KR20010049611A - 가공품표면의 연마방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전가공품표면의 연마방법에 관한 것으로, 그 회전가공품은 그 회전가공품 및/또는 회전연마공구가 축에 따라 이동한 결과 이송운동(feed movement)에 의해 회전연마공구와 접촉한다.

본 발명에 따라, 그 회전연마공구 및/또는 회전가공품에 의해 진동직선운동이 추가로 실시되어, 이와같은 제1진동직선운동은 그 이송운동의 축에 수직인 축에 따라 발생한다.

Description

가공품표면의 연마방법{Method for grinding the surface of workpiece}

본 발명은 축에 따라 회전가공품 및/또는 회전연마공구가 이동한 결과 이송운동에 의해 회전연마공구와 접속하는 회전가공품 표면의 연마방법에 관한 것이다.

이 방법은 통상의 일반적타입의 사용되는 모든 연마방법에 적합하여, 하나의 프로파일(profile)또는 민활한 표면을 가진 가공품(workpiece), 특히 반도체웨이퍼를 제공한다.

연마할때, 연마공구와 가공품의 회전으로, 육안으로 볼수 있는 대표적인 연마궤도(grinding tracks)가 그 가공품의 표면상에 형성된다.

그 연마궤도(grinding tracks)의 더 구체적인 조사에 의해 이들의 연마궤도는 그 연마공구의 마모입자의 작용에 의해 발생하는 가느다란(elongate)방향성 피크(peak)와 밸리(velley)구조(마크:marks)를 가짐을 나타낸다.

수시로, 반도체웨이퍼 거래업자 고객들은 그 연마궤도의 가시성(visibility)이 그 표면의 허용할 수 없는 조도(roughness)에 대한 입증을 제공하는 것으로 판단하였다.

따라서, 이 판단이 정확하지 않으나, 이들의 고객은 다른 방법으로 민활하게한 반도체웨이퍼를더 선호하였다.

본 발명은 그 연마궤도의 가시성을 제한하도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 의해 연마한 나노미터(nanometer)범위의 분해능 (resolution)을 가진 가공품표면을 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명에 의해 연마한 도 1에 대응되는 분해능을 가진 가공품표면을 나타낸 개략도이다.

도 3은 종래기술에 의한 하나의 방법을 실시할때 연마에 의해 반도체 웨이퍼의 에지를 라운딩(rounding)할때의 상태를 나타낸 개략도이다.

도 4는 도 3에 대응되는 개략도로서, 본 발명에 의해 반도체웨이퍼의 에지를 라운딩할때의 상태를 나타낸 개략도이다.

도 5는 도 4에 대응되는 개략도로서, 본 발명에 의한 방법의 바람직한 실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 예지를 라운딩할때의 상태를 나타낸 개략도이다.

도 6은 종래기술에 의해 반도체웨이퍼의 한쪽면(a side)을 연마할때의 상태를 나타낸 개략도이다.

도 7은 도 6에 대응되는 개략도로서, 본 발명에 의해 반도체웨이퍼의 한쪽면을 연마할때의 상태를 나타낸 개략도이다.

도 8은 도 7에 대응되는 개략도로서, 본 발명에 의한 방법의 바람직한 실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 한쪽면을 연마할때의 상태를 나타낸 개략도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 회전연마공구(rotating grinding tool)

2 : 지지체(support)

3 : 회전반도체웨이퍼(rotating semiconductor wafer)

4 : 이송운동(feed movement)

5,17 : 진동직선운동(oscillating linear movement)

6,8 : 궤도운동(orbital movement)

본 발명은 축에 따라 회전가공품 및/또는 회전연마공구를 이동시킨결과 이송운동(feed movement)에 의해 회전연마공구와 접촉하는 회전가공품 표면의 연마방법에 있어서, 그 회전연마공구 및/또는 회전가공품에 의해 진동직선운동(oscillating linear movements)이 행하여지며, 그 이송운동의 축에 수직인 축에 따라 이 제1진동직선운동(firstoscillating linear movement)이 발생함을 특징으로 하는 가공품 표면의 연마방법에 관한 것이다.

진동직선운동은 일정한거리에 따라 직선으로 병진운동(translational movenm ent in a straight line)를 하는 것을 의미하며, 그 운동의 방향은 소정의 주파수(frequency)에 따라 주기적으로 반전된다.

그 회전연마공구 및/또는 회전가공품의 진동직선운동은 연마패턴(grinding pattern)을 변동시켜 가느다란 마크(elongate marks)등이 더이상 발생되지 않는다.

이 연마패턴은 이들의 마크가 육안으로 볼수 있도록 하는데 필요로 하는 규칙성(regularity)이 결여되어 있어, 그 결과 그 연마표면은 구조가 없는 것으로 나타낸다.

더욱이, 그 진동직선운동이 그 이송운동방향에 수직이므로, 통상의 연마궤도와 비교하여 그 피크-밸브거리가 감축된다.

그 결과, 연마표면의 연마품질이 향상되어 적합할 경우 더 미세한 연마입자를 사용하는 그 표면의 재연마처리를 제거할 수 있고, 그 표면을 더 민활하게 하는 그다음 처리공정, 특히 에칭공정 및 연마공정은 더 용이하게 또는 범위를 더 협소하게 하여 실시할 수 있다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 의해, 그 이송운동 및 그 이송운동의 방향에 수직으로 발생하는 진동직선운동(아래에서는 제1진동직선운동으로 함)이외에, 제2진동직선운동이 그 회전연마공구 및/또는 그 진동가공품에 의해 실시되며, 이 운동이 제1진동직선운동의 축에 수직인 축에 따라 실시된다.

따라서, 이 제2진동직선운동은 그 이송운동의 축 또는 이 이송운동에 수직인 축에 따라 발생한다.

본 발명의 방법의 또 다른 바람직한 실시예에 의해, 제1진동직선운동이외에 제2및 제3 진동직선운동은 그 처리연마공구 및/또는 회전가공품에 의해 실시한다.

이들의 운동은 서로간에 수직인 3개의 축에 따라 발생하며, 그 이송운동은 또 이들 축중 하나의 축에 따라 발생한다.

2~3종의 진동직선운동은 그 회전연마공구 및/또는 회전가공품의 궤도운동이 얻어지도록 조합하는 것이 특히 바람직하다.

예로서 다른 조합으로, 궤도 및 사인파운동(sinusoidal movement)또는 원형 및 사이클로이드운동경로(cycloidal movement path)의 중첩을 선택할 수도 있다.

그 거리 및 주파수등 진동직선운동의 파라미터를 서로 각각 설정하는 것이 바람직하다.

이들의 파라미터는 다른 처리파라미터, 예로서 그 회전연마공구의 회전속도, 회전가공품의 회전속도 및 이송속도(feed rate)에 적합하게 할수 있다.

그 진동직선운동을 실시하기 위하여, 압전작동(piezoelectrically operated)을 하고 제어 또는 비제어하는(uncontrolled)직선운동이 각각의 운동방향에 대하여 제공하도록 한다.

본 발명을 첨부도면에 따라 아래에 더 구체적으로 설명한다.

동일부호에는 동일한 특징을 가진다.

본 발명에 의한 방법의 소정의 결과, 통상의 가느다란 연마궤도의 형성을 억제시킨다.

이와같은 특성의 연마궤도를 도 1에 구체적으로 나타낸다.

이들의 규칙성과 구조는 육안으로 볼수 있다.

본 발명에 의한 방법에 의해, 그 회전연마공구의 마모입자가 이와같은 연마궤도에 잔류되지 않도록 확실하게 할수 있다.

예로서, 도 2에 나타낸 연마패턴을 형성시켜, 그 패턴의 구조는 통상의 연마궤도와 대비하여 상당히 더 짧은 길이방향 범위와 상당히 감축된 규칙성을 가진다.

이와같이 더 불규칙적인 연마패턴은 육안으로 볼수없어 그 연마표면은 균일한 매트(matt)를 나타낸다.

도 3은 연마공구(1)를 사용하여 반도체웨이퍼(3)의 에지(edge)를 라운딩 (rounding)할때의 상태를 나타낸 것이다.

그 연마공구(1)는 소정의 에지형상을 반사하는 단면의 연마휠(grinding wheel)이다.

그 단면의 연마휠부분의 확대도를 도면에 나타낸다.

그 회전연마공구(1)는 종래기술에 대응되는 이 배열에 의해 그 반대방향 또는 동일방향으로 회전하는 지지체(support)(2)상에 설정되어 있는 반도체웨이퍼(3)의 에지상에서 그 이송방향(feed direction)으로 이동한다.

그 에지를 연마할때 도 1에 도시되어 있으며 가시 연마궤도(visible grind ing tracks)에 남아있는 연마패턴이 형성되어 있다.

도 4는 도 3에 대응되는 연마공구와 반도체웨이퍼의 배치를 나타내것으로, 여기서 그 이동운동(4)이외에 그 연마공구(1)가 그 이송운동의 축에 수직인 축에 따라 진동직선운동(5)을 실시하도록 하는 것을 나타낸다.

또, 모든 3개의 축이 각각의 경우 서로 각각 직각인 경우 2개의 다른축에 따라 그 회전연마공구의 대응하는 진동직선운동을 실시할 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 달성할 수 있는 비교적 짧은 피크-밸리 거리(peak-valley distance)에 의해, 이들의 거리를 감축하기 위하여 통상적으로 실시하는 미세입자상마모재로 그 에지를 재연마처리하는 것을 제거할 수 있다(정밀연마).

도 5에 나타낸 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 의해, 3종의 진동 직선운동을 조합시켜 그 회전연마공구의 궤도운동(6)이 얻어지도록 한다.

도 6은 종래기술의 방법을 사용하여 반도체웨이퍼의 한쪽면을 연마할때의 상태를 나타낸 것이다.

도 6에 나타낸 배열에 의해, 그 회전연마공구(1), 예로서 컵형상연마휠(cup grinding wheel)은 그 반대방향으로 회전하는 지지체(2)상에 설정되어 있는 반도체웨이퍼(3)의 한쪽면상부에서 이송방향(4)으로 이동한다.

그 한쪽면을 연마할때, 특징적인 연마패턴으로 도 1에 나타낸 연마패턴의 구조가 형성된다.

육안으로, 그 연마패턴은 그 반도체웨이퍼의 센터(center)에서 그 반도체웨이퍼의 에지까지 형성되어 있는 곡면연마궤도(curved grinding tracks)로 나타낸다.

도 7은 연마공구와 도 6에 대응하는 반도체웨이퍼의 배열을 나타낸것으로, 여기서, 그 연마공구(1)는 이송운동(4)이외에 그 이송운동의 축에 수직인 축에 따라 진동직선운동(7)을 실시하도록 함을 나타낸다.

또, 모두 3개의 축이 서로 각각 직각인 경우 2개의 다른축에 따라 그 회전연마공구의 대응하는 진동직선운동이 실시되도록 할수 있다.

도 8에 나타낸 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 의해, 2종의 진동직선운동을 조합시켜 그 회전연마공구의 궤도운동(8)이 얻어지도록 한다.

도 3~8에 나타낸 실시예의 변형 예로서, 그 회전연마공구 대신 동일하게 그 가공품을 이동시키거나 또는 그 회전연마공구와 그 회잔가공품을 공동으로 동일하게 이동시켜도 본 발명을 동일하게 실시할 수 있다.

본 발명의 사용은 반도체웨이퍼의 연마에 한정되어 있는 것은 아니다ㅏ.

예로서, 글라스(glass)또는 세라믹으로 이루어진 가공품을 위에서 설명한 방법으로 연마할수도 있다.

본 발명에 의해 연마궤도(grinding tracks)의 가시성(visibility)을 제한시킬수 있고, 회전가공품으로 반도체 웨이퍼를 사용할 수 있으며, 반도체웨이퍼의 에지와 한쪽면(aside)을 연마시킬수 있고, 회전연마공구 및/또는 회전가공품에 의해 진동직선운동을 실시하여 이송운동축에 수직인 축에 따라 제1진동직선운동을 발생할 수 있다.

또, 그 회전연마공구 및/또는 회전가공품에 의해 제2진동직선운동을 실시할 수 있으며 제2진동직선운동이 발생하는 축에서 수직인 축에 따라 제2진동직선운동이 발생되며, 더 나아가서, 제2및 제3 진동직선운동을 실시하여 제2및 제3진동직선운동은 제1진동직선운동이 발생하는 축에 대하여 각각 수직인 축에 따라 발생하며, 그 진동직선운동결과 회전연마공구 및/또는 회전가공품은 궤도운동을 행할 수 있다.

Claims (9)

1. 회전가공품(rotating workpiece)및/또는 회전연마공구(rotating grinding tool)가 축에 따라 이동한 결과 이송운동(feed movement)에 의해 회전연마공구와 접촉하는 회전가공품 표면의 연마방법에 있어서, 그 회전연마공구 및/또는 회전가공품에 의해 진동직선운동(oscillating linear movement)이 실시되어, 이와같은 제1진동 직선운동(first oscillating linear movement)이 그 이송운동의 축에 수직인 축에 따라 발생함을 특징으로 하는 가공품 표면의 연마방법.
2. 제 1항에 있어서,

   그 회전연마공구 및/또는 회전가공품에 의해 제2진동 직선운동이 행하여지며, 제2진동직선운동이 발생하는 축에 수직인 축에 따라 이와같은 제2진동직선운동이 발생함을 특징으로 하는 가공품 표면의 연마방법.
3. 제 1항에 있어서,

   그 회전연마공구 및/또는 회전가공품에 의해 제2및 제3 진동직선운동이 행하여지며, 이와같은 제2및 제3진동직선운동은 제1진동직선운동이 발생하는 축에 대하여 각각 수직인 축에 따라 발생함을 특징으로 하는 가공품표면의 연마방법.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   그 진동직선운동결과 회전연마공구 및/또는 회전가공품은 궤도운동(orbital movement)을 행함을 특징으로 하는 가공품표면의 연마방법.
5. 제 2항에 있어서,

   그 진동직선운동을 행하기 위하여 각각의 경우 압전구동력(piezoelectric drive)을 제공함을 특징으로 하는 가공품 표면의 연마방법.
6. 제 1항에 있어서,

   그 회전가공품은 반도체웨이퍼임을 특징으로 하는 가공품 표면의 연마방법.
7. 제 6항에 있어서,

   그 반도체웨이퍼의 에지(edge)를 연마시킴을 특징으로 하는 가공품 표면의 연마방법.
8. 제 6항에 있어서,

   그 반도체웨이퍼의 한쪽면(aside)을 연마시킴을 특징으로 하는 가공품표면의 연마방법.
9. 제 1항에 있어서,

   반도체재료, 글라스(glass)또는 세라믹으로부터 이루어진 가공품을 연마시킴을 특징으로 하는 가공품표면의 연마방법.