KR102630065B1 - 웨이퍼 랩핑 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상정반; 상기 상정반에 관통 형성된 다수의 관통홀; 상기 다수의 관통홀 중에서 적어도 어느 하나의 관통홀에 인접하게 배치되고, 상기 상정반에 관통 형성된 적어도 하나의 유량조절홀; 상기 다수의 관통홀에 각각 결합되어 슬러리를 상기 상정반 아래로 공급하는 다수의 슬러리 공급관; 및 일단이 상기 다수의 슬러리 공급관 중 적어도 어느 하나에서 분기되고 타단이 상기 유량조절홀에 결합되며, 상기 슬러리 공급관으로부터 역류한 슬러리를 상기 유량조절홀에 공급하는 분기 공급관;을 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 랩핑 장치{Wafer Lapping Apparatus}
본 발명은 웨이퍼 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 평탄도를 향상시키는 웨이퍼 랩핑 장치에 관한 것이다.
단결정 실리콘 잉곳(Single Crystal Silicon Ingot)은 일반적으로 초크랄스키법(Czochralski method)에 따라 성장되어 제조된다. 이 방법은 챔버 내의 도가니에서 다결정 실리콘(Polycrystal)을 용융시키고, 용융된 실리콘에 단결정인 종자 결정(seed crystal)을 담근 후, 이를 서서히 상승시키면서 원하는 지름의 단결정 실리콘 잉곳(이하, 잉곳)으로 성장시키는 방법이다.
단결정 실리콘 웨이퍼(Single Silicon Wafer)의 제조 공정은 상술한 방법을 이용하여 잉곳을 만들기 위한 단결정 성장(Growing) 공정과, 잉곳을 슬라이싱(Slicing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 슬라이싱(Slicing) 공정과, 슬라이싱 공정에 의해 얻어진 웨이퍼의 깨짐, 일그러짐을 방지하기 위해 그 외주부를 가공하는 외주 그라인딩(Edge Grinding) 공정과, 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하여 웨이퍼의 평탄도를 향상시키기 위한 랩핑(Lapping) 공정과, 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정(Cleaning) 공정으로 이루어진다.
여기서, 웨이퍼의 평탄도를 향상시키기 위한 1차적인 연마 공정으로서의 랩핑을 수행하고 있다. 랩핑 공정은 웨이퍼 랩핑 장치를 통해 이루어지며, 웨이퍼 랩핑 장치 내에 위치한 웨이퍼를 연마면에 접촉시킨 후, 화학적 연마제인 슬러리(Slurry)를 웨이퍼에 공급하여 기계적인 마찰을 수행한다.
보다 상세하게는, 웨이퍼 랩핑 장치는 상정반과 하정반으로 이루어지는 정반을 구비한다. 상정반과 하정반 사이에는 웨이퍼 캐리어가 배치되며, 웨이퍼 캐리어에는 다수의 웨이퍼가 장착된다. 웨이퍼 캐리어는 상정반과 하정반의 중심 영역인 회전축 상에 배치되는 선 기어와 원주의 내측 방향에 형성된 인터널 기어에 맞물려 있다.
상정반에는 다수의 통공이 수직 방향으로 관통 형성되며, 다수의 통공은 다수의 슬러리 공급관과 결합될 수 있다. 슬러리 공급관을 통해 연마용 입자와 분산제, 희석제 등이 혼합된 슬러리(Slurry)가 상정반 아래의 웨이퍼로 공급될 수 있다.
한편, 랩핑 공정 동안, 웨이퍼 캐리어가 정반 사이에 움직일 때, 선기어와 인터널 기어의 사이에서는 웨이퍼의 움직임이 중첩되는 중첩 영역이 발생한다.
그런데 웨이퍼의 중첩 영역에서는 웨이퍼 랩핑에 필요한 슬러리 유량이 부족해지는 문제가 발생할 수 있다. 이는, 중첩 영역에서 웨이퍼의 움직임으로 인해 정반 내부의 압력이 변화하게 되면서, 정반에 공급된 슬러리가 슬러리 공급관의 상부로 역류하는 현상이 발생하는데 원인이 있다.
이처럼 중첩 영역에서의 슬러리 유량 부족 현상은 웨이퍼 랩핑의 불균형을 가져올 수 있을 뿐만 아니라 역류한 슬러리는 고형화, 변색 등 슬러리 공급관의 오염을 유발하고, 오염된 슬러리 공급관을 통해 정반에 오염된 슬러리를 공급하여 웨이퍼 랩핑 공정에 악영향을 끼치는 문제를 야기한다.
본 발명은 정반 내부의 슬러리가 슬러리 공급관으로 역류하는 것을 방지하여 중첩 영역에서 발생하는 슬러리 유량 부족 현상을 해소할 수 있어 웨이퍼 랩핑 공정의 품질을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 랩핑 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상정반; 상기 상정반에 관통 형성된 다수의 관통홀; 상기 다수의 관통홀 중에서 적어도 어느 하나의 관통홀에 인접하게 배치되고, 상기 상정반에 관통 형성된 적어도 하나의 유량조절홀; 상기 다수의 관통홀에 각각 결합되어 슬러리를 상기 상정반 아래로 공급하는 다수의 슬러리 공급관; 및 일단이 상기 다수의 슬러리 공급관 중 적어도 어느 하나에서 분기되고 타단이 상기 유량조절홀에 결합되며, 상기 슬러리 공급관으로부터 역류한 슬러리를 상기 유량조절홀에 공급하는 분기 공급관;을 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치를 제공한다.
상기 슬러리 공급관에 구비되어 상기 상정반 아래의 슬러리가 역류하는 것을 방지하는 역류방지부를 더 포함할 수 있다.
상기 역류방지부는 상기 분기 공급관 상부에 설치될 수 있다.
상기 역류방지부는 상기 슬러리 공급관에 결합되어 상기 슬러리 공급관의 측면부 공간을 확장하는 제1 및 제2 확장튜브; 상기 확장된 슬러리 공급관의 측면부에 결합되는 유로 가이드; 상기 제1 및 제2 확장튜브의 사이의 유로에 설치되며, 상기 유로 가이드와 선택적으로 접촉하면서 유로를 개폐하는 스프링 밸브를 포함할 수 있다.
상기 스프링 밸브는 슬러리 공급관의 상부로부터 슬러리가 유동하면 압축되어 유로를 개방하고, 하부로부터 역류한 슬러리가 유동하면 인장되면서 유로를 폐쇄하도록 설치될 수 있다.
상기 유로 가이드는 링 형상으로 이루어지며, 내측이 유로와 연통되도록 상기 확장된 측면부 공간에 끼워질 수 있다.
상기 유로 가이드는 상기 확장된 측면부 공간에 수직으로 배치되는 수직링; 상기 수직링의 상부에서 유로의 중심을 향해 절곡된 상부링; 및 상기 수직링의 하부에서 외측을 향해 절곡된 하부링을 포함할 수 있다.
상기 스프링 밸브는 유로의 폐쇄시 상기 상부링과 접촉될 수 있다.
상기 분기 공급관은 상기 슬러리 공급관의 내부와 연통되도록 상기 슬러리 공급관의 측면에 경사지게 결합될 수 있다.
상기 분기 공급관과 상기 슬러리 공급관의 연통 부위에 개폐 가능하게 설치되어, 역류된 슬러리를 상기 분기 공급관으로 선택적으로 유입시키는 유량조절부를 포함할 수 있다.
상기 유량조절부는 상부 영역이 상기 분기 공급관 또는 상기 슬러리 공급관 내벽에 고정된 개폐판막을 포함할 수 있다.
상기 개폐판막은 원반형상을 가질 수 있다.
상기 개폐판막은 상기 분기 공급관의 유로 상부 영역에 고정되는 고정판; 상기 고정판에 이동가능하게 결합되어 상기 분기 공급관의 유로를 개폐하는 이동판; 및 상기 고정판과 상기 이동판에 결합되는 스프링축부;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 상정반; 상기 상정반에 관통 형성된 다수의 관통홀; 상기 다수의 관통홀 중에서 적어도 어느 하나의 관통홀에 인접하게 배치되고, 상기 상정반에 관통 형성된 적어도 하나의 유량조절홀; 상기 다수의 관통홀에 각각 결합되어 슬러리를 상기 상정반 아래로 공급하는 다수의 슬러리 공급관; 일단이 상기 다수의 슬러리 공급관 중 적어도 어느 하나에서 분기되고 타단이 상기 유량조절홀에 결합되는 분기 공급관; 및 상기 분기 공급관과 상기 슬러리 공급관의 연통 부위에 개폐 가능하게 설치되어, 역류된 슬러리를 상기 분기 공급관으로 선택적으로 유입시키는 유량조절부를 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치를 제공한다.
한편, 본 발명은 상정반; 상기 상정반에 관통 형성된 다수의 관통홀; 상기 다수의 관통홀에 각각 결합되어 슬러리를 상기 상정반 아래로 공급하는 다수의 슬러리 공급관; 상기 슬러리 공급관에 결합되어 상기 슬러리 공급관의 측면부 공간을 확장하는 제1 및 제2 확장튜브; 상기 확장된 슬러리 공급관의 측면부에 결합되는 유로 가이드; 및 상기 제1 및 제2 확장튜브의 사이의 유로에 설치되며, 상기 유로 가이드와 선택적으로 접촉하면서 유로를 개폐하는 스프링 밸브를 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치를 제공한다.
본 발명의 웨이퍼 랩핑 장치에 따르면, 슬러리 공급관에 역류방지부와 유량조절부를 설치함으로써 중첩 영역의 슬러리 유량 부족 현상을 해소할 수 있고, 정반 내부에 잔존하는 슬러리의 역류, 고형화, 변색 등을 방지하여 웨이퍼 랩핑 공정의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 예의 웨이퍼 랩핑 장치의 부분 절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 "A" 영역을 확대한 측단면도이다.
도 3은 도 2의 역류방지부의 일 실시예를 보여주는 상세 동작도이다.
도 4는 도 2의 유량조절부의 일 실시예를 보여주는 동작도이다.
도 5는 도 2의 유량조절부의 다른 실시예를 보여주는 동작도이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명한다.
도 1은 실시 예의 웨이퍼 랩핑 장치의 부분 절개 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예의 웨이퍼 랩핑 장치(1)는 상정반(10), 하정반(20), 선 기어(30, Sun Gear), 인터널 기어(40, Internal Gear), 웨이퍼 캐리어(50, Wafer Carrier), 슬러리 공급관(60)을 포함하여 구성될 수 있다.
상정반(10)은 연마 대상의 웨이퍼(W)의 상부면과 접촉되면서 웨이퍼(W)를 연마할 수 있다. 상정반(10)은 선 기어(30)가 위치한 회전축(15)을 중심으로 회전할 수 있으며, 회전하지 않고 정위치에 있을 수도 있다. 상정반(10)은 하정반(20)의 상측에 배치되며, 하정반(20)을 향해 접근하거나 멀어지도록 상하 방향으로 승강할 수 있다.
하정반(20)은 상정반(10)의 하부에 배치되며 연마 대상의 웨이퍼(W)의 하부면과 접촉되면서 웨이퍼(W)를 연마할 수 있다. 하정반(20)은 회전축(15)을 중심으로 회전가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어 하정반(20)은 상정반(10)이 회전할 경우 상정반(10)과 반대 방향으로 회전할 수 있으며, 상정반(10)이 회전하지 않으면 일 방향 또는 정역 방향으로 회전할 수 있다.
상술한 상정반(10)과 하정반(20)은 사이에 내부 공간을 두고 접촉하며, 하나의 정반을 이룰 수 있다. 상정반(10)과 하정반(20)은 일반적으로 흑연 주철로 이루어질 수 있다.
그리고 상정반(10)과 하정반(20) 내에는 격자 형상을 갖는 복수 개의 슬러리 홈(Groove)이 각각 형성될 수 있다. 웨이퍼(W) 연마시에는 후술할 슬러리 공급관(60)으로 공급된 슬러리가 슬러리 홈으로 이동하여 채워지며, 공급되는 슬러리 입자를 이용하여 상정반(10)과 하정반(20)은 웨이퍼(W)를 효율적으로 연마할 수 있다.
선 기어(30)는 하정반(20)의 중심부에 배치되어 회전축(15)을 중심으로 회전할 수 있다. 선 기어(30)는 인터널 기어(40)와 함께 웨이퍼 캐리어(50)의 회전 동작을 안내할 수 있도록 웨이퍼 캐리어(50)와 맞물려 질 수 있다.
인터널 기어(40)는 하정반(20)의 외주면을 감싸는 형상으로 배치되며, 상정반(10)의 아래에 배치될 수 있다. 인터널 기어(40)의 내주면에는 웨이퍼 캐리어(50)가 맞물려지면서 웨이퍼 캐리어(50)의 회전 운동을 안내할 수 있다. 인터널 기어(40)는 선 기어(30)와 함께 독립 회전이 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어 도 1에 화살표로 도시된 바와 같이 인터널 기어(40)는 하정반(20)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고, 선 기어(30)는 반대 방향으로 회전할 수 있다.
웨이퍼 캐리어(50)는 정반 내부 공간에 설치되면서, 연마 대상의 웨이퍼(W)를 수용할 수 있다. 웨이퍼 캐리어(50)에는 적어도 하나의 웨이퍼(W)를 수용할 수 있는 웨이퍼 장착홀이 형성될 수 있다. 실시예에서는 하나의 웨이퍼 캐리어(50)에 4개의 웨이퍼(W)가 장착되는 것을 도시하였으나 그 개수와 크기, 설치 위치 등은 변형가능하다.
웨이퍼 캐리어(50)의 외주면에는 기어가 형성되어 상술한 선 기어(30) 및 인터널 기어(40)와 맞물리면서 랩핑 공정시 하정반(20)과 상정반(10) 사이에서 회전할 수 있다. 웨이퍼 캐리어(50)에 수용되어 상정반(10)과 하정반(20) 사이에서 회전하게 되는 웨이퍼(W)는 상정반(10)의 하면과 하정반(20)의 상면과 접촉하면서 양측 표면의 연마가 동시에 이루어질 수 있다.
상술한 구성을 통해서 랩핑 공정 동안, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 캐리어(50)에 수용되어 상정반(10)과 하정반(20) 내측에서 회전하면서 연마될 수 있다.
한편, 슬러리 공급관(60)은 상정반(10)에 결합되어, 랩핑 공정 동안, 연마 대상의 웨이퍼(W)를 향해 슬러리(Slurry) 또는 공기(Air)를 공급할 수 있다.
도 2는 도 1의 "A" 영역을 확대한 측단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상정반(10)에는 다수의 관통홀(11)이 형성되고, 다수의 관통홀(11)에는 다수의 슬러리 공급관(60)이 각각 결합될 수 있다.
다수의 관통홀(11)은 상정반(10)의 여러 영역에 고르게 배치될 수 있으며, 상정반(10)은 다수의 관통홀(11)의 상부에 돌출되어 다수의 슬러리 공급관(60)이 끼워지도록 하는 끼움관(미도시)을 더 포함할 수 있다. 끼움관은 슬러리 공급관(60)이 끼워질 수 있는 일정한 높이만큼 상정반(10)의 상면으로부터 관통홀(11)을 감싸도록 돌출될 수 있다. 끼움관의 외주에는 슬러리 공급관(60)의 내측이 삽입되면서 밀착될 수 있다.
다수의 슬러리 공급관(60)은 중첩 영역에 위치하는 슬러리 공급관(61)과 비중첩 영역에 위치하는 슬러리 공급관(62)을 포함할 수 있다. 슬러리 공급관(61)은 슬러리 파우더링(Slurry Powder Ring, 미도시)으로부터 슬러리를 분배받아 상정반(10) 아래로 공급할 수 있다.
한편, 실시예의 웨이퍼 랩핑 장치(1)는 상술한 슬러리 공급관(60) 중에서 중첩 영역에 위치한 슬러리 공급관(61)에 슬러리 역류 현상을 방지하여 슬러리 유량의 부족해지는 문제를 해소할 수 있다.
이를 위해, 실시예의 웨이퍼 랩핑 장치(1)는 슬러리 공급관(61) 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상정반(10) 아래에 잔류한 슬러리(Slurry)가 역류하는 것을 방지하는 역류방지부(100)를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 역류방지부의 일 실시예를 보여주는 상세 동작도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 역류방지부(100)는 상정반(10)의 상부에 위치한 슬러리 공급관(61)에 설치될 수 있다. 보다 상세하게는 후술할 분기 공급관(200, 300)이 설치된 슬러리 공급관(61)의 상부에 구비될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어 역류방지부(100)는 제1 확장튜브(110), 제2 확장튜브(120), 유로 가이드(140) 및 스프링 밸브(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 확장튜브(110)와 제2 확장튜브(120)는 슬러리 공급관(61)에 결합되어 슬러리 공급관(61)의 측면부 공간을 확장할 수 있다. 제1 확장튜브(110)는 슬러리 공급관(61)의 상부 영역에 결합되고, 제2 확장튜브(120)는 슬러리 공급관(61)의 하부 영역에 결합될 수 있다. 제1 확장튜브(110)와 제2 확장튜브(120)는 슬러리 공급관(61)의 측면부 공간을 확장하도록 서로 마주보는 형태로서 일정 간격 이격된 형태로 배치될 수 있다. 제1 확장튜브(110)와 제2 확장튜브(120)는 볼트, 너트 등의 연결부(130)에 의해 서로 고정될 수 있다.
전술한 슬러리 공급관(61)은 슬러리가 유동하는 유로를 형성하며, 일정한 크기의 단면적을 가질 수 있다. 제1 확장튜브(110)와 제2 확장튜브(120)는 슬러리 공급관(61)의 유로를 측면으로 확장시킬 수 있다. 즉, 제1 확장튜브(110)와 제2 확장튜브(120)는 슬러리 공급관(61)의 유로를 동심원 외측으로 확장하여 유로 단면적을 넓힐 수 있다.
유로 가이드(140)는 확장된 슬러리 공급관(61)의 측면부, 즉 제1 확장튜브(110)와 제2 확장튜브(120)의 사이 측면부에 결합될 수 있다. 예를 들어 유로 가이드(140)는 링 형상으로 이루어지며, 내측이 유로와 연통되도록 확장된 측면부 공간에 끼워질 수 있다.
보다 상세하게는 유로 가이드(140)는 확장된 측면부 공간에 수직으로 배치되는 수직링(141)과, 수직링(141)의 상부에서 유로의 중심을 향해 절곡된 상부링(142)과, 수직링(141)의 하부에서 외측을 향해 절곡된 하부링(143)을 포함할 수 있다.
스프링 밸브(150)는 제1 확장튜브(110) 및 제2 확장튜브(120)의 사이의 유로에 설치되며, 유로 가이드(140)와 선택적으로 접촉하면서 유로를 개폐할 수 있다. 스프링 밸브(150)는 유로의 폐쇄시 유로 가이드(140)의 상부링(142)과 접촉될 수 있다.
스프링 밸브(150)는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 슬러리 공급관(61)의 상부로부터 슬러리가 유동하면 압축되어 유로를 개방한다. 따라서 역류방지부(100)는 슬리리 공급관을 통해 정반을 향해 슬러리가 공급될 경우, 흐름을 방해하지 않도록 유로를 개방할 수 있다.
또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 슬러리 공급관(61)의 하부로부터 역류한 슬러리가 유동하면, 스프링 밸브(150)는 인장되면서 유로를 폐쇄하므로 슬러리는 역류방지부(100)가 위치한 슬러리 공급관(61) 위로는 이동할 수 없게 된다.
이와 같이, 슬러리 공급관(61)에 역류방지부(100)를 설치함으로써 실시예의 웨이퍼 랩핑 장치(1)는 정반 내부에 잔존하는 슬러리의 역류, 고형화, 변색 등을 방지하여 웨이퍼 랩핑 공정의 품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 웨이퍼 랩핑 장치(1)는 전술한 구성에 더하여 분기 공급관(200, 300) 및 유량조절부(400, 500)를 더 포함할 수 있다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 상정반(10)에는 다수의 관통홀(11) 중에서 적어도 어느 하나의 관통홀(11)에 인접하게 배치되도록 상정반(10)에 관통 형성된 적어도 하나의 유량조절홀(12, 13)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 유량조절홀(12, 13)은 관통홀(11)의 크기와 비슷하거나 더 작은 크기를 가질 수 있다.
분기 공급관(200, 300)은 일단이 상기 다수의 슬러리 공급관(61) 중 적어도 어느 하나에서 분기되고 타단이 유량조절홀(12, 13)에 결합될 수 있다. 예를 들어 분기 공급관(200, 300)은 슬러리 공급관(61)의 내부와 연통되도록 슬러리 공급관(61)의 측면에 경사지게 결합될 수 있다. 도 2 및 도 4에는 슬러리 공급관(61)의 양 측면에서 각각 경사지게 결합된 한 쌍의 분기 공급관(200, 300)을 도시하였으나 결합 위치, 개수 등은 변형 실시가능하다.
분기 공급관(200, 300)은 슬러리 공급관(61)으로부터 역류한 슬러리를 유량조절홀(12, 13)에 공급하여 중첩 영역의 슬러리 부족 현상을 해소할 수 있다. 이를 위해 유량조절부(400, 500)는 분기 공급관(200, 300)과 슬러리 공급관(61)의 연통 부위에 개폐 가능하게 설치되어, 역류된 슬러리를 분기 공급관(200, 300)으로 선택적으로 유입시키게 된다.
도 4는 도 2의 유량조절부의 일 실시예를 보여주는 동작도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유량조절부(400, 500)는 상부 영역이 분기 공급관(200, 300) 또는 슬러리 공급관(61) 내벽에 고정된 개폐판막(400, 500)을 포함할 수 있다. 예를 들어 개폐판막(400, 500)은 분기 공급관(200, 300)과 슬러리 공급관(61)의 경계 영역 상부에 접착제, 회전축 등으로 고정되면서 고정축을 중심으로 일정 각도만큼 움직일 수 있다. 개폐판막(400, 500)은 원반형상을 갖는 얇은 막의 형태일 수 있으나 그 형상은 타원형, 다각형 등 다양하게 변형 실시할 수 있다.
상술한 유량조절부(400, 500)는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 슬러리 공급관(61)의 상부로부터 슬러리가 공급될 경우에는 분기 공급관(200, 300)과 슬러리 공급관(61)의 연통홀을 막아, 분기 공급관(200, 300)으로 슬러리가 유동하지 않도록 할 수 있다. 따라서 슬러리 공급관(61)을 통해 정반으로 슬러리는 원활한 흐름을 가지고 공급될 수 있다.
그런데, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 정반으로부터 슬러리 공급관(61)을 따라 슬러리가 역류할 경우, 슬러리 유동 압력에 의해 개폐판막(400, 500)의 하부가 유로를 향해 벌어질 수 있다. 따라서 슬러리 공급관(61)과 분기 공급관(200, 300)의 연통홀은 개방되고, 역류하는 슬러리는 분기 공급관(200, 300)으로 이동하면서 유량조절홀(12, 13)을 통해 정반의 중첩 영역 내부로 공급될 수 있다.
도 5는 도 2의 유량조절부의 다른 실시예를 보여주는 동작도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유량조절부(400a)는 상술한 형태 이외에도 많은 다양한 실시형태로 변형될 수 있다. 예를 들어 유량조절부(400a)를 이루는 개폐판막(400a)은 고정판(410), 이동판(420), 스프링축부(430)를 포함할 수 있다.
고정판(410)은 전술한 실시예와 다르게 분기 공급관(200, 300)의 유로 상부 영역에 고정될 수 있다. 예를 들어 고정판(410)은 반원 형상으로서 반원호가 분기 공급관(200, 300)의 내주면에 고정된 형태를 가질 수 있다. 따라서 고정판(410)에 의해 분기 공급관(200, 300)의 유로는 기본적으로 절반쯤 막혀있는 구조를 가질 수 있다.
이동판(420)은 고정판(410)에 이동가능하게 결합되어 분기 공급관(200, 300)의 유로를 개폐할 수 있다. 예를 들어 이동판(420)은 고정판(410)과 대응되는 반원 형상으로서 반원호를 이루는 부분이 분기 공급관(200, 300)의 내주면에 밀착될 수도 있고, 중심축을 중심으로 회전하면서 분기 공급관(200, 300)의 유로를 개방할 수 있다.
스프링축부(430)는 고정판(410)과 이동판(420)에 결합되면서, 이동판(420)의 이동시 중심축을 형성할 수 있다. 스프링축부(430)는 회전축(431)과 경통(432)을 포함할 수 있다. 회전축(431)은 경통(432)을 통해 회전가능하게 결합되고, 경통(432)은 각각 고정판(410)과 이동판(420)에 결합될 수 있다.
그리고 스프링축부(430)에는 스프링(433)이 결합되어, 이동판(420)이 평상시 분기 공급관(200, 300)의 유로를 폐쇄하는 위치에 오도록 탄성력을 인가할 수 있다.
만약, 이동판(420)에 슬러리 유동에 의해 압력이 생기면 이동판(420)은 스프링축부(430)를 따라 회전하면서 유로를 개방하는 위치로 이동할 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 다른 실시예의 유량조절부(400a)는 마찬가지로 역류되는 슬러리가 슬러리 공급관(61)으로 올라오면 분기 공급관(200, 300)을 개방시켜 이동할 수 있도록 하고, 슬러리 공급관(61)을 따라 상부에서 정반으로 슬러리가 이동할 때는 분기 공급관(200, 300)을 폐쇄시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명의 웨이퍼 랩핑 장치에 따르면, 슬러리 공급관에 역류방지부와 유량조절부를 설치함으로써 중첩 영역의 슬러리 유량 부족 현상을 해소할 수 있고, 정반 내부에 잔존하는 슬러리의 역류, 고형화, 변색 등을 방지하여 웨이퍼 랩핑 공정의 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 랩핑 장치 10 : 상정반
11 : 관통홀 12, 13 : 유량조절홀
20 : 하정반 30 : 선 기어
40 : 인터널 기어 50 : 웨이퍼 캐리어
60, 61, 62 : 슬러리 공급관 100 : 역류방지부
110 : 제1 확장튜브 120 : 제2 확장튜브
130 : 연결부 140 : 유로 가이드
141 : 수직링 142 : 상부링
143 : 하부링 150 : 스프링 밸브
200, 300 : 분기 공급관 400, 400a, 500 : 유량조절부(개폐판막)
410 : 고정판 420 : 이동판
430 : 스프링축부 431 : 회전축
432 : 경통 433 : 스프링
P : 연마 패드 W : 웨이퍼

Claims (13)

  1. 상정반;
    상기 상정반에 관통 형성된 다수의 관통홀;
    상기 다수의 관통홀 중에서 적어도 어느 하나의 관통홀에 인접하게 배치되고, 상기 상정반에 관통 형성된 적어도 하나의 유량조절홀;
    상기 다수의 관통홀에 각각 결합되어 슬러리를 상기 상정반 아래로 공급하는 다수의 슬러리 공급관; 및
    일단이 상기 다수의 슬러리 공급관 중 적어도 어느 하나에서 분기되고 타단이 상기 유량조절홀에 결합되며, 상기 슬러리 공급관으로부터 역류한 슬러리를 상기 유량조절홀에 공급하는 분기 공급관;을 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리 공급관에 구비되어 상기 상정반 아래의 슬러리가 역류하는 것을 방지하는 역류방지부를 더 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 역류방지부는 상기 분기 공급관 상부에 설치되는 웨이퍼 랩핑 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 역류방지부는
    상기 슬러리 공급관에 결합되어 상기 슬러리 공급관의 측면부 공간을 확장하는 제1 및 제2 확장튜브;
    상기 확장된 슬러리 공급관의 측면부에 결합되는 유로 가이드;
    상기 제1 및 제2 확장튜브의 사이의 유로에 설치되며, 상기 유로 가이드와 선택적으로 접촉하면서 유로를 개폐하는 스프링 밸브를 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스프링 밸브는 슬러리 공급관의 상부로부터 슬러리가 유동하면 압축되어 유로를 개방하고, 하부로부터 역류한 슬러리가 유동하면 인장되면서 유로를 폐쇄하도록 설치되는 웨이퍼 랩핑 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 유로 가이드는 링 형상으로 이루어지며, 내측이 유로와 연통되도록 상기 확장된 측면부 공간에 끼워지는 웨이퍼 랩핑 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유로 가이드는
    상기 확장된 측면부 공간에 수직으로 배치되는 수직링;
    상기 수직링의 상부에서 유로의 중심을 향해 절곡된 상부링; 및
    상기 수직링의 하부에서 외측을 향해 절곡된 하부링을 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스프링 밸브는 유로의 폐쇄시 상기 상부링과 접촉되는 웨이퍼 랩핑 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분기 공급관은 상기 슬러리 공급관의 내부와 연통되도록 상기 슬러리 공급관의 측면에 경사지게 결합되는 웨이퍼 랩핑 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 분기 공급관과 상기 슬러리 공급관의 연통 부위에 개폐 가능하게 설치되어, 역류된 슬러리를 상기 분기 공급관으로 선택적으로 유입시키는 유량조절부를 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유량조절부는 상부 영역이 상기 분기 공급관 또는 상기 슬러리 공급관 내벽에 고정된 개폐판막을 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 개폐판막은 원반형상을 갖는 웨이퍼 랩핑 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 개폐판막은
    상기 분기 공급관의 유로 상부 영역에 고정되는 고정판;
    상기 고정판에 이동가능하게 결합되어 상기 분기 공급관의 유로를 개폐하는 이동판; 및
    상기 고정판과 상기 이동판에 결합되는 스프링축부;를 포함하는 웨이퍼 랩핑 장치.
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