KR20200068303A - 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템, 기판 연마 방법 - Google Patents

기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템, 기판 연마 방법 Download PDF

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KR20200068303A
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Abstract

기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템, 기판 연마 방법을 개시한다. 일 실시 예에 따른 기판 캐리어는 지지 플레이튼; 상기 지지 플레이튼의 상부에 배치되고, 기판이 안착되는 기판 지지부; 및 상기 기판 지지부에 지지된 기판을 연마하는 연마패드의 상태를 검출하고, 상기 검출된 신호에 따라 결정되는 신호를 실시간으로 생성하는 검출부를 포함할 수 있다.

Description

기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템, 기판 연마 방법{SUBSTRATE CARRIER AND SUBSTRATE POLISHING SYSTEM COMPRISIHG THE SAME, SUBSTRATE POLISHING METHOD}
아래의 실시예는 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템, 기판 연마 방법에 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.
CMP 공정은 기판의 표면을 연마패드를 통해 물리적으로 문지르는 연마 공정을 포함한다. 이러한 공정은 기판 캐리어에 파지된 기판을 연마패드를 통해 가압하는 방식으로 수행된다. 기판의 연마 과정 간, 기판 및 연마 패드 사이의 마찰력이 기판 전체면에 대해 균일하지 않은 경우에는, 기판의 각 부분에 부여되는 압박력에 따라 연마 부족 또는 과연마의 현상이 발생할 수 있다. 연마패드의 각 부분의 두께가 상이한 경우에는, 기판 전체의 연마도가 불균일해지는 문제가 발생할 수 있다.
일 실시 예에 따른 목적은, 연마패드의 상태를 실시간으로 검출함으로써 기판 전체의 연마 균일도를 확보할 수 있는 기판 캐리어, 기판 연마 시스템 및 기판 연마 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 기판의 연마 균일도를 확보하기 위해 연마 조건을 실시간으로 변경하는 기판 캐리어, 기판 연마 시스템 및 기판 연마 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 기판 캐리어는, 지지 플레이튼; 상기 지지 플레이튼의 상부에 배치되고, 기판이 안착되는 기판 지지부; 및 상기 기판 지지부에 지지된 기판을 연마하는 연마패드의 상태를 검출하고, 상기 검출된 신호에 따라 결정되는 신호를 실시간으로 생성하는 검출부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출부는 상기 지지 플레이튼 내부에 구비되고, 상기 기판의 연마과정에서 상기 연마패드의 하나 이상의 위치에서의 상태를 센싱하기 위한 센서를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 센서는 상기 기판에 작용하는 연마패드의 압력을 검출하는 압력 센서일 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 센서는, 상기 연마패드의 두께에 따라 변화하는 와전류를 검출하기 위한 와전류 센서를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 기판 캐리어는 상기 기판 지지부에 형성되고, 상기 안착된 기판을 복수의 영역으로 구획하여 각 영역을 상부로 가압하는 가압부를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 가압부는 상기 검출부를 통해 검출된 상기 연마패드의 상태 변화에 따른 불균일을 보상할 수 있도록 상기 기판의 각 영역에 작용하는 압력을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템은, 기판을 지지하기 위한 기판 캐리어; 상기 기판 캐리어의 상부에 위치하고 회전 작동하는 연마헤드와, 상기 연마헤드의 하측에 부착되는 연마패드를 포함하는 연마 유닛; 상기 기판 캐리어에 구비되고, 상기 기판의 연마과정에서 상기 연마패드의 상태에 따라 결정되는 신호를 실시간으로 생성하는 검출부; 및 상기 검출부의 생성 신호에 기초하여, 적어도 하나의 연마 조건을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제어부는, 상기 연마패드의 상태 변화에 따라 발생하는 불균일을 보상하도록 작동할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출부는, 상기 연마패드를 복수의 영역으로 구획하고, 상기 구획된 각 영역에서의 상기 연마패드의 두께를 검출하는 복수의 센서를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출부는, 상기 복수의 센서를 통해 검출된 신호에 기초하여 상기 연마헤드의 회전에 따른 신호 시퀀스를 생성하고, 상기 제어부는 상기 생성된 신호 시퀀스를 통해 상기 기판에 대한 변형된 연마 프로파일을 생성할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연마 유닛은 상기 연마패드의 내측에 위치하도록 상기 연마헤드에 구비되는 자성체를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출부는, 상기 자성체에 의해 발생하는 와전류를 검출하는 와전류 센서를 포함하고, 상기 검출된 와전류를 통해 상기 자성체가 위치한 연마패드 부위의 두께 변화를 검출할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 연마 방법은, 기판의 연마과정에서, 기판에 접촉되는 연마패드의 각 부위의 상태를 실시간으로 검출하는 단계; 및 상기 검출 결과에 기초하여, 상기 연마패드의 상태 변화에 따라 발생하는 불균일을 보상하도록 적어도 하나의 기판 연마 조건을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템, 기판 연마 방법은, 연마패드의 상태를 실시간으로 검출함으로써 기판의 연마 균일도를 확보하도록 연마 프로파일을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 캐리어 및 이를 포함하는 기판 연마 시스템, 기판 연마 방법의 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 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 모식도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 단면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 검출부를 통해 측정된 와전류 신호를 나타내는 그래프이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 검출부를 통해 측정된 연마패드 두께를 나타내는 그래프이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 모식도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 기판 연마 방법의 순서도이다.
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 시스템의 모식도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템(1)은 기판(W)을 연마하는 CMP 공정에 사용될 수 있다.
기판(W)은 반도체 장치(Semiconductor) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 기판 연마 시스템(1)에 의해 연마되는 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 예시로써, 기판(W)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(W)은 사각형 형태의 형상을 가질 수 있다.
기판 연마 시스템(1)은 기판(W)의 연마 과정 중 연마 조건을 실시간으로 조절함으로서, 기판(W) 전체의 연마 균일도를 확보할 수 있는 연마 프로파일을 확보할 수 있다. 기판 연마 시스템(1)은 연마 유닛(110), 기판 캐리어(100), 검출부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
연마 유닛(110)은 소자가 형성되는 기판(W)의 피연마면을 연마할 수 있다. 연마 유닛(110)은 연마 헤드(112), 연마패드(111) 및 자성체(113)를 포함할 수 있다.
연마 헤드(112)는 기판(W)의 상부, 다시 말해 기판(W) 피연마면의 상측에 위치할 수 있다. 연마 헤드(112)는 기판(W)면에 평행한 평면상에서 이동할 수 있다. 예를 들어, 연마 헤드(112)는 기판(W)면에 평행한 제1라인 및 제1라인에 수직한 제2라인을 따라 병진 이동할 수 있다. 따라서, 연마헤드는 기판(W) 면 전체에 상부에 위치하도록 움직일 수 있다. 연마 헤드(112)는 기판(W)에 대해 상하방향으로 움직이면서 후술하는 연마패드(111)를 기판(W)면에 대해 접촉시킬 수 있다. 연마 헤드(112)는 기판(W)면에 수직한 축을 중심으로 회전 하면서, 연마패드(111)를 기판(W)에 대해 회전시킬 수 있다.
연마패드(111)는 연마 헤드(112)의 하측에 부착될 수 있다. 연마패드(111)는 기판(W)의 피연마면에 직접 접촉하면서 기판(W)면을 문지를 수 있다. 기판(W)의 피연마면에 대한 연마패드(111)의 가압정도 또는 회전 정도에 따라 기판(W)의 연마 프로파일이 변경될 수 있다. 연마패드(111)는 일정한 두께를 가질 수 있다. 연마패드(111)는 기판(W)을 연마하는 과정에서 표면이 마모된다. 따라서, 기판(W) 연마가 진행됨에 따라 연마패드(111)는 각 부위별로 두께가 상이하게 변화할 수 있다.
자성체(113)는 연마패드(111)의 내측에 위치하도록 연마헤드에 구비될 수 있다. 예를 들어, 자성체(113)는 연마패드(111)가 부착되는 연마헤드 부위에 구비될 수 있다. 자성체(113)는 복수개로 구비되고, 연마패드(111)의 복수 부위의 상부에 위치하도록 연마헤드에 구비될 수 있다.
기판 캐리어(100)는 연마 대상 기판(W)을 파지할 수 있다. 기판 캐리어(100)는 연마패드(111)에 의해 기판(W)이 연마될 수 있도록 기판(W)의 비연마면을 하측에서 지지할 수 있다. 기판 캐리어(100)는 지지 플레이튼(102), 기판 지지부(101) 및 가압부(103)를 포함할 수 있다.
지지 플레이튼(102)은 지면상에 배치될 수 있다. 기판 지지부(101)는 지지 플레이튼(102)의 상부에 구비될 수 있다. 기판 지지부(101)에는 기판(W)이 안착될 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(101)는 지지 플레이튼(102)의 내측으로 함몰 형성되고, 상기 함몰 부위는 기판(W)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 기판(W)은 기판 지지부(101)에 안착된 상태를 기준으로, 지지 플레이튼(102)의 상면에 단차지지 않을 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 기판 지지부(101)가 형성되지 않은 지지 플레이튼(102) 부위는 기판(W)의 연마 공정에서 연마패드(111)가 기판(W)의 엣지 영역을 연마할 수 있도록 보조하는 더미 영역으로의 역할을 수행할 수 있다. 기판 지지부(101)는 기판(W)의 비연마면에 접촉되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
가압부(103)는 기판 지지부(101)에 안착된 기판(W)을 상부로 가압할 수 있다. 가압부(103)는 기판 지지부(101)의 내측에 형성되고, 기판 지지부(101)를 복수의 영역으로 구획하는 복수의 챔버를 포함할 수 있다. 상기 복수의 챔버는 개별적으로 압력이 조절됨으로써, 기판 지지부(101)에 안착된 기판(W)의 각 부위를 상부로 가압할 수 있다. 다시 말해, 가압부(103)에 의해 기판(W)의 복수 영역이 개별적으로 가압되고, 상기 가압 정도에 따라 기판(W)의 각 부위 및 연마패드(111) 사이의 마찰력이 조절될 수 있다.
검출부(120)는 기판 캐리어(100)에 구비되고, 기판(W)의 연마 과정에서 연마패드(111)에 상태에 따라 결정되는 신호를 실시간으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 검출부(120)는 기판 지지부(101)에 의해 지지되는 기판(W)을 연마하는 연마패드(111)의 상태를 실시간으로 검출하고, 상기 검출 결과에 따라 결정되는 신호를 실시간으로 생성할 수 있다. 검출부(120)는 센서(121) 및 신호 생성부(122) 를 포함할 수 있다.
센서(121)는 지지 플레이튼(102) 내부에 구비될 수 있다. 센서(121)는 기판(W)의 연마과정에서, 기판(W)을 가압하는 연마패드(111)의 하나 이상의 위치에서의 상태를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 센서(121)는 연마패드(111)의 두께에 따라 변화하는 와전류를 검출하는 와전류 센서(121)일 수 있다. 와전류 센서(121)는 연마헤드에 구비되는 자성체(113)로부터 발생하는 와전류를 검출할 수 있다. 기판(W)의 연마과정에서 연마패드(111)는 기판(W)에 접촉되기 때문에, 와전류 센서(121) 및 자성체(113) 사이의 간격은 연마패드(111)의 각 부위의 두께에 따라 변화하게 된다. 예를 들어, 연마패드(111)의 두께가 얇아질수록 자성체(113)로부터 발생하는 와전류 세기는 증가하게 되고, 연마패드(111)의 두께가 두꺼울수록 자성체(113)로부터 발생하는 와전류 세기는 감소하게 된다. 정리하면, 와전류 센서(121)를 통해 검출되는 특정 자성체(113)의 와전류 세기는, 상기 특정 자성체(113)가 위치한 연마패드(111) 부위의 두께와 반비례하게 된다.
신호 생성부(122)는 센서(121)로부터 검출된 센싱 결과에 따라 결정되는 신호를 실시간으로 생성할 수 있다.
제어부(130)는 검출부(120)의 생성 신호에 기초하여, 기판(W)의 연마 조건을 조절할 수 있다. 제어부(130)는 기판(W)이 설정된 프로파일에 따른 연마도를 확보할 수 있도록, 기판 연마 시스템(1)에서 조절 가능한 적어도 하나의 연마 조건을 조절할 수 있다. 연마패드(111)의 상태가 변화함에 따라, 기판(W)의 연마공정에는 정해진 프로파일에서 벗어나는 불균일이 발생할 수 있다. 예를 들어, 연마패드(111)의 두께가 얇아질수록 기판(W) 및 연마패드(111) 사이의 마찰력이 감소하게 되며, 연마패드(111)의 각 부위의 두께가 상이함에 따라 기판(W) 전체의 연마도 불균일해지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 연마패드(111)의 상태 변화에 따라 발생하는 불균일을 보상하도록 기판 연마 시스템(1)의 연마 조건을 조절하도록 작동할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 연마패드(111)의 상태 변화에 따른 불균일을 보상할 수 있도록 가압부(103)를 제어함으로써, 기판(W)의 각 영역에 작용하는 압력을 조절할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 검출부를 통해 측정된 와전류 신호를 나타내는 그래프이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 검출부를 통해 측정된 연마패드 두께를 나타내는 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 검출부(120)를 통해 연마패드(111)의 두께를 검출하는 예시 과정을 설명하도록 한다. 검출부(120)는 연마패드(111)를 복수의 영역으로 구획하고, 구획된 연마패드(111)의 각 영역에서의 연마패드(111)의 두께를 검출할 수 있다. 예를 들어, 연마패드(111)가 기판(W)에 대해 회전함에 따라, 기판 캐리어(100)에 구비된 와전류 센서(121)는, 연마패드(111)의 각 부위에 위치한 자성체(113)에서 발생하는 와전류 신호를 검출할 수 있다.
도 3의 시간 흐름을 기준으로, 각 시간 영역에서 측정되는 와전류신호의 세기(S1, S2, S3)의 변화는, 도 4의 각 시간 영역에서 나타나는 연마패드(111)의 두께 변화와 반비례할 수 있다. 따라서, 검출부(120)는 연마패드(111)의 각 부위의 두께 차이를 와전류신호 변화를 통해 검출하고, 상기 검출된 신호에 기초하여 연마헤드의 회전에 따른 신호 시퀀스를 생성할 수 있다. 이후, 제어부(130)는 생성된 신호 시퀀스를 통해 기판(W)에 대해 변형된 연마 프로파일을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 기판(W)에 접촉하는 연마패드(111)의 각 부위에 대응하여 기판(W)에 작용하는 가압 정도를 조절하도록 기판 연마 시스템(1)을 제어할 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과하며, 제어부(130)를 통한 기판 연마 시스템(1)의 연마 조건 조절은, 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템의 모식도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 시스템(1)'은, 연마 유닛(110), 기판 캐리어(100), 검출부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
검출부(120)는 지지 플레이튼(102)에 구비되고, 기판(W)에 작용하는 연마패드(111)의 압력을 검출하는 복수의 압력 센서(123)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 압력 센서(121)는 지지 플레이튼(102)의 더미 영역에 배치되고, 각 더미 영역에 접촉하는 연마패드(111)에 의해 발생하는 압력을 검출할 수 있다. 검출부(120)는 복수의 압력 센서(123)를 통해 검출된 연마패드(111)의 압력에 기초하는 신호를 생성하고, 제어부(130)는 생성된 신호에 따라 적어도 하나의 연마 조건을 조절함으로써, 기판(W)의 연마 균일도를 확보할 수 있다.
이하에서는, 일 실시 예에 따른 기판 연마 방법에 대해 설명하도록 한다. 기판 연마 방법을 설명함에 있어서, 앞서 설명한 내용과 중복되는 기재는 생략하도록 한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 기판 연마 방법의 순서도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 방법은 연마패드의 상태에 따라 기판의 연마 조건을 조절함으로써, 기판의 연마도를 목표값에 근접시킬 수 있다. 기판 연마 방법은, 연마패드의 각 부위의 상태를 실시간으로 검출하는 단계(210) 및, 적어도 하나의 기판 연마 조건을 조절하는 단계(220)를 포함할 수 있다.
단계 210은 기판의 연마과정에서 수행될 수 있다. 단계 210은, 기판에 접촉되는 연마패드의 영역을 복수의 부위로 구획하고, 각 부위의 상태를 실시간으로 검출할 수 있다. 예를 들어, 단계 210에서는, 연마패드의 각 부위에 두께 변화를 검출할 수 있다.
단계 220에서는, 검출 결과에 기초하여, 연마패드의 상태 변화에 따라 발생하는 불균일을 보상하도록 적어도 하나의 기판 연마 조건을 조절할 수 있다. 예를 들어, 단계 220에서는 기판의 연마패드 두께 감소에 따라 기판에 대한 연마패드의 가압정도를 증가시킴으로써, 기판의 연마도를 목표값에 근접시킬 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
100: 기판 캐리어
110: 연마 유닛
120: 검출부
130: 제어부

Claims (13)

  1. 지지 플레이튼;
    상기 지지 플레이튼의 상부에 구비되고, 기판이 안착되는 기판 지지부; 및
    상기 기판 지지부에 지지된 기판을 연마하는 연마패드의 상태를 검출하고, 상기 검출 결과에 따라 결정되는 신호를 실시간으로 생성하는 검출부를 포함하는, 기판 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 지지 플레이튼 내부에 구비되고, 상기 기판의 연마과정에서 상기 연마패드의 하나 이상의 위치에서의 상태를 센싱하기 위한 센서를 포함하는, 기판 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 기판에 작용하는 연마패드의 압력을 검출하는 압력 센서인, 기판 캐리어.

  4. 제2항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 연마패드의 두께에 따라 변화하는 와전류를 검출하기 위한 와전류 센서를 포함하는, 기판 캐리어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지부에 형성되고, 상기 안착된 기판을 복수의 영역으로 구획하여 각 영역을 상부로 가압하는 가압부를 더 포함하는, 기판 캐리어.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가압부는,
    상기 검출부를 통해 검출된 상기 연마패드의 상태 변화에 따른 불균일을 보상할 수 있도록 상기 기판의 각 영역에 작용하는 압력을 조절하는, 기판 캐리어.
  7. 기판을 지지하기 위한 기판 캐리어;
    상기 기판 캐리어의 상부에 위치하고 회전 작동하는 연마헤드와, 상기 연마헤드의 하측에 부착되는 연마패드를 포함하는 연마 유닛;
    상기 기판 캐리어에 구비되고, 상기 기판의 연마과정에서 상기 연마패드의 상태에 따라 결정되는 신호를 실시간으로 생성하는 검출부; 및
    상기 검출부의 생성 신호에 기초하여, 적어도 하나의 연마 조건을 조절하는 제어부를 포함하는, 기판 연마 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 연마패드의 상태 변화에 따라 발생하는 불균일을 보상하도록 작동하는 기판 연마 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 연마패드를 복수의 영역으로 구획하고, 상기 구획된 각 영역에서의 상기 연마패드의 두께를 검출하는, 기판 연마 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 검출된 신호에 기초하여 상기 연마헤드의 회전에 따른 신호 시퀀스를 생성하고,
    상기 제어부는 상기 생성된 신호 시퀀스를 통해 상기 기판에 대한 변형된 연마 프로파일을 생성하는, 기판 연마 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 연마 유닛은,
    상기 연마패드의 내측에 위치하도록 상기 연마헤드에 구비되는 자성체를 더 포함하는, 기판 연마 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 자성체에 의해 발생하는 와전류를 검출하는 와전류 센서를 포함하고, 상기 검출된 와전류를 통해 상기 자성체가 위치한 연마패드 부위의 두께 변화를 검출하는, 기판 연마 시스템.
  13. 기판 연마 방법에 있어서,
    기판의 연마과정에서, 기판에 접촉되는 연마패드의 각 부위의 상태를 실시간으로 검출하는 단계; 및
    상기 검출 결과에 기초하여, 상기 연마패드의 상태 변화에 따라 발생하는 불균일을 보상하도록 적어도 하나의 기판 연마 조건을 조절하는 단계를 포함하는, 기판 연마 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102628016B1 (ko) * 2022-09-05 2024-01-23 김재중 각각 회전하는 메인 트레이 및 보조 트레이를 포함하는 연마 장치를 운용 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041871B1 (ko) * 2009-08-14 2011-06-16 세메스 주식회사 기판 연마 장치 및 그의 기판 슬립 감지 방법
KR20180089037A (ko) * 2017-01-31 2018-08-08 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치 및 그 제어방법
KR20180115858A (ko) * 2017-04-14 2018-10-24 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치 및 그 제어방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041871B1 (ko) * 2009-08-14 2011-06-16 세메스 주식회사 기판 연마 장치 및 그의 기판 슬립 감지 방법
KR20180089037A (ko) * 2017-01-31 2018-08-08 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치 및 그 제어방법
KR20180115858A (ko) * 2017-04-14 2018-10-24 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치 및 그 제어방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102628016B1 (ko) * 2022-09-05 2024-01-23 김재중 각각 회전하는 메인 트레이 및 보조 트레이를 포함하는 연마 장치를 운용 방법

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