KR102470301B1

KR102470301B1 - 양면 연마장치용 드레서

Info

Publication number: KR102470301B1
Application number: KR1020220018246A
Authority: KR
Inventors: 조원구
Original assignee: (주)대영에스지
Priority date: 2022-02-11
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2022-11-25

Abstract

본 발명은 연마패드의 특정 부위를 선별하여 드레싱시킬 수 있는 양면 연마장치용 드레서용 드레서에 관한 것이다.
본 발명의 양면 연마장치용 드레서는 서로 마주보며 회전하는 한 쌍의 정반에 서로 마주보도록 각각 결합되어 가공대상물을 연마하는 한 쌍의 연마패드(P)를 평탄화시키는 양면 연마장치용 드레서에 있어서, 몸체부(100)와 상기 몸체부를 연마패드의 인접하게 고정시키는 고정부재(200)와 상기 몸체부에 결합된 거치부(300)와 상기 거치부에 거치되는 액츄에이터(400)와 상기 액츄에이터로부터 회전력을 부여받아 상기 연마패드에 접촉된 상태로 회전하는 드레싱부재(500)와 상기 몸체부에 설치된 거치부 높낮이 조절부재(600)를 포함한다.

Description

양면 연마장치용 드레서{Dresser for double-sided grinding machine}

본 발명은 연마패드의 특정 부위를 선별하여 드레싱시킬 수 있는 양면 연마장치용 드레서용 드레서에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 고집적화로 인하여, 제조 공정 중에서 랩핑(Lapping) 공정이나 다른 공정에서 웨이퍼에 가해지는 스크래치 또는 결함이, 소자의 수율 및 생산성에 큰 영향을 끼치게 된다.

따라서, 선행 공정에서 생긴 손상을 제거하기 위해서 웨이퍼 표면을 경면화하면서 연마하는 공정이 필요하다.

이와 같은 웨이퍼의 양면 연마(Double side polishing) 공정은 상정반과 하정반에 부착된 연마패드와 웨이퍼의 상대 운동에 의한 마찰력과, 연마 입자와 각종 첨가물을 혼합한 슬러리(Slurry)의 반응에 의해 연마가 이루어진다.

보다 구체적으로, 하정반의 외주에는 인터널기어(internal gear)가 마련되고, 상정반의 중심부에는 선기어(sungear)가 설치된다. 그리고, 선기어와 인터널기어와 동시에 맞물리게 원형의 캐리어가 놓여진다. 상기 캐리어에는 웨이퍼를 장착하기 위한 장착홀이 형성된다. 상기 웨이퍼는 캐리어에 장착된 상태에서 상정반의 패드 및 하정반의 패드와 그 표면이 밀착된다.

따라서, 양면연마장치를 작동시키면 하정반과 상정반은 서로 반대 방향으로 회전되고, 인터널기어와 선기어도 이에 연동하여 서로 반대방향으로 회전하게 되며, 인터널기어와 선기어의 회전에 의하여 캐리어는 자전과 공전을 하면서 마찰력과 각종 첨가물을 혼합한 슬러리(slurry)에 의하여 웨이퍼의 기계적, 화학적 연마가 이루어지게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 양면연마장치는 슬러리가 연마패드에 응집되거나 웨이퍼와 연마패드 사이의 마찰에 의해 연마패드의 표면에 글레이징(glazing) 현상이 발생하게 되면서 웨이퍼의 불균일한 마모와 함께 연마패드의 표면이 불균일해지는 문제가 발생된다.

상기한 글레이징 현상에 따른 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 가장자리를 따라 다이아몬드 입자가 구비된 원형의 양면 연마장치용 드레서를 이용하여 연마패드의 표면을 균일하게 드레싱 하였다.

즉, 상기 양면 연마장치용 드레서를 웨이퍼용 캐리어가 배치되는 위치에 배치한 후, 상정반 및 하정반을 회전시키면, 양면 연마장치용 드레서의 다이아몬드 입자가 연마패드와 접촉된 상태로 회전하면서 연마패드의 표면을 드레싱하는 것이다.

그러나, 종래의 양면 연마장치용 드레서는 비균일한 연마패드상에서 회전하면서 드레싱을 수행하도록 구성된 관계로 연마패드 전체를 매끈하게 균일화만 시킬 뿐, 오히려 연마패드의 평탄도(수평기울기)가 불량해지면서 웨이퍼의 평탄도가 더 나빠지는 현상이 나타나는 문제가 있다.

국내공개특허공보 제10-2010-0062372호

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 연마패드를 수평상태로 평탄하게 드레싱 할 수 있는 양면 연마장치용 드레서를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 양면 연마장치용 드레서는 서로 마주보며 회전하는 한 쌍의 정반에 서로 마주보도록 각각 결합되어 가공대상물을 연마하는 한 쌍의 연마패드를 평탄화시키는 양면 연마장치용 드레서에 있어서, 몸체부와, 상기 몸체부를 연마패드의 인접하게 고정시키는 고정부재와, 상기 몸체부에 결합된 거치부와, 상기 거치부에 착탈가능하게 결합되는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터로부터 회전력을 부여받아 상기 연마패드에 접촉된 상태로 회전하는 드레싱부재와, 상기 몸체부에 설치된 거치부 높낮이 조절부재를 포함한다.

또한, 상기 고정부재는 상기 몸체부의 하단에 형성된 끼움부와, 양면 연마장치의 일측에 수평회전 가능하게 결합되는 베이스와, 상기 베이스 상부에 설치된 한 쌍의 이송레일과, 상기 이송레일을 따라 이동하는 슬라이더와, 상기 끼움부에 끼움 결합되도록 상기 슬라이더에 형성된 홈부와, 상기 몸체부를 슬라이더에 고정시키는 제1고정볼트와, 상기 슬라이더의 이동을 제한하도록 상기 슬라이더를 이송레일에 고정시키는 제2고정볼트를 구비할 수 있다.

아울러, 상기 몸체부의 외측에는 수직돌기가 형성되고, 상기 거치부는 상기 수직돌기를 따라 승강 가능하도록 상기 몸체부의 외측에 끼움결합되는 제1끼움부와 상기 제1끼움부로부터 수평으로 연장되며 상기 액츄에이터가 끼워지는 제2끼움부와 상기 제2끼움부에 거치된 액츄에이터를 고정시키는 클램프부재를 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 거치부 높낮이 조절부재는 상기 몸체부의 외측으로 공회전 가능하게 끼워져 결합된 다이얼과, 상기 다이얼의 하단으로부터 연장 형성되어 상기 거치부의 제1끼움부에 체결되는 나사부를 구비할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 양면 연마장치용 드레서는 연마패드를 따라 회전하면서 연마패드 전체를 드레싱하는 종래와는 달리, 드레싱 위치를 자유롭게 바꾸어 가면서 불균일한 부위 및 구간만을 선별하여 드레싱하므로 연마패드를 수평상태로 평탄하게 드레싱할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서의 사용상태사시도.
도 2는 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서의 사용상태분해도.
도 3은 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서의 사용상태단면도.
도 4는 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서의 몸체부 및 거치부의 단면도.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

아울러, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

예컨대, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 아울러, "포함한다" 또는 "구비한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

아울러, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서의 사용상태사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서의 사용상태분해도이며, 도 3은 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서의 사용상태단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서의 몸체부 및 거치부의 단면도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 양면 연마장치용 드레서는 서로 마주보며 회전하는 한 쌍의 정반과, 상기 한 쌍의 정반에 서로 마주보도록 각각 결합되어 가공대상물을 연마하는 한 쌍의 연마패드(P)를 포함하는 양면 연마장치(A)에 적용된다.

본 발명의 양면 연마장치용 드레서는 연마패드(P)의 불균일한 특정 부위를 선별하여 드레싱할 수 있도록 몸체부(100)와 고정부재(200)와 거치부(300)와 액츄에이터(400)와 드레싱부재(500)와 거치부 높낮이 조절부재(600)를 포함한다.

상기 몸체부(100)는 고정부재(200)를 통해 연마패드(P)에 근접이 가능하도록 고정된다.

이 경우, 상기 고정부재(200)는 양면 연마장치(A)의 일측에 핀결합을 통해 수평회전 가능하게 결합되는 베이스(210)와, 상기 베이스(210) 상부에 설치된 한 쌍의 이송레일(220)과, 상기 이송레일(220)을 따라 이동하는 슬라이더(230)와, 상기 슬라이더(230)에 형성된 제1고정나사공(231)과, 상기 제1고정나사공(231)에 체결되어 상기 몸체부(100)를 슬라이더(230)를 고정시키는 제1고정볼트(240)와, 상기 슬라이더(230)에 형성된 제2고정나사공(232)과, 상기 제2고정나사공(232)에 체결되어 상기 슬라이더(230)를 베이스(210)에 고정시키는 제2고정볼트(250)를 구비할 수 있다.

아울러, 상기 제1고정볼트(240)는 몸체부(100)의 하단으로 나사부가 돌출되도록 상기 몸체부(100)에 체결된다.

따라서, 작업자가 몸체부(100)를 슬라이더(230)에 올려둔 상태에서 제1고정볼트(240)를 제1고정나사공(231)에 체결하여 상기 몸체부(100)를 슬라이더(230)에 견고하게 결합시킨 상태에서 상기 몸체부(100)를 밀거나 당기게 되면, 슬라이더(230)가 이송레일(220)을 따라 이동하면서 상기 몸체부(100)를 연마패드(P)로 근접 또는 이격시킬 수 있게 되며, 슬라이더(230)에 형성된 제2고정나사공(232)에 제2고정볼트(250)를 끼우고 상기 제2고정나사공(232)에 제2고정볼트(250)를 체결하면 상기 슬라이더(230)의 이동이 제한되면서 상기 몸체부(100)는 위치 이동이 불허된다.

도시되지는 않았으나, 상기 고정부재(200)는 통상의 이동선반일 수도 있다. 이 경우, 상기 연마패드(P)는 별도의 고정척에 고정된다. 그리고, 상기 몸체부(100)는 이동선반에 구비된 이동유닛에 결합되어 상기 이동유닛을 통해 고정척에 고정된 연마패드(P)로 근접 이동하도록 구성된다.

상기 거치부(300)는 몸체부(100)에 결합되어 액츄에이터(400) 및 드레싱부재(500)를 안정적으로 거치시킨다.

이 경우, 상기 몸체부(100)의 외측에는 수직돌기(120)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 거치부(300)는 상기 수직돌기(120)를 따라 승강 가능하도록 상기 몸체부(100)의 외측에 끼움결합되는 제1끼움부(310)와, 상기 제1끼움부로부터 수평으로 연장되며 상기 액츄에이터(400)가 끼워져 거치되는 제2끼움부(320)와, 상기 제2끼움부(320)에 거치된 액츄에이터(400)를 고정시키는 클램프부재(330)를 구비할 수 있다.

본 실시예에서 상기 액츄에이터(400)는 제2끼움부(320)에 착탈가능하게 끼워지는 공압모터일 수 있다. 이 경우, 상기 액츄에이터(400)에는 에어공급라인(410)이 연결되며, 상기 에어공급라인(410)에는 동작밸브(420)가 설치된다. 상기 제2끼움부(320)에는 에어공급라인(410)과 간섭되지 않도록 회피홈(340)이 형성될 수 있다.

상기 드레싱부재(500)는 상기 액츄에이터(400)의 하단에 설치되며, 상기 액츄에이터(400)로부터 회전력을 부여받아 회전한다. 상기 드레싱부재(500)는 연마패드(P)에 접촉된 상태로 회전하면서 연마패드(P)를 국부적으로 연마한다.

상기 거치부 높낮이 조절부재(600)는 몸체부(100)에 설치되어 거치부(300)의 높낮이를 정밀하게 조절시켜 준다.

이 경우, 상기 거치부 높낮이 조절부재(600)는 상기 몸체부(100)의 외측으로 공회전 가능하게 끼워져 결합된 다이얼(610)과, 상기 다이얼(610)의 하단에 연장 형성되어 상기 거치부(300)의 제1끼움부(310)에 체결되는 나사부(620)를 구비할 수 있다. 상기 제1끼움부(310)에는 상기 나사부(620)에 대응되는 나사부가 형성되어 있음은 물론이다.

따라서, 다이얼(610)의 회전 방향에 따라 거치부(300)가 승강하게 되며 다이얼(610)의 회전양에 따라 거치부(300)의 승강높이가 결정된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 양면 연마장치용 드레서는 다음과 같이 사용된다.

먼저, 양면 연마장치(A)의 일측에 고정부재(200)를 견고하게 고정시킨 다음 상기 고정부재(200)에 액츄에이터(400) 및 드레싱부재(500)가 거치된 몸체부(100)를 고정시켜 드레싱 준비를 완료한다.

즉, 상기 고정부재(200)의 베이스(210)를 수평 회전가능하게 핀고정시킨 다음, 제1고정볼트(240)를 슬라이더(230)에 형성된 제1고정나사공(231)에 체결하여 몸체부(100)와 슬라이더(230)를 고정시키고, 드레싱부재(500)가 연마패드(P)의 드레싱할 부위에 정확하게 위치하도록 몸체부(100)를 슬라이딩 이동시킨 상태에서 제2고정볼트(250)를 제2고정나사공(221)에 체결시키면 슬라이더(230)의 위치가 불허되면서 드레싱 준비가 완료되는 것이다.

이와 같이 드레싱 준비가 완료되면, 다이얼(610)을 회전시켜 드레싱부재(500)가 드레싱할 부위에 밀착되도록 거치부(300)의 높낮이를 조절한다.

그리고, 동작밸브(420)를 개방하여 액츄에이터(400)를 동작시키면 드레싱부재(500)가 회전하면서 연마패드(P)의 드레싱이 개시되며, 이러한 드레싱은 거치부(300)의 위치를 점진적으로 낮추어 가면서 목표로 하는 수준까지 정밀하게 이루어진다.

이때, 연마패드(P)를 회전시켜 가면서 일정구간에 걸쳐 드레싱을 진행할 수도 있다.

이와 같은 드레싱은 베이스(210)를 회전시키거나 제2고정볼트(250)를 풀어서 슬라이더(230)의 고정상태를 해제시킨 다음, 이송레일(220)을 따라 몸체부(100)를 이동시키는 방식으로 드레싱할 위치를 자유롭게 바꾸어 가면서 연마패드(P)의 전체가 평탄해질 때까지 반복적으로 이루어진다.

도시되지는 않았으나 본 발명의 양면 연마장치용 드레서용 드레서는 연마패드 이외에 상정반과 하정반의 평탄화가 요구될 경우, 상정반과 하정반에 대해서도 동일한 방식으로 드레싱을 수행할 수도 있다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

100...몸체부 120...수직돌기
200...고정부재 210...베이스
220...이송레일 230...슬라이더
240...제1고정볼트 250...제2고정볼트
300...거치부 310...제1끼움부
320...제2끼움부 330...클램프부재
400...액츄에이터 500...드레싱부재
600...거치부 높낮이 조절부재
610...다이얼 620..나사부
A...양면 연마장치 P...연마패드

Claims

서로 마주보며 회전하는 한 쌍의 정반에 서로 마주보도록 각각 결합되어 가공대상물을 연마하는 한 쌍의 연마패드를 평탄화시키는 양면 연마장치용 드레서에 있어서,
몸체부;
상기 몸체부를 연마패드에 인접하게 고정시키는 고정부재;
상기 몸체부에 결합된 거치부;
상기 거치부에 거치되는 액츄에이터;
상기 액츄에이터로부터 회전력을 부여받아 상기 연마패드에 접촉된 상태로 회전하는 드레싱부재; 및
상기 몸체부에 설치된 거치부 높낮이 조절부재;를 포함하며,
상기 몸체부의 외측에는 수직돌기가 형성되고,
상기 거치부는 상기 수직돌기를 따라 승강 가능하도록 상기 몸체부의 외측에 끼움결합되는 제1끼움부와, 상기 제1끼움부로부터 수평으로 연장되며 상기 액츄에이터가 끼워져 거치되는 제2끼움부와, 상기 제2끼움부에 거치된 액츄에이터를 고정시키는 클램프부재를 구비한 양면 연마장치용 드레서.
제 1항에 있어서,
상기 고정부재는
양면 연마장치의 일측에 수평회전 가능하게 결합되는 베이스;
상기 베이스의 상부에 설치된 한 쌍의 이송레일;
상기 이송레일을 따라 이동하는 슬라이더;
상기 몸체부를 슬라이더에 고정시키는 제1고정볼트; 및
상기 슬라이더의 이동을 제한하도록 상기 슬라이더를 이송레일에 고정시키는 제2고정볼트를 구비한 양면 연마장치용 드레서.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 거치부 높낮이 조절부재는
상기 몸체부의 외측으로 공회전 가능하게 끼워져 결합된 다이얼; 및
상기 다이얼의 하단으로부터 연장 형성되어 상기 거치부의 제1끼움부에 체결되는 나사부를 구비한 양면 연마장치용 드레서.