KR20190079120A - 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치 - Google Patents

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KR20190079120A
KR20190079120A KR1020170181094A KR20170181094A KR20190079120A KR 20190079120 A KR20190079120 A KR 20190079120A KR 1020170181094 A KR1020170181094 A KR 1020170181094A KR 20170181094 A KR20170181094 A KR 20170181094A KR 20190079120 A KR20190079120 A KR 20190079120A
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김경모
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Abstract

연마헤드와 이를 구비하는 기판 연마 장치가 개시된다. 기판 연마 장치의 연마헤드는, 복수의 패드가 원형으로 배치되어서 자전 및 공전하는 연마패드 및 기판에 대향되는 하면에 상기 연마패드가 구비되는 하우징을 포함하고, 상기 복수의 패드는 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하면서, 상기 복수의 패드가 형성하는 원의 중심을 공전축으로 하여 공전하도록 구성된다.

Description

연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치{POLISHING HEAD AND SUBSTRATE POLISHING APPARATUS HAVING THE SAME}
아래의 실시 예는 복수의 연마패드를 구비하는 연마헤드를 구비하는 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 전기적으로 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, 금속선 패턴은 절연재로 형성되며, 기판 연마 작업을 통해 과잉금속물을 제거하게 된다.
기존의 기판 연마 장치는 기판의 일면 또는 양면을 연마와 버핑 및 세정하기 위한 구성요소로서, 벨트, 연마패드 또는 브러시를 포함하는 기계적 연마부재를 구비하고, 슬러리 용액 내의 화학적 성분에 의해서 연마 작업을 촉진 및 강화시키게 된다.
한편, 일반적으로 기판 연마 장치는, 연마 정반(platen)에 부착된 연마패드와 캐리어 헤드에 장착된 기판 사이에 연마입자가 포함된 슬러리를 공급하면서, 동일한 방향으로 회전시킴에 따라 연마패드와 기판 사이의 상대 회전속도에 의해서 기판 표면이 평탄화되어 연마가 이루어진다.
기판의 면적이 점차 대면적이 되고 있는데, 대면적 기판의 연마 시 연마 균일도를 맞추기 위해서는 기판 캐리어를 여러 영역으로 분할하고 가요성 필름을 구비하여, 각 영역마다 다른 압력을 인가함으로써 연마량을 제어하는 방식이 알려져 있다. 그런데, 이와 같이 기판 캐리어를 분할하더라도 기판의 연마 균일도를 일정하게 유지하고 제어하는 데에 한계가 있으므로 새로운 방식의 연마량 제어가 필요하다.
한편, 기판의 크기가 대면적화 됨에 따라 기판을 균일하게 연마하기 위해서는 다양한 형태의 연마패드 또는 연마헤드가 사용되고 있다. 그런데 연마패드를 대형화하는 것만으로는 대면적의 기판을 균일하게 연마하는 것이 용이하지 않다. 더불어, 연마패드의 크기가 대면적화 되는 경우, 연마패드 내에서도 위치에 따라 연마 균일도가 달라지는 문제가 발생할 수 있다.
실시 예들에 따르면, 기판을 균일하게 연마할 수 있도록 복수의 연마패드를 구비하는 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 장치를 제공한다.
실시 예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 실시 예들에 따르면, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 연마패드가 각각의 회전축을 중심으로 자전하면서, 하나의 패드 또는 소정의 중심에 대해서 공전함으로써 기판을 연마하므로, 기판을 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 복수의 연마패드로 기판을 연마하므로, 기판의 연마효율을 향상시키고, 연마 시간을 단축시킬 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 실시 예들에 따르면, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 연마패드가 자전 및 공전하면서 기판을 연마하므로 기판의 연마 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한, 기판의 가장자리 부분에 대해서도 균일하게 연마할 수 있다.
일 실시 예에 따른 연마헤드 및 이를 구비하는 기판 연마 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 실시 예를 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 기판 연마 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 연마 장치의 측면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 연마헤드의 평면도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 연마헤드의 평면도이다.
도 5는 또 다른 실시 예에 따른 연마헤드의 평면도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 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, 제1, 제2, 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.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 실시 예들에 따른 복수의 연마패드(121)를 구비하는 연마헤드(12)와 이를 구비하는 기판 연마 장치(10)에 대해서 설명한다.
참고적으로, 도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(10)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 기판 연마 장치(10)의 측면도이다. 그리고 도 3 내지 도 5는 실시 예들에 따른 연마헤드(12)의 구성을 설명하기 위한 평면도들이다.
도면을 참조하면, 기판 연마 장치(10)는, 기판(1)을 지지하는 기판 캐리어(11), 연마패드(121)가 구비되는 연마헤드(12), 기판(1)을 이송하는 기판 이송부(13) 및 기판(1)을 지지하는 기판 지지부(14)를 포함하여 구성된다.
기판(1)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글라스를 포함하는 투명 기판일 수 있다. 그러나 기판(1)이 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 반도체 장치(semiconductor device) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 또한, 도면에서는 기판(1)이 사각형 형상을 갖는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예시에 불과하며, 기판(1)의 형상 및 크기 등이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
기판 캐리어(11)는 기판(1)의 피연마면이 상부를 향하도록 기판(1)이 안착된다. 예를 들어, 기판 캐리어(11)는 기판(1)보다 큰 크기를 갖는 사각형 형상을 갖는다. 여기서, 기판 캐리어(11)의 크기 및 두께는 일 예시에 불과하며, 기판 캐리어(11)의 형상 및 크기 등이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
기판 캐리어(11)는 기판(1)이 안착, 장착, 파지 및/또는 고정하기 위한 다양한 구조가 형성될 수 있다. 일 예로, 기판 캐리어(11)는 표면에 기판(1)이 안착되는 소정 깊이의 홈이 형성될 수 있다. 또는, 기판 캐리어(11)는 기판(1)에 진공 또는 흡입력을 제공하여 기판(1)을 파지하는 흡착 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(11)는 표면 또는 기판(1)이 안착되는 홈 내부에 기판(1)에 흡입력 또는 진공을 제공하기 위한 홀이나 슬릿 등의 구조가 형성될 수 있다. 또는 기판 캐리어(11)는 기판(1)이 안착되는 면에 기판(1)이 미끄러지지 않도록 마찰력이 발생되는 구조가 형성되거나, 미끄러짐을 방지하는 별도의 흡착 패드 등이 구비될 수 있다. 또는, 기판 캐리어(11)는 기판(1)의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조가 형성되는 것도 가능하다. 여기서, 기판 캐리어(11)는 상술한 구조 중 2개 이상이 조합된 구성을 갖거나, 상술한 구조 이외에도 기판(1)을 파지 또는 고정하기 위한 다양한 형태를 가질 수 있다.
기판 이송부(13)는 기판(1)이 안착된 기판 캐리어(11)를 일 방향(예를 들어, 도면 상에서 x축 방향)을 따라 이송하며, 복수의 기판(1)을 연속적으로 이송할 수 있는 컨베이어 또는 벨트 형태를 갖는다.
기판 이송부(13)는 2개의 구동 롤러(131, 132)의 외주면에 감긴 이송 부재(130)로 이루어지며, 한 쌍의 구동 롤러(131, 132)에 의해서 이송 부재(130)가 연속적으로 회전함에 따라 복수의 기판 캐리어(11)가 연속적으로 이송된다. 기판 이송부(13)는 적어도 하나 이상, 바람직하게는 복수의 기판 캐리어(11)가 순차적으로 탑재되어 이송될 수 있는 크기로 형성된다.
이송 부재(130)는 기판 캐리어(11)가 안착되어서 미끄러지지 않는 재질로 형성된다. 또는 이송 부재(130) 표면에 기판 캐리어(11)가 미끄러지지 않도록 마찰력을 발생시키는 구조 또는 별도의 마찰 패드(또는 시트)가 구비될 수 있다. 또는 이송 부재(130)는 표면에 기판 캐리어(11)가 삽입되도록 소정 크기와 깊이의 홈이 형성될 수도 있다. 또는, 이송 부재(130)는 기판 캐리어(11)의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조가 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 이송 부재(130)에는 기판 캐리어(11)를 지지하기 위한 상술한 형태들 중 2개 이상의 복수의 구조가 조합된 구성을 가질 수 있으며, 상술한 형태 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있다
또한, 기판 이송부(13)는 이송되는 기판(1)이 연마헤드(12)와 수평으로 접촉될 수 있도록 지표면 또는 연마헤드(12)에 대해서 수평으로 기판 캐리어(11)를 이송하는 소정 길이의 수평 이송 구간이 형성된다. 즉, 기판 이송부(13)는 한 쌍의 구동 롤러(131, 132) 사이의 구간에서는 이송 부재(130)가 수평으로 형성되는, 측면에서 보았을 때 타원 형상의 궤도를 가질 수 있다.
실시 예에 따르면, 기판 이송부(13)는 폐루프의 컨베이어 또는 벨트 형태를 갖고, 기판 이송부(13)의 궤도 시작 부분에서 기판 캐리어(11)가 이송 부재(130)에 탑재되는 것으로 기판(1)의 로딩이 이루어지고, 궤도 끝에서는 이송 부재(130)의 회전에 의해 기판 캐리어(11)가 이송 부재(130)와 분리되면서 기판(1)의 언로딩이 이루어지므로, 기판(1)의 로딩/언로딩이 간단하고 효율적이다. 또한, 기판(1)의 로딩/언로딩으로 인해 발생하는 랙 타임(lag time)을 단축시킴으로써 스루풋(through)을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술한 실시 예와는 달리, 기판 캐리어(11)가 생략되고, 기판 이송부(13)에 기판(1)이 직접 안착되어서 이송되는 것도 가능하다. 이 경우, 이송 부재(130)에 기판(1)이 안착되는 구조가 형성될 수 있다. 예를 들어, 이송 부재(130)가 기판(1)이 미끄러지지 않도록 소정 크기의 마찰이 발생하는 재질로 형성되거나, 이송 부재(130)의 표면에 기판(1)이 미끄러지지 않도록 마찰력을 발생시키는 구조 또는 별도의 마찰 패드(또는 시트)가 구비될 수 있다. 또는 이송 부재(130)의 표면에 기판(1)이 삽입되는 소정 크기와 깊이의 홈이 형성되거나, 또는, 기판(1)의 테두리 중 적어도 일부를 지지하는 돌출 구조가 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 기판 이송부(13)는 상술한 기판(1)을 지지할 수 있는 형태들 중 2개 이상의 복수의 구조가 조합된 구성을 가질 수 있으며, 상술한 형태들 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있다.
기판 지지부(14)는 기판 이송부(13)의 하부에 구비되며, 이송 부재(130)를 사이에 두고 기판 캐리어(11)의 이면을 지지하도록 구비된다.
기판 지지부(14)는 내부가 복수의 영역으로 구획되어서 기판(1)의 위치에 따라 서로 다른 압력으로 지지할 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 기판 지지부(14)는 기판(1) 또는 기판 캐리어(11)를 안정적으로 지지할 수 있도록 기판(1) 또는 기판 캐리어(11)와 유사한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 기판 지지부(14)는 이송 부재(130)의 폭 방향(y축 방향)과 같거나 더 큰 크기로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 기판 지지부(14)는 기판(1)을 지지할 수 있는 실질적으로 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 기판 지지부(14)는 기판 캐리어(11)에 대응되는 크기로 형성되거나 기판 캐리어(11)보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 또한, 기판 지지부(14)는 1개가 구비되거나, 복수개가 구비될 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 기판 지지부(14)는 연마헤드(12)에 대응되는 위치에 고정 구비된다. 이와는 달리, 기판 지지부(14)는 기판(1)의 이동 방향을 따라서 이동하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 기판 캐리어(11)가 기판 이송부(13)에 탑재되는 제1 위치와, 기판 캐리어(11)가 기판 이송부(13)에서 이탈되는 제2 위치 사이에서 기판 지지부(14)가 왕복 이동하도록 구비되어서, 기판 지지부(14)는 제1 위치에서 기판 캐리어(1)를 지지한 상태로 제2 위치까지 왕복 이동 할 수 있다.
연마헤드(12)는 기판(1) 상부에 구비되며, 기판(1)과 마주보는 하면에 기판(1)의 연마를 위한 연마패드(121)가 구비된다. 연마헤드(12)는 복수의 패드(211, 212) 및, 각각의 패드(211, 212)를 지지하는 하우징(122)을 포함하여 구성된다.
연마헤드(12)는 기판(1) 상에서 x축 및 y축을 따라 선형으로 이동함에 따라, 즉, 지그재그 형태로 이동하고, 연마패드(121)가 자전 및 공전하면서 기판(1)을 연마하게 된다. 또한, 연마헤드(12)는 복수의 패드(211, 212)가 자전 및 공전하면서 기판(1)을 연마한다. 여기서, 연마패드(121)의 자전 및 공전이라 함은, 기판(1) 표면에 평행하고 그 중심을 지나는 회전축(z축 방향)을 중심으로 하는 원 궤도(circular orbit) 회전 또는 타원 궤도(elliptic orbit) 회전일 수 있다.
연마패드(121)는 자전 및 공전하는 복수의 패드(211, 212)로 구성된다.
일 예로, 도 3에 도시한 바와 같이, 하나의 중앙 패드(211)와 상기 중앙 패드(211)의 둘레에 배치되는 복수의 주변 패드(212)로 구성될 수 있다.
중앙 패드(211)는 그 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하면서 연마헤드(12)의 이동 궤적(120)을 따라 기판(1) 표면에 대해서 지그재그로 이동하면서 기판(1)을 연마한다.
복수의 주변 패드(212)는 각각 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하고, 더불어, 중앙 패드(211)의 중심을 공전축으로 하여 공전한다. 여기서, 중앙 패드(211)와 복수의 주변 패드(212)는 동일한 방향으로 자전할 수 있다. 그리고 중앙 패드(211)와 복수의 주변 패드(212)의 공전 방향은 자전 방향과 일치할 수 있다. 또는, 중앙 패드(211)와 복수의 주변 패드(212)는 동일한 방향으로 자전하되, 공전은 자전 방향과 반대 방향으로 회전하는 것도 가능하다.
그리고 복수의 주변 패드(212)는 중앙 패드(211)와 동시에 기판(1) 표면에 대해서 지그재그로 이동하면서 기판(1)을 연마하게 된다. 여기서, 도면에서는 주변 패드(212)가 4개인 것을 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 주변 패드(212)의 수는 2개 이상이라면 그 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 중앙 패드(211)와 주변 패드(212)의 크기와 그 비율은 도면에 의해 한정되지 않는다.
복수의 주변 패드(212)는 중앙 패드(211)에 비해 작은 크기를 가질 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 중앙 패드(211)와 복수의 주변 패드(212)가 동일한 크기로 형성될 수도 있다.
실시 예에 따르면, 큰 크기의 중앙 패드(211)가 기판(1)을 빠르고 넓은 범위에 대해서 연마하고, 작은 크기의 주변 패드(212)가 공전하면서 기판(1)을 정밀도 높게 연마할 수 있다. 또한, 이와 같이 크기가 다른 패드들(211, 212)을 배치하여 공전하여 연마함에 따라, 기판(1)을 균일하게 연마할 수 있으며, 연마 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 중앙 패드(211)와 주변 패드(212)는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 중앙 패드(211)가 표면 거칠기가 큰 재질로 형성되고, 복수의 주변 패드(212)는 중앙 패드(211)에 비해 표면 거칠기가 작은 재질로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 주변 패드(212)들도 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
실시 예들에 따르면, 서로 다른 재질로 형성되는 복수의 패드들(211, 212)이 기판(1)을 연마하므로, 기판(1)의 연마율을 조절하기가 용이하여 기판(1)을 균일하게 연마할 수 있으며, 연마 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 중앙 패드(211)와 주변 패드(212)는 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 중앙 패드(211)의 자전 속도가 복수의 주변 패드(212)의 자전 속도에 비해 빠르게 회전하도록 형성될 수 있다. 반대로, 중앙 패드(211)의 자전 속도가 복수의 주변 패드(212)의 자전 속도에 비해 느리게 회전하도록 형성되는 것도 가능하다. 더불어, 복수의 주변 패드(212)들도 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성될 수 있다.
실시 예들에 따르면, 복수의 패드들(211, 212)이 서로 다른 자전 속도로 회전하면서 기판(1)을 연마하므로, 기판(1)의 연마율을 조절하기가 용이하여 기판(1)을 균일하게 연마할 수 있으며, 연마 시간을 단축시킬 수 있다.
다른 예로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 중앙 패드(211)가 없이 복수의 패드(212)가 원형으로 배치될 수 있다.
복수의 패드(212)는 각각 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하고, 더불어, 복수의 패드(212)가 배치된 원형의 중심을 공전축으로 하여 공전한다. 여기서, 복수의 패드(212)는 서로 동일한 방향으로 자전하며, 공전 역시 자전 방향과 동일 방향으로 회전할 수 있다. 또는, 복수의 패드(212)는 서로 동일한 방향으로 자전하되, 자전 방향과 반대 방향으로 공전하는 것도 가능하다.
그리고 연마헤드(12)가 기판(1) 표면에 대해서 지그재그로 이동함에 따라, 복수의 패드(212) 역시 지그재그로 이동하면서 동시에 자전 및 공전하면서 기판(1)을 연마하게 된다. 여기서, 도면에서는 복수의 패드(212)가 4개인 것을 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 패드(212)의 수는 2개 이상이라면 그 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.
복수의 패드(212)는 동일한 크기로 형성되거나, 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
또한, 복수의 패드(212)는 동일한 재질로 형성되거나, 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 2가지 재질로 형성되는 패드들이 서로 교번적으로 배치될 수 있다. 또는 공전 방향을 따라 서로 다른 재질로 형성되는 패드들이 배치되는 것도 가능하다.
또한, 복수의 패드(212)는 동일한 자전 속도로 회전하거나, 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성될 수 있다.
다른 예로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 패드(212, 213)는 2개 이상의 복수의 동심원 상에 배치될 수 있다.
복수의 패드(212, 213)는 각각 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하고, 더불어, 복수의 패드(212, 213)가 배치된 동심원의 중심을 공전축으로 하여 공전한다.
여기서, 복수의 패드(212, 123)는 서로 동일한 방향으로 자전하며, 공전 역시 자전 방향과 동일 방향으로 회전할 수 있다. 또는, 복수의 패드(212, 213)는 서로 동일한 방향으로 자전하되, 자전 방향과 반대 방향으로 공전하는 것도 가능하다.
그리고 복수의 패드(212, 213)는 기판(1) 표면에 대해 지그재그로 이동하면서, 동시에, 자전 및 공전하면서 기판(1)을 연마하게 된다.
여기서, 도면에서는 복수의 패드(212, 213)가 4개씩 2개의 동심원 상에 배치된 것을 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 패드(212, 213)의 수는 2개 이상이라면 그 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 복수의 패드(212, 213)는 3개 이상의, 복수의 동심원 상에 배치될 수 있다. 또한, 각 동심원을 형성하는 패드(212, 213)의 수는 2개 이상, 복수의 패드가 배치될 수 있다. 그리고 도면에서는 중앙 패드(211)가 없이 복수의 패드(212, 213)들이 동심원 상에 배치된 것을 예시하였으나, 동심원의 중심에 하나의 중앙 패드(211)가 구비되는 것도 가능하다.
복수의 패드(212, 213)는 동일한 크기로 형성되거나, 서로 다른 크기로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 패드(212, 213)는 하나의 동심원 상에는 동일한 크기를 갖는 패드들이 배치되고, 동심원의 외측으로 갈수록 크기가 작은 패드들이 배치될 수 있다.
또한, 복수의 패드(212, 213)는 동일한 재질로 형성되거나, 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 복수의 패드(212, 213)는, 하나의 동심원 상에는 동일한 재질로 형성되는 패드들이 배치되고, 동심원의 외측으로 갈수록 크기가 표면 거칠기가 작은 패드들이 배치될 수 있다.
또한, 복수의 패드(212, 213)는 동일한 자전 속도로 회전하거나, 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 패드(212, 213)는, 하나의 동심원 상에서는 동일한 자전 속도로 회전하고, 동심원의 외측으로 갈수록 자전 속도가 빨라지도록 배치될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 연마헤드(12)는 복수의 연마패드(121)가 자전 및 공전하면서 기판(1)을 연마하므로, 기판(1)의 연마 효율을 향상시키고 연마 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 복수의 연마패드(121)는 서로 다른 크기 및/또는 서로 다른 재질을 갖거나, 및/또는 서로 다른 자전속도로 회전하도록 형성되므로, 기판(1)의 위치에 따른 연마율을 조절하고 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 연마헤드(12)가 기판(1)의 가장자리 외측까지 균일하게 연마할 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 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 시스템, 구조, 장치, 회로 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 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
1: 기판
10: 기판 연마 장치
11: 기판 캐리어
12: 연마헤드
120: 연마헤드의 이동 궤적
121: 연마패드
211: 중앙 패드
212: 복수의 패드 또는 주변 패드
213: (동심원 상의) 복수의 패드
122, 221, 222: 하우징
13: 기판 이송부
130: 이송 부재
131, 132: 구동 롤러
14: 기판 지지부

Claims (25)

  1. 기판 연마 장치에서 기판을 연마하는 연마헤드에 있어서,
    복수의 패드가 원형으로 배치되어서 자전 및 공전하는 연마패드; 및
    기판에 대향되는 하면에 상기 연마패드가 구비되는 하우징;
    을 포함하고,
    상기 복수의 패드는 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하면서, 상기 복수의 패드가 형성하는 원의 중심을 공전축으로 하여 공전하는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 동일 크기로 형성되거나, 서로 다른 크기로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 복수의 동심원 상에 배치되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 동심원의 외측으로 갈수록 크기가 작은 패드가 배치되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 서로 다른 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  7. 기판 연마 장치에서 기판을 연마하는 연마헤드에 있어서,
    복수의 패드가 원형으로 배치되어서 자전 및 공전하는 연마패드; 및
    기판에 대향되는 하면에 상기 연마패드가 구비되는 하우징;
    을 포함하고,
    상기 복수의 패드는,
    상기 복수의 패드가 형성하는 원의 중심에 배치되고, 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하는 중앙 패드; 및
    상기 중앙 패드의 둘레를 따라 배치되고, 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하면서 상기 중앙 패드의 중심을 공전축으로 하여 공전하는 복수의 주변 패드;
    를 포함하는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중앙 패드와 상기 주변 패드는 서로 다른 크기를 갖는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 주변 패드는 동일한 크기로 형성되며, 2개 이상 복수개가 구비되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 주변 패드는 적어도 2열 이상의 동심원 상에 배치되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 주변 패드는 동심원의 외측으로 갈수록 크기가 작은 패드가 배치되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 중앙 패드와 상기 주변 패드는 서로 다른 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 주변 패드는 서로 다른 재질로 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 중앙 패드와 상기 주변 패드는 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 주변 패드는 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성되는 기판 연마 장치의 연마헤드.
  16. 기판을 이송하는 이송 부재와 상기 이송 부재를 구동하는 한 쌍의 구동 롤러를 포함하는 기판 이송부;
    상기 기판 이송부 내부에 구비되어서 상기 이송 부재에 대해서 상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 및
    상기 기판 이송부 상부에 구비되며, 원형으로 배치되어서 자전 및 공전하는 복수의 패드를 포함하여 상기 기판을 연마하는 연마패드를 구비하는 연마헤드;
    를 포함하는 기판 연마 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 연마패드는, 상기 복수의 패드가 원형으로 배치되고,
    상기 복수의 패드는 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하면서, 상기 복수의 패드가 형성하는 원의 중심을 공전축으로 하여 공전하는 기판 연마 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 연마패드는,
    상기 복수의 패드가 형성하는 원의 중심에 배치되는 중앙 패드를 더 포함하고,
    상기 중앙 패드는, 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하고,
    상기 복수의 패드는, 자신의 중심을 자전축으로 하여 자전하면서 상기 중앙 패드의 중심을 공전축으로 하여 공전하는 기판 연마 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 패드와 상기 중앙 패드는 서로 다른 크기를 갖는 기판 연마 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 중앙 패드와 상기 복수의 패드는 서로 다른 재질로 형성되는 기판 연마 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 중앙 패드와 상기 복수의 패드는 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성되는 기판 연마 장치.
  22. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 동일한 크기로 형성되며, 2개 이상 복수개가 구비되는 기판 연마 장치.
  23. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 적어도 2열 이상의 동심원 상에 배치되는 기판 연마 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 동심원의 외측으로 갈수록 크기가 작은 패드가 배치되는 기판 연마 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 복수의 패드는 서로 다른 자전 속도로 회전하도록 형성되는 기판 연마 장치.
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