KR200454367Y1 - 웨이퍼 연마 위치고정환 - Google Patents

Abstract

본 고안은 웨이퍼 연마 위치고정환에 관한 것으로, 기초부와 연마부를 포함하며, 기초부는 금속 혹은 비금속 재질이며 상방에 환모양으로 배열된 위치고정구멍이 형성되어 있고, 하방은 연마부와 결합하는데, 연마부의 하방에는 연마조각이 구비되어 있다. 기초부와 연마부의 결합방식은 기초부 하방의 접합부품과 연마부의 장홈 맞물림으로 진행되거나 혹은 기초부와 연마부 표면이 접합되거나 혹은 기초부와 연마부 외부둘레에 형성된 서로 대응하는 등변 사다리꼴의 홈에 모양이 서로 부합되는 삽입부품으로 결합되는 등등의 방식이 있다. 상기한 연마부는 다수의 연마조각이 연마부 하방에 접합되어 형성되며 특정 연마조각이 손상을 입었을 때 대체,교환이 가능하게 되어 더욱 시간, 재료를 절약하며 수명을 연장하는 효과를 가진다.

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Description

웨이퍼 연마 위치고정환{Grind location ring of wafer}

본 고안은 웨이퍼의 위치고정 연마작업에 쓰이는 웨이퍼 연마 위치고정환을 일컫는다.

일반적으로 업계에서 웨이퍼 연마작업에 응용하는 위치고정환의 구조는 보통 하나의 금속 기초부 환체와 하나의 고분자 재질의 연마환체가 서로 결합하여 구성되며, 연마 위치고정환을 사용할 때 그 수명의 장단이 고분자 재질의 연마환체의 연마속도에 좌우되는 것 외에 금속 기초부 환체와 연마환체 사이의 결합구조의 견고성 역시 중요한 요소이며 이로 인해 연마 위치고정환이 연마가공 과정 중 웨이퍼과 가공기 사이에 지속적인 격렬한 마찰작용이 발생하여 그 반방향의 힘이 연마 위치 고정환의 기초부 환체와 연마환체의 결합구조에 대해 파괴적인 작용을 하게 되어 기초부 환체와 연마환체 사이가 느슨해지거나 벗겨지는 현상이 발생할 때 이 연마 위치 고정환은 폐기되어 교체된다.

종래의 연마 위치 고정환의 기초부와 연마환체의 결합 고정방식은 대체로 중화민국 특허공고 제470690호의「웨이퍼 연마환의 접착방식」에서 제시한 내용에 의거하는데, 이 특허안은 주로 연마 위치 고정환의 첩착면에 우선 화염처리를 진행하 고 기초부 환체와 연마환체의 접착면을 닦아 깨끗하게 한 후 다시 에폭시 수지를 이용해 이 둘을 접착 고정하여 기초부 환체와 연마환체가 고정되게 결합하는 상태가 된다.

다만, 상술한 기초부 환체와 연마환체의 접착면은 대체로 평면상태를 나타내는데, 따라서 이 접착방식을 통해서는 효과적으로 웨이퍼 연마시 발생하는 반방향력을 극복할 수 없어 쉽게 웨이퍼 연마시 발생하는 진동 혹은 고온용해로 인해 에폭시 수지가 접합기능을 상실하게 되어 연마 위치 고정환의 기초부 환체와 연마환체가 벗겨지거나 혹은 떨어져 나가는 현상이 발생한다. 따라서 이러한 접합방식은 기초부 환체와 연마환체 사이의 결합강도에 있어 여전히 개선할 점을 가지고 있다 하겠다.

본 고안의 주요목적은 빠른 속도로 교체를 진행하여 재료와 시간을 절약하고 원가를 절감하며 나아가 사용수명을 연장하는 웨이퍼 연마 위치고정환을 제공하는데 있다.

상술한 목적에 의해 본 고안인 웨이퍼 연마 위치고정환은 기초부와 연마부를 포함하되, 상기 기초부는 금속 혹은 비금속 재질(예를 들어 고분자 재료)로 제작되며, 일정한 두께의 환모양 상태의 물체인데, 기초부 상방에는 종횡의 등거리로 둥글게 배치된 위치고정 구멍이 있으며 위치고정 구멍은 화학기계 연마설비(Chemical Mechanical Polishing: CMP)의 연마머리(Polishing Head)와 접합되어 화학기계 연마설비(Chemical Mechanical Polishing: CMP)와 함께 작동된다. 기초부의 하방에는 접합구멍이 있어 접합부품(평평한 머리의 나사 혹은 깊이 들어가는 나사)과 연접되며 기초부와 연마부가 접합하는데 제공된다.

상기 연마부는 고분자 재질로 제작되며, 일정한 두께를 가지는 환모양의 물체인데, 연마부 상방에는 종횡의 등거리로 둥글게 배치된 도입구멍이 설치되고 이 도입구멍의 외부둘레에는 장홈이 성형되고, 접합부품(평평한 머리의 나사 혹은 깊이 들어가는 나사)이 도입구멍을 통해 장홈에 들어가 맞물려 고정되는데 제공되거나 혹은 접착제로 기초부와 연마부가 접합되어 기초부와 연마부의 결합이 가능하게 하며 연마부의 하방은 연마조각이 있어 웨이퍼의 연마에 사용된다.

본 고안의 또 다른 실시예는 기초부 외부둘레의 하방에 기초부 내/외부 직경에 연통되는 등변 사다리꼴의 홈을 설치하고, 연마부 외부둘레 상방에 연마부 내/외부 직경에 연통되는 등변 사다리꼴의 홈을 설치하여 상기 등변 사다리꼴의 홈을 대응시켜 형성되는 한 쌍의 홈에 부합되는 삽입부품을 끼워넣어 기초부와 연마부를 고정시킨다.

연마부 하방의 연마면에 등거리로 배치되는 여러 개의 도랑 홈이 설치되는데 이 도랑홈은 일정한 깊이를 가지고 있고 연마부의 내/외부 직경에 연통되거나 혹은 연마부 하방에 다수의 연마조각이 접합되어 특정 연마조각이 손상되었을 때 부분적인 교환이 가능하여 시간과 재료를 절약할 수 있다.

연마 작업 시 연마조각 사이의 간격(도랑홈)에 연마액이 유입되어 웨이퍼와 접촉되는데 이는 온도를 저하시키는 동시에 웨이퍼의 윤활을 도우며 동시에 연마부의 연마과정 중에 발생하는 폐기물을 외부로 보낼 수 있어 효율을 제고시킨다.

상술한 내용으로 기초부와 연마부가 접합부품을 도입구멍에 넣고 비둘기 꼬리 모양의 홈에 미끄럼 이동하여 맞물리게 하여 접합하거나 혹은 접착제로 기초부와 연마부의 접착면에 사용하거나 혹은 기초부와 연마부 외부둘레의 서로 대응되는 위치에 한 쌍의 비둘기 꼬리 모양의 홈을 형성하여 서로 대응되는 모양의 삽입부품을 끼워 넣어 접합하여 기초부와 연마부가 접합되는 것을 알 수 있다. 또한 연마부 하방의 연마조각이 부분적인 교체가 가능하여 효과적으로 시간과 재료를 절약하고 인력, 재료의 절감과 나아가 효과적으로 웨이퍼 연마 위치고정환의 사용수명을 연장할 수 있어 전체 가공원가를 절감함을 알 수 있다.

본 고안의 목적, 효과, 구조와 특징 등에 대해 도면과 실시예를 통해 자세히 설명하기로 한다.

본 고안의 입체 개략도인 도 1을 참고하면, 본 고안에서 제시하는 웨이퍼 연마 위치고정환(1)은 일정한 두께와 직경과 기능을 가진 환모양의 물체로서 기초부(11)와 연마부(12)를 가지고 있다.

기초부(11)는 일정한 두께의 금속 혹은 비금속(고분자 재료 같은)의 둥근 환 모양 물체이며, 성형기술로 제작(예를 들어 사출, 열압, 누름성형 등 방식)되며, 기초부(11) 상방에는 종횡의 등거리로 둥글게 배치된 위치고정 구멍(111)이 있으며 위치고정 구멍(111)은 화학기계 연마설비(Chemical Mechanical Polishing: CMP)의 연마머리(Polishing Head)와 접합되어 화학기계 연마설비(Chemical Mechanical Polishing: CMP)와 함께 작동된다. 기초부(11)의 하방은 연마부(12)와 결합된다.

연마부(12)는 일정한 두께를 가지는 환모양의 물체로서, 내고온, 내마모, 내부식의 성질을 가진 고분자성 재료, 예를 들어 PPS(Polyphenylene Sulfide), PEEK(Poly Ether Ether Ketone)등 재질로 구성되며 성형기술(예를 들어 사출, 열압, 누름성형 등 방식)로 제작된다.

동시에 도 2a와 도 2b를 참고하면 도 2a는 본 고안 제1실시예의 조립 개략도 1이고, 도 2b는 본 고안 제1실시예의 조립 개략도 2이다.

본 고안의 제1실시예에서 기초부(11)의 상방은 잠금면(11A)이고, 이 잠금면(11A)에는 종횡의 등거리로 둥글게 배치된 위치고정구멍(111)이 설치되며, 화학기계 연마설비(Chemical Mechanical Polishing: CMP)의 연마머리(Polishing Head)와 접합되어 화학기계 연마설비(Chemical Mechanical Polishing: CMP)와 함께 작동된다. 기초부(11)의 하방은 기초부 결합면(11B)이며, 이 기초부 결합면(11B)의 내부 직경에는 오목조(112)가 설치되고, 기초부 결합면(11B)의 외부 둘레에는 돌출둘레(113)가 설치되며, 오목조(112)에는 종횡의 등거리의 둥글게 배열된 접합구멍(114)이 설치되고 접합구멍(114)은 접합부품(115)과 접합되며, 이 접합부품(115)은 평평한 머리(Pancake head) 나사 혹은 깊이 파고드는 나사 등이며 동시에 접합부품(115)이 접합구멍(114)에 잠길 때 이 접합부품(115)의 윗부분(나사머리)과 접합구멍(114)의 외부둘레면 사이에 적당한 간격이 형성된다.

연마부(12)의 상방은 연마부 결합면(12A)이며, 이 연마부 결합면(12A)의 내부직경은 돌출둘레(122)이고, 연마부 결합면(12A)의 외부 직경은 오목조(123)로 기초부 결합면(11B)의 외관형태에 대응되며, 연마부 결합면(12A)의 돌출둘레(122)에는 종횡의 등거리로 둥글게 배치된 도입구멍(124)이 설치되고 이 도입구멍(124)의 외부둘레 한 측은 다시 연장되어 장홈(1241)으로 성형되며, 도입구멍(124)에 접합부품(115)의 윗부분(나사머리)이 끼워져 장홈(1241)으로 위치되어 기초부(11)와 연마부(12)가 상호 결합하며, 연마부(12)의 하방은 연마면(12B)으로서 웨이퍼 연마가공에 제공된다.

도 3a와 3b를 참고하면, 도 3a는 본 고안 제2실시예의 조립단면 개략도 1이 고, 도 3b는 본 고안 제2실시예의 조립단면 개략도 2이다.

본 고안의 제2실시예는 도 3a와 도 3b에서 알 수 있듯이 웨이퍼 연마 위치고정환(1)이 고분자 재료로 제작된 기초부(11)의 기초부 결합면(11B)과 연마부(12)의 연마부 결합면(12A)의 결합을 통해 기초부(11)의 기초부 결합면(11B)과 연마부의 연마부 결합면(12A)에 균일하게 접착제(2)(에폭시 수지 같은)를 바르고 다시 기초부(11)의 기초부 결합면(11B)과 연마부(12)의 연마부 결합면(11A)의 외관형태(오목조(112), 돌출둘레(113), 돌출둘레(122), 오목조(123))를 이용하여 위치를 고정시키고, 기초부(11)와 연마부(12)가 붙여지게 되어 기초부(11)와 연마부(12)의 결합을 완성한다.

도 4a와 4b를 참고하면, 도 4a는 본 고안 제3실시예의 조립 입체도 1이고 도4b는 본 고안 제3실시예의 조립 입체 개략도 2이다.

본 고안의 제3실시예는 도 4a와 4b에서 알 수 있듯이 기초부(11)의 환형 외부둘레(11C)의 하방에 등거리의 둥글게 배열되며 동시에 기초부 내/외부둘레를 뚫고 등변 사다리꼴의 홈(116)이 설치되며, 연마부(12)의 환형 외부둘레(12C)의 상방에 등거리의 둥글게 배열되며 연마부 내/외부둘레를 뚫고 등변 사다리꼴의 홈(121)이 설치되고, 기초부(11)의 환형 외부둘레(11C) 하방의 등변 사다리꼴의 홈(115)과 연마부(12)의 환형 외부둘레(12C) 상방의 등변 사다리꼴의 홈(121)이 한 쌍의 홈을 형성하게 하여 모양이 서로 부합되는 삽입부품(117)을 삽입하여 고정하며 이로써 기초부(11)와 연마부(12)가 결합된다.

한편, 상기 제1 내지 제3실시예의 연마부와 연마면은 일체성형되는 것이 바 람직하다.

도 5를 참고하면 이는 본 고안의 연마부에 도랑홈을 설치하는 개략도이다.

도면에서와 같이 연마과정 중 연마과정의 진행에 따라 많은 마모된 폐기물이 생기는데 이 폐기물은 웨이퍼의 연마에 있어 아무런 도움도 되지 못하고 불량률만 제고시킨다. 따라서 연마부(12)의 연마면(12B)에 여러 개의 방사선 모양으로 등거리로 배치되는 도랑홈(125)을 설치하여 이 도랑홈(125)이 일정한 깊이를 가지고 있고 연마부(12) 내/외부 직경과 연통되어 연마작업 시 연마액이 흘러들어 웨이퍼에 접촉하여 온도를 저하시키고 웨이퍼의 윤활에 도움을 주며 동시에 연마부(12)의 연마과정에서 생기는 폐기물을 외부로 나가게 하여 양호율을 제고시킨다.

도 6a와 6b를 참고하면 도 6a는 본 고안의 조립식 연마부가 손상이 생겼을 때 교체하는 개략도 1이고, 도 6b는 본 고안의 조립식 연마부가 손상이 생겼을 때 교체하는 개략도 2이다.

상술한 바와 같이 연마부(12)의 하방에는 하나 이상의 연마조각(126)을 둥글게 설치하여 연마면을 형성하는데 연마과정에서 혹은 인위적인 실수로 연마부(12)의 연마면(12B)의 부분 연마조각(126)이 손상을 입었을 때 전부를 교환하면 재료와 금전, 시간을 낭비하게 되므로 부분적으로 손상을 입은 것만 떼어내어 붙이거나 혹은 녹여 접합하는 방식으로 새 연마조각(126)으로 교체, 교환하면 재료, 금전과 시간을 절약하고 웨이퍼 연마 위치고정환(1)이 또한 계속적으로 연마작업을 진행할 수 있게 되어 나아가 웨이퍼 연마 위치고정환의 수명을 효과적으로 연장할 수 있고 연마가공과정의 원가를 절감할 수 있다.

상술한 설명으로 본 고안인 웨이퍼 연마 위치고정환은 아래의 장점을 가지고 있음을 알 수 있다.

1. 접합부품(평평한 머리 나사 혹은 깊이 들어가는 나사)으로 기초부의 접합구멍에 접합하는데 접합부품의 윗부분과 접합구멍의 외부둘레 사이에 적당한 간격이 생겨 접합부품의 윗부분이 연마부의 도입구멍에 들어가게 되며 장홈에 미끄러져 이동하여 맞물려지게 하거나 혹은 에폭시 수지를 접착제로 하거나 혹은 기초부와 연마부 외부둘레의 한 쌍의 홈에 삽입부품을 고정하여 기초부와 연마부의 결합목적에 도달한다.

2. 웨이퍼 연마 위치고정환의 연마부에는 다수의 방사선 모양을 가진 등거리로 배치된 도랑홈을 설치하는데 이 도랑홈은 일정한 깊이를 가지고 있고 연마부 내/외부 직경에 연통되어 연마작업 시 연마액이 흘러들어 웨이퍼에 접촉하여 온도를 저하시키고 웨이퍼의 윤활에 도움을 주며 동시에 연마부의 연마과정에서 생기는 폐기물을 외부로 나가게 하여 양호율을 제고시킨다.

3. 연마과정에서 인위적인 잘못으로 연마부의 연마면의 연마조각이 부분적으로 손상을 입었을 때 전부를 교환하면 재료와 금전, 시간을 낭비하게 되므로 부분적으로 손상을 입은 것만 떼어내어 붙이거나 혹은 녹여 접합하는 방식으로 새 연마조각으로 교체, 교환하면 재료, 금전과 시간을 절약하고 웨이퍼 연마 위치고정환이 또한 계속적으로 연마작업을 진행할 수 있게 되어 나아가 웨이퍼 연마 위치고정환의 수명을 효과적으로 연장할 수 있고 연마가공과정의 원가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 고안의 입체 개략도.

도 2a는 본 고안 제1실시예의 조립 개략도 1

도 2b는 본 고안 제1실시예의 조립 개략도 2

도 3a는 본 고안 제2실시예의 조립 단면 개략도 1

도 3b는 본 고안 제2실시예의 조립 단면 개략도 2

도 4a는 본 고안 제3실시예의 조립 입체 개략도 1

도 4b는 본 고안 제3실시예의 조립 입체 개략도 2

도 5는 본 고안의 연마부에 설치된 도랑홈 개략도.

도 6a는 본 고안의 조립식 연마부가 손상, 소모되어 교체되는 개략도 1

도 6b는 본 고안의 조립식 연마부가 손상, 소모되어 교체되는 개략도 2

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1：웨이퍼 연마 위치고정환 11：기초부

11A：잠금면 11B：기초부 결합면

11C：환형 외부둘레 111：위치고정구멍

112：오목조 113：돌출둘레

114：접합구멍 115：접합부품

116：등변 사다리꼴의 홈 117：삽입부품

12：연마부 12A：연마부 결합면

12B：연마면 12C：환형 외부둘레

121：등변 사다리꼴의 홈 122：돌출둘레

123：오목조 124：도입구멍

1241：장홈 125：도랑 홈

126：연마조각 2：접착제

Claims (9)

1. 삭제
2. 기초부(11)와 연마부(12)를 포함하는데,

   상기 기초부는 환 모양의 물체이고 금속 혹은 비금속 재질로 제작되며, 기초부의 상방은 잠금면(11A)이고 이 잠금면 위에는 위치고정구멍(111)이 설치되고 이 위치고정구멍은 화학기계 연마설비(Chemical Mechanical Polishing: CMP)의 연마머리(Polishing Head)와 접합되며, 기초부 하방은 기초부 결합면(11B)으로 연마부 결합면(12A)과 접합되고,

   상기 연마부는 환 모양의 물체이고 비금속 재질로 제작되며, 연마부의 상방은 연마부 결합면(12A)으로 기초부 결합면(11B)과 접합되며, 연마부의 하방은 연마면(12B)이고,

   상기 기초부 결합면(11B)에는 접합부품(115)이 설치되고, 연마부 결합면(12A)에는 도입구멍(124)이 설치되며, 이 도입구멍의 외부둘레에는 장홈(1241)이 연장형성되어 있어 상기 접합부품의 윗부분이 도입구멍에 끼워져 상기 장홈(1241)으로 위치되어 기초부와 연마부가 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 위치고정환.
3. 기초부(11)와 연마부(12)를 포함하는데,

   상기 기초부는 환 모양의 물체이고 금속 혹은 비금속 재질로 제작되며, 기초부의 상방은 잠금면(11A)이고 이 잠금면 위에는 위치고정구멍(111)이 설치되고 이 위치고정구멍은 화학기계 연마설비(Chemical Mechanical Polishing: CMP)의 연마머리(Polishing Head)와 접합되며, 기초부 하방은 기초부 결합면(11B)으로 연마부 결합면(12A)과 접합되고,

   상기 연마부는 환 모양의 물체이고 비금속 재질로 제작되며, 연마부의 상방은 연마부 결합면(12A)으로 기초부 결합면(11B)과 접합되며, 연마부의 하방은 연마면(12B)이고,

   상기 기초부의 환형 외부둘레(11C)의 하방에는 둥글게 배치되며 기초부의 내/외부둘레를 뚫고 설치되는 등변 사다리꼴의 홈(116)이 설치되고, 상기 연마부의 환형 외부둘레(12C)의 상방에도 둥글게 배치되며 연마부의 내/외부둘레를 꿰뚫고 설치되는 등변 사다리꼴의 홈(121)이 설치되고, 기초부의 환형 외부둘레(11C) 하방의 등변 사다리꼴의 홈(116)과 연마부의 환형 외부둘레(12C) 상방의 등변 사다리꼴의 홈(121)이 대응되어 한 쌍의 홈을 형성하여 이 홈과 모양이 대응되는 삽입부품(117)을 삽입고정하여 기초부와 연마부가 결합되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 위치고정환.
4. 삭제
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 연마부의 연마면에는 도랑홈이 설치되는데 이 도랑홈은 연마부의 내/외부 직경에 연통되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 위치고정환.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 연마부와 연마면은 일체성형되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 위치고정환.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 연마부 하방에는 복수의 연마조각이 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 위치고정환.
8. 제7항에 있어서, 상기 연마부 하방의 연마조각은 붙이는 방식으로 연마부 하방표면에 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 위치고정환.
9. 제7항에 있어서, 상기 연마부 하방의 연마조각은 녹여 접합하는 방식으로 연마부 하방표면에 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마 위치고정환.

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