KR100267597B1 - 워크피스리테이닝기구및그의생산방법 - Google Patents

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Abstract

리테이닝 기구의 반대쪽의 연마보드위에 위치한 연마패드에 대항해 워크피스가 미끄러지게 해주는 워크피스 리테이닝 기구를 포함한다. 리테이닝 기구는 투과부분의 외주면 부위에 위치하고 낮은 투과력을 지닌 봉인부분과 투과부분을 포함한다. 투과부분의 첫번째 표면을 향해 공기를 흡입함으로서, 워크피스는 첫번째 표면에 반대측의 투과부분의 두번째 표면으로 붙이고 끌어당긴다. 리테이닝기구는 또한 워크피스의 바깥 가장자리가 연마에 의해 내밀어지는 것을 방지하기 위해 플레이트의 외주면 부위에 위치한 리테이너링(retainer ring); 리테이너 링을 연마패드와 압력접촉을 시키기 위한 플레이트와 리테이너 링 사이에 위치한 백업링(backup ring)을 포함한다. 워크피스는 간단한 작도응로 인해 플레이트로부터 분리시키거나, 끌어당겨 접착시킬 수 있기 때문에 플레이트를 리테이닝하는 시간을 감소시킨다. 더욱이 연마액에 의해 야기되는 워크피스 리테이닝시 사용되는 다른 기계나 장치의 손실을 경감시키고, 따라서 이 기계와 장치의 유지가 편리하게 된다. 더욱이 연마된 워크피스의 편평도는 증가된다.

Description

워크피스 리테이닝 기구 및 그의 생산방법
도 1은 본 발명에 따른 실시예에서 리테이닝 기구의 부분단면도이다.
도 2는 도 1에서 나타낸 리테이닝 기구가 연마보드와 함께 사용되어지는 상태의 부분단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예에서 리테이닝 기구에 사용되는 플레이트의 평면도이다.
도 4a는 도 3에서 나타낸 플레이트의 A-A'선상의 부분단면도이다.
도 4b는 도 3에서 나타낸 플레이트의 B-B'선상의 부분단면도이다.
본 발명은 반도체의 웨이퍼, 층간 레이어(layer)반도체 장치에 쓰이는 금속선, 메모리디스크, LCD에 쓰이는 유리판과 같이 정확하고 균일하게 편평하도록 연마할 필요가 있는 표면을 지닌 워크피스(workpiece)를 리테이닝(retaining)하는 기구와 그것을 생산하는 방법에 관한 것이다.
종래에는, 반도체 기구에 사용되는 반도체 웨이퍼, 층간 레이어, 금속선과 메모리디스크, LCD에 사용되는 유리판, 그리고 그외 유사품들을 다음과 같은 방법으로 정확하고 균일하게 편평해지도록 연마되어 왔다.
상기한 바와 같이, 연마되는 워크피스는 아래에 서술된 (1) 내지 (3)의 종래 방법중 하나로 회전 리테이닝 플레이트(retaining plate)위에 놓여진다. 가죽과 유사한 인공 연마천이 리테이닝 플레이트 반대쪽에 위치한 회전보드에 부착된다. 연마제가 들어있는 연마액이 연마천과 워크피스가 상호간에 미끄러지며 마주치는 동안 연마천과 워크피스사이에 제공된다.
(1) 왁스장착법 : 금속 또는 세라믹 리테이닝 플레이트가 열로 녹여서 유연해 질 때까지 식혀진 왁스로 코팅하고 그때 워크피스를 리테이닝 플레이트에 고정시킨다.
(2) 진공쳐크법 : 직경 0.5mm 또는 그 이상의 직경인 흡입통로가 기계로 가공된 금속 또는 세라믹 리테이닝 플레이트에 형성된다. 워크피스는 리테이닝 플레이트의 뒤쪽, 옆쪽 표면 가까이에 있는 공기를 흡입구를 이용해 흡수하는 진공펌프에 의해 리테이닝 플레이트에 끌어당겨진다.
(3) 비왁스장착법 : 리테이닝 플레이트에 인조가죽 고분자거품 재료를 제공한다. 고분자거품 재료는 그내부의 세공에 수분이 들어갈 정도로 습기를 축인다. 워크피스를 통해 재료에 압력이 가해짐으로써 수분이 세공에서 나올때, 반대 압력이 세공에서 발생한다. 반대 압력과 물의 표면장력의 조화에 의해 워크피스는 리테이닝 플레이트에 고정된다.
상기의 세 방법 각각은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.
(1) 왁스장착법
(a) 워크피스가 연마된 후, 워크피스를 고정시키는 데에 사용되었던 왁스가 리테이닝 플레이트의 반대표면에 남아있고 이것은 다루기 힘든 세척단계를 거쳐 제거되어야 한다.
(b) 워크피스는 왁스가 유연해지는 온도보다 더 높은 온도까지 가열되어 질 수 없다.
(c) 혹시 왁스에 내제된 먼지와 같은 이물질이나 젤이 워크피스 표면에 전이되어지면 표면연마 작업중 워크피스가 음푹 들어간 곳을 형성하게 되는데 이것은 연마된 워크피스의 질을 저하시킨다.
(2) 진공쳐크법
(a) 워크피스가 연마되어지고 있는 동안 워크피스는 고정되고 부분적으로 흡입구 쪽으로 비껴지게 된다. 연마가 끝났을 때 워크피스는 원래상태로 복귀하고, 그 결과 편향되었던 상태에서 회복전 그 부분은 만족할 만큼 연마되지 않는다.
(b) 연마액이 워크피스와 리테이닝 플레이트 사이의 진공펌프관과 흡입구에 주입되는데 이것은 진공펌프내부의 기능부전과 부식을 야기한다.
(c) 비왁스장착법
폴리머폼(polymer foam)재료의 유연성 때문에 소위 종단면 기계제작원칙에 의해 단단한 금속 또는 세라믹 리테이닝 플레이트의 편평한 성질이 워크피스 표면에 전해지는 것은 어렵다.
더욱이, 상기의 모든 종래방법은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 워크피스가 연마천에 미끄러질때, 응력이 워크피스의 외부를 따라 발생하며 이것은 외주면을 따라 돌출되어있는 가장자리의 편평함을 해치고 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 기구의 반대편에 있는 연마보드위에 있는 연마패드에 대해 워크피스가 미끄러지게 해주는 워크피스 리테이닝 기구에는 다음과 같은 것이 포함되어 있다. 워크피스의 첫번째 표면의 반대쪽에 있는 그의 두번째 표면에 워크피스를 끌어당기고 부착시키기 위해 워크피스 첫번재 표면을 향해 공기가 흡수되도록 하는 투과부분과 투과부분의 외주면 부위에 위치하고 낮은 투과력을 지닌 봉인부분을 포함한 플레이트; 워크피스의 바깥 가장자리가 연마에 의해 내밀어지는 것을 방지하기 위해 플레이트의 외주면 부위에 위치한 리테이너링(retainer ring); 리테이너 링을 연마해드와 압력접촉을 시키기 위한 플레이트와 리테이너 링 사이에 위치한 백업링(backup ring)등이다.
본 발명의 실시태양의 하나로써, 봉인부분은 연마액이 외주면 부위와 워크피스와 접촉되어 있지 않은 첫번째표면의 일부분으로 침투하는 것을 막아주기 위해 제공된다.
발명의 실시태양의 하나로써, 리테이너 링은 마찰방지 합성수지로 형성되어 있고 리테이너 링의 표면은 부드럽도록 처리되어 있다.
본 발명의 실시태양의 하나로써, 봉인부분은 돌출부분을 포함하고 있는데 리테이너 링과 백업링은 이 돌출부분 위에 위치한다.
본 발명의 실시태양으로써, 백업링은 약 50 내지 1000g/㎠의 압력에 의해 약 0.1%에서 20%의 비율로 두께 방향으로 변형 가능한 재료로 형성되어 있다.
본 발명의 실시태양으로써, 이 기구는 리테이너 링의 표면이 연마패드와 접촉된 워크피스 표면과 실질적으로 동일한 레벨로 연마패드와 접촉되도록 위치시키기 위해 리테이너 링과 백업링사이에 단단한 삽입링을 포함하고 있다.
본 발명의 실시태양으로써, 플레이트는 세라믹 그레인(ceramic grain)을 무기결합제와 함께 부착시킴으로써 얻어지는 세라믹 다공성(ceramic porous)물질로 형성되어 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이 기구의 반대쪽의 연마보드위에 위치한 연마패드에 대항해 워크피스가미끄러지게 해주는 워크피스를 리테이닝하는 기구를 생산하는 방법은 이 플레이트의 나머지 부분보다 낮은 투과성을 가진 봉인부분을 형성하기 위한 투과성 플레이트의 외주면 부위속으로 수지를 주입하는 단계, 돌출부분을 형성하는 봉인부분의 일부를 절단하는 단계, 그리고 돌출부분위에 탄성적으로 변형가능한 백업링과 리테이너링을 부착시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 리테이닝 기구는 다수의 연속적 세공을 포함하는 기체, 액체 투과성 세라믹 플레이트를 포함한다. 연마되어질 워크피스는 플레이트의 표면위에 올려지고 플레이트의 다른쪽으로부터 진공펌프와 같은 진공 시스템에 의해 플레이트내의 세공을 통해 공기를 흡수함으로써 플레이트로 끌어당겨진다. 워크피스와 워크피스와 맞물려 미끄러지게 되있는 연마패드사이에 제공되는 연마액은 워크피스와 직접적 접촉상태에 있지 않은 플레이트의 일부로 침투하지 않는데, 그 이유는 이부분의 세공은 밀폐되어 있기 때문이다. 세공은 충분히 많은 양이 제공되어 있고, 작고 일정한 직경을 갖고 있으며, 일정하게 분포되어 있다. 따라서 워크피스는 종래의 진공쳐크방법에 의해 끌릴때와같이 부분적으로 비껴지지 않는다.
리테이너 링은 워크피스와 근접해 있고, 리테이너 링의 표면은 워크피스의 표면과 실질적으로 같은 레벨에 있다. 이와 같은 구조에 의해 연마작업 동안 생긴 응력은 리테이너 링의외주면 모서리에 집중되있고, 이것은 워크피스의 외주모서리를 따라 응력집중을 방지해준다. 이와같이 바람직하지 못한 쑥내밀어진 가장자리를 야기시키지 않으므로 워크피스의 편평함이 향상된다.
플레이트와 리테이너 링 사이에 고무 백업링을 포함한 구조에서, 리테이너 링은 백업링에 의해 탄력있게 지지되고 있다. 워크피스의 두께가 연마에 의해 줄었을 때, 백업링이 압착되고 이로인해 리테이너 링이 워크피스의 표면과 실질적으로 같은 레벨로 유지된다.
워크피스가 그것에 맞춰 고안된 리테이너 링이 있는 워크피스보다 훨씬 더 두꺼울 경우에, 단단한 삽입링이 리테이너 링과 백업링 사이에 제공되어 질 수 있다. 적당한 두께의 삽입링을 제공함으로써, 리테이너 링의 표면을 워크피스의 표면과 실질적으로같은 레벨에 있을 수 있다.
이와같은 구조에서, 워크피스는 진공펌프를 단순히 틀고 켬으로써 플레이트에 부착, 끌어당겨지거나 플레이트로 부터 떼어질 수 있다. 워크피스를 적당하게 부착하고 유지하는데 필요한 시간은 단축될 수 있다. 더욱이 진공시스템의 진공수준의 절감과 연마액의 침투에 의한 진공체계에 대한 손상의 감소가 해결된다. 따라서 진공시스템이 더 쉽게 유지될 수 있다. 리테이너 링과 세라믹 비드(ceramic bead)로 형성된 플레이트의 향상되고 고른 편평함 때문에 워크피스의 편평함이 눈에 띄게 향상된다. 세부적으로 말하면, 유니트(unit)지역의 편평함과 외주 지역의 편평함, 그리고 워크피스의 전지역의 편평함이 전부 상당하게 개량된다.
이와같이 여기 기술된 발명은 다음과 같은 3가지 장점을 가능하게 만든다. (1) 짧은 시간내에 간단한 조작에 의해서 워크피스를 부착하고 끌어당기거나 떼어낼 수 있는 리테이너 기구와 그것을 생산할 수 있는 방법을 제공한다; (2) 리테이닝 워크피스에 사용되는 기구와 다른 기계에 대해 연마액에 의해 야기되는 피해를 경감시켜주는 리테이닝 기구를 제공하고 이로 인해 용이한 관리를 하게 하고 그것을 생산하는 방법을 제공한다; (3) 워크피스의 편평함을 향상시키는 리테이너 기구와 그것을 생산하는 방법을 제공한다.
본 발명의 이러한 장점과 다른 장점은 도면에 관한 세부적인 다음의 기술을 읽고 이해하자마자 이 분야에 통상의 지식을 가진자 들에게 더욱 명확해 질 것이다.
이하에서는 본 발명을 첨부된 도면에 의거 도식적인 실시예를 통해 기술한다.
본 발명에 따르는 실시예에서 연마될 워크피스(7)를 리테이닝하기 위한 리테이닝 기구(8)의 구조는 도 1와 도 2에 의거 기술된다. 워크피스(7)는 예를들면, 실리콘 웨이퍼나 SOI 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼, 열에 의해 산화된 반도체 필름, 반도체 장치에 사용되는 층간 레이어나 금속선, 메모리 디스크 또는 LCD에 사용되는 유리판이다.
도 1에 나타난 대로, 리테이너 기구(8)는 투과판(9)을 포함한다. 일반적으로 디스크의 형태를 하고 있는 플레이드(9)는 위표면(1a)이 있는 중앙부분과 중앙부분(1)의 밑부분으로 부터바람직하게 돌출해 있는 링모양의 돌출부분(2)을 갖고 있다. 플레이트(9)는 작고 일정한 크기(예를들어, 직경 1mm)이며 일정하게 분포되어 있는 끊임없는 다수의 세공(9a)(예를들어 200세공/㎠)을 포함한다. 링모양의 돌출부분(2)위에서, 리테이너 링(4)과 종이모야의 삽입링(6)과 백업링(5)을 포함한 어셈블리(12)가 제공될 수 있다. 어셈블리(12)로 둘러싸인 공간(13)은 도 2에서 보여지는 것처럼 워크피스(7)와 조정된다. 리테이너 링(4), 백업링(5), 삽입링(6)은 모두 그것의 바깥면과 안쪽면에 맞춰서 조정되도록 기계화 되어 있다.
리테이닝 기구(8)는 도 2에서 도시된 바와 같이 사용된다.
리테이닝 기구(8)는 연마보드(10)위에 위치한 연마패드(11)의 반대쪽에 자리잡고 있다. 리테이너 링(4)의 표면(4a)는 그곳의 전지역과 같은 압력으로 여마패드(11)의 표면과 압력접촉상태에 있다. 워크피스(7)는 중앙부분(1)의 표면(1a)위에 놓여져 있다. 진공펌프나 유사한 물질을 이용하여 중앙부분(1)에 있는 세공(9a)을 통해 공기를 위쪽으로 흡수함으로써, 워크피스(7)는 플레이트(9)의 중앙부분91)으로 잡아당겨진다. 연마액이 워크피스(7)와 연마패드(11)사이에 진행되는 동안, 예를 들면 서로 교대로 미끄러지듯이 워크피스(7)와 연마패드(11)사이에서 움직이고, 그럼으로써 워크피스(7)의 표면(7a)을 연마하게 된다. 어셈블리(12) 4a 표면을 7a표면과 같은 위치에 놓이도록 충분한 높이를 제공한다.
도 3은 플레이트(9)의 평면도이고 도 4a와 도 3의 A-A'선상과 B-B'선상을 따라 각각 절단된 부분단면도이다. 도 3와 도 4a, 4b에서 알 수 있는 것처럼 봉인부분(3)은 동쪽을 향해 편평한 부분이 있는 워크피스(7)의 형태에 맞춰서 나머지 다른 부분보다 B-B'선상을 따라 훨씬 큰 넓이이다.
플레이트(9)는 예를들어 금속, 딱딱한 합성수지, 합성유리와 같은 단단하고 연속적인 세공이 있는 어떤 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게 플레이트(9)는 세라믹으로 형성되 있다. 세부적으로, 세라믹 파우더(ceramic powders)가 세라믹 그레인[ceramic grain(역시 세라믹 비드라고 언급되기도 한다)]을 형성하기 위해 신터(sinter)되고 세라믹 그레인은 무기접합제에 의해 서로 들러붙게 된다. 예를들면 알루미나 파우더(alumina powders)가 대략 직경 0.1mm인 비드를 형성하기 위해 신터되고 이러한 비드는 실리카(silica) 타입의 무기접합제에 의해 결합된다. 이러한 방법에 의해 형성된 판(9)은 세공이 있다. 바람직하게 플레이트(9)는 공기와 액체 침투에 대해 최소한의 저항을 갖고 있다. 바람직한 저항은 400mmHg이다.
봉인부분(3)은 돌출ㅂ분(2)과 플레이트(9)의 중앙부분(1)의 외주면(16)의 세공에 액체 수지를 주입시키고 수지를 응고시킴으로써 형성된다. 이런 방법으로 형성된 봉인부분(3)은 플레이트(9)의 나머지 부분보다 훨씬 적은 침투력 또는 실질적으로 제로상태의 침투력을 갖는다. 봉인부분(3)은 계속적인 세공(9a)을 통해 실현되는 워크피스(7)의 리테이닝 작업에 직접적으로 관련받지 않기 위하여 상기부분에서 바람직하게 형성된다.
리테이닝 기구(8)는 다음과 같은 방법으로 생산될 수 있다.
먼저, 디스크형상의 세공판이 준비된다. 워크피스(7)와 접촉하게 될 윗 표면지역은 매스킹테입(masking tape)에 의해 마스크처리된다. 액체수지가 봉인부분을 형성하기 위해 윗표면 부터 판으로 주입된다.
예를들어 바람직한 수지는 열가소성 폴리머(thermoplastic polymer), 열가소성 에멀젼(thermoplastic emulsion)용액, 열가소성 용해물, 액상 열경화성 수지와 그것의 경화제의 혼합물이다.
상당히 낮은 수준의 점성율을 가진 물질이 매스킹테입 밑으로 들어가고 상당히 높은 수준의 점성율을 가진 물질은 세공(9a)으로 충분히 침투하지 못한다. 따라서 액상 열경화성수지와 그것의 경화제의 혼합물은 1000내지 백만 포아즈(poise)범위의 점성율을 갖고 있고 가공시 가스를 발생시키지 않는 잇점때문에 바람직하다. 예를들어 이와같이 바람직한 수지는 에폭시(epoxy)수지, 폴리우레탄, 폴리에스터, 플루오르수지, 폴리올레핀, 폴리옥시메틸렌, 폴리아미드이다. 특별히 열경화성수지와 그것의 경화제의 혼합물이 바람직하다. 경화제로써, 열경화수지를 위해 일반적으로 사용되는 어떤 경화제도 사용될 수 있다.
봉인부분의 액체수지가 응고한 후 매스킹테입이 제거된다. 세공판의 맨 위 외주부분이 고리모양으로 잘려지고, 이에따라 중앙부분(1)과 링모양의 돌출부분(2)이 있는 플레이트(9)를 얻을 수 있다. 액체수지는 맨위 외주부분이 잘린후에 플레이트(9)로 주입될 수 있다.
다음에 백업링(5), 삽입링(6), 리테이너 링(4)이 접착제나 유사물에 의해 돌출부 분위에 붙여진다. 이렇게하여 리테이닝 기구(8)가 완성된다.
리테이너 링(4)은 낮은 상대마찰곗를 가진 물체로 형성되어 있다. 상대마찰계수는 리테이너 링(4)이 접촉하게 되는 연마보드(10) 또는 연마패드(11)의 재질에 의해 결정된다. 리테이너 링(4)을 위한 바람직한 재질을 플루오르수지, 폴리올레핀, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드를 포함한다. 이와같은 재질로 형성된 리테이너 링(4)은 예를들어 연마에 의한 표면 매만지기 작업으로 처리된다.
백업링(5)은 일반적으로 연마시에 사용되어지는 수치로 약 50내지 1000g/㎠의 압력으로 압착되었을때 약 0.1에서 20%의 탄성변형을 유발시키는 재질이 바람직하게 사용된다. 더 바람직하게는 이 재질은 약 100내지 500g/㎠의 압력에 대해 약 1에서 10%로 변형가능한 것이다. 백업링(5)은 워크피스(7)의 두께가 연마에 의해 축소되었을 때 그것의 두께가 리테이너 링(4)의 표면을(4a) 실제적으로 워크피스(7)의 표면(7a)과 같은 수준으로 유지하도록 맞추어서 변한다. 그러나 백업링(5)은 역시 수직방향으로 압축되었을지라도 수평방향으로의 팽창에 대항해 저항할 필요가 있다. 바람직한 재질로는 폴리우레탄과 같은 열가소성 탄성중합쳉, 열경화성 탄성중합체, 그리고 다양한 고무재질이 있다. 특히 탄성중합체 또는 고무재질로 형성된 폼(foam) 재질이 바람직하다.
다양한 두께를 지닌 삽입링(6)이 다양한 두께의 워크피스를 상대하기 위해 제공될 수 있다. 한 워크피스의 두께가 다른 워크피스의 두께와 상당히 차이가 있을때, 사용중인 삽입링(6)은 어셈블리(12)의 적당한 두께에 맞추도록 다른 두께를 가진 또 다른 삽입링으로 대체될 수 있다. 삽입링(6)을 위한 바람직한 재료는 단단하고 예를들어 연마에 의해 다른 두께로 변할 수 있다. 적당한 재질로는 에폭시수지, 유리섬유로 채워진 폴리에스터와 폴리이미드가 있다.
리테이너 링(4)은 연마패드(11)와 접촉하기 위해 바깥 가장자리가 둥글거나 모서리를 둥글릴 수 있다. 어셈블리(12)의 안쪽직경은 워크피스(7)의 바깥쪽 직경과 동일하거나 또는 약간 크다.
리테이너 링(4), 삽입링(6), 백업링(5)의 어셈블리(12)는 양면접착시트와 같은 접착제에 의해 돌출부분(2)의 표면(2a)에 부착될 수 있다.
[실시예]
이하 리테이닝 장치(8)는 실시예에 의거 기술한다.
A. 생산
제1단계 ; 약 0.1m의 직경인 알루미나 비드로 형성된 약 200mm의 두께와 약 50mm의 직경인 플레이트와 교세라 주식회사에서 생산한 비드 척(상표등록되어 있음)이 준비되었다. 한면에 접착제가 붙어있는 매스킹 테입이 플레이트의 표면의 중앙부분에 붙여졌다. 매스킹 테입은 200mm 직경의 실리켄웨이퍼에 맞처진 폴리에스터 필름으로 형성되었다.
제2단계 ; 지시된 양으로 혼합된 경화제를 포함한 에폭시 수지는 3000cps/25℃(B 타입 회전점성미터로 측정되었다)의 점성율을 갖고 있다. 에폭시 수지는 플레이트이 윗표면으로 부터 흘러서 수지가 플레이트로 침투하도록 약 3분간 유지된다. 그리고 나서 과도한 에폭시 수지는 스퀴즈롤(squeeze roll)에 의해 표면으로 부터 제거된다.
제3단계 ; 합성된 플레이트는 방출성을 가진 편평한 보드위에 위가 아래로 가도록 놓고 60분 동안 120℃의 온도에서 오븐에 넣음으로써 에폭시 수지를 경화한다.
제4단계 ; 플레이트의 에폭시 수지가 완전히 경화된 후, 플레이트는 편평한 보드위로 부터 치워지고 매스킹 테잎이 제거된다.
제5단계 ; 플레이트의 윗표면위에 있는 달라붙은 에폭시 수지가 제거되었다. 일부분의 플레이트는 링모양으로 잘렸다. 세부적으로 플레이트는 윗표면으로 부터 15mm의 깊이로, 중앙부분을 향한 외주 가장자리로 부터 25mm 절단되었다. 합성된 플레이트(9)는 중앙부분(1)이 있고 중앙부분으로 부터 돌출한 부분[돌출부분(2)]을 갖는다.
제6단계 ; 약 200mm의 안쪽 직경과 약 250mm의 바깥 직경, 약 5mm의 두께를 가진 리테이너 링(4)은 아세탈수지로 형성되었다. 압력에 민감한 양면접착테이프가 표면(4a)의 반대쪽에 있는 리테이너 링의 표면에 부착되었다. 리테이너 링(4)의안쪽 직경, 바깥쪽 직경과 같은 직경이고 약 10mm의 두께인 백업링(5)이 실리콘고무스폰지(silicon rubber sponge)로 형성되었다. 압력에 민감한 양면 접착테프가 백업링(5)의 표면에 부착되었다. 리테이너 링(4), 백업링(5)과 똑같은 안족 직경, 바깥쪽 직경을 갖고 약 650㎛의 두께인 삽입링(6)은 유리섬유로 채워진 에폭시 수지로 형성되었다. 압력에 민감한 양면 접착테프가 삽입링(6)의 표면에 부착되었다.
제7단계 ; 양면 접착테이프의 떼어낼 수 있는 종이를 벗겨낸 후, 플레이트(9)의 돌출부분(2)의 윗표면(2a)위에, 백업링(5), 삽입링(6), 그리고 리테이너 링(4)의 순서대로 겹쳐 쌓는다. 세 링은 서로 붙어있고 플레이트(9)의 돌출부분(9)에 붙어있다. 이렇게 하여 리테이닝기구(8)가 완성되었다.
B. 평가
[평가 1]
합성된 리테이닝 기구(8)는 진공흡수메카니즘을 가진 연마기(예를들어 렙매스터 코프(Lapmaster Corp.)에서 생산한 LPG-2000)위에 올려지고 거의 8인치가 되는 웨이퍼가 중앙부분(1)의 표면(1a)위에 놓여졌다. 웨이퍼는 진공흡수메카니즘에 의해 중앙부분으로당겨지는 상태에서 아래의 조건하에서 연마되었다.
연마된 웨이퍼는 TTV(총 두께편차) 0.3㎛와 STIR(Site Total Indicator Reading) 15mm×15m 정사각형의 편차 0.2㎛와 같은 만족할 만한 성격을 보여주었다. TTV는 편평할 필요가 있는 웨이퍼 일부의 최대 두께와 최소 두께간의 차이이다.
사용전 웨이퍼 : 싱글 크리스탈린 실리콘 P(100)로 형성된 8인치 웨이퍼
제1차 연마
연마천 : Rodel Nitta사 제조 SUBA 800(SUBA : 등록상표명)
연마슬러리 : Nalco chemical사 제조 20배 희석 NALCO 2350
압력 : 300g/㎠
슬러리의 양 : 100ml/분
시간 : 15분
제2차 연마
연마천 : Rodel Nitta사 제조 MHS 35A
연마슬러리 : Rodel사 제조 13배 희석 LS10
압력 : 150g/㎠
슬러리의 양 : 500ml/분
시간 : 5분
제3차 연마
연마천 : Rodel Nitta사 제조 UR 100
연마슬러리 : Rodel사 제조 13배 희석 LS11
압력 : 100g/㎠
슬러리의 양 : 500ml/분
시간 : 5분
[평가 2]
합성된 리테이닝 기구는 LPG-2000 연마기위에 장착되었고 서키트가 포함되고 옥사이드필름(oxide film)으로 덮힌 8인치 반도체 필름이 표면(1a)위에 놓여졌다. 웨이퍼는 진공흡수메카니즘에 의해 중앙부분(1) 쪽으로 당겨지는 상태에서 아래에서 보여진 조건하에 연마되었다.
연마된 웨이퍼는 만족슬운 성격을 보여주었다 ; 다시말하자면, 옥사이드 필름(50nm)의 두께에 대한 옥사이드 필름(균일하지 않은)의 두께의 변동율은 2%였고, 기판에 대한 서키트의 편평도는 5nm여다.
사용된 웨이퍼 : 옥사이드 필름을 포함한 8인치 실리콘웨이퍼
연마천 : Rodel Nitta사 제조 IC 1000
연마슬러리 : Rodel사 제조 ILD 1300
압력 : 500g/㎠
슬러리의 양 : 500ml/분
시간 : 3분
[평가 3]
합성된 리테이닝 기구(8)는 연마기 LPG-2000 위에 장착되었고, 8인치 SOI웨이퍼는 표면(1a)위에 놓여졌다. SOI웨이퍼는 두개의 거울표면 실리콘 웨이어퍼를 함께 붙이고 약 수마이크로미터 두께의 웨이퍼를 연마함으로써 얻어진다. 웨이퍼는 진공흡수메카니즘에 의해 중앙부분으로 당겨지는 상태에서 아래에 보여진 조건하에서 연마되었다.
연마된 웨이퍼는 만족할 만한 성격을 보여주었다 ; 즉 더 얇은 웨이퍼의 두께(1㎛)에 대한 더 두꺼운 웨이퍼의 두께의 변동율은 5%였다.
사용된 웨이퍼 : 8인치 SOI 웨이퍼
제1연마
연마천 : Rodel Nitta사 제조 MHS 35A
연마슬러리 : Rodel사 제조 20배 희석 RODEL 2398
압력 : 250g/㎠
슬러리의 양 : 500ml/분
시간 : 15분
제2연마
연마천 : Rodel사 제조 UR 100
연마슬러리 : Rodel사 제조 13배 희석 LS 11
압력 : 190g/㎠
슬러리의 양 : 500ml/분
시간 : 5분
[비교실시예 1]
종래왁스 장착법을 사용해서, 웨이퍼는 다음의 방법으로 연마되었다.
8인치 웨이퍼가 왁스를 이용한 연마기 LPG-2000의 세라믹보드위에 붙여졌다. 웨이퍼는 평가 1에서 사용된 것과 같은 조건하에서 연마되었다. TTV 0.8㎛와 STIR 0.6㎛에 의해 표시전 합성된 웨이퍼의 편평함은 오늘날 판매되고 있는 웨이퍼의 편평함과 유사했다.
[비교실시예 2]
종래의 장착법을 사용해서, 웨이퍼는 다음의 방법으로 연마되었다.
Royal Nitta사에서 제조된 형판이 LPG-2000 연마기의 세라믹보드위에 장착되었고, 8인치 겨우되는 웨이퍼가 퓨어워터(pure water)에 의해 적셔진 형판에 장착되었다. 웨이퍼는 평가 1에서 사용된 것과 같은 조건하에서 연마되었다. TTV 1.1㎛와 STIR 0.9㎛에 의해 표시된 합성 웨이퍼의 편평함은 오늘날 판매되고 있는 웨이퍼의 편평함과 유사했다.
상기 결과로 부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 리테이닝 기구에 의해 연마된 웨이퍼는 TTV와 STIR로 보아서 종래방법에 의해 연마된 어떤 웨이퍼보다 적은 지역 편차를 가진 균일한 편평함을 보인다.
다른 다양한 변형이 본 발명의 요지와 범위를 벗어나지 않고서도 이 분야에 능숙한 이들에게 명백히 보일것이고 기꺼이 실행될 것이다. 따라서 여기에 추가된 청구범위가 이곳에 설명된 기술만에 그치지 않고 청구가 광범위하게 해석될 것으로 의도된다.

Claims (8)

  1. 워크핏의 첫번째 표면의 반대쪽에 있는 그의 두번째 표면에 워크피스를 끌어당기고 부착시키기 위해 워크피스 첫번째 표면을 향해 공기가 흡수되도록 하는 투과부분과 투과부분의 외주면 부위에 위치하고 낮은 투과력을 지닌 봉인부분을 포함한 플레이트;
    워크피스의 바깥 가장자리가 연마에 의해 내밀어지는 것을 방지하기 위해 상기 플레이트의 외주면 부위에 위치한 리테이너링(retainer ring);
    리테이너 링을 연마패드와 압력접촉을 시키기 위한 상기 플레이트와 리테이너링 사이에 위치한 백업링(backup ring)을 포함하는 기구에 있어서, 봉인부분은 돌출부분을 포함하고 리테이너 링과 백업링은 이 돌출부분 위에 위치하며, 기구의 반대편에 있는 연마보드위에 있는 연마패드에 대해 워크피스가 미끄러지게 하여줌을 특징으로 하는 워크피스 리테이닝 기구.
  2. 제1항에 있어서, 봉인부분은 연마액이 외주면 부위와 워크피스와 접촉되어 있지 않은 첫번째 표면의 일부분으로 침투하는 것을 막아주기 위해 제공됨을 특징으로 하는 워크피스 리테이닝 기구.
  3. 제1항에 있어서, 리테이너 링의 마찰방지 합성수지로 형성되어 있고 리테이너 링의 표면은 부드럽도록 처리되어 있음을 특징으로 하는 워크피스 리테이닝 기구.
  4. 제1항에 있어서, 백업링은 약 50 내지 1000g/㎠의 압력에 의해 약 0.1%에서 20%의 비율로 두께 방향으로 변형가능한 재료로 형성되어 있음을 특징으로 하는 워크피스 리테이닝 기구.
  5. 제1항에 있어서, 이 기구는 리테이너 링의 표면이 연마패드와 접촉된 워크피스 표면과 실질적으로 동일한 레벨로 연마패드와 접촉되도록 위치시키기 위해 리테이너 링과 백업링사이에 단단한 삽입링을 포함하고 있음을 특징으로 하는 워크피스 리테이닝 기구.
  6. 제1항에 있어서, 플레이트는 세라믹 그레인(ceramic grain)을 무기결합체와 함께부착시킴으로써 얻어지는 세라믹 다공성(ceramic porous)물질로 형성되어 있음을 특징으로 하는 워크피스 리테이닝 기구.
  7. 제6항에 있어서, 세라믹 그레인은 약 0.1mm의 직경을 지니고, 무기결합제로서 실리카를 포함함을 특징으로 하는 워크피스 리테이닝 기구.
  8. 플레이트의 나머지 부분보다 낮은 투과성을 가진 봉인부분을 형성하기 위한 투과성 플레이트의 외주면 부위속으로 수지를 주입하는 공정;
    돌출부분을 형성하기 위한 봉인부분의 일부를 절단하는 공정; 그리고
    돌출부분위에 탄성적으로 변형가능한 백업링과 리테이너링을 부착시키는 공정을 포함하는 기구의 반대쪽의 연마보드위에 위치한 연마패드에 대항해 워크피스가 미끄러지게 해주는 리테이닝 기구를 생산하는 방법.
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