KR20050058853A - 웨이퍼 표면연삭장치와 웨이퍼 표면 연삭장치의 포러스척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 표면연삭장치와 포러스 척에 대한 것이다. 본 발명의 표면연삭장치의 포러스척은, 웨이퍼 표면연삭과정에서 웨이퍼를 고정시키는 포러스척으로, 상기 웨이퍼의 외곽부분이 지지되는 배리어와; 상기 배리어와 내측에 밀착되게 동심원상으로 설치되며, 웨이퍼의 진공흡착을 위한 다수개의 홀이 형성된 포러스를 포함하며, 상기 포러스의 반경은 상기 웨이퍼의 반경보다 최대한이 3mm가 작은 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 표면연삭장치와 웨이퍼 표면 연삭장치의 포러스척{a wafer surface grinder and a porous chuck for wafer surface grinder}

본 발명은 웨이퍼 표면연삭장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 표면 연삭 가공시 웨이퍼를 고정시키는 포러스 척의 포러스 부분 사이즈를 웨이퍼의 크기와 거의 같도록 하여, 연삭과정에서 웨이퍼의 평탄도를 향상시키는 웨이퍼 표면연삭장치 및 웨이퍼 표면연삭장치의 포러스척에 대한 것이다.

도 1은 종래의 웨이퍼 표면연삭장치를 예시한 단면도이고, 도 2는 표면연삭 장치의 포러스 척을 예시한 평면도 및 단면도이다. 그리고 도 3a는 포러스 척 드레싱과정을 보여주는 단면도이고, 도 3b는 드레싱에 의해 마모된 포러스 척을 이용한 웨이퍼의 가공상태를 예시한 단면도이다.

도시된 바에 의하면, 종래의 웨이퍼 표면연삭장치(10)는, 연삭대상 웨이퍼(w)가 고정되는 포러스 척(20)과, 포러스 척(20)에 놓여진 웨이퍼(w)를 연삭하는 연삭휠(30)을 포함한다.

종래의 포러스 척(20)은 웨이퍼의 진공흡착이 가능하도록 다공이 형성된 원통모양의 포러스(21)를 배리어(23)가 외측에서 동심원 모양으로 감싸는 구조이다. 포러스 척(20)의 하면에는 웨이퍼(W)의 진공흡착을 위한 진공흡입장치(25)가 구비된다.

연삭휠(30)은 납작한 원통형상의 휠본체(31)와 휠본체(31)의 하면 가장자리를 따라 원형으로 설치된 다수개의 다이아몬드 투스(tooth)(33)를 포함한다. 그리고, 연삭휠(30)의 중앙부에는 연삭과정에서 발생하는 오염물질을 제거하고 연삭휠(30)의 냉각을 위한 세정액 분사구(35)가 구비된다.

포러스 척(20)의 상면에 웨이퍼(w)가 놓여지고, 웨이퍼(w)가 진공흡입장치(25)의 흡입력에 의해 고정되면, 연삭휠(30)이 고속회전하면서 웨이퍼(w)의 표면을 방사방향으로 연삭하게 된다. 연삭휠(30)은 고속회전과 함께 자전하는 웨이퍼(w) 중심을 기준으로 웨이퍼 전체표면에 걸쳐 연삭을 수행한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W) 1장에 대한 표면연삭이 종료되면, 웨이퍼(W)를 이동시키고 포러스 척(20)에 잔존하는 실리콘 절삭분과 휠의 마모분을 제거하기 위한 드레싱과정이 수행된다. 드레싱은 드레싱 스톤(37)으로 포러스 척(20)의 표면에 오염물을 쓸어내리는 것에 의해 행해진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 웨이퍼 표면 연삭장치에는 다음과 같은 문제점이 있어 왔다.

드레싱 스톤(37)과 포러스는 각각 동일 강도의 세라믹으로 형성되고, 포러스(21)는 배리어보다 강도가 높은 세라믹으로 형성되는데, 웨이퍼(W) 1장 연삭시마다 포러스 척(20)에 대한 드레싱이 반복적으로 계속되면서 드레싱스톤(37)에 의해 배리어(23)의 마모의 정도가 포러스(21)보다 커지게 된다.

따라서 도 3b에 도시된 바와 같이, 포러스(21)와 배리어(23) 사이에는 단차(d)가 발생하게 되고, 이 단차(d)의 발생으로 인해 배리어 부분에 놓여지는 웨이퍼 가장자리 부분은 다른 부분에 비해서 상대적으로 두께가 두꺼워지고 웨이퍼평탄도를 악화시킨다.

본 발명의 목적은, 웨이퍼 표면 연삭장치의 포러스 척의 형상을 변형하여 연삭된 웨이퍼의 표면의 평탄도를 향상시키는 것이 가능한 웨이퍼 연삭장치와 웨이퍼 연삭장치의 포러스 척을 구현하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 웨이퍼 표면 연삭장치의 포러스 척은, 웨이퍼 표면연삭과정에서 웨이퍼를 고정시키는 포러스척으로, 상기 웨이퍼의 외곽부분이 지지되는 배리어와; 상기 배리어와 내측에 밀착되게 동심원상으로 설치되며, 웨이퍼의 진공흡착을 위한 다수개의 홀이 형성된 포러스를 포함하며, 상기 포러스의 반경은 상기 웨이퍼의 반경보다 최대한이 3mm가 작은 것을 특징으로 한다.

상기 포러스의 반경은 상기 포러스에 상면에 놓여지는 웨이퍼의 반경보다 3 내지 0.5mm 작은 것을 특징으로 한다.

상기 포러스는 다공질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예의 웨이퍼 표면 연삭장치는, 웨이퍼의 외곽부분이 지지되는 배리어와, 상기 배리어와 내측에 밀착되게 동심원상으로 설치되며, 웨이퍼의 진공흡착을 위한 다수개의 홀이 형성되고, 반경이 상기 웨이퍼의 반경보다 최대한이 3mm가 작은 포러스를 포함하는 포러스 척과; 상기 포러스 척 상면에 놓여진 웨이퍼의 표면을 연삭하는 연삭휠과; 상기 웨이퍼에 대한 연삭이 종료된 후, 상기 포러스 척의 상면을 드레싱하는 드레싱스톤을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 포러스 척에 있어서, 상기 포러스의 반경은 상기 포러스에 상면에 놓여지는 웨이퍼의 반경보다 3 내지 0.5mm 작은 것을 특징으로 한다.

상기 드레싱 스톤과 상기 포러스는 동일 강도를 갖는 물질의 세라믹으로 형성되며, 상기 배리어는 포러스 보다 강도가 낮은 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 포러스는 AL203(mesh #100) 재질을 사용하며, 상기 배리어는 AL203(mesh #800)을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 웨이퍼 표면 연삭과정 중에 웨이퍼를 고정시키는 포러스 척의 드레싱과정에서 배리어가 포러스에 비해 과도 마모됨으로 인한 웨이퍼 표면의 형상변형을 웨이퍼의 최외곽부분에 한정되게 하여, 웨이퍼 평탄도가 악화되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 웨이퍼 표면 연삭장치와 웨이퍼 표면연삭장치의 포러스 척의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 실시예의 웨이퍼 연삭장치의 포러스척을 예시한 평면도이고, 도 5는 본 실시예의 웨이퍼 표면연삭장치에 의해 웨이퍼가 표면연삭된 상태를 예시한 단면도이다.

도시된 본 실시예의 웨이퍼의 표면 연삭장치(10)는, 연삭대상 웨이퍼가 고정되는 포러스 척(40)과, 포러스 척(40)에 놓여진 웨이퍼(W)를 연삭하는 연삭휠(30)과, 연삭이 종료된 후 상기 포러스 척(40)의 상면을 드레싱하는 드레싱스톤(37)을 포함하여 포함한다.

본 실시예의 포러스 척(40)은 웨이퍼의 진공흡착이 가능하도록 다공이 형성된 원통모양의 포러스(41)를 배리어(43)가 외측에서 동심원 모양으로 감싸는 구조이다. 그리고, 포러스 척(40)의 하면에는 진공흡입장치(45)가 구비된다.

연삭휠(30)은 납작한 원통형상의 휠본체(31)와 휠본체(31)의 하면 가장자리를 따라 원형으로 설치된 다수개의 다이아몬드 투스(tooth)(33)를 포함한다. 그리고, 연삭휠(31)의 중앙부에는 연삭과정에서 발생하는 오염물질을 제거하고 연삭휠(31)의 냉각을 위한 세정액 분사구(35)가 구비된다.

그런데, 본 실시예의 포러스 척(40)은 전체적으로 원통형상을 이루는데, 내측 포러스(41)의 반경이 연삭 대상 웨이퍼(w)의 반경보다 최대한 3mm가 작은 구조이다. 이는 포러스 척(41)에 대한 반복되는 드레싱에 의해 포러스(41)와 배리어(43) 사이에 단차가 생겨, 연삭되는 웨이퍼 가장자리가 상대적으로 두꺼워지게 되는 현상을 방지하기 위한 것이다.

즉, 웨이퍼(w)의 반경과 포러스(41)의 반경의 차가 작기 때문에, 포러스(41)와 배리어(43) 사이에 단차가 발생해도 배리어(43) 부분에 놓이게 되는 웨이퍼 부분 면적이 그만큼 작아지고, 웨이퍼에서 두께의 편차가 있는 부분(X)도 그만큼 작아지게 된다. 반경의 차가 작아질수록 두께의 편차가 있는 부위(X)는 웨이퍼(w)의 최외곽으로 이동하게 된다.

본 실시예에서는 포러스(41)의 반경을 웨이퍼(w)의 반경보다 3mm 이내의 차이로 더 작게 형성시키고 있는데, 웨이퍼(w) 가장자리에서 3mm이내는 품질평가에 영향을 미치지 않으므로 이 3mm 이하로 반경의 편차를 두는 것이다.

그런데, 웨이퍼(w)의 에지에는 상하면의 베벨(bevel)과 측단의 어펙스(apex)를 포함하는데, 베벨은 경사면을 이루기 때문에 베벨이 위치하는 부분보다 포러스(41)의 반경이 더 커지게 되면, 포러스(41)를 통한 웨이퍼(w) 흡입압력에 손실이 있게 된다.

이 베벨은 어펙스에서 약 0.5mm부근까지 존재하기 때문에 포러스(41)의 반경은 웨이퍼(w)의 반경보다 0.5 내지 3mm의 범위에서 더 작은 것이 바람직하다.

그리고, 본 실시예의 드레싱스톤(37)은 포러스(41)와 같은 강도를 가지는 세라믹으로 형성되며, 배리어(43)는 포러스(41)보다 강도가 떨어진다.

구체적으로, 본 실시예에서는 포러스(41)는 AL203(mesh #100) 재질을 사용하며, 상기 배리어(43)는 AL203(mesh #800)을 사용하고 있다..

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 실시예의 웨이퍼 표면 연삭장치와 웨이퍼 표면연삭장치의 포러스 척의 작용을 설명한다.

본 실시예의 웨이퍼 표면 연삭장치의 포러스 척(40)에 진공흡입장치(45)를 이용하여 웨이퍼(w)를 고정시키고, 세정액을 분사하면서 연삭휠(30)을 고속으로 회전시켜 웨이퍼(w) 표면 전체에 대한 연삭을 수행한다.

표면연삭이 종료된 후에는 드레싱스톤(37)을 이용하여 포러스 척(40)에 잔류하는 절삭분과 휠마모분을 제거하게 된다.

이와 같은 드레싱과정에 의해, 포러스 척(40)의 배리어(43)는 포러스(41)보다 더 마모되어 배리어(43)와 포러스(41) 사이에는 단차(D)가 발생하게 된다.

배리어(43)와 포러스(41) 사이에 단차가 발생하는 경우에도, 본 실시예에 의하는 경우에는 포러스(41)가 웨이퍼의 반경과 미소하게 차이가 나는데 그친다. 따라서, 배리어(43) 부분에 지지되는 웨이퍼 가장자리 부분(X)이 두께가 다소 두꺼워지는 경우에라도 그 부분은 웨이퍼의 최외곽 에지에서 3mm이내의 범위로 한정할 수 있다.

이와 같은 웨이퍼(W) 에지에서 3mm 이내의 영역은 현재의 웨이퍼 품질평가에 있어 고려되지 않는 부분이기 때문에 웨이퍼(W)의 평탄도에 영항을 미치지 않게 된다.

또한 웨이퍼(W) 품질평가 기준에 고려되는 범위가 확대되는 경우에도 본 발명은 포러스(41)를 외곽으로 더 이동시키는 것에 의해 상술한 바와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상기 실시예예 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 정해지며, 특허청구범위에 기재된 사항과 동일성 범위에서 당업자가 행한 다양한 변형과 개작을 포함함은 자명하다.

본 발명에 의하는 경우는 연삭장치의 포러스 척에서 포러스와 배리어의 단차가 드레싱에 의해 점점 커지는 경우에도 웨이퍼의 두께가 두꺼워지는 부분을 품질에 영향을 미치지 않는 최외곽으로 이동시켜 웨이퍼의 평탄도에 영향이 없도록 하는 것이 가능해진다.

이에 의해 연마장치의 장기간 사용이 가능해질 뿐 아니라, 장기간에 걸쳐 사용하는 경우에도 웨이퍼의 평탄도에 영향을 미치지 않고 고품질의 웨이퍼의 생산을 가능하게 한다.

도 1a는 종래의 웨이퍼 표면 연삭장치의 포러스척을 예시한 평면도.

도 1은 종래의 웨이퍼 표면 연삭장치에 의한 연삭과정을 예시한 단면도.

도 2는 종래의 웨이퍼 표면 연삭장치에서 포러스척을 예시한 평면도 및 단면도.

도 3a는 종래의 웨이퍼 표면연삭장치에서 포러스 척의 드레싱 과정을 예시한 단면도.

도 3b는 상기 표면연삭장치에 의해 연삭된 웨이퍼의 표면상태를 예시한 단면도.

도 4는 본 실시예의 웨이퍼 연삭장치의 포러스 척을 예시한 평면도.

도 5는 본 실시예의 웨이퍼 표면연삭장치에 의해 연삭된 웨이퍼 상태를 예시한 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..........표면연삭장치 30.........연삭휠

31..........휠본체 33.........투스(tooth)

35..........세정액분사구 37.........드레싱 스톤

40..........포러스척 41.........포러스

43..........배리어 45.........진공흡입장치

W...........웨이퍼

Claims (7)

1. 웨이퍼 표면연삭과정에서 웨이퍼를 고정시키는 포러스척으로,

   상기 웨이퍼의 외곽부분이 지지되는 배리어와;

   상기 배리어와 내측에 밀착되게 동심원상으로 설치되며, 웨이퍼의 진공흡착을 위한 다수개의 홀이 형성된 포러스를 포함하며,

   상기 포러스의 반경은 상기 웨이퍼의 반경보다 최대한으로 3mm가 작은 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면연삭장치의 포러스척.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 포러스의 반경은 상기 포러스에 상면에 놓여지는 웨이퍼의 반경보다 3 내지 0.5mm 작은 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연삭 장치의 포러스 척.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 포러스는 다공질로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연삭 장치의 포러스 척.
4. 웨이퍼 표면연삭과정에서 사용하는 웨이퍼 연삭장치로,

   상기 웨이퍼의 외곽부분이 지지되는 배리어와, 상기 배리어와 내측에 밀착되게 동심원상으로 설치되며, 웨이퍼의 진공흡착을 위한 다수개의 홀이 형성되고, 반경이 상기 웨이퍼의 반경보다 최대한이 3mm가 작은 포러스를 포함하는 포러스 척과;

   상기 포러스척 상면에 놓여진 웨이퍼의 표면을 연삭하는 연삭휠과;

   상기 웨이퍼에 대한 연삭이 종료된 후, 상기 포러스 척의 상면을 드레싱하는 드레싱스톤을 포함하여 구성되는 웨이퍼의 표면 연삭장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 포러스 척에 있어서, 상기 포러스의 반경은 상기 포러스에 상면에 놓여지는 웨이퍼의 반경보다 3 내지 0.5mm 작은 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연삭 장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 드레싱 스톤과 상기 포러스는 동일 강도를 갖는 물질의 세라믹으로 형성되며, 상기 배리어는 포러스 보다 강도가 낮은 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연삭장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 포러스는 AL203(mesh #100) 재질을 사용하며, 상기 배리어는 AL203(mesh #800)을 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 연삭장치.