KR20110007206A

KR20110007206A - 반도체 제조에서 기판 경사면 및 엣지 연마를 위한 저비용 및 고성능 연마 테이프를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20110007206A
Application number: KR1020107025948A
Authority: KR
Inventors: 유페이 첸; 젠후아 장; 센-호우 고; 웨이-융 수; 마코토 마츠오
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2011-01-21
Also published as: WO2009132003A3; US20080293331A1; CN102007580A; JP2008290233A; WO2009132003A2; CN102007580B

Abstract

연마 테이프와 같은 연마 장치를 사용하여 기판을 연마하는 것에 관련된 장치 및 방법이 제공된다. 연마 장치는 제 1 표면을 갖는 베이스; 상기 베이스의 제 1 표면에 부착되는 수지층; 및 상기 수지층에 의해 상기 제 1 표면에 부착되는 다수의 연마 비드들을 포함하며, 상기 다수의 연마 비드들은 바인더 물질에 부유된 다수의 연마 입자들을 포함하고, 상기 다수의 연마 비드들과 상기 수지층은 기판에 접촉하도록 구성된 상기 연마 장치의 연마 측면을 포함한다. 많은 다른 양상들이 제공된다.

Description

반도체 제조에서 기판 경사면 및 엣지 연마를 위한 저비용 및 고성능 연마 테이프를 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR LOW COST AND HIGH PERFORMANCE POLISHING TAPE FOR SUBSTRATE BEVEL AND EDGE POLISHING IN SEMICONDUCTOR MANUFACTURING}

본 출원은 "METHODS AND APPARATUS FOR LOW COST AND HIGH PERFORMANCE SUBSTRATE BEVEL AND EDGE POLISHING IN SEMICONDUCTOR MANUFACTURE"란 명칭으로 2008년 4월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제61/046,452호(Attorney Docket No. 13398/L), 및 "METHODS AND APPARATUS FOR LOW COST AND HIGH PERFORMANCE POLISHING TAPE FOR SUBSTRATE BEVEL AND EDGE POLISHING IN SEMICONDUCTOR MANUFACTURING"란 명칭으로 2008년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제12/124,153호(Attorney Docket No. 11809)를 우선권으로 청구하며, 이들 각각은 모든 목적을 위하여 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.

본 출원은 또한 이하의 공동-양도된 공동-계류중인 특허출원들에 관련되며, 이들 각각은 모든 목적을 위하여 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다:

"METHODS AND APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE"란 명칭으로 2005년 12월 9일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제11/299,295호(Attorney Docket No. 10121);

"METHODS AND APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE"란 명칭으로 2005년 12월 9일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제11/298,555호(Attorney Docket No. 10414);

"METHODS AND APPARATUS FOR POLISHING AN EDGE OF A SUBSTRATE"란 명칭으로 2007년 3월 29일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제11/693,695호(Attorney Docket No. 10560);

"METHODS AND APPARATUS FOR POLISHING A NOTCH OF A SUBSTRATE USING AN INFLATABLE POLISHING WHEEL"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,351호(Attorney Docket No. 10674/L);

"METHODS AND APPARATUS FOR FINDING A SUBSTRATE NOTCH CENTER"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,353호(Attorney Docket No. 11244/L);

"METHODS AND APPARATUS TO CONTROL SUBSTRATE BEVEL AND EDGE POLISHING PROFILES OF EPITAXIAL FILMS"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,343호(Attorney Docket No. 11417/L);

"METHODS AND APPARATUS FOR POLISHING A NOTCH OF A SUBSTRATE USING A SHAPED BACKING PAD"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,219호(Attorney Docket No. 11483/L);

"METHODS AND APPARATUS FOR REMOVAL OF FILMS AND FLAKES FROM THE EDGE OF BOTH SIDES OF A SUBSTRATE USING BACKING PADS"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,342호(Attorney Docket No. 11564/L);

"METHODS AND APPARATUS FOR USING A BEVEL POLISHING HEAD WITH AN EFFICIENT TAPE ROUTING ARRANGEMENT"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,350호(Attorney Docket No. 11565/L);

"METHODS AND APPARATUS FOR USING A ROLLING BACKING PAD FOR SUBSTRATE POLISHING"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,344호(Attorney Docket No. 11566/L);

"METHODS AND APPARATUS FOR SUBSTRATE EDGE POLISHING USING A POLISHING ARM"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,333호(Attorney Docket No. 11567/L);

"METHODS AND APPARATUS FOR IDENTIFYING A SUBSTRATE EDGE PROFILE AND ADJUSTING THE PROCESSING OF THE SUBSTRATE ACCORDING TO THE IDENTIFIED EDGE PROFILE"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,212호(Attorney Docket No. 11695/L);

"METHODS AND APPARATUS FOR POLISHING A NOTCH OF A SUBSTRATE BY SUBSTRATE VIBRATION"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,228호(Attorney Docket No. 11952/L); 및

"METHODS AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE SIZE OF AN EDGE EXCLUSION ZONE OF A SUBSTRATE"란 명칭으로 2007년 5월 21일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제60/939,209호(Attorney Docket No. 11987/L).

본 발명은 일반적으로 반도체 처리에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판의 엣지(edge)를 세정하기 위한 연마 테이프(polishing tape)에 관련된 방법 및 장치에 관한 것이다.

기판들은 반도체 소자 제조에 사용된다. 처리 동안, 기판의 엣지는 오염될 수 있고, 이는 반도체 소자들에 악영향을 줄 수 있다. 기판의 엣지를 세정하기 위해, 종래의 시스템들은 기판 엣지와 연마 막(abrasive film) 또는 연마 테이프를 접촉시킨다. 다운 포스(down force), 속도, 및 소모품(consumables)과 같은 프로세스 파라미터들은 연마 테이프가 웨이퍼 엣지 및 경사면(bevel)으로부터 산화물 및 질화물을 제거하는 비율(rate)을 결정한다. 다운 포스 및 속도는 이들의 프로세스 성능 역할들에 있어서 제한된다. 따라서, 연마 테이프 및 화학제를 포함하는 소모품은 연마 제거율(removal rate)을 개선하는데 중요한 역할을 한다.

종래의 연마 테이프는 대형 크기의 다이아몬드 테이프를 포함한다. 대형 크기의 다이아몬드 테이프의 사용은 다른 테이프들에 비해 제거율들을 증가시키지만, 후속적인 버핑(buffing) 단계들을 요구하는 불량한 표면 마감(finish)을 또한 초래한다. 따라서, 기판의 엣지를 세정하기 위한 저비용의 고성능 연마 테이프에 관련된 개선된 방법 및 장치가 요구된다.

본 발명은 이하의 청구범위에 의해 정의되며, 본 섹션에 있는 어떠한 것들도 그러한 청구범위에 대한 제한으로서 간주되어서는 안된다.

본 발명의 일부 양상들에서, 기판을 연마하도록 구성된(adapted) 장치가 제공된다. 장치는 연마 장치를 포함한다. 연마 장치는 제 1 표면을 갖는 베이스(base); 상기 베이스의 제 1 표면에 부착되는 수지층(resin layer); 및 상기 수지층에 의해 상기 제 1 표면에 부착된 다수의 연마 비드들(abrasive beads)을 포함하고, 상기 다수의 연마 비드들은 바인더 물질(binder material)에 부유된(suspended) 다수의 연마 입자들을 포함하며, 상기 다수의 연마 비드들과 상기 수지층은 기판에 접촉하도록 구성된 상기 연마 장치의 연마 측면을 포함한다.

본 발명의 다른 양상에서, 연마 테이프를 포함하는 기판의 엣지를 연마하도록 구성된 장치가 제공된다. 연마 테이프는 제 1 표면과 제 2 표면을 갖는 테이프 베이스; 상기 테이프 베이스의 제 1 표면에 부착되는 수지층; 및 상기 수지층에 의해 상기 제 1 표면에 부착된 다수의 연마 비드들을 포함하고, 상기 다수의 연마 비드들은 바인더 물질에 부유된 다수의 연마 입자들을 포함하며, 상기 다수의 연마 비드들과 상기 수지층은 기판의 엣지에 접촉하도록 구성된 상기 연마 테이프의 연마 측면을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에서, 타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 바인더 물질에 부유된 다수의 연마 입자들을 포함하는 다수의 연마 비드들을 형성하는 단계; 및 상기 다수의 연마 비드들을 수지층에 의해 장치 베이스의 제 1 표면에 부착하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 연마 비드들과 상기 수지층은 타겟 표면에 접촉하도록 구성된 상기 연마 장치의 연마 측면을 포함한다.

본 발명의 다른 특징들 및 양상들은 이하의 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 명백해질 것이다.

도 1a는 기판의 일부분의 개략적인 단면도인 반면에, 도 1b는 과장된 노치(notch) 부분을 갖는 기판의 평면도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 엣지 세정 시스템들의 예시적인 실시예들을 도시하는 사시도들이다.
도 3은 본 발명에 따른 엣지 세정 시스템의 다른 예시적인 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 4a 및 4b는 연마 테이프 롤의 예시적인 실시예들을 도시하는 개략적인 사시도들이다.
도 5는 상이한 타입들의 연마 테이프들에서 산화물 제거율 데이터를 비교하는 그래프이다.
도 6은 기판의 엣지를 연마하는 연마 테이프의 일 예의 실시예를 도시하는 개략적인 입면도이다.
도 7은 상이한 테이프 속도들의 연마에서 프로세스 성능 데이터를 비교하는 그래프이다.
도 8a는 본 발명에 따른 엣지 세정 장치의 일 예의 실시예를 도시하는 개략적인 평면도이다. 도 8b는 3개의 엣지 연마 프로세스들의 제거율들을 그래프로 비교한다. 도 8c 및 8d는 2개의 연마 프로세스들의 표면 마감들을 도시한다.
도 9는 기판의 엣지에 연마 테이프를 도포하는 예시적인 프로세스를 도시하는 흐름도이다.

기판들

본 발명은 기판의 엣지와 같은 타겟 표면을 세정 및/또는 연마하기 위한 저비용의 고성능 연마 테이프를 위한 개선된 방법 및 장치를 제공한다. 도 1a를 참조하면, 기판(100)은 2개의 주표면들(102, 102') 및 엣지(104)를 포함할 수 있다. 기판(100)의 각각의 주표면(102, 102')은 소자 영역(106, 106') 및 제외 영역(exclusion region)(108, 108')을 포함할 수 있다. 그러나, 전형적으로, 2개의 주표면들(102, 102') 중 단지 하나만이 소자 영역 및 제외 영역을 포함할 것이다. 주표면(102)은 최상부면(top surface)으로 고려될 수 있으며 소자 영역(106)과 제외 영역(108)을 포함할 수 있는 반면에, 주표면(102')은 후면(back surface)으로 고려될 수 있고 소자 영역(106')과 제외 영역(108')은 선택사항이다. 제외 영역들(108, 108')은 소자 영역들(106, 106')과 엣지(104) 사이의 완충부(buffer)로서 작용할 수 있다. 기판(100)의 엣지(104)는 외측 엣지(110) 및 경사면들(112, 114)을 포함할 수 있다. 경사면(112)은 상부 경사면으로 고려될 수 있는 반면에, 경사면(114)은 하부 경사면으로 고려될 수 있다. 외측 엣지(110)는 엣지 크라운(edge crown)으로 고려될 수 있다. 경사면들(112, 114)은 2개의 주표면들(102, 102')의 외측 엣지(110)와 제외 영역들(108, 108') 사이에 위치될 수 있다.

도 1b에 도시된 것처럼, 기판(100)은 외측 엣지(110)를 따라 노치(116)를 포함할 수 있다. 노치(116)는 기판(100) 상에 반도체 소자들의 제조 동안 위치설정 목적을 위하여 사용될 수 있다. 도 1b의 노치(116)는 예시를 목적으로 기판(100)에 대비하여 실제보다 훨씬 더 크게 도시된다. 본 발명은 소자 영역들(106, 106')에 영향을 주지 않으면서 기판(100)의 적어도 하나의 경사면(112, 114) 및 외측 엣지(110)를 세정 및/또는 연마하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 노치(116) 및/또는 제외 영역들(108, 108')의 일부 또는 전부가 세정 또는 연마될 수도 있다.

연마 시스템들

도 2a 및 2b를 참조하면, 상이한 예시적인 엣지 연마 시스템들(200)의 사시도들이 상이한 각도들에서 도시된다. 도 2a의 시스템(200)에서 기판 소자 표면은 전형적으로 상향하게 지향되고 있는 반면에, 도 2b의 시스템(200)에서 기판 소자 표면은 전형적으로 하향하게 지향되고 있다. 도 2a에 도시된 것처럼, 예시적인 엣지 연마 시스템(200)은 스풀(spool)들(207, 209) 사이에서 인장되고(tensioned) 패드(pad)(208)에 의해 추가적으로 지지되는 연마 테이프(205)를 지지하는 헤드(204)를 포함하는 베이스 또는 프레임(202)을 포함할 수 있다. 프레임(202)은 도 2b에 도시된 것처럼, 헤드(204)를 회전시키는 헤드 회전자(head rotator)를 포함할 수 있다. 도시된 것처럼, 패드(208)는 작동기(actuator)(예, 공압 슬라이드(pneumatic slide), 유압 램(hydraulic ram), 서보 모터 구동 추진기(pusher) 등)를 통하여 헤드(204)에 장착될 수 있다.

작동기는 기판 엣지(104)에 대항하여 테이프(205)를 조정가능하게 가압 및 윤곽을 따르도록(contour) 구성될 수 있다. 대안적으로, 작동기는 테이프(205)에 대항하여 패드(208)를 추진(push)하거나 또는 기판(100) 쪽을 향해 전체 헤드(204)를 추진하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 패드(208)는 스프링과 같은 바이어싱(biasing) 장치를 통하여 헤드(204)에 장착될 수 있다. 바이어싱 장치는 탄력성(flexible)/동력(dynamic) 카운터-압력을 패드(208)에 제공할 수 있다. 프레임(202)(헤드(204)를 포함함)은 시스템(200) 내에 홀딩된 기판(100)의 엣지(104)에 접하는(tangential) 축에 대하여, 각을 이루게 병진되도록(angularly translated) 구성될 수 있다. 도 2a의 것과 약간 상이한 도 2b의 엣지 연마 시스템(200)은 또한 구동기(213)(예, 모터, 기어, 벨트, 체인 등)에 연결된 진공 척(212)을 도시한다. 진공 척(212)은 또한 도 2b에 도시된 것처럼, 웨이퍼 스피너(spinner)(214)에 연결될 수 있다. 구동기(213) 또는 다른 설비는 페디스털(215)에 의해 지지될 수 있다.

연마 테이프(205)에 대항하여 기판(100)의 엣지(104)를 회전시키도록 구성되는 하나 이상의 구동 롤러(미도시됨) 및 가이드 롤러(guide roller)(미도시됨)를 포함할 수 있는 일부 실시예들과 달리, 기판을 회전시키기 위해 진공 척과 같은 홀딩 장치를 사용하는 일 실시예의 장점은 시스템(200)이 연마되고 있는 엣지(104)에 접촉할 필요가 없다는 점이다. 즉, 연마 테이프는 기판이 회전하고 있는 동안 엣지와 접촉하는 유일한 장치이다. 그럼에도 불구하고, 이하에서 논의되는 바와 같은 유체(fluid)들은 회전 동안 엣지에 접촉할 수 있지만, 이러한 정황에서 유체들은 장치로 고려되지 않는다. 따라서, 구동 롤러들 상에 축적되고 엣지(104) 상에 재증착되는 입자들의 가능성은 제거된다. 또한, 롤러들을 세정할 필요성은 제거된다. 추가적으로, 엣지를 손상시키거나 스크래치(scratch)하는 롤러들의 가능성 또한 제거된다. 기판을 진공 척 내에 홀딩함으로써, 큰 진동 없는 고속 회전이 달성될 수 있다.

부가적으로, 헤드(204)에 장착되는 스풀들(207, 209)은 하나 이상의 구동기(미도시됨)(예, 서보 모터)에 의해 구동될 수 있다. 구동기는 특정 양의 사용하지 않은(unused) 테이프(205)가 기판 엣지로 전진(advance) 또는 연속적으로 공급될 수 있도록 허용하기 위한 인덱싱(indexing) 능력, 및 제시된 연마 막이 신축되어(stretched) 기판 엣지에 압력을 인가하기 위한 인장(tensioning) 능력을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 엣지 세정 시스템(300)의 다른 일 예의 실시예를 도시하는 평면도이다. 도 3은 3개의 헤드들(304)을 포함하는 엣지 연마 시스템(300)을 도시한다. 기판 엣지/노치 연마는 예를 들어 헤드(304)와 같은 하나 이상의 연마 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 도 2a, 도 2b 및 도 3에 의해 제시된 것처럼, 임의의 수 및 타입의 헤드들(204, 304)은 임의의 실제적인 조합으로 사용될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 예를 들어 시스템(300)에서, 다수의 연마 장치가 사용될 수 있으며, 여기서 각각의 연마 장치는 유사한 또는 상이한 특성들 및/또는 메커니즘들을 가질 수 있다. 또한, 그러한 멀티-헤드 실시예들에서, 각각의 헤드(204, 304)는 상이하게 구성된 또는 상이한 타입의 연마 테이프(205)(예, 상이한 그릿(grit), 재료, 인장력, 압력 등)를 사용할 수 있다. 임의의 수의 헤드들(204, 304)이 동시적으로, 개별적으로, 및/또는 연속적으로 사용될 수 있다. 상이한 헤드들(204, 304)은 상이한 기판들(100) 또는 상이한 타입들의 기판들에 대해 사용될 수 있다.

특별한 연마 장치가 특정(specific) 동작들 및/또는 목적들을 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 다수의 연마 장치 중 하나 이상은 상대적으로 거친 연마(rough polishing) 및/또는 조정들을 수행하도록 구성될 수 있는 반면에, 다수의 연마 장치 중 또 다른 하나 이상은 상대적으로 미세 연마(fine polishing) 및/또는 조정들을 수행하도록 구성될 수 있다. 연마 장치가 연속적으로 사용되어, 예를 들어 거친 연마 프로시저가 초기에 수행될 수 있고, 미세 연마 프로시저는 연마 방식에 따라 또는 필요한 경우 상대적으로 거친 연마에 대한 조정들을 수행하기 위해 후속적으로 사용될 수 있다. 다수의 연마 장치는 단일 챔버 또는 모듈 내에 위치될 수 있거나, 또는 대안적으로, 하나 이상의 연마 장치는 개별 챔버들 또는 모듈들 내에 위치될 수 있다. 다수의 챔버들이 사용되는 경우, 로봇 또는 상이한 타입의 이송 메커니즘은 개별 챔버들의 연마 장치가 연속하여 또는 다른 방식으로 사용될 수 있도록 챔버들 간에 기판들을 이동시키기 위해 사용될 수 있다.

연마 테이프

도 4a를 참조하면, 본 발명은 기판(100)이 회전됨에 따라(예, 진공 척(212), 구동기 롤러들 등에 의해) 기판(100)의 엣지(104)를 연마하기 위한 연마용 연마 테이프(400)를 제공한다. 테이프(400)는 회전하는 기판 엣지(104)에 대항하여 가압될 수 있다. 테이프(400)는 연마 측면(402), 및 테이프 베이스(410)의 대향 측면들을 형성하는, 비-연마제(non-abrasive), 예를 들어 평활한(smooth) 측면(404)을 갖는다. 전형적으로, 테이프 베이스(410)는 일반적으로 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 폴리머 막과 같은 재료의 평면 스트립 또는 시트이며, 여기서 제 1 표면은 연마 측면(402)이 되고 제 2 표면은 비-연마 측면(404)으로서 작용한다. 기판 엣지 연마에 사용되는 연마 테이프들(400)은 다양한 연마 재료들로 구성될 수 있고, 테이프 베이스(410), 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(terephthalate)(PET)와 같은 폴리머 막 상에 코팅될 수 있다. 연마 측면(402)은 베이스(410)의 연마 측면(402) 상의 수지층(408) 내에 내장되는 다수의 연마 입자들(406)로부터 형성될 수 있다.

연마제(Polishing Abrasives)

다수의 연마 입자들(406)은 산화세륨(ceria), 실리카 및/또는 다이아몬드의 광물, 또는 임의의 다른 적절한 광물 또는 재료로부터 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 연마 입자들(406)은 약 0.5 미크론에서부터 약 3 미크론까지 크기의 범위일 수 있지만, 다른 크기들이 사용될 수 있다. 고정식 연마 테이프(400)에 의한 물질 제거는 일반적으로 연마 입자들(406)의 크기에 따라 증가된다. 그러나, 더 큰 입자 크기들은 프로세스 성능에 영향을 줄 수 있는 표면 거칠기(roughness)를 증가시킬 것이다.

본 발명에 따라, 연마 입자들은 도 4a에 도시된 테이프 베이스(410) 상에 엠보싱(embossed)될 수 있다. 엠보싱된 입자들은 상기 수지층의 최상부면 위에 부분적으로 융기되고(raised) 상기 수지층 내에서 부분적으로 침하됨으로써(sunken) 특성화된다. 바람직하게는, 엠보싱된 고정식 연마 테이프는 양호한 표면 마감을 유지하고 버핑 단계에 대한 필요성을 방지하면서, 다이아몬드 테이프의 연마율(polish rate)보다 더 높은 연마율을 달성하기 위한 화학적 환경에서 사용될 수 있다. 반도체 제조의 범주에서, 기판 표면(102)의 화학 기계적 평탄화(CMP)는 화학제 슬러리(chemical slurry)와 연계하여 고정식 연마제 연마 패드의 사용을 포함한다. 예시적인 CMP 프로세스는 어플라이드 머티어리얼스 사의 STI 프로세스이다. 유추하면, 신규한 CMP-스타일 연마 프로세스는 도 8a에 도시된 것처럼, 화학제 슬러리의 스프레이(spray)와 함께 롤 형태의 그러한 CMP-연마-패드-타입 재료들을 사용하여 엣지(104)에 적용될 수 있다. 화학제의 선택은 융화성(compatibility)을 보장하기 위한 그리고 양호한 표면 마감을 제공할 뿐만 아니라 제거 능력을 개선하기 위한 수지 및 테이프 베이스의 선택에 따라 수행된다.

부가적으로, 연마 입자들(406)을 형성하기 위해 사용되는 형상들, 크기들, 및 재료들은 목표된 상이한 프로세스 성능들에 따라 변화될 수 있다. 연마 입자들은 상이한 형상들 및 크기들을 가질 수 있다. 연마 입자 크기는 도 5를 참조로 이하에서 설명되는 바와 같이 표면 마감 및 연마율 둘다에 영향을 준다. 연마 형상은 또한 표면 마감에 영향을 줄 수도 있다. 예를 들어, 특정한 입자 형상 및 크기는 제거율 증가를 위해 보다 적합할 수 있는 반면에, 상이한 입자 형상 및 크기는 특정한 표면 마감을 위해 보다 적합할 수 있다. 상이한 연마 광물은 특정 막들 상에서 매우 상이한 연마율들을 갖는다. 예를 들어, 산화물 또는 질화물 막들 상의 주어진 연마 입자 크기 및 형상을 위하여, 다이아몬드 입자는 암모니아 입자보다 훨씬 더 큰 연마율을 갖는다.

본 발명의 다른 양상은 입자들(406)의 크기를 증가시키지 않으면서 연마율을 증가시킬 수 있는 코팅 방법들을 포함한다. 새로운 코팅 방법들은 도 4b의 개념화된 개략도에 대략적으로 도시된 것처럼, 바인더 물질(412)에 부유된 입자들의 개별적인 비드들(414)을 형성하기 위해 연마 입자들(406)을 바인더 물질(412)과 혼합하는 단계를 포함한다. 그 다음, 그러한 개별적인 비드들(414)은 테이프 베이스(410)에 부착, 예를 들어 PET와 같은 폴리머 막에 부착된다. 연마 비드들(414)은 예를 들어 베이스(410) 위의 수지층(408) 내에 코팅됨으로써 테이프 베이스(410)에 부착될 수 있다. 연마 비드들(414)은 수지층(408) 내에 엠보싱됨으로써 특성화될 수 있다. 그러한 코팅 프로세스의 결과들은 연마된 표면 상에서의 보다 거친 코팅 표면 및 보다 높은 접촉 압력을 포함한다.

도 5는 한편으로 수지층 상에 직접 도포되는 입자들의 종래의 코팅, 및 또 한편으로 신규한 비드 코팅을 대비하는, 상이하게 코팅된 테이프들의 산화물 제거율들의 비교를 도시한다. 그래프에 도시된 것처럼, 비드 코팅 및 종래의 코팅에서 동일한 크기의 다이아몬드 입자들을 사용함으로써, 비드 기술은 동일한 프로세스 조건들에서, 종래의 다이아몬드 코팅 기술보다 더 높은 산화물 제거율을 갖는다.

연마 비드 기술은 많은 연마 시스템들, 연마 파라미터들, 및 테이프 파라미터들에 사용될 수 있다. 연마 비드 기술은 다양한 물질들, 크기들 및 형상들의 연마 입자들에 사용될 수 있다. 더욱이, 연마 비드 당 연마 입자들의 수는 변화될 수 있고; 비드 당 보다 많은 연마 입자들은 물질 제거를 증가시킬 수 있지만, 마감을 거칠게 할 수 있다(roughened). 또한, 연마 측면 표면적의 제곱 센티미터 당 연마 비드들의 수는 목표된 연마 결과들에 따라 변화될 수 있다. 상이한 타입들의 바인더 물질 및 수지 물질은 목표된 연마 파라미터들을 위해 조정되도록 사용될 수 있다. 바인더 및 수지는 또한 동일한 또는 유사한 조성들을 가질 수 있다. 또한, 연마 비드 기술은 연마 테이프에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 연마 패드들(예를 들어 기판(100)의 평면 표면(102, 102')을 연마하기 위한), 연마 팁들 또는 디스크들(예를 들어 각도 분쇄기(angle grinder)에 사용되는), 및 연마 시트들(사포(sandpaper)와 유사한)을 포함하는 임의의 연마 장치에 적용될 수 있다.

수지(Resin)

수지층(408)은 수지층의 목표된 내구성(durability) 뿐만 아니라 사용되는 연마 입자들에 따라 다수의 상이한 수지들로부터 형성될 수 있다. 수지 타입은 경질(harder) 수지가 예를 들어 더 큰 연마율을 갖는 한 연마 결과에 영향을 주는 요인이다. 많은 수지 및 바인더 물질들은 종래기술에 공지되어 있고, 상이한 타입들의 설명은 "ABRASIVE TAPE, PROCESS FOR PRODUCING IT, AND COATING AGENT FOR ABRASIVE TAPE"란 명칭의 Fuji 외의 미국특허번호 제6,165,061호에 제시되어 있으며, 이는 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.

테이프 베이스

도 2a, 도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같은 연마 시스템(200)은 기판 경사면(112, 114) 및 노치(116) 상의 연마 테이프들(400)을 사용할 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같은 노치(116)의 형상 및 기판 엣지(110)의 만곡(curvature)으로 인해, 고정식 연마 테이프(400)와 기판(100)의 긴밀한 접촉은 효과적인 물질 제거를 위하여 중요하다. 예를 들어, 조밀한(stiff) 및/또는 두꺼운 베이스(410)를 갖는 테이프(400)는 노치 연마에 부적절할 수 있으며, 여기서 노치(116)의 형상은 불규칙적이고 평활하지 않다. 따라서, 연마 테이프(400)의 탄력성은 연마 표면과의 긴밀한 접촉이 연마 테이프(400) 뒤의 후면 패드(backing pad)(208)에 의해 이루어질 수 있기 위해 중요할 수 있다. 얇은 및/또는 연질(soft) 코팅 테이프 베이스들(410)의 사용은 그러한 탄력성을 제공할 수 있다. 테이프 베이스 타입은 테이프 경도(hardness)에 영향을 줄 수 있어서, 테이프 두께와 함께, 이러한 요인은 연마 결과에도 영향을 준다.

테이프 베이스 두께

테이프 두께는 본 발명에 중요하다. 보다 얇은 테이프는 연마 동안 웨이퍼 엣지 형상에 합치(conform)하도록 보다 용이하게 변형된다. 보다 얇은 테이프를 통한 연마는 두꺼운 연마 테이프와 비교하여 상이한 연마 결과를 유도한다. 또한, 보다 얇은 테이프는 보다 많은 연마 테이프가 주어진 카세트 크기의 테이프 카세트 위에 설치될 수 있음을 의미한다. 카세트 당 보다 많은 테이프는 테이프를 보충(refill)하기 위해 툴을 셧다운(shut down)함이 없이 보다 많은 웨이퍼들이 처리될 수 있음을 의미하는 것으로서, 즉 유지보수를 위한 툴의 보다 짧은 다운 시간(down time)을 의미한다. 보다 짧은 다운 시간들은 또한 전체 프로세스 비용을 감소시킨다. 바람직하게는, 테이프(400)의 두께는 약 0.02 mm 내지 1 mm 범위일 수 있다. 최적화된 두께는 코팅 프로세스에 비해 베이스(410)의 강도(strength), 연마 동안 작동되는 테이프 인장력(tension), 및 최대 시스템 동작 조건들에서의 테이프(400)의 무결성(integrity)에 좌우된다. 최적화된 연마 테이프 두께는 PET 물질 상에서 약 0.06 mm 미만인 것이 바람직하다. 하나 이상의 실시예들에서, 연마 테이프는 약 0.001 내지 약 0.02의 인치 두께일 수 있고 약 1 내지 약 8 lbs.의 인장력을 견딜 수 있다. 상이한 두께들과 강도들을 갖는 다른 테이프들이 사용될 수 있다.

테이프 베이스 폭

테이프 폭은 또한 적어도 두가지 방식들에 있어서 본 발명에 중요하다. 첫째, 작은 테이프 폭은 낮은 소모품 비용을 의미할 수 있다. 프로세스 비용을 절감하기 위하여, 테이프 폭은 테이프의 엣지가 연마 동안 효과적으로 사용되지 않기 때문에 너무 크지 않는 것이 바람직하다. 둘째, 테이프 폭은 하드웨어 설계에 영향을 주는 요인이다. 후면 패드 형상에 따라, 연마 테이프는 연마 동안 변형된다. 보다 넓은 테이프 폭은 테이프 엣지로부터 웨이퍼 표면까지 불필요한 접촉을 방지하기 위해 보다 높은 테이프 인장력을 요구할 수 있다. 연마 테이프(400)와 기판 엣지(110) 및/또는 노치(116) 사이의 접촉 면적은 연마 효율을 위해 최적화된 후면 패드(208)의 설계들에 의해 결정된다. 따라서, 연마 유닛에서 연마 테이프(400)의 폭은 그러한 접촉 면적들에 의해 결정되고 약 28 mm 내지 약 5 mm 범위인 것이 바람직하다. 공칭(nominal) 테이프 폭은 약 14 mm이고 비용 감소를 위하여 추가적으로 감소될 수 있다. 최소 폭의 결정은 접촉 면적 설계에 의해 영향을 받을 뿐만 아니라, 테이프 편차(slippage)를 모니터링하는 동안 일관된 테이프 연마를 유지하기 위한 시스템(200)의 능력에 의해 영향을 받는다. 약 1인치 내지 약 1.5인치 범위의 상이한 폭들의 테이프(400)가 사용될 수도 있다.

연마 파라미터들

연마 파라미터들은 연마 입자 물질, 크기, 및 형상; 수지 타입; 테이프 베이스 타입; 테이프 베이스 두께 및 폭; 테이프 속도; 기판 이동 등을 포함하는 앞서 논의된 바와 같은 많은 요인들에 좌우되는 기판 연마, 목표된 물질 제거율들, 및 목표된 마감들의 많은 양상들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 기판(100)의 엣지(104)에 대한 양호한 표면 마감을 제공하기 위해서 뿐만 아니라 테이프(400)의 제거 능력을 개선하기 위해서 유체가 사용될 수도 있다(도 8의 예에서 알 수 있는 것처럼). 사용되는 수지(408)의 타입 뿐만 아니라 상이한 연마 입자(406) 타입, 형상 및 크기는 사용되는 유체들에 따라 변화될 수 있다.

일부 실시예들에서, 본 명세서에 도시된 것처럼, 테이프(400)는 도 2a 및 2b에 도시된 것처럼 경사면 연마기 내에 배치되도록 롤 형태로 제조될 수 있다. 그러나, 이는 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 테이프(400)는 스트립(strip) 또는 패드로 제한되지 않는 것을 포함하는 다른 형태들로 제조될 수 있다.

도 6을 참조하면, 기판(100)의 엣지(104)를 연마하는 연마 테이프(400)의 일 실시예의 개략도가 도시된다. 기판(100)은 방향 화살표 "A"로 표시된 방향으로 회전할 수 있다. 기판(100)이 회전함에 따라, 연마 테이프(400)는 엣지(104)의 상이한 부분들에 접촉할 수 있고, 이에 따라서 기판(100)의 전체 엣지(104)를 연마할 수 있다. 기판(100)이 회전하고 있는 동시에, 테이프(400)는 또한 방향 화살표 "B"로 표시된 방향으로 이동될 수도 있다. 테이프(400)가 이동함에 따라, 새로운 또는 사용하지 않은 연마 입자들(406)이 엣지(104)를 연마하기 위해 사용되고, 이에 따라서 낡은 연마 입자들(406)에 의한 평균 이하(sub-par)의 연마를 방지한다. 공급 스풀(도 2a 및 2b에 도시됨)은 기판(100)에 인접한 위치 내로 풀려서 당겨지도록 이용가능한 사용하지 않은 테이프(400)를 포함할 수 있는 반면에, 테이크-업(take-up) 스풀(예, 도 2a에 도시됨)은 사용된 및/또는 낡은 테이프(400)를 수용하도록 구성될 수 있다. 하나 또는 두개의 스풀은 전진되는 테이프(400)의 양을 정확하게 제어하도록 인덱싱될 수 있다.

테이프(400)의 연마 측면(402)은 기판(100)의 외측 엣지(110)에만 접촉하는 것으로 도 6에 도시되지만, 테이프(400)는 탄력성을 제공하고 테이프(400)가 경사면들(112, 114)을 포함하는 전체 웨이퍼 엣지(104)에 합치하도록 허용하기 위한 두께의 사전-설정 측정값을 가질 수 있다. 테이프(400)의 총 두께는 앞서 논의된 것처럼 고려되고, 예를 들어 10 mm 미만, 바람직하게는 2 mm 미만일 수 있다. 다른 두께들이 사용될 수 있다.

테이프 속도

연마 프로세스 동안, 연마 테이프(400)는 몇몇 테이프 속도로 설정되어, 연마 테이프(400)의 새로운 연마 표면(402)이 일관된 제거율을 제공하기 위해 연속적으로 노출된다. 테이프 속도는 연마 방식에 있어서 조정가능한 프로세스 파라미터이다. 이는 프로세스 결과에 큰 영향을 주고 본 발명에 중요하다. 보다 높은 테이프 속도는 일반적으로 더 큰 연마율을 유도한다. 즉, 보다 높은 테이프 속도는 보다 높은 물질 제거를 제공하며, 이는 보다 많은 테이프를 사용하고 보다 높은 사용 비용을 유발한다. 그러나, 수율(throughput)을 희생하여, 동일한 프로세스 성능을 달성하고 테이프 사용량을 낮추기 위해 낮은 테이프 속도가 사용될 수 있다. 연마율에서의 한계 증가(marginal increase)는 테이프 속도가 증가함에 따라 감소될 수 있고, 최대 연마율을 유도한다. 도 7은 테이프 속도가 연마 결과(Si 노광 거리)에 어떠한 영향을 주는지를 나타내는 실제 데이터를 도시한다. 도 7은 상이한 테이프 속도에서의 처리 시간에 대비한 실리콘 노광 거리(Si ED)에서 측정된 프로세스 성능을 도시한다. 0.4 mm의 동일한 Si ED에서, 테이프 사용량들은 각각 3 mm/s, 2 mm/s, 및 1 mm/s의 테이프 속도에 대해 480 mm, 390 mm, 및 230 mm이다. 바람직한 시스템 설계들은 테이프 속도가 0.01 mm/s 내지 20 mm/s로 가변하도록 허용할 수 있다.

연마 시스템 변화들(Polishing System Variations)

도 8a를 참조하면, 다른 예시적인 엣지 연마 시스템(800)의 개략적인 평면도가 도시된다. 프레임(802)은 기판(100)의 주표면들(102, 102')에 수직인 평면에서 연마 테이프(804)를 지지 및 인장하여, 기판(100)의 엣지(104)가 연마 테이프(804)의 연마 측면(806)에 대항하여 가압(예, 직선의 하향하는 화살표들(805a, 805b)로 표시된 것처럼)될 수 있고, 연마 테이프(804)는 기판 엣지(104)의 윤곽을 따를 수 있다. 즉, 프레임(802)은 단순히, 기판 엣지(104)에 측방향 압력을 제공하기 위한 테이프(804)의 인장력에 의존할 수 있다. 곡선형 화살표(805c)로 표시된 것처럼, 기판(100)은 연마 테이프(804)에 대항하여 회전될 수 있다. 일부 실시예들에서, 연마 테이프(804)는 패드(808)에 의해 지지될 수 있으며, 패드(808)는 연마 테이프(804)의 평활한 측면(예, 비-연마 측면)에 인접하게 배치되고 프레임(802) 상에 장착될 수 있다. 직선의 상향하게 지향되는 화살표(807)로 표시된 것처럼, 인장된 연마 테이프(804) 및/또는 패드(808)를 포함하는 프레임(802)은 기판(100)의 엣지(104)에 대항하여 추진(push)될 수 있다.

부가적으로 또는 대안적으로, 연마 테이프(804)의 부가적인 길이는 프레임(802)에 장착된 스풀들(810, 812)에 의해 지지 및 인장될 수 있다. 공급 스풀(810)은 기판(100)에 인접한 위치로 풀려서 당겨지도록 이용가능한 사용하지 않은 연마 테이프(804)를 포함할 수 있는 반면에, 테이크-업 스풀(812)은 사용된 및/또는 낡은 연마 테이프(804)를 수용하도록 구성될 수 있다. 스풀들(810, 812) 중 하나 또는 둘은 전진되는 연마 테이프(804)의 양을 정확하게 제어하도록 인덱싱될 수 있다. 스풀들(810, 812)은 제시된 연마 테이프(804)가 신축되어 기판 엣지(104)에 압력을 인가하도록 허용하기 위한 인장 능력을 포함할 수 있다. 바람직하게는 스풀들(810, 812)은 약 1인치 내지 4인치의 직경일 수 있고, 바람직하게는 약 500인치 내지 10000인치의 테이프(804)를 홀딩할 수 있으며, 바람직하게는 폴리우레탄, 폴리비닐 디플루오라이드(PFDF) 등과 같은 임의의 실제적인 물질들로 구성될 수 있다. 다른 물질들이 사용될 수 있다. 프레임(802)은 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 임의의 실제적인 물질들로 구성될 수 있다.

테이프(804)의 길이는 연마되고 있는 기판(100)의 엣지(104)에 직교하게 배치될 수 있다. 대안적으로, 테이프(804)의 종방향은 연마되고 있는 기판(100)의 엣지(104)와 정렬될 수 있다. 부가적으로, 다른 테이프 배향들 및 구성들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 테이프(804)는 기판(100)의 주표면(102)에 대해 대각선으로 홀딩될 수 있다. 본질적으로, 테이프(804)는 기판(100)의 소자 영역(106)에 접촉함이 없이 경사면들(112, 114), 및 기판(100)의 외측 엣지(110)와 접촉된다. 동작시에, 이는 기판(100)이 회전됨에 따라 기판(100)의 외측 엣지(110)에 접하는 축 주위에서 헤드 또는 프레임을 각을 이루도록 병진시킴으로써 달성된다.

추가적으로, 테이프(804)는 연속적인 루프에 장착, 및/또는 테이프(804)는 연마 및/또는 기판 엣지(104)에 대한 연마 효과를 증가시키기 위해 연속적으로(또는 간헐적으로) 전진될 수 있다. 예를 들어, 테이프(804)의 전진은 연마 운동을 생성 및/또는 개선하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 테이프(804)는 고정식 또는 회전식 기판(100)에 대한 연마 효과를 개선 및/또는 연마하기 위해 전후로 변동(oscillated)될 수 있다. 일부 실시예들에서, 테이프(804)는 연마 동안 고정식으로 홀딩될 수 있다. 추가적으로, 테이프(804)의 인장력 및/또는 힘은 다양한 요인들에 기초하여 변화될 수 있으며, 다양한 요인들은 예를 들어, 테이프(804)의 각도 및/또는 위치, 연마 시간, 기판에 사용되는 물질들, 연마되는 층, 제거되는 물질의 양, 기판이 회전되고 있는 속도, 기판을 회전시키는 구동기에 의해 유도되는 전류의 양 등을 포함한다.

일부 실시예들에서, 하나 이상의 유체 채널들(814)(예, 스프레이 노즐 또는 바(bar))은 화학제 및/또는 물을 전달하기 위해 제공되어, 기판 엣지(104)의 연마/세정을 보조하고, 기판을 윤활하며(lubricate), 및/또는 제거된 물질을 세척(wash)할 수 있다. 예를 들어, CMP-스타일 화학제 슬러리는 추가적인 연마 또는 부식 효과들을 제공하기 위해 엠보싱된 고정식 연마 테이프에 도포될 수 있다.

도 8b를 참조하면, 3가지의 엣지 연마 프로세스들의 제거율들이 그래프로 비교된다. 효율성 순서로 열거되는 3가지 프로세스들은 다음을 포함한다: 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP-스타일 화학제 슬러리를 갖는 엠보싱된 고정식 연마 테이프의 프로세스(816A)(사각형들로 표시됨); 탈이온수를 갖는 다이아몬드 입자 테이프의 프로세스(816B)(삼각형들로 표시됨); 그리고 화학제 슬러리를 갖는 산화세륨 산화물 랩핑(lapping) 패드의 프로세스(816C)(타원형들로 표시됨). 본 발명의 일 실시예에 따른 진보적인 테이프 및 화학제 프로세스(816A)는 롤 형태의 CMP-스타일 재료들을 사용하였고, 탈이온수를 갖는 다이아몬드 테이프 프로세스(816B)의 것들보다 더 높은 산화물 제거율들을 명확하게 입증하였다. 프로세스(816A)의 제거율은 약 6000 Å에서 시작하여 드롭 오프(drop off) 전에 약 8700 Å의 최대 제거율까지 증가한다. 대조적으로, 프로세스(816B)는 약 2400 Å의 제거율로 시작하여 약 2600 Å에서 최고값을 갖는다. 화학제 프로세스(816C)의 CeO 랩핑 패드는 단지 최소로 효과적인 것으로 보인다.

더욱이, 도 8c에서 나타낸 것처럼, 도 8b의 진보적인 실시예(816A)에 의해 달성되는 표면 마감(818A)은 도 8b의 다이아몬드 테이프 프로세스(816B)에 의해 달성되는 도 8d의 표면 마감(818B)보다 훨씬 더 양호하였다. 단지 한번의 연마 프로세스 후에 충분히 양호하게 마감됨으로써, 그 후에 버핑 프로세스가 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 엣지의 연마는 제조 프로세스에서의 개선을 위해 적절하고 버핑이 불필요한 표면 마감을 달성할 수 있다.

유체 채널(814)은 유체를 기판(100), 연마 테이프(804), 및/또는 패드(808)에 전달하도록 구성될 수 있다. 유체들은 탈이온수, 계면활성제(surfactant) 및/또는 다른 공지된 세정 화학제를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 세정을 보충하도록 초음파처리된(sonicated) 유체들을 기판 엣지(104)에 전달하기 위해 음파(예, 초음파) 노즐들이 사용될 수 있다. 유체는 또한 연마 테이프(804) 및/또는 패드(808)를 통하여 엣지(104)에 전달될 수 있다. 다양한 유체들은 제어기(미도시됨)의 명령 하에서 선택적으로 전달될 수 있으며, 연마, 윤활, 입자 제거/린싱(rinsing), 및/또는 패드(808) 내에서 블래더(bladder)의 팽창을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 투과성(permeable) 패드(808)를 통하여 전달되는 동일한 유체는 패드(808)를 연마 및 팽창시키기 위해 사용될 수 있는 반면에, 제 2 채널(미도시됨)을 통하여 동일한 기판(100)에 전달되는 상이한 유체는 린싱 및 윤활을 위해 사용된다.

실행가능한 앞서 설명된 연마 운동들 및/또는 방법들의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 이러한 방법들은 테이프(804)가 엣지(104)를 중심으로 또는 엣지(104)에 대하여 회전 또는 이동됨에 따라 제거되는 물질의 기하학적 구조 및 변화들을 보상하기 위해 사용될 수 있는 엣지 연마 프로세스에 대한 부가적인 제어를 제공한다.

연마 방법들

도 9는 예시적인 선택적인 연마 단계들의 흐름도로서, 이들 중 하나 이상은 기판 엣지의 연마의 방법 실시예(900)를 생성하기 위해 조합될 수 있다. 단계(S900)에서, 연마 테이프가 선택된다. 연마 테이프는 테이프의 다수의 롤들로부터 선택될 수 있고, 그 각각은 제거율의 증가 또는 표면 마감의 개선과 같은, 특정한 작업에 적합한 수지 타입 및 연마 입자 타입을 갖는다. 연마 테이프의 롤은 단계 S902에서 경사면 연마 시스템 내에 삽입된다. 앞서 설명된 것처럼, 일부 시스템들에서, 연마 테이프는 2개의 스풀들 사이에서, 즉 공급 스풀과 테이크-업 스풀 사이에서 인장될 수 있다.

단계 S904에서, 기판은 진공 척에 의해 홀딩 및 회전된다. 연마 테이프는 단계 S906에서 기판의 엣지에 접촉 및 합치된다. 도 8a에 도시된 것처럼, 연마 테이프가 기판의 엣지에 접촉 및 합치되는 동안 화학제 슬러리가 경사면 영역에 도포될 수 있다. 단계 S908에서, 연마 테이프는 사전-설정된 증분(increment)들로 전진된다. 하나 이상의 기판들을 세정한 후에, 그러한 세정을 위해 사용된 연마 테이프의 부분은 낡아질 수 있다. 따라서, 테이크-업 릴(reel)은 공급 릴로부터 테이크-업 릴 쪽으로 고정된 양만큼 연마 테이프를 끌어당기도록(draw) 구동될 수 있다. 이러한 방식으로, 연마 테이프의 사용하지 않은 부분은 테이크-업 릴과 공급 릴 사이에 제공될 수 있다. 연마 테이프의 사용하지 않은 부분은 앞서 설명된 것과 유사한 방식으로 하나 이상의 다른 기판들을 후속적으로 세정하기 위해 사용될 수 있다. 결과적으로, 연마 테이프의 낡은 부분은 기판 처리 수율에 거의 또는 전혀 영향을 주지 않고 사용하지 않은 부분으로 대체될 수 있다.

본 명세서에서 제시된 진보적인 엣지 연마 장치 및 방법은 기판들 상에서 막들의 제거 및/또는 경사면과 엣지 연마를 위해 구성된 것들 이외의 장치에서 사용될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 추가적으로, 통상의 당업자에게 명백할 것처럼, 본 명세서에서 제시된 장치 및 방법은 임의의 배향으로(예, 수평, 수직, 대각선 등) 지지된 기판의 엣지 상에서 막들을 제거 및/또는 연마하기 위해 사용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 연마 테이프 또는 장치는 2개의 연마 측면들을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 제 2 측면은 제 1 측면이 사용된 후에 사용될 수 있다. 연마 시스템은 기판 엣지에 도포하기 위해 양측면(either side)이 선택될 수 있도록 테이프가 선택적으로 역전(invert)되도록 허용하기 위한 가이드 롤러들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 라운드형 기판을 세정하는 예들만이 제시되지만, 본 발명은 다른 형상들을 갖는 기판들(예, 평판 디스플레이를 위한 유리 또는 폴리머 플레이트)을 세정하도록 변형될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 추가적으로, 장치에 의한 단일 기판의 처리가 앞서 도시되지만, 일부 실시예들에서, 장치는 다수의 기판들을 동시에 처리할 수 있다.

전술한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들만을 제시한다. 본 발명의 범주 내에 속하는 앞서 제시된 장치 및 방법의 변형들은 통상의 당업자에게 용이하게 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명은 그 예시적인 실시예들과 연계하여 제시되었지만, 다른 실시예들은 이하의 청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상과 범주 내에 속할 수 있다는 점을 이해해야 한다.

Claims

기판을 연마하도록 구성된(adapted) 장치로서,
연마 장치(polishing device)를 포함하고,
상기 연마 장치는,
제 1 표면을 갖는 베이스;
상기 베이스의 상기 제 1 표면에 부착되는 수지층(resin layer); 및
상기 수지층에 의해 상기 제 1 표면에 부착되는 다수의 연마 비드들(abrasive beads) ― 상기 다수의 연마 비드들은 바인더(binder) 물질에 부유된(suspended) 다수의 연마 입자들을 포함함 ―
을 포함하며, 상기 다수의 연마 비드들과 상기 수지층은 상기 기판에 접촉하도록 구성된 상기 연마 장치의 연마 측면(abrasive side)을 포함하는,
기판을 연마하도록 구성된 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연마 장치는 연마 테이프(polishing tape), 연마 패드, 및 연마 팁(polishing tip) 중 적어도 하나를 포함하는,
기판을 연마하도록 구성된 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 연마 입자들은 산화세륨(ceria), 실리카(silica) 및 다이아몬드 중 적어도 하나를 포함하는 광물 입자들(mineral particles)을 포함하는,
기판을 연마하도록 구성된 장치.
기판의 엣지(edge)를 연마하도록 구성된 장치로서,
연마 테이프를 포함하고,
상기 연마 테이프는,
제 1 표면과 제 2 표면을 갖는 테이프 베이스;
상기 테이프 베이스의 상기 제 1 표면에 부착되는 수지층; 및
상기 수지층에 의해 상기 제 1 표면에 부착되는 다수의 연마 비드들 ― 상기 다수의 연마 비드들은 바인더 물질에 부유된 다수의 연마 입자들을 포함함 ―
을 포함하며, 상기 다수의 연마 비드들과 상기 수지층은 상기 기판의 엣지에 접촉하도록 구성된 상기 연마 테이프의 연마 측면을 포함하는,
기판의 엣지를 연마하도록 구성된 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 다수의 연마 입자들은 산화세륨, 실리카 및 다이아몬드 중 적어도 하나를 포함하는 광물 입자들을 포함하는,
기판의 엣지를 연마하도록 구성된 장치.
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법으로서,
바인더 물질에 부유된 다수의 연마 입자들을 포함하는 다수의 연마 비드들을 형성하는 단계; 및
상기 다수의 연마 비드들을 수지층에 의해 장치 베이스의 제 1 표면에 부착하는 단계
를 포함하고, 상기 다수의 연마 비드들과 상기 수지층은 상기 타겟 표면에 접촉하도록 구성된 상기 연마 장치의 연마 측면을 포함하는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 연마 비드들은 상기 수지층의 최상부면 위에 부분적으로 융기되고(raised) 상기 수지층 내에 부분적으로 침하되는(sunken),
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 연마 장치는 기판의 엣지를 연마하도록 구성된 연마 테이프를 포함하는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 기판이 회전하는 동안 상기 기판의 엣지에 화학제 슬러리(chemical slurry)를 도포(apply)하는 단계를 더 포함하고, 상기 화학제 슬러리는 상기 엣지에 연마 또는 부식(corrosive) 효과를 주는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 기판이 회전하고 있는 동안 상기 기판의 엣지를 연마하는 단계를 더 포함하는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 기판의 엣지를 연마하는 단계는 적어도 6000Å의 최대 제거율(removal rate)을 달성하는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 기판의 엣지를 연마하는 단계는 버핑(buffing)이 필요 없이 적절한 표면 마감(surface finish)을 달성하는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 연마 입자들은 산화세륨, 실리카 및 다이아몬드의 광물 입자들을 포함하는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 연마 테이프는 제 1 목적을 위한 제 1 연마 테이프 및 제 2 목적을 위한 제 2 연마 테이프를 포함하고, 상기 기판이 회전하는 동안 상기 엣지에 상기 연마 테이프를 도포하는 단계는,
상기 기판이 회전하는 동안 상기 엣지에 상기 제 1 연마 테이프를 도포하는 단계; 및
상기 기판이 회전하는 동안 상기 엣지에 상기 제 2 연마 테이프를 도포하는 단계를 포함하는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 연마 테이프는 제 1 연마 장치에 의해 도포되고, 상기 제 2 연마 테이프는 제 2 연마 장치에 의해 도포되며, 상기 제 1 목적은 상기 제 2 목적과 상이하고, 상기 제 1 연마 장치는 상기 제 2 연마 장치와 구별되는,
타겟 표면을 연마하도록 구성된 연마 장치를 형성하기 위한 방법.