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KR20170045014A - Low pressurised conditioner of chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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KR20170045014A
KR20170045014A KR1020150144858A KR20150144858A KR20170045014A KR 20170045014 A KR20170045014 A KR 20170045014A KR 1020150144858 A KR1020150144858 A KR 1020150144858A KR 20150144858 A KR20150144858 A KR 20150144858A KR 20170045014 A KR20170045014 A KR 20170045014A
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KR
South Korea
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magnet
contact
disc holder
conditioner
polishing pad
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Withdrawn
Application number
KR1020150144858A
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Korean (ko)
Inventor
김지욱
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너에 관한 것으로, 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너는, 회전축과, 회전축에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 제공되며 하부에는 컨디셔닝 디스크가 결합되는 디스크 홀더와, 회전축에 대한 디스크 홀더의 자중에 의한 이동을 일시적으로 억제하기 위한 마찰력을 제공하는 마찰저항부를 포함하여, 자중에 의한 디스크 홀더의 이동을 억제할 수 있으며, 디스크 홀더의 자중보다 낮은 가압력으로 연마패드를 개질할 수 있다.The present invention relates to a low-pressure conditioner of a chemical-mechanical polishing apparatus, wherein a low-pressure conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus comprises a rotary shaft, a disc holder provided movably along a vertical direction with respect to the rotary shaft, And a frictional resistance portion for providing frictional force for temporarily restraining movement of the disc holder by its own weight, so that movement of the disc holder due to its own weight can be suppressed, and the polishing pad can be reformed with a pressing force lower than the self weight of the disc holder can do.

Description

화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너{LOW PRESSURISED CONDITIONER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}[0001] LOW PRESSURIZED CONDITIONER OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS [0002]

본 발명은 화학 기계식 연마시스템의 저압 컨디셔너에 관한 것으로, 보다 구체적으로 화학 기계적 연마 공정 중에 컨디셔닝 디스크를 고정하고 있는 디스크 홀더의 자중보다 더 낮은 가압력으로 가압하면서 연마패드를 개질할 수 있는 화학 기계식 연마시스템의 저압 컨디셔너에 관한 것이다.The present invention relates to a low-pressure conditioner of a chemical mechanical polishing system, and more particularly, to a chemical mechanical polishing system capable of modifying a polishing pad while pressing at a pressure lower than the self weight of a disk holder holding the conditioning disk during a chemical mechanical polishing process Pressure conditioner.

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. BACKGROUND ART Generally, a chemical mechanical polishing (CMP) process is known as a standard process for polishing a surface of a wafer by relatively rotating between a wafer such as a wafer for manufacturing a semiconductor provided with a polishing layer and a polishing table.

도 1은 종래의 화학 기계식 연마 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 화학 기계식 연마 장치는, 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 가압하여 미세하게 절삭하여 연마패드(11)의 표면에 형성된 미공이 표면에 나오도록 하는 컨디셔너(30)로 구성된다. 1 is a view schematically showing a conventional chemical mechanical polishing apparatus. 1, a conventional chemical mechanical polishing apparatus comprises a polishing table 10 having a polishing pad 11 on its top surface and a wafer W to be polished, A conditioner 30 for pressing the surface of the polishing pad 11 with a predetermined pressing force to finely cut the surface of the polishing pad 11 so that the air formed on the surface of the polishing pad 11 comes out on the surface, .

상기 연마정반(10)은 웨이퍼(W)가 연마되는 폴리텍스 재질의 연마패드(11)가 부착되고, 회전축(12)이 회전 구동됨에 따라 회전 운동한다.The polishing table 10 is attached with a polishing pad 11 made of a polytecontact material on which the wafer W is polished and rotates as the rotating shaft 12 is rotationally driven.

상기 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 positioned on the polishing pad 11 of the polishing platen 10 and holding the wafer W, And a polishing arm 22 for performing motion.

상기 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 so that a large number of foam micropores serving as a slurry in which a slurry containing a mixture of an abrasive and a chemical are not clogged on the surface of the polishing pad 11, So that the slurry filled in the foam pores of the carrier head 21 is smoothly supplied to the wafer W gripped by the carrier head 21.

이를 위하여, 컨디셔너(30)는 컨디셔닝 공정 중에 연마패드(11)에 접촉하는 컨디셔닝 디스크(31)를 하우징(34)으로 파지하고, 컨디셔닝 디스크(31)의 회전축(33)을 회전시키도록 하우징(34) 내부에 모터 및 기어박스 등이 내장된다. 그리고, 회전축을 중심으로 선회하는 아암(35)의 끝단에 위치한 컨디셔닝 디스크(31)를 하방(31p)으로 가압하기 위하여, 하우징(34)의 내부에는 공압에 의하여 하방(31p)으로 가압하는 실린더 등의 가압 수단이 설치되고, 회전 중심으로부터 하우징(34)에 이르도록 연장된 아암(35)이 스윕(sweep) 운동을 행하여, 연마패드(11)의 넓은 면적에 걸쳐 발포 기공에 대한 미소 절삭을 행한다. 한편, 상기 컨디셔닝 디스크(31)에는 연마패드(11)의 미소 절삭을 위하여 연마패드(11)와 접촉하는 면에 다이아몬드 입자가 부착될 수도 있다. To this end, the conditioner 30 grasps the conditioning disk 31, which contacts the polishing pad 11 during the conditioning process, with the housing 34, and rotates the rotation shaft 33 of the conditioning disk 31 in the housing 34 ), A motor and a gear box are built in. In order to press the conditioning disk 31 located at the end of the arm 35 pivoting about the rotation axis to the downward direction 31p, a cylinder or the like And an arm 35 extending from the center of rotation to the housing 34 performs a sweeping motion to perform microcutting of the foaming pores over a large area of the polishing pad 11 . In the meantime, diamond particles may adhere to the surface of the conditioning disk 31, which is in contact with the polishing pad 11, for micro-cutting of the polishing pad 11.

이와 같이 구성된 종래의 화학 기계식 연마 장치는 연마하고자 하는 웨이퍼(W)를 캐리어 헤드(21)에 진공으로 흡착하여 웨이퍼(W)가 연마패드(11)에 가압되면서 회전 구동되고, 동시에 연마패드(11)가 회전하도록 작동한다. 이때, 슬러리 공급부(40)의 공급구(42)로부터 공급된 슬러리는 연마패드(11)에 형성되어 있는 수많은 발포 기공에 담겨진 상태로 연마 헤드(20)에 고정된 상태로 회전하는 웨이퍼(W)에 공급된다. 이때, 연마패드(11)는 지속적으로 가압되므로 발포 기공의 개구부가 점점 막히게 되어 웨이퍼(W)에 슬러리가 원활히 공급되지 못하는 현상이 발생될 수 있다.In the conventional chemical mechanical polishing apparatus thus structured, the wafer W to be polished is vacuum-attracted to the carrier head 21 so that the wafer W is rotationally driven while being pressed against the polishing pad 11, Is rotated. The slurry supplied from the supply port 42 of the slurry supply unit 40 is supplied to the wafer W rotating in a state of being fixed to the polishing head 20 in a state of being contained in a number of foam pores formed in the polishing pad 11, . At this time, since the polishing pad 11 is continuously pressurized, the opening of the foam pores is gradually clogged, so that the slurry can not be smoothly supplied to the wafer W.

이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 컨디셔너(30)는 연마패드(11)를 향하여 가압하는 실린더를 구비하여, 다이아몬드 입자와 같이 경도가 높은 입자가 부착된 컨디셔닝 디스크(31)를 가압하면서 회전시키고, 동시에 스윕 운동을 행함으로써,연마패드(11)의 전체 면적에 걸쳐 분포된 발포 기공의 개구부를 지속적으로 미세 절삭하여, 연마패드(11)상의 발포 기공에 담겨진 슬러리가 원활하게 웨이퍼(W)에 공급되도록 한다.In order to solve such a problem, the conditioner 30 is provided with a cylinder that presses the polishing pad 11 toward the polishing pad 11, and presses the conditioning disk 31 with particles having high hardness, such as diamond particles, The opening of the foam pores distributed over the entire area of the polishing pad 11 is continuously and finely cut so that the slurry contained in the foam pores on the polishing pad 11 is smoothly supplied to the wafer W. [ do.

그러나, 상기 컨디셔너(30)의 컨디셔닝 디스크(31)가 충분한 힘으로 가압하지 않으면 연마패드(11)의 발포 기공의 개구부를 개방하지 못하여 슬러리가 웨이퍼(W)에 원활히 공급되지 못하는 문제점이 있고, 이와 반대로, 컨디셔닝 디스크(31)가 과도한 힘으로 가압되면 연마패드(11)의 개구부를 개방시키기는 하지만 연마패드(11)의 사용 수명이 짧아져 경제성이 악화되는 문제점이 있다.However, if the conditioning disk 31 of the conditioner 30 is not pressurized with sufficient force, the opening of the foam pores of the polishing pad 11 can not be opened and the slurry can not be supplied smoothly to the wafer W. On the contrary, if the conditioning disk 31 is pressed with an excessive force, the opening of the polishing pad 11 is opened, but the service life of the polishing pad 11 is shortened and the economical efficiency is deteriorated.

더욱이, 도 1에 도시된 컨디셔너(30)는 컨디셔닝 디스크(31)를 가압하는 실린더가 아암(35)의 끝단부에 위치한 하우징(34)에 배치되고, 컨디셔닝 디스크(31)를 회전시키는 회전 모터도 하우징(34)에 배치되어, 하우징(34)의 자중이 매우 커지는 문제가 있다. 이는, 컨디셔닝 디스크(31)에 의해 연마패드(11)를 높은 가압력으로 가압하는 경우에는 문제되지 않지만, 컨디셔닝 디스크(31)에 의해 연마패드(11)를 낮은 가압력으로 가압하고자 할 경우에는, 하우징(34)의 자중에 의하여 연마패드(11)를 낮은 가압력으로 가압하는 것 자체가 불가능해지는 문제를 야기한다.1 further includes a rotary motor for rotating the conditioning disk 31 and a cylinder for pressing the conditioning disk 31 is disposed in the housing 34 located at the end of the arm 35. In addition, the conditioner 30 shown in Fig. There is a problem that the weight of the housing 34 becomes very large. This is not a problem when pressing the polishing pad 11 with a high pressing force by the conditioning disk 31. When the polishing disk 11 is to be pressed with a low pressing force by the conditioning disk 31, 34 to press the polishing pad 11 with a low pressing force by itself.

따라서, 컨디셔닝 디스크(31)를 낮은 가압력으로 연마패드(11)에 가압하면서 미세하게 연마패드(11)를 개질할 수 있는 컨디셔너의 필요성이 절실히 대두되고 있다.Therefore, the need for a conditioner capable of finely modifying the polishing pad 11 while pressing the conditioning disk 31 against the polishing pad 11 with a low pressing force is urgently required.

한편, 컨디셔닝 디스크(31)의 수직 방향으로 가해지는 힘은 미리 정해진만큼의 힘이 가압되도록 실린더가 제어되지만, 캐리어 헤드(20)에 의하여 웨이퍼(W)를 가압하는 힘의 편차 등의 원인에 의하여, 도 3에 도시된 바와 같이 연마패드(11)의 표면 높이(79)는 반경 방향으로의 마모량이 불균일하여 반경 방향에 걸쳐 불균일해지는 현상이 발생된다. 이로 인하여, 컨디셔닝 디스크(31)에 의하여 균일한 힘이 가압되더라도, 연마패드(11)의 상태가 국부적으로 불균일한 상태가 그대로 유지되므로, 연마패드(11)의 수많은 발포 기공에 담겨진 슬러리가 웨이퍼로 원활하게 전달되지 못하게 되는 문제가 야기되었다.On the other hand, the force applied in the vertical direction of the conditioning disk 31 is controlled by the cylinder so that a predetermined amount of force is applied. However, due to a variation in the force pressing the wafer W by the carrier head 20 , As shown in Fig. 3, the surface height 79 of the polishing pad 11 becomes nonuniform in the radial direction due to nonuniform amount of wear in the radial direction. Therefore, even if a uniform force is applied by the conditioning disk 31, the state of the polishing pad 11 is locally unevenly maintained. Therefore, the slurry contained in the numerous pores of the polishing pad 11 is transferred to the wafer So that the problem is not smoothly transmitted.

이를 위해, 최근에는 연마패드의 불균일한 마모 상태를 해소하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.To this end, in recent years, various studies have been made to solve the uneven wear state of the polishing pad, but it is still insufficient and development thereof is required.

본 발명은 선회 운동을 하는 아암의 끝단에 위치한 컨디셔닝 유닛의 자중 보다 낮은 가압력으로 연마패드를 가압하면서 개질할 수 있는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a low-pressure conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus capable of modifying a polishing pad while pressing the polishing pad at a pressing force lower than the self weight of a conditioning unit located at an end of a swinging arm.

특히, 본 발명은 회전축에 대한 디스크 홀더의 자중에 의한 이동을 일시적으로 억제함으로써 연마패드 및 컨디셔닝 디스크의 마모에 의한 편차를 보상하여 컨디셔닝 가압력을 일정하게 유지할 수 있는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다.Particularly, the present invention provides a low-pressure conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus capable of constantly maintaining a conditioning pressing force by compensating a deviation caused by abrasion of a polishing pad and a conditioning disk by temporarily restraining movement of the disk holder by its own weight with respect to a rotation axis .

또한, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 연마패드가 웨이퍼와의 마찰에 의하여 불균일하게 마모되더라도, 연마패드의 표면 높이를 일정하게 유지하여 웨이퍼의 연마 품질을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides a chemical mechanical polishing apparatus for a low-pressure conditioner capable of improving the polishing quality of a wafer by keeping the surface height of the polishing pad constant, even if the polishing pad wears unevenly due to friction with the wafer during the chemical mechanical polishing process. And to provide the above-mentioned objects.

또한, 본 발명은 연마패드의 마모 상태에 따라 가압력이 가변하여 도입함으로써, 연마패드가 균일한 높이로 유지되도록 하여, 연마패드 상에 도포되는 슬러리가 원활하게 웨이퍼에 전달되어 화학적 연마가 의도한 대로 이루어지도록 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, according to the present invention, since the pressing force is varied depending on the abrasive pad wear state, the polishing pad can be maintained at a uniform height so that the slurry applied on the polishing pad is smoothly transferred to the wafer, And to provide a low-pressure conditioner for a chemical-mechanical polishing apparatus to be used for polishing.

또한, 본 발명은 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a low-pressure conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus capable of improving stability and reliability.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너는, 회전축과, 회전축에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 제공되며 하부에는 컨디셔닝 디스크가 결합되는 디스크 홀더와, 회전축에 대한 디스크 홀더의 자중에 의한 이동을 일시적으로 억제하기 위한 마찰력을 제공하는 마찰저항부를 포함하여, 자중에 의한 디스크 홀더의 이동을 억제할 수 있으며, 디스크 홀더의 자중보다 낮은 가압력으로 연마패드를 개질할 수 있다. 즉, 반복된 공정에 의해 연마패드 또는 컨디셔닝 디스크가 마모됨에 따라 마모량 편차만큼 회전축에 대해 디스크 홀더가 이동한 경우에는, 마찰저항부에 의한 마찰력에 의해 회전축에 대한 디스크 홀더의 배치 위치가 일시적으로 유지될 수 있으며, 디스크 홀더의 자중에 의한 가압력을 거의 제로(zero)로 만들 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, a low-pressure conditioner of a chemical-mechanical polishing apparatus is provided with a rotary shaft, a movable shaft that is vertically movable with respect to the rotary shaft, and a conditioning disk A disk holder and a frictional resistance portion for providing a frictional force for temporarily restraining movement of the disk holder relative to the rotation axis by its own weight to suppress movement of the disk holder due to its own weight, The polishing pad can be modified. That is, when the disc holder is moved relative to the rotary shaft by a deviation of the amount of wear due to wear of the polishing pad or the conditioning disc by the repeated process, the disposition position of the disc holder with respect to the rotary shaft is temporarily maintained by the frictional force by the frictional resistance portion And the pressing force by the own weight of the disc holder can be made almost zero.

마찰저항부는 회전축에 대한 디스크 홀더의 이동을 일시적으로 억제 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 마찰저항부는, 디스크 홀더에 연결되며 회전축에 접촉 가능하게 제공되는 접촉부재와, 접촉부재가 회전축에 탄성적으로 접촉되도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하여 구성될 수 있다.The frictional resistance portion can be provided in various structures capable of temporarily restraining the movement of the disc holder relative to the rotation shaft. In one example, the frictional resistance portion may include a contact member connected to the disc holder and provided so as to be contactable with the rotation shaft, and an elastic member for providing an elastic force so that the contact member elastically contacts the rotation shaft.

접촉부재의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 접촉부재는 디스크 홀더의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 제공될 수 있으며, 탄성부재는 링 형태로 제공되며 복수개의 접촉부재의 내측에 배치되어 복수개의 접촉부재를 공통적으로 탄성 지지하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 복수개의 접촉부재가 각각 별도의 탄성부재에 의해 탄성적으로 지지되도록 구성될 수 있다. 다르게는 링 형태를 갖는 단 하나의 접촉부재가 사용되는 것이 가능하다.The number and arrangement of contact members can be varied in various ways depending on the required conditions and design specifications. For example, a plurality of contact members may be provided so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction of the disc holder, and the elastic member may be provided in a ring shape and disposed inside the plurality of contact members to elastically support the plurality of contact members in common . In some cases, the plurality of contact members may be configured to be elastically supported by respective elastic members. Alternatively, it is possible to use only one contact member having a ring shape.

또한, 접촉부재에는 접촉돌기가 형성될 수 있으며, 접촉부재는 접촉돌기를 매개로 회전축에 점접촉될 수 있다. 경우에 따라서는 별도의 접촉돌기를 배제하고 접촉부재가 회전축에 면접촉하도록 구성하는 것도 가능하다.Further, the contact member may be formed with a contact projection, and the contact member may be in point contact with the rotation axis via the contact projection. In some cases, it is possible to exclude a separate contact projection and make the contact member come into surface contact with the rotation shaft.

보다 구체적으로, 접촉부재는 몸체부와, 회전축에 접근 및 이격되는 방향으로 유동 가능하게 몸체부에 연결되는 유동부를 포함할 수 있으며, 탄성부재는 몸체부에 대한 유동부의 유동을 탄성적으로 지지함으로써 접촉돌기가 회전축에 탄성적으로 접촉될 수 있게 한다.More specifically, the contact member may include a body portion and a flow portion connected to the body portion so as to be flowable in a direction approaching and separating from the rotation axis, wherein the elastic member elastically supports the flow of the flow portion with respect to the body portion So that the contact projection can elastically contact the rotation shaft.

회전축에는 접촉돌기가 일시적으로 수용되기 위한 수용홈이 형성될 수 있다. 바람직하게 상기 수용홈은 상하 방향을 따라 이격되게 복수개가 제공될 수 있으며, 접촉돌기는 회전축에 대한 디스크 홀더의 이동에 대응하여 복수개의 수용홈을 따라 이동할 수 있다. 참고로, 복수개의 수용홈은 일정한 크기를 갖고, 일정한 간격으로 이격되게 형성될 수 있으나, 경우에 따라서는 복수개의 수용홈이 서로 다른 크기를 갖거나 서로 다른 이격 간격을 갖도록 형성될 수 있다. 바람직하게는 복수개의 수용홈을 미세한 간격을 두고 이격되게 형성함으로써 회전축에 대한 디스크 홀더의 미세 위치 변화를 유지할 수 있게 하되, 접촉돌기는 컨디셔닝 디스크의 마모량 또는 컨디셔닝 디스크가 접촉되는 연마패드의 마모량에 대응하여 복수개의 수용홈을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.The rotary shaft may be formed with a receiving groove for temporarily receiving the contact projection. Preferably, the receiving grooves may be provided so as to be spaced apart in the vertical direction, and the contact protrusions may move along the plurality of receiving grooves in correspondence with the movement of the disc holder relative to the rotating shaft. For reference, the plurality of receiving grooves may have a predetermined size and may be spaced apart at regular intervals, but in some cases, the plurality of receiving grooves may have different sizes or may have different spacing distances. Preferably, the plurality of receiving grooves are spaced apart at a small distance so as to maintain a fine positional change of the disc holder relative to the rotation axis, wherein the contact protrusions correspond to the wear amount of the conditioning disc or the wear amount of the polishing pad contacting the conditioning disc So as to move along the plurality of receiving grooves.

한편, 본 발명에 따른 저압 컨디셔너는 디스크 홀더가 자중에 의해 회전축에 대해 중력 방향으로 이동하는 것을 억제하기 위한 자력을 제공하는 자력발생부를 포함할 수 있다.Meanwhile, the low-pressure conditioner according to the present invention may include a magnetic force generating unit for providing a magnetic force for restraining the disk holder from moving in the gravity direction with respect to the rotation axis due to its own weight.

자력발생부는 회전축에 대해 디스크 홀더가 중력 방향으로 이동하는 것을 억제하기 위한 자력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 자력발생부는, 회전축에 제공되는 제1자석과, 제1자석과 상호 척력(repulsive force)이 작용하도록 디스크 홀더에 제공되는 제2자석을 포함할 수 있으며, 제1자석과 제2자석 간의 상호 척력에 의해 디스크 홀더의 중력 방향 이동이 억제될 수 있다. 다른 일 예로, 자력발생부는, 회전축에 제공되는 제1자석과, 제1자석과 상호 인력(attractive force)이 작용하도록 디스크 홀더에 제공되는 제2자석을 포함할 수 있으며, 제1자석과 제2자석 간의 상호 인력에 의해 디스크 홀더의 중력 방향 이동이 억제될 수 있다. 제1자석 및 제2자석으로서는 항상 자력이 발생되는 영구자석이 사용되거나, 전류가 인가될 경우에만 자력이 발생되는 전자석이 사용될 수 있다.The magnetic force generating section may be provided in various structures capable of providing a magnetic force for restraining the disk holder from moving in the gravity direction with respect to the rotation axis. For example, the magnetic force generating portion may include a first magnet provided on the rotating shaft and a second magnet provided on the disc holder so that a repulsive force acts on the first magnet, and the first magnet and the second magnet The movement of the disc holder in the gravitational direction can be suppressed. In another example, the magnetic force generating portion may include a first magnet provided on the rotating shaft and a second magnet provided on the disc holder so that an attractive force acts on the first magnet, Movement of the disc holder in the gravitational direction can be suppressed by mutual attraction between the magnets. As the first and second magnets, a permanent magnet that generates magnetic force at all times may be used, or an electromagnet that generates a magnetic force only when a current is applied may be used.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 컨디셔닝 유닛의 자중 보다 낮은 가압력으로 연마패드를 가압하면서 개질할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to modify the polishing pad while pressing the polishing pad with a pressing force lower than the self weight of the conditioning unit.

특히, 본 발명에 따르면 마찰저항부에 의한 마찰력을 이용하여 회전축에 대한 디스크 홀더의 이동을 억제하여, 회전축에 대한 디스크 홀더의 배치 위치가 일시적으로 유지될 수 있게 함으로써, 연마패드 및 컨디셔닝 디스크의 마모에 의한 편차를 보상할 수 있으며, 컨디셔닝 가압력을 일정하게 유지하고, 디스크 홀더의 자중에 의한 가압력을 거의 제로(zero)로 만들 수 있다.Particularly, according to the present invention, it is possible to suppress the movement of the disc holder relative to the rotating shaft by using the frictional force by the frictional resistance portion, thereby temporarily holding the position of the disc holder relative to the rotating shaft, And it is possible to keep the conditioning pressing force constant and make the pressing force by the own weight of the disc holder almost zero.

또한, 본 발명에 따르면 화학 기계적 연마 공정 중에 연마패드가 웨이퍼와의 마찰에 의하여 불균일하게 마모되더라도, 연마패드의 표면 높이를 일정하게 유지하여 웨이퍼의 연마 품질을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, even if the polishing pad is unevenly worn by the friction with the wafer during the chemical mechanical polishing process, the polishing height of the wafer can be improved by keeping the surface height of the polishing pad constant.

또한, 본 발명에 따르면 연마패드의 마모 상태에 따라 가압력이 가변하여 도입함으로써, 연마패드가 균일한 높이로 유지되도록 하여, 연마패드 상에 도포되는 슬러리가 원활하게 웨이퍼에 전달되어 화학적 연마가 의도한 대로 이루어질 수 있다.In addition, according to the present invention, the polishing pad is maintained at a uniform height by introducing the pressing force varying depending on the state of wear of the polishing pad, so that the slurry applied on the polishing pad is smoothly transferred to the wafer, .

또한, 본 발명에 따르면 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, stability and reliability can be improved.

도 1 및 도 2는 종래 일반적인 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 도 2의 절단선 3-3에 따른 연마패드의 표면 높이의 분포를 설명하기 위한 그래프,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너로서, 마찰저항부를 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너로서, 마찰저항부의 작동구조를 설명하기 위한 도면,
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너로서, 자력발생부를 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너로서, 마찰저항부의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 and FIG. 2 show the construction of a conventional chemical mechanical polishing apparatus,
3 is a graph for explaining the distribution of the surface height of the polishing pad according to the cutting line 3-3 in Fig. 2,
4 and 5 are views for explaining a low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,
FIG. 6 is a diagram for explaining a frictional resistance part as a low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,
FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining the operating structure of the frictional resistance portion, which is a low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,
9 to 11 are low-pressure conditioners of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,
12 is a diagram for explaining a modified example of the frictional resistance portion as a low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus 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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너로서, 마찰저항부를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너로서, 마찰저항부의 작동구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너로서, 자력발생부를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 12는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너로서, 마찰저항부의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 4 and 5 are views for explaining a low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram for explaining a friction resistance section as a low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention. 7 and 8 are diagrams for explaining the operating structure of the frictional resistance part as a low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, and Figs. 9 to 11 are diagrams for explaining the operating structure of the low-pressure conditioner Which is a view for explaining the magnetic force generating section. 12 is a diagram for explaining a modified example of the frictional resistance portion as a low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너는 회전축(220), 디스크 홀더(230), 및 마찰저항부(300)를 포함한다.As shown in these drawings, the low-pressure conditioner of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention includes a rotary shaft 220, a disc holder 230, and a friction-resistance portion 300.

상기 회전축(220)은 소정 각도 범위로 선회 운동하는 컨디셔너 아암에 장착되는 하우징(210) 상에 회전 가능하게 장착된다.The rotation shaft 220 is rotatably mounted on a housing 210 mounted on a conditioner arm pivoting in a predetermined angle range.

상기 회전축(220)은 하우징(210) 상에 회전 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 회전축(220)은 복수개의 축파트를 결합한 구조로 제공될 수 있는 바, 상기 회전축(220)은, 구동 모터에 의하여 제자리에서 회전 구동되는 구동축 파트(222), 상기 구동축 파트(222)와 맞물려 회전 구동되며 구동축 파트(222)에 대해 상하 방향으로 상대 이동하는 전달축 파트(226), 및 상기 구동축 파트(222)와 전달축 파트(226)를 중공부에 수용하면서 그 둘레에 배치된 중공형 외주축 파트(224)를 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 회전축이 단일 축파트로 구성되는 것도 가능하고, 다르게는 2개 이하의 축파트 또는 4개 이상의 축파트를 결합하여 제공되는 것도 가능하다.The rotation shaft 220 may be provided in various structures rotatable on the housing 210. For example, the rotation shaft 220 may be provided in a structure in which a plurality of shaft parts are coupled. The rotation shaft 220 includes a drive shaft part 222 rotated in place by a drive motor, a drive shaft part 222 A transmission shaft part 226 that rotates in engagement with the driving shaft part 222 and moves relative to the driving shaft part 222 in the up and down direction, and a driving shaft part 222 and a transmission shaft part 226, And a hollow outer main shaft part 224 formed on the outer circumferential surface thereof. In some cases, it is also possible that the rotary shaft is constituted by a single-shaft part, or alternatively it may be provided by combining two or less shaft parts or four or more shaft parts.

참고로, 상기 구동축 파트(222)의 돌출부(222x)와 전달축 파트(226)의 요입부(미도시)의 단면은 원형이 아닌 단면(예를 들어, 타원형 또는 사각형 단면)으로 형성되어, 구동축 파트(222)에 대한 전달축 파트(226)의 상하 이동은 허용하면서 이들(222, 226)이 함께 회전하게 된다. 경우에 따라서는, 구동축 파트의 돌출부와 전달축 파트의 요입부의 단면이 원형으로 형성되더라도, 구동축 파트의 돌출부와 전달축 파트의 요입부의 마주보는 표면에 반경 방향으로의 돌기(미도시)와 이를 수용하는 걸림턱을 형성하면, 회전 방향으로 상호 간섭되는 것에 의하여 구동축 파트에 대한 전달축 파트의 상하 이동은 허용하면서 이들이 함께 회전할 수 있다.The end face of the projection part 222x of the drive shaft part 222 and the concave part of the transmission shaft part 226 are formed in a non-circular cross section (for example, an elliptical or rectangular cross section) These 222 and 226 rotate together while permitting up and down movement of the transfer shaft part 226 relative to the part 222. [ In some cases, even if the protruding portion of the drive shaft part and the cross-section of the recessed portion of the transmission shaft portion are formed in a circular shape, the protruding portion of the drive shaft portion and the protruding portion (not shown) The mutual interference in the rotational direction allows the transfer shaft part to move up and down with respect to the drive shaft part while allowing them to rotate together.

상기 디스크 홀더(230)는 회전축(220)에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 제공되어, 회전축(220)과 함께 회전함과 아울러 회전축(220)에 대해 상하 방향으로 이동할 수 있으며, 상기 디스크 홀더(230)의 하부에는 연마정반(10) 상에 부착된 연마패드(11)를 개질하기 위한 컨디셔닝 디스크(240)가 결합된다.The disc holder 230 is provided to be movable along the vertical direction with respect to the rotary shaft 220 so as to rotate together with the rotary shaft 220 and to move up and down with respect to the rotary shaft 220, 230 are coupled to a conditioning disk 240 for modifying the polishing pad 11 attached on the polishing platen 10.

상기 회전축(220)과 디스크 홀더(230)의 결합 및 연결구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 회전축(220)과 디스크 홀더(230)의 결합 및 연결구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 전달축 파트(226)의 하단부는 디스크 홀더(230)의 홀더 기둥과 결합될 수 있으며, 홀더 기둥은 전달축 파트(226)가 구동축 파트(222)에 대해 상하 방향으로 이동할 때 함께 이동할 수 있다.The coupling and connection structure of the rotary shaft 220 and the disc holder 230 may be variously changed according to the required conditions and design specifications. The coupling and connection structure of the rotary shaft 220 and the disc holder 230, The invention is not limited or limited. The lower end of the transmission shaft part 226 may be coupled to the holder column of the disc holder 230 such that when the transmission shaft part 226 moves up and down relative to the drive shaft part 222, Can be moved.

또한, 상기 전달축 파트(226)의 하단과 디스크 홀더(230)는 서로 연결되어 있지만, 그 사이 중심부에는 빈 공간이 마련된다. 상기 빈 공간 내에는 외주축 파트(224)로부터 중심을 향하여 연장된 연장부(224c)를 통해 플레이트(224x)가 형성되며, 상기 전달축 파트(226)의 하측은 연장부(224c)의 사이 공간을 통해 디스크 홀더(230)와 연결되어, 디스크 홀더(230)를 상하 이동시키고 회전시킨다.In addition, although the lower end of the transmission shaft part 226 and the disc holder 230 are connected to each other, a hollow space is provided at the center between them. A plate 224x is formed through an extension portion 224c extending from the outer main shaft portion 224 toward the center within the empty space and the lower side of the transmission shaft portion 226 is inserted into the space 224c of the extension portion 224c And the disc holder 230 is moved up and down and rotated.

아울러, 상기 회전축(220)과 디스크 홀더(230)의 사이에는 가압챔버가 제공될 수 있으며, 가압챔버에 연결된 압력조절부(203)로터 가압챔버에 도달하는 공압을 조절함에 따라, 회전축(220)에 대해 디스크 홀더(230)가 상하 방향으로 이동할 수 있으며, 회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 상하 방향 이동에 대응하여 컨디셔닝 디스크(240)가 연마패드(11)를 가압하는 가압력이 변동될 수 있다.A pressure chamber may be provided between the rotary shaft 220 and the disc holder 230. The pressure regulator 203 connected to the pressure chamber may adjust the pneumatic pressure to reach the rotor pressure chamber, The pressing force of the conditioning disk 240 against the polishing pad 11 is changed in accordance with the vertical movement of the disk holder 230 with respect to the rotating shaft 220 .

즉, 상기 압력조절부(203)로부터 공압통로(미도시)를 통해 정압이 가압챔버에 인가되면, 가압챔버 내의 압력이 높아지면서 구동축 파트(222)와 전달축 파트(226)의 사이의 공기가 팽창하면서 전달축 파트(226)와 디스크 홀더(230)를 하방으로 밀어낸다. 이에 따라, 디스크 홀더(230)는 컨디셔닝 디스크(240)가 연마패드(11)를 가압하는 가압력을 조절할 수 있다. 아울러, 회전하는 가압챔버에 공압을 선택적으로 공급하는 것은 로터리 유니언 등과 같은 통상의 공지된 구성을 이용하여 구현 가능하다. That is, when a positive pressure is applied from the pressure regulator 203 to the pressurizing chamber through a pneumatic passage (not shown), the pressure in the pressurizing chamber increases and the air between the drive shaft part 222 and the transmitting shaft part 226 The transmission shaft part 226 and the disc holder 230 are pushed downward while expanding. Accordingly, the disc holder 230 can control the pressing force by which the conditioning disc 240 presses the polishing pad 11. In addition, it is possible to selectively supply the pneumatic pressure to the rotating pressure chamber using a conventionally known construction such as a rotary union.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 마찰저항부(300)는 회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 자중에 의한 이동을 일시적으로 억제하기 위한 마찰력을 제공하도록 구성된다. 즉, 반복된 공정에 의해 연마패드(11) 또는 컨디셔닝 디스크(240)가 마모됨에 따라 마모량 편차만큼 회전축(220)에 대해 디스크 홀더(230)가 이동한 경우에는, 마찰저항부(300)에 의한 마찰력에 의해 회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 배치 위치가 일시적으로 유지될 수 있으며, 디스크 홀더(230)의 자중에 의한 가압력을 거의 제로(zero)로 만들 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6, the frictional resistance portion 300 is configured to provide a frictional force for temporarily restraining movement of the disc holder 230 relative to the rotating shaft 220 by its own weight. That is, when the disc holder 230 moves with respect to the rotary shaft 220 by the amount of wear due to the abrasion of the polishing pad 11 or the conditioning disc 240 by the repeated process, The disposing position of the disc holder 230 with respect to the rotating shaft 220 can be temporarily maintained by the frictional force and the pressing force due to the own weight of the disc holder 230 can be made almost zero.

상기 마찰저항부(300)는 회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 이동을 일시적으로 억제 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 마찰저항부(300)는, 디스크 홀더(230)에 연결되며 회전축(220)에 접촉 가능하게 제공되는 접촉부재(310)와, 상기 접촉부재(310)가 회전축(220)에 탄성적으로 접촉되도록 탄성력을 제공하는 탄성부재(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는 접촉부재(310)가 회전축(220)의 전달축 파트(226)에 접촉되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 접촉부재가 회전축의 여타 다른 부위에 접촉되도록 구성하는 것도 가능하다.The frictional resistance part 300 may be provided in various structures capable of temporarily restraining movement of the disc holder 230 with respect to the rotation shaft 220. The frictional resistance unit 300 may include a contact member 310 connected to the disc holder 230 and provided so as to be able to contact the rotating shaft 220, And an elastic member 320 that provides an elastic force for sexual contact. Hereinafter, an example in which the contact member 310 is configured to contact the transmission shaft part 226 of the rotation shaft 220 will be described. In some cases, the contact member may be configured to contact other portions of the rotary shaft.

상기 접촉부재(310)의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 도 12를 참조하면, 상기 접촉부재(310)는 디스크 홀더(230)의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 제공될 수 있으며, 후술할 탄성부재(320)는 링 형태로 제공되며 복수개의 접촉부재(310)의 내측에 배치되어 복수개의 접촉부재(310)를 공통적으로 탄성 지지하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 복수개의 접촉부재가 각각 별도의 탄성부재에 의해 탄성적으로 지지되도록 구성될 수 있다. 다르게는 링 형태를 갖는 단 하나의 접촉부재가 사용되는 것이 가능하다.The number and arrangement of the contact members 310 can be variously changed according to required conditions and design specifications. 12, a plurality of the contact members 310 may be provided in a circumferential direction of the disc holder 230. The elastic member 320 may be provided in a ring shape, And may be configured to elastically support the plurality of contact members 310 in common by being disposed inside the contact member 310. In some cases, the plurality of contact members may be configured to be elastically supported by respective elastic members. Alternatively, it is possible to use only one contact member having a ring shape.

상기 탄성부재(320)로서는 고무, 우레탄과 같은 통상의 탄성체가 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 통상의 스프링을 이용하여 탄성부재를 구성하는 것도 가능하다.As the elastic member 320, an ordinary elastic body such as rubber or urethane may be used. In some cases, it is also possible to construct an elastic member using a normal spring.

아울러, 상기 접촉부재(310)에 의한 마찰력은 접촉부재(310)의 형상 및 구조를 변경하거나 탄성부재(320)의 탄성력을 조절함으로써 변경할 수 있다.The frictional force by the contact member 310 can be changed by changing the shape and structure of the contact member 310 or by adjusting the elastic force of the elastic member 320.

또한, 상기 접촉부재(310)에는 접촉돌기(312a)가 형성될 수 있으며, 접촉부재(310)는 접촉돌기(312a)를 매개로 회전축(220)에 점접촉될 수 있다. 경우에 따라서는 별도의 접촉돌기를 배제하고 접촉부재가 회전축에 면접촉하도록 구성하는 것도 가능하다. 참고로, 본 발명의 실시예에서는 접촉부재 상에 단 하나의 접촉돌기가 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 2개 이상의 접촉돌기가 제공되는 것도 가능하다.The contact member 310 may be formed with a contact protrusion 312a and the contact member 310 may be in point contact with the rotation shaft 220 via the contact protrusion 312a. In some cases, it is possible to exclude a separate contact projection and make the contact member come into surface contact with the rotation shaft. For reference, in the embodiment of the present invention, only one contact protrusion is formed on the contact member, but in some cases, it is also possible to provide two or more contact protrusions.

보다 구체적으로, 상기 접촉부재(310)는 몸체부(312)와, 회전축(220)에 접근 및 이격되는 방향으로 유동 가능하게 몸체부(312)에 연결되는 유동부(314)를 포함할 수 있으며, 상기 접촉돌기(312a)는 유동부(314)의 자유단 부위에 형성될 수 있다. 아울러, 상기 탄성부재(320)는 몸체부(312)에 대한 유동부(314)의 유동을 탄성적으로 지지함으로써 접촉돌기(312a)가 회전축(220)에 탄성적으로 접촉될 수 있게 한다.More specifically, the contact member 310 may include a body portion 312 and a flow portion 314 connected to the body portion 312 so as to flow in a direction approaching and separating from the rotation axis 220 , The contact protrusion 312a may be formed at the free end of the fluid 314. The elastic member 320 resiliently supports the flow of the fluid 314 with respect to the body 312 so that the contact protrusion 312a can be elastically contacted with the rotation axis 220. [

또한, 상기 회전축(220)에는 접촉돌기(312a)가 일시적으로 수용되기 위한 수용홈(330)이 형성될 수 있다. 바람직하게 상기 수용홈(330)은 상하 방향을 따라 이격되게 복수개가 제공될 수 있으며, 상기 접촉돌기(312a)는 회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 이동에 대응하여 복수개의 수용홈(330)을 따라 이동할 수 있다.In addition, the rotation shaft 220 may be formed with a receiving groove 330 for temporarily receiving the contact protrusion 312a. The plurality of receiving grooves 330 may be spaced apart from each other in the vertical direction and the plurality of receiving grooves 330 may correspond to the movement of the disc holder 230 with respect to the rotary shaft 220. [ 330, respectively.

상기 수용홈(330)에 접촉돌기(312a)가 배치된 상태에서는 회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 배치 상태가 보다 견고하게 유지(회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 이동이 억제)될 수 있으며, 접촉돌기(312a)에 의한 마찰력 및 간섭력보다 큰 압력이 디스크 홀더(230)에 작용할 경우 접촉돌기(312a)는 수용홈(330)을 따라 이동할 수 있다.The position of the disc holder 230 relative to the rotating shaft 220 is maintained more firmly in the state in which the contact protrusion 312a is disposed in the receiving groove 330 And the contact protrusion 312a can move along the receiving groove 330 when a pressure larger than the frictional force and the interference force by the contact protrusion 312a acts on the disc holder 230. [

참고로, 전술 및 도시한 본 발명에서는 복수개의 수용홈(330)이 일정한 크기를 갖고, 일정한 간격으로 이격되게 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 복수개의 수용홈이 서로 다른 크기를 갖거나 서로 다른 이격 간격을 갖도록 형성될 수 있다. 가령, 상부에서 하부 방향으로 갈수록 복수개의 수용홈이 점진적으로 작은 크기(또는 점진적으로 큰 크기)를 갖도록 형성될 수 있다. 다르게는 상부에서 하부 방향으로 갈수록 수용홈 간의 이격 간격이 작아지도록(또는 커지도록) 구성하는 것도 가능하다. 바람직하게는 복수개의 수용홈(330)을 미세한 간격을 두고 이격되게 형성함으로써 회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 미세 위치 변화를 유지할 수 있게 하되, 접촉돌기(312a)는 컨디셔닝 디스크(240)의 마모량 또는 컨디셔닝 디스크(240)가 접촉되는 연마패드(11)의 마모량에 대응하여 복수개의 수용홈(330)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.For reference, in the above-described embodiment of the present invention, the plurality of receiving grooves 330 have a predetermined size and are spaced apart at regular intervals. However, in some cases, the plurality of receiving grooves may have different sizes Or may be formed to have different spacing distances. For example, the plurality of receiving grooves may be formed so as to have gradually smaller sizes (or gradually larger sizes) from the upper side to the lower side. Alternatively, the spacing distance between the receiving grooves may be made smaller (or larger) in the downward direction from the upper side. The contact protrusions 312a are formed on the surface of the conditioning disc 240 so that the disc holder 230 can be maintained in a fine position with respect to the rotation axis 220 by forming the plurality of receiving recesses 330 at a small distance apart, Or the amount of abrasion of the polishing pad 11 to which the conditioning disk 240 is contacted, along the plurality of receiving grooves 330.

이러한 구성에 의해, 도 7 및 도 8과 같이, 접촉돌기(312a)는 컨디셔닝 디스크(240)의 마모량 또는 컨디셔닝 디스크(240)가 접촉되는 연마패드(11)의 마모량(t2→t1)에 대응하여 복수개의 수용홈(330)을 따라 이동할 수 있으며, 접촉돌기(312a)가 수용홈(330)에 배치된 상태에서는 회전축(220)에 대한 디스크 홀더(230)의 이동이 일시적으로 억제될 수 있다.7 and 8, the contact protrusion 312a corresponds to the wear amount of the conditioning disk 240 or the wear amount t2 to t1 of the polishing pad 11 to which the conditioning disk 240 contacts, The movement of the disc holder 230 with respect to the rotation shaft 220 can be temporarily suppressed in a state where the contact protrusion 312a is disposed in the receiving groove 330. [

한편, 본 발명에 따른 저압 컨디셔너(200)는 디스크 홀더(230)가 자중에 의해 회전축(220)에 대해 중력 방향으로 이동하는 것을 억제하기 위한 자력을 제공하는 자력발생부(400)를 포함할 수 있다.The low-pressure conditioner 200 according to the present invention may include a magnetic force generating unit 400 for providing a magnetic force for restraining the disk holder 230 from moving in the gravity direction with respect to the rotating shaft 220 due to its own weight have.

상기 자력발생부(400)는 회전축(220)에 대해 디스크 홀더(230)가 중력 방향으로 이동하는 것을 억제하기 위한 자력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.The magnetic force generating unit 400 may be provided in various structures capable of providing a magnetic force for restricting the movement of the disc holder 230 in the gravity direction with respect to the rotating shaft 220.

일 예로, 도 5 및 도 9를 참조하면, 상기 자력발생부(400)는, 회전축(220)에 제공되는 제1자석(410)과, 상기 제1자석(410)과 상호 척력(repulsive force)이 작용하도록 디스크 홀더(230)에 제공되는 제2자석(420)을 포함할 수 있으며, 상기 제1자석(410)과 제2자석(420) 간의 상호 척력에 의해 디스크 홀더(230)의 중력 방향 이동이 억제될 수 있다. 이와 같은 구조는 제1자석(410)과 제2자석(420) 간의 상호 척력에 의해 디스크 홀더(230)의 자중보다 낮은 가압력으로 연마패드(11)를 가압할 수 있게 한다.5 and 9, the magnetic force generating unit 400 may include a first magnet 410 provided on the rotating shaft 220 and a repulsive force with the first magnet 410, The second magnet 420 may be provided to the disc holder 230 so that the magnetic force of the first magnet 410 and the second magnet 420 may be transmitted to each other by the reciprocal repulsive force between the first magnet 410 and the second magnet 420, Movement can be suppressed. Such a structure allows the polishing pad 11 to be pressed with a pressing force lower than the self weight of the disc holder 230 by the mutual repulsive force between the first magnet 410 and the second magnet 420.

상기 제1자석(410) 및 제2자석(420)으로서는 항상 자력이 발생되는 영구자석이 사용되거나, 전류가 인가될 경우에만 자력이 발생되는 전자석이 사용될 수 있다.As the first and second magnets 410 and 420, a permanent magnet that generates magnetic force at all times may be used, or an electromagnet that generates a magnetic force only when a current is applied may be used.

상기 제1자석(410) 및 제2자석(420)은 상호 척력을 작용할 수 있는 다양한 위치에 장착될 수 있다. 일 예로, 상기 제1자석(410)은 전달축 파트(226)와 디스크 홀더(230)의 빈 공간에 외주축(224)으로부터 연장된 플레이트(224x)에 설치될 수 있고, 제2자석(420)은 플레이트(224x)와 마주보는 전달축 파트(226)의 하단에 설치될 수 있으며, 제1자석(410) 및 제2자석(420)은 서로 척력(Fr)이 작용하도록 자극이 배치될 수 있다.The first magnet 410 and the second magnet 420 may be mounted at various positions capable of exerting mutual repulsive force. For example, the first magnet 410 may be installed in a plate 224x extending from the outer main shaft 224 in the hollow space of the transmission shaft part 226 and the disc holder 230, and the second magnet 420 May be installed at the lower end of the transmission shaft part 226 facing the plate 224x and the first magnet 410 and the second magnet 420 may be arranged such that the repulsive force Fr acts on them have.

참고로, 본 발명에서는 제1자석(410) 및 제2자석(420)이 S극이 서로 마주하도록 배치된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1자석 및 제2자석이 서로 N극을 마주하도록 배치되는 것도 가능하다.For example, in the present invention, the first magnet 410 and the second magnet 420 are arranged so that their S poles are opposed to each other. However, in some cases, As shown in FIG.

이와 같이, 디스크 홀더(230)에 고정된 플레이트(224x)에 설치된 제1자석(410)과, 상하 이동하는 전달축 파트(226)의 하단부에 설치된 제2자석(420)이 서로 척력(Fr)을 작용함에 따라, 디스크 홀더(230)의 자중에 의한 디스크 홀더(230)의 가압력을 상쇄시킬 수 있으며, 디스크 홀더(230)의 자중보다 낮은 가압력을 인가할 수 있다.The first magnet 410 provided on the plate 224x fixed to the disc holder 230 and the second magnet 420 provided on the lower end of the transfer shaft part 226 moving up and down move together with the repulsive force Fr, The pressing force of the disc holder 230 due to the own weight of the disc holder 230 can be canceled and the pressing force lower than the own weight of the disc holder 230 can be applied.

다른 일 예로, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 자력발생부(400')는, 회전축(220)에 제공되는 제1자석(410')과, 상기 제1자석(410')과 상호 인력(attractive force)이 작용하도록 디스크 홀더(230)에 제공되는 제2자석(420')을 포함할 수 있으며, 상기 제1자석(410')과 제2자석(420') 간의 상호 인력에 의해 디스크 홀더(230)의 중력 방향 이동이 억제될 수 있다.10 and 11, the magnetic force generating unit 400 'includes a first magnet 410' provided on the rotating shaft 220 and a mutual attraction force between the first magnet 410 ' the first magnet 410 'and the second magnet 420' may include a second magnet 420 'provided to the disk holder 230 so that an attractive force acts on the disk 420. The mutual attraction between the first magnet 410' The movement of the holder 230 in the gravitational direction can be suppressed.

마찬가지로 상기 제1자석(410') 및 제2자석(420')으로서는 항상 자력이 발생되는 영구자석이 사용되거나, 전류가 인가될 경우에만 자력이 발생되는 전자석이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 제1자석 및 제2자석 중 어느 하나가 다른 하나에 대해 인력이 작용할 수 있는 자성체(예를 들어, 철)로 형성되는 것도 가능하다.Similarly, as the first and second magnets 410 'and 420', a permanent magnet generating a magnetic force may be used, or an electromagnet generating a magnetic force only when a current is applied may be used. In some cases, either the first magnet or the second magnet may be formed of a magnetic material (e.g., iron) capable of exerting a gravitational force with respect to the other one.

상기 제1자석(410') 및 제2자석(420')은 상호 인력을 작용할 수 있는 다양한 위치에 장착될 수 있다. 일 예로, 상기 제1자석(410')은 전달축 파트(226)의 요입홈(226x)의 바닥면에 요입 설치될 수 있고, 제2자석(420')은 구동축 파트(222)의 돌출부(222x)의 하단면에 설치될 수 있으며, 제1자석(410') 및 제2자석(420')은 서로 인력(Fs)이 작용하도록 자극이 배치될 수 있다.The first magnet 410 'and the second magnet 420' may be mounted at various positions capable of exerting mutual attraction. For example, the first magnet 410 'may be installed on the bottom surface of the concave groove 226x of the transmission shaft part 226 and the second magnet 420' The first magnet 410 'and the second magnet 420' may be disposed at the lower end surface of the first magnet 410 'and the second magnet 420'.

참고로, 본 발명에서는 제1자석(410')의 N극이 제2자석(420')의 S극을 마주하도록 배치된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1자석의 S극이 제2자석의 N극을 마주하도록 배치되는 것도 가능하다.In the present invention, the N pole of the first magnet 410 'is disposed to face the S pole of the second magnet 420'. However, in some cases, the S pole of the first magnet 410 ' It may be arranged to face the N pole of the second magnet.

이와 같이, 디스크 홀더(230)에 고정된 제1자석(410)과, 구동축 파트(222)에 설치된 설치된 제2자석(420)이 서로 인력(Fs)을 작용함에 따라, 디스크 홀더(230)의 자중에 의한 디스크 홀더(230)의 가압력을 상쇄시킬 수 있으며, 디스크 홀더(230)의 자중보다 낮은 가압력을 인가할 수 있다.As the attraction force Fs acts on the first magnet 410 fixed to the disc holder 230 and the second magnet 420 installed on the drive shaft part 222 as described above, The pressing force of the disc holder 230 due to its own weight can be canceled and the pressing force lower than the own weight of the disc holder 230 can be applied.

참고로, 상기 제1자석(410,410') 및 제2자석(420,420')의 상호 척력 또는 인력에 의하여 디스크 홀더(230)의 자중 일부를 상쇄시킬 수 있지만, 경우에 따라서는 디스크 홀더(230)의 자중 전부를 상쇄시킬 수도 있다. 따라서, 연마패드(11)의 반경 방향으로 컨디셔닝 디스크(240)가 이동하면서 컨디셔닝 공정을 행하는 과정에서, 예를 들어, 연마패드(11)의 특정 영역에서 연마패드(11)의 높이가 유별나게 높은 특정 영역에 대해서는, 컨디셔닝 디스크(240)에 의해 도입되는 가압력을 제로로 할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 제1자석(410,410') 및 제2자석(420,420')의 상호 척력 또는 인력에 의하여, 연마패드(11)와 접촉하면서 회전하여 표면을 개질하는 컨디셔닝 디스크(240)를 포함하는 디스크 홀더(230)가 자중에 의해 중력 방향으로 이동하는 것을 자력에 의해 억제하여 중력에 의한 디스크 홀더(230)의 자중 일부 이상을 상쇄시킴에 따라, 디스크 홀더(230)의 자중에 비하여 보다 낮은 가압력으로 컨디셔닝 디스크(240)로 연마패드(11)를 가압하면서 개질할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The magnetic forces of the first and second magnets 410 and 420 'and the second magnets 420 and 420' may cancel each other due to the mutual repulsion or attraction between the first and second magnets 420 and 420 ' It is also possible to cancel out all of its own weight. Therefore, in the process of performing the conditioning process while the conditioning disk 240 moves in the radial direction of the polishing pad 11, for example, the height of the polishing pad 11 in a specific region of the polishing pad 11 is unusually high For a specific area, the pressing force introduced by the conditioning disk 240 can be zero. As described above, the present invention includes a conditioning disk 240 that rotates in contact with the polishing pad 11 to modify the surface by the mutual repulsion or attraction of the first and second magnets 410 and 410 'and the second magnets 420 and 420' The disk holder 230 is prevented from moving in the gravity direction due to its own weight by the magnetic force to offset some of the weight of the disk holder 230 due to gravity, It is possible to obtain an effect that the polishing pad 11 can be reformed while being pressed by the conditioning disk 240 with a pressing force.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It will be understood that the present invention can be changed.

200 : 컨디셔너 210 : 하우징
220 : 회전축 222 : 구동축 파트
224 : 외주축 파트 226 : 전달축 파트
230 : 디스크 홀더 240 : 컨디셔닝 디스크
300 : 마찰저항부 310 : 접촉부재
312 : 몸체부 312a : 접촉돌기
314 : 유동부 320 : 탄성부재
330 : 수용홈 400 : 자력발생부
410 : 제1자석 420 : 제2자석200: conditioner 210: housing
220: rotation shaft 222: drive shaft part
224: outer main shaft part 226: transmission shaft part
230: disk holder 240: conditioning disk
300: frictional resistance portion 310: contact member
312: body portion 312a: contact projection
314: moving part 320: elastic member
330: receiving groove 400: magnetic force generating section
410: first magnet 420: second magnet

Claims (14)

화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너에 있어서,
회전축과;
상기 회전축에 대해 상하 방향을 따라 이동 가능하게 제공되며, 하부에는 컨디셔닝 디스크가 결합되는 디스크 홀더와;
상기 회전축에 대한 상기 디스크 홀더의 자중에 의한 이동을 일시적으로 억제하기 위한 마찰력을 제공하는 마찰저항부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
A low-pressure conditioner for a chemical-mechanical polishing apparatus,
A rotary shaft;
A disk holder movably provided along the vertical direction with respect to the rotation shaft, and coupled to the lower portion of the disk holder;
A frictional resistance portion for providing frictional force for temporarily restraining movement of the disk holder due to its own weight with respect to the rotation shaft;
Pressure conditioner of the chemical-mechanical polishing apparatus.
제1항에 있어서,
상기 마찰저항부는,
상기 디스크 홀더에 연결되며, 상기 회전축에 접촉 가능하게 제공되는 접촉부재와;
상기 접촉부재가 상기 회전축에 탄성적으로 접촉되도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를;
포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
The method according to claim 1,
The friction-
A contact member connected to the disc holder and provided so as to be able to contact the rotating shaft;
An elastic member for providing an elastic force such that the contact member elastically contacts the rotation shaft;
Pressure conditioner of the chemical-mechanical polishing apparatus.
제2항에 있어서,
상기 접촉부재는 상기 디스크 홀더의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 제공되되,
상기 탄성부재는 링 형태로 제공되며 상기 복수개의 접촉부재의 내측에 배치되어 상기 복수개의 접촉부재를 공통적으로 탄성 지지하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of contact members are provided so as to be spaced along the circumferential direction of the disc holder,
Wherein the elastic member is provided in a ring shape and is disposed inside the plurality of contact members to elastically support the plurality of contact members in common.
제2항에 있어서,
상기 접촉부재에는 상기 회전축에 접촉하는 접촉돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
3. The method of claim 2,
Wherein the contact member is provided with contact protrusions that contact the rotating shaft.
제4항에 있어서,
상기 접촉부재는,
몸체부와;
상기 회전축에 접근 및 이격되는 방향으로 유동 가능하게 상기 몸체부에 연결되는 유동부를;포함하되,
상기 접촉돌기는 상기 유동부에 형성되며, 상기 탄성부재는 상기 몸체부에 대한 상기 유동부의 유동을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
5. The method of claim 4,
The contact member
A body portion;
And a flow part connected to the body part so as to flow in a direction to approach and separate from the rotary shaft,
Wherein the contact protrusion is formed in the fluid portion, and the elastic member resiliently supports the flow of the flow portion to the body portion.
제4항에 있어서,
상기 회전축에는 상기 접촉돌기가 일시적으로 수용되기 위한 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
5. The method of claim 4,
Wherein the rotary shaft is formed with a receiving groove for temporarily receiving the contact projection.
제6항에 있어서,
상기 수용홈은 상하 방향을 따라 이격되게 복수개가 제공되며,
상기 접촉돌기는 상기 회전축에 대한 상기 디스크 홀더의 이동에 대응하여 상기 복수개의 수용홈을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
The method according to claim 6,
Wherein a plurality of the receiving grooves are provided so as to be spaced apart in the vertical direction,
Wherein the contact protrusions move along the plurality of receiving grooves in correspondence with the movement of the disc holder relative to the rotating shaft.
제7항에 있어서,
상기 접촉돌기는 상기 컨디셔닝 디스크의 마모량 또는 상기 컨디셔닝 디스크가 접촉되는 연마패드의 마모량에 대응하여 상기 복수개의 수용홈을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
8. The method of claim 7,
Wherein the contact protrusion moves along the plurality of receiving grooves in correspondence to a wear amount of the conditioning disk or a wear amount of the polishing pad to which the conditioning disk is contacted.
제1항에 있어서,
상기 디스크 홀더가 자중에 의해 상기 회전축에 대해 중력 방향으로 이동하는 것을 억제하기 위한 자력을 제공하는 자력발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
The method according to claim 1,
Further comprising a magnetic force generating section for providing a magnetic force for restraining the disk holder from moving in the gravity direction with respect to the rotation axis by its own weight.
제9항에 있어서,
상기 자력발생부는,
상기 회전축에 제공되는 제1자석과;
상기 제1자석과 상호 척력(repulsive force)이 작용하도록 상기 디스크 홀더에 제공되는 제2자석을; 포함하며,
상기 제1자석과 상기 제2자석 간의 상호 척력에 의해 상기 디스크 홀더의 중력 방향 이동이 억제되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
10. The method of claim 9,
Wherein the magnetic force generating unit comprises:
A first magnet provided on the rotary shaft;
A second magnet provided on the disc holder such that a repulsive force acts on the first magnet; ≪ / RTI &
Wherein the gravity direction movement of the disc holder is suppressed by the reciprocal repulsive force between the first magnet and the second magnet.
제9항에 있어서,
상기 자력발생부는,
상기 회전축에 제공되는 제1자석과;
상기 제1자석과 상호 인력(attractive force)이 작용하도록 상기 디스크 홀더에 제공되는 제2자석을; 포함하며,
상기 제1자석과 상기 제2자석 간의 상호 인력에 의해 상기 디스크 홀더의 중력 방향 이동이 억제되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
10. The method of claim 9,
Wherein the magnetic force generating unit comprises:
A first magnet provided on the rotary shaft;
A second magnet provided on the disc holder such that an attractive force acts on the first magnet; ≪ / RTI &
Wherein the gravity direction movement of the disc holder is suppressed by mutual attraction between the first magnet and the second magnet.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 제1자석 및 상기 제2자석 중 적어도 어느 하나는 전자석인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
The method according to claim 10 or 11,
Wherein at least one of the first magnet and the second magnet is an electromagnet.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 제1자석 및 상기 제2자석 중 적어도 어느 하나는 영구자석인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치의 저압 컨디셔너.
The method according to claim 10 or 11,
Wherein at least one of the first magnet and the second magnet is a permanent magnet.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전축과 상기 디스크 홀더의 사이에는 가압챔버가 구비되며, 상기 컨디셔닝 디스크를 하방으로 가압하는 압력을 조절 가능한 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
Wherein a pressure chamber is provided between the rotating shaft and the disc holder to adjust the pressure for downward pressing the conditioner disc.
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