KR20070112561A - 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치 - Google Patents

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KR20070112561A
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Abstract

본 발명은 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치에 관한 것으로, 종래의 경우, 웨이퍼 후면 연마 공정에서 발생될 수 있는 웨이퍼에 대한 버닝 불량의 유무를 검출하기 위해서, 작업자가 육안으로 웨이퍼의 후면 컬러를 검사한다. 이로 인하여, 일정 수의 반도체 웨이퍼를 한 그룹으로 구성하여 진행되는 웨이퍼 후면 연마 공정이 완료된 다음, 웨이퍼에 대한 검사가 진행되기 때문에, 웨이퍼 버닝 불량이 그룹 단위로 발생될 수 있다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해서, 본 발명은, 후면 연마가 완료된 웨이퍼가 흡착되어 있는 척 테이블의 상부에 설치되어 웨이퍼의 후면 컬러를 감지하는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 컬러 감지기에 의해 웨이퍼 후면 연마 공정 도중에 웨이퍼에 대한 버닝 불량의 유무를 검출함으로써, 웨이퍼 버닝 불량이 그룹 단위로 발생되는 것을 방지할 수 있다.
웨이퍼, 후면, 연마, 컬러, 컬러 감지기

Description

컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치{WAFER BACK GRINDING APPARATUS HAVING COLOR SENSOR}
도 1은 종래기술에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치의 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 30 : 웨이퍼 후면 연마 장치(wafer back grinding apparatus)
31 : 턴 테이블(turn table)
12, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e : 척 테이블(chuck table)
13, 33a, 33b : 연마 휠(grinding wheel)
34 : 연마 패드(grinding pad)
35 : 컬러 감지기(color sensor)
20 : 웨이퍼(wafer)
본 발명은 반도체 패키지 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 두께를 얇게 만드는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치에 관한 것이다.
일련의 웨이퍼 제조 공정이 완료된 반도체 웨이퍼는 개별 칩(chip)으로 분리되기 전에 후면 연마 공정(back grinding process)을 거친다. 후면 연마 공정은 웨이퍼의 후면을 기계적으로 연마(硏磨)하여 웨이퍼의 두께를 얇게 만드는 공정이다. 웨이퍼는 일반적으로 8인치(inch)의 경우 730~750㎛, 12인치의 경우 790~800㎛의 두께를 갖는다. 웨이퍼 후면 연마 공정은 이러한 웨이퍼의 두께를 50~450㎛로 얇게 가공한다. 이 때, 목표로 하는 웨이퍼의 최종 두께는 반도체 제품의 종류에 따라 또는 고객의 요구에 따라 달라질 수 있다.
웨이퍼 후면 연마 공정은 통상적으로 웨이퍼 투입(wafer loading), 웨이퍼 정렬(wafer aligning), 황삭(rough grinding), 정삭(fine grinding), 폴리싱(polishing), 세정(cleaning), 웨이퍼 배출(wafer unloading) 등의 순서로 진행된다. 이와 관련하여 종래의 웨이퍼 후면 연마 장치가, 예컨대 한국등록특허공보 제10-0425471호에 개시되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치의 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 웨이퍼 후면 연마 장치(10)의 구성과 동작 방식은 기본적으로 황삭과 정삭 단계에 동일하게 적용된다. 다만, 연마 휠(13)의 하단부에 형성된 연마제 입자들의 입도(粒度)만 다를 뿐이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼(20)는 후면이 상부를 향하도록 척 테이블(12) 상에 흡착된다. 연마 휠(13)은 척 테이블(12)의 상부에 위치하며, 하단부에 연마제 입자 들이 형성되어 있다. 웨이퍼(20)를 탑재한 척 테이블(12)이 회전하는 상태에서 연마 휠(13)은 하단부가 웨이퍼(20)의 후면에 접촉하도록 하강한다. 동시에 연마 휠(13)은 척 테이블(12)과 반대 방향 또는 동일 방향으로 회전한다. 따라서, 연마 휠(13) 하단부의 연마제 입자들에 의하여 웨이퍼(20) 후면이 연삭(硏削) 가공된다.
한편, 이상 설명한 바와 같이, 연마 휠과 웨이퍼 사이의 마찰에 의하여 웨이퍼 표면이 기계적으로 연삭 가공되는 동안, 연마 휠의 과도한 압력 및 웨이퍼로부터 발생되는 실리콘 부스러기들(Si dust)로 인하여 발생되는 마찰열에 의해 웨이퍼가 검게 타는 웨이퍼 버닝(wafer burning) 불량이 발생될 수 있다. 따라서, 후면 연마가 완료된 웨이퍼의 후면 연마 상태에 대한 검사가 요구된다.
그런데, 종래에는 작업자가 육안으로 웨이퍼의 후면 컬러를 검사하여 버닝 불량의 유무를 검출하기 때문에, 일정 수의 반도체 웨이퍼를 한 그룹(group)으로 구성하여 진행하는 웨이퍼 후면 연마 공정의 도중에 웨이퍼를 검사하지 못한다. 이로 인하여, 웨이퍼 버닝 불량이 그룹 단위로 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 후면 연마 공정이 이루어지고 있는 도중에 웨이퍼 버닝 불량의 유무를 검출할 수 있는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 웨이퍼의 전면을 흡착하는 척 테이블들과, 적어도 하나 이상의 상기 척 테이블 상에 위치하여 웨이퍼의 후면을 각 각 연마하는 연마기와, 후면 연마가 완료된 웨이퍼의 후면 컬러를 감지하여 웨이퍼의 후면 연마 상태를 검사하는 컬러 감지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치에 있어서, 컬러 감지기는 후면 연마가 완료된 웨이퍼가 흡착되어 있는 척 테이블의 상부에 설치된다.
본 발명에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치에 있어서, 척 테이블은, 웨이퍼가 공급되거나 배출되는 대기 테이블과, 대기 테이블에 이웃하게 설치되며 웨이퍼의 후면이 연마되는 적어도 하나 이상의 연마 테이블을 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치는, 상부에 방사형으로 대기 테이블 및 연마 테이블이 설치되며, 임의의 척 테이블이 회전하여 이웃하는 척 테이블에 위치하도록 척 테이블들을 일괄적으로 회전시키는 턴 테이블을 더 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치에 있어서, 척 테이블은, 턴 테이블에 이웃하게 설치되며, 연마된 웨이퍼의 후면이 세정되는 세정 테이블을 더 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치에 있어서, 컬러 감지기는 세정 테이블 상부에 설치되며, 세정된 웨이퍼의 후면 컬러를 감지한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에의 웨이퍼 후면 연마 장치(30)는 한 개의 턴 테이블(31)과 다섯 개의 척 테이블들(32a, 32b, 32c, 32d, 32e)과, 적어도 하나 이상의 척 테이블(32b, 32c, 32d) 상부에 각각 설치되어 연마 공정을 진행하는 연마기들(33a, 33b, 34)과, 후면 연마가 완료된 웨이퍼(20)의 후면 연마 상태를 검사하는 컬러 감지기(35)를 포함한다. 다섯 개 중 네 개의 척 테이블들(32a, 32b, 32c, 32d)은 턴 테이블(31) 상에 방사형으로 설치되며, 나머지 한 개의 척 테이블(32e)은 턴 테이블(31)에 이웃하게 별도로 설치된다. 웨이퍼(20)는 후면이 상부를 향하도록 척 테이블들(32a, 32b, 32c, 32d, 32e)에 각각 탑재된다. 각각의 척 테이블(32a, 32b, 32c, 32d, 32e)은 진공으로 흡착하여 웨이퍼(20)를 고정하며 자체 회전이 가능하다.
턴 테이블(31) 상부에 설치된 네 개의 척 테이블들(32a, 32b, 32c, 32d)은 한 개의 대기 테이블(32a)과 세 개의 연마 테이블(32b, 32c, 32d)이다. 대기 테이블(32a)은 장치(30) 내로 투입된 웨이퍼(20)가 정렬되거나, 연마가 완료된 웨이퍼(20)가 대기하는 곳이다. 그리고, 연마 테이블(32b, 32c, 32d)은 웨이퍼(20)에 대한 연마 단계가 진행되는 황삭 테이블(32b), 정삭 테이블(32c) 및 폴리싱 테이블(32d)로 이루어진다.
한편, 연마 테이블(32b, 32c, 32d)의 상부에는 각각 연마기(33a, 33b, 34)가 설치되어 있다. 황삭 테이블(32b)과 정삭 테이블(32c) 상부에 위치한 연마기는 각각 거친 연마 휠(33a)과 고운 연마 휠(33b)이며, 폴리싱 테이블(32d) 상부에 위치한 연마기는 연마 패드(34)이다. 연마 휠(33a, 33b)은 하단부에 다이아몬드와 같은 연마제 입자들이 형성된 통상적인 구성을 갖는다. 다만, 연마 휠(33a, 33b)의 하단 부에 형성된 연마제 입자들의 입도만 다를 뿐이다. 연마 패드(34)는 밑면이 천과 같은 재질로 덮여 있고, 내부에 슬러리(slurry) 공급부가 형성된 통상적인 구성을 갖는다. 슬러리는 알칼리 용액에 실리카 등의 연마제 입자가 현탁(懸濁)된 것이다. 또한, 각각의 연마기(33a, 33b, 34)는 스핀들(spindle)에 의하여 승강 이동과 회전이 가능하며, 연마 테이블(32b, 32c, 32d) 상에 흡착되어 있는 웨이퍼(20)의 후면과 접촉하여 기계적인 연마 가공을 진행한다.
턴 테이블(31)에 이웃하게 별도로 설치된 한 개의 척 테이블은 세정 테이블(32e)이다. 세정 테이블(32e)은 연마된 웨이퍼(20)의 후면에 세정액을 분사하여 웨이퍼(20)의 표면에 잔존하는 실리콘 부스러기들이나 슬러리와 같은 이물질들을 제거하는 곳이다.
컬러 감지기(35)는 세정 테이블(32e)의 상부에 설치되어, 연마 및 세정된 웨이퍼(20)의 후면을 검사한다. 컬러 감지기(35)는 세정 테이블(32e) 상에 흡착되어 있는 웨이퍼(20)의 후면 컬러를 감지하여, 웨이퍼(20)에 대한 버닝 불량의 유무를 검출한다. 이 때, 컬러 감지기(35)의 검출 결과에 따라서 장치(30)가 자동으로 제어되도록 구성될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치(30)의 동작을 설명하면, 턴 테이블(31)이 회전하여 임의의 척 테이블(32a, 32b, 32c, 32d)을 이웃하는 척 테이블(32a, 32b, 32c, 32d)에 위치시킨다. 이에 따라, 턴 테이블(31) 상의 네 개의 척 테이블들(32a, 32b, 32c, 32d)은 일정 방향으로 회전하면서 후면 연마 공정이 일괄적으로 진행된다. 즉, 턴 테이블(31)의 회전에 의하여 대기 테이블(32a)이 황삭 테 이블(32b)의 위치로, 황삭 테이블(32b)이 정삭 테이블(32c)의 위치로, 정삭 테이블(32c)이 폴리싱 테이블(32d)의 위치로, 폴리싱 테이블(32d)이 대기 테이블(32a)의 위치로 이동하면, 대기 테이블(32a)은 새로운 황삭 테이블(32b)이 되고, 황삭 테이블(32b)은 새로운 정삭 테이블(32c)이 되고, 정삭 테이블(32c)은 새로운 폴리싱 테이블(32d)이 되며, 폴리싱 테이블(32d)은 새로운 대기 테이블(32a)이 되는 것이다.
계속해서, 폴리싱 테이블(32d)이 대기 테이블(32a)의 위치로 이동하면, 연마된 웨이퍼(20)가 세정 테이블(32e)로 이송되어 세정된다.
마지막으로, 세정된 웨이퍼(20)는 세정 테이블(32a) 상에 위치한 상태로 컬러 감지기(35)에 의해 후면 컬러가 감지된다.
이에 따라, 컬러 감지기(35)가 웨이퍼(20)의 버닝 불량을 검출한 경우, 불량 검출에 대한 신호가 컬러 감지기(35)로부터 장치(30)의 제어 시스템(도시되지 않음)으로 전송되어 웨이퍼 후면 연마 공정 도중에 장치(30)가 자동으로 제어될 수 있다.
이상 설명한 실시예에서는 턴 테이블 상부에 설치된 황삭 테이블, 정삭 테이블, 폴리싱 테이블 및 별도로 설치된 세정 테이블을 포함하는 웨이퍼 후면 연마 장치에 대해서 개시하였으나, 본 발명의 웨이퍼 후면 연마 장치가 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예들 들어, 폴리싱 테이블이 설치되지 않을 수도 있고, 별도의 세정 테이블이 없을 수도 있다. 즉, 본 발명의 웨이퍼 후면 연마 장치는 척 테이블과 연마기를 포함하고, 후면 연마가 완료된 웨이퍼가 흡착되어 있는 척 테이블의 상부에 컬러 감지기가 설치되어 있다면, 그 외의 어떤 구성을 가지더 라도 본 발명의 웨이퍼 후면 연마 장치를 구현하는 데 있어서 큰 영향을 주지 않는다.
지금까지 실시예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 후면 연마 장치는 컬러 감지기를 구비한다. 컬러 감지기는 후면 연마가 완료된 웨이퍼의 후면 컬러를 감지함으로써, 웨이퍼 후면 연마 공정 도중에 웨이퍼에 대한 버닝 불량의 유무를 검출할 수 있다.
이에 따라, 일정 수의 반도체 웨이퍼를 한 그룹으로 구성하여 웨이퍼 후면 연마 공정이 진행되더라도, 웨이퍼 버닝 불량이 그룹 단위로 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 웨이퍼(wafer)의 전면을 흡착하는 척 테이블(chuck table)들;
    적어도 하나 이상의 상기 척 테이블 상에 위치하여 상기 웨이퍼의 후면을 각각 연마(硏磨)하는 연마기; 및
    후면 연마가 완료된 상기 웨이퍼의 후면 컬러(color)를 감지하여 상기 웨이퍼의 후면 연마 상태를 검사하는 컬러 감지기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 컬러 감지기는 후면 연마가 완료된 상기 웨이퍼가 흡착되어 있는 상기 척 테이블의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 척 테이블은,
    상기 웨이퍼가 공급되거나 배출되는 대기 테이블; 및
    상기 대기 테이블에 이웃하게 설치되며, 상기 웨이퍼의 후면이 연마되는 적어도 하나 이상의 연마 테이블;을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상부에 방사형으로 상기 대기 테이블 및 상기 연마 테이블 이 설치되며, 임의의 척 테이블이 회전하여 이웃하는 척 테이블에 위치하도록 상기 척 테이블들을 일괄적으로 회전시키는 턴 테이블(turn table);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 척 테이블은,
    상기 턴 테이블에 이웃하게 설치되며, 연마된 상기 웨이퍼의 후면이 세정되는 세정 테이블;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 컬러 감지기는 상기 세정 테이블 상부에 설치되며, 세정된 상기 웨이퍼의 후면 컬러를 감지하는 것을 특징으로 하는 컬러 감지기를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치.
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