KR101097153B1 - Method of manufacturing Diamond-polymer compound pad, polishing method and apparatus of silicon wafer using Diamond-polymer compound pad manufactured thereby - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자를 분산 및 혼합하고 일정 형태로 성형하여 탄성 연마제인 다이아몬드-폴리머 복합패드를 제조하고, 이렇게 제조된 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용하여, CMP 공정으로는 연마가 불가능하였던 실리콘 웨이퍼의 측면부를 효과적으로 연마가공할 수 있도록 함으로써, 실리콘 웨이퍼의 표면을 스크래치(scratch)가 없는 고정도의 연마표면으로 가공할 수 있고, 실리콘 웨이퍼의 사용 가능한 유효면적을 확장시켜 수율을 높일 수 있는 다이아몬드-폴리머 복합패드의 제조방법, 그리고 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마방법 및 연마장치에 관한 것이다.The present invention is to produce a diamond-polymer composite pad of elastic abrasive by dispersing and mixing the diamond particles of high hardness abrasive and the polymer particles of the elastomer and molding to a certain shape, using the diamond-polymer composite pad thus prepared, CMP process By effectively grinding the side surface of the silicon wafer, which was impossible to polish, the surface of the silicon wafer can be processed to a high-precision polishing surface without scratches, thereby expanding the usable effective area of the silicon wafer. The present invention relates to a method for producing a diamond-polymer composite pad, and a method and apparatus for polishing a silicon wafer using a diamond-polymer composite pad.

Description

다이아몬드-폴리머 복합패드의 제조방법, 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마방법 및 장치{Method of manufacturing Diamond-polymer compound pad, polishing method and apparatus of silicon wafer using Diamond-polymer compound pad manufactured thereby}Method of manufacturing Diamond-polymer compound pad, polishing method and apparatus of silicon wafer using Diamond-polymer compound pad manufactured according}

본 발명은 실리콘 웨이퍼의 표면을 스크래치(scratch)가 없는 고정도의 연마표면으로 가공할 수 있고, 실리콘 웨이퍼의 사용 가능한 유효면적을 확장시켜 수율을 높일 수 있는 다이아몬드-폴리머 복합패드의 제조방법, 그리고 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마방법 및 연마장치에 관한 것이다.The present invention provides a method for producing a diamond-polymer composite pad capable of processing a surface of a silicon wafer with a high-precision polishing surface without scratch, and expanding the usable effective area of the silicon wafer to increase the yield, and diamond And a polishing apparatus and a polishing apparatus using a polymer composite pad.

일반적으로, 실리콘 웨이퍼 표면의 평탄화에 이용되는 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 공정은 슬러리(slurry)에 의한 화학 반응과 연마 패드(polishing pad)에 의한 기계적 가공이 동시에 이루어지는 평탄화 공정으로서, 기존의 리플로우(reflow) 또는 에치백(etch-back) 등과 같은 표면 평탄화 방식에 비해 넓은 영역의 평탄화가 가능하고 저온에서 수행되는 장점이 있기 때 문에 최근에 널리 이용되고 있다. In general, a chemical mechanical polishing (CMP) process used to planarize a silicon wafer surface is a planarization process in which a chemical reaction by a slurry and a mechanical processing by a polishing pad are simultaneously performed. Compared to the surface planarization method such as reflow or etch-back, the planarization of a large area is possible and has been performed at low temperature.

이러한 CMP 공정은 주로 실리콘 산화막과 같은 층간 절연막 또는 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 등의 금속막의 평탄화 작업에 주로 이용되어 왔으나, 최근에는 자기정렬 콘택(self-aligned contact) 공정에서의 비트라인 콘택 플러그 및 스토리지 노트 콘택 플러그 형성을 위한 폴리실리콘막의 식각 공정에도 이용되는 등 그 적용 분야가 점차 확대되고 있다. This CMP process has been mainly used for planarization of interlayer insulating films such as silicon oxide films or metal films such as tungsten (W) and aluminum (Al), but recently, bit line contacts in self-aligned contact processes The field of application of the polysilicon film for the formation of plugs and storage note contact plugs is being gradually expanded.

그러나, 이러한 CMP 공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 연마할 경우 웨이퍼의 상,하부면은 연마가 가능하지만, 연마가공시 지그(jig) 등에 물리게 되는 부분인 실리콘 웨이퍼의 측면 및 모서리 부분 등은 실질적으로 연마가 불가능한 문제가 있었다. 이 때문에 실리콘 웨이퍼의 측면 및 모서리 부분에 미소 크랙(crack)이 발생하고 그 부분의 표면 조도가 높아서 실리콘 웨이퍼의 사용 가능 면적이 감소하게 됨으로써 수율이 떨어지게 되는 문제가 있었다.However, when the silicon wafer is polished using the CMP process, the upper and lower surfaces of the wafer can be polished, but the side and edge portions of the silicon wafer, which are parts that are caught by jigs and the like during polishing, are substantially polished. There was an impossible problem. For this reason, a small crack occurs in the side and edge portions of the silicon wafer, and the surface roughness of the portion is high, so that the usable area of the silicon wafer is reduced, resulting in a drop in yield.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자를 분산 및 혼합하고 일정 형태로 성형하여 탄성 연마제인 다이아몬드-폴리머 복합패드를 제조하고, 이렇게 제조된 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용하여 CMP 공정으로 연마 불가능한 실리콘 웨이퍼의 측면부를 효과적으로 연마가공할 수 있도록 함으로써, 실 리콘 웨이퍼의 표면을 스크래치(scratch) 없는 고정도의 연마표면으로 가공할 수 있고, 실리콘 웨이퍼의 사용 가능한 유효면적을 확장시켜 수율을 높일 수 있는 다이아몬드-폴리머 복합패드와 이의 제조방법, 그리고 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마방법 및 연마장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to disperse and mix the diamond particles of high hardness and the polymer particles of the elastomer and to form a predetermined shape diamond-polymer composite pad of elastic abrasive And the surface of the silicon wafer to be polished with high accuracy without scratch by using the diamond-polymer composite pad thus prepared to effectively polish the side surface of the non-abrasive silicon wafer by the CMP process. The present invention provides a diamond-polymer composite pad, a method for manufacturing the same, and a silicon wafer polishing method and a polishing apparatus using the diamond-polymer composite pad, which can increase the yield by increasing the usable effective area of the silicon wafer.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이아몬드-폴리머 복합패드는, 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자로 구성되며 일측에 실리콘 웨이퍼의 측면부가 맞물려 연마되는 연마홈이 형성된 것을 특징으로 한다.Diamond-polymer composite pad according to the present invention for achieving the above object is composed of diamond particles, which is a high-hardness abrasive and polymer particles, which is an elastic body, characterized in that the polishing groove is formed on one side is polished by engaging the side of the silicon wafer. .

이때, 상기 연마홈은 상기 실리콘 웨이퍼의 측면부 형상과 대응하는 형상을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the polishing groove is preferably formed to have a shape corresponding to the shape of the side portion of the silicon wafer.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이아몬드-폴리머 복합패드 제조방법은, 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자를 분산 및 혼합하여 다이아몬드-폴리머 분산체를 생성하는 단계와; 상기 다이아몬드-폴리머 분산체를 일정 형태로 성형하여 다이아몬드-폴리머 복합패드를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the diamond-polymer composite pad manufacturing method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of dispersing and mixing the diamond particles of high hardness abrasive and the polymer particles of the elastomer to produce a diamond-polymer dispersion; And forming a diamond-polymer composite pad by molding the diamond-polymer dispersion into a predetermined form.

이때, 상기 다이아몬드-폴리머 분산체를 생성하는 단계에 있어서, 상기 다이아몬드 입자와 상기 폴리머 입자를 각각 스프레이 분사방식으로 분사하여 분산 및 혼합하는 것이 바람직하다.At this time, in the step of producing the diamond-polymer dispersion, it is preferable to spray and disperse the diamond particles and the polymer particles, respectively, and to disperse and mix.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이아몬드-폴리머 복 합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마방법은, 실리콘 웨이퍼의 측면부를 다이아몬드-폴리머 복합패드에 형성된 연마홈에 맞물리도록 배치한 상태에서 상기 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드를 통해 실리콘 웨이퍼의 측면부를 연마 가공하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the silicon wafer polishing method using a diamond-polymer composite pad according to the present invention for achieving the above object, the silicon wafer in a state in which the side portion is arranged to engage the polishing groove formed in the diamond-polymer composite pad. The side surface of the silicon wafer is polished through the diamond-polymer composite pad while rotating the wafer.

이때, 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드는 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자를 각각 스프레이 분사방식으로 분사하여 분산 및 혼합한 후 성형하여 제작되는 것이 바람직하다.In this case, the diamond-polymer composite pad is preferably manufactured by molding after dispersing and mixing the diamond particles and the polymer particles of the elastomer with a high-hardness abrasive in a spray injection method, respectively.

또한, 상기 연마홈은 상기 실리콘 웨이퍼의 측면부 형상과 대응하는 형상을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the polishing groove is preferably formed to have a shape corresponding to the shape of the side portion of the silicon wafer.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마장치는, 실리콘 웨이퍼 연마장치에 있어서, 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자로 구성되며 일측에 실리콘 웨이퍼의 측면부가 맞물려 연마되는 연마홈이 형성된 다이아몬드-폴리머 복합패드와; 상기 실리콘 웨이퍼를 일정속도로 회전시키는 회전수단을 포함하여 이루어지되, 상기 실리콘 웨이퍼의 측면부를 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드에 형성된 연마홈에 맞물리도록 배치한 상태에서 상기 회전수단을 통해 상기 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드를 통해 실리콘 웨이퍼의 측면부를 연마 가공하도록 된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the silicon wafer polishing apparatus using the diamond-polymer composite pad according to the present invention for achieving the above object, in the silicon wafer polishing apparatus, is composed of diamond particles, which are a high-hardness abrasive and polymer particles, which are elastomers, on one side A diamond-polymer composite pad having abrasive grooves in which side surfaces of the wafer are engaged and polished; And rotating means for rotating the silicon wafer at a constant speed, wherein the silicon wafer is rotated through the rotating means in a state in which a side portion of the silicon wafer is engaged with an abrasive groove formed in the diamond-polymer composite pad. While the diamond-polymer composite pad while the side portion of the silicon wafer is to be polished.

이때, 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드는 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자를 각각 스프레이 분사방식으로 분사하여 분산 및 혼합 한 후 성형하여 제작하는 것이 바람직하다.In this case, the diamond-polymer composite pad is preferably produced by spraying the diamond particles and the polymer particles of the elastomer with high hardness abrasives by spraying spraying, dispersing and mixing them.

또한, 상기 연마홈은 상기 실리콘 웨이퍼의 측면부 형상과 대응하는 형상을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the polishing groove is preferably formed to have a shape corresponding to the shape of the side portion of the silicon wafer.

여기서, 상기 회전수단으로서 롤러가 적용될 수 있다.Here, the roller may be applied as the rotating means.

이때, 상기 롤러는 한 쌍이 구비되어 상기 실리콘 웨이퍼의 대향하는 측면부상에 각각 배치될 수 있다.In this case, the roller is provided with a pair may be disposed on the opposite side portion of the silicon wafer, respectively.

그리고, 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드는 한 쌍이 구비되어 상기 롤러 사이에 등 간격을 이루며 설치될 수 있다.In addition, the diamond-polymer composite pad may be provided with a pair and may be installed at equal intervals between the rollers.

한편, 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드는 복수 개가 상하방향을 따라 일정 간격을 이루며 설치된 다단식 구조를 가지며, 상기 각 다이아몬드-폴리머 복합패드에 포함된 다이아몬드의 입자의 크기는 상부 또는 하부방향의 복합패드로 갈수록 점차 작아지도록 구성될 수 있다.On the other hand, the diamond-polymer composite pad has a plurality of multi-stage structure installed at a predetermined interval along the vertical direction, the size of the diamond particles included in each diamond-polymer composite pad toward the composite pad of the upper or lower direction It can be configured to become smaller.

상기한 본 발명에 따르면, 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자가 혼합 성형된 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용하여 실리콘 웨이퍼를 연마 가공함으로써, 고경도의 다이아몬드 입자에 의한 실리콘 웨이퍼의 표면 연마 과정에서 탄성체인 폴리머를 통해 실리콘 웨이퍼의 표면에 국부적으로 응력이 집중되는 것을 완화시켜 물리적인 손상 없이 정밀하게 연마 가공할 수 있고 스크래치(scratch) 없는 고정도의 가공표면을 얻을 수 있다.According to the present invention described above, a silicon wafer is polished using a diamond-polymer composite pad in which diamond particles, which are high hardness abrasives, and polymer particles, which are elastic polymers are mixed and molded, thereby polishing the surface of the silicon wafers by diamond particles having high hardness. By reducing the concentration of stress locally on the surface of the silicon wafer through the polymer, which is an elastomer, it is possible to precisely grind without physical damage and to obtain a highly accurate working surface without scratches.

아울러, 종래의 CMP 공정을 통해 가공할 수 없었던 실리콘 웨이퍼의 측면 및 모서리 부분 등을 본 발명의 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용하여 효과적으로 연마 가공할 수 있기 때문에 실리콘 웨이퍼의 사용 가능 면적을 확대시켜 수율을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, the side and edge portions of the silicon wafer, which could not be processed through the conventional CMP process, can be effectively polished using the diamond-polymer composite pad of the present invention, thereby increasing the usable area of the silicon wafer and increasing the yield. There is an advantage to increase.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 다이아몬드-폴리머 복합패드 제조방법을 나타낸 공정도이다. 1 is a process chart showing a diamond-polymer composite pad manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다이아몬드-폴리머 복합패드 제조방법은, 먼저, 고경도 연마제인 다이아몬드 입자(111)와 탄성체인 폴리머 입자(112)를 분산 및 혼합하여 다이아몬드-폴리머 분산체를 생성한다(S110). As shown in FIG. 1, in the method of manufacturing a diamond-polymer composite pad according to the present invention, a diamond-polymer dispersion is first dispersed and mixed with diamond particles 111, which are high hardness abrasives, and polymer particles 112, which are elastomers. To generate (S110).

이때, 상기 다이아몬드-폴리머 분산체는 다이아몬드 입자(111)와 폴리머 입자(112)를 각각 스프레이(spray) 분사방식으로 분사하여 분산 및 혼합하는 방식에 의해 생성하게 된다.In this case, the diamond-polymer dispersion is produced by a method of dispersing and mixing the diamond particles 111 and the polymer particles 112 by spray spraying, respectively.

이어서, 상기 분산 및 혼합된 다이아몬드-폴리머 분산체를 다이아몬드-폴리머 간의 본딩력을 향상시킬 수 있도록 다시 일정 형태로 성형하여 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)를 생성한다.(S120)Subsequently, the dispersed and mixed diamond-polymer dispersion is molded into a predetermined shape to improve the bonding force between the diamond and the polymer, thereby producing the diamond-polymer composite pad 113.

이때, 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)의 형상은 육면체형, 원통형 등 다양한 형태로 성형될 수 있다.In this case, the diamond-polymer composite pad 113 may be shaped into various shapes such as a hexahedron shape and a cylindrical shape.

도 2는 도 1의 제조방법에 의해 제조된 육면체 타입 다이아몬드-폴리머 복합패드의 구조를 보여주는 사시도이다. 그리고, 도 3 및 도 4는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 측면부를 연마하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도 및 평면도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a structure of a hexahedron type diamond-polymer composite pad manufactured by the manufacturing method of FIG. 1. 3 and 4 are side and plan views schematically illustrating a process of polishing a side surface of a silicon wafer using a diamond-polymer composite pad.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)의 측면부에는 실리콘 웨이퍼(120)의 가장자리 일부분이 삽입되어 맞물리도록 연마홈(114)이 형성되어 있다. As shown in FIG. 2, an abrasive groove 114 is formed in the side portion of the diamond-polymer composite pad 113 of the present invention so that a portion of the edge of the silicon wafer 120 is inserted and engaged.

상기 연마홈(114)은 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)의 성형 단계에서 생성된다. 이때, 상기 연마홈(114)은 실리콘 웨이퍼(120)의 측면부(122) 단면 형상과 대응하는 단면 형상을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.The abrasive groove 114 is produced in the forming step of the diamond-polymer composite pad 113. In this case, the polishing groove 114 is preferably formed to have a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the side portion 122 of the silicon wafer 120.

이와 같은 구조의 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)를 이용하여 실리콘 웨이퍼(120)의 측면부 가공을 수행하는 경우, 도 3에서 보는 것과 같이, 좌우 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)에 형성된 연마홈(114)에 실리콘 웨이퍼(120)의 양 측면부(122)를 삽입하여 맞물리도록 한 후 실리콘 웨이퍼(120)를 회전시키면서 연마홈(114) 내에서 실리콘 웨이퍼(120)의 측면부 가공을 수행하게 된다.When the side portion processing of the silicon wafer 120 is performed using the diamond-polymer composite pad 113 having such a structure, as shown in FIG. 3, the polishing groove 114 formed in the left and right diamond-polymer composite pad 113 is shown. The two side portions 122 of the silicon wafer 120 are inserted into and engaged with each other, and then the side portions of the silicon wafer 120 are processed in the polishing groove 114 while the silicon wafer 120 is rotated.

도 4는 실리콘 웨이퍼 연마장치의 구성을 평면에서 바라본 개략도로서, 실리콘 웨이퍼(120)를 중심으로 그 좌우에 한 쌍의 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)가 배치되고 그 전후에 실리콘 웨이퍼(120)를 회전시키는 회전수단인 한 쌍의 롤러(140)가 배치된다.4 is a schematic plan view of the configuration of the silicon wafer polishing apparatus, in which a pair of diamond-polymer composite pads 113 are disposed on the left and right sides of the silicon wafer 120, and the silicon wafer 120 is placed before and after. A pair of rollers 140 which are rotating means for rotating are arranged.

이때, 상기 실리콘 웨이퍼(120)의 전후에 배치된 한 쌍의 롤러(140)와 좌우에 배치된 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)는 서로 등 간격을 이루도록 배치된다.In this case, the pair of rollers 140 disposed before and after the silicon wafer 120 and the diamond-polymer composite pad 113 disposed on the left and right sides are disposed to be equally spaced from each other.

여기서, 상기 좌우 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)는 회전이 이루어지지 않는 고정된 상태로 유지되는 한편, 상기 전후 방향 롤러(140)는 실리콘 웨이퍼(120)의 외주면에 접촉상태를 유지하며 회전 가능하게 설치된다. Here, the left and right diamond-polymer composite pad 113 is maintained in a fixed state that does not rotate, while the front and rear roller 140 is rotatable while maintaining a contact state on the outer peripheral surface of the silicon wafer 120 Is installed.

그리고 상기 실리콘 웨이퍼(120)의 양쪽 가장자리 부분은 좌우 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)에 형성된 연마홈(114)에 각각 맞물린 상태로 유지된다. Both edge portions of the silicon wafer 120 are held in engagement with the polishing grooves 114 formed in the left and right diamond-polymer composite pads 113, respectively.

이와 같이 배치한 상태에서, 도 4와 같이 실리콘 웨이퍼(120)의 전후에 배치된 롤러(140)를 회전시키게 되면, 이 롤러(140)와 접촉된 실리콘 웨이퍼(120)가 일정 속도로 회전되면서 좌,우측 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)에 맞물린 실리콘 웨이퍼(120)의 측면 및 모서리 부분이 상기 연마홈(114) 내에서 연마 가공된다. In this arrangement, when the roller 140 disposed before and after the silicon wafer 120 is rotated as shown in FIG. 4, the silicon wafer 120 contacted with the roller 140 is rotated at a constant speed and left. The side and edge portions of the silicon wafer 120 engaged with the right diamond-polymer composite pad 113 are polished in the polishing groove 114.

이때, 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)에 포함된 고경도 다이아몬드 입자는 실리콘 웨이퍼(120)의 측면부(122) 표면을 실질적으로 연마하는 연마제로 작용하게 되는 한편, 탄성체인 폴리머 입자는 실리콘 웨이퍼(120)의 측면부(122) 형상에 따라 탄성적으로 변형되는 완충작용을 수행함으로써 실리콘 웨이퍼(120)의 연마 표면에 국부적으로 응력이 집중되는 것을 완화시키고, 실리콘 웨이퍼(120)의 측면부 표면을 물리적인 손상 없이 정밀하게 연마 가공하게 된다.In this case, the high-hardness diamond particles included in the diamond-polymer composite pad 113 act as an abrasive to substantially polish the surface of the side surface 122 of the silicon wafer 120, while the polymer particles, which are elastomers, are the silicon wafer 120. By performing a buffering action that is elastically deformed according to the shape of the side portion 122 of the c), localization of stress is concentrated on the polishing surface of the silicon wafer 120, and physical damage of the side surface of the silicon wafer 120 is performed. It is precisely ground without grinding.

이와 같이, 본 발명은 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자가 혼합 성형된 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)를 이용하여 실리콘 웨이퍼(120)의 가장자리부를 연마 가공하도록 함으로써, 물리적인 손상 없는 정밀한 연 마 가공을 수행할 수 있고 스크래치(scratch) 없는 고정도의 가공표면을 얻을 수 있다.As described above, the present invention allows the edge of the silicon wafer 120 to be polished using a diamond-polymer composite pad 113 in which diamond particles, which are high hardness abrasives, and polymer particles, which are elastomers, are mixed and molded, thereby precisely removing physical damage. Grinding can be carried out and a high precision machining surface without scratches can be obtained.

아울러, 종래의 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통해 가공할 수 없었던 실리콘 웨이퍼의 측면 및 모서리 부분 등을 본 발명의 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용하여 효과적으로 연마 가공할 수 있기 때문에 실리콘 웨이퍼의 사용 가능 면적을 확장시켜 제품의 수율을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, since the side and edge portions of the silicon wafer, which could not be processed through the conventional chemical mechanical polishing (CMP) process, can be effectively polished using the diamond-polymer composite pad of the present invention, the usable area of the silicon wafer can be used. There is an advantage that can be extended to increase the yield of the product.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼 연마장치를 보여주는 것으로서, 전술된 도 3에 나타낸 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)가 복수 개 구비된 다단식 구조의 실리콘 웨이퍼 연마장치의 모습을 예시한 것이다.On the other hand, Figure 5 shows a silicon wafer polishing apparatus according to another embodiment of the present invention, a multi-stage structure of a silicon wafer polishing apparatus is provided with a plurality of diamond-polymer composite pad 113 shown in FIG. It is illustrated.

도 5에서 보는 것과 같이, 본 발명의 다른 실시 예에서는 전술된 형태의 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)를 상하방향으로 복수 개 배열하여 여러 개의 실리콘 웨이퍼(120)를 동시에 연마 가공할 수 있도록 구성하고 있다.As shown in Figure 5, in another embodiment of the present invention by arranging a plurality of diamond-polymer composite pad 113 of the above-described form in the vertical direction to configure a plurality of silicon wafers 120 to be polished at the same time have.

이때, 상기 복수의 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)(113a)(113b)(113c) 속에 포함된 다이아몬드 입자 및 폴리머 입자의 크기는 서로 다르게 구성되는데, 즉, 최상부에 위치한 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)에서 하부에 위치한 다이아몬드-폴리머 복합패드(113a)(113b)(113c)로 갈수록 다이아몬드 및 폴리머 입자 크기가 점차 작아지도록 구성된다.At this time, the size of the diamond particles and the polymer particles included in the plurality of diamond-polymer composite pads 113, 113a, 113b, 113c are configured differently, that is, the diamond-polymer composite pads 113 located at the top. The diamond-polymer composite pads 113a, 113b, and 113c disposed at the lower portion thereof are gradually smaller in size.

이와 같이 구성하게 되면, 최상부측에 위치한 큰 표면 조도를 갖는 다이아몬드-폴리머 복합패드(113)에서 실리콘 웨이퍼(120)의 측면부 연마가공을 수행한 다음, 하부에 위치한 다이아몬드-폴리머 복합패드(113a)(113b)(113c)로 실리콘 웨 이퍼(120)를 순차적으로 옮겨가며 연마가공을 수행할 수 있기 때문에, 실리콘 웨이퍼(120)를 필요한 표면 정도를 갖도록 손쉽게 연마가공할 수 있는 장점이 있다.In this configuration, the diamond-polymer composite pad 113 having the large surface roughness located on the top side is subjected to the polishing of the side portion of the silicon wafer 120, and then the diamond-polymer composite pad 113a disposed on the bottom ( Since the silicon wafer 120 may be sequentially polished by moving the silicon wafer 120 to 113b) and 113c, the silicon wafer 120 may be easily polished to have a required surface degree.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 다이아몬드-폴리머 복합패드 제조방법을 나타낸 공정도. 1 is a process chart showing a diamond-polymer composite pad manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 제조방법에 의해 제조된 다이아몬드-폴리머 복합패드의 구조를 보여주는 사시도. Figure 2 is a perspective view showing the structure of a diamond-polymer composite pad prepared by the manufacturing method of Figure 1;

도 3 및 도 4는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 측면부를 연마하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도 및 평면도.3 and 4 are side and plan views schematically illustrating a process of polishing a side surface of a silicon wafer using a diamond-polymer composite pad.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예로서, 복수의 다이아몬드-폴리머 복합패드가 설치된 다단식 구조의 실리콘 웨이퍼 연마장치의 모습을 예시한 예시도.Figure 5 is an exemplary embodiment illustrating the appearance of a silicon wafer polishing apparatus of a multi-stage structure in which a plurality of diamond-polymer composite pads are installed as another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

111 : 다이아몬드 입자 112 : 폴리머 입자111 diamond particle 112 polymer particle

113 : 다이아몬드-폴리머 복합패드 114 : 연마홈113: diamond-polymer composite pad 114: abrasive groove

120 : 실리콘 웨이퍼 140 : 롤러120: silicon wafer 140: roller

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자를 분산 및 혼합하여 다이아몬드-폴리머 분산체를 생성하는 단계와;Dispersing and mixing diamond particles, which are high hardness abrasives, and polymer particles, which are elastomers, to produce a diamond-polymer dispersion; 상기 다이아몬드-폴리머 분산체를 일정 형태로 성형하여 다이아몬드-폴리머 복합패드를 생성하는 단계를 포함하며,Molding the diamond-polymer dispersion into a predetermined shape to produce a diamond-polymer composite pad, 상기 다이아몬드-폴리머 분산체를 생성하는 단계는, 상기 다이아몬드 입자와 상기 폴리머 입자를 각각 스프레이 분사방식으로 분사하여 분산 및 혼합하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드 제조방법. The producing of the diamond-polymer dispersion may include dispersing and mixing the diamond particles and the polymer particles by spray injection, respectively. 삭제delete 실리콘 웨이퍼의 측면부를 다이아몬드-폴리머 복합패드에 형성된 연마홈에 맞물리도록 배치한 상태에서 상기 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드를 통해 실리콘 웨이퍼의 측면부를 연마 가공하며,Polishing the side surface of the silicon wafer through the diamond-polymer composite pad while rotating the silicon wafer while the side surface of the silicon wafer is arranged to engage the polishing groove formed in the diamond-polymer composite pad. 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드는 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자를 각각 스프레이 분사방식으로 분사하여 분산 및 혼합한 후 성형하여 제작되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마방법. The diamond-polymer composite pad is a silicon wafer polishing method using a diamond-polymer composite pad, characterized in that the diamond particles of high hardness and polymer particles of the elastomer are sprayed by dispersing and mixing, respectively, and then molded. . 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 연마홈은 상기 실리콘 웨이퍼의 측면부 형상과 대응하는 형상을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마방법.The method of claim 5, wherein the polishing groove is formed to have a shape corresponding to the shape of the side surface of the silicon wafer. 실리콘 웨이퍼 연마장치에 있어서,In a silicon wafer polishing apparatus, 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자로 구성되며 일측에 실리콘 웨이퍼의 측면부가 맞물려 연마되는 연마홈이 형성된 다이아몬드-폴리머 복합패드와;A diamond-polymer composite pad composed of diamond particles, which are high hardness abrasives, and polymer particles, which have elastic grooves formed on one side thereof to be polished by engaging side surfaces of the silicon wafer; 상기 실리콘 웨이퍼를 일정속도로 회전시키는 회전수단을 포함하여 이루어지되,It comprises a rotating means for rotating the silicon wafer at a constant speed, 상기 실리콘 웨이퍼의 측면부를 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드에 형성된 연마홈에 맞물리도록 배치한 상태에서 상기 회전수단을 통해 상기 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드를 통해 실리콘 웨이퍼의 측면부를 연마 가공하도록 하며,Polishing the side surface of the silicon wafer through the diamond-polymer composite pad while rotating the silicon wafer through the rotating means while the side surface of the silicon wafer is arranged to engage the polishing groove formed in the diamond-polymer composite pad. , 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드는 고경도 연마제인 다이아몬드 입자와 탄성체인 폴리머 입자를 각각 스프레이 분사방식으로 분사하여 분산 및 혼합한 후 성형하여 제작되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마장치.The diamond-polymer composite pad is a silicon wafer polishing apparatus using a diamond-polymer composite pad, characterized in that the diamond particles of high hardness and polymer particles of the elastomer are sprayed by dispersing and mixing, respectively, and then molded. . 삭제delete 제8항에 있어서, 상기 연마홈은 상기 실리콘 웨이퍼의 측면부 형상과 대응 하는 형상을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마장치. The method of claim 8, wherein the polishing groove is a silicon wafer polishing apparatus using a diamond-polymer composite pad, characterized in that formed to have a shape corresponding to the side shape of the silicon wafer. 제8항에 있어서, 상기 회전수단은 롤러인 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마장치. 9. The silicon wafer polishing apparatus according to claim 8, wherein the rotating means is a roller. 제11항에 있어서, 상기 롤러는 한 쌍이 구비되어 상기 실리콘 웨이퍼의 대향하는 측면부상에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마장치. 12. The silicon wafer polishing apparatus according to claim 11, wherein the rollers are provided in pairs and disposed on opposite side portions of the silicon wafer, respectively. 제12항에 있어서, 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드는 한 쌍이 구비되어 상기 롤러 사이에 등 간격을 이루며 설치되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마장치. The method of claim 12, wherein the diamond-polymer composite pad is provided with a pair of silicon wafer polishing apparatus using a diamond-polymer composite pad, characterized in that installed at equal intervals between the rollers. 제8항에 있어서, 상기 다이아몬드-폴리머 복합패드는 복수 개가 상하방향을 따라 일정 간격을 이루며 설치된 다단식 구조를 가지며, 상기 각 다이아몬드-폴리 머 복합패드에 포함된 다이아몬드의 입자의 크기는 상부 또는 하부방향의 복합패드로 갈수록 점차 작아지도록 구성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드-폴리머 복합패드를 이용한 실리콘 웨이퍼 연마장치. The method of claim 8, wherein the plurality of diamond-polymer composite pad has a multi-stage structure provided at a predetermined interval along the vertical direction, the size of the diamond particles included in each diamond-polymer composite pad is in the upper or lower direction Silicon wafer polishing apparatus using a diamond-polymer composite pad, characterized in that configured to gradually become smaller toward the composite pad.
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JP2005512832A (en) * 2001-12-20 2005-05-12 ピーピージー インダストリーズ オハイオ, インコーポレイテッド Polishing pad

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