KR101864155B1 - 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어 - Google Patents

반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어 Download PDF

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Abstract

반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어가 개시된다. 본 발명은, 반도체 웨이퍼를 지지하는 컷아웃이 구비된 본체부, 및 본체부와 컷아웃의 경계 부위에 설치되는 인서트의 외측단에 구비된 체결홈과 결합되는 체결 돌기를 구비하며, 체결 돌기의 좌우측 단부가 체결홈의 좌우측 코너에 끼움 방식으로 결합된다. 본 발명에 따르면, 캐리어 본체부와 인서트의 높은 결합 강도를 확보할 수 있게 된다.

Description

반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어{Carrier Used in Polishing Wafer for Seimi-Conductor}
본 발명은 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐리어 본체부와 인서트의 높은 결합 강도가 확보되는 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체용 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어를 나타낸 도면이다.
도 1에서와 같이 종래 기술에 따른 반도체용 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어에서의 스틸 재질의 본체부(30)에 형성된 컷아웃(10)의 외주에는 플라스틱 인서트(20)가 설치되어 있다.
이와 같은 플라스틱 인서트(20)는 연마 공정에서의 반도체용 웨이퍼와 본체부(30) 사이의 완충 기능을 수행하며, 파손되기 쉬운 반도체 웨이퍼의 에지를 캐리어 본체(30)로부터 방출되는 금속으로부터 보호하는 기능 또한 수행한다.
한편, 플라스틱 인서트(20)의 캐리어의 본체부(30)와의 결합 강도를 개선하기 위해 일본 공개 특허 제2003-305637호에서는 캐리어의 두께 방향으로 평탄한 내주면을 갖는 원형의 워크 유지구멍의 내부에 두께 방향으로 평탄한 외주면을 갖는 원환상의 인서트를 끼워 맞추고, 인서트의 외주면과 워크 유지구멍의 내주면을 접착제 등으로 고착하는 방법을 제안하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래 기술에 의하면 평탄한 원주면 끼리를 접착시키고 있기 때문에 워크 연마시의 작용력에 의해 접착 부분이 박리되어 인서트가 기울거나 워크 유지구멍의 축선 방향으로 어긋나게 되어 탈락되기 쉽다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 캐리어 본체부와 인서트의 높은 결합 강도가 확보되는 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어는, 상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 적어도 하나의 컷아웃(100)이 구비된 본체부(300); 및 상기 본체부(300)와 상기 컷아웃(100)의 경계 부위에 설치되는 인서트(200)의 외측단(230)에 구비된 체결홈(270)과 결합되는 체결 돌기(370)를 포함하며, 상기 체결 돌기(370)의 좌우측 단부가 상기 체결홈(270)의 좌우측 코너에 끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 체결 돌기(370)는 도브 테일 형상으로 상기 본체부(300)에 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결 돌기(370)의 좌우측 단부의 상부면과 하부면에는 각각 경사형 챔퍼(chamfer)면(375)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결홈(270)의 좌우측 단부에는 상기 경사형 챔퍼면(375)을 구비한 쐐기형 챔퍼 돌기(377)가 결합되는 삽입홈(277)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 캐리어 본체부와 인서트의 높은 결합 강도를 확보할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체용 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어의 구조를 나타내는 도면,
도 3은 도 2에서의 'A' 영역의 부분 확대도로서, 인서트와 캐리어 본체부의 결합 구조를 나타내는 도면,
도 4는 캐리어 본체부의 인서트와의 결합 부위의 구조를 나타낸 도면, 및
도 5는 도 4의 B-B' 선에서의 캐리어 본체부와 인서트의 결합 구조를 나타낸 단면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어의 본체부(300)에는 반도체 웨이퍼를 지지하는 복수개의 컷아웃(100)이 형성되어 있으며, 본체부(300)과 컷아웃(100)의 경계 부위에는 연질의 인서트(200)가 설치되어 있다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 캐리어의 본체부(300)는 스틸 또는 스테인리스 크롬강으로 제작함이 바람직하며, 컷아웃(100)은 직경이 200 mm 이상, 바람직하게는 300 mm 이상이며 두께가 500∼1,000㎛인 반도체 웨이퍼를 지지하도록 설계되는 것이 바람직할 것이다.
한편, 인서트(200)는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 아라미드 또는 기타 플루오로하이드로카본으로부터 유도된 폴리머와 같은 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 그 중에서도 PA, 아라미드 및 PVDF를 사용하는 것이 특히 바람직할 것이다.
도 3은 도 2에서의 'A' 영역의 부분 확대도로서, 인서트와 캐리어 본체부(300)의 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본체부(300)에는 일정 간격에 따라 도브 테일(dovetail: 비둘기 꼬리) 형상의 결합홈(350)이 구비되어 있고, 인서트(200)에는 동일한 간격에 따라 결합홈(350)과 동일한 형상인 도브 테일 형상의 결합 돌기(250)가 구비되어 있으며, 인서트(200)의 결합 돌기(250)가 본체부(300)의 결합홈(350)에 결합됨으로써, 인서트(200)는 컷아웃(100)의 둘레를 따라 본체부(300)에 치형(도브 테일형) 결합된다.
또한, 본체부(300)에 일정 간격에 따라 구비된 결합홈(350) 사이에는 폭이 넓은 도브 테일 형상의 체결 돌기(370)가 일정 간격에 따라 본체부(300)로부터 연장 형성되어 있고, 인서트(200)에는 동일한 간격에 따라 체결 돌기(370)와 동일한 형상인 체결 홈이 구비되어 있으며, 본체부(300)의 체결 돌기(370)가 인서트(200)의 체결홈(270)에 결합됨으로써, 인서트(200)는 컷아웃(100)의 둘레를 따라 본체부(300)에 치형(도브 테일형) 결합된다.
상기와 같은 인서트(200)는 고정 상태 또는 이완된 상태로 캐리어의 본체부(300)에 연결되어 있고, 이를 위해서 컷아웃(100)에 접착 방식으로 결합되거나 사출 성형되어 설치될 수도 있을 것이다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는 본체부(300)의 체결 돌기(370)가 인서트(200)의 체결홈(270)에 결합됨으로써, 인서트(200)는 컷아웃(100)의 둘레를 따라 본체부(300)에 치형(도브 테일형) 결합되되, 도브 테일 형상인 체결 돌기(370)의 좌우측 단부가 인서트(200)의 체결홈(270)의 좌우측 코너에 형성되어 있는 삽입홈(277)에 끼움 방식으로 결합되도록 함이 바람직할 것이다.
도 4는 캐리어 본체부(300)의 인서트(200)와의 결합 부위의 구조를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 인서트(200)의 체결홈(270)의 좌우측 코너에 형성되어 있는 삽입홈(277)에 끼움 방식으로 결합되는 부분인 도브 테일형 체결 돌기(370)의 좌우측 단부에는 각각 챔퍼(chamfer)면(375)이 대각선 방향으로 형성되어 있다.
즉, 도브 테일형 체결 돌기(370)의 좌측 단부의 상부면에는 좌상향 방향으로 갈수록 점점 낮아지는 경사면인 챔퍼면(375)이 형성되어 있고, 도브 테일형 체결 돌기(370)의 우측 단부의 상부면에는 우상향 방향으로 갈수록 점점 낮아지는 경사면인 챔퍼면(375)이 형성되어 있다.
아울러, 도브 테일형 체결 돌기(370)의 좌측 단부의 하부면에는 좌상향 방향으로 갈수록 점점 높아지는 경사면인 챔퍼면(375)이 형성되어 있고, 도브 테일형 체결 돌기(370)의 우측 단부의 하부면에는 우상향 방향으로 갈수록 점점 높아지는 경사면인 챔퍼면(375)이 형성되어 있다.
도 5는 도 4의 B-B' 선에서의 캐리어 본체부(300)와 인서트(200)의 결합 구조를 나타낸 단면이다. 도 5에서와 같이, 체결 돌기(370)의 좌우측 단부에는 상하 선대칭을 이루는 한 쌍의 경사면인 챔퍼면(375)이 상부면과 하부면에 대칭되도록 형성되어 있다.
그 결과, 도 5에서와 같은 쐐기형 단면을 갖는 챔퍼 돌기(377)가 체결 돌기(370)의 좌우측 단부에 형성되게 되며, 챔퍼 돌기(377)는 인서트(200)의 체결홈(270)의 좌우측 코너에 형성되어 있는 삽입홈(277)에 끼움 방식으로 결합되게 된다.
구체적으로, 인서트(200)의 체결홈(270)의 좌우측 코너에는 챔퍼 돌기(377)와 동일한 크기와 형상을 갖는 삽입홈(277)이 각각 형성되어 있으며, 인서트(200)의 체결홈(270)의 좌우측 코너에 각각 형성된 삽입홈(277)에 챔퍼 돌기(377)가 끼움 방식으로 삽입됨에 따라, 캐리어 본체부(300)와 인서트(200)는 종래 대비 2배 이상의 결합 강도를 확보할 수 있게 된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10,100: 컷아웃, 20,200: 인서트,
30,300: 본체부, 40,400: 개구부,
250: 결합 돌기, 270: 체결홈,
277: 삽입홈, 350: 결합홈,
370: 체결 돌기, 375: 챔퍼면,
377: 챔퍼 돌기.

Claims (2)

  1. 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 적어도 하나의 컷아웃(100)이 구비된 본체부(300); 및
    상기 본체부(300)와 상기 컷아웃(100)의 경계 부위에 설치되는 인서트(200)의 외측단(230)에 구비된 체결홈(270)과 결합되는 체결 돌기(370)
    를 포함하며,
    상기 체결 돌기(370)의 좌우측 단부가 상기 체결홈(270)의 좌우측 코너에 끼움 방식으로 결합되고,
    도브 테일 형상으로 상기 본체부(300)에 연장 형성되는 상기 체결 돌기(370)의 좌우측 단부의 상부면과 하부면에는 각각 경사형 챔퍼(chamfer)면(375)이 대각선 방향으로 형성되며,
    상기 체결 돌기(370)의 좌측 단부의 상부면에는 좌상향 방향으로 갈수록 점점 낮아지는 경사형 챔퍼면(375)이 형성되고, 상기 체결 돌기(370)의 우측 단부의 상부면에는 우상향 방향으로 갈수록 점점 낮아지는 경사형 챔퍼면(375)이 형성되며,
    상기 체결 돌기(370)의 좌측 단부의 하부면에는 좌상향 방향으로 갈수록 점점 높아지는 경사형 챔퍼면(375)이 형성되고, 상기 체결 돌기(370)의 우측 단부의 하부면에는 우상향 방향으로 갈수록 점점 높아지는 경사형 챔퍼면(375)이 형성되며,
    상기 체결홈(270)의 좌우측 단부에는 상기 경사형 챔퍼면(375)을 구비한 쐐기형 챔퍼 돌기(377)가 결합되는 삽입홈(277)이 구비되는 것인 캐리어.
  2. 삭제
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