KR20080073970A - 초음파 폴리싱 테이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 폴리싱 테이블에 관한 것이다.

본 발명의 폴리싱 테이블은, 폴리싱 패드를 지지하는 베이스부와, 베이스부 상부 표면에 안착되는 폴리싱 패드, 그리고 베이스부의 상부에 매립되어 드레싱과 폴리싱 가공 중에 초음파를 인가하는 진동자를 구성한다.

이러한 본 발명에 따르면, 슬러리의 지속적인 가진을 통해 슬러리의 경화 현상을 지연시켜 효율적인 공정이 도모되도록 할 수 있다.

폴리싱, 드레싱, 슬러리, 초음파 진동자

Description

초음파 폴리싱 테이블{POLISHING TABLE PROVIDED WITH SUPERSONIC DEVICE}

도 1a는 종래기술에 따른 폴리싱 패드 드레서를 도시한 도면,

도 1b는 도 1a의 폴리싱 패드 드레서를 도시한 측단면도,

도 1c는 종래기술에 따른 이물질 제거 폴리싱 패드 드레서를 도시한 도면,

도 2는 종래기술에 따른 웨이퍼 폴리싱 장치를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 초음파 진동자가 적용된 초음파 폴리싱 테이블을 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 도 3의 초음파 폴리싱 테이블을 도시한 측단면도,

도 5는 도 4의 A를 확대하여 진동자의 초음파 인가 양태를 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 초음파 폴리싱 테이블 상부에서 웨이퍼를 폴리싱하는 작동양태를 개략적으로 도시한 사시도,

도 7은 도 5의 웨이퍼 폴리싱 작동상태를 도시한 측단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 폴리싱 테이블 110 : 베이스부

120 : 진동자 130 : 폴리싱 패드

140 : 슬러리 D : 폴리싱 장치

W : 웨이퍼

본 발명은 반도체 웨이퍼의 폴리싱과 연마패드의 드레싱에 관한 것으로, 고품질의 표면 거칠기를 얻을 수 있고, 슬러리의 지속적인 가진을 통해 슬러리의 경화 현상을 지연시켜 효율적인 공정이 도모되도록 하는 초음파 폴리싱 테이블에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키지를 제조하기에 앞서 가공되는 제품인 반도체 웨이퍼는 오염 제거와 높은 수율, 그리고 고정밀도를 위한 목적으로 그 표면을 연마하게 된다. 이는 ＇웨이퍼 폴리싱＇으로 지칭되는데 웨이퍼가 디바이스 형성과정에 들어가기에 앞서 최종적으로 평탄도와 표면 거칠기를 얻는 과정이기 때문에 매우 중요하다.

이러한 웨이퍼 폴리싱에 적용되는 방법은 캐리어에 의하여 이송된 웨이퍼가 폴리싱 패드 위에서 회전함으로써, 웨이퍼의 표면이 기계적으로 평탄화되도록 하고 동시에 폴리싱 패드 위로 슬러리(slurry)를 공급하여 화학적으로도 평탄화가 이루어지게 한다.

한편, 웨이퍼 폴리싱에 의한 보다 효율적인 연마율 달성을 위해서는 폴리싱 패드의 표면 거칠기가 항상 일정하게 유지될 필요가 있다. 즉, 웨이퍼 폴리싱의 지속적인 구동으로 폴리싱 패드는 그 표면 거칠기가 낮아지게 되어 폴리싱 기능이 점 진적으로 상실되게 되는데 이를 방지하기 위하여 드레싱 공정을 거치게 된다.

드레싱은 폴리싱 패드에서 웨이퍼의 폴리싱이 정상적으로 수행되도록 폴리싱 패드의 상태를 최적화하기 위한 공정으로써, 폴리싱 패드의 상태를 평탄화할 뿐만 아니라 슬러리나 폴리싱에 의하여 제거된 입자 등이 폴리싱 패드에 침체되어 폴리싱 패드를 무디게 만드는 것을 방지하고, 폴리싱 패드의 표면 거칠기를 일정하게 유지시키며, 슬러리를 고르게 분산시킨다. 그러나 폴리싱 패드에 침체되는 입자들과 슬러리의 배출은 한계가 있기 때문에 드레싱의 성능이 항상 최상의 상태로 유지되는 것은 아니다.

종래 폴리싱 드레서가 적용된 기술인 대한민국 공개특허 제2003-0053987호 ＇실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서＇를 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 살피면, 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 드레서(10)는 일면이 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드 넵(Nap)층과 서로 면접되는 원판(12)과, 원판의 일면에 연속적으로 형성된 요철부(14)를 포함하여 이루어져 요철부와 패드면 사이의 마찰에 의해 상기 패드면 넵층에 부착된 이물질이 제거되도록 하고 넵층을 부드럽게 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서를 구성하거나, 또는 사각판(22)과, 사각판에 부착된 손잡이(24)를 포함하여 이루어져 사각판의 가장자리가 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에 사용되는 폴리싱 패드의 면을 긁어 이물질이 제거되도록 하고 넵층을 부드럽게 하는 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 패드 드레서로 구성된다.

그러나 요철부와 패드면 사이의 마찰에 의해서 이물질을 제거하며, 또한 폴리싱 패드의 표면을 긁어 폴리싱 패드 표면에 부착된 이물질을 제거하는 구조인바, 폴리싱 패드 표면이 쉽게 마모되는 문제점이 있었다.

종래 폴리싱 장치가 적용된 대한민국 공개특허 10-2006-00097341호 ＇웨이퍼 폴리싱 장치＇를 도 2를 참조하여 살피면, 웨이퍼를 흡착하고, 흡착된 웨이퍼를 회전시키며 폴리싱하는 웨이퍼 폴리싱부와, 웨이퍼 폴리싱부에서 폴리싱된 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정부와, 웨이퍼 폴리싱부의 웨이퍼를 웨이퍼 세정부로 이송하는 웨이퍼 이송암과, 폴리싱된 웨이퍼의 두께와 세정된 웨이퍼의 두께를 비접촉식으로 측정하는 웨이퍼 두께 측정부 및 웨이퍼 두께 측정부에 의해 측정된 웨이퍼의 두께를 디스플레이하는 디스플레이 유닛으로 구성된다.

그러나 폴리싱 공정에 있어서, 폴리싱 장치에 드레싱용 솔을 구비시키고 드레싱 공정을 수행한 뒤에 드레싱용 솔을 제거한 후 폴리싱 장치에 웨이퍼를 구비시켜 폴리싱 공정을 수행해야 하므로, 드레싱 헤드와 폴리싱 헤드를 각기 다르게 사용하게 되고 그에 따라 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한 폴리싱을 하는 과정에 있어서, 폴리싱 패드 표면내의 기공에 침체되는 슬러리의 배출에 한계가 있고, 슬러리가 경화되는 슬러리 경화현상으로 인하여 폴리싱 패드 표면의 거칠기가 일정치 않게 됨으로써 가공된 웨이퍼 역시 고품질의 표면 거칠기를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로, 폴리싱 테이블 내부에 매립된 진동자에 의해 발생되는 초음파를 드레싱 및 폴리싱 공정에 적 용함으로써, 드레싱과 폴리싱의 반복공정을 용이하게 하여 능률적이고 효과적인 드레싱을 할 수 있을 뿐만 아니라, 폴리싱 공정시에도 진동자가 발생시키는 초음파로 인하여 슬러리 및 재료 제거에 의한 침체물을 배출·순환시켜 고품질의 웨이퍼 폴리싱 표면 거칠기를 얻을 수 있으며 폴리싱 패드의 수명을 연장시키는 초음파 폴리싱 테이블을 제공한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 초음파 폴리싱 테이블은, 폴리싱 패드를 지지하는 베이스부와, 베이스부의 상부에 안착된 폴리싱 패드, 그리고 베이스부에 매립되어 초음파를 폴리싱 패드로 인가하는 진동자를 구성한다. 이때 진동자는 1개 이상 구비될 수 있다.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 초음파 폴리싱 테이블(100)은 베이스부(110), 폴리싱 패드(120) 및 진동자(130)를 포함한다.

구체적으로, 베이스부(110)는 상부에 안착된 폴리싱 패드를 지지하도록 구성된다.

폴리싱 패드(120)는 베이스부 상부에 안착되어 진동자가 발생시키는 진동을 인가받도록 구성된다.

진동자(130)는 베이스부 내부에 매립되어 드레싱 및 폴리싱 공정시 베이스부 상부에 안착된 폴리싱 패드로 진동을 인가한다. 진동자(130)는 그 성능의 균등한 분포를 위해 복수개로 구비될 수 있으나, 본 발명이 그 개수에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에는 진동자(130)를 원형으로 표현되어 있으나, 그 형상 역시 다양하게 변형·적용될 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 상술한 초음파 폴리싱 테이블(100)의 작동양태를 살펴본다.

먼저, 드레싱 공정을 살피면, 폴리싱 패드(120)의 표면에 슬러리(140)가 도포되고, 베이스부 내부에 매립되어 초음파를 발생시키는 진동자(130)는 폴리싱 패드에 초음파를 인가한다. 진동자로부터 초음파를 인가받은 폴리싱 패드는 그 표면에 형성된 복수의 돌기들 사이에 침체되어 있는 슬러리를 가진시키고, 이 가진된 슬러리는 폴리싱 패드 표면으로 배출·순환됨으로써 폴리싱 패드는 일정한 표면 거칠기를 갖도록 드레싱(도포)된다. 본 발명에 따른 드레싱 공정은 종래와 같이 별도의 드레싱 장치(드레싱 헤드)가 필요치 않다.

이어서 폴리싱 공정을 살피면, 폴리싱 장치(D) 하부에 구비된 웨이퍼(W)는 폴리싱 패드 표면에서 일정한 표면 거칠기를 가지도록 연마된다. 이때, 앞서 설명 한 바와 같이 슬러리는 진동자(130)에 의해 지속적으로 가진된다. 따라서 폴리싱 공정이 수행되는 동안 슬러리의 경화현상이 현격히 경감되고, 슬러리의 배출·순환을 통해 폴리싱 패드의 표면 거칠기가 일정하게 유지되는바 웨이퍼에 대해 원활한 연마(폴리싱)를 구현할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 효과적인 드레싱 및 폴리싱 공정을 수행할 수 있기 때문에, 고품질의 웨이퍼 표면 거칠기를 얻을 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 초음파 폴리싱 테이블에 있어서,

   베이스부(110);

   상기 베이스부의 상부에 안착되는 폴리싱 패드(120); 및

   상기 베이스부 내부에 매립되어 초음파의 진동을 상기 폴리싱 패드로 인가하는 진동자(130); 를 포함하는 초음파 폴리싱 테이블.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 진동자(130)는,

   1개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 폴리싱 테이블.

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