KR20170000515U - 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어 - Google Patents
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Abstract
반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어가 개시된다. 본 발명은, 반도체 웨이퍼를 지지하는 적어도 하나의 컷아웃이 구비된 본체부, 및 컷아웃과 본체부의 경계에 구비되며, 본체부에 구비된 결합홈과 결합되는 결합 돌기가 구비된 인서트를 구비하며, 결합 돌기는 도브 테일(dovetail) 형상으로 구현된다. 본 발명에 따르면, 플라스틱 인서트 본래의 기능, 및 플라스틱 인서트와 캐리어 본체와의 결합 강도를 유지함과 동시에 에지 롤-오프 현상을 최소화할 수 있게 된다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 있어서 반도체 웨이퍼에서의 에지 롤-오프 현상을 최소화할 뿐만 아니라, 플라스틱 인서트 본래의 기능, 및 플라스틱 인서트와 캐리어 본체와의 결합 강도를 유지하면서도 에지 롤-오프 현상을 최소화할 수 도록 하는 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체용 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어를 나타낸 도면이다.
도 1에서와 같이 종래 기술에 따른 반도체용 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어에서의 스틸 재질의 본체부(30)에 형성된 컷아웃(10)의 외주에는 플라스틱 인서트(즉, 인레이)(20)가 설치되어 있다.
이와 같은 플라스틱 인서트(20)는 연마 공정에서의 반도체용 웨이퍼와 본체부(30) 사이의 완충 기능을 수행하며, 파손되기 쉬운 반도체 웨이퍼의 에지를 캐리어 본체(3)로부터 방출되는 금속으로부터 보호하는 기능 또한 수행한다.
한편, 종래 기술에 의하면, 캐리어를 사용한 연마 공정을 거친 반도체용 웨이퍼의 에지 영역에서 표면 편차가 발생되는 현상인 에지 롤-오프(Edge Roll Off) 현상에 의해 반도체 웨이퍼의 품질이 저하된다는 문제점이 있다.
따라서, 고품질의 반도체 웨이퍼의 제작을 위해 에지 롤-오프 현상을 최소화하고, 에지 영역에서의 평탄도를 개선 향상시켜야 할 기술적 수요가 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 있어서 반도체 웨이퍼에서의 에지 롤-오프 현상을 최소화할 뿐만 아니라, 플라스틱 인서트 본래의 기능, 및 플라스틱 인서트와 캐리어 본체와의 결합 강도를 유지하면서도 에지 롤-오프 현상을 최소화할 수 도록 하는 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어는, 상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 적어도 하나의 컷아웃이 구비된 본체부; 및 상기 컷아웃과 상기 본체부의 경계에 구비되며, 상기 본체부에 구비된 결합홈과 결합되는 결합 돌기가 구비된 인서트를 포함하며, 상기 결합 돌기는 도브 테일(dovetail) 형상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인서트의 내측단과 외측단 사이의 폭은 0.4mm 내지 0.8mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인서트 상에서 상기 결합 돌기가 형성된 구간과, 결합 돌기가 형성되지 않은 구간의 비율은 1:3 내지 1:4인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인서트의 내측 에지는 CNC 밀링 커팅 방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 있어서 반도체 웨이퍼에서의 에지 롤-오프 현상을 최소화할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명에 따르면, 플라스틱 인서트 본래의 기능, 및 플라스틱 인서트와 캐리어 본체와의 결합 강도를 유지함과 동시에 에지 롤-오프 현상을 최소화할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체용 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어의 구조를 나타내는 도면,
도 3은 도 2에서의 'A' 영역의 부분 확대도로서, 인서트와 본체부의 결합 구조를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에서의 기술적 원리를 확인할 수 있는 실험 데이터를 나타낸 도면, 및
도 5는 본 발명에 따른 캐리어에서의 에지 롤 오프 개선 정도를 종래 기술과 비교한 실험 데이터를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어의 구조를 나타내는 도면,
도 3은 도 2에서의 'A' 영역의 부분 확대도로서, 인서트와 본체부의 결합 구조를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에서의 기술적 원리를 확인할 수 있는 실험 데이터를 나타낸 도면, 및
도 5는 본 발명에 따른 캐리어에서의 에지 롤 오프 개선 정도를 종래 기술과 비교한 실험 데이터를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어의 본체부(300)에는 반도체 웨이퍼를 지지하는 복수개의 컷아웃(100)이 형성되어 있으며, 본체부(300)과 컷아웃(100)의 경계 부위에는 인서트(200)가 설치되어 있다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 캐리어의 본체부(300)는 스틸 또는 스테인리스 크롬강으로 제작함이 바람직하며, 컷아웃(100)은 직경이 200 mm 이상, 바람직하게는 300 mm 이상이며 두께가 500∼1,000㎛인 반도체 웨이퍼를 지지하도록 설계되는 것이 바람직할 것이다.
한편, 인서트(200)는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 아라미드 또는 기타 플루오로하이드로카본으로부터 유도된 폴리머와 같은 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 그 중에서도 PA, 아라미드 및 PVDF를 사용하는 것이 특히 바람직할 것이다.
인서트(200)는 고정 상태 또는 이완된 상태로 캐리어의 본체부(300)에 연결되어 있고, 이를 위해서 컷아웃(100)에 접착 방식으로 결합되거나 사출 성형되어 설치될 수도 있을 것이다.
본체부(300)에는 일정 간격에 따라 도브 테일(dovetail: 비둘기 꼬리) 형상의 결합홈(350)이 구비되어 있고, 인서트(200)에는 동일한 간격에 따라 결합홈(350)과 동일한 형상인 도브 테일 형상의 결합 돌기(250)가 구비되어 있으며, 인서트(200)의 결합 돌기(250)가 본체부(300)의 결합홈(350)에 결합됨으로써, 인서트(200)는 컷아웃(100)의 둘레를 따라 본체부(300)에 치형(도브 테일형) 결합된다.
도 3은 도 2에서의 'A' 영역의 부분 확대도로서, 인서트(200)와 본체부(300)의 결합 구조를 나타내는 도면이다.
한편, 본 발명자는 반도체 웨이퍼의 에지 롤-오프 현상은 컷아웃(100)의 둘레를 따라 본체부(300)에 결합되어 있는 인서트(200)의 폭에 의존한다는 사실을 실험적으로 발견하게 되었다.
구체적으로, 도 4에서와 같이 캐리어 본체부(300)의 재질 및 두께는 동일한 상태에서 인서트(200)의 폭의 두께를 각각 760μm와 770μm로 달리하여 반도체 웨이퍼의 에지 롤-오프를 측정한 결과 760μm의 폭을 갖는 인서트(200)가 구비된 캐리어에서의 에지 롤-오프 현상이 더 적게 발생됨을 확인할 수 있었다.
즉, 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)이 클수록 에지 롤-오프 현상은 심화되며, 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)이 작을수록 에지 롤-오프 현상은 개선되게 된다.
한편, 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)이 작을수록 에지 롤-오프 현상이 개선된다고 하여 인서트(200)의 본래의 웨이퍼 에지에서의 완충 및 보호 기능을 훼손하면서까지, 그 폭(W)을 무한히 줄일 수는 없는 것으로서, 본 발명자는 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)이 0.4 mm 내지 0.8 mm 인 경우에 인서트(200) 본래의 기능이 실질적으로 훼손되지 않는 범위 내에서 에지 롤-오프 현상을 최대한도로 개선할 수 있다는 실험적 사실을 확인하였다.
구체적으로, 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)이 0.4 mm 미만인 경우에는 웨이퍼 에지에서의 완충 및 보호 기능이 현저하게 떨어지게 되며, 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)이 0.8 mm를 초과하는 경우에는 에지 롤-오프 현상의 개선 정도가 경미한 것으로 확인되었다.
한편, 인서트(200)와 본체부(300)와의 치형 결합 부위를 구성하는 인서트(200)의 결합 돌기(250)는 비둘기 꼬리 형상인 도브 테일(dovetail) 형상을 가짐으로써, 인서트(200)와 본체부(300)와의 결합 강도를 증대시키게 되는 한편, 인서트(200)의 결합 돌기(250)가 형성된 부분에서 인서트(200)의 폭은 실질적으로 증가하게 된다.
즉, 인서트(200)의 결합 돌기(250)는 인서트(200)의 본체부(300)와의 결합 강도를 증대시키는 기술적 이점을 가짐과 동시에 인서트(200)의 폭을 실질적으로 증가시킴으로써 에지 롤 오프 현상을 증대시키는 기술적 불이익을 발생시킨다.
이에 본 발명에서는 인서트(200)의 결합 돌기(250)의 형성 간격을 최대화(즉, 결합 돌기(250)의 형성 개소를 최소화)함으로써 인서트(200)의 결합 돌기(250)로 인해 에지 롤 오프 현상이 증대되는 것을 최소화하였다.
즉, 도 3에서와 같이 인서트(200)의 결합 돌기(250)가 형성된 구간(a)(즉, 본체부(300)의 결합홈(350)과의 결합 구간)과, 결합 돌기(250)가 형성되어 있지 않은 구간(b)(즉, 비결합구간)은 1:3 내지 1:4의 비율을 형성함이 바람직하다.
구체적으로, 상기 구간의 비율이 1:3을 초과하는 경우(예를 들어,1:2)에는 인서트(200)의 폭을 실질적으로 증가되는 효과를 가져옴으로써, 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)이 0.4 mm 내지 0.8 mm 인 경우임에도 불구하고 에지 롤-오프 현상의 개선 정도가 경미한 것으로 확인되었다.
또한, 상기 구간의 비율이 1:4 미만인 경우(예를 들어, 1:5)에는 결합 돌기(250)를 통한 인서트(200)와 본체부(300)의 결합력을 충분히 확보할 수 없게 되어, 인서트(200)의 설치 내구성이 저하되는 것으로 확인되었다.
한편, 본 발명에서는 인서트(200)를 제작함에 있어서, 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)이 0.4 mm 내지 0.8 mm 이 되도록 하는 정밀 제작을 위해, 금형 사출을 통해 인서트(200)를 제작한 다음 CNC(computer numerical control) 밀링 공법에 의한 커팅 방식으로 인서트(200)의 내측단(210)(내측 에지)를 형성하였다.
즉, 본 발명에서는 인서트(200)의 내측단(210)과 외측단(230) 사이의 폭(W)을 정밀하게 제어하기 위해 CNC 밀링 공법으로 커팅하여 인서트(200)의 내측단(210)을 형성함으로써, 종래에는 구현할 수 없었던 미세폭(W)의 인서트(200)가 구비된 캐리어를 제작할 수 있게 되었다.
도 5는 본 발명에 따른 캐리어에서의 에지 롤 오프 개선 정도를 종래 기술과 비교한 실험 데이터를 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 5에서와 같이 각각 동일한 두께를 갖는 수지재 캐리어(N/A), 종래 기술에 따른 캐리어(DLC-Coated Carrier)(w:1.5mm, a:b=1:1), 본 발명에 따른 개선된 캐리어(DLC-Coated Carrier)(w:0.6mm, a:b=1:3)에서의 에지 롤 오프 현상을 측정한 결과, 본 발명에 따른 개선된 캐리어(DLC-Coated Carrier)가 수지재 캐리어에 비해서는 물론이고, 종래 기술에 따른 캐리어(DLC-Coated Carrier)에 비해 에지 롤 오프 현상이 현저히 개선되어 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10,100: 컷아웃,
20,200: 인서트(인레이),
30,300: 본체부, 40,400: 개구부,
210: 내측단, 230: 외측단,
250: 결합 돌기, 350: 결합홈.
30,300: 본체부, 40,400: 개구부,
210: 내측단, 230: 외측단,
250: 결합 돌기, 350: 결합홈.
Claims (2)
- 반도체 웨이퍼의 연마 공정에 사용되는 캐리어에 있어서,
상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 적어도 하나의 컷아웃이 구비된 본체부; 및
상기 컷아웃과 상기 본체부의 경계에 구비되며, 상기 본체부에 구비된 결합홈과 결합되는 결합 돌기가 구비된 인서트
를 포함하며,
상기 결합 돌기는 도브 테일(dovetail) 형상인 것인 캐리어.
- 제1항에 있어서,
상기 인서트의 내측단과 외측단 사이의 폭은 0.4mm 내지 0.8mm인 것인 캐리어.
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Family Cites Families (1)
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| JP5114113B2 (ja) * | 2007-07-02 | 2013-01-09 | スピードファム株式会社 | ワークキャリア |
-
2017
- 2017-01-26 KR KR2020170000500U patent/KR200484471Y1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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