KR20130020161A

KR20130020161A - 웨이퍼 언로딩 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마장치

Info

Publication number: KR20130020161A
Application number: KR1020110082598A
Authority: KR
Inventors: 최은석; 김봉우
Original assignee: 주식회사 엘지실트론
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-02-27

Abstract

본 발명의 웨이퍼 언로딩 장치는 웨이퍼가 안착되는 하정반과, 상기 하정반에 형성된 다수의 유체 분사구를 포함하고, 상기 유체 분사구는 하정반에 안착된 기판을 언로딩시키도록 일정 각도로 기울어져 형성될 수 있다.
상기와 같은 발명은 유체를 통해 웨이퍼를 하정반으로 언로딩시킴으로써, 연마 종료 후 패드의 웨이퍼 사이의 표면 장력에 의해 웨이퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 언로딩 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마장치{WAFER UNLOADING APPARATUS AND WAFER POLISHING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 웨이퍼 연마장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 언로딩시 웨이퍼 파손을 방지하기 위한 웨이퍼 언로딩 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼의 양면을 동시에 가공하는 랩핑 머신(Lapping machine)이나 양면 연마장치(Double side Polishing)는 기존의 한쪽 면을 연마하는 편면 연마장치와 비교하여 웨이퍼의 형상(Shape)이나 평탄도(Flatness) 제어에 효과적이다.

하지만, 종래 양면 연마장치는 편면 연마장치와 달리 헤드(Head)에서 웨이퍼를 지지하지 못하기 때문에 연마 중에 웨이퍼 이탈을 방지하기 위해 캐리어를 사용하게 된다.

상기와 같이, 캐리어를 이용한 양면 연마의 경우 연마 후 하정반에 부착된 패드(Pad)와 웨이퍼 사이에 유체에 의한 표면장력으로 웨이퍼 언로딩시 웨이퍼가 쉽게 파손되는 문제점이 발생된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 웨이퍼 언로딩 시 웨이퍼가 파손되는 것을 방지하기 위한 웨이퍼 언로딩 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 웨이퍼 언로딩 장치는 웨이퍼가 안착되는 하정반과, 상기 하정반에 형성된 다수의 유체 분사구를 포함하고, 상기 유체 분사구는 하정반에 안착된 기판을 언로딩시키도록 일정 각도로 기울어져 형성될 수 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 웨이퍼 연마장치는 상정반과, 상기 상정반에 대향 배치되어 웨이퍼가 안착되는 하정반과, 상기 하정반에 형성된 관통 형성된 유체 분사구를 포함하고, 상기 유체 분사구는 일정 각도로 기울어져 형성될 수 있다.

본 발명은 유체를 통해 웨이퍼를 하정반으로 언로딩시킴으로써, 연마 종료 후 패드의 웨이퍼 사이의 표면 장력에 의해 웨이퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하정반으로부터 분리된 웨이퍼를 이송하도록 이송부를 더 구비함으로써, 웨이퍼를 안정적으로 카세트에 수납할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 이송부를 유체에 의해 이송시킴으로써, 웨이퍼 접촉에 의해 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 카세트에 수납된 웨이퍼를 침지시킴으로써, 웨이퍼의 건조 방지 및 이물질 제거 효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치가 구비된 웨이퍼 연마 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치가 구비된 웨이퍼 연마 장치를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 유체 분사구가 형성된 하정반을 중심으로 나타낸 부분 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치에 구비된 이송부의 변형 예를 나타낸 평면도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치의 동작을 나타낸 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치가 구비된 웨이퍼 연마 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치가 구비된 웨이퍼 연마 장치를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유체 분사구가 형성된 하정반을 중심으로 나타낸 부분 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치에 구비된 이송부의 변형 예를 나타낸 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치가 구비된 웨이퍼 연마장치는 상정반(100)과, 상기 상정반(100)과 대향 배치된 하정반(200)과, 상기 하정반(200)에 형성되어 일정 각도로 경사져 형성된 유체 분사구(500)와, 상기 하정반(200)의 일측에 배치된 이송부(600)와, 상기 이송부(600)로부터 이송된 웨이퍼(W)를 수납하는 카세트(700)와, 상기 카세트(700)의 하부에 배치된 침지조(800)를 포함할 수 있다.

상정반(100)은 원형의 플레이트 형상으로 형성되며, 상정반(100)의 상부에는 상정반(100)을 수직으로 승하강시킬 수 있도록 승강 부재(120)가 구비될 수 있다.

이와 함께, 상정반(100)에는 상정반을 회전시킬 수 있도록 회전 부재(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 승강 부재(120)와 회전 부재는 별도 또는 하나의 구동 부재로 형성될 수 있다.

상정반(100)의 하부면에는 연마 패드(미도시)가 구비될 수 있으며, 연마 패드는 웨이퍼(W)의 상측면과 접촉될 수 있다.

하정반(200)은 상정반(100)의 하부에 대향 배치될 수 있다.

상기 하정반(200)은 상정반(100)과 대응되는 크기를 가지도록 원형의 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 하정반(200)에는 다수의 웨이퍼(W)가 안착될 수 있다. 이로 인해 다수의 웨이퍼(W)는 동시에 양면 연마가 수행될 수 있다.

하정반(200)의 중심부에는 하정반(200)이 중심축을 중심으로 회전될 수 있도록 선기어(300)가 설치될 수 있으며, 선기어(300)는 하정반(200)의 하부에 배치되는 구동원(미도시)에 연결되어 하정반(200)을 회전시킬 수 있는 구동력을 제공받을 수 있다.

하정반(200)의 상측면에는 웨이퍼(W)의 하측면과 접촉될 수 있도록 연마 패드(미도시)가 형성될 수 있으며, 연마 패드의 상부에는 웨이퍼(W)가 고정 지지될 수 있도록 캐리어(400)가 더 구비될 수 있다.

캐리어(400)는 웨이퍼(W)의 크기에 대응되도록 관통구가 형성될 수 있으며, 이로 인해 캐리어(400)에 형성된 관통구에 웨이퍼(W)가 안정적으로 고정 지지될 수 있다.

이로부터 웨이퍼(W)는 상정반(100)과 하정반(200) 사이에 배치될 수 있으며, 상정반(100), 하정반(200)을 회전시키면서 다수의 웨이퍼(W)를 동시에 연마할 수 있게 된다.

한편, 하정반(200)에는 연마를 마친 웨이퍼(W)를 언로딩시키도록 유체 분사구(500)가 형성될 수 있다.

유체 분사구(500)는 하정반(200)의 상하를 관통하도록 형성될 수 있으며, 다수개가 일정 간격으로 이격되도록 형성될 수 있다. 유체 분사구(500)에는 액체 또는 기체와 같은 유체가 공급될 수 있으며, 이로부터 하정반(200)에 배치된 웨이퍼(W)는 유체 분사구(500)에 의해 하정반(200)으로부터 이탈될 수 있게 된다.

유체 분사구(500)는 원형, 삼각, 사각 등 다각 형상으로 형성될 수 있으며, 원형 형상으로 형성될 경우, 그 직경은 5mm 내지 10mm 로 형성될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 유체 분사구(500)의 하부에는 유체를 공급하기 위한 유체 공급부(미도시)가 연결될 수 있으며, 유체 공급부는 다수의 유체 분사구(500)의 각각 또는 전체에 걸쳐 하나로 연결될 수 있다.

상기 유체로는 액체 또는 기체인 물질이 사용될 수 있으며, 액체로는 탈이온수, 오존수, 수소수, 전해 이온수가 사용될 수 있으며, 기체로는 질소, 불활성 기체, 공기를 포함할 수 있다.

여기서, 유체의 압력은 5kg/fcm² 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로는 1kg/fcm² 내지 5kg/fcm² 일 수 있다.

또한, 유체 분사구(500)는 웨이퍼(W)를 하정반(200)으로부터 이탈과 동시에 하정반(200)의 외부로 이동시키기 위해 일정 각도로 기울어져 형성될 수 있다.

유체 분사구(500)는 웨이퍼(W)가 하정반(200)의 외측을 향해 이동시킬 수 있도록 하정반(200)의 외측을 향해 상향 경사지게 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로는 하정반(200)의 외측을 향해 30도 내지 60도로 기울어져 형성될 수 있다.

유체 공급부로부터 유체가 공급되면 유체 분사구(500)에서 분사되는 유체의 압력에 의해 웨이퍼(W)는 하정반(200)으로부터 안정적으로 분리될 수 있으며, 유체 분사구(500)에서 분사되는 유체에 힘에 의해 웨이퍼(W)는 하정반(200)의 외측을 향해 이동할 수 있게 된다.

하정반(200)으로부터 이동된 웨이퍼(W)는 카세트(700)에 수납될 수 있으며, 이를 위해 하정반(200)의 일측에는 웨이퍼 이송부(600)가 더 구비될 수 있다.

이송부(600)는 하정반(200)과 카세트(700) 사이에 배치될 수 있으며, 이러한 이송부(600)는 유체에 의해 이동된 웨이퍼(W)를 카세트(700)로 안정적으로 수납할 수 있도록 이동시킬 수 있다.

이를 위해 이송부(600)는 다수의 롤러(620)와, 상기 다수의 롤러(620)를 고정시키는 브라켓(640)과, 상기 롤러(620)의 일측에 연결되어 롤러(620)의 구동력을 제공하는 구동부 예컨대, 모터(660)를 포함할 수 있다.

다수의 롤러(620)는 브라켓(640)에 의해 다수개가 고정 설치될 수 있으며, 다수의 롤러(620) 중 어느 하나에 롤러를 구동시킬 수 있도록 모터(660)가 연결될 수 있다. 다수의 롤러(620)는 어느 하나에만 구동력을 제공하더라도 회전될 수 있도록 서로 연결 형성될 수 있다.

상기에서는 이송부(600)로서 롤러를 사용하여 구성하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 4와 같이 구성될 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이송부(900)는 플레이트(920)와, 상기 플레이트(920)에 형성된 다공성 분사구(940)를 포함할 수 있다.

플레이트(920)는 일정 면적을 가진 사각 형상으로 형성될 수 있으며, 플레이트(920)에는 상하 관통되도록 다공성 분사구(940)가 형성될 수 있다. 다공성 분사구(940)에는 유체가 공급될 수 있으며, 이를 위해 다공성 분사구(940)에는 유체 공급부(미도시)가 더 연결될 수 있다.

다공성 분사구(940)는 하정반(200)에 형성된 유체 분사구(500)와 마찬가지로, 웨이퍼(W)를 용이하게 이동시킬 수 있도록 일정 경사를 가지도록 형성될 수 있으며, 그 직경 및 유체의 압력은 앞서 설명한 유체 분사구와 동일하게 형성될 수 있다.

한편, 플레이트(920)의 대향하는 양측에는 별도의 지지대(960)가 더 형성될 수 있다. 상기 지지대(960)는 플레이트(920)의 상부로 돌출 형성될 수 있으며, 이러한 지지대(960)는 다공성 분사구(940)로부터 분사되는 유체를 플레이트(920)의 상부에 가두도록 하여 웨이퍼(W)에 분사되는 힘을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 구조는 웨이퍼(W)를 유체에 의해 이동시킴으로써, 롤러에 접촉시켜 이동시키는 것에 비해 웨이퍼의 손상 없이 더욱 안정적으로 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2로 돌아가서, 이송부(600)의 타측에는 웨이퍼(W)를 수납할 수 있도록 카세트(700)가 배치될 수 있다.

카세트(700)는 일면이 개방된 박스 형상으로 형성될 수 있으며, 카세트(700)의 내측면에는 웨이퍼(W)가 카세트(700) 내에 고정 지지될 수 있도록 지지부(720)가 더 형성될 수 있다.

이러한 지지부(720)는 웨이퍼(W)의 가장자리 일측 예컨대, 웨이퍼(W)의 가장자리 상측면과 하측면의 일부를 지지하도록 형성되어 웨이퍼(W)가 카세트(700) 내에 안정적으로 지지될 수 있다.

여기서, 카세트(700)는 이송부(600)로부터 이동되는 웨이퍼(W)를 순차적으로 수납시킬 수 있도록 상하로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해 카세트(700)에는 별도의 승하강 유닛이 더 구비될 수 있다.

이로 인해 하정반(200)으로부터 웨이퍼(W)가 순차적으로 언로딩되면, 카세트는 빈 공간에 웨이퍼(W)가 수납될 수 있도록 상하로 이동될 수 있다.

또한, 카세트(700)의 하부에는 침지조(800)가 더 구비될 수 있다. 침지조(800)는 카세트(700)가 침지될 수 있도록 큰 용기 형상으로 형성될 수 있으며, 침지조(800)에는 탈 이온수와 같은 유체가 마련될 수 있다.

이로부터 카세트(700)에 웨이퍼(W)가 수납되면, 카세트(W)는 하부로 이동하여 침지조(800)에 담겨지고, 이로부터 언로딩되어진 웨이퍼(W)의 건조를 막을 수 있는 효과가 있으며, 이와 함께 이후 공정에서의 이물 제거가 용이하게 수행될 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치의 동작을 살펴본다. 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치의 동작을 나타낸 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 연마 수행을 마치면, 유체 분사구(500)에 일정 압력 예컨대, 1kg/fcm² 내지 5kg/fcm²의 압력을 가지는 유체가 공급된다.

상기와 같이, 공급된 유체는 유체 분사구(500)를 통해 웨이퍼(W)의 하부로 분사되고, 웨이퍼(W)는 하정반(200)으로부터 표면으로부터 이격되어 분리될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 하정반(200)으로부터 분리된 웨이퍼(W)는 일정 경사로 분사되는 유체에 의해 이송부(600)로 이동될 수 있다.

이송부(600)로 이동된 웨이퍼(W)는 이송부(600)의 롤러 작동에 의해 롤러의 상부에 접촉된 상태에서 이송되어 카세트(700) 내로 수납된다.

이때, 카세트(700)는 상하로 이동하면서 웨이퍼(W)가 없는 빈 공간이 이송부(600)의 일측에 배치되도록 이동하며, 이로부터 웨이퍼(W)는 카페트(700)의 빈 공간에 안정적으로 안착되어진다.

도 7에 도시된 바와 같이, 카세트(700) 내의 빈 공간에 웨이퍼(W)가 안정적으로 안착되면, 카세트(700)는 하부로 이동하고, 탈이온수가 마련된 침지조(800)에 침지되어 웨이퍼 언로딩 작업을 마치게 된다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 언로딩 장치는 유체를 통해 웨이퍼를 하정반으로 언로딩시킴으로써, 연마 종료 후 패드의 웨이퍼 사이의 표면 장력에 의해 웨이퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

100: 상정반 200: 하정반
300: 선기어 400: 캐리어
500: 유체 분사구 600: 이송부
700: 카세트 800: 침지조

Claims

웨이퍼가 안착되는 하정반;
상기 하정반에 형성된 다수의 유체 분사구를 포함하고,
상기 유체 분사구는 하정반에 안착된 기판을 언로딩시키도록 일정 각도로 기울어져 형성된 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유체 분사구는 하정반의 외측을 향해 상향 경사진 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 유체 분사구는 수평면으로부터 30 내지 60도 이하로 기울어져 형성된 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유체는 탈이온수, 오존수, 수소수, 전해 이온수, 질소, 불활성 기체, 공기를 포함하는 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유체 분사구의 직경은 5mm 내지 10mm인 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유체의 압력은 1kg/fcm2 내지 5kg/fcm2 인 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하정반의 일측에는 하정반으로부터 언로딩된 웨이퍼를 이송시키는 이송부가 더 구비된 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 이송부는 다수의 롤러와, 상기 다수의 롤러를 구동시키는 구동 유닛을 포함하는 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 이송부는 상하 관통 형성된 다공성 분사구가 형성된 분사 플레이트인 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 다공성 분사구는 일정 각도로 기울어져 형성된 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 9에 있어서
상기 다공성 분사구에는 탈이온수, 오존수, 수소수, 전해 이온수, 질소, 불활성 기체, 공기를 포함하는 유체가 공급되는 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 7에 있어서
상기 이송부의 일측에는 이송된 웨이퍼를 수납하는 카세트가 더 구비되는 웨이퍼 언로딩 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 카세트는 상하로 이동가능하게 형성되며, 상기 카세트의 일측에는 이동되는 카세트가 침지되도록 탈이온수가 구비된 침지조가 더 구비되는 웨이퍼 언로딩 장치.
상정반;
상기 상정반에 대향 배치되어 웨이퍼가 안착되는 하정반;
상기 하정반에 형성된 관통 형성된 유체 분사구를 포함하고,
상기 유체 분사구는 일정 각도로 기울어져 형성된 웨이퍼 연마장치.
청구항 14에 있어서,
상기 유체 분사구는 하정반의 외측을 향해 30 내지 60도로 상향 경사진 웨이퍼 연마장치.
청구항 14에 있어서,
상기 유체는 탈이온수, 오존수, 수소수, 전해 이온수, 질소, 불활성 기체, 공기를 포함하는 웨이퍼 연마장치.
청구항 14에 있어서,
상기 유체 분사구의 직경은 5mm 내지 10mm인 웨이퍼 연마장치.
청구항 14에 있어서,
상기 유체의 압력은 1kg/fcm² 내지 5kg/fcm² 인 웨이퍼 연마장치.