KR100299593B1 - 반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 비닐 도포, 이면 연마 및 비닐 제거 공정을 포함하는 일련의 공정을 인라인(In-line)으로 진행하도록 개선시킨 반도체장치 제조를 위한 백 랩핑(Back Lapping) 인라인 시스템에 관한 것으로서, 네트워크 회선에 접속되고 웨이퍼에 대한 소정 비닐 도포 공정, 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 포함하는 인라인 공정을 제어하는 프로그램이 내장되는 서버 및 상기 서버에 통상의 통신을 위한 규격화된 라인으로 연결되고, 상기 비닐 도포 공정, 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 수행하기 위한 각 부가 순서대로 조합되며, 상기 각 부는 상기 서버와 통신되는 정보에 의하여 웨이퍼에 대하여 해당 공정을 수행하고, 로딩된 웨이퍼를 각 부의 해당 공정을 순차적으로 거치면서 언로딩되도록 이송시키는 온라인 설비를 구비하여 이루어져 있다.

Description

반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템(Back lapping in-line system for fabrication semiconductor device)
본 발명은 반도체장치 제조를 위한 백 랩핑(Back Lapping) 인라인(In-line) 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비닐 도포, 이면 연마 및 비닐 제거 공정을 포함하는 일련의 공정을 인라인으로 진행하도록 개선시킨 반도체장치 제조를 위한 백 랩핑 인라인 시스템에 관한 것이다.
통상, 반도체 웨이퍼는 패키지(Package)로 가공되며, 반도체 웨이퍼를 패키지로 가공하는 공정에는 웨이퍼의 이면(Back side)을 연마하는 공정이 포함되어 있고, 이면 연마를 포함하는 일련의 단위 공정은 백 랩(Back Lap) 또는 백 그라인드(Back Grind) 공정이라 한다.
도1을 참조하면, 연삭기를 이용하는 이면 연마 공정을 포함하는 백 랩 공정은 웨이퍼 제조 공정(10)과 어셈블리 공정(20) 사이에 진행되며, 백 랩 공정은 상세하게는 이면 연마 전(前) 공정(12), 비닐도포 공정(14), 이면연마 공정(16), 비닐제거 공정(18) 및 이면연마 후(後) 공정(20)의 순으로 진행된다.
전술한 공정 중 비닐 도포 공정(14)은 후속되는 이면 연마 공정(16) 중에 발생되는 실리콘 가루로부터 웨이퍼의 패턴면을 보호하기 위하여 랩 전에 비닐을 패턴면 상부에 도포하는 것이고, 비닐 제거 공정(14, 18)은 이면 연마 공정(16) 후 웨이퍼 표면의 불필요하게된 비닐을 제거하는 것으로며, 이들 공정은 이면 연마 공정 중 웨이퍼의 패턴을 보호하기 위한 필수적인 공정이다.
전술한 이면 연마 공정(16)은 다이아몬드 휠에 의하여 웨이퍼의 이면이 연삭되며, 웨이퍼의 이면 연마 중에 다이아몬드 휠의 강한 회전에 의하여 마찰열이 필연적으로 발생되고, 웨이퍼는 종종 이 마찰열에 의하여 어느 정도 휘어지는 현상이 발생된다. 이를 랩페이지(Wrapage) 불량이라 한다.
랩페이지 불량은 웨이퍼의 구경이 커질수록 심하게 발생되며, 랩페이지 불량은 웨이퍼의 카세트 로딩/언로딩시에 웨이퍼의 부적절한 적재 또는 로딩/언로딩 오류를 유발시켜서 심하게는 웨이퍼에 치명적인 손상을 야기시키기도 한다.
도1의 공정을 수행하기 위해서 비닐 도포 공정, 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 수행하기 위한 설비는 도2와 같이 구성된다.
즉, 네트워크 회선(30)에 매뉴얼 인터페이스(32, 34, 36)가 연결되어 있으며, 매뉴얼 인터페이스(32, 34, 36)는 해당 설비인 비닐 도포를 수행하는 라미네이터(Laminator)(38), 이면 연마를 수행하는 백 그라인더(40) 및 비닐 제거를 수행하는 제거기(Remover)(42)와 네트워크 회선(30)을 접속시키고 있다.
그리고, 구체적으로, 라이네이터(38)는 로딩부(44)와 프리컷(Pre-cut)부(46), 센터링부(Centering)(48), 와이어컷(Wire Cut)부(50) 및 언로딩부(52)로 이루어진다. 그리고, 백 그라인더(40)는 로딩부(54), 센터링부(56), 그라인딩부(58), 클리닝부(60) 및 언로딩부(62)로 이루어진다. 또한, 제거기(42)는 로딩부(64), 센터링부(66), UV조사부(68), 제거부(70) 및 언로딩부(72)로 이루어진다.
전술한 라미네이터(38), 백 그라인더(40) 및 제거기(42)는 각각의 매뉴얼 인터페이스(32, 34, 36)를 통하여 호스트 컴퓨터(도시되지 않음) 또는 다른 설비와 정보를 통신하면서 정해진 동작을 수행한다.
그러나, 종래의 웨이퍼의 이면 연마를 수행하기 위한 설비는 도2와 같이 각각의 설비, 즉 라미네이터(38), 백 그라인더(40) 및 제거기(42) 별로 로딩부와 언로딩부가 필수적으로 구비되어 있어서 일련의 연속되는 공정을 수행하기 위한 중복적인 구성 요소가 발생되었다.
그리고, 중복적인 구성요소가 발생되는 만큼의 시간 지연이 종래의 설비에서는 불가피하였으며, 라미네이터(38)와 백 그라인더(40) 사이의 웨이퍼 이송을 위한 임시저장고와 백 그라인더(40)와 제거기(42) 사이의 웨이퍼 이송을 위한 임시저장고가 필요하여서 불필요한 작업공간이 요구되었다.
그리고, 전술한 각 단위 설비 중 이면 연마 후 랩페이지 불량이 발생된 웨이퍼의 경우 세 번의 로딩과 세 번의 언로딩이 수행되는 중 휘어짐 정도에 따라서 긁힘이나 파손되는 경우가 종종 발생되어서 수율이 저하되는 문제점이 있었으며, 특히 최근 웨이퍼가 대 구경화되는 상태에서 이는 심각하게 고려되어야 할 사항으로 인식되고 있다.
즉, 종래의 이면 연마를 수행하기 위한 설비는, 첫째 랩페이지 불량 웨이퍼가 로딩 및 언로딩될 때 그 로딩 및 언로딩되는 회수가 많았으므로 웨이퍼가 손상될 확률이 높았으며, 둘째 각 단위 공정들이 서로 다른 설비에서 분리되어 진행되었으므로 그로 인한 불필요한 저장공간이 필요하였으며, 세째 한 런(Run)을 진행함에 있어서 설비간의 연속성이 단절됨으로써 각각의 공정이 완료되어야 다음 공정이 진행되었으므로 턴 어라운드 타임(Turn Around Time)이 길어지는 현상이 발생되어서 생산성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 웨이퍼의 이면 연마를 위한 비닐 도포 공정과 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 인라인화하여 단일 공정으로 진행시키기 위한 반도체장치 제조를 위한 백 랩핑 인라인 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 이면 연마를 위한 비닐 도포 공정과 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 인라인화하여 단위 공정간 웨이퍼의 이송빈도를 줄임으로써 랩페이지 불량 웨이퍼의 손상을 줄일수 있는 반도체장치 제조를 위한 백 랩핑 인라인 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 웨이퍼의 이면 연마를 위한 비닐 도포 공정과 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 인라인화하여 단위 공정을 수행하기 위한 설비간의 불필요한 저장요소를 없애기 위한 반도체장치 제조를 위한 백 랩핑 인라인 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 웨이퍼의 이면 연마를 위한 비닐 도포 공정과 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 인라인화하여 턴 어라운드 타임(Turn Around Time)을 줄이기 위한 반도체장치 제조를 위한 백 랩핑 인라인 시스템을 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 반도체장치 제조용 백 랩핑 공정을 포함하는 공정을 나타내는 공정도이다.
도2는 종래의 백 랩핑 공정을 수행하기 위한 시스템의 블록도이다.
도3은 본 발명에 따른 백 랩핑을 위한 인라인 공정을 포함하는 공정을 나타내는 공정도이다.
도4는 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템의 실시예를 나타내는 블록도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 110 : 웨이퍼 제조공정 12, 112 : 이면 연마 전 공정
14 : 비닐도포 공정 16 : 이면 연마 공정
18 : 비닐제거 공정 20, 116 : 이면 연마 후 공정
22, 118 : 어셈블리 공정 30, 120 : 네트워크 회선
32, 34, 36 : 매뉴얼 인터페이스 38 : 라미네이터
40 : 백 그라인더 42 : 제거기
44, 54, 62, 128 : 로딩부 46 : 프리컷부
50 : 와이어컷부 52, 64, 72, 146 : 언로딩부
58, 136 : 그라인딩부 60, 138 : 클리닝부
68, 142 : UV 조사부 70, 144 : 제거부
114 : 인라인 공정 124 : 서버
126 : 인라인 설비 132 : 테이핑 레이저 커팅부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템은, 네트워크 회선에 접속되고 웨이퍼에 대한 소정 비닐 도포 공정, 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 포함하는 인라인 공정을 제어하는 프로그램이 내장되는 서버 및 상기 서버에 통상의 통신을 위한 규격화된 라인으로 연결되고, 상기 비닐 도포 공정, 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 수행하기 위한 각 부가 순서대로 조합되며, 상기 각 부는 상기 서버와 통신되는 정보에 의하여 웨이퍼에 대하여 해당 공정을 수행하고, 로딩된 웨이퍼를 각 부의 해당 공정을 순차적으로 거치면서 언로딩되도록 이송시키는 온라인 설비를 구비하여 이루어진다.
그리고, 상기 온라인 설비는, 웨이퍼가 로딩되는 로딩부, 상기 로딩된 웨이퍼가 이송되어 일차 센터링을 수행하는 제 1 센터링부, 일차 센터링되어 이송되는 웨이퍼의 패턴 형성면에 비닐을 도포하여 컷팅하는 테이핑 레이저 커팅부, 상기 비닐이 도포된 웨이퍼가 이송되면 이차 센터링을 수행하는 제 2 센터링부, 상기 이차센터링되어 이송되는 웨이퍼를 이면 연마하는 그라인딩부, 상기 그라인딩되어 이송되는 웨이퍼를 클리닝하는 클리닝부, 상기 클리닝된 웨이퍼가 이송되어 삼차 센티링하는 제 3 센터링부, 상기 삼차 센터링된 웨이퍼가 이송되어 UV로 조사하는 UV 조사부, 상기 UV 조사되어 연화된 비닐을 제거하는 제거부 및 상기 비닐이 제거된 웨이퍼를 언로딩하는 언로딩부의 순으로 조합되고; 상기 각 부분들은 상기 서버와의 정보교환에 의하여 단위공정 및 웨이퍼 이송을 수행하도록 구성될 수 있다.
그리고, 단위 공정을 수행하는 상기 각 부분들에는 웨이퍼의 이송을 위한 이송벨트가 구비되어 인라인을 위한 웨이퍼 이송을 수행하도록 구성되거나, 웨이퍼의 이송을 위한 로봇이 구비되어 상기 로봇의 아암에 의하여 웨이퍼 이송이 수행되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 서버는 상기 인라인 설비를 이루는 각 부분들 중 미리 공정을 수행할 것이 선택된 부분에서 공정을 수행시키고 다른 부분에서 웨이퍼를 공정수행없이 이송시키도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 인라인 설비는 상기 각 부분들 중 필요에 따라서 단위 공정을 수행하기 위한 부분을 가감하여 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 반도체장치 제조를 위한 백 랩핑 인라인 시스템의 실시예는 웨이퍼 이면 연마를 위한 일련의 도3과 같이 제조공정(110)과 어셈블리 공정(118) 사이의 백 랩 공정 중 비닐 도포, 이면 연마 및 비닐 제거 공정을 하나의 단위 공정인 인라인 공정(114)에서 수행하도록 하였고, 인라인 공정(114)의 전후에는 이면 연마 전 공정(112)과 이면 연마 후 공정(116)이 수행되도록 하였다.
도3의 인라인 공정(114)은 도4의 시스템에 의하여 수행된다.
도4를 참조하면, 네트워크 회선(120)에 다른 시스템이 접속되어 있고, 여기에 인라인 공정을 수행시키기 위한 프로그램이 내장된 서버(124)가 연결되어 있다. 서버(124)는 통상의 서버간 통신을 위한 규격을 갖는 라인을 통하여 인라인 설비(126)에 접속되어 인라인 공정을 진행하는데 필요한 정보를 인라인 설비(126)와 교환하도록 구성되어 있다.
그리고, 인라인 설비(126)는 로딩부(128), 제 1 센터링부(130), 테이핑 레이저 커팅부(132), 제 2 센터링부(134), 그라인딩부(136), 클리닝부(138), 제 3 센터링부(140), UV조사부(142), 제거부(144) 및 언로딩부(146)가 조합되어 있으며, 이들 각 부간에는 웨이퍼를 이송하기 위한 통상의 로봇이나 이송벨트와 같은 것을 이용한 메카니즘을 갖는 이송장치(도시되지 않음)가 구성되고, 웨이퍼는 로딩부(128)에 로딩된 후 전술한 각부를 경유하면서 단계별 공정을 거친 후 최종적으로 언로딩부(146)에 언로딩된다.
구체적으로 설명하면 다음과 같다.
웨이퍼는 백 랩 공정을 수행하기 위한 이면 연마 전 공정(112)을 종료한 후 로딩부(128)로 이송되어 로딩되고, 그 후 웨이퍼는 센터링부(130)로 이송되어 테이핑 레이저 커팅 처리를 위한 일차 센터링이 수행되어 웨이퍼의 정렬이 이루어지며, 일차 센터링된 웨이퍼는 테이핑 레이저 커팅부(132)로 이송되어 테이핑 레이저 커팅이 수행되고, 커팅된 웨이퍼는 센터링부(134)로 이송되어 그라인딩을 위한 이차 센터링이 수행되어 웨이퍼의 정렬이 이루어지며, 이 정렬된 상태의 웨이퍼는 그라인딩부(136)로 이송되어 이면이 연마된다.
이때 이면이 연마되면서 발생되는 실리콘 가루는 도포된 비닐에 의하여 웨이퍼의 표면 패턴에 영향을 미치지 못한다.
그라인딩부(136)에서 이면 연마된 웨이퍼는 클리닝부(138)로 이송되어 클리닝된 후 센터링부(140)로 이송되어 삼차 센터링이 수행되고, 삼차 센터링이 수행된 웨이퍼는 UV조사부(142)로 이송되어 UV를 조사받는다. 이때 UV에 의하여 웨이퍼 표면의 비닐은 제거하기 좋은 상태로 연화(軟貨)되고, 웨이퍼는 제거부(144)로 이송되어 표면의 연화된 비닐을 제거한 후 언로딩부(146)로 이송되어 언로딩된다.
전술한 일련의 공정은 각 조합된 부분들의 제어부(도시되지 않음)와 서버(124)의 통상의 규격화된 인터페이스 방식에 의하여 제어되어지며, 각 공정별로 발생되는 공정정보는 서버(124)로 전송되어 저장되고, 이 공정정보는 네트워크 회선(30)을 통하여 호스트 컴퓨터(도시되지 않음)의 메인 공정관리 프로그램에 의하여 활용된다.
그리고, 도4와 같이 조합된 각 부분은 제작자의 의도에 따라서 가감이 가능하며, 각 부분의 가감이 있을 때마다 서버(124)는 그를 위한 제어 프로그램을 갱신하거나 공정제어 조건을 변경시켜서 변경된 공정환경에 적용한다.
즉, 본 발명에 따른 실시예는 상황에 따른 생산방식의 변경이 자유롭다. 구체적으로 연속된 두 공정만 선택하여 인라인으로 구성함이 그 예이다.
따라서, 본 발명에 의하면 첫째, 각 설비의 불필요한 로딩/언로딩에 소요되는 시간이 최소화됨으로서 턴 어라운드 타임을 줄일 수 있고, 둘째, 각 설비간의 로딩/언로딩 단계가 제거되기 때문에 그로써 발생되었던 랩페이지 불량 웨이퍼의 손상이 방지되어 수율이 향상될 수 있으며, 셋째, 인라인을 적용함에 따른 매뉴얼 조작이나 관리방식이 간단화됨에 따라서 관리도가 향상될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 각 부분별 웨이퍼 손실 및 공정 시간 손실을 최소화하여 설계됨으로서 생산성이 극대화되며, 특히 랩페이지에 약한 대구경 웨이퍼의 경우 그 효과가 극명하게 나타날 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

  1. 네트워크 회선에 접속되고 웨이퍼에 대한 소정 비닐 도포 공정, 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 포함하는 인라인 공정을 제어하는 프로그램이 내장되는 서버; 및
    상기 서버에 통상의 통신을 위한 규격화된 라인으로 연결되고, 상기 비닐 도포 공정, 이면 연마 공정 및 비닐 제거 공정을 수행하기 위한 각 부가 순서대로 조합되며, 상기 각 부는 상기 서버와 통신되는 정보에 의하여 웨이퍼에 대하여 해당 공정을 수행하고, 로딩된 웨이퍼를 각 부의 해당 공정을 순차적으로 거친 후에 언로딩되도록 이송시키는 온라인 설비를 포함하되,
    상기 온라인 설비는 웨이퍼가 로딩되는 로딩부, 상기 로딩된 웨이퍼가 이송되어 일차 센터링을 수행하는 제 1 센터링부, 일차 센터링되어 이송되는 웨이퍼의 패턴 형성면에 비닐을 도포하여 컷팅하는 테이핑 레이저 커팅부, 상기 비닐이 도포된 웨이퍼가 이송되면 이차 센터링을 수행하는 제 2 센터링부, 상기 이차센터링되어 이송되는 웨이퍼를 이면 연마하는 그라인딩부, 상기 그라인딩되어 이송되는 웨이퍼를 클리닝하는 클리닝부, 상기 클링닝된 웨이퍼가 이송되어 삼차 센터링하는 제 3 센터링부, 상기 삼차 센터링된 웨이퍼가 이송되어 UV로 조사하는 UV 조사부, 상기 UV 조사되어 연화된 비닐을 제거하는 제거부 및 상기 비닐이 제거된 웨이퍼를 언로딩하는 언로딩부의 순으로 조합되고; 상기 각 부분들은 상기 서버와의 정보교환에 의하여 단위공정 및 웨이퍼 이송을 수행하도록 구성됨을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    단위 공정에 수행하는 상기 각 부분들에는 웨이퍼의 이송을 위한 이송벨트가 구비되어 인라인을 위한 웨이퍼 이송을 수행하도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    단위 공정을 수행하는 상기 각 부분들에는 웨이퍼의 이송을 위한 로봇이 구비되어 상기 로봇의 아암에 의하여 웨이퍼 이송이 수행되도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버는 상기 인라인 설비를 이루는 각 부분들 중 미리 공정을 수행할 것이 선택된 부분에서 공정을 수행시키고 다른 부분에서 웨이퍼를 공정수행없이 이송시키도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 인라인 설비는 상기 각 부분들 중 필요에 따라서 단위 공정을 수행하기 위한 부분을 가감하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 백 랩핑 인라인 시스템.
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