KR101554993B1 - 웨이퍼 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 연마시 방위각을 변경할 수 있도록 구조가 개선된 웨이퍼 연마장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 웨이퍼 연마장치는 상면에 웨이퍼가 배치되며, 진공압을 형성하여 상기 웨이퍼를 고정하는 진공척과, 상기 웨이퍼의 상방에 회전 가능하게 배치되며, 상기 웨이퍼를 연마하는 연마기기와, 상기 웨이퍼를 향하여 광을 조사하고, 상기 조사된 광을 분석하여 상기 웨이퍼의 방위각을 측정하는 방위각 측정기와, 상기 진공척에 연결되며, 상기 연마기기에 대하여 상기 웨이퍼가 기울여지도록 상기 진공척을 이동시키는 구동부를 포함한다.

Description

웨이퍼 연마장치{Wafer grinding apparatus}

본 발명은 웨이퍼 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사파이어 웨이퍼를 연마하는 장치에 관한 것이다.

사파이어 웨이퍼를 제조하는 방법에 관해서는 공개특허 10-2011-0042438호를 비롯하여 많은 특허가 출원된 바 있다. 종래에 사파이어 잉곳을 웨이퍼 단위로 슬라이싱 한 후, 랩핑(lapping), 그라인딩(glinding), 에지 그라인딩(edge grinding), 열처리, CMP, 표면검사의 순으로 기판을 제조하였다.

한편, 사파이어는 기본적으로 4개의 기준축과, 각 축에 따른 4개의 면을 가지고 있으며, 사파이어 웨이퍼의 제작과정에서 각 기준축을 기준으로 회전시 사파이어의 방위각이 결정된다. 그리고, 결정된 방위각에 따라 최종 제품인 LED의 휘도 및 신뢰성에 많은 영향을 미친다.

하지만, 종래에는 웨이퍼 제조시 슬라이싱 하기 전에 잉곳 상태에서 방위각을 결정한 후 슬라이싱을 실시하고, 슬라이싱 시의 방위각이 웨이퍼의 최종 방위각이 된다. 즉, 한 번 슬라이싱 된 웨이퍼의 방위각을 수정하는 것이 불가능한 구조이다. 따라서, 웨이퍼의 슬라이싱 시 웨이퍼가 틀어짐에 따라 방위각이 틀어진 경우에도, 이를 수정하는 것이 불가능하였으며, 이로 인해 최종 제품인 LED의 품질이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 연마시 방위각을 변경할 수 있도록 구조가 개선된 웨이퍼 연마장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 웨이퍼 연마장치는 상면에 웨이퍼가 배치되며, 진공압을 형성하여 상기 웨이퍼를 고정하는 진공척과, 상기 웨이퍼의 상방에 회전 가능하게 배치되며, 상기 웨이퍼를 연마하는 연마기기와, 상기 웨이퍼를 향하여 광을 조사하고, 상기 조사된 광을 분석하여 상기 웨이퍼의 방위각을 측정하는 방위각 측정기와, 상기 진공척에 연결되며, 상기 연마기기에 대하여 상기 웨이퍼가 기울여지도록 상기 진공척을 이동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 웨이퍼의 플랫 존을 정렬하는 플랫 어라이너를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 웨이퍼 연마시 웨이퍼의 방위각을 변경한 상태로 연마함으로써, 최종적으로 생산되는 웨이퍼의 방위각을 원하는 대로 결정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치의 개략적인 구성도이ㄷ다.
도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 연마장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 웨이퍼의 제조과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치를 이용하여 웨이퍼를 연마하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치의 개략적인 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 연마장치의 개략적인 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치(100)는 진공척(10)과, 구동부(20)와, 연마기기(30)와, 방위각 측정기(40)를 포함한다.

진공척(10)은 진공압에 의해 웨이퍼를 고정하기 위한 것이다. 진공척(10)은 그 상면이 평면을 가지도록 형성되며, 내부에는 진공압을 형성하기 위한 진공압 형성유로가 형성되어 있다. 그리고, 진공척(10)에 웨이퍼(w)를 고정할 때에는 웨이퍼를 직접 진공척(10)에 흡착하여 고정할 수도 있으나, 웨이퍼(10)를 세라믹 디스크(d)에 본딩한 후, 이 세라믹 디스크(d)를 진공척(10)에 흡착 고정함으로써 웨이퍼(w)를 고정하는 것이 바람직하다.

구동부(20)는 웨이퍼(w)가 기울여지도록 진공척(10)을 이동시키기 위한 것이다. 구동부(20)는 유압실린더나 모터 등과 같은 공지의 구성들의 조합에 의해 구성될 수 있으며, 진공척(10)에 연결되어 진공척(10)을 회전, 승강, 틸팅(기울임)한다.

연마기기(30)는 웨이퍼의 상방에 배치된다. 연마기기(30)는 회전 및 승강 가능하게 설치되는 정반을 포함하며, 웨이퍼의 상면을 연마(Grinding)한다.

방위각 측정기(40)는 웨이퍼의 방위각을 측정하기 위한 것이다. 방위각 측정기는 웨이퍼의 상면으로 광, 예를 들어 X-선을 조사하고, 웨이퍼에서 반사된 X-선을 수광하여 분석함으로써 웨이퍼의 방위각을 측정한다. 이와 같은 방위각 측정기(40)로는 XRD(X-ray Diffraction) 장치 등이 이용될 수 있다.

또한, 웨이퍼 연마장치는 플랫 얼라이너(50)를 더 구비한다. 플랫 얼라이너(50)는 웨이퍼의 플랫 존(flat-zone)을 인식하고, 이를 통해 웨이퍼(w)를 정렬한다.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 웨이퍼를 제조하는 일련의 과정과, 이 일련의 제조과정에서 본 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치를 사용하는 방법에 관하여 설명한다.

도 3은 웨이퍼의 제조과정을 나타내는 흐름도이며, 도 4는 본 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치를 이용하여 웨이퍼를 연마하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 도 3을 참조하면, (사파이어)잉곳을 웨이퍼 단위로 절단한후, 가장자리 연마(Edge Glinding)를 실시한다. 그리고, 웨이퍼의 전면을 연마(gribding)한 후 열처리 하고, 이후 경면연마(CMP)를 실시한다. 이후, 웨이퍼의 결함여부에 대한 검사(Inspection)를 실시하면 웨이퍼의 제조과정이 완료된다.

한편, 본 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치는 웨이퍼를 연마할 때 활용되는 것으로 도 4를 참조하여 설명하면, 절단된 웨이퍼를 세라믹 디스크에 본딩한 후 디스크를 진공척에 거치하고 진공 흡착한다. 이후, 플랫 어라이너를 이용하여 웨이퍼의 플랫(flat) 존을 정열한 후, 방위각 측정기를 이용하여 웨이퍼의 방위각을 측정한다.

그리고, 방위각 측정 결과 방위각이 틀어져 있는 경우에는, 진공척 및 이에 고정된 웨이퍼을 기울여서 방위각이 올바르게 되도록 각도를 조절한다. 그리고, 웨이퍼의 방위각이 올바르게 조정이 되면, 이 상태에서 웨이퍼를 고정하고(진공척 고정) 웨이퍼의 두께를 측정한다. 이후, 연마기기를 이용하여 웨이퍼를 가공한 후 세정을 실시한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 웨이퍼의 연마 이전에 웨이퍼의 방위각을 측정하고, 필요시(즉, 웨이퍼 절단시 방위각이 틀어진 경우 등)에는 웨이퍼를 기울여 방위각을 변경한 상태에서 연마함으로써, 최종적으로 생산되는 웨이퍼의 방위각을 변경할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 웨이퍼의 방위각을 변경하지 못함으로 인해 발생되는 문제점을 해결할 수 있다.

나아가, 최근 들어 웨이퍼를 생산할 때 잉곳 상태로 생산하는 것이 아니라 처음부터 Sheet(웨이퍼 타입) 타입으로 생산하는 EFG 공법이 활용되고 있는데, 본 발명에 따른 웨이퍼 연마장치는 EFG 공법에 의해 생산된 웨이퍼를 연마하는데에도 활용할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100...웨이퍼 연마장치 10...진공척
20...구동부 30...연마기기
40...방위각 측정기 50...플랫 얼라이너

Claims (2)

1. 상면에 웨이퍼가 배치되며, 진공압을 형성하여 상기 웨이퍼를 고정하는 진공척;
   상기 웨이퍼의 상방에 회전 가능하게 배치되며, 상기 웨이퍼를 연마하는 연마기기;
   상기 웨이퍼를 향하여 광을 조사하고, 상기 조사된 광을 분석하여 상기 웨이퍼의 방위각을 측정하는 방위각 측정기;
   상기 진공척에 연결되며, 상기 방위각 측정기에서 상기 웨이퍼의 방위각을 측정한 결과 방위각이 틀어진 경우, 상기 웨이퍼의 방위각이 올바르게 조정되도록 상기 진공척을 기울이는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 웨이퍼의 플랫 존을 정렬하는 플랫 얼라이너를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마장치.

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