KR101086960B1 - 에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치 - Google Patents

에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치 Download PDF

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Abstract

실시예는 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템은 드럼을 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치에 있어서, 상기 드럼 일측에 설치되어 상기 드럼에 연마패드를 균일하게 부착하는 압착롤러;를 포함한다.

Description

에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치{Adhering and Conditioning apparatus of edge polishing pad and edge polishing equipment including the same}
실시예는 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치에 관한 것이다.
실리콘 단결정 잉곳으로부터 슬라이싱에 의해 형성된 웨이퍼는 그라인딩과 랩핑공정을 거쳐서 외형이 형성된다. 이와 같은 그라인딩과 랩핑은 웨이퍼 에지에 대한 그라인딩과 랩핑공정을 포함하며, 이 과정에서는 웨이퍼 양측 표면뿐 아니라 웨이퍼의 에지에도 손상된 층이 발생된다.
웨이퍼 에지에 형성된 손상된 층은 연마패드가 부착된 에지 폴리상장치에 의해 제거될 수 있다.
그런데, 일정기간 사용된 연마패드는 마찰에 의하여 마모되고, 마모된 연마패드는 교체를 필요로 한다. 통상적인 경우 이러한 교체는 작업자의 수작업을 통해 이루어진다. 따라서, 작업자가 연마패드를 드럼에 부착하는 경우 작업자별로 연마패드 부착방법이 틀릴 수 있고 정확하게 부착되지 않고 패드에 기포가 들어가거나 비뚤어지거나 들뜰 수 있다.
또한, 연마패드가 소정위치에 정확하게 부착되지 않게 되면, 회전하는 연마패드의 결함부분과 웨이퍼 사이에서 대미지(Damage)가 가해져 불균일 연마가 되거나 품질 산포가 커질 수 있고, 연마 중에 웨이퍼의 깨짐 또는 연마패드 찢어짐이 생기기 때문에 결국 새로운 연마패드로 다시 교체해야 하는 경우가 있다.
또한, 연마패드 접착 후 초기 연마패드 상태에서는 패드 표면에 불순물이 포함되어 있거나 표면상태가 불안정하여 웨이퍼 가공을 위해 웨이퍼가 진입하는 순간 고속회전하는 연마패드 속의 이물질에 의해 웨이퍼가 충격을 받아 웨이퍼가 깨지거나 칩(Chip)이 발생하게 되고 깨진 웨이퍼에 의해 2차 패드 찢어짐이 발생하여 다시 패드 및 드럼을 교체하고 장비 다운(Down)이 발생하는 문제가 있다.
실시예는 에지 폴리싱(Edge Polishing) 공정에 사용하는 연마패드를 정확하게 압착하여 부착할 수 있고, 초순수(DI) 등의 분사압을 이용하여 연마패드 초기화가 가능한 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템은 드럼을 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치에 있어서, 상기 드럼 일측에 설치되어 상기 드럼에 연마패드를 균일하게 부착하는 압착롤러;를 포함한다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 에지 폴리싱장치는 웨이퍼를 고정시키는 웨이퍼 척; 드럼을 포함하고, 상기 웨이퍼 척의 일측에 설치되어 상기 웨이퍼를 가공하는 가공부; 및 상기 드럼에 연마패드를 부착하고 컨디셔닝하는 상기 에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템;을 포함한다.
실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치에 의하면, 연마패드를 드럼 정위치에 일정압력으로 정확하게 부착할 수 있어 연마패드 상태의 최적화로 인한 연마품질을 개선할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 연마패드를 드럼에 부착하는 작업시간 단축 및 접착방식 자동화로 생산성을 향상할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 연마패드를 컨디셔닝이 된 상태로 장비에 장착하여 연마패드 안정화 및 초기 웨이퍼 깨짐 현상 방지로 수율을 향상할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 에지 폴리싱장치의 개념도.
도 2는 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템의 개념도.
도 3a 내지 도 3d는 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템의 구성별 상세도 및 연마패드 접착방법 및 컨디셔닝 방법 예시도.
도 4는 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 적용시의 효과를 나타내는 도표.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치를 설명한다.
실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 에지 폴리싱장치(1000)의 개념도이다.
실시예에 따른 웨이퍼 에지 폴리싱장치(1000)는 웨이퍼(W)를 고정시키는 웨이퍼 척(100)과, 드럼(210)을 포함하면서 상기 웨이퍼 척(100)의 일측에 설치되어 상기 웨이퍼(W)를 가공하는 가공부(200) 및 상기 드럼(210)에 연마패드(220)를 부착하고 컨디셔닝하는 에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템;을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼 에지 폴리싱장치(1000)는 연마패드(220) 및 슬러리(미도시)를 이용하여 웨이퍼(W) 에지면을 연마하는 것으로 슬러리에 포함된 연마입자가 웨이퍼(W)와 연마패드(220)의 회전에 의한 마찰에 의해 웨이퍼 에지에 형성된 손상된 층을 제거한다.
실시예는 에지면 연마를 위하여 도 1과 같이 웨이퍼(W)에 경사를 주어 웨이퍼 앞, 뒷면을 연마하게 된다.
도 2는 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템의 개념도이다.
실시예는 에지 폴리싱(Edge Polishing) 공정에 사용하는 연마패드를 정확하게 압착하여 부착할 수 있고, 초순수(DI) 등의 분사압을 이용하여 연마패드 초기화가 가능한 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치를 제공하고자 한다.
이를 위해, 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템은 드럼(210)을 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치에 있어서, 상기 드럼(210) 일측에 설치되어 상기 드럼(210)에 연마패드(220)를 균일하게 부착하는 압착롤러(230)를 포함할 수 있다.
좀 더 상세하게는, 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템은 드럼 회전 구동모터(240)와, 구동모터 RPM 조절버튼(260)과, 구동모터 타임어(Timer) 버튼(270)과, 전원버튼(250)과, 드럼 구동모터에 탈, 부착 가능하게 설치되고 드럼이 안착되는 드럼 지지대축(242)(도 3a 참조)과, 연마패드(220)를 드럼에 압착하는 압착롤러(230)와, 연마패드 커디셔닝(Conditioning)에 사용되는 액체 분사노즐(290)과, 분사된 액체를 회수하고 비산을 방지하는 케이스(Case)(280)를 포함할 수 있다.
상기 연마패드(220)는 폴리우레탄 재질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 연마패드(220)의 배면에는 회전하는 드럼(210)에 탈, 부착이 될 수 있도록 접착제(미도시)가 부착될 수 있다. 이에 의하여 탈, 부착이 가능한 연마패드(220)와 일체화된 회전하는 드럼(210)은 고속 회전시 떨림이 없도록 회전축(242)에 고정될 수 있다.
실시예에서 드럼지지대 회전축(242)은 상기 구동모터(240)와 연결되며, 드럼 지지대 회전축(242)을 통해 드럼이 탈, 부착이 가능하며, 일정 RPM의 속도로 회전이 가능하여 이를 통해 드럼(210)에 부착된 연마패드(220) 전면을 압착롤러(230)로 압착할 수 있다. 여기서 구동모터 콘트롤러(미도시)을 통해 회전 RPM, 회전시간 등을 조절할 수 있다.
상기 압착롤러(230)의 재질은 변형이 덜되며, 표면이 매끄러우며, 열에 강하고, 마찰 계수가 낮으며, 화학제에도 강한 재질을 사용할 수 있다. 예들 들어, 불소 수지(plastic)가 가능하며, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE)이 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 상기 드럼(210) 일측에 설치되어 상기 드럼(210)에 연마패드(220)를 균일하게 부착하는 압착롤러(230)를 포함할 수 있고, 상기 압착롤러(230)는 에어 실린더(232)(도 3c 참조)를 구비하여 상기 압착롤러(230)의 압력을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 압착롤러(230)는 상기 케이스(280)에 지지되어 있는 에어실린더(232)를 통해 압착롤러(230)의 압력의 정밀 제어가 가능하며 동작버튼(미도시)을 통해 압착롤러의 전진, 후진이 가능하다.
실시예는 압착롤러(230)의 전진, 후진 동작과 함께 연마패드(220)가 부착되어 있고 드럼지지대 회전축(242)에 안착되어 있는 드럼(210)도 같이 회전이 되며, 일정한 압력을 에어실린더(232)를 통해 전달받아 압착롤러(230)를 통해 연마패드(220) 표면 및 접착면을 균일하게 하고 연마패드(220)의 부착을 강화할 수 있다.
또한, 실시예는 상기 드럼(210) 타측에 형성되어 상기 부착된 연마패드(220)에 액체를 분사하는 분사노즐(290)을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예는 연마패드(220) 접착 후 연마패드(220)가 부착된 드럼(210)을 일정시간 회전시키면서 연마패드(220) 표면에서 일정거리만큼 떨어진 고압의 분사노즐(290)을 통해 액체, 예를 들어 DI(초순수)를 분사시켜 연마패드(220) 표면의 이물질을 크리닝 및 친수화 시킬 수 있다. 상기 분사노즐(290)의 위치 및 형태, 개수는 연마패드(220) 표면을 충분히 커버할 수 있는 개수 및 크기, 형태로 구성될 수 있다.
실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치에 의하면, 연마패드를 드럼 정위치에 일정압력으로 정확하게 부착할 수 있어 연마패드 상태의 최적화로 인한 연마품질을 개선할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 연마패드를 드럼에 부착하는 작업시간 단축 및 접착방식 자동화로 생산성을 향상할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 연마패드를 컨디셔닝이 된 상태로 장비에 장착하여 연마패드 안정화 및 초기 웨이퍼 깨짐 현상 방지로 수율을 향상할 수 있다.
이하, 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템의 연마패드 접착방법 및 컨디셔닝 방법을 설명한다.
우선, 도 3과 같이 드럼(210)을 회전축(242)으로 부터 분리하고, 연마패드(220)를 부착한다.
예를 들어, 사용주기 완료 혹은 표면 대미지로 연마패드 교체시에 회전축(242)에 고정된 드럼 상단부의 볼트를 풀어 회전축(242)으로부터 드럼(210)을 분리시키고, 분리된 드럼(210)을 이소프로판알콜(IPA) 등으로 세정한다.
이후, 연마패드(220) 배면 접착부의 이면지를 제거 후 드럼(210) 곡면을 감싸듯 접착 후에 도 3b와 같이 연마패드가 접착된 드럼(210)을 회전축(242)에 올려놓는다.
다음으로, 도 3c와 같이 드럼회전 구동모터(240)구동모터(240) 드럼(210)이 회전하면서 압착롤러(230)압착롤러(230)마패드(220)가 드럼에 충분히 압착되도록 한다.
예를 들어, 드럼(210)에 부착된 연마패드(220)를 회전시키며 2.5 내지 25 Kgf/㎠로 압착롤러를 통해 약 10분 이상 압착할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 압착롤러(230)는 에어 실린더(232)(도 3c 참조)를 구비하여 상기 압착롤러(230)의 압력을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 압착롤러(230)는 상기 케이스(280)에 지지되어 있는 에어실린더(232)를 통해 압착롤러(230)의 압력의 정밀 제어가 가능하며 동작버튼(미도시)을 통해 압착롤러의 전진, 후진이 가능하다.
실시예는 압착롤러(230)의 전진, 후진 동작과 함께 연마패드(220)가 부착되어 있고 드럼지지대 회전축(242)에 안착되어 있는 드럼(210)도 같이 회전이 되며, 일정한 압력을 에어실린더(232)를 통해 전달받아 압착롤러(230)를 통해 연마패드(220) 표면 및 접착면을 균일하게 하고 연마패드(220)의 부착을 강화할 수 있다.
다음으로, 도 3d와 같이 연마패드(220) 접착 완료 후 드럼(210)을 회전시키며 액체, 예를 들어 DI(초순수)를 고압분사를 일정시간, 예를 들어 15분 이상 분사실시후 연마패드(220)가 DI에 충분히 적셔져 있는 상태로 대기할 수 있다.
이에 실시예는 상기 드럼(210) 타측에 형성되어 상기 부착된 연마패드(220)에 액체를 분사하는 분사노즐(290)을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예는 연마패드(220) 접착 후 연마패드(220)가 부착된 드럼(210)을 일정시간 회전시키면서 연마패드(220) 표면에서 일정거리만큼 떨어진 고압의 분사노즐(290)을 통해 액체, 예를 들어 DI(초순수)를 분사시켜 연마패드(220) 표면의 이물질을 크리닝 및 친수화 시킬 수 있다. 상기 분사노즐(290)의 위치 및 형태, 개수는 연마패드(220) 표면을 충분히 커버할 수 있는 개수 및 크기, 형태로 구성될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 적용시의 효과를 나타내는 도표이다.
도 4의 실험결과는 발명자가 비밀이 유지된 상태에서, 출원전에 진행된 결과로서, 본 발명의 실시예가 적용되지 않는 비교예에 비해서, 불량율이 현저히 감소됨을 알 수 있다.
실시예에 따른 에지 폴리싱 패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치에 의하면, 연마패드를 드럼 정위치에 일정압력으로 정확하게 부착할 수 있어 연마패드 상태의 최적화로 인한 연마품질을 개선할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 연마패드를 드럼에 부착하는 작업시간 단축 및 접착방식 자동화로 생산성을 향상할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 연마패드를 컨디셔닝이 된 상태로 장비에 장착하여 연마패드 안정화 및 초기 웨이퍼 깨짐 현상 방지로 수율을 향상할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 연마 패드가 부착되는 드럼;
    상기 드럼 일측에 설치된 압착롤러; 및
    상기 연마 패드에 압착을 가하도록 압착롤러에 일정 압력을 제공하는 에어 실린더;
    를 포함하는 에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 드럼 타측에 형성되어 상기 부착된 연마패드에 액체를 분사하는 분사노즐을 더 포함하는 에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템.
  4. 웨이퍼를 고정시키는 웨이퍼 척;
    드럼을 포함하고, 상기 웨이퍼 척의 일측에 설치되어 상기 웨이퍼를 가공하는 가공부; 및
    상기 드럼에 연마패드를 부착하고 컨디셔닝하는 상기 제1 항 또는 제3 항의 에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템;을 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치.
KR1020100018542A 2010-03-02 2010-03-02 에지 폴리싱 연마패드 부착, 컨디셔닝 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 에지 폴리싱장치 KR101086960B1 (ko)

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