KR20200059827A - 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템 - Google Patents

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KR20200059827A
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Abstract

일 실시 예에 따른 기판 캐리어는, 캐리어 헤드; 상기 캐리어 헤드에 연결되고, 하측에 기판을 파지하는 멤브레인; 상기 캐리어 헤드에 연결되고, 파지된 상기 기판의 둘레를 감싸는 리테이너링; 및 상기 리테이너링에 연결되고, 상기 멤브레인 및 기판 사이로 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함할 수 있다.

Description

기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템{CARRIER FOR SUBSTRATE AND CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SYSTEM COMPRISING THE SAME}
아래의 실시 예는 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템에 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.
기판은 각 공정 챔버로 반송되기 위하여, 기판 캐리어에 척킹 또는 디척킹되는 과정을 거친다. 다만, 디척킹 과정에서 기판에 손상이 가해지는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 기판의 손상을 최소화하면서 기판을 디척킹할 수 있는 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템이 요구되는 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은, 기판에 가해지는 손상을 최소화하면서 기판을 디척킹할 수 있는 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시 예의 목적은, 멤브레인 및 기판 사이로 유체를 분사할 수 있는 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 기판 캐리어는, 캐리어 헤드; 상기 캐리어 헤드에 연결되고, 하측에 기판을 파지하는 멤브레인; 상기 캐리어 헤드에 연결되고, 파지된 상기 기판의 둘레를 감싸는 리테이너링; 및 상기 리테이너링에 연결되고, 상기 멤브레인 및 기판 사이로 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함할 수 있다.
상기 리테이너링은, 내주면에 형성되고 상기 유체 분사부와 연통되는 분사구를 포함하고, 상기 유체 분사부는 상기 분사구를 통해 유체를 분사할 수 있다.
상기 분사구는, 상기 기판이 파지된 상태를 기준으로, 상기 멤브레인 및 기판 사이에 대응하는 높이에 위치할 수 있다.
상기 리테이너링은, 상기 분사구와 연통되도록 내부를 관통하여 형성되는 중공을 더 포함하고, 상기 유체 분사부는 상기 중공을 통해 상기 리테이너링에 삽입될 수 있다.
상기 유체 분사부는, 단부가 상기 리테이너링의 내주면보다 내측에 위치되도록 상기 중공을 통해 상기 리테이너링에 삽입될 수 있다.
상기 유체 분사부는, 상기 멤브레인의 바닥면에 대해 0도 내지 45도 하향 경사지는 방향으로 유체를 분사할 수 있다.
상기 멤브레인은 외주면의 하단부가 내측으로 경사지는 경사부를 포함할 수 있다.
상기 리테이너링은, 상기 캐리어 헤드에 연결되고, 내주면에 상기 유체 분사부와 연통되는 분사구가 형성되는 상부 바디; 및 상기 상부 바디의 하측에 교체 가능하게 연결되고, 상기 기판의 연마 과정에서 연마 패드에 접촉되는 하부 바디를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템은, 캐리어 헤드와, 상기 캐리어 헤드에 연결되고 복수 개의 압력 챔버를 형성하는 멤브레인과, 기판의 둘레를 감싸도록 상기 캐리어 헤드에 연결되는 리테이너링을 포함하는 기판 캐리어; 상기 리테이너링과 연결되고, 상기 기판 캐리어에 파지된 상기 기판을 디척킹하도록, 상기 멤브레인 및 기판 사이로 유체를 분사하는 유체 분사부; 및 상기 기판 캐리어로부터 디척킹된 상기 기판을 전달받는 반송 스테이지를 포함할 수 있다.
상기 리테이너링은 상기 기판을 향하는 내주면에 형성되는 분사구를 포함하고, 상기 유체 분사부는 상기 분사구와 연통되도록 상기 리테이너링의 내부에 삽입될 수 있다.
상기 멤브레인은, 상기 기판을 파지하기 위한 바닥면을 제공하는 바닥판; 및 상기 바닥판으로부터 상부를 향해 연장되고, 상기 복수 개의 압력 챔버를 형성하도록 상기 캐리어 헤드에 연결되는 고리 형상의 복수 개의 플랩을 포함할 수 있다.
상기 바닥판은 외주면의 적어도 일부가 내측으로 경사질 수 있다.
상기 복수 개의 압력 챔버에 인가되는 압력을 개별적으로 조절하기 위한 압력 조절부를 더 포함하고, 상기 압력 조절부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 복수 개의 압력 챔버 중 최외측에 위치한 압력 챔버의 압력을 감압할 수 있다.
상기 복수 개의 압력 챔버에 인가되는 압력을 개별적으로 조절하기 위한 압력 조절부를 더 포함하고, 상기 압력 조절부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 복수 개의 압력 챔버 중 최외측에 위치한 압력 챔버를 제외한 나머지 압력 챔버 중 적어도 하나 이상을 가압할 수 있다.
상기 복수 개의 압력 챔버에 인가되는 압력을 개별적으로 조절하기 위한 압력 조절부를 더 포함하고, 상기 압력 조절부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 복수 개의 압력 챔버 중 최외측에 위치한 압력 챔버의 압력을 감압하면서, 상기 복수 개의 압력 챔버 중 최외측에 위치한 압력 챔버를 제외한 나머지 압력 챔버 중 적어도 하나 이상을 가압할 수 있다.
상기 유체 분사부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 유체의 분사압을 점진적으로 증가시킬 수 있다.
상기 유체 분사부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 유체를 단속적으로 분사할 수 있다.
상기 반송 스테이지는 상기 기판 캐리어에 대해 수직 방향으로 이동 가능할 수 있다.
상기 반송 스테이지는 상기 기판의 디척킹 과정에서 상측으로 이동하고, 상기 기판의 디척킹이 완료되면 하측으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템은, 기판에 손상없이 기판을 디척킹할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템, 멤브레인 및 기판 사이로 유체를 분사할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템의 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 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 개략도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 기판 캐리어의 부분 확대도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 기판 캐리어의 부분 확대도이다.
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 1 은 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 개략도이다. 도 2는 일 실시 예에 따른 기판 캐리어의 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템(1)은 기판(W)의 CMP 공정 등에 사용될 수 있다.
기판(W)은 반도체 장치(semiconductor) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수도 있다. 그러나, 기판(W)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 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. 한편, 도면에서는 기판(W)이 원형 형상을 가지는 것으로 예시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시에 불과하며, 기판(W)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
기판 연마 시스템(1)은 기판(W)을 반송할 수 있다. 기판 연마 시스템(1)은 기판(W)을 각 공정 챔버로 반송할 수 있다. 기판 연마 시스템(1)은 기판(W)을 목표 위치까지 이동시킨 뒤, 기판(W)을 디척킹할 수 있다. 기판 연마 시스템(1)은 기판(W)을 이동시키기 위하여, 기판(W)을 척킹할 수 있다.
기판 연마 시스템(1)은 기판 캐리어(10), 반송 스테이지(11) 및 압력 조절부(12)를 포함할 수 있다.
기판 캐리어(10)는 기판(W)을 파지할 수 있다. 기판 캐리어(10)는 연마가 필요한 기판(W)을 척킹하여 파지하고, 파지된 기판(W)을 연마 위치까지 이동시킬 수 있다. 기판 캐리어(10)는 연마 위치까지 이송된 기판(W)을 연마 패드에 접촉시킴으로써, 기판(W)을 연마할 수 있다. 기판 캐리어(10)는 연마 패드에 접촉한 기판(W)을 가압함으로써, 기판(W) 및 연마 패드 사이의 마찰력을 조절할 수 있다. 기판 캐리어(10)는 연마가 완료된 기판(W)을 척킹하여 파지하고, 기판(W)의 반송을 위하여 반송 스테이지(11) 위에 기판(W)을 디척킹할 수 있다.
기판 캐리어(10)는 캐리어 헤드(101), 멤브레인(102), 리테이너링(103) 및 유체 분사부(104)를 포함할 수 있다.
캐리어 헤드(101)는 기판(W)의 위치를 조절할 수 있다. 캐리어 헤드(101)는 외부로부터 동력을 전달받고, 연마 패드 면에 수직한 축을 중심으로 회전할 수 있다. 캐리어 헤드(101)의 회전에 따라 파지된 기판(W)은 연마 패드에 접촉한 상태로 회전하면서 연마될 수 있다.
캐리어 헤드(101)는 기판(W)을 수평으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 캐리어 헤드(101)는 연마 패드 면에 평행한 제1 방향 및 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 병진 운동할 수 있다. 제1 방향 및 제2 방향으로의 복합적인 움직임을 통해, 캐리어 헤드(101)는 기판(W)을 연마 패드 면에 평행한 평면상에서 이동시킬 수 있다. 결과적으로, 캐리어 헤드(101)의 수평 이동에 따라 기판(W)은 연마 위치로 이송되거나, 연마 위치로부터 제거될 수 있다.
캐리어 헤드(101)는 기판(W)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 캐리어 헤드(101)는 기판(W)의 척킹/디척킹을 위해 상하로 움직이거나, 기판(W)을 연마패드에 접촉시키도록 상하로 움직일 수 있다.
멤브레인(102)은 캐리어 헤드(101)에 연결되고, 하측에 기판(W)을 파지할 수 있다. 멤브레인(102)은 기판(W)에 압력을 작용하기 위한 압력 챔버(C)를 형성할 수 있다. 멤브레인(102)이 형성하는 압력 챔버(C)의 압력 변동에 따라, 기판(W)에 작용하는 압력이 조절될 수 있다. 예를 들어, 기판(W)이 연마 패드에 접촉한 상태에서 압력 챔버(C)의 압력 상승을 통해 기판(W)이 연마 패드에 강하게 가압될 수 있다.
멤브레인(102)은 바닥판(1021) 및 플랩(1022)을 포함할 수 있다.
바닥판(1021)은 하측에 기판(W)을 파지하기 위한 바닥면(1021a)을 제공할 수 있다. 바닥판(1021)은 압력 챔버(C)의 바닥을 형성할 수 있다. 바닥판(1021)의 하면에는 기판(W)이 위치할 수 있다. 바닥판(1021)은 기판(W)과 대응되는 크기 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 바닥판(1021)은 원 형상으로 형성될 수 있다. 바닥판(1021)은 압력 챔버(C)에 인가되는 압력을 기판(W)에 작용할 수 있도록 신축 가능한 가요성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 압력 챔버(C)의 압력이 증가하는 경우 바닥판(1021)은 기판(W) 방향으로 팽창함으로써 기판(W)을 하향으로 가압할 수 있다. 반면, 압력 챔버(C)의 압력이 감소하는 경우 바닥판(1021)은 기판(W)의 반대 방향으로 수축할 수 있다.
플랩(1022)은 압력 챔버(C)의 측벽을 형성하도록 캐리어 헤드(101)에 연결될 수 있다. 플랩(1022)은 캐리어 헤드(101) 방향을 향하도록, 바닥판(1021)으로부터 상부를 향해 연장 형성될 수 있다. 플랩(1022)은 바닥판(1021)의 중심을 원점으로 하는 고리 형상을 가질 수 있다. 다시 말하면, 멤브레인(102)을 상부에서 바라본 상태에서 플랩(1022)은 원 형상일 수 있다. 플랩(1022)은 복수개가 형성될 수 있다. 복수 개의 플랩(1022)은 바닥판(1021)의 중심을 기준으로, 서로 다른 반지름을 가지는 고리 형태로 형성될 수 있다. 서로 인접한 플랩(1022)은 하나의 압력 챔버(C)를 구획하기 때문에, 복수의 플랩(1022)을 통해 기판 캐리어(10)에 복수의 압력 챔버(C)가 형성될 수 있다. 복수의 압력 챔버(C) 각각의 크기는 각각의 압력 챔버(C)를 구획하는 인접한 플랩(1022) 사이의 간격을 통해 결정될 수 있다. 복수 개의 압력 챔버(C)에는 서로 다른 압력이 인가될 수 있다. 복수 개의 압력 챔버(C)의 개별적인 압력 조절을 통해, 기판(W)의 각 부위가 국부적으로 가압될 수 있다.
리테이너링(103)은 파지된 기판(W)의 둘레를 감싸도록 캐리어 헤드(101)에 연결될 수 있다. 리테이너링(103)의 내주면(103a)은 기판(W)을 둘러쌀 수 있다. 리테이너링(103)은 기판(W)이 파지된 위치로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 리테이너링(103)은, 기판(W) 연마 과정에서 발생하는 외력으로 인해 기판(W)이 기판 캐리어(10)로부터 이탈하지 않도록 기판(W)의 측면을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
리테이너링(103)은 분사구(1031) 및 중공(1032)을 포함할 수 있다.
분사구(1031)는 리테이너링(103)의 내주면(103a)에 형성될 수 있다. 분사구(1031)는 후술하는 유체 분사부(104)와 연통될 수 있다. 다시 말해, 유체 분사부(104)로부터 분사되는 유체는 분사구(1031)를 통해 분사될 수 있다. 분사구(1031)는 복수 개 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 분사구(1031)는 리테이너링(103)의 중심을 기준으로 서로 등각도를 이루도록, 등간격으로 배치될 수 있다. 분사구(1031)는 기판(W)이 파지된 상태를 기준으로, 멤브레인(102) 및 기판(W) 사이에 대응하는 높이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 분사구(1031)는 멤브레인(102)의 바닥면(1021a)에 대응하는 높이에 위치할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 멤브레인(102) 및 기판(W)의 사이로 유체가 분사되도록 하여, 분사되는 유체에 의해 기판(W)을 디척킹시킬 수 있다.
중공(1032)은 분사구(1031)와 연통되도록 리테이너링(103)의 내부를 관통하여 형성될 수 있다. 중공(1032)에는 유체 분사부(104)가 삽입될 수 있다. 중공(1032)은 다양한 형상으로 리테이너링(103) 내부를 관통할 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이, 중공(1032)은 리테이너링(103)의 외주면에서 내주면(103a)을 향해 관통할 수 있다. 또는, 중공(1032)은 리테이너링(103)의 상부면에서 내주면(103a)을 향해 관통할 수 있다. 이 경우, 중공(1032)은 절곡된 구조를 가질 수 있다. 중공(1032)은 분사구(1031)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 중공(1032)은 복수 개의 분사구(1031)에 각각 대응될 수 있다.
유체 분사부(104)는 리테이너링(103)에 연결되고, 멤브레인(102) 및 기판(W)의 사이로 유체를 분사할 수 있다. 유체 분사부(104)는 분사구(1031)와 연통될 수 있다. 유체 분사부(104)는 분사구(1031)를 통해 유체를 분사할 수 있다. 유체 분사부(104)는 중공(1032)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 유체 분사부(104)는 단부가 리테이너링(103)의 내주면(103a)보다 내측에 위치되도록 중공(1032)을 통해 리테이너링(103)에 삽입될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 유체 분사부(104)의 단부가 리테이너링(103)보다 내측으로 돌출되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 유체 분사부(104)는 중공(1032)에 직접 삽입되지 않고, 중공(1032)의 입구에 연결되어 중공(1032)을 통해 유체를 유입시킬 수도 있다. 유체 분사부(104)가 멤브레인(102) 및 기판(W)의 사이로 유체를 분사하면, 유체의 분사압에 의하여 기판(W)은 디척킹될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 기판(W)에 대한 직접적인 접촉 없이도, 유체의 분사압으로 기판(W)을 디척킹할 수 있으므로, 디척킹 과정에서 발생할 수 있는 기판(W)의 손상을 최소화할 수 있다. 한편, 유체 분사부(104)는 기판(W)의 디척킹 과정에서, 유체의 분사압을 점진적으로 증가시킬 수 있다. 유체 분사부(104)는 기판(W)의 디척킹 과정에서, 유체를 단속적으로 분사할 수 있다. 이와 같은 분사 방법에 따르면, 기판(W)에 손상을 최소화하면서도, 효율적으로 분사압을 이용하여 기판(W)을 디척킹할 수 있다.
반송 스테이지(11)는 기판(W)을 반송할 수 있다. 반송 스테이지(11)는 기판(W)이 안착되는 안착 영역을 제공할 수 있다. 반송 스테이지(11)에서 기판(W)은 척킹 또는 디척킹될 수 있다. 반송 스테이지(11)에 안착된 기판(W)은 기판 캐리어(10)에 척킹될 수 있다. 기판 캐리어(10)에 파지된 기판(W)은 반송 스테이지(11)에 디척킹될 수 있다. 즉, 반송 스테이지(11)는 기판 캐리어(10)로부터 디척킹된 기판(W)을 전달받을 수 있다. 반송 스테이지(11)는 기판 캐리어(10)에 대해 수직 방향으로 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 반송 스테이지(11)는 기판(W)의 디척킹 과정에서 상측으로 이동할 수 있다. 반송 스테이지(11)는 기판(W)의 디척킹이 완료되면 하측으로 이동할 수 있다.
압력 조절부(12)는 복수 개의 압력 챔버(C)에 인가되는 압력을 개별적으로 조절할 수 있다. 압력 조절부(12)는 기판(W)의 연마 과정에서, 기판(W)의 각 부위가 연마 패드에 가압되는 정도가 조절되도록, 복수 개의 압력 챔버(C)에 인가되는 압력을 개별적으로 조절할 수 있다. 압력 조절부(12)는 기판(W)의 디척킹 과정에서, 복수 개의 압력 챔버(C) 중 최외측에 위치한 압력 챔버(C1)의 압력을 감압할 수 있다. 이와 같은 제어에 의하면, 최외측에 위치한 압력 챔버(C1)의 감압에 따라, 멤브레인(102)의 최외측과 기판(W)의 사이가 벌어질 수 있고, 벌어진 틈 사이로 유체가 분사되어 기판(W)의 디척킹이 원활히 일어날 수 있다. 압력 조절부(12)는 기판(W)의 디척킹 과정에서, 복수 개의 압력 챔버(C) 중 최외측에 위치한 압력 챔버(C1)를 제외한 나머지 압력 챔버(C2, C3, C4) 중 적어도 어느 하나 이상을 가압할 수 있다. 이와 같은 제어에 의하면, 복수 개의 압력 챔버(C) 중 최외측에 위치한 압력 챔버(C1)를 제외한 나머지 압력 챔버(C2, C3, C4) 중 적어도 어느 하나 이상이 가압됨에 따라, 멤브레인(102)의 최외측과 기판(W)의 사이가 벌어질 수 있고, 벌어진 틈 사이로 유체가 분사되어 기판(W)의 디척킹이 원활히 일어날 수 있다. 압력 조절부(12)는 기판(W)의 디척킹 과정에서, 복수 개의 압력 챔버(C) 중 최외측에 위치한 압력 챔버(C1)의 압력을 감압하면서, 복수 개의 압력 챔버(C) 중 최외측에 위치한 압력 챔버(C1)를 제외한 나머지 압력 챔버(C2, C3, C4) 중 적어도 어느 하나 이상을 가압할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 기판 캐리어의 부분 확대도이다.
일 실시 예에 따른 기판 캐리어(20)는 캐리어 헤드(201), 멤브레인(202), 리테이너링(203) 및 유체 분사부(204)를 포함할 수 있다.
멤브레인(202)은 바닥판(2021), 플랩(2022) 및 경사부(2023)를 포함할 수 있다.
경사부(2023)는 멤브레인(202)의 외주면의 하단부가 내측으로 경사지는 부분일 수 있다. 경사부(2023)는 바닥판(2021)의 적어도 일부가 내측으로 경사지는 부분일 수 있다. 경사부(2023)는 멤브레인(202) 및 기판(W)의 사이로 유체가 원활히 유입되도록 유입 공간을 형성할 수 있다. 경사부(2023)는 0도 내지 45도로 경사질 수 있다. 경사부(2023)는 후술하는 중공(2032)과 동일한 경사 각도를 가질 수 있다.
리테이너링(203)은 상부 바디(2033), 하부 바디(2034), 분사구(2031) 및 중공(2032)을 포함할 수 있다.
상부 바디(2033)는 캐리어 헤드(201)에 연결될 수 있다. 상부 바디(2033)는 내주면(2033a)에 유체 분사부(204)와 연통되는 분사구(2031)가 형성될 수 있다. 상부 바디(2033)에는 중공(2032)이 형성될 수 있다. 상부 바디(2033)는 유체 분사부(204)와 연결될 수 있다.
하부 바디(2034)는 상부 바디(2033)의 하측에 교체 가능하게 연결될 수 있다. 하부 바디(2034)는 기판(W)의 연마 과정에서 연마 패드에 접촉될 수 있다. 기판(W)의 연마 과정에서, 하부 바디(2034)는 연마 패드와 접촉되어 마모될 수 있다. 하부 바디(2034)가 일정치 이상으로 마모된 경우, 하부 바디(2034)는 교체될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 유체 분사부(204)와 연결된 상부 바디(2033)는 연결 상태를 유지하면서 하부 바디(2034)만 교체할 수 있으므로, 교체 작업의 편의성 및 비용 절감 효과를 가질 수 있다.
중공(2032)은 상부 바디(2033)를 관통하여 형성될 수 있다. 중공(2032)은 상부 바디(2033)의 내주면(2033a)에 수직한 선을 기준으로 0도 내지 45도 하향으로 경사질 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 유체가 0도 내지 45도 하향으로 분사될 수 있다.
유체 분사부(204)는 멤브레인(202)의 바닥면(2021a)에 대하여 0도 내지 45도 하향 경사지는 방향으로 유체를 분사할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 유체 분사부(204)는 기판(W)이 디척킹되도록, 기판(W)에 하향 압력을 제공할 수 있다. 유체 분사부(204)는 하향 경사진 중공(2032)에 삽입될 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.
1: 기판 연마 시스템
10: 기판 캐리어
101: 캐리어 헤드
102: 멤브레인
103: 리테이너링
104: 유체 분사부
11: 반송 스테이지
12: 압력 조절부
W: 기판

Claims (19)

  1. 캐리어 헤드;
    상기 캐리어 헤드에 연결되고, 하측에 기판을 파지하는 멤브레인;
    상기 캐리어 헤드에 연결되고, 파지된 상기 기판의 둘레를 감싸는 리테이너링; 및
    상기 리테이너링에 연결되고, 상기 멤브레인 및 기판 사이로 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함하는, 기판 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너링은, 내주면에 형성되고 상기 유체 분사부와 연통되는 분사구를 포함하고,
    상기 유체 분사부는 상기 분사구를 통해 유체를 분사하는, 기판 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분사구는, 상기 기판이 파지된 상태를 기준으로, 상기 멤브레인 및 기판 사이에 대응하는 높이에 위치하는, 기판 캐리어.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 리테이너링은, 상기 분사구와 연통되도록 내부를 관통하여 형성되는 중공을 더 포함하고,
    상기 유체 분사부는 상기 중공을 통해 상기 리테이너링에 삽입되는, 기판 캐리어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유체 분사부는, 단부가 상기 리테이너링의 내주면보다 내측에 위치되도록 상기 중공을 통해 상기 리테이너링에 삽입되는, 기판 캐리어.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 유체 분사부는, 상기 멤브레인의 바닥면에 대해 0도 내지 45도 하향 경사지는 방향으로 유체를 분사하는, 기판 캐리어.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 멤브레인은 외주면의 하단부가 내측으로 경사지는 경사부를 포함하는, 기판 캐리어.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너링은,
    상기 캐리어 헤드에 연결되고, 내주면에 상기 유체 분사부와 연통되는 분사구가 형성되는 상부 바디; 및
    상기 상부 바디의 하측에 교체 가능하게 연결되고, 상기 기판의 연마 과정에서 연마 패드에 접촉되는 하부 바디를 포함하는, 기판 캐리어.
  9. 캐리어 헤드와, 상기 캐리어 헤드에 연결되고 복수 개의 압력 챔버를 형성하는 멤브레인과, 기판의 둘레를 감싸도록 상기 캐리어 헤드에 연결되는 리테이너링을 포함하는 기판 캐리어;
    상기 리테이너링과 연결되고, 상기 기판 캐리어에 파지된 상기 기판을 디척킹하도록, 상기 멤브레인 및 기판 사이로 유체를 분사하는 유체 분사부; 및
    상기 기판 캐리어로부터 디척킹된 상기 기판을 전달받는 반송 스테이지를 포함하는, 기판 연마 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리테이너링은 상기 기판을 향하는 내주면에 형성되는 분사구를 포함하고,
    상기 유체 분사부는 상기 분사구와 연통되도록 상기 리테이너링의 내부에 삽입되는, 기판 연마 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 멤브레인은,
    상기 기판을 파지하기 위한 바닥면을 제공하는 바닥판; 및
    상기 바닥판으로부터 상부를 향해 연장되고, 상기 복수 개의 압력 챔버를 형성하도록 상기 캐리어 헤드에 연결되는 고리 형상의 복수 개의 플랩을 포함하는, 기판 연마 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 바닥판은 외주면의 적어도 일부가 내측으로 경사지는, 기판 연마 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 압력 챔버에 인가되는 압력을 개별적으로 조절하기 위한 압력 조절부를 더 포함하고,
    상기 압력 조절부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 복수 개의 압력 챔버 중 최외측에 위치한 압력 챔버의 압력을 감압하는, 기판 연마 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 압력 챔버에 인가되는 압력을 개별적으로 조절하기 위한 압력 조절부를 더 포함하고,
    상기 압력 조절부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 복수 개의 압력 챔버 중 최외측에 위치한 압력 챔버를 제외한 나머지 압력 챔버 중 적어도 하나 이상을 가압하는, 기판 연마 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 압력 챔버에 인가되는 압력을 개별적으로 조절하기 위한 압력 조절부를 더 포함하고,
    상기 압력 조절부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 복수 개의 압력 챔버 중 최외측에 위치한 압력 챔버의 압력을 감압하면서, 상기 복수 개의 압력 챔버 중 최외측에 위치한 압력 챔버를 제외한 나머지 압력 챔버 중 적어도 하나 이상을 가압하는, 기판 연마 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 유체 분사부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 유체의 분사압을 점진적으로 증가시키는, 기판 연마 시스템.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 유체 분사부는, 상기 기판의 디척킹 과정에서, 상기 유체를 단속적으로 분사하는, 기판 연마 시스템.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 반송 스테이지는 상기 기판 캐리어에 대해 수직 방향으로 이동 가능한, 기판 연마 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 반송 스테이지는 상기 기판의 디척킹 과정에서 상측으로 이동하고, 상기 기판의 디척킹이 완료되면 하측으로 이동하는, 기판 연마 시스템.
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