KR20030033084A - 배면연마 테이프를 남겨두고 웨이퍼를 배면연마하는 방법 - Google Patents

Abstract

척(12)의 정면(16)에 접착테이프(34)를 붙이는 도구는 척과 밀봉결합되고 조정핀(32)에 의해 척에 연결되는 가동식 진공챔버(24)를 포함한다.진공챔버는 테이프를 장착하고 조정핀에 의해 테이프가 연결되는 스탬프(28)를 포함한다. 이 스탬프는 척의 정면에 테이프가 닿을 때까지 척을 향해 진공챔버와 함께 전진한다. 다음, 스탬프가 척에서 후퇴하고, 진공이 해제되며, 진공챔버가 척에서 제거된다. 테이프의 구멍들은 척의 정면의 구멍들과 일치하고, 진공챔버때문에 척과 테이프 사이에 공기가 갇히는 것이 방지된다.

Description

웨이퍼 연마에 사용되는 척에 탄성 테이프를 붙이는 도구{TOOL FOR APPLYING RESILIENT TAPE TO CHUCK USED FOR GRINDING OR POLISHING WAFERS}

1995년 12월 19일자의 미국특허 5,476,566에 설명된대로, 반도체 웨이퍼는 제조시 그 두께를 약 30mil(0.76㎜)로 가공한다. 이어서, 정면이나 활성면이라고 불리우는 웨이퍼의 한쪽면에 전자회로가 형성된다. 그 뒤, 웨이퍼의 두께가 통상 14mil(0.36㎜) 정도가 될 때까지 웨이퍼의 뒷면, 즉 회로소자가 없는 면을 연마하는 후면연마공정에 의한 후속처리에 의해 웨이퍼가 얇아질 수 있다.

소자 패키징 기술의 발달로, 웨이퍼의 두께를 8mil(0.20㎜) 정도로 얇게 할 필요가 있다.

불행히도, 웨이퍼를 얇게 해야 하면서도 웨이퍼의 직경은 크게 해야하는 경향이 있다. 직경이 8.0인치(실제는 200㎜)인 웨이퍼가 직경 6.0인치(실제 150㎜)의 웨이퍼를 대체하고 있다. 그 결과, 처리중에 웨이퍼의 파손은 심각한 문제이다. 여러 처리단계가 웨이퍼에 행해진뒤 웨이퍼가 파손되면, 비용이 많이 소요되므로, 대직경 웨이퍼를 사용해 얻은 이점이 없어진다. 따라서, 후면연마공정중에 웨이퍼에가해지는 힘을 균일하게 하여 파손을 최소화해야만 한다.

이 문제는, 이상적으로는 후면연마공정중에 척이 가하는 압력에 의한 미끄럼에도 흠집이 생겨서는 안되는 웨이퍼 활성면에 장착된 회로의 섬세한 특성에 대해서는 더 심각하다. 이런 문제로부터 웨이퍼를 보호하기 위해, 미국특허 5,476,566에서는 웨이퍼 뒷면을 소정 두께까지 연마하는 동안 웨이퍼 전면에 접착테이프를 붙여 회로를 보호하는 기술이 공개되어 있다.

1999년 10월 12일자의 Kassir 일행의 미국특허 5,964,646에는 연마공정동안 웨이퍼를 지지하는 척과 웨이퍼 사이에 탄성패드를 배치하는 것이 기재되어 있다. 탄성패드의 사용은 연마표면의 평탄도를 향상시킴이 발견되었다.

본 발명은 웨이퍼의 정면보다는 척에 탄성테이프를 설치하는 도구를 제공하여 이런 종래의 특허를 향상시킨 것이다. 이렇게 하면, 여러개의 웨이퍼를 연속적으로 연마하는 동안에도 탄성테이프가 제자리에 위치할 수 있으므로, 각 웨이퍼에 탄성테이프를 붙이는 종래의 기술보다 훨씬 더 효과적이다.

연마작업동안 웨이퍼를 홀딩하는데 사용되는 척에 접착테이프를 붙이는 간단해 보이는 작업이 여러가지 상황하에서는 복잡해진다.

첫째, 널리 사용되는 척은 개방셀 다공성 세라믹으로 구성되므로, 세라믹 재료를 통해 걸리는 진공으로 척에 웨이퍼를 홀딩할 수 있다. 연마공정중에, 연마 분진이 세라믹 척의 구멍에 흡인되곤 한다. 이런 분진입자들은 웨이퍼의 소자면에 접촉해 파손을 일으키므로, 각각의 웨이퍼를 연마한 뒤 분진을 제거하곤 한다. 분진은 통상 백플러싱(backflushing)으로 제거되는바, 진공 공기류의 반대 방향으로 다공성 세라믹 척에 물을 뿌려준다. 백플러싱을 하면 척에서 테이프가 떨어지지만, 테이프의 접착력이 수압을 견딜정도로 충분히 크면, 백플러싱은 일어날 수 없다.

척에 테이프를 부착하는데 있어 생기는 두번째 문제는, 테이프가 세라믹 재료를 밀봉하여, 척에 웨이퍼를 홀딩하기 위해 가해지는 진공을 해친다는 것이다.

세번째 문제는 테이프와 척 사이에 공기가 갇히는 것을 방지해야만 한다는 것이다.

본 발명은 반도체 제조분야에 관한 것으로, 구체적으로는 매우 얇고 약한 웨이퍼의 연마에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 도구의 첫번째 바람직한 실시예를 보여주는 측단면도;

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 측단면도.

본 발명자들이 채택한 방식은, 웨이퍼에 진공을 걸어주기 위한 통로들이 관통되어 있는 중실(中實) 척으로 다공성 세라믹척을 대체하는 것이다. 본 발명자들은 척의 정면의 통로의 단부와 일치하는 구멍을 갖는 테이프를 사용했다. 마지막으로, 테이프와 중실 척 사이에 공기가 갇히는 것을 방지하기 위해, 진공으로 척에 테이프를 붙였다. 척에 테이프를 쉽게 붙이기 위해, 본 발명자들은 이런 작업을 신속하고 쉽게 달성할 수 있는 특수한 도구를 개발했다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 척 위에 가동 진공챔버가 밀봉되게 형성된다. 가동식 진공챔버는 조정핀에 의해 척에 연결된다. 가동 진공챔버 내부에는, 척의 정면에 직각 방향으로 움직일 수 있는 스탬프가 설치된다. 스탬프 정면에 부착할 테이프를 붙인 다음, 스탬프를 척을 향해 전진시켜 척의 정면에 테이프를 접착시킨다. 챔버내에 공기가 없으므로, 테이프와 척의 정면 사이에 공기가 갇힐 가능성이 배제된다. 테이프가 척에 붙은 뒤, 스탬프를 후퇴시키고, 챔버내의 진공을 해제하며, 척에서 챔버를 제거해 척이 디스크를 받아들일 준비상태로 한다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면, 척(12)은 비다공성 세라믹과 같이 비다공성의 단단한 물질로 구성된다. 이 척에는 여러개의 통로가 형성되고, 이들 통로(14)는 통상 척을 완전히 관통하며, 척의 정면(16)에 구멍으로 나타난다. 웨이퍼의 뒷면을 연마하고 있을 때, 웨이퍼 정면은 척의 정면(16)을 마주본다. 척의 반대쪽 표면(18)은 챔버(20)를 형성하고, 이 챔버는 포트(22)에 진공펌프를 연결해 선택적으로 진공화될 수 있다.

본 발명에 따르면, 척의 정면(16)에 테이프를 걸어주는 도구를 사용한다. 바람직한 실시예에서, 이 도구는, 척 위로 밀봉결합되었을 때 밀폐챔버(26)를 형성하는 가동하우징(24)을 포함하고, 밀폐챔버(26)는 진공펌프를 포트(22)에 연결했을 때 비워지는데; 챔버(26)내의 공기는 먼저 통로(14)를 통해 챔버(20)로 흡인된 다음 포트(22)를 통해 배출된다.

챔버(26) 내부에서, 스탬프(28)는 척의 정면을 마주본다. 스탬프(28)는 척을 향해 전진할 때 척의 평탄면(16)에 평행하게 유지되는 평탄면(30)을 포함한다. 평탄면(30)에서는 적어도 두개의 조정핀(32)이 돌출되어 있다. 이들 조정핀은 다음과같이 사용된다.

공정이 시작될 때, 가동하우징(24)이 척(12) 위에 위치하기 전에, 척의 정면(16)에 부착할 테이프(34)를 먼저 척의 통로(14)와 일치되는 간격의 구멍 어레이를 포함해 원하는 크기와 형태로 재단한다. 재단된 테이프(34)를 수동으로 스탬프의 정면(30)에 설치하고, 조정핀(32)이 테이프내의 소정 구멍을 통해 나올때까지 테이프를 움직여 스탬프까지 테이프를 인덱스한다. 척을 마주보는 테이프 면에 접착제를 코팅한다. 이것이 끝나면, 가동하우징(24)을 척(12) 위에 배치한다.

하나 이상의 조정핀(36)은 척(12)에 대해 가동하우징(24)을 표시한다. 포트(22)에 진공을 걸어주고, 챔버(20,26)가 충분히 진공으로 된 뒤, 스탬프(28)를 척(12)쪽으로 움직인다. 정면(30)이 척의 정면에 가까이 접근함에 따라, 조정핀(32)이 통로(14)에 삽입되어, 테이프(34)의 구멍과 척의 통로(14)가 일치하는 정밀도가 개선된다.

테이프(34) 노출면의 접착코팅에 의해 테이프는 척의 정면(16)에 접착된다. 챔버내에 공기가 부족하므로, 테이프와 척 표면 사이에 공기가 갇히지 않는다.

스탬프의 디자인에 대해서는 여러가지 가능성이 있으며, 스탬프를 척쪽으로 이동시키는 방법도 여러가지 있다. 예컨대, 바람직한 실시예에서, 스탬프의 정면(30)에 탄성재 층(이것을 통해 조정핀(32)이 돌출함)을 두어, 필름을 척의 정면(16)에 누를 때 압력이 균일하게 분산되도록 할 수도 있다. 다르게는, 스탬프를 마주보는 테이프면에 묽은 접착제를 발라 테이프가 척의 정면(16)에 닿기 전에 테이프를 충분히 안정되게 유지할 수도 있다. 테이프가 척에 부착된 뒤 테이프에 남아있는 묽은 접착제의 흔적은 적당한 솔벤트를 사용해 제거하면 된다.

또다른 실시예에서는, 스탬프를 통해 진공을 적용해 스탬프쪽으로 테이프를 흡인한다. 척(12)이 웨이퍼를 지지하는 경우와 비슷하게, 이것은 다공성 스탬프나 통로가 관통되어 있는 비다공성 스탬프를 사용해 이루어질 수 있다. 분명한 것은, 테이프가 척에 닿을 때까지는, 챔버(26)내의 압력을 스탬프 정면(30)의 압력보다 약간 높게 조정해야 한다는 것이다. 따라서, 스탬프를 통해 약간의 과압이 작용하여 테이프가 스탬프 정면에 들러붙지 않도록 할 수 있다.

본 발명과 일치하게 여러가지 기술을 이용해 스탬프를 전진시킬 수 있다. 도 1의 바람직한 실시예에서는, 스탬프를 수동으로 하우징(24) 안으로 밀어준다. 다른 실시예에서, 가동 하우징 자체는 변하지 않고, 가동메커니즘을 완전히 챔버(26) 안에 배치한다.

에컨대, 도 2의 실시예에서는, 포트(22)에 진공을 걸어주면 스탬프 위에 위치하고 공기로 충만된 벨로즈(40)가 팽창하여, 스탬프를 척쪽으로 밀어준다. 진공이 해제되면, 벨로즈는 원래의 수축크기로 돌아간다. 벨로즈의 동작은 진공이 인가될 때마다 자동으로 반복되고, 벨로즈를 사용하면 하우징(24)에 진공을 걸어줄 필요가 없다. 또다른 실시예로, 전기솔레노이드나 모터로 스탬프를 구동할 수도 있다.

또다른 실시예에서는, 후면연마기에서 척을 제거하고 거꾸로 하여 챔버(26)의 상단부를 형성할 수도 있다. 다음, 척의 정면(16)에 테이프가 접촉하기 전에 스탬프 정면(30)에 테이프를 유지하는 중력을 걸어줄 수 있다.

따라서, 연마공정동안 웨이퍼를 홀딩하는데 사용되는 척의 정면에 접착제를 코팅한 테이프를 걸어주는 도구를 설명했다. 접착제코팅 탄성테이프를 척의 정면에 붙이면 특히 에이퍼의 뒷면을 연마할 때 도움이 된다. 즉, 테이프의 탄성으로 인해 척의 단단한 면이 웨이퍼 정면의 취약한 전자소자에 손상을 주는 것이 방지된다.

이상 몇가지 실시에를 들어 본 발명을 설명하였지만, 당업자라면 다른 예도 예측할 수 있을 것이므로, 다른 예를 포함한 이상 설명한 모든 예들은 본 발명의 범위내에 있다고 볼 수 있다.

Claims (8)

1. 한쪽면에 접착제가 코팅된 테이프에서 사전에 재단된 구멍 패턴을 척의 정면의 구먼 패턴과 일치되도록, 그리고 테이프와 척의 정면 사이에 공기가 갇히지 않도록 테이프를 척의 표면에 붙이는 방법에 있어서:

   척의 정면을 향해 접착제 코팅면이 노출되어 있는 테이프의 구멍들중 일부를 통해 돌출한 조정핀을 포함하는 스탬프에 테이프를 인덱스하는 단계;

   스탬프와 척의 정면 사이의 공간을 진공시키는 단계;

   테이프의 접착제 코팅면이 척의 정면에 접촉할 때까지 척의 정면을 향해 스탬프를 전진시키는 단계;

   스탬프를 후퇴시키는 단계; 및

   진공을 해제하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 구멍 패턴을 갖는 탄성테이프를 동일한 구멍 패턴을 갖는 척의 정면에 접촉시켜 이들 구멍들을 서로 정합시키는데 사용하는 도구에 있어서:

   척의 정면에 수직 방향으로 선택적으로 움직이고, 탄성테이프를 스탬프에 대해 정밀하게 위치시키는 제1 조정수단을 구비한 스탬프;

   상기 스탬프를 척의 정면에 대해 정밀하게 위치시키는 제2 조정수단;

   상기 스탬프와 척의 정면 사이의 공간을 진공시키는 수단; 및

   상기 스탬프를 척의 정면을 향해 전진시키는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
3. 제2항에 있어서, 상기 전진수단은 상기 스탬프와 척의 정면 사이의 공간이 진공으로 될 때 스탬프에 지지되고 척의 정면을 향해 스탬프를 전진시키는 벨로즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
4. 정면에 회로가 증착되어 있는 웨이퍼의 뒷면을 회로의 손상 없이 연마하는 장치에 있어서:

   정면에 구멍을 형성하는 통로들이 관통되어 있는 비다공성 물질로 이루어진 척;

   상기 통로를 진공시키는 수단;

   척의 정면에 부착되고 척의 정면의 구멍과 일치되는 구멍들을 갖는 탄성테이프; 및

   정면은 상기 탄성테이프와 접촉하고 뒷면은 연마하도록 되어 있는 웨이퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 정면에 회로가 증착되어 있는 웨이퍼의 뒷면을 회로의 손상 없이 연마하는 방법에 있어서:

   척에 탄성테이프를 접착하는 단계;

   웨이퍼 정면이 탄성테이프를 향하게 하여, 탄성테이프가 웨이퍼의 정면을 척으로부터 보호하게 웨이퍼를 척에 장착하는 단계; 및

   웨이퍼 뒷면을 연마하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 척의 정면에는 구멍 패턴이 있고, 상기 탄성테이프는 척의 구멍과 일치하는 구멍패턴을 가지며,

   탄성테이프의 구멍이 척의 정면의 구멍들과 일치하지 않게 탄성테이프를 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1 면과 제2 면을 갖는 웨이퍼의 제1 면을 연마하는 방법에 있어서:

   척에 탄성테이프를 접착하는 단계;

   웨이퍼의 제2 면이 탄성테이프를 마주보게 척에 웨이퍼를 장착하는 단계; 및

   웨이퍼의 제1 면을 연마하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 척의 정면에는 구멍 패턴이 있고, 상기 탄성테이프는 척의 구멍과 일치하는 구멍패턴을 가지며,

   탄성테이프의 구멍이 척의 정면의 구멍들과 일치하게 탄성테이프를 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.