KR101226951B1

KR101226951B1 - Substrate supporting unit

Info

Publication number: KR101226951B1
Application number: KR1020100101863A
Authority: KR
Inventors: 이택엽
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2013-01-28
Also published as: KR20100129246A

Abstract

본 발명은 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 기판 연마 장치 및 방법을 개시한 것으로서, 기판 지지 유닛이 연마 공정 시에는 기판의 하면을 진공 흡착하고, 후-세정 공정 시에는 기판의 하면 세정을 위해 기판을 상향 이격된 상태로 지지하는 것을 특징으로 가진다.
이러한 특징에 의하면, 기판이 매엽 방식의 기판 지지 유닛에 지지된 상태에서 기판의 상면에 대한 연마 공정과 이에 따르는 기판의 상하면에 대한 후-세정 공정을 순차적으로 진행할 수 있는 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 기판 연마 장치 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention discloses a substrate support unit and a substrate polishing apparatus and method using the same, wherein the substrate support unit vacuum-adsorbs the lower surface of the substrate during the polishing process, and the substrate is cleaned for the lower surface of the substrate during the post-cleaning process. It is characterized by supporting in a spaced apart upward direction.
According to this aspect, a substrate support unit capable of sequentially performing a polishing process on the upper surface of the substrate and a subsequent post-cleaning process on the upper and lower surfaces of the substrate while the substrate is supported by the sheet-type substrate support unit, and using the same A substrate polishing apparatus and method can be provided.

Description

기판 지지 유닛{SUBSTRATE SUPPORTING UNIT}Substrate Support Unit {SUBSTRATE SUPPORTING UNIT}

본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 기판을 매엽 처리 방식으로 지지하는 기판 지지 유닛과 이를 이용하여 기판을 연마 및 세정하는 기판 연마 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and method, and more particularly, to a substrate support unit for supporting a semiconductor substrate in a sheet-fed process and a substrate polishing apparatus for polishing and cleaning the substrate using the same.

일반적으로 반도체 소자의 제조 공정은 박막의 형성 및 적층을 위해 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들을 반복 수행해야만 한다. 웨이퍼 상에 요구되는 소정의 회로 패턴이 형성될 때까지 이들 공정은 반복되며, 회로 패턴이 형성된 후 웨이퍼의 표면에는 많은 굴곡이 생기게 된다. 최근 반도체 소자는 고집적화에 따라 그 구조가 다층화되며, 웨이퍼 표면의 굴곡의 수와 이들 사이의 단차가 증가하고 있다. 웨이퍼 표면의 비평탄화는 사진 공정에서 디포커스(Defocus) 등의 문제를 발생시키므로 웨이퍼의 표면을 평탄화하기 위해 주기적으로 웨이퍼 표면을 연마하여야 한다.In general, a semiconductor device manufacturing process must repeatedly perform a plurality of unit processes such as a deposition process, a photo process, and an etching process to form and stack thin films. These processes are repeated until the desired circuit pattern is formed on the wafer, and after the circuit pattern is formed, a lot of bending occurs on the surface of the wafer. In recent years, as semiconductor devices become highly integrated, their structures are multilayered, and the number of bends on the surface of the wafer and the step between them are increasing. Unplanarization of the wafer surface causes problems such as defocus in the photolithography process, and thus the wafer surface must be polished periodically to planarize the surface of the wafer.

웨이퍼의 표면을 평탄화하기 위해 다양한 표면 평탄화 기술이 있으나 이 중 좁은 영역뿐만 아니라 넓은 영역의 평탄화에 있어서도 우수한 평탄도를 얻을 수 있는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP) 장치가 주로 사용된다. 화학적 기계적 연마 장치는 텅스텐이나 산화물 등이 입혀진 웨이퍼의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마재에 의해 연마시키는 장치로서, 아주 미세한 연마를 가능하게 한다.Various surface planarization techniques are used to planarize the surface of the wafer, but among them, a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus that can obtain excellent flatness not only for narrow areas but also for wide areas is mainly used. The chemical mechanical polishing apparatus is an apparatus for polishing a surface of a wafer coated with tungsten, an oxide, or the like by mechanical friction and polishing with a chemical abrasive, and enables very fine polishing.

본 발명은 기판의 연마 공정과 후세정 공정을 매엽 방식으로 순차적으로 진행할 수 있는 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 기판 연마 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a substrate support unit capable of sequentially performing a substrate polishing process and a post-cleaning process in a single sheet method, and a substrate polishing apparatus and method using the same.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 지지 유닛은 기판을 진공 흡착하는 진공 플레이트; 상기 진공 플레이트에 관통 형성된 홀들에 삽입 설치되며, 기판을 클램핑할 척 부재들; 및 상기 진공 플레이트에 놓인 상기 기판을 상기 진공 플레이트로부터 상향 이격된 상태로 지지하도록 상기 척 부재들을 상하 방향으로 이동시키는 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a substrate support unit according to the present invention includes a vacuum plate for vacuum adsorption of a substrate; Chuck members inserted into the holes formed through the vacuum plate and clamping the substrate; And a driving member for moving the chuck members in a vertical direction to support the substrate placed on the vacuum plate in a state spaced upward from the vacuum plate.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 지지 유닛에 있어서, 상기 구동 부재는 상기 척 부재들에 결합된 상부 자석 부재; 상기 상부 자석 부재의 아래에 마주보도록 배치되며, 상기 상부 자석 부재와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 하부 자석 부재; 및 상기 하부 자석 부재를 상하 방향으로 이동시키는 직선 구동기를 포함할 수 있다.A substrate support unit according to the present invention having the configuration as described above, wherein the drive member comprises: an upper magnet member coupled to the chuck members; A lower magnet member disposed to face below the upper magnet member and having magnetic poles arranged such that magnetic repulsive force acts between the upper magnet member; And it may include a linear driver for moving the lower magnet member in the vertical direction.

상기 척 부재들은 상기 기판의 하면을 지지하는 지지 핀들과 상기 기판의 측면을 지지하는 척킹 핀들을 포함할 수 있다.The chuck members may include support pins that support a bottom surface of the substrate and chucking pins that support a side surface of the substrate.

상기 상부 자석 부재는 상기 지지 핀들에 결합된 제 1 상부 자석 부재와, 상기 척킹 핀들에 결합된 제 2 상부 자석 부재를 포함할 수 있다.The upper magnet member may include a first upper magnet member coupled to the support pins, and a second upper magnet member coupled to the chucking pins.

상기 하부 자석 부재는 상기 제 1 상부 자석 부재의 아래에 배치되며 상기 제 1 상부 자석 부재와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 제 1 하부 자석 부재; 및 상기 제 2 상부 자석 부재의 아래에 배치되며 상기 제 2 상부 자석 부재와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 제 2 하부 자석 부재를 포함하고, 상기 직선 구동기는 상기 제 1 하부 자석 부재를 상하 방향으로 이동시키는 제 1 직선 구동기; 및 상기 제 2 하부 자석 부재를 상하 방향으로 이동시키는 제 2 직선 구동기를 포함할 수 있다.The lower magnet member is disposed below the first upper magnet member and has a magnetic pole arranged with a magnetic repulsive force between the first upper magnet member and the first lower magnet member; And a second lower magnet member disposed below the second upper magnet member and arranged with magnetic poles such that a magnetic repulsive force acts between the second upper magnet member, and the linear driver includes the first lower magnet. A first linear driver for moving the member in the vertical direction; And it may include a second linear driver for moving the second lower magnet member in the vertical direction.

상기 제 1 및 제 2 상부 자석 부재와 상기 제 1 및 제 2 하부 자석 부재는 링 형상으로 제공될 수 있다.The first and second upper magnet members and the first and second lower magnet members may be provided in a ring shape.

상기 진공 플레이트의 상면에는 다수의 진공 흡착 홀들이 형성되고, 상기 진공 플레이트의 내부에는 상기 진공 흡착 홀들을 연결하는 진공 라인이 형성되며, 상기 기판의 진공 흡착을 위해 상기 진공 라인에 음압을 제공하는 흡입 부재; 및 상기 기판이 상기 진공 플레이트로부터 상향 이격된 상태에서 상기 진공 흡착 홀들로의 이물질의 침투를 방지하도록 상기 진공 라인에 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 더 포함할 수 있다.A plurality of vacuum adsorption holes are formed on an upper surface of the vacuum plate, and a vacuum line is formed inside the vacuum plate to connect the vacuum adsorption holes, and suction for providing a negative pressure to the vacuum line for vacuum adsorption of the substrate. absence; And a gas supply member supplying a gas to the vacuum line to prevent infiltration of foreign matter into the vacuum adsorption holes while the substrate is spaced upward from the vacuum plate.

상기 진공 플레이트를 회전시키는 중공 타입의 회전 구동기; 및 상기 회전 구동기의 중공 부분에 삽입 설치되며, 상기 진공 플레이트로부터 상향 이격된 상기 기판의 하면으로 처리액을 분사하는 백 노즐 어셈블리를 더 포함할 수 있다.A hollow rotary drive for rotating the vacuum plate; And a back nozzle assembly inserted into the hollow part of the rotary driver and injecting a treatment liquid into a lower surface of the substrate spaced upwardly from the vacuum plate.

상기 백 노즐 어셈블리가 상기 진공 플레이트의 상면으로 돌출되도록 상기 백 노즐 어셈블리를 상하 방향으로 이동시키는 백 노즐 구동기를 더 포함할 수 있다.The bag nozzle assembly may further include a bag nozzle driver configured to move the bag nozzle assembly in a vertical direction so that the bag nozzle assembly protrudes to an upper surface of the vacuum plate.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 연마 장치는, 기판을 연마하는 장치에 있어서, 처리실; 상기 처리실 내에 설치되며, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판을 연마하는 연마 유닛; 및 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판을 세정하는 세정 유닛을 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은 기판을 진공 흡착하는 진공 플레이트; 상기 진공 플레이트에 관통 형성된 홀들에 삽입 설치되며, 기판을 클램핑할 척 부재들; 및 상기 진공 플레이트에 놓인 상기 기판을 상기 진공 플레이트로부터 상향 이격된 상태로 지지하도록 상기 척 부재들을 상하 방향으로 이동시키는 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the substrate polishing apparatus according to the present invention comprises: a processing chamber; A substrate support unit installed in the processing chamber and supporting a substrate; A polishing unit for polishing the substrate supported by the substrate supporting unit; And a cleaning unit for cleaning the substrate supported by the substrate support unit, wherein the substrate support unit comprises: a vacuum plate for vacuum adsorbing the substrate; Chuck members inserted into the holes formed through the vacuum plate and clamping the substrate; And a driving member for moving the chuck members in a vertical direction to support the substrate placed on the vacuum plate in a state spaced upward from the vacuum plate.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 연마 장치에 있어서, 상기 구동 부재는 상기 척 부재들에 결합된 상부 자석 부재; 상기 상부 자석 부재의 아래에 마주보도록 배치되며, 상기 상부 자석 부재와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 하부 자석 부재; 및 상기 하부 자석 부재를 상하 방향으로 이동시키는 직선 구동기를 포함할 수 있다.A substrate polishing apparatus according to the present invention having the configuration as described above, wherein the drive member comprises: an upper magnet member coupled to the chuck members; A lower magnet member disposed to face below the upper magnet member and having magnetic poles arranged such that magnetic repulsive force acts between the upper magnet member; And it may include a linear driver for moving the lower magnet member in the vertical direction.

상기 세정 유닛은 상기 기판 지지 유닛의 일 측에 설치되며, 상기 기판의 상면으로 처리액을 공급하는 제 1 세정 유닛; 및 상기 진공 플레이트를 회전시키는 중공 타입 회전 구동기의 중공 부분에 삽입 설치되며, 상기 기판의 하면으로 처리액을 공급하는 제 2 세정 유닛을 포함할 수 있다.The cleaning unit is installed on one side of the substrate support unit, the first cleaning unit for supplying a processing liquid to the upper surface of the substrate; And a second cleaning unit inserted into a hollow portion of the hollow type rotary driver for rotating the vacuum plate, and supplying a treatment liquid to a lower surface of the substrate.

상기 제 2 세정 유닛이 상기 진공 플레이트의 상면으로 돌출되도록 상기 제 2 세정 유닛을 상하 방향으로 이동시키는 구동 부재를 더 포함할 수 있다.The second cleaning unit may further include a driving member for moving the second cleaning unit in the vertical direction so as to protrude to the upper surface of the vacuum plate.

상기 기판의 세정 처리시 상기 진공 플레이트에 형성된 진공 흡착 홀들로 상기 처리액이 유입되는 것을 방지하도록 상기 진공 흡착 홀들로 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a gas supply member configured to supply gas to the vacuum adsorption holes to prevent the processing liquid from flowing into the vacuum adsorption holes formed in the vacuum plate during the cleaning process of the substrate.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 연마 방법은, 제 10 항의 장치를 이용하여 기판을 연마하는 방법에 있어서, 상기 진공 플레이트에 상기 기판을 진공 흡착하여 기판의 상면을 연마하고, 상기 척 부재들을 승강시켜 상기 진공 플레이트에 놓인 상기 연마된 기판을 상향 이격된 상태로 지지하고, 상기 연마된 기판으로 세정액을 공급하여 상기 기판을 세정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the substrate polishing method of the present invention, in the method of polishing a substrate using the apparatus of claim 10, the substrate is vacuum-adsorbed to the vacuum plate to polish the upper surface of the substrate, and the chuck Lifting the members to support the polished substrate placed on the vacuum plate to be spaced apart upwards, and supplying a cleaning liquid to the polished substrate to clean the substrate.

상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 의한 기판 연마 방법에 있어서, 상기 척 부재들은 상기 기판의 하면을 지지하는 지지 핀들을 포함하며, 상기 지지 핀들의 승강시에는 상기 기판의 연마 공정시 보다 상기 진공 플레이트를 저속으로 회전시키거나 정지시킬 수 있다.In the substrate polishing method according to the present invention having the characteristics as described above, the chuck members include support pins for supporting a lower surface of the substrate, and when the support pins are raised and lowered, the vacuum is higher than during the polishing process of the substrate. The plate can be rotated at low speed or stopped.

상기 척 부재들은 상기 기판의 측면을 지지하는 척킹 핀들을 더 포함하며, 상기 척킹 핀들을 승강시켜 상기 지지 핀들에 의해 지지된 상기 기판의 측면을 지지하고, 상기 진공 플레이트를 공정 속도로 가속시킬 수 있다.The chuck members may further include chucking pins that support the side surfaces of the substrate, and lift the chucking pins to support the side surfaces of the substrate supported by the support pins and accelerate the vacuum plate at a process speed. .

상기 진공 플레이트로부터 상향 이격된 상기 연마된 기판의 상면과 하면에 상기 세정액을 공급하여 상기 기판의 상면과 하면을 동시에 세정 처리할 수 있다.The cleaning solution may be supplied to the upper and lower surfaces of the polished substrate spaced upward from the vacuum plate to simultaneously clean the upper and lower surfaces of the substrate.

상기 기판의 하면 세정시, 상기 세정액을 분사하는 백 노즐 어셈블리가 상기 진공 플레이트의 상부로 돌출되도록 상기 백 노즐 어셈블리를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.When the bottom surface of the substrate is cleaned, the back nozzle assembly may be moved upward and downward to protrude to the upper portion of the vacuum plate.

상기 기판의 세정 처리시, 상기 진공 플레이트의 진공 흡착 홀들로 상기 세정액이 유입되는 것을 방지하도록 상기 진공 흡착 홀들로 가스를 공급할 수 있다.During the cleaning process of the substrate, gas may be supplied to the vacuum adsorption holes to prevent the cleaning liquid from flowing into the vacuum adsorption holes of the vacuum plate.

본 발명에 의하면, 기판이 매엽 방식의 기판 지지 유닛에 지지된 상태에서 기판의 상면에 대한 연마 공정과 이에 따르는 기판의 상하면에 대한 후세정 공정을 순차적으로 진행할 수 있다.According to the present invention, the polishing process for the upper surface of the substrate and the post-cleaning process for the upper and lower surfaces of the substrate can be sequentially performed in a state where the substrate is supported by the single sheet type substrate supporting unit.

이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 매엽식 기판 연마 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 처리 용기와 기판 지지 유닛의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛을 이용하여 기판을 연마하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛을 이용하여 기판을 세정하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 진공 플레이트를 확대하여 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 연마 유닛의 사시도이다.
도 7은 도 6의 연마 유닛의 측단면도이다.
도 8은 도 7의 연마 헤드를 확대하여 보여주는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 연마 패드를 이용한 연마 공정의 예들을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 1의 패드 컨디셔닝 유닛의 사시도이다.
도 11은 도 10의 패드 컨디셔닝 유닛의 측단면도이다.
도 12는 패드 컨디셔닝 유닛의 동작 상태를 보여주는 단면도이다.
도 13은 패드 컨디셔닝 유닛의 동작 상태를 보여주는 평면도이다.The drawings described below are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.
1 is a perspective view of a sheet type substrate polishing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view of the processing vessel and substrate support unit of FIG. 1. FIG.
3 is a view showing a process of polishing a substrate using a substrate support unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a process of cleaning a substrate using a substrate support unit according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of the vacuum plate of FIG. 3.
6 is a perspective view of the polishing unit of FIG. 1.
7 is a side cross-sectional view of the polishing unit of FIG. 6.
8 is an enlarged view illustrating the polishing head of FIG. 7.
9A and 9B illustrate examples of a polishing process using a polishing pad.
10 is a perspective view of the pad conditioning unit of FIG. 1.
11 is a side cross-sectional view of the pad conditioning unit of FIG. 10.
12 is a cross-sectional view showing an operating state of the pad conditioning unit.
13 is a plan view showing an operating state of the pad conditioning unit.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 기판 연마 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, a substrate support unit according to a preferred embodiment of the present invention, a substrate polishing apparatus and a method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

( 실시 예 )(Example)

도 1은 본 발명에 따른 매엽식 기판 연마 장치(1)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 처리 용기(100)와 기판 지지 유닛(200)의 측단면도이다.1 is a perspective view of a sheet type substrate polishing apparatus 1 according to the present invention, and FIG. 2 is a side cross-sectional view of the processing container 100 and the substrate supporting unit 200 of FIG. 1.

본 발명에 따른 매엽식 기판 연마 장치(1)는 기판(W)의 상면에 대한 연마 공정과 이에 따르는 기판(W)의 상하면에 대한 후-세정 공정을 하나의 처리실(10) 내에서 순차적으로 진행할 수 있다.In the single wafer polishing apparatus 1 according to the present invention, the polishing process for the upper surface of the substrate W and the post-cleaning process for the upper and lower surfaces of the substrate W are sequentially performed in one processing chamber 10. Can be.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 매엽식 기판 연마 장치(1)는 처리 용기(100), 기판 지지 유닛(200), 세정 유닛(310,320,330), 연마 유닛(400), 그리고 패드 컨디셔닝 유닛(500)을 포함한다.1 and 2, the sheet type substrate polishing apparatus 1 according to the present invention includes a processing container 100, a substrate supporting unit 200, a cleaning unit 310, 320, 330, a polishing unit 400, and pad conditioning. Unit 500.

처리 용기(100)는 기판(W)을 처리하기 위한 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 내측에는 기판 지지 유닛(200)이 수용되고, 기판 지지 유닛(200)은 기판(W)의 연마 공정과 후-세정 공정의 진행 중 처리 용기(100) 안으로 반입된 기판(W)을 고정한다.The processing container 100 provides a space for processing the substrate W. The substrate support unit 200 is accommodated inside the processing container 100, and the substrate support unit 200 includes a substrate loaded into the processing container 100 during the polishing process and the post-cleaning process of the substrate W. Secure W).

처리 용기(100)의 일 측에는 기판의 상면을 세정하는 세정 유닛(310, 320)이 구비되고, 기판 지지 유닛(200)에는 기판의 하면을 세정하는 세정 유닛(330)이 구비된다. 세정 유닛(310,320,330)은 연마 유닛(400)에 의해 연마된 기판을 세정 처리한다. 세정 유닛(310)은 기판(W) 상면에 세정액을 공급하는 세정액 공급 부재이고, 세정 유닛(320)은 기판(W) 상면에 공급된 세정액에 초음파를 인가하여 세정 효율을 증대시키기 위한 초음파 세정 부재이며, 세정 유닛(330)은 기판(W) 하면에 세정액을 공급하는 세정액 공급 부재이다.One side of the processing container 100 is provided with cleaning units 310 and 320 for cleaning the upper surface of the substrate, and the substrate support unit 200 is provided with a cleaning unit 330 for cleaning the lower surface of the substrate. The cleaning units 310, 320, and 330 clean the substrate polished by the polishing unit 400. The cleaning unit 310 is a cleaning liquid supply member supplying a cleaning liquid to the upper surface of the substrate W, and the cleaning unit 320 applies ultrasonic waves to the cleaning liquid supplied to the upper surface of the substrate W to increase the cleaning efficiency. The cleaning unit 330 is a cleaning liquid supply member for supplying a cleaning liquid to the lower surface of the substrate W. As illustrated in FIG.

처리 용기(100)의 다른 일 측에는 연마 유닛(400)과 패드 컨디셔닝 유닛(500)이 구비된다. 연마 유닛(400)은 기판(W)의 상면을 화학적 기계적 방법으로 연마하고, 패드 컨디셔닝 유닛(500)은 연마 유닛(400)의 연마 패드(미도시)를 연마하여 연마 패드(미도시)의 표면 조도를 조절한다.
The other side of the processing container 100 is provided with a polishing unit 400 and a pad conditioning unit 500. The polishing unit 400 polishes the upper surface of the substrate W by a chemical mechanical method, and the pad conditioning unit 500 polishes the polishing pad (not shown) of the polishing unit 400 to surface the surface of the polishing pad (not shown). Adjust the illuminance.

처리 용기(100)는 원통 형상을 갖는 제 1, 제 2 및 제 3 회수통(110, 120, 130)을 포함한다. 본 실시 예에 있어서, 처리 용기(100)는 세 개의 회수통(110, 120, 130)을 가지나, 회수통(110, 120, 130)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 제 1 내지 제 3 회수통(110, 120, 130)은 기판(W) 처리 공정의 진행시 기판(W)으로 공급되는 세정액을 회수한다. 기판 처리 장치(1)는 기판(W)을 기판 지지 유닛(200)에 의해 회전시키면서 기판(W)을 세정 처리한다. 이 때문에, 기판(W)으로 공급된 세정액이 비산될 수 있으며, 제 1 내지 제 3 회수통(110, 120, 130)은 기판(W)으로부터 비산된 세정액을 회수한다.The processing container 100 includes the first, second and third recovery containers 110, 120, 130 having a cylindrical shape. In the present embodiment, the processing container 100 has three recovery bins 110, 120, and 130, but the number of recovery bins 110, 120, and 130 may increase or decrease. The first to third recovery containers 110, 120, and 130 recover the cleaning liquid supplied to the substrate W when the substrate W is processed. The substrate processing apparatus 1 cleans the substrate W while rotating the substrate W by the substrate support unit 200. For this reason, the cleaning liquid supplied to the substrate W may be scattered, and the first to third recovery containers 110, 120, and 130 recover the cleaning liquid scattered from the substrate W.

제 1 내지 제 3 회수통(110, 120, 130)은 기판(W)으로부터 비산된 세정액이 유입되는 제 1 내지 제 3 회수 공간(S1, S2, S3)을 형성한다. 제 1 회수 공간(S1)은 제1 회수통(110)에 의해 정의되고, 기판(W)을 1차적으로 처리하는 제 1 세정액을 회수한다. 제 2 회수 공간(S2)은 제 1 회수통(110)과 제 2 회수통(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되고, 기판(W)을 2차적으로 처리하는 제 2 세정액을 회수한다. 제 3 회수 공간(S3)은 제 2 회수통(120)과 제 3 회수통(130) 간의 이격 공간에 의해 정의되고, 기판(W)을 3차적으로 처리하는 제 3 세정액을 회수한다.The first to third recovery containers 110, 120, and 130 form first to third recovery spaces S1, S2, and S3 into which the cleaning liquid scattered from the substrate W flows. The 1st collection space S1 is defined by the 1st collection container 110, and collect | recovers the 1st washing liquid which processes the board | substrate W primarily. The second recovery space S2 is defined by the separation space between the first recovery container 110 and the second recovery container 120, and recovers the second cleaning liquid for secondarily treating the substrate W. The 3rd recovery space S3 is defined by the space | interval space between the 2nd collection container 120 and the 3rd collection container 130, and collect | recovers the 3rd washing | cleaning liquid which processes a board | substrate W in 3rd order.

제 1 회수통(110)은 제 1 회수라인(141)과 연결된다. 제 1 회수 공간(S1)에 유입된 제 1 세정액은 제 1 회수 라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제 2 회수통(120)은 제 2 회수 라인(143)과 연결된다. 제 2 회수 공간(S2)에 유입된 제 2 세정액은 제 2 회수 라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제 3 회수통(130)은 제 3 회수 라인(145)과 연결된다. 제 3 회수 공간(S3)에 유입된 제 3 세정액은 제 3 회수 라인(145)을 통해 외부로 배출된다.The first recovery container 110 is connected to the first recovery line 141. The first cleaning liquid introduced into the first recovery space S1 is discharged to the outside through the first recovery line 141. The second recovery container 120 is connected to the second recovery line 143. The second cleaning liquid introduced into the second recovery space S2 is discharged to the outside through the second recovery line 143. The third recovery container 130 is connected to the third recovery line 145. The third cleaning liquid introduced into the third recovery space S3 is discharged to the outside through the third recovery line 145.

한편, 처리 용기(100)에는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 수직 이동부(150)가 결합될 수 있다. 수직 이동부(150)는 제 3 회수통(130)의 외 측벽에 구비되고, 기판 지지 유닛(200)의 수직 위치가 고정된 상태에서 처리 용기(100)를 상/하로 이동시킨다. 이에 따라, 처리 용기(100)와 기판(W) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 각 회수 공간(S1, S2, S3) 별로 회수되는 세정액의 종류를 다르게 할 수 있다.
Meanwhile, the vertical moving part 150 for changing the vertical position of the processing container 100 may be coupled to the processing container 100. The vertical moving part 150 is provided on the outer sidewall of the third recovery container 130, and moves the processing container 100 up / down in a state where the vertical position of the substrate support unit 200 is fixed. As a result, the relative vertical position between the processing container 100 and the substrate W is changed. Therefore, the processing container 100 can change the kind of washing | cleaning liquid collect | recovered for each collection space S1, S2, S3.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛을 이용하여 기판을 연마하는 공정을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛을 이용하여 기판을 세정하는 공정을 보여주는 도면이다.3 is a view showing a process of polishing a substrate using a substrate support unit according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a process for cleaning a substrate using a substrate support unit according to an embodiment of the present invention Figure showing.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 기판 지지 유닛(200)은 진공 플레이트(210), 회전 축(220), 회전 구동부(230), 그리고 구동 부재(260)를 포함한다. 기판 지지 유닛(200)은 처리 용기(100)의 내측에 설치되며, 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 회전시킬 수 있다.2, 3, and 4, the substrate support unit 200 includes a vacuum plate 210, a rotation shaft 220, a rotation driver 230, and a driving member 260. The substrate support unit 200 may be installed inside the processing container 100, and may support and rotate the substrate W during the process.

진공 플레이트(210)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판의 연마 공정 진행시 기판을 지지한다. 회전 축(220)은 진공 플레이트(210)의 하부에 연결되며, 회전 축(220)은 그 하단에 연결된 회전 구동부(230)에 의해 회전한다. 회전 축(220)은 중공 축으로 마련될 수 있고, 회전 구동부(230)는 중공형의 모터로 마련될 수 있다.As shown in FIG. 3, the vacuum plate 210 supports the substrate during the polishing process of the substrate. The rotary shaft 220 is connected to the lower portion of the vacuum plate 210, the rotary shaft 220 is rotated by the rotary drive unit 230 connected to the lower end. The rotation shaft 220 may be provided as a hollow shaft, and the rotation driver 230 may be provided as a hollow motor.

도 5에 도시된 바와 같이, 진공 플레이트(210)의 상면에는 다수의 진공 흡착 홀들(211)이 형성되고, 진공 플레이트(210)의 내부에는 진공 흡착 홀들(211)을 연결하는 진공 라인(212)이 형성된다. 진공 라인(212)에는 흡입 부재(240)와 가스 공급 부재(250)가 연결될 수 있다. 흡입 부재(240)는 기판의 진공 흡착을 위해 진공 라인(212)에 음압을 제공한다. 가스 공급 부재(250)는 세정 공정의 진행을 위해 기판이 진공 플레이트(210)로부터 상향 이격된 상태에서, 진공 흡착 홀들(211)로 세정액이 유입되는 것을 방지하기 위해 진공 라인(212)에 가스를 공급한다. 가스로는 질소 가스와 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다.As shown in FIG. 5, a plurality of vacuum suction holes 211 are formed on an upper surface of the vacuum plate 210, and a vacuum line 212 connecting the vacuum suction holes 211 to the inside of the vacuum plate 210. Is formed. The suction member 240 and the gas supply member 250 may be connected to the vacuum line 212. Suction member 240 provides negative pressure to vacuum line 212 for vacuum adsorption of the substrate. The gas supply member 250 supplies gas to the vacuum line 212 to prevent the cleaning liquid from flowing into the vacuum adsorption holes 211 while the substrate is spaced upward from the vacuum plate 210 to proceed with the cleaning process. Supply. As the gas, an inert gas such as nitrogen gas may be used.

진공 플레이트(210)의 가장자리 영역에는 다수의 홀들(213,214)이 관통 형성된다. 홀들(213,214)에는 기판(W)을 클램핑(Clamping)하는 척 부재들(215,216)이 삽입된다. 척 부재들(215,216)은 지지 핀들(215)과 척킹 핀들(216)을 포함한다. 지지 핀들(215)은 일정 배열로 배치되며, 기판의 하면을 지지한다. 척킹 핀들(216)은 지지 핀들(216)의 외 측에 배치되며, 기판의 측면을 지지한다.
A plurality of holes 213 and 214 are formed through the edge region of the vacuum plate 210. The chuck members 215 and 216 for clamping the substrate W are inserted into the holes 213 and 214. The chuck members 215 and 216 include support pins 215 and chucking pins 216. The support pins 215 are arranged in a predetermined arrangement and support the bottom surface of the substrate. The chucking pins 216 are disposed outside the support pins 216 and support the side of the substrate.

구동 부재(260)는 척 부재들(215,216)을 상하 방향으로 이동시켜, 진공 플레이트(210)에 놓인 기판이 진공 플레이트(210)로부터 상향 이격된 상태로 지지되도록 한다.The driving member 260 moves the chuck members 215 and 216 in the vertical direction so that the substrate placed on the vacuum plate 210 is supported to be spaced upward from the vacuum plate 210.

구동 부재(260)는 상부 자석 부재(262a,262b), 하부 자석 부재(264a,264b), 그리고 직선 구동기(266a,266b)를 포함한다. 상부 자석 부재(262a,262b)는 지지 핀들(215)에 결합되는 제 1 상부 자석 부재(262a)와, 척킹 핀들(216)에 결합되는 제 2 상부 자석 부재(262b)를 갖는다. 하부 자석 부재(264a,264b)는 제 1 상부 자석 부재(262a)의 아래에 배치되는 제 1 하부 자석 부재(264a)와, 제 2 상부 자석 부재(262b)의 아래에 배치되는 제 2 하부 자석 부재(264b)를 갖는다. 제 1 상부 자석 부재(262a)와 제 1 하부 자석 부재(264a)는 상호 간에 자기적 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 자석(263a,265a)을 가지며, 제 2 상부 자석 부재(262b)와 제 2 하부 자석 부재(264b)는 상호 간에 자기적 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 자석(263b,265b)을 갖는다. 제 1 및 제 2 상부 자석 부재(262a,262b)와 제 1 및 제 2 하부 자석 부재(264a,264b)는 회전 축(220)을 감싸는 링 형상으로 제공될 수 있다.The drive member 260 includes upper magnet members 262a and 262b, lower magnet members 264a and 264b, and linear drivers 266a and 266b. The upper magnet members 262a and 262b have a first upper magnet member 262a coupled to the support pins 215 and a second upper magnet member 262b coupled to the chucking pins 216. The lower magnet members 264a and 264b include the first lower magnet member 264a disposed below the first upper magnet member 262a and the second lower magnet member disposed below the second upper magnet member 262b. 264b. The first upper magnet member 262a and the first lower magnet member 264a have magnets 263a and 265a with magnetic poles arranged such that magnetic repulsive force acts on each other, and the second upper magnet member 262b and the second magnet are arranged. The lower magnet member 264b has magnets 263b and 265b with magnetic poles arranged such that magnetic repulsive forces act on each other. The first and second upper magnet members 262a and 262b and the first and second lower magnet members 264a and 264b may be provided in a ring shape surrounding the rotation shaft 220.

직선 구동기(266a,266b)는 제 1 하부 자석 부재(264a)를 상하 방향으로 이동시키는 제 1 직선 구동기(266a)와, 제 2 하부 자석 부재(264b)를 상하 방향으로 이동시키는 제 2 직선 구동기(266b)를 포함한다.
The linear drivers 266a and 266b include a first linear driver 266a for moving the first lower magnet member 264a in the vertical direction and a second linear driver for moving the second lower magnet member 264b in the vertical direction ( 266b).

진공 플레이트(210), 회전 축(220) 및 회전 구동부(230)의 중공 영역에는 세정 유닛(330)이 삽입 설치된다. 세정 유닛(330)은 진공 플레이트(210)로부터 상향 이격된 기판(W)의 하면에 세정액을 공급하는 세정액 공급 부재이다. 세정 유닛(330)은 청구항에 따라서는 백 노즐 어셈블리라 한다. The cleaning unit 330 is inserted into the hollow region of the vacuum plate 210, the rotation shaft 220, and the rotation driver 230. The cleaning unit 330 is a cleaning liquid supply member that supplies a cleaning liquid to the lower surface of the substrate W spaced upward from the vacuum plate 210. The cleaning unit 330 is called a bag nozzle assembly according to the claims.

세정 유닛(330)은 백 노즐 구동기(332)에 의해 상하 방향으로 직선 이동할 수 있다. 세정 유닛(330)은 기판 하면의 세정시에는, 백 노즐 구동기(332)에 의해 상측으로 이동하여 진공 플레이트(210)의 상면으로 돌출될 수 있으며, 기판 상면의 연마시에는, 백 노즐 구동기(332)에 의해 하측으로 이동하여 진공 플레이트(210) 내로 후퇴할 수 있다.
The cleaning unit 330 may linearly move in the vertical direction by the bag nozzle driver 332. The cleaning unit 330 may move upward by the back nozzle driver 332 to protrude to the upper surface of the vacuum plate 210 when the substrate is cleaned, and the back nozzle driver 332 may be polished to the upper surface of the substrate. Move downward to retract into the vacuum plate 210.

구동 부재(260)는 도 3에 도시된 바와 같이 기판의 연마 공정 시에는 척 부재(215,216)를 하강시켜 진공 플레이트(210)가 기판을 지지하도록 하고, 도 4에 도시된 바와 같이 기판의 후-세정 공정 시에는 척 부재(215,216)를 승강시켜 기판을 상향 이격시킨 상태로 지지한다.The driving member 260 lowers the chuck members 215 and 216 during the polishing process of the substrate as shown in FIG. 3 so that the vacuum plate 210 supports the substrate, and as shown in FIG. During the cleaning process, the chuck members 215 and 216 are lifted and supported in a state where the substrate is spaced upward.

이송 로봇(미도시)에 의해 진공 플레이트(210)의 상부 영역으로 기판이 로딩되면, 제 1 직선 구동기(266a)는 제 1 하부 자석 부재(264a)을 승강시킨다. 제 1 하부 자석 부재(264a)는 자기적 반발력이 작용하는 제 1 상부 자석 부재(262a)를 승강시키고, 이에 의해 지지 핀들(215)이 승강하여 로딩된 기판을 인계한다. 지지 핀들(215)에 기판이 인계되면, 제 1 직선 구동기(266a)는 제 1 하부 자석 부재(264a)을 하강시키고, 이에 따라 제 1 상부 자석 부재(262a)와, 지지 핀들(215)이 하강하여 기판이 진공 플레이트(210)상에 놓인다.When the substrate is loaded into the upper region of the vacuum plate 210 by a transfer robot (not shown), the first linear driver 266a elevates the first lower magnet member 264a. The first lower magnet member 264a raises and lowers the first upper magnet member 262a to which the magnetic repulsive force acts, thereby lifting and supporting the loaded substrate by the support pins 215. When the substrate is turned over to the support pins 215, the first linear driver 266a lowers the first lower magnet member 264a, thereby lowering the first upper magnet member 262a and the support pins 215. The substrate is then placed on the vacuum plate 210.

기판이 진공 플레이트(210)상에 놓이면, 흡입 부재(240)는 진공 라인(212)에 음압을 작용시켜, 진공 흡착 홀들(211)을 통해 기판과 진공 플레이트(210) 사이의 공기를 흡입한다. 이러한 작용에 의해 기판이 진공 플레이트(210)에 진공 흡착된다. 이후 후술할 연마 헤드(420)를 기판의 상부로 이동시키고, 연마 헤드(420)에 장착된 연마 패드(423)를 이용하여 기판의 연마 공정을 진행한다.When the substrate is placed on the vacuum plate 210, the suction member 240 applies a negative pressure to the vacuum line 212 to suck air between the substrate and the vacuum plate 210 through the vacuum suction holes 211. By this action, the substrate is vacuum-adsorbed to the vacuum plate 210. Thereafter, the polishing head 420 to be described later is moved to the upper portion of the substrate, and the polishing process of the substrate is performed using the polishing pad 423 mounted on the polishing head 420.

연마 공정이 완료된 후, 기판의 상하면에 대해 후-세정 공정이 진행된다. 제 1 직선 구동기(266a)는 제 1 하부 자석 부재(264a)을 승강시킨다. 제 1 하부 자석 부재(264a)는 자기적 반발력이 작용하는 제 1 상부 자석 부재(262a)를 승강시키고, 이에 의해 지지 핀들(215)이 승강하여 기판을 진공 플레이트(210)로부터 상향 이격시킨다. 이때, 진공 플레이트(210)는 기판의 연마 공정시 보다 저속으로 회전되거나 정지될 수 있다.After the polishing process is completed, the post-cleaning process is performed on the upper and lower surfaces of the substrate. The first linear driver 266a raises and lowers the first lower magnet member 264a. The first lower magnet member 264a raises and lowers the first upper magnet member 262a to which magnetic repulsive force acts, thereby lifting and lowering the support pins 215 to space the substrate upward from the vacuum plate 210. At this time, the vacuum plate 210 may be rotated or stopped at a slower speed than the polishing process of the substrate.

이후, 제 2 직선 구동기(266b)는 제 2 하부 자석 부재(264b)을 승강시킨다. 제 2 하부 자석 부재(264b)는 자기적 반발력이 작용하는 제 2 상부 자석 부재(262b)를 승강시키고, 이에 의해 척킹 핀들(216)이 승강하여 기판의 측면을 지지한다. 기판의 측면이 척킹 핀들(216)에 의해 지지되면, 진공 플레이트(210)는 세정 공정을 위한 공정 속도로 가속될 수 있다.Thereafter, the second linear driver 266b elevates the second lower magnet member 264b. The second lower magnet member 264b raises and lowers the second upper magnet member 262b on which magnetic repulsive force acts, thereby lifting the chucking pins 216 to support the side of the substrate. If the side of the substrate is supported by the chucking pins 216, the vacuum plate 210 may be accelerated at a process speed for the cleaning process.

이 상태에서 세정 유닛(310)이 기판(W)의 상면에 세정액을 공급하고, 세정 유닛(320)이 기판(W)의 상면에 공급된 세정액에 초음파를 인가하여 기판의 상면을 세정한다. 또한, 이와 동시에 세정 유닛(330)이 기판의 하면에 세정액을 공급하여 기판의 하면을 세정한다. 기판의 세정 처리시, 가스 공급 부재(250)는 진공 플레이트(210)의 진공 흡착 홀들(211)로 세정액이 유입되는 것을 방지하도록 진공 흡착 홀들(211)로 가스를 공급할 수 있다. 그리고, 기판의 하면 세정시, 세정 유닛(330, 백 노즐 어셈블리라도고 함.)은 진공 플레이트(210)의 상부로 돌출되도록 이동된 상태에서 세정액을 분사할 수 있다.
In this state, the cleaning unit 310 supplies the cleaning liquid to the upper surface of the substrate W, and the cleaning unit 320 applies ultrasonic waves to the cleaning liquid supplied to the upper surface of the substrate W to clean the upper surface of the substrate. At the same time, the cleaning unit 330 supplies the cleaning liquid to the lower surface of the substrate to clean the lower surface of the substrate. In the cleaning process of the substrate, the gas supply member 250 may supply gas to the vacuum adsorption holes 211 to prevent the cleaning liquid from flowing into the vacuum adsorption holes 211 of the vacuum plate 210. In addition, during cleaning of the lower surface of the substrate, the cleaning unit 330 (also referred to as a back nozzle assembly) may spray the cleaning liquid while being moved to protrude upward from the vacuum plate 210.

다음으로, 상기와 같은 구성을 가지는 기판 지지 유닛(200)에 고정된 기판을 연마하는 연마 유닛(400)에 대해 설명한다.Next, the polishing unit 400 for polishing the substrate fixed to the substrate supporting unit 200 having the above configuration will be described.

도 6은 도 1의 연마 유닛의 사시도이고, 도 7은 도 6의 연마 유닛의 측단면도이며, 도 8은 도 7의 연마 헤드를 확대하여 보여주는 도면이다.6 is a perspective view of the polishing unit of FIG. 1, FIG. 7 is a side cross-sectional view of the polishing unit of FIG. 6, and FIG. 8 is an enlarged view of the polishing head of FIG. 7.

연마 유닛(400)은 화학적 기계적 방법으로 기판 표면을 평탄화하는 연마 공정을 진행한다. 도 6 내지 도 8을 참조하면, 연마 유닛(400)은 연마 헤드(420)와, 연마 헤드(420)를 동작 모드에 따라 구동시키기 위한 제 1 , 제 2 및 제 3 구동 부재(440,460,480)를 포함한다. 연마 헤드(420)에는 기판을 연마하는 연마 패드(423)가 장착된다. 제 1 구동 부재(440)는 연마 공정의 진행시 연마 패드(423)를 자기 중심 축을 기준으로 회전시킨다. 제 2 구동 부재(460)는 연마 헤드(420)를 스윙 동작시키기 위해 연마 헤드(420)를 수평면상에서 이동시킨다. 제 3 구동 부재(480)는 연마 헤드(420)를 상하 방향으로 이동시킨다.The polishing unit 400 performs a polishing process of planarizing the substrate surface by a chemical mechanical method. 6 to 8, the polishing unit 400 includes a polishing head 420 and first, second and third driving members 440, 460, and 480 for driving the polishing head 420 according to an operation mode. do. The polishing head 420 is equipped with a polishing pad 423 for polishing a substrate. The first driving member 440 rotates the polishing pad 423 about the magnetic center axis during the polishing process. The second drive member 460 moves the polishing head 420 on a horizontal plane to swing the polishing head 420. The third driving member 480 moves the polishing head 420 in the vertical direction.

연마 헤드(420)는 하부가 개방된 원통 형상의 하우징(421)을 가진다. 하우징(421)의 개방된 하부에는 판 형상의 연마 패드 홀더(422)가 설치되며, 연마 패드 홀더(422)의 하면에는 연마 패드(423)가 결합된다. 연마 패드(423)는 금속 재질의 플레이트(424)의 일면에 부착될 수 있으며, 연마 패드 홀더(422)에는 금속 플레이트(424)의 다른 일 면이 연마 패드 홀더(422)에 탈착 가능하게 결합되도록 금속 플레이트(424)에 자력을 작용시키는 자석 부재(422a)가 내장될 수 있다.The polishing head 420 has a cylindrical housing 421 with an open bottom. A plate-shaped polishing pad holder 422 is installed at an open lower portion of the housing 421, and a polishing pad 423 is coupled to a lower surface of the polishing pad holder 422. The polishing pad 423 may be attached to one surface of the metal plate 424, and the other surface of the metal plate 424 may be detachably coupled to the polishing pad holder 422 to the polishing pad holder 422. A magnet member 422a for applying magnetic force to the metal plate 424 may be embedded.

연마 패드 홀더(422)의 상부 면에는 벨로우즈(425)가 설치되고, 벨로우즈(425)는 공압 부재(426)에 의해 작용되는 공기 압력에 의해 상하 방향으로 신축될 수 있다. 벨로우즈(425)는 연마 공정의 진행시 연마 패드(423)가 기판(W)에 밀착되도록 신장될 수 있으며, 연마 패드(423)가 기판(W)에 밀착된 상태에서 연마 공정이 진행되면 연마 공정이 균일하게 그리고 보다 효율적으로 진행될 수 있다.A bellows 425 is installed on the upper surface of the polishing pad holder 422, and the bellows 425 may be stretched in the vertical direction by the air pressure applied by the pneumatic member 426. The bellows 425 may be extended so that the polishing pad 423 adheres to the substrate W during the polishing process. When the polishing process is performed while the polishing pad 423 adheres to the substrate W, the polishing process may be performed. This can be done uniformly and more efficiently.

공압 부재(426)는 벨로우즈(425)의 상부에 연결되며, 속이 빈 중공 축 형상의 축 부재로 구비될 수 있다. 공압 부재(426)는 길이 방향이 연직 방향을 향하도록 제공될 수 있으며, 베어링(427a,427b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 공압 부재(426)에는 공기를 공급하는 에어 라인(미도시)이 연결되고, 에어 라인(미도시) 상에는 에어 라인(미도시)을 개폐하는 밸브(미도시)와, 공기의 공급 유량을 조절하는 유량계(미도시)가 설치될 수 있으며, 이들의 구성은 관련 기술 분야의 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The pneumatic member 426 is connected to the upper portion of the bellows 425, it may be provided as a hollow hollow shaft-shaped shaft member. The pneumatic member 426 may be provided so that the longitudinal direction thereof faces the vertical direction, and is rotatably supported by the bearings 427a and 427b. An air line (not shown) for supplying air is connected to the pneumatic member 426, a valve (not shown) for opening and closing an air line (not shown) on the air line (not shown), and a supply flow rate for adjusting the air supply. Flow meters (not shown) may be installed, and their configurations are obvious to those skilled in the art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

제 1 구동 부재(440)는 연마 공정의 진행시 연마 패드(423)를 자기 중심 축을 기준으로 회전시킨다. 제 1 구동 부재(440)는 회전력을 제공하는 제 1 구동 모터(441)와, 제 1 구동 모터(441)의 회전력을 연마 패드(423)로 전달하는 제 1 벨트-풀리 어셈블리(443)를 포함한다. 제 1 벨트-풀리 어셈블리(443)는 제 1 구동 풀리(443-1), 제 1 종동 풀리(443-2) 및 제 1 벨트(443-3)의 조합으로 이루어질 수 있다. 제 1 구동 풀리(443-1)는 제 1 구동 모터(411)의 회전 축(411a)에 설치된다. 제 1 종동 풀리(443-2)는 중공 축 형상의 공압 부재(426)의 외 측면에 설치된다. 제 1 벨트(443-3)는 제 1 구동 풀리(443-1)와 제 1 종동 풀리(443-2)에 감긴다. 여기서, 제 1 구동 풀리(443-1)가 설치된 제 1 구동 모터(441)는 후술할 제 2 구동 부재(460)의 스윙 암(461)의 일단 내부에 설치되고, 제 1 벨트(443-3)는 스윙 암(461)의 길이 방향을 따라 스윙 암(461)의 내부를 통해 제 1 구동 풀리(443-1)와 제 1 종동 풀리(443-2)에 감길 수 있다.The first driving member 440 rotates the polishing pad 423 about the magnetic center axis during the polishing process. The first drive member 440 includes a first drive motor 441 to provide rotational force and a first belt-pull assembly 443 to transmit rotational force of the first drive motor 441 to the polishing pad 423. do. The first belt-pull assembly 443 may be a combination of the first drive pulley 443-1, the first driven pulley 443-2, and the first belt 443-3. The first drive pulley 443-1 is provided on the rotation shaft 411a of the first drive motor 411. The first driven pulley 443-2 is provided on an outer side surface of the pneumatic member 426 having a hollow shaft shape. The first belt 443-3 is wound around the first drive pulley 443-1 and the first driven pulley 443-2. Here, the first drive motor 441 provided with the first drive pulley 443-1 is installed inside one end of the swing arm 461 of the second drive member 460, which will be described later, and the first belt 443-3. ) May be wound around the first drive pulley 443-1 and the first driven pulley 443-2 through the inside of the swing arm 461 along the length direction of the swing arm 461.

제 1 구동 모터(441)의 회전력은 벨트-풀리 어셈블리(443)에 의해 공압 부재(426)로 전달되고, 공압 부재(426)가 회전함에 따라 공압 부재(426)의 아래에 순차적으로 결합되어 있는 벨로우즈(425), 연마 패드 홀더(422) 및 연마 패드(423)가 회전된다. 이때, 제 1 구동 부재(440)의 제 1 구동 모터(441)는 선택적으로 시계 방향의 회전력 또는 반시계 방향의 회전력을 제공할 수 있으며, 이에 따라 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 연마 패드(423)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이와 같이 연마 패드(423)의 회전 방향을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 가변시킬 수 있게 됨으로써, 연마 패드(423)를 기판(W)의 회전 방향과 동일한 방향 또는 기판(W)의 회전 방향에 반대 방향으로 회전시키면서 선택적으로 연마 공정을 진행할 수 있다.
The rotational force of the first drive motor 441 is transmitted to the pneumatic member 426 by the belt-pull assembly 443, which is sequentially coupled below the pneumatic member 426 as the pneumatic member 426 rotates. Bellows 425, polishing pad holder 422 and polishing pad 423 are rotated. In this case, the first driving motor 441 of the first driving member 440 may selectively provide a clockwise rotational force or a counterclockwise rotational force, and thus, as illustrated in FIGS. 9A and 9B, the polishing pad may be used. 423 may rotate clockwise or counterclockwise. As such, the rotational direction of the polishing pad 423 can be changed in a clockwise or counterclockwise direction, thereby making the polishing pad 423 the same direction as the rotational direction of the substrate W or opposite to the rotational direction of the substrate W. FIG. The polishing process can be carried out selectively while rotating in the direction.

제 2 구동 부재(460)는 연마 헤드(420)를 기판상에서 스윙 동작시키기 위해 연마 헤드(420)를 수평면상에서 이동시킨다. 제 2 구동 부재(460)는 스윙 암(461), 수직 암(462), 제 2 구동 모터(463), 그리고 제 2 벨트-풀리 어셈블리(464)를 포함한다. 스윙 암(461)은 연마 헤드(420)의 하우징(421) 일 측에 수평 방향으로 결합되고, 수직 암(462)은 스윙 암(461)의 타단에 수직하게 아래 방향으로 결합된다. 제 2 구동 모터(463)는 제 2 벨트-풀리 어셈블리(464)를 통해 수직 암(462)에 회전력을 제공한다. 제 2 벨트-풀리 어셈블리(464)는 제 2 구동 풀리(464-1), 제 2 종동 풀리(464-2) 및 제 2 벨트(464-3)의 조합으로 이루어질 수 있다. 제 1 구동 풀리(464-1)는 제 2 구동 모터(463)의 회전 축에 설치된다. 제 2 종동 풀리(464-2)는 수직 암(462)의 외 측면에 설치된다. 제 2 벨트(464-3)는 제 2 구동 풀리(464-1)와 제 2 종동 풀리(464-2)에 감긴다.The second drive member 460 moves the polishing head 420 on the horizontal plane to swing the polishing head 420 on the substrate. The second drive member 460 includes a swing arm 461, a vertical arm 462, a second drive motor 463, and a second belt-pull assembly 464. The swing arm 461 is coupled in a horizontal direction to one side of the housing 421 of the polishing head 420, and the vertical arm 462 is coupled downward in a vertical direction to the other end of the swing arm 461. The second drive motor 463 provides rotational force to the vertical arm 462 through the second belt-pull assembly 464. The second belt-pull assembly 464 may be a combination of a second drive pulley 464-1, a second driven pulley 464-2, and a second belt 464-3. The first drive pulley 464-1 is installed on the rotation shaft of the second drive motor 463. The second driven pulley 464-2 is installed on the outer side of the vertical arm 462. The second belt 464-3 is wound around the second drive pulley 464-1 and the second driven pulley 464-2.

제 2 구동 모터(463)의 회전력은 제 2 벨트-풀리 어셈블리(464)에 의해 수직 암(462)으로 전달되고, 수직 암(462)이 자기 중심축을 기준으로 회전함에 따라 스윙 암(461)이 수직 암(462)을 중심으로 스윙 동작한다. 이에 따라 연마 패드(423)가 장착된 연마 헤드(420)가 원형의 곡선 궤적을 따라 이동한다.
The rotational force of the second drive motor 463 is transmitted to the vertical arm 462 by the second belt-pull assembly 464, and the swing arm 461 rotates as the vertical arm 462 rotates about its own center axis. Swing around the vertical arm (462). Accordingly, the polishing head 420 on which the polishing pad 423 is mounted moves along the circular curve trajectory.

제 3 구동 부재(480)는 연마 헤드(420)를 상하 방향으로 이동시킨다. 제 3 구동 부재(480)는 지지 블록(482), 가이드 부재(484), 그리고 직선 구동기(486)를 포함한다. 지지 블록(482)은 수직 암(462)을 지지하며, 수직 암(462)은 베어링(482a,482b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 직선 구동기(486)는 지지 블록(482)을 상하 방향으로 직선 이동시키기 위한 구동력을 제공하며, 직선 구동기(486)로는 실린더 부재 또는 리니어 모터와 같은 직선 구동 부재가 사용될 수 있다. 가이드 부재(484)는 지지 블록(482)의 직선 이동을 안내한다.The third driving member 480 moves the polishing head 420 in the vertical direction. The third drive member 480 includes a support block 482, a guide member 484, and a linear driver 486. The support block 482 supports the vertical arm 462, which is rotatably supported by the bearings 482a and 482b. The linear driver 486 provides a driving force for linearly moving the support block 482 in the vertical direction. The linear driver 486 may be a linear driving member such as a cylinder member or a linear motor. Guide member 484 guides the linear movement of support block 482.

직선 구동기(486)의 직선 구동력은 지지 블록(482)에 전달되고, 지지 블록(482)에 지지된 수직 암(462)이 지지 블록(482)과 함께 상하 방향으로 이동함에 따라 연마 패드(423)가 장착된 연마 헤드(420)가 상하 방향으로 이동한다.
The linear driving force of the linear driver 486 is transmitted to the support block 482 and the polishing pad 423 as the vertical arm 462 supported by the support block 482 moves in the up and down direction together with the support block 482. Mounted polishing head 420 moves in the vertical direction.

연마 패드(423)를 이용하여 기판의 연마 공정을 반복적으로 진행하는 경우, 주기적으로 연마 패드(423)의 표면을 연마하여 연마 패드(423)의 표면 조도를 조절하여야 한다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리실(10) 내의 연마 유닛(400)에 인접한 위치에 패드 컨디셔닝 유닛(500)이 구비된다.When the polishing process of the substrate is repeatedly performed using the polishing pad 423, the surface roughness of the polishing pad 423 should be adjusted by periodically polishing the surface of the polishing pad 423. To this end, as shown in FIG. 1, the pad conditioning unit 500 is provided at a position adjacent to the polishing unit 400 in the processing chamber 10.

도 10은 도 1의 패드 컨디셔닝 유닛의 사시도이고, 도 11은 도 10의 패드 컨디셔닝 유닛의 측단면도이다. 그리고 도 12 및 13은 패드 컨디셔닝 유닛의 동작 상태를 보여주는 도면들이다.10 is a perspective view of the pad conditioning unit of FIG. 1, and FIG. 11 is a side cross-sectional view of the pad conditioning unit of FIG. 10. 12 and 13 are views illustrating an operating state of the pad conditioning unit.

도 10 내지 도 13을 참조하면, 패드 컨디셔닝 유닛(500)은 연마 패드(423)가 장착된 연마 헤드(420)의 단부가 수용되는 상부가 개방된 통 형상의 처리조(510)를 가진다. 처리조(510)는 바닥 벽(512)과, 바닥 벽(512)의 가장자리로부터 상측으로 연장된 측벽(514)을 가지며, 바닥 벽(512)의 하부에는 지지 프레임(516)이 제공된다. 처리조(510)의 바닥 벽(512)은 제 1 높이에 위치한 제 1 바닥 벽(512a)과, 제 1 바닥 벽(512a)보다 낮은 제 2 높이로 단차진 제 2 바닥 벽(512b)으로 이루어질 수 있다.10 to 13, the pad conditioning unit 500 has a tubular treatment tank 510 having an open top at which an end portion of the polishing head 420 on which the polishing pad 423 is mounted is accommodated. The treatment tank 510 has a bottom wall 512 and a side wall 514 extending upward from an edge of the bottom wall 512, and a support frame 516 is provided below the bottom wall 512. The bottom wall 512 of the treatment tank 510 consists of a first bottom wall 512a located at a first height and a second bottom wall 512b stepped to a second height lower than the first bottom wall 512a. Can be.

처리조(510)의 제 1 바닥 벽(512a)에는 다이아몬드 컨디셔너(520)가 설치된다. 다이아몬드 컨디셔너(520)는 연마 패드(423)와 접촉하여 연마 패드(423)의 표면을 연마하기 위한 것으로, 환형 또는 원형의 다이아몬드 컨디셔너(520)가 제공될 수 있다. 그리고, 다이아몬드 컨디셔너(520)는 처리조(510)의 제 1 바닥 벽(512a)에 대응하는 크기를 가질 수 있으며, 또한 처리조(510)의 제 1 바닥 벽(512a)의 크기보다 작은 크기로 복수 개가 제공될 수도 있다.The diamond conditioner 520 is installed on the first bottom wall 512a of the treatment tank 510. The diamond conditioner 520 is for polishing the surface of the polishing pad 423 in contact with the polishing pad 423, and an annular or circular diamond conditioner 520 may be provided. The diamond conditioner 520 may have a size corresponding to the first bottom wall 512a of the treatment tank 510, and may be smaller than the size of the first bottom wall 512a of the treatment tank 510. Plural pieces may be provided.

그리고, 처리조(510)에는 연마 패드(423)의 연마 진행 중 생성된 이물질을 제거하기 위해 처리조(510)의 제 1 바닥벽(512a)으로 탈이온수를 공급하기 위한 탈이온수 공급 부재(530,540)가 설치된다. 제 1 탈이온수 공급 부재(530)는 제 1 바닥 벽(512a)을 통해 처리조(510) 내로 탈이온수를 공급하도록 제 1 바닥 벽(512a)에 연결되며, 제 2 탈이온수 공급 부재(540)는 제 1 바닥 벽(512a)의 상측에서 제 1 바닥 벽(512a)을 향해 탈이온수를 공급하도록 처리조(510)의 일 측에 설치된다. 제 1 및 제 2 탈이온수 공급 부재(530,540)로부터 처리조(510)로 공급된 탈이온수는 제 1 바닥 벽(512a)을 타고 흐르면서 이물질을 제거하고, 이후 제 1 바닥 벽(512a) 보다 낮은 높이로 단차진 제 2 바닥 벽(512b)으로 이물질이 혼입된 탈이온수가 유입된다. 제 2 바닥 벽(512b)으로 유입된 탈이온수는 제 2 바닥 벽(512b)에 연결된 배수 부재(550)를 통해 외부로 배출된다.
In addition, deionized water supply members 530 and 540 are supplied to the treatment tank 510 to supply deionized water to the first bottom wall 512a of the treatment tank 510 in order to remove foreign substances generated during polishing of the polishing pad 423. ) Is installed. The first deionized water supply member 530 is connected to the first bottom wall 512a to supply deionized water through the first bottom wall 512a into the treatment tank 510, and the second deionized water supply member 540. Is installed at one side of the treatment tank 510 to supply deionized water from the upper side of the first bottom wall 512a toward the first bottom wall 512a. The deionized water supplied to the treatment tank 510 from the first and second deionized water supply members 530 and 540 flows through the first bottom wall 512a to remove foreign substances, and then has a lower height than the first bottom wall 512a. The deionized water into which the foreign matter is mixed is introduced into the stepped second bottom wall 512b. Deionized water introduced into the second bottom wall 512b is discharged to the outside through the drain member 550 connected to the second bottom wall 512b.

연마 패드(423)의 연마 공정은, 도 12에 도시된 바와 같이, 연마 헤드(420)가 처리조(510)에 수용된 상태에서 진행된다. 이때, 제 3 구동 부재(도 6의 도면 참조 번호 480)는 처리조(510)에 수용된 연마 헤드(420)를 상하 방향으로 이동시켜 연마 패드(423)를 다이아몬드 컨디셔너(520)에 접촉시킨다. 이 상태에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 구동 부재(도 6의 도면 참조 번호 440)는 연마 패드(423)를 회전시키고, 제 2 구동 부재(도 6의 도면 참조 번호 460)는 연마 헤드(420)를 수평면상에서 이동시켜 다이아몬드 컨디셔너(520) 상에서 연마 패드(423)를 스캐닝시킨다. 이때, 제 1 및 제 2 탈이온수 공급 부재(530,540)는 처리조(510) 내로 탈이온수를 공급하고, 탈이온수는 연마 패드(423)의 연마 중 발생하는 이물질을 제거한 후 배수 부재(550)를 통해 외부로 배출된다.
The polishing process of the polishing pad 423 proceeds with the polishing head 420 accommodated in the treatment tank 510, as shown in FIG. At this time, the third driving member (reference numeral 480 of FIG. 6) moves the polishing head 420 accommodated in the processing tank 510 in the vertical direction to contact the polishing pad 423 with the diamond conditioner 520. In this state, as shown in FIG. 13, the first drive member (reference numeral 440 in FIG. 6) rotates the polishing pad 423, and the second drive member (reference numeral 460 in FIG. 6) is polished. The head 420 is moved on a horizontal plane to scan the polishing pad 423 on the diamond conditioner 520. In this case, the first and second deionized water supply members 530 and 540 supply deionized water into the treatment tank 510, and the deionized water removes the foreign substances generated during polishing of the polishing pad 423 and then removes the drain member 550. Through the outside.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 처리 용기 200 : 기판 지지 유닛
210 : 진공 플레이트 211 : 진공 흡착 홀
215 : 지지 핀 216 : 척킹 핀
250 : 가스 공급 부재 260 : 구동 부재
262a, 262b : 상부 자석 부재 264a,264b : 하부 자석 부재
266a,266b : 직선 구동기 310,320,330 : 세정 유닛
400 : 연마 유닛 500 : 패드 컨디셔닝 유닛100: processing container 200: substrate support unit
210: vacuum plate 211: vacuum suction hole
215: support pin 216: chucking pin
250: gas supply member 260: drive member
262a, 262b: upper magnet member 264a, 264b: lower magnet member
266a, 266b: linear actuators 310, 320, 330: cleaning unit
400: polishing unit 500: pad conditioning unit

Claims

기판을 진공 흡착하는 진공 플레이트;
상기 진공 플레이트에 관통 형성된 홀들에 삽입 설치되며, 기판의 측면을 지지하는 척킹 핀들; 및
상기 진공 플레이트에 놓인 상기 기판을 상기 진공 플레이트로부터 상향 이격된 상태로 지지하도록 상기 척킹 핀들을 상하 방향으로 이동시키는 구동 부재를 포함하되,
상기 진공 플레이트의 상면에는 진공 흡착 홀들이 형성되고, 상기 진공 플레이트의 내부에는 상기 진공 흡착 홀들을 연결하는 진공 라인이 형성되며,
상기 기판의 진공 흡착을 위해 상기 진공 라인에 음압을 제공하는 흡입 부재; 및
상기 기판이 상기 진공 플레이트로부터 상향 이격된 상태에서 상기 진공 흡착 홀들로의 이물질의 침투를 방지하도록 상기 진공 라인에 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 더 포함하는 기판 지지 유닛.A vacuum plate for vacuum suction of the substrate;
Chucking pins inserted into holes formed through the vacuum plate and supporting side surfaces of the substrate; And
And a driving member for moving the chucking pins in a vertical direction to support the substrate placed on the vacuum plate while being spaced upward from the vacuum plate.
Vacuum suction holes are formed on an upper surface of the vacuum plate, and a vacuum line is formed inside the vacuum plate to connect the vacuum suction holes.
A suction member for providing a negative pressure to the vacuum line for vacuum suction of the substrate; And
And a gas supply member supplying a gas to the vacuum line to prevent infiltration of foreign matter into the vacuum adsorption holes while the substrate is spaced upward from the vacuum plate.

제 1 항에 있어서,
상기 기판의 하면을 지지하는 지지 핀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛.The method of claim 1,
And support pins for supporting a bottom surface of the substrate.

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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 진공 플레이트를 회전시키는 중공 타입의 회전 구동기; 및
상기 회전 구동기의 중공 부분에 삽입 설치되며, 상기 진공 플레이트로부터 상향 이격된 상기 기판의 하면으로 세정액을 분사하는 백 노즐 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛.3. The method according to claim 1 or 2,
A hollow rotary drive for rotating the vacuum plate; And
And a back nozzle assembly inserted into the hollow portion of the rotary driver and spraying a cleaning liquid to a lower surface of the substrate spaced upwardly from the vacuum plate.

제 4 항에 있어서,
상기 백 노즐 어셈블리가 상기 진공 플레이트의 상면으로 돌출되도록 상기 백 노즐 어셈블리를 상하 방향으로 이동시키는 백 노즐 구동기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛.The method of claim 4, wherein
And a back nozzle driver for moving the back nozzle assembly in a vertical direction such that the back nozzle assembly protrudes to an upper surface of the vacuum plate.