KR100278026B1 - 평편한 기재에서 반도체 웨이퍼를 이탈하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평편한 기재에서 반도체웨이퍼를 이탈시키는 방법에 관한 것이다.

또, 본 발명은 양측면연마기(double side polishing machine)의 연마천에서 반도체웨이퍼를 이탈시키는 장치에 관한 것이다.

이 방법은 그 기재상에 설정한 반도체웨이퍼에 대하여 그 기재를 통해 액체를 가압시켜 액체의 작동에 의해 반도체웨이퍼를 그 기재로부터 리프팅(lifting)시킨 다음, 픽업장치(pickup device)에 의해 픽업(pickup)시킴을 특징으로 한다.

Description

평편한 기재에서 반도체웨이퍼를 이탈하는 방법 및 그 장치

본 발명은 평편한 기재, 특히 양측면연마기(doubleside polising machine)의 연마천(polishing cloth)에서 반도체웨이퍼를 이탈하는 방법 및 반도체웨이퍼를 양측면연마기의 연마천에서 이탈시키는 장치에 관한 것이다.

평편하고, 결함이 없으며 평활한 반도체웨이퍼를 제조하는 처리순서에 있어서 화학적/기계적인 연마방법에 의해 평면상의 반도체웨이퍼를 제조하는데는 처리공정이 중요하다.

다수의 제조순서에서 이 연마공정은 최종의 형성공정으로 구성된다.

그 이유는 이 공정에서는 전기,전자 및 초소형전자 구성부품의 제조용 출발재료로서 반도체웨이퍼를 사용하기전에 그 표면특성을 명백하게 측정해야 하기 때문이다.

이 연마방법의 목적은 특히 그 반도체웨이퍼 한쪽의 높은 평면도(evenness)(평면 평행도), 예비처리에 의해 손상을 받은 표면층 제거("손상제거") 및 반도체웨이퍼의 마이크로조도(microroughness)의 감소를 달성하는데 있다.

반도체웨이퍼의 양면은 뒷면과 앞면으로 구별되며, 일반적으로 전면만이 구성성분구조의 부착에 사용된다.

한쪽면 및 양쪽면 연마방법의 사용은 통상적이다.

한쪽면 연마(single side polishing : SSP) 의 경우 적당한 캐리어(carrier)상에 안쪽면을 설정시킨다음, 연마판에 한쪽연마천을 사용하여 앞쪽면만을 연마한다.

설정할 때, 그 뒷면과 캐리어사이에서 예로서 접착,접합,시멘팅(cementing) 또는 진공처리에 의해 강력한 접속을 한다.

한쪽면 연마방법과 장치는 단일웨이퍼처리("단일웨이퍼연마")또는 웨이퍼그룹(groups)처리("배치연마" : batch polishing)가 통상적이다.

양쪽면연마처리(double side polishing : DSP)의 경우 연마천에 의해 커버된(covered)상하부 연마판 사이에 다수의 반도체웨이퍼가 안내되어 그 앞면과 뒷면이 동시에 연마된다.

이 경우, 그 반도체웨이퍼는 엷은 안내케이스내에 설정되며, 이 케이스는 웨이퍼캐리어(wafer carriers)로서 작동하고, 또 반도체웨이퍼의 래핑(lapping)에서 동일한 형태로 사용된다.

양쪽면 연마방법 및 그 장치는 반도체웨이퍼 그룹(groups)처리를 향상하도록 구성되어 있다("배치연마" : batch polishing).

직접밀도가 높은 초소형전자부품의 연속적인 제조에는 연마에 의해 제조된 반도체웨이퍼의 평면정도(flatness), 결합 및 요철제거에 대하여 최대요건을 충족한다.

이들의 요건은 그 반도체웨이퍼가 양면에서 연마될 때 최적의 방법으로 충족된다.

양쪽면을 연마한 반도체웨이퍼는 한쪽면만을 연마시킨 반도체웨이퍼와 대비할 때, 산란입자(disturbing particles)가 대단히 희소하며 연마된 앞면 스템(stems)이외에, 연마된 안쪽면의 잇점은 세정하는데 더 간단하며, 더 처리할 때 오염 감수성이 덜하고, 또, 더 간단하게 측정할 수 있다.

또, 양쪽면의 동일한 처리에 의해, 구조가 다른 앞면과 뒷면에서 발생하는 재료응력을 피할수 있다.

원칙적으로, 양쪽면을 연마한 반도체웨이퍼는 한쪽면 연마방법(순서 SSP)을 사용하여 앞면과 뒷면을 차례로 연마시킴으로써 제조할 수 있다.

그러나, 반도체웨이퍼의 양쪽면 연마를 위하여 주로 사용되는 방법은 양측면연마(double side polishing)(DSP)에 있다.

연속(sequential)SSP 에 비하여 DSP 의 잇점은 특히 더 처리할 때 결정되는 앞면과 뒷면의 평면 평행도(plane-parallelity)에서 볼 때 얻을수 있는 양쪽면의 평면도(evenness)의 우수성과, 더 효과적으로 연마를 실시할 수 있는 연마력 및 연속 SSP에서 필요로 하는 설정, 이탈 및 반전공정이 없이 얻을수 있는 더 높은 처리량과 더 높은 수율에 있다.

기계적 작동을 하는 처리공구 예로서 그리퍼(gripper)("handler")를 사용하여 처음 연마한 반도체웨이퍼의 각각의 처리는 예로서 연마 웨이퍼면을 손상시킬 우려가 있다.

그 결과, 요홈(impression)또는 스크래치(scratches)가 형성된다.

이와같은 손상은 특히 반도체웨이퍼의 앞쪽면에 있을 때 위험하다.

처음 연마한 반도체웨이퍼는 또 예로서 에칭제(etching agent)에 의해 조정할 수 없는 화학적 침식에 가장 민감하다.

이와같은 침식, 즉 연마표면의 평면도(evenness)손상 우려는 특히 화학적/기계적 연마직후에 바로 존재한다.

이때, 반도체웨이퍼상에서 연마제의 화학적작용으로 손상을 받아 가급적 신속하게 예로서 반도체웨이퍼를 세척, 중화 또는 세정조로 이동시켜 중지시킬 필요가 있다.

한쪽면 연마 또는 연속 SSP 의 경우, 그 캐리어상에 설정한 반도체웨이퍼를, 처리공구의 기계적작동없이 연마장치에서 가급적 신속하게 이탈시켜, 즉시 클리닝,세척 , 또는 중화시킨다.

이방법 순서는 효과있게 완전자동으로 연마제에 의한 화학적작용에 대하여 반도체웨이퍼를 크게 보호받도록 실시할 수 있다.

이 이탈방법은 양쪽면 연마에 사용할 수 없다.

그 이유는 캐리어에 필요한 반도체웨이퍼의 설정이 없기 때문이다.

접착계수가 다른 연마천, 예로서 각종의 재료 또는 각종의 조직으로 구성되는 연마천의 사용이 통상적이나, 모든 반도체웨이퍼를 하부 연마판에 설정시킨 다음 DSP를 하고 상부 연마판을 이탈시켜 2개의 연마판상에서 임의로 분산되지 않게하여 기계적 처리공구, 예로서 반도체웨이퍼를 흡입시켜 차례로 그립핑(gripping)하고 연마천에서 리프팅하여(lifting)세척 또는 클리닝조로 옮겨 반도체웨이퍼가 스크래칭(scratching)또는 파괴될 염려가 없도록 하는 로버트암(robot arm)에 의해 이탈시킨다.

그 반도체웨이퍼는 강력한 접착력(모관력)을 극복한 후에만 그 연마천에서 리프팅시킬수 있다.

이 접착력은 반도체웨이퍼와 연마천 사이의 갭(gap)에 있는 연마제 잔류물로 된 필름에서 확인할 수 있다.

따라서, 각각의 반도체칩은 특별한 기술과 보호를 필요로 하는 연마천으로부터 수동이탈이 통상적이다.

그 양측면 연마기의 작동자는 장갑을 낀 손가락으로 원형으로 다듬질한 웨이퍼에지(wafer edge)바로아래를 그립핑(gripping)하여 주의있게 연마천에 부착한 반도체웨이퍼를 리프팅할 필요가 있다.

이 공정에서, 반도체웨이퍼는 연마제필름에 의해 차지한 갭(gap)이 웨지(wedge)형상으로 약간 팽창하도록 주의있게 구부릴 필요가 있다.

그 결과, 그 갭에서의 연마제필름이 수축되어 반도체웨이퍼를 서서히 이탈시킨다.

그 연마기계의 구성특성을 허용할 경우, 반도체웨이퍼는 접착성 연마제필름상에서 활동(sliding)하면서 연마판에지를 지나 연마천에서 횡방향으로 이동시킬수 있다.

웨이퍼의 수동이탈(manual removal)방법에 대한 결점은 반도체웨이퍼에 대한 기계적 및 화학적 손상 우려가 계속되고, 그 방법의 자동화가 결여되어 있으며, 각각의 웨이퍼가 일정한 간격을 유지할 수 있는 능력이 결여된점에 있다.

이와같은 종래 결점을 검토할 때 각각의 반도체웨이퍼의 실제적인 제조조건을 구체적으로 동시에 충족되고 기록할 수 있는 필요한 요건의 요구가 높다.

본 발명은 평편한 기재, 특히 양쪽면 연마기의 연마천에서 반도체웨이퍼의 앞면과 뒷면의 기계적 손상없이 단시간내에 각각의 반도체웨이퍼가 일정한 간격을 유지할 수 있게하여 반도체웨이퍼를 효과적으로 이탈시킬수 있도록 하는 기술에 의해 문제를 해결하는데 있다.

도 1 은 양측면 연마기의 하부연마판의 개략 평면도.

도 2A 및 도 2B 는 각각 도 1 의 하부연마판 일부의 확대상세도.

도 3 은 도 1 의 하부연마판의 일부 횡단면도.

도 4a , 도 4b 및 도 4c 는 각각 도 3 의 특징이외의 또 다른 특징을 나타낸 일부 횡단면도.

<도면에 나타낸 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 연마천(polishing cloth)

2 : 연마판(polishing plate)

3 : 톱니상 웨이퍼 캐리어(toothed wafer carriers)

4 : 구멍(holes)

5 : 반도체웨이퍼(semiconductor wafer)

6 : 내측톱니상링(inner toothed ring)

7 : 외측톱니상링(outer toothed ring)

8 : 대형 원형로(large circular path)

9 : 소형 원형로

10 : 액체 도출구(liquid leadthroughs)

11 : 유출구멍(outlet bores)

12 : 번들(bundle)

13 : 원(circle)

14 : 마크(marks)

15 : 액체(liquid)

16 : 갭(gap)

17 : 원통형 이탈헤드(cylindrical removal head)

18 : 상부블록킹장치(upper blocking device)

19 : 하부 블록킹장치

본 발명은 기재상에 설정한 반도체웨이퍼에 대하여 그 기재를 통하여 액체를 가압시켜, 그 액체의 작동에 의해 그 기재로부터 그 반도체웨이퍼를 리프팅(lifting)시킨다음 픽업장치(pick-up device)에 의해 픽업시킴을 특징으로 하는 방법이다.

그 액체는 물,수용성 세척 및 세정제, 비수용성매질, 반도체웨이퍼를 더 처리하는데 적합한 조정제(conditioning agents), 예로서 친수성화제(hydrophilization agents) 및 위 액체의 임의 혼합액(arbitrary mixtures)을 포함하는 일군의 액체에서 선택한다.

그 액체에 의해 자유롭게 세척한 반도체웨이퍼의 픽업은 공구를 사용하여 실시하는 것이 바람직하며, 그 공구를 사용할 때 반도체웨이퍼에 대한 기계적 손상우려가 적다.

반도체웨이퍼의 에지만을 잡아 반도체웨이퍼의 앞면과 뒷면을 접촉하지 않은 그립핑공구(gripping tool)또는 반도체웨이퍼의 한쪽면을 흡입하는 픽업공구가 바람직하다.

그 기재에서 반도체웨이퍼의 이탈을 자동적으로 행할 수 있도록 하는 픽업장치의 사용이 특히 바람직하다.

이와같은 방법과 이 방법에 적합한 픽업장치를 양측면 연마기의 연마천에서 반도체웨이퍼를 이탈시키는 장치를 사용하며 구체적으로 아래에 설명한다.

이 장치는 본 발명의 장치와 동일하게 구성되어 있으며, 연마천에서 반도체웨이퍼쪽방향으로 향한 유출구멍에 개방된 액체도출구(liquid leadthroughs)를 구성시킨 연마판(polishing plate)과, 작동상태에 있을 때 연마천에서 반도체웨이퍼의 이탈을 방지하는 블록킹장치(blocking device)와 원통형가이드(guide)를 구비한 반도체웨이퍼의 픽업장치에 의한 구성에 그 특징이 있다.

1단계에서, 본 발명의 방법과 장치에서는 반도체웨이퍼와 연마천 사이의 모관갭(capillary gap)을 팽창시켜 반도체웨이퍼의 자유로운 비접착세척을 행한다.

이것은 하부연마판의 액체도출구와 연마천의 유출구를 통과하는 적합한 액체를 가압시켜 달성된다.

그 다음 다른 단계에서, 반도체웨이퍼를 원통형 픽업 콘테이너로 액체 압력에 의해 리프팅(lifting)시키고, 이 공정에서 그 액체에 의해 더 세척시킨다.

그 픽업콘테이너의 내부벽은 반도체웨이퍼에지의 원통형 가이드로서 작동한다.

그 픽업콘테이너는 블록킹장치를 구비하여 그 액체압력이 떨어진후에는 연마천에서 반도체웨이퍼의 이탈을 방지한다.

본 발명의 방법과 장치는, 반도체웨이퍼 화학적으로 침해하지 않는 액체를 사용하여 기계적 처리없이 자유롭게 반도체웨이퍼를 세척하는 구성에 특히 특징이 있다.

또, 원통형 픽업콘테이너내에 반도체웨이퍼의 픽업은 반도체웨이퍼의 에지를 안내시켜 행할뿐이다.

픽업콘테이너의 내부벽과 그 반도체웨이퍼의 에지사이에는 액체필름이 항상 존재하여, 반도체웨이퍼와 픽업공구사이에서 직접 기계적 접촉을 피하게 된다.

또, 그 반도체웨이퍼는 그 액체에 의한 연속적 세척으로 블록킹장치(blocking device)상에 서서히 침하(sinking)할수 있으며, 공구에 의해 동시에 그립핑(gripping)할 필요가 없다.

이와같이 세척에서 자유롭게 그 픽업콘테이너내에서 반도체웨이퍼와 픽업할때까지의 전체방법은 반도체웨이퍼를 일정하게 세척시켜 실시한다("습식-습식 처리").

더욱이, 그 반도체웨이퍼를 연마천에 리프팅(lifting)시킨다음 즉시 연마를 종료시키며, 연마제 잔류물을 제거시킬수 있다.

그 웨이퍼캐리어가 위치한 그 캐리어 구멍에서 그 웨이퍼캐리어는 사전에 이탈시킬 필요가 없다.

끝으로, 본 발명의 방법은 전체 웨이퍼/위치배정을 명백하게 허용할 수 있어 실제적으로 연마한후라도 간단하게 단일웨이퍼를 일정한 간격으로 유지할 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 따라 아래에 더 구체적으로 설명한다.

본 발명을 설명하기 위하여 대표적인 도면만을 사용하여 바람직한 실시예의 특징만을 나타낸다.

우선, 도1 에 대하여 설명한다.

반도체웨이퍼(5)를 삽입한 구멍(4)을 가진 톱니상웨이퍼 캐리어 (toothed wafer carriers)(3)가 연마판(polishing plate)(2)에 위치되어 있으며, 그 연마판(2)은 연마천(polishing cloth)(1)에 의해 커버되어 있다.

도 1 에 나타낸 실시예는 5개의 웨이퍼 캐리어의 연마판상에 공간이 존재하도록 선택한 것으로, 각 웨이퍼캐리어는 주로 대칭배열에서 그 구멍에 3개의 반도체웨이퍼를 수용할 수 있다.

그 웨이퍼캐리어의 톱니는 내측톱니상링(inner toothed ring)(6)과 외측톱니상링(7)에서 맞물린다.

양쪽면 연마의 운동은 웨이퍼 캐리어 회전의 연동(현저하게 곡선형상의 화살표)과, 웨이퍼 캐리어의 병진운동(translation)(약간 굽은 화살표)과, 연마천을 가진 연마판의 회전(도시생략)에 의해 설명할 수 있다.

연마할 때, 그 웨이퍼 캐리어의 중심점(center points)은 연마판의 중심점을 중심으로 하여 대형 원형로(large circular path)(8)상에서 균일하게 이동하며 하나의 웨이퍼 캐리어의 반도체웨이퍼의 중심점은 그 웨이퍼 캐리어의 중심점을 중심으로 하여 소형 원형로(small circular path)(9)상에서 이동한다(단 하나의 웨이퍼캐리어상에서 나타냄, 그 웨이퍼 캐리어의 형상을 더 잘 알수있게 표시한 것에 불과함).

본 발명장치의 중요한 특징으로 연마천의 유출구멍(outlet bores)(11)에 개방되어 있고 연마판을 통과하는 액체도출구(liquid leadthroughs)(10)가 있다.

소형 원형로(9)에 대응되는 하나의 원(13)상에 설정되어 있는 유출구의 번들(bundle)(12)이 각 웨이퍼캐리어에 속해 있다.

그 유출구의 번들(12)은 또 수(number)와 각분포에 있어서 웨이퍼캐리어의 수와 상대위치에 대응할 필요가 있다.

실시예에서 도면에 나타낸 5개의 웨이퍼캐리어는 각각의 경우 서로간 각(角) 360⁰: 5 = 72⁰로 배치시키는 것이 효과적이며 5개의 유출구멍의 번들을 배치하며, 이들 번들사이의 각은 동일하게 72⁰이다.

웨이퍼 캐리어가 우선 연마판상에 삽입될때에만 유출구의 번들의 분포에 따라 그 웨이퍼캐리어가 일직선 배열을 하며, 그 공정은 1회만을 필요로 한다.

이것은 내측톱니링(6)또는 연마판 및 각각의 웨이퍼캐리어상에서 그 대응되는 표시마크(14)에 의해 간편하게 실시할 수 있다.

웨이퍼 캐리어당 3개의 반도체웨이퍼를 가진 이 실시예의 경우, 번들(bundle)등 최소한 5개의 유출구멍을 구성할 필요가 있다.

이 구성은 각각의 경우 최소한 하나의 유출구멍이 웨이퍼 캐리어의 반도체웨이퍼 바로아래에 설정되도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 방법에서 연마판으로부터 모든 반도체웨이퍼를 이탈 제거할 수 있도록 하기 위하여, 각각의 경우 하나의 유출구멍번들이 위치되어 있는 원(13)과, 웨이퍼캐리어의 반도체 웨이퍼 중심점의 운동에 대응하는 소형 원형로(9)가 쌍으로 일치된다.

이것은 연마판(2)의 각 위치(angular position)에 따르거나, 웨이퍼 캐리어의 또 다른 병진운동에 의해 실시할 수 있으며, 예로서 연마이동 종료시에 공지의 벡터-제어 서보모터(vector-controlled servomotors)에 의해 자동적으로 실시할 수 있다.

이와같은 운동을 개략적으로 도 2A 및 도 2B 에서 나타낸다.

도 2A 는 그 유출구멍(11)이 소정위치에 아직도 설정되어 있지 않은 상태를 나타낸 것이다.

도 2B 의 도면에서는 웨이퍼캐리어의 본래 회전각과는 관계없이 각 반도체웨이퍼 아래에 최소한 하나의 유출구멍이 존재하므로, 본 발명에 의해 연마천으로부터 반도체 웨이퍼를 이탈할 수 있다.

도 3 에서는 연마천(1)과 반도체웨이퍼(5)사이의 갭(16)으로 적당한 액체(15)를 가압시키는 수단에 의해 웨이퍼 캐리어(3)의 유출구멍으로 삽입한 반도체웨이퍼(5)을 자유롭게 세척하는 원리를 나타낸다.

액체도출구(10)과 연마천의 유출구멍(11)을 통과하는 액체를 가압시켜, 그 갭(19)을 확대시킨다.

동시에, 반도체웨이퍼(5)을 끌어올려(lifting)(화살표로 나타냄), 액체(15)로 세척한다.

과잉의 액체가 반도체웨이퍼의 에지와 웨이퍼캐리어의 유출구멍 사이의 개구(곡면 화살표로 나타냄)를 통하여 도출한다(esaping).

원칙적으로, 하부연마판축을 통과하는 액체를 그 액체도출구(10)로 안내할 수 있다.

그러나, 이 안내에 필요한 액체와 이동부분(moving parts)의 접촉으로 인하여, 그 액체가 오염될 염려가 있으며, 그 오염은 반도체웨이퍼로 확산될 수 있다.

따라서, 제로(zero)압력의 액체를 하부 연마판으로 유도시켜, 드레인(drain)을 통하여, 그 연마판에 접속되어 있는 환상 취수통(annular catching trough)으로 안내하는 것이 바람직하다.

그 취수통은 예로서 내측 톱니링의 내측 또는 연마판의 주연 외측에 배치할 수 있다.

그 취수통에서, 그 액체를 펌프, 바람직하게는 그 연마판과 공(共)회전하는 격막유량조절펌프(diaphragm metering pumpo)에 의해 가압시켜, 각각의 액체 도출구로 유입시킨다.

도 3 에서와 같이, 반도체 웨이퍼의 자유로운 세척 즉시 픽업공구, 예로서 반도체웨이퍼 에지에서 결착하는 그립핑 공구(gripping tool)또는 반도체웨이퍼의 그 자유면(free side)을 흡입하는 진공핀셋(vacuum forceps)을 사용하여 반도체웨이퍼를 픽업할 수 있다.

이와같이 반도체웨이퍼를 픽업하는 방법의 경우, 유출구멍에서는 바이어스첵밸브(biased nonreturn valves)의 구성이 바람직하며, 그 첵밸브는 압력이 떨어질 때 자동적으로 닫혀진다.

이와같은 밸브는 자유롭게 세척하는 반도체웨이퍼가 웨이퍼캐리어구멍과 접속되는 것을 방지한다.

본 발명의 특히 바람직한 구조에서, 그 반도체웨이퍼는 자동적으로 자유롭게 세척되고 동일하게 자동적으로 작동하는 픽업장치에 의해 픽업된다.

그 픽업장치와 그 작동원리를 도 4A ~ 도 4C 에 나타낸다.

직경이 웨이퍼캐리어(3)의 유출구멍(4)내경에 대응되고 반도체웨이퍼의 외경보다 약간 더 큰 원통형 이탈헤드(cylindrical removal head)(17)를 웨이퍼 캐리어(3)의 반도체 웨이퍼(5)위에서 중심방향으로 설정한다(도 4A).

이 과정에서, 원통형이탈헤드(17)와 웨이퍼캐리어(3)사이에서는 정방향의 힘전달접속(positive and force - transmitting connection)이 발생한다.

본 발명의 특히 바람직한 구조에서, 그 반도체웨이퍼는 자동적으로 자유롭게 세척되고 동일하게 자동적으로 작동하는 픽업장치에 의해 픽업된다.

그 픽업장치와 그 작동원리를 도 4A ~ 도 4C 에 나타낸다.

직경이 웨이퍼캐리어(3)의 유출구멍(4)내경에 대응되고 반도체웨이퍼의 외경보다 약간 더 큰 원통형 이탈헤드(cylindrical removal head)(17)를 웨이퍼캐리어(3)의 반도체웨이퍼(5)위에서 중심방향으로 설정한다(도 4A).

이 과정에서 원통형 이탈헤드(17)와 웨이퍼캐리어(3)사이에서는 정방향의 힘전달 접속(positrue and force-transmitting crnnection)이 발생한다.

그 결과, 그 액체는 반도체웨이퍼가 자유롭게 세척될 때 그 원통형 이탈헤드로 유입된다.

예로서, 그 원통형이탈헤드의 센터링(centering)은 웨이퍼캐리어의 안내구멍(guide bore)에 의해 촉진시킬수 있으며, 그 이탈헤드상에서 센터링핀(centering pins)을 피팅시켜(fitting)연결할 수 있다.

설치한 그 이탈헤드는 연마판의 그 웨이퍼캐리어를 고정한다.

따라서, 그 웨이퍼캐리어는 유출구멍을 웨이퍼 캐리어 아래에 설치하여도 상부로 부동(float)할 수 없다.

이와같이하여 반도체웨이퍼의 픽업을 준비한다음, 반도체웨이퍼를 위에서 설명한 바와같이 액체도출구(10)와 유출구멍(11)을 통해 반도체웨이퍼(5)와 연마천(1)사이의 갭(16)으로 액체를 공급시켜 가압한다.

그 반도체웨이퍼는 그 액체의 압력에 의해 연마천에서 리프팅(lifting)되어, 그 이탈헤드로 이동을 개시한다(도 4A).

후방에서 유동하는 액체는 상부블록킹장치(upper blocking device)(18)의 작동범위까지 그 이탈헤드로, 그 반도체웨이퍼를 더 상방향으로 가압시켜, 그 상부블록킹장치에 의해 이탈헤드의 내경은, 반도체웨이퍼가 반도체웨이퍼의 에지에서, 계속하는 상방향이동을 방지하도록 하는 정도로 좁아지게 된다.

그리고 더 후방에서 유동하는 액체는 그 이탈헤드의 개방상부단에 있게된다(화살표로 나타냄).

그 반도체웨이퍼가 상부블록킹장치(18)에 도달하는 즉시 액체공급을 감소시킴과 동시에, 하부 블록킹장치(19)를 작동하도록 한다.

그 반도체웨이퍼가 상방향운동을 할 때 그 반도체웨이퍼는 하부블록킹장치(19)를 통과한다(도 4B). 통과후 반도체웨이퍼는 그 이탈헤드(17)에서 캐칭(catching)되어 연마천(1)으로 더 이상 하강할 수 없게된다.

호스 또는 벨로즈(bellows)(지지비드 : retaining beads)가 특히 블록킹장치로서 적합하며, 작동하지 않는 제로(zero)압력상태에서 그 이탈헤드의 내벽을 중심으로 하여 환상방향으로 작동하고, 그 내벽과의 플러싱(flushing)을 종료한다.

이들의 작동은 공기압으로, 예로서 정화공기를 충전시키거나, 또는 수압으로, 예로서 물을 충전시켜 행한다.

이 작동을 행할 때, 그 이탈헤드내로 팽창시켜 협소하게 하여 그 내경은 반도체웨이퍼의 직경보다 더 작아진다.

또, 전기모터에 의해 자기작동, 공기압작동 또는 수압작동으로 할수 있는 블록킹래치(blocking latches)의 어떤타입이라도 지지비드대신 사용할 수 있다.

그러나, 블록킹장치는 차례로 균일하게 일정간격을 둔 최소한 3개의 블록킹래치를 구비할 필요가 있다.

따라서, 그 반도체웨이퍼의 에지가 블록킹래치에 의해 구성된 3개의 지지점에서 지지되어 있다.

특히 조작상안정성이 있는 효과가 있으므로, 팽창재로된 분할링(divided ring)을 사용할 수도 있으며, 그 링은 이탈헤드의 요홈에서 작동하며, 제로(zero)압력의 단축상태(shortened state)에 있을때 그 요홈에서 이탈헤드로 돌출되어 있다.

이 상태에서, 그 링은 작동블록킹장치로서 작동한다.

예로서, 수압 또는 공기압처리후에만 그 링(ring)은 그 요홈으로 그 압이 완전소실될때까지 확장된다.

그 링이 제로(zero)압력상태에서 에너지가 공급되지 않을 때 반도체웨이퍼를 보유(holding back)하기 때문에, 그 액체 또는 파워(power)가 돌발적으로 결여될 가능성이 없다.

이와 동일하게 안정성은 보유비드(retaining bead)또는 블록킹래치(blocking latchies)를 사용할 경우에도, 예로서 비블록킹상태(non-blocking state)에서 진공처리에 의해 지지되는 이들의 블록킹장치에 의해 얻을수 있다.

그 이탈헤드(17)는 반도체웨이퍼(5)와 함께 최종적으로 리프팅(lifting)하며, 연마천쪽으로 떨어지는 것을 방지한다(도 4C).

동시에, 그 웨이퍼캐리어의 부동(floating)을 피하기위하여 액체의 공급을 불연속적으로 하여, 그 웨이퍼캐리어를 더 이상 보유하지 않는다.

액체의 공급을 불연속적으로 하므로, 그 이탈헤드에서의 반도체웨이퍼의 수압리프팅을 정지시킨한다.

따라서, 그 반도체 웨이퍼는 상부블록킹장치(18)에 대하여 더 이상 가압하지 않고, 하부블록킹장치(19)에 의해 제동될때까지 서서히 하방향으로 침하된다(sink).

그 반도체웨이퍼는 작동하지 않는 하부블록킹장치에 의해 이탈헤드에서 이탈된다.

그 다음 반도체웨이퍼는 그 이탈헤드에서 떨어져나가 각각의 경우 소정의 또 다른 처리에 이용할 수 있다.

이와같이하여, 그 반도체웨이퍼는 예로서 물슈트(water chute)와 트레이인덱서(tray indexer)에 의해 웨이퍼피드(wafer feed)를 구비한 시판용 습식트레이필러(wet tray filler)에 공급할 수 있다.

연마천에서 연마반도체웨이퍼의 자유로운 세척과 픽업장치에서 그 반도체웨이퍼의 픽업을 완전자동으로 실시하는 것이 바람직하다.

그 웨이퍼 캐리어에 위치한 반도체웨이퍼는 소정의 방법에 따라 자유롭게 세척하며 픽업된다.

이탈순서(removal sequence)를 제공한 웨이퍼 캐리어의 유지가 바람직하다.

이 경우, 웨이퍼캐리어를 차례로, 연마테이블의 동기주기(syn chronous cycling)에 의해 고정이탈위치로 이동시킨다.

이탈속도를 증가시키기 위하여 하나의 웨이퍼캐리어에서 반도체웨이퍼를 동시에 자유롭게 세척시켜 픽업하도록 한다.

이 때문에, 동일한 수의 이탈비드(removal bead)가 하나의 장치(unit)에 결합되고, 웨이퍼캐리어에 삽입한 웨이퍼의 수와 같이 동시에 작동한다.

본 발명에 의해, 평편한 기재, 특히 양측면 연마기계의 연마천에서 반도체웨이퍼의 앞면과 뒷면의 기계적 손상없이 단시간내에 반도체웨이퍼 각각을 일정한 간격으로 유지할 수 있게하여 반도체웨이퍼를 이탈시킬수 있다.

Claims (2)

1. 양측면 연마기의 연마판상에 설정한 연마천에서 반도체 웨이퍼를 이탈하는 방법에 있어서,

   그 연마판의 액체 도출구(liquid leadthroughs)를 통과하는 액체와 그 연마천의 유출구멍(oulet bores)을 그 연마천에 설정하는 반도체 웨이퍼에 대하여 가압시켜,

   그 액체의 작동에 의해 연마천에서 상방으로 그 반도체 웨이퍼를 리프팅(lifting)시키며,

   원통형 가이드(cylindrical guide)내에 그 리프팅을 한 반도체 웨이퍼를 안내하고,

   그 반도체 웨이퍼를 연마천에서 떨어져 나가는 것을 방지하여,

   그 반도체 웨이퍼를 에지영역(edge region)에서만 좁촉시킴을 특징으로 하는 방법.
2. 양측면 연마기의 연마천에서 반도체 웨이퍼를 이탈하는 장치에 있어서, 유출구멍을 가지며 여마판상에 설정한 연마천과,

   그 연마천상에 설정한 반도체 웨이퍼쪽 방향으로 향하여 있는 유출구멍으로 개방된 액체도출구를 구비한연마판과,

   그 연마판의 액체도출구를 통과하는 액체와 그 연마천의 유출구멍을 가압하여 그 연마천에서 그 반도체 웨이퍼를 리프팅(lifting)하는 수단과,

   그 리프팅을 한 반도체 웨이퍼를 안내하는 원통형 가이드(cylindrical guide)와 그 반도체 웨이퍼의 에지영역만을 접촉시켜 그 반도체 웨이퍼가 연마천에서 떨어져 나가는 것을 방지하는 블록킹(blicking device)로 이루어진 픽업장치(pock-up device)을 구성함을 특징으로 하는 장치.

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