과정에서 기판의 화학적 연마를 유도하기 위해, 화학 기계적 연마 장치는 연마패드에 슬러리(Slurry)를 공급한다.
여기서, 연마패드에 공급하는 슬러리의 공급량과 대비하여 연마공정에 실제로 사용되는 슬러리의 사용량은, 기판에 대한 연마량 및 연마속도, 연마공정에 대한 공정비용 등에 영향을 미친다.
본 발명은 기판에 대한 연마량 및 연마속도를 증대시킬 수 있고, 연마공정에 대한 공정비용을 줄이는데 기여할 수 있는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치는 연마패드에 슬러리를 공급하는 슬러리공급부; 및 상기 슬러리공급부가 결합된 본체를 포함할 수 있다. 상기 슬러리공급부는 상기 연마패드의 반경방향으로 연장되어 형성된 슬러리공급채널, 및 슬러리가 상기 슬러리공급채널을 따라 상기 연마패드의 반경방향으로 유동하여 상기 연마패드에 공급되도록 상기 연마패드에 접촉되는 슬러리공급부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치는 연마패드에 슬러리를 공급하는 슬러리공급채널을 갖는 슬러리공급부; 및 상기 슬러리공급부가 결합된 본체를 포함할 수 있다. 상기 슬러리공급부는 제1위치와 제2위치 간에 회전 가능하게 상기 본체에 결합되되, 상기 제1위치에서 보다 상기 제2위치에서 상기 연마패드를 가리는 면적이 감소하도록 상기 본체에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치는 연마패드에 슬러리를 공급하는 슬러리공급채널을 갖는 슬러리공급부; 상기 슬러리공급부가 결합된 본체; 및 상기 본체가 결합된 지지부를 포함할 수 있다. 상기 지지부는 상기 슬러리공급부가 제1위치와 제2위치 간에 이동하도록 상기 본체를 회전시키되, 상기 제1위치에서 보다 상기 제2위치에서 상기 슬러리공급부가 상기 연마패드를 가리는 면적이 감소하도록 상기 본체를 회전시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판에 대한 연마량 및 연마속도를 증대시킬 수 있고, 연마공정에 대한 공정비용을 줄이는데 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치가 구비된 화학 기계적 연마 장치의 개념적인 평면도
도 2는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치의 개략적인 사시도
도 3은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치를 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 선을 기준으로 하여 나타낸 개략적인 단면도
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치에 있어서 슬러리공급부를 도 2의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 하여 나타낸 개략적인 단면도
도 7은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치의 개략적인 저면 사시도
도 8은 도 7의 A 부분에 대한 개략적인 확대도
도 9는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치에 있어서 슬러리공급부가 제1위치에 위치한 상태를 나타낸 개략적인 사시도
도 10은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치에 있어서 슬러리공급부가 제2위치에 위치한 상태를 나타낸 개략적인 사시도
도 11은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치에 있어서 슬러리공급부가 제1위치 및 제2위치 간에 회전하는 모습을 나타낸 개략적인 정면도
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치의 개략적인 분해 사시도
도 14는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치의 개략적인 평면도
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치가 제1공급모드 및 제2공급모드 간에 전환되는 모습을 나타낸 개략적인 측면도
도 17은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치가 구비된 화학 기계적 연마 장치의 개념적인 평면도
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치(1)[이하, '본 발명에 따른 유체공급장치(1)'라 함]는 화학 기계적 연마 장치(100, CMP)에 구비되는 것이다.
본 발명에 따른 유체공급장치(1)를 설명하기에 앞서, 상기 화학 기계적 연마 장치(100)에 대해 살펴보면, 다음과 같다.
상기 화학 기계적 연마 장치(100)는 웨이퍼 등과 같은 기판(200)의 표면을 연마 가공하는 연마공정을 수행하는 것이다. 상기 기판(200)에 박막이 형성된 경우, 상기 기판(200)의 표면은 상기 박막의 표면을 의미한다. 상기 화학 기계적 연마 장치(100)는 상기 기판(200)의 표면에 접촉되는 연마패드(110), 상기 연마패드(110)가 설치된 연마정반(120, 도 3에 도시됨), 상기 기판(200)을 홀딩하는 연마헤드(130), 및 상기 연마패드(110)의 표면을 개질하는 컨디셔너(140)를 포함할 수 있다. 상기 연마헤드(130)는 상기 기판(200)의 표면을 상기 연마패드(110)에 접촉시킨 상태에서 상기 기판(200)을 상기 연마패드(110) 쪽으로 가압하면서 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(200)에 대한 연마공정이 이루어진다. 상기 연마공정이 이루어지는 과정에서 상기 연마패드(110)는 패드회전축(110a)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 연마패드(110)는 상기 연마정반(120)이 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다.
이러한 화학 기계적 연마 장치(100)에 있어서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 연마패드(110)에 유체를 공급하는 기능을 담당한다.
이하에서는 본 발명에 따른 유체공급장치(1)의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 본체(2) 및 슬러리공급부(3)를 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 본체(2)는 상기 슬러리공급부(3)를 지지하는 것이다. 상기 슬러리공급부(3)는 상기 본체(2)에 결합됨으로써, 상기 본체(2)에 지지된다. 상기 본체(2)는 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)의 상측에 위치하도록 상기 슬러리공급부(3)를 지지할 수 있다. 상기 본체(2)는 일부가 상기 연마패드(110)의 상측에 위치하고, 나머지 일부가 상기 연마패드(110)의 외측에 위치하도록 설치될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)에 슬러리(Slurry)를 공급하는 것이다. 상기 슬러리는 기판의 화학적 연마를 유도하기 위한 것이다. 상기 화학 기계적 연마 장치(100)는 상기 슬러리공급부(3)로부터 공급된 슬러리를 이용하여 상기 연마공정을 수행한다. 상기 슬러리공급부(3)는 슬러리저장장치(미도시)로부터 슬러리를 공급받을 수 있다. 상기 슬러리저장장치는 상기 본체(2)에 연결되어서 상기 본체(2)를 통해 슬러리를 상기 슬러리공급부(3)로 공급할 수 있다. 상기 본체(2)의 내부에는 슬러리가 유동하기 위한 통로가 형성될 수 있다. 상기 본체(2)의 내부에는 슬러리가 유동하기 위한 배관이 설치될 수도 있다.
상기 슬러리공급부(3)는 슬러리공급채널(31, 도 3에 도시됨) 및 슬러리공급부재(32)를 포함한다.
상기 슬러리공급채널(31)은 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급하는 것이다. 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 연장되어 형성된다. 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)은, 상기 연마패드(110)의 내측영역(IA)에서 외측영역(OA)을 향하는 방향에 평행한 축 방향이다. 상기 내측영역(IA)은, 상기 연마패드(110)의 패드회전축(110a, 도 3에 도시됨)으로부터 소정 거리로 이격된 범위를 포함하는 가상의 영역이다. 상기 내측영역(IA)은 원 형태로 구현될 수 있다. 상기 외측영역(OA)은 상기 내측영역(IA)의 바깥쪽에 위치한 가상의 영역이다. 상기 외측영역(OA)은 원형의 고리 형태로 구현될 수 있다.
상기 슬러리공급채널(31)은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 연장되어 형성됨으로써, 슬러리가 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 유동하여 상기 연마패드(110)에 공급되도록 유도한다. 이 경우, 슬러리는 상기 슬러리공급채널(31)에 주입되어서 상기 슬러리공급채널(31)에 채워지도록 유동함으로써, 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 넓게 퍼질 수 있다. 이에 따라, 상기 슬리리공급부(3)는 상기 슬러리공급채널(31)을 이용하여 슬러리가 상기 연마패드(110)에 전체적으로 넓게 퍼지도록 유도할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
우선, 상기 슬러리공급부(3)가 상기 슬러리공급채널(31) 없이 상기 연마패드(110)의 내측영역(IA)에만 슬러리를 공급하도록 구현된 비교예의 경우, 슬러리는 상기 연마패드(110)의 회전에 의한 원심력이 작용하더라도 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 충분히 퍼지지 못한다.
다음, 상기 슬러리공급부(3)가 상기 슬러리공급채널(31)을 이용하여 슬러리를 공급하는 실시예의 경우, 슬러리는 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 연장되어 형성된 슬러리공급채널(31)을 통해 상기 연마패드(110)에 전체적으로 넓게 퍼지도록 유도될 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상기 연마패드(110)에 공급된 슬러리가 상기 연마헤드(130)의 내측으로 유입되어서 상기 연마공정에 사용되는 양을 늘릴 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급채널(13)을 이용하여 상기 연마공정에 사용되는 슬러리의 양을 증대시킴으로써, 상기 기판(200)에 대한 연마량 및 상기 기판(200)에 대한 연마속도를 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 연마패드(110)에 공급된 후에 상기 연마공정에 사용되지 못하는 슬러리의 양을 감소시킴으로써, 상기 연마공정에 대한 공정비용을 줄이는데 기여할 수 있다. 여기서, 슬러리는 상기 연마헤드(130)의 리테리너링(Retainer Ring)에 형성된 홈을 통해 상기 연마헤드(130)의 내측으로 유입됨으로써, 상기 연마공정에 사용될 수 있다.
상기 슬러리공급채널(31)은 상기 슬러리공급부재(32)에 형성된다. 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 슬러리공급부재(32)에서 상기 연마패드(110)를 향하는 면(面)에 형성된다. 이에 따라, 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급하는 경우, 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 슬러리공급부재(32) 및 상기 연마패드(110)의 사이에 배치된다. 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 길게 연장된 홈 형태로 구현될 수 있다. 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 연마패드(110)의 반지름에 비해 짧은 길이로 형성될 수 있다. 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 연마헤드(130)의 지름과 동일한 길이로 형성될 수 있다. 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 연마헤드(130)의 지름에 비해 긴 길이로 형성될 수도 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 슬러리공급부재(32)는 상기 본체(2)에 결합되는 것이다. 상기 슬러리공급부재(32)에는 상기 슬러리공급채널(31)이 형성된다. 상기 슬러리공급부재(32)는 상기 연마패드(110)에 접촉된다. 이에 따라, 상기 슬러리공급부재(32)는 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)을 따라 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 유동하여 상기 연마패드(110)에 공급되도록 유도할 수 있다. 또한, 상기 슬러리공급부재(32)가 상기 연마패드(110)에 접촉됨에 따라 상기 슬러리공급부재(32)와 상기 연마패드(110) 사이의 틈새가 좁아지므로, 상기 슬러리공급부재(32)는 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)을 따라 유동하지 못하고 누설되는 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 슬러리가 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 넓게 퍼지는 정도를 더 증대시킴으로써, 상기 연마공정에 사용되는 슬러리의 양을 더 증대시킴과 동시에 상기 연마공정에 사용되지 못하는 슬러리의 양을 더 감소시킬 수 있다.
상기 슬러리공급부재(32)는 접촉면(321, 도 4에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 접촉면(321)은 상기 슬러리공급부재(32)에서 상기 연마패드(110)에 접촉되는 면(面)이다. 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 접촉면(321)의 내측에 위치하도록 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 접촉면(321)은 상기 연마패드(110)에 접촉됨으로써, 상기 슬러리공급채널(31)이 상기 슬러리공급부재(32)의 외부와 연통되는 틈새의 크기를 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 접촉면(321)은 상기 슬러리공급채널(31)로 주입된 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)의 내부 압력 차이를 이용하여 유동하도록 유도할 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리공급채널(31)에서 슬러리가 주입된 부분의 압력이 다른 부분의 압력에 비해 상대적으로 높아져서 상기 슬러리공급채널(31)의 내부 압력에 부분적으로 차이가 구현되므로, 상기 슬러리공급채널(31)로 주입된 슬러리는 상대적으로 내부 압력이 낮은 부분으로 유동하게 되기 때문이다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)로 주입되는 주입력 및 상기 슬러리공급채널(31)의 내부 압력 차이를 이용하여 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)에 전체적으로 채워지도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부재(32) 및 상기 연마패드(110) 사이에 슬러리로 이루어진 유체막을 형성시킬 수 있으므로, 상기 연마패드(110)에 공급된 슬러리가 상기 연마헤드(130)의 내측으로 유입되어서 상기 연마공정에 사용되는 양을 더 늘릴 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 슬러리공급부(3)는 슬러리주입공(33)을 포함할 수 있다.
상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리공급채널(31)에 슬러리를 주입하기 위한 것이다. 상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리공급채널(31)에 연통되도록 상기 슬러리공급부재(32)에 형성될 수 있다. 상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리저장장치에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리저장장치로부터 슬러리를 공급받은 후에, 공급된 슬러리를 상기 슬러리공급채널(31)에 주입할 수 있다. 상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리공급부재(32)의 내부에 형성된 통로, 상기 슬러리공급부재(32)의 내부에 설치된 배관 등을 통해 슬러리를 공급받을 수도 있다.
상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a, 도 4에 도시됨)에 연통되게 형성될 수 있다. 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a)은, 상기 슬러리공급채널(31)의 타측(31b, 도 4에 도시됨)에 비해 상기 내측영역(IA) 쪽에 가깝게 위치한 부분일 수 있다. 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a)은, 상기 슬러리공급채널(31)의 타측(31b)에 비해 상기 외측영역(OA) 쪽에 가깝게 위치한 부분일 수도 있다. 상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a)에 연통되게 형성되므로, 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a)으로 슬러리를 주입할 수 있다.
이에 따라, 상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리공급채널(31)로 주입된 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a) 및 상기 슬러리공급채널(31)의 타측(31b) 간의 내부 압력 차이를 이용하여 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a)에서 상기 슬러리공급채널(31)의 타측(31b)으로 유동하도록 유도할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)로 주입되는 주입력 및 상기 슬러리공급채널(31)의 내부 압력 차이를 이용하여 슬러리가 한 방향으로 유동하여 상기 슬러리공급채널(31)에 전체적으로 채워지도록 구현될 수 있다.
상기 슬러리주입공(33)은 상기 슬러리공급부재(32)에 복수개가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리주입공(33)들은 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a)에 연통되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a)으로 주입되는 슬러리의 양을 늘림으로써, 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a) 및 상기 슬러리공급채널(31)의 타측(31b) 간의 내부 압력 차이를 더 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)에 전체적으로 원활하게 채워지도록 구현될 수 있다. 상기 슬러리주입공(33)들은 상기 슬러리공급채널(31)의 일측(31a)에 연통되도록 서로 이격되어 배치될 수 있다.
도 5를 참고하면, 상기 슬러리주입공(33)들은 상기 슬러리공급채널(31)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 슬러리주입공(33)들은 상기 슬러리공급채널(31)을 복수개의 구역으로 나누어 슬러리를 주입할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리주입공(33)들 각각이 상기 슬러리를 채워야할 구역의 크기를 감소시킴으로써, 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)에 전체적으로 원활하게 채워지도록 구현될 수 있다. 상기 슬러리주입공(33)들은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 슬러리공급부(3)는 슬러리배출홈(34)을 포함할 수 있다.
상기 슬러리배출홈(34)은 상기 슬러리공급채널(31)에 위치한 슬러리를 상기 슬러리공급부재(32)의 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 슬러리배출홈(34)은 상기 슬러리공급부재(32)에 형성된다. 상기 슬러리배출홈(34)은 상기 슬러리공급채널(31) 및 상기 슬러리공급부재(32)의 외부 각각에 연통되게 형성된다. 이에 따라, 상기 슬러리공급채널(31)에 위치한 슬러리는 상기 슬러리배출홈(34)을 따라 유동하여 상기 슬러리공급부재(32)의 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부재(32)와 상기 연마패드(110) 사이의 틈새에 추가로 상기 슬러리배출홈(34)을 통해 상기 슬러리공급채널(31)에 위치한 슬러리가 배출되도록 구현됨으로써, 상기 슬러리공급채널(31)에 위치한 슬러리가 상기 연마패드(110)로 공급되기 위한 통로의 면적을 증대시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 슬러리가 상기 슬러리공급채널(31)에 채워져서 정체되는 정도를 감소시킴으로써, 슬러리가 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 넓게 퍼져서 상기 연마패드(110)에 원활하게 공급되도록 구현될 수 있다.
상기 슬러리배출홈(34)은 상기 슬러리공급채널(31)에 대해 수직한 방향을 향하도록 상기 슬러리공급부재(32)에 형성될 수 있다. 상기 슬러리배출홈(34)은 상기 접촉면(321)에 형성될 수 있다. 상기 슬러리공급채널(31)이 상기 접촉면(321)의 내측에 위치하도록 형성된 경우, 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향, 도 1에 도시됨)을 기준으로 상기 슬러리배출홈(34)의 양측에 상기 접촉면(321)이 위치한다. 이 경우, 상기 슬러리배출홈(34)은 상기 슬러리공급채널(31)에 대해 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향) 쪽에 위치한 접촉면(321)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 연마패드(110)는 상기 회전방향(R 화살표 방향)으로 회전하면서 상기 슬러리공급채널(31)을 지나 상기 슬러리배출홈(34)을 지나게 된다. 따라서, 상기 슬러리공급채널(31)에 위치한 슬러리는, 상기 연마패드(110)가 회전하는 회전력을 이용하여 상기 슬러리배출홈(34)을 통해 상기 슬러리공급부재(32)의 외부로 원활하게 배출될 수 있다.
상기 슬러리배출홈(34)은 상기 슬러리공급부재(32)에 복수개가 형성될 수 있다. 상기 슬러리배출홈(34)들은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 슬러리배출홈(34)들은 상기 슬러리공급채널(31)에 위치한 슬러리를 상기 연마패드(110)의 서로 다른 부분으로 배출시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급채널(31)에 위치한 슬러리가 상기 슬러리배출홈(34)들을 통해 배출되는 과정에서도 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 넓게 퍼지도록 구현될 수 있다.
상기 슬러리배출홈(34)들은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급채널(31)에 위치한 슬러리가 상기 슬러리배출홈(34)들을 통해 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 균일하게 배출되도록 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참고하면, 상기 슬러리공급부(3)는 결합부재(35)를 포함할 수 있다.
상기 결합부재(35)는 상기 본체(2)에 결합되는 것이다. 상기 결합부재(35)에는 상기 슬러리공급부재(32)가 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리공급부재(32)는 상기 결합부재(35)를 통해 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 슬러리공급부재(32)는 상기 결합부재(35) 및 상기 연마패드(110)의 사이에 위치하도록 배치될 수 있다.
상기 결합부재(35)에는 상기 슬러리공급부재(32)가 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 슬러리공급부재(32)가 상기 연마패드(110)에 마찰되어서 마모가 발생한 경우, 본 발명에 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부재(32)만을 교체할 수 있도록 구현됨으로써 운영비용을 줄일 수 있다. 상기 슬러리공급부재(32)는 볼트 등과 같은 체결수단을 통해 상기 결합부재(35)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 슬러리공급부재(32)는 억지끼워맞춤(Interference Fit) 방식 등을 이용하여 상기 결합부재(35)에 탈부착 가능하게 결합될 수도 있다.
도 1 내지 도 8을 참고하면, 상기 슬러리공급부(3)에는 회피홈(36, 도 7에 도시됨)이 형성될 수 있다.
상기 회피홈(36)은 상기 슬러리공급부(3) 및 상기 연마패드(110)의 상측에 위치한 기구물 간의 간섭을 줄이기 위한 것이다. 예컨대, 상기 연마패드(110)의 상측에 위치한 기구물은 상기 컨디셔너(140, 도 1에 도시됨)일 수 있다. 상기 회피홈(36)은 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)의 상측에 위치한 기구물을 회피하도록 상기 슬러리공급부(3)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 연마패드(110) 교체 등과 같은 유지보수작업, 점검작업 등이 이루어지는 경우, 상기 회피홈(36)을 이용하여 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)의 상측에 위치한 기구물에 충돌할 위험을 줄일 수 있다.
상기 슬러리공급부(3)에서 상기 회피홈(36)이 형성된 부분은, 다른 부분에 비해 크기가 감소되게 형성될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)에서 상기 내측영역(IA)을 향하는 부분에 상기 회피홈(36)이 형성된 경우, 상기 회피홈(36)이 형성된 부분은 상기 내측영역(IA)으로 연장될수록 크기가 감소되게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 회피홈(36)이 형성된 부분은 상기 연마패드(110)를 가리는 면적이 감소되도록 형성될 수 있다.
상기 회피홈(36)이 상기 슬러리공급부재(32)에 형성된 경우, 상기 슬러리공급부재(32)는 상기 회피홈(36)이 형성된 제1공급부재(322, 도 8에 도시됨) 및 상기 제1공급부재(322, 도 8에 도시됨)에 결합된 제2공급부재(323, 도 8에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 제1공급부재(322)는 상기 제2공급부재(323)로부터 돌출되도록 배치된다. 상기 제1공급부재(322)는 상기 제2공급부재(323)로부터 돌출될수록 크기가 감소되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1공급부재(322)에는 상기 회피홈(36)이 형성될 수 있다. 상기 제1공급부재(322)가 상기 내측영역(IA)을 향하도록 배치된 경우, 상기 제1공급부재(322)는 상기 내측영역(IA)으로 연장될수록 크기가 감소되게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1공급부재(322)는 상기 연마패드(110)를 가리는 면적이 감소되도록 형성될 수 있다. 상기 제1공급부재(322)는 삼각기둥 형태로 형성될 수 있다.
상기 제2공급부재(323)는 상기 제1공급부재(322)에 결합된다. 상기 제2공급부재(323) 및 상기 제1공급부재(322)는 일체로 형성될 수 있다. 상기 제1공급부재(322)가 상기 내측영역(IA)을 향하도록 배치된 경우, 상기 제2공급부재(323)는 상기 외측영역(OA)을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 제1공급부재(322)가 상기 외측영역(OA)을 향하도록 배치된 경우, 상기 제2공급부재(323)는 상기 내측영역(IA)을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 제2공급부재(323)는 사각기둥 형태로 형성될 수 있다.
상기 회피홈(36)이 상기 슬러리공급부재(32)에 형성된 경우, 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 제1공급부재(322)에 형성된 제1공급채널(311, 도 8에 도시됨) 및 상기 제2공급부재(323)에 형성된 제2공급채널(312, 도 8에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 제1공급채널(311) 및 상기 제2공급채널(312)은 서로 연통되도록 형성될 수 있다. 상기 제1공급채널(311)은 상기 제2공급채널(312)에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 상기 제2공급채널(312)이 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)에 대해 평행한 방향으로 형성된 경우, 상기 제1공급채널(311)은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)에 대해 소정 각도로 경사진 방향으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급채널(31)이 직선 형태로 형성된 경우, 상기 회피홈(36)으로 인해 상기 슬러리공급채널(31)의 전체 길이가 감소되는 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 회피홈(36)이 구비된 경우에도 상기 슬러리공급채널(31)이 충분한 길이를 갖도록 구현됨으로써, 슬러리가 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 넓게 퍼지도록 유도하는 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1공급채널(311) 및 상기 제2공급채널(312) 각각에는 상기 슬러리배출홈(34)들이 연통되도록 형성될 수 있다. 상기 제1공급채널(311)에 연통된 슬러리배출홈(34)들은, 상기 제1공급채널(311)에 대해 수직한 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 상기 제2공급채널(312)에 연통된 슬러리배출홈(34)들은, 상기 제2공급채널(312)에 대해 수직한 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참고하면, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 본체(2)에 회전축(3a, 도 9에 도시됨)을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)는 제1위치(FP, 도 11에 도시됨) 및 제2위치(SP, 도 11에 도시됨) 간에 회전 가능하게 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 회전축(3a)은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)에 대해 평행하게 배치될 수 있다. 상기 회전축(3a)은 상기 연마패드(110)에 평행하게 배치될 수 있다.
상기 슬러리공급부(3)가 상기 제1위치(FP)로 회전하면, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)에 접촉될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제1위치(FP)에 위치한 상태에서, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급할 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제2위치(SP)로 회전하면, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)로부터 이격될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제2위치(SP)에 위치한 상태에서, 상술한 유지보수작업, 점검작업 등이 이루어질 수 있다.
상기 슬러리공급부(3)는 상기 제1위치(FP)에서 보다 상기 제2위치(SP)에서 상기 연마패드(110)를 가리는 면적이 감소하도록 상기 본체(2)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제1위치(FP)에서 상기 연마패드(110)를 가리는 면적이 증대되도록 구현됨으로써, 상기 슬러리공급채널(31)이 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급하는 면적을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제2위치(SP)에서 상기 연마패드(110)를 가리는 면적이 감소되도록 구현됨으로써, 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)의 상측에 위치한 기구물에 대해 간섭되는 정도를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)를 상기 제2위치(SP)에 위치시킴으로써, 상술한 유지보수작업, 점검작업 등에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제1위치(FP)에 위치한 경우, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)에 대해 평행하게 배치될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제2위치(SP)에 위치한 경우, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)에 대해 수직하게 세워져서 배치될 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)를 상기 제1위치(FP) 및 상기 제2위치(SP) 간에 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다. 상기 회전부는 상기 슬러리공급부(3)를 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 상기 모터는 상기 슬러리공급부(3)의 회전축(3a)에 직접 결합되어서 상기 슬러리공급부(3)를 회전시킬 수 있다. 상기 모터와 상기 슬러리공급부(3)의 회전축(3a)이 서로 이격되어 배치된 경우, 상기 회전부는 상기 모터와 상기 슬러리공급부(3)의 회전축(3a)을 연결하는 연결기구를 포함할 수 있다. 상기 연결기구는 풀리(Pulley)와 벨트(Belt), 스프로켓(Sprocket)과 체인(Chain), 구동기어와 종동기어 등으로 구현될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)는 수작업으로 상기 제1위치(FP) 및 상기 제2위치(SP) 간에 회전하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)를 상기 제1위치(FP) 및 상기 제2위치(SP) 각각에서 고정시키기 위한 고정핀을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 13을 참고하면, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 온도조절유체공급부(4, 도 12에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 온도조절유체공급부(4)는 온도조절유체를 상기 연마패드(110)에 공급하는 것이다. 온도조절유체는 상기 연마패드(110)의 온도를 조절하기 위한 것이다. 예컨대, 온도조절유체로 가열된 탈이온수(DIW, Deionized Water)가 이용될 수 있다.
상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 연마패드(110)에 슬러리가 공급되기 이전에, 상기 연마패드(110)에 온도조절유체를 공급함으로써 상기 연마패드(110)의 온도를 조절할 수 있다. 상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 연마패드(110)에 공급된 슬러리가 화학적 반응성 및 반응속도가 향상될 수 있는 온도범위로 조절되도록, 상기 연마패드(110)에 온도조절유체를 공급할 수 있다. 온도조절유체는 슬러리의 종류, 상기 기판(200)의 재질, 상기 기판(200)에 형성된 박막에 대해 연마공정을 수행하는 경우 상기 기판(200)에 형성된 박막의 재질 등에 따라 미리 설정된 온도범위로 조절된 후에, 상기 온도조절유체공급부(4)를 통해 상기 연마패드(110)에 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 연마패드(110)에 공급된 슬러리의 화학적 반응성 및 반응속도를 향상시킴으로써, 상기 연마공정을 수행함에 따른 연마량 및 연마속도를 증대시킬 수 있다.
상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 본체(2)에 결합된다. 상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 연마패드(110)의 상측에 위치하도록 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 연마패드(110)의 상측으로 소정 거리 이격된 위치에 위치하도록 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 온도조절유체공급부(4)는 온도조절유체저장장치(미도시)로부터 온도조절유체를 공급받을 수 있다. 상기 온도조절유체저장장치는 상기 본체(2)에 연결되어서 상기 본체(2)를 통해 온도조절유체를 상기 온도조절유체공급부(4)로 공급할 수 있다. 상기 본체(2)의 내부에는 온도조절유체가 유동하기 위한 통로가 형성될 수 있다. 상기 본체(2)의 내부에는 온도조절유체가 유동하기 위한 배관이 설치될 수도 있다.
상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 슬러리공급채널(31)로부터 이격된 위치에서 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)는 상기 슬러리공급채널(31)이 상기 온도조절유체공급부(4)에 대해 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향) 쪽에 배치되도록 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 연마패드(110)는 상기 회전방향(R 화살표 방향)으로 회전하면서 상기 온도조절유체공급부(4)의 하측을 지나 상기 슬러리공급채널(31)을 지나게 된다.
상기 온도조절유체공급부(4)에는 복수개의 공급공(41, 도 13에 도시됨)이 형성될 수 있다. 상기 공급공(41)들은 온도조절유체가 통과하도록 상기 온도조절유체공급부(4)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 공급공(41)들은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 공급공(41)들을 이용하여 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 서로 다른 위치에 온도조절유체를 공급할 수 있으므로, 상기 연마패드(110)의 온도를 전체적으로 균일하게 조절할 수 있다.
상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 슬러리공급부(3)가 갖는 삽입홈(37, 도 13에 도시됨)에 삽입되어서 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3) 및 상기 온도조절유체공급부(4)를 모두 구비하더라도, 전체 크기가 증대되는 정도를 줄일 수 있다. 상기 삽입홈(37)은 상기 슬러리공급부(3)에서 상기 슬러리배출홈(34)이 형성되지 않은 쪽에 형성될 수 있다. 상기 슬러리공급채널(31)이 상기 온도조절유체공급부(4)에 대해 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향) 쪽에 배치된 경우, 상기 삽입홈(37)은 상기 슬러리공급부(3)에서 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향)에 대해 반대되는 방향을 향하는 면(面)에 형성될 수 있다.
상기 슬러리공급부(3)가 상기 본체(2)에 회전축(3a, 도 9에 도시됨)을 중심으로 회전 가능하게 결합된 경우, 상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 슬러리공급부(3)의 회전축(3a) 상에 위치하도록 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)에서 상기 회전축(3a)이 형성된 부분은, 상기 슬러리공급채널(31) 및 상기 슬러리주입공(33)이 형성되지 않는 부분이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)에서 남는 공간을 활용하여 상기 온도조절유체공급부(4)가 설치되도록 구현됨으로써, 상기 슬러리공급부(3) 및 상기 온도조절유체공급부(4)를 모두 구비하더라도 전체 크기가 증대되는 정도를 줄일 수 있다. 상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 슬러리공급부(3) 및 상기 본체(2)에 삽입되는 샤프트를 포함하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 온도조절유체공급부(4)의 샤프트가 상기 슬러리공급부(3)의 회전축(3a)을 구현할 수 있다.
도 1 내지 도 13을 참고하면, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 세척유체공급부(5)를 포함할 수 있다.
상기 세척유체공급부(5)는 세척유체를 상기 연마패드(110)에 공급하는 것이다. 세척유체는 상기 연마패드(110)를 세척하기 위한 것이다. 예컨대, 세척유체로 순수, 세척액 등이 이용될 수 있다. 세척유체로 스팀, 질소 가스 등과 같은 기체가 이용될 수도 있다. 상기 세척유체공급부(5)는 상기 기판(200)에 대한 연마공정이 완료된 후에, 상기 연마패드(110)에 세척유체를 공급할 수 있다. 상기 컨디셔너(140, 도 1에 도시됨)는 상기 세척유체공급부(5)가 공급한 세척유체를 이용하여 연마패드(110)의 표면을 개질할 수 있다.
상기 세척유체공급부(5)는 상기 본체(2)에 결합된다. 상기 세척유체공급부(5)는 상기 연마패드(110)의 상측에 위치하도록 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 세척유체공급부(5)는 상기 연마패드(110)의 상측으로 소정 거리 이격된 위치에 위치하도록 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 세척유체공급부(5)는 세척유체저장장치(미도시)로부터 세척유체를 공급받을 수 있다. 상기 세척유체저장장치는 상기 본체(2)에 연결되어서 상기 본체(2)를 통해 세척유체를 상기 세척유체공급부(5)로 공급할 수 있다. 상기 본체(2)의 내부에는 세척유체가 유동하기 위한 통로가 형성될 수 있다. 상기 본체(2)의 내부에는 세척유체가 유동하기 위한 배관이 설치될 수도 있다.
상기 세척유체공급부(5)는 상기 본체(2)에 복수개가 결합될 수 있다. 상기 세척유체공급부(5)들은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 세척유체공급부(5)들은 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 서로 다른 위치에 세척유체를 공급할 수 있으므로, 상기 연마패드(100)에 대한 세척효율을 향상시킬 수 있다.
상기 세척유체공급부(5)는 상기 슬러리공급채널(31)로부터 이격된 위치에서 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)는 상기 슬러리공급채널(31)이 상기 세척유체공급부(5)에 대해 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향) 쪽에 배치되도록 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 연마패드(110)는 상기 회전방향(R 화살표 방향)으로 회전하면서 상기 세척유체공급부(5)의 하측을 지나 상기 슬러리공급채널(31)을 지나게 된다.
본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 세척유체공급부(5) 및 상기 온도조절유체공급부(4) 중에서 어느 하나만을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 세척유체공급부(5) 및 상기 온도조절유체공급부(4) 모두를 포함할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 세척유체공급부(5) 및 상기 온도조절유체공급부(4) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향)을 기준으로, 상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 슬러리공급채널(31) 및 상기 세척유체공급부(5)의 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향)을 기준으로, 상기 세척유체공급부(5)가 상기 슬러리공급채널(31) 및 상기 온도조절유체공급부(4)의 사이에 위치하도록 배치될 수도 있다.
도 1 내지 도 14를 참고하면, 상기 슬러리공급부(3)는 유도면(38, 도 14에 도시됨)을 포함할 수 있다. 도 14에서 점선은 상기 본체(2)의 대략적인 위치를 표시한 것이다.
상기 유도면(38)은 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향)에 대해 반대되는 방향을 향하도록 배치된 것이다. 이에 따라, 상기 유도면(38)은 상기 연마패드(110)에 공급된 유체가 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 퍼지도록 유도할 수 있다. 상기 연마패드(110)에 공급된 유체는 슬러리, 온도조절유체, 세척유체 등일 수 있다. 상기 유도면(38)은 상기 슬러리공급부재(32)에서 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향)에 대해 반대되는 방향을 향하는 면(面)에 해당할 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리공급부재(32)가 상기 연마패드(110)에 접촉되게 배치됨에 따라, 상기 유도면(38)은 상기 슬러리공급부재(32) 및 상기 연마패드(110) 사이의 틈새를 좁힐 수 있다. 이에 따라, 상기 유도면(38)은 상기 연마패드(110)에 공급된 유체가 상기 슬러리공급부재(32) 및 상기 연마패드(110)로 유입되는 과정에서 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)을 따라 넓게 퍼지도록 유도할 수 있다. 상기 유도면(38)은 상기 연마패드(110)에 대해 수직하게 세워져서 배치될 수 있다.
상기 연마패드(110)에 공급된 유체가 슬러리인 경우, 슬러리는 상기 슬러리공급채널(31)을 통해 상기 연마패드(110)에 공급된 후에 상기 연마패드(110)가 계속하여 회전함에 따라 상기 유도면(38)에 접촉하게 되고, 상기 유도면(38)을 따라 유동하여 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 퍼질 수 있다. 상기 슬러리공급채널(31)은 상기 유도면(38)에 대해 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향) 쪽에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리공급채널(31)을 통해 상기 연마패드(110)에 공급된 슬러리는, 상기 연마패드(110)가 대략 1회전한 이후부터 상기 유도면(38)에 접촉할 수 있다.
상기 연마패드(110)에 공급된 유체가 온도조절유체인 경우, 온도조절유체는 상기 온도조절유체공급부(4)를 통해 상기 연마패드(110)에 공급된 후에 상기 연마패드(110)가 계속하여 회전함에 따라 상기 유도면(38)에 접촉하게 되고, 상기 유도면(38)을 따라 유동하여 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 퍼질 수 있다. 이 경우, 상기 온도조절유체공급부(4)는 상기 유도면(38)에 대해 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향)에 대해 반대되는 방향 쪽에 배치될 수 있다.
상기 연마패드(110)에 공급된 유체가 세척유체인 경우, 세척유체는 상기 세척유체공급부(5)를 통해 상기 연마패드(110)에 공급된 후에 상기 연마패드(110)가 계속하여 회전함에 따라 상기 유도면(38)에 접촉하게 되고, 상기 유도면(38)을 따라 유동하여 상기 연마패드(110)의 반경방향(X축 방향)으로 퍼질 수 있다. 이 경우, 상기 세척유체공급부(5)는 상기 유도면(38)에 대해 상기 연마패드(110)의 회전방향(R 화살표 방향)에 대해 반대되는 방향 쪽에 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 16을 참고하면, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 슬러리공급관(6) 및 연결관(7)을 포함할 수 있다.
상기 슬러리공급관(6)은 상기 본체(2)에 결합된 것이다. 상기 슬러리공급관(6)은 상기 내측영역(IA)을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 슬러리공급관(6)은 상기 내측영역(IA) 쪽으로 돌출되도록 상기 본체(2)에 결합될 수 있다. 상기 슬러리공급관(6)은 상기 슬러리저장장치로부터 슬러리를 공급받을 수 있다. 상기 슬러리공급관(6)은 상기 본체(2)의 내부에 형성된 통로, 상기 본체(2)의 내부에 설치된 배관 등을 통해 슬러리를 공급받을 수도 있다. 상기 슬러리공급관(6)은 일측이 상기 본체(2)에 결합되고, 타측이 상기 내측영역(IA)을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 슬러리공급관(6)의 타측에는, 슬러리를 토출하기 위한 토출공이 형성될 수 있다.
상기 연결관(7)은 상기 슬러리공급관(6) 및 상기 슬러리공급부(3)를 연결하기 위한 것이다. 상기 연결관(7)은 상기 슬러리공급관(6) 및 상기 슬러리공급부(3)를 연결하도록 상기 슬러리공급관(6) 및 상기 슬러리공급부(3) 각각에 결합될 수 있다. 상기 슬러리공급관(6)이 토출한 슬러리는, 상기 연결관(7)의 내부를 따라 유동하여 상기 슬러리공급부(3)로 공급될 수 있다. 상기 연결관(7)은 상기 슬러리공급관(6)에 비해 유연성(Flexibility)이 높은 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 연결관(7)은 고무로 형성될 수 있다.
상기 연결관(7)은 상기 슬러리공급관(6)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급채널(31)을 통해 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급하는 제1공급모드 및 상기 슬러리공급관(6)을 통해 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급하는 제2공급모드 간에 전환될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이 상기 연결관(7)이 상기 슬러리공급관(6)에 결합된 경우, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 제1공급모드로 전환되어서 상기 슬러리공급채널(31, 도 3에 도시됨)을 통해 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급할 수 있다. 상기 연결관(7)이 상기 슬러리공급관(6)으로부터 분리된 경우, 도 16에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 제2공급모드로 전환되어서 상기 슬러리공급관(6)을 통해 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리공급관(6)은 상기 연마패드(110)의 내측영역(IA)에 슬러리를 공급할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 슬러리의 종류, 상기 기판(200)의 재질, 상기 기판(200)에 형성된 박막에 대해 연마공정을 수행하는 경우 상기 기판(200)에 형성된 박막의 재질 등에 따라 상기 제1공급모드 및 상기 제2공급모드로 전환되도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 다양한 연마공정에 범용적으로 사용될 수 있다.
상기 연결관(7)은 볼트 등과 같은 체결수단을 통해 상기 슬러리공급관(6)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 연결관(7)은 억지끼워맞춤 방식 등을 이용하여 상기 슬러리공급관(6)에 탈부착 가능하게 결합될 수도 있다.
도 17을 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 유체공급장치(1)는 지지부(8)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(8)는 상기 본체(2)를 지지하는 것이다. 상기 본체(2)는 상기 지지부(8)에 결합됨으로써, 상기 지지부(8)에 지지될 수 있다. 상기 지지부(8)는 상기 연마패드(110)로부터 이격된 위치에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 지지부(8)는 상기 화학 기계적 연마 장치(100)가 설치된 바닥면에 설치될 수 있다.
상기 지지부(8)는 상기 슬러리공급부(3)가 제1위치(FP)와 제2위치(SP) 간에 이동하도록 상기 본체(2)를 회전시킬 수 있다. 상기 지지부(8)는 상기 제1위치(FP)에서 보다 상기 제2위치(SP)에서 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)를 가리는 면적이 감소하도록 상기 본체(2)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제1위치(FP)에서 상기 연마패드(110)를 가리는 면적이 증대되도록 구현됨으로써, 상기 슬러리공급채널(31, 도 3에 도시됨)이 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급하는 면적을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제2위치(SP)에서 상기 연마패드(110)를 가리는 면적이 감소되도록 구현됨으로써, 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)의 상측에 위치한 기구물에 대해 간섭되는 정도를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 유체공급장치(1)는 상기 슬러리공급부(3)를 상기 제2위치(SP)에 위치시킴으로써, 상술한 유지보수작업, 점검작업 등에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다.
상기 지지부(8)는 상기 제1위치(FP)에서 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)의 상측에 배치되도록 상기 본체(2)를 회전시킬 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제1위치(FP)에 위치한 상태에서, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)에 슬러리를 공급할 수 있다. 상기 지지부(8)는 상기 제2위치(SP)에서 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)의 외측에 배치되도록 상기 본체(2)를 회전시킬 수 있다. 이 경우, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)로부터 이격된 위치에 위치할 수 있다. 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제2위치(SP)에 위치한 상태에서, 상술한 유지보수작업, 점검작업 등이 이루어질 수 있다.
상기 지지부(8)는 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)에 대해 평행하게 배치된 상태를 유지하도록 상기 본체(2)를 회전시킬 수 있다. 상기 지지부(8)는 상기 제1위치(FP)에서 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)에 대해 평행하게 배치되고, 상기 제2위치(SP)에서 상기 슬러리공급부(3)가 상기 연마패드(110)에 대해 수직하게 세워져서 배치되도록 상기 본체(2)를 회전시킬 수도 있다. 상기 슬러리공급부(3)가 상기 제2위치(SP)에서 상기 연마패드(110)에 대해 수직하게 세워진 경우에도, 상기 슬러리공급부(3)는 상기 연마패드(110)의 외측에 위치하도록 배치될 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 지지부(8)는 상기 본체(2)를 회전시키는 회전기구를 포함할 수 있다. 상기 회전기구는 상기 본체(2)를 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 상기 모터는 상기 본체(2)의 회전축에 직접 결합되어서 상기 본체(2)를 회전시킬 수 있다. 상기 모터와 상기 본체(2)의 회전축이 서로 이격되어 배치된 경우, 상기 회전기구는 상기 모터와 상기 본체(2)의 회전축을 연결하는 이음기구를 포함할 수 있다. 상기 이음기구는 풀리와 벨트, 스프로켓과 체인, 구동기어와 종동기어 등으로 구현될 수 있다. 상기 회전기구는 상기 지지부(8)를 회전시킴으로써, 상기 본체(2)를 회전시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 지지부(8)는 상기 회전기구에 의해 회전됨에 따라 상기 본체(2)를 회전시킬 수 있다. 상기 본체(2)는 수작업으로 상기 제1위치(FP) 및 상기 제2위치(SP) 간에 회전하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 유체공급장치(1)는 상기 본체(2)를 상기 제1위치(FP) 및 상기 제2위치(SP) 각각에서 고정시키기 위한 지지핀을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치 2 : 본체
3 : 슬러리공급부 4 : 온도조절유체공급부
5 : 세척유체공급부 6 : 슬러리공급관
31 : 슬러리공급채널 32 : 슬러리공급부재
33 : 슬러리주입공 34 : 슬러리배출홈
35 : 결합부재 36 : 회피홈
37 : 삽입홈 38 : 유도면
7 : 연결관 8 : 지지부
110 : 연마패드 120 : 연마정반
130 : 연마헤드 140 : 컨디셔너

Claims (22)

  1. 연마패드에 슬러리를 공급하는 슬러리공급부; 및
    상기 슬러리공급부가 결합된 본체를 포함하고,
    상기 슬러리공급부는 상기 연마패드의 반경방향으로 연장되어 형성된 슬러리공급채널, 및 슬러리가 상기 슬러리공급채널을 따라 상기 연마패드의 반경방향으로 유동하여 상기 연마패드에 공급되도록 상기 연마패드에 접촉되는 슬러리공급부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리공급부재는 상기 연마패드에 접촉되는 접촉면을 포함하고,
    상기 슬러리공급채널은 상기 접촉면의 내측에 위치하도록 상기 연마패드의 반경방향을 따라 연장되어 형성되며,
    상기 접촉면은 상기 슬러리공급채널로 주입된 슬러리가 상기 슬러리공급채널의 내부 압력 차이를 이용하여 유동하도록 상기 연마패드에 접촉되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 슬러리공급채널에 슬러리를 주입하도록 상기 슬러리공급채널에 연통되게 상기 슬러리공급부재에 형성된 슬러리주입공을 포함하고,
    상기 슬러리주입공은 상기 슬러리공급채널의 일측 및 상기 슬러리공급채널의 타측 간의 내부 압력 차이를 이용하여 상기 슬러리공급채널의 일측으로 주입된 슬러리가 상기 슬러리공급채널의 타측으로 유동하도록 상기 슬러리공급채널의 일측에 연통되게 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 슬러리주입공을 복수개 포함하고,
    상기 슬러리주입공들은 상기 슬러리공급채널의 일측에 연통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 슬러리공급채널에 슬러리를 주입하도록 상기 슬러리공급채널에 연통되게 상기 슬러리공급부재에 형성된 복수개의 슬러리주입공을 포함하고,
    상기 슬러리주입공들은 상기 슬러리공급채널을 복수개의 구역으로 나누어 슬러리를 주입하도록 상기 슬러리공급채널을 따라 서로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 슬러리공급부재에 형성된 슬러리배출홈을 포함하고,
    상기 슬러리배출홈은 상기 슬러리공급채널에 위치한 슬러리가 상기 슬러리공급부재의 외부로 배출되도록 상기 슬러리공급채널 및 상기 슬러리공급부재의 외부 각각에 연통되게 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 슬러리배출홈을 복수개 포함하고,
    상기 슬러리배출홈들은 상기 슬러리공급채널에 위치한 슬러리가 상기 연마패드의 서로 다른 부분으로 배출되도록 서로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 슬러리배출홈을 복수개 포함하고,
    상기 슬러리배출홈들은 상기 연마패드의 반경방향을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 본체에 결합된 결합부재를 포함하고,
    상기 슬러리공급부재는 상기 결합부재에 탈부착 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리공급부에는 상기 연마패드의 상측에 위치한 기구물을 회피하도록 회피홈이 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 슬러리공급부재는 상기 회피홈이 형성된 제1공급부재, 및 상기 제1공급부재에 결합된 제2공급부재를 포함하고,
    상기 슬러리공급채널은 상기 제1공급부재에 형성된 제1공급채널, 및 상기 제1공급채널에 연통되도록 상기 제2공급부재에 형성된 제2공급채널을 포함하며,
    상기 제1공급채널은 상기 제2공급채널에 대해 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 본체에 결합된 온도조절유체공급부를 포함하고,
    상기 온도조절유체공급부는 상기 연마패드의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체를 상기 연마패드에 공급하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 온도조절유체공급부가 삽입되는 삽입홈을 포함하고,
    상기 온도조절유체공급부는 상기 삽입홈에 삽입되어서 상기 본체에 결합된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 본체에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고,
    상기 온도조절유체공급부는 상기 회전축 상에 위치하도록 상기 본체에 결합된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 본체에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되되, 상기 연마패드에 접촉되는 제1위치 및 상기 연마패드로부터 이격되는 제2위치 간에 회전 가능하도록 상기 본체에 결합된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 본체에 결합된 세척유체공급부를 포함하고,
    상기 세척유체공급부는 상기 연마패드를 세척하기 위한 세척유체를 상기 연마패드에 공급하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 연마패드의 내측영역을 향하도록 상기 본체에 결합된 슬러리공급관, 및 상기 슬러리공급관과 상기 슬러리공급부를 연결하도록 상기 슬러리공급관과 상기 슬러리공급부 각각에 결합된 연결관을 포함하고,
    상기 연결관은 상기 슬러리공급채널을 통해 상기 연마패드에 슬러리를 공급하는 제1공급모드 및 상기 슬러리공급관을 통해 상기 연마패드에 슬러리를 공급하는 제2공급모드 간에 전환되도록 상기 슬러리공급관에 탈부착 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 연마패드에 공급된 유체가 상기 연마패드의 반경방향으로 퍼지도록 유도하는 유도면을 포함하고,
    상기 유도면은 상기 연마패드의 회전방향에 대해 반대되는 방향을 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  19. 연마패드에 슬러리를 공급하는 슬러리공급채널을 갖는 슬러리공급부; 및
    상기 슬러리공급부가 결합된 본체를 포함하고,
    상기 슬러리공급부는 제1위치와 제2위치 간에 회전 가능하게 상기 본체에 결합되되, 상기 제1위치에서 보다 상기 제2위치에서 상기 연마패드를 가리는 면적이 감소하도록 상기 본체에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 슬러리공급부는 상기 제1위치에서 상기 연마패드에 대해 평행하게 배치되고, 상기 제2위치에서 상기 연마패드에 대해 수직하게 세워져서 배치되도록 상기 본체에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  21. 연마패드에 슬러리를 공급하는 슬러리공급채널을 갖는 슬러리공급부;
    상기 슬러리공급부가 결합된 본체; 및
    상기 본체가 결합된 지지부를 포함하고,
    상기 지지부는 상기 슬러리공급부가 제1위치와 제2위치 간에 이동하도록 상기 본체를 회전시키되, 상기 제1위치에서 보다 상기 제2위치에서 상기 슬러리공급부가 상기 연마패드를 가리는 면적이 감소하도록 상기 본체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 제1위치에서 상기 슬러리공급부가 상기 연마패드의 상측에 배치되고, 상기 제2위치에서 상기 슬러리공급부가 상기 연마패드의 외측에 배치되도록 상기 본체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치.
KR1020170156388A 2017-11-22 2017-11-22 화학 기계적 연마 장치용 유체공급장치 KR102467986B1 (ko)

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