KR20230092303A - 캐리어 헤드 - Google Patents

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KR20230092303A
KR20230092303A KR1020210181575A KR20210181575A KR20230092303A KR 20230092303 A KR20230092303 A KR 20230092303A KR 1020210181575 A KR1020210181575 A KR 1020210181575A KR 20210181575 A KR20210181575 A KR 20210181575A KR 20230092303 A KR20230092303 A KR 20230092303A
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김병석
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

캐리어 헤드를 개시한다. 일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 캐리어 헤드에 있어서, 헤드 부재; 상기 헤드 부재에 연결되어 압력 챔버를 형성하고, 파지면을 통해 기판을 파지하는 멤브레인; 멤브레인에 파지된 기판의 둘레를 감싸도록, 상기 헤드 부재에 연결되는 리테이너링; 및 상기 멤브레인에 연결되고, 상기 멤브레인에 상기 기판이 파지된 상태에서 상기 기판을 상기 멤브레인으로부터 멀어지는 디척킹 방향으로 가압하는 푸셔를 포함하고, 상기 푸셔는 상기 기판을 가압하지 않는 제1 상태 및, 상기 기판을 상기 디척킹 방향으로 가압하는 제2 상태에서 전환 가능할 수 있다.

Description

캐리어 헤드{CARRIER HEAD}
아래의 실시 예는 캐리어 헤드에 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.
한편, CMP 작업이 완료된 후, 기판을 캐리어 헤드로부터 디척킹 시키는 작업이 필요하다. 이러한 작업에서, 멤브레인 및 기판 사이에 공기를 유입시키는 과정이 진행된다. 기존에는 멤브레인이 형성하는 압력 챔버 각각에 압력을 다르게 주어, 멤브레인 및 기판 사이 작은 틈을 형성하여 공기를 유입시키는 방법이 사용되었다. 다만, 이러한 방법은, 기판을 캐리어 헤드로부터 디척킹 시키는데 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있었다. 따라서, CMP 작업이 완료된 후, 기판을 신속하게 디척킹 시키킬 수 있는 캐리어 헤드가 요구되는 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예에 따른 목적은 신속하게 기판을 디척킹시키는 캐리어 헤드를 제공하는 것이다
일 실시 에에 따른 목적은 안전하게 기판을 디척킹시키는 캐리어 헤드를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 캐리어 헤드에 있어서, 헤드 부재; 상기 헤드 부재에 연결되어 압력 챔버를 형성하고, 파지면을 통해 기판을 파지하는 멤브레인; 멤브레인에 파지된 기판의 둘레를 감싸도록, 상기 헤드 부재에 연결되는 리테이너링; 및 상기 멤브레인에 연결되고, 상기 멤브레인에 상기 기판이 파지된 상태에서 상기 기판을 상기 멤브레인으로부터 멀어지는 디척킹 방향으로 가압하는 푸셔를 포함하고, 상기 푸셔는 상기 기판을 가압하지 않는 제1 상태 및, 상기 기판을 상기 디척킹 방향으로 가압하는 제2 상태에서 전환 가능할 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 푸셔는, 상기 멤브레인의 파지면에 배치되는 튜브; 및 상기 튜브에 공기를 주입 또는 흡입하여 상기 튜브를 팽창 또는 압축시키는 펌프를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 푸셔는 복수개로 구비될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 복수개로 구비된 푸셔 중 적어도 하나는, 상기 멤브레인의 중심보다 상기 멤브레인의 가장자리에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 멤브레인의 중심으로부터 상기 복수개로 구비된 푸셔 각각의 거리는 서로 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 기판의 중심으로부터 먼 거리에 위치한 푸셔부터 순차적으로 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 복수개로 구비된 푸셔는, 제1 푸셔, 제2 푸셔 및 제3 푸셔를 포함하고, 상기 제1 푸셔는, 상기 멤브레인의 중심에서 제1 거리만큼 이격된 제1 지점에 배치되고, 상기 제2 푸셔는, 상기 멤브레인의 중심에서 제2 거리만큼 이격된 제2 지점에 배치되고, 상기 제3 푸셔는, 상기 멤브레인의 중심에서 제3 거리만큼 이격된 제3 지점에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 제2 거리 및 제3 거리는, 서로 동일하며, 각각 상기 제1 거리보다 길도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 제2 상태에서, 상기 디척킹 방향으로의 제2 푸셔 및 제3 푸셔의 길이는, 상기 디척킹 방향으로의 제1 푸셔의 길이보다 길도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 제2 상태에서, 상기 제1 푸셔, 제2 푸셔 및 제3 푸셔 각각은 상기 기판과 접하도록 곡면을 포함하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 푸셔는, 상기 멤브레인의 직경 방향에 수직한 제1 엣지 및 상기 제1 엣지로부터 상기 멤브레인의 직경 방향을 따라 제4 거리만큼 이격된 제2 엣지에서, 상기 멤브레인과 접하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 제2 상태에서, 상기 푸셔는, 상기 멤브레인의 직경 방향에 따라, 상기 멤브레인의 두께 방향으로의 길이가 길어질 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 제2 상태에서, 상기 푸셔는, 상기 멤브레인의 하면에 대하여 수직인 단면이 삼각형 형상을 포함하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 제2 상태에서, 상기 푸셔는, 상기 제2 엣지에서, 상기 멤브레인의 두께 방향으로의 길이가 1 cm이상 2 cm이하로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는, 상기 제1 엣지가 상기 멤브레인의 중심을 관통하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드는 신속하게 기판을 디척킹시킬 수 있다.
일 실시 에에 따른 캐리어 헤드는 안전하게 기판을 디척킹시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 캐리어 헤드의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서의 캐리어 헤드(1)의 단면도이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 제1 상태에서 멤브레인(12)의 사시도이다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12)의 평면도이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12) 및 푸셔(14)의 사시도이다.
도 4b는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12) 및 푸셔(14)의 평면도이다.
도 4c는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12) 및 푸셔(14)의 평면도이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12') 및 푸셔(14')의 사시도이다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12') 및 푸셔(14')의 평면도이다.
도 5c는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12') 및 푸셔(14')의 평면도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 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 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 연마 장치는 기판(S)의 기계적 화학적 평탄화 공정(CMP, chemical mechanical planarization)에 사용될 수 있다.
기판 연마 장치를 통해 연마가 수행되는 기판(S)은 반도체 장치(semiconductor) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 기판(S)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(S)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)과 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글라스일 수도 있다.
기판 연마 장치는 기판(S)을 연마할 수 있다. 기판 연마 장치는 연마 유닛(10) 및 캐리어 헤드(1)를 포함할 수 있다.
연마 유닛(10)은 기판(S)의 피연마면을 물리적으로 연마할 수 있다. 연마 유닛(10)은 연마 정반(112) 및 연마 패드(111)를 포함할 수 있다.
연마 정반(112)에는 연마 패드(111)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 연마 정반(112)의 상부에 연마 패드(111)가 부착될 수 있다. 연마 정반(112)은 축을 중심으로 회전하면서 연마 패드(111)에 접촉한 기판(S)의 피연마면을 연마할 수 있다. 연마 정반(112)은 상하 방향(예: z방향)으로 움직일 수 있다. 연마 정반(112)의 상하 이동을 통해, 지면에 대한 연마 패드(111)의 상대적인 위치가 조절될 수 있다. 기판(S)이 연마 패드(111)와 접촉한 상태에서, 연마 정반(112)의 상하 이동을 통해 기판(S)과 연마 패드(111) 사이의 마찰력이 조절될 수 있다.
연마 패드(111)는 기판(S)의 피연마면에 직접 접촉되고, 기판(S)의 피연마면을 물리적으로 마모시키는 역할을 수행할 수 있다. 연마 패드(111)는 폴리우레탄 재질을 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서의 캐리어 헤드(1)의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 캐리어 헤드(1)는 제2 상태에서 기판(S)을 디척킹 할 수 있다.
일 실시 예에서, 캐리어 헤드(1)는 연마 대상 기판(S)을 척킹하여 파지하고, 파지된 기판(S)을 연마 위치로 이동시킬 수 있다. 캐리어 헤드(1)는 파지된 기판(S)을 연마 패드(111)에 접촉시킴으로써, 기판(S)의 연마를 수행할 수 있다. 기판(S)이 연마 패드(111)에 접촉한 상태에서, 캐리어 헤드(1)는 기판(S)을 연마 패드(111) 방향(예: -z방향)으로 가압함으로써, 기판(S) 및 연마 패드(111) 사이에 작용하는 마찰력을 조절할 수 있다. 캐리어 헤드(1)는 기판(S)의 연마 과정에서, 기판(S)이 연마 패드(111)에 접촉한 상태를 유지시키는 기능을 수행할 수 있다. 캐리어 헤드(1)는 헤드 부재(11), 멤브레인(12) 및 리테이너링(13) 및 푸셔(14)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 헤드 부재(11)는 기판(S)의 위치를 조절할 수 있다. 헤드 부재(11)는 외부로부터 동력을 전달받고, 연마 패드(111) 면에 수직한 축을 중심으로 회전할 수 있다. 헤드 부재(11)의 회전에 따라 파지된 기판(S)은 연마 패드(111)에 대해 접촉한 상태로 회전하면서 연마될 수 있다.
헤드 부재(11)는 기판(S)을 수평으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 헤드 부재(11)는 연마 패드(111) 면에 평행한 제1방향(예: x방향 및/또는 y방향) 및 제1방향에 수직한 제2방향(예: z방향)으로 병진 운동할 수 있다. 제1방향 및 제2방향으로의 복합적 움직임을 통해, 헤드 부재(11)는 기판(S)을 연마 패드(111) 면에 평행한 평면상에서 이동시킬 수 있다. 결과적으로, 헤드 부재(11)의 수평 이동에 따라 기판(S)은 연마 위치로 이송되거나, 연마 위치로부터 제거될 수 있다.
헤드 부재(11)는 기판(S)을 지면에 대해 상하 방향(예: z방향)으로 이동시킬 수 있다. 헤드 부재(11)는 기판(S)의 척킹 및 디척킹을 위해 기판 보관부(미도시)에 대해 상하방향(예: z방향)으로 움직이거나, 기판(S)의 연마를 위해 연마 패드(111)에 대해 상하 방향(예: z방향)으로 움직일 수 있다.
일 실시 예에서, 멤브레인(12)은 헤드 부재(11)에 연결되고, 기판(S)에 압력을 작용할 수 잇다. 멤브레인(12)은 복수의 압력 챔버(C)를 형성할 수 있다. 각각의 압력 챔버(C)의 압력은 개별적으로 조절될 수 있다. 압력 챔버(C)의 압력 변동에 따라, 각 압력 챔버(C)를 마주하는 기판(S) 부위에 작용하는 압력이 국부적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 압력 챔버(C) 내부의 압력이 상승하면, 이에 대응하는 기판(S) 부위가 멤브레인(12)에 의해 가압됨으로써 연마 패드(111)에 보다 강하게 밀착될 수 있다. 멤브레인(12)은 압력 챔버(C)의 바닥면을 형성하는 바닥판과, 압력 챔버(C)의 측면을 형성하는 플랩을 포함할 수 있다. 플랩은 바닥판의 중심을 기준으로 서로 다른 반경을 가지도록 복수개가 형성될 수 있다. 이 경우, 인접한 플랩 사이의 공간이 각각의 압력 챔버(C)를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 리테이너링(13)은 파지된 기판(S)의 둘레를 감싸도록 헤드 부재(11)에 연결될 수 있다. 리테이너링(13)은 기판(S)이 파지된 위치, 다시 말해, 멤브레인(12)의 하측으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 기판(S)의 연마 과정에서, 헤드 부재(11) 및 연마 패드(111)의 접촉으로 인해 기판(S)에 진동이 전달될 수 있다. 이 경우, 리테이너링(13)은 진동으로 인해 기판(S)이 캐리어 헤드(1)에서 이탈하지 않도록, 기판(S)의 외측을 지지할 수 있다.
일 실시 예에서, 푸셔(14)는, 멤브레인(12)에 기판(S)이 파지된 상태에서 기판(S)을 멤브레인(12)으로부터 멀어지는 디척킹 방향으로 가압할 수 있다. 푸셔(14)는, 일 실시 예에서, 멤브레인(12)에 연결될 수 있다. 이하에서는, 푸셔(14)가 기판(S)을 가압하지 않는 상태를 제1 상태라 지칭하며, 푸셔(14)가 기판(S)을 디척킹 방향(예: -z방향)으로 가압하는 상태를 제2 상태라고 지칭하도록 한다. 일 실시 예에서, 푸셔(14)는, 제1 상태 및 제2 상태 사이에서 전환 가능할 수 있다. 따라서, 제1 상태에서 제2 상태로 전환 시, 멤브레인(12) 및 기판(S) 사이에는 공기가 유입되어, 기판(S)이 멤브레인(12)으로부터 디척킹 될 수 있다.
일 실시 예에서, 푸셔(14)는 복수개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 복수개로 구비된 푸셔(14) 중 적어도 하나는, 멤브레인(12)의 중심보다 멤브레인(12)의 가장자리에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 푸셔(14)는 기판(S)을 안정적이고 효율적으로 멤브레인(12)으로부터 디척킹 시킬 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 푸셔(14)의 개수 및 배치는 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 예를 들어, 멤브레인(12)의 중심으로부터 복수개로 구비된 푸셔(14) 각각의 거리는 서로 상이하도록 배치될 수 있다. 따라서, 푸셔(14)는 다양한 기판(S)의 형태에 대응하여 기판(S)을 멤브레인(12)으로부터 디척킹시킬 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 푸셔(14)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 예를 들어, 기판(S)의 중심으로부터 먼 거리에 위치한 푸셔(14)부터 순차적으로 제1 상태에서 제2 상태로 전환될 수 있다. 따라서, 푸셔(14)는, 최소한의 가압력으로 기판(S)을 멤브레인(12)으로부터 디척킹시킬 수 있으며, 디척킹 과정에서 생기는 기판(S)의 손상을 최소화할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 푸셔(14)의 제1 상태에서 제2 상태로 전환되는 순서가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 푸셔(14)는 튜브(141) 및 펌프(142)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 튜브(141)는 멤브레인(12)의 파지면에 배치되며, 기판(S)과 접촉할 수 있다. 튜브(141)는, 제1 상태에서는 펌프(142)에 의하여 압축되어, 멤브레인(12)으로부터 디척킹 방향(예: -z방향)으로 돌출되지 않을 수 있다. 또한, 튜브(141)는, 제2 상태에서는 펌프(142)에 의하여 팽창되어, 멤브레인(12)으로부터 디척킹 방향(예: -z방향)으로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 펌프(142)는, 고무 등 부드러운 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 제1상태에서 제2 상태로 전환 시, 펌프(142)는 기판(S)을 손상시키지 않을 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 펌프(142)의 소재가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 펌프(142)는 플라스틱으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 펌프(142)는 튜브(141)에 공기를 주입 또는 흡입하여 튜브(141)를 팽창 또는 압축시킬 수 있다. 예를 들어, 펌프(142)는, 헤드 부재 외부에 배치되며, 펌프(142) 및 튜브(141)는 연결관에 의해 연결될 수 있다. 또한, 예를 들어, 연결관은 멤브레인(12)을 관통하여 튜브(141)에 연결될 수 있다. 따라서, 펌프(142)는 연결관을 통하여 튜브(141)로 공기를 주입 또는 흡입할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 펌프(142)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 펌프(142)는 캐리어 부재 내부에 배치되어, 튜브(141)에 공기를 주입 또는 흡입할 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 제1 상태에서 멤브레인(12)의 사시도이며, 도 3b는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12)의 평면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 상태에서 멤브레인(12)은 기판(S)을 척킹할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 상태에서, 푸셔(예: 도 2의 푸셔(14))는 기판(S)을 가압하지 않을 수 있다. 제1 상태에서, 푸셔(14)는 멤브레인(12)의 하면으로부터 돌출되지 않아, 멤브레인(12) 및 기판(S) 사이에는 공간이 형성되지 않을 수 있으며, 멤브레인(12) 및 기판(S) 사이에는 밀착력이 형성될 수 있다. 이 때, 멤브레인(12) 및 기판(S) 사이 밀착력이 기판(S)에 작용하는 중력보다 크다면, 기판(S)이 멤브레인(12)으로부터 척킹되는 상태가 유지될 수 있다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12) 및 푸셔(14)의 사시도이며, 도 4b는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12) 및 푸셔(14)의 평면도이며, 도 4c는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12) 및 푸셔(14)의 평면도이다.
도 4a 내지 4c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 푸셔(14)는, 제2 상태에서 기판(S)을 멤브레인(12)으로부터 디척킹시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 푸셔(14)는 제1 푸셔(14a), 제2 푸셔(14b) 및 제3 푸셔(14c)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 푸셔(14a)는 멤브레인(12)의 중심에서 제1 거리(L1)만큼 이격된 제1 지점(P1)에 배치되고, 제2 푸셔(14b)는 멤브레인(12)의 중심에서 제2 거리(L2)만큼 이격된 제2 지점(P2)에 배치되며, 제3 푸셔(14c)는 멤브레인(12)의 중심에서 제3 거리(L3)만큼 이격된 제3 지점(P3)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 푸셔(14a), 제2 푸셔(14b) 및 제3 푸셔(14c)는, 제2 거리(L2) 및 제3 거리(L3)가 서로 동일하고, 각각 제1 거리(L1)보다 길도록 배치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 각각의 푸셔(14)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 제2 상태에서, 제1 푸셔(14a), 제2 푸셔(14b) 및 제3 푸셔(14c)는 기판(S)을 멤브레인(12)으로부터 디척킹 방향(예: -z방향)으로 가압할 수 있다. 예를 들어, 제2 상태에서, 디척킹 방향(예: -z방향)으로의 제2 푸셔 및 제3 푸셔의 길이(D2, D3)는, 디척킹 방향(예: -z방향)으로의 제1 푸셔의 길이(D1)보다 길도록 형성될 수 있다. 따라서, 제2 상태에서, 제1푸셔(14), 제2 푸셔(14b) 및 제3 푸셔(14c)는 모두 기판(S)과 접촉할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 각각의 푸셔(14)의 제2 상태에서의 디척킹 방향(예: -z방향)으로의 길이(D1, D2, D3)가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 예를 들어, 제2 상태에서, 제1 푸셔(14a), 제2 푸셔(14b) 및 제3 푸셔(14c) 각각은 곡면을 포함하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 상태에서, 각각의 푸셔(14)는 수직면(예: y-z평면)을 기준으로 반원 형상의 단면을 포함할 수 있다. 따라서, 제2 상태에서, 각각의 푸셔(14)는 기판(S)과 서로 접할 수 있다. 그로 인해, 제2 상태에서, 기판(S)의 손상 없이 기판(S)이 멤브레인(12)으로부터 디척킹 될 수 있다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12') 및 푸셔(14')의 사시도이며, 도 5b는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12') 및 푸셔(14')의 평면도이며, 도 5c는 일 실시 예에 따른 제2 상태에서 멤브레인(12') 및 푸셔(14')의 평면도이다.
도 5a 내지 5c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 푸셔(14')는, 제2 상태에서 기판(S)을 멤브레인(12')으로부터 디척킹시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 푸셔(14') 및 멤브레인(12')의 접촉면은 사각형으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 푸셔(14')는, 멤브레인(12')의 직경 방향(예: y방향)에 수직한 제1 엣지(E1) 및 제1 엣지(E1)로부터 멤브레인(12')의 직경 방향(예: y방향)을 따라 제4 거리(L4)만큼 이격된 제2 엣지(E2)에서, 멤브레인(12')과 접하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 푸셔(14') 및 멤브레인(12')의 접촉면은 직각 사각형으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 푸셔(14') 및 멤브레인(12')의 접촉면은 사다리꼴로 형성될 수 있으며, 그 외에도 다각형으로 형성될 수 있고, 곡면을 포함하도록 형성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 제2 상태에서, 푸셔(14')는 기판(S)을 멤브레인(12')으로부터 디척킹 방향(예: -z방향)으로 가압할 수 있다. 예를 들어, 푸셔(14')는, 제2 상태에서, 멤브레인(12')의 직경 방향(예: y방향)을 따라, 멤브레인(12')의 두께방향(예: z방향)으로의 길이가 길어지도록 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 상태에서, 푸셔(14')는, 멤브레인(12')의 하면에 대하여 수직면(예: y-z평면)을 기준으로, 삼각형 형상의 단면을 포함하도록 형성될 수 있다. 따라서, 제2 상태에서, 푸셔(14')는, 기판(S)의 외측에서 기판(S)을 디척킹 방향(예: -z방향)으로 가압할 수 있으며, 최소한의 가압력으로 기판(S)을 멤브레인(12')으로부터 이격시킬 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제2 상태에서 푸셔(14')의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 푸셔(14')는, 예를 들어, 제2 상태에서, 제2 엣지(E2)에서, 멤브레인(12')의 두께방향(예: z방향)으로의 길이가 1cm 이상 2cm 이하로 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제1 엣지(E1)가 멤브레인(12')의 중심을 관통하도록 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 푸셔(14')의 배치 및 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1: 캐리어 헤드
10: 연마 유닛
11: 헤드 부재
12: 멤브레인
13: 리테이너링
14: 푸셔

Claims (15)

  1. 캐리어 헤드에 있어서,
    헤드 부재;
    상기 헤드 부재에 연결되어 압력 챔버를 형성하고, 파지면을 통해 기판을 파지하는 멤브레인;
    멤브레인에 파지된 기판의 둘레를 감싸도록, 상기 헤드 부재에 연결되는 리테이너링; 및
    상기 멤브레인에 연결되고, 상기 멤브레인에 상기 기판이 파지된 상태에서 상기 기판을 상기 멤브레인으로부터 멀어지는 디척킹 방향으로 가압하는 푸셔를 포함하고,
    상기 푸셔는 상기 기판을 가압하지 않는 제1 상태 및, 상기 기판을 상기 디척킹 방향으로 가압하는 제2 상태에서 전환 가능한, 캐리어 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 푸셔는,
    상기 멤브레인의 파지면에 배치되는 튜브; 및
    상기 튜브에 공기를 주입 또는 흡입하여 상기 튜브를 팽창 또는 압축시키는 펌프를 포함하는, 캐리어 헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 푸셔는 복수개로 구비되는, 캐리어 헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수개로 구비된 푸셔 중 적어도 하나는, 상기 멤브레인의 중심보다 상기 멤브레인의 가장자리에 인접한 위치에 배치되는, 캐리어 헤드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 멤브레인의 중심으로부터 상기 복수개로 구비된 푸셔 각각의 거리는 서로 상이한, 캐리어 헤드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판의 중심으로부터 먼 거리에 위치한 푸셔부터 순차적으로 제1 상태에서 제2 상태로 전환되는, 캐리어 헤드.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 복수개로 구비된 푸셔는, 제1 푸셔, 제2 푸셔 및 제3 푸셔를 포함하고,
    상기 제1 푸셔는, 상기 멤브레인의 중심에서 제1 거리만큼 이격된 제1 지점에 배치되고,
    상기 제2 푸셔는, 상기 멤브레인의 중심에서 제2 거리만큼 이격된 제2 지점에 배치되고,
    상기 제3 푸셔는, 상기 멤브레인의 중심에서 제3 거리만큼 이격된 제3 지점에 배치되는, 캐리어 헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 거리 및 제3 거리는,
    서로 동일하며, 각각 상기 제1 거리보다 길도록 형성된, 캐리어 헤드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 상태에서,
    상기 디척킹 방향으로의 제2 푸셔 및 제3 푸셔의 길이는, 상기 디척킹 방향으로의 제1 푸셔의 길이보다 길도록 형성된, 캐리어 헤드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 상태에서,
    상기 제1 푸셔, 제2 푸셔 및 제3 푸셔 각각은 상기 기판과 접하도록 곡면을 포함하도록 형성된, 캐리어 헤드.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 푸셔는,
    상기 멤브레인의 직경 방향에 수직한 제1 엣지 및 상기 제1 엣지로부터 상기 멤브레인의 직경 방향을 따라 제4 거리만큼 이격된 제2 엣지에서, 상기 멤브레인과 접하도록 형성된, 캐리어 헤드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 상태에서,
    상기 푸셔는, 상기 멤브레인의 직경 방향에 따라, 상기 멤브레인의 두께 방향으로의 길이가 길어지는, 캐리어 헤드.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 상태에서,
    상기 푸셔는,
    상기 멤브레인의 하면에 대하여 수직인 단면이 삼각형 형상을 포함하도록 형성된, 캐리어 헤드.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제2 상태에서,
    상기 푸셔는, 상기 제2 엣지에서, 상기 멤브레인의 두께 방향으로의 길이가 1 cm이상 2 cm이하로 형성된, 캐리어 헤드.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 엣지가 상기 멤브레인의 중심을 관통하도록 형성된, 캐리어 헤드.
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