KR20050031752A - A polishing-head for wafer polisher - Google Patents

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Abstract

A polishing head of a wafer polishing apparatus is provided to improve the flatness of a wafer and to obtain an aiming thickness from the wafer by controlling the pressure applied to the wafer according to corresponding portions. A polishing head(20) of a wafer polishing apparatus includes a head body, pressurizing parts, an air pressure correcting part, a contact plate, and a support part. The head body(21) includes a plurality of air pressure supply ports(31,35). The air pressure supply ports are capable of controlling discretely the pressure of each portion of the polishing head by supplying compressed air. The pressurizing parts(25,27) are installed under the head body corresponding to the air pressure supply ports in order to press a wafer(W). The air pressure correcting part is installed under each pressurizing part to control the pressure discrepancy between the pressurizing parts. The contact plate(23) is installed under the air pressure correcting part to contact and press the wafer, directly. The support part is used for connecting and supporting the head body, the pressurizing parts, the air pressure correcting part and the contact plate.

Description

웨이퍼 연마장치의 연마헤드{A Polishing-Head For Wafer Polisher} Polishing head of wafer polishing machine {A Polishing-Head For Wafer Polisher}

본 발명은 웨이퍼의 연마장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 낱장 웨이퍼의 연마시 웨이퍼의 각 부분에 가해지는 압력을 부분별로 조절하는 것이 가능한 웨이퍼 연마장치의 연마헤드에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus for a wafer, and more particularly, to a polishing head of a wafer polishing apparatus capable of adjusting the pressure applied to each portion of a wafer at the time of polishing a single wafer.

도 1a, 도 1b는 종래의 웨이퍼의 낱장 연마장치를 예시한 단면도이다. 도시된 바에 의하면, 종래의 웨이퍼 연마장치(1)는 상면에 연마패드(11)가 설치되고 일측 방향으로 회전하는 하정반(10)과, 하정반(10)의 상측에 이동가능하게 설치되어 웨이퍼(w)를 하정반(10)의 연마패드(11)에 가압 회전시키는 연마헤드(13)를 포함한다.1A and 1B are sectional views illustrating a conventional sheet polishing apparatus of a wafer. As shown in the drawing, the conventional wafer polishing apparatus 1 is provided with a polishing pad 11 disposed on an upper surface and a lower platen 10 that rotates in one direction, and a wafer that is movable on an upper side of the lower platen 10. and a polishing head 13 for rotating (w) to the polishing pad 11 of the lower plate 10.

그리고 연마헤드(13)의 하면에는 웨이퍼(w)의 접착을 위한 웨이퍼 접착판(15)이 구비되며, 상측에는 연마헤드(13)의 회전동력을 전달하는 회전축(17)이 구비된다.And the lower surface of the polishing head 13 is provided with a wafer adhesive plate 15 for bonding the wafer (w), the upper side is provided with a rotating shaft 17 for transmitting the rotational power of the polishing head (13).

연마장치(1)의 연마헤드(13)의 하면에 웨이퍼(w)가 흡착된 상태에서, 웨이퍼(w)를 연마패드(11)에 가압하여 회전축(17)을 중심으로 회전하고, 하정반(10)은 연마헤드(13)에 대해 반대방향으로 회전하게 된다.In the state where the wafer w is adsorbed on the lower surface of the polishing head 13 of the polishing apparatus 1, the wafer w is pressed against the polishing pad 11 to rotate about the rotating shaft 17, and the lower plate ( 10 rotates in the opposite direction with respect to the polishing head 13.

연마의 전체 공정에 걸쳐서 연마헤드(13)와 하정반(10) 사이에는 연마액이 공급되며, 웨이퍼(w)는 연마헤드(13)와 하정반(10)의 회전에 의한 마찰과 연마액의 미세입자에 의해 연마되어 평탄도가 높은 경면을 가지게 된다. The polishing liquid is supplied between the polishing head 13 and the lower plate 10 over the entire process of polishing, and the wafer w is subjected to friction and polishing liquid caused by the rotation of the polishing head 13 and the lower plate 10. Polished by the fine particles have a mirror surface with high flatness.

그러나, 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 웨이퍼의 낱장 연마장치에는 다음과 같은 문제점이 있어 왔다.However, the conventional wafer polishing apparatus having the above structure has the following problems.

종래의 웨이퍼 연마장치(1)를 사용하는 경우에는 웨이퍼(w)의 평탄도의 제어를 위해 작업자에 의해 정의할 수 있는 것은 연마헤드(13)와 하정반(10)의 회전속도와 연마헤드(13)에서 웨이퍼(w)에 가해지는 평균압력에 불과하였다.In the case of using the conventional wafer polishing apparatus 1, the operator can define the rotational speed and the polishing head of the polishing head 13 and the lower plate 10 to control the flatness of the wafer w. 13 was only an average pressure applied to the wafer w.

최근에는 웨이퍼(w)의 스펙 수준이 높아지고, 웨이퍼(w)의 규격이 커짐에 따라 웨이퍼(w) 전체면에 걸쳐 고도의 평탄도를 유지할 수 있도록 연마공정이 행해져야 한다.In recent years, as the specification level of the wafer w is increased and the specification of the wafer w is increased, a polishing process must be performed to maintain a high flatness over the entire surface of the wafer w.

규격이 큰 웨이퍼(w)의 연마에 있어서는, 평균연마압력을 조절하는 것만으로는 반경방향의 각부에 가해지는 압력과 정반의 회전속도 등에 차이가 있게 되어 연마의 정도가 달라지기 때문에 웨이퍼(w)의 평탄도를 해하는 요인으로 작용하는 문제가 있어 왔다. In the polishing of a wafer w having a large size, only by adjusting the average polishing pressure, there is a difference in the pressure applied to each part in the radial direction and the rotational speed of the surface plate, and thus the degree of polishing is changed. There has been a problem that acts as a factor to deteriorate the flatness of.

본 발명의 목적은, 웨이퍼 연마장치에 있어서 웨이퍼의 전체면에 가해지는 압력을 미세조정하여 웨이퍼의 평탄도를 향상시키는 것이 가능한 웨이퍼 연마장치의 연마헤드를 구현하는 것이다.An object of the present invention is to implement a polishing head of a wafer polishing apparatus capable of improving the flatness of a wafer by finely adjusting the pressure applied to the entire surface of the wafer in the wafer polishing apparatus.

본 발명의 다른 목적은, 웨이퍼 전체면에 가해지는 압력을 각 부분별로 조정할 수 있어 목적하는 두께의 웨이퍼를 제조하는 것이 가능한 웨이퍼 연마장치의 연마헤드를 구현하는 것이다.Another object of the present invention is to implement a polishing head of a wafer polishing apparatus which can adjust the pressure applied to the entire surface of the wafer for each part and thus can produce a wafer having a desired thickness.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 웨이퍼 연마장치의 연마헤드는, 웨이퍼 낱장을 연마하는 연마장치의 연마헤드에 있어서, 상기 연마헤드의 각부에 대해 별도의 압력제어가 가능하도록 압축공기를 공급하는 공압공급포트가 복수개 형성된 헤드본체와; 상기 헤드본체의 하단에 상기 공압공급포트에 대응하는 위치에 설치되어, 각 공압공급포트에 의해 공급되는 압축공기에 의해 웨이퍼 연마를 위한 압력을 가하는 가압수단과; 상기 각 가압수단의 하면에 설치되어 각 복수개의 가압수단 사이의 압력편차를 조절하는 공압보정수단과; 상기 공압보정수단의 하측면에 접촉되게 설치되며, 하면이 웨이퍼에 압력을 가하여 웨이퍼의 연마가 이루어지게 하는 접착판; 그리고 상기 헤드본체, 가압수단, 공압조절수단, 접착판을 결합시켜 지지하는 결합지지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The polishing head of the wafer polishing apparatus according to the present invention for achieving the above object is, in the polishing head of the polishing apparatus for polishing a wafer sheet to supply compressed air so as to enable separate pressure control to each part of the polishing head. A head body having a plurality of pneumatic supply ports; Pressurizing means installed at a lower end of the head main body at a position corresponding to the pneumatic supply port to apply pressure for polishing the wafer by compressed air supplied by each pneumatic supply port; Pneumatic correction means is provided on the lower surface of each pressing means for adjusting the pressure deviation between the plurality of pressing means; An adhesive plate installed to be in contact with the lower side of the pneumatic correction means, the lower surface of which pressurizes the wafer to allow polishing of the wafer; And it characterized in that it comprises a coupling support means for supporting the head body, the pressing means, the pneumatic control means, the bonding plate.

복수개의 가압수단은 헤드의 중심에서 반경방향으로 동심원 모양으로 구비되며, 상기 각 가압수단에는 상기 공압공급포트가 연결되어 압축공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.The plurality of pressing means is provided in a concentric circle shape in the radial direction from the center of the head, wherein each of the pressing means is characterized in that the pneumatic supply port is connected to supply compressed air.

연마헤드 중앙의 가압수단의 상단은 압축공기가 투입될 수 있는 통형의 공기유동홈이 중앙에 형성되고, 하단은 상단에 대해 넓은 원판 형상을 이루고, 상기 주변의 가압수단은 상단 상면에는 압축공기가 투입될 수 있도록 원주를 따라 공기유동홈이 형성되고, 하단은 상단에 대해 넓은 동심 원판 형상을 이루며, 각 가압수단의 상단부가 삽입될 수 있도록 헤드본체의 하단에는 상기 가압수단에 대응되게 요철모양의 동심원이 형성되고, 상기 각 가압수단의 하단은 서로 밀접한 위치에 놓여 있는 것을 특징으로 한다.The upper end of the pressurizing means in the center of the polishing head is formed with a cylindrical air flow groove into which compressed air can be introduced, and the lower end forms a wide disk shape with respect to the upper end. Air flow grooves are formed along the circumference to be inserted, and the lower end forms a wide concentric disc shape with respect to the upper end, and the lower end of the head body has a concave-convex shape corresponding to the pressing means so that the upper end of each pressing means can be inserted. Concentric circles are formed, characterized in that the lower end of each pressing means is placed in close proximity to each other.

각 가압수단의 상단 외측면에는 압축공기가 새는 것을 방지하기 위한 밀폐수단이 구비되어, 상기 헤드본체의 요철부와 상기 가압수단의 상단과의 접촉부를 통하여 압축공기의 유출을 방지하는 것을 특징으로 한다.The upper outer surface of each pressing means is provided with a sealing means for preventing the leakage of compressed air, characterized in that for preventing the outflow of the compressed air through the contact portion between the uneven portion of the head body and the upper end of the pressing means. .

밀폐수단은 고무재질 링인 것을 특징으로 한다.The sealing means is characterized in that the rubber ring.

공압보정수단은 각 가압수단의 하면에 밀착되며 탄성이 있는 재질로 형성된 탄성시트와; 상기 각 탄성시트를 덮도록 상기 각 탄성시트들의 하측에 밀착설치되어 각 부분간의 압력편차를 보정하는 공압풍선을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Pneumatic correction means and the elastic sheet is in close contact with the lower surface of each pressing means formed of an elastic material; It is characterized in that it comprises a pneumatic balloon is installed in close contact with the lower side of each elastic sheet to cover each elastic sheet to correct the pressure deviation between each part.

각 홈의 하측으로는 공기유동홀이 형성되어 상기 공압풍선에 압축공기의 공급을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.An air flow hole is formed below each groove to enable the supply of compressed air to the pneumatic balloon.

공압풍선과 상기 접착판의 사이에는 압력제어가 가능한 별도의 공압공급포트가 설치되어 압축공기를 공급하여 연마헤드의 내부공간으로 이물질의 유입을 방지 하는 것을 특징으로 한다.Between the pneumatic balloon and the adhesive plate is provided with a separate pneumatic supply port capable of pressure control to supply compressed air to prevent the inflow of foreign matter into the interior space of the polishing head.

탄성시트는 폴리우레탄 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.The elastic sheet is characterized in that it is formed of a polyurethane material.

결합지지수단은 상기 접착판의 설치가 가능하도록 내주면에 단차가 형성된 원형프레임인 것을 특징으로 한다.The coupling support means is characterized in that the circular frame is formed with a step on the inner peripheral surface to enable the installation of the adhesive plate.

접착판은 상기 원형프레임의 단차부에 걸쳐질 수 있도록 가장자리에 단차진 플랜지가 형성된 것을 특징으로 한다.Adhesive plate is characterized in that the stepped flange is formed on the edge so as to span the stepped portion of the circular frame.

원통형프레임의 하측면에는 웨이퍼가 접착판에 밀착되어 연마를 수행하는 과정에서 상기 연마헤드로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지링이 부착되는 것을 특징으로 한다.On the lower side of the cylindrical frame is characterized in that the separation prevention ring is attached to prevent the wafer from being adhered to the adhesive plate to be separated from the polishing head in the process of polishing.

이탈방지링의 하면은 상기 접착판의 하면보다 웨이퍼 두께의 절반에 해당하는 두께 만큼 하방에 위치하는 것을 특징으로 한다.The lower surface of the release preventing ring is positioned below the thickness corresponding to half of the wafer thickness than the lower surface of the adhesive plate.

본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 웨이퍼 연마과정에서 웨이퍼의 각부에 가해지는 압력을 부분별로 제어할 수 있게 된다.According to the present invention, the pressure applied to each part of the wafer during the wafer polishing process can be controlled for each part.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 웨이퍼 연마장치의 연마헤드의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a configuration of a preferred embodiment of a polishing head of a wafer polishing apparatus according to the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 실시예의 웨이퍼 연마장치의 연마헤드 구성을 예시한 분해사시도이고, 도 3은 본 실시예의 연마헤드의 예시 측단면도이고, 도 4는 그 정단면도이다. 그리고, 도 5와 도 6은 각각 본 실시예의 연마헤드의 부분단면도이다.Fig. 2 is an exploded perspective view illustrating the polishing head configuration of the wafer polishing apparatus of this embodiment, Fig. 3 is an exemplary side cross-sectional view of the polishing head of this embodiment, and Fig. 4 is a front sectional view thereof. 5 and 6 are partial cross-sectional views of the polishing head of this embodiment, respectively.

도시된 바에 의하면, 본 실시예의 연마장치는 웨이퍼 낱장을 연마하는 연마장치이며, 그 연마헤드(20)에는 웨이퍼(W)에 가해지는 압력을 각 부분별로 조절하는 것이 가능하도록 하는 구성이 구비되어 있다.As shown, the polishing apparatus of this embodiment is a polishing apparatus for polishing a wafer sheet, and the polishing head 20 is provided with a configuration that allows the pressure applied to the wafer W to be adjusted for each part. .

본 실시예의 연마헤드(20)는, 연마헤드(20)를 복수개의 부분으로 분할하여 각 부분에 압력 조절이 별도로 이루어지도록 하고 있는데, 본 실시예의 연마헤드(20)는 전체적으로 두꺼운 원판형상을 이루며, 상반부의 헤드본체(21)와, 그에 연설되어 웨이퍼(W)를 가압하는 가압수단을 포함하는데, 연마헤드(20)의 하측면에는 웨이퍼(W)가 접착되는 접착판(23)이 구비된다.In the polishing head 20 of the present embodiment, the polishing head 20 is divided into a plurality of parts so that pressure adjustment is separately performed on each part. The polishing head 20 of the present embodiment has a thick disc shape as a whole. The head body 21 of the upper half, and pressurizing means that is addressed thereto and pressurizes the wafer W, the lower side of the polishing head 20 is provided with an adhesive plate 23 to which the wafer W is bonded.

본 실시예의 연마헤드(20)는 각 부위별 압력조절이 가능해야 하므로, 가압수단으로 복수개의 가압블록(25,27,29)을 구비하며, 헤드본체(21)에는 상기 각 가압블록(25,27,29)에 압축공기를 공급하기 위한 공압공급수단으로 공압공급포트(31,33,35)가 내설된다.Since the polishing head 20 of the present embodiment should be capable of adjusting pressure for each part, the polishing head 20 includes a plurality of pressing blocks 25, 27, and 29 as pressing means, and the head body 21 has each pressing block 25, Pneumatic supply ports 31, 33 and 35 are installed as pneumatic supply means for supplying compressed air to the 27 and 29.

본 실시예의 공압공급포트(31,33,35)는 가압력의 측정과 제어가 각 가압블록(25,27,29)에 대해 별도로 이루어질 수 있도록 별도의 압력제어수단을 구비한다.The pneumatic supply ports 31, 33 and 35 of this embodiment are provided with separate pressure control means so that the measurement and control of the pressing force can be made separately for each of the pressure blocks 25, 27 and 29.

본 실시예의 가압수단은 연마헤드(20)의 중심에서 반경방향으로 동심원을 이루는 3개의 가압블록(25,27,29)으로 이루어진다. The pressing means of this embodiment consists of three pressing blocks 25, 27, 29 which are concentric in the radial direction at the center of the polishing head 20.

연마헤드(20) 중심에 위치한 제 1 가압블록(25)은 상측에는 공압공급포트(31)로부터 압축공기를 수용할 수 있도록 통형의 홈(25a)이 형성되어 있어 실린더 형상을 이루고, 하단부의 가압판(25b)은 넓은 면적을 평평하게 가압할 수 있도록 상단부에 비하여 면적이 넓은 원판형상을 이룬다. The first press block 25 located at the center of the polishing head 20 has a cylindrical groove 25a formed thereon to receive compressed air from the pneumatic supply port 31 to form a cylinder shape, and a press plate at the lower end thereof. 25b forms a wide disk shape compared to the upper end to press the large area flat.

제 1 가압블록(25)을 방사방향 외측에서 둘러싸는 동심원 형상의 제 2 가압블록(27)과, 제 2 가압블록(27)을 둘러싸는 제 3 가압블록(29)의 상단부 상면에는 공압공급포트(27,29)로부터 압축공기를 수용할 수 있도록 각 가압블록의 원주방향을 따라 공기유동홈(27a, 29a)이 형성되어 공기유로를 형성한다.A pneumatic supply port is provided on the upper surface of the upper end of the second press block 27 having a concentric shape surrounding the first press block 25 from the radial direction and the third press block 29 surrounding the second press block 27. Air flow grooves 27a and 29a are formed along the circumferential direction of each pressurizing block so as to receive compressed air from 27 and 29 to form an air flow path.

또한, 제 2, 제 3 가압블록(27,29)의 상단부는 실린더 형상의 단면을 이루고, 하단부의 가압판(27b,29b)은 폭이 넓은 공심 원판형상을 이룬다. In addition, the upper end portions of the second and third pressing blocks 27 and 29 form a cylindrical cross section, and the pressing plates 27b and 29b at the lower portions form a wide concentric disc shape.

본 실시예에서는 복수개의 가압블록의 가압판(25b,27b,29b)은 서로 밀접한 위치에 놓여져 있어 각 가압블록(25,27,29) 사이에 빈틈이 생겨 웨이퍼(W)에 가해지는 압력편차가 생기는 것을 방지하고 있다.In this embodiment, the pressure plates 25b, 27b, and 29b of the plurality of pressure blocks are placed in close proximity to each other, so that gaps are formed between the pressure blocks 25, 27, and 29, resulting in a pressure deviation applied to the wafer W. It is preventing.

그리고, 헤드본체(21)의 하단부에는 제 1, 제 2, 제 3 가압블록(25,27,29)의 상단부가 삽입될 수 있도록 동심원상의 요철이 형성되어 있다. In addition, concentric irregularities are formed at the lower end of the head body 21 so that upper ends of the first, second, and third pressing blocks 25, 27, and 29 may be inserted.

헤드본체(21)와 가압블록(25,27,29)의 접촉부를 통하여 압축공기가 새는 것을 방지하기 위하여, 제 1, 제 2, 제 3가압블록(25,27,29) 상단부 양측면과 헤드본체(21)의 사이에는 공압공급포트(31,33,35)로부터 투입되는 압축공기가 새나가는 것을 막기 위한 밀폐수단(37)이 구비된다. In order to prevent the compressed air from leaking through the contact portions of the head body 21 and the pressure blocks 25, 27 and 29, both sides of the upper ends of the first, second and third pressure blocks 25, 27 and 29 and the head body Between the 21 is provided with a sealing means 37 to prevent leakage of compressed air introduced from the pneumatic supply ports (31, 33, 35).

본 실시예는 밀폐수단(37)으로 오링이나 쿼드링과 같은 고무재질의 링형상 씰링이 가압블록(25,27,29) 상단부와 헤드본체(21)가 접촉하는 원주면을 따라 밀착되게 설치되어 있다.In this embodiment, the sealing means (37) is provided in close contact with the circumferential surface of the rubber ring-like sealing, such as O-ring or quad-ring contact the upper end of the pressure block (25, 27, 29) and the head body 21 have.

한편, 각 가압판(25b,27b,29b)의 하측면에는 가압블록(25,27,29)에 가해지는 압력편차를 줄일 수 있도록 하는 공압보정수단이 구비되는데, 본 실시예의 공압보정수단은 가압블록의 하측면에 부착되는 탄성시트(40)와, 탄성시트(40)의 하측면에 밀착 설치되는 공압풍선(41)을 포함한다.On the other hand, the lower side of each pressure plate (25b, 27b, 29b) is provided with a pneumatic correction means for reducing the pressure deviation applied to the pressure block (25, 27, 29), the pneumatic correction means of the present embodiment It includes an elastic sheet 40 attached to the lower side of the pneumatic balloon 41, which is installed in close contact with the lower side of the elastic sheet 40.

본 실시예의 공압풍선(40)은 압축공기에 의해 부풀려져서 하단의 접착판(23)을 가압하며 가압블록(25,27,29)의 경계에서의 압력차를 선형적인 것이 되도록 보정시킨다. 이를 위해 가압블록(25,27,29)의 공기유동홈(25a,27a,29a)에서 하방으로는 상기 공압풍선(41)에 연통되는 공기 유동홀(43)이 형성되어 가압블록(25,27,29)을 가압하는 일부의 공기가 공압풍선(41)을 부풀리는데 사용될 수 있는 구조를 이룬다.The pneumatic balloon 40 of the present embodiment is inflated by the compressed air to press the adhesive plate 23 at the bottom and to correct the pressure difference at the boundary of the pressure blocks 25, 27, 29 to be linear. To this end, an air flow hole 43 communicating with the pneumatic balloon 41 is formed downward from the air flow grooves 25a, 27a, 29a of the pressure blocks 25, 27, 29, and the pressure blocks 25, 27. A part of the air to pressurize 29, forms a structure that can be used to inflate the pneumatic balloon 41.

본 실시예의 탄성시트(41)은 공압풍선의 하측면에 밀착설치되며, 가압블록(25,27,29)에서 가해지는 압력을 지탱할 수 있도록 일정 강도가 유지되는 물질이어야 하며, 각 블록 사이의 압력차를 보정할 수 있도록 탄성력이 있는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시예의 탄성시트(41)는 탄성이 있는 물질인 수지재질로 이루어진다. The elastic sheet 41 of the present embodiment is installed in close contact with the lower side of the pneumatic balloon, and should be a material that maintains a certain strength to support the pressure applied from the pressure blocks 25, 27, 29, and the pressure between the blocks It is preferable that the material is made of an elastic material to correct the difference. Therefore, the elastic sheet 41 of the present embodiment is made of a resin material which is an elastic material.

또한 실시예에 따라 탄성시트(41)의 하측에는 상기 각 탄성시트 모드를 커버하는 추가시트(57)를 더 구비하여 각 가압수단에서 가해지는 압력편차를 경계에서 더 감소시켜 선형적인 것이 될 수 있도록 하는 경우도 있다.In addition, according to the embodiment, the lower side of the elastic sheet 41 is further provided with an additional sheet 57 covering each elastic sheet mode to further reduce the pressure deviation applied by each pressing means at the boundary to be linear In some cases.

상기 연마헤드(20)의 하측면에 설치되어 웨이퍼(W)와 접착되는 평판인 접착판(23)은 고도의 평탄도를 유지하면서 원하는 선형변형을 할 수 있는 일정 두께의 금속원판으로 형성된다. The adhesive plate 23, which is a flat plate installed on the lower side of the polishing head 20 and adhered to the wafer W, is formed of a metal disc having a predetermined thickness to maintain desired high degree of flatness.

본 실시예에서는, 상기 가압수단, 공압보정수단, 접착판(23)을 헤드본체(21)에 결합시켜 지지되도록 하는 결합지지수단이 구비된다. 본 실시예의 결합지지수단은 가압수단과 공압보정수단을 외측에서 지지하며, 접착판(23)이 걸쳐질 수 있도록 내주면에 단차부(51)가 형성된 원통형 프레임(50)인 것을 특징으로 하고 있다.In the present embodiment, the pressing means, the pneumatic correction means, the bonding support means is provided to be coupled to the head body 21 is supported. Coupling support means of the present embodiment is characterized in that the cylindrical frame 50 is formed on the inner circumferential surface 51 to support the pressing means and the pneumatic correction means from the outside, so that the adhesive plate 23 can span.

그리고, 본 실시예의 접착판(23)은 원통형프레임(50)의 단차부(51)에 걸쳐질 수 있도록 테두리 부분에 단차진 플랜지(23a)가 형성되어 있다. 접착판(23)이 원통형프레임(50)에 걸쳐지게 놓이면, 접착판(23)의 하면과 원통형프레임(50)의 하면은 동일 평면상에 놓여지게 된다.In addition, the adhesive plate 23 of the present embodiment has a stepped flange 23a formed at an edge portion thereof so as to span the stepped portion 51 of the cylindrical frame 50. When the adhesive plate 23 is placed to span the cylindrical frame 50, the lower surface of the adhesive plate 23 and the lower surface of the cylindrical frame 50 are placed on the same plane.

그리고, 본 실시예의 원통형프레임(50)의 하단에는 연마공정의 진행중에 접착판(23)에 접착된 웨이퍼(W)가 연마헤드(20)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 수단으로 이탈방지링(53)이 구비된다. In addition, the lower end of the cylindrical frame 50 of the present embodiment as a means for preventing the wafer W adhered to the adhesive plate 23 from being removed from the polishing head 20 during the polishing process 53. ) Is provided.

이탈방지링(53)은 웨이퍼(W)의 두께의 절반정도가 걸쳐질 수 있도록 제작되는 것이 바람직하며, 본 실시예의 이탈방지링(53)의 하면은 웨이퍼(W) 두께의 절반에 해당하는 두께만큼 접착판(23)의 하면보다 하측으로 더 내려와 있다.The separation prevention ring 53 is preferably manufactured to cover about half of the thickness of the wafer W, and the bottom surface of the separation prevention ring 53 of the present embodiment has a thickness corresponding to half the thickness of the wafer W. As much as the lower side of the adhesive plate 23 is lowered.

또한, 본 실시예에서는 접착판(23)의 테두리 부분을 통하여 연마액이나 오염물질이 침투하는 것을 방지하기 위하여 압축공기를 직접 접착판(23)에 공급하여 공기압력에 의한 정화(air purge)가 가능한 구조를 이루고 있다. 이를 위해 본 실시예의 헤드본체(21)에는 접착판(23)에 직접 압축공기가 도달할 수 있도록 하는 별도의 공압공급포트(55)가 형성되어 있다. In addition, in this embodiment, in order to prevent penetration of the polishing liquid or contaminants through the edge of the adhesive plate 23, compressed air is directly supplied to the adhesive plate 23 to purify by air pressure. Possible structure. To this end, the head body 21 of the present embodiment is formed with a separate pneumatic supply port 55 to allow the compressed air to reach the adhesive plate 23 directly.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 실시예의 웨이퍼 연마장치의 연마헤드의 작용을 설명한다.The following describes the operation of the polishing head of the wafer polishing apparatus of the embodiment according to the present invention having the configuration as described above.

상기와 같은 구성의 연마헤드(20)를 구비한 연마장치를 이용하여 웨이퍼를 연마하는 경우에는, 웨이퍼(W)를 접착판(23)에 밀착시킨 상태에서 연마헤드(20)는 하정반의 연마패드에 웨이퍼(W)를 가압 회전시켜 경면이 연마되도록 한다.When the wafer is polished using the polishing apparatus having the polishing head 20 having the above-described configuration, the polishing head 20 is a polishing pad of the lower plate in a state in which the wafer W is brought into close contact with the adhesive plate 23. The wafer W is pressed and rotated so that the mirror surface is polished.

이 경우에, 연마공정이 시작되게 되면, 각 공압 공급포트에서는 별도의 제어수단을 통하여 서로 다른 상태의 압축공기를 가압수단인 각 가압블록(25,27,29)들에 공급하고, 가압블록(25,27,29)들은 공급되는 압축공기의 압력에 의해 접착판(23)을 압박하여 웨이퍼(W)를 가압하게 된다.In this case, when the polishing process is started, each pneumatic supply port supplies compressed air in different states to the respective pressure blocks 25, 27 and 29, which are pressurizing means, through separate control means, and pressurized block ( 25, 27 and 29 press the adhesive plate 23 by the pressure of the compressed air supplied to press the wafer (W).

또한 공기유동홀을 통하여 공압풍선들은 부풀려져서 하측의 접착판을 가압하게 된다. 각 공압풍선 사이에 공압차가 있는 겨우에도 공압풍선(40)의 하측면에 구비된 탄성시트(41)가 단차를 보정하며, 각 탄성시트(41)는 가압블록(25,27,29) 및 공압풍선 경계에서의 압력단차를 보정하여 이를 선형적인 것이 되도록 제어한다.In addition, the pneumatic balloons are inflated through the air flow holes to press the lower adhesive plate. Even in the case where there is a pneumatic difference between each pneumatic balloon, the elastic sheet 41 provided on the lower side of the pneumatic balloon 40 corrects the step, and each elastic sheet 41 is a pressure block (25, 27, 29) and pneumatic The pressure step at the balloon boundary is corrected and controlled to be linear.

또한 탄성시트(41) 하단에 추가로 설치되는 박막은 각 경계에서의 압력차를 더욱 선형적인 것이 되도록 보정한다. In addition, the thin film additionally installed at the bottom of the elastic sheet 41 corrects the pressure difference at each boundary to be more linear.

연마의 전과정에 걸쳐서 각 가압수단의 가압력이 별도로 제어되므로 사용자의 의도에 따라 웨이퍼(W)의 각 부분에 대해 연마정도가 달리되도록 하거나 연마과정에서 고도의 평탄도를 가지는 웨이퍼(W)의 제작이 가능하게 된다.Since the pressing force of each pressing means is controlled separately throughout the entire process of polishing, it is possible to change the degree of polishing for each part of the wafer W according to the user's intention or to manufacture the wafer W having a high flatness during the polishing process. It becomes possible.

그리고, 공압공급포트(55)를 통하여 압축공기가 직접 접착판(23)에 공급되기 때문에 압축공기의 분사압력에 의해 연마액이 접착판(23)의 테두리를 통하여 연마헤드(20) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다. Then, since compressed air is directly supplied to the adhesive plate 23 through the pneumatic supply port 55, the polishing liquid flows into the polishing head 20 through the edge of the adhesive plate 23 by the injection pressure of the compressed air. Can be prevented.

본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 정해지며, 특허청구범위에 기재된 사항과 동일성 범위에서 당업자가 행한 다양한 변형과 개작을 포함함은 자명하다.The scope of the present invention is not limited to the above embodiments, but is determined by the matters described in the claims, and it is obvious that the present invention includes various modifications and adaptations made by those skilled in the art in the same range as the matters described in the claims.

본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 웨이퍼 연마과정에서 웨이퍼의 각부에 가해지는 압력을 별도로 조절할 수 있기 때문에 웨이퍼의 연마압력의 미세조절이 가능하게 된다.The present invention enables fine adjustment of the polishing pressure of the wafer because the pressure applied to each part of the wafer in the wafer polishing process can be separately controlled by the above configuration.

이에 의해 연마과정에서 평탄도가 우수한 웨이퍼의 제조가 가능하게 될 뿐 아니라, 사용자의 용도에 부응하는 다양한 형태의 표면을 가지는 웨이퍼의 생산이 가능하게 되어, 웨이퍼의 용도에 따라 연마과정에서 표면을 다른 방법에 의해 연마되도록 하는 것이 가능해진다.This not only enables the manufacture of wafers with excellent flatness during polishing, but also enables the production of wafers with various types of surfaces to meet the user's use. It is possible to be polished by the method.

도 1a, 도 1b은 종래의 웨이퍼 낱장 연마장치를 예시한 단면도.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a conventional wafer sheet polishing apparatus.

도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼 연마장치의 연마헤드의 바람직한 실시예의 구성을 예시한 분해사시도.2 is an exploded perspective view illustrating the configuration of a preferred embodiment of a polishing head of a wafer polishing apparatus according to the present invention;

도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 연마장치의 연마헤드의 예시 측단면도.3 is an exemplary side cross-sectional view of a polishing head of the wafer polishing apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼 연마장치의 연마헤드의 예시 정단면도.4 is an exemplary front sectional view of a polishing head of the wafer polishing apparatus according to the present invention.

도 5와 도 6은 본 발명에 의한 연마헤드의 예시 부분 단면도.5 and 6 are exemplary partial sectional views of the polishing head according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10............하정반 20.............연마헤드10 ............ top plate 20 ............. grinding head

21............헤드본체 23.............접착판21 ............ Head body 23 ............. Adhesive plate

25,27,29......가압블록 25a,27a,29a....공기유동홈25,27,29 ...... Pressure block 25a, 27a, 29a .... Air flow groove

31,33,35,55...공압공급포트 37.............밀폐수단31,33,35,55 ... Pneumatic supply port 37 ............

40............공압풍선 41.............탄성시트 40 ............ Pneumatic balloon 41 ............. Elastic sheet

43............공기유동홀 50.............원통형프레임 43 ............ Air flow hole 50 ............. Cylindrical frame

53............이탈방지링53 ............ Release prevention ring

Claims (10)

웨이퍼 낱장을 연마하는 연마장치의 연마헤드에 있어서,In the polishing head of the polishing apparatus for polishing a wafer sheet, 상기 연마헤드의 각부에 대해 별도의 압력제어가 가능하도록 압축공기를 공급하는 공압공급포트가 복수개 형성된 헤드본체와; A head body having a plurality of pneumatic supply ports for supplying compressed air to enable separate pressure control of each part of the polishing head; 상기 헤드본체의 하단에 상기 공압공급포트에 대응하는 위치에 설치되어, 각 공압공급포트에 의해 공급되는 압축공기에 의해 웨이퍼에 연마를 위한 압력을 가하는 가압수단과;Pressurizing means installed at a lower end of the head main body at a position corresponding to the pneumatic supply port to apply pressure for polishing to the wafer by compressed air supplied by each pneumatic supply port; 상기 각 가압수단의 하면에 설치되어 각 복수개의 가압수단 사이의 압력편차를 조절하는 공압보정수단과;Pneumatic correction means is provided on the lower surface of each pressing means for adjusting the pressure deviation between the plurality of pressing means; 상기 공압보정수단의 하측면에 접촉되게 설치되며, 그 하면이 웨이퍼에 직접 접촉 가압하여 웨이퍼의 연마가 이루어지게 하는 접착판; 그리고An adhesive plate installed to be in contact with the lower surface of the pneumatic correction means, the lower surface of which is in direct contact and pressurization with the wafer to polish the wafer; And 상기 헤드본체, 가압수단, 공압보정수단, 접착판을 결합시켜 지지하는 결합지지수단을 포함하여 구성되는 웨이퍼의 연마헤드.And a head support, a pressurizing means, a pneumatic correction means, and a joining support means for holding and bonding the adhesive plate. 청구항 1에 있어서, 상기 가압수단은 상기 연마헤드의 중심에서 반경방향으로 동심원 모양으로 배치되며, The method according to claim 1, wherein the pressing means is arranged in a concentric circle shape in the radial direction from the center of the polishing head, 상기 각 가압수단에는 상기 공압공급포트가 연결되어 압축공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마헤드.And each pneumatic supply port is connected to each of the pressing means to supply compressed air. 청구항 2에 있어서, 상기 헤드 중앙의 가압수단의 상단은 압축공기가 투입될 수 있는 통형의 홈이 중앙에 형성되고, 하단은 상단에 대해 넓은 원형의 판상을 이루고,The method of claim 2, wherein the upper end of the pressing means in the center of the head is formed in the center of the cylindrical groove into which compressed air can be injected, the lower end forms a wide circular plate shape with respect to the upper end, 상기 주변의 가압수단 상단부 상면에는 압축공기가 투입될 수 있도록 원주를 따라 공기유동홈이 형성되고, 하단은 상단에 대해 넓은 원판 형상을 이루며, The upper surface of the upper end of the pressure means is formed with an air flow groove is formed along the circumference so that compressed air can be injected, the lower end forms a wide disk shape for the upper end, 상기 헤드본체에는 각 가압수단의 상단부가 삽입되는 동심형의 요철이 형성되고, 상기 각 가압수단의 하단은 서로 밀접된 위치에 놓여 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마헤드. The head body is formed with a concentric concave-convex in which an upper end of each pressing means is inserted, and a lower end of each pressing means is placed in close proximity to each other. 청구항 3에 있어서, 상기 각 가압수단 상단의 외측면에는 압축공기가 새는 것을 방지하기 위한 밀폐수단이 구비되어, 상기 헤드본체의 요철부와 상기 가압수단의 상단과의 접촉부를 통하여 압축공기의 유출을 방지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마헤드.The method of claim 3, wherein the outer surface of the upper end of each pressurizing means is provided with a sealing means for preventing the leakage of compressed air, the outflow of the compressed air through the contact portion between the uneven portion of the head body and the upper end of the pressurizing means A polishing head of a wafer, characterized in that for preventing. 청구항 4에 있어서, 상기 밀폐수단은 고무패킹인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마헤드.The polishing head of claim 4, wherein the sealing means is rubber packing. 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 공압보정수단은 각 가압수단의 하면에 밀착설치되어 각 부분간의 압력편차를 보정하는 공압풍선과;The pneumatic balloon according to any one of claims 1 to 5, wherein the pneumatic correction means includes a pneumatic balloon which is installed in close contact with a lower surface of each pressurizing means and corrects a pressure deviation between the parts; 상기 각 탄성시트의 하측에 밀착되며 탄성이 있는 재질로 형성된 탄성시트을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마헤드.The polishing head of the wafer, characterized in that it comprises an elastic sheet in close contact with each elastic sheet formed of an elastic material. 청구항 6에 있어서, 상기 각 가압수단의 상단에 형성되는 공기유동홈의 하측으로는 공기유동홀이 형성되어, 상기 공압풍선에 압축공기의 공급을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마헤드.7. The polishing head of claim 6, wherein an air flow hole is formed below an air flow groove formed at an upper end of each pressurizing means to supply compressed air to the pneumatic balloon. 청구항 6에 있어서, 상기 공압풍선과 상기 접착판의 사이에는 압력제어가 가능한 별도의 공압공급포트가 설치되어 압축공기를 공급하여 연마헤드의 내부공간으로 이물질의 유입을 방지 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마헤드.The wafer polishing method according to claim 6, wherein a separate pneumatic supply port is provided between the pneumatic balloon and the adhesive plate to control pressure, thereby supplying compressed air to prevent foreign substances from entering the inner space of the polishing head. head. 청구항 1에 있어서, 상기 결합지지수단은 상기 접착판의 설치가 가능하도록 내주면에 단차가 형성된 원통형 프레임인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마헤드.The wafer polishing head according to claim 1, wherein the coupling support means is a cylindrical frame having a step formed on an inner circumferential surface thereof to allow the adhesive plate to be installed. 청구항 9에 있어서, 상기 접착판은 상기 원형프레임의 단차부에 걸쳐질 수 있도록 가장자리에 단차진 플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연마헤드. The wafer polishing head according to claim 9, wherein the adhesive plate has a stepped flange formed at an edge thereof so as to span the stepped portion of the circular frame.
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