KR20010021731A - 기판을 폴리싱하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 측면에 따르면, 본 발명은 콘디셔너 헤드가 단부 작동기를 수용하기 위해 제공됨에 따라 기판을 폴리싱 처리 하는 장치 및 방법를 제공한다. 상기 콘디셔너 헤드는 조절되는 폴리싱 패드 표면위에 지지된다. 상기 콘디셔너 헤드는 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기가 폴리싱 패드의 표면을 조절할수 있도록 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 수직인 라인을 따라 놓인 위치로 부터 작동력으로 구동된다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기가 폴리싱 패드의 표면을 조절할수 있도록 콘디셔너 헤드에 작동력을 적용하기 위해 콘디셔너 헤드 지지 아암을 통해 공기압이 공급되는, 기판의 폴리싱 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 본 발명은, 콘디셔너 헤드 지지 아암이 내부를 통해 연장되는 유체 채널 및 유체 포트를 구비하며, 상기 유체 채널이 세정액을 수용하는 구조로 이루어지며, 상기 유체포트가 세정액을 유체 채널로 부터 조절될 폴리싱 패드 표면에 배열시키는 구조로 이루어지는, 기판의 폴리싱 장치 및 방법을 제공한다.

Description

기판을 폴리싱하는 장치 및 방법 {SUBSTRATE POLISHING}
화학적이며 기계적인 폴리싱이란 기판이 폴리싱 패드 및 마찰 슬러리(abrasive slurry)에 의해서 균일한 레벨로 부드럽게(평판화)되는 공정을 지칭한다. 폴리싱 처리될 기판은 회전형 캐리어 헤드상에 보통 장착되며, 회전형 폴리싱 패드에 대해 압축된다. 상기 폴리싱 패드는 거칠은 표면을 갖는 디스크로 구성된다. 마찰의 화학 용액(슬러리)은 마무리된 소정의 기판 표면을 얻기 위해 폴리싱 패드위에 증착된다. 시간이 경과함에 따라, 폴리싱 공정은 폴리싱 패드에 불순문의 적층(glaze)을 형성시키고, 기판표면의 마무리에 악영향을 주는 폴리싱 패드 표면에 불규칙성을 일으킨다. 폴리싱 패드 표면은 통상적으로 “ 조절됨(conditioned)”이 이루어지며, 그러므로서 폴리싱 패드 표면은 분순물에 대한 적층이 방지되며, 표면의 불규칙성은 단부 작동기로 공지된 연마 장치로 폴리싱 패드 표면을 연마하므로서 제거된다.
본 발명은 화학적이며 기계적인 폴리싱(CMP)을 포함하는 폴리싱 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히 기술하면 기판 폴리싱의 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1a는 폴리싱 장치의 사시도이다.
도 1b는 도 1의 폴리싱 장치의 분해도이다.
도 2a 및 도 1의 폴리싱 장치에 의해서 폴리싱 처리된 기판의 개략적인 도면이다.
도 2b는 도 1의 폴리싱 장치에 의해서 조절된 폴리싱 패드의 개략적인 도면이다.
도 3a는 폴리싱 패드 표면에 직각인 라인을 따라 놓여 있지 않는 위치로 부터 콘디셔너 헤드에 적용되는 드라이버에 대한 개략적인 도면이다.
도 3b는 폴리싱 패드 표면에 직각인 라인을 따라 놓여 있는 위치로 부터 콘디셔너 헤드에 적용되는 드라이버에 대한 개략적인 도면이다.
도 4a는 팽창된 위치에 있는 캐리어 헤드를 포함하는 폴리싱 패드 콘디셔너의 개략적인 측면도이다.
도 4b는 수축된 위치에 있는 캐리어 헤드를 포함하는, 도 4a의 폴리싱 패드 콘디셔너 일부의 개략적인 측면도이다.
도 4c는 도 4a의 폴리싱 패드 콘디셔너의 캐리어 헤드의 개략적인 측면도이다.
도 4d는 도 4a의 폴리싱 패드 콘디셔너에서 콘디셔너 구동축에 캘리어 헤드를 연결시키는 짐벌 매카니즘의 개략적인 측면도이다.
도 4e는 도 4a의 폴리싱 패드 콘디셔너의 베이스의 개략적인 측면도이다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 본 발명은, 콘디셔너 헤드가 단부 작동기를 수용하기 위해 제공됨에 따라 기판을 폴리싱 처리 하는 장치 및 방법를 제공한다. 상기 콘디셔너 헤드는 조절되는 폴리싱 패드 표면위에 지지된다. 상기 콘디셔너 헤드는 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기가 폴리싱 패드의 표면을 조절할수 있도록 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 수직인 라인을 따라 놓인 위치로 부터 작동력으로 구동된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기가 폴리싱 패드의 표면을 조절할수 있도록 콘디셔너 헤드에 작동력을 적용하기 위해 콘디셔너 헤드 지지 아암을 통해 공기압(pneumatic pressure)이 공급되는, 기판의 폴리싱 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 본 발명은, 콘디셔너 헤드 지지 아암이 그내부를 통해 연장되는 유체 채널 및 유체 포트를 구비하며, 상기 유체 채널이 세정액을 수용하는 구조로 이루어지며, 상기 유체포트가 세정액을 유체 채널로 부터 조절될 폴리싱 패드 표면에 배열시키는 구조로 이루어지는, 기판의 폴리싱 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들에는 하기와 같은 특징들이 있다. 상기 콘디셔너는 지지 아암에 의해서 폴리싱 패드 표면위로 지지될수 있으며, 작동력은 드라이버에 의해 콘디셔너 헤드에 적용된다. 상기 드라이버는 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 직각인 라인을 따라 놓여있는 콘디셔너 헤드 작동력에 적용된다. 상기 드라이버는 콘디셔너 헤드 및 지지 아암사이에 연결된 구동축을 구비할수도 있다. 상기 구동축은 폴리싱 패드 표면에 거의 직각인 구동축 축선을 따라 조절되는 폴리싱 패드를 항해 선형적으로 작동가능하며, 상기 폴리싱 패드로 부터 선형적으로 작동가능하다. 상기 드라이버는 내부 캐비티 및 구동축사이에 연결된 유체 막을 구비하며, 상기 유체 막은 구동축이 선형적으로 작동될때, 지지 아암의 내부 캐비티내에 유체 밀봉된다. 상기 구동축은 콘디셔너 헤드를 회전시키는 구조로 이루어진다. 상기 구동축 및 콘디셔너 헤드사이에 연결된 짐벌 매카니즘은 구동축 축선에 대해 콘디셔너 헤드를 회전시키며 상기 축선에 대해 일정각도로 경사지게 한다. 상기 지지 아암은 조절될 폴리싱 패드 표면위로 콘디셔너 헤드를 이동시키는 구조로 된 베이스에 연결된 다른 단부를 구비한다.
구동력이 폴리싱 패드 표면에 직각인 라인을 따라 놓이지 않은 위치로부터 콘디셔너 헤드에 적용될때, 구동력 및 이에 대응하는 수직 힘은 콘디셔너 헤드를 폴리싱 패드 표면으로 부터 상향 이동시키는 토오크를 발생하게 된다. 이러한 토오크는 불안정성을 야기하며, 그러므로서 폴리싱 패드 표면에 대해 균일하게 적용되는 힘의 성능을 감소시킨다. 본 발명에 따르면, 폴리싱 패드 표면에 거의 직각인 라인을 따라 놓여 있는 위치로 부터의 작동력으로 콘디셔너 헤드를 구동시키므로서, 수직힘 및 구동력 모두 동일라인에 놓여지며, 그러므로서 토오크가 발생되지 않거나 매우 작은 토오크만이 발생된다. 따라서, 본 발명은 폴리싱 패드 표면에 대해 제어가능하고 안정적인 힘을 제공하므로서, 폴리싱 패드 표면을 균일하게 조절한다. 결국, 전반적인 폴리싱 공정이 개선된다. 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 지지 아암을 통해 폴리싱 패드 표면에 세정액을 공급하므로서, 폴리싱 장치의 전반적인 크기를 감소시키며, 세정액의 이송 제어를 향상시킨다.
본 발명에 따른 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 보다 상세히 기술될 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 폴리싱(polishing,10)장치는 독립적으로 작동되는 3개의 폴리싱 스테이션(station,14)과, 기판 이송 스테이션(16), 및 독립적으로 회전가능한 4개의 캐리어 헤드(20)의 작동을 조율하는 회전식 원형 컨베이어(carousel, 18)를 함유하는 하우징(12)을 포함한다. 하우징(12)의 한 측면상에 기판 부하 장치(22)가 제공되며, 상기 기판 부하 장치(22)는 액체 욕조(liquid bath, 26)를 함유하는 터브(tub, 24)를 포함하며, 상기 욕조(26)에는 기판(30)들의 카셋트(28)들이 폴리싱하기 전에 담겨져 있다. 아암(32)이 선형 트랙(34)을 따라 이동하며, 리스트(wrist)조립체(36)를 지지하며, 상기 조립체(36)는 카셋트(28)를 호울더 스테이션(39)으로 부터 터브(24)속으로 이동시키는 카셋트의 갈고리형 집게(claw, 38)및, 터브(24)로 부터 이송 스테이션(16)으로 기판을 이송시키는 기판 블레이드(40)를 포함한다.
상기 컨베이어(18)는 슬롯(44)을 갖는 지지판(42)을 구비하며, 상기 슬롯을 통해 캐리어 헤드(20)의 축(46)이 연장된다. 상기 캐리어 헤드(20)들은 슬롯(44)에서 전 후방으로 독립적으로 진동 및 요동을 행하므로 균일하게 폴리싱된 기판 표면을 얻게된다. 캐리어 헤드(20)들은 각각의 모터들에 의해서 회전되며, 상기 모터들은 상기 콘베이어(18)의 제거가능한 측벽(50)뒤에 보통 숨겨져 있다. 작동중에, 기판은 터브(24)로 부터 이송 스테이션(16)으로 이동되며, 그후 캐리어 헤드로 이동된다. 이때, 컨베이어(18)는 하나 이상의 폴리싱 스테이션(14) 그룹들을 통해 기판을 이송시키며, 최종적으로 폴리싱 처리된 기판을 이송 스테이션(16)에 복귀시킨다.
각각의 폴리싱 스테이션(14)은 패드 콘디셔너(pad conditioner, 56)및, 폴리싱 패드(54)를 지지하는 회전형 플래튼(platen, 52)을 포함한다. 플래튼(52) 및 콘디셔너(56)들은 폴리싱 장치(10)내측면의 테이블 상부에 장착된다. 각 패드 콘디셔너(56)는 콘디셔너 헤드(60), 아암(62) 및, 조절될 폴리싱 패드(54)의 표면위로 콘디셔너 헤드(60)를 위치 설정시키는 베이스(64)를 포함한다. 각각의 폴리싱 스테이션(14)은 콘디셔너 헤드(60)의 세척을 위해 유체를 포함하는 컵(66)을 또한 포함한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 한 작동모드에서 폴리싱 패드(54)는 캐리어 헤드(20)상에 장착되는 기판을 폴리싱하는 동안에 패드 콘디셔너(56)에 의해 조절된다. 콘디셔너 헤드(60)는 폴리싱 패드(54)를 가로지르는 캐리어 헤드(20)의 이동과 동시에 폴리싱 패드(54)를 가로질러 폴리싱 패드(54)를 세척한다. 예를들어, 폴리싱 처리될 기판과 함께 캐리어 헤드(20)는 폴리싱 패드(54)의 중심에 위치설정되며, 콘디셔너 헤드(60)는 컵(66)내에 포함된 세정액(rinsing fluid)내에 가라앉게 된다. 폴리싱 처리중에, 컵(66)은 화살표 69로 표시된바와 같이 밖으로 피봇이동하며, 기판을 수행하는 콘디셔너 헤드(60)는 화살표 70 및 72로 각각 표시되는 바와 같이 폴리싱 패드(54)를 가로질러 전후방으로 폴리싱 패드(54)를 세척한다. 3개의 물분사(water jets, 71,73,75)는 패드표면으로 부터 슬러리를 세척하기 위해 폴리싱 패드(54)를 항한 물 유동으로 변환된다.
폴리싱 장치(10)의 작동 및 일반적인 특징에 관한 상세한 내용은 퍼롤브등에 의해서 1995년 10월 27일자로 출원되어 본 출원인의 양수인인에게 양도된 발명의 명칭이 “ 화학 기계적인 폴리싱을 위한 연속적인 처리 시스템 ”인 미국 특허 출원번호 제 08/549,336호에 상세히 기술되어 있다.
도 3a를 참조하면, 구동력(F드라이버)이 폴리싱 처리 표면(76)에 수직인 라인을 따라 놓여있지 않는 위치로부터 콘디셔너 헤드(75)에 작용될때, 구동력 및 대응하는 수직인 힘(F수직)이 폴리싱 패드(76)로부터 콘디셔너 헤드(75)를 위로 이탈시키는 반시계방향의 토오크(T')를 야기하는 것을 알수 있다. 이러한 토오크 발생은 불안정을 야기하며, 그러므로서 폴리싱 패드 표면(76)에 대해 적용되는 힘의 제어 성능을 감소시킨다. 도 3b에 도시된바와 같이, 본 발명의 한 측면에 따르면, 작동력이 폴리싱 패드 표면(76)에 거의 직각인 라인(82)을 따라 놓인 위치로부터 콘디셔너 헤드(60)에 적용될때, 정상적인 힘 및 구동력은 토오크가 발생하지 않거나 매우 조금 발생되는 라인(82)을 따라 작용한다. 그러므로, 본 발명은 폴리싱 패드 표면(76)에 대해 제어가능하고 안정적으로 적용되는 힘을 제공하여, 폴리싱 패드 표면이 균일하게 조절될수 있으며, 그러므로서 전반적인 폴리싱 공정을 향상시킨다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 패드 콘디셔너(56)의 지지 아암(62)은 한단부가 콘디셔너 헤드(60)에 결합되며 다른단부가 베이스(64)에 연결되며, 폴리싱 패드 표면을 가로질러 콘디셔너 헤드(60)를 세척한다. 드라이버(84)는 콘디셔너 헤드(60)를 아암(62)에 연결시키며, 연장된 위치(도 4a 참조) 및 수축된 위치(도 4b 참조)로 콘디셔너 헤드(60)를 구동시킨다. 상술된바와 같이, 드라이버(84)가 조절 처리될 폴리싱 패드 표면에 거의 직각인 라인에 놓여 있는 위치로부터 콘디셔너 헤드(60)에 작동힘을 적용하므로서, 폴리싱 패드 콘디셔너(56)에서 발생된 토오크 량은 상당히 감소된다.
도 4c를 참조하면, 드라이버(84)는 유체 캐비티(88)의 내부를 형성하는 하우징(86)을 포함한다. 유체 캐비티(88)는 페이스(face)플레이트(90) 및 유체 막(92)으로 형성되며, 예를들어 약 0.03in의 두께 및 약 40 듀로미터(durometer)의 경도를 갖는 네오프렌(neoprene)으로 제조된다. 상기 유체 막(membrane, 92)은 한단부(93)가 환형 클램프(94)에 의해 하우징(86)에 부착되며, 다른단부(96)가 환형 클램프(98)에 의해 페이스 플레이트(90)에 부착된다. 상기 클램프(98)는 볼트(100,102)에 의해 페이스 플레이트(90)에 부착된다. 플랜지(104)는 페이스 플레이트(90)를 스플라인 축(106)에 연결시키며, 계속하여, 상기 축(106)은 볼트(110)에 의해 콘디셔너 헤드(60)의 플랜지(108)에 연결된다. 작동적으로, 유체 캐비티(88)는 드라이버 하우징(90)에 형성된 유체 채널(112,114)을 통하고, 아암(62) 베이스(64)를 통해 유입 포트(117)에 연장되는 유체 채널(116)을 통해 가압된 공기(air)를 수용한다.(도 4a 참조) 유체 캐비티(88) 내측의 공기 압력의 형성은 페이스 플레이트(90), 스플라인 축(106), 및 콘디셔너 헤드(60)를 화살표 118로 표시된 방향으로 구동시킨다. 공기가 유체 캐비티(88)로 부터 빠져나올때, 캐비티(88)내 공기 압력의 감소는 페이스 플레이트(90), 스플라인 축(106), 콘디셔너 헤드(60)를 화살표 120으로 표시된 방향으로 수축시킨다.
유체 채널(116)은 물과 같은 공기 및 세정액을 각기 수용하기 위한 각각의 튜브들을 포함한다. 상기 세정액 수용 튜브는 아암(62)을 따라 위치된 물 분사(71, 73, 75, 도 2a, 도,2b, 도 4a)에 연결된다. 상기 세정액은 폴리싱 작업전,후 및 작업중에 폴리싱 패드 표면을 세척하는데 사용되므로, 표면에 슬러기 적층의 형성을 방지한다.
드라이버(84)는 스플라인 너트(124)에 연결된 치형형상의 시브(sheave, 122)를 포함한다. 치형형상의 시브(122) 및 스플라인 너트(124)는 치형상의 구동 벨트에 의해 회전되며(도시되지 않음), 베이스(64)에서 모터에 의해 구동된다(하기에 기술됨). 스플라인 너트(124)는 스플라인 축(106)에 결합되며, 그러므로서, 스플라인 축(106) 및 콘디셔너 헤드(60)를 구동벨트에 의해서 구동될때 회전시킨다. 한쌍의 환형 베어링(126,128)들은 상부 칼러(collars, 130,131) 및 하부 칼러(132)에 의해서 아암(62) 및 스플라인 너트(124)사이에 유지되며, 환형 스페이서(134)에 의해서 서로 이격된다. 환형 베어링(126,128)들은 스플라인 너트(124)를 아암(62)에 대해 자유롭게 회전시킨다. 한 쌍의 베어링(136,138)들은 스플라인 너트(124) 및 스플라인 축(106)을 페이스 플레이트(90)에 대해 자유롭게 회전시킨다.
상기 콘디셔너 헤드(60)는 단부 작동기(end effector, 도시되지 않음)를 지지하기 위해 환형 자석(142)을 구비한 페이스 플레이트(140)를 포함하며, 상기 작동기는 폴리싱 패드의 표면을 조절하는데 이용된다. 그리고, 핀(144)이 결합하는데 사용되며, 그러므로서 단부 작동기가 페이스 플레이트(140)에 유지되도록 토오크를 전달한다. 페이스 플레이트(140) 및 플랜지(108)는 짐벌(gimbal)매카니즘에 의해서 함께 결합되며, 상기 짐벌 매카니즘은 환형 케이지(cage, 150)내의 구멍들내에 안착되며 상부 환형 레이스(152) 및 하부 환형 레이스(154)사이에 위치된 다수의 보올 베어링(146,148)들을 포함한다. 상기 보올 베어링(146,148)들 및 스프링(147,149)들은 페이스 플레이트(140)를 스프라인 축(106)에 대해 요동(nutation)치게 한다. 이러한 요동의 정도는 플랜지(108)에 장착된 3개의 토오크 이송 핀(156, 도 4b에는 1개의 토오크 이송 핀만이 도시되어 있다)에 의해서 한정된다. 토오크 이송 핀(156)들은 페이스 플레이트(140)에서 리세스(160)속으로 연장되며, 플랜지(108)로 부터 회전력을 페이스 플레이트(140)에 전달하는 돌출부(158)들을 구비한다. 각각의 돌출부들은 페이스 플레이트(140) 및 플랜지(108)사이의 요동의 정도를 제한하는 약 40듀로미터의 경도를 갖는 O-링(162)을 포함한다. 비록 요동이 제한될지라도, 이러한 요동은 페이스 플레이트(140)에 폴리싱 패드의 표면상의 소형 특징을 수용하도록 한다. 그러므로서, 페이스 플레이트(140)의 한 측면은 다른것보다 큰 힘으로 폴리싱 처리되지 않는다.
도 4d를 참조하면, 짐벌 매카니즘은 폴리싱 패드(54)의 표면의 비-균일한 조절을 거의 감소시키기 위한 구조로 이루어진다. 보올 베어링(146,148)과, 상부 및 하부 레이스(152,154)에 의해서 발생된 볼-앤드-소켓 조인트는 대칭의 구형 중심(168)이 폴리싱 헤드 및 콘디셔너 헤드(60)에 부착된 단부 작동기(170)사이에 발생된 마찰 토오크(F')의 중심과 일치되는 구조로 이루어진다. 상기 회전형 중심(168)에 대하여 기술하면, 상기 단부 작동기 및 폴리싱 패드사이의 압축 및 변화 측면의 일치가 고려될때, 단부 작동기 및 폴리싱 패드 사이의 회전형 마찰력은 중심(168)에 대하여 수직방향으로 순(net) 토오크를 거의 발생하지 않게 된다. 즉, 짐벌 매카니즘은 폴리싱 패드를 가로질러 콘디셔너 헤드(60)를 당기는데 필요한 최종힘,즉 인발력(R')이 폴리싱 패드 및 콘디셔너 헤드(60)사이의 인터페이스에서 평면으로 나타나는 구조로 이루어진다. 상기 평면에는 콘디셔너 헤드(60) 및 폴리싱 패드사이의 최종 마찰력(F')이 형성되어 있다. 콘디셔너 헤드(60) 및 폴리싱 패드사이에 발생된 최종적인 순 토오크는 최종 인발력(F') 및 최종 마찰력(F')이 동일평면상에 존재하게 되기 때문에 거의 감소되며, 그러므로서 상기 최종힘들을 분리시키는 모멘트 아암이 없거가 매우 낮다. 이러한 구조는 콘디셔너 헤드(60)의 회전 경향을 감소시키며, 그렇지 않으면 콘디셔너 헤드(60)를 폴리싱 패드(54)를 가로질러 비균일하게 폴리싱 압력을 적용하는 것을 감소시킨다.
도 4e를 참조하면, 베이스(64)는 아암(62)이 부착된 피봇 지지 플레이트(180)와, 테이블 상부면(57)상에 장착된 모터 브래킷(182)을 포함한다. 모터 브래킷(182)은 하모닉 드라이브(184, 매사츄세츠 피보디소재의 하모닉 드라이브 테크놀러지스, 테이진 세이키 보스톤, 인코포레이티드로부터 생산되는 하모닉 드라이브)에 부착된다. 상기 하모닉 드라이브(184)의 고속의 저-토오크측면은 모터 브래킷(182)에 고정되며, 저속의 고-토오크 측면은 지지 플레이트 및 아암(180,182)을 피봇하기 위해 플랜지(186,188)에 의해서 고정된다. 드라이브 세척 모터(190)는 테이브 상부면(57)밑의 모터 브래킷(182)에 장착된다. 상기 드라이브 세척 모터(190)는 하모닉 드라이브(184)의 림 드라이브 기어(198)와 맞물리는 기어(196)에 클램프(194)에 의해 결합되는 구동축(192)을 구비한다. 작동중에, 드라이브 세척 모터(190)는 하모닉 드라이브(184)를 구동하여 피봇 지지 플레이트(180)를 회전시키며, 그러므로서 세척 아암(62)을 폴리싱 패드의 표면을 가로질러 전-후방으로 이동시킨다. 베어링(199)이 피봇 지지 플레이트(180)를 모터 브래킷(182)에 대해 자유롭게 회전시킨다.
도 4c를 참조하여 상술된바와 같이, 콘디셔너 헤드(60)는 치형상의 시브(124)를 갖는 스플라인 너트(124) 및 구동 스플라인 축(106)에 의해 회전되며, 상기 시브(124)는 아암(62)의 한단부에서 치형상의 구동 벨트와 결합된다. 도 4d에 도시된바와 같이, 아암(62)의 다른 단부에는 치형상의 구동 벨트(도시되지 않음)가 구동 축(202)의 한 단부에 결합된 치형상의 시브(200)와 대응하며 결합된다. 구동 축(202)의 다른 단부는 콘디셔너 모터(212)의 모터 구동 축(210)에 대해 클램프에 의해 결합된 기어(206)에 맞물리는 기어(204)를 구비한다. 상기 기어(204,206)들은 테이블 상부면(57)에 고정된 기어 하우징(214)내에 포함된다. 모터 구동축(210)의 회전은 축(202)을 회전시켜 치형상의 시브(122)를 회전시키며, 그러므로서 콘디셔너 헤드(60)를 회전시킨다. 베어링(216,218)들이 구동축(202)을 피봇 지지 플레이트(180) 및 모터 브래킷(182)에 대해 자유롭게 회전시킨다.
공기는 내부 튜브(222)에 연결된 압축공기식 인풋(pneumatic input, 117)을 통해 패드 콘디셔너(56)로 유입되고, 이러한 콘디셔너로부터 유출된다. 상기 튜브(222)는 구동축(202)을 통해 연장되며, 유체 채널(116)에 연결된다. 콘디셔너 헤드(60)에 부착된 단부 작동기를 세척하는데 사용되는 물과 같은 유체는 유체 인풋(224)을 통해 패드 콘디셔너(56)로 유입되며, 상기 인풋(224)은 내부 튜브(222)의 외측면 및 외부 튜브(226)의 내측면사이에 형성된 환형 채널에 연결된다.
폴리싱 패드 콘디셔너(56)는 다수의 다양한 방식으로 사용된다. 예를들어, 패드 콘디셔너(56)는 콤퓨터상에 작동하는 소프트웨어 프로그램에 의해서 제어될수도 있다. 기판이 폴리싱 처리되기 전후, 또는 처리하는 동안에, 폴리싱 패드는 조절된다. 다양한 단부 작동기가 사용될수도 있다. 일반적으로, 단부 작동기는 다이아몬드가 주입된 표면과 같은 마찰면(abrasive surface)을 포함하며, 상기 마찰면은 패드를 연마시키지 않고 임의의 불규칙한 표면을 제거하기 위해 폴리싱 패드에 대향하여 압축된다. 상기 마찰면은 소정의 기판 표면 마무리에 좌우되는 치형 또는 리세스를 구비할수도 있다. 단부 작동기는 콘디셔너 헤드에 부착되도록 부착면을 구비할수도 있다.
상술된 실시예의 다른실시예가 본발명의 영역을 벗어나지 않으면서 실시될수 있다.

Claims (21)

  1. 기판을 폴리싱하는 장치에 있어서,
    폴리싱 패드의 표면을 조절하기 위해 단부 작동기를 수용하는 구조로 이루어진 콘디셔너 헤드와;
    상기 조절되는 폴리싱 패드 표면위로 콘디셔너 헤드를 지지하는 지지 아암과,
    상기 콘디셔너 헤드 및 지지아암 사이에 결합되어, 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 수직인 라인을 따라 놓인 위치로 부터의 작동력을 콘디셔너 헤드에 적용하므로서, 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기로 폴리싱 패드의 표면을 조절시키는 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 드라이버는 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 수직인 라인을 따라 작동력을 콘디셔너 헤드에 적용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 드라이브는 압축공기식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 드라이버는 콘디셔너 헤드 및 지지 아암사이에 연결된 구동축을 구비하며, 상기 구동축은 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 직각인 구동축 축선을 따라 조절되는 폴리싱 패드를 항해, 그리고 폴리싱 패드로 부터 선형적으로 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 드라이버는 내부 캐비티 및 구동축사이에 연결된 유체 막을 구비하며, 상기 유체 막은 구동축이 선형적으로 작동될때, 지지 아암의 내부 캐비티내에 유체 밀봉되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 구동축은 콘디셔너 헤드를 회전시키는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 구동축 및 콘디셔너 헤드 사이에 연결된 짐벌 매카니즘을 추가로 구비하며, 상기 짐벌 매카니즘은 구동축 축선에 대해 콘디셔너 헤드를 회전시키며 상기 축선에 대해 일정각도로 경사지게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 아암은 조절될 폴리싱 패드 표면위로 콘디셔너 헤드를 이동시키는 구조로 된 베이스에 연결된 다른 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리싱 패드 표면에 세정액을 공급하기 위해 지지 아암을 통해 연장되는 유체 라인을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 기판을 폴리싱 하는 방법에 있어서,
    폴리싱 패드의 표면을 조절하기 위해 단부 작동기를 수용하는 구조로 이루어진 콘디셔너 헤드를 제공하는 단계와;
    상기 조절될 폴리싱 패드 표면위로 콘디셔너 헤드를 지지하는 단계와;
    상기 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기가 폴리싱 패드의 표면을 조절할수 있도록 조절되는 폴리싱 패드 표면에 거의 수직인 라인을 따라 놓인 위치로 부터의 작동력으로 콘디셔너 헤드를 구동시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 콘디셔너 헤드는 압축공기식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 콘디셔너 헤드를 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 콘디셔너 헤드는 지지 아암에 의해서 폴리싱 패드 표면위로 지지될수 있으며,
    상기 지지 아암을 통해 폴리싱 패드 표면에 세정액을 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 기판을 폴리싱하는 장치에 있어서,
    폴리싱 패드의 표면을 조절하기 위해 단부 작동기를 수용하는 구조로 이루어진 콘디셔너 헤드와;
    상기 조절되는 폴리싱 패드 표면위로 콘디셔너 헤드를 지지하기 위해 콘디셔너 헤드에 결합된 한 단부와, 유체를 이송하는 구조로 이루어진 채널을 구비하는 지지 아암과,
    상기 지지아암과 연결되며 지지 아암 채널을 통해 유체를 수용하므로서, 작동력을 콘디셔너 헤드에 적용할수 있으며, 그러므로서 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기로 폴리싱 패드의 표면을 조절시키는 공기압축식 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 공기압축식 드라이버는 상기 콘디셔너 헤드 및 지지아암 사이에 결합되어, 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 수직인 라인을 따라 놓인 위치로 부터 작동력을 콘디셔너 헤드에 적용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 폴리싱 패드 표면에 세정액을 공급하기 위해 지지아암을 통해 연장되는 유체라인을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 기판을 폴리싱 하는 방법에 있어서,
    폴리싱 패드의 표면을 조절하기 위해 단부 작동기를 수용하는 구조로 이루어진 콘디셔너 헤드를 제공하는 단계와;
    상기 조절될 폴리싱 패드 표면위로 콘디셔너 헤드를 지지하는 단계와;
    상기 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기가 폴리싱 패드의 표면을 조절할수 있도록 작동력을 콘디셔너 헤드에 적용하기 위해 지지 아암을 통해 공기압을 제공하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 콘디셔너 헤드는 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 수직인 라인을 따라 놓인 작동력으로 구동되는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 기판을 폴리싱하는 장치에 있어서,
    폴리싱 할 기판을 수용하는 구조로 된 회전형 기판 캐리어와,
    상기 기판의 표면을 폴리싱하도록 폴리싱 패드를 지지하기 위한 회전형 플래튼과,
    폴리싱 패드의 표면을 조절하기 위해 단부 작동기를 수용하는 구조로 이루어진 콘디셔너 헤드와;
    상기 조절되는 폴리싱 패드 표면위로 콘디셔너 헤드를 지지하기 위해 콘디셔너 헤드에 결합된 한 단부를 구비하는 지지 아암과,
    상기 콘디셔너 헤드 및 지지아암 사이에 결합되어, 조절될 폴리싱 패드 표면에 거의 수직인 라인을 따라 놓인 위치로 부터 작동력을 콘디셔너 헤드에 적용하므로서, 콘디셔너 헤드에 부착된 단부 작동기로 폴리싱 패드의 표면을 조절시키는 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 드라이브는 압축공기식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 기판을 폴리싱하는 장치에 있어서,
    폴리싱 패드의 표면을 조절하기 위해 단부 작동기를 수용하는 구조로 이루어진 콘디셔너 헤드와;
    상기 조절되는 폴리싱 패드 표면위로 콘디셔너 헤드를 지지하는 지지아암으로서, 상기 지지 아암의 내부를 통해 연장되는 유체 채널 및 유체 포트를 구비하며, 상기 유체 채널이 세정액을 수용하는 구조로 이루어지며, 상기 유체포트가 세정액을 유체 채널로 부터 조절될 폴리싱 패드 표면을 항해 배열시키는 구조로 이루어지는 지지아암으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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