KR20190079121A - 기판 연마 장치 - Google Patents

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KR20190079121A
KR20190079121A KR1020170181096A KR20170181096A KR20190079121A KR 20190079121 A KR20190079121 A KR 20190079121A KR 1020170181096 A KR1020170181096 A KR 1020170181096A KR 20170181096 A KR20170181096 A KR 20170181096A KR 20190079121 A KR20190079121 A KR 20190079121A
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KR1020170181096A
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이근우
박성현
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

기판 연마 장치 및 기판 연마 시스템을 개시한다. 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 기판의 피연마면을 연마하는 연마 유닛, 및 상기 기판의 엣지(edge)영역을 연마하기 위한 보조 연마 유닛을 포함할 수 있다.

Description

기판 연마 장치{SUBSTRATE POLISHING APPARATUS AND SYSTEM COMPRISING THE SAME}
아래의 실시예는 기판 연마 장치 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템에 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.
기판을 연마하는 경우, 일반적으로 연마패드의 크기는 기판의 크기보다 작게 된다. 따라서, 기판의 피연마면을 연마하기 위해서는, 연마패드가 수평으로 이동하면서 기판을 연마할 필요가 있다.
한편, 기판을 연마하는 과정에서, 기판이 연마위치로부터 이탈하게 되면 기판의 연마율이 저감하는 문제가 발생하기 때문에, 기판의 위치를 고정하기 위한 리테이너와 같은 구조물이 요구된다. 일반적으로, 리테이너 및 기판의 높이에 단차가 발생하게 되면, 연마패드가 기판의 측면에 부딪침으로써 기판이 튀어오르는 리바운드(rebound) 현상이 발생하게 되고, 기판의 연마도가 감소되는 문제가 발생한다. 그런데, 연마패드보다 큰 크기의 기판을 연마하는 과정에서는, 연마패드가 이동하면서 기판을 연마해야 하기 때문에, 연마패드가 기판의 주변에 배치된 리테이너를 연마하게 되고, 결국 기판 및 연마패드의 단차가 증가하는 문제가 발생하여, 기판의 엣지 영역의 연마도가 다른 부위에 비해 저감되는 문제가 발생한다. 한편, 리바운드 현상을 방지하기 위해서 리테이너를 교체하게 되면, 연속 공정을 중지해야 하기 때문에, 생산성을 저감시키는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 리바운드 현상을 방지하면서도, 리테이너의 교체 주기를 최소화 할 수 있는 장치가 요구되는 실정이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 균일한 연마도를 가지는 기판을 확보하는 기판 연마 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 기판의 엣지 영역의 연마도 저하를 방지함으로써, 높은 공정 생산력을 가지는 기판 연마 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 기판의 피연마면을 연마하는 연마 유닛; 및 상기 기판의 엣지(edge)영역을 연마하기 위한 보조 연마 유닛을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연마 유닛은, 상기 기판의 상부에 위치하는 연마헤드와, 상기 연마헤드에 부착되고 상기 기판에 접촉하면서 상기 피연마면을 연마하는 연마패드를 포함하고, 상기 보조 연마 유닛은, 상기 기판의 상부에 위치하는 보조 연마헤드와, 상기 보조 연마헤드에 부착되고, 상기 기판에 접촉하면서 상기 피연마면을 연마하는 보조 연마패드를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연마헤드는, 상기 연마패드가 상기 피연마면 전체를 연마하도록 설정되는 제 1 경로를 따라 이동할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 보조 연마헤드는, 상기 보조 연마패드가 상기 기판의 엣지영역을 순환하며 연마하도록 설정되는 제 2 경로를 따라 이동할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연마패드는, 상기 보조 연마패드보다 큰 면적을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 기판의 피연마면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛의 상부에 위치하고, 상기 연마 위치로 이송된 기판의 피연마면을 연마하는 연마 유닛; 및 상기 기판 지지 유닛의 상부에 위치하고, 상기 연마 위치로 이송된 기판의 엣지 영역을 연마하는 보조 연마 유닛을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연마 유닛은, 상기 피연마면에 평행한 평면을 따라 선형 이동하는 연마 플레이튼; 상기 연마 플레이튼에 연결되고, 상기 피연마면에 수직한 축을 중심으로 회전하는 연마헤드; 및 상기 주 연마헤드에 연결되는 연마패드를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연마 플레이튼은, 제 1 방향 및, 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 선형 이동할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연마 플레이튼은, 상기 피연마면에 평행한 궤도(orbit)를 따라 움직이도록, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동을 동시에 수행할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 보조 연마 유닛은, 상기 기판의 엣지 영역을 따라 이동하는 보조 연마 플레이튼; 상기 보조 연마 플레이튼에 연결되고, 상기 기판면에 수직한 축을 중심으로 회전하는 보조 연마헤드; 및 상기 보조 연마헤드에 연결되는 보조 연마패드를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 지지 유닛은, 상기 기판이 안착되는 기판 안착부; 상기 기판 안착부의 하측에 배치되고, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 및 상기 안착된 기판의 둘레에 배치되는 리테이너부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 안착부는, 롤러에 감겨 회전하면서, 상기 기판을 연마위치로 이송하는 이송벨트를 포함하고, 상기 기판 지지부는, 상기 이송벨트의 내측에 배치되고, 상기 이송벨트를 사이에 두고 상기 기판의 이면에서 상기 기판을 지지할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 지지부는, 상기 기판에 대하여 상하 방향으로 승강 작동될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 리테이너부는, 상기 안착된 기판과 단차지지 않도록, 높이가 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템은, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 설정된 경로를 따라 움직이면서, 상기 기판의 피연마면을 연마하는 연마패드를 포함하는 연마 유닛; 상기 기판의 둘레를 따라 움직이면서, 상기 피연마면의 엣지 영역을 연마하는 보조 연마 유닛; 상기 기판의 연마 상태를 측정하는 센싱부; 및 상기 연마 유닛 및 보조 연마 유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 센싱부는, 상기 피연마면의 연마 균일도를 측정하고, 상기 제어부는, 상기 피연마면 전체의 연마도가 균일하도록 상기 연마 유닛 및 보조 연마 유닛 각각을 제어할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 센싱부는, 상기 기판의 엣지 영역의 연마 상태를 측정하여, 설정값 이하의 연마도를 가지는 영역을 검출하고, 상기 제어부는, 상기 검출된 영역을 연마하도록 상기 보조 연마 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 균일한 연마도를 가지는 기판을 확보할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 기판의 엣지 영역의 연마도 저하를 방지함으로써, 높은 공정 생산력을 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 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 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 기판 연마 장치의 사시도이다.
도 2는, 도 1의 II-II 라인에 따른 기판 연마 장치의 단면도이다.
도 3은, 일 실시 예에 따른 연마 유닛의 작동도이다.
도 4는, 일 실시 예에 따른 보조 연마 유닛의 작동도이다.
도 5는, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 작동도이다.
도 6은, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 블록도이다.
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 사시도이고, 도 2는, 도 1의 II-II 라인에 따른 기판 연마 장치의 단면도이며, 도 3은 일 실시 예에 따른 연마 유닛의 작동도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 보조 연마 유닛의 작동도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(10)는, 하나의 기판(W)의 복수의 부위를 동시에 연마함으로써, 기판(W)의 연마도를 균일하게 유지할 수 있다. 기판 연마 장치(10)는, 기판(W)의 엣지 영역을 연마함으로써 기판(W)의 중심 및 엣지 영역의 연마 불균일을 방지할 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)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(W)은, 반도체 장치(semiconductor) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수도 있다. 또한, 도면에서는 기판(W)이 사각형 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시에 불과하며, 기판(W)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(10)는, 기판 지지 유닛(130), 연마 유닛(110) 및, 보조 연마 유닛(120)을 포함할 수 있다.
기판 지지 유닛(130)은 기판(W)의 피연마면이 상부를 향하도록, 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 유닛(130)은, 기판(W)의 연마를 위해 기판(W)을 지지하는 동시에, 기판(W)을 연마 위치로 이송할 수 있다. 기판 지지 유닛(130)은, 기판 안착부, 기판 지지부(133) 및, 리테이너부(134)를 포함할 수 있다.
기판 안착부에는 기판(W)이 안착될 수 있다. 기판(W)은 피연마면이 상부를 향하도록 기판 안착부에 안착되고, 기판 안착부의 이동에 따라 위치가 조절될 수 있다. 기판 안착부는, 롤러(131)와, 롤러(131)에 감겨 회전 작동하는 이송벨트(132)를 포함하는 컨베이어 일 수 있다.
롤러(131)는 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 롤러(131)는 한 쌍으로 구비될 수 잇다. 이 경우, 한 쌍의 롤러(131)는 서로 평행한 회전축을 가지도록 일정 간격만큼 이격 배치될 수 있다. 한 쌍의 롤러(131)는 동일한 각속도로 회전할 수 있다. 롤러(131)는 회전축에 연결되고 구동력을 제공하는 모터에 연결될 수 있다. 롤러(131)가 한 쌍으로 구비되는 경우, 모터는 각각의 롤러(131)에 연결되어 동력을 제공할 수 있으나, 이와 달리 하나의 롤러(131)에만 구동력을 제공하는 모터가 연결되고, 다른 롤러(131)에는 이송벨트(132)의 움직임에 따라 자유 회전 하도록 아이들러가 연결될 수 있다. 그러나, 이는 일 예시에 불과하며, 모터의 종류 및 동력전달방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
이송벨트(132)는 롤러(131)에 감겨 회전하면서 기판(W)을 이송할 수 있다. 이송벨트(132)는 폐루프(closed loop)를 형성하도록 일체형으로 형성되고, 롤러(131)의 회전에 따라 일 방향으로 움직일 수 있다. 이송벨트(132)의 이동 방향은, 롤러(131)의 회전축에 수직하다. 상부에 위치한 이송벨트(132)의 외면에는 기판(W)이 안착될 수 있다. 다시 말해, 기판(W)은 이송벨트(132)의 외면 상부에 안착되고, 이송벨트(132)의 회전 움직임에 의해 하나의 롤러(131)로부터 다른 롤러(131) 방향으로 이송될 수 있다. 기판(W)이 한 쌍의 롤러(131) 사이에 위치한 경우, 기판(W)은 후술하는 연마 유닛(110)에 의해 연마될 수 있다. 다시 말하면, 이송벨트(132)에 안착된 기판(W)이 '연마 위치'로 이동되고, 연마가 완료되면 이송벨트(132)의 움직임에 따라 '연마 위치'로부터 기판(W)이 이탈될 수 있다.
기판 지지부(133)는, 기판 안착부의 하측에 배치되어, 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 안착부, 예를 들어, 이송벨트(132)의 외면에 안착된 기판(W)은, 연마되는 경우 하부 방향으로 가압되는데, 기판 지지부(133)는 이송벨트(132)를 사이에 두고 기판(W)의 이면에서 이송벨트(132)를 상부로 가압함으로써, 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지부(133)는, 예를 들어, 연마 위치에 위치한 기판(W)을 지지할 수 있도록, 한 쌍의 롤러(131) 사이에 배치될 수 있다. 기판 지지부(133)는, 기판(W)에 대하여 상하 방향으로 승강작동 됨으로써, 기판(W)에 가해지는 이송벨트(132)의 압력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(133)는, 길이가 조절되는 승강부재에 연결되고, 승강부재의 작동에 따라 지면에 대한 높이가 조절될 수 있다.
기판 지지부(133)는, 지지하는 기판(W)의 각 부위로 서로 다른 압력을 인가할 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(133)는 복수의 영역으로 구분되는 압력 챔버를 포함하고, 압력 챔버의 각 영역은 서로 다른 압력이 인간됨으로써, 기판(W)의 각 부위에 가해지는 압력을 조절할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 기판 지지부(133)는 기판(W)의 연마 과정중에 기판(W)에 가해지는 압력을 부분별로 조절함으로써, 기판(W) 전체의 연마 균일도가 균일하도록 조절할 수 있다.
리테이너부(134)는 안착된 기판(W)의 둘레에 배치됨으로써, 기판(W)이 연마되는 상태에서 기판(W)의 위치를 고정할 수 있다. 리테이너부(134)는 예를 들어, 기판(W)의 안착부위를 감싸도록 이송벨트(132)의 외면에 형성될 수 있다. 리테이너부(134)는 기판(W)의 외측을 지지함으로써, 이송벨트(132)에 대한 기판(W)의 상대적인 위치를 유지할 수 있다. 리테이너부(134)는, 안착된 기판(W)과 단차지지 않도록 기판(W)에 대응되는 두께를 가질 수 있다. 한편, 리테이너부(134)는 기판(W)의 피연마면과 단차지지 않도록, 높이가 조절될 수 있다. 예를 들어, 기판(W)의 연마 과정에서, 기판(W)의 엣지 영역을 감싸는 리테니어부가 마모되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 리테이너부(134)는 지면에 대한 높이가 조절됨으로써, 기판(W)의 피연마면과의 단차를 제거할 수 있다.
연마 유닛(110)은 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 예를 들어, 연마 유닛(110)은 이송벨트(132) 상에 안착되어 연마 위치에 도달한 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 연마 유닛(110)은, 연마 플레이튼(111), 연마헤드(112) 및, 연마패드(113)를 포함할 수 있다.
연마 플레이튼(111)은 기판 지지 유닛(130)의 상부, 다시 말해, 기판(W)의 상부에 위치하고, 연마 위치에 도달한 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 연마 플레이튼(111)은, 기판(W)의 피연마면에 평행한 평면상에서 선형 이동할 수 있다. 연마 플레이튼(111)은, 도 3과 같이, 기판(W)의 피연마면에 평행한 제 1 방향(D1) 및, 제 1 방향(D1)에 수직한 제 2 방향(D2)을 따라 선형 왕복 이동할 수 있다. 따라서, 연마 플레이튼(111)은 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)으로의 동시 이동을 통해, 기판(W)의 피연마면에 평행한 궤도(orbit)를 형성하도록 움직일 수 있다. 결과적으로, 연마 플레이튼(111)은 기판(W)의 피연마면 전체의 상부를 통과하도록 움직일 수 있다.
연마헤드(112)는 연마 플레이튼(111)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 연마헤드(112)는, 기판(W)의 피연마면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능할 수 있다. 연마헤드(112)는 연마 플레이튼(111)의 움직임에 따라, 기판(W)의 피연마면의 상부를 회전하면서 이동할 수 있다.
연마패드(113)는, 연마헤드(112)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 연마패드(113)는 연마헤드(112)의 하측 단부에 교체 가능하게 연결되고, 기판(W)의 피연마면과 접촉하면서, 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 연마패드(113)는, 연마 플레이튼(111) 및 연마헤드(112)의 작동에 따라, 기판(W)에 대해, 이동, 회전하면서 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다.
연마 유닛(110)은, 연마패드(113)가 피연마면의 전체를 연마하도록 설정되는 제 1 경로를 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 연마 유닛(110)은, 기판(W)을 가로질러 이동하면서, 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다.
보조 연마 유닛(120)은, 기판(W)의 엣지(Edge) 영역을 연마할 수 있다. 보조 연마 유닛(120)은, 기판 지지 유닛(130)의 상부에 위치하고, 연마 위치로 이송된 기판(W)의 엣지 영역을 따라 움직이면서, 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 보조 연마 유닛(120)은, 보조 연마 플레이튼(121), 보조 연마헤드(122) 및 보조 연마패드(123)를 포함할 수 있다.
보조 연마 플레이튼(121)은, 연마 위치에 배치된 기판(W)의 엣지 영역을 따라 이동할 수 있다. 보조 연마 플레이튼(121)은, 기판(W)의 피연마면에 평행한 평면상에서 선형 이동할 수 있다. 보조 연마 플레이튼(121)은 도 4와 같이, 기판(W)의 피연마면에 평행한 평면상에서, 선형이동하면서, 기판(W)의 엣지 영역을 순환할 수 있다.
보조 연마헤드(122)는, 보조 연마 플레이튼(121)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 보조 연마헤드(122)는, 기판(W)의 피연마면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하도록, 보조 연마 플레이튼(121)에 연결될 수 있다. 보조 연마헤드(122)는, 보조 연마 플레이튼(121)의 움직임에 따라, 기판(W)의 상부를 회전하면서, 기판(W)의 엣지 영역을 따라 이동할 수 있다.
보조 연마패드(123)는, 보조 연마헤드(122)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조 연마패드(123)는 보조 연마헤드(122)의 하측 단부에 교체 가능하게 연결되고, 기판(W)의 피연마면에 접촉하면서, 기판(W)의 엣지 영역을 연마할 수 있다.
연마 유닛(110)은, 연마패드(113)가 피연마면의 전체를 연마하도록 설정되는 제 1 경로를 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 연마 유닛(110)은, 기판(W)을 가로질러 이동하면서, 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 결과적으로, 보조 연마 유닛(120)은, 기판(W)의 엣지 영역을 순환하면서 연마하도록 설정되는 제 2 경로를 따라 보조 연마패드(123)를 이동시킬 수 있다.
정리하면, 연마 유닛(110) 및 보조 연마 유닛(120)은, 기판(W)의 상부를 동시에 이동하면서, 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 연마 유닛(110)이 기판(W)을 가로질러 이동하면서 피연마면을 연마하는 경우, 기판(W)의 엣지 영역을 지지하는 리테이너부(134)가 마모될 수 있다. 리테이너부(134)가 마모되면, 기판(W)의 피연마면 및 리테이너부(134) 사이의 단차가 발생하기 때문에, 연마패드(113)가 리테이너부(134) 및 기판(W)의 엣지 영역을 동시에 연마하는 과정에서, 기판(W)의 리바운드(rebound) 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 기판(W)이 손상되는 문제가 발생하거나, 기판(W) 엣지 영역의 연마도가 다른 영역에 비해 감소함으로써 기판(W) 전체의 연마도가 불균일 해지는 현상이 발생할 수 있다.
보조 연마 유닛(120)은, 연마도의 저하가 발생하는 기판(W)의 엣지 영역만을 집중적으로 연마함으로써, 기판(W) 전체의 연마 균일도가 유지되도록 할 수 있다. 결과적으로, 보조 연마 유닛(120)을 통해, 리테이너부(134)의 마모로 인한 연마도 저하 문제를 해결하고, 리테이너부(134)의 교체에 따른 공정 생산도 저하를 방지할 수 있다.
도 5는, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치(10')는, 기판 지지 유닛(14), 연마 유닛(110) 및 보조 연마 유닛(120)을 포함할 수 있다.
기판 지지 유닛(14)은, 기판(W)이 안착되는 기판 안착부(141) 및, 기판 안착부(141)에 안착된 기판(W)의 측면을 지지하는 리테이너부(142)를 포함할 수 있다.
연마 유닛(110)은, 기판 안착부(141)에 안착된 기판(W)의 피연마면을 연마하고, 보조 연마 유닛(120)은, 기판 안착부(141)에 안착된 기판(W)의 엣지 영역을 연마할 수 있다.
연마 유닛(110)은 기판(W)의 상부에 위치하는 연마헤드(112)와, 연마헤드(112)에 부착되고 기판(W)에 접촉하면서 피연마면을 연마하는 연마패드(113)를 포함하고, 보조 연마 유닛(120)은, 기판(W)의 상부에 위치하는 보조 연마헤드(122)와, 보조 연마헤드(122)에 부착되고 기판(W)에 접촉하면서 피연마면을 연마하는 보조 연마패드(123)를 포함할 수 있다.
이 경우, 연마 유닛(110)은 연마패드(113)가 피연마면 전체를 연마할 수 있도록 설정되는 제 1 경로를 따라 연마패드(113)를 이동시키고, 보조 연마 유닛(120)은 보조 연마패드(123)가 기판(W)의 엣지영역을 순환하며 연마하도록 설정되는 제 2 경로를 따라 보조 연마패드(123)를 이동시킬 수 있다.
보조 연마패드(123)는 연마패드(113)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 다시 말해, 상대적으로 큰 면적을 가지는 연마패드(113)를 통해 기판(W)의 피연마면을 연마하고, 상대적으로 작은 면적을 가지는 보조 연마패드(123)를 통해 낮은 연마도를 가지는 기판(W)의 엣지 영역을 집중적으로 연마할 수 있다.
결과적으로, 기판 연마 장치(10')는, 연마 유닛(110) 및 보조 연마 유닛(120)을 통해 기판(W)의 전 영역을 고르게 연마할 수 있다.
도 6은, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 블록도이다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 기판 지지 유닛(130), 연마 유닛(110), 보조 연마 유닛(120), 센싱부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
연마 유닛(110)은 설정된 경로를 따라 움직이면서 기판(W)의 피연마면을 연마하고, 보조 연마 유닛(120)은 기판(W)의 둘레를 따라 움직이면서 피연마면의 엣지 영역을 연마할 수 있다.
센싱부(150)는, 기판(W)의 연마 상태를 측정할 수 있다. 센싱부(150)는 기판(W) 피연마면의 연마 균일도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(150)는 기판(W)의 부위별 연마도를 측정하고, 측정된 부위별 연마도를 비교하여 기판(W) 전체의 연마 균일도를 측정할 수 있다. 한편, 센싱부(150)는 기판(W)의 엣지 영역의 연마도 저하를 측정할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(150)는 기판(W)의 엣지 영역을 복수의 영역으로 구획하고, 각 영역별 연마 상태를 측정하여, 설정값 이하의 연마도가 발생한 영역을 검출할 수 있다.
제어부(160)는, 연마 유닛(110) 및 보조 연마 유닛(120)의 작동을 제어할 수 있다. 제어부(160)는, 피연마면 전체의 연마도가 균일해지도록, 센싱부(150)가 센싱한 정보에 기초하여 연마 유닛(110) 및 보조 연마 유닛(120) 각각의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는, 센싱부(150)를 통해 설정값 이하의 연마도가 발생한 영역을 연마하도록 보조 연마 유닛(120)의 작동을 제어할 수 있다.
정리하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는, 기판의 연마도가 저하되기 쉬운 엣지 영역만을 집중적으로 연마하는 보조 연마 유닛을 통하여, 연마에 소요되는 시간을 감축하고, 리테이너의 교체주기를 증가시켜 연마공정의 생산력을 증대시킬 수 있다. 또한, 기판 연마 장치는, 연마 유닛 및 보조 연마 유닛의 개별 작동을 통해 균일한 연마도를 가지는 기판을 확보할 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.
10: 기판 연마 장치
W: 기판
110: 연마 유닛
120: 보조 연마 유닛
130: 기판 지지 유닛

Claims (17)

  1. 기판의 피연마면을 연마하는 연마 유닛; 및
    상기 기판의 엣지(edge)영역을 연마하기 위한 보조 연마 유닛을 포함하는, 기판 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마 유닛은, 상기 기판의 상부에 위치하는 연마헤드와, 상기 연마헤드에 부착되고 상기 기판에 접촉하면서 상기 피연마면을 연마하는 연마패드를 포함하고,
    상기 보조 연마 유닛은, 상기 기판의 상부에 위치하는 보조 연마헤드와, 상기 보조 연마헤드에 부착되고, 상기 기판에 접촉하면서 상기 피연마면을 연마하는 보조 연마패드를 포함하는, 기판 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연마 유닛은, 상기 연마패드가 상기 피연마면 전체를 연마하도록 설정되는 제 1 경로를 따라 이동하는, 기판 연마 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조 연마 유닛은, 상기 보조 연마패드가 상기 기판의 엣지영역을 순환하며 연마하도록 설정되는 제 2 경로를 따라 이동하는, 기판 연마 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 연마패드는, 상기 보조 연마패드보다 큰 면적을 가지는, 기판 연마 장치.
  6. 기판의 피연마면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
    상기 기판 지지 유닛의 상부에 위치하고, 상기 연마 위치로 이송된 기판의 피연마면을 연마하는 연마 유닛; 및
    상기 기판 지지 유닛의 상부에 위치하고, 상기 연마 위치로 이송된 기판의 엣지 영역을 연마하는 보조 연마 유닛을 포함하는, 기판 연마 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연마 유닛은,
    상기 피연마면에 평행한 평면을 따라 선형 이동하는 연마 플레이튼;
    상기 연마 플레이튼에 연결되고, 상기 피연마면에 수직한 축을 중심으로 회전하는 연마헤드; 및
    상기 연마헤드에 연결되는 연마패드를 포함하는, 기판 연마 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연마 플레이튼은,
    제 1 방향 및, 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 선형 이동하는, 기판 연마 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연마 플레이튼은,
    상기 피연마면에 평행한 궤도(orbit)를 따라 움직이도록, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동을 동시에 수행하는, 기판 연마 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 보조 연마 유닛은,
    상기 기판의 엣지 영역을 따라 이동하는 보조 연마 플레이튼;
    상기 보조 연마 플레이튼에 연결되고, 상기 기판면에 수직한 축을 중심으로 회전하는 보조 연마헤드;
    상기 보조 연마헤드에 연결되는 보조 연마패드를 포함하는, 기판 연마 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛은,
    상기 기판이 안착되는 기판 안착부;
    상기 기판 안착부의 하측에 배치되고, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 안착된 기판의 둘레에 배치되는 리테이너부를 포함하는, 기판 연마 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판 안착부는,
    롤러에 감겨 회전하면서, 상기 기판을 연마위치로 이송하는 이송벨트를 포함하고,
    상기 기판 지지부는, 상기 이송벨트의 내측에 배치되고, 상기 이송벨트를 사이에 두고 상기 기판의 이면에서 상기 기판을 지지하는, 기판 연마 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기판 지지부는, 상기 기판에 대하여 상하 방향으로 승강 작동되는, 기판 연마 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 리테이너부는,
    상기 안착된 기판과 단차지지 않도록, 높이가 조절되는, 기판 연마 장치.
  15. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
    설정된 경로를 따라 움직이면서, 상기 기판의 피연마면을 연마하는 연마패드를 포함하는 연마 유닛;
    상기 기판의 둘레를 따라 움직이면서, 상기 피연마면의 엣지 영역을 연마하는 보조 연마 유닛;
    상기 기판의 연마 상태를 측정하는 센싱부; 및
    상기 연마 유닛 및 보조 연마 유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는, 기판 연마 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센싱부는, 상기 피연마면의 연마 균일도를 측정하고,
    상기 제어부는, 상기 피연마면 전체의 연마도가 균일하도록 상기 연마 유닛 및 보조 연마 유닛 각각을 제어하는, 기판 연마 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 센싱부는, 상기 기판의 엣지 영역의 연마 상태를 측정하여, 설정값 이하의 연마도를 가지는 영역을 검출하고,
    상기 제어부는, 상기 검출된 영역을 연마하도록 상기 보조 연마 유닛을 제어하는, 기판 연마 시스템.
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