KR100963044B1 - A Double Side Polishing Device For Wafer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼의 양면 연마장치에 대한 것이다. 본 발명의 양면 연마장치는 여러장의 웨이퍼에 대하여, 그 각각의 양면을 동시에 연마하는 웨이퍼의 양면연마기에 있어서, 경면이 밀착된 상태에서 웨이퍼가 가압 연마되는 제 1연마패드가 상면에 부착되고, 일정방향으로 회전하는 하정반과; 상기 하정반의 상방에 위치하며, 웨이퍼의 배면이 밀착되는 제 2연마패드의 에지가 일부 커팅되어 웨이퍼의 에지부분이 닿지 않게 하면에 부착되고, 웨이퍼를 상측에서 가압 회전하여 웨이퍼의 표면연마를 가능하게 하는 상정반과; 상기 하정반과 상정반의 사이에 설치되며, 상기 상정반 및 하정반과 결합되어 자전과 상기 하정반의 중심을 기준으로 공전하며 움직여서 웨이퍼의 회전을 가능하도록 하는 웨이퍼캐리어를 포함한다.The present invention relates to a double side polishing apparatus for a wafer. In the double-side polishing apparatus of the wafer for polishing multiple wafers simultaneously with respect to a plurality of wafers, the double-side polishing apparatus of the present invention is provided with a first polishing pad on which the wafer is press-polished in a state where the mirror surface is in close contact with the top surface, A lower plate rotating in a direction; Located at the upper side of the lower platen, the edge of the second polishing pad which is in close contact with the back surface of the wafer is partially cut and attached to the bottom surface so that the edge portion of the wafer does not touch, and the wafer is pressed and rotated from above to enable surface polishing of the wafer. An upper class to do; It is installed between the lower plate and the upper plate, and coupled to the upper plate and the lower plate includes a wafer carrier to rotate and move around the rotation and the center of the lower plate to enable the rotation of the wafer.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 상기 제2 연마패드의 에지커팅에 의해 웨이퍼 에지가 과도하게 연마되는 것을 방지할 수 있게 된다.
According to the present invention, the wafer edge is prevented from being excessively polished by the edge cutting of the second polishing pad.
웨이퍼, 연마, 평탄도, 에지, 연마패드 Wafer, polishing, flatness, edge, polishing pad
Description
도 1은 종래의 일반적인 양면 연마기를 예시한 절개사시도.1 is a cutaway perspective view illustrating a conventional double-sided polishing machine.
도 2는 종래의 양면 연마기의 상정반에 설치되는 연마패드를 예시한 평면도.Figure 2 is a plan view illustrating a polishing pad installed on the top plate of a conventional double-sided polishing machine.
도 3은 종래 양면연마기에 의한 웨이퍼의 연마상태를 예시한 단면도.3 is a cross-sectional view illustrating a polishing state of a wafer by a conventional double-sided polishing machine.
도 4는 종래의 양면연마기에 의해 연마된 웨이퍼의 평탄도를 예시한 사이트맵.4 is a site map illustrating the flatness of a wafer polished by a conventional double-sided polishing machine.
도 5는 본 발명에 의한 웨이퍼의 양면 연마장치의 바람직한 실시예의 구성을 예시한 단면도.5 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a preferred embodiment of a double-side polishing apparatus of a wafer according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 실시예의 상정반에 설치되는 연마패드의 예시 저면도.Figure 6 is an exemplary bottom view of a polishing pad installed on the top plate of the embodiment according to the present invention.
도 7은 웨이퍼와 상정반의 연마패드의 상대 위치를 예시한 분해 평면도.7 is an exploded plan view illustrating the relative positions of the wafer and the polishing pad on the top plate;
도 8은 연마패드의 측단면도.8 is a side cross-sectional view of the polishing pad.
도 9는 본 발명의 실시예의 양면 연마장치에 의해 연마된 웨이퍼 각부분의 평탄도의 분포도.Fig. 9 is a distribution diagram of flatness of each part of the wafer polished by the double-side polishing apparatus of the embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 웨이퍼의 평탄도를 예시한 사이트맵10 is a sitemap illustrating the flatness of a wafer manufactured by an embodiment of the invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *
30..........양면 연마장치 31..........웨이퍼30 .......... 2-sided
33..........상정반 35..........하정반33 .....
37..........캐리어 39..........제 1 연마패드37 ........ Carrier 39 .......... No. 1 Polishing Pad
40..........제 2 연마패드 40 .......... 2nd polishing pad
본 발명은 웨이퍼의 양면 연마장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 상정반의 연마패드의 에지부분을 커팅하여 연마과정에서 웨이퍼의 에지의 일부가 연마패드에 닿지 않도록 하여 웨이퍼 에지의 과도한 연마를 방지하는 웨이퍼의 양면 연마장치에 대한 것이다.The present invention relates to a double-side polishing device of the wafer, and more particularly, to cut the edge portion of the polishing pad of the top plate so that a part of the edge of the wafer does not touch the polishing pad in the polishing process to prevent excessive polishing of the wafer edge To a double-sided polishing apparatus.
도 1은 종래의 웨이퍼의 양면연마장치를 예시한 절개 사시도이다. 1 is a cutaway perspective view illustrating a conventional double-side polishing apparatus of a wafer.
도시된 바에 의하면, 종래의 양면연마기(10)는 웨이퍼 경면연마를 위한 연마패드(12)가 상면에 부착된 하정반(14)과, 웨이퍼를 상측에서 회전 가압하며 하면에 연마패드(16)가 부착된 상정반(18)과, 상정반(18)과 하정반(14) 사이에 결합되게 놓여져서 웨이퍼(19)를 위치 이동시키고 회전시키는 캐리어(20)를 포함한다.As shown, the conventional double-sided polishing machine 10 has a
종래의 하정반의 외주에는 외주기어(21)가 형성되고, 중심부에는 선기어(sun gear)(23)가 설치되어, 상정반(18) 및 하정반(14)의 반대방향 회전에 따라 각각 서로 반대방향으로 회전한다.The outer
캐리어(20)는 대략 원판형상으로 선기어(23)와 외주기어(21) 사이에 맞물리 게 놓여지며, 그 내측에는 웨이퍼(19)의 장착을 위한 장착홀(20a)이 다수개 형성되어 있다. 따라서 웨이퍼(19)는 캐리어(20)에 장착된 상태에서 상정반(18) 및 하정반(14)의 연마패드(12,16)와 그 표면이 밀착되는 것이 가능하게 된다.The
연마장치(10)를 작동시키면, 하정반(14)과 상정반(18)은 서로 반대 방향으로 회전하고, 외주기어(21)와 선기어(23)도 이에 연동하여 회전한다. 그리고, 선기어(23) 및 외주기어(21)에 맞물리게 놓여지는 캐리어(20)가 상하정반(14,18) 사이에서 자전과 공전을 하면서 웨이퍼(19)를 정반의 중심과 외곽으로 회전시켜서 웨이퍼(19)의 양면이 연마되어진다.When the polishing apparatus 10 is operated, the
그러나, 상기와 같은 구성의 종래의 양면 연마장치에는 다음과 같은 문제점이 있어 왔다. However, the conventional double-side polishing apparatus having the above configuration has the following problems.
종래의 웨이퍼(19)의 양면 연마과정에서 웨이퍼의 에지(19a)에는, 다른 부분에 비해 가해지는 연마압력이 커서, 과도하게 연마되는 경향이 있다. In the conventional double-side polishing process of the
따라서, 도 3 또는 4에 기재된 바와 같이, 웨이퍼의 에지부분(19a)은 다른 부분에 비해 평탄도와, 평탄도에 비례하는 SFIR(Site Frontside Indicator Reading), SBIR(Site Backside Indicator Reading), (Site Total Indicator Reading)의 값이 급격하게 높아진다.Thus, as shown in Fig. 3 or 4, the edge portion 19a of the wafer has flatness compared to the other portions, and the front frontside indicator reading (SFIR), the site backside indicator reading (SBIR), and the (Site Total) are proportional to the flatness. Indicator Reading) increases dramatically.
본 발명의 목적은, 다수개 웨이퍼의 양면을 일거에 연마하는 웨이퍼의 양면 연마장치의 상정반에 부착되는 연마패드의 형상을 변형시켜 웨이퍼 에지가 과도하게 연마되는 것을 방지하는 웨이퍼의 양면 연마장치를 구현하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a double-side polishing apparatus for a wafer that deforms the shape of the polishing pad attached to the upper surface of the double-side polishing apparatus for polishing both sides of a plurality of wafers at once, thereby preventing the wafer edges from being excessively polished. Is to implement.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 웨이퍼의 양면 연마장치는, 여러장의 웨이퍼에 대하여, 그 각각의 양면을 동시에 연마하는 웨이퍼의 양면 연마장치에 있어서, 경면이 밀착된 상태에서 웨이퍼가 가압 연마되는 제 1연마패드가 상면에 부착되고, 일방향으로 회전하는 하정반과; 상기 하정반의 상방에 위치하며, 웨이퍼의 배면이 밀착되는 제 2연마패드의 에지가 일부 커팅되어 웨이퍼의 에지부분이 닿지 않게 하면에 부착되고, 웨이퍼를 상측에서 가압 회전시켜 웨이퍼의 표면연마를 가능하게 하는 상정반과; 상기 하정반과 상정반의 사이에 설치되며, 상기 상정반 및 하정반과 결합되어 자전과 상기 상·하정반의 중심을 기준으로 공전하며 움직여서 웨이퍼의 회전을 가능하도록 하는 캐리어를 포함하여, 상기 제2 연마패드의 에지커팅에 의해 웨이퍼 에지가 과도하게 연마되는 것을 방지하는 것이 특징이다.A double-side polishing apparatus for a wafer according to the present invention for achieving the above object is a double-side polishing apparatus for a wafer that simultaneously polishes each of both surfaces with respect to a plurality of wafers, wherein the wafer is pressure-polished in a state where the mirror surfaces are in close contact with each other. A lower surface plate having a first polishing pad attached to an upper surface thereof and rotating in one direction; Located at the upper side of the lower plate, the edge of the second polishing pad, which is closely attached to the back surface of the wafer, is partially cut and attached to the bottom surface of the wafer so that the edge portion of the wafer does not touch, and the wafer is pressed and rotated from above to enable surface polishing of the wafer. An upper class to do; It is installed between the lower plate and the upper plate, including a carrier coupled to the upper plate and the lower plate to rotate and move around the center of the upper plate and the lower plate to enable the rotation of the wafer, the second polishing pad of the It is characterized by preventing the wafer edge from being excessively polished by edge cutting.
제 2 연마패드에 대한 에지커팅은 비대칭이 되도록 하여, 웨이퍼 에지 부분에 표면손상이 발생하지 않도록 하는 것이 특징이다.Edge cutting of the second polishing pad is made asymmetrical so that surface damage does not occur in the wafer edge portion.
제 2 연마패드의 에지커팅 시에는 커팅되는 부분의 패드에 접착제와 비닐을 잔존시켜, 연마액 및 세정수가 상기 상정반 내부로 침투되지 않게 하여 상기 상정반의 마모를 방지하는 것이 특징이다.In the case of edge cutting of the second polishing pad, adhesive and vinyl remain on the pad of the cut portion, thereby preventing the polishing liquid and the washing water from penetrating into the top plate, thereby preventing wear of the top plate.
에지커팅은 제 2 연마패드가 상기 상정반에 마운트 된 상태에서 이루어지는 것이 특징이다.Edge cutting is characterized in that the second polishing pad is mounted on the top plate.
에지커팅은 공심 원판형상의 연마패드의 내외측 에지에 대해 수행되는 것이 특징이다.Edge cutting is characterized in that it is performed on the inner and outer edges of the concentric disk-shaped polishing pad.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 캐리어에 장착된 상태에서 상하정반의 중심과 외곽 사이에서 회전하는 웨이퍼의 에지부분이 중심부분에 비해 과도하게 연마되는 것을 방지하여 평탄도가 개선된 고품질의 웨이퍼의 제조가 가능하게 된다.The present invention is a high quality wafer with improved flatness by preventing the edge portion of the wafer rotated between the center and the top of the upper and lower plates in the state mounted on the carrier by excessively compared to the center portion Manufacturing becomes possible.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 웨이퍼의 양면 연마장치의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a configuration of a preferred embodiment of a double-side polishing apparatus for a wafer having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 실시예의 웨이퍼의 양면 연마장치의 바람직한 실시예의 구성을 예시한 부분단면도이고, 도 6은 본 실시예의 상정반에 설치되는 연마패드의 예시 평면도이고, 도 7은 웨이퍼와 상정반의 연마패드의 상대 위치를 예시한 분해 저면도이다. Fig. 5 is a partial cross-sectional view illustrating the configuration of a preferred embodiment of the double-side polishing apparatus of the wafer of this embodiment, Fig. 6 is an exemplary plan view of a polishing pad installed on the top plate of this embodiment, and Fig. 7 is a polishing pad of the wafer and top plate. An exploded bottom view illustrating the relative positions of.
도시된 바에 의하면, 본 실시예의 웨이퍼의 양면 연마장치(30)는, 여러장의 웨이퍼(31)에 대하여, 그 각각의 경면과 배면을 동시에 연마하는 배치 양면 연마기이다. As shown, the double-
그리고, 본 실시예의 연마장치(30)는 상하로 서로 대향되게 놓여지며, 각각 웨이퍼(31)에 밀착되어 서로 반대방향으로 회전하여 웨이퍼의 양면을 연마하는 상정반(33)과 하정반(35), 그리고, 상·하정반(33,35) 사이에 결합되게 설치되어 그 내측에 장착된 웨이퍼(31)를 위치이동 및 회전시키는 캐리어(37)를 포함한다. In addition, the
본 실시예의 하정반(35)의 상면 중앙에는 외주면에 톱니가 형성된 선기어(미도시)가 구비되고, 상면 테두리에는 내주면에 톱니가 형성된 외주기어(미도시)가 구비되며, 선기어와 외주기어에는 캐리어(37)가 결합되게 놓여진다.
In the center of the upper surface of the
본 실시예의 캐리어(37)는 원판형상으로 외주면에는 선기어와 외주기어에 맞물려서 회전하게 하는 톱니가 형성되어 있다. 캐리어(37)에는 웨이퍼(31)가 관통설치되는 홀(37a)이 1 또는 2 이상 형성되어 있으며, 선기어와 외주기어에 맞물리어 회전과 공전을 하게 된다.The
캐리어(37)의 회전과 공전에 의해 웨이퍼는 상·하정반(33,35)의 중심과 외곽사이를 회전하며, 캐리어(37)와 함께 선기어의 주위를 공전하게 된다.The rotation and revolving of the
본 실시예의 하정반(35)에는 캐리어(37)에 장착된 웨이퍼(31) 경면과 접촉하여 경면연마가 이루어질 수 있도록 제 1연마패드(39)가 설치된다. 본 실시예에서 제 1연마패드(39)는 공심원판 형상을 이루며, 선기어와 외주기어 사이에 형상과 면적에 상응하는 크기를 가진다. The
본 실시예의 상정반(33)의 하면에는 캐리어(37)에 장착된 웨이퍼(31)의 배면과 접촉하여 표면연마를 가능케하는 제 2 연마패드(40)가 설치되는데, 제 2 연마패드(40)는 전체적으로 공심 원판형상을 이룬다. In the lower surface of the
그러나, 본 실시예의 제 2 연마패드(40)는 그 에지가 일부 커팅되어 있어서, 상정반(33)과는 면적과 모양이 불일치하며, 캐리어(37)에 장착된 각 웨이퍼의 에지(31a)가 부분적으로 이 제 2 연마패드(40)에 닿지 않도록 하고 있다.However, since the edges of the
제 2 연마패드(40)에 대한 에지커팅은 웨이퍼 에지(31a) 부분이 과도하게 연마되어 웨이퍼(31)의 평탄도를 해하게 되는 것을 방지하기 위한 것이므로, 제 2 연마패드(40)에 대한 에지커팅은 비대칭이 되도록 하여 연마 정도의 편차를 줄여, 웨이퍼 에지(31a)를 따라 선형무늬와 같은 표면손상이 발생하지 않도록 하고 있다.
The edge cutting to the
즉, 제 2 연마패드(40)의 에지 부분이 많이 커팅된 부분을 지날 때에는 웨이퍼의 에지(31a)가 그만큼 압력을 덜 받게 되고, 에지부분이 적게 커팅된 부분을 지날 때에는 압력을 상대적으로 많이 받게 되어, 전체적으로 연마 정도의 편차가 사라지게 되어 웨이퍼의 표면에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.That is, when the edge portion of the
본 실시예의 에지커팅은 공심원판형의 제 2 연마패드(40)의 외주면과 내주면에 대해, 커팅용 지그를 사용하여 수행하게 되는데, 이 커팅용 지그는 대략 공심원판형상이지만 내주면과 외주면은 원형에서 미소하게 벗어나 타원에 가까운 형상을 이룬다.Edge cutting of this embodiment is performed using a cutting jig for the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the
그리고, 본 실시예에서는 에지커팅으로 인해 경면의 손상이 생길 우려가 있기 때문에 하정반(35)에 설치되는 연마패드에는 행하지 않고, 상정반(33)에 설치되는 제 2 연마패드(40)에 대해서만 에지커팅을 행하고 있다. 그러나 실시예에 따라서는 상정반(33)과 하정반(35)에 모두 수행하는 것도 가능하고, 둘 중 어느 하나에 대해서 수행할 수도 있다.In this embodiment, since there is a possibility that the mirror surface may be damaged due to the edge cutting, it is not performed on the polishing pad provided on the
그리고, 본 실시예에서는 공심원판형상의 내주면과 외주면 모두에 대해 에지커팅을 수행하고 있지만, 외주면이나 내주면의 어느 일방에 대해서만 에지커팅을 수행하는 것도 가능하며, 상·하정반(33,35)과 캐리어(37)의 형상과 웨이퍼(31)의 배치등에 의해 다양한 변형이 가해질 수 있다. In this embodiment, edge cutting is performed on both the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the concentric disc shape, but it is also possible to perform edge cutting on only one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface, and the upper and lower platen (33, 35) and Various deformations may be applied by the shape of the
또한, 본 실시예에서 에지커팅은 연마패드 설치공정을 용이하게 하기 위하여, 제 2 연마패드(40)가 상기 상정반(33)에 마운트 된 상태에서 이루어지지만, 실시예에 따라서는 에지커팅을 먼저 수행하고 나서 상정반(33)에 설치하는 것도 가능 하다. In addition, in the present embodiment, the edge cutting is performed in a state in which the
본 실시예의 제 1, 제 2 연마패드(39,40)는 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼(31)와 접촉되는 부분인 합성수지 시트(41)와, 상기 합성수지 시트를 정반에 접착하기 위하여 일측면에 도포되는 접착제(43)와, 접착제(43)를 감싸서 보호하기 위한 비닐(45) 등을 포함한다.As shown in FIG. 8, the first and
그리고, 제 2 연마패드(40)의 에지커팅 시에는 커팅되는 부분의 패드에 접착제(43)(또는 접착제와 비닐)를 잔존시켜, 연마액 및 세정수가 상기 상정반(33) 내부로 침투되지 않게 하여 상기 상정반(33)이 마모되는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다.In addition, during edge cutting of the
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 실시예의 웨이퍼의 연마장치의 작용을 설명한다.The following describes the operation of the polishing apparatus of the wafer of the present embodiment having the configuration as described above.
상기와 같은 구성을 가지는 웨이퍼 연마장치(30)의 상·하정반(33,35) 사이에 놓여진 캐리어(37)에 웨이퍼(31)를 설치한 상태에서 제 1, 제 2 연마패드(39,40)가 웨이퍼(31) 표면에 탄성적으로 접촉되고, 상정반(33)이 웨이퍼(31)를 상측에서 가압할 수 있도록 위치시킨다. First and
본 실시예의 웨이퍼 연마장치(30)를 작동시키면, 상정반(33)과 하정반(35)이 서로 반대방향으로 회전하게 되고, 그에 맞물려서 웨이퍼(31)가 장착된 캐리어(37)도 자전과 회전을 하게 된다.When the
캐리어(37)의 자전과 회전에 따라 웨이퍼(31)는 표면이 각 연마패드(39,40)에 탄성접촉한 상태에서 회전하며, 그 경면과 배면에 대한 연마가 이루어진다.
As the
이때, 캐리어(37)에 장착된 웨이퍼의 에지(31a)가 제 2 연마패드(40)의 에지커팅된 부분을 통과할 때에는 웨이퍼 에지(31a)가 제 2 연마패드(40)와 접촉하지 않고, 오버행(overhang)되어 웨이퍼 에지(31a)에 가해지는 연마압력이 상대적으로 낮아지게 된다.At this time, when the
따라서, 웨이퍼 에지(31a)가 에지커팅된 부분을 통과할 때에는 웨이퍼(31)의 연마정도가 비교적 적기 때문에, 전체 연마과정을 고려하는 경우에는 에지부분이 다른 부분과 동일한 정도로 연마되게 되고, 결과적으로 웨이퍼의 평탄도가 향상되게 된다.Therefore, when the
이는 본 실시예의 연마장치를 사용하여 웨이퍼를 연마한 결과를 도시한 도 9와 도 10에 나타난 바에 의해서도 알 수 있는데, 연마된 웨이퍼(31) 각 부분의 STIR(Site Total Indicator Reading)의 수치값을 살펴보면, 웨이퍼 에지(31a)에서 종전에는 0.3 내지 0.4이었던 것이 0.03 내지 0.06으로 현저하게 낮아져 평탄도의 현저한 개선이 있었음을 알 수 있다.This can also be seen from the results of polishing the wafer using the polishing apparatus of this embodiment as shown in FIGS. 9 and 10. The numerical value of STIR (Site Total Indicator Reading) of each portion of the
본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 정해지며, 특허청구범위에 기재된 사항과 동일성 범위에서 당업자가 행한 다양한 변형과 개작을 포함함은 자명하다.The scope of the present invention is not limited to the above embodiments, but is determined by the matters described in the claims, and it is obvious that the present invention includes various modifications and adaptations made by those skilled in the art in the same range as the matters described in the claims.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여, 여러 장의 웨이퍼를 동시에 연마하는 양면 연마장치를 사용하면서도 웨이퍼 에지의 과도한 연마를 방지할 수 있어, 고도의 평탄도를 가진 웨이퍼의 제조를 가능하다.The present invention can prevent the excessive polishing of the wafer edge while using a double-side polishing apparatus for simultaneously polishing a plurality of wafers, it is possible to manufacture a wafer having a high flatness.
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