KR101064566B1 - 반도체 기판의 연마 장치 및 그 연마 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 기판의 연마 장치 및 그 연마 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 반도체 기판의 휨 정도에 대응하는 홀을 구비하고, 상기 반도체 기판의 상기 휨에 의한 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하여 선정된 점착 수단에 의하여 상기 반도체 기판의 에지부를 점착시키는 기판 플레이트를 포함하는 반도체 기판의 연마 장치 및 그 연마 방법을 제공하여 휨이 있는 반도체 기판을 크랙의 발생없이 연마가 가능하게 하고, 대량 생산 및 생산 비용 측면에서 유리한 생산성 향상은 물론, 양품률을 향상시킬 수 있다.
질화갈륨, 기판 플레이트, 연마, 스트레스, 크랙
Description
도 1은 종래의 질화갈륨 기판과 같은 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 연마하기 위한 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 180도 회전하여 확대한 것이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 의한 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 연마하는 반도체 기판의 연마 장치를 도시한 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비한 반도체 기판의 연마 장치의 기판 플레이트의 구조를 도시한 사시도이다.
도 4b는 도 4의 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 휨에 대응하는 홀을 구비한 기판 플레이트가 본딩된 것을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 기판의 연마 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 반도체 기판 110: 점착 수단
200: 기판 플레이트 300: 홀
400: 회전 홀더 410: 축
500: 정반 600: 연마 패드
본 발명은 반도체 기판의 연마 장치 및 그 연마 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 반도체 기판의 휨 정도에 대응하는 홀을 구비하고, 상기 반도체 기판의 상기 휨에 의한 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하여 선정된 점착 수단에 의하여 상기 반도체 기판의 에지부를 점착시키는 기판 플레이트를 포함하는 반도체 기판의 연마 장치 및 그 연마 방법에 관한 것이다.
일반적으로 질화갈륨(GaN)은 넓은 에너지 밴드갭과 원자간의 큰 상호 결합력 그리고 높은 열전도성으로 인해 광소자 및 고온, 고전력 소자로서 적합한 특성을 구비한다. 따라서, 질화갈륨 계열의 반도체 화합물은 광전자 소자를 제조하는 재료로 다양하게 이용되고 있으며, 구체적으로, 질화갈륨을 이용하여 제조된 청색 및 녹색 발광소자는 멀티미디어, 신호등, 실내 조명, 고밀도 광원, 고해상도 출력 시스템과 정보 통신분야 등 광범위한 분야에 응용되고 있다.
주로, 청색 및 녹색 발광 소자는 질화갈륨을 고온에서 안정하며, 질화갈륨과 같은 육방정계의 구조를 갖는 사파이어(Al2O3, Sapphire)나 실리콘 카바이드(SiC) 등의 이종 기판을 사용하여 제조한다. 그러나, 질화갈륨과 사파이어는 격자 상수 및 열팽창 계수의 차이로 인하여, 사파이어 기판 상에 질화갈륨 기판을 형성하게 되면, 고 밀도의 결정성 결함이 발생할 수가 있다. 따라서, 질화갈륨 기판을 사파이어 기판으로부터 분리하면 질화갈륨 기판에 휨이 발생한다.
종래에는 상술한 휨 현상을 최소화시키기 위하여 가공 시에 사용되는 연마제 입자 사이즈를 단계별로 낮추면서 표면의 손상층을 제거하거나, 이종기판을 사용하여 휨이 있는 질화갈륨 기판을 연마 장비를 사용하여 한 면 또는 양 면을 평평하게 가공하고 있다.
도 1은 종래의 질화갈륨 기판과 같은 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 연마하기 위한 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 180도 회전하여 확대한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 반도체 기판의 연마 장치는 회전 원반(500)과, 회전 원반(500)의 상측 표면에 전체적으로 걸쳐 점착된 연마패드(600)와, 회전 원반의 상방에 형성된 회전 홀더(400)와, 회전 홀더(400)에 고정된 기판 플레이트(200)를 포함한다. 회전 홀더(400)는 축(410)에 의해 상하 운동 및 회전 운동을 하도록 구성된다. 기판 플레이트(200)에 기판(100)은 왁스(wax)(110)와 같은 점착 수단에 의해 부착된다.
도 2를 참조하면, 상기 사파이어나 실리콘 카바이드에서 성장한 질화갈륨 기판은 상기 사파이어나 상기 실리콘 카바이드와 격자상수 및 열팽창 계수 차이가 있어 소정의 휨이 있고, 기판 플레이트(200)와 왁스(110)에 의해 상기 휨에 의한 간격을 두고 본딩 된다.
종래의 반도체 기판의 연마 장치에 의할 경우, 왁스 본딩 후 기판 플레이트 에 하중을 인가하며 연마 시에 상기 질화갈륨 기판과 같은 휨이 있는 기판은 상기 휨을 가진 상태에서 연마를 하기 때문에 연마 프로세스의 수행 중에 크랙(crack)이 발생하는 문제점이 있었다.
또한 종래의 반도체 기판의 연마 장치에 의할 때 한 면 또는 양 면을 연마하더라도 양 면의 손상 정도가 서로 달라 양면에 스트레인(strain) 차이가 발생하여 손상부 측이 적은 부분으로 양면이 오목하게 외형적 홈이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 반도체 기판의 휨 또는 휨에 의한 기판의 크랙 발생은 기판의 대량 생산 및 생산 비용 면에서 불리하며, 생산 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로, 반도체 기판의 휨 정도에 대응하는 홀을 구비하고, 상기 반도체 기판의 상기 휨에 의한 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하여 선정된 점착 수단에 의하여 상기 반도체 기판의 에지부를 점착시키는 기판 플레이트를 포함하는 반도체 기판의 연마 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체 기판의 한 면 또는 양 면을 연마하더라도 양 면의 손상 정도가 적어 스트레인(strain) 차이가 발생하지 아니하고, 상기 반도체 기판에 외형적 홈이 발생하지 않도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 크랙의 발생없이 연마가 가능하게 하고, 대량 생산 및 생산 비용 측면에서 유리한 생산성 향상은 물 론, 양품률을 향상시킬 수 있는 반도체 기판의 연마 장치 및 그 연마 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 반도체 기판을 연마하는 연마 장치에 있어서, 표면에 연마 패드가 형성되어 있는 정반(surface plate); 연마제를 함유하는 연마 슬러리를 상기 연마 패드 표면에 공급하는 슬러리 공급 수단; 및 상기 정반에 대향하여 위치하고, 상기 반도체 기판을 수용한 상태에서 자전하며 상기 반도체 기판을 상기 연마 패드에 가압 슬라이딩(pressurization sliding)하는 기판 플레이트(substrate plate)를 포함하고, 상기 기판 플레이트는 상기 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비하고, 상기 반도체 기판의 휨으로 발생된 상기 반도체 기판의 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하며, 상기 반도체 기판의 에지부(edge)와 선정된(predetermined) 점착 수단에 의하여 본딩(bonding)되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 장치를 제공한다.
본 발명의 상기 점착 수단은 왁스(wax) 점착식 또는 왁스리스(waxless) 마운트식으로 점착하는 수단일 수 있다.
또한 본 발명의 상기 기판 플레이트는 복수의 홀을 구비하여, 복수의 상기 반도체 기판을 수용할 수도 있다.
또한 본 발명의 상기 기판 플레이트에 구비된 상기 홀은 200~300㎛ 의 두께를 가질 수 있고, 상기 반도체 기판의 휨 형상에 대응한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일측에 의하면 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 연마하는 연마 장 치에서의 상기 반도체 기판을 수용하는 기판 플레이트에 있어서, 상기 기판 플레이트는 상기 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비하고, 상기 반도체 기판의 상기 휨에 의하여 발생된 상기 반도체 기판의 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하며, 상기 반도체 기판의 에지부(edge)와 선정된(predetermined) 점착 수단에 의하여 본딩(bonding)되는 것을 특징으로 하는 기판 플레이트가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일측에 의하면, 반도체 기판의 연마 방법에 있어서, 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 수용하고, 상기 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비하는 기판 플레이트를 준비하는 단계; 상기 기판 플레이트의 상기 홀 내에 상기 반도체 기판을 장입(charging)하는 단계; 상기 장입된 반도체 기판을 고정하는 단계; 및 상기 반도체 기판의 일부를 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 장입된 반도체 기판을 상기 기판 플레이트에 고정하는 상기 단계는 상기 반도체 기판의 상기 휨에 의하여 발생된 상기 반도체 기판의 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하여 상기 반도체 기판의 에지부(edge)와 선정된(predetermined) 점착 수단에 의하여 본딩하는 단계일 수 있다.
본 발명의 상기 반도체 기판의 일부를 연마하는 상기 단계는 상기 기판 플레이트가 자전하며 상기 반도체 기판을 연마 패드에 가압 슬라이딩하여 연마하는 단계일 수 있다.
또한 본 발명의 상기 기판 플레이트에 구비된 상기 홀은 200~300㎛ 의 두께를 가질 수 있고, 상기 반도체 기판의 휨 형상에 대응한 형상을 가질 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하도록 한다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 의한 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 연마하는 반도체 기판의 연마 장치를 도시한 사시도이다.
도 3를 참조하면, 표면에 연마 패드(600)가 형성되어 있는 정반(500), 연마제를 함유하는 연마 슬러리를 연마 패드(600) 표면에 공급하는 슬러리 공급 수단(도시되지 아니함) 및 정반(500)에 대향하여 위치하고, 반도체 기판(100)을 수용한 상태에서 자전하며 반도체 기판(100)을 연마 패드(600)에 가압 슬라이딩(pressurization sliding)하는 기판 플레이트(200)를 포함한다. 연마 패드(600)는 발포 우레탄 또는 부직포나 스웨이드로 구성될 수 있다. 정반(500)의 상방에 형성된 회전 홀더(400)는 축(410)에 의해 상하 운동 및 회전 운동을 하도록 구성된다.
본 발명에 의한 연마 장치의 기판 플레이트(200)는 반도체 기판(100)에 대응하는 홀(300)을 구비하고, 반도체 기판(100)의 상기 휨에 의하여 발생된 상기 반도체 기판의 볼록부가 홀(300)의 외부로 돌출되도록 하며, 반도체 기판(100)의 에지부(edge)와 왁스와 같은 점착 수단에 의하여 본딩 된다. 상기 점착 수단은 왁스와 같은 점착식에 한정되지 아니하고, 왁스리스의 마운트식으로 점착되는 수단을 포함한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비한 반도체 기판의 연마 장치의 기판 플레이트의 구조를 도시한 사시도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 기판 플레이트(200)는 소정의 휨이 있는 반도체 기판(100)에 대응하는 홀(300)을 구비하고, 반도체 기판(100)의 상기 휨에 의하여 발생된 반도체 기판(100)의 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하며, 상기 반도체 기판의 에지부(edge)와 선정된(predetermined) 점착 수단에 의하여 본딩(bonding)된다.
상기 점착 수단은 왁스에 의한 점착식이나 또는 왁스리스의 마운트식으로 될 수 있다. 도 4a에서는 왁스에 의한 점착식으로 도시되어 있으나 이에 제한되지 않고 왁스리스(waxless)의 마운트식도 적용 가능하다.
홀(300)은 바람직하게는 200~300㎛ 의 두께를 가질 수 있고, 반도체 기판(100)의 상기 휨에 대응한 형상을 구비하여 반도체 기판(100)에 기판 플레이트(200)가 연마 패드에 가압하여 슬라이딩하더라도 반도체 기판(100)에는 크랙이 발생하지 않는다. 즉 기판 플레이트(200)가 반도체 기판(100)에 가하게 되는 압력을 상기 휨에 대응한 홀(300)이 분산시켜, 반도체 기판(100)이 받게 되는 스트레스를 완화시키게 된다.
도 4b는 도 4a의 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 휨에 대응하는 홀을 구비한 기판 플레이트가 본딩된 것을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4b를 참조하면, 휨이 있는 반도체 기판(100)은 반도체 기판(100)의 휨에 대응하는 홀(300)을 구비한 기판 플레이트(200)와 반도체 기판(100)의 에지부와 왁스와 같은 점착 수단에 의해 본딩된다. 이 경우 반도체 기판(100)의 상기 휨에 의하여 발생된 반도체 기판(100)의 볼록부가 홀(300)의 외부로 돌출된다. 외부로 돌 출된 상기 볼록부에 기판 플레이트(200)가 연마 패드에 가압하여 슬라이딩하게 되고, 기판 플레이트(200)가 반도체 기판(100)에 가하게 되는 압력을 상기 휨에 대응한 홀(300)이 분산시켜, 반도체 기판(100)이 받게 되는 스트레스를 완화시킨 반도체 기판(100)에는 크랙이 발생하지 않는다.
상술한 본 발명에 의한 반도체 기판의 연마 장치에 의할 때 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 크랙의 발생 없이 연마할 수 있고, 대량 생산 및 생산 비용 측면에서 유리하여 생산성 향상은 물론, 양품률을 향상시킬 수가 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 기판의 연마 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 우선 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 수용하고, 상기 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비하는 기판 플레이트를 준비한다(단계(710)). 상기 홀은 상기 반도체 기판의 상기 휨에 대응한 형상을 갖는 것일 수 있다. 다음으로, 상기 기판 플레이트의 상기 홀 내에 상기 반도체 기판을 장입(charging)하고(단계(720)), 상기 장입된 반도체 기판을 상기 기판 플레이트에 고정한다(단계(730)). 상기 반도체 기판을 고정하는 방법은 상기 기판 플레이트를 상기 반도체 기판의 상기 휨에 의하여 발생된 상기 반도체 기판의 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하여 상기 반도체 기판의 에지부와 선정된 점착 수단에 의하여 본딩시키는 것에 의하여 수행된다. 이후, 상기 반도체 기판의 일부를 연마한다(단계(740)). 이는 상기 기판 플레이트가 자전하며 상기 반도체 기판을 연마 패드에 가압 슬라이딩하여 연마하게 된다. 즉 상기 기판 플레이트가 상기 반도체 기판에 가하게 되는 압력을 상기 휨에 대응한 상기 홀이 분산시켜, 상기 반도체 기판이 받게 되는 스트레스를 완화시키게 된다.
본 발명의 반도체 기판의 연마 방법에 의하면, 반도체 기판의 한 면 또는 양 면을 연마하더라도 양 면의 손상 정도가 적어 스트레인 차이가 발생하지 아니하고, 상기 반도체 기판에 외형적 홈이 발생하지 않는다. 또한, 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 크랙의 발생 없이 연마가 가능하게 하고, 대량 생산 및 생산 비용 측면에서 유리한 생산성 향상은 물론, 양품률을 향상시킬 수 있는 반도체 기판의 연마 장치 및 그 연마 방법이 제공된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명에 의하면, 반도체 기판의 휨 정도에 대응하는 홀을 구비하고, 상기 반도체 기판의 상기 휨에 의한 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하여 선정된 점착 수단에 의하여 상기 반도체 기판의 에지부를 점착시키는 기판 플레이트를 포함하는 반도체 기판의 연마 장치가 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 반도체 기판의 한 면 또는 양 면을 연마하더라도 양 면의 손상 정도가 적어 스트레인 차이가 발생하지 아니하고, 상기 반도체 기판에 외형적 홈이 발생하지 않는다.
또한 본 발명에 의하면 소정의 휨이 있는 반도체 기판을 크랙의 발생없이 연마가 가능하게 하고, 대량 생산 및 생산 비용 측면에서 유리한 생산성 향상은 물론, 양품률을 향상시킬 수 있는 반도체 기판의 연마 장치 및 그 연마 방법이 제공된다.
Claims (11)
- 반도체 기판을 연마하는 연마 장치에 있어서표면에 연마 패드가 형성되어 있는 정반(surface plate);연마제를 함유하는 연마 슬러리를 상기 연마 패드 표면에 공급하는 슬러리 공급 수단; 및상기 정반에 대향하여 위치하고, 상기 반도체 기판을 수용한 상태에서 자전하며 상기 반도체 기판을 상기 연마 패드에 가압 슬라이딩(pressurization sliding)하는 기판 플레이트(substrate plate)를 포함하고,상기 기판 플레이트는상기 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비하고, 상기 반도체 기판의 휨으로 발생된 상기 반도체 기판의 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하며, 상기 반도체 기판의 에지부(edge)와 선정된(predetermined) 점착 수단에 의하여 본딩(bonding)되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 장치.
- 반도체 기판을 연마하는 연마 장치에서의 상기 반도체 기판을 수용하는 기판 플레이트에 있어서,상기 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비하고, 상기 반도체 기판의 휨에 의하여 발생된 상기 반도체 기판의 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하며, 상기 반도체 기판의 에지부(edge)와 선정된(predetermined) 점착 수단에 의하여 본딩(bonding)되는 것을 특징으로 하는 기판 플레이트.
- 제1항에 있어서,상기 점착 수단은 왁스(wax) 점착식 또는 왁스리스(waxless) 마운트식으로 점착하는 수단인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 장치.
- 제1항에 있어서,상기 기판 플레이트의 상기 홀은 복수이고, 복수의 반도체 기판을 수용하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 장치.
- 제1항에 있어서,상기 홀은 200~300㎛ 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 장치.
- 제1항에 있어서,상기 홀은 상기 반도체 기판의 상기 휨에 대응한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 장치.
- 반도체 기판의 연마 방법에 있어서,소정의 휨이 있는 반도체 기판을 수용하고, 상기 반도체 기판에 대응하는 홀을 구비하는 기판 플레이트를 준비하는 단계;상기 기판 플레이트의 상기 홀 내에 상기 반도체 기판을 장입(charging)하는 단계;상기 장입된 반도체 기판을 상기 기판 플레이트에 고정하는 단계; 및상기 반도체 기판의 일부를 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 방법.
- 제7항에 있어서,상기 장입된 반도체 기판을 상기 기판 플레이트에 고정하는 상기 단계는,상기 반도체 기판의 상기 휨에 의하여 발생된 상기 반도체 기판의 볼록부가 상기 홀의 외부로 돌출되도록 하여 상기 반도체 기판의 에지부(edge)와 선정된(predetermined) 점착 수단에 의하여 본딩하는 단계인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 방법.
- 제7항에 있어서,상기 반도체 기판의 일부를 연마하는 상기 단계는,상기 기판 플레이트가 자전하며 상기 반도체 기판을 연마 패드에 가압 슬라이딩하여 연마하는 단계인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 방법.
- 제7항에 있어서,상기 홀은 200~300㎛ 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 방법.
- 제7항에 있어서,상기 홀은 상기 반도체 기판의 상기 휨에 대응한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 연마 방법.
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| KR20040095138A (ko) * | 2003-05-06 | 2004-11-12 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 질화물 반도체 기판 및 질화물 반도체 기판의 가공 방법 |
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Patent Citations (3)
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