KR20110073759A - 웨이퍼 연마 장치 - Google Patents

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KR20110073759A KR1020090130492A KR20090130492A KR20110073759A KR 20110073759 A KR20110073759 A KR 20110073759A KR 1020090130492 A KR1020090130492 A KR 1020090130492A KR 20090130492 A KR20090130492 A KR 20090130492A KR 20110073759 A KR20110073759 A KR 20110073759A
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

웨이퍼 연마장치가 개시된다. 웨이퍼 연마장치는 제 1 패드; 상기 제 1 패드 상에 배치되며, 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼 수용홈 및 연장되는 형상을 가지는 슬러리 유동홈을 포함하는 캐리어; 및 상기 캐리어를 상기 제 1 패드에 대하여 상대 회전시키는 회전장치를 포함한다.
웨이퍼, 폴리싱, DSP, 양면, 캐리어

Description

웨이퍼 연마 장치{WAFER POLISHING APPARATUS}
실시예는 웨이퍼 연마장치에 관한 것이다.
실리콘 단결정 잉곳으로부터 슬라이싱에 의해 형성된 웨이퍼는 그라인딩과 랩핑공정을 거쳐서 외형이 형성된다. 이와 같은 그라인딩과 랩핑은 웨이퍼 에지에 대한 그라인딩과 랩핑공정을 포함하며, 이 과정에서는 웨이퍼 양측 표면 뿐 아니라 웨이퍼의 에지에도 손상된 층(Deep Damage layer)이 발생된다.
웨이퍼 에지에 형성된 손상된 층은 후속 가공공정에서 완전히 제거되어야 하는데, 다음에서는 웨이퍼 에지의 손상된 층을 제거하기 위한 다양한 폴리싱 장치들이 개발되고 있다.
실시예는 웨이퍼의 연마속도를 향상시키고, 고품질의 웨이퍼를 제공하는 웨이퍼 연마장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 웨이퍼 연마장치는 제 1 패드; 상기 제 1 패드 상에 배치되며, 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼 수용홈 및 연장되는 형상을 가지는 슬러리 유동홈을 포함하는 캐리어; 및 상기 캐리어를 상기 제 1 패드에 대하여 상대 회전시키는 회전장치를 포함한다.
실시예에 따른 웨이퍼 연마장치는 슬러리 유동홈을 포함하는 캐리어를 포함한다. 이에 따라서, 슬러리 유동홈을 통하여, 슬러리가 용이하게 유동되고, 웨이퍼의 연마가 용이해진다.
특히, 슬러리 유동홈이 웨이퍼 수용홈으로부터 캐리어의 외곽으로 연장될 수 있고, 이에 따라서, 웨이퍼 수용홈에 슬러리가 용이하게 공급될 수 있다.
또한, 웨이퍼 수용홈 주위에 슬러리 수용홈이 형성될 수 있고, 슬러리 유동홈은 웨이퍼 수용홈 및 슬러리 수용홈을 서로 연결할 수 있다. 이에 따라서, 슬러리 수용홈 내에 임시 수용된 슬러리가 웨이퍼 수용홈에 용이하게 공급될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치는 슬러리 유동홈에 의해서, 슬러리의 유동을 극대화시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치는 슬러리의 유동을 극대화시킴에 따라서, 웨이퍼에 공급되는 슬러리의 양을 증가시킬 수 있고, 웨이퍼의 연마속도를 향상시킬 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 웨이퍼 연마장치는 웨이퍼의 평탄도를 향상시키고, 고품질의 웨이퍼를 제공할 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 척, 소스, 웨이퍼 또는 층 등이 각 척, 소스, 웨이퍼 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1을 실시예에 따른 웨이퍼 양면 연마장치를 도시한 분해사시도이다. 도 2는 실시예에 따른 웨이퍼 양면 연마장치를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 캐리어를 도시한 사시도이다. 도 5 및 도 6은 다른 실시예에 따른 캐리어를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 웨이퍼 양면 연마장치는 하정반(100), 상정반(200), 캐리어(300), 중심 기어(400) 및 외곽 기어(500)를 포함한다.
상기 하정반(100)은 상기 캐리어(300) 및 상기 중심 기어(400)를 지지한다. 상기 하정반(100)은 원형 플레이트 형상을 가진다. 상기 하정반(100)은 제 1 몸체부(110) 및 제 1 연마패드(120)를 포함한다.
상기 제 1 몸체부(110)는 상기 제 1 연마패드(120)를 지지한다. 상기 제 1 몸체부(110)는 원형 플레이트 형상을 가진다. 상기 제 1 몸체부(110)는 모터 등과 같은 구동 수단에 의해서 회전할 수 있다. 상기 제 1 몸체부(110)가 회전함에 따라서, 상기 제 1 연마패드(120)도 함께 회전된다.
상기 제 1 연마패드(120)는 상기 제 1 몸체부(110) 상에 배치된다. 상기 제 1 연마패드(120)는 상기 제 1 몸체부(110)와 결합될 수 있다. 상기 제 1 연마패드(120)는 상기 제 1 몸체부(110)와 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 연마패드(120)는 웨이퍼(10)에 직접 접촉한다. 더 자세하게, 상기 제 1 연마패드(120)는 상기 웨이퍼(10)의 하면에 접촉하여, 상기 웨이퍼(10)의 하면을 연마한다. 상기 제 1 연마패드(120)에는 슬러리를 공급하기 위한 다수 개의 홀들(121)이 형성될 수 있다.
상기 상정반(200)은 상기 하정반(100) 상에 배치된다. 상기 상정반(200)은 상기 하정반(100)과 이격되며, 상기 하정반(100)에 대향된다. 즉, 상기 상정반(200) 및 상기 하정반(100)은 서로 마주본다.
상기 상정반(200)은 원형 플레이트 형상을 가진다. 상기 상정반(200)은 제 2 몸체부(210) 및 제 2 연마패드(220)를 포함한다.
상기 제 2 몸체부(210)는 상기 제 2 연마패드(220)를 지지한다. 상기 제 2 몸체부(210)는 원형 플레이트 형상을 가진다. 상기 제 2 몸체부(210)는 모터 등과 같은 구동 수단에 의해서 회전할 수 있다. 이때, 상기 제 2 몸체부(210)가 회전함에 따라서, 상기 제 2 연마패드(220)도 함께 회전한다. 또한, 상기 제 2 몸체부(210)는 상기 제 1 몸체부(110)와 같은 속도 또는 다른 속도로, 같은 방향 또는 다른 방향으로 다양하게 회전할 수 있다.
상기 제 2 연마패드(220)는 상기 제 2 몸체부(210) 아래에 배치된다. 상기 제 2 연마패드(220)는 상기 제 2 몸체부(210)와 결합될 수 있다. 상기 제 2 연마패드(220)는 상기 제 2 몸체부(210)와 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 2 연마패드(220)는 상기 웨이퍼(10)와 직접 접촉한다. 더 자세하게, 상기 제 2 연마패드(220)는 상기 웨이퍼(10)의 상면에 직접 접촉하여, 상기 웨이퍼(10)의 상면을 연마할 수 있다.
상기 제 2 연마패드(220)에는 상기 웨이퍼(10)에 슬러리를 공급하기 위한 다수 개의 홀들이 형성될 수 있다.
상기 캐리어(300)는 상기 하정반(100) 및 상기 상정반(200) 사이에 개재된다. 상기 캐리어(300)는 플레이트 형상을 가지며, 상기 웨이퍼(10)를 수용하고, 상기 제 1 연마패드(120) 및/또는 상기 제 2 연마패드(220)로부터 공급되는 슬러리를 임시 저장한다.
상기 캐리어(300)는 웨이퍼 수용홈(310), 슬러리 수용홈들(320) 및 슬러리 유동홈들(330)을 포함한다.
상기 웨이퍼 수용홈(310)은 상기 웨이퍼(10)를 수용한다. 상기 웨이퍼 수용홈(310)은 상기 웨이퍼(10)와 대응되는 형상을 가지는 관통홈이다. 즉, 상기 웨이 퍼 수용홈(310)은 원 형상을 가지며, 상기 웨이퍼(10)의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 가질 수 있다.
상기 웨이퍼 수용홈(310)의 중심은 상기 캐리어(300)의 중심에 대하여 편심될 수 있다. 즉, 상기 웨이퍼 수용홈(310)의 중심은 상기 캐리어(300)의 중심과 일치하지 않는다. 이에 따라서, 상기 캐리어(300)가 회전하는 경우, 상기 웨이퍼 수용홈(310)에 수용된 웨이퍼(10)는 편심 회전한다.
본 실시예에서는 하나의 웨이퍼 수용홈(310)이 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 다수 개의 웨이퍼 수용홈들이 상기 캐리어(300)에 형성될 수 있다.
상기 슬러리 수용홈들(320)은 상기 슬러리를 임시 저장한다. 상기 슬러리 수용홈들(320)은 상기 웨이퍼 수용홈(310)의 주위에 형성된다. 상기 슬러리 수용홈들(320)은 관통홈들일 수 있다. 이때, 상기 슬러리 수용홈들(320)은 서로 다른 직경을 가질 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 상기 슬러리 수용홈들(320)이 원형상을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 상기 슬러리 수용홈들(320)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 슬러리 유동홈들(330)은 길게 연장되는 향상을 가진다. 예를 들어, 상기 슬러리 유동홈들(330)은 일 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 상기 슬러리 유동홈들(330)은 상기 슬러리가 유동될 수 있는 유로이다.
상기 슬러리 유동홈들(330)은 상기 캐리어(300)의 하면에 형성된다. 이와는 다르게, 상기 슬러리 유동홈들(330)은 상기 캐리어(300)의 상면에도 형성될 수 있고, 상하면에 동시에 형성될 수 있다. 상기 슬러리 유동홈들(330)의 폭은 약 1㎜ 내지 약 2㎜일 수 있다. 또한, 상기 슬러리 유동홈들(330)의 깊이는 약 5㎛ 내지 약 30㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 슬러리 유동홈들(330)이 깊이는 약 10㎛일 수 있다.
상기 슬러리 유동홈들(330)은 상기 웨이퍼 수용홈(310)으로부터 각각의 슬러리 수용홈(320)으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 슬러리 유동홈들(330)은 상기 웨이퍼 수용홈(310) 및 각각 슬러리 수용홈(320)에 연결될 수 있다. 다시 말하면, 상기 슬러리 유동홈들(330)은 상기 웨이퍼 수용홈(310) 및 각각 슬러리 수용홈들(320)을 연결시킨다.
도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 슬러리 슬러리 유동홈들(330)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 슬러리 유동홈들(330)은 상기 웨이퍼 수용홈(310)으로부터 상기 캐리어(300)의 외곽까지 연장될 수 있다. 이때, 상기 슬러리 유동홈들(330)은 상기 웨이퍼 수용홈(310)의 중심으로부터 상기 캐리어(300)의 외곽으로 연장될 수 있다. 이때, 상기 슬러리 유동홈들(330)은 직선 형태로 곧게 연장될 수 있다.
이와는 다르게, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 슬러리 유동홈들(331)은 일 방향으로 만곡되는 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 슬러리 유동홈들(331)은 상기 웨이퍼 수용홈(310)의 중심으로부터 상기 캐리어(300)의 외곽으로 연장되면서, 동시에, 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 만곡되는 형상을 가질 수 있다.
이와 같이, 상기 슬러리 유동홈들(330)이 만곡되는 형상을 가지는 경우, 상 기 캐리어(300)가 회전할 때, 상기 슬러리를 효율적으로 유동시킬 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 슬러리 유동홈들(332, 333)은 제 1 슬러리 유동홈들(332) 및 제 2 슬러리 유동홈들(333)로 구분될 수 있다. 상기 제 1 슬러리 유동홈들(332)은 서로 나란히 제 1 방향으로 연장되고, 상기 제 2 슬러리 유동홈들(333)은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장될 수 있다.
상기 캐리어(300)의 외곽영역에는 다수 개의 톱니들이 형성된다. 즉, 상기 캐리어(300)는 상기 웨이퍼(10)를 수용함과 동시에, 동력을 전달받는 기어이다.
상기 중심 기어(400)는 상기 하정반(100) 및 상기 상정반(200) 사이에 개재된다. 상기 중심 기어(400)는 상기 하정반(100) 및 상기 상정반(200)의 중심에 위치한다. 상기 중심 기어(400)의 중심은 상기 하정반(100) 및 상기 상정반(200)의 중심과 실질적으로 일치한다.
상기 중심 기어(400)는 상기 상정반(200) 및/또는 상기 하정반(100)과 함께 구동될 수 있다. 즉, 상기 중기 기어는 상기 상정반(200) 및/또는 상기 하정반(100)에 고정될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 중심 기어(400)는 상기 상정반(200) 및 상기 하정반(100)과 따로 구동될 수 있다. 예를 들어, 상기 중심 기어(400)는 상기 상정반(200) 또는 상기 하정반(100)에 형성된 홀을 통과하는 회전축과 결합되어 회전할 수 있다.
상기 중심 기어(400)는 상기 캐리어(300)와 기어 결합된다. 즉, 상기 중심 기어(400)의 회전에 의해서, 상기 캐리어(300)가 구동된다.
상기 외곽 기어(500)는 상기 상정반(200) 및 상기 하정반(100) 사이에 배치된다. 상기 외곽 기어(500)는 상기 중심 기어(400) 및 상기 캐리어(300)를 둘러싼다. 상기 외곽 기어(500)는 상기 캐리어(300)와 기어 결합되어, 상기 캐리어(300)에 동력을 전달한다. 즉, 상기 캐리어(300)의 외주면과 상기 외곽 기어(500)의 내주면이 서로 기어 결합된다. 상기 외곽 기어(500)의 회전에 의해서, 상기 캐리어(300)가 구동된다.
상기 중심 기어(400) 및 상기 외곽 기어(500)의 회전에 의해서, 상기 캐리어(300)가 회전하면서, 상기 중심 기어(400)의 주위를 이동한다. 즉, 상기 캐리어(300)는 상기 중심 기어(400) 및 상기 외곽 기어(500)로부터 동력을 전달받아, 자체적으로 회전하면서, 이동될 수 있다.
상기 중심 기어(400) 및 상기 외곽 기어(500)는 같은 방향으로 회전할 수 있고, 다른 방향으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 중심 기어(400) 및 상기 외곽 기어(500)는 같은 각속도로 회전하거나, 다른 각속도로 회전할 수 있다. 결과적으로 상기 중심 기어(400) 및 상기 외곽 기어(500)는 다양한 방식으로 회전하여, 상기 캐리어(300)를 구동한다. 즉, 상기 중심 기어(400) 및 상기 외곽 기어(500)은 상기 캐리어(300)을 상기 하정반(100) 및 상기 상정반(200)에 대하여 상대 회전시키는 회전장치이다.
이때, 상기 캐리어(300)는 상기 슬러리 유동홈들(330)을 포함하기 때문에, 상기 제 1 연마패드(120) 및/또는 상기 제 2 연마패드(220)로부터 분출되는 슬러리를 상기 웨이퍼(10)에 효율적으로 공급할 수 있다.
특히, 상기 슬러리 유동홈들(330)이 상기 슬러리 수용홈들(320) 및 상기 웨이퍼 수용홈(310)을 각각 연결시키는 경우, 상기 슬러리 수용홈들(320)에 저장된 슬러리는 상기 웨이퍼 수용홈(310)에 효율적으로 공급될 수 있다.
또한, 상기 슬러리 유동홈들(330)이 상기 캐리어(300)의 외곽으로부터 상기 웨이퍼 수용홈(310)으로 연장되는 경우, 상기 캐리어(300)의 주위의 슬러리가 상기 웨이퍼 수용홈(310)에 효율적으로 유입될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼(10)가 연마된 후, 생성된 잔유물은 상기 슬러리 유동홈들(330)을 통하여, 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 웨이퍼 양면 연마장치는 상기 슬러리 유동홈들(330)을 통하여, 상기 슬러리를 용이하게 유동시키고, 상기 웨이퍼(10)의 연마를 용이하게 한다. 즉, 실시예에 따른 웨이퍼 양면 연마장치는 상기 슬러리 유동홈들(330)에 의해서, 상기 슬러리의 유동을 극대화시킬 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼 양면 연마장치는 상기 슬러리의 유동을 극대화시킴에 따라서, 상기 웨이퍼(10)의 연마속도를 향상시킬 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 웨이퍼 양면 연마장치는 상기 웨이퍼(10)의 평탄도를 향상시키고, 고품질의 웨이퍼(10)를 제공할 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1을 실시예에 따른 웨이퍼 양면 연마장치를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 웨이퍼 양면 연마장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 캐리어를 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 다른 실시예에 따른 캐리어를 도시한 평면도이다.

Claims (9)

  1. 제 1 패드;
    상기 제 1 패드 상에 배치되며, 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼 수용홈 및 연장되는 형상을 가지는 슬러리 유동홈을 포함하는 캐리어; 및
    상기 캐리어를 상기 제 1 패드에 대하여 상대 회전시키는 회전장치를 포함하는 웨이퍼 연마장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리 유동홈은 상기 웨이퍼 수용홈으로부터 상기 캐리어의 외곽으로 연장되는 웨이퍼 연마장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어는 상기 웨이퍼 수용홈 주위에 형성되는 다수 개의 슬러리 수용홈들을 포함하며,
    상기 슬러리 유동홈은 상기 웨이퍼 수용홈 및 상기 슬러리 수용홈에 연결되는 웨이퍼 연마장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 상에 배치되는 제 2 패드를 포함하는 웨이퍼 연마장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리 유동홈은 상기 웨이퍼 수용홈의 중심으로부 터 상기 캐리어의 외곽으로 연장되는 웨이퍼 연마장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리 유동홈은 다수 개이며, 상기 다수 개의 슬러리 유동홈들은 각각 같은 방향으로 만곡되는 형상을 가지는 웨이퍼 연마장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리 유동홈은 서로 평행하게 연장되는 제 1 슬러리 유동홈 및 제 2 슬러리 유동홈을 포함하는 웨이퍼 연마장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 슬러리 유동홈은 상기 제 1 슬러리 유동홈 및 상기 제 2 슬러리 유동홈과 교차하는 제 3 슬러리 유동홈을 포함하는 웨이퍼 연마장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리 유동홈의 폭은 1㎜ 내지 2㎜이고, 상기 슬러리 유동홈의 깊이는 5㎛ 내지 30㎛ 인 웨이퍼 연마장치.
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