KR100776564B1 - Driving device of c.m.p. equipment - Google Patents

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polishing
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윤정우
서성범
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두산메카텍 주식회사
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Abstract

A driving device of a chemical mechanical polishing system is provided to prevent a supply line directly connected to a polishing head from being twisted by allowing a revolutionary motion and a translational motion of the polishing head at the same time. A driving device of a chemical mechanical polishing system includes a hollow irrotational center shaft(100), a driving member(200), a supply line(300), and a power transmission member(400). The irrotational center shaft vertically penetrates through the center of a rotor(500). The driving member rotates the rotor around the irrotational center shaft. The supply line passes through the inside of the irrotational center shaft and supplies working fluid to a polishing head(800). The power transmission member is arranged in an internal space(501) of the rotor, and allows a translation motion of the polishing head which performs a revolutionary motion during rotation of the rotor. The power transmission member includes a fixed gear(411) joined to the irrotational center shaft, a polishing head rotary shaft(420) which is joined to the rotor and permits the polishing head to be joined to the polishing head rotary shaft, a slave gear joined to the polishing head rotary shaft, an idle shaft joined to the rotor such that the idle shaft is rotatable, and an idle gear(431) joined to the idle shaft and engaged with the fixed gear and the slave gear.

Description

화학적 기계적 연마장비의 구동장치{Driving device of C.M.P. equipment}Driving device for chemical mechanical polishing equipment {Driving device of C.M.P. equipment}

도 1은 종래 화학적 기계적 연마장비의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional chemical mechanical polishing equipment.

도 2 및 도 3은 종래 웨이퍼 연마방식을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 and 3 are schematic configuration diagrams for explaining a conventional wafer polishing method.

도 4는 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장비의 구동장치를 도시한 일실시 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a driving device of the chemical mechanical polishing equipment according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장비의 구동장치 내부를 개략적으로 도시한 일실시 일부절결사시도이다.Figure 5 is a partial cutaway perspective view of one embodiment schematically showing the inside of the driving device of the chemical mechanical polishing equipment according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장비의 구동장치에 의한 연마헤드의 연마패드상에서 작동상태를 도시한 일실시 상태도이다.Figure 6 is an exemplary embodiment showing the operating state on the polishing pad of the polishing head by the drive of the chemical mechanical polishing equipment according to the present invention.

도 7은 도 6에 도시한 연마헤드의 작동상태에 대응하는 동력전달기재의 작동상태를 도시한 일실시 상태도이다.FIG. 7 is an exemplary embodiment showing an operating state of the power transmission substrate corresponding to the operating state of the polishing head shown in FIG. 6.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 비회전중심축 101 : 관통공100: non-rotational center axis 101: through hole

110 : 튜브가이드 130 : 고정브라켓110: tube guide 130: fixing bracket

200 : 구동기재 210 : 구동풀리200: driving material 210: driving pulley

220 : 구동벨트 230 : 종동풀리220: driving belt 230: driven pulley

240 : 감속모터 300 : 공급라인240: reduction motor 300: supply line

400 : 동력전달기재 411 : 고정기어400: power transmission material 411: fixed gear

420 : 연마헤드 회전축 421 : 종동기어420: grinding head rotation axis 421: driven gear

430 : 아이들축 431 : 제1아이들기어430: children's axis 431: first children gear

432 : 제2아이들기어 500 : 회전체432: second children gear 500: the rotating body

800 : 연마헤드 900 : 플래튼800: polishing head 900: platen

910 : 연마패드910: Polishing Pad

본 발명은 화학적 기계적 연마장비의 구동장치에 관한 것으로, 특히 연마헤드를 연마패드상에서 공전 및 병진운동시키는 동시에 웨이퍼를 진공흡착 및 연마패스상에 가압하도록 작동유체를 공급하는 화학적 기계적 연마장비의 구동장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for a chemical mechanical polishing device, and more particularly to a driving device for a chemical mechanical polishing device for supplying a working fluid to press and wafer a vacuum suction and polishing path while revolving and translating the polishing head on a polishing pad. It is about.

일반적으로, 반도체 소자는 실리콘 웨이퍼에 대하여 증착공정, 사진공정, 식각공정, 이온주입공정 등과 같은 다양한 제조공정을 수행하여 제조된다.In general, a semiconductor device is manufactured by performing various manufacturing processes such as a deposition process, a photo process, an etching process, an ion implantation process, and the like on a silicon wafer.

일례로, 실리콘 웨이퍼는 제조공정 중에 다양한 공정층이 형성되는데, 이러한 공정층의 일부분을 선택적으로 제거하거나 패턴화하고, 추가의 공정층을 기형성된 공정층 표면에 증착시키는 과정이 반복 진행될 수 있다.In one example, a silicon wafer is formed with various process layers during the fabrication process, which may be repeated to selectively remove or pattern a portion of the process layer and deposit additional process layers on the surface of the previously formed process layer.

이러한, 공정층은 예컨데, 절연층, 게이트 산화물층, 전도층, 금속 또는 유 리층 등이 될 수 있다.Such a process layer may be, for example, an insulating layer, a gate oxide layer, a conductive layer, a metal or glass layer, or the like.

이에, 특정 공정에서는 웨이퍼에 기형성된 공정층의 최상부 표면이 후속하는 공정층의 증착을 위해서 평탄한 상태인 것이 바람직하다.Thus, in certain processes, it is desirable that the top surface of the process layer previously formed on the wafer is flat for the deposition of subsequent process layers.

따라서, 실리콘 웨이퍼는 후속 공정의 안정적 진행을 위해 기형성된 공정층을 평탄하게 연마하는 연마공정을 거치게된다.Therefore, the silicon wafer is subjected to a polishing process for smoothly polishing the previously formed process layer for the stable progress of subsequent processes.

즉, 웨이퍼 연마공정이란 웨이퍼 표면을 평탄화하기 위한 공정이고, 대표적 일례로서 웨이퍼 표면과 마찰접촉될 연마패드(polishing head)에 화학적 슬러리(slurry)를 도포하고 웨이퍼의 평탄화시킬 표면을 상기 연마패드(polishing pad)에 가압한 상태에서 웨이퍼와 연마패드를 상호 상대적으로 마찰운동시켜 웨이퍼 표면의 평탄화를 달성하는 화학적 기계적 연마(Chemical mechanical polishing / planarization; C.M.P.)방식이 제시된 바 있다.That is, a wafer polishing process is a process for planarizing a wafer surface, and as a representative example, a chemical slurry is applied to a polishing head to be in friction contact with a wafer surface and the surface to be planarized of the wafer is polished. Chemical mechanical polishing / planarization (CMP) has been proposed to achieve planarization of the surface of the wafer by frictional movement of the wafer and the polishing pad in a pressurized state.

도 1은 종래 화학적 기계적 연마장비의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional chemical mechanical polishing equipment.

도 1을 참조하면, 종래 화학적 기계적 연마장비는 웨이퍼의 연마작업이 수행될 표면과 물리적으로 면접촉하고 슬러리가 도포되어 화학적 기계적 연마공정이 수행되는 연마패드(11)와, 상기 연마패드가 장착되는 플래튼(10)과, 웨이퍼를 고정부착하여 상기 연마패드(11)상에 가압마찰접촉시키는 연마헤드(20)와, 상기 연마헤드(20)를 연마패드(11)상에 가압회전시키는 회전체(30)와, 연마헤드(20)에 연마공정이 수행될 웨이퍼를 로딩하거나 연마헤드(20)에서 연마공정이 완료된 웨이퍼를 로딩받는 로딩유니트(40) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a conventional chemical mechanical polishing apparatus includes a polishing pad 11 having physical surface contact with a surface on which a polishing operation of a wafer is to be performed and a slurry applied to perform a chemical mechanical polishing process, and the polishing pad is mounted thereon. A platen 10, a polishing head 20 fixedly attaching the wafer to press friction friction contact on the polishing pad 11, and a rotating body for pressing and rotating the polishing head 20 on the polishing pad 11; 30 and a loading unit 40 for loading a wafer to be polished in the polishing head 20 or a wafer in which the polishing process is completed in the polishing head 20.

이러한, 로딩유니트(40)는 로딩컵(41)의 최상부에 설치되는 로딩플레이 트(42)가 그 상면에 웨이퍼를 로딩받아 지지하고, 로딩플레이트(42)와 연마헤드(20)가 상호 웨이퍼를 장,탈착하도록 로딩컵(41)과 연결된 아암(44)이 회전축(43)을 중심으로 연마헤드(20)측으로 선회 및 상하로 승강된다.The loading unit 40 has a loading plate 42 installed at the top of the loading cup 41 to support a wafer on its top surface, and the loading plate 42 and the polishing head 20 mutually support the wafer. An arm 44 connected to the loading cup 41 is pivoted and lifted up and down about the rotation shaft 43 toward the polishing head 20 so as to be long and detachable.

이러한, 종래 화학적 기계적 연마장비는 다양한 웨이퍼 연마방식이 구현될 수 있는데, 연마패드(11)가 장착되는 플래튼(10)과 웨이퍼가 부착되는 연마헤드(20)와 상기 연마헤드(20)가 설치되는 회전체(30)를 상호 다양하게 상대운동시켜 다양한 웨이퍼 연마방식을 구현할 수 있다.Such a conventional chemical mechanical polishing equipment can be implemented in a variety of wafer polishing methods, the platen 10 is mounted on the polishing pad 11, the polishing head 20 is attached to the wafer and the polishing head 20 is installed Various rotating methods of the rotating bodies 30 may be implemented in various wafer polishing methods.

일례로, 웨이퍼 연마방식에 대한 종래 기술로는 대한민국 등록특허공보 제443330호가 제시된 바 있다.For example, the Republic of Korea Patent Publication No. 443530 has been presented as a conventional technology for the wafer polishing method.

상기한 종래 기술에서는, 웨이퍼가 전면에 걸쳐 균일하게 연마될 수 있도록 웨이퍼와 연마패드가 상호 동일한 각속도로 회전되어 결과적으로 연마패드상에서 웨이퍼가 연마패드의 중심에서 소정 반지름을 유지하며 병진운동하도록 하는 기술내용이 제시된 바 있다.In the above-described prior art, a technique in which the wafer and the polishing pad are rotated at the same angular speed so that the wafer can be uniformly polished over the entire surface, resulting in the translational movement of the wafer on the polishing pad while maintaining a predetermined radius at the center of the polishing pad. The content has been presented.

도 2 및 도 3은 종래 웨이퍼 연마방식을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 and 3 are schematic configuration diagrams for explaining a conventional wafer polishing method.

도 2 및 도 3을 참조하면, 종래 웨이퍼 연마방식은 웨이퍼 위의 모든 점에서 웨이퍼와 연마패드의 상대 운동 속도를 같게하여 웨이퍼를 균일하게 연마할 수 있는 기술내용을 제시하고 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the conventional wafer polishing method proposes a technology for uniformly polishing a wafer by making the relative movement speeds of the wafer and the polishing pad the same at all points on the wafer.

도 2에 도시된 바와 같이,

Figure 112006051049368-pat00001
는 웨이퍼의 회전각속도,
Figure 112006051049368-pat00002
는 연마패드의 회 전각속도,
Figure 112006051049368-pat00003
는 웨이퍼의 회전중심에서 P점까지의 위치벡터,
Figure 112006051049368-pat00004
는 연마패드의 회전중심에서 P점까지의 위치벡터,
Figure 112006051049368-pat00005
는 연마패드의 회전중심과 웨이퍼의 회전중심 사이의 위치벡터이다.As shown in FIG. 2,
Figure 112006051049368-pat00001
Is the rotational angular velocity of the wafer,
Figure 112006051049368-pat00002
Rotation angle of the polishing pad,
Figure 112006051049368-pat00003
Is the position vector from the center of rotation of the wafer to point P,
Figure 112006051049368-pat00004
Is the position vector from the rotation center of the polishing pad to point P,
Figure 112006051049368-pat00005
Is the position vector between the center of rotation of the polishing pad and the center of rotation of the wafer.

따라서, 웨이퍼의 회전각속도와 연마패드의 회전각속도가 같으면(

Figure 112006051049368-pat00006
=
Figure 112006051049368-pat00007
) 웨이퍼와 연마패드의 상대운동속도는 회전각속도와 두 회전중심 사이의 거리에만 의존하고 웨이퍼상의 위치와 방향에는 영향을 받지 않는다. 즉, 웨이퍼상의 임의의점 P에서 연마패드에 대한 웨이퍼의 상대적인 운동속도
Figure 112006051049368-pat00008
는 아래와 같은 수학식으로 표현될 수 있다.Therefore, if the rotational angular velocity of the wafer is equal to the rotational angular velocity of the polishing pad (
Figure 112006051049368-pat00006
=
Figure 112006051049368-pat00007
The relative speed of movement of the wafer and the polishing pad depends only on the rotational angular velocity and the distance between the two centers of rotation and not on the position and orientation on the wafer. That is, the relative speed of movement of the wafer relative to the polishing pad at any point P on the wafer.
Figure 112006051049368-pat00008
May be represented by the following equation.

(수학식 1)

Figure 112006051049368-pat00009
=-
Figure 112006051049368-pat00010
X
Figure 112006051049368-pat00011
(Equation 1)
Figure 112006051049368-pat00009
=-
Figure 112006051049368-pat00010
X
Figure 112006051049368-pat00011

이처럼, 웨이퍼의 회전각속도와 연마패드의 회전각속도를 같게하면 웨이퍼상의 모든 점에서 웨이퍼와 연마패드의 상대운동속도가 같으므로 웨이퍼를 균일하게 연마할 수 있다.As such, when the rotational angular velocity of the wafer is equal to the rotational angular velocity of the polishing pad, the relative movement speeds of the wafer and the polishing pad are the same at all points on the wafer, so that the wafer can be uniformly polished.

도 3의 (a) 내지 (c)에서는 웨이퍼와 연마패드가 회전운동하는 경우 웨이퍼와 연마패드 사이의 상대적인 운동을 분석하였다.In FIGS. 3A to 3C, the relative motion between the wafer and the polishing pad was analyzed when the wafer and the polishing pad were rotated.

즉, 웨이퍼와 연마패드 사이의 상대적인 운동은 도 3의 (a) 내지 (c)에 도시된 것처럼 고정된 연마패드상에서 웨이퍼가 회전하지 않고 반지름이 rcc인 궤도운동을 하는 것과 동일하다. In other words, the relative motion between the wafer and the polishing pad is the same as that of the orbital movement with the radius r cc without the wafer rotating on the fixed polishing pad as shown in Figs. 3A to 3C.

도 3a는 웨이퍼와 연마패드가 각각 0 , 45 , 90 , 180 , 270 회전한 상태를 순차적으로 도시한 것이다. 여기서 작은 원은 웨이퍼를 나타내는 것이고, 큰 원은 연마패드를 나타낸 것이며, 웨이퍼와 연마패드의 절대 위치를 나타내기 위해 점을 표시하였다. 3A sequentially illustrates a state in which the wafer and the polishing pad are rotated 0, 45, 90, 180, and 270, respectively. Here, the small circle represents the wafer, the large circle represents the polishing pad, and a dot is indicated to indicate the absolute position of the wafer and the polishing pad.

도 3b는 연마패드의 위치를 고정한 후 도 3a를 다시 재도시한 것이다.FIG. 3B shows again the FIG. 3A after fixing the position of the polishing pad.

따라서, 도 3c에 도시된 바와 같이 웨이퍼상의 모든 점은 연마패드상에서 반지름이 rcc인 동일한 원 궤적을 그린다.Thus, all points on the wafer as shown in Figure 3c is the radius of the polishing pad on the r cc draw the same locus circle.

한편, 종래 화학적 기계적 연마장비의 연마헤드는 웨이퍼를 진공흡착방식에 의해 부착하는 것이 일반적이다.On the other hand, the polishing head of the conventional chemical mechanical polishing equipment is generally attached to the wafer by a vacuum suction method.

이와 같이, 연마헤드가 웨이퍼를 진공흡착방식으로 부착하고 웨이퍼를 부착한 상태에서 연마패드에 가압하기 위하여는 연마헤드측으로 작동유체가 출입될 수 있는 유체 공급라인이 연결되어야 한다.As such, in order for the polishing head to attach the wafer in a vacuum suction manner and pressurize the polishing pad while the wafer is attached, a fluid supply line through which a working fluid can enter and exit the polishing head must be connected.

이처럼, 연마헤드가 연마패드상에서 상대운동하도록 회전구동력을 제공하고, 웨이퍼를 진공흡착 및 가압하도록 작동유체를 공급하는 장치로써, 본 출원인에 의해 출원공개된 대한민국 등록특허공보 제490266호 및 대한민국 등록특허공보 제530742호가 제시된 바 있다.As such, as a device for providing a rotational driving force for the relative movement of the polishing head on the polishing pad and supplying a working fluid to vacuum-suck and pressurize the wafer, Korean Patent Publication No. 490266 and Korean Patent Application, filed by the present applicant Publication No. 530742 has been presented.

상기 종래 화학적 기계적 연마장비에 따르면, 회전하는 구성요소와 비회전하는 구성요소 간에 작동유체를 원활하게 공급하는 수단으로 로터리유니온이 필수적으로 사용되고 있다.According to the conventional chemical mechanical polishing equipment, a rotary union is essentially used as a means for smoothly supplying a working fluid between a rotating component and a non-rotating component.

상기 로터리유니온에 대한 더욱 상세한 종래 기술로는 본 출원인에 의해 출 원공개된 대한민국 공개특허공보 제2005-581626호가 제시된 바 있다.As a more detailed conventional technology for the rotary union, Korean Patent Application Publication No. 2005-581626 filed by the present applicant has been presented.

이러한, 상기 로터리유니온은 그 자체적으로 몇가지 성능상의 한계를 가지고 있는데, 장기간 사용시 밀봉기재가 물리적인 마찰에 의해 마모되어 밀봉성능이 저하될 수 있다는 것과, 상기한 바와 같이 물리적 마찰에 의해 발생되는 마찰열을 감소시키기 위한 별도의 냉각수단이 구비될 수 있다는 것과, 작동유체의 누수를 방지하려면 상당한 수준의 정밀한 가공이 요구될 수 있다는 것과, 동력전달 및 작동유체의 공급을 동시 달성하려면 그 장치구성이 상당히 복잡할 수 있다는 것과, 장치구성이 복잡한 만큼 유지보수에도 많은 시간과 경비가 소요될 수 있다는 것 등을 예시할 수 있다.Such rotary unions have some performance limitations in themselves, and the sealing material may wear out due to physical friction and deteriorate the sealing performance when used for a long time, and as described above, the frictional heat generated by the physical friction may be reduced. It can be equipped with a separate cooling means to reduce, a considerable degree of precise processing may be required to prevent the leakage of working fluid, and the device configuration is quite complicated to achieve the power transmission and supply of working fluid at the same time For example, as the device configuration is complicated, maintenance can take a lot of time and expense.

상기에서 살펴본 바와같이, 종래 화학적 기계적 연마장비에서 요구되는 조건으로는, 웨이퍼상의 모든 점에서 웨이퍼와 연마패드의 상대운동속도가 같도록 하여 웨이퍼를 균일하게 연마하는 것과, 상기한 연마방식에 의해 연마패드와 상대운동하는 연마헤드에 작동유체를 원활하게 공급하는 것이다.As described above, the conditions required by the conventional chemical mechanical polishing equipment include polishing the wafer uniformly by making the relative movement speeds of the wafer and the polishing pad the same at all points on the wafer, and polishing by the above-described polishing method. It is to smoothly supply the working fluid to the polishing head relative to the pad.

따라서, 화학적 기계적 연마장비는 로터리유니온 보다 간소한 구성을 구비하면서도 상기한 요구조건을 충족하는 구동장치가 제시되어야 할 필요성이있다.Therefore, there is a need for a chemical mechanical polishing machine to be provided with a drive that meets the above requirements while having a simpler configuration than a rotary union.

한편, 종래 화학적 기계적 연마장비는 연마헤드측에 웨이퍼의 상태를 파악하기 위한 센서가 설치될 수도 있다.On the other hand, conventional chemical mechanical polishing equipment may be provided with a sensor for identifying the state of the wafer on the polishing head side.

그러나, 종래 화학적 기계적 연마장비는 상기와 같이 연마헤드가 회전체와 상대운동하는 구성부품이므로 연마헤드측으로 상기 센서와의 신호전달을 위한 전기라인을 직접연결하는 것이 불가능하다는 불편함이 있었다.However, the conventional chemical mechanical polishing equipment is inconvenient because it is impossible to directly connect an electric line for signal transmission with the sensor since the polishing head is a component moving relative to the rotating body as described above.

따라서, 종래 화학적 기계적 연마장비는 회전하는 물체간의 신호전달을 위해 사용되는 슬립링을 연마헤드측에 설치하여 신호전달을 구현하였으나, 상기 슬립링을 통한 신호전달은 그 특성상 노이즈가 증폭되어 미세신호 전달에 취약하다는 단점이 있었다.Therefore, the conventional chemical mechanical polishing equipment implements a signal transmission by installing a slip ring used for signal transmission between rotating objects on the polishing head side, but the signal transmission through the slip ring is amplified by the nature of the signal transmission to transmit fine signals. There was a downside to being vulnerable.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은, 로터리유니온을 생략가능하면서도 웨이퍼를 연마헤드에 부착 및 가압시키기 위한 작동유체의 공급이 원활하게 구현되는 화학적 기계적 연마장비의 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a driving apparatus of a chemical mechanical polishing apparatus that can supply a working fluid for attaching and pressing a wafer to a polishing head while omitting a rotary union.

또한 본 발명은, 슬립링을 생략가능하면서도 연마헤드와 전기적 신호전달이 원활하게 구현되는 화학적 기계적 연마장비의 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a driving device of a chemical mechanical polishing equipment which can omit the slip ring and smoothly implements an electrical signal transmission with a polishing head.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연마패드상에 설치되는 회전체를 회전시키고 상기 회전체의 저면에 편심설치되어 웨이퍼를 부착하는 연마헤드를 상기 연마패드상에서 공전운동 및 병진운동시키는 화학적 기계적 연마장비의 구동장치에 있어서, 상기 회전체의 중심부를 수직관통하여 상기 회전체가 회전가능하게 결합되는 중공의 비회전중심축과, 상기 회전체를 상기 비회전중심축을 회전중심으로 회전시키는 구동기재와, 상기 비회전중심축의 내경을 통과하여 상기 연마헤드에 작동유체를 공급하는 공급라인과, 상기 회전체의 내부공간에 설치되어 상기 회전체의 회전시 상기 연마패드상에서 공전되는 상기 연마헤드를 위상변화없이 병진 운동시키는 동력전달기재를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for chemically rotating and rotating a polishing head on a polishing pad, which rotates a rotating body installed on a polishing pad and attaches a wafer eccentrically to a bottom surface of the rotating body. In the driving device of the mechanical polishing equipment, a hollow non-rotational center shaft through which the rotational body is rotatably coupled by vertically passing through the center of the rotational body, and a drive for rotating the rotational body to the rotational center of the rotational axis. A supply line for supplying a working fluid to the polishing head through the substrate, the inner diameter of the non-rotational center shaft, and the polishing head installed in the inner space of the rotating body and revolving on the polishing pad when the rotating body is rotated. Includes a power train that translates without phase change.

상기 동력전달기재는, 상기 비회전중심축에 결합되는 고정기어와, 상기 비회전중심축과 편심되어 상기 회전체에 회전가능하게 결합되고 상기 연마헤드가 축결합되는 연마헤드 회전축과, 상기 연마헤드 회전축에 결합되는 종동기어와, 상기 비회전중심축과 편심되어 상기 회전체에 회전가능하게 결합되는 아이들축과, 상기 아이들축에 결합되어 상기 고정기어와 상기 종동기어에 상호 치합되는 아이들기어를 포함할 수 있다.The power transmission substrate may include a fixed gear coupled to the non-rotational center shaft, a polishing head rotation shaft eccentrically coupled to the non-rotational center shaft to be rotatably coupled to the rotating body, and the polishing head axially coupled thereto, and the polishing head. A driven gear coupled to the rotating shaft, an idle shaft eccentric with the non-rotating center shaft and rotatably coupled to the rotating body, and an idle gear coupled to the idle shaft and meshed with the fixed gear and the driven gear. can do.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며 , 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It is not. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화학적 기계적 연마장비의 구동장치를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화학적 기계적 연마장비의 구동장치 내부를 개략적으로 도시한 일부절결사시도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing a driving device of the chemical mechanical polishing equipment according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a schematic diagram showing the inside of the driving device of the chemical mechanical polishing equipment according to an embodiment of the present invention. Some cutout attempts.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화학적 기계적 연마장비의 구동장치는 회전체(500)의 중심부를 수직관통하여 상기 회전체(500)가 회전가능하게 결합되는 중공의 비회전중심축(100)과, 상기 회전체(500)를 상기 비회전중심축(100)을 기준으로 회전시키는 구동기재(200)와, 상기 비회전중심 축(100)의 내경을 통과하여 연마헤드(800)에 웨이퍼 흡입장착을 위한 작동유체를 공급하는 공급라인(300)과, 상기 회전체(500)의 내부공간(501)에 설치되어 상기 회전체(500)의 회전시 연마패드(910)상에서 공전되는 상기 연마헤드(800)를 위상변화없이 병진운동시키는 동력전달기재(400)를 포함한다.4 and 5, the driving apparatus of the chemical mechanical polishing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention is a hollow through which the rotatable body 500 is rotatably coupled by vertically passing through the center of the rotatable body 500. The non-rotational center shaft 100 of the, the driving body 200 for rotating the rotating body 500 with respect to the non-rotational center shaft 100 and the inner diameter of the non-rotational center shaft 100 Supply line 300 for supplying the working fluid for suction suction mounting to the polishing head 800, and installed in the inner space 501 of the rotating body 500, the polishing pad when the rotating body 500 is rotated ( A power transmission substrate 400 for translating the polishing head 800 revolving on the 910 without phase change.

상기 회전체(500)는 연마패드(910)가 상면에 장착되는 플래튼(900)의 상측으로 설치되어, 연마패드(910)의 상측에서 회전운동하는 구성부품이다.The rotating body 500 is installed above the platen 900 on which the polishing pad 910 is mounted on the upper surface, and is a component that rotates on the upper side of the polishing pad 910.

이러한, 회전체(500)는 스핀들(spindle)이라고도 불리우며 그 외연부에 비회전되는 스핀들 하우징(600)설치된다.This, the rotating body 500 is also called a spindle (spindle) and is installed in the spindle housing 600 which is non-rotated on the outer edge.

구체적으로, 회전체(500)와 스핀들 하우징(600)의 사이에는 베어링(510)이 설치되어 회전체(500)가 회전가능하게 지지된다.Specifically, a bearing 510 is installed between the rotating body 500 and the spindle housing 600 so that the rotating body 500 is rotatably supported.

상기 비회전중심축(100)은 회전하지 않되 회전체(500)의 회전중심역할을 하는 구성부품이다.The non-rotational center shaft 100 is a component that does not rotate but serves as a rotational center of the rotating body 500.

구체적으로, 회전체(500)와 비회전중심축(100)의 사이에는 베어링(120)이 설치되어, 회전체(500)가 회전가능하게 지지된다.Specifically, a bearing 120 is installed between the rotating body 500 and the non-rotating center shaft 100, and the rotating body 500 is rotatably supported.

이러한, 비회전중심축(100)은 중공축으로서 그 내경에 후술할 공급라인(300) 및 전기라인(310)이 삽입관통하되, 고정브라켓(130)에 결합되어 고정설치되므로 회전되지 않는다.The non-rotational center shaft 100 is a hollow shaft through which the supply line 300 and the electric line 310 to be described below are inserted through the inner diameter thereof, but are not rotated because they are fixedly coupled to the fixing bracket 130.

일례로, 비회전중심축(100)은 상기 공급라인(300) 및 전기라인(310)이 삽입관통하되 공급라인(300) 및 전기라인(310)과 밀접하는 튜브가이드(110)를 더 포함하는 것이 바람직하다.For example, the non-rotational center shaft 100 further includes a tube guide 110 through which the supply line 300 and the electric line 310 are inserted, but are in close contact with the supply line 300 and the electric line 310. It is preferable.

따라서, 상기 튜브가이드(110)는 비회전중심축(100)의 내경에서 공급라인(300) 및 전기라인(310)의 유동을 최소화시키는 장점이 있다.Therefore, the tube guide 110 has an advantage of minimizing the flow of the supply line 300 and the electric line 310 at the inner diameter of the non-rotational center shaft (100).

일례로, 회전체(500)는 그의 일측으로 설치되는 구동기재(200)에 의해 회전구동력을 제공받는다.In one example, the rotating body 500 is provided with a rotational driving force by the driving substrate 200 installed to one side thereof.

상기 구동기재(200)는 통상의 회전구동력을 전달하는 다양한 장치가 사용될 수 있으나, 본 일실시예에서는 벨트방식에 의해 회전구동력을 전달하는 장치를 예시한다.The driving substrate 200 may be used a variety of devices for transmitting a conventional rotational driving force, this embodiment illustrates a device for transmitting a rotational driving force by the belt method.

이러한, 구동기재(200)는 회전체(500)의 일측으로 설치되는 감속모터(240)와, 상기 감속모터(240)의 구동축(미도시)에 결합되는 구동풀리(210)와, 상기 구동풀리(210)와 벨트연결되고 상기 회전체(500)의 상측에 결합되는 종동풀리(230)를 포함한다.The driving substrate 200 includes a reduction motor 240 installed at one side of the rotating body 500, a driving pulley 210 coupled to a driving shaft (not shown) of the reduction motor 240, and the driving pulley. Belt driven 210 and the driven pulley 230 is coupled to the upper side of the rotating body (500).

따라서, 감속모터(240)에서 발생되는 회전구동력은 구동풀리(210)와, 구동벨트(220)와 종동풀리(230)를 거쳐 회전체(500)에 전달된다.Therefore, the rotational driving force generated in the reduction motor 240 is transmitted to the rotating body 500 through the driving pulley 210, the driving belt 220 and the driven pulley 230.

따라서, 회전체(500)는 스핀들 하우징(600)과 비회전중심축(100)에 지지되어 구동기재(200)에 의해 회전운동한다.Therefore, the rotating body 500 is supported by the spindle housing 600 and the non-rotating center shaft 100 to rotate by the driving base 200.

그리고, 회전체(500)는 웨이퍼를 부착하는 연마헤드(800)가 저면에 설치된다.The rotating body 500 is provided with a polishing head 800 on which a wafer is attached.

일례로, 회전체(500)는 저면에 연마패드(910)의 표면을 개질하는 컨디셔닝헤드(미도시)를 더 포함할 수 있다.In one example, the rotating body 500 may further include a conditioning head (not shown) for modifying the surface of the polishing pad 910 on the bottom surface.

상기 연마헤드(800)는 웨이퍼를 부착하며, 회전체(500)의 회전에 의해 연마 패드(910)상에서 공전운동하되 웨이퍼를 연마패드(910)상에 가압하여 연마시키는 구성부품이다.The polishing head 800 is a component that attaches a wafer and rotates on the polishing pad 910 by the rotation of the rotating body 500, but presses the wafer onto the polishing pad 910 to polish the wafer.

이러한, 연마헤드(800)는 웨이퍼 부착 및 가압을 위해 유체를 공급받아야 하는데, 상기한 종래 기술에서 연마헤드(800)가 로터리유니온에 의해 유체를 공급받던 것에 반하여, 본 일실시예의 연마헤드(800)는 작동유체가 이송되는 공급라인(300)과 직접연결된다.Such a polishing head 800 should be supplied with fluid for wafer attachment and pressurization. In the above-described conventional technology, the polishing head 800 is supplied with fluid by a rotary union, whereas the polishing head 800 of the present embodiment is used. ) Is directly connected to the supply line 300 to which the working fluid is transferred.

이처럼, 연마헤드(800)는 진공흡착방식에 의한 웨이퍼 부착 및 연마패드(910)상에 웨이퍼를 가압시킬 수 있도록 공급라인(300)에서 작동유체를 공급받는다.As such, the polishing head 800 is supplied with a working fluid from the supply line 300 so as to pressurize the wafer on the wafer attachment and the polishing pad 910 by vacuum adsorption.

이와 같은, 연마헤드(800)는 웨이퍼 로딩시에는 공급라인(300)으로 소통되는 작동유체에 의해 진공흡착방식으로 웨이퍼를 부착하고, 웨이퍼가 부착된 상태에서는 공급라인(300)에 의해 소통되는 작동유체에 의해 웨이퍼를 연마패드(910)에 가압하며, 그 저면에 설치된 리테이너링(미도시)이 웨이퍼가 연마패드(910)상에서 연마공정 진행시 이탈되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.As such, the polishing head 800 attaches the wafer by vacuum adsorption by a working fluid communicated to the supply line 300 when the wafer is loaded, and operates by the supply line 300 when the wafer is attached. The fluid is pressed onto the polishing pad 910 by a fluid, and a retainer ring (not shown) provided at the bottom thereof may be configured to prevent the wafer from being separated during the polishing process on the polishing pad 910.

일례로, 연마헤드(800)가 웨이퍼를 연마패드(910)상에 가압할 시에는 웨이퍼의 국소부위에 대한 연마량이 조절될 수 있도록 중심부에서 엣지부까지의 구간에서 서로 다른 가압력을 작용시킬 수 있다.For example, when the polishing head 800 presses the wafer onto the polishing pad 910, different pressing forces may be applied in a section from the center to the edge so that the polishing amount of the local portion of the wafer can be adjusted. .

일반적으로, 연마헤드(800)는 그의 저면에는 웨이퍼와 면접촉하는 멤브레인(미도시)이 설치되고, 내부에는 공급라인(300)과 소통되어 상기 멤브레인에 압력을 전달할 수 있는 가압챔버(미도시)가 동심 방사형태로 복수 설치되어 상기와 같이 웨이퍼의 국소부위에 대한 연마량을 조절할 수 있다.In general, the polishing head 800 is provided with a membrane (not shown) on the bottom thereof in surface contact with the wafer, and inside the pressure chamber (not shown) in communication with the supply line 300 to transfer pressure to the membrane. A plurality of concentric radial shapes are installed to adjust the amount of polishing on the localized portion of the wafer as described above.

상기 공급라인(300)은 비회전중심축(100) 내경에 설치된 튜브가이드(110)의 관통공(101)에 삽입관통하여 회전체(500)의 내부공간(501)에서 연마헤드 회전축(420) 상단의 유체및전기신호 연결포트(422)에 직접연결되어, 연마헤드(800)가 웨이퍼를 흡입장착 및 탈착할 수 있도록 연마헤드(800)측으로 작동유체를 공급하거나 연마헤드(800)의 작동유체를 회수하는 구성부품이다.The supply line 300 is inserted into the through hole 101 of the tube guide 110 installed in the inner diameter of the non-rotational center shaft 100 so that the polishing head rotating shaft 420 is formed in the inner space 501 of the rotating body 500. Directly connected to the upper fluid and electrical signal connection port 422, the working fluid is supplied to the polishing head 800 side or the working fluid of the polishing head 800 so that the polishing head 800 can suction-mount and detach the wafer. It is a component to recover.

이처럼, 공급라인(300)이 연마헤드(800)와 직접 연결되므로 종래 로터리유니온에서 발생될 수 있는 작동유체의 누설 및 압력강하요인이 완전 제거된다는 장점이 있다.As such, since the supply line 300 is directly connected to the polishing head 800, the leakage and pressure drop factors of the working fluid that may occur in the conventional rotary union are completely eliminated.

일례로, 공급라인(300)은 상기한 바와 같이 연마헤드(800)의 웨이퍼 진공흡착을 위한 압력조절용 공압라인일 수도 있고, 연마헤드(800)의 물 또는 케미칼 분사를 위한 유체라인일 수도 있다.For example, the supply line 300 may be a pressure control pneumatic line for vacuum suction of the wafer of the polishing head 800 as described above, or may be a fluid line for water or chemical injection of the polishing head 800.

그리고, 연마헤드(800)는 전기라인(310)과 연결되어 전기적 신호연결되어야 하는데, 상기한 종래 기술에서 연마헤드(800)가 슬립링에 의해 전기적 신호연결된 것에 반하여, 본 일실시예에서 연마헤드(800)는 전기적 신호연결을 위한 전기라인(310)이 직접 연결된다.In addition, the polishing head 800 is connected to the electric line 310 to be electrically connected to the signal. In the above-described conventional technology, the polishing head 800 is electrically connected to each other by slip rings. 800 is directly connected to the electrical line 310 for electrical signal connection.

구체적으로, 상기 전기라인(310)은 비회전중심축(100) 내경에 설치된 튜브가이드(110)의 관통공(101)에 삽입관통하여 회전체(500)의 내부공간(501)에서 연마헤드 회전축(420) 상단의 유체및전기신호 연결포트(422)에 직접연결되어, 연마헤드(800)에 설치되는 각종 센서(미도시) 등에 전원공급 및 신호전달을 하는 구성부 품이다.Specifically, the electric line 310 is inserted through the through hole 101 of the tube guide 110 installed in the inner diameter of the non-rotational center shaft 100 in the inner space 501 of the rotating body 500, the rotating shaft of the grinding head 420 is directly connected to the fluid and electrical signal connection port 422 at the top, and is a component that supplies power and signal transmission to a variety of sensors (not shown) installed in the polishing head (800).

상기의 구성에서, 공급라인(300) 및 전기라인(310)은 플렉서블(flexible)한 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 공급라인(300) 및 전기라인(310)의 꼬임현상이 방지되도록 연마헤드(800)는 동력전달기재(400)에 의해 공전 및 병진운동하도록 구성된다.In the above configuration, the supply line 300 and the electric line 310 is preferably formed of a flexible (flexible) material, the grinding head (so that the twisting of the supply line 300 and the electric line 310 is prevented) 800 is configured to revolve and translate by power transmission substrate 400.

더욱이, 연마헤드(800)가 회전체(500)의 회전에 의해 공전운동되면서도 위상변화없이 병진운동되어야 웨이퍼를 균일하게 연마할 수 있음을 상기한 종래 기술에서 상세히 설명한 바 있다.In addition, it has been described in detail in the above-described prior art that the polishing head 800 can be uniformly polished by the translational movement without phase change while revolving by the rotation of the rotor 500.

일례로, 플래튼(900)은 고정설치된 것일 수도 있고, 웨이퍼의 연마궤적이 증가하도록 별도의 오실레이션운동 등의 부운동을 수행하도록 구성할 수도 있다.For example, the platen 900 may be fixed, or may be configured to perform a sub-movement such as a separate oscillation movement so as to increase the polishing trajectory of the wafer.

상기 동력전달기재(400)는 회전체(500)의 회전운동에 의한 회전운동을 연마헤드(800)의 병진운동으로 전환시켜 주기 위한 구성부품이다.The power transmission substrate 400 is a component for converting the rotational movement of the rotating body 500 by the translational movement of the polishing head 800.

이러한, 동력전달기재(400)는 상기 비회전중심축(100)의 하단에 결합되는 고정기어(411)와, 상기 비회전중심축(100)과 편심되어 상기 회전체(500)에 회전가능하게 결합되고 단부에 상기 연마헤드(800)가 결합되는 연마헤드 회전축(420)과, 상기 연마헤드 회전축(420)에 결합되는 종동기어(421)와, 상기 비회전중심축(100)과 편심되어 상기 회전체(500)에 회전가능하게 결합되는 아이들축(430)과, 상기 아이들축(430)에 결합되어 상기 고정기어(411)와 상기 종동기어(421)에 상호 치합되는 아이들기어(431, 432)를 포함한다.The power transmission substrate 400 is eccentric with the fixed gear 411 coupled to the lower end of the non-rotational center shaft 100 and the non-rotational center shaft 100 so as to be rotatable to the rotating body 500. A polishing head rotating shaft 420 coupled to the polishing head 800 at an end thereof, a driven gear 421 coupled to the polishing head rotating shaft 420, and eccentric with the non-rotating center shaft 100. An idle shaft 430 rotatably coupled to the rotating body 500 and idle gears 431 and 432 coupled to the idle shaft 430 and meshed with the fixed gear 411 and the driven gear 421. ).

상기 고정기어(411)는 비회전중심축(100)의 하단에 고정결합된 것으로 비회 전된다.The fixed gear 411 is not rotated to be fixedly coupled to the lower end of the non-rotational center shaft (100).

상기 연마헤드 회전축(420)은 상기 회전체(500)에 베어링(520)에 의해 회전가능하게 결합되며, 단부에는 연마헤드(800)가 결합된다.The polishing head rotating shaft 420 is rotatably coupled to the rotating body 500 by a bearing 520, and the polishing head 800 is coupled to an end thereof.

상기 아이들축(430)은 회전체(500)의 내부공간(501)에 설치되어 그 상단부와 하단부가 각각 회전체(500)의 천정면과 바닥면에 베어링(433)에 의해 회전가능하게 결합된다.The idle shaft 430 is installed in the inner space 501 of the rotating body 500 and the upper and lower ends thereof are rotatably coupled to the ceiling surface and the bottom surface of the rotating body 500 by bearings 433. .

상기 아이들기어(431, 432)는 고정기어(411)와 치합되는 제1아이들기어(431)와, 아이들축(430)의 하단부에 결합되어 종동기어(421)와 치합되는 제2아이들기어(432)를 포함하는 것이 바람직하다. The idle gears 431 and 432 are first idle gears 431 meshed with the fixed gear 411, and second idle gears 432 engaged with the driven gear 421 coupled to the lower end of the idle shaft 430. It is preferable to include).

이와 같이, 아이들기어(431, 432)가 아이들축(430)에 상하구조로 설치되므로, 연마헤드(800)가 위상변화없이 병진운동되면서도 작동유체의 공급라인(300)과 연마헤드(800)와의 전기적 신호전달을 위한 전기라인(310)이 꼬임현상방지되며 설치될 수 있는 구조를 제공해 준다.As such, since the idle gears 431 and 432 are installed in the upper and lower structures on the idle shaft 430, the polishing head 800 is translated with the supply line 300 of the working fluid and the polishing head 800 while the translation head is moved without phase change. The electrical line 310 for the electrical signal transmission provides a structure that can be prevented from being twisted and installed.

상기의 구성에서, 고정기어(411)와 아이들기어(431, 432)와 종동기어(421)는 연마헤드(800)가 연마패드(910)상에서 위상변화없이 병진운동되도록 상호 일대일로 기어비 조합되는 것이 가장 바람직하다.In the above configuration, the fixed gear 411, the idle gears (431, 432) and the driven gear (421) is a gear ratio combination of one to one mutually so that the polishing head 800 is translated without phase change on the polishing pad (910). Most preferred.

따라서, 연마헤드(800)가 회전체(500)의 회전에 의해 비회전중심축(100)을 중심으로 공전하므로 공급라인(300) 및 전기라인(310)에 꼬임현상이 발생될 수 있으나, 상기한 동력전달기재(400)에 의해 항상 동일위상을 유지하므로 공급라인(300)의 꼬임현상을 방지할 수 있다.Therefore, since the polishing head 800 revolves around the non-rotational center shaft 100 by the rotation of the rotating body 500, a twist phenomenon may occur in the supply line 300 and the electric line 310, but the Since one power transmission substrate 400 always maintains the same phase, it is possible to prevent the kink of the supply line 300.

도 6은 본 발명에 따른 화학적 기계적 연마장비의 구동장치에 의한 연마헤드의 연마패드상에서 작동상태를 도시한 일실시 상태도이고, 도 7은 도 6에 도시한 연마헤드의 작동상태에 대응하는 동력전달기재의 작동상태를 도시한 일실시 상태도이다. 여기서 도 6의 연마헤드(800)에 상면에 "―" 표시는 연마헤드(800)의 절대위치를 표현하기 위한 가상선이고, 도 7의 고정기어(411)와 종동기어(421)에 "⊥" 표시는 고정기어(411)와 종동기어(421)의 절대위치를 표현하기 위한 가상선이다.Figure 6 is an exemplary embodiment showing an operating state on the polishing pad of the polishing head by the drive of the chemical mechanical polishing equipment according to the present invention, Figure 7 is a power transmission corresponding to the operating state of the polishing head shown in FIG. One embodiment is a diagram showing the operating state of the substrate. Here, the symbol "-" on the upper surface of the polishing head 800 of FIG. 6 is an imaginary line for expressing the absolute position of the polishing head 800, and is marked on the fixed gear 411 and the driven gear 421 of FIG. Is a virtual line for expressing the absolute positions of the fixed gear 411 and the driven gear 421.

도 6 및 도 7을 포함하여 상기 도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화학적 기계적 연마장비의 구동장치는 회전체(500)가 회전함에 따라 발생되는 회전운동을 연마헤드(800)의 병진운동으로 전환하여, 웨이퍼가 균일하게 연마되도록 하는 것과 동시에 공급라인(300)의 꼬임현상을 방지한다.Referring to FIGS. 4 and 5 together with FIGS. 6 and 7, the driving apparatus of the chemical mechanical polishing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention performs a rotational motion generated as the rotating body 500 rotates. Conversion to the translational movement of the polishing head 800 allows the wafer to be uniformly polished and at the same time prevents the kink in the supply line 300.

구체적으로, 회전체(500)가 구동기재(200)에 의해 비회전중심축(100)을 회전중심으로 회전되면, 회전체(500)에 편심설치된 아이들축(430)과 연마헤드 회전축(420)과 연마헤드(800)는 비회전중심축(100)을 회전중심으로 회전된다.Specifically, when the rotating body 500 rotates the non-rotating center shaft 100 by the driving base 200 in the rotation center, the idle shaft 430 and the polishing head rotating shaft 420 eccentrically installed on the rotating body 500. And the polishing head 800 is rotated to the center of rotation of the non-rotational center axis (100).

이때, 비회전중심축(100)에 결합되어 고정된 고정기어(411)와 아이들축(430)에 결합된 아이들기어(431, 432)와 연마헤드 회전축(420)에 결합된 종동기어(421)는 상호 치합되어 있으므로, 도 7에 (a) 내지 (d)에 순차 도시된 바와 같이 제1아이들기어(431)가 비회전되는 고정기어(411)의 외연을 따라 공전운동되고 동시에 제2아이들기어(432)와 종동기어(421)도 공전운동된다.At this time, the fixed gear 411 is coupled to the non-rotational center shaft 100 and the idle gear 431, 432 coupled to the idle shaft 430 and the driven gear 421 coupled to the polishing head rotation shaft 420 Are engaged with each other, and as shown in (a) to (d) in FIG. 7, the first idler gear 431 is orbited along the outer edge of the non-rotating fixed gear 411 and at the same time the second idler gear. 432 and the driven gear 421 are also orbital.

특히, 종동기어(421)는 비회전중심축(100)을 회전중심으로 공전운동되지만 도 7에 도시된 바와 같이 위상변화없이 병진운동이 진행된다.In particular, the driven gear 421 revolves around the non-rotational center shaft 100 as the rotational center, but the translational movement proceeds without phase change as shown in FIG. 7.

도 6의 (a) 내지 (d)는 도 7의 (a) 내지 (d)에 도시된 종동기어(421)의 공전궤적에 각각 대응하는 연마헤드(800)의 공전궤적을 도시한 것이다.6 (a) to 6 (d) show the revolution trajectories of the polishing heads 800 respectively corresponding to the revolution trajectories of the driven gear 421 shown in FIGS. 7A to 7D.

도 6의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와같이, 종동기어(421)와 함께 회전되는 연마헤드(800)는 비회전중심축(100)을 중심으로 공전운동되면서도 위상변화없이 병진운동이 진행된다.As shown in (a) to (d) of FIG. 6, the polishing head 800 rotated together with the driven gear 421 has a translational motion without phase change while revolving around the non-rotational center axis 100. Proceed.

이처럼, 연마헤드(800)가 위상변화없이 병진운동되므로 연마헤드(800)에 직접연결되는 공급라인(300)의 꼬임현상이 방지되는 것은 물론 연마헤드(800)에 부착되는 웨이퍼도 균일하게 연마될 수 있다는 장점이 있다.As such, since the polishing head 800 is translated without changing the phase, the twisting of the supply line 300 directly connected to the polishing head 800 is prevented, and the wafer attached to the polishing head 800 is also uniformly polished. It has the advantage that it can.

상기와 같이 본 일실시예에서는 비회전중심축(100) 내경에 설치되는 튜브가이드(110)의 관통공(101)으로 작동유체를 이송시키는 공급라인(300)과 전기라인(310)이 삽입관통되는 것을 예시하였으나, 비회전중심축(100)의 관통공(101)으로 다양한 목적 및 작용을 하는 라인 등이 삽입하여 꼬임현상방지되며 연마헤드(800)와 연결될 수 있음은 물론이다.As described above, in the present embodiment, the supply line 300 and the electric line 310 which transfer the working fluid to the through-hole 101 of the tube guide 110 installed in the inner diameter of the non-rotational center shaft 100 are inserted through. Although it is illustrated that the non-rotational center shaft (100) through the through hole 101 and the like for various purposes and action is inserted into the twisting prevention and can be connected to the polishing head (800), of course.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.The present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and has ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the concept of the present invention. Various changes and modifications are possible by the user.

상기한 바와 같이 본 발명은, 작동유체를 공급하는 공급라인이 연마헤드와 직접연결되는 구조이므로 밀봉성능이 향상되어 작동유체의 누설 및 압력강하를 거의 완벽하게 방지할 뿐만 아니라 작동유체의 정밀한 압력제어가 가능하다는 효과가 있다.As described above, in the present invention, since the supply line for supplying the working fluid is directly connected to the polishing head, the sealing performance is improved, and the pressure and pressure drop of the working fluid are almost completely prevented, as well as precise pressure control of the working fluid. There is an effect that is possible.

또한 본 발명은, 연마헤드가 공전운동하면서도 병진운동하므로 연마헤드와 직접연결되는 공급라인이 꼬이는 현상이 방지될 뿐만 아니라 웨이퍼 연마성능을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the present invention, as the polishing head is in translational motion while the idler movement is not only prevent the twisting of the supply line directly connected to the polishing head has the effect of improving the wafer polishing performance.

또한 본 발명은, 종래 기술에서 적용된 로터리유니온을 생략가능하므로 장치를 대폭 간소화 및 소형화 가능할 뿐만아니라 로터리유니온에 비해 유지보수에 소요되는 시간 및 경비를 대폭 절감할 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention can omit the rotary union applied in the prior art, it is possible to greatly simplify and miniaturize the device as well as to significantly reduce the time and cost required for maintenance compared to the rotary union.

또한 본 발명은, 다수의 공급라인을 연마헤드에 연결가능하므로 연마헤드의 웨이퍼가 부착되는 부위에 서로 다른 복수의 압력제어를 용이하게 구현할 수 있어 웨이퍼 부착성능을 향상시킬 뿐만 아니라 웨이퍼의 국소부위에 대한 연마량 조절이 용이하다는 효과가 있다.In addition, the present invention, since a plurality of supply lines can be connected to the polishing head, it is possible to easily implement a plurality of different pressure control at the portion where the wafer is attached to the polishing head, which not only improves the wafer adhesion performance but also the localized portion of the wafer. There is an effect that it is easy to adjust the amount of polishing.

또한 본 발명은, 종래기술에서 적용된 슬립링을 생략하면서도 전기적 신호전달을 위한 전기라인이 연마헤드와 직접연결되는 구조이므로 연마헤드와의 전기적 신호전달이 원활하게 이루어져 연마헤드의 웨이퍼 제어성능이 향상될 수 있다는 효과가 있다. In addition, the present invention, while omitting the slip ring applied in the prior art, the electrical line for the electrical signal transmission structure is directly connected to the polishing head is smooth electrical signal transmission with the polishing head to improve the wafer control performance of the polishing head It can be effective.

또한 본 발명은, 단일 구동원에 의해 회전체 회전, 연마헤드 공전, 연마헤드 정위치제어가 이루져 장치 간소화 및 소형화 및 제작비를 절감시킬 수 있다는 효과 가 있다.In addition, the present invention has the effect that the rotation of the rotating body, the grinding head idle, the polishing head position control is achieved by a single drive source, the device can be simplified and downsized, and the manufacturing cost can be reduced.

Claims (6)

삭제delete 연마패드상에 설치되는 회전체를 회전시키고, 상기 회전체의 저면에 편심설치되어 웨이퍼를 부착하는 연마헤드를 상기 연마패드상에서 공전운동 및 병진운동시키는 화학적 기계적 연마장비의 구동장치에 있어서,A driving apparatus of a chemical mechanical polishing apparatus for rotating and rotating a rotating body installed on a polishing pad and an eccentrically mounted bottom surface of the rotating body to attach a wafer on the polishing pad. 상기 회전체의 중심부를 수직관통하여 상기 회전체가 회전가능하게 결합되는 중공의 비회전중심축과, 상기 회전체를 상기 비회전중심축을 회전중심으로 회전시키는 구동기재와, 상기 비회전중심축의 내경을 통과하여 상기 연마헤드에 작동유체를 공급하는 공급라인과, 상기 회전체의 내부공간에 설치되어 상기 회전체의 회전시 상기 연마패드상에서 공전되는 상기 연마헤드를 위상변화 없이 병진운동시키는 동력전달기재를 포함하되,A hollow non-rotational center shaft through which the rotational body is rotatably coupled by vertically passing through the center of the rotational body, a drive base for rotating the non-rotational center shaft to the rotational center, and an inner diameter of the non-rotational center shaft A power transmission device for supplying a working fluid to the polishing head through a supply line, and in the inner space of the rotating body to translate the polishing head revolving on the polishing pad when the rotating body rotates without phase change. Including, 상기 동력전달기재는,The power transmission material, 상기 비회전중심축에 결합되는 고정기어;A fixed gear coupled to the non-rotating center shaft; 상기 비회전중심축과 편심되어 상기 회전체에 회전가능하게 결합되고, 상기 연마헤드가 축결합되는 연마헤드 회전축;A polishing head rotating shaft which is eccentric with the non-rotating center shaft and rotatably coupled to the rotating body, and the polishing head is axially coupled; 상기 연마헤드 회전축에 결합되는 종동기어;A driven gear coupled to the polishing head rotation shaft; 상기 비회전중심축과 편심되어 상기 회전체에 회전가능하게 결합되는 아이들축; 및An idle shaft eccentric with the non-rotating center shaft and rotatably coupled to the rotating body; And 상기 아이들축에 결합되어 상기 고정기어와 상기 종동기어에 상호 치합되는 아이들기어를 포함하는 화학적 기계적 연마장비의 구동장치.And an idler gear that is coupled to the idle shaft and meshes with the fixed gear and the driven gear. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 고정기어와 상기 아이들기어와 상기 종동기어는,The fixed gear, the idle gear and the driven gear, 상기 연마헤드가 위상변화없이 병진운동되도록 상호 일대일로 기어비 조합된 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 연마장비의 구동장치.Driving device of the chemical mechanical polishing equipment, characterized in that the gear ratio combined with each other so that the polishing head is translated without phase change. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 아이들기어는,The children gear, 상기 아이들축의 상단부에 결합되고 상기 고정기어와 치합되는 제1아이들기어; 및A first idle gear coupled to an upper end of the idle shaft and meshed with the fixed gear; And 상기 아이들축의 하단부에 결합되고 상기 종동기어와 치합되는 제2아이들기어를 포함하는 화학적 기계적 연마장비의 구동장치. And a second idler gear coupled to the lower end of the idle shaft and engaged with the driven gear. 삭제delete 삭제delete
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