KR20190136184A - 연마패드에 대한 가압력 조절이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너 - Google Patents

연마패드에 대한 가압력 조절이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연마패드의 마모가 전체적으로 균일하게 이루어질 수 있도록, 연마패드의 중심부 근처와 에지부 근처에서 컨디셔닝을 위한 컨디셔닝디스크부의 가압력 조절이 가능하도록 구성한 씨엠피장치의 컨디셔너를 제공하는 것이다. 본 발명은 연마패드의 표면과 마찰하면서 스윙(swing)운동함에 의해 연마패드의 표면상태를 개선하기 위한 컨디셔너에 있어서, 연마패드와 접촉하는 컨디셔닝디스크부와, 상기 컨디셔닝디스크부의 경사동작이 가능하도록 하단부가 컨디셔닝디스크부의 중심부와 결합축에 의해 결합되는 중심샤프트부와, 상기 컨디셔닝디스크부에 자력에 의한 외력을 부가하여 컨디셔닝디스크부의 컨디셔닝강도를 결합축의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 하는 가압조절부를 포함한다.

Description

연마패드에 대한 가압력 조절이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너{CONDITIONER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS CAPABLE OF ADJUSTING COMPRESSIVE FORCE FOR POLISHING PAD}
본 발명은 반도체 산업 등 분야에서 웨이퍼(wafer)를 가공하는 씨엠피(CMP; 화학기계적연마)장치의 컨디셔너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼가 올려져 가공되는 연마패드의 표면에서 컨디셔너의 마찰에 의해 발생하는 마모가 균일하게 이루어질 수 있도록, 연마패드에 대한 가압력 조절이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(wafer) 가공방법으로서 씨엠피장치(화학기계적연마장치)는 가공대상 웨이퍼와 연마패드 사이에 슬러리를 개입시켜 화학적 제거와 함께 기계적 제거가 이루어지도록 한 것이다.
도 1을 참고하면, 씨엠피장치는 가공대상 웨이퍼(Wafer)와 연마패드(P) 사이에 슬러리를 개입시켜 연마가공이 이루어지는 것으로서, 평탄한 상면을 갖는 연마패드(P) 상에 가공대상물인 웨이퍼가 장착되는 웨이퍼캐리어가 설치되며, 웨이퍼의 가공시에는 슬러리를 계속적으로 공급하는 가운데 웨이퍼에 대한 가압과 웨이퍼캐리어의 상대적인 회전으로 웨이퍼의 연마가 이루어진다.
그러한 씨엠피장치를 이용한 웨이퍼의 연마시에는 연마가 진행됨에 따라 패드표면의 샤프 포인트가 마모되거나 눈막힘이 발생되어 웨이퍼의 연마효율 및 가공면의 평탄도(uniformity)를 악화시킨다.
이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 도 1과 같이, 스윙구동부(2), 스윙아암(4), 및 헤드(3)로 이루어진 컨디셔너(1)를 설치하고 있다.
상기 컨디셔너(1)은 도 2와 같이 헤드(3)에 연마패드(P)를 향하여 가압하는 실린더(7)을 구비하고, 다이아몬드 입자와 같이 경도가 높은 입자가 부착된 컨디셔닝디스크(8)를 가압하면서 회전시키며, 동시에 스윙아암(4) 및 헤드(3)의 스윙(Swing)운동이 이루어짐으로써, 연마패드(P) 표면의 상태를 원래의 상태로 복구시키는 가공이 이루어진다.
그러나, 컨디셔너(1)의 스윙운동은 도 3과 같이, 연마패드(P)의 중심부와 에지부 사이를 왕복하는 운동으로서, 컨디셔닝디스크(8)가 연마패드(P)의 중심을 지나치지 않고 중심부 근방(C)에 접근한 후 다시 반대방향으로 운동하는 궤적이고, 연마패드(P)의 에지부에서도 연마패드(P)의 외곽을 통과하지 않고 에지부 근방(A)에 접근한 후 반대방향으로 복귀하는 궤적을 형성하고 있다.
도 3에서 도시하는 컨디셔닝디스크(8)가 회전하는 궤적과 좌우로 이동하는 궤적(보다 정확하게는 호의 궤적으로 왕복하는 것이나 직선궤적으로 왕복하는 것으로 간략히 표현함)을 살펴보면, 좌우로 이동하는 궤적의 중간부분인 B부분에서는 컨디셔닝디스크부(3)가 완전히 통과할 때까지 지속적으로 마찰하는 영역이므로 컨디셔닝디스크(8)와 연마패드(P)의 마찰이 비교적 고르게 발생할 수 있음을 알 수 있다.
그러나, 양단부인 연마패드(P)의 중심부 근방(C)과 에지부 근방(A)에서는 원형인 컨디셔닝디스크(8)의 좌우 진행방향이 전환되는 위치이므로 그 영역을 통과하지 않는 것이어서, 상대적으로 충분히 마찰되지 못하는 문제가 있다. 연마패드의 중심부 근방(C)과 에지부 근방(A)의 영역 내에서도 더 외곽측에 위치하는 지점일수록 연마패드(P)와의 마찰량은 더 감소하는 것임을 알 수 있다.
도 4는 실제 연마패드(P)에서 컨디셔닝디스크부(3)의 회전 및 스윙운동에 의해 연마패드(P)의 마모가 발생된 상태를 나타내는 그래프로서, 연마패드(P)의 높이에 관한 단면형상에서 중심부(Center)와 에지부(Edge) 사이의 중간영역에서는 마모량이 많아 높이가 낮아지고 중심부와 에지부로 갈수록 마모량이 점점 작아져 중심부 근처와 에지부 근처에 언덕이 형성된 상태를 도시하고 있다.
이에 따라, 동일조건으로 컨디셔닝이 지속되면, 웨이퍼가 연마패드(P)의 상면과 균일하게 접촉할 수 없고, 위치에 따른 웨이퍼와 연마패드(P) 사이의 마모의 불균일이 발생하므로, 웨이퍼의 가공정밀도를 저하시키고, 연마패드(P)의 수명도 단축시키는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-0999445호 한국등록특허 제10-0562498호
본 발명은 상기와 같은 문제점과 관련하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연마패드의 마모가 전체적으로 균일하게 이루어질 수 있도록, 연마패드의 중심부 근처와 에지부 근처에서 컨디셔닝을 위한 컨디셔닝디스크부의 가압력 조절이 가능하도록 구성한 씨엠피장치의 컨디셔너를 제공하는 것이다.
이에 따라, 본 발명은 연마패드의 표면과 마찰하면서 스윙(swing)운동함에 의해 연마패드의 표면상태를 개선하기 위한 컨디셔너에 있어서, 연마패드와 접촉하는 컨디셔닝디스크부와, 상기 컨디셔닝디스크부의 경사동작이 가능하도록 하단부가 상기 컨디셔닝디스크부의 중심부와 결합축에 의해 결합되는 중심샤프트부와, 상기 컨디셔닝디스크부에 자력에 의한 외력을 부가하여 상기 컨디셔닝디스크부의 컨디셔닝강도를 상기 결합축의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 하는 가압조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가압조절부가, 상기 일측편과 타측편 중 선택적으로 상기 컨디셔닝디스크부를 누르는 외력을 부가하도록 상기 컨디셔닝디스크부의 상측에서 상기 중심샤프트부의 외측에 설치되는 전자석과, 상기 컨디셔닝디스크부의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개가 설치되고 상기 전자석과의 자력작용에 의해 상기 컨디셔닝디스크부에 외력이 부가될 수 있도록 하는 자력작용체를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전자석이 상기 중심샤프트부를 둘러싸는 하우징에 결합되고 상기 결합축의 일측편과 타측편에 각각 설치되는 일측전자석과 타측전자석을 포함하며, 상기 자력작용체는 상기 전자석과 척력을 발생시키는 영구자석인 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 결합축이, 상기 컨디셔닝디스크부의 중심부의 상면에 형성된 제1경사축부와, 상기 중심샤프트부의 하면에 형성되고 상기 제1경사축부에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
한편, 다른 관점에서 본 발명은, 스윙축을 구비하는 스윙구동기와, 상기 스윙구동기로부터 연마패드 측으로 연장된 스윙아암과, 상기 스윙아암의 단부에 설치되어 상기 스윙구동기에 의한 스윙아암의 스윙(swing)운동에 따라 운동하는 헤드를 포함하는 씨엠피장치의 컨디셔너에 있어서, 상기 헤드는 연마패드와 접촉하는 컨디셔닝디스크부와, 상기 컨디셔닝디스크부의 경사동작이 가능하도록 하단부가 상기 컨디셔닝디스크부의 중심부와 결합축에 의해 결합되는 중심샤프트부와, 상기 컨디셔닝디스크부에 자력에 의한 외력을 부가하여 상기 컨디셔닝디스크부의 컨디셔닝강도를 상기 결합축의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 하는 가압조절부를 포함하고, 상기 가압조절부의 자력을 제어하는 제어부가 설치되되, 상기 일측편과 타측편은, 상기 스윙운동하는 방향을 기준으로 할 때의 일측과 타측의 방향에 대응하는 일측편과 타측편인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 구성에서 상기 가압조절부가, 상기 일측편과 타측편 중 선택적으로 상기 컨디셔닝디스크부를 누르는 외력을 부가하도록 상기 컨디셔닝디스크부의 상측에서 상기 중심샤프트부의 외측에 설치되는 전자석과, 상기 컨디셔닝디스크부의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개가 설치되고 상기 전자석과의 자력작용에 의해 상기 컨디셔닝디스크부에 외력이 부가될 수 있도록 하는 자력작용체를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 구성에서 상기 전자석이, 상기 중심샤프트부를 둘러싸는 하우징에 결합되고 상기 결합축의 일측편과 타측편에 각각 설치되는 일측전자석과 타측전자석을 포함하며, 상기 자력작용체는 상기 전자석과 척력을 발생시키는 영구자석인 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어부가 상기 헤드가 스윙운동에 의해 일단측으로 이동시는, 상기 컨디셔닝디스크부에서 일측편이 타측편보다 더 연마패드(P)를 가압하도록 상기 가압조절부의 자력을 제어하고, 타단측으로 이동시는, 상기 컨디셔닝디스크부에서 타측편이 일측편보다 더 연마패드를 가압하도록 상기 가압조절부의 자력을 제어하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 결합축이, 상기 컨디셔닝디스크부의 중심부의 상면에 형성된 제1경사축부와, 상기 중심샤프트부의 하면에 형성되고 상기 제1경사축부에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명은 가압조절부에 의해 컨디셔닝디스크의 일측편과 타측편 중 선택적으로 디스크홀더를 눌러 연마패드에 대한 컨디셔닝강도를 컨디셔닝디스크의 일측과 타측에서 차이가 발생하도록 조절할 수 있다.
이에 따라, 연마패드의 중심부 근처와 에지부 근처에서 상대적으로 컨디셔닝강도를 높일 수 있도록 조절할 수 있다.
이러한 작용은, 컨디셔닝 가공에 따른 종래의 연마패드의 마모불균일을 완화 또는 해소하여, 연마패드의 표면이 컨디셔닝 가공에 의해 전체적으로 균일하게 마모될 수 있도록 조절할 수 있고, 반도체 디스크 등의 연마가공시 가공정밀도를 높일 수 있으며, 연마패드의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 씨엠피장치에서 연마패드 및 컨디셔너의 구성 및 작용을 설명하는 설명도
도 2는 종래 씨엠피장치의 헤드의 단면구성을 도시하는 구성설명도
도 3은 컨디셔닝디스크가 스윙운동하면서 연마패드와 마찰운동하는 컨디셔닝디스크의 궤적을 간략하게 표현하여 설명하는 설명도
도 4는 실제 연마패드에서 컨디셔닝디스크의 회전 및 스윙운동에 의해 연마패드의 마모가 발생된 상태를 나타내는 그래프
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너의 설치구성을 도시하는 사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 헤드의 전체구성을 도시하는 단면구성도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 가압조절부의 전자석 및 자력작용체의 설치구성을 평면상에서 도시하는 구성설명도
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 컨디셔닝디스크부의 경사작동을 설명하는 작용설명도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 가압조절부의 작용을 설명하는 작용설명도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 에지부와 센터부 사이의 위치에 따른 가압조절부의 작용을 설명하는 작용설명도
본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너는 씨엠피(CMP; 화학기계적연마)장치에서 연마패드(P)의 표면과 마찰하면서 연마패드(P)의 표면상태를 개선하기 위한 것이다.
연마패드(P)의 표면은 가공이 진행됨에 따라 연마패드(P) 표면의 샤프 포인트가 마모되거나 눈막힘이 발생되어 연마효율을 저하시키므로, 컨디셔너에 의해 연마패드(P)의 표면을 지속적으로 개선하여 연마성능 및 효율을 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너는 스윙축(10a)을 구비하는 스윙구동기(10)와, 상기 스윙구동기(10)로부터 연마패드(P) 측으로 연장된 스윙아암(20)과, 상기 스윙아암(20)의 단부에 설치되어 스윙구동기(10)에 의한 스윙아암(20)의 스윙(swing)운동에 따라 운동하는 헤드(30)를 포함한다.
상기 스윙구동기(10)는 테이블 내에서 스윙축(10a)에 설치되는 서보모터 등을 포함하고 제어부(80)에 의해 제어됨으로써 스윙축(10a)을 중심으로 스윙아암(20)을 좌우로 요동시키는 스윙(swing)운동을 발생시킨다.
상기 스윙운동에 따라 스윙아암(20)의 단부에 설치되는 헤드(30)는 연마패드(P)의 센터부와 에지부 사이를 왕복이동하면서 연마패드(P)의 표면과 마찰하게 된다.
연마패드(P)는 그 중심축을 중심으로 회전하고, 컨디셔너의 헤드(30)는 연마패드(P)의 센터부와 에지부 사이를 왕복하는 스윙운동이 이루어지면서 헤드(30)의 컨디셔닝디스크부(50)가 회전함에 의해 연마패드(P)의 표면이 전체적으로 컨디셔닝가공될 수 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 헤드(30)의 단면구성을 도시하고 있다.
본 실시예에서 컨디셔너의 헤드(30)는, 연마패드(P)와 접촉하는 컨디셔닝디스크부(50)와, 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 경사동작이 가능하도록 하단부가 컨디셔닝디스크부(50)의 중심부와 결합축(40)에 의해 결합되는 중심샤프트부(60)와, 상기 컨디셔닝디스크부(50)에 자력에 의한 외력을 부가하여 컨디셔닝디스크부(50)의 컨디셔닝강도를 결합축(40)의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 하는 가압조절부(70)를 포함한다.
상기 컨디셔닝디스크부(50)는 연마패드(P)의 상측에서 연마패드(P)와 직접 접촉하도록 컨디셔닝면이 하면에 형성된 것으로서, 하면의 컨디셔닝디스크(53)와, 그 컨디셔닝디스크(53)가 부착되어 지지되는 디스크홀더(51), 및 디스크홀더(51)의 상면에 링형상으로 결합되어 회전전달부재(61)의 이탈을 방지하는 커버부재(54)로 이루어진다.
상기 디스크홀더(51)의 중심부의 상면에 결합축(40)이 설치되어 중심샤프트부(60)의 하단과 축결합될 수 있고, 컨디셔닝디스크부(50)가 결합축(40)을 중심으로 일측과 타측으로 경사동작이 가능하도록 설치된다.
상기 결합축(40)을 중심으로 컨디셔닝디스크부(50)가 기울어질 경우, 결합축(40)을 중심으로 기울어지는 일측편과 타측편은, 각각 헤드(30)가 스윙운동하는 방향을 기준으로 할 때의 일측편과 타측편의 방향에 대응한다.
이는 헤드(30)의 스윙운동으로 컨디셔닝디스크부(50)가 연마패드(P)의 센터부에 접근시, 컨디셔닝디스크부(50) 내에서 연마패드(P)의 센터부에 가까운 부분인 일측편이 더 가압되는 작용과, 컨디셔닝디스크부(50)가 연마패드(P)의 에지부에 접근시, 컨디셔닝디스크부(50) 내에서 연마패드(P)의 에지부에 가까운 부분인 타측편이 더 가압되는 작동이, 가능하도록 한다.
상기 중심샤프트부(60)는 하단부가 컨디셔닝디스크부(50)의 중심부와 결합축(40)에 의해 결합되고, 전동기의 회전력을 전달받아 컨디셔닝디스크부(50)와 함께 회전할 수 있다.
상기 중심샤프트부(60)는 회전가능하도록 설치되는 수직샤프트(62)와, 그 수직샤프트(62)의 하단부에 결합된 디스크형상의 회전전달부재(61)을 포함한다.
중심샤프트부(60)의 하단부에는 컨디셔닝디스크부(50)의 중심부와 결합되기 위한 결합축(40)이 설치되되, 중심샤프트부(60)의 하단부를 형성하는 회전전달부재(61)의 하면에 결합축(40)이 형성된다. 상기 결합축(40)은 상기 디스크홀더(51)의 중심부의 상면과, 중심샤프트부(60)의 하단부에 걸쳐 설치된 것이다.
상기 결합축(40)은, 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 중심부의 상면에 형성된 제1경사축부(41)와, 상기 중심샤프트부(60)의 하면, 즉 회전전달부재(61)의 하면에 형성되고 제1경사축부(41)에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부(42)를 포함한다.
상기 회전전달부재(61)는 둘레에 형성되는 요철홈이 디스크홀더(51)의 둘레에 고정된 걸림핀(52)과 서로 물리는 구조를 형성함으로써, 회전전달부재(61)의 회전력이 컨디셔닝디스크부(50)로 전달될 수 있고, 회전전달부재(61)에 대하여 컨디셔닝디스크부(50)의 경사작동도 가능하다.
도 8의 (a) 및 (b)는 컨디셔닝디스크부(50)가 중심샤프트부(60)의 회전전달부재(61)에 대하여 결합축(40)을 중심으로 일측 및 타측으로 경사지는 작동상태를 도시하고 있다.
한편, 상기 가압조절부(70)는 컨디셔닝디스크부(50)에 외력을 가하여 연마패드(P)를 가압하는 컨디셔닝디스크부(50)의 가압방향(일측편 또는 타측편을 선택)과 가압정도를 조절하기 위한 것이다.
가압조절부(70)는 상기 결합축(40)의 일측편과 타측편 중 선택적으로 컨디셔닝디스크부(50)를 누르는 하중을 부가한다.
상기 가압조절부(70)는, 일측편과 타측편 중 선택적으로 컨디셔닝디스크부(50)를 누르는 외력을 부가하도록 컨디셔닝디스크부(50)의 상측에서 중심샤프트부(60)의 외측에 설치되는 전자석(71)과, 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개가 설치되고 상기 전자석(71)과의 자력작용에 의해 컨디셔닝디스크부(50)에 외력이 부가될 수 있도록 하는 자력작용체(72)를 포함한다.
도 7을 참고하면, 상기 전자석(71)은 중심샤프트부(60)를 둘러싸는 하우징에 결합되고 결합축(40)의 일측편과 타측편에 각각 설치되는 일측전자석(71a)과 타측전자석(71b)을 포함하며, 상기 자력작용체(72)는 전자석(71)과 척력을 발생시키는 영구자석이 컨디셔닝디스크부(50)의 상단을 형성하는 커버부재(54)에 그 둘레를 따라 일정간격으로 매입설치되는 것이 가장 바람직하다.
상기 일측편과 타측편은, 상기 스윙운동하는 방향을 기준으로 할 때의 일측과 타측의 방향에 대응하는 일측편과 타측편이다. 도 7에서 스윙아암(20)의 스윙운동방향(S)과, 컨디셔닝디스크(53)의 일측편(D1)과 타측편(D2)의 위치를 표시하고 있다.
또한, 본 실시예에서는, 가압조절부(70)의 자력을 제어하는 제어부(80)가 더 설치된다.
상기 제어부(80)는 헤드(30)가 스윙운동에 의해 일단측으로 이동시는, 상기 컨디셔닝디스크부(50)에서 일측편이 타측편보다 더 연마패드(P)를 가압하도록 가압조절부(70)의 자력을 제어하고, 타단측으로 이동시는, 컨디셔닝디스크부(50)에서 타측편이 일측편보다 더 연마패드를 가압하도록 상기 가압조절부(70)의 자력을 제어한다.
이와 같은 제어작용은 도 4와 같은 종래 연마패드(P)의 표면을 보다 균일하게 마모시키기 위한 것이다. 종래의 연마패드(P)는 컨디셔너의 스윙운동의 특성상 에지부와 센터부에서 마모량이 작고 그들의 중간부분에서 마모량이 많아 도 4와 같은 표면의 높이차가 발생한다.
제어부(80)는 서보모터와 같은 스윙구동기(10)로부터 스윙되는 궤적에 따른 헤드(30)의 위치정보를 전달받아, 각 위치에서 가압조절부(70)를 제어하여 컨디셔닝디스크부(50)가 연마패드(P)를 가압함으로써, 컨디셔닝가공하기 위해 컨디셔닝디스크부(50)를 가압하는 방향과 강도를 조절한다. 즉, 헤드(30)가 스윙운동에 의해 이동하는 위치에 따라 에지부와 센터부 근처로 가면서 가압의 강도가 점차 증가하도록 변화시킬 수 있다.
이러한 작용은 제어부(80)가 제어하는 가압조절부(70)가 도 7과 같이, 전자석(71)이 중심샤프트부(60)를 둘러싸는 하우징에 설치되어 고정되되, 일측편전자석(71a)과 타측편전자석(71b)이 일측편과 타측편에 각각 설치됨과 함께, 디스크홀더(51)의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개가 설치되고 전자석(71)과의 자력작용에 의해 디스크홀더(51)에 외력이 부가되도록 하는 자력작용체(72)를 포함하고 있어, 제어부(80)가 가압조절부(70)의 일측편전자석(71a)과 타측편전자석(71b)을 선택하여 자력의 강도를 조절하도록 제어할 수 있기 때문이다.
상기 제어부(80)는 전자석(71)의 전류를 제어하여 발생하는 자력의 강도를 조절함으로써, 디스크홀더(51)에 외력(척력)을 부가하여 연마패드(P)에 대한 컨디셔닝강도를 결합축(40)의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 조절한다.
즉, 헤드(30)가 스윙운동에 의해 일단측으로 이동시는, 디스크홀더(51) 내에서 일측편이 타측편보다 더 가압하도록 일측편전자석(71a)의 전류가 더 높게 제어되고, 타단측으로 이동시는, 디스크홀더(51) 내에서 타측편이 일측편보다 더 가압하도록 타측편전자석(71b)의 전류를 더 높게 제어한다.
도 10을 참고하여 보다 구체적으로 설명하면, 헤드(30)가 연마패드(P)의 에지부 근방인 P1의 위치에 접근한 상태에서는 연마패드(P)의 외곽에 더 가까운 일측면이 더 가압될 수 있도록 일측편전자석(71a)의 전류가 가장 높다.
다시 스윙운동에 의해 헤드(30)가 중간영역인 P2로 이동하는 과정에서는 일측편전자석(71a)의 전류가 점차 감소하여 일측편전자석(71a)과 타측편전자석(71b)의 전류가 동일하게 된다. P2에서의 일측편전자석(71a)과 타측편전자석(71b)의 전류는 모두 0이 되는 것이 바람직하다.
다시 P2를 거쳐 P3인 센터부에 접근하는 과정에서는, 디스크홀더(51) 내에서 타측편이 일측편보다 더 가압되도록 타측편전자석(71b)의 전류가 점차 증가하고, 연마패드(P)의 센터에 가장 가까워진 위치에서 전류가 최대치가 된다.
그 이후, 다시 P3에서 P2로 이동시에는 타측편전자석(71b)의 전류가 점차 감소하면서 P2에서는 타측편전자석(71b)과 일측편전자석(71a)이 동일한 전류가 되되, 바람직하게는 모두 전류값이 0이 된다.
이에 따라, 컨디셔닝디스크(53)는 연마패드(P)의 센터부와 에지부 근처로 가면서 보다 강한 강도로 컨디셔닝가공함으로써, 도 4의 그래프에서 보는 바와 같은 종래 연마패드(P)의 마모불균일을 완화 또는 해소할 수 있고, 연마패드(P)의 표면이 컨디셔닝 작용에 의해 전체적으로 균일하게 마모가 진행될 수 있다.
본 실시예에 따른 컨디셔너에 의해 컨디셔닝 진행시는, 통상 컨디셔닝디스크(53)와 연마패드(P) 사이의 접촉압력보다 약간 작은 압력이 발생하도록 컨디셔닝디스크(53)를 누르는 실린더의 압력이 조절되는 것이 바람직하다.
이는 본 실시예에 따른 구성의 컨디셔너가 에지부와 센터부 근방에서 종래의 컨디셔너보다 마모량을 증가시키게 되고, 종래의 컨디셔너들이 도 4에서 보는 바와 같이 에지부와 센터부의 중간영역에서 과도한 마모가 발생하고 있으므로, 에지부와 센터부의 중간영역에서는 마모량을 종래보다 줄이고 에지부와 센터부 근방에서 종래보다 약간 늘려, 전체적으로 균일한 마모를 유도할 수 있도록 한다.
이에 따라 연마패드(P)의 평균적인 마모량을 줄여 연마패드(P)의 수명을 연장시킬 수 있다.
본 실시예의 타측편전자석(71b)과 일측편전자석(71a)에 동시에 전류를 공급하도록 제어하는 경우, 컨디셔닝디스크(53)을 연마패드(P)에 가압하는 실린더의 가압작용을 대체할 수 있으므로, 컨디셔닝디스크(53)를 가압하기 위한 실린더의 구성을 제거하여 컨디셔너의 헤드(30)가 보다 간략화될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
10; 스윙구동기 10a; 스윙축
20; 스윙아암 30; 헤드
40; 결합축 41; 제1경사축부
42; 제2경사축부 50; 컨디셔닝디스크부
51; 디스크홀더 52; 걸림핀
53; 컨디셔닝디스크 54; 커버부재
60; 중심샤프트부 61; 회전전달부재
70; 가압조절부 71; 전자석
71a; 일측전자석 71b; 타측전자석
72; 자력작용체 80; 제어부

Claims (9)

  1. 연마패드의 표면과 마찰하면서 스윙(swing)운동함에 의해 연마패드의 표면상태를 개선하기 위한 컨디셔너에 있어서,
    연마패드와 접촉하는 컨디셔닝디스크부(50)와,
    상기 컨디셔닝디스크부(50)의 경사동작이 가능하도록 하단부가 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 중심부와 결합축(40)에 의해 결합되는 중심샤프트부(60)와,
    상기 컨디셔닝디스크부(50)에 자력에 의한 외력을 부가하여 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 컨디셔닝강도를 상기 결합축(40)의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 하는 가압조절부(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압조절부(70)는,
    상기 일측편과 타측편 중 선택적으로 상기 컨디셔닝디스크부(50)를 누르는 외력을 부가하도록 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 상측에서 상기 중심샤프트부(60)의 외측에 설치되는 전자석(71)과,
    상기 컨디셔닝디스크부(50)의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개가 설치되고 상기 전자석(71)과의 자력작용에 의해 상기 컨디셔닝디스크부(50)에 외력이 부가될 수 있도록 하는 자력작용체(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자석(71)은, 상기 중심샤프트부(60)를 둘러싸는 하우징에 결합되고 상기 결합축(40)의 일측편과 타측편에 각각 설치되는 일측전자석(71a)과 타측전자석(71b)을 포함하며,
    상기 자력작용체(72)는 상기 전자석(71)과 척력을 발생시키는 영구자석인 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합축(40)은,
    상기 컨디셔닝디스크부(50)의 중심부의 상면에 형성된 제1경사축부(41)와,
    상기 중심샤프트부(60)의 하면에 형성되고 상기 제1경사축부(41)에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  5. 스윙축을 구비하는 스윙구동기(10)와, 상기 스윙구동기(10)로부터 연장된 스윙아암(20)과, 상기 스윙아암(20)의 단부에 설치되어 상기 스윙구동기(10)에 의한 스윙아암(20)의 스윙(swing)운동에 따라 운동하는 헤드(30)를 포함하는 씨엠피장치의 컨디셔너에 있어서,
    상기 헤드(30)는
    연마패드와 접촉하는 컨디셔닝디스크부(50)와,
    상기 컨디셔닝디스크부(50)의 경사동작이 가능하도록 하단부가 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 중심부와 결합축(40)에 의해 결합되는 중심샤프트부(60)와,
    상기 컨디셔닝디스크부(50)에 자력에 의한 외력을 부가하여 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 컨디셔닝강도를 상기 결합축(40)의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 하는 가압조절부(70)를 포함하고,
    상기 가압조절부(70)의 자력을 제어하는 제어부(80)가 설치되되,
    상기 일측편과 타측편은, 상기 스윙운동하는 방향을 기준으로 할 때의 일측과 타측의 방향에 대응하는 일측편과 타측편인 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가압조절부(70)는,
    상기 일측편과 타측편 중 선택적으로 상기 컨디셔닝디스크부(50)를 누르는 외력을 부가하도록 상기 컨디셔닝디스크부(50)의 상측에서 상기 중심샤프트부(60)의 외측에 설치되는 전자석(71)과,
    상기 컨디셔닝디스크부(50)의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개가 설치되고 상기 전자석(71)과의 자력작용에 의해 상기 컨디셔닝디스크부(50)에 외력이 부가될 수 있도록 하는 자력작용체(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전자석(71)은 상기 중심샤프트부(60)를 둘러싸는 하우징에 결합되고 상기 결합축(40)의 일측편과 타측편에 각각 설치되는 일측전자석(71a)과 타측전자석(71b)을 포함하며,
    상기 자력작용체(72)는 상기 전자석(71)과 척력을 발생시키는 영구자석인 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부(80)는
    상기 헤드(30)가 스윙운동에 의해 일단측으로 이동시는, 상기 컨디셔닝디스크부(50)에서 일측편이 타측편보다 더 연마패드(P)를 가압하도록 상기 가압조절부(70)의 자력을 제어하고, 타단측으로 이동시는, 상기 컨디셔닝디스크부(50)에서 타측편이 일측편보다 더 연마패드를 가압하도록 상기 가압조절부(70)의 자력을 제어하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합축(40)은,
    상기 컨디셔닝디스크부(50)의 중심부의 상면에 형성된 제1경사축부(41)와,
    상기 중심샤프트부(60)의 하면에 형성되고 상기 제1경사축부(41)에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100562498B1 (ko) 2003-02-12 2006-03-21 삼성전자주식회사 씨엠피 설비의 패드 컨디셔너
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100562498B1 (ko) 2003-02-12 2006-03-21 삼성전자주식회사 씨엠피 설비의 패드 컨디셔너
KR100999445B1 (ko) 2008-10-29 2010-12-09 주식회사 케이씨텍 화학기계적 연마장치의 컨디셔너

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114770339A (zh) * 2022-06-15 2022-07-22 沃中孚精密主轴昆山有限公司 一种用于镜面抛光的浮动动力抛光头及抛光方法
CN114770339B (zh) * 2022-06-15 2022-09-06 沃中孚精密主轴昆山有限公司 一种用于镜面抛光的浮动动力抛光头及抛光方法

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