KR102668403B1 - Conditioner of chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너에 관한 것으로, 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너는, 연마패드에 접촉되며 상기 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔닝 디스크와, 컨디셔닝 디스크에 축방향 하중을 인가하는 하중인가부를 포함한다.The present invention relates to a conditioner for a chemical mechanical polishing device. The conditioner for a chemical mechanical polishing device includes a conditioning disk that is in contact with a polishing pad and conditions the polishing pad, and a load application unit that applies an axial load to the conditioning disk. .

Description

화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너{CONDITIONER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}Conditioner of chemical mechanical polishing apparatus {CONDITIONER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}

본 발명은 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너에 관한 것으로, 보다 구체적으로 연마패드의 컨디셔닝 안정성을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너에 관한 것이다.The present invention relates to a conditioner for a chemical mechanical polishing device, and more specifically, to a conditioner for a chemical mechanical polishing device that can improve the conditioning stability of a polishing pad.

일반적으로 화학 기계식 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 연마층이 구비된 반도체 제작을 위한 웨이퍼 등의 웨이퍼과 연마정반 사이에 상대 회전 시킴으로써 웨이퍼의 표면을 연마하는 표준 공정으로 알려져 있다.In general, the Chemical Mechanical Polishing (CMP) process is known as a standard process for polishing the surface of a wafer by relative rotation between a wafer for manufacturing a semiconductor equipped with a polishing layer and a polishing plate.

도 1은 종래의 화학 기계식 연마 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 화학 기계식 연마 장치의 컨디셔너를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 화학 기계식 연마 장치(1)는, 상면에 연마패드(11)가 부착된 연마정반(10)과, 연마하고자 하는 웨이퍼(W)를 장착하여 연마패드(11)의 상면에 접촉하면서 회전하는 연마 헤드(20)와, 연마패드(11)의 표면을 미리 정해진 가압력으로 가압하면서 미세하게 절삭하여 연마패드(11)의 표면에 형성된 미공이 표면에 나오도록 컨디셔닝하는 컨디셔너(300)로 구성된다. FIG. 1 is a diagram schematically showing a conventional chemical mechanical polishing device, and FIG. 2 is a diagram showing a conditioner of a conventional chemical mechanical polishing device. Referring to Figures 1 and 2, a conventional chemical mechanical polishing device 1 includes a polishing plate 10 with a polishing pad 11 attached to the upper surface, and a polishing pad (W) on which a wafer W to be polished is mounted. The polishing head 20 rotates while contacting the upper surface of the polishing pad 11, and finely cuts the surface of the polishing pad 11 while pressing it with a predetermined pressing force to condition the micropores formed on the surface of the polishing pad 11 to appear on the surface. It consists of a conditioner 300 that does.

연마정반(10)은 웨이퍼(W)가 연마되는 연마패드(11)가 부착되고, 회전축(12)이 회전 구동됨에 따라 회전 운동한다.The polishing plate 10 is attached with a polishing pad 11 on which the wafer W is polished, and rotates as the rotation shaft 12 is driven to rotate.

연마 헤드(20)는 연마정반(10)의 연마패드(11)의 상면에 위치하여 웨이퍼(W)를 파지하는 캐리어 헤드(21)와, 캐리어 헤드(21)를 회전 구동하면서 일정한 진폭만큼 왕복 운동을 행하는 연마 아암(22)으로 구성된다. The polishing head 20 includes a carrier head 21 located on the upper surface of the polishing pad 11 of the polishing plate 10 to hold the wafer W, and a reciprocating motion of a certain amplitude while rotating the carrier head 21. It consists of a polishing arm 22 that performs.

컨디셔너(30)는 연마패드(11)의 표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 미공들이 막히지 않도록 연마패드(11)의 표면을 미세하게 절삭하여, 연마패드(11)의 발포 기공에 채워졌던 슬러리가 캐리어 헤드(21)에 파지된 웨이퍼(W)에 원활하게 공급하도록 한다.The conditioner 30 finely cuts the surface of the polishing pad 11 to prevent the numerous foamed pores that serve to contain the slurry containing the abrasive and chemicals on the surface of the polishing pad 11 from being clogged. ) so that the slurry filled in the foaming pores is smoothly supplied to the wafer (W) held by the carrier head (21).

컨디셔너(30)는 회전축(32)과, 회전축(320)에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 결합되는 디스크 홀더(33)와, 디스크 홀더(33)의 저면에 배치되는 컨디셔닝 디스크(36)를 포함하며, 선회 경로를 따라 연마패드(11)에 대해 선회 이동하도록 구성된다.The conditioner 30 includes a rotating shaft 32, a disk holder 33 movable in the vertical direction with respect to the rotating shaft 320, and a conditioning disk 36 disposed on the bottom of the disk holder 33. and is configured to pivot and move with respect to the polishing pad 11 along the pivot path.

회전축(320)은 소정 각도 범위로 선회 운동하는 컨디셔너 아암에 장착되는 하우징(33) 상에 회전 가능하게 장착된다.The rotation shaft 320 is rotatably mounted on a housing 33 mounted on a conditioner arm that pivots in a predetermined angle range.

보다 구체적으로, 회전축(32)은, 구동 모터에 의하여 제자리에서 회전 구동되는 구동축 파트(32a), 구동축 파트(32a)와 맞물려 회전 구동되며 구동축 파트(32a)에 대해 상하 방향으로 상대 이동하는 전달축 파트(32c), 및 구동축 파트(32a)와 전달축 파트(32c)를 중공부에 수용하면서 그 둘레에 배치된 중공형 외주축 파트(32b)를 포함한다.More specifically, the rotation shaft 32 is a drive shaft part 32a that is rotationally driven in place by a drive motor, a transmission shaft that is rotationally driven in engagement with the drive shaft part 32a and moves relative to the drive shaft part 32a in the vertical direction. It includes a part 32c, and a hollow outer spindle part 32b disposed around the drive shaft part 32a and the transmission shaft part 32c while accommodating the drive shaft part 32a in the hollow portion.

디스크 홀더(33)는 회전축(32)에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 제공되어, 회전축(32)과 함께 회전함과 아울러 회전축(32)에 대해 상하 방향으로 이동할 수 있으며, 디스크 홀더(34)의 하부에는 연마정반(10) 상에 부착된 연마패드(11)를 개질하기 위한 컨디셔닝 디스크(36)가 결합된다.The disk holder 33 is provided to be movable in the up and down direction with respect to the rotation axis 32, so that it rotates together with the rotation axis 32 and can move in the up and down direction with respect to the rotation axis 32, and the disk holder 34 A conditioning disk 36 for reforming the polishing pad 11 attached to the polishing plate 10 is coupled to the lower part of the.

회전축(32)과 디스크 홀더(34)의 사이에는 가압챔버(31)가 마련되며, 가압챔버(31)에 연결된 압력조절부(31a)로터 가압챔버(31)에 도달하는 공압을 조절함에 따라, 회전축(32)에 대해 디스크 홀더(34)가 상하 방향으로 이동할 수 있으며, 회전축(32)에 대한 디스크 홀더(34)의 상하 방향 이동에 대응하여 컨디셔닝 디스크(36)가 연마패드(11)를 가압하는 가압력이 변동될 수 있다.A pressure chamber 31 is provided between the rotating shaft 32 and the disk holder 34, and the pressure regulator 31a connected to the pressure chamber 31 adjusts the pneumatic pressure reaching the rotor pressure chamber 31, The disk holder 34 can move in the vertical direction with respect to the rotation axis 32, and the conditioning disk 36 presses the polishing pad 11 in response to the upward and downward movement of the disk holder 34 with respect to the rotation axis 32. The pressing force may vary.

한편, 연마패드(11)를 전체적으로 균일하게 컨디셔닝하기 위해서는, 연마패드(11)에 대한 컨디셔닝 공정이 행해지는 중에, 컨디셔닝 디스크(36)가 연마패드(11)를 가압하는 가압력이 일정하게 유지될 수 있어야 한다.Meanwhile, in order to uniformly condition the polishing pad 11 as a whole, the pressing force with which the conditioning disk 36 presses the polishing pad 11 can be kept constant while the conditioning process for the polishing pad 11 is performed. There must be.

그러나, 기존에는 가압챔버(31)에 인가되는 공압에 의하여 컨디셔닝 디스크(36)가 연마패드를 가압하는 가압력이 제어됨에 따라, 컨디셔닝 디스크(36)에 의한 가압력을 일정하기 유지하기 어려운 문제점이 있다.However, in the past, as the pressing force with which the conditioning disk 36 presses the polishing pad is controlled by the pneumatic pressure applied to the pressing chamber 31, there is a problem in that it is difficult to keep the pressing force by the conditioning disk 36 constant.

특히, 맥동 또는 헌팅 현상 등에 의해 가압챔버(31)에 인가되는 공압이 일정하게 유지되지 못하면, 컨디셔닝 디스크(36)가 연마패드(11)를 가압하는 가압력이 균일하게 유지될 수 없고, 이로 인하여, 연마패드(11)의 컨디셔닝 안정성 및 효율이 저하되고, 연마패드(11)를 전체적으로 균일하게 컨디셔닝하기 어려운 문제점이 있다.In particular, if the pneumatic pressure applied to the pressure chamber 31 is not maintained constant due to pulsation or hunting phenomenon, the pressing force with which the conditioning disk 36 presses the polishing pad 11 cannot be maintained uniformly. As a result, The conditioning stability and efficiency of the polishing pad 11 are reduced, and it is difficult to uniformly condition the polishing pad 11 as a whole.

이에 따라, 최근에는 컨디셔닝 가압력을 균일하게 유지하고 컨디셔닝 효율을 향상시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, various studies have been conducted recently to maintain uniform conditioning pressure and improve conditioning efficiency, but this is still insufficient and development is required.

본 발명은 연마패드의 컨디셔닝 안정성을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a conditioner for a chemical mechanical polishing device that can improve the conditioning stability of a polishing pad.

특히, 본 발명은 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력을 균일하게 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In particular, the purpose of the present invention is to enable the conditioning disk to uniformly maintain the pressing force that presses the polishing pad.

또한, 본 발명은 연마패드의 컨디셔닝 효율을 향상시키고, 컨디셔닝에 소요되는 시간을 단축할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the purpose of the present invention is to improve the conditioning efficiency of a polishing pad and shorten the time required for conditioning.

또한, 본 발명은 구조를 간소화하고 컨디서닝 제어를 용이하게 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present invention aims to simplify the structure and facilitate conditioning control.

술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 연마패드에 접촉되며 상기 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔닝 디스크와, 컨디셔닝 디스크에 축방향 하중을 인가하는 하중인가부를 포함하는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너를 제공한다.In order to achieve the objects of the present invention described above, the present invention provides a conditioner for a chemical mechanical polishing device including a conditioning disk that is in contact with a polishing pad and conditions the polishing pad, and a load application unit that applies an axial load to the conditioning disk. do.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 연마패드의 컨디셔닝 안정성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the advantageous effect of improving the conditioning stability of the polishing pad can be obtained.

특히, 본 발명에 따르면, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In particular, according to the present invention, it is possible to obtain the advantageous effect of uniformly maintaining the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad during the conditioning process.

또한, 본 발명에 따르면 연마패드의 컨디셔닝 효율을 향상시키고, 컨디셔닝에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, the advantageous effect of improving the conditioning efficiency of the polishing pad and shortening the time required for conditioning can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면 구조를 간소화하고 컨디서닝 제어를 용이하게 할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, the advantageous effect of simplifying the structure and facilitating conditioning control can be obtained.

도 1은 종래 일반적인 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 컨디셔너를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 컨디셔너가 적용된 화학 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 컨디셔너를 설명하기 위한 도면,
도 5 및 도 6은 도 5의 'A'부위의 확대도,
도 7은 본 발명에 따른 컨디셔너로서, 하중인가부의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 컨디셔너로서, 제어부를 설명하기 위한 도면,
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 컨디셔너로서, 연마패드의 컨디셔닝 파라미터를 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a typical conventional chemical mechanical polishing device;
Figure 2 is a diagram showing the conditioner of Figure 1;
Figure 3 is a diagram for explaining a chemical mechanical polishing device to which a conditioner according to the present invention is applied;
4 is a diagram for explaining the conditioner according to the present invention;
Figures 5 and 6 are enlarged views of portion 'A' in Figure 5;
Figure 7 is a diagram for explaining another embodiment of the load applying part of the conditioner according to the present invention;
8 is a diagram for explaining the control unit of the conditioner according to the present invention;
9 and 10 are diagrams for explaining the process of controlling the conditioning parameters of a polishing pad as a conditioner according to the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in this description, the same numbers refer to substantially the same elements, and under these rules, the description can be made by citing the content shown in other drawings, and content that is judged to be obvious to those skilled in the art or that is repeated can be omitted.

도 3은 본 발명에 따른 컨디셔너가 적용된 화학 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 컨디셔너를 설명하기 위한 도면이며, 도 5 및 도 6은 도 5의 'A'부위의 확대도이다. 그리고, 도 7은 본 발명에 따른 컨디셔너로서, 하중인가부의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 8은 본 발명에 따른 컨디셔너로서, 제어부를 설명하기 위한 도면이고, 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 컨디셔너로서, 연마패드의 컨디셔닝 파라미터를 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.Figure 3 is a diagram for explaining a chemical mechanical polishing device to which the conditioner according to the present invention is applied, Figure 4 is a diagram for explaining the conditioner according to the present invention, and Figures 5 and 6 are diagrams of the 'A' portion of Figure 5. This is an enlarged view. And, Figure 7 is a diagram for explaining another embodiment of the load applying part of the conditioner according to the present invention. In addition, Figure 8 is a diagram for explaining the control unit of the conditioner according to the present invention, and Figures 9 and 10 are diagrams for explaining the process of controlling the conditioning parameters of the polishing pad as the conditioner according to the present invention.

도 3 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너(300)는, 연마패드(110)를 컨디셔닝하는 컨디셔닝 디스크(340)와, 컨디셔닝 디스크(340)에 축방향 하중을 인가하는 하중인가부(350)를 포함한다.3 to 10, the conditioner 300 of the chemical mechanical polishing device according to the present invention includes a conditioning disk 340 that conditions the polishing pad 110, and an axial load is applied to the conditioning disk 340. It includes a load application unit 350 that does.

이는, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너(300)의 컨디셔닝 가압력을 일정하게 유지시키기 위함이다.This is to keep the conditioning pressure of the conditioner 300 constant during the conditioning process.

즉, 기존에는 가압챔버(31)에 인가되는 공압에 의하여 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력이 제어됨에 따라, 컨디셔닝 디스크에 의한 가압력을 일정하기 유지하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 맥동 또는 헌팅 현상 등에 의해 가압챔버(31)에 인가되는 공압이 일정하게 유지되지 못하면, 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력이 균일하게 유지될 수 없고, 이로 인하여, 연마패드의 컨디셔닝 안정성 및 효율이 저하되고, 연마패드를 균일하게 컨디셔닝하기 어려운 문제점이 있다.That is, in the past, as the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad is controlled by the pneumatic pressure applied to the pressing chamber 31, there is a problem in that it is difficult to keep the pressing force by the conditioning disk constant. In particular, if the pneumatic pressure applied to the pressure chamber 31 is not maintained constant due to pulsation or hunting phenomenon, the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad cannot be maintained uniformly, thereby affecting the conditioning stability and stability of the polishing pad. There is a problem in that efficiency decreases and it is difficult to condition the polishing pad uniformly.

더욱이, 기존에는 가압챔버에 인가되는 공압을 제어하기 위하여, 압력 스위치, 레귤레이터 등과 같은 공압 설비가 필수적으로 마련되어야 함에 따라, 구조가 복잡해지고 원가가 상승되는 문제점이 있으며, 컨디셔너의 가압력 제어 공정이 매우 복잡하고 번거로운 문제점이 있다.Moreover, in order to control the pneumatic pressure applied to the pressurization chamber, pneumatic equipment such as pressure switches and regulators must be provided, which makes the structure complicated and increases the cost, and the pressurizing force control process of the conditioner is very difficult. There are complex and cumbersome problems.

하지만, 본 발명은 하중인가부(350)에 의해 컨디셔닝 디스크(340)의 상부에 부여되는 하중(중량)에 의해 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력(G2)이 형성되도록 하는 것에 의하여, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너(300)의 컨디셔닝 가압력을 균일하게 유지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the present invention, a pressing force (G2) is formed by which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 by the load (weight) applied to the upper part of the conditioning disk 340 by the load application unit 350. By doing so, the advantageous effect of maintaining the conditioning pressing force of the conditioner 300 uniformly during the conditioning process can be obtained.

무엇보다도, 본 발명은 공압을 이용하지 않고 하중물(또는 중량부재)의 하중을 이용하여 컨디셔너(300)의 컨디셔닝 가압력이 조절되도록 하는 것에 의하여, 맥동 또는 헌팅 현상이 발생하지 않으므로, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력을 균일하게 유지할 수 있으며, 가압력의 제어를 보다 용이하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, in the present invention, the conditioning pressing force of the conditioner 300 is adjusted using the load of the load (or weight member) without using pneumatic pressure, so that pulsation or hunting phenomenon does not occur, so that the conditioning disk 340 ) can maintain the pressing force that presses the polishing pad 110 uniformly, and can obtain the advantageous effect of making it easier to control the pressing force.

또한, 본 발명은 복잡한 공압 설비 및 제어 설비를 마련하지 않아도 되므로, 구조를 간소화하고 원가를 절감할 수 있으며, 연마패드(110)의 컨디셔닝 효율을 향상시키고, 컨디셔닝에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the present invention does not require complex pneumatic equipment and control equipment, it can simplify the structure and reduce costs, improve the conditioning efficiency of the polishing pad 110, and have the advantageous effect of shortening the time required for conditioning. can be obtained.

참고로, 연마정반(100)의 상면에는 기판(W)을 연마하기 위한 연마패드(110)가 배치되고, 연마패드(110)의 상면에 슬러리 공급부(미도시)로부터 슬러리가 공급되는 상태에서 캐리어 헤드(200)에 의해 기판을 연마패드(110)의 상면에 가압함으로써 화학 기계적 연마 공정이 수행될 수 있으며, 컨디셔너(300)는 연마패드(110)의 표면을 개질하기 위해 마련된다.For reference, a polishing pad 110 for polishing the substrate W is disposed on the upper surface of the polishing plate 100, and a carrier is supplied with slurry from a slurry supply unit (not shown) on the upper surface of the polishing pad 110. A chemical mechanical polishing process can be performed by pressing the substrate onto the upper surface of the polishing pad 110 by the head 200, and the conditioner 300 is provided to modify the surface of the polishing pad 110.

즉, 컨디셔너(300)는 연마패드(110)의 표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 미공들이 막히지 않도록 연마패드(110)의 표면을 미세하게 절삭하여, 연마패드(110)의 발포 기공에 채워졌던 슬러리가 캐리어 헤드(200)에 파지된 기판에 원활하게 공급될 수 있게 한다.That is, the conditioner 300 finely cuts the surface of the polishing pad 110 to prevent the numerous foam pores that serve to contain the slurry mixed with the abrasive and chemicals on the surface of the polishing pad 110 from being clogged, thereby forming the polishing pad. This allows the slurry filled in the foaming pores of (110) to be smoothly supplied to the substrate held by the carrier head (200).

컨디셔닝 디스크(340)는 연마패드(110)에 접촉된 상태로 연마패드(110)를 개질 가능한 다양한 구조로 마련될 수 있다.The conditioning disk 340 may be provided in various structures capable of modifying the polishing pad 110 while in contact with the polishing pad 110 .

일 예로, 컨디셔닝 디스크(340)는 회전축(320)의 하단에 결합되어, 회전축(320)에 의해 회전하도록 구성된다.As an example, the conditioning disk 340 is coupled to the lower end of the rotation shaft 320 and is configured to rotate by the rotation shaft 320.

보다 구체적으로, 회전축(320)은 컨디셔너 하우징(310)의 내부에 회전 가능하게 배치되고, 컨디셔너 하우징(310)은 소정 각도 범위로 선회 운동하는 컨디셔너 아암에 장착된다.More specifically, the rotation shaft 320 is rotatably disposed inside the conditioner housing 310, and the conditioner housing 310 is mounted on a conditioner arm that pivots in a predetermined angle range.

회전축(320)은 컨디셔너 하우징(310) 상에 회전 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 컨디셔너 하우징(310)에는 스플라인 허브(312)가 장착되고, 회전축(320)은 스플라인 허브(312)에 스플라인 결합된다.The rotation shaft 320 may be provided in various rotatable structures on the conditioner housing 310. As an example, a spline hub 312 is mounted on the conditioner housing 310, and the rotating shaft 320 is spline coupled to the spline hub 312.

여기서, 회전축(320)이 스플라인 허브(312)에 스플라인 결합된다 함은, 상하 방향(회전축(320)의 축선 방향)을 따라 회전축(320)이 스플라인 허브(312)에 직선 이동 가능하게 결합되는 것으로 정의된다.Here, the fact that the rotation axis 320 is spline coupled to the spline hub 312 means that the rotation axis 320 is coupled to the spline hub 312 so that it can move linearly along the vertical direction (axis direction of the rotation axis 320). is defined.

스플라인 허브(312)는 구동원(미도시)에 의해 컨디셔너 하우징(310)의 내부에서 회전하도록 구성되며, 스플라인 허브(312)가 회전함에 따라 회전축(320)이 일체로 회전하도록 구성된다.The spline hub 312 is configured to rotate inside the conditioner housing 310 by a driving source (not shown), and as the spline hub 312 rotates, the rotation shaft 320 is configured to rotate integrally.

일 예로, 컨디셔너 하우징(310)의 내부에는 스플라인 허브(312)를 회전 가능하게 지지하는 베어링부재(316)가 마련되고, 스플라인 허브(312)에 결합(또는 치합)된 동력전달부재(314)(예를 들어, 링 기어)가 구동원에 의해 회전함에 따라 스플라인 허브(312)과 회전축(320)이 함께 회전하게 된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스플라인 허브가 구동원에 의해 직접 회전하며 회전축을 회전시키는 것도 가능하며, 회전축의 회전 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.As an example, a bearing member 316 is provided inside the conditioner housing 310 to rotatably support the spline hub 312, and a power transmission member 314 coupled (or meshed) to the spline hub 312 ( For example, as the ring gear (ring gear) rotates by the driving source, the spline hub 312 and the rotation shaft 320 rotate together. According to another embodiment of the present invention, it is possible for the spline hub to rotate the rotation shaft by directly rotating by the driving source, and the present invention is not limited or limited by the rotation structure of the rotation shaft.

회전축(320)의 하단에는 디스크 홀더(330)가 연결되며, 디스크 홀더(330)에는 연마정반(100) 상에 부착된 연마패드(110)를 개질하기 위한 컨디셔닝 디스크(340)가 결합된다.A disk holder 330 is connected to the lower end of the rotating shaft 320, and a conditioning disk 340 for modifying the polishing pad 110 attached to the polishing plate 100 is coupled to the disk holder 330.

여기서, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 컨디셔닝한다 함은, 연마패드(110)의 표면을 미리 정해진 가압력(P)으로 가압하며 미세하게 절삭하여 연마패드(110)의 표면에 형성된 미공이 표면에 나오도록 개질시키는 것으로 정의된다. 다시 말해서, 컨디셔닝 디스크(340)는 연마패드(110)의 외표면에 연마제와 화학 물질이 혼합된 슬러리를 담아두는 역할을 하는 수많은 발포 미공들이 막히지 않도록 연마패드(110)의 외표면을 미세하게 절삭하여, 연마패드(110)의 발포 기공에 채워졌던 슬러리가 기판에 원활하게 공급되게 한다. 경우에 따라서는 컨디셔닝 디스크에 연마패드의 미소 절삭을 위하여 연마패드와 접촉하는 면에 다이아몬드 입자를 부착하는 것도 가능하다.Here, the conditioning disk 340 conditions the polishing pad 110 by pressing the surface of the polishing pad 110 with a predetermined pressing force (P) and finely cutting the micropores formed on the surface of the polishing pad 110. It is defined as reforming so that it appears on the surface. In other words, the conditioning disk 340 finely cuts the outer surface of the polishing pad 110 to prevent the numerous foamed pores that contain the slurry mixed with abrasives and chemicals from being clogged. Thus, the slurry filled in the foam pores of the polishing pad 110 is smoothly supplied to the substrate. In some cases, it is possible to attach diamond particles to the surface in contact with the polishing pad on the conditioning disk for micro-cutting of the polishing pad.

회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 결합 및 연결구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 회전축(320)과 디스크 홀더(330)의 결합 및 연결구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The combination and connection structure of the rotation axis 320 and the disk holder 330 can be changed in various ways depending on the required conditions and design specifications, and the combination and connection structure of the rotation axis 320 and the disk holder 330 can be used according to the present invention. This is not limited or limited.

일 예로, 회전축(320)의 하단과 디스크 홀더(330)는 자동조심부(370)에 의해 연결될 수 있다. 자동조심부(370)는 회전축(320)에 대해 디스크 홀더(330)를 자동 조심(self-aligning)시키도록 구성된다.For example, the lower end of the rotation shaft 320 and the disk holder 330 may be connected by the self-aligning unit 370. The self-aligning unit 370 is configured to self-align the disk holder 330 with respect to the rotation axis 320.

보다 구체적으로, 자동조심부(370)는, 회전축(320)에 대해 디스크 홀더(330)를 짐벌(gimbal) 운동 가능하게 지지하는 짐벌축(372)과, 회전축(320)에 대한 디스크 홀더(330)의 짐벌 운동을 탄성적으로 지지하는 짐벌스프링(374)을 포함한다.More specifically, the self-aligning unit 370 includes a gimbal axis 372 that supports the disk holder 330 so as to enable gimbal movement with respect to the rotation axis 320, and a disk holder 330 with respect to the rotation axis 320. ) includes a gimbal spring 374 that elastically supports the gimbal movement.

컨디셔너(300)에 의해 연마패드(110)의 컨디셔닝 공정이 진행되는 동안, 연마패드(110)의 표면 상태 또는 컨디셔닝 디스크(340)에 역방향으로 작용하는 물리적인 힘에 의해 컨디셔너 하우징(310)이 틸팅(수직 선상에 대해 기울어지게 배치)되는 현상이 발생하게 되면, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)로부터 부분적으로 이격됨에 따라 연마패드(110)의 컨디셔닝이 균일하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 이를 위해, 자동조심부(370)는 컨디셔너 하우징(310)이 틸팅될 시 컨디셔너 하우징(310)에 대한 디스크 홀더(330)의 짐벌(gimbal) 운동이 허용되게 함으로써, 컨디셔너 하우징(310)이 틸팅되더라도 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)에 접촉된 상태를 유지할 수 있게 한다.While the conditioning process of the polishing pad 110 by the conditioner 300 is in progress, the conditioner housing 310 is tilted due to the surface condition of the polishing pad 110 or a physical force acting in the reverse direction on the conditioning disk 340. If the phenomenon of being disposed at an angle with respect to a vertical line occurs, the conditioning disk 340 is partially spaced from the polishing pad 110, causing a problem in that the conditioning of the polishing pad 110 is not performed uniformly. To this end, the self-aligning unit 370 allows gimbal movement of the disk holder 330 with respect to the conditioner housing 310 when the conditioner housing 310 is tilted, so that even if the conditioner housing 310 is tilted, The conditioning disk 340 can be maintained in contact with the polishing pad 110.

짐벌축(372)으로서는 회전축(320)에 대해 디스크 홀더(330)를 짐벌 운동 가능하게 지지할 수 있는 다양한 짐벌 구조체가 사용될 수 있다. 바람직하게, 짐벌축(372)으로서는 유니버셜 조인트 또는 자동조심베어링(self-aligning bearing)이 사용될 수 있다. 여기서, 자동조심베어링이라 함은, 통상의 자동조심볼베어링 및 자동조심롤러베어링을 모두 포함하는 개념으로 정의된다.As the gimbal axis 372, various gimbal structures that can support the disk holder 330 to enable gimbal movement with respect to the rotation axis 320 can be used. Preferably, a universal joint or a self-aligning bearing may be used as the gimbal axis 372. Here, self-aligning bearings are defined as a concept that includes both normal self-aligning ball bearings and self-aligning roller bearings.

짐벌스프링(374)은 회전축(320)에 대해 디스크 홀더(330)를 틸팅시키는 외력이 해제되면, 디스크 홀더(330)를 초기 위치(디스크 홀더(330)가 컨디셔너 하우징(310)에 대해 틸팅되기 전 상태)로 자동적으로 복귀시키기 위해 마련된다.When the external force that tilts the disk holder 330 with respect to the rotation axis 320 is released, the gimbal spring 374 moves the disk holder 330 to its initial position (before the disk holder 330 is tilted with respect to the conditioner housing 310). It is prepared to automatically return to the current state.

짐벌스프링(374)은 회전축(320)에 대한 디스크 홀더(330)의 짐벌 운동을 탄성적으로 지지 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 짐벌스프링(374)의 구조 및 개수에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The gimbal spring 374 may be formed in various structures capable of elastically supporting the gimbal movement of the disk holder 330 with respect to the rotation axis 320, and the present invention may be limited or limited by the structure and number of gimbal springs 374. It is not limited.

이와 같이, 회전축(320)에 대한 디스크 홀더(330)의 짐벌 운동이 보장되도록 하는 것에 의하여, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너 하우징(310)(또는 회전축)의 틸팅이 발생되어도, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)에 밀착된 상태를 안정적으로 유지하고 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 가압력(P)을 균일하게 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by ensuring the gimbal movement of the disk holder 330 with respect to the rotation axis 320, even if the conditioner housing 310 (or the rotation axis) is tilted during the conditioning process, the conditioning disk 340 remains on the polishing pad. It is possible to obtain the advantageous effect of stably maintaining a state in close contact with 110 and uniformly maintaining the pressing force (P) applied to the conditioning disk 340.

하중인가부(350)는 컨디셔닝 디스크(340)에 축방향 하중을 인가하도록 마련된다.The load application unit 350 is provided to apply an axial load to the conditioning disk 340.

이와 같이, 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 축방향 하중에 의해 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력이 형성되도록 하는 것에 의하여, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너(300)의 컨디셔닝 가압력을 일정하게 유지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, the axial load applied to the conditioning disk 340 creates a pressing force that causes the conditioning disk 340 to press the polishing pad 110, thereby keeping the conditioning pressing force of the conditioner 300 constant during the conditioning process. You can achieve the advantageous effect of maintaining it.

기존에는 가압챔버에 인가되는 공압에 의하여 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력이 제어됨에 따라, 컨디셔닝 디스크에 의한 가압력을 일정하기 유지하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 맥동 또는 헌팅 현상 등에 의해 가압챔버(352)에 인가되는 공압이 일정하게 유지되지 못하면, 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력이 균일하게 유지될 수 없고, 이로 인하여, 연마패드의 컨디셔닝 안정성 및 효율이 저하되고, 연마패드를 균일하게 컨디셔닝하기 어려운 문제점이 있다.Conventionally, as the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad is controlled by the pneumatic pressure applied to the pressing chamber, there is a problem in that it is difficult to keep the pressing force by the conditioning disk constant. In particular, if the pneumatic pressure applied to the pressure chamber 352 is not maintained constant due to pulsation or hunting phenomenon, the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad cannot be maintained uniformly, thereby affecting the conditioning stability and stability of the polishing pad. There is a problem in that efficiency decreases and it is difficult to condition the polishing pad uniformly.

더욱이, 기존에는 가압챔버에 인가되는 공압을 제어하기 위하여, 압력 스위치, 레귤레이터 등과 같은 공압 설비가 필수적으로 마련되어야 함에 따라, 구조가 복잡해지고 원가가 상승되는 문제점이 있으며, 컨디셔너의 가압력 제어 공정이 매우 복잡하고 번거로운 문제점이 있다.Moreover, in order to control the pneumatic pressure applied to the pressurization chamber, pneumatic equipment such as pressure switches and regulators must be provided, which makes the structure complicated and increases the cost, and the pressurizing force control process of the conditioner is very difficult. There are complex and cumbersome problems.

하지만, 본 발명은 하중인가부(350)에 의해 컨디셔닝 디스크(340)의 상부에 부여되는 하중(중량)에 의해 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력이 형성되도록 하는 것에 의하여, 컨디셔닝 공정 중에 컨디셔너(300)의 컨디셔닝 가압력을 균일하게 유지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the present invention, a pressing force is formed by which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 by the load (weight) applied to the upper part of the conditioning disk 340 by the load application unit 350. , it is possible to obtain the advantageous effect of maintaining the conditioning pressing force of the conditioner 300 uniformly during the conditioning process.

무엇보다도, 본 발명은 공압을 이용하지 않고 하중물(또는 중량부재)의 하중을 이용하여 컨디셔너(300)의 컨디셔닝 가압력이 조절되도록 하는 것에 의하여, 맥동 또는 헌팅 현상이 발생하지 않으므로, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력을 균일하게 유지할 수 있으며, 가압력의 제어를 보다 용이하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, in the present invention, the conditioning pressing force of the conditioner 300 is adjusted using the load of the load (or weight member) without using pneumatic pressure, so that pulsation or hunting phenomenon does not occur, so that the conditioning disk 340 ) can maintain the pressing force that presses the polishing pad 110 uniformly, and can obtain the advantageous effect of making it easier to control the pressing force.

또한, 본 발명은 복잡한 공압 설비 및 제어 설비를 마련하지 않아도 되므로, 구조를 간소화하고 원가를 절감할 수 있으며, 연마패드(110)의 컨디셔닝 효율을 향상시키고, 컨디셔닝에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the present invention does not require complex pneumatic equipment and control equipment, it can simplify the structure and reduce costs, improve the conditioning efficiency of the polishing pad 110, and have the advantageous effect of shortening the time required for conditioning. can be obtained.

일 예로, 하중인가부(350)는 회전축(320)에 장착되며, 회전축(320)에 축방향 하중(G)을 부여하여 디스크 홀더(330)에 가압력(P)을 인가하도록 마련된다.As an example, the load application unit 350 is mounted on the rotating shaft 320 and is provided to apply a pressing force (P) to the disk holder 330 by applying an axial load (G) to the rotating shaft 320.

여기서, 회전축(320)에 축방향 하중(G)을 부여한다 함은, 회전축(320)에 축선 방향(상하 방향)을 따라 하중(G)이 가해지는 것으로 정의된다. 경우에 따라서는 하중인가부가 회전축을 거치지 않고 컨디셔닝 디스크에 직접 하중을 부여하도록 구성하는 것도 가능하다.Here, applying an axial load (G) to the rotation axis 320 is defined as applying a load (G) to the rotation axis 320 along the axis direction (up and down direction). In some cases, it is possible to configure the load applicator to apply the load directly to the conditioning disk without going through the rotation axis.

바람직하게, 하중인가부(350)는 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 축방향 하중을 선택적으로 조절하도록 구성된다.Preferably, the load application unit 350 is configured to selectively adjust the axial load applied to the conditioning disk 340.

일 예로, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 하중인가부(350)는, 컨디셔닝 디스크(340)를 회전시키는 회전축(320)의 상부에 구비되는 챔버(352)와, 챔버(352)에 하중물을 공급하는 하중물 공급부(354)를 포함하고, 챔버(352)에 공급되는 하중물의 하중에 의해 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력이 형성된다.As an example, referring to FIGS. 4 to 6, the load application unit 350 includes a chamber 352 provided on the upper part of the rotation shaft 320 that rotates the conditioning disk 340, and a load applied to the chamber 352. It includes a load supply unit 354 that supplies a load, and a pressing force that causes the conditioning disk 340 to press the polishing pad 110 is generated by the load of the load supplied to the chamber 352.

또한, 컨디셔너는 챔버(352)에 공급되는 하중물의 공급량을 조절하는 조절부(400)를 포함하며, 챔버(352)에 공급되는 하중물의 공급량을 조절하여 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력을 조절할 수 있다.In addition, the conditioner includes a control unit 400 that adjusts the supply amount of the load supplied to the chamber 352, and adjusts the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad by controlling the supply amount of the load supplied to the chamber 352. You can.

여기서, 챔버(352)에 공급되는 하중물의 공급량을 조절한다 함은, 챔버(352)에 유입되는 하중물의 공급량을 높이거나 줄이는 것 뿐만 아니라, 챔버(352)에 유입된 하중물을 챔버(352)의 외측으로 배출하는 것을 모두 포함하는 것으로 정의된다.Here, controlling the supply amount of the load supplied to the chamber 352 means not only increasing or decreasing the supply amount of the load flowing into the chamber 352, but also controlling the supply amount of the load flowing into the chamber 352 to the chamber 352. It is defined as including everything that discharges to the outside of.

챔버(352)는 회전축(320)의 상단부에 형성될 수 있으며, 챔버(352)의 구조 및 형상에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 챔버(352)는 전체적으로 밀폐된 구조로 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른면, 챔버의 일측(예를 들어, 상부)을 개방된 형태 또는 돌출된 형태로 형성하는 것도 가능하다.The chamber 352 may be formed at the upper end of the rotation shaft 320, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the chamber 352. As an example, the chamber 352 may be formed as an entirely sealed structure. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to form one side (eg, the top) of the chamber in an open or protruding form.

하중물(351)로서는 컨디셔닝 디스크(340)에 하중을 인가할 수 있는 다양한 하중체가 사용될 수 있다. 일 예로, 하중물(351)로서는 액체가 사용될 수 있다. 바람직하게, 하중물(351)로서는 물보다 밀도가 높은 액체가 사용된다. 이하에서는, 하중물(351)로서 수은이 사용된 예를 들어 설명하기로 한다.As the load 351, various loads capable of applying a load to the conditioning disk 340 may be used. For example, liquid may be used as the load 351. Preferably, a liquid with a higher density than water is used as the load 351. Hereinafter, an example in which mercury is used as the load 351 will be described.

이와 같이, 물보다 밀도가 높은 액체를 하중물(351)로 사용하는 것에 의하여, 하중물 공급부(354) 및 챔버(352)의 사이즈를 보다 소형화하는 것이 가능하며, 컨디셔닝 제어에 소요되는 시간을 보다 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는 하중물로서, 수은 대신 여타 다른 액체가 사용되거나 물을 사용하는 것도 가능하다.In this way, by using a liquid with a higher density than water as the load 351, it is possible to further reduce the size of the load supply unit 354 and the chamber 352, and reduce the time required for conditioning control. The advantageous effect of shortening can be obtained. In some cases, it is possible to use other liquids or water instead of mercury as the load.

이와 같이, 챔버(352)에 액체를 공급하여 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력이 형성되도록 하는 것에 의하여, 연마패드(110)의 컨디셔닝 제어 분해능(resolution)을 높일 수 있으므로, 보다 정밀한 컨디셔닝 제어가 가능한 이점이 있다. 특히, 챔버(352)에 공급되는 하중물(액체)의 공급량을 조절하여 공압 조절 단위보다 작은 단위로 컨디셔닝 디스크(340)에 의한 가압력을 제어할 수 있으므로, 컨디셔닝 디스크(340)에 의한 가압력을 보다 정밀하게 제어하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, the conditioning control resolution of the polishing pad 110 can be increased by supplying liquid to the chamber 352 to create a pressing force that causes the conditioning disk 340 to press the polishing pad 110. , there is the advantage of enabling more precise conditioning control. In particular, by controlling the supply amount of the load (liquid) supplied to the chamber 352, the pressing force by the conditioning disk 340 can be controlled in units smaller than the pneumatic control unit, so the pressing force by the conditioning disk 340 can be seen. The advantageous effect of precise control can be obtained.

더욱이, 챔버(352)에 공급되는 하중물(351)의 공급량을 조절하는 것에 의하여, 연마패드(110)의 컨디셔닝 공정이 행해지는 중에 실시간으로 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력을 조절할 수 있으므로, 컨디셔닝 조건 및 주변 환경에 따라 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력을 보다 정확하게 제어하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Moreover, by controlling the supply amount of the load 351 supplied to the chamber 352, the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 in real time while the conditioning process of the polishing pad 110 is performed. Since the pressing force can be adjusted, the advantageous effect of more accurately controlling the pressing force with which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 according to conditioning conditions and the surrounding environment can be obtained.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하중인가부(350)는 컨디셔닝 디스크(340)의 상부에 선택적으로 분리 가능하게 장착되는 중량체(350')를 포함한다.Referring to FIG. 7, according to another embodiment of the present invention, the load application unit 350 includes a weight body 350' that is selectively and detachably mounted on the conditioning disk 340.

일 예로, 중량체(350')는 회전축(320)에 선택적으로 분리 가능하게 장착된다. 이와 같이, 중량체(350')가 회전축(320)에 선택적으로 분리 가능하게 장착되도록 하는 것에 의하여, 요구되는 컨디셔닝 조건에 따라 중량체의 중량을 조절(일 예로, 서로 다른 중량을 갖는 중량체로 교체)하여 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력(P)을 조절할 수 있다.As an example, the weight body 350' is selectively and detachably mounted on the rotation shaft 320. In this way, by allowing the weight body 350' to be selectively and detachably mounted on the rotating shaft 320, the weight of the weight body can be adjusted according to the required conditioning conditions (for example, replacing the weight body with a weight body having a different weight). ), the pressing force (P) with which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 can be adjusted.

중량체(350')는 회전축(320)에 하중(G)을 부여 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 중량체(350')의 구조 및 종류에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The weight body 350' may be formed in various structures capable of applying a load (G) to the rotating shaft 320, and the present invention is not limited or limited by the structure and type of the weight body 350'.

일 예로, 중량체(350')는 독립적으로 분리 가능한 복수개의 중량부재(356)를 포함하며, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력(P)은 복수개의 중량부재(356)의 하중(G) 총합에 의해 결정된다.As an example, the weight body 350' includes a plurality of independently separable weight members 356, and the pressing force (P) with which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 is applied to the plurality of weight members 356. ) is determined by the sum of the load (G).

중량부재(356)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 중량부재(356)는 회전축(320)이 수용되는 수용홈(미도시)이 형성된 플레이트 형태로 형성되어, 회전축(320)의 상부에서부터 회전축(320)에 결합될 수 있다. 경우에 따라서는 중량부재를 원기둥 분동 형태, 선상 또는 고리 분동 형태 등과 같이 여타 다른 형태로 형성하는 것도 가능하다.The heavy member 356 may be formed into various structures depending on required conditions and design specifications. As an example, the weight member 356 may be formed in the form of a plate with a receiving groove (not shown) in which the rotating shaft 320 is accommodated, and may be coupled to the rotating shaft 320 from the top of the rotating shaft 320. In some cases, it is possible to form the weight member in other shapes, such as a cylindrical weight, a linear weight, or a ring weight.

이때, 복수개의 중량부재(356)는 서로 동일한 중량을 갖도록 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수개의 중량부재 중 어느 하나 이상이 다른 중량을 갖도록 구성하는 것도 가능하다.At this time, the plurality of weight members 356 may be configured to have the same weight. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to configure one or more of the plurality of weight members to have different weights.

이와 같이, 복수개의 중량부재(356)의 개수를 조절하거나 복수개의 중량부재(356)의 중량의 총합을 조절하는 것에 의하여 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력(P)을 조절할 수 있다.In this way, by adjusting the number of the plurality of weight members 356 or the total weight of the plurality of weight members 356, the conditioning disk 340 exerts a pressing force (P) that presses the polishing pad 110. It can be adjusted.

바람직하게, 회전축(320)에는 걸림턱(미도시)이 형성되고, 중량체(350')는 걸림턱에 지지된다. 이때, 중량체(350')가 걸림턱에 지지된 상태에서는 중량체(350')의 하중이 걸림턱을 통해 회전축(320)에 부여된다.Preferably, a locking protrusion (not shown) is formed on the rotation axis 320, and the weight body 350' is supported on the locking protrusion. At this time, when the weight body 350' is supported on the locking ledge, the load of the weight body 350' is applied to the rotation shaft 320 through the locking ledge.

이와 같이, 본 발명은 공압을 이용하지 않고 중량체(350')의 중량을 이용하여 컨디셔너(300)의 컨디셔닝 가압력(P)이 조절되도록 하는 것에 의하여, 맥동 또는 헌팅 현상이 발생하지 않으므로, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력을 균일하게 유지할 수 있으며, 가압력(P)의 제어를 보다 용이하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As such, in the present invention, the conditioning pressing force (P) of the conditioner 300 is adjusted using the weight of the weight body 350' without using pneumatic pressure, so that pulsation or hunting phenomenon does not occur, so that the conditioning disk 340 can maintain the pressing force that presses the polishing pad 110 uniformly, and the advantageous effect of easier control of the pressing force P can be obtained.

또한, 본 발명은 복잡한 공압 설비 및 제어 설비를 마련하지 않아도 되므로, 구조를 간소화하고 원가를 절감할 수 있으며, 연마패드(110)의 컨디셔닝 효율을 향상시키고, 컨디셔닝에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the present invention does not require complex pneumatic equipment and control equipment, it can simplify the structure and reduce costs, improve the conditioning efficiency of the polishing pad 110, and have the advantageous effect of shortening the time required for conditioning. can be obtained.

또한, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 컨디셔너(300)는 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 축방향 하중에 기초하여 연마패드(110)의 컨디셔닝 파라미터를 제어하는 제어부(500)를 포함한다.Additionally, referring to FIGS. 8 to 10 , the conditioner 300 includes a control unit 500 that controls conditioning parameters of the polishing pad 110 based on the axial load applied to the conditioning disk 340.

참고로, 본 발명에서 연마패드(110)의 컨디셔닝 파라미터라 함은, 연마패드(110)의 컨디셔닝에 영향을 미치는 변수를 모두 포함하는 것으로 정의된다. 바람직하게, 제어부(500)는 연마패드(110)의 컨디셔닝이 행해지는 중에 실시간으로 연마패드의 컨디셔닝 파라미터를 실시간으로 제어한다.For reference, in the present invention, the conditioning parameters of the polishing pad 110 are defined to include all variables that affect the conditioning of the polishing pad 110. Preferably, the control unit 500 controls the conditioning parameters of the polishing pad 110 in real time while the polishing pad 110 is being conditioned.

일 예로, 연마패드(110)의 컨디셔닝 파라미터는, 컨디셔닝 디스크(340)의 회전 속도(V1) 또는 연마패드(110)의 회전 속도(V2)를 포함한다.As an example, the conditioning parameter of the polishing pad 110 includes the rotation speed (V1) of the conditioning disk 340 or the rotation speed (V2) of the polishing pad 110.

다른 일 예로, 연마패드(110)의 컨디셔닝 파라미터는, 연마패드(110)에 대한 컨디셔닝 디스크(340)의 스윙 이동 속도(V3)를 포함한다. 또 다른 일 예로, 연마패드(110)의 컨디셔닝 파라미터는, 컨디셔닝 디스크(340)에 대한 연마패드(110)의 오실레이션 이동 속도(V4)를 포함한다.As another example, the conditioning parameter of the polishing pad 110 includes a swing movement speed (V3) of the conditioning disk 340 with respect to the polishing pad 110. As another example, the conditioning parameter of the polishing pad 110 includes an oscillation movement speed (V4) of the polishing pad 110 with respect to the conditioning disk 340.

여기서, 컨디셔닝 디스크(340)의 스윙 이동 속도(V3)라 함은, 컨디셔닝 디스크(340)가 스윙회전축을 기준으로 스윙 회전하는 속도를 의미한다. 또한, 연마패드(110)의 오실레이션 이동 속도(V4)라 함은, 컨디셔닝 디스크(340)에 대해 연마패드(110)가 미리 정해진 방향(예를 들어, 연마패드의 직경 방향)을 따라 왕복 이동하는 속도를 의미한다.Here, the swing movement speed (V3) of the conditioning disk 340 means the speed at which the conditioning disk 340 swings and rotates based on the swing rotation axis. In addition, the oscillation movement speed V4 of the polishing pad 110 refers to the reciprocating movement of the polishing pad 110 along a predetermined direction (for example, the diameter direction of the polishing pad) with respect to the conditioning disk 340. It means speed.

바람직하게, 조절부(400)가 챔버(352)에 공급되는 하중물의 공급량을 조절함과 동시에, 제어부(500)는 연마패드(110)의 컨디셔닝 파라미터(예를 들어, 컨디셔닝 디스크의 회전 속도)를 함께 제어한다.Preferably, the control unit 400 adjusts the supply amount of the load supplied to the chamber 352, and at the same time, the control unit 500 adjusts the conditioning parameter (for example, the rotational speed of the conditioning disk) of the polishing pad 110. Control together.

예를 들어, 컨디셔닝 유닛(300)에 의해 연마패드(110)의 컨디셔닝 공정이 진행되는 동안, 컨디셔너 아암 등의 휨 변형이 발생하면, 컨디셔닝 유닛(300)이 틸팅(수직 선상에 대해 기울어지게 배치)되는 현상이 발생하게 된다.For example, while the conditioning process of the polishing pad 110 is in progress by the conditioning unit 300, if bending deformation of the conditioner arm, etc. occurs, the conditioning unit 300 is tilted (placed at an angle with respect to the vertical line). This phenomenon occurs.

컨디셔닝 유닛의 틸팅이 발생된 상태에서 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력이 그대로 유지되면, 컨디셔닝 디스크와 연마패드의 마찰력에 의해 컨디셔닝 디스크가 리바운드되는 현상이 발생하고, 이로 인해여 연마패드의 컨디셔닝 안정성 및 효율이 저하되고, 연마패드를 전체적으로 균일하게 컨디셔닝하기 어려운 문제점이 있다.If the conditioning disk's pressing force on the polishing pad is maintained while the conditioning unit is tilted, the conditioning disk rebounds due to the friction between the conditioning disk and the polishing pad, which reduces the conditioning stability of the polishing pad. And there is a problem in that efficiency is reduced and it is difficult to condition the polishing pad uniformly as a whole.

반면, 컨디셔닝 유닛의 틸팅이 발생된 상태에서 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력을 낮추면, 컨디셔닝 디스크와 연마패드의 마찰력이 저감되므로, 컨디셔닝 디스크의 리바운드 현상은 저감시킬 수 있으나, 가압력이 낮아진 만큼 연마패드의 컨디셔닝 효율이 저하되고, 컨디셔닝에 소요되는 시간이 증가하는 문제점이 있다.On the other hand, if the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad is lowered while the conditioning unit is tilted, the friction between the conditioning disk and the polishing pad is reduced, so the rebound phenomenon of the conditioning disk can be reduced, but as the pressing force is lowered, the polishing There is a problem that the conditioning efficiency of the pad decreases and the time required for conditioning increases.

하지만, 본 발명은 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력(도 3의 P 참조)과, 컨디셔닝 디스크(340)의 회전 속도(V1)를 함께 제어하는 것에 의하여, 연마패드(110)의 컨디셔닝 안정성 및 효율을 높이고, 연마패드(110)의 컨디셔닝 품질을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, the present invention controls the pressing force (see P in FIG. 3) with which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 and the rotational speed (V1) of the conditioning disk 340, thereby controlling the polishing pad ( The advantageous effect of increasing the conditioning stability and efficiency of the polishing pad 110 and improving the conditioning quality of the polishing pad 110 can be obtained.

더욱 바람직하게, 제어부(500)는 챔버(352)에 공급되는 하중물의 공급량이 감소(컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력이 감소)하면 컨디셔닝 디스크의 회전 속도(V1)를 높이도록 구성된다.More preferably, the control unit 500 is configured to increase the rotational speed V1 of the conditioning disk when the amount of load supplied to the chamber 352 decreases (the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad decreases).

이와 같이, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력(P)을 낮춤과 동시에 컨디셔닝 디스크(340)의 회전 속도(V1)를 높이는 것에 의하여, 컨디셔닝 디스크(340)와 연마패드(110)의 마찰력에 의한 리바운드 현상은 최소화하면서, 연마패드(110)의 충분한 컨디셔닝 효율을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by lowering the pressing force (P) with which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 and simultaneously increasing the rotational speed (V1) of the conditioning disk 340, the conditioning disk 340 and the polishing pad ( The advantageous effect of ensuring sufficient conditioning efficiency of the polishing pad 110 can be obtained while minimizing the rebound phenomenon due to the friction force of the polishing pad 110.

또한, 컨디셔닝 디스크(340)가 연마패드(110)를 가압하는 가압력(P)을 낮춤과 동시에 컨디셔닝 디스크(340)의 회전 속도(V1)를 높이는 것에 의하여, 연마패드(110)의 컨디셔닝 제어 분해능(resolution)을 높일 수 있으므로, 보다 정밀한 컨디셔닝 제어가 가능한 이점이 있다.In addition, by lowering the pressing force (P) with which the conditioning disk 340 presses the polishing pad 110 and simultaneously increasing the rotational speed (V1) of the conditioning disk 340, the conditioning control resolution ( resolution) can be increased, which has the advantage of enabling more precise conditioning control.

본 발명의 실시예에서는, 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력이 감소하면, 컨디셔닝 디스크의 회전 속도를 높이는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력이 감소하면, 연마패드의 회전 속도, 컨디셔닝 디스크의 스윙 이동 속도, 연마패드의 오실레이션 이동 속도 중 어느 하나 이상을 높이는 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, when the pressing force with which the conditioning disk presses the polishing pad decreases, the rotation speed of the conditioning disk is increased. However, according to another embodiment of the present invention, the conditioning disk pressurizes the polishing pad. When the pressing force is reduced, it is possible to increase one or more of the rotation speed of the polishing pad, the swing movement speed of the conditioning disk, and the oscillation movement speed of the polishing pad.

바람직하게, 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 축방향 하중(컨디셔닝 디스크가 연마패드를 가압하는 가압력)에 따른 컨디셔닝 파라미터는 데이터 베이스(미도시)에 미리 저장되고, 제어부(500)는 컨디셔닝 유닛(300)의 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 축방향 하중 변화에 따라 데이터 베이스에서 어느 하나 이상의 컨디셔닝 파라미터를 호출할 수 있다.Preferably, conditioning parameters according to the axial load (pressure force with which the conditioning disk presses the polishing pad) applied to the conditioning disk 340 are stored in advance in a database (not shown), and the control unit 500 controls the conditioning unit 300. ), one or more conditioning parameters can be called from the database according to changes in the axial load applied to the conditioning disk 340.

일 예로, 도 9를 참조하면, 연마패드(110)의 컨디셔닝 파라미터는 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 축방향 하중 별로 룩업테이블(Lookup Table)에 미리 저장되며, 룩업테이블에 미리 저장된 정보를 이용하여 연마패드(110)의 컨디셔닝 파라미터를 빠르게 획득할 수 있다.As an example, referring to FIG. 9, the conditioning parameters of the polishing pad 110 are pre-stored in a lookup table for each axial load applied to the conditioning disk 340, and are stored in advance using the information pre-stored in the lookup table. The conditioning parameters of the polishing pad 110 can be quickly obtained.

구체적으로, 컨디셔닝 디스크(340)에 인가되는 축방향 하중에 따라, 컨디셔닝 디스크(340)의 회전 속도(V1), 연마패드(110)의 회전 속도(V2), 컨디셔닝 디스크(340)의 스윙 이동 속도(V3), 연마패드(110)의 오실레이션 이동 속도(V4)와 관련된 컨디셔닝 파라미터가 호출될 수 있다.Specifically, according to the axial load applied to the conditioning disk 340, the rotational speed (V1) of the conditioning disk 340, the rotational speed (V2) of the polishing pad 110, and the swing movement speed of the conditioning disk 340 (V3), a conditioning parameter related to the oscillation movement speed (V4) of the polishing pad 110 may be called.

그리고, 룩업테이블에 미리 저장되지 않은 컨디셔닝 파라미터는, 미리 저장된 인접한 컨디셔닝 파라미터에서의 오차를 이용한 보간법(interpolation)으로 산출될 수 있다.Additionally, conditioning parameters that are not previously stored in the lookup table can be calculated by interpolation using errors in adjacent pre-stored conditioning parameters.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may modify and modify the present invention in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can change it.

100 : 연마정반 110 : 연마패드
200 : 캐리어 헤드 300 : 컨디셔너
310 : 컨디셔너 하우징 312 : 스플라인 허브
314 : 동력전달부재 316 : 베어링부재
320 : 회전축 330 : 디스크 홀더
340 : 컨디셔닝 디스크 350 : 하중인가부
352 : 챔버 354 : 하중물 공급부
370 : 자동조심부 400 : 조절부
500 : 제어부100: polishing plate 110: polishing pad
200: Carrier head 300: Conditioner
310: Conditioner housing 312: Spline hub
314: Power transmission member 316: Bearing member
320: rotation axis 330: disk holder
340: Conditioning disk 350: Load application unit
352: Chamber 354: Load supply unit
370: Self-alignment unit 400: Control unit
500: Control unit

Claims (15)

화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너로서,
연마패드에 접촉되며 상기 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔닝 디스크와;
상기 컨디셔닝 디스크를 회전시키는 회전축의 상부에 설치된 챔버와, 상기 챔버에 공급되는 액체로 형성된 하중물을 조절하는 하중물 공급부를 포함하여, 상기 챔버에 공급되는 하중물의 무게에 의해 상기 회전축에 축방향으로의 가압력을 인가하는 하중인가부와;
상기 컨디셔닝 디스크에 인가되는 축방향으로의 가압력이 증가하면 상기 연마 패드와 상기 컨디셔닝 디스크 중 어느 하나 이상의 회전 속도가 증가하고, 상기 컨디셔닝 디스크에 인가되는 축방향으로의 가압력이 감소하면 상기 연마 패드와 상기 컨디셔닝 디스크 중 어느 하나 이상의 회전 속도가 감소하도록 제어하는 제어부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너.
As a conditioner for chemical mechanical polishing equipment,
a conditioning disk that is in contact with the polishing pad and conditions the polishing pad;
It includes a chamber installed on an upper part of a rotating shaft that rotates the conditioning disk, and a load supply unit that adjusts a load formed of liquid supplied to the chamber, so that the load supplied to the chamber is axially moved to the rotating shaft by the weight of the load. A load application unit that applies a pressing force of;
When the axial pressing force applied to the conditioning disk increases, the rotational speed of at least one of the polishing pad and the conditioning disk increases, and when the axial pressing force applied to the conditioning disk decreases, the polishing pad and the conditioning disk increase. a control unit that controls the rotation speed of one or more of the conditioning disks to decrease;
A conditioner for a chemical mechanical polishing device comprising:
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 하중물은 물보다 밀도가 높은 액체인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너.
According to paragraph 1,
A conditioner for a chemical mechanical polishing device, wherein the load is a liquid with a higher density than water.
 제1항에 있어서,
상기 하중물은 수은인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너.
According to paragraph 1,
A conditioner for a chemical mechanical polishing device, characterized in that the load is mercury.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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