KR101311615B1

KR101311615B1 - 반도체 웨이퍼의 주연부 에지를 연마하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101311615B1
Application number: KR1020067026579A
Authority: KR
Inventors: 다마미 다까하시; 겐야 이또오; 미쯔히꼬 시라까시; 가즈유끼 이노우에; 겐지 야마구찌; 마사야 세끼; 사또루 사또오; 쥰 와따나베; 겐지 가또오; 쥰 다무라; 소오이찌 아사까와
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼; 니혼 미크로 코팅 가부시끼 가이샤
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2013-09-26
Also published as: CN100550314C; TW200706307A; JP2006303112A; KR20070116530A; TWI389769B; EP1872393A1; EP1872393B1; WO2006112531A1; EP1872393A4; US8029333B2; JP5196709B2; US20090093192A1; CN101164148A

Abstract

반도체 웨이퍼의 주연부 에지를 연마하기 위한 장치는, 웨이퍼를 유지시키기 위한 웨이퍼 스테이지, 웨이퍼 스테이지를 회전시켜 웨이퍼 스테이지가 웨이퍼 스테이지의 표면과 동일 평면 내에서 회전 왕복 운동을 하게 하며 웨이퍼 스테이지를 이 표면과 평행하게 이동시키기 위한 장치들을 포함하는 웨이퍼 스테이지 유닛, 웨이퍼 상의 노치를 연마하기 위한 노치 연마 부분, 및 웨이퍼의 경사 부분을 연마하기 위한 경사 연마 부분을 포함한다. 순수가 웨이퍼에 공급되어, 웨이퍼가 노치 연마 부분으로부터 경사 연마 부분으로 이송됨에 따라 건조해지는 것을 방지한다.

반도체 웨이퍼, 웨이퍼 스테이지, 노치 연마 부분, 경사 연마 부분, 챔버

Description

반도체 웨이퍼의 주연부 에지를 연마하는 장치 및 방법 {DEVICE FOR AND METHOD OF POLISHING PERIPHERAL EDGE OF SEMICONDUCTOR WAFER}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분(노치 및 경사 부분 포함)을 연마하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분은 노치 부분을 연마하기 위한 장치(일본 특허 공개 공보 제9-85599호에 개시됨) 및 경사 부분을 연마하기 위한 다른 장치(일본 특허 공개 공보 제7-164301호 및 제8-174399호에 개시됨)를 개별적으로 사용함으로써 연마된다. 주연부 부분의 연마는 소위 습윤 방법에 의해 실행되는데, 이에 의해 물 또는 수-기반 반응액 내에 마모 미립자를 분산시킴으로써 얻어지는 슬러리 형태의 연마액이 (노치 및/또는 경사 부분과 같은) 연마하고자 하는 목표 부분에 냉각수와 함께 공급되며, 동시에 직포 또는 부직포 천 또는 발포체로 이루어진 테이프 또는 가소성 재료의 표면 상에 형성된 접착제에 의해 부착된 마모 미립자를 갖는 연마층을 구비하는 테이프가 목표 부분 상에 가압되어 이동하게 된다.

이러한 종래의 방법은, 반도체 웨이퍼의 노치와 경사 부분이 개별적으로 연마되어 이들 2개의 장치 사이에서 웨이퍼를 이송하는데 지나치게 많은 시간이 걸리 며 장비를 위해 큰 공간을 필요로 하기 때문에, 문제점을 갖게 된다. 또한, 이송되는 동안 반도체 웨이퍼가 건조되는 문제가 발생하여, 웨이퍼의 장치 수득율에 악영향을 미친다.

각각의 연마 장치 내의 웨이퍼 스테이지 상의 반도체 웨이퍼의 위치 설정은 웨이퍼를 이송시키는 로봇의 한 쌍의 척 핸들에 의해 실행되지만, 이러한 위치 설정의 정확성을 향상시키기 위해 복수의 실린더가 사용되기 때문에, 장비를 위해 큰 공간을 필요로 한다. 또한, 이를 위해 공압 실린더가 사용되므로, 위치 설정에 있어서 0.5mm 정도의 오차가 발생한다. 발생되는 또 다른 문제점은 웨이퍼의 주연부 에지 상에 과도한 파지력(grasping force)이 가해지고, 이러한 과도한 힘은 웨이퍼의 에지 부분에 손상을 주기 쉽다는 것이다.

반도체 웨이퍼는 진공에 의해 웨이퍼 스테이지에 흡착된다. 이러한 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 스테이지로부터 제거되는 경우, 로봇의 한 쌍의 척 핸들에 의해 웨이퍼의 주연부 부분에서 파지되어 상승됨에 따라, 이 웨이퍼가 이러한 진공 흡착의 상태로부터 해제된다. 이는, 웨이퍼 스테이지로부터 반도체 웨이퍼를 제거하기 위해 큰 해제력이 요구되며 이는 반도체 웨이퍼 상에 순간적으로 가해져야만 한다는 것을 의미한다. 이는 반도체 웨이퍼를 변형시키거나 손상시키는 문제점을 야기한다.

종래 기술에 의하면, 테이프의 외경에 따라 테이프의 공급을 위한 모터의 토크값을 변화시킴으로써 연마 공정 동안 공급 롤러로부터 연마 테이프를 공급하여(즉, 소정량의 테이프가 공급 롤 상에 여전히 유지됨), 연마하고자 하는 목표 부분 상에 가압되는 테이프의 장력이 조절될 수 있다. 테이프 공급 롤의 측면에 배열되는 복수(통상 8개)의 광 수신 부분의 센서에 의해 수신되는 광 방출기로부터의 빛의 존재 또는 부재에 의해 테이프의 외경이 결정되기 때문에, 단계적 방식으로 모터의 토크값이 변화하여, 테이프 내의 장력이 일정하지 않은 문제점을 야기한다.

따라서, 반도체 웨이퍼의 주연부 부분의 처리에 관한 본 발명의 목적은 단일 장치 내에서 효과적으로 반도체 웨이퍼의 노치 및 경사 부분을 연마하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연마 시간이 단축될 수 있고 장치에 필요한 공간이 감소될 수 있는 그러한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제3의 목적은 웨이퍼 스테이지 상에 반도체 웨이퍼를 정확하게 위치 설정할 수 있는 그러한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제4의 목적은 웨이퍼 스테이지 상에 흡착에 의해 지지되는 반도체 웨이퍼를 용이하게 제거할 수 있는 그러한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제5의 목적은 연마 헤드 상에 테이프의 외경과 별개로 테이프 내의 장력(공급 롤의 그의 잔여량)이 일정하게 유지될 수 있는 그러한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 본 발명에 따른 장치는 상술한 목적을 달성할 수 있으며, 이 장치는 반도체 웨이퍼를 유지하기 위한 표면을 갖는 웨이퍼 스테이지와, 웨이퍼 스테이지를 회전시키기 위한 스테이지 회전 부분 및 웨이퍼 스테이지가 웨이퍼 스테이지의 표면과 동일한 평면 내에서 회전 왕복 운동하게 하는 왕복 운동 부분을 포함하는 웨이퍼 스테이지 유닛과, 이러한 표면과 평행하게 웨이퍼 스테이지를 이동시키기 위한 스테이지 이동 부분과, 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 2개 이상의 연마 부분을 포함한다.

이들 2개 이상의 연마 부분은 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼 상의 노치를 연마하기 위한 노치 연마 부분, 및 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼의 경사 부분을 연마하기 위한 경사 연마 부분을 포함한다.

본 발명의 장치는, 웨이퍼 스테이지 유닛, 연마 부분 및 스테이지 이동 부분을 보유하며 개폐가능한 개구를 갖는 측면을 구비하는 하우징을 더 포함한다. 이 하우징은 구획판에 의해 구획되는 2개의 챔버를 포함하며, 이들 챔버 중 하나의 챔버는 웨이퍼 스테이지 유닛 및 연마 부분을 보유하며 다른 하나의 챔버는 스테이지 이동 부분을 보유한다.

본 발명의 장치는 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼에 순수(pure water)를 공급하기 위한 건조 방지 부분을 더 포함한다.

본 발명의 장치는 하우징 내부로 이송되는 반도체 웨이퍼를 수용하고 웨이퍼 스테이지 상에 반도체 웨이퍼를 위치시키며 웨이퍼 스테이지 상의 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 이송 부분에 전달하는 척 조립체를 더 포함한다. 이러한 척 조립체는, 2개 이상의 노브를 갖는 제1 척 핸드, 2개 이상의 노브를 갖는 제2 척 핸드, 제1 척 핸드 및 제2 척 핸드를 개폐시키기 위한 척 개방 부분, 및 제1 척 핸드 및 제2 척 핸드가 웨이퍼 스테이지의 표면과 수직으로 왕복 운동하게 하는 척 이동 부분을 포함하며, 노브는, 반도체 웨이퍼가 제1 척 핸드 및 제2 척 핸드에 의해 파지되도록 제1 척 핸드 및 제2 척 핸드가 폐쇄될 때, 반도체 웨이퍼의 주연부 부분과 접촉한다.

척 개방 부분은 제1 척 핸드와 제2 척 핸드 중 적어도 하나와 맞물리는 볼 스크류, 및 볼 스크류를 구동시키는 서보 모터를 포함하며, 제1 척 핸드 및 제2 척 핸드는 서보 모터가 작동될 때 개폐된다.

본 발명의 장치는, 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지 상에 유지되는 반도체 웨이퍼 상의 노치의 위치를 검출하기 위한 노치 검출 부분을 갖는 센서 조립체를 더 포함한다. 이러한 노치 검출 부분은 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼 상의 노치가 광 방출기와 광 수신기 사이로 통과하도록 배열되는 광 방출기 및 광 수신기를 갖춘 광학 센서를 포함하며, 이 광학 센서는 반도체 웨이퍼를 회전시킴으로써 노치의 위치를 검출하는 기능을 한다.

바람직하게, 센서 조립체는 제1 광학 센서, 제2 광학 센서 및 제3 광학 센서인 3개의 광학 센서를 포함하며, 제1 광학 센서는 웨이퍼 스테이지가 제1 범위의 회전 속도로 회전할 때 노치의 위치를 검출하도록 되어 있고, 제2 광학 센서는 웨이퍼 스테이지가 제1 범위의 회전 속도보다 느린 제2 범위의 회전 속도로 회전할 때 노치의 위치를 검출하도록 되어 있으며, 제3 광학 센서는 웨이퍼 스테이지가 제2 범위의 회전 속도보다 느린 제3 범위의 회전 속도로 회전할 때 노치의 위치를 검출하도록 되어 있다.

이 센서 조립체는, 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼의 반경 방향으로의 위치 변위를 검출하기 위한 변위 검출 부분을 더 포함하며, 이 변위 검출 부분은 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼의 주연부 에지가 광 방출기와 광 수신기 사이로 통과하도록 배열되는 광 방출기 및 광 수신기를 갖는 광학 센서를 포함하며, 이 광학 센서는 광 수신기에 의해 수신되는 빛의 양의 변화를 검출하여 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼의 위치의 반경 방향 변위를 검출하는 기능을 한다.

바람직하게, 이 제3 광학 센서는 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼의 노치를 포함하는 주연부 에지가 광 방출기와 광 수신기 사이로 통과하도록 배열되며, 이 제3 광학 센서는 그의 광 수신기에 의해 수신되는 빛의 양의 변화를 검출하여 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼의 반경 방향 변위를 검출하며 웨이퍼 스테이지가 제3 범위의 회전 속도로 회전할 때 반도체 웨이퍼의 위치를 검출하는 기능을 한다.

이러한 센서 조립체는 센서 조립체를 방수처리하는 방수 부분을 더 포함한다.

노치 연마 부분은, 그 사이에 간격을 가지며 서로 평행하게 배열되는 제1 롤러 및 제2 롤러를 갖는 노치 연마 헤드, 및 그 둘레에 테이프가 감겨 있는 공급 롤, 공급 롤로부터 제1 및 제2 롤러를 통해 테이프를 권취하기 위한 권취 롤러 및 테이프를 권취하기 위한 권취 롤러를 구동시키기 위한 구동 부분을 포함하는 테이프 공급 부분을 포함하며, 테이프는 제1 롤러와 제2 롤러 사이로 통과되는 동안 노치에 대해 가압되어 노치를 연마하도록 되어 있다.

이러한 테이프는 수지 결합제에 의해 결합된 마모 미립자를 갖는 연마층을 구비하는 가소성 재료의 테이프형 기부 필름을 포함한다.

이러한 노치 연마 부분은 테이프가 노치에 대해 가압되는 동안 노치 연마 헤드가 반도체 웨이퍼에 대해 수직으로 왕복 운동하게 하는 기구를 더 포함한다.

이러한 노치 연마 부분은 노치의 전방면측 및 후방면측 모두가 연마되도록 노치에 대해 테이프가 가압되는 동안 노치 연마 헤드가 노치 둘레로 회전 왕복 운동하게 하는 다른 기구를 더 포함한다.

바람직하게, 노치 연마 부분은 공급 롤 둘레에 감긴 상태로 남아 있는 테이프의 외경을 검출하기 위한 직경 검출 부분을 더 포함한다.

경사 연마 부분은, 단부에 접촉 패드가 부착되는 실린더를 갖는 경사 연마 헤드, 및 그 둘레에 테이프가 감겨 있는 공급 롤, 공급 롤로부터 접촉 패드를 통해 테이프를 감아 올리기 위한 권취 롤러 및 테이프를 감아 올리기 위한 권취 롤러를 구동시키기 위한 구동 부분을 포함하는 테이프 공급 부분을 포함하며, 테이프는 접촉 패드 위로 통과되는 동안 경사 부분에 대해 가압되어 경사 부분을 연마한다.

이 테이프는 수지 결합제에 의해 결합된 마모 미립자를 갖는 연마층을 구비하는 가소성 재료의 테이프형 기부 필름을 포함한다.

이 경사 연마 부분은 경사 부분의 전방면측 및 후방면측 모두가 연마되도록 경사 부분에 대해 테이프가 가압되는 동안 경사 연마 헤드가 반도체 웨이퍼 둘레로 회전 왕복 운동하게 하는 기구를 더 포함한다.

이 경사 연마 부분은 공급 롤 둘레에 감긴 상태로 남아 있는 테이프의 외경을 검출하기 위한 직경 검출 부분을 더 포함한다.

경사 연마 부분은 경사 부분이 연마되는 동안 반도체 웨이퍼의 변위를 검출하기 위한 변위 검출 부분을 더 포함하며, 이 변위 검출 부분은 반도체 웨이퍼가 연마되는 동안 접촉 패드를 통해 경사 부분에 테이프를 압축시키는 기능을 하는 실린더의 신장 및 수축의 변화를 검출하기 위한 변위 센서를 포함한다.

본 발명의 장치는, 하우징의 내부를 청정하게 유지하기 위한 세정 부분을 더 포함하며, 이 세정 부분은 하우징의 상부면을 통과하는 흡기구, 하우징의 하부측면을 통과하는 배기구 및 배기구에 연결되는 외부 펌프를 포함하며, 흡기구 및 배기구는 흡기구를 통해 내부로 공기가 유입되며 그의 측면을 따라 하우징 내부로 공기가 유동되도록 배열된다.

본 발명의 장치는, 다른 챔버를 방수처리하기 위한 구조물을 더 포함한다.

바람직하게, 본 발명의 장치의 구획판은 개구를 포함하며, 스테이지 회전 부분은 웨이퍼 스테이지의 배면 상의 중심에 부착되는 제1 샤프트, 제1 샤프트에 회전가능하게 부착되는 지지 부재 및 제1 샤프트를 회전시키기 위한 제1 모터를 포함하며, 왕복 운동 부분은 상기 구획판을 통과하는 개구를 통해 반도체 웨이퍼의 반경의 대략 절반의 거리만큼 웨이퍼 스테이지의 중심으로부터 오프셋된 위치에서 웨이퍼 스테이지의 지지 부재에 부착되는 제2 샤프트, 및 제2 샤프트를 회전시키기 위한 제2 모터를 포함하며, 이 제2 샤프트는 중공 원통형인 샤프트 테이블에 회전가능하게 부착되며, 이 샤프트 테이블은 구획판 아래에서 지지판에 부착되는 하부면 및 지지 부재의 하부면에 접촉됨으로써 지지 부재를 지지하는 상부면을 구비하며, 제2 모터는 지지 부재에 부착되고, 이 장치는 샤프트 테이블의 상부 부분에 수밀(liquid-tight)식으로 부착되는 상부, 및 구획판을 통과하는 개구 둘레에 수밀식으로 부착되는 하부 부분을 구비하며 탄성 재료로 제조된 중공 반구형 방수 커버를 더 포함한다.

바람직하게, 방수 커버는 내부 커버 및 외부 커버를 갖는 이중 구조이며, 상기 장치는 상기 내부 커버와 상기 외부 커버 사이의 공간 내부로 압축 공기를 공급하기 위한 공기 공급 부분을 더 포함한다.

반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하는 본 발명의 방법에 의해 상술달성될 수 있으며, 이러한 방법은 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지에 의해 반도체 웨이퍼를 유지시키는 유지 단계, 및 2개 이상의 연마 부분에 의해 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지에 의해 지지되는 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하는 연마 단계를 포함한다. 연마 단계는 2개 이상의 연마 부분 각각으로 순차적으로 반도체 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지를 이동시키는 단계, 및 반도체 웨이퍼의 주연부 부분을 연마 부분 각각이 연마하게 하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법은, 반도체 웨이퍼가 2개 이상의 연마 부분 사이로 이송되는 동안 웨이퍼 스테이지에 의해 지지되는 반도체 웨이퍼에 순수를 공급하기 위한 건조 방지 단계를 더 포함한다.

2개 이상의 연마 부분은 반도체 웨이퍼 상의 노치를 연마하기 위한 노치 연마 부분, 및 반도체 웨이퍼의 경사 부분을 연마하기 위한 경사 연마 부분을 포함한다.

본 발명의 상술한 바와 같이 구성되므로, 하기의 효과가 이루어진다.

스테이지 이동 부분의 작동에 의해 웨이퍼 스테이지를 간단히 이동시킴으로써 노치 연마 헤드와 경사 연마 헤드 사이로 반도체 웨이퍼가 이송되기 때문에, 반도체 웨이퍼의 노치 및 경사 부분이 단일 장치 내에서 효과적으로 연마될 수 있을 뿐만 아니라, 연마 시간이 단축될 수 있고 장치에 필요한 공간이 감소될 수 있다.

노치 검출 부분 및 변위 검출 부분에 의해 웨이퍼 스테이지 상에 반도체 웨이퍼가 정확하게 위치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 웨이퍼 스테이지 상에 흡착에 의해 지지되는 반도체 웨이퍼가 척 핸드에 의해 파지되고 상승되는 동안, 웨이퍼가 아주 약간(0.5mm-1.0mm) 상승되었을 때 진공 펌프의 작동을 중지시킴으로써 이 웨이퍼가 웨이퍼 스테이지를 향한 흡입력으로부터 용이하게 해제될 수 있다.

광학 센서가 테이프의 외경(또는 공급 롤 상의 그의 잔여량)을 연속적으로 검출하기 때문에, 테이프 내의 장력이 일정하게 유지될 수 있다.

구동 시스템(스테이지 이동 부분)의 구성요소들이 탄성 재료로 제조된 방수 커버로 덮여 있어서, 장치 내의 구동 시스템이 물로부터 보호될 수 있다.

도1A는 반도체 웨이퍼의 평면도이며, 도1B 및 도1C는 각각 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분의 단면도이다.

도2A 및 도2B는 함께 도2로 지칭하며, 도2A는 본 발명에 따른 장치의 평면도이고, 도2B는 반도체 웨이퍼의 왕복 회전 운동을 나타내는 도면이다.

도3은 도2A의 선 3-3을 따라 취한 단면도이다.

도4는 도2A의 선 4-4을 따라 취한 단면도이다.

도5A 및 도5B는 각각 웨이퍼 척 조립체의 평면도 및 측면도이다.

도6A 및 도6B는 각각 센서 조립체의 평면도이다.

도7A 및 도7B는 각각 센서 조립체의 측면도이다.

도8은 테이프의 외경을 검출하기 위한 직경 검출 부분의 개략도이다.

도9는 웨이퍼 스테이지의 평면도이다.

도10은 노치 연마 헤드의 측면도이다.

도11은 경사 연마 헤드의 측면도이다.

도12A는 단일 구조의 방수 커버의 단면도이며, 도12B는 이의 사시도이고, 도12C는 이중 구조의 방수 커버의 단면도이다.

도13A는 웨이퍼 스테이지에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼의 평면도이고, 도13B는 웨이퍼의 회전각에 대한 입사광의 양의 변화를 나타내는 그래프이다.

도14A, 도14B 및 도14C는 각각 광학 센서의 광 방출기 아래로 통과하는 웨이퍼 상의 노치의 개략적인 사시도이다.

본 발명에 따른 장치는 (노치 및 경사 부분을 포함한) 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 것이다.

도1A에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼로 지칭함)(W)는 단결정 실리콘을 포함하는 얇은 디스크이며, 노치(N)는 이의 배향을 나타내기 위해 이의 주연부에 제공되어, 반도체 처리 장치 내부에 원형의 웨이퍼(W)를 위치시키기 위한 기준으로서 기능한다.

웨이퍼(W)는 그의 횡단면 형상에 따라 직선형 또는 곡선형 중 어느 하나로 개략적으로 구분될 수 있다. 직선형의 반도체 웨이퍼는 도1B에 도시된 바와 같이 다각형 단면 형상을 갖지만, 곡선형의 반도체 웨이퍼는 도1C에 도시된 바와 같이 만곡된 (반원형 또는 반타원형) 단면 형상을 갖는다.

본 명세서 전반에 걸쳐, 도1B에 도시된 직선형의 웨이퍼(W)의 경우에 상부 사면(upper sloped surface; P), 하부 사면(lower sloped surface; Q) 및 단부면(end surface; R)(이들을 함께 문자 B로 지시함)을 가리키기 위해, 그리고 도1C에 도시된 곡선형의 웨이퍼(W)의 경우에 문자 B로 지시된 만곡면 부분(curved surface portion)을 가리키기 위해 "경사 부분(beveled part)"이라는 표현을 사용할 것이다. "에지(edge)"라는 표현은 반도체 소자를 형성하기 위한 문자 D로 지시된 부분과 경사 부분(B) 사이의 문자 E로 지시된 표면 부분을 가리키는데 사용될 것이다.

도2, 도3 및 도4는 본 발명에 따른 장치(10)를 나타내며, 이 장치는 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 웨이퍼 스테이지(23)를 갖는 웨이퍼 스테이지 유닛(20), 웨이퍼 스테이지(23)의 표면과 평행하게 웨이퍼 스테이지 유닛(20)을 이송시키기 위한 스테이지 이동 부분(30), 및 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 2개 이상의 연마 부분을 포함한다. 2개 이상의 연마 부분의 대표적인 예로서, 장치(10)는 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 노치를 연마하기 위한 노치 연마 부분(notch polishing part; 40), 및 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 경사 부분을 연마하기 위한 하나의 경사 연마 부분(bevel polishing part; 50)을 구비하는 것으로 본 명세서에 도시되지만, 본 발명은 장치(10)가 보다 많은 노치 연마 부분 또는 경사 연마 부분을 구비하는 것을 제한하지 않는다. 3개의 노치 연마 부분 및 3개의 경사 연마 부분이 제공된다면, 3개 그룹 각각의 제1 부분이 초벌 연마(rough polishing)를 위해 사용되며, 제2 부분이 마무리(finishing)를 위해 사용되며, 제3 부분이 세정(cleaning)을 위해 사용된다.

구획판(14)에 의해 2개의 공간(상부 챔버(15) 및 하부 챔버(16))으로 분할되는 하우징(11)이 존재하며, 상부 챔버(15)는 웨이퍼 스테이지 유닛(20), 노치 연마 부분(40) 및 경사 연마 부분(50)을 보유하고, 하부 챔버(16)는 스테이지 이동 부분(30)을 보유한다.

하우징(11)에는 그의 상부 챔버(15)의 측면 상에 개구(opening; 12)가 제공된다. 이러한 개구(12)는 실린더(도시 안됨)에 의해 구동되도록 된 셔터(13)에 의해 개방 및 폐쇄될 수 있다. 이러한 개구(12)를 통해 웨이퍼(W)를 하우징(11) 내부로 넣고 하우징으로부터 꺼낸다. 하우징(11) 내외로 웨이퍼(W)를 이송하기 위해 (도5A 및 도5B에 도면 부호 13'으로 도시된 바와 같은) 로봇 핸드(robot hand)와 같이 공지된 유형의 웨이퍼 이송 부분을 사용할 수 있다. 셔터(13)는 하우징(11) 내부의 기밀 상태와 청정도가 유지될 수 있을 정도로, 그리고 산개하는 미립자 및 연마액으로 인한 하우징(11)의 외부의 오염과 하우징(11) 외부로부터의 웨이퍼의 오염 모두가 방지될 수 있도록, 하우징(11)의 내부를 외부로부터 완전하게 차단하는 기능을 한다.

본 발명의 장치(10)는, 하우징(11) 내부에 넣어진 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(23) 상에 위치시키고 웨이퍼 스테이지(23) 상에 위치한 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(23)로부터 멀리 집어 올리기 위한 웨이퍼 척 조립체(wafer chuck assembly; 80)를 더 포함한다.

도5A에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 척 조립체(80)는 2개 이상의 노브(83)를 갖는 제1 척 핸드(first chuck hand; 81), 2개 이상의 노브(83)를 갖는 제2 척 핸드(82), 이들 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 표면과 평행하게 (화살표(T1) 방향으로) 개폐시키기 위한 척 핸드 개방 부분(chuck hand opening part; 84), 및 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)가 폐쇄되었을 때 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82) 상의 노브(83)가 웨이퍼(W)의 주연부와 접촉해서 웨이퍼(W)가 제1 척 핸드(81)와 제2 척 핸드(82) 사이에 파지되도록 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 표면과 수직하게 (화살표(T2) 방향으로) 왕복 이동시키기 위한 척 이동 부분(85)을 포함한다.

도5A에 도시된 바와 같이, 척 핸드 개방 부분(84)은 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)와 맞물리는 볼 스크류(b5), 볼 스크류(b5)를 구동시키기 위한 서보 모터(m5), 및 화살표(T1) 방향으로 연장되며 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 관통하는 선형 가이드(linear guide; 87)를 포함한다. 볼 스크류(b5)는, 서보 모 터(m5)가 작동될 때 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)가 화살표(T1) 방향으로 이동되어 개방 또는 폐쇄되도록 가이드(86) 및 커플링(89)에 연결된다. 웨이퍼(W)의 중심은, 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)가 그 사이에 웨이퍼(W)를 파지하게 될 때, 웨이퍼 스테이지(23)의 중심 위(또는 하기에 설명될 웨이퍼 스테이지(23)의 회전 샤프트(Cs) 위)에 있도록 배열되는 것이 바람직하다.

도5B에 도시된 바와 같이, 척 이동 부분(85)은 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)에 부착된 승강기 테이블(elevator table; 88)이 볼 스크류(도시 안됨)와 맞물리게 하는 기능을 하며, 또한 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 웨이퍼 스테이지(23)의 표면에 대해 수직으로 (화살표(T2) 방향으로) 이동시키도록 서보 모터(도시 안됨)에 의해 이러한 볼 스크류를 구동시키는 기능을 한다. 도5B에서, L1은 수축 위치를 가리키며, L2는 로봇 핸드(13') 상의 웨이퍼(W)가 제1 및 제2 척 핸드(81, 82)에 의해 파지되거나 웨이퍼(W)가 로봇 핸드(13') 상으로 적재된 웨이퍼 전달 위치를 가리키고, L3는 웨이퍼(W)가 웨이퍼 스테이지(23) 상에 설치되거나 또는 웨이퍼 스테이지(23) 상에 설치된 웨이퍼(W)가 제1 및 제2 척 핸드(81, 82)에 의해 파지되는 웨이퍼 설치 위치를 가리킨다.

도2, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 유닛(20)은 웨이퍼 스테이지(23)를 회전시키기 위한 스테이지 회전 부분, 및 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 표면과 동일한 평면 내에서 (화살표(R5) 방향으로) 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 노치에 대해 웨이퍼 스테이지(23)가 회전 왕복 운동하게 하기 위한 왕복 운동 부분을 더 포함한다.

도2 내지 도4 및 도9에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지(23)는 진공 펌프(도시 안됨)에 연결된 하나 이상의 흡입 구멍(25)(도시된 예에서는 단지 하나의 흡입 구멍만을 도시함)이 제공되는 평탄면을 구비한다. 이러한 평탄면에는 흡입 구멍(25)을 막지 않도록 특정한 높이(두께)를 갖는 탄성 패드(24)가 접착식으로 부착되며, 이러한 패드(24) 상에 웨이퍼(W)가 위치한다. 흡입 구멍(25)은 중공 샤프트(27), 이 중공 샤프트(27)의 하단부에 회전가능하게 부착되는 파이프, 및 다른 중공 샤프트(31)를 통해 외부 진공 펌프(도시 안됨)에 연결된다.

이 흡입 구멍(25)에 연결된 홈(26, 26')이 패드(24)의 상부면 상에 형성된다. 바람직하게, 패드(24)에는 동심의 원형 홈(26), 및 이 원형 홈(26)에 연결되는 복수의 반경방향 홈(26')이 형성되며, 이들 홈(26, 26')은 상술한 진공 펌프에 연결된다. 탄성 패드(24) 상에 웨이퍼가 위치될 때, 이들 홈(26, 26')은 기밀식으로 웨이퍼(W)의 하부면에 의해 밀봉된다. 따라서, 진공 펌프가 가동된다면, 웨이퍼는 그의 바닥측으로부터 변형(굽힘)없이 패드(24)에 의해 지지되게 된다.

따라서, 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)에 의해 죄이는 웨이퍼(W)는 척 이동 부분(85)에 의해 웨이퍼 스테이지(23) 상에서 패드(24) 상에 위치된다. 이들 척 핸드(81, 82)가 척 핸드 개방 부분(84)에 의해 개방되면, 동시에 진공 펌프가 가동되고 웨이퍼(W)의 배면 상의 공간(또는 탄성 패드(24)의 상부면 상에 형성된 홈(26, 26')의 내부)의 압력이 감소되어, 웨이퍼(W)가 패드(24)를 향해 가압되고 패드(24) 내부로 어느 정도 가라앉게 된다. 이는 웨이퍼(W)가 웨이퍼 스테이지(23)에 안정되게 흡착되며 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 지지되는 방법을 설명한 다.

따라서, 웨이퍼 스테이지(23)에 흡착되어 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)는 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)에 의해 파지된 후 척 이동 부분(85)에 의해 상승된다. 웨이퍼(W)가 약간(예컨대, 0.5mm-1.0mm) 부유된 때, 진공 펌프가 가동 중지되고 진공 흡입이 중지된다. 이러한 방식으로, 웨이퍼가 웨이퍼 스테이지(23)에 흡착되어 있는 상태로부터 제거된 때, 웨이퍼(W)에 인가되는 순간적인 큰 힘이 없어지게 된다. 즉, 웨이퍼(W)는 변형되거나 손상되지 않고 웨이퍼 스테이지(23)로부터 제거될 수 있다.

도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 스테이지 회전 부분은 웨이퍼 스테이지(23)의 배면 상에 회전 샤프트(Cs)와 동축으로 부착되는 샤프트(27), 및 풀리(p1) 및 벨트(p1)를 통해 이러한 샤프트(27)에 연결되는 모터(m1)를 포함한다. 샤프트(27)는 베어링을 통해 유닛 본체(unit main body; 21)의 지지 부재(22)에 회전가능하게 부착된다. 모터(m1)는 이러한 지지 부재(22)에 부착된다. 모터(m1)가 작동되면, 웨이퍼 스테이지(23)는 그의 중심 둘레로, 즉 그의 회전 샤프트(Cs) 둘레로 회전한다.

웨이퍼 스테이지(23)의 표면과 동일한 표면 내에서 웨이퍼 스테이지(23)가 회전 왕복 운동을 하게 하기 위한 왕복 운동 부분은, 대략 웨이퍼(W)의 반경의 길이만큼 웨이퍼 스테이지(23)의 회전 샤프트(Cs)로부터 오프셋(offset)되는 위치에서 하우징(11)의 구획판(14)을 통해 개구(17)를 관통하며 유닛 본체(21)의 지지 부재(22)의 하부면에 부착되는 샤프트(31), 및 풀리(p2)와 벨트(b2)를 통해 이 샤프 트(31)에 연결되는 모터(m2)를 포함한다. 샤프트(31)는 베어링을 통해 중공 원통형 샤프트 테이블(29)에 회전가능하게 부착된다. 이러한 샤프트 테이블(29)의 하부면은 하우징(11)의 구획판(14) 아래에서 지지판(32)에 부착되며, 샤프트 테이블(29)의 상부면은 유닛 본체(21)를 지지하기 위해 유닛 본체(21)의 하부면과 접촉한다. 이러한 지지판(32)에 모터(m2)가 체결된다. 이 모터(m2)가 작동되면, 웨이퍼 스테이지 유닛(20)은 웨이퍼 스테이지(23)의 표면과 동일한 평면 내에서 (도2A 및 도2B의 화살표(R5)로 도시된 방향으로) 회전 샤프트(Ct) 둘레로 회전 왕복 운동하게 된다. 바람직하게, 왕복 운동 부분은 웨이퍼 스테이지(23)의 표면과 동일한 평면 내에서 웨이퍼(W)의 노치에 대해 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(23)가 회전 왕복 운동하게 한다.

도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 스테이지 이동 부분(30)은 왕복 운동 부분의 샤프트 테이블(29)을 체결시키는 지지판(32), 및 웨이퍼 스테이지(23)의 표면과 평행하게 지지판(32)을 이동시키기 위한 평행 운동 기구를 포함한다.

도시된 바와 같이, 평행 운동 기구는, 하우징(11)의 구획판(14)과 지지판(32) 사이에 위치하며 (도2A 및 도4에 화살표(X)로 나타낸) "제1 방향"으로 이동가능하도록 선형 가이드(35)를 통해 구획판(14)에 부착되는 이동식 판(33), 화살표(X) 방향으로 이동식 판(33)을 이동시키기 위해 이러한 이동식 판(33)에 연결되는 볼 스크류(b4), 및 이러한 볼 스크류(b4)를 구동시키는 모터(m4)로 구성된다. 이동식 판(33)은 샤프트 테이블(29)이 통과하는 개구(33')를 구비한다. 지지판(32)은 제1 방향(X)과 수직으로(즉, 도2 및 도3에서 화살표(Y)로 나타낸 방향으 로) 이동가능하도록 선형 가이드(34)를 통해 이러한 이동식 판(33)의 하부면에 부착된다. 볼 스크류(b3)는 화살표(Y)의 방향으로 지지판(32)을 이동시키기 위해 지지판(32)에 연결되며, 이러한 볼 스크류(b3)는 이동식 판(33)에 부착된 모터(m3)에 의해 구동된다. 따라서, 구획판(14)의 하부면에 부착된 모터(m4)가 구동되면, 이동식 판(33)에 연결된 볼 스크류(b4)가 회전하고 이동식 판(33)이 화살표(Y) 방향으로 이동되며, 이동식 판(33)에 부착된 모터(m3)가 구동되면, 지지판(32)에 연결된 볼 스크류(b3)가 회전하고 지지판(32)이 이동식 판(33)에 대해 화살표(Y) 방향으로 이동한다. 화살표(X 및 Y)의 방향으로의 웨이퍼 스테이지 유닛(20)의 이동 범위는 이동식 판(33)에 제공되는 개구(33')의 크기 및 구획판(14)에 제공된 개구(17)의 크기에 의해 결정되므로, 웨이퍼 스테이지 유닛(20)에 대해 보다 큰 이동 범위가 필요하다면 장치(10)를 설계할 때 이들 개구(17 및 33')의 크기가 증가될 수 있다.

도3 및 도10에 도시된 바와 같이, 노치 연마 부분(40)은 테이프(43)에 웨이퍼(W)의 노치(이하, 간단히 노치라고 함)를 가압하기 위한 노치 연마 헤드(44), 및 노치 연마 헤드(44)에 테이프(43)를 공급하고 공급된 테이프(43)를 감기 위한 테이프 공급 부분(45)으로 구성된다. 노치 연마 헤드(44)는 서로에 대해 상호 평행하게 부착되는 한 쌍(제1 및 제2)의 롤러(41, 42)를 구비하며, 이들 롤러는 이들 롤러(41, 42) 사이를 통과하는 테이프(43)에 대해 노치가 가압될 정도의 간격을 그 사이에 갖고 있다. 테이프 공급 부분(45)은 그 둘레에 감기는 테이프(43)를 갖는 공급 롤(supply roll; 46), 공급 롤(46)로부터 제1 롤러(41) 및 제2 롤러(42)를 통 해 테이프(43)를 갖는 공급 롤(46)로부터 테이프(43)를 권취하기 위한 권취 롤러(47), 및 테이프(43)를 권취하기 위한 권취 롤러(47)를 구동시키기 위한 롤러 구동 부분(도시 안됨)으로 구성된다.

노치 연마 부분(40)은 또한 테이프(43)가 노치에 대해 가압되는 동안 노치 연마 헤드(44)가 웨이퍼(W)의 표면에 수직하게 왕복 운동하게 하기 위한 기구를 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 이러한 기구는 웨이퍼 스테이지(23)의 표면에 대해 수직하게 연장하는 선형 가이드, 및 모터에 의해 왕복식으로 노치 연마 헤드(44)를 이동시키기 위한 크랭크 샤프트 기구를 포함할 수 있다.

노치 연마 부분(40)은, 노치의 전방면측 및 후방면측이 연마될 수 있도록 테이프(43)가 노치에 대해 가압되는 동안, 노치 연마 헤드(44)가 노치 둘레로 회전 왕복 운동하게 하기 위한 다른 기구를 더 포함할 수 있다. 도시하지 않았지만, 이러한 기구는 테이프(43)의 운동 방향에 대해 수직하게 연장하는 샤프트, 및 이러한 샤프트를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 이러한 샤프트는 테이프(43)가 노치에 대해 가압되고 노치 연마 헤드(44)에 연결되는 위치에 설치되어, 그의 회전축이 된다. 이러한 샤프트를 회전시키도록 모터가 구동되면, 노치 연마 헤드(44)는 노치의 전방면측 및 후방면측 모두가 연마되도록 테이프(43)가 노치에 대해 가압되는 동안, 노치 둘레로 화살표(R3) 방향으로 회전 왕복 운동을 하게 된다.

노치 연마 부분(40)에는 냉각수뿐만 아니라 물 또는 수-기반 반응액 내에 분산된 마모 미립자를 갖는 슬러리 형태의 연마액을 노치에 공급하기 위한 노즐(48)이 또한 추가로 제공될 수 있다.

테이프(43)는 직포 또는 부직포 천 또는 발포 재료일 수 있다. 가소성 재료로 제조된 테이프 또는 수지 결합제에 의해 결합된 마모 미립자를 갖는 연마층을 구비한 테이프 형태의 기부 필름이 사용될 수도 있다. 마모 미립자의 예는 0.1㎛-5.0㎛ 범위의 평균 직경을 갖는 다이아몬드 미립자 및 0.1㎛-5.0㎛ 범위의 평균 직경을 갖는 SiC 미립자를 포함한다. 폴리에스테르 및 폴리우레탄 유형의 수지 결합제가 사용될 수 있다. 기부 필름의 예는 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 가소성 재료의 필름을 포함한다.

물 및/또는 냉각수 내에 분산된 마모 미립자를 갖는 연마액과 함께 수지 결합제에 의해 결합된 마모 미립자를 갖는 연마층을 포함하는 테이프를 사용하는 것이 바람직하다. 이는, 임의의 수-기반 반응액을 사용하지 않고 연마를 실시할 수 있어서, 물과 하우징(11) 내부의 오염(즉, 하우징(11) 내부에 설치된 각각의 구성요소의 오염)이 보다 신뢰성있게 방지될 수 있기 때문이다.

실제 예에 따르면, 테이프(43)의 폭은 1mm-10mm 범위에 속하며, 테이프(43)의 길이는 수십 미터이고, 테이프(43)는 (도8에 46'으로 도시된) 원통형 코어 재료 둘레에 감긴다.

노치 연마 부분(40)의 테이프(43)에 대해 노치를 가압하도록 스테이지 이동 부분(30)에 의해 웨이퍼 스테이지(23)의 표면과 평행하게 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼를 이동시키고, 웨이퍼 스테이지(23)가 왕복 운동 부분에 의해 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 표면과 동일한 평면 내에서 (도2A 및 도2B에서 화살표(R5)로 표시된 방향으로) 노치 둘레로 회전 왕복 운동하 게 함으로써, 노치의 연마가 실행된다. 상술한 바에서, 노치 연마 헤드(44)는, 테이프(43)가 노치에 대해 가압되는 동안, 노치 둘레로 (도10에서 화살표(R3)로 도시된 방향으로) 회전 왕복 운동 및/또는 웨이퍼(W)의 표면과 수직한 왕복 운동을 하게 될 수 있다.

테이프의 사용에 의해 노치를 연마하는 예를 상술하였지만, 이는 본 발명의 범위를 제한하고자 함이 아니다. 대신에, 노치는 이 노치와 동일한 형상을 갖지 않는 외부 주연부를 갖는 공지된 유형의 디스크형 패드를 사용함으로써 연마될 수 있다.

도8에 도시된 바와 같이, 노치 연마 부분(40)은 테이프 공급 롤(46)의 코어 재료(46') 상에 남아 있는 테이프(43)의 잔여량 또는 테이프(43)의 외경을 검출하기 위한 직경 검출 부분을 더 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 이러한 검출 부분은 광 방출기(49a) 및 광 수신기(49b)를 갖는 광학 센서를 포함하며, 테이프 공급 롤(46)은 광 방출기(49a)와 광 수신기(49b) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 공급 롤(46) 둘레에 아직 감겨있는 테이프(43)의 외경은 광 수신기(49b)에 의해 수신된 빛(49c)의 양에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 검출되는 테이프(43)의 외경은 모터의 토크값이 완만하게 변동되고 테이프(43)의 장력이 일정하게 유지되도록 공급 롤(46)로부터 테이프(43)를 공급하기 위한 모터용 제어 장치(도시 안됨)로 전달된다.

도4 및 도11에 도시된 바와 같이, 경사 연마 부분(50)은 그의 단부에 접촉 패드(51)가 부착된 실린더(52)를 갖는 경사 연마 헤드(54), 및 이 경사 연마 헤 드(54)에 테이프(53)를 공급하고 공급된 테이프(53)를 권취하는 테이프 공급 부분(55)을 포함한다.

테이프 공급 부분(55)은 공급 롤(56), 이 공급 롤(56)로부터 접촉 패드(51)를 통해 테이프(53)를 감아 올리기 위한 권취 롤러(57), 및 테이프(53)를 감아 올리기 위한 권취 롤러(57)를 구동시키는 구동 부분(도시 안됨)을 포함한다. 접촉 패드(51) 위로 통과하는 테이프(53)는 접촉 패드(51)를 통해 웨이퍼(W)의 경사 부분에 대해 가압되며, 이에 의해 경사 부분이 연마된다.

경사 연마 부분(50)은 웨이퍼(W)의 표면에 대해 수직으로 (도11에서 화살표(R4)로 도시된 방향으로) 경사 부분 둘레로 경사 연마 헤드(54)가 회전 왕복 운동을 하게 하는 기구를 또한 포함한다. 이러한 기구는, 도시하지는 않지만, 테이프(53)의 운동 방향에 대해 수직으로 연장하는 샤프트, 및 이러한 샤프트를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 이 샤프트는 테이프(53)가 웨이퍼(W)의 경사 부분에 대해 가압되는 위치에 설치되며 경사 연마 헤드(54)에 연결되어, 그의 회전축이 된다. 모터가 구동되면, 경사 연마 헤드(54)는, 웨이퍼(W)의 경사 부분의 전방면측과 후방면측이 연마되도록 테이프(53)가 경사 부분에 대해 가압되는 동안, 화살표(R4) 방향으로 경사 부분 둘레로 회전 왕복 운동을 하게 된다.

경사 연마 부분(50)에는 냉각수뿐만 아니라 물 또는 수-기반 반응액 내에 분산된 마모 미립자를 갖는 슬러리 형태의 연마액을 경사 부분에 공급하기 위한 노즐(58)이 추가로 제공될 수 있다.

테이프(53)는 직포 또는 부직포 천 또는 발포 재료일 수 있다. 가소성 재료로 제조된 테이프 또는 수지 결합제에 의해 결합된 마모 미립자를 갖는 연마층을 구비한 테이프 형태의 기부 필름이 사용될 수도 있다. 마모 미립자의 예는 0.1㎛-5.0㎛ 범위의 평균 직경을 갖는 다이아몬드 미립자 및 0.1㎛-5.0㎛ 범위의 평균 직경을 갖는 SiC 미립자를 포함한다. 폴리에스테르 및 폴리우레탄 유형의 수지 결합제가 사용될 수 있다. 기부 필름의 예는 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 가소성 재료의 필름을 포함한다.

실제 예에 따르면, 테이프(53)의 폭은 1mm-10mm 범위에 속하며, 테이프(43)의 길이는 수십 미터이고, 테이프(43)는 원통형 코어 재료 둘레에 감긴다.

웨이퍼(W)의 경사 부분을 연마하기 위해 2.0㎛ 미만의 평균 직경의 마모 미립자를 구비한 연마층을 가진 테이프가 사용된다면, 웨이퍼(W)의 직경을 특정 길이로 조정할 수 있다. 2.0㎛ 이하의 평균 직경의 마모 미립자를 구비한 연마층을 가진 테이프가 사용된다면, 웨이퍼(W)의 경사 부분에 대해 마무리 작업이 실행될 수 있다.

따라서, 연마층에 결합된 마모 미립자의 평균 직경이 선택되고 경사 연마 헤드(54)가 연마 공정 동안 화살표(R4) 방향으로 경사 부분 둘레로 회전 왕복 운동을 하게 된다면, 마무리 작업에 의해 특정 각도로 웨이퍼(W)의 상부 사면 및 하부 사면(도1B에서 P 및 Q로 지시됨)을 형성할 수 있다.

스테이지 이동 부분(30)을 사용하여 웨이퍼 스테이지(23)의 표면과 평행하게 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)를 이동시키는 단계, 웨이퍼(W)의 경사 부분을 테이프에 대해 가압하는 단계, 및 스테이지 회전 부분을 사용하여 도6A에 도시된 화살표(R1) 방향으로 웨이퍼 스테이지(23)를 회전시키는 단계에 의해, 웨이퍼(W)의 경사 부분을 연마한다. 테이프(53)를 사용하는 예를 상술하였지만, 이는 본 발명의 범위를 제한하고자 함이 아니다. 경사 부분을 연마하기 위해, 공지된 유형의 회전 원통형 연삭 숫돌 또는 표면에 부착된 패드를 갖는 랩핑 플레이트(lapping plate)를 사용할 수도 있다.

노치 연마 부분(40)과 마찬가지로, 경사 연마 부분(50)에는 공급 롤(56) 둘레에 감긴 테이프(53)의 외경을 검출하기 위한 직경 검출 부분이 제공될 수 있다. 이러한 검출 부분은, 노치 연마 부분(40)과 마찬가지로, 광 방출기 및 광 수신기를 갖춘 광학 센서를 포함하며, 광 방출기와 광 수신기 사이에 배치되는 공급 롤을 구비한다. 광 수신기에 의해 수신된 빛의 양이 측정되고, 이에 의해 공급 롤 둘레에 감긴 상태로 남아 있는 테이프(53)의 외경이 결정된다. 따라서, 검출되는 테이프(53)의 외경은 모터의 토크값이 완만하게 변동되고 테이프(53)의 장력이 일정하게 유지되도록 공급 롤(56)로부터 테이프(53)를 공급하기 위한 모터용 제어기로 전달된다.

도12A, 도12B 및 도12C에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치(10)는 하 우징(11)의 하부 챔버(16)(그리고 특히 내부에 보유된 평행 운동 기구)를 방수처리하기 위한 방수 구조물을 더 포함한다. 도12A에 도시된 바와 같이, 방수 구조물은 수밀 방식으로 샤프트 테이블(29)의 상부 부분에 부착된 그의 상부 부분, 및 수밀 방식으로 구획판(14)에 제공되는 개구(17)의 주연부에 부착된 그의 바닥 부분을 구비하는 (도12B에 도시된 바와 같은) 중공 반구형 방수 커버(36)를 포함한다. 샤프트 테이블(29)이 화살표(X 및 Y) 방향 모두로 이동하기 때문에, 방수 커버(36)는 샤프트 테이블(29)의 운동에 의한 손상을 방지하기 위해 탄성 재료로 제조된다.

방수 커버(36)는 도12A에 도시된 단일 구조 또는 도12C에 도시된 이중 구조일 수 있다. 도12C에 도시된 바와 같이 이중 구조라면, 구획판(14)에는, 외부 커버(37)가 팽창되고 그 표면에 모인 액적이 멀리 분산될 수 있도록 방수 커버(36)의 외부 커버(37)와 내부 커버(38) 사이의 공간 내부로 압축 공기를 불어넣기 위해 개구(17) 부근에 외기 펌프(도시 안됨)에 연결된 개구(39)가 제공될 수 있다.

예컨대, 가소성 재료로 제조된 액체 불투과성 가요성 시트가 방수 커버(36)(또는 외부 커버(37) 및 내부 커버(38))로서 사용된다. 바람직하게는, 발포 재료로 제조된 가요성 시트가 사용될 수도 있다.

도6A 및 도6B에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치(10)는 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W) 상의 노치의 위치를 검출하기 위한 노치 위치 검출 부분을 포함하는 센서 조립체(90)를 더 포함한다.

노치 위치 검출 부분은 하나 이상의 광학 센서(3개의 센서(91, 92, 93)가 도시됨)를 포함한다. 각각의 광학 센서는 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W) 상의 노치(N)가 그들 사이로 통과하도록 배열된 광 방출기 및 광 수신기와 함께 구성될 수 있다. 웨이퍼(W)가 (화살표(R1)로 도시된 바와 같이) 회전하면, 노치(N)가 광 방출기 바로 아래에 있는 경우에만 광 방출기로부터의 빛이 광 수신기에 의해 수신된다. 이는 노치(N)의 위치를 검출하는 방법을 설명한다.

대안적으로, 직선광 회귀형의 광학 센서가 사용될 수 있다. 이러한 유형의 광학 센서는 동일한 측면 상에 배치된 광 방출기 및 광 수신기와, 이 광 방출기로부터의 빛을 반사하기 위해 이들 광 방출기 및 광 수신기 맞은 편에 배치되는 반사기를 구비하는 레이저 센서이다. 이 경우, 광 방출기로부터의 레이저 광은 반사기에 의해 반사되며, 웨이퍼(W) 상의 노치(N)가 광 방출기 바로 아래로 통과하는 경우에만 광 수신기에 의해 검출되는데, 이는 노치(N)의 위치를 검출하는 방법을 설명한다.

본 발명에 따르면, 웨이퍼 스테이지(23)의 회전 이동은, 노치(N)가 노치 연마 부분의 테이프와 마주하게 되도록 노치(N)의 위치가 상술한 바와 같이 검출될 때 중지된다.

설명된 예에 따르면, 노치 검출 부분에는 3개의 광학 센서(91, 92, 93)가 제공된다. 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 스테이지(23)가 제1 범위(예컨대, 12rpm 이하 내지 4rpm 이상) 내의 회전 속도로 회전할 때, 노치(N)의 위치를 검출하는 것은 제1 광학 센서(91)이다. 웨이퍼 스테이지(23)가 제2 범위(예컨대, 4rpm 미만 내지 1rpm 이상) 내의 느린 회전 속도로 회전할 때, 노치 위치를 검출하는 것은 제2 광학 센서(92)이다. 웨이퍼 스테이지(23)가 제3 범위(예컨대, 1rpm 미만) 내의 더욱 느린 회전 속도로 회전할 때, 노치 위치를 검출하는 것은 제3 광학 센서(93)이다.

도14A는 웨이퍼 스테이지(23)가 상술한 제1 범위 내의 회전 속도로 회전할 때 광 방출기 바로 아래로 통과하는 노치(N)를 검출하는 제1 광학 센서(91)를 도시한다. 이 순간에, 제2 광학 센서(92)의 광 방출기로부터의 빛(99b)과 제3 광학 센서(93)의 광 방출기로부터의 빛(99c)은 웨이퍼(W)의 주연부에 의해 차단된다.

도14B는 웨이퍼 스테이지(23)가 제2 범위의 회전 속도로 회전하고 노치(N)가 제2 광학 센서(92)의 광 방출기 바로 아래로 통과하며 이 노치(N)가 제2 광학 센서(92)에 의해 검출되는 순간을 도시한다. 제1 광학 센서(91)의 광 방출기로부터의 빛(99a)과 제3 광학 센서(93)의 광 방출기로부터의 빛(99c)은 웨이퍼(W)의 주연부에 의해 차단된다.

다음에, 도14C는 웨이퍼 스테이지(23)가 제3 범위의 회전 속도로 회전하고 노치(N)가 제3 광학 센서(93)의 광 방출기 바로 아래로 통과하며 이 노치(N)가 제3 광학 센서(93)에 의해 검출되는 순간을 도시한다. 제1 광학 센서(91)의 광 방출기로부터의 빛(99a)과 제2 광학 센서(92)의 광 방출기로부터의 빛(99c)이 웨이퍼(W)의 주연부에 의해 차단된다.

요약하면, 웨이퍼 스테이지(23)가 중지될 때까지 감속됨에 따라, 노치(N)의 위치가 제1, 제2 및 제3 광학 센서(91, 92, 93)에 의해 순차적으로 단계적인 방식으로 검출된다. 제3 광학 센서(93)는 노치(N)의 가장 깊은 부분의 위치를 검출하도록 되어 있어서, ±0.1°내로 가장 정확하게 노치(N)의 위치를 검출한다. 노치(N)의 위치는 웨이퍼(W)가 동일한 방향으로 회전 감속되는 동안만 검출되기 때문에, 이러한 검출은 짧은 측정 시간에 이루어질 수 있다.

센서 조립체(90)에는 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지될 때 반경 방향으로의 웨이퍼(W)의 변위를 검출하기 위한 변위 검출 부분이 제공된다. 이러한 변위는 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82) 상의 노브(83)의 마모의 결과일 수 있다.

도13A에 도시된 바와 같이, 변위 검출 부분은 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 주연부가 광 방출기와 광 수신기 사이로 통과하도록 배치되는 광 방출기 및 광 수신기를 갖춘 광학 센서(93')를 포함한다. 웨이퍼(W)가 회전함에 따라, 광학 센서(93')는 도13B에 도시된 바와 같이 광 수신기에 의해 수신된 빛의 양과 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 그의 반경 방향(도13A에서 기호 ε으로 지시됨)으로의 위치 변위의 변화를 검출한다.

이러한 변위는, 원점으로서 웨이퍼(W)의 중심(Ch)을 사용하며, 기준 방향으로서 웨이퍼로부터 반경방향으로 연장하는 임의의 선(r)을 사용하여 극좌표계를 정의하고, 정의된 원점(Ch)과 웨이퍼 스테이지(23)의 중심(Cs) 사이의 거리와 기준선(r)으로부터의 각도(θ)로 표현될 수 있다.

도13B에 도시된 바와 같이, 위치 변위에 추가로 노치의 위치도 검출된다. 상술한 위치 변위는 단지 웨이퍼(W)의 한 번의 회전에 의해 검출될 수 있다. 도13B에서, 파선은 웨이퍼(W)의 중심(Ch)이 웨이퍼 스테이지(23)의 회전축(Cs)과 일치할 때, 즉 위치 변위가 없는 경우의 검출된 빛의 양을 나타낸다.

도6A 및 도6B는 상술한 제3 광학 센서(93)가 변위 검출 부분에 대한 이러한 광학 센서로서 기능하는 예를 도시한다.

도14A, 도14B 및 도14C를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 제3 광학 센서(93)는, 웨이퍼(W)가 화살표(R1) 방향으로 회전하는 동안, 그의 광 방출기로부터의 빛(99c)의 일부가 광 수신기에 도달하고 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 노치(N)를 포함한 주연부가 광 방출기와 광 수신기 사이로 통과하도록 배치된다. 웨이퍼(W)가 회전함에 따라, 제3 광학 센서(93)는 그의 광 수신기에 의해 수신되는 빛의 양의 변화를 검출하고, 그럼으로써 웨이퍼 스테이지(23)에 흡착된 웨이퍼(W)의 반경방향 변위를 검출한다. 웨이퍼 스테이지(23)가 상술한 제3 범위의 회전 속도로 회전할 때, 노치(N)의 위치가 추가로 검출된다.

센서 조립체(90)는 웨이퍼(W)의 테이프 연마를 위해 사용되는 연마액 및 냉각액에 의한 광학 센서(91, 92, 93)에 대한 손상을 방지하기 위한 방수 부분을 더 포함한다. 도7A 및 도7B에 도시된 바와 같이, 이러한 방수 부분은 웨이퍼(W)의 위치로부터 광학 센서들을 후퇴시키기 위해 (도6B에 도시된 화살표(R2) 방향으로) 센서 조립체(90)를 회전시키기 위한 조립체 회전 부분, 및 후퇴된 광학 센서들을 덮는 셔터(94)를 포함한다. 도시하지 않았지만, 조립체 회전 부분은 모터를 구동시킴으로써 센서 조립체(90)에 부착된 샤프트를 회전시키도록 되어 있다. 셔터(94)는 광학 센서들을 덮기 위해 공기 피스톤에 의해 도7B에 도시된 바와 같이 화살표(T3)의 방향으로 이동되도록 되어 있다.

경사 연마 부분(50)은 웨이퍼(W)의 경사 부분이 연마되는 동안 웨이퍼(W)의 변위를 검출하기 위한 제2 변위 검출 부분을 더 포함할 수 있다. 도11에 도시된 바와 같이, 제2 변위 검출 부분은 웨이퍼(W)가 연마되는 동안 접촉 패드(51)를 통해 웨이퍼(W)의 경사 부분에 대해 테이프(53)를 압축하는 기능을 하는 실린더의 신 장 및 수축의 변화를 검출하기 위한 변위 센서(도시 안됨)를 포함할 수 있다. 이러한 변위가 검출되면, 이 변위가 스테이지 이동 부분(30)으로 피드백되고 그의 반경방향으로의 웨이퍼(W)의 변위가 보정된다.

도시하지 않았지만, 본 발명에 따른 장치(10)는 하우징(11)의 내부를 청정하게 유지하기 위한 세정 부분을 더 포함할 수 있다. 이러한 세정 부분은 하우징(11)의 상부 챔버(15)의 천장에 제공되는 흡기구, 하우징(11)의 상부 챔버(15)의 측면 상의 하부 부분에 제공되는 배기구, 및 흡기구를 통해 유입되는 공기가 측면들을 따라 하우징(11)의 내부로 유동하도록 배기구에 연결되는 외부 펌프를 포함할 수 있다. 따라서, 하우징(11)의 내부에 형성되는 공기 유동에 의해, 미립자들이 웨이퍼 스테이지(23)에 유지되는 웨이퍼(W)의 표면에 부착되지 않고 외측으로 배출될 수 있다.

본 발명에 따른 장치(10)는 후속 공정의 위치로 이송되도록 노치 연마 부분(40) 및 경사 연마 부분(50)에 의해 연마되는 매 순간 후에 웨이퍼(W)가 건조되는 것을 방지하기 위하여 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)에 순수(pure water)를 공급하기 위한 건조 방지 부분을 더 포함할 수 있다. 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이, 이 부분은 하우징(11)의 내부에 제공되는 노즐(n1 및 n2)을 포함하며, 하우징 내부로부터 이송되는 웨이퍼(W)를 향해 순수가 분출한다. 따라서, 이송되는 동안 웨이퍼(W)에 순수가 공급되기 때문에, 웨이퍼(W)가 건조되는 것을 방지할 뿐만 아니라 웨이퍼(W)에 미립자가 부착되는 것이 방지된다.

설명한 예에 따라 2개의 노즐(n1 및 n2)이 사용되지만, 하나의 노즐만이 제 공될 수 있거나 2개 초과의 노즐이 사용될 수도 있다. 이들 노즐은 웨이퍼(W)가 웨이퍼 스테이지(23)의 표면과 동일한 평면 내에서 웨이퍼 스테이지(23)에 의해 회전 왕복 운동하게 될 때 웨이퍼(W)가 이들 노즐과 충돌하지 않도록 위치된다.

다음으로, 웨이퍼(W)의 주연부 에지 부분(노치와 경사 부분 모두)을 연마하기 위한 방법이 설명된다.

하우징(11)의 측면 상의 개구(12)를 개방하기 위해 공압 실린더에 의해 셔터(13)를 구동시키고 로봇 핸드(13')를 사용하여 하우징(11)의 상부 챔버(15) 내부로 웨이퍼(W)를 이송한 후에, 웨이퍼 스테이지(23) 바로 위에 웨이퍼(W)가 오고 이 웨이퍼(W)를 파지하기 위해 웨이퍼 전달 위치(L2)에서 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 사용한다. 이 때, 웨이퍼(W)의 중심은 바로 아래에 있는 웨이퍼 스테이지(23)의 중심 바로 위에 위치하게 된다. 이후, 하우징(11)으로부터 로봇 핸드(13')를 후퇴시키고, 하우징(11)의 개구(12)를 폐쇄시키기 위해 공압 실린더에 의해 셔터(13)를 구동시킨다.

따라서, 웨이퍼(W)를 파지한 동안, 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 웨이퍼 설치 위치(L3)까지 하강시킨 후, 패드(24) 상에 웨이퍼(W)를 배치하도록 개방한다. 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 후퇴 위치(L1)로 상승시킨다. 웨이퍼 스테이지(23) 상에 흡착된 웨이퍼(W)를 유지하기 위해 진공 펌프를 작동시킨다.

웨이퍼 스테이지(23)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 주연부 상에 광학 센서(91, 92, 93)를 위치시키기 위해 센서 조립체(90)를 회전시키고, 노치(N)의 위치를 검출하기 위해 화살표(R1) 방향으로 웨이퍼 스테이지(23)를 회전시킨다. 웨이퍼 스테이지(23)가 여전히 회전하는 동안, 웨이퍼(W)의 위치 변위도 검출된다.

웨이퍼(W)의 위치 변위를 검출한 후에, 웨이퍼(W)를 파지하고 상승시키기 위해 웨이퍼 설치 위치(L3)로 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 하강시킨다. 웨이퍼(W)가 아주 약간 상승되었을 때 진공 펌프의 작동을 정지시킴으로써 웨이퍼 스테이지(23)를 향한 흡입력으로부터 웨이퍼(W)를 해제시킨다. 검출된 변위량만큼 웨이퍼 스테이지(23)를 이동시키고, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)를 파지하는 동안 웨이퍼 설치 위치(L3)로 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)를 하강시킨다. 그 후, 이들 핸드(81, 82)는 웨이퍼 스테이지(23) 상에 웨이퍼(W)를 설치하도록 개방되며, 흡입에 의해 웨이퍼 스테이지(23) 상에 웨이퍼(W)를 유지시키도록 진공 펌프가 작동된다. 이후, 웨이퍼(W)의 위치 변위뿐만 아니라 센서 조립체(90)의 광학 센서(91, 92, 93)에 의해 노치의 위치를 검출하기 위해 상술한 바와 같이 화살표(R1)로 도시된 바와 같이 웨이퍼 스테이지(23)를 회전시킨다. 위치 변위가 검출되는 것이 중지될 때까지 이러한 공정을 반복할 수도 있다.

다음에, 웨이퍼(W) 상의 노치가 노치 연마 헤드(44)의 테이프(43)에 대해서 가압되도록 노치 연마 부분(40)을 향해 웨이퍼 스테이지(23)를 이동시킨다. 노즐(48)을 통해 웨이퍼(W) 상의 노치에 연마액을 공급하는 동안, 테이프(43)는 노치에 대해서 가압되어 유지되면서 이동하게 되고, 웨이퍼 스테이지(23)는 웨이퍼(W) 상의 노치를 연마하도록 웨이퍼(W)의 표면과 동일한 평면 내에서 노치의 위치 둘레로 화살표(R5) 방향으로 회전 왕복 운동을 하게 된다.

웨이퍼(W)에 공급되는 연마액에 의한 연마 공정 동안 노치가 냉각되며 노치에서의 마찰 계수가 감소된다. 연마에 의해 발생되는 잔해물이 주변에 흩어지는 것이 방지된다. 일부의 전해물이 주변에 흩어질 수도 있지만, 흩어진 잔해물은 연마액에 의해 세척되며 웨이퍼(W)에 부착되지 않는다.

노치 연마 헤드(44)는 노치의 에지(E)(도1B에 도시됨)를 연마하기 위해 (화살표(R3) 방향으로) 회전 왕복 운동 또는 수직 왕복 운동을 하게 될 수 있다.

다음에, 경사 연마 부분(50)을 향해 웨이퍼 스테이지(23)를 이동시키고 접촉 패드(51)를 통해 테이프(53)에 대해 웨이퍼(W)의 경사 부분을 가압한다. 따라서, 웨이퍼 스테이지(23)를 이동시키는 동안, 건조를 막기 위해 노즐(n1 및 n2)을 통해 웨이퍼(W)에 순수를 공급한다.

웨이퍼(W)의 경사 부분이 테이프(53)에 대해 가압되며 노즐(58)을 통해 웨이퍼(W)의 경사 부분에 연마액이 공급되는 동안, 테이프(53)를 이동시키고 웨이퍼 스테이지(23)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(W)의 경사 부분을 연마한다.

웨이퍼(W)에 공급되는 연마액에 의한 연마 공정 동안 경사 부분이 냉각되고 경사 부분의 마찰 계수가 감소된다. 연마에 의해 발생되는 잔해물이 주변에 흩어지는 것이 방지된다. 일부의 잔해물이 주변에 흩어질 수도 있지만, 흩어진 잔해물은 연마액에 의해 세척되며 웨이퍼(W)에 부착되지 않는다.

노치 연마 헤드(54)는 경사 부분의 에지(E)를 연마하기 위해 (화살표(R4) 방향으로) 회전 왕복 운동 또는 수직 왕복 운동을 하게 될 수 있다.

노치를 연마한 후에 경사 부분의 연마를 실시하는 예를 도시하였지만, 경사 부분을 연마한 후 노치를 연마할 수도 있음은 당연하다.

경사 부분을 연마하는 동안 웨이퍼(W)의 위치 변위를 검출할 수도 있다. 변위를 검출하면, 검출된 변위는 반경 방향으로의 웨이퍼(W)의 위치 변위를 교정하기 위해 스테이지 이동 부분(30)으로 피드백된다.

경사 부분 및 노치 모두를 연마한 후에, 웨이퍼 스테이지(23)가 원래 위치로 복귀된다. 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)는 웨이퍼(W)를 파지하고 상승하기 위해 후퇴 위치(L1)로부터 웨이퍼 설치 위치(L3)로 하강된다. 웨이퍼(W)가 약간 상승되면, 진공 펌프는 가동 중지되고 흡입 상태로부터 웨이퍼(W)를 해제시키며, 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)가 웨이퍼 전달 위치(L2)에 도달한다. 공압 실린더는 셔터(13)를 구동시켜서 하우징(11)의 개구(12)를 개방하고, 로봇 핸드(13')는 하우징(11)으로 진입하여 웨이퍼(W) 아래 위치에 오게 된다. 제1 척 핸드(81) 및 제2 척 핸드(82)는 웨이퍼(W)가 로봇 핸드(13') 상에 위치되고 하우징(11)으로부터 이송되도록 개방된다.

Claims

반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치이며,

반도체 웨이퍼를 보유 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지, 상기 웨이퍼 스테이지를 회전시키기 위한 스테이지 회전 수단 및 상기 웨이퍼 스테이지의 표면과 동일한 평면 내에서 회전 왕복 이동시키기 위한 스테이지 회전 왕복 이동 수단을 포함하는 웨이퍼 스테이지 유닛, 및

상기 웨이퍼 스테이지에 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한, 연마용 테이프를 갖는 2개 이상의 연마부를 포함하고,

상기 스테이지 회전 왕복 이동 수단에 의해, 상기 반도체 웨이퍼의 노치에 관해서 상기 웨이퍼 스테이지를 반도체 웨이퍼의 표면과 동일 평면 상에서 회전 왕복 이동시켜서 상기 노치를 연마하기 위해, 상기 노치를 상기 테이프에 압박한 상태로, 상기 웨이퍼 스테이지를 상기 반도체 웨이퍼의 외주연부의 1점을 통과하는 회전축을 중심으로 회전 왕복 이동시키는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 연마부가, 상기 웨이퍼 스테이지에 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 노치를 연마하는 노치 연마부 및 상기 웨이퍼 스테이지에 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 경사 부분을 연마하는 경사 연마부를 갖는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 스테이지 유닛, 상기 연마부 및 스테이지 이동 수단을 수용하고, 측면에 개폐가능한 개구부를 갖는 하우징을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제3항에 있어서, 상기 하우징이 구획판에 의해 구획되는 2개의 공간을 갖고,

상기 2개의 공간 중 하나의 공간에 상기 웨이퍼 스테이지 유닛과 상기 연마부가 수용되고,

상기 2개의 공간 중 다른 하나의 공간에 상기 스테이지 이동 수단이 수용되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 스테이지에 보유 지지되는 반도체 웨이퍼에 순수를 공급하기 위한 웨이퍼 건조 방지 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제3항에 있어서, 상기 하우징의 내부에 반입된 반도체 웨이퍼를 수취하고 이 반도체 웨이퍼를 상기 웨이퍼 스테이지 상에 위치시키며, 상기 웨이퍼 스테이지 상의 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 반송 수단에 전달하는 웨이퍼 척 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제6항에 있어서, 상기 웨이퍼 척 수단이,

2개 이상의 노브를 갖는 제1 척 핸드,

2개 이상의 노브를 갖는 제2 척 핸드,

상기 제1 척 핸드 및 상기 제2 척 핸드를 개폐시키기 위한 척 핸드 개폐 수단, 및

상기 제1 척 핸드 및 상기 제2 척 핸드를 상기 웨이퍼 스테이지의 표면과 수직인 방향으로 왕복 이동시키기 위한 척 이동 수단을 포함하고,

상기 제1 척 핸드 및 상기 제2 척 핸드를 폐쇄하면, 이들 제1 척 핸드 및 제2 척 핸드의 각각의 노브가 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분에 접촉하고, 이에 의해 반도체 웨이퍼가 상기 제1 척 핸드 및 상기 제2 척 핸드에 파지되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제7항에 있어서, 상기 척 핸드 개폐 수단이,

상기 제1 척 핸드 및 상기 제2 척 핸드 중 적어도 하나의 척 핸드와 맞물리는 볼 스크류, 및

상기 볼 스크류를 구동하기 위한 서보 모터를 포함하고,

상기 서보 모터를 구동하면, 상기 제1 척 핸드 및 상기 제2 척 핸드가 개폐이동하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 노치의 위치를 검출하기 위한 노치 위치 검출 수단을 갖는 센서 조립체를 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제9항에 있어서, 상기 노치 위치 검출 수단이 투광부와, 수광부를 갖는 적어도 하나의 광학 센서를 포함하고,

상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 노치가 상기 투광부와 상기 수광부 사이를 통과하도록 상기 광학 센서를 배치하고, 이 반도체 웨이퍼를 회전시키는 것에 의해 상기 광학 센서가 이 반도체 웨이퍼의 노치의 위치를 검출하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제10항에 있어서, 상기 노치 위치 검출 수단이 상기 광학 센서를 3개 갖고,

반도체 웨이퍼를 흡착하여 보유 지지하고 있는 상기 웨이퍼 스테이지가, 제1 회전수 범위에서 회전하고 있을 때에, 이들 3개의 광학 센서 중 제1 광학 센서가 이 반도체 웨이퍼의 노치의 위치를 검출하고,

상기 웨이퍼 스테이지가 상기 제1 회전수 범위보다도 낮은 제2 회전수 범위에서 회전하고 있을 때에, 이들 3개의 광학 센서 중 제2 광학 센서가 이 반도체 웨이퍼의 노치의 위치를 검출하고,

상기 웨이퍼 스테이지가 상기 제2 회전수 범위보다도 낮은 제3 회전수 범위에서 회전하고 있을 때에, 이들 3개의 광학 센서 중 제3 광학 센서가 이 반도체 웨이퍼의 노치의 위치를 검출하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제9항에 있어서, 상기 센서 조립체가 상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 반경 방향의 위치 변위를 검출하기 위한 위치 변위 검출 수단을 갖고,

상기 위치 변위 검출 수단이 투광부와, 수광부를 갖는 광학 센서를 포함하고,

상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분이 상기 투광부와 상기 수광부 사이를 통과하도록 상기 광학 센서를 배치하고, 이 반도체 웨이퍼를 회전시키는 것에 의해 상기 광학 센서가 그 수광부에서의 수광량의 변화를 검출하고, 이에 의해 상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되고 있는 반도체 웨이퍼의 반경 방향의 위치 변위가 검출되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제11항에 있어서, 상기 제3 광학 센서는 상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 노치를 포함하는 주연부 에지 부분이 상기 투광부와 상기 수광부 사이를 통과하도록 배치되고, 이 반도체 웨이퍼를 회전시키는 것에 의해 상기 제3 광학 센서가 그 수광부에서의 수광량의 변화를 검출하고, 이에 의해 상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되고 있는 반도체 웨이퍼의 반경 방향의 위치 변위가 검출되고, 상기 웨이퍼 스테이지가 상기 제3 회전수 범위에서 회전하고 있을 때에, 이 반도체 웨이퍼의 노치의 위치가 검출되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제9항에 있어서, 상기 센서 조립체가 방수 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제2항에 있어서, 상기 노치 연마부가,

서로 간격을 가지며 평행하게 배열되는 제1 롤러 및 제2 롤러를 갖는 노치 연마 헤드, 및

테이프가 감겨 있는 테이프 공급 롤, 상기 테이프를 상기 테이프 공급 롤로부터 상기 제1 롤러 및 제2 롤러를 통해 권취하기 위한 테이프 권취 롤러 및 상기 테이프를 권취하기 위해 상기 테이프 권취 롤러를 구동하기 위한 권취 롤러 구동 수단을 갖는 테이프 공급 권취 수단을 포함하고,

상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이를 통과하는 테이프가 상기 노치에 가압되고, 이에 의해 상기 노치가 연마되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제15항에 있어서, 상기 테이프로서,

가소성을 갖는 재료로 이루어지는 테이프형 기부 필름, 및 상기 기부 필름의 표면에 형성되고 연마재 미립자를 수지 결합제에 의해 고정한 연마층으로 이루어지는 테이프가 사용되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제15항에 있어서, 상기 노치 연마부가,

상기 테이프를 상기 노치에 가압시킨 상태에서, 상기 노치 연마 헤드를 상기 반도체 웨이퍼의 표면에 수직인 방향으로 왕복 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제15항에 있어서, 상기 노치 연마부가,

상기 반도체 웨이퍼의 노치의 표면측과 이면측이 연마되도록 상기 테이프를 상기 노치에 가압시킨 상태에서, 상기 노치 연마 헤드를 상기 노치에 관하여 회전 왕복 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제15항에 있어서, 상기 노치 연마부가,

상기 테이프 공급 롤에 감겨 있는 테이프의 외경을 검출하기 위한 테이프 외경 검출 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제2항에 있어서, 상기 경사 연마부가,

선단에 접촉 패드를 부착한 실린더를 갖는 경사 연마 헤드, 및

테이프가 감겨 있는 테이프 공급 롤, 상기 테이프를 상기 테이프 공급 롤로부터 상기 접촉 패드를 통해 권취하기 위한 테이프 권취 롤러 및 상기 테이프를 권취하기 위해 상기 테이프 권취 롤러를 구동하기 위한 권취 롤러 구동 수단을 갖는 테이프 공급 권취 수단을 포함하고,

상기 접촉 패드 위를 통과하는 테이프가 상기 경사 부분에 압박되고, 이에 의해 상기 경사 부분이 연마되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제20항에 있어서, 상기 테이프로서,

가소성을 갖는 재료로 이루어지는 테이프형 기부 필름, 및 상기 기부 필름의 표면에 형성되고 연마재 미립자를 수지 결합제에 의해 고정한 연마층으로 이루어지는 테이프가 사용되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제20항에 있어서, 상기 경사 연마부가,

상기 반도체 웨이퍼의 경사 부분의 표면측과 이면측이 연마되도록 상기 테이프를 상기 경사 부분에 가압시킨 상태에서, 상기 경사 연마 헤드를 상기 경사 부분에 관하여 회전 왕복 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제20항에 있어서, 상기 경사 연마부가,

상기 테이프 공급 롤에 감겨 있는 테이프의 외경을 검출하기 위한 테이프 외경 검출 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제20항에 있어서, 상기 경사 연마부가,

반도체 웨이퍼의 경사 부분의 연마 중, 이 반도체 웨이퍼의 위치 변위를 검출하기 위한 위치 변위 검출 수단을 포함하고,

상기 위치 변위 검출 수단이,

반도체 웨이퍼의 연마 중에, 상기 접촉 패드를 통해 상기 테이프를 반도체 웨이퍼의 경사 부분에 가압시키고 있는 상기 실린더의 신축의 변화를 검출하는 변위 센서를 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제3항에 있어서, 상기 하우징의 내부를 청정하게 유지하기 위한 세정화 수단을 포함하며,

상기 세정화 수단이, 상기 하우징의 상면에 설치한 흡기구, 상기 하우징의 하면에 설치한 배기구 및 상기 배기구에 연통하는 외부 펌프를 포함하고,

상기 흡기구로부터 유입된 공기가 상기 하우징의 내부의 측면을 따라 흐르도록 상기 흡기구 및 상기 배기구가 상기 하우징에 설치되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제4항에 있어서, 상기 하우징의 상기 다른 하나의 공간에 수용된 상기 스테이지 이동 수단을 방수하기 위한 방수 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제4항에 있어서, 상기 하우징의 상기 구획판이 개구부를 갖고,

상기 스테이지 회전 수단이, 상기 웨이퍼 스테이지의 배면측의 중심에 부착되는 샤프트, 이 샤프트에 회전 가능하게 부착되는 지지체 및 이 샤프트를 회전시키는 모터를 포함하고,

상기 스테이지 회전 왕복 이동 수단이, 상기 웨이퍼 스테이지의 중심으로부터 반도체 웨이퍼의 반경 길이만큼 오프셋된 위치에서, 상기 하우징의 구획판의 상기 개구부를 통해 상기 웨이퍼 스테이지 유닛의 지지체의 하면에 고정된 제2 샤프트 및 상기 구획판의 하측에서 이 제2 샤프트를 회전시키기 위한 제2 모터를 포함하고,

상기 제2 샤프트가 중공 원통형의 샤프트 테이블에 회전 가능하게 부착되고,

상기 샤프트 테이블의 하면은 상기 하우징의 구획판의 하방에 위치하는 지지판에 고정되고,

상기 샤프트 테이블의 상면은 상기 지지체의 하면에 접촉하여 상기 지지체를 지지하고,

상기 제2 모터가 상기 지지판에 고정되고,

상기 장치가, 상부를 상기 샤프트 테이블의 상부에 액밀하게 고정하고, 저부를 상기 구획판의 상기 개구부의 주변에 액밀하게 고정한 중공의 반구 형상의 방수 커버를 포함하고,

상기 방수 커버가 탄력성을 갖는 재료로 형성되는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제27항에 있어서, 상기 방수 커버가 이중 구조이고,

상기 장치가 이 이중 구조의 방수 커버의 외측 커버와 내측 커버 사이의 공간에 압축 공기를 불어 넣기 위한 수단을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하는 방법이며,

웨이퍼 스테이지에 반도체 웨이퍼를 흡착하여 보유 지지시키는 웨이퍼 보유 지지 공정과,

상기 반도체 웨이퍼를 흡착한 웨이퍼 스테이지를 회전시키는 웨이퍼 스테이지 회전 공정과,

상기 반도체 웨이퍼를 흡착시킨 웨이퍼 스테이지를 당해 웨이퍼의 표면과 동일 평면 내에서 노치에 관해서 회전 왕복 이동시키기 위해, 상기 웨이퍼 스테이지를 상기 반도체 웨이퍼의 외주연부의 1점을 통과하는 회전축을 중심으로 회전 왕복 이동시키는 웨이퍼 스테이지 회전 왕복 이동 공정과,

상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 2개 이상의 연마부에서 연마하는 연마 공정을 포함하고,

상기 연마 공정이, 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 상기 웨이퍼 스테이지를 상기 2개 이상의 연마부의 각각을 향해 순차 이동시키고, 각 연마 수단에 의해 상기 웨이퍼 스테이지에 보유 지지된 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하는 공정을 포함하고,

상기 방법은 반도체 웨이퍼를 보유 지지한 상기 웨이퍼 스테이지가 상기 2개 이상의 연마부 사이를 이동하고 있을 때, 상기 웨이퍼 스테이지에 보유 지지되는 반도체 웨이퍼에 순수를 공급하는 건조 방지 공정을 더 포함하고,

상기 웨이퍼 스테이지 회전 공정 및 상기 웨이퍼 스테이지 회전 왕복 이동 공정에 있어서 상기 웨이퍼 스테이지에 흡착되어 보유 지지되는 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분 및 상기 노치를 연마용 테이프에 압박한 상태로 연마하는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하는 방법.
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제29항에 있어서, 상기 2개 이상의 연마부가, 반도체 웨이퍼의 노치를 연마하는 노치 연마부 및 반도체 웨이퍼의 경사 부분을 연마하는 경사 연마부를 갖는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 연마부가, 초벌 연마를 행하는 제1 연마부 및 마무리 연마를 행하는 제2 연마부를 갖는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하기 위한 장치.
제29항에 있어서, 상기 2개 이상의 연마부가, 초벌 연마를 행하는 제1 연마부 및 마무리 연마를 행하는 제2 연마부를 갖는, 반도체 웨이퍼의 주연부 에지 부분을 연마하는 방법.