KR101329621B1 - 연삭 척 - Google Patents

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Abstract

실시예는 진공 공급 라인과 상기 진공 공급 라인으로부터 표면으로 관통 홀이 형성된 베이스 척과, 상기 베이스 척 상에 배치된 포러스 척, 및 상기 포러스 척의 가장 자리에 배치되고, 복수 개의 진공 홀이 형성된 포러스 척 바디를 포함하고, 상기 베이스 척 상의 관통 홀의 표면과 상기 포러스 척 바디 상의 진공 홀 사이에 갭이 존재하는 연삭 척을 제공한다.

Description

연삭 척{Grinder chuck}
실시예는 연삭 척에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 표면 연마 가공에서 웨이퍼를 고정시키는 연삭 척에 관한 것이다.
반도체 소자의 재료로서 사용되는 실리콘 웨이퍼는, 단결정 실리콘 잉곳을 웨이퍼 단위로 얇게 절단하는 슬라이싱 공정(slicing), 원하는 웨이퍼의 두께로 연마하면서 평탄도를 개선하는 래핑 공정(lapping), 웨이퍼의 손상(damage) 제거를 위한 에칭 공정(etching), 표면 경면화 및 평탄도를 향상시키기 위한 연마 공정(polishing), 웨이퍼 표면의 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정(cleaning) 등의 단계를 거쳐 생산된다.
웨이퍼의 연마 내지 연삭 공정에서, 웨이퍼를 진공 흡입 등의 방법으로 고정하고 웨이퍼에 연마재 등을 공급하여 연마/연삭 휠과의 마찰을 통하여 웨이퍼를 가공할 수 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 표면 연삭 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 연삭 척의 분해 사시도이고, 도 3a는 도 2의 연삭 척의 단면도이고, 도 3b는 도 2의 베이스 척의 평면도이고, 도 3c는 도 2의 포러스 척의 평면도이다.
종래의 웨이퍼 표면 연삭 장치(300)는, 연삭하고자 하는 웨이퍼(100)가 고정되는 연삭 척(200)과, 연삭 척(200)에 놓여진 웨이퍼(100)를 연삭하는 연삭 휠(300)을 포함한다.
연삭 휠(300)은 원통 형상의 휠 바디(310)와, 휠 바디(310)의 하부의 가장 자리에 원형으로 배치된 복수 개의 다이아몬드 투스(tooth, 330)을 포함할 수 있다. 그리고, 연삭 휠(300)의 중앙부에는 연삭과정에서 발생하는 오염물질을 제거하고 연삭 휠(300)의 냉각을 위한 세정액 분사구(350)가 구비된다.
연삭 척(200)의 상부에 웨이퍼(100)가 놓여지고, 웨이퍼(100)가 진공의 흡입력에 의해 고정되면, 연삭 휠(300)이 고속회전하며 웨이퍼(100)의 표면을 방사방향으로 연삭한다.
베이스 척(210)은 제1 바디(212)와 제2 바디(214)를 포함하여 이루어지고, 진공 공급 라인은 제1 바디(212)에 형성된 제1 진공 공급 라인(212a)과 제2 바디(214)에 형성된 제2 진공 공급 라인(212b)으로 이루어진다.
그리고, 제2 바디(214)에는 제2 진공 공급 라인(212b)과 연결되는 복수 개의 관통 홀(215)이 관(tube) 형상으로 배치되고 있다. 도 3b에서 복수 개의 관통 홀(215)이 배치되고 있는데, 복수 개의 관통 홀(215)은 동심원을 이루는 복수 개의 관통 라인(216) 상에 배치되고 있다. 여기서, 상술한 관통 라인(216)은 베이스 척(210)의 제2 바디(214)의 표면이 소정 깊이로 함몰되어 형성될 수 있다.
관통 홀(215)은 5개의 동심원에 각각 2개씩 배치될 수 있는데, 가장 외곽의 관통 홀(215) 2개는 나머지 8개의 관통 홀과 다른 방향으로 교차할 수 있다.
포러스 척 바디(230)는 베이스 척(210)의 제2 바디(214)와 밀착하여 배치되며, 도 3c에 도시된 바와 같이 포러스 척 바디(230)에는 복수 개의 진공 홀(235)이 형성되고 있다.
상술한 진공 홀(235)은 총 44개가 배치될 수 있는데, 5개의 동심원 상에 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 그리고, 진공 홀(235)이 배치되는 가상의 선(236)이 동심원 형상의 점선으로 배치되고 있다.
그러나, 상술한 종래의 연삭 척은 다음과 같은 문제점이 있다.
웨이퍼(100)를 흡입력으로 고정하기 위하여, 진공이 제1 진공 공급 라인(212a)과 제2 진공 공급 라인(212b)과 관통 홀(215) 및 진공 홀(235)을 통하여 다공질의 포러스 척(220)에 공급되고, 포러스 척에 형성된 미세 규모의 다공을 통하여 웨이퍼(100)가 진공에 의하여 고정된다.
이때, 관통 홀(215)의 주변에 형성된 관통 라인(216)을 통하여도 진공이 형성될 수 있고, 관통 라인(216)에 의한 진공은 포러스 척 바디(230)와 포러스 척(220)을 통하여 웨이퍼(100)에 전달될 수 있다. 따라서, 웨이퍼(100)는 포러스 척(200)과 접촉하는 표면에 상술한 관통 라인(216)에 의한 흔적 내지 손상이 발생할 수 있고, 이러한 흔적 내지 손상은 웨이퍼의 품질저하로 이어질 수 있다.
실시예는 웨이퍼의 연삭 공정에서 연삭 척으로부터 웨이퍼의 접촉면에 손상이 발생하는 것을 방지하고자 한다.
실시예는 진공 공급 라인과 상기 진공 공급 라인으로부터 표면으로 관통 홀이 형성된 베이스 척과, 상기 베이스 척 상에 배치된 포러스 척, 및 상기 포러스 척의 가장 자리에 배치되고, 복수 개의 진공 홀이 형성된 포러스 척 바디를 포함하고, 상기 베이스 척 상의 관통 홀의 표면과 상기 포러스 척 바디 상의 진공 홀 사이에 갭이 존재하는 연삭 척을 제공한다.
갭은 상기 베이스 척의 표면이 함몰되어 형성될 수 있다.
진공 공급 라인은 상기 베이스 척의 바닥 영역의 중앙으로부터 형성된 제1 진공 공급 라인을 포함할 수 있다.
진공 공급 라인은 상기 베이스 척의 중간 영역에서 서로 교차하는 방향으로 연장되어 배치되는 제2 진공 공급 라인을 포함할 수 있다.
관통 홀은, 상기 서로 교차하는 방향으로 연장된 상기 제2 진공 공급 라인으로부터 상기 갭 방향으로 형성될 수 있다.
갭과 마주보는 영역에서, 상기 포러스 척 바디에서 상기 진공 홀이 형성된 면은 플랫할 수 있다.
관통 홀은 상기 진공 공급 라인의 표면이 오픈되어 형성될 수 있다.
진공 홀은 복수 개의 동심원 상에 각각 배치될 수 있다.
관통 홀은 복수 개의 동심원 상에 각각 배치될 수 있다.
진공 홀이 배치된 복수 개의 동심원과 상기 관통 홀이 배치된 복수 개의 동심원의 직경은 서로 일치할 수 있다.
실시예에 따른 연삭 척은, 베이스 척의 표면에 진공 공급 라인이 형성되지 않으며, 베이스 척과 포러스 척 바디 사이에 갭이 형성되므로, 웨이퍼의 접촉면에 진공 공급 라인 등에 의한 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 표면 연삭 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 연삭 척의 분해 사시도이고,
도 3a는 도 2의 연삭 척의 단면도이고, 도 3b는 도 2의 베이스 척의 평면도이고, 도 3c는 도 2의 포러스 척의 평면도이고,
도 4는 실시예에 따른 연삭 척의 분해 사시도이고,
도 5a는 도 4의 연삭 척의 단면도이고, 도 5b는 도 4의 베이스 척의 평면도이고, 도 5c는 도 4의 포러스 척의 평면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 4는 실시예에 따른 연삭 척의 분해 사시도이고, 도 5a는 도 4의 연삭 척의 단면도이고, 도 5b는 도 4의 베이스 척의 평면도이고, 도 5c는 도 4의 포러스 척의 평면도이다.
실시예에 따른 연삭 척은 베이스 척(210)과 포러스 척(220)과 포러스 척 바디(230)를 포함하여 이루어진다. 베이스 척(210)은 제1 바디(212)와 제2 바디(214)를 포함하여 이루어질 수 있다.
웨이퍼(100)를 고정하기 위하여 연삭 척은 진공으로 웨이퍼(100)를 흡착할 수 있는데, 진공 공급 라인은 제1 진공 공급 라인(212a)과 제2 진공 공급 라인(212b)으로 이루어질 수 있다.
제1 바디(212)의 직경이 제2 바디(214)의 직경보다 크게 도시되어 있으나 같거나 더 작을 수 있으며, 제1 바디(212)와 제2 바디(214)는 일체형으로 형성될 수 있다.
도 5a에서 제1 진공 공급 라인(212a)은 베이스 척(210)의 바닥 영역의 중앙으로부터 제1 바디(212)에 수직으로 형성된다. 그리고, 제2 진공 공급 라인(212b)은 제1 진공 공급 라인(212a)에 수직하게 배치되고 있다. 즉, 제1 진공 공급 라인(212a)은 베이스 척(210)의 아래로부터 수직하게 형성되다가 베이스 척(210)의 중간 영역에서부터 수평하게 연장되어 제2 진공 공급 라인(212b)이 배치될 수 있다. 그리고, 제2 진공 공급 라인(212b)은 서로 교차하는 방향으로 연장되어 배치되고 있다.제2 진공 공급 라인(212b)은 제2 바디(214)에 배치되며, 제1 진공 공급 라인(212a)으로부터 공급된 진공을 관통 홀(215)을 통하여 포러스 척(220)으로 공급할 수 있다.
이때, 상술한 관통 홀(215)은 제2 진공 공급 라인(212b)의 일부 영역이 오픈(open)되어 형성되는 점에서, 도 3a 등에서 종래의 관통 홀(215)이 소정 길이를 가지고 관(tube) 형상으로 구비되는 것과 상이하다.
도 5a에서 베이스 척(210)의 하부로부터 진공이 공급되면, 제1 진공 공급 라인(212a)와 제2 진공 공급 라인(212b), 및 제2 진공 공급 라인(212b) 표면의 관통 홀(215)을 통하여 포러스 척(220) 방향으로 진공이 공급될 수 있다.
베이스 척(210)에서 제2 바디(214)의 상부가 함몰되어 갭(250)을 형성하고 있는데, 상술한 갭(250)은 베이스 척(210)과 포러스 척 바디(230) 사이에 공간을 형성하고 있다. 갭(250)과 마주보는 영역의 포러스 척 바디(230)의 표면은 플랫(flat)할 수 있으며, 진공 홀(235)이 형성될 수 있다.
베이스 척(210)의 상부에는 포러스 척 바디(230)와 포러스 척(220)이 배치되고 있다. 포러스 척 바디(230)에는 상술한 제2 바디(214)에 형성된 관통 홀(215)과 연결된 복수 개의 진공 홀(235)이 배치되고 있다.
도 4 및 도 5b에 도시된 바와 같이 복수 개의 관통 홀(215)은 서로 교차하는 방향으로 형성되고 있는데, 제2 진공 공급 라인(212b)에서 갭(250) 방향으로 형성될 수 있다. 그리고, 상술한 관통 홀(215)은 서로 교차하고 대략 90도를 이루는 2개의 방향에 각각 복수 개로 배치될 수 있다. 도 5b에서 점선은 복수 개의 관통 홀(215)이 복수 개의 동심원 상에 배치되고 있음을 나타내는 가상의 선이고, 따라서 후술하는 진공 홀(235)도 복수 개의 동심원을 나타내는 가상의 선(236) 상에 배치될 수 있으며, 관통 홀(215)이 배치되는 동심원들과 진공 홀(235)이 배치되는 동심원들은 서로 직경이 일치할 수 있다.
단, 상술한 관통 홀(215)과 진공 홀(235)의 개수는 서로 다를 수 있다. 본 실시예에서 관통 홀(215)은 총 40개가 배치되는데, 10개의 동심원 상에 배치되고 있다. 그리고, 진공 홀(235)은 총 118개가 10개의 동심원 상에 배치되고 있으며, 진공 홀(235)들은 하나의 동심원 내에서는 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
포러스 척 바디(230)에는 포러스 척(220)이 배치되고 있는데, 도 5a에서는 포러스 척 바디(230)의 홈에 포러스 척(220)이 삽입되고 있으나, 다른 형상일 수도 있다.
포러스 척(220)은 다공질 재료로 이루어져서, 상술한 진공 홀(235)을 통하여 공급된 진공이 포러스 척(220)에 형성된 다공을 통하여 포러스 척(220) 위의 웨이퍼(100)로 공급되어 웨이퍼(100)를 흡착하여 고정할 수 있다.
도 5c에서 진공 홀(235)이 복수 개로 배치되며, 상술한 진공 홀(235)이 배치되는 가상의 선(236)이 동심원 형상의 점선으로 배치되고 있다. 포러스 척 바디의 가장 자리에 배치된 복수 개의 고정 유닛(238)은 포러스 척 바디를 상술한 베이스 척(210)에 고정시킬 수 있다.
상술한 연삭 척은, 포러스 척(220)의 상부에 웨이퍼(100)가 고정되면 제1,2 진공 공급 라인(212a, 212b)과 관통 홀(215) 및 진공 홀(235)을 통하여 포러스 척(220)에 진공이 공급되며, 다공질의 포러스 척(220)이 진공의 흡입력에 의하여 웨이퍼(100)를 밀착하게 된다.
그리고, 상술한 연삭 휠이 고속회전하며 웨이퍼(100)의 표면을 방사 방향으로 연삭한다. 이때, 베이스 척(210)의 표면에 관통 라인이 형성되지 않고, 베이스 척(210)과 포러스 척 바디(230)의 사이의 갭이 완충 공간으로 작용으로 인하여 웨이퍼(100)의 표면에 손상이 발생할 가능성이 줄어든다.
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 웨이퍼 200: 연삭 척
210: 베이스 척 212, 214: 제1,2 바디
212a, 212b: 제1,2 진공 공급 라인
215: 관통 홀 216: 관통 라인
220: 포러스 척 230: 포러스 척 바디
235: 진공 홀 238: 고정 유닛
300: 연삭 휠 310: 휠 바디
330: 다이아몬드 투스 350: 세정액 분사구

Claims (10)

  1. 진공 공급 라인과 상기 진공 공급 라인으로부터 표면으로 관통 홀이 형성된 베이스 척;
    상기 베이스 척 상에 배치된 포러스 척; 및
    상기 포러스 척의 가장 자리에 배치되고, 복수 개의 진공 홀이 형성된 포러스 척 바디를 포함하고,
    상기 베이스 척 상의 관통 홀의 표면과 상기 포러스 척 바디 상의 진공 홀 사이에 갭이 존재하고,
    상기 진공 공급 라인은 상기 베이스 척의 바닥 영역의 중앙으로부터 형성된 제1 진공 공급 라인과, 상기 베이스 척의 중간 영역에서 서로 교차하는 방향으로 연장되어 배치되는 제2 진공 공급 라인을 포함하는 연삭 척.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 갭은 상기 베이스 척의 표면이 함몰되어 형성된 연삭 척.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 관통 홀은, 상기 서로 교차하는 방향으로 연장된 상기 제2 진공 공급 라인으로부터 상기 갭 방향으로 형성된 연삭 척.
  6. 제1 항, 제2 항 및 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갭과 마주보는 영역에서, 상기 포러스 척 바디에서 상기 진공 홀이 형성된 면은 플랫한 연삭 척.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 관통 홀은 상기 진공 공급 라인의 표면이 오픈되어 형성된 연삭 척.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 진공 홀은 복수 개의 동심원 상에 각각 배치된 연삭 척.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 관통 홀은 복수 개의 동심원 상에 각각 배치된 연삭 척.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 진공 홀이 배치된 복수 개의 동심원과 상기 관통 홀이 배치된 복수 개의 동심원의 직경은 서로 일치하는 연삭 척.
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