KR101453680B1 - 웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러 - Google Patents

웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상/하정반으로부터 양면 연마패드를 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러에 관한 것이다.
본 발명에 따른 웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러는 선기어와 인터널 기어 사이에 양면 연마패드 제거용 롤러가 장착되고, 연마패드의 갈라진 단부가 양면 연마패드 제거용 롤러에 고정된 다음, 선기어와 인터널 기어가 상/하정반과 반대 방향으로 움직이면서 양면 연마패드를 자동으로 제거할 수 있다.
따라서, 기어들과 정반의 작동을 이용하여 연마패드를 정반으로부터 자동으로 제거할 수 있고, 이로 인하여 작업 소요시간을 단축하는 동시에 작업 부하를 없앨 수 있어 작업 효율 및 생산성을 높일 수 있으며, 나아가 상/하정반에 부착된 상/하부 연마패드를 동시에 제거할 수 있어 양면 연마장치에서 상/하부 연마패드 제거 작업 효율을 더욱 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러{DOUBLE SIDE OF WAFER POLISHING APPARATUS AND ROLLER TO REMOVAL DOUBLE SIDE POLISHING PAD FOR IT}
본 발명은 상/하정반으로부터 양면 연마패드를 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼의 표면을 연마시키기 위하여 화학 기계적(Chemical mechanical polishing : CMP) 연마 공정을 거치게 되는데, CMP 공정은 웨이퍼를 연마패드와 맞대어 슬러리하면서 가압하게 된다.
따라서, 연마패드와 슬러리에 의해 기계적 연마와 화학적 연마가 동시에 이뤄지고, 웨이퍼의 표면에 연마될 뿐 아니라 불규칙적인 포토그래피를 완전히 평탄하게 하여 웨이퍼의 표면을 평면으로 만든다.
물론, CMP 공정을 거치면서 웨이퍼의 표면으로부터 제거된 물질들과 슬러리 등이 연마패드 표면에 적층되는데, 드레싱 툴이 사용하여 연마패드의 표면에 축적된 입자들을 제거하고 연마패드의 균일한 연마 특성을 유지하기 위하여 연마패드 드레싱 공정이 진행된다.
보통, 연마패드는 정반의 원주 방향을 따라 부착되는데, 반경 방향으로 갈라지는 단부가 한 군데 구비된다.
그런데, 연마패드의 수명이 끝나면, 연마패드의 단부를 기준으로 원주 방향을 따라 분리하게 되는데, 연마패드의 갈라진 단부를 손을 사용하여 분리한 후에 특정 툴을 사용하여 작업자가 직접 분리한다.
도 1은 종래 기술에 따른 연마패드 제거용 툴이 도시된 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 연마패드 제거용 툴(1)은 긴 막대 형상으로 형성되는데, 일단에 사용자가 잡을 수 있는 손잡이(1a)가 구비되고, 다른 일단에 연마패드의 갈라진 단부가 끼워지는 슬릿홀(1h)이 구비된다.
따라서, 연마패드의 갈라진 단부가 슬릿홀(1h)에 끼워지면, 작업자는 툴(1)을 정반의 원주 방향으로 회전시키게 되고, 툴(1)의 둘레에 연마패드가 감기면서 정반으로부터 분리된다.
그러나, 종래 기술에 따른 연마패드 제거용 툴은 작업자가 직접 다루면서 연마패드를 분리하기 때문에 작업 소요시간을 비롯하여 작업 부하가 증가함에 따라 작업 효율 및 생산성을 저감시키는 문제점이 있다.
또한, 상/하정반에 각각 연마패드가 부착된 양면 연마장치의 경우, 종래의 연마패드 제거용 툴을 사용하면, 작업자가 수동으로 종래의 연마패드 제거용 툴을 사용하여 상부 연마패드를 제거한 다음, 하부 연마패드를 제거하기 때문에 양면 연마장치에서 상/하부 연마패드 제거 작업 효율을 더욱 저감시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연마패드를 정반으로부터 자동으로 제거할 수 있는 웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상/하정반에 부착된 상/하부 연마패드를 동시에 제거할 수 있는 웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 반경 방향을 가로지르는 단부가 구비된 상부 연마패드가 하면에 부착되고, 회전 가능한 상정반; 반경 방향으로 가로지르는 단부가 구비된 하부 연마패드가 상면에 부착되고, 회전 가능한 하정반; 상기 상/하정반의 내주에 회전 가능하게 구비된 선기어; 상기 상/하정반의 외주에 회전 가능하게 구비된 인터널 기어; 및 상기 선기어와 인터널 기어를 가로지르도록 설치되고, 상기 상/하부 연마패드의 단부를 고정시킨 상태에서 상기 선기어와 인터널 기어가 회전함에 따라 상기 상/하정반으로부터 상기 상/하부 연마패드를 제거하는 연마패드 제거용 롤러;를 포함하는 웨이퍼 양면 연마장치를 제공한다.
본 발명은 반경 방향을 가로지르는 단부가 구비된 상/하부 연마패드를 상/하정반으로부터 제거하기 위하여 상기 상/하부 연마패드의 접착면들을 서로 접착시키는 방향으로 분리하는 양면 연마패드 제거용 롤러에 있어서, 원통형 본체; 상기 상/하부 연마패드의 단부가 끼워질 수 있도록 상기 본체의 원주 방향을 가로지르도록 구비된 입구; 상기 상/하부 연마패드의 단부가 빠져나올 수 있도록 상기 입구의 반대 방향에 상기 본체의 원주 방향을 가로지르도록 구비된 출구; 및 상기 출구 외측에 상기 상/하부 연마패드의 단부를 맞물리도록 고정시키는 고정핀;을 포함하도록 구성되는 양면 연마패드 제거용 롤러를 제공한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 양면 연마장치 및 이에 적용된 양면 연마패드 제거용 롤러는 선기어와 인터널 기어 사이에 양면 연마패드 제거용 롤러가 장착되고, 연마패드의 갈라진 단부가 양면 연마패드 제거용 롤러에 고정된 다음, 선기어와 인터널 기어가 상/하정반과 반대 방향으로 움직이면서 양면 연마패드를 자동으로 제거할 수 있다.
따라서, 기어들과 정반의 작동을 이용하여 연마패드를 정반으로부터 자동으로 제거할 수 있고, 이로 인하여 작업 소요시간을 단축하는 동시에 작업 부하를 없앨 수 있어 작업 효율 및 생산성을 높일 수 있으며, 나아가 상/하정반에 부착된 상/하부 연마패드를 동시에 제거할 수 있어 양면 연마장치에서 상/하부 연마패드 제거 작업 효율을 더욱 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 연마패드 제거용 툴이 도시된 도면.
도 2는 본 발명에 따른 양면 연마장치가 도시된 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 양면 연마패드 제거용 롤러가 도시된 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 양면 연마패드 제거용 롤러가 장착된 구조가 도시된 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 양면 연마장치에서 양면 연마패드 제거용 롤러의 작동 구조가 도시된 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 양면 연마장치에서 양면 연마패드 제거용 롤러의 작동 구조가 도시된 측면도.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 양면 연마장치가 도시된 사시도이다.
본 발명에 따른 양면 연마장치는 도 2에 도시된 바와 같이 상정반(100)과, 하정반(200)과, 선기어(300)와, 인터널 기어(400)와, 연마패드 제거용 롤러(500)를 포함하도록 구성된다.
상기 상정반(100)은 하면에 상부 연마패드(110)가 부착되는데, 상기 상부 연마패드(110)는 반경 방향으로 갈라진 단부를 기준으로 원주 방향을 따라 접착시킨다. 물론, 상기 상정반(100)은 상하 방향으로 이송되고, 상기 하정반(200)과 맞물려 서로 반대 방향으로 회전하면서 연마 공정을 수행할 수 있으며, 연마 공정 중에 상기 상/하정반(100,200) 사이에 별도로 슬러리를 공급하는 장치가 구비될 수 있다.
상기 하정반(200)은 상면에 하부 연마패드(210)가 부착되는데, 마찬가지로 상기 하부 연마패드(210) 역시 반경 방향으로 갈라진 단부를 기준으로 원주 방향을 따라 접착시킨다.
상기 선기어(300)는 상기 하정반(200)의 내주에 회전 가능하게 구비되는데, 원주 방향으로 일정 간격을 두고 복수개의 기어치들(310)이 배열되며, 상기 상/하정반(100,200)과 별도로 원주 방향으로 회전 가능하게 설치된다.
상기 인터널 기어(400)는 상기 하정반(200)의 외주에 회전 가능하게 구비되는데, 마찬가지로 원주 방향으로 일정 간격을 두고 복수개의 기어치들(410)이 배열되며, 상기 상/하정반(100,200)과 별도로 원주 방향으로 회전 가능하게 설치된다.
물론, 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)는 상기 상/하정반(100,200) 사이에 웨이퍼를 고정시키는 캐리어가 맞물리거나, 상기 상/하부 연마패드(110,210)를 드레싱시키기 위한 장치가 맞물려 회전하도록 구비된다.
상기 연마패드 제거용 롤러(500)는 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)를 반경 방향으로 가로지르도록 설치되어 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)와 같이 회전될 수 있다. 이때, 상기 연마패드 제거용 롤러(500)는 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 갈라진 단부가 고정되는 원통형의 본체(510)와, 상기 본체(510)의 양단에 구비된 내/외부 고정단(540,550)으로 이루어질 수 있으며, 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 양면 연마패드 제거용 롤러가 도시된 평면도이다.
본 발명에 따른 연마패드 제거용 롤러는 도 3에 도시된 바와 같이 원통형 본체(510)와, 입/출구(520,530)와, 내/외부 고정단(540,550)과, 고정핀(560 : 도 6에 도시)을 포함하도록 구성된다.
상기 본체(510)는 원통형상으로써, 상기 하정반(200)의 반경 방향을 가로지르거나, 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400) 사이를 가로지를 수 있는 길이로 형성된다.
상기 입/출구(520,530)는 상기 본체(510)에 반경 방향으로 길게 구비된 일종의 슬릿홀 형태로 형성되는데, 상기 입/출구(520,530)는 상기 본체(510)의 양측면에 대향되게 구비된다. 이때, 상기 입/출구(520,530)의 사이즈는 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 갈아진 단부가 끼워질 수 있도록 크기로 한정되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 갈라진 단부는 상기 입구(520)를 통하여 상기 출구(530)로 빠져나갈 수 있도록 설치되고, 상기 출구(530)의 외측에서 하기에서 설명될 고정단(560 : 도 6에 도시)에 의해 고정될 수 있다.
상기 내/외부 고정단(540,550)은 상기 본체(510)의 반경 방향 양단에 구비되는데, 상기 내부 고정단(540)은 상기 선기어(300)의 기어치(310)와 맞물릴 수 있는 기어홈(541)이 구비되고, 상기 상기 외부 고정단(550)은 상기 인터널 기어(400)의 기어치(410)와 맞물릴 수 있는 기어홈(551)이 구비된다.
이때, 상기 내부 고정단(540)은 비교적 직경이 작은 선기어(300)와 결합되고, 상기 외부 고정단(550)은 비교적 직경이 큰 인터널 기어(400)와 결합되기 때문에 상기 내부 고정단(540)보다 상기 외부 고정단(550)이 원주 방향으로 더 길게 형성되고, 상기 내부 고정단(540)의 기어홈(541)보다 상기 외부 고정단(550)의 기어홈(551)이 더 많도록 구비되는 것이 바람직하다. 실시예에서 상기 내부 고정단(540)의 기어홈(541)은 3개가 구비되고, 상기 외부 고정단(550)의 기어홈(551)은 4개가 구비된다.
물론, 상기 내/외부 고정단(540,550) 이외에 다른 형태의 구조에 의해 상기 본체(510)를 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)에 고정시킬 수 있으며, 한정되지 아니한다.
상기 고정핀(560 : 도 6에 도시)은 상기 출구(530) 외측에 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 단부를 맞물리도록 고정시키도록 구성되는데, 일종의 날클립 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 갈라진 단부는 서로 접착면이 접착된 다음, 상기 입/출구(520,530)를 통하여 빠져나온 후, 상기 고정핀(560 : 도 6에 도시)에 의해 고정된다.
이때, 상기 고정핀(560 : 도 6에 도시)은 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 갈라진 단부가 맞물리는 부분으로부터 그 반대 방향으로 갈수록 높이가 높아지도록 형성되는데, 상기 고정핀(560 : 도 6에 도시)의 일부만 상기 출구(530) 내측에 끼워지고, 상기 고정핀(560 : 도 6에 도시)의 나머지 부분이 상기 출구(540) 외측에 걸쳐질 수 있도록 한다.
물론, 상기 고정핀(560 : 도 6에 도시) 이외에 다른 형태의 구조에 의해 상기 상/하부 연마패드(110,210)를 상기 본체(510)에 고정시킬 수 있으며, 한정되지 아니한다.
도 4는 본 발명에 따른 양면 연마패드 제거용 롤러가 장착된 구조가 도시된 평면도이다.
본 발명에 따른 양면 연마패드 제거용 롤러의 장착 구조를 도 4를 참조하여 살펴보면, 상기 연마패드 제거용 롤러(500)가 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)에 맞물려 상기 하정반(200)의 반경 방향을 가로지르도록 장착될 수 있으며, 작업시간의 단축을 위하여 상기 연마패드 제거용 롤러(500)가 여러 개가 설치될 수 있다.
상기 연마패드 제거용 롤러(500)의 장착구조를 살펴보면, 상기 내/외부 고정단(540,550)이 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)와 맞물리도록 고정되는데, 상기 입구(520 : 도 3에 도시)가 상기 하부 연마패드(210)의 반경방향으로 갈라진 단부와 근접하게 위치된다.
물론, 상기 하부 연마패드(210)와 마찬가지로 상기 상부 연마패드(110 : 도 1에 도시)의 반경방향으로 갈라진 단부도 동일한 위치에 위치됨에 따라 상기 상/하부 연마패드(110,210 : 도 1에 도시)의 단부는 상기 연마패드 제거용 롤러(500)에 의해 동시에 제거될 수 있으며, 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 양면 연마장치에서 양면 연마패드 제거용 롤러의 작동 구조가 도시된 단면도 및 측면도이다.
본 발명에 따른 양면 연마장치에서 연마패드 제거용 롤러의 작동 구조를 도 5 내지 도 6을 참조하여 살펴보면, 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 반경 방향으로 갈라진 단부와 근접한 위치에 상기 연마패드 제거용 롤러(500)가 위치되는데, 상기 내부 고정단(540)은 상기 선기어(300)의 기어치(310)와 맞물리도록 고정되고, 상기 외부 고정단(550)은 상기 인터널 기어(400)의 기어치(410)와 맞물리도록 고정된다.
다음, 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 갈라진 단부는 일부 제거된 다음, 서로 접착면이 부착된 상태로 상기 연마패드 제거용 롤러(500)에 고정된다.
즉, 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 단부가 상기 본체(510)의 입구(520)로 끼워진 다음, 상기 본체(510)의 출구(530)로 빠져나오도록 하고, 상기 고정핀(560)에 의해 상기 본체(510)의 출구(530) 측에 고정된다.
다음, 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400) 또는 상/하정반(100,200)이 회전하면, 상기 연마패드 제거용 롤러(500)가 움직임에 따라 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 단부가 자동으로 상기 상/하정반(100,200)으로부터 분리되는 동시에 서로 접착된다.
보다 상세하게, 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)는 상기 본체(510)의 입구(520) 측에서 출구(530) 측(이하, 정방향)으로 회전하거나, 상기 상/하정반(100,200)이 상기 본체(510)의 출구(530) 측에서 입구(520) 측으로(이하, 역방향) 회전하면, 상기 상/하부 연마패드(110,210)의 단부가 자동으로 상기 상/하정반(100,200)으로부터 분리되는 방향으로 이동된다.
이때, 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)만 정방향으로 회전시키거나, 상기 상/하정반(100,200)만 역방향으로 회전시킬 수 있다.
나아가, 상기 선기어(300)와 인터널 기어(400)는 정방향으로 회전시키는 동시에 상기 상/하정반(100,200)은 역방향으로 회전시킴으로써, 연마패드를 제거하는 작업시간을 단축시킬 수도 있다.
500 : 연마패드 제거용 롤러 510 : 본체
520 : 입구 530 :출구
540 : 내부 고정단 550 : 외부 고정단
560 : 고정핀

Claims (9)

  1. 반경 방향을 가로지르는 단부가 구비된 상부 연마패드가 하면에 부착되고, 회전 가능한 상정반;
    반경 방향으로 가로지르는 단부가 구비된 하부 연마패드가 상면에 부착되고, 회전 가능한 하정반;
    상기 상/하정반의 내주에 회전 가능하게 구비된 선 기어;
    상기 상/하정반의 외주에 회전 가능하게 구비된 인터널 기어; 및
    원통형 본체와,
    상기 본체의 반경 방향 양단에 구비되어 상기 선기어의 기어치와 인터널 기어의 기어치와 맞물리는 한 쌍의 고정단과,
    상기 본체의 원주 방향을 가로지르도록 구비된 입구와,
    상기 입구의 반대 방향에 상기 본체의 원주 방향을 가로지르도록 구비된 출구와,
    상기 입구를 통하여 상기 출구로 인출된 상기 상/하부 연마패드의 단부를 고정시키는 고정핀을 포함하는 연마패드 제거용 롤러;를 포함하는 웨이퍼 양면 연마장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상/하부 연마패드의 단부가 상기 입/출구에 끼워짐에 따라 상기 상/하부 연마패드의 접착면이 서로 접합된 상태로 제거되는 웨이퍼 양면 연마장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정핀은 상기 상/하부 연마패드의 단부를 고정시키는 일부분이 상기 출구에 끼워지는 날클립 형태로 구성된 웨이퍼 양면 연마장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연마패드 제거용 롤러에 의해 상기 상/하부 연마패드를 제거하는 작업이 진행되는 동안,
    상기 상/하정반은 상기 선 기어와 인터널 기어와 반대 방향으로 회전되는 웨이퍼 양면 연마장치.
  7. 반경 방향을 가로지르는 단부가 구비된 상/하부 연마패드를 상/하정반으로부터 제거하기 위하여 상기 상/하부 연마패드의 접착면들을 서로 접착시키는 방향으로 분리하는 양면 연마패드 제거용 롤러에 있어서,
    원통형 본체;
    상기 상/하부 연마패드의 단부가 끼워질 수 있도록 상기 본체의 원주 방향을 가로지르도록 구비된 입구;
    상기 상/하부 연마패드의 단부가 빠져나올 수 있도록 상기 입구의 반대 방향에 상기 본체의 원주 방향을 가로지르도록 구비된 출구; 및
    상기 출구 외측에 상기 상/하부 연마패드의 단부를 맞물리도록 고정시키는 고정핀;을 포함하도록 구성되는 양면 연마패드 제거용 롤러.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정핀은 상기 상/하부 연마패드의 단부를 고정시키는 일부분이 상기 출구에 끼워지는 날클립 형태로 구성된 양면 연마패드 제거용 롤러.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 본체의 축방향 양단에 각각 기어치와 맞물리도록 구비된 한 쌍의 고정단;을 더 포함하도록 구성된 양면 연마패드 제거용 롤러.
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JP2006289523A (ja) 2005-04-06 2006-10-26 Speedfam Co Ltd 研磨パッド貼着用加圧ローラを備えた両面研磨装置及び研磨パッドの貼着方法

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