KR20030066939A

KR20030066939A - 웨이퍼 가공장치

Info

Publication number: KR20030066939A
Application number: KR1020020006704A
Authority: KR
Inventors: 황경충; 오대명
Original assignee: 주식회사 은일
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-14
Also published as: KR100440633B1

Abstract

본 발명은 웨이퍼 모서리 부분을 그라인딩가공하고, 필요에 따라서 웨이퍼의 일측에 노치홈을 형성하는 노치가공이나 또는 웨이퍼의 표면에 마킹홈을 형성하는 마킹가공을 병행할 수 있게 한 웨이퍼 가공장치에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 배수로(11)를 형성한 본체(10) 상부에 설치된 센터링수단(30)을 이용해 안착대(22) 상에 적재된 웨이퍼(100)를 센터링한 후 진공흡착하여 일정 속도로 회전시키는 소재고정부(20)와, 소재고정부(20)의 좌측에서 3차원 이동이 가능한 그라인딩툴(46)을 이용해 웨이퍼의 모서리부분을 모따기하는 그라인딩가공부(40)와, 소재고정부(20)의 우측에서 3차원 이동이 가능한 노치툴(56)을 이용해 웨이퍼의 주연부에 노치홈(101)을 가공하는 노치가공부(50)로 구성하므로서 3차원 이동이 자유로운 가공툴과, 웨이퍼의 정확한 센터링을 통해 정밀한 가공이 이루어질 뿐 만 아니라, 웨이퍼의 모따기 가공과 노치홈을 형성하는 가공공정을 하나의 장치에서 연속적으로 수행할 수 있기때문에 가공공정간의 웨이퍼 이송에 따른 별도의 생산설비나 이에 따른 이송공정을 생략할 수 있게되어 생산성의 향상뿐 만 아니라 웨이퍼의 생산에 따른 불량률도 최소화할 수 있게 된다.

Description

웨이퍼 가공장치 {WAFER PROCESSOR}

본 발명은 웨이퍼 가공장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는, 웨이퍼 모서리 부분을 그라인딩가공하고, 필요에 따라서 웨이퍼의 일측에 노치홈을 형성하는 노치가공이나 또는 웨이퍼의 표면에 마킹홈을 형성하는 마킹가공을 병행할 수 있게 하므로서, 웨이퍼의 생산성 향상과 불량률의 감소를 실현할 수 있게 한 것이다.

웨이퍼는 집적회로를 만드는 토대가 되는 얇은 규소판으로서, 순도99.99999% 이상의 단결정 규소를 얇게 잘라서 만든것이다. 이러한 웨이퍼의 표면은 결함이나 오염이 없어야 함은 물론, 회로의 정밀도에 영향을 미치기 때문에 고도의 평탄도가 요구되는데 일반적으로 두께 0.3㎜, 지름 15㎝의 원판 모양의 것이 많이 사용되고 있다.

이러한 웨어퍼는 반도체 소자 제조 공정에 있어서 웨이퍼의 주연부가 제조공정에 사용되는 장치의 일부분과 접촉할때 분진이 발생하거나 균열이 발생하는 것을 방지하기 위하여 웨이퍼의 주연부를 모따기 가공하는 것이 필수적이며, 최근에는 웨이퍼를 이용한 반도체 소자 제조과정에서 웨이퍼의 결정방위를 용이하게 정렬하고 웨이퍼의 제한된 영역을 효율적으로 이용함에 있어서, 웨이퍼 위치결정의 탁월한 정밀성 제공을 위해 웨이퍼의 외주 특정 부위에 V자형 또는 원호모양으로 절삭하여 노치홈을 형성시키는 것이 일반화되고 있는 실정이다.

그러나 종래에는 위와 같은 웨이퍼의 가공시에 웨이퍼의 모따기가공과 노치가공을 개별적인 장치에서 수행하므로서, 모따기가공장치와 노치가공장치간에 별도의 이송수단이 필요하기때문에 웨이퍼 생산설비의 규모가 커지게되어 이로 인해 생산설비의 효율적인 공간활용이 어려울 뿐 만 아니라, 이송공정을 포함하는등의 복잡한 생산공정은 웨이퍼의 불량률을 높이기때문에 웨이퍼의 생산성 저하와 생산비 증가를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 웨이퍼의 모따기가공장치와 노치가공장치를 소재고정부의 양측에 대향하게 설치하여 가공장치간의 이송수단을 배제하므로서 생산설비의 소형화를 실현함과 동시에 생산공정의 단축을 통해 제품의 가공품질 향상과 불량률의 감소를 실현할 수 있게 한 것으로 이를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 평면 예시도

도 2는 본 발명의 정면 예시도

도 3은 본 발명의 소재고정부를 나타낸 정면 단면 예시도

도 4는 본 발명의 소재고정부의 센터링수단을 나타낸 평면 예시도

도 5는 본 발명의 그라인딩가공부를 나타낸 우측면 예시도

도 6은 본 발명의 노치가공부를 나타낸 좌측면 예시도

도 7은 본 발명의 센터링수단의 작동상태를 나타낸 평면 예시도

도 8은 본 발명의 그라인딩툴에 의한 웨이퍼의 모따기 공정을 나타낸

측면예시도

도 9은 본 발명의 노치툴에 의한 웨이퍼의 노치홈 형성공정을 나타낸

측면예시도

도 10은 본 발명의 노치툴에 의한 웨이퍼의 마킹홈 형성공정을 나타낸

측면예시도

도 11의 (가)는 본 발명에 의해 가공된 웨이퍼를 나타낸 사시도

(나)는 웨이퍼의 노치홈과 마킹홈을 나타낸 확대 예시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체11 : 배수로

20 : 소재고정부22 : 안착대

22a : 흡기홈24 : 회전축

26 : 진공펌프30 : 센터링수단

32 : 안내봉34, 34' : 이동판

34a : 위치보정로울러36 : 크랭크판

36a : 크랭크로드38 : 실린더

38a : 실린더로드40 : 그라인딩가공부

41 : 주설치대41a: 가동체

42 : 승강용나사봉43 : 승강이동대

44 : 툴작동부46 : 그라인딩툴

47 : 이동대48 : 전후이동용나사봉

49 : 좌우이동용나사봉50 : 노치가공부

51 : 주설치대51a: 가동체

52 : 승강용나사봉53 : 승강이동대

54 : 툴작동부56 : 노치툴

57 : 이동대58 : 전후이동용나사봉

59 : 좌우이동용나사봉60 : LM가이드

100 : 웨이퍼

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 평면 예시도이다.

즉, 본 발명은 배수로(11)를 형성한 본체(10) 상부에 설치된 센터링수단(30)을 이용해 안착대(22)상에 적재된 웨이퍼(100)를 센터링한 후 진공흡착하여 일정 속도로 회전시키는 소재고정부(20)와, 소재고정부(20)의 좌측에서 3차원 이동이 가능한 그라인딩툴(46)을 이용해 웨이퍼(100)의 모서리부분을 모따기하는 그라인딩가공부(40)와, 소재고정부(20)의 우측에서 3차원 이동이 가능한 노치툴(56)을 이용해 웨이퍼(100)의 주연부에 노치홈(101)을 가공하거나 웨이퍼(100)의 평면상에 일정 깊이의 마킹홈(102)을 형성하는 노치가공부(50)로 이루어진 구성이다.

도 2는 본 발명의 정면 예시도로서, 소재고정부(20)의 회전축(24)은 본체(10) 저면에 설치된 모우터(12)와 벨트로 연결하고, 회전축(24)과 진공펌프(26)는 호스(28)로 연결하며, 소재고정부(20)의 좌우에 각각 위치한 그라인딩가공부(40)와 노치가공부(50)는 본체(10) 상부에서 접리이동(接籬移動)이 가능한 주설치대(41)(51)에 모우터(45)(55)에 의해 작동하는 툴작동부(44)(54)를 설치한 승강이동대(43)(53)를 설치하여 툴작동부(44)(54)에 설치되는 그라인딩툴(46)이나 노치툴(56)의 3차원 이동이 가능케 된다.

도 3은 본 발명의 소재고정부(20)를 나타낸 정면 단면 예시도로서, 안착대(22)의 저면에 회전축(24)을 설치하되, 안착대(22) 상면의 흡기홈(22a)에서 회전축(24)의 중심까지 이어지는 흡기공(24a)을 진공펌프(26)와 연결하여 진공펌프(26)를 이용해 흡기공(24a) 내부의 공기를 흡입하여 흡기공(24a) 내부의 진공상태를 유지하므로서 안착대(22)의 상면에 얹혀진 웨이퍼(100)의 견고한 고정이 이루어지게 하고, 회전축(24) 하단에는 풀리(24b)를 설치하여 모우터(12)를 이용해 회전축(24)을 회전시키므로서 회전축(24) 상부의 안착대(22)에 고정된 웨이퍼의 정밀한 회전작동이 이루어질 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 소재고정부(20) 외측에 설치된 센터링수단(30)을 나타낸 평면 예시도로서, 소재고정부(20)의 양측에 안내봉(32)을 설치하여 이 안내봉(32)을 따라 이동하며 상면에 한쌍의 위치보정로울러(34a)를 설치한 이동판(34)(34')을 소재고정부(20)의 앞, 뒤에 각각 설치하되, 소재고정부(20)의 중심에 설치된 크랭크판(36)과 전술한 이동판(34)(34')을 크랭크로드(36a)로 연결하고, 일측의 이동판(34)을 실린더로드(38a)와 연결하므로서 실린더(38)에 의해 이동판(34)(34')의 집합, 분산 작동이 가능케 된다.

도 5는 본 발명의 그라인딩가공부(40)를 나타낸 우측면 예시도로서, 주설치대(41)에 모우터(42a)에 의해 회전하는 승강용나사봉(42)을 설치하여 승강용나사봉(42)의 회전에 의해 승강가능케 설치된 승강이동대(43)에 그라인딩툴(46)을 설치한 툴작동부(44)와 모우터(45)를 설치하고, 주설치대(41)의 하부에는 가동체(41a)를 설치하여 이동대(47) 상부에 설치되어 모우터(48a)에 의해 회전하는 전후이동용나사봉(48)을 상기 가동체(41a)와 나사결합하여 전후이동용나사봉(48)의 회전에 의해 주설치대(41)의 전후 이동이 가능케하되, 상기 이동대(47)는 본체(10) 상부에 설치된 좌우이동용나사봉(49)에 의해 좌우 이동이 가능케 하므로서 주설치대(41)의 전후좌우 접리이동이 이루어 질 수 있게되어 웨이퍼(100)를 그라인딩 가공하는 그라인딩툴(46)의 전,후,좌,우,상,하에 따른 3차원 이동이 자유롭게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

도 6은 본 발명의 노치가공부(50)를 나타낸 좌측면 예시도로서, 도 5의 그라인딩가공부(40)에 동일한 기본 구성을 이루어져 있다.

즉, 노치가공부(50)는 도 5의 그라인딩 가공부와 같이 측벽에 모우터(52a)에 의해 회전하는 승강용나사봉(52)을 설치한 주설치대(51)와, 노치툴(56)이 장치된툴작동부(54)를 승강시키는 승강이동대(53)와, 주설치대(51)의 전후좌우 접리이동을 위해 주설치대(51)의 하부에 설치된 가동체(51a) 및 전후, 좌우 이동용나사봉(58)(59)과 이동대(57)등 거의 모든 부분에 있어서, 그라인딩가공부(40)와 동일한 구성을 적용하므로서, 웨이퍼(100)에 노치홈(101)을 형성하는 노치툴(56)의 전,후,좌,우,상,하에 따른 3차원 이동이 자유롭게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 주설치대(41)(51) 및 승강이동대(43)(53)과 이동대(47)(57)와 같이 주유 가동부에는 LM가이드(60)를 설치하여 보다 원활하고 정확한 작동이 이루어질 수있도록 보조하게된다.

이와 같이 된 본 발명은 첨부도면 도 7의 평면도와 같이 소재고정부(20)의 안착대(22) 상부에 한 장의 웨이퍼(100)를 안착시킨 후 실린더(38)가 소재고정부(20) 뒤쪽에 위치한 이동판(34)을 소재고정부(20)쪽으로 밀어주면 소재고정부(20)의 앞, 뒤의 위치한 이동판(34)(34')이 크랭크판(36)과 크랭크로드(36a)로 연결되어 있기때문에 두 이동판(34)(34')이 동시에 안착대(22) 쪽으로 모이게된다.

그리하여 이동판(34)(34')의 상면에 설치된 모두 4개의 위치보정로울러(34a)가 안착대(22) 위에 얹혀진 웨이퍼(100)의 위치를 보정하여 웨이퍼(100)를 안착대(22)의 중심에 정확하게 위치할 수 있게 되는 것이다.

이렇게 소재고정부(20)에 얹혀진 웨이퍼(100)의 정확한 센터링이 완료되면,첨부도면 도 3에 의거하여 전술한 바와 같이 진공펌프(26)에 의해 회전축(24)의 중심부에 형성된 흡기공(24a) 내부의 공기를 모두 흡입하여 흡기공(24a)을 진공상태로 유지하므로서 흡기공(24a)과 연결된 흡기홈(22a)이 형성된 안착대(22) 상부의 웨이퍼(100)를 견고하게 고정할 수 있게 된다.

이렇게 웨이퍼의 고정이 완료되면 소재고정부(20)의 좌, 우측에 각각 설치된 각 그라인딩가공부(40)와 노치가공부(50)에 의해 웨이퍼(100)의 가공이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 첨부도면 도 8은 그라인딩툴(46)에 의한 웨이퍼(100)의 모따기 가공공정을 나타낸 것으로서, 그라인딩가공부의 툴작동부(44)에 설치된 그라인딩툴(46)은 고속회전하면서 웨이퍼(100)의 주연부를 모따기하게 되는데, 그라인딩가공이 이루어지는동안 그라인딩툴(46)은 고정된 위치에서만 회전하고, 웨이퍼(100)를 고정한 소재고정부(20)가 본체(10) 저면에 설치된 모우터(45)에 의해 회전작동을 수행하므로서 웨이퍼(100)의 주연부 전체의 가공이 이루어지게 된다.

한편, 본 발명의 그라인딩툴(46)은 수개소의 연마가공부(46a)를 형성하므로서, 장기간 웨이퍼(100)의 그라인딩가공을 수행함에따라 연마가공부의 마모가 심할 경우 주설치대(41)에 승강가능케 설치된 승강이동대(43)를 승강시키므로서 툴작동부(44)의 위치를 조정하여 그라인딩툴(46)에 형성된 또 다른 연마가공부를 이용해 웨이퍼(100)를 그라인딩가공 할 수 있기때문에 그라인딩툴(46)의 장기 사용이 가능케 된다.

이렇게 그라인딩가공이 완료되면 웨이퍼(100)의 일측에 노치홈(101)을 형성하게 되는데, 첨부도면 도 9는 노치툴(56)에 의한 노치홈 형성공정을 나타낸 것이다.

즉, 웨이퍼(100)를 고정한 소재고정부(20)가 노치홈이 형성될 위치를 설정한 후 정지하면 노치가공부(50)의 주설치대(51)가 웨이퍼(100)쪽으로 이동하여 고속회전하는 노치툴(56)이 웨이퍼(100)에 노치홈(101)을 형성하게 되는데, 노치툴(56) 역시 그라인딩툴(46)과 마찬가지로 연마가공부(56a)가 수 개소에 형성되어 있어서, 연마가공부의 마모상태에 따라서 노치툴(56)의 높낮이를 조절하여 웨이퍼(100)에 노치홈(101)을 형성하기때문에 그라인팅툴과 마찬가지로 장기사용이 용이하게 된다.

한편 도 10은 웨이퍼(100)의 상면에 마킹홈(102)을 형성하는 공정을 나타낸 것으로서, 도면에서와 같이 웨이퍼의 상면에 일정 깊이의 마킹홈을 형성할 경우에는 하단에 마킹홈가공부(56b)를 형성한 노치툴(56')을 이용하므로서, 노치홈 형성과 마킹홈의 형성을 동시에 수행할 수 있게 되는데, 이는 웨이퍼(100)를 이용한 반도체 제조과정에서 필요에 따라 부가하는 것으로서 노치가공부(50)를 그대로 이용할 수 있기때문에 별도의 장치가 필요없게 된다.

이러한 일련의 과정을 통해 첨부도면 도 10과 같이 주연부의 모따기와 노치홈(101), 그리고 필요에 따라서 부가되는 마킹홈(102)이 형성된 웨이퍼(100)가 생산되게 된다.

따라서, 본 발명은 3차원 이동이 자유로운 가공툴과, 웨이퍼의 정확한 센터링을 통해 정밀한 가공이 이루어질 뿐 만 아니라, 웨이퍼의 모따기 가공과 노치홈을 형성하는 가공공정을 하나의 장치에서 연속적으로 수행할 수 있기때문에 가공공정간의 웨이퍼 이송에 따른 별도의 생산설비나 이에 따른 이송공정을 생략할 수 있게되어 생산성의 향상뿐 만 아니라 웨이퍼의 생산에 따른 불량률도 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Claims

배수로(11)를 형성한 본체(10) 상부에 설치된 센터링수단(30)을 이용해 안착대(22)상에 적재된 웨이퍼(100)를 센터링한 후 진공흡착하여 일정 속도로 회전시키는 소재고정부(20)와, 소재고정부(20)의 좌측에서 3차원 이동이 가능한 그라인딩툴(46)을 이용해 웨이퍼의 모서리부분을 모따기하는 그라인딩가공부(40)와, 소재고정부(20)의 우측에서 3차원 이동이 가능한 노치툴(56)을 이용해 웨이퍼의 주연부에 노치홈(101)을 가공하는 노치가공부(50)로 구성된 웨이퍼 가공장치
상기 1항에 있어서, 소재고정부(20)는 안착대(22)의 저면에 회전축(24)을 설치하되, 안착대(22) 상면의 흡기홈(22a)에서 회전축(24)의 중심까지 이어지는 흡기공(24a)을 진공펌프(26)와 연결하여 안착대(22)의 상면에 얹혀진 웨이퍼(100)를 고정가능케하고, 회전축(24) 하단에는 풀리(24b)를 설치하여 모우터(12)에 의해 회전축(24) 상단의 안착대(22)를 회전시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공장치
상기 1항에 있어서, 센터링수단(30)은 소재고정부(20)의 양측에 안내봉(32)을 설치하여 이 안내봉(32)을 따라 이동하며 상면에 한쌍의 위치보정로울러(34a)를설치한 이동판(34)(34')을 소재고정부(20)의 앞, 뒤에 각각 설치하되, 소재고정부(20)의 중심에 설치된 크랭크판(36)과 상기 이동판(34)(34')을 크랭크로드(36a)로 연결하고, 일측의 이동판(34)을 실린더로드(38a)와 연결한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공장치
상기 1항에 있어서, 그라인딩가공부(40)는 주설치대(41)에 모우터(42a)에 의해 회전하는 승강용나사봉(42)을 설치하여 승강용나사봉(42)의 회전에 의해 승강가능케 설치된 승강이동대(43)에 그라인딩툴(46)을 설치한 툴작동부(44)와 모우터(45)를 설치하고, 주설치대(41)의 하부에는 가동체(41a)를 설치하여 이동대(47) 상부에 설치되어 모우터(48a)에 의해 회전하는 전후이동용나사봉(48)을 상기 가동체(41a)와 나사결합하여 전후이동용나사봉(48)의 회전에 의해 주설치대(41)의 전후 이동이 가능케하되, 상기 이동대(47)는 본체(10) 상부에 설치된 좌우이동용나사봉(49)에 의해 좌우 이동이 가능케 한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공장치
상기 1항에 있어서, 노치가공부(50)는 주설치대(51)의 측벽에 모우터(52a)에 의해 회전하는 승강용나사봉(52)을 설치하여 승강용나사봉(52)의 회전에 의해 승강가능케 설치된 승강이동대(53)에 노치툴(56)을 설치한 툴작동부(54)와 모우터(55)를 설치하고, 주설치대(51)의 하부에는 가동체(51a)를 설치하여 이동대(57) 상부에 설치되어 모우터(57a)에 의해 회전하는 전후이동용나사봉(58)을 상기 가동체(51a)와 나사결합하여 전후이동용나사봉(58)의 회전에 의해 주설치대(51)의 전후 이동이 가능케하되, 상기 이동대(57)는 본체(10) 상부에 설치된 좌우이동용나사봉(59)에 의해 좌우 이동이 가능케 한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공장치