KR102552000B1 - Substrate treating apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 연마 장치에 관한 것으로, 연마 패드가 입혀진 연마 정반과; 상기 기판의 연마 공정 동안에, 상기 연마 패드에 기판의 연마면을 접촉시킨 상태로 상기 기판을 가압하는 연마 헤드와; 상기 연마 정반에 공급되는 상기 기판의 온도 정보를 얻는 온도 측정부와; 상기 온도 측정부로부터 상기 기판의 온도 정보를 수신하여, 상기 기판의 연마 공정의 공정 변수를 조절하는 제어부를; 포함하여 구성되어, 기판의 온도 상태에 따라 기판에 대한 가압력, 연마 패드에 대한 가압력, 연마 패드의 온도 등의 공정 변수를 조절함으로써, 기판 연마면의 연마 두께를 보다 정교하게 제어하면서도 연마면의 균일도를 향상시키는 기판 연마 장치를 제공한다.The present invention relates to a substrate polishing apparatus, comprising: a polishing plate on which a polishing pad is applied; a polishing head which presses the substrate while the polishing surface of the substrate is in contact with the polishing pad during the polishing process of the substrate; a temperature measurement unit for obtaining temperature information of the substrate supplied to the polishing table; a controller configured to receive temperature information of the substrate from the temperature measurement unit and adjust process parameters of a polishing process of the substrate; It is configured to include, by adjusting the process parameters such as the pressing force on the substrate, the pressing force on the polishing pad, and the temperature of the polishing pad according to the temperature state of the substrate, thereby more precisely controlling the polishing thickness of the polishing surface of the substrate while maintaining the uniformity of the polishing surface. Provided is a substrate polishing apparatus that improves.

Description

기판 연마 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}Substrate polishing device {SUBSTRATE TREATING APPARATUS}

본 발명은 기판 연마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연마 공정 중의 온도 데이터를 이용하여 기판 연마 공정의 효율과 연마 품질을 보다 향상시키는 기판 연마 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate polishing apparatus, and more particularly, to a substrate polishing apparatus for further improving the efficiency and polishing quality of a substrate polishing process by using temperature data during the polishing process.

최근 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 반도체 공정 기술이 발전되고 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, semiconductor devices are required to operate at high speed and have a large storage capacity. In response to these demands, semiconductor process technology is being developed in a direction of improving integration, reliability, response speed, and the like of semiconductor devices.

반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 실리콘 기판은 다결정의 실리콘을 원재료로 하여 만들어진 단결정 실리콘 박판을 말한다. 기판을 제조하는 공정은 성장된 실리콘 단결정 잉곳(ingot)을 박판으로 자르는 슬라이싱(slicing) 공정, 기판의 두께를 균일화하고 평면화하는 래핑(lapping) 공정, 슬라이싱 공정 및 래핑 공정에서 발생한 데미지를 제거 또는 완화하는 에칭(etching) 공정, 기판 표면을 경면화하는 연마(polishing) 공정 및 연마가 완료된 기판을 세척하고 표면에 부착된 이물질을 제거하는 세정(cleaning) 공정을 포함하여 이루어진다.A silicon substrate widely used as a material for manufacturing semiconductor devices refers to a single-crystal silicon thin plate made of poly-crystal silicon as a raw material. The process of manufacturing the substrate includes a slicing process of cutting the grown silicon single crystal ingot into thin plates, a lapping process of uniformizing and flattening the thickness of the substrate, and removing or mitigating damage caused in the slicing process and lapping process. It includes an etching process to mirror the surface of the substrate, a polishing process to mirror the surface of the substrate, and a cleaning process to clean the polished substrate and remove foreign substances attached to the surface.

여기서, 연마공정은 기판의 표면 변질층을 제거하고 두께 균일도를 개선시키는 스톡(stock) 연마와 기판의 표면을 경면으로 가공하는 파이널(final) 연마 중 어느 하나 이상을 거친다. Here, the polishing process includes at least one of stock polishing to remove an altered surface layer of the substrate and improve thickness uniformity, and final polishing to mirror the surface of the substrate.

연마 공정은 기판에 일정한 압력을 가하여 고정시키는 연마헤드(polishing head)와 연마포가 부착된 테이블인 정반이 회전하면서 작용하는 기계적 반응과 콜로이달 실리카로 구성된 연마 슬러리에 의한 화학적인 반응에 의해 연마되는 화학 기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP) 장치가 사용된다. The polishing process is polished by a mechanical reaction caused by the rotation of a polishing head, which is fixed by applying a certain pressure to the substrate, and a surface plate, which is a table to which a polishing cloth is attached, and a chemical reaction by a polishing slurry composed of colloidal silica. A chemical mechanical polishing (CMP) machine is used.

상기 CMP 장치의 연마 헤드는 연마 공정 중에 기판을 멤브레인의 하측에 위치시키고, 멤브레인 상측의 압력 챔버에 유체를 공급하여, 멤브레인을 통해 기판을 가압한다. 그리고, 기판의 연마 공정이 종료되면, 연마 헤드는 기판을 직접적으로 또는 간접적으로 흡착하여 파지하여, 그 다음 공정으로 이송한다. 연마 헤드에 의하여 기판을 가압하는 것은 기판 전체의 면적이 균일한 힘으로 가압될 수도 있고, 연마 헤드에 다수의 압력 챔버로 분할되어 기판의 영역별로 서로 다른 힘으로 가압되기도 한다. The polishing head of the CMP apparatus positions the substrate below the membrane during the polishing process, supplies fluid to a pressure chamber above the membrane, and presses the substrate through the membrane. And, when the polishing process of the substrate is finished, the polishing head directly or indirectly adsorbs and holds the substrate, and transfers it to the next process. When the substrate is pressed by the polishing head, the entire area of the substrate may be pressed with a uniform force, or the substrate may be divided into a plurality of pressure chambers in the polishing head and pressed with different forces for each region of the substrate.

한편, 기판의 연마 프로파일 및 단위 시간당 연마량은 연마 공정 중의 기판의 온도에 의하여 영향을 받으므로, 연마 공정 중에 온도를 제어할 필요성이 있다. 이와 관련하여, 연마 패드의 하측에 냉각 유로나 펠티어 소자를 배치하여 연마 공정이 진행될 수록 연마 패드와의 마찰에 의하여 기판의 연마면에 발생된 열을 소산시키고자 하는 시도가 있었다. Meanwhile, since the polishing profile of the substrate and the amount of polishing per unit time are affected by the temperature of the substrate during the polishing process, it is necessary to control the temperature during the polishing process. In this regard, attempts have been made to dissipate heat generated on the polishing surface of the substrate by friction with the polishing pad as the polishing process progresses by disposing a cooling passage or a Peltier element below the polishing pad.

그러나, 기판의 연마 공정 중에 발생되는 열에 따른 온도를 이용하여 연마 공정을 제어하는 시도나 제안은 거의 이루어지고 있지 않은 실정이다. 따라서, 연마 공정 중에 발생되는 열을 이용하는 것 뿐만 아니라, 연마 공정이 시작되기 이전이나 연마 공정 중에 온도를 제어하여 연마 효율을 향상시키고자 하는 필요성이 절실히 대두되고 있다.However, attempts or proposals to control the polishing process by using the temperature according to the heat generated during the polishing process of the substrate have not been made. Therefore, there is an urgent need to improve polishing efficiency by controlling the temperature before or during the polishing process as well as using heat generated during the polishing process.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연마 공정이 이루어지는 연마패드의 온도를 제어하여, 기판의 연마 품질을 향상시키고 연마 공정에 소요되는 시간을 단축하여 공정 효율이 향상된 화학 기계적 기판 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above-mentioned problems, to control the temperature of the polishing pad where the polishing process is performed, to improve the polishing quality of the substrate and to shorten the time required for the polishing process to provide a chemical mechanical substrate polishing apparatus with improved process efficiency. intended to provide

즉, 본 발명은, 기판의 연마 공정에 투입되는 기판의 온도에 따라, 연마 공정에 최적의 온도 조건을 설정하는 것에 의하여 연마 품질을 향상시키면서 연마 시간을 단축하는 것을 목적으로 한다. That is, an object of the present invention is to shorten the polishing time while improving the polishing quality by setting the optimum temperature condition for the polishing process according to the temperature of the substrate introduced into the polishing process.

그리고, 본 발명은, 기판의 연마 공정이 다수의 연마 정반 상에서 다단계로 이루어지는 경우에, 각 연마 정반에서의 연마 공정의 소요 시간의 편차를 최소화하여, 어느 하나의 연마 공정이 지연됨에 따른 대기 시간을 줄여 전체 연마 공정 시간이 동일하게 이루어져 다단계의 기판 연마 공정의 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.Further, in the present invention, when a substrate polishing process is performed in multiple steps on a plurality of polishing tables, the deviation of the required time of the polishing process on each polishing table is minimized, thereby reducing the waiting time due to the delay of any one polishing process. An object of the present invention is to improve the efficiency of a multi-step substrate polishing process by reducing the total polishing process time to be the same.

상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 연마 패드가 입혀진 연마 정반과; 상기 기판의 연마 공정 동안에, 상기 연마 패드에 기판의 연마면을 접촉시킨 상태로 상기 기판을 가압하는 연마 헤드와; 상기 연마 정반에 공급되는 상기 기판의 온도 정보를 얻는 온도 측정부와; 상기 온도 측정부로부터 상기 기판의 온도 정보를 수신하여, 상기 기판의 연마 공정의 공정 변수를 조절하는 제어부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치를 제공한다.In order to achieve the technical problem as described above, the present invention, a polishing plate coated with a polishing pad; a polishing head which presses the substrate while the polishing surface of the substrate is in contact with the polishing pad during the polishing process of the substrate; a temperature measurement unit for obtaining temperature information of the substrate supplied to the polishing table; a controller configured to receive temperature information of the substrate from the temperature measurement unit and adjust process parameters of a polishing process of the substrate; It provides a substrate polishing apparatus characterized in that configured to include.

이와 같이, 기판의 온도 상태에 따라 기판에 대한 가압력, 연마 패드에 대한 가압력, 연마 패드의 온도 등의 공정 변수를 조절함으로써, 기판 연마면의 연마 두께를 보다 정교하게 제어하면서도 연마면의 균일도를 향상시킬 수 있다.In this way, by adjusting process variables such as the pressing force on the substrate, the pressing force on the polishing pad, and the temperature of the polishing pad according to the temperature state of the substrate, the polishing thickness of the polished surface of the substrate is more precisely controlled and the uniformity of the polished surface is improved. can make it

상기 기판의 온도 정보는, 상기 기판이 상기 연마 패드와 접촉하기 이전에 온도 측정부에 의하여 기판의 연마면의 온도를 직접 측정하는 것에 이루어질 수도 있다. The temperature information of the substrate may be obtained by directly measuring the temperature of the polishing surface of the substrate by a temperature measuring unit before the substrate comes into contact with the polishing pad.

상기 제어부는, 상기 연마 공정이 행해지는데 적합한 미리 정해진 온도 설정값을 저장하는 메모리를 포함하고; 상기 기판의 온도 측정값과 상기 온도 설정값의 편차를 줄이도록 상기 공정 변수를 제어한다.The control unit includes a memory for storing a predetermined temperature setting suitable for performing the polishing process; The process variable is controlled to reduce a deviation between the measured temperature of the substrate and the set temperature.

예를 들어, 기판의 온도 측정값과, 상기 메모리에 저장되어 있는 온도 설정값의 괴리가 있는 경우에는, 기판의 온도 측정값를 고려하여 연마 패드의 온도를 미리 조절하거나 연마 공정에서 공급되는 슬러리의 온도를 미리 조절하여, 연마 공정이 시작된 이후에 기판이 짧은 시간 내에 미리 정해진 온도 설정값에 도달하여, 메모리에 저장되어 있는 온도 조건에서 기판의 연마 공정이 이루어질 수 있도록 한다.For example, when there is a discrepancy between the temperature measurement value of the substrate and the temperature set value stored in the memory, the temperature of the polishing pad is adjusted in advance in consideration of the temperature measurement value of the substrate or the temperature of the slurry supplied in the polishing process is adjusted in advance so that the substrate reaches a predetermined temperature set value within a short time after the polishing process starts, so that the polishing process of the substrate can be performed under the temperature conditions stored in the memory.

이를 통해, 기판의 연마 공정이 정해진 온도 조건에서 이루어질 수 있도록 하여, 단위 시간당 연마량이 낮은 온도 대역에서의 연마 시간을 최소화하여 연마 공정의 소요 시간을 단축하면서도 연마 품질을 향상시킬 수 있다.Through this, the polishing process of the substrate can be performed under a predetermined temperature condition, thereby minimizing the polishing time in a temperature region where the amount of polishing per unit time is low, thereby reducing the time required for the polishing process and improving the polishing quality.

한편, 상기 연마 헤드에는 기판의 온도를 조절하는 온도 조절부가 구비될 수 있다. 예를 들어, 온도 조절부는 압력 챔버에 고온이나 저온의 기체를 주입하는 것에 의하여 행해질 수 있다. On the other hand, the polishing head may be provided with a temperature controller for controlling the temperature of the substrate. For example, the temperature control may be performed by injecting a high-temperature or low-temperature gas into a pressure chamber.

이에 의하여, 상기 연마 정반에 기판을 이동시키는 과정에서, 상기 온도 측정부에 의하여 측정된 기판의 온도값이 상기 정해진 온도 설정값과 차이가 있으면, 연마 헤드가 기판을 파지한 상태로 상기 연마 정반에 공급하는 동안에 연마 헤드의 온도 조절부에 의하여 기판의 온도를 조절함으로써, 연마 정반에서 행해지는 연마 공정에서 온도 설정값에 도달하는 시점을 매우 짧은 시간 이내로 조절할 수 있으며, 연마 공정을 시작하는 시점(時點)과 동일한 때로 맞출 수도 있다.Accordingly, in the process of moving the substrate to the polishing platen, if the temperature value of the substrate measured by the temperature measuring unit is different from the set temperature value, the polishing head moves the substrate to the polishing platen while holding the substrate. By controlling the temperature of the substrate by the temperature controller of the polishing head during supply, it is possible to control the time point at which the temperature setting value is reached within a very short time in the polishing process performed on the polishing table, and the time point at which the polishing process starts. ) can be matched at the same time.

한편, 상기 기판이 상기 연마 정반에 공급되기 이전에, 상기 기판에 대한 제1연마공정이 행해지는 제1연마 정반을; 더 포함하여, 상기 기판에 대하여 상기 제1연마공정과 상기 연마 정반에서의 제2연마공정을 포함하는 2단계 이상의 연마 공정이 행해질 수도 있다. Meanwhile, before the substrate is supplied to the polishing platen, a first polishing platen on which a first polishing process for the substrate is performed; Further including, a two or more step polishing process including the first polishing process and the second polishing process on the polishing platen may be performed on the substrate.

이 경우에, 상기 온도 측정부는 상기 기판이 상기 제1연마공정이 행해지는 상기 제1연마 정반에서 상기 제1연마공정이 종료된 상태에서 상기 기판의 상기 연마면의 온도를 측정하거나, 제1연마 공정이 종료된 상태에서 상기 제1연마 패드의 온도를 측정하여, 상기 기판의 온도 정보를 간접적으로 얻을 수도 있다.In this case, the temperature measuring unit measures the temperature of the polished surface of the substrate in a state where the first polishing process is finished on the first polishing platen where the first polishing process is performed, or Temperature information of the substrate may be obtained indirectly by measuring the temperature of the first polishing pad after the process is finished.

여기서, 상기 제어부는, 상기 공정 변수를 제어하는 것에 의하여, 상기 제1연마공정과 상기 제2연마공정의 소요 시간을 정해진 시간 편차 이내로 조절할 수 있다. Here, the control unit may adjust the required time of the first polishing process and the second polishing process within a predetermined time difference by controlling the process variable.

즉, 제1연마공정과 제2연마공정은 기판 연마층의 연마 두께량과 사용되는 슬러리의 종류도 다를 수 있는 데, 기판의 단위 시간당 연마량은 온도에 의해 변동되므로, 제1연마공정과 제2연마공정 중 어느 하나 이상에 대하여 단위 시간당 연마량이 낮은 임계치 이하의 온도에서 연마 공정이 행해지는 시간을 조절하는 것에 의하여, 제1연마공정과 제2연마공정의 시간 편차를 최소화할 수 있다. 또한, 제1연마공정과 제2연마공정의 시간 편차는 공정 변수 중에 기판을 가압하는 가압력을 조절하는 것에 의해 이루어질 수도 있다. That is, the first polishing process and the second polishing process may have different polishing thicknesses of the substrate polishing layer and the type of slurry used. Since the polishing amount per unit time of the substrate varies with temperature, Time deviation between the first polishing process and the second polishing process can be minimized by adjusting the time during which the polishing process is performed at a temperature below a threshold value at which the amount of polishing per unit time is low for any one or more of the two polishing processes. In addition, the time difference between the first polishing process and the second polishing process may be achieved by adjusting the pressing force for pressing the substrate among the process variables.

이와 같이, 하나의 기판에 대하여 2단계 이상의 연마 공정을 거치는 경우에, 제1연마정반에서 행해지는 제1연마공정과 상기 연마정반에서 행해지는 제2연마공정의 공정 시간 편차를 줄이는 것에 의하여, 기판이 그 다음 연마 공정으로 진입하기 위하여 대기하는 시간이 줄어들어 전체적인 공정 효율을 향상시킬 수 있다.In this way, when two or more polishing processes are performed on one substrate, the process time difference between the first polishing process performed on the first polishing table and the second polishing process performed on the polishing table is reduced, thereby reducing the substrate The waiting time to enter the next polishing process is reduced, so overall process efficiency can be improved.

특히, 상기 시간 편차가 0.001초 내지 1초 이내이어서 실질적으로 제로(0)가 되도록 상기 공정 변수를 조절할 수도 있다. 따라서, 연마 공정의 공정 변수를 조작하는 것에 의하여 다단계 연마 공정의 소요 시간을 일률적으로 제어할 수 있게 되어, 기판의 대기 시간을 최소화하여 공정 시간을 단축할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판의 대기 시간이 최소화되므로, 대기 시간 동안에 기판 건조에 따른 손상 문제를 해결할 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 기판의 젖음 상태를 유지시키는 설비를 생략할 수 있으므로, 설비를 갖추는 데 소요되는 비용을 줄이고 연마 설비를 단순화하는 이점을 얻을 수 있다.In particular, the process variable may be adjusted so that the time deviation is within 0.001 second to 1 second, so that it becomes substantially zero (0). Therefore, by manipulating the process parameters of the polishing process, it is possible to uniformly control the time required for the multi-step polishing process, thereby minimizing the waiting time of the substrate, thereby obtaining an advantageous effect of shortening the process time. In addition, since the waiting time of the substrate is minimized, it is possible to solve the problem of damage due to drying of the substrate during the waiting time, and to prevent this, it is possible to omit the equipment for maintaining the wet state of the substrate, thereby reducing the cost required to equip the equipment. benefits of reducing and simplifying the polishing equipment.

한편, 상기 제어부에 의하여 공정 변수를 조절하는 것은 다양한 수단에 의해 이루어질 수 있다. 상기 공정 변수는, 상기 연마 패드의 온도와, 상기 연마 패드를 개질하는 컨디셔닝 디스크를 구비한 컨디셔너의 가압력과, 상기 기판을 가압하는 상기 연마 헤드의 가압력 중 어느 하나 이상을 포함하여, 이들을 제어하는 것에 의하여 공정 변수가 조절될 수 있다.Meanwhile, controlling process parameters by the control unit may be performed by various means. The process variable includes at least one of the temperature of the polishing pad, the pressing force of the conditioner having the conditioning disk for modifying the polishing pad, and the pressing force of the polishing head for pressing the substrate, and controlling them Process parameters can be controlled by

예를 들어, 상기 연마 패드의 온도는 상기 연마 패드의 내부에 설치된 상기 열선과 냉각 유로나 펠티어 소자 중 어느 하나 이상에 의하여 조절될 수 있다.For example, the temperature of the polishing pad may be controlled by at least one of the heating wire, cooling passage, and Peltier element installed inside the polishing pad.

그리고, 상기 연마 패드의 온도는 상기 컨디셔닝 디스크와 상기 연마 패드와의 마찰열에 의하여 상기 연마 패드의 온도가 조절될 수도 있다. 여기서, 상기 컨디셔너는 상기 컨디셔닝 디스크의 가압력을 조절하여 상기 컨디셔닝 디스크와 상기 연마 패드와의 마찰 상태를 조절할 수도 있다.Also, the temperature of the polishing pad may be controlled by frictional heat between the conditioning disk and the polishing pad. Here, the conditioner may adjust a frictional state between the conditioning disk and the polishing pad by adjusting the pressing force of the conditioning disk.

한편, 상기 컨디셔너는 상기 연마 패드를 향하여 온도 조절 유체를 공급하는 유체 공급구를 구비하여, 상기 유체 공급구로부터 공급되는 상기 온도 조절 유체에 의하여 상기 연마 패드의 온도를 조절할 수도 있다.Meanwhile, the conditioner may include a fluid supply port for supplying a temperature control fluid toward the polishing pad, and the temperature of the polishing pad may be controlled by the temperature control fluid supplied from the fluid supply port.

그리고, 상기 유체 공급구는 상기 컨디셔닝 디스크의 둘레에 다수 배치되어, 연마 패드의 온도를 조절하기 위한 유체의 공급이 보다 충분히 이루어질 수 있다.In addition, since the fluid supply ports are disposed around the conditioning disk, the fluid supply for controlling the temperature of the polishing pad can be more sufficiently performed.

그리고, 상기 컨디셔닝 디스크는 선회축으로부터 연장된 선회 아암의 끝단에 설치되어 상기 연마 패드 상에서 왕복 회전 운동을 하며, 상기 컨디셔닝 디스크와 함께 왕복 회전운동을 하면서 상기 연마 패드와 열교환하여 상기 연마 패드의 온도를 조절하는 열교환 유닛이 상기 컨디셔너에 장착될 수 있다. 이를 통해, 열교환 유닛은 컨디셔닝 디스크와 함께 선회 아암의 끝단에서 연마 패드의 회전 방향을 가로질러 왕복 회전 운동하면서, 열교환 유닛와 연마 패드가 서로 열교환하여 연마 패드의 온도를 넓은 범위에 걸쳐 조절할 수 있는 이점이 얻어진다. In addition, the conditioning disk is installed at the end of the pivot arm extending from the pivot shaft to perform a reciprocating rotational motion on the polishing pad, and exchanges heat with the polishing pad while performing a reciprocating rotational motion together with the conditioning disc to increase the temperature of the polishing pad. A heat exchange unit that regulates may be mounted on the conditioner. Through this, the heat exchange unit, along with the conditioning disk, rotates reciprocally across the rotational direction of the polishing pad at the end of the swing arm, and the heat exchange unit and the polishing pad exchange heat with each other to adjust the temperature of the polishing pad over a wide range. is obtained

상기 연마 공정은 기판의 연마면과 연마 패드의 기계적인 마찰에 의한 연마 공정만 이루어질 수도 있지만, 슬러리에 의한 화학적 연마 공정도 함께 이루어지는 화학 기계적 연마 공정일 수도 있다.The polishing process may include only a polishing process by mechanical friction between the polishing surface of the substrate and the polishing pad, or a chemical mechanical polishing process including a chemical polishing process using a slurry.

한편, 본 발명은, 기판의 연마 공정 중에 기판을 하방 가압하는 연마 헤드로서, 회전 구동력을 전달받아 회전하는 베이스와; 상기 기판과 밀착하는 바닥판과, 상기 바닥판으로부터 연장 형성되어 상기 베이스에 고정되는 측면을 포함하고, 상기 베이스와의 사이에 압력 챔버를 형성하는 멤브레인과; 상기 압력 챔버에 온도 조절된 유체를 공급하거나 배출하여 상기 기판의 온도를 제어하는 유체 조절부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치용 연마 헤드를 제공한다.On the other hand, the present invention is a polishing head for downwardly pressing a substrate during a substrate polishing process, comprising: a base that rotates by receiving a rotational driving force; a membrane including a bottom plate in close contact with the substrate and a side surface extending from the bottom plate and fixed to the base, and forming a pressure chamber between the membrane and the base; a fluid controller supplying or discharging a temperature-controlled fluid to the pressure chamber to control the temperature of the substrate; It provides a polishing head for a substrate polishing apparatus, characterized in that configured to include.

여기서, 상기 유체 조절부에 의해 상기 압력 챔버에 공급되는 유체에 의하여 연마 공정 중에 상기 바닥판의 하측에 위치한 상기 기판의 가압력을 조절할 수 있다.Here, the pressurizing force of the substrate positioned below the bottom plate may be adjusted during the polishing process by the fluid supplied to the pressure chamber by the fluid control unit.

그리고, 상기 유체 조절부로부터 상기 압력 챔버에 유체를 공급하는 유체 공급관과, 상기 압력 챔버로부터 상기 유체 조절부로 유체를 배출시키는 유체 배출관을 포함하여 구성되어, 고온이나 저온의 유체를 유체 공급관을 통해 압력 챔버에 공급하고, 압력 챔버의 유체를 유체 배출관을 통해 압력 챔버로부터 배출하여 기판의 온도를 조절할 수 있다. And, it is configured to include a fluid supply pipe for supplying fluid from the fluid control unit to the pressure chamber, and a fluid discharge pipe for discharging the fluid from the pressure chamber to the fluid control unit, the high-temperature or low-temperature fluid is pressured through the fluid supply pipe. The temperature of the substrate may be controlled by supplying the liquid to the chamber and discharging the fluid in the pressure chamber from the pressure chamber through the fluid discharge pipe.

이와 관련하여, 기판을 바닥판 하측에 위치시킨 상태에서, 상기 기판의 상기 연마 공정 중에 상기 유체 조절부에 의해 상기 압력 챔버에 공급되는 유체는 서로 다른 온도의 유체가 상기 압력 챔버에 유입되는 것과 유출되는 것이 동시에 행해짐으로써, 압력 챔버의 압력을 정해진 압력을 유지하면서 기판의 온도를 설정 온도값에 수렴하도록 기판의 온도를 조절할 수 있다.In this regard, in a state in which the substrate is positioned below the bottom plate, the fluids supplied to the pressure chamber by the fluid controller during the polishing process of the substrate are different from fluids having different temperatures flowing into the pressure chamber and flowing out of the pressure chamber. By doing this at the same time, the temperature of the substrate can be adjusted so that the temperature of the substrate converges to a set temperature value while maintaining the pressure in the pressure chamber at a predetermined pressure.

한편, 본 발명은, 연마 공정 중에 기판의 연마면이 접촉하는 연마 패드를 개질하는 컨디셔너로서, 하우징과; 상기 하우징에 대하여 회전 가능하게 설치된 회전축과; 상기 연마 패드의 표면과 접촉한 상태로 상기 회전축의 회전에 연동하여 회전하는 컨디셔닝 디스크와; 상기 연마 패드를 향하여 온도 조절된 유체를 공급하는 유체 공급구를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치용 컨디셔너를 제공한다.On the other hand, the present invention is a conditioner for modifying a polishing pad contacting a polishing surface of a substrate during a polishing process, comprising: a housing; a rotating shaft rotatably installed with respect to the housing; a conditioning disk which rotates in conjunction with the rotation of the rotary shaft in a state of being in contact with the surface of the polishing pad; a fluid supply port for supplying a temperature-controlled fluid toward the polishing pad; It provides a conditioner for a substrate polishing apparatus, characterized in that configured to include.

이와 같이, 컨디셔너에 마련된 유체 공급구를 통해 온도 조절된 유체를 연마 패드에 분사하여 연마 패드의 온도를 조절할 수 있다. In this way, the temperature of the polishing pad may be adjusted by spraying the temperature-controlled fluid to the polishing pad through the fluid supply port provided in the conditioner.

이 때, 컨디셔너는 연마 패드의 회전 방향을 기준으로 연마 헤드의 상류측에 위치하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 유체 공급구를 통해 온도 조절된 유체가 기판에 곧바로 전달되면서, 연마 패드의 온도 뿐만 아니라 기판의 온도를 원하는 온도 범위로 유지시키거나 조절하는 시간을 단축할 수 있다. At this time, the conditioner is preferably located upstream of the polishing head relative to the rotational direction of the polishing pad. Through this, while the temperature-adjusted fluid is directly transferred to the substrate through the fluid supply port, the time required to maintain or adjust the temperature of the substrate as well as the temperature of the polishing pad within a desired temperature range may be shortened.

그리고, 그리고, 상기 유체 공급구는 상기 컨디셔닝 디스크의 주변에 다수 배치되어, 연마 패드로부터 근접한 위치에서 분사하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 유체 공급구는 상기 연마 패드에 대향하는 하우징의 저면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 공급되는 유체가 공기 중에서 열교환되면서 상온에 근접해지는 것을 최소화하여 연마 패드의 온도 조절을 보다 신속하고 용이하게 할 수 있다. And, the fluid supply port may be configured to be configured to spray at a position close to the polishing pad by being disposed around the conditioning disk. For example, the fluid supply port may be disposed on a lower surface of the housing facing the polishing pad. Accordingly, it is possible to more quickly and easily control the temperature of the polishing pad by minimizing the temperature of the supplied fluid to be close to room temperature while exchanging heat in the air.

이 때, 상기 컨디셔닝 디스크는 선회축으로부터 연장된 선회 아암의 끝단에 설치되어 상기 연마 패드 상에서 왕복 회전 운동을 하고, 상기 컨디셔닝 디스크와 함께 왕복 회전 운동을 하면서 상기 연마 패드와 열교환하여 상기 연마 패드의 온도를 조절하는 열교환 유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이, 열교환 유닛이 컨디셔닝 디스크와 함께 선회 아암의 끝단에서 연마 패드를 가로질러 이동하면서 연마 패드와 열교환하여 연마 패드의 온도를 조절함으로써, 연마 패드의 넓은 범위에 걸쳐 원하는 온도로 조절하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. At this time, the conditioning disk is installed at the end of a pivoting arm extending from a pivoting shaft to perform a reciprocating rotational motion on the polishing pad, and exchanges heat with the polishing pad while performing a reciprocating rotational motion together with the conditioning disc to maintain the temperature of the polishing pad. It may be configured to further include a heat exchange unit for adjusting. In this way, the heat exchange unit moves across the polishing pad at the end of the pivoting arm together with the conditioning disk to exchange heat with the polishing pad to adjust the temperature of the polishing pad, thereby providing an advantageous effect of adjusting the desired temperature over a wide range of the polishing pad. You can get it.

여기서, 상기 열교환 유닛은, 상기 연마 패드와 0.05mm 내지 2mm 범위만큼 상측으로 이격되어 온도 조절되는 열전달 부재를 포함하여, 상기 열전달 부재와 상기 연마 패드가 비접촉 상태로 복사 열교환에 의하여 상기 연마 패드의 온도를 조절할 수 있다. Here, the heat exchange unit includes a heat transfer member that is spaced upward from the polishing pad by a range of 0.05 mm to 2 mm and whose temperature is controlled, so that the heat transfer member and the polishing pad are in a non-contact state by radiative heat exchange to increase the temperature of the polishing pad. can be adjusted.

이와 병행하거나 별개로, 상기 열교환 유닛은, 상기 연마 패드와 접촉한 상태로 온도 조절되는 열전달 부재와; 상기 열전달 부재를 상기 연마 패드를 향하여 탄성 지지하는 지지 부재를; 구비하여, 상기 열전달 부재와 상기 연마 패드가 접촉한 상태로 전도 열교환에 의해 상기 연마 패드의 온도를 조절할 수도 있다. 이와 같이 열전달 부재가 지지 부재에 의하여 하방으로 가압되는 형태로 탄성 지지됨에 따라, 컨디셔닝 디스크의 마모량에 무관하게 열전달 부재는 연마 패드와 접촉 상태를 유지할 수 있다.In parallel or separately, the heat exchange unit may include a heat transfer member whose temperature is controlled while in contact with the polishing pad; a support member for elastically supporting the heat transfer member toward the polishing pad; The temperature of the polishing pad may be adjusted by conduction heat exchange while the heat transfer member is in contact with the polishing pad. As the heat transfer member is elastically supported in a downwardly pressed manner by the support member, the heat transfer member can maintain contact with the polishing pad regardless of the amount of wear of the conditioning disk.

이 때, 열전달 부재는 연마 패드와의 마찰에 의하여 마모가 이루어지는 재질로 형성될 수 있다. 이에 의하여, 열전달 부재와 연마 패드의 마찰에 의해 연마 패드의 표면이 손상되는 현상을 억제할 수 있다. 또는, 상기 열전달 부재에는 상기 연마 패드에 비하여 연질인 연질층이 입혀져, 연질층이 연마 패드와 접촉하여 연마 패드의 표면 손상을 억제할 수도 있다.At this time, the heat transfer member may be formed of a material that is worn by friction with the polishing pad. Accordingly, it is possible to suppress a phenomenon in which the surface of the polishing pad is damaged due to friction between the heat transfer member and the polishing pad. Alternatively, a soft layer that is softer than the polishing pad may be coated on the heat transfer member, and the soft layer may contact the polishing pad to prevent surface damage of the polishing pad.

상술한 바와 같이 본 발명은, 연마 공정이 행해지는 연마 정반에 공급되는 기판의 온도 조건에 따라, 기판에 대한 가압력, 연마 패드에 대한 가압력, 연마 패드의 온도 등의 공정 변수를 조절함으로써, 기판 연마면의 연마 두께를 보다 정교하게 제어하면서도 연마면의 균일도를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the substrate polishing is performed by adjusting process variables such as the pressure applied to the substrate, the pressure applied to the polishing pad, and the temperature of the polishing pad according to the temperature condition of the substrate supplied to the polishing platen on which the polishing process is performed. An advantageous effect of improving the uniformity of the polished surface can be obtained while more precisely controlling the polished surface thickness.

그리고, 본 발명은, 하나의 기판에 대하여 2단계 이상의 연마 공정을 거치는 경우에, 제1연마정반에서 행해지는 제1연마공정과 상기 연마정반에서 행해지는 제2연마공정의 공정 시간 편차를 줄이는 것에 의하여, 기판이 그 다음 연마 공정으로 진입하기 위하여 대기하는 시간이 줄어들어 전체적인 공정 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention is to reduce the process time difference between the first polishing process performed on the first polishing table and the second polishing process performed on the polishing table when two or more polishing steps are performed on one substrate. As a result, the waiting time for the substrate to enter the next polishing process is reduced, so that the overall process efficiency can be improved.

또한, 본 발명은, 기판의 대기 시간이 최소화되므로, 대기 시간 동안에 기판 건조에 따른 손상 문제를 해결할 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 기판의 젖음 상태를 유지시키는 설비를 생략할 수 있으므로, 설비를 갖추는 데 소요되는 비용을 줄이고 연마 설비를 단순화하는 이점을 얻을 수 있다.In addition, the present invention, since the waiting time of the substrate is minimized, it is possible to solve the problem of damage due to drying of the substrate during the waiting time, and to prevent this, it is possible to omit the equipment for maintaining the wet state of the substrate, so it is necessary to equip the equipment The advantages of reducing the cost and simplifying the polishing equipment can be obtained.

부수적으로, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정의 초기 단계에서, 기판의 온도를 높게 조절하여 기판의 연마층에 입혀진 막이 보다 빨리 제거되고 슬러리의 화학 반응에 의한 화학적 연마 시간을 보다 단축할 수 있게 되어, 단위 시간당 연마량이 낮은 상태로 유지되는 초기 단계에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Incidentally, the present invention, in the initial stage of the chemical mechanical polishing process, controls the temperature of the substrate high so that the film coated on the polishing layer of the substrate can be removed more quickly and the chemical polishing time due to the chemical reaction of the slurry can be shortened , an advantageous effect of shortening the time required for the initial stage in which the amount of polishing per unit time is maintained at a low level can be obtained.

도1은 일반적인 화학 기계적 연마 장치 및 세정 공정을 행하는 배치 구조를 도시한 평면도,
도2는 도1의 기판 연마장치의 배치 구조를 도시한 평면도이다.
도3은 도1의 제2연마공정이 행해지는 기판 연마 장치의 구성을 개략적으로 도시한 정면도,
도4는 도3의 평면도,
도5는 도3의 연마 헤드의 반단면도,
도6은 도3의 컨디셔너를 도시한 사시도,
도7a는 도6의 절단선 A-A에 따른 종단면도,
도7b은 도6의 절단선 B-B에 따른 종단면도,
도7c는 도6의 절단선 B-B에 따른 다른 실시 형태에 따른 종단면도,
도8은 본 발명에 따른 기판 연마 공정을 도시한 순서도,
도9는 기판 연마층의 시간 경과 및 기판 온도에 따른 단위 시간당 연마량을 도시한 그래프,
도10은 본 발명에 따른 기판 온도 제어를 도시한 그래프이다.1 is a plan view showing a general chemical mechanical polishing apparatus and an arrangement structure for performing a cleaning process;
Fig. 2 is a plan view showing the arrangement structure of the substrate polishing apparatus of Fig. 1;
3 is a front view schematically showing the configuration of a substrate polishing apparatus in which the second polishing process of FIG. 1 is performed;
Figure 4 is a plan view of Figure 3;
Figure 5 is a half-sectional view of the polishing head of Figure 3;
Figure 6 is a perspective view showing the conditioner of Figure 3;
Figure 7a is a longitudinal cross-sectional view taken along the line AA of Figure 6;
Figure 7b is a longitudinal cross-sectional view along the cutting line BB in Figure 6;
Figure 7c is a longitudinal cross-sectional view according to another embodiment along the cutting line BB in Figure 6;
8 is a flow chart showing a substrate polishing process according to the present invention;
Figure 9 is a graph showing the polishing amount per unit time according to the time course of the substrate polishing layer and the substrate temperature;
10 is a graph showing substrate temperature control according to the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 연마면의 균일도를 향상시킬 수 있도록 기판의 연마 공정에서의 온도제어가 행해지는 기판 처리 장치(1)에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a substrate processing apparatus 1 in which temperature control is performed in a substrate polishing process to improve the uniformity of a polished surface according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도1은 일반적인 화학 기계적 연마 장치 및 세정 공정을 행하는 배치 구조를 도시한 평면도, 도2는 도1의 기판 연마장치의 배치 구조를 도시한 평면도, 도3은 도1의 제2연마공정이 행해지는 기판 연마 장치의 구성을 개략적으로 도시한 정면도, 도4는 도3의 평면도, 도5는 도3의 연마 헤드의 반단면도, 도6은 도3의 컨디셔너를 도시한 사시도, 도7a은 도6의 절단선 Ⅷ-Ⅶ에 따른 종단면도, 도8은 본 발명에 따른 기판 연마 공정을 도시한 순서도, 도9는 기판 연마층의 시간 경과 및 기판 온도에 따른 단위 시간당 연마량을 도시한 그래프이다.1 is a plan view showing a general chemical mechanical polishing apparatus and an arrangement structure for performing a cleaning process, FIG. 2 is a plan view showing an arrangement structure of a substrate polishing apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view showing a second polishing process of FIG. FIG. 4 is a plan view of FIG. 3, FIG. 5 is a half-sectional view of the polishing head of FIG. 3, FIG. 6 is a perspective view of the conditioner of FIG. 3, and FIG. 7A is FIG. 6 Figure 8 is a flow chart showing a substrate polishing process according to the present invention, Figure 9 is a graph showing the polishing amount per unit time according to the time of the substrate polishing layer and the substrate temperature.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)의 화학 기계적 연마 공정이 수행되는 연마 모듈(X1)과, 연마 공정이 종료된 기판의 세정 공정이 수행되는 세정 모듈(X2)로 이루어진다. 그리고, 연마 모듈(X1)에는 기판의 연마 공정이 이루어지는 연마 장치가 설치된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a polishing module X1 in which a chemical mechanical polishing process of a substrate W is performed, and the polishing process is finished. and a cleaning module X2 in which a cleaning process of the cleaned substrate is performed. In addition, a polishing device in which a substrate polishing process is performed is installed in the polishing module X1.

연마 모듈(X1)에 설치된 연마 장치는, 복수의 기판(W)에 대해서 동시 또는 순차적으로 연마공정을 수행할 수 있도록 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)이 구비되고, 상기 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)을 연결하는 순환 경로를 형성하도록 가이드 레일(G1, G2, G3; G)이 구비될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 연마 정반에서 연마 공정이 수행될 수도 있으며, 복수의 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)의 일부의 연마정반에서만 연마공정이 수행되는 것도 가능하다. 마찬가지로, 연마정반(P1, P2, P3, P4: P)은 순환 경로를 따라 배열되는데, 도면에 도시한 일부의 연마정반만 순환 경로를 따라 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 연마정반(P)이 아니라 하나의 연마정반이 구비되는 것도 가능하다. The polishing device installed in the polishing module (X1) is provided with a plurality of polishing plates (P1, P2, P3, P4: P) to simultaneously or sequentially perform a polishing process on a plurality of substrates (W). Guide rails (G1, G2, G3; G) may be provided to form a circulation path connecting the plurality of polishing plates (P1, P2, P3, P4: P). However, the present invention is not limited thereto, and the polishing process may be performed on one polishing table, and the polishing process may be performed on only some of the plurality of polishing tables (P1, P2, P3, P4: P). possible. Similarly, the polishing wheels P1, P2, P3, and P4 (P) are arranged along the circulation path, but only some of the grinding wheels shown in the drawing may be disposed along the circulation path. In addition, it is also possible that one polishing plate is provided instead of a plurality of polishing plates P.

상세하게는, 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 보유한 상태로 이동하는 기판 캐리어(C)와, 제1 연마정반(P1)과 제2 연마정반(P2)을 통과하도록 배열되고 기판 캐리어(C)가 이동할 수 있게 설치된 제1 가이드 레일(G1)과, 제3 연마정반(P3)과 제4 연마정반(P4)을 통과하게 배열되어 기판 캐리어(C)가 이동할 수 있게 설치된 제2 가이드 레일(G2)과, 제1 가이드 레일(G1)과 제2 가이드 레일(G2) 사이에 배열되어 기판 캐리어(C)가 이동하는 제3 가이드 레일(G3)과, 제1 가이드 레일(G1)의 일단과 이격된 제1 위치(S4)와 제2 가이드 레일(G2)의 일단과 이격된 제2 위치(S4')를 연결하는 제1 연결 레일(CR1)과, 제1 가이드 레일(G1)의 타단과 이격된 제3 위치(S1)와 제2 가이드 레일(G2)의 타단과 이격된 제4 위치(S1')를 연결하는 제2 연결 레일(CR2)과, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동하면서 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있는 제1 캐리어 홀더(H1) 및 제2 캐리어 홀더(H2)와, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동하면서 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있는 제3 캐리어 홀더(H3) 및 제4 캐리어 홀더(H4)를 포함하여 구성된다.In detail, the substrate processing apparatus 1 is arranged so as to pass a substrate carrier C, which moves while holding a substrate W, and a first polishing platen P1 and a second polishing platen P2. A second guide rail (G1) on which the carrier (C) is movably installed, and a second guide rail (G1) arranged to pass through the third and fourth polishing surface (P3) and the fourth polishing plate (P4), and on which the substrate carrier (C) is movably installed. a guide rail (G2), a third guide rail (G3) arranged between the first guide rail (G1) and the second guide rail (G2) on which the substrate carrier (C) moves, and a first guide rail (G1) A first connection rail (CR1) connecting a first position (S4) spaced apart from one end of the second guide rail (G2) and a second position (S4') spaced apart from one end of the second guide rail (G2), and a first guide rail (G1) A second connection rail (CR2) connecting a third position (S1) spaced apart from the other end of the second guide rail (G2) and a fourth position (S1') spaced apart from the other end of the second guide rail (G2), and a first connection rail (CR1) While moving along the first carrier holder (H1) and the second carrier holder (H2) capable of accommodating the substrate carrier (C), while moving along the second connection rail (CR2) to accommodate the substrate carrier (C) It is configured to include a third carrier holder (H3) and a fourth carrier holder (H4) that can be.

기판 캐리어(C)는 가이드 레일(G1, G2, G3; G)을 따라 이동하며, 연결 레일(CR1, CR2; CR)에서는 캐리어 홀더(H1, H2, H3, H4; H)에 수용된 상태로 캐리어 홀더(H)의 이동에 의해 이동한다. 도 1 및 도 2의 배치도에서 복수의 수직선으로 형성된 직사각형 형태가 기판 캐리어(C)를 단순화하여 표시한 것이다. 그리고, 기판 캐리어(C)에는 하측에 연마 헤드(100)가 설치되어, 기판(W)은 연마 헤드(100)에 장착된 상태로 이동하고 연마 공정이 행해진다.The substrate carrier (C) moves along the guide rails (G1, G2, G3; G), while being accommodated in the carrier holders (H1, H2, H3, H4; H) on the connecting rails (CR1, CR2; CR). It moves by the movement of the holder (H). In the arrangement views of FIGS. 1 and 2 , a rectangular shape formed by a plurality of vertical lines is a simplified representation of the substrate carrier C. Then, the polishing head 100 is installed on the lower side of the substrate carrier C, and the substrate W moves while being mounted on the polishing head 100, and a polishing process is performed.

제1 가이드 레일(G1)은 기판 캐리어(C)가 보유하고 있는 기판(W)을 제1 연마정반(P1)과 제2 연마정반(P2)에서 각각 화학 기계적 연마공정을 할 수 있도록 배치된다. 마찬가지로, 제2 가이드 레일(G2)은 기판 캐리어(C)가 보유하고 있는 기판(W)를 제3 연마정반(P3)과 제4 연마정반(P4)에서 각각 화학 기계적 연마공정을 할 수 있도록 배치된다. 제3 가이드 레일(G3)에는 연마정반이 배치되지 않고, 기판 캐리어(C)가 이동하는 경로를 형성한다. 다만, 연결 레일(CR)에는 각각 2개씩의 캐리어 홀더(H)가 배치되므로, 연결 레일(CR)의 끝단(S1, S4)에서 다른 끝단(S1', S4')으로 이동하기 위해서는 한번에 이동할 수 없으므로, 제3 가이드 레일(G3)이 배열되는 임의의 위치에서 기판 캐리어(C)가 캐리어 홀더(H)를 갈아타기 위한 임시 적재소(TS)의 역할을 한다.The first guide rail G1 is disposed so that the substrate W held by the substrate carrier C can be chemically mechanically polished on the first polishing platen P1 and the second polishing platen P2, respectively. Similarly, the second guide rail G2 is arranged so that the substrate W held by the substrate carrier C can be chemically mechanically polished on the third polishing plate P3 and the fourth polishing plate P4, respectively. do. No polishing table is disposed on the third guide rail G3 and forms a path along which the substrate carrier C moves. However, since two carrier holders (H) are disposed on each connection rail (CR), in order to move from the ends (S1, S4) of the connection rail (CR) to the other ends (S1', S4'), they can be moved at once. Therefore, at an arbitrary position where the third guide rail G3 is arranged, the substrate carrier C serves as a temporary loading station TS for transferring the carrier holder H.

연결 레일(CR)은 가이드 레일(G)과 이격된 상태를 유지하며, 상하 높이 차이를 두고 배치될 수도 있다.The connection rail (CR) maintains a spaced state from the guide rail (G), and may be disposed with a height difference between the top and bottom.

캐리어 홀더(H)는 기판 캐리어(C)를 수용하기 위한 홀더 레일(HR)이 형성되고, 연결 레일(CR)의 배치와 무관하게 가이드 레일(G)을 따라 이동하는 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있게 구성된다. 캐리어 홀더(H)는 하나의 연결 레일(CR)마다 2개씩 배치된다. 제1 연결 레일(CR1)에 대해서는 제1 캐리어 홀더(H1)와 제2 캐리어 홀더(H2)가 설치되어 제1 연결 레일(CR1)을 따라 이동할 수 있다. 그리고 제2 연결 레일(CR2)에 대해서는 제3 캐리어 홀더(H3)와 제4 캐리어 홀더(H4)가 설치되어 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동할 수 있다.The carrier holder (H) has a holder rail (HR) for accommodating the substrate carrier (C), and accommodates the substrate carrier (C) moving along the guide rail (G) regardless of the arrangement of the connection rail (CR). configured to be able to Two carrier holders H are disposed for each connection rail CR. A first carrier holder H1 and a second carrier holder H2 are installed on the first connection rail CR1 and can move along the first connection rail CR1. Also, the third carrier holder H3 and the fourth carrier holder H4 are installed on the second connection rail CR2 and may move along the second connection rail CR2.

제1 캐리어 홀더(H1)는 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나에7 위치한 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(C)를 수용한 상태로 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(C)가 제 1가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 이와 유사하게, 제2 캐리어 홀더(H2)는 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(C)를 수용한 상태로 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1 연결 레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(C)가 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 또한, 제3 캐리어 홀더(H3)는 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(C)를 수용한 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(C)가 제1 가이드 레일(G1)과 제3 가이드 레일(G3) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다. 이와 유사하게, 제4 캐리어 홀더(H4)는 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 기판 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 기판 캐리어(C)를 수용한 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2 연결 레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 기판 캐리어(C)가 제3 가이드 레일(G3)과 제2 가이드 레일(G2) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.The first carrier holder H1 may accommodate the substrate carrier C located on any one of the first guide rail G1 and the third guide rail G3, and in a state where the substrate carrier C is accommodated. It is reciprocally movable along the first connection rail (CR1), and the substrate carrier (C) accommodated while reciprocating along the first connection rail (CR1) moves along the first guide rail (G1) and the third guide rail (G3). Move to a location where you can move to either one. Similarly, the second carrier holder H2 may accommodate the substrate carrier C positioned on either one of the third guide rail G3 and the second guide rail G2, and accommodate the substrate carrier C. It is possible to reciprocate along the first connection rail (CR1) in one state, and while reciprocating along the first connection rail (CR1), the board carrier (C) accommodated is moved to the third guide rail (G3) and the second guide rail Move to a position where you can move to any one of (G2). In addition, the third carrier holder (H3) can accommodate the substrate carrier (C) located on any one of the first guide rail (G1) and the third guide rail (G3), a state in which the substrate carrier (C) is accommodated It is possible to reciprocate along the second connection rail (CR2), and while reciprocating along the second connection rail (CR2), the board carrier (C) accommodated is the first guide rail (G1) and the third guide rail (G3) ) to move to a position that can be moved to any one of them. Similarly, the fourth carrier holder H4 may accommodate the substrate carrier C positioned on either one of the third guide rail G3 and the second guide rail G2 and accommodate the substrate carrier C. It is possible to reciprocate along the second connection rail (CR2) in one state, and while reciprocating along the second connection rail (CR2), the substrate carrier (C) accommodated is connected to the third guide rail (G3) and the second guide rail. Move to a position where you can move to any one of (G2).

기판 캐리어(C)는 제3 캐리어 홀더(H3)나 제4 캐리어 홀더(H4)에 수용된 상태로 제2 연결 레일(CR2)을 따라 이동하면서, 화학 기계적 연마공정이 수행될 예정인 새로운 기판(W)을 로딩 유닛(20)에서 공급받는다. 로딩 유닛(20)과 예비 세정부(30) 및 언로딩 유닛(10)은 제3 캐리어 홀더(H3) 및 제4 캐리어 홀더(H4)의 이동 영역에 각각 배치된다.While the substrate carrier C moves along the second connection rail CR2 in a state accommodated in the third carrier holder H3 or the fourth carrier holder H4, a new substrate W to be subjected to a chemical mechanical polishing process is formed. is supplied from the loading unit 20. The loading unit 20, the pre-cleaning unit 30, and the unloading unit 10 are disposed in the moving areas of the third carrier holder H3 and the fourth carrier holder H4, respectively.

상기와 같이 구성된 연마 장치의 작동 원리 및 상세 구성은 본 출원인에 의하여 출원되어 특허등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1649894호의 개시 사항으로부터 참조될 수 있으며, 대한민국 등록특허공보 제10-1649894호의 기재 사항은 본 명세서의 일부로 통합된다. The operating principle and detailed configuration of the polishing device configured as described above may be referred to from the disclosure of Korean Patent Registration No. 10-1649894, filed and patented by the present applicant, and the description of Korean Patent Registration No. 10-1649894 are incorporated as part of this specification.

화학 기계적 연마공정을 완료한 기판(W)은 예비 세정부(30)에서 예비 세정되며, 예비 세정된 기판(W)은 언로딩 유닛(10)에서 반전기(미도시)에 의하여 180° 뒤집힌 상태로 세정부(C1, C2; C1', C2')로 이송된다. 예비 세정부(30)는 기판 캐리어(C)에 탑재되어 있는 기판(W)의 연마면에 높은 수압으로 세정액을 분사하는 세정 노즐(미도시)이 구비되고, 세정 노즐이 이동하면서 기판(W)의 연마면 전체에 세정액을 고압 분사함으로써, 기판(W) 연마면의 슬러리나 연마 입자 등의 큰 이물질을 제거한다. 그리고 예비 세정부(30)에 의하여 기판(W)의 연마면에서 이물질을 제거함으로써, 기판 캐리어(C)가 그 다음으로 이동하는 언로딩 유닛(10)에서 반전기가 기판(W)을 연마면이 상측으로 위치하도록 180° 뒤집는 공정에서, 기판(W)이 반전기의 암에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.The substrate (W) that has completed the chemical mechanical polishing process is pre-cleaned in the pre-cleaning unit 30, and the pre-cleaned substrate (W) is flipped 180° by an inverter (not shown) in the unloading unit 10. The furnace is transferred to the cleaning units (C1, C2; C1', C2'). The preliminary cleaning unit 30 is provided with a cleaning nozzle (not shown) for spraying a cleaning solution with high water pressure on the polishing surface of the substrate W mounted on the substrate carrier C, and the cleaning nozzle moves while cleaning the substrate W. Large foreign substances such as slurry and abrasive particles on the polished surface of the substrate W are removed by spraying the cleaning solution at high pressure on the entire polished surface of the substrate W. In addition, by removing foreign substances from the polishing surface of the substrate W by the preliminary cleaning unit 30, the inverter in the unloading unit 10, to which the substrate carrier C moves next, removes the substrate W from the polishing surface. In the process of flipping 180° so as to be positioned upward, it is possible to prevent the substrate W from being contaminated by the arm of the inverter.

앞서 설명한 바와 같이, 연마 영역(X1)에 설치된 기판 연마 장치는, 연마 패드(PP)가 입혀진 다수의 연마 정반(P1, P2, P3, P4)과, 기판(W)의 연마 공정 동안에 연마 패드(PP)에 기판의 연마면을 접촉시킨 상태로 기판(W)을 가압하는 연마 헤드(100)와, 연마 패드(PP)의 표면을 개질하는 컨디셔너(200)와, 기판(W)의 화학적 연마를 위하여 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부(300)와, 연마 정반(P1, P2, P3, P4)에 공급되는 기판(W)의 온도 정보를 얻는 온도 측정부(400)와, 온도 측정부(400)로부터 기판(W)의 온도 정보를 수신하여, 기판(W)의 연마 공정의 공정 변수를 조절하는 제어부(500)를 포함하여 구성된다. As described above, the substrate polishing apparatus installed in the polishing area X1 includes a plurality of polishing plates P1 , P2 , P3 , and P4 coated with the polishing pad PP, and a polishing pad ( The polishing head 100 pressurizes the substrate W while the polishing surface of the substrate is in contact with the PP, the conditioner 200 modifies the surface of the polishing pad PP, and the chemical polishing of the substrate W. From the slurry supply unit 300 for supplying the slurry, the temperature measurement unit 400 for obtaining temperature information of the substrate W supplied to the polishing plates P1, P2, P3, and P4, and the temperature measurement unit 400 It is configured to include a control unit 500 that receives temperature information of the substrate (W) and adjusts process parameters of the polishing process of the substrate (W).

상기 연마 헤드(100)는, 도5에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(C)의 하부에 설치되어 기판 캐리어(C)가 연마 공정을 행하기 위하여 연마 정반(P1, P2, P3, P4) 상에 위치하면, 회전 구동력을 전달받아 회전 구동하는 본체부(110)와, 본체부(110)와 연결핀 등에 의하여 연동하여 회전(100r)하는 베이스(120)와, 베이스(120)에 고정되어 베이스(120)와의 사이에 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)를 형성하는 멤브레인(130)과, 멤브레인(130)의 바닥판(131)을 감싸는 링 형태로 형성되어 기판(W)의 연마 공정 중에 기판(W)이 연마 헤드(100)의 바깥으로 이탈하는 것을 방지하도록 하방 가압될 수 있게 형성된 리테이너 링(140)과, 기판(W)을 영역별로 가압하도록 공급관(155)을 통해 공기 등의 유체를 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 공급하여 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 의한 하방 가압력을 조절하는 압력 제어부(150)와, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 유체 온도를 제어하는 유체온도 조절부(530)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 5, the polishing head 100 is installed below the substrate carrier C to perform the polishing process on the polishing platens P1, P2, P3, and P4. When located in, the main body portion 110 that rotates by receiving the rotational driving force, the base 120 that rotates (100r) in conjunction with the body portion 110 and the connection pin, etc., and is fixed to the base 120 to the base The membrane 130 forming the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 between the membrane 120 and the membrane 130 is formed in a ring shape surrounding the bottom plate 131 of the substrate W. Air through the retainer ring 140 formed to be pressurized downward to prevent the substrate W from escaping from the polishing head 100 during the polishing process, and the supply pipe 155 to press the substrate W by area A pressure control unit 150 for supplying a fluid such as such to the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 to adjust the downward pressing force by the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5, and the pressure chamber ( It is configured to include a fluid temperature control unit 530 that controls the fluid temperature of C1, C2, C3, C4, C5).

여기서, 멤브레인(130)은 기판(W)의 판면에 밀착하는 바닥판(131)과, 바닥판(131)의 가장자리 끝단으로부터 상측으로 연장 형성되어 베이스(120)에 고정되는 측면(132)과, 바닥판(131)의 중심과 측면(132)의 사이에 간격을 두고 링 형태로 상향 연장되어 베이스(120)에 고정되는 다수의 격벽(135)이 형성된다. 격벽(135)에 의하여 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)는 다수로 분할되어, 기판(W)의 영역별로 서로 다른 가압력으로 가압될 수 있다. 그리고, 멤브레인(130)은 베이스(120)에 고정됨에 따라 베이스(120)와 함께 회전하여, 바닥판(131)의 하측에 위치한 기판(W)을 연마 공정 중에 회전시키는 역할도 한다. Here, the membrane 130 includes a bottom plate 131 in close contact with the plate surface of the substrate W, a side surface 132 extending upward from the edge end of the bottom plate 131 and fixed to the base 120, A plurality of partition walls 135 fixed to the base 120 are formed by extending upward in a ring shape at intervals between the center of the bottom plate 131 and the side surface 132 . The pressure chambers C1 , C2 , C3 , C4 , and C5 are divided into a plurality by the barrier rib 135 , so that each region of the substrate W may be pressurized with different pressing forces. And, as the membrane 130 is fixed to the base 120, it rotates together with the base 120, and also serves to rotate the substrate W positioned below the bottom plate 131 during the polishing process.

경우에 따라 멤브레인 측면(132)에 수지나 플라스틱, 금속 등의 고정체가 고정될 수도 있지만, 멤브레인 바닥판(131)과 격벽(135)은 폴리우레탄 등의 가요성 재질로 형성된다. In some cases, a fixture such as resin, plastic, or metal may be fixed to the membrane side 132, but the membrane bottom plate 131 and the barrier rib 135 are formed of a flexible material such as polyurethane.

그리고, 압력 제어부(150)는 공급관(155)을 통해 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 유체를 공급하여, 각 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)별로 압력을 독립적으로 제어한다. 이에 따라, 기판(W)은 국부적으로 서로 다른 가압력이 도입되면서 연마 공정이 행해질 수 있다.In addition, the pressure controller 150 supplies fluid to the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 through the supply pipe 155, and sets the pressure for each pressure chamber C1, C2, C3, C4, and C5. independently controlled. Accordingly, a polishing process may be performed on the substrate W while applying different pressing forces locally.

유체온도 조절부(530)는, 제어부(500)의 제어 신호에 따라 가열되거나 냉각된 유체를 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 공급하여, 연마 공정에 최적의 온도 조건으로 기판(W)을 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 유체온도 조절부(530)는 냉동 사이클이 구비되어 차가운 공기와 가열된 공기를 조절유체 공급관(530p)을 통해 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 바닥판(131)의 하측에서 연마 중인 기판(W)은 바닥판(131)을 사이에 두고 차갑거나 가열된 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5) 내의 유체와 열교환하면서, 기판(W)의 연마 공정에 최적인 온도 조건을 유지할 수 있게 된다. The fluid temperature control unit 530 supplies the heated or cooled fluid to the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 according to a control signal from the control unit 500 to maintain the substrate at an optimum temperature for the polishing process. (W) can be maintained. For example, the fluid temperature controller 530 may be provided with a refrigeration cycle to supply cold air and heated air to the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 through the regulating fluid supply pipe 530p. Accordingly, the substrate W being polished under the bottom plate 131 exchanges heat with the fluid in the cold or heated pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 with the bottom plate 131 interposed therebetween, It is possible to maintain the optimum temperature conditions for the polishing process of the substrate W.

도5에는, 조절유체 공급관(530p)이 1개씩만 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 연결되는 구성이 예시되어 있지만, 조절유체를 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 공급하는 유체 공급관과 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로부터 유체를 배출시키는 유체 배출관이 함께 설치될 수 있다. 이에 따라, 유체 공급관과 유체 배출관을 통해 공급되는 공급 유량과 배출되는 배출 유량을 일정하게 조절하는 것에 의하여, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 압력을 일정하게 유지하면서, 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 온도를 조절하는 것이 가능해진다. In FIG. 5, a configuration in which only one control fluid supply pipe 530p is connected to the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 is illustrated, but the control fluid is supplied to the pressure chambers C1, C2, C3, C4, A fluid supply pipe supplying C5) and a fluid discharge pipe discharging fluid from the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 may be installed together. Accordingly, by constantly adjusting the supply flow rate supplied through the fluid supply pipe and the fluid discharge pipe and the discharge flow rate discharged, while maintaining constant pressure in the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5, the pressure chamber It becomes possible to adjust the temperature of (C1, C2, C3, C4, C5).

여기서, 조절유체 공급관(530p)을 통해 공급되는 유체는 액체일 수도 있지만, 질소나 공기 등의 기체인 것이 바람직하다. 도5에는 압력 제어부(150)와 유체온도 조절부(530)가 별개로 도시되어 있지만, 유체온도 조절부(530)에서 기체 형태의 온도 조절된 유체를 유체 공급관과 유체 배출관을 통해 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 공급하면서, 각 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 압력을 조절할 수도 있다. 즉, 유체온도 조절부(530)는 압력 제어부(150)와 합쳐진 상태로 구성될 수도 있다.Here, the fluid supplied through the regulating fluid supply pipe 530p may be a liquid, but is preferably a gas such as nitrogen or air. Although the pressure controller 150 and the fluid temperature controller 530 are shown separately in FIG. 5, the temperature-controlled fluid in the form of a gas in the fluid temperature controller 530 passes through the fluid supply pipe and the fluid discharge pipe to the pressure chamber C1. , C2, C3, C4, C5) while supplying, the pressure of each pressure chamber (C1, C2, C3, C4, C5) may be adjusted. That is, the fluid temperature control unit 530 may be configured in a combined state with the pressure control unit 150.

상기 컨디셔너(200)는, 도4, 도6 및 도7a 내지 도7c에 도시된 바와 같이, 연마 패드(PP)의 표면에 형성된 미세 홈을 개질하여 슬러리 공급부(300)로부터 공급되는 슬러리가 원활히 기판(W)에 유입될 수 있도록 한다. As shown in FIGS. 4, 6, and 7A to 7C, the conditioner 200 modifies the fine grooves formed on the surface of the polishing pad PP so that the slurry supplied from the slurry supply unit 300 can be smoothly supplied to the substrate. (W).

이를 위하여, 컨디셔너(200)는, 연마 패드(PP)의 바깥에 위치한 선회축(202)으로부터 연장 형성되어 선회축(202)을 기준으로 정해진 각도만큼 왕복 회전(200r)운동을 하는 선회 아암(201)과, 선회 아암(201)의 끝단에 위치하여 연마 패드(PP)에 접촉한 상태로 가압하면서 회전하는 컨디셔닝 디스크(210)와, 선회 아암(201)의 끝단에 설치된 하우징(220)과, 하우징(220)의 내부에서 회전 지지되어 회전 구동부(M)에 의하여 회전하는 회전축(230)과, 회전축(230)의 하단 돌기(230a)를 수용한 수용홈(240a)이 구비되어 회전축(230)과 맞물려 회전하고 하부에 컨디셔닝 디스크(210)를 고정시키는 디스크 홀더(240)를 포함하여 구성된다. To this end, the conditioner 200 extends from the pivoting shaft 202 located outside the polishing pad PP and performs a reciprocating rotation (200r) movement at a predetermined angle with respect to the pivoting shaft 202 (201). ), a conditioning disk 210 located at the end of the swing arm 201 and rotating while pressing it in contact with the polishing pad PP, a housing 220 installed at the end of the swing arm 201, and a housing The rotation shaft 230 which is rotationally supported inside the 220 and rotated by the rotation driving unit M, and the receiving groove 240a accommodating the lower protrusion 230a of the rotation shaft 230 are provided so that the rotation shaft 230 and It is configured to include a disk holder 240 that engages and rotates and fixes the conditioning disk 210 thereon.

여기서, 회전축(230)의 하단 돌기(230a)는 디스크 홀더(240)의 수용홈(240a)에 적어도 일부가 삽입되고, 이들(230a, 240a)의 단면이 비원형으로 형성되거나 서로 원주 방향으로 간섭되게 형성되어, 회전축(230)의 회전에 의하여 디스크 홀더(240)도 함께 회전한다. 그리고, 회전축(230)과 디스크 홀더(240)의 사이에는 에어 챔버(Cx)가 형성되고, 가압력 조절부(235)로부터 유입되는 공기압에 의하여, 디스크 홀더(240)를 하방으로 누르는 가압력(210F)이 조절된다. 이에 따라, 회전축(230)의 끝단과 수용홈(240a)의 상단은 소정 거리(s)만큼 이격된 상태로 유지된다. Here, at least a portion of the lower protrusion 230a of the rotating shaft 230 is inserted into the receiving groove 240a of the disk holder 240, and the cross sections of these 230a and 240a are formed in a non-circular shape or interfere with each other in the circumferential direction. formed so that the disk holder 240 also rotates by the rotation of the rotating shaft 230. In addition, an air chamber (Cx) is formed between the rotary shaft 230 and the disk holder 240, and the pressing force (210F) that presses the disk holder 240 downward by the air pressure introduced from the pressing force control unit 235 this is regulated Accordingly, the end of the rotating shaft 230 and the upper end of the receiving groove 240a are maintained in a state of being spaced apart by a predetermined distance (s).

그리고, 하우징(220)의 하부 부재(225)의 저면에는 온도 조절된 유체(88)를 분사하는 유체 공급구(520)가 다수 형성되어, 제어부(500)로부터의 제어 신호에 따라 온도조절 유체공급부(F)로부터 하부 부재(225)에 형성된 유로(520p)를 통해 연마 패드(PP)를 향하여 온도조절된 유체(88)를 분사한다. 온도 조절 유체(88)는 기체일 수도 있지만, 보다 많은 열용량을 갖는 액체 상태인 것이 바람직하다. In addition, a plurality of fluid supply ports 520 for spraying the temperature-controlled fluid 88 are formed on the bottom surface of the lower member 225 of the housing 220, and the temperature-controlled fluid supply unit according to a control signal from the control unit 500 The temperature-controlled fluid 88 is sprayed from (F) toward the polishing pad PP through the passage 520p formed in the lower member 225 . The temperature control fluid 88 may be a gas, but is preferably in a liquid state with a higher heat capacity.

그리고, 유체 공급구(520)는 컨디셔닝 디스크(210)의 둘레에 다수 배치되어, 보다 많은 양의 유체를 연마 패드(PP)의 보다 넓은 면적에 분사함으로써, 연마 패드(PP)의 온도를 짧은 시간 내에 조절할 수 있는 이점이 얻어질 수 있다. 그리고, 유체 공급구(520)는 하우징(220)의 하부 부재(220)의 저면에 형성되어, 연마 패드(PP)로부터 0.01mm 내지 20mm 범위로 매우 근접한 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 유체 공급구(520)로부터 분사되는 온도 조절 유체(88)는 대기와 열교환량을 최소화하면서 연마 패드(PP)에 공급되므로, 연마 패드(PP)의 온도 조절을 보다 짧은 시간 내에 정해진 설정 온도에 근접할 수 있도록 한다.In addition, a plurality of fluid supply ports 520 are disposed around the conditioning disk 210 to spray a larger amount of fluid to a wider area of the polishing pad PP, thereby reducing the temperature of the polishing pad PP in a short time. The advantage of being able to adjust within can be obtained. Also, the fluid supply port 520 may be formed on the lower surface of the lower member 220 of the housing 220 and disposed very close to the polishing pad PP in a range of 0.01 mm to 20 mm. Therefore, since the temperature control fluid 88 injected from the fluid supply port 520 is supplied to the polishing pad PP while minimizing the amount of heat exchange with the air, the temperature of the polishing pad PP can be controlled within a shorter period of time at a predetermined set temperature. to get close to

도4에 도시된 바와 같이, 컨디셔너(200)는 연마 패드(PP)의 회전(r) 방향을 기준으로 기판(W)의 상류측에 위치한다. 즉, 연마 패드(PP)의 임의의 지점은 컨디셔너(200)를 거치고 곧바로 기판(W)으로 회전하여 기판(W) 하측을 통과한다. 따라서, 온도 조절 유체(88)가 연마 패드(PP)에 공급되면, 연마 패드(PP)의 온도를 설정 온도로 높인 상태에서 곧바로 기판(W)에 공급되게 되어, 온도 조절 유체(88)는 연마 패드(PP)의 온도 뿐만 아니라 기판(W)의 온도 조절에도 기여하게 된다.As shown in FIG. 4 , the conditioner 200 is located on the upstream side of the substrate W based on the direction of rotation (r) of the polishing pad PP. That is, an arbitrary point of the polishing pad PP passes through the conditioner 200 and immediately rotates to the substrate W to pass through the lower side of the substrate W. Therefore, when the temperature control fluid 88 is supplied to the polishing pad PP, the temperature control fluid 88 is immediately supplied to the substrate W while the temperature of the polishing pad PP is raised to the set temperature, so that the temperature control fluid 88 is used for polishing. It contributes to controlling the temperature of the substrate W as well as the temperature of the pad PP.

한편, 도4 및 도6에 도시된 바와 같이, 컨디셔너(200)의 하우징(220)의 하부 부재(225)에는 연마 패드(PP)와 열교환이 이루어지는 열교환 유닛(540)이 구비된다. 열교환 유닛(540)은 컨디셔닝 디스크(210)와 함께 왕복 회전 운동(200r)하면서 연마 패드(PP)의 회전 방향을 가로질러 이동하면서 연마 패드의 보다 넓은 면적에 열교환을 할 수 있으므로, 연마 패드(PP)의 온도 조절에 매우 용이하다.Meanwhile, as shown in FIGS. 4 and 6 , the lower member 225 of the housing 220 of the conditioner 200 is provided with a heat exchange unit 540 that exchanges heat with the polishing pad PP. Since the heat exchange unit 540 moves across the rotational direction of the polishing pad PP while making a reciprocating rotational motion (200r) together with the conditioning disk 210, heat exchange can be performed over a larger area of the polishing pad (PP). ) is very easy to control the temperature.

이를 위하여, 도7b에 도시된 바와 같이, 열교환 유닛(540)은, 컨디셔너(200)의 하우징(220)에 고정된 지지 부재(542)와, 지지 부재(542)와의 사이에 압축 스프링(543)에 의하여 하방으로 가압(543F)되는 탄성 지지되게 설치되고 외부 유닛(HC)으로부터 가열되거나 냉각되어 연마 패드(PP)와 열교환하는 열전달 부재(541)로 구성된다. 이 때, 열전달 부재(541)는 압축 스프링(543)에 의하여 탄성 지지되므로, 컨디셔닝 디스크(210)의 마모량에 무관하게 연마 패드(PP)와 접촉 상태를 항상 유지하므로, 열전달 부재(541)와 연마 패드(PP)는 연마 공정 중에 신뢰성있는 열교환이 보장된다. To this end, as shown in FIG. 7B, the heat exchange unit 540 includes a support member 542 fixed to the housing 220 of the conditioner 200 and a compression spring 543 between the support member 542. It is composed of a heat transfer member 541 installed to be elastically supported by downward pressure 543F and heated or cooled by the external unit HC and exchanging heat with the polishing pad PP. At this time, since the heat transfer member 541 is elastically supported by the compression spring 543, it always maintains contact with the polishing pad PP regardless of the amount of wear of the conditioning disk 210, so that the heat transfer member 541 and polishing Reliable heat exchange between the pad PP is ensured during the polishing process.

열전달 부재(541)에는 온도 조절 유로가 마련되어, 외부 유닛(HC)으로부터 냉각수나 가열수가 온도 조절 유로를 통과하는 형태로 온도가 조절될 수도 있고, 열선이 구비되어 외부로부터 전기 에너지를 공급받아 연마 패드(PP)를 가열하도록 구성될 수도 있다. 무엇보다도, 작은 공간 내에서 다양한 온도 조절이 가능한 열전 소자(예를 들어, 펠티어 소자)로 형성되어, 외부 유닛(HC)으로부터 제어된 전류 공급에 의하여 열전달 부재(541)의 온도를 빠른 응답 특성을 갖도록 조절하는 것이 가능해지므로, 연마 패드(PP)의 온도를 주로 열전도(heat conduction)에 의하여 자유자재로 넓은 면적에 걸쳐 조절할 수 있다. A temperature control passage is provided in the heat transfer member 541, and the temperature can be controlled by passing cooling water or heating water from the external unit HC through the temperature control passage, and a heating wire is provided to receive electric energy from the outside and polish the polishing pad. It may also be configured to heat (PP). Above all, it is formed of a thermoelectric element (for example, a Peltier element) capable of various temperature adjustments in a small space, and the temperature of the heat transfer member 541 is controlled by supplying a controlled current from the external unit (HC) to achieve fast response characteristics. Therefore, the temperature of the polishing pad PP can be freely controlled over a large area mainly by heat conduction.

그리고, 열전달 부재(541)는 연마 패드(PP)와 접촉 상태를 유지하므로, 열전달 부재(541)의 경도가 연마 패드(PP)의 경도보다 높은 경우에는 연마 패드(PP)의 표면 손상을 야기할 수도 있다. 따라서, 열전달 부재(541)가 연마 패드와 접촉하면서 마모가 발생되면서 높은 열전달 성능을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 열전달 부재(541)가 연마 패드(PP)와의 접촉에 의하여 패드 손상의 가능성을 낮추기 위하여, 열전달 부재(541)의 저면에는 연마 패드(PP)에 비하여 경도가 낮거나 쉽게 마모되는 재질로 연질층(541a)이 형성되어, 연마 패드(PP)와의 접촉에서 연마 패드(PP)의 마모가 발생되는 대신에 연질층(541a)의 마모가 발생되게 함으로써, 연마 패드(PP)의 내구성을 확보하면서 연마 패드(PP)와 접촉하여 열전도에 의한 온도 조절을 할 수 있다.Also, since the heat transfer member 541 maintains contact with the polishing pad PP, when the hardness of the heat transfer member 541 is higher than the hardness of the polishing pad PP, the surface of the polishing pad PP may be damaged. may be Therefore, it is preferable that the heat transfer member 541 is formed of a material having high heat transfer performance while being abraded while in contact with the polishing pad. Meanwhile, in order to reduce the possibility of damage to the pad due to contact of the heat transfer member 541 with the polishing pad PP, the lower surface of the heat transfer member 541 is made of a material that is less hard or easily worn than the polishing pad PP and is soft. The layer 541a is formed so that the soft layer 541a is abraded instead of the abrasion of the abrasive pad PP in contact with the abrasive pad PP, thereby ensuring durability of the abrasive pad PP. By contacting the polishing pad PP, temperature can be controlled by thermal conduction.

이 때, 연질층(541a)은 테이프와 유사하게 형성되어 정해진 만큼 마모되면 새로운 연질층으로 교체 가능하게 형성될 수도 있고, 열전달 부재(541)와 하나의 세트 형태로 함께 교체되도록 형성될 수 있다.At this time, the soft layer 541a is formed similarly to a tape and may be formed to be replaced with a new soft layer when worn by a predetermined amount, or may be formed to be replaced together with the heat transfer member 541 in a set form.

한편, 열전달 부재(541)가 연마 패드(PP)와 접촉함에 따른 손상 문제를 완전히 방지하기 위해서는, 도7에 도시된 바와 같이, 열전달 부재(541)의 저면이 연마 패드(PP)의 표면과 이격되게 배치된 형태로 열교환 유닛(540')이 구성될 수 있다. Meanwhile, in order to completely prevent damage due to contact of the heat transfer member 541 with the polishing pad PP, as shown in FIG. 7 , the bottom surface of the heat transfer member 541 is spaced apart from the surface of the polishing pad PP. The heat exchange unit 540' may be configured in such a way that it is arranged so as to be.

여기서, 열전달 부재(541)의 연마 패드(PP)와의 이격 거리는 0.05mm 내지 2mm 의 범위에서 정해질 수 있다. 즉, 연마 공정 중에 연마 패드(PP)의 표면 높이는 미세한 높이 편차가 발생되므로, 연마 패드(PP)의 자전(r)과 열전달 부재(541)의 왕복 회전 운동(200r)을 행하는 동안에 일부 구간에서 약간 스치는 정도는 문제되지 않는다. 따라서, 열전달 부재(541)의 연마 패드(PP)와의 이격 거리가 0.05mm만큼 이격되면 충분하다. 다만, 열전달 부재(541)와 연마 패드(PP)의 이격 거리가 2mm를 초과하면, 열전달 부재(541)와 연마 패드(PP)의 복사 열전달의 효율이 낮아지므로, 2mm 이하로 유지되는 것이 바람직하다. Here, the distance between the heat transfer member 541 and the polishing pad PP may be determined in the range of 0.05 mm to 2 mm. That is, since a fine height deviation occurs in the surface height of the polishing pad PP during the polishing process, the rotation r of the polishing pad PP and the reciprocating rotational motion 200r of the heat transfer member 541 are performed slightly in some sections. The amount of rubbing doesn't matter. Accordingly, it is sufficient if the distance between the heat transfer member 541 and the polishing pad PP is 0.05 mm. However, if the separation distance between the heat transfer member 541 and the polishing pad PP exceeds 2 mm, the efficiency of radiative heat transfer between the heat transfer member 541 and the polishing pad PP decreases, so it is preferable to keep the distance below 2 mm. .

도7c에 도시된 바와 같이, 열전달 부재(541)와 연마 패드(PP)의 이격거리가 0.05mm 내지 2mm의 간격을 유지하면, 열전달 부재(541)와 연마 패드(PP)는 복사 열전달에 의해서도 상호 열교환이 이루어지지만, 열전달 부재(541)와 연마 패드(PP)의 사이에 잔류하는 슬러리나 순수 등의 액체(77)를 통한 전도 열전달에 의해서도 상호 열교환이 이루어지므로, 연마 패드(PP)의 온도 조절은 실시간으로 이루어지는 데 충분하다. As shown in FIG. 7C, when the distance between the heat transfer member 541 and the polishing pad PP is maintained between 0.05 mm and 2 mm, the heat transfer member 541 and the polishing pad PP are mutually transmitted even by radiative heat transfer. Although heat exchange is performed, mutual heat exchange is also performed by conduction heat transfer through the liquid 77 such as slurry or pure water remaining between the heat transfer member 541 and the polishing pad PP, so that the temperature of the polishing pad PP is controlled is sufficient to be done in real time.

이와 같이, 열전달 부재(541)를 연마 패드(PP)에 이격되게 설치되는 경우에는, 열전달 부재(541)는 연마 공정 중에 마모가 발생되지 않으므로 반영구적으로 사용될 수 있는 이점이 있다. 다만, 컨디셔닝 디스크(210)의 마모량에 따라 열전달 부재(541)와 연마 패드(PP) 사이의 이격 거리가 변동되므로, 열전달 부재(541)를 고정하는 지지 부재(542)의 상하 높이를 조절(541d)하게 구성되는 것이 바람직하다. In this way, when the heat transfer member 541 is installed to be spaced apart from the polishing pad PP, the heat transfer member 541 does not cause abrasion during the polishing process, so there is an advantage in that it can be used semi-permanently. However, since the separation distance between the heat transfer member 541 and the polishing pad PP varies according to the amount of wear of the conditioning disk 210, the vertical height of the support member 542 fixing the heat transfer member 541 is adjusted (541d). ) is preferably configured.

한편, 열전달 부재(541)가 펠티어 소자로 이루어진 경우에는, 펠티어 소자에 전류를 공급하기 위한 전극이 지지 부재(542)에 마련되어 외부 유닛(HC)으로부터 전선이 연결되며, 유지 보수 필요에 의하여 열전달 부재(541)를 교체하는 경우에도, 지지 부재(542)에 열전달 부재(541)를 착탈식으로 갈아 끼우는 것에 의해 쉽게 교체될 수 있다. On the other hand, when the heat transfer member 541 is made of a Peltier element, an electrode for supplying current to the Peltier element is provided on the support member 542 and a wire is connected from the external unit HC, and the heat transfer member is required for maintenance. Even when replacing the 541, it can be easily replaced by detachably replacing the heat transfer member 541 on the supporting member 542.

상기 온도 측정부(400)는 연마 정반(P1, P2, P3, P4)에 공급되는 기판(W)의 온도를 측정하여, 측정 온도값을 제어부(500)로 전송한다. The temperature measurement unit 400 measures the temperature of the substrate W supplied to the polishing plates P1 , P2 , P3 , and P4 and transmits the measured temperature value to the control unit 500 .

이를 위하여, 온도 측정부(400)는, 연마 헤드(100)에 탑재된 상태로 연마 정반으로 이동해오는 과정이나 이동하여 연마 패드에 접촉하기 이전에, 비접촉 방식이나 접촉 방식으로 연마 헤드(100)에 탑재된 기판(W)의 온도를 직접 측정할 수도 있다. To this end, the temperature measuring unit 400, while being mounted on the polishing head 100, moves to the polishing plate or before moving and contacting the polishing pad, the polishing head 100 in a non-contact or contact manner. The temperature of the mounted substrate W may be directly measured.

그리고, 온도 측정부(400)는, 연마 헤드(100)의 하측에 위치한 상태로 연마 패드(PP)에 대한 연마 공정이 진행되는 동안에도, 실시간으로 기판(W)의 온도를 측정할 수도 있다. 이를 위하여, 도3에 도시된 바와 같이, 연마 정반에 온도 센서(410)를 설치하여, 연마 정반(P)이 회전(r)하면서 온도 센서(410)가 기판(W)의 하측을 통과할 때에, 기판(W)의 온도를 측정할 수도 있다. 도3에는 연마 패드(PP)의 하측에 설치된 구성이 예시되어 있지만, 연마 패드(PP)의 저면에 수용홈이 마련되어 수용홈에 설치되어 온도 측정 정확성을 보다 높일 수 있다.In addition, the temperature measurement unit 400 may measure the temperature of the substrate W in real time while the polishing process for the polishing pad PP is in progress while being located below the polishing head 100 . To this end, as shown in FIG. 3, a temperature sensor 410 is installed on the polishing platen, and when the temperature sensor 410 passes the lower side of the substrate W while the polishing platen P rotates r. , the temperature of the substrate W may be measured. 3 illustrates a configuration installed on the lower side of the polishing pad PP, a receiving groove is provided on the lower surface of the polishing pad PP, so that temperature measurement accuracy can be further increased by being installed in the receiving groove.

또한, 온도 측정부(400)는, 연마 공정이 진행되는 동안에, 기판(W)과 인접 위치(Sc1, Sc2)에서의 연마 패드(PP)의 온도를 온도 센서(420)로 측정하여, 이로부터 기판(W)의 온도 정보를 얻을 수 있다. 간단하게는, 회전(r)하는 연마 패드(PP)의 측정 위치를 기판(W)의 하류측 (연마 패드가 회전하여 기판을 거치고 나서 바로 도달하는) 위치(Sc2)로 정해질 수 있다. 연마 패드(PP)의 온도는 기판(W)의 연마 공정을 거치면서 기판(W)의 온도를 반영하고 있으므로, 하류측 측정 위치(Sc2)에서의 연마 패드(PP)의 온도 측정값으로부터 기판(W)의 온도를 추정할 수 있다. 또는, 회전(r)하는 연마 패드(PP)의 측정 위치를 기판(W)의 상류측 (연마 패드가 회전하여 기판에 도달하기 이전의) 위치(Sc1)와 기판(W)의 하류측 위치(Sc2)를 모두 정할 수도 있다. 이와 같이, 연마 패드(PP)의 상류측 위치(Sc1)와 하류측 위치(Sc2)에서 측정하고, 이로부터 연마 패드(PP)가 기판(W)의 하측을 통과하는 동안에 기판(W)과의 열교환량을 산출함으로써, 기판(W)의 온도를 보다 정확하게 추정할 수 있다. In addition, while the polishing process is in progress, the temperature measuring unit 400 measures the temperature of the polishing pad PP at the positions Sc1 and Sc2 adjacent to the substrate W with the temperature sensor 420, and from this Temperature information of the substrate W can be obtained. Simply put, the measurement position of the rotating polishing pad PP can be determined as the position Sc2 on the downstream side of the substrate W (which is reached immediately after the polishing pad rotates and passes through the substrate). Since the temperature of the polishing pad PP reflects the temperature of the substrate W while going through the polishing process of the substrate W, the substrate ( W) can be estimated. Alternatively, the measurement position of the rotating polishing pad PP is the position Sc1 on the upstream side of the substrate W (before the polishing pad reaches the substrate by rotation) and the position on the downstream side of the substrate W ( Sc2) can also be set. In this way, the measurement is made at the upstream position Sc1 and the downstream position Sc2 of the polishing pad PP, and from this, the contact with the substrate W while the polishing pad PP passes through the lower side of the substrate W. By calculating the amount of heat exchange, the temperature of the substrate W can be more accurately estimated.

한편, 도면에 도시되지 않았지만, 연마 헤드(100)의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5) 중 어느 하나 이상에 온도 센서를 구비하여, 멤브레인 바닥판(131)을 통해 전달되는 기판(W)의 온도를 측정할 수도 있다. On the other hand, although not shown in the figure, a temperature sensor is provided in one or more of the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 of the polishing head 100, so that the substrate transferred through the membrane bottom plate 131 ( W) can also be measured.

한편, 연마 공정이 다단계로 이루어지고, 연마 정반으로 공급되기 이전에 이미 1차 연마 공정을 제1연마정반(P1)에서 행한 경우에는, 1차 연마 공정이 행해진 제1연마 정반(P1)에서 행해질 수도 있다. 예를 들어, 1차 연마 공정이 행해진 제1연마정반(P1)의 연마 패드의 온도를 측정하는 것에 의하여, 2차 연마 공정이 행해지는 제2연마정반(P2)에 공급되는 기판의 온도 정보를 얻을 수도 있다.On the other hand, if the polishing process is performed in multiple stages and the primary polishing process has already been performed on the first polishing wheel P1 before being supplied to the polishing wheel, the primary polishing process will be performed on the first polishing wheel P1. may be For example, by measuring the temperature of the polishing pad of the first polishing platen P1 on which the primary polishing step is performed, the temperature information of the substrate supplied to the second polishing platen P2 on which the secondary polishing step is performed is obtained. you can also get

상기 제어부(150)는 기판(W)의 온도 정보를 온도 측정부로부터 수신하면, 기판(W)의 연마 공정에 최적인 온도 조건으로 조절한다. When the controller 150 receives the temperature information of the substrate W from the temperature measuring unit, the control unit 150 adjusts the temperature condition to be optimal for the polishing process of the substrate W.

일반적으로, 상온인 기판을 연마 정반(P1, P2,...)에 공급하여 기판에 대한 연마 공정이 새롭게 시작되어, 기판 연마층이 타겟 두께에 도달하는 데에 소요되는 전체 연마 공정 동안에, 도9에 도시된 바와 같이, 지속적으로 기판의 온도(95)가 상승하며, 이에 따라 단위 시간당 연마율(91)의 측정 결과 값의 경향을 갖는다. 즉, 연마 공정이 시작되어 전체 연마 공정 시간(Te)의 1/3~2/3에 해당하는 시각(T1)에 도달하는 제1시간(A1) 동안에는 단위 시간당 연마량(연마율, removal rate, RR)은 매우 낮은 상태로 유지되며, 임계 시각(T1)이 경과한 이후의 연마 시간(A2)에는 단위 시간당 연마량이 급격히 증가하게 된다. 이와 같은 경향은 여러가지 원인이 있는데, 슬러리의 화학적 연마 공정이 활성화되기 위해서는 슬러리 재료 자체의 임계 온도 이상인 조건이 필요하고, 기판의 연마층과 연마 패드와의 마찰에 의한 기계적 연마 공정도 임계 온도 이상에서 보다 활성화되는 데 기인한다. In general, a polishing process for the substrate is newly started by supplying a substrate at room temperature to the polishing platens P1, P2, ..., during the entire polishing process required for the substrate polishing layer to reach the target thickness, As shown in FIG. 9, the temperature 95 of the substrate continuously rises, and accordingly, the measured result of the polishing rate 91 per unit time has a tendency. That is, during the first time (A1) when the polishing process starts and reaches the time (T1) corresponding to 1/3 to 2/3 of the total polishing process time (Te), the polishing amount per unit time (polishing rate, removal rate, RR) is maintained at a very low state, and the polishing amount per unit time rapidly increases during the polishing time A2 after the critical time T1 has elapsed. This tendency has several causes. In order to activate the chemical polishing process of the slurry, a condition of a critical temperature or higher of the slurry material itself is required, and a mechanical polishing process by friction between the polishing layer of the substrate and the polishing pad is also performed at a temperature higher than the critical temperature. due to being more active.

즉, 연마 공정에 사용되는 슬러리의 종류, 연마 패드의 재질, 연마하고자 하는 기판의 연마층의 종류에 따라 단위 시간당 연마량이 각각 달라진다. 따라서, 제어부(150)는 슬러리의 종류, 연마 패드의 재질, 연마층의 종류 등의 연마 조건에 따른 최적의 온도 조건(온도 설정값)을 메모리(590)에 저장해둔다. That is, the amount of polishing per unit time varies depending on the type of slurry used in the polishing process, the material of the polishing pad, and the type of polishing layer of the substrate to be polished. Therefore, the controller 150 stores in the memory 590 optimum temperature conditions (temperature setting values) according to polishing conditions, such as the type of slurry, the material of the polishing pad, and the type of polishing layer.

그리고, 제어부(500)는 연마 공정에 투입되는 기판(W)의 측정 온도값을 온도 측정부(400)로부터 수신하여, 기판의 연마 공정이 각 연마 조건에 맞는 최적 온도 설정값에서 행해지도록 제어한다. 여기서, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '온도 설정값'이라는 용어는 하나의 수치(value)로 정해지는 것을 포함할 뿐만 아니라, 소정의 범위(range)로 정해지는 것을 포함하는 것으로 정의한다. In addition, the control unit 500 receives the measured temperature value of the substrate W input into the polishing process from the temperature measurement unit 400, and controls the substrate polishing process to be performed at an optimum temperature set value suitable for each polishing condition. . Here, the term 'temperature setting value' described in the present specification and claims is defined to include not only one set as a value, but also one set within a predetermined range.

여기서, 도9에 도시된 바와 같이, 대체로 연마 공정이 진행되면 주변 대기와의 열교환에 의하여 냉각되는 효과도 있지만, 대기와의 열교환 효과는 기판의 온도에 미치는 영향이 미미하므로, 연마 공정의 진행에 따라 기판의 온도는 점진적으로 상승하는 경향을 갖는다. 그런데, 기판의 연마층이 타겟 두께에 도달하는 시점이 되면, 온도가 높게 상승하여 단위 시간당 연마량이 매우 커지므로, 정확한 타겟 두께에서 연마 공정을 정확하게 종료시키는 것이 어려워진다. Here, as shown in FIG. 9, when the polishing process proceeds, there is also an effect of cooling by heat exchange with the surrounding atmosphere, but the effect of heat exchange with the atmosphere has a negligible effect on the temperature of the substrate, so the progress of the polishing process Accordingly, the temperature of the substrate tends to rise gradually. However, when the polishing layer of the substrate reaches the target thickness, the temperature rises high and the polishing amount per unit time becomes very large, making it difficult to accurately complete the polishing process at the correct target thickness.

따라서, 메모리(590)에 저장되는 설정 온도값은 연마 공정의 온도 하한치 이외에 온도 상한치에 대한 조건도 함께 포함되며, 연마 공정이 진행되는 것과 함께 설정 온도값은 지속적으로 변동되게 정해질 수 있다. 이에 따라, 제어부(500)는 기판(W)의 연마 초기에는 높은 온도 조건에서 연마 공정이 행해지게 하고, 기판(W)의 연마 종료 시점에 근접한 연마 후기에는 이보다 낮은 온도 조건에서 연마 조건이 행해지게 함으로써, 연마 공정이 행해지는 기판의 연마층은 타겟 두께에서 정확히 연마 종료될 수 있도록 할 수 있다. 더욱이, 연마 공정의 마무리 단계에서 단위 시간당 연마량을 작게 조절함으로써, 연마 종료된 연마층의 표면이 보다 매끄럽고 균일해지고 타겟 두께값에 정확히 맞출 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있게 된다. Therefore, the set temperature value stored in the memory 590 includes conditions for the upper temperature limit as well as the lower temperature limit of the polishing process, and the set temperature value may be determined to continuously fluctuate as the polishing process proceeds. Accordingly, the control unit 500 causes the polishing process to be performed under a high temperature condition in the initial stage of polishing the substrate W, and to perform the polishing condition under a lower temperature condition in the later stage of polishing close to the end of polishing of the substrate W. By doing so, the polishing layer of the substrate on which the polishing process is performed can be accurately polished to a target thickness. Furthermore, by adjusting the amount of polishing per unit time to be small in the finishing step of the polishing process, the surface of the polished polishing layer becomes smoother and more uniform, and an advantageous effect of accurately matching the target thickness value can be obtained.

즉, 제어부(500)는 연마 장치의 다양한 공정 변수를 제어하여, 메모리(590)에 저장된 설정 온도값(501)에 도달하도록 기판(W)의 온도를 제어한다. 특히, 도9에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 연마 시간이나 연마 공정의 진행에 따라 연마량에 따른 설정 온도값(501)을 추종하도록, 제어부(500)가 연마 장치의 공정 변수를 제어하도록 함으로써, 복잡한 제어를 필요로 하지 아니하고, 온도 측정부(400)로부터 얻어진 기판의 온도 측정값과 메모리(590)에 저장된 설정 온도값(501)의 편차를 줄이는 단순한 제어 방식으로, 기판의 연마층 두께를 타겟 두께에 정확히 일치시킬 수 있으며 연마 품질도 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. That is, the controller 500 controls the temperature of the substrate W to reach the set temperature value 501 stored in the memory 590 by controlling various process parameters of the polishing apparatus. In particular, as shown in FIG. 9, according to the present invention, the control unit 500 controls the process parameters of the polishing apparatus to follow the set temperature value 501 according to the polishing amount according to the polishing time or the progress of the polishing process. By doing so, a simple control method that reduces the deviation between the measured temperature value of the substrate obtained from the temperature measuring unit 400 and the set temperature value 501 stored in the memory 590 without requiring complicated control, the thickness of the polishing layer of the substrate can be precisely matched to the target thickness, and the effect of improving the polishing quality can be obtained.

이를 위하여, 제어부(500)는 연마 헤드(100)의 유체온도 조절부(530)로부터 온도 조절된 유체를 공급관(530p)을 통해 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 공급하여, 멤브레인 바닥판(131)의 하측에 위치한 기판(W)의 온도를 설정 온도값(501)에 도달하도록 한다. 유체온도 조절부(530)에 의한 기판(W)의 온도 제어는 연마 공정 중에 행해지며, 연마 공정을 위하여 연마 헤드(100)에 기판(W)을 탑재한 상태로 이동하는 과정에도 이루어질 수 있다. 이를 통해, 기판(W)이 연마 공정을 시작하는 시점에서도, 상온이나 그 이전의 연마 공정에서의 온도와 별개로, 시작되는 연마 공정에서의 온도 설정값(501)에 기판(W)의 온도(Tw)가 보다 근접할 수 있으므로, 연마 공정의 효율이 향상되고 전체 연마 시간도 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.To this end, the controller 500 supplies the temperature-controlled fluid from the fluid temperature controller 530 of the polishing head 100 to the pressure chambers C1, C2, C3, C4, and C5 through the supply pipe 530p, The temperature of the substrate W positioned below the membrane bottom plate 131 reaches a set temperature value 501 . The temperature control of the substrate W by the fluid temperature controller 530 is performed during the polishing process, and may also be performed during the process of moving the substrate W while the substrate W is mounted on the polishing head 100 for the polishing process. Through this, even at the time when the substrate W starts the polishing process, the temperature of the substrate W ( Since Tw) can be closer, the efficiency of the polishing process can be improved and the overall polishing time can be reduced.

그리고, 제어부(500)는, 기판(W)의 온도를 설정 온도값(501)에 수렴하도록 공정 변수를 조절하는 일환으로, 연마 공정 중에 연마 헤드(100)의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 인가하는 유체의 압력을 조절하여, 기판(W)을 가압하는 가압력(Pr)을 조절할 수 있다. 이에 의하여, 기판(W)과 연마 패드(PP)의 마찰열이 증감하면서, 기판(W)의 온도를 조절할 수 있다.In addition, the control unit 500 controls the pressure chambers C1, C2, C3, By adjusting the pressure of the fluid applied to C4 and C5), the pressing force (Pr) for pressing the substrate (W) can be adjusted. Accordingly, the temperature of the substrate W can be adjusted while increasing or decreasing frictional heat between the substrate W and the polishing pad PP.

그리고, 제어부(500)는, 기판(W)의 온도를 설정 온도값(501)에 수렴하도록 공정 변수를 조절하는 다른 일환으로, 연마 정반에 내설된 열선(510)으로 연마 패드(PP)를 가열하거나, 연마 정반에 내설된 냉각 유로(미도시)나 펠티어 소자의 전류 제어로 연마 패드(PP)를 냉각하는 것에 의하여 연마 패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다. 이와 같이, 기판(W)과 접촉하는 연마 패드(PP)의 온도를 직접 조절하는 것에 의하여 기판(W)의 온도를 조절할 수 있다.In addition, the controller 500 heats the polishing pad PP with a hot wire 510 installed in the polishing plate as another part of adjusting the process variable so that the temperature of the substrate W converges to the set temperature value 501. Alternatively, the temperature of the polishing pad PP may be adjusted by cooling the polishing pad PP by controlling a current of a cooling passage (not shown) built into the polishing table or a Peltier element. In this way, the temperature of the substrate W can be controlled by directly adjusting the temperature of the polishing pad PP in contact with the substrate W.

그리고, 제어부(500)는, 기판(W)의 온도를 설정 온도값(501)에 수렴하도록 공정 변수를 조절하는 또 다른 일환으로, 연마 공정 중에 연마 패드(PP)의 표면을 개질하는 컨디셔너(200)의 유체 공급구(520)를 통해 온도 조절 유체(88)를 연마 패드(PP)에 공급하여, 연마 패드(PP)의 온도를 조절할 수 있으며, 온도 조절 유체(88)가 기판(W)에 공급되는 것에 의해서도 기판(W)의 온도를 조절할 수 있다. 이와 동시에, 컨디셔닝 디스크(210)를 가압하는 가압력(210F)를 조절하는 것에 의하여, 컨디셔닝 디스크(210)와 연마 패드(PP)의 마찰열을 증감하는 것에 의해서도, 연마 패드(PP) 및 기판(W)의 온도를 조절할 수 있다. In addition, the controller 500 modifies the surface of the polishing pad PP during the polishing process as another part of adjusting process variables so that the temperature of the substrate W converges to the set temperature value 501. The temperature control fluid 88 may be supplied to the polishing pad PP through the fluid supply port 520 of ) to control the temperature of the polishing pad PP, and the temperature control fluid 88 may be applied to the substrate W. The temperature of the substrate W can also be controlled by being supplied. At the same time, the frictional heat between the conditioning disk 210 and the polishing pad PP is increased or decreased by adjusting the pressing force 210F that presses the conditioning disk 210, thereby increasing or decreasing the frictional heat between the polishing pad PP and the substrate W. temperature can be adjusted.

이와 함께, 제어부(500)는, 기판(W)의 온도를 설정 온도값(501)에 수렴하도록 공정 변수를 조절하는 또 다른 일환으로, 연마 공정 중에 연마 패드(PP)의 표면을 개질하는 컨디셔너(200)에 설치된 열교환 유닛(540)의 온도를 외부 유닛(HC)으로부터 조절하여, 열교환 유닛(540)에 의해 연마 패드(PP)와 접촉 방식이나 비접촉 방식으로 열교환함으로써 연마 패드(PP)의 온도를 조절할 수 있다. In addition, as another part of adjusting process variables so that the temperature of the substrate W converges to the set temperature value 501, the controller 500 uses a conditioner (which modifies the surface of the polishing pad PP during the polishing process). 200), the temperature of the heat exchange unit 540 installed in the external unit HC is controlled, and the heat exchange unit 540 exchanges heat with the polishing pad PP in a contact or non-contact manner, thereby increasing the temperature of the polishing pad PP. can be adjusted

그 밖에, 제어부(500)는, 기판(W)의 온도를 설정 온도값(501)에 수렴하도록 공정 변수를 조절하는 일환으로, 연마 헤드(100)의 본체부(110)의 회전 속도나 연마 정반의 회전(r) 속도를 증감하는 것에 의해서도, 기판(W)과 연마 패드(PP)와의 마찰열을 조절하여 기판(W)의 온도를 조절할 수 있다.In addition, the control unit 500 controls the rotational speed of the main body 110 of the polishing head 100 or the polishing plate as part of adjusting process variables so that the temperature of the substrate W converges to the set temperature value 501. The temperature of the substrate W can also be controlled by adjusting the frictional heat between the substrate W and the polishing pad PP by increasing or decreasing the rotation speed r of .

이렇듯, 제어부(500)는 연마 공정이 시작하기 이전에도 기판(W)의 온도를 메모리(590)에 저장된 온도 설정값(501)의 초기값에 도달하거나 근접하도록 공정 변수를 제어하고, 연마 공정이 시작되어 연마 공정이 종료될 때까지 기판(W)의 온도가 온도 설정값(501)에 도달하도록 추적 제어를 하는 것에 의하여, 기판(W)의 연마 품질을 향상시키면서 타겟 두께로 연마층 두께를 맞출 수 있다.As such, the control unit 500 controls process variables so that the temperature of the substrate W reaches or approaches the initial value of the set temperature value 501 stored in the memory 590 even before the polishing process starts, and the polishing process is performed. By performing tracking control so that the temperature of the substrate W reaches the temperature set value 501 from the start to the end of the polishing process, the polishing quality of the substrate W is improved while adjusting the thickness of the polishing layer to the target thickness. can

한편, 상기 제어부(500)는 하나의 연마 정반에서 행해지는 연마 공정을 상기와 같이 제어할 뿐만 아니라, 2개 이상의 연마 정반에서 다단계로 행해지는 연마 공정을 제어할 수 있다. Meanwhile, the control unit 500 may control not only the polishing process performed on one polishing platen as described above, but also control the polishing process performed in multiple stages on two or more polishing platens.

로딩 유닛(20)에 기판(W)이 공급되면, 기판(W)은 캐리어 홀더(H3, H4) 중 어느 하나의 기판 캐리어(C)에 탑재되며, 기판 캐리어(C)에 탑재된 기판(W)은 제1가이드레일(G1)이나 제2가이드레일(G2)을 따라 이동하면서, 2개 이상의 연마 정반(P1, P2; P4, P3)에서 순차적으로 제1연마공정과 제2연마공정이 행해진다.When the substrate (W) is supplied to the loading unit 20, the substrate (W) is mounted on one of the substrate carriers (C) of the carrier holders (H3, H4), and the substrate (W) mounted on the substrate carrier (C) ) is a first polishing process and a second polishing process are sequentially performed on two or more polishing plates (P1, P2; P4, P3) while moving along the first guide rail (G1) or the second guide rail (G2). all.

앞서 살펴본 바와 같이, 기판(W)의 연마 공정은 온도에 의해 단위 시간당 연마량이 변동되므로, 기판(W)의 온도 제어에 의하여 전체 공정 시간(Te)을 조절할 수 있다. As described above, since the polishing amount per unit time varies according to the temperature in the polishing process of the substrate W, the entire process time Te can be adjusted by controlling the temperature of the substrate W.

따라서, 본 발명에 따른 기판 연마 방법(S1)은, 설정 온도값에 따른 기판(W)의 온도 제어를 병행하여 제1연마 공정을 제1연마정반(P1)에서 행하고, 제1연마공정을 마친 기판(W)의 온도를 측정한다(S110). 그리고, 온도 측정부(400)에서 측정된 기판(W)의 온도 정보는 제어부(500)로 전송된다(S120). Therefore, in the substrate polishing method (S1) according to the present invention, the first polishing process is performed in the first polishing table (P1) in parallel with the temperature control of the substrate (W) according to the set temperature value, and the first polishing process is completed. The temperature of the substrate W is measured (S110). Then, the temperature information of the substrate (W) measured by the temperature measuring unit 400 is transmitted to the controller 500 (S120).

이 때, 제어부(500)는 제2연마공정에서의 공정 변수를 조절하는 것에 의하여, 제1연마정반(P1)에서 행해진 제1연마공정의 공정 시간과 제2연마정반(P2)에서 행해질 제2연마공정의 공정 시간을 동일하게 조절할 수 있다. 즉, 공정 시간은 기판(W)의 온도와 밀접한 관계가 있으므로, 제어부(500)는 제2연마공정이 행해지는 동안에, 연마 정반(P2)의 열선(510)이나 냉각 유로 또는 펠티어 소자 등과 같은 열전 소자를 이용하여 기판(W)의 온도를 조절하거나, 컨디셔너(200)의 가압력(210F)을 조절하거나, 컨디셔너(200)의 유체 공급구(520)로부터 온도 조절된 고온이나 저온의 유체(88)를 연마 패드(88)에 분사하거나, 연마 헤드(100)의 압력 챔버(C1, C2,...)에 온도 조절된 고온이나 저온의 공기를 공급하거나, 연마 공정 중에 기판(W)의 가압력을 조절하는 것 등의 공정 변수를 조절하는 것에 의하여(S130, S140, S150), 제1연마공정의 소요시간과 제2연마공정의 소요시간을 1초 이내의 편차 범위로 조절할 수 있다.At this time, the control unit 500 controls the process time of the first polishing process performed on the first polishing wheel P1 and the second polishing step performed on the second polishing wheel P2 by adjusting process variables in the second polishing step. The process time of the polishing process can be equally controlled. That is, since the process time is closely related to the temperature of the substrate W, the control unit 500 controls the heat transfer such as the hot wire 510 of the polishing platen P2, the cooling passage, or the Peltier element while the second polishing process is performed. Control the temperature of the substrate (W) by using a device, adjust the pressing force (210F) of the conditioner 200, or the high-temperature or low-temperature fluid 88 whose temperature is controlled from the fluid supply port 520 of the conditioner 200 is sprayed on the polishing pad 88, temperature-controlled high temperature or low temperature air is supplied to the pressure chambers C1, C2, ... of the polishing head 100, or the pressing force of the substrate W is applied during the polishing process. By adjusting process variables such as control (S130, S140, S150), the time required for the first polishing process and the time required for the second polishing process can be adjusted within a deviation range of 1 second or less.

예를 들어, 동일한 조건에서 제2연마공정이 제1연마공정에 비하여 30%정도 시간이 더 소요되는 경우에는, 제2연마공정의 초기 온도 설정값을 제1연마공정의 초기 온도 설정값에 비하여 보다 더 크게 조절하고, 제2연마공정에서의 가압력을 보다 높이는 것 등에 의해 가능해진다.For example, if the second polishing process takes about 30% more time than the first polishing process under the same conditions, the initial temperature setting value of the second polishing process is compared to the initial temperature setting value of the first polishing process. This is made possible by adjusting the pressure to a higher level and increasing the pressing force in the second polishing step.

이를 통해, 제1연마정반(P1)에서의 제1연마공정과 제2연마정반(P2)에서의 제2연마공정이 거의 동일한 시간 동안 행해지므로, 제1연마공정이 행해진 웨이퍼가 제2연마 공정에 투입되기 이전에 대기해야 하는 대기 시간을 최소화하거나 없앨 수 있으므로, 전체적인 공정 제어가 보다 단순해지고, 전체적인 공정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이 뿐만 아니라, 각 연마 공정의 소요 시간을 일률적으로 제어할 수 있으므로, 기판의 대기 시간 동안에 기판 연마면이 건조해져 손상되는 문제를 해결할 수 있고, 기판 건조를 방지하기 위한 설비를 생략할 수 있으므로 기판 연마 장치의 구성을 단순화하는 이점을 얻을 수 있다.Through this, since the first polishing process in the first polishing table P1 and the second polishing process in the second polishing table P2 are performed for almost the same time, the wafer on which the first polishing process has been performed is used for the second polishing process. Since it is possible to minimize or eliminate the waiting time before being put into the process, overall process control becomes simpler, and an advantageous effect of improving overall process efficiency can be obtained. In addition, since the time required for each polishing process can be uniformly controlled, it is possible to solve the problem that the polishing surface of the substrate is dried and damaged during the waiting time of the substrate, and it is possible to omit the equipment to prevent the substrate from drying. The advantage of simplifying the configuration of the polishing device can be obtained.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

1: 기판 연마장치 10: 로딩 유닛
20: 언로딩 유닛 30: 예비 세정 장치
C: 기판 캐리어 100: 연마 헤드
110: 본체부 120: 베이스
130: 멤브레인 131: 바닥판
132: 측면 135: 격벽
140: 리테이너 링 200: 컨디셔너
210: 컨디셔닝 디스크 220: 하우징
225: 하부 부재 230: 회전축
240: 디스크 홀더 300: 슬러리 공급부
400: 온도 측정부 500: 제어부
590: 메모리 501: 온도 설정값
Tx: 온도 측정값 CR: 연결 레일
C1, C2, C1', C2': 세정 유닛 D: 도킹 유닛
G: 가이드 레일 H: 캐리어 홀더
P: 연마정반 PP: 연마패드
W: 기판1: substrate polishing device 10: loading unit
20: unloading unit 30: pre-cleaning device
C: substrate carrier 100: polishing head
110: body part 120: base
130: membrane 131: bottom plate
132: side 135: bulkhead
140: retainer ring 200: conditioner
210: conditioning disk 220: housing
225: lower member 230: rotation shaft
240: disk holder 300: slurry supply unit
400: temperature measurement unit 500: control unit
590: memory 501: temperature set value
Tx: temperature measurement value CR: connecting rail
C1, C2, C1', C2': cleaning unit D: docking unit
G: Guide rail H: Carrier holder
P: polishing plate PP: polishing pad
W: substrate

Claims (27)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 연마 공정 중에 기판의 연마면이 접촉하는 연마 패드를 개질하는 컨디셔너로서,
하우징과;
상기 하우징에 대하여 회전 가능하게 설치된 회전축과;
상기 연마 패드의 표면과 접촉한 상태로 상기 회전축의 회전에 연동하여 회전하고, 선회축으로부터 연장된 선회 아암의 끝단에 설치되어 상기 연마 패드 상에서 왕복 회전 운동을 하는 컨디셔닝 디스크와;
상기 컨디셔닝 디스크와 함께 왕복 회전 운동을 하면서 상기 연마 패드와 열교환하여 상기 연마 패드의 온도를 조절하는 열교환 유닛과;
상기 연마 공정의 진행에 따라 연마량에 따른 상기 기판의 설정 온도값을 저장하는 메모리와;
상기 메모리에 저장되어 있는 연마량에 따른 상기 설정 온도값을 추종하도록 상기 기판의 온도 측정값과 상기 설정 온도값의 편차를 줄이는 제어부를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치용 컨디셔너.
A conditioner that modifies a polishing pad with which a polishing surface of a substrate contacts during a polishing process,
housing department;
a rotating shaft rotatably installed with respect to the housing;
a conditioning disk which rotates in conjunction with the rotation of the rotary shaft while being in contact with the surface of the polishing pad, and is installed at an end of a pivot arm extending from the pivot shaft to perform a reciprocating rotational motion on the polishing pad;
a heat exchange unit configured to perform a reciprocating rotary motion together with the conditioning disk and exchange heat with the polishing pad to adjust a temperature of the polishing pad;
a memory for storing a set temperature value of the substrate according to an amount of polishing as the polishing process progresses;
a control unit that reduces a deviation between a measured temperature value of the substrate and the set temperature value to track the set temperature value according to the amount of polishing stored in the memory;
Conditioner for a substrate polishing apparatus, characterized in that it further comprises.
 제 21항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 연마 패드에 대한 가압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치용 컨디셔너.
According to claim 21,
The conditioner for a substrate polishing apparatus, characterized in that the control unit adjusts the pressing force to the polishing pad.
 제 21항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 컨디셔너의 유체 공급구로부터 온도조절된 유체를 상기 연마 패드에 공급하여 상기 기판의 온도 측정값과 상기 설정 온도값의 편차를 줄이는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치용 컨디셔너.
According to claim 21,
The conditioner for a substrate polishing apparatus according to claim 1 , wherein the control unit reduces a deviation between a measured temperature value of the substrate and the set temperature value by supplying the temperature-controlled fluid from the fluid supply port of the conditioner to the polishing pad.
 삭제delete 연마 공정 중에 기판의 연마면이 접촉하는 연마 패드를 개질하는 컨디셔너로서,
하우징과;
상기 하우징에 대하여 회전 가능하게 설치된 회전축과;
상기 연마 패드의 표면과 접촉한 상태로 상기 회전축의 회전에 연동하여 회전하고, 선회축으로부터 연장된 선회 아암의 끝단에 설치되어 상기 연마 패드 상에서 왕복 회전 운동을 하는 컨디셔닝 디스크와;
상기 컨디셔닝 디스크와 함께 왕복 회전 운동을 하면서 상기 연마 패드와 열교환하여 상기 연마 패드의 온도를 조절하는 열교환 유닛을;
포함하고, 상기 열교환 유닛은, 상기 연마 패드로부터 상측으로 이격되어 온도 조절되는 열전달 부재를 포함하여, 상기 열전달 부재와 상기 연마 패드가 비접촉 상태로 복사 열교환에 의하여 상기 연마 패드의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치용 컨디셔너.
A conditioner that modifies a polishing pad with which a polishing surface of a substrate contacts during a polishing process,
housing department;
a rotating shaft rotatably installed with respect to the housing;
a conditioning disk which rotates in conjunction with the rotation of the rotary shaft while being in contact with the surface of the polishing pad, and is installed at an end of a pivot arm extending from the pivot shaft to perform a reciprocating rotational motion on the polishing pad;
a heat exchange unit configured to perform a reciprocating rotational motion together with the conditioning disk and exchange heat with the polishing pad to adjust a temperature of the polishing pad;
wherein the heat exchange unit includes a heat transfer member that is spaced upward from the polishing pad and whose temperature is controlled, and controls the temperature of the polishing pad by radiative heat exchange in a non-contact state between the heat transfer member and the polishing pad. A conditioner for a substrate polishing apparatus.
 제 25항에 있어서,
상기 열전달 부재에는 상기 연마 패드에 비하여 연질인 연질층이 입혀져 상기 연질층이 상기 연마 패드와 접촉하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치용 컨디셔너.
26. The method of claim 25,
A conditioner for a substrate polishing apparatus, characterized in that the heat transfer member is coated with a soft layer that is softer than the polishing pad, and the soft layer contacts the polishing pad.
 삭제delete
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