基板研磨装置的制作方法

以下实施例涉及一种基板研磨装置，其包括接触于基板表面并旋转的研磨模块。

背景技术：

半导体元件的制造需要CMP(chemical mechanical polishing，化学机械研磨)作业，CMP作业包括：研磨和抛光(buffing)及清洗。半导体元件为多层结构的形态，且在基板层形成有具有扩散区域的晶体管元件。在基板层，连接金属线被图案化，并且电连接于形成有功能性元件的晶体管元件。如公知的一样，图案化的导电层通过二氧化硅等绝缘材料与其他导电层绝缘。由于形成更多的金属层和与其相关的绝缘层，从而使绝缘材料平坦的必要性增加。若没有实现平坦化，则由于在表面形态的很多变动，实质上，追加金属层的制造更难。此外，金属线图案由绝缘材料形成，通过基板研磨作业来去除过量金属物。

现有的基板研磨装置作为用于对基板的一面或两面进行研磨、抛光及清洗的构成要素，设置有机械研磨部件，机械研磨部件包括传送带、研磨垫和刷子，利用研磨液溶液内的化学成分来促进及强化研磨作业。

另外，通常，基板研磨装置以如下形式实现研磨：向附着于研磨平板(platen)的研磨垫和安装于载体头的基板之间供给包括研磨粒子的研磨液的同时，随着向同一方向旋转，通过研磨垫和基板之间的相对旋转速度使得基板表面平坦化。

基板的面积逐渐变大，研磨大面积基板时，为了使研磨均匀度适合，众所周知的方式为，将基板载体分割为多个区域并设置柔韧性薄膜，通过向各个区域施加不同的压力来控制研磨量。但是，即使如所述一样对基板载体进行分割，在使得基板的研磨均匀度维持一定并进行控制方面也存在限制，因而需要新的控制研磨量的方式。

另外，随着基板的大小逐渐大面积化，基板的研磨时间增加，并且难以对基板的全面进行均匀的研磨。此外，难以进行向基板研磨装置及基板载体的基板的装载和卸载，从而产生延迟时间并降低生产量(throughput)。

技术实现要素：

根据实施例，提供一种基板研磨装置，其用于研磨大面积基板。

实施例中想要解决的课题并非限于如上所提及的课题，没有提及的其他课题，从业者可以从以下记载获得明确的理解。

根据用于实现所述想要解决的课题的实施例，包括研磨模块，在对多个基板进行连续移送的同时，研磨模块在所述基板上部以接触于所述基板表面的状态进行旋转。

根据一个侧面，研磨垫具有比基板的面积小的面积，设置有所述研磨垫的研磨模块以与所述基板表面相接触的状态进行直线移动、轨道旋转中任意一个以上的操作，同时研磨基板。此外，所述研磨模块对所述基板进行连续的研磨，从而易于大面积基板的研磨，且易于管理研磨质量。

如上所述，根据实施例，相对于基板旋转的同时进行线性移动，从而研磨基板，因此可以对大面积基板进行均匀的研磨。

此外，对一张或者多张基板进行连续的移送，因此基板的移送及装载/卸载简单且效率。

此外，设置有面积比基板面积小的研磨垫，因此易于研磨垫的制造及更换。

附图说明

本说明书中所附加的以下附图例示出本实用新型的优选的一个实施例，与实用新型的详细说明一起发挥更进一步理解本实用新型的技术思想的作用，因此，本实用新型不能解释为只限定于所述附图中记载的事项。

图1是表示根据一个实施例的基板研磨装置的主要部分的立体图。

图2是表示根据一个实施例的基板研磨装置的立体图。

图3是图2的基板研磨装置的侧面图。

图4是用于说明根据另一个实施例的基板研磨装置中的基板支撑部和研磨模块的侧面图。

图5是用于说明根据一个实施例的研磨模块的操作的平面图。

图6至图7是用于说明根据另一个实施例的研磨模块的操作的平面图。

具体实施方式

以下，通过例示的附图对实施例进行详细地说明。需要留意的是，在给各个附图的构成要素添加参照标号时，对相同的构成要素虽然在不同的图上进行了表示，但也尽可能使其具有相同的标号。此外，在对实施例进行说明时，判断为针对有关的公知构成或功能的具体说明会妨碍对实施例的理解的情况，省略其详细说明。

此外，在对实施例的构成要素进行说明时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。所述术语仅仅用于将该构成要素与其他构成要素区分开，并非通过术语来限定相应构成要素的本质或顺次或顺序等。记载为某个构成要素“连接”、“结合”或“接合”于其他构成要素的情况，虽然该构成要素可以直接连接或接合于其他构成要素，但是，也可以理解为，在各个构成要素之间“连接”、“结合”或“接合”有另外的其他构成要素。

以下，参照图1至图4，对根据实施例的基板研磨装置10进行说明。

作为参考，图1是表示根据一个实施例的基板研磨装置10的主要部分的立体图，图2是根据一个实施例的基板研磨装置10的立体图，图3是图2的基板研磨装置10的侧面图。并且，图4是用于说明根据另一个实施例的基板研磨装置10中的基板支撑部14和研磨模块12的侧面图。

参照附图，基板研磨装置10包括：基板移送部13，其对基板1进行水平移送；研磨模块12，其用于研磨基板1。

基板1可以是透明基板，包括用于如LCD(liquid crystal display，液晶显示器)、PDP(plasma display panel，等离子显示板)等平板显示装置(flat panel display device,FPD)的玻璃。但是基板1并非限定于此，例如，可以是用于制造半导体装置(semiconductor device)的硅片(silicon wafer)。此外，虽然图中示出了基板1具有四边形形状，但是这不过是一个例示，基板1的形状及大小等并非受附图的限定。

研磨模块12设置于基板1上部，在与基板1的表面(即，被研磨面)接触的状态下，研磨垫121进行旋转及线性移动的同时对基板1进行研磨。就研磨模块12而言，在与基板1相面对的下面设置有研磨垫121，在一侧设置有驱动部125，驱动部125用于研磨模块12的旋转及/或线性移动。

研磨垫121具有至少比基板1小的大小，可以形成为圆形。但是，这不过是一个例示，研磨垫121可以具有矩形、正方形、多边形、圆形、椭圆形中任意一种形状。此外，若研磨垫121的大小比基板1小，则可以形成为多样的大小。此外，可以设置一个或多个研磨垫121。而且，多个研磨垫121可以以相同的形式进行移动或沿着相互不同的轨道进行移动的同时对基板1进行研磨。

根据一个实施例，因为研磨垫121的大小比基板1小，所以易于研磨垫121的制造及更换，并且维护/管理所需的时间消耗少，从而可以缩短工艺时间。

基板移送部13以使得基板1的被研磨面朝向上部的状态装载基板1，并水平地移送基板1。此外，基板移送部13可以将基板1一张张地移送或连续移送多张。此外，基板移送部13可以在移送基板1的过程中在与研磨模块12相对应的位置停止，以便可以进行对基板1的研磨。

例如，图2和图3例示了包括具有传送带或传送机形态的基板移送部13的基板研磨装置10。此外，基板移送部13以规定长度形成有水平移送区间，在水平移送区间相对于研磨模块12水平地移送基板载体11，以便可以与研磨模块12水平地进行接触。而且，从侧面看时，基板移送部13具有椭圆形状的轨道，两端部可以设置有一对驱动滚轴131、132，一对驱动滚轴131、132用于驱动基板移送部13。基板移送部13沿着椭圆轨道持续旋转，从而可以连续地移送一张或者多张基板1。

根据实施例，基板移送部13具有传送带或传送机形态，因而向基板移送部13装载基板1及从基板移送部13卸载基板1简单且有效率。此外，可以通过缩短由基板1的装载/卸载产生的延迟时间(lag time)来提高生产量。

但是，这不过是一个例示，基板移送部13也可以构成为装载有基板1的部分与基板1一起水平地移动。

可以设置有装载基板1的另外的基板载体11。

基板载体11形成为，装载一张基板1，并以基板1的被研磨面朝向上部的形式装载基板1。在此，基板载体11的大小和形状并非受附图的限定。

基板载体11可以形成有固定部110，固定部110用于将基板1固定于装载基板1的面。例如，固定部110可以形成有对应于基板1的大小的槽。

但是，这不过是一个例示，实质上，在基板载体11上用于夹紧或固定基板1的结构可以多样地进行变更。例如，基板载体11可以具有吸附结构，通过向基板1提供真空或吸入力来夹紧基板。在此，基板载体11的吸附结构可以具有如下结构：通过在导向件110的槽内部形成孔或者在槽的侧壁面112形成孔来向基板1提供吸入力。或者，基板载体11形成产生摩擦力的结构，以便防止基板1在导向件110的底面111滑脱，并且可以在导向件110的底面111设置另外的吸附垫等，用于防止基板1滑脱。或者，基板载体11也可以形成有凸出结构，用于支撑基板1的边缘中至少一部分。在此，基板载体11可以具有所述结构中两个以上组合的构成，或者除所述结构外可以具有夹紧基板1的多种形态。

另外，不同于所述实施例，基板研磨装置10可以省略基板载体11，将基板1直接装载于基板移送部13上。此时，基板移送部13可以形成有安置部(未示出)，以便可以装载基板1。例如，基板移送部13可以设置有摩擦结构或另外的摩擦垫(或薄片)，以便防止基板1滑脱，或可以形成基板1所插入的槽、支撑基板1的边缘中至少一部分的凸出结构。但是，这不过是一个例示，基板移送部13可以具有所述形态中的一个或者多个结构组合的构成，或者除所述结构外可以具有用来安置及固定基板1的多种形态。

在基板移送部13下部可以设置有基板支撑部14，基板支撑部14用于支撑基板1。基板支撑部14设置在基板移送部13下部，在隔着基板移送部13的状态下，从基板载体11的背面进行支撑。附图中的附图标号140是对基板支撑部14进行支撑及驱动的驱动部140。

在此，基板支撑部14内部划分为多个区域，通过向各个区域内部施加相互不同的压力，从而可以控制基板1的研磨均匀度。此外，基板支撑部14在与基板1相对应的面设置柔韧性材料的薄膜(未示出)，从而将施加于基板支撑部14内部的压力向基板1传递，进而可以以不同的压力作用于基板1。例如，基板支撑部14可以沿着基板1的宽度方向(y轴方向)并排地划分内部。此外，基板支撑部14内部可以以相同的体积进行划分，或者也可以以相互不同的体积进行划分。

此外，基板支撑部14可以设置为，相对于基板1及基板移送部13可以进行升降移动。

基板支撑部14可以设置于相对于研磨模块12固定的位置。

或者，如图4所示，基板支撑部14可以设置为可以与基板1一起沿水平方向移动。在此，基板支撑部14设置为，在基板载体11装载于基板移送部13的第一位置和基板载体11从基板移送部13脱离的第二位置之间随着基板1进行移动，并且在第一位置和第二位置之间进行往返移动。在此，基板支撑部14可以在基板1装载于基板移送部13及进行移送的同时，在隔着基板移送部13的状态下对基板1进行支撑。换句话说，基板支撑部14持续支撑基板1从基板1被装载直至被卸载时为止。或者，省略基板移送部13，水平地进行移动的基板支撑部14同时负责基板1的支撑及移送，从而也可以将基板1或基板载体11直接装载在基板支撑部14上并进行移送。

在研磨模块12的一侧可以设置有研磨液供给部15，研磨液供给部15向基板1供给用于研磨的研磨液。例如，研磨液供给部15沿着基板1的移动方向设置于研磨模块12的前方，可以是具有与基板1的宽度方向相对应的长度的狭缝喷嘴。但是这不过是一个例示，研磨液供给部15的位置和大小并非受附图的限定，此外，实质上，可以具有能够向基板1供给研磨液的多种形状。

以下，参照图5至图7，对根据实施例的研磨模块12的操作进行说明。作为参考，图5是用于说明根据一个实施例的研磨模块的操作的平面图，图6至图7是用于说明根据另一个实施例的研磨模块的操作的平面图。

首先，参照图5，研磨模块12在基板1的表面进行旋转的同时进行线性移动，从而对基板1进行研磨。

在此，研磨模块12的旋转可以包括以下任意一种或两种都包括：以研磨垫121的中心为基准的自转、与基板1表面平行的轨道旋转(orbital motion)。此外，研磨模块12的轨道旋转可以是圆轨道(circular orbit)旋转或者椭圆轨道(elliptic orbit)旋转。而且，研磨模块12沿着x轴或y轴方向进行往返线性移动，或者，沿x轴及y轴进行线性移动，即，以Z字形态进行线性移动。

图5中图示了研磨模块12的自转R1和与之相应的轨迹TR1及椭圆轨道旋转R2和与之相应的轨迹TR2，以及线性移动L的轨迹TL。此外，图5中的轨迹TR1、TR2、TL是研磨垫121的中心点移动的轨迹。但是这不过是一个例示，实质上，研磨模块12的自转和椭圆轨道旋转的大小可以进行多种变更。此外，研磨模块12也可以在自转的同时进行圆轨道旋转。

根据一个实施例，随着研磨模块12在基板1上旋转的同时进行线性移动来研磨基板1，因而可以对大面积的基板1的全面进行均匀的研磨，并且可以缩短研磨时间。

另外，参照图6和图7，研磨模块12在研磨垫121接触于基板1的被研磨面的状态下进行旋转及线性移动，从而研磨基板1。在此，研磨模块12以使得研磨垫121移动的轨迹重叠一定以上的形式进行移动，同时研磨基板1。

研磨垫121具有至少比基板1小的大小，可以形成为圆形。但是，这不过是一个例示，研磨垫121可以具有矩形、正方形、多边形、圆形、椭圆形中任意一种的形状。此外，若研磨垫121的大小比基板1小，则可以形成为多种大小。此外，可以设置一个或多个研磨垫121。

根据实施例，因为研磨垫121的大小比基板1小，所以易于研磨垫121的制造及更换，维护/管理所需的时间消耗少，从而可以缩短工艺时间。

研磨模块12可以进行如下任意一种或两种全部包括在内的旋转：以研磨垫121的中心为基准进行旋转的自转、与基板1的表面平行的轨道旋转(orbital motion)。在此，研磨模块12的轨道旋转可以是圆轨道(circular orbit)旋转或者是椭圆轨道(elliptic orbit)旋转。

此外，研磨模块12沿着第一轴进行往返线性移动，沿着与第一轴垂直的第二轴进行移动。在此，相对于基板1，第一轴设定为x轴，第二轴设定为y轴。但是这不过是一个例示，第一轴可以是y轴或其他轴。

在此，研磨模块12沿着第二轴方向移动的轨迹以固定的面积重叠。此外，设定为研磨模块12在第二轴方向上的移动距离比研磨垫121的大小小。此外，设定为研磨模块12的重叠的面积Ro比研磨垫121的面积小。例如，可以设定为研磨模块12的重叠的面积Ro比研磨垫121尺寸的1/2小。

参照图6，研磨模块12沿着第一轴从基板1的一侧移动至另一侧后，沿着第二轴移动重叠的长度D程度，然后研磨模块12再次沿着第一轴从基板1的另一侧返回并向一侧移动。如上所述，研磨模块12在基板1的一侧与另一侧之间进行往返线性移动的同时，从基板1的上侧向下侧移动，从而研磨基板1。

另外，根据如上所述的图6的实施例中例示了研磨模块12沿着第一轴进行往返线性移动的同时也沿着第二轴移动，但是参照图7，研磨模块12只沿着第一轴进行往返移动，在第二轴方向上可以以使得基板移送部13移送基板1的形式进行操作。

详细地，若研磨模块12沿着第一轴从基板1的一侧移动至另一侧，则基板移送部13沿第二轴移动重叠的长度D程度。而且，研磨模块12沿着第一轴从基板1的另一侧返回并向一侧移动。而且，如上所述，研磨模块12的移动和基板移送部13的移动反复进行一定次数，从而研磨基板1。

根据实施例，随着研磨模块12研磨基板1的轨迹以一定形式重叠的同时进行研磨，从而可以均匀地研磨基板1，此外，可以防止对研磨垫121的边缘部分和中央部分的研磨不均匀。此外，研磨模块12在基板1上进行旋转的同时进行线性移动来研磨基板1，从而可以对大面积的基板1的全面进行均匀的研磨，并且可以缩短研磨时间。

如上所述实施例，虽然根据限定的实施例和附图进行了说明，但是若是在所属技术领域内具有通常的知识的技术人员，则可以基于所述记载进行多种修改及变形。例如，可以以与说明的方法不同的顺序执行所说明的技术，及/或者将所说明的系统、结构、装置、电路等构成要素以与说明的方法不同的形态进行结合或组合，或者即使用不同的构成要素或均等物来代替或置换，也可以达成合适的结果。

所以，其他的实现、其他的实施例及与权利要求书均等的事项都属于后面叙述的权利要求书的范围。

标号说明

1：基板

10：基板研磨装置

11：基板载体

110：固定部

12：研磨模块

121：研磨垫

125：驱动部

13：基板移送部

131、132：驱动滚轴

14：基板支撑部

140：基板支撑部的驱动部

15：研磨液供给部