KR101912789B1 - 래핑 캐리어 - Google Patents

Abstract

반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어가 개시된다. 본 발명은, 반도체 웨이퍼를 지지하는 적어도 하나의 컷아웃이 구비된 본체부, 및 컷아웃과 본체부의 경계에 구비되며, 본체부에 구비된 결합홈과 결합되는 결합 돌기가 구비된 인서트를 구비하며, 결합 돌기는 도브 테일(dovetail) 형상으로 구현된다. 본 발명에 따르면, 플라스틱 인서트 본래의 기능, 및 플라스틱 인서트와 캐리어 본체와의 결합 강도를 유지함과 동시에 에지 롤-오프 현상을 최소화할 수 있게 된다.

Description

래핑 캐리어{Lapping Carrier}

본 발명은 래핑 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 래핑 캐리어의 컷아웃에서의 구조 개선을 통해 래핑 캐리어의 마모 수명을 증가시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 래핑 캐리어의 컷아웃에 결합되는 인서트의 두께를 차등 형성함으로써 인서트의 마모 내구성 또한 증대시킬 수 있도록 하는 래핑 캐리어에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체용 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 래핑 캐리어를 나타낸 도면이다.

반도체용 웨이퍼의 표면을 가공하기 위하여 상정반과 하정반의 사이에는 래핑 캐리어가 설치되며, 도 1에서와 같이 종래 기술에 따른 반도체용 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 래핑 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, 웨이퍼의 연마 과정에서 래핑 캐리어의 마모가 필연적으로 발생하게 되는데, 이와 같은 마모 현상은 래핑 캐리어에서의 스틸 재질의 본체부(30)의 컷아웃(10) 내주면에서 주로 발생하게 된다.

따라서, 래핑 캐리어의 마모로 인한 래핑 캐리어의 사용 수명이 짧아지는 문제를 개선하기 위해 래핑 캐리어 본체부(30)의 컷아웃(10) 내주면의 구조의 개선 필요성이 제기된다.

뿐만 아니라, 웨이퍼의 연마 과정에서 래핑 캐리어의 마모가 상대적으로 적은 부분에서는 반대로 인서트의 마모가 상대적으로 크게 발생하게 되는 바, 인서트의 마모에 따른 수명 저하를 개선할 수 있는 방안의 모색이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은, 래핑 캐리어의 컷아웃에서의 구조 개선을 통해 래핑 캐리어의 마모 수명을 증가시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 래핑 캐리어의 컷아웃에 결합되는 인서트의 두께를 차등 형성함으로써 인서트의 마모 내구성 또한 증대시킬 수 있도록 하는 래핑 캐리어를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 래핑 캐리어는, 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 돌출 길이(T)는 상기 컷아웃(100)의 내주면을 따라 차등 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 체결 돌기(370)는 상기 컷아웃(100)의 상부 영역보다 상기 컷아웃(100)의 하부 영역에서 더 길게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컷아웃(100)의 하부 영역은 상기 래핑 캐리어의 중심부으로부터 상기 컷아웃(100)의 상부 영역보다 가까운 영역인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인서트(200)의 두께는 상기 래핑 캐리어의 중심점에서의 거리에 비례하여 두꺼워지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 래핑 캐리어의 컷아웃에서의 구조 개선을 통해 래핑 캐리어의 마모 수명을 증가시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 래핑 캐리어에 결합되는 인서트의 두께를 차등 형성함으로써 인서트의 마모 내구성 또한 증대시킬 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 래핑 캐리어 본체부의 결합 구조를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 래핑 캐리어에서의 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T)의 차등 형성 구간을 설명하는 도면, 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 래핑 캐리어에 결합되는 인서트의 개선 구조를 나타내는 도면이다.

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 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.

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.

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 내주면의 둘레를 따라 본체부(300)에 치형(도브 테일형) 결합된다.

한편, 본 발명에 따른 래핑 캐리어에서의 상기 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T)는 컷아웃(100)의 내주면의 둘레를 따라 차등 형성되도록 함으로써, 래핑 캐리어의 마모 수명을 증가시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 래핑 캐리어에서의 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T)의 차등 형성 구간을 설명하는 도면이다.

도 4에서와 같이 각각의 컷아웃(100)을 두개의 반원 영역으로 구분할 때, 상하에 각각 위치한 두개의 반원 영역 중에서 래핑 캐리어의 중심부와 가까운 곳에 위치한 하부 반원 영역(100-b)에서의 래핑 캐리어 본체부(300)의 폭이 상대적으로 좁게 형성되어 있기 때문에 하부 반원 영역(100-b)에서의 래핑 캐리어의 마모는 래핑 커리어의 중심부로부터 상대적으로 먼 곳에 위치한 상부 반원 영역(100-a)에서의 래핑 캐리어의 마모에 비해 래핑 캐리어의 마모 수명에 더 심각한 영향을 미친다.

이에 본 발명에서는, 컷아웃(100)의 하부 반원 영역(100-b)에서의 컷아웃(100) 내주면의 둘레를 따라 형성된 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T)를 컷아웃(100)의 상부 반원 영역(100-a)에서의 컷아웃(100) 내주면의 둘레를 따라 형성된 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T) 보다 약 0.5mm 정도 더 길게 형성함으로써 래핑 캐리어의 마모 수명을 증대시킬 수 있게 된다.

아울러, 컷아웃(100)의 지름(l)의 길이를 'R'이라고 할 때, 컷아웃(100)의 하부 반원 영역(100-b) 중에서도 하부 반원의 지름(l)과 평행하며 하부 반원의 지름(l)으로부터 0.25R 만큼 이격되어 있는 절단선(m)에 의해 절단된 절단 영역(P)에서의 컷아웃(100) 내주면의 둘레 영역은 래핑 캐리어 본체부(300)의 폭이 가장 좁게 형성되어 있는 구간으로서 래핑 캐리어의 마모에 가장 취약한 구간인 핫 존(Hot Zone:150) 영역을 형성한다.

이에 본 발명에서는 핫 존(Hot Zone:150) 영역에서 컷아웃(100) 내주면의 둘레를 따라 형성된 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T)를 컷아웃(100)의 상부 반원 영역(100-a)에서의 컷아웃(100) 내주면의 둘레를 따라 형성된 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T) 보다 약 1mm 정도 더 길게 형성함으로써 래핑 캐리어의 마모 수명을 더욱 증대시킬 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 래핑 캐리어에 결합되는 인서트(200)의 개선 구조를 나타내는 도면이다. 한편, 래핑 캐리어의 중심에서 멀어질수록 컷아웃(100)의 내주면에서의 래핑 캐리어의 마모에는 상대적으로 덜 취약한 반면, 래핑 캐리어의 중심에서 멀어질수록 컷아웃(100) 내주면에 결합되어 있는 인서트(200)의 마모에는 상대적으로 더 취약하게 된다.

이에 본 발명에서는, 도 5에서와 같이 래핑 캐리어의 중심에서 멀어질수록 인서트(200)가 더 두꺼워질 수 있도록, 인서트(200)의 외주면과 인서트의 내주면이 동심원을 형성하지 않고, 인서트(200)의 외주면의 중심점(C)과 인서트의 내주면의 중심점(C')이 편심을 형성토록 함으로써, 래핑 캐리어의 중심에서 가장 먼 지점에서의 인서트의 두께(W)가 편심을 형성하지 않는 경우에 비해 편심 거리(t) 만큼 두꺼워지도록 함이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명에 의하면 인서트(200)의 두께(W)를 래핑 캐리어의 중심점에서의 거리에 비례하여 두꺼워지도록 함으로써 인서트(200)의 마모 내구성 또한 증대시킬 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(인레이),
30,300: 본체부, 40,400: 개구부,
250: 결합 돌기, 270: 체결홈,
350: 결합홈, 370: 체결 돌기.
T: 체결 돌기 돌출 길이, W: 인서트 두께,
t: 편심 거리.

Claims (4)

1. 래핑 캐리어에 있어서,
   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 돌출 길이(T)는 상기 컷아웃(100)의 내주면을 따라 차등 형성되고,
   상기 체결 돌기(370)는 상기 컷아웃(100)의 상부 반원 영역보다 상기 컷아웃(100)의 하부 반원 영역에서 더 길게 형성되며, 상기 컷아웃(100)의 하부 반원 영역은 상기 래핑 캐리어의 중심부으로부터 상기 컷아웃(100)의 상부 반원 영역보다 가까운 영역이고,
   상기 하부 반원 영역의 지름(l)과 평행하며 상기 하부 반원 영역의 지름(l)으로부터 상기 지름(l)의 길이의 1/4만큼 이격되어 있는 절단선(m)에 의해 절단된 상기 하부 반원 영역에서의 절단 영역(P)에서 상기 컷아웃(100)의 내주면을 따라 형성된 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T)가, 상기 상부 반원 영역에서의 상기 컷아웃(100)의 내주면을 따라 형성된 체결 돌기(370)의 돌출 길이(T)보다 길게 형성되며,
   상기 인서트(200)의 두께는 상기 래핑 캐리어의 중심점에서의 거리에 비례하여 두꺼워지되, 상기 인서트(200)의 외주면과 상기 인서트(200)의 내주면은 동심원을 형성하지 않고 상기 인서트(200)의 외주면의 중심점(C)과 상기 인서트(200)의 내주면의 중심점(C')은 편심을 형성하며, 상기 래핑 캐리어의 중심점에서 가장 먼 지점에서의 상기 인서트(200)의 두께(W)는, 편심을 형성하지 않는 경우에 비해, 상기 외주면의 중심점(C)과 상기 인서트(200)의 내주면의 중심점(C') 사이의 거리인 편심 거리(t) 만큼 더 두꺼운 것인 래핑 캐리어.
   
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