KR20100045819A - 테이프 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼와 같은 가공대상물의 가장자리를 연마하는데 이용되는 테이프 연마장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 테이프 연마장치는 가공대상물이 지지되며, 회전가능하게 설치되는 지지대와, 회전가능하게 설치되는 공급롤러와, 공급롤러와 이격되며 회전가능하게 설치되는 회수롤러와, 일단부는 공급롤러에 감기고 타단부는 회수롤러에 감기며, 공급롤러 및 회수롤러의 회전에 연동되어 공급롤러로부터 회수롤러로 이동하면서 가공대상물에 접촉되어 가공대상물을 연마하는 테이프 부재를 구비하는 복수의 연마유닛을 포함한다.

테이프, 연마장치, 공급롤러, 회수롤러

Description

테이프 연마장치{Tape polisher}

본 발명은 웨이퍼와 같은 가공대상물의 가장자리를 연마하는데 이용되는 테이프 연마장치에 관한 것이다.

웨이퍼의 제조과정에는 실리콘 잉곳을 복수 개의 웨이퍼 낱장으로 커팅하는 공정 및 커팅시 웨이퍼 상에 발생되는 결함을 제거하고 웨이퍼 면의 평탄도를 향상시키기 위한 연마공정이 포함되어 있다. 그리고, 연마공정은 다시 웨이퍼의 상면 및 하면을 연마하는 공정과 웨이퍼의 가장자리를 연마하는 공정으로 세분된다. 도 1에는 웨이퍼의 가장자리를 연마하는데 이용되는 종래의 연마장치가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 연마장치는 회전가능하게 설치되며 그 외주면에 홈부(1a)가 형성되어 있는 연마휠(1)을 포함한다. 연마휠(1)이 고속으로 회전하고 있는 상태에서 연마휠의 홈부(1a)에 웨이퍼(W)의 가장자리를 삽입하면, 웨이퍼(W)와 연마휠(1) 사이의 마찰에 의해 웨이퍼(W)의 가장자리가 마모되면서 연마휠의 홈부(1a)에 대응되는 형상으로 가공된다.

하지만, 종래의 연마장치의 경우 웨이퍼를 연마하는 과정에서 연마휠의 홈 부(1a)가 마모됨에 따라 홈부(1a)의 표면거칠기 및 홈부(1a)의 형상이 변형되게 되고, 이에 따라 이 연마휠(1)로 연마된 웨이퍼의 품질, 즉 가장자리부의 형상 및 표면거칠기에 큰 편차가 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 웨이퍼 가장자리의 형상이 연마휠의 홈부(1a) 형상에 따라 결정되므로, 웨이퍼 가장자리를 다른 형상으로 연마하기 위해서는 연마휠 자체를 교체하여야 하는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연마된 웨이퍼 가장자리의 형상 및 표면거칠기가 불균일하게 되는 것이 방지되며, 웨이퍼의 가장자리를 다양한 형상으로 연마가능하도록 구조가 개선된 테이프 연마장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 테이프 연마장치는 가공대상물이 지지되며, 회전가능하게 설치되는 지지대; 및 회전가능하게 설치되는 공급롤러와, 상기 공급롤러와 이격되며 회전가능하게 설치되는 회수롤러와, 일단부는 상기 공급롤러에 감기고 타단부는 상기 회수롤러에 감기며, 상기 공급롤러 및 상기 회수롤러의 회전에 연동되어 상기 공급롤러로부터 상기 회수롤러로 이동하면서 상기 가공대상물에 접촉되어 상기 가공대상물을 연마하는 테이프 부재를 구비하는 복수의 연마유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 복수의 연마유닛에 포함된 복수의 테이프 부재는 상기 가공대상물의 둘레 방향을 따라 서로 이격되게 배치되어 상기 가공대상물의 가장자리를 연마하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 가공대상물의 가장자리에 대한 연마가 상기 가공대상물의 두께 방향으로 서로 이격된 복수 개의 지점에서 함께 이루어지도록, 상기 각 테이프 부재는 상기 두께 방향을 따라 서로 이격된 지점에서 상기 가공대상 물에 접촉되는 것이 바람직하다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 웨이퍼 가장자리의 형상 및 표면거칠기가 균일하도록 웨이퍼의 가장자리를 연마할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 가장자리를 다양한 형상으로 연마할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테이프 연마장치의 사시도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 테이프 연마장치에 의해 웨이퍼가 연마되는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 테이프 연마장치(200)는 지지대(210)와 연마유닛(100)을 포함한다.

지지대(210)는 반도체 기판이나 웨이퍼(W) 등과 같은 가공대상물이 지지되는 곳으로, 회전축(미도시)에 연결되어 회전 가능하게 설치된다. 본 실시예의 경우 지지대(210)에는 웨이퍼(W)가 지지된다. 지지대(10)에는 웨이퍼(W)를 고정하기 위한 고정수단이 마련되어 있다. 고정수단으로는 웨이퍼(W)의 하면에 진공압을 인가함으로써 웨이퍼를 지지대에 고정시키는 진공흡착판 등과 같은 다양한 구성이 채용될 수 있다. 이러한 고정수단은 공지의 구성으로서, 고정수단에 대한 상세한 설명은 본원 발명의 특징을 흐리게 할 우려가 있는 바 생략한다.

연마유닛(100)은 웨이퍼(W)를 연마하기 위한 것으로, 복수 구비된다. 특히, 본 실시예의 경우 3개의 연마유닛(100)이 구비되며, 각 연마유닛(100)은 연마헤 드(10)와, 공급롤러(20)와, 회수롤러(30)와, 테이프 부재(40)를 구비한다.

연마헤드(10)는 테이프 부재(40)를 웨이퍼(W)의 가장자리에 밀착시키기 위한 구성으로, 구동축(미도시)에 연결되어 회전 및 직선이동 가능하게 설치된다. 3개의 연마헤드(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 둘레 방향으로 서로 이격되게 배치된다. 각 연마헤드(10)는 케이스(11)와, 롤러(12)와, 액츄에이터(13)를 구비한다. 케이스(11)는 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 측면부를 가진다. 롤러(12)는 후술할 테이퍼 부재(40)를 지지 및 가이드 하기 위한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 롤러(12)는 4쌍 구비되어 측면부의 4개의 모서리 부분에 각각 한 쌍씩 배치되며, 케이스(11)에 회전 가능하게 설치된다. 한 쌍의 롤러(12) 사이로는 후술할 테이프 부재(40)가 삽입되며, 이 테이프 부재(40)는 한 쌍의 롤러(12)에 의해 가이드 되며 이동된다. 액츄에이터(13)는 케이스(11)에 고정되며, 케이스(11)에 대해 직선이동 가능한 피스톤(131)을 가진다. 피스톤(131)의 단부에는 가압패드(132)가 결합되어 있으며, 웨이퍼(W)의 연마시 이 가압패드(132)는 피스톤(131)과 함께 직선운동하여 테이프 부재(40)를 일정한 압력으로 웨이퍼에 밀착시킨다.

공급롤러(20)는 원통 형상으로 형성되며, 회전축(미도시)에 연결되어 회전가능하게 설치된다. 공급롤러(20)에는 후술하는 바와 같이, 웨이퍼(W) 연마에 이용되지 않은 새 테이프 부재(40)가 감긴다.

회수롤러(30)는 원통 형상으로 형성되며, 공급롤러(20)와 이격되게 배치된다. 회수롤러(30)는 회전축(미도시)에 연결되어 회전가능하게 설치된다. 회수롤 러(30)에는 웨이퍼(W) 연마에 이용된 테이프 부재(40)가 감긴다.

테이프 부재(40)는 웨이퍼(W)를 연마하기 위한 것으로, 테이프 부재(40)에는 연마입자가 도포되어 있는 연마층이 형성되어 있다. 연마공정의 시작시, 테이프 부재(40) 일측(테이프 부재의 대부분)은 공급롤러(20)에 감겨져 있으며, 테이프 부재(40)의 타측은 회수롤러(30)에 연결되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 테이프 부재(40)는 공급롤러(20)와 회수롤러(30) 사이에서 복수 개의 보조롤러(50) 및 연마헤드의 롤러(12)에 의해 지지 및 가이드 된다. 공급롤러(20) 및 회수롤러(30)의 회전시, 테이프 부재(40)는 이에 연동되어 공급롤러(20)로부터 회수롤러(30)로 이동한 후 회수롤러(30)에 감기게 되고, 이 과정 중 가압패드(132)에 의해 웨이퍼(W)쪽으로 가압됨에 따라 웨이퍼 가장자리에 밀착되어 웨이퍼의 가장자리를 연마한다.

한편, 3개의 연마유닛(100)에 구비되어 있는 3개의 테이프 부재(40)는 웨이퍼(W)의 두께 방향을 따라 서로 이격된 위치에서 웨이퍼의 가장자리에 접촉된다. 즉, 도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 3개의 테이프 부재 중 하나의 테이프 부재(40)는 웨이퍼 가장자리의 상측모서리부, 즉 웨이퍼(W)의 상면과 측면이 교차하는 지점에 접촉되어 웨이퍼의 상측모서리부를 연마하고, 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이 다른 하나의 테이프 부재(40)는 웨이퍼 가장자리의 하측모서리부, 즉 웨이퍼(W)의 하면과 웨이퍼의 측면이 교차하는 지점에 접촉되어 웨이퍼의 하측모서리부를 연마한다. 그리고, 나머지 하나의 테이프 부재(40)는 도 4의 (C)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 상측모서리부와 웨이퍼의 하측모서리부 사이에 접촉되어 이 지 점을 연마한다.

이와 같이, 3개의 테이프 부재(40)가 웨이퍼 가장자리의 상측, 중앙 및 하측에 각각 접촉되므로, 웨이퍼(W)의 회전시 웨이퍼의 가장자리 전체가 함께 연마된다. 이때, 도 4에 화살표(A)로 도시된 바와 같이, 웨이퍼 가장자리의 형상에 따라 각 연마헤드(10)를 적절하게 회전시켜줌으로써 웨이퍼의 가장자리를 원하는 형상으로 연마할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 웨이퍼의 가장자리가 항상 새로운 테이프 부재에 의해 연마된다. 즉, 공급롤러(20)에 감겨져 있던 새 테이프 부재(40)는 웨이퍼의 가장자리를 연마한 후 회수롤러(30)에 감겨지고, 웨이퍼의 가장자리로는 지속적으로 새 테이프 부재(40)가 공급되게 된다. 따라서, 종래와 같이 웨이퍼를 연마하는 연마부재(즉, 종래의 연마휠 및 본원의 테이프 부재)가 마모됨에 따라서, 웨이퍼(W)의 품질 즉 웨이퍼 가장자리의 형상 및 표면거칠기에 편차가 발생되는 것이 방지된다.

그리고, 본 실시예에 따르면 연마유닛(100)이 복수개 구비되어 있으며, 각 연마유닛의 테이프 부재(40)가 웨이퍼 가장자리의 두께 방향으로 서로 이격된 지점에서 웨이퍼 가장자리를 연마하므로, 웨이퍼 가장자리 전체에서 연마가 동시에 진행되게 된다. 따라서, 하나의 테이프 부재를 이용하여 연마할 때 보다 훨씬 빠른 속도로 웨이퍼의 가장자리를 연마할 수 있으며, 그 결과 테이프 연마장치의 연마효율이 향상된다.

또한, 본 실시예에 따르면 다양한 크기 및 형상의 웨이퍼를 연마할 수 있다. 즉, 가공할 웨이퍼의 직경 및 웨이퍼 가장자리의 형상이 바뀌는 경우, 웨이퍼의 직경에 따라 연마헤드(10) 사이의 간격을 적절하게 변화시킨 상태에서 바뀐 웨이퍼의 가장자리의 형상에 따라 각 연마헤드(10)를 적절하게 회전시키면, 새로운 형태의 가장자리 형상에 따라 웨이퍼를 연마할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래의 웨이퍼 연마장치의 개념도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테이프 연마장치의 사시도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 테이프 연마장치에 의해 웨이퍼가 연마되는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200...테이프 연마장치 210...지지대

100...연마유닛 10...연마헤드

11...케이스 12...롤러

13...액츄에이터 132...가압패드

20...공급롤러 30...회수롤러

40...테이프 부재 50...보조롤러

Claims (4)

1. 가공대상물이 지지되며, 회전가능하게 설치되는 지지대; 및

   회전가능하게 설치되는 공급롤러와, 상기 공급롤러와 이격되며 회전가능하게 설치되는 회수롤러와, 일단부는 상기 공급롤러에 감기고 타단부는 상기 회수롤러에 감기며, 상기 공급롤러 및 상기 회수롤러의 회전에 연동되어 상기 공급롤러로부터 상기 회수롤러로 이동하면서 상기 가공대상물에 밀착되어 상기 가공대상물을 연마하는 테이프 부재를 구비하는 복수의 연마유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 연마장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각 연마유닛은,

   상기 가공대상물의 가장자리에 배치되는 케이스와,

   상기 케이스에 회전가능하게 설치되며, 상기 테이프 부재를 가이드 하는 복수의 롤러와,

   상기 케이스에 직선이동 가능하게 설치되며, 일방향으로의 이동시 상기 복수의 롤러 사이를 지나는 테이프 부재를 가압하여 상기 가공대상물의 가장자리에 밀착시키는 가압패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 연마장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가공대상물의 가장자리에 대한 연마가 상기 가공대상물의 두께 방향으로 서로 이격된 복수 개의 지점에서 함께 이루어지도록, 상기 각 테이프 부재는 상기 두께 방향을 따라 서로 이격된 지점에서 상기 가공대상물에 밀착되는 것을 특징으로 하는 테이프 연마장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 테이프 부재는 3개 구비되며,

   상기 3개의 테이프 부재 중 하나의 테이프 부재는 상기 가공대상물의 상면과 측면이 교차하는 상측모서리부에 접촉되며,

   상기 3개의 테이프 부재 중 다른 하나의 테이프 부재는 상기 가공대상물의 하면과 측면이 교차하는 하측모서리부에 접촉되며,

   상기 3개의 테이프 부재 중 나머지 하나의 테이프 부재는 상기 상측모서리부와 하측모서리부 사이에 접촉되는 것을 특징으로 하는 테이프 연마장치.

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