KR101684747B1 - 웨이퍼 에지 연삭 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 외주부를 연삭 가공하는 장치로서, 상기 웨이퍼의 외주를 연삭하기 위해 소정의 속도로 회전하는 복수개의 스핀들을 포함하는 연삭부; 상기 웨이퍼가 놓여지며, 상기 웨이퍼를 상기 스핀들에 마련된 연삭 패드로 이동시키는 이동부;를 포함하고, 상기 스핀들은 적어도 2개의 서로 다른 플레이트에 형성되며, 상기 플레이트는 서로 소정의 거리만큼 이격된 것을 특징으로 한다. 따라서, 웨이퍼의 에지부를 연삭하는 스핀들과, 웨이퍼의 노치를 연삭하는 스핀들을 서로 분리하여 고정시킴으로써, 각 스핀들에서 이루어지는 연삭과정에서 발생하는 진동으로 인해 회전축의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

Description

웨이퍼 에지 연삭 장치{Apparatus for Wafer Edge Grinding}
본 발명은 웨이퍼의 에지부 및 노치부를 연삭하는 스핀들이 지지되는 플레이트를 분리한 웨이퍼 연삭 장치에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 슬라이싱(slicing) 공정, 그라인딩(grinding) 공정, 랩핑(lapping) 공정, 에칭(etching) 공정, 폴리싱(polishing) 공정 등의 일련의 공정을 거쳐 반도체 소자 제조용 웨이퍼로 생산된다.
웨이퍼는 잉곳 상태에서 와이어 쏘 등을 이용한 슬라이싱 공정을 거친 후에, 웨이퍼의 에지부의 균열 또는 깨짐을 방지하기 위하여 모서리 부분을 가공하는 작업이 수행된다. 도 1은 이러한 종래의 웨이퍼 에지부 가공 장치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼 에지부 연삭 장치는 웨이퍼(w)의 에지부가 접촉하여 연삭이 수행되는 연삭부(10)와, 상기 웨이퍼(w)가 안착되며 상기 웨이퍼의 위치를 조절하는 이동부(20)로 이루어질 수 있다.
연삭부(10)에는 웨이퍼의 외주부분을 Rough 가공하기 위한 제1 스핀들(14)이 마련되고, 제1 스핀들(14) 하부에 마련된 제1 연삭패드(16)에 의해 웨이퍼에 대한 연삭이 이루어진다. 그리고, 제1 연삭패드(16)의 상부에는 웨이퍼에 대한 추가적인 연삭을 위한 복수개의 스핀들이 마련된다.
각 스핀들은 웨이퍼의 외주부분을 Fine 가공하는 제2 연삭패드(19)가 마련된 제2 스핀들(13), 웨이퍼의 노치를 Rough 가공하는 제3 연삭패드(17)가 마련된 제3 스핀들(11) 및 웨이퍼의 노치를 Fine 가공하는 제4 연삭패드(18)가 마련된 제4 스핀들(12)을 포함하며, 각 스핀들은 하나의 플레이트(15)를 통해 지지되어 있다.
이동부(20)는 웨이퍼(w)가 얹혀지는 테이블(24), 상기 웨이퍼를 일정한 방향으로 회전시키는 모터(21), 웨이퍼를 상하 방향으로 승하강시키는 제1 구동부(22), 웨이퍼를 가로 방향으로 구동하는 제2 구동부(23)로 이루어질 수 있다.
상술한 종래의 웨이퍼 연삭 장치에서는 이동부의 구동에 의해 웨이퍼의 일면이 상기 연삭부(10)의 어느 연삭패드에 접촉함으로써, 웨이퍼의 에지 또는 노치가 가공될 수 있다.
도 2는 종래 웨이퍼 연삭 장치에서 웨이퍼의 에지부를 연삭하는 연삭부의 일부를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 특히 웨이퍼 에지에 대한 fine 가공하는 제2 스핀들(13) 및 노치를 가공하는 제3 및 제4 스핀들(11, 12)은 하나의 플레이트(15) 상에 형성되어 있어, 어느 하나의 스핀들의 구동에 의한 진동으로 다른 스핀들의 회전축이 변경될 가능성이 있으며, 상술한 바와 같이 회전축이 변경되면 웨이퍼의 연삭 품질을 일정하게 유지하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼의 노치 또는 에지를 연삭하는 스핀들에서 발생하는 진동에 의해 각 스핀들의 회전축이 변경되는 것을 방지하는 웨이퍼 연삭 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 스핀들이 지지되는 플레이트를 견고히 고정하는 수단을 마련하여, 상기 플레이트에 고정된 스핀들의 회전축이 웨이퍼의 연삭 공정에 의해 어긋남이 발생하지 않도록 하는 웨이퍼 연삭 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 웨이퍼의 외주부를 가공하는 장치로서, 상기 웨이퍼의 외주를 연삭하기 위해 소정의 속도로 회전하는 복수개의 스핀들을 포함하는 연삭부; 상기 웨이퍼가 놓여지며, 상기 웨이퍼를 상기 스핀들에 마련된 연삭 패드로 이동시키는 이동부;를 포함하고, 상기 연삭부는 웨이퍼의 에지에 대한 1차 연삭을 실시하는 하부 스핀들과, 상기 하부 스핀들 상부에 배치되며 하나의 프레임에 연결되어 상하부로 이동이 가능한 복수개의 상부 스핀들로 이루어지고, 상기 스핀들은 적어도 2개의 서로 다른 플레이트에 형성되며, 상기 플레이트는 서로 소정의 거리만큼 이격된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 상부 스핀들은 상기 웨이퍼의 에지에 대한 2차 미세 연삭을 수행하는 제1 스핀들과, 상기 웨이퍼의 노치를 연삭하는 복수개의 제2 스핀들로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 플레이트는 상기 제1 스핀들이 형성되는 제1 플레이트와, 상기 제2 스핀들이 형성되는 제2 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 일단은 상기 프레임에 지지될 수 있다.
그리고, 실시예는 상기 제1 및 제2 플레이트의 양단과 접촉하는 고정부를 포함하며, 상기 스핀들의 회전시 상기 제1 및 제2 플레이트를 고정시키고, 상기 고정부가 해제된 경우에는 상기 제1 및 제2 플레이트의 일단을 상방향으로 이동시켜 상기 제1 및 제2 스핀들에 마련된 연마패드의 교체가 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 웨이퍼의 외주부를 연삭하는 스핀들과, 웨이퍼의 노치를 연삭하는 스핀들을 서로 분리하여 고정시킴으로써, 각 스핀들에서 이루어지는 연삭과정에서 발생하는 진동으로 인해 회전축의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래 하나의 플레이트에 형성되어 있던 스핀들을 복수개의 플레이트에 고정되도록 분리함으로 인해, 각 스핀들의 교체시 플레이트를 용이하게 웨이퍼 연삭 장치로부터 개폐할 수 있다.
본 발명에 따르면, 각각의 스핀들을 지지하는 플레이트 양단에 자력을 가진 부재가 배치되어, 웨이퍼에 대한 연삭이 진행될 시에는 자력을 턴온시켜 플레이트를 견고히 고정하여 스핀들의 회전축을 일정하게 유지하며, 상기 스핀들에 장착된 연마패드를 포함하는 휠의 교체시에만 자력을 턴오프하여 웨이퍼에 대한 연삭 품질을 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 종래 웨이퍼 연삭 장치를 나타낸 도면
도 2는 종래 웨이퍼 연삭 장치에서 웨이퍼의 에지를 연삭하는 연삭부를 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 웨이퍼 에지 연삭부를 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 웨이퍼 에지 연삭부를 상면에서 바라본 도면
도 5는 실시예에 따른 웨이퍼 에지 연삭부를 측면에서 바라본 도면
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 생략될 수 있다.
본 실시예는 웨이퍼의 에지 또는 노치를 연삭하기 위한 복수개의 스핀들이 결합된 연삭 장치이며, 연삭패드가 부착되어 회전하는 스핀들이 서로 회전력에 대한 영향을 받지 않도록 몸체의 형상을 변경하여, 웨이퍼에 대한 연삭 품질을 일정하게 유지하기 위한 것이다. 구체적으로는, 도 1에 도시된 바와 같이 웨이퍼 연삭 장치를 구성하는 부분 중에서, 웨이퍼의 노치에 대한 연삭이 이루어지는 스핀들이 배치된 플레이트의 구조를 변경하는 것이다.
도 1을 참조하여 실시예에서 제안하고자 하는 웨이퍼 에지 연삭 장치의 구조에 해당되는 구성을 살펴보면 다음과 같다. 실시예는 웨이퍼 에지 연삭 장치 중에서 제1 스핀들(14) 상부에 배치된 제2 스핀들(11, 12, 13)을 포함하는 연삭 장치를 제안한다.
도 3은 실시예에 따른 웨이퍼 에지 연삭부의 일부를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명은 특히, 웨이퍼의 노치 또는 에지부를 연마하기 위한 스핀들이 결합된 플레이트의 형상을 변경하는 것으로서, 실시예는 스핀들의 지지부재가 되는 플레이트가 적어도 두개 이상으로 형성되며, 각각의 플레이트는 독립적으로 이동이 가능하도록 제조될 수 있다.
본 발명은 웨이퍼의 외주부를 연삭하기 위해 소정의 속도로 회전하는 복수개의 스핀들을 포함하는 연삭부에 특징이 있는 것으로 상기 웨이퍼가 놓여지며 상기 웨이퍼를 상기 스핀들에 마련된 연삭 패드로 이동시키는 이동부는 종래에 공지된 기술과 동일할 수 있다.
상기 연삭부는 웨이퍼의 에지에 대한 1차 연삭을 실시하는 하부 스핀들과, 상기 하부 스핀들 상부에 배치되며 하나의 프레임에 결합된 복수개의 상부 스핀들로 이루어지고, 상기 상부 스핀들은 적어도 2개의 서로 다른 플레이트에 형성되며, 상기 플레이트는 서로 소정의 거리만큼 이격될 수 있다.
상기 상부 스핀들은 상기 웨이퍼의 에지에 대한 2차 미세 연삭을 수행하는 제1 스핀들(33)과, 상기 웨이퍼의 노치를 연삭하는 복수개의 제2 스핀들(31, 32)로 이루어질 수 있다.
종래의 웨이퍼 연삭 장치에서는 상기 상부 스핀들이 하나의 플레이트에 형성되었으나, 실시예는 웨이퍼의 노치를 가공하는 제1 스핀들(33)은 제1 플레이트(36)에, 웨이퍼의 에지를 가공하는 제2 스핀들(31, 32)은 제2 플레이트(35)에 분리되어 형성될 수 있다.
상기 제1 플레이트(36)에는 웨이퍼의 에지를 연삭하기 위한 제1 스핀들(33)이 마련되며, 상기 제1 스핀들(33)은 상기 제1 플레이트(36)를 관통하여 고정되고, 상기 제1 스핀들(33) 하부에는 연삭시 웨이퍼와 접촉되는 제1 연삭패드(39)가 구비된다. 상기 제1 스핀들(33)에 의해 수행되는 웨이퍼의 연삭은 하부에 배치된 스핀들에 의해 공정이 끝나고 이루어지는 후속 공정이며, 하단부에서는 웨이퍼 에지에 대한 보다 미세한(Fine) 연삭이 이루어지게 된다.
그리고, 상기 제2 플레이트(35) 상에는 웨이퍼의 노치 부분을 연삭하기 위한 복수개의 제2 스핀들(31, 32)이 마련될 수 있다. 상기 제2 스핀들(31, 32)의 하부에는 웨이퍼의 노치 부분을 가공하기 위한 연삭 패드(37, 38)가 마련되며, 어느 하나는 웨이퍼의 노치 부분을 1차적으로 러프(Rough) 가공하기 위한 패드일 수 있고, 다른 하나는 웨이퍼의 노치 부분을 2차적으로 미세(Fine) 가공하기 위한 패드일 수 있다.
그리고, 상기 제1 및 제2 플레이트(36, 35)는 서로 접촉하지 않도록 소정의 거리만큼 이격되며, 각각의 플레이트는 독립적으로 상방향으로 이동할 수 있도록 분리되어 형성될 수 있다. 도면에 도시되진 않았으나, 제1 및 제2 플레이트의 일단은 하나의 프레임에 연결되고, 연결된 부분의 회전에 의해 상방향으로의 이동이 가능하고, 이는 상기 제1 및 제2 플레이트에 마련된 스핀들 하부의 연마패드를 교체시에 이루어질 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 웨이퍼 에지 연삭부를 상면에서 바라본 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 플레이트(36)와 제2 플레이트(35)는 왼쪽 부분이 프레임과 결합하는 경우 각각의 플레이트가 상하부로 움직일 수 있도록 가로방향으로 분리될 수 있으나, 이러한 결합 구조에 있어서는 한정되지 않는다.
제1 플레이트(36)의 일단에는 제1 플레이트를 상방향으로 이동시키기 위한 제1 손잡이(42)가 마련되고, 제2 플레이트(35)의 일단에는 제2 플레이트를 상방향으로 이동시키기 위한 제2 손잡이(43)가 마련될 수 있다. 따라서, 각각의 플레이트를 상방향으로 이동시켜 스핀들의 교체를 수행할 수 있다.
상기 제1 및 제2 플레이트가 하강하여 웨이퍼의 연삭을 위해 고정되면, 상기 제1 및 제2 플레이트의 양단이 접촉하는 고정부(34)가 마련될 수 있다. 상기 고정부(34)는 웨이퍼의 1차 러프(Rough) 가공을 하는 스핀들 상에 마련된 지지부재에 배치될 수 있다. 상기 고정부는 상기 스핀들의 회전시 상기 제1 및 제2 플레이트를 고정시키고, 상기 고정부가 해제된 경우에는 상기 제1 및 제2 플레이트의 일단을 상방향으로 이동시켜 상기 제1 및 제2 스핀들에 마련된 연마패드의 교체를 수행할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 웨이퍼 에지 연삭부의 일부를 측면에서 바라본 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 플레이트(36)와 제2 플레이트(35)의 양단 하부에는 상기 고정부(34)와의 긴밀한 고정을 위한 자력 인가 부재(45)가 마련될 수 있다. 상기 자력 인가 부재(45)는 전자석으로 이루어져 마그네틱 베이스를 턴온시킴으로써 자력을 인가할 수 있다.
실시예에서는 상기 자력 인가 부재(45)에 의한 자력에 의해 상기 제1 및 제2 플레이트(36, 35)의 양단이 고정부(34)에서 움직이지 않도록 고정되며, 이에 따라 제1 및 제2 플레이트(36, 35)가 서로 접촉하지 않는다. 따라서, 제1 및 제2 플레이트(36, 35)에 형성된 스핀들은 웨이퍼의 에지 또는 노치를 연삭하는 과정에서, 상기 제1 및 제2 플레이트가 이격되어 위치하므로, 구동에 따라 발생하는 진동의 영향을 서로 공유하지 않게 된다.
본 발명은 제1 및 제2 플레이트(36, 35) 상에 형성된 스핀들을 교체할 시에만 상기 자력 인가 부재(45)에 인가되는 자력을 턴오프함으로써, 각 스핀들의 회전축이 미세하게 변경되는 것을 방지하여 웨이퍼에 대한 연삭 품질을 일정하게 유지할 수 있다.
그리고, 제1 플레이트(36)의 측면에는 일방향으로 연장되는 제1 손잡이(42)가 마련되고, 제2 플레이트(35)의 측면에는 제1 손잡이(42)와 동일한 방향으로 연장되며 제1 플레이트(36)의 하면에 형성된 홈부로 연장되는 제2 손잡이(43)가 구비될 수 있다. 본 발명은 종래 하나의 플레이트에 형성되어 있던 스핀들을 복수개의 플레이트에 고정되도록 분리함으로 인해, 각 스핀들에 부착된 연마패드를 포함하는 휠을 교체시에 상기 제1 및 제2 손잡이(42, 43)를 이용하여 각각의 플레이트를 용이하게 웨이퍼 연삭 장치로부터 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 웨이퍼의 에지를 연삭하는 스핀들과, 웨이퍼의 노치를 연삭하는 스핀들을 서로 분리하여 고정시킴으로써, 각 스핀들의 회전을 통해 이루어지는 연삭과정에서 발생하는 진동으로 인해 다른 스핀들의 회전축의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있어 연삭되는 웨이퍼의 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
33: 제1 스핀들
31, 32: 제2 스핀들
36: 제1 플레이트
35: 제2 플레이트
34: 고정부
37, 38: 연삭 패드
42: 제1 손잡이
43: 제2 손잡이
45: 자력 인가 부재

Claims (6)

  1. 웨이퍼의 외주부를 연삭 가공하는 장치로서,
    상기 웨이퍼의 외주부를 연삭하기 위해 소정의 속도로 회전하는 복수개의 스핀들을 포함하는 연삭부;
    상기 웨이퍼가 놓여지며, 상기 웨이퍼를 상기 스핀들에 마련된 연삭 패드로 이동시키는 이동부;를 포함하고,
    상기 연삭부는 웨이퍼의 에지에 대한 1차 연삭을 실시하는 하부 스핀들과, 상기 하부 스핀들 상부에 배치되며 하나의 프레임에 연결되어 상하부로 이동이 가능한 복수개의 상부 스핀들로 이루어지고,
    상기 상부 스핀들은 상기 웨이퍼의 에지에 대한 2차 미세 연삭을 수행하는 제1 스핀들과, 상기 웨이퍼의 노치를 연삭하는 복수개의 제2 스핀들로 이루어지고, 상기 제1 스핀들과 상기 제2 스핀들은 서로 연결되지 않은 독립적인 플레이트에 형성되며,
    제1 플레이트 및 제2 플레이트의 양단에는 고정부가 마련되며,
    상기 고정부는 상기 제1 스핀들 또는 제2 스핀들의 회전시 고정되고, 상기 제1 스핀들 또는 제2 스핀들에 마련된 연마패드를 교체시에 상기 제1 및 제2 플레이트의 일단을 상방향으로 이동시킬수 있도록 고정이 해제되는 웨이퍼 연삭 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 제1 스핀들이 형성되는 제1 플레이트와, 상기 제2 스핀들이 형성되는 제2 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 일단은 상기 프레임에 지지되는 웨이퍼 연삭 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플레이트의 양단에는 상기 고정부에 상기 제1 및 제2 플레이트를 고정시키는 자력 인가 부재가 마련되는 웨이퍼 연삭 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 자력 인가 부재에 자력을 인가하는 마그네틱 베이스를 더 포함하며, 상기 마그네틱 베이스는 상기 제1 및 제2 스핀들에 마련된 연마패드의 교체시에만 턴오프되는 웨이퍼 연삭 장치.
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