KR0123470Y1 - 휠 브레이드 감지 장치와 그를 이용한 웨이퍼 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 휠 브레이드(wheel blade) 감지 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제작공정에서 웨이퍼 절단시 웨이퍼 파손을 방지하기 위한 감지장치에 먼지 제거를 위해 세척용 물을 가공면에 분사하므로써 휠에 의한 웨이퍼 절단시 먼지에 의한 오동작을 방지할 수 있으므로, 불량품 발생 방지에 매우 유용하며, 웨이퍼 다이싱 절단 및 일반 다이아몬드 휠 브레이드에 적용가능하다.

Description

휠 브레이드 감지 장치와 그를 이용한 웨이퍼 가공 장치

제1도는 종래의 휠 브레이드 감지 장치의 단면도.

제2도는 본 고안 휠 브레이드 감지 장치의 구성 단면도.

제3도는 본 고안 휠 브레이드 감지 장치를 이용한 웨이퍼 가공 공정의 실시예를 보여주는 개념도이다.

본 고안은 휠 브레이드(wheel blade) 감지 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제작공정에서 웨이퍼 절단시 웨이퍼 파손을 방지하기 위한 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼를 반도체 패키지화 하기 위하여 칩으로 절단하는 작업대(dicing saw)에서 웨이퍼를 절단하는 방법으로는 휠의 일정부위를 다이아몬드 코팅한 휠 브레이드를 사용한다. 이때 휠 브레이드의 마모 및 외부조건에 의하여 브레이드가 파손되는 경우가 발생하는데, 이러한 상태에서 작업을 계속하면 웨이퍼의 파손 및 칩과 칩 사이의 절단선(street line)이 넓게 절단되어 칩 자체를 파손시키는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 휠 브레이드 감지 장치는 수발광 센서에 의하여 브레이드의 파손 여부를 감지하였으나, 이는 휠에 의하여 웨이퍼 절단시 발생하는 실리콘 가루 등의 먼지에 의하여 센서 전면이 오염되는 경우가 많아서 오작동을 일으키는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 휠 브레이드 감지 장치는 제1도와 같이 도시되는 바, 흴(1)의 끝단에 다이아몬드로 코팅되어 있는 브레이드(2)가 웨이퍼(3)를 절단할 때 브레이드(2)의 마모 상태를 감지하는 수발광 센서(4)가 있어서, 이 수발광 센서(4)가 브레이드(2)를 감지하여 이를 공정을 제어하는 중앙처리부(도시하지 않음)에 제공토록 하는 구성을 취하고 있는 데, 이때 웨이퍼(2) 절단시 발생하는 먼지에 의해 수발광 센서(4)의 전면에 오염이 발생하여 수발광 센서(4)가 제 기능을 수행하지 못하는 원인으로 작용하여 오동작을 일으키며, 이 오동작에 의해 웨이퍼(3)의 절단선의 폭을 넓게 하거나 칩을 손상하게 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결코자 하는 것으로, 감지장치의 센서유닛 길이방향 중앙에 레이져 센서를 삽통 고정하고, 센서유닛 내주면과 레이져 센서 외주면 사이에는 웨이퍼에서 발생하는 먼지를 제거하기에 충분한 압력을 가진 유체(본 실시예에서는 세척용 물)가 통과하여 분사 홀(노즐)을 통해 웨이퍼 표면에 분사되도록 함을 특징으로 하여; 웨이퍼 절단시 고압의 세척용 유체가 분사됨으로써 레이져 센서의 빔을 먼지가 차단하지 못하도록 하여 휠 브레이드의 파손/마모 및 웨이퍼 절단면의 절단선의 간격을 오차없이 측정토록 하는 것이다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안 휠 브레이드 감지 장치의 단면도이다.

원주형상의 센서유닛(15)의 내부에 중심축 방향으로 레이져 센서(18)가 삽통 고정되어 있고, 센서유닛(15)의 내주면(15-1)과 레이져 센서(18)의 외주면(18-1) 사이에는 유체가 통과할 수 있도록 공간(19)이 형성되어 있으며, 상기 공간(19)에 유체를 공급하는 하기 위해 센서유닛(15)의 외주면(15-2) 상단 일측에 파이프 모양의 파이프 연결용 관(20)이 돌출 형성되어 유체 공급 파이프(16)가 밀착 연결되므로써 센서유닛(15) 내부 공간(19)에 유체를 공급토록 하고, 센서유닛(15)의 하면은 유체를 분사할 수 있도록 수개의 홀(노즐)이 형성되어 있다. 상기 레이져 센서(18)의 상단은 와이어에 의해 중앙제어부(도시하지 않음)와 연결되도록 감시장치(30)를 구성한다.

상기 홀(또는 노즐)(21)은 유체 파이프(16)에서 공급된 유체(본 실시예에서는 세척용 물)를 x-y 스테이지 플렛에 안착 가공되는 웨이퍼 가공 부위에 분사되도록 센서유닛(15)의 끝단에 센서유닛(15)의 축방향과 일정한 각(θ)으로 경사를 이루어 분사되어 레이져 센서(18)의 초점 방향을 향하도록 한다.

또한 상기 유체 공급 파이프(16)는 홀(또는 노즐)(21)을 통해 분사되는 유체가 웨이퍼 가공시 발생하는 먼지를 제거하기에 충분한 압력을 갖는 유체를 공급하여 레이져 센서(18)의 빔을 먼지가 차단하지 못하도록 하므로써 휠 브레이드의 파손/마모 및 웨이퍼 절단면의 절단선의 간격을 오차없이 측정토록 한다.

상기와 같이 구성한 본 고안의 감지장치는 휠(도시하지 않음)에 의해 절단된 면 뒤에 위치하도록 고정하여, 웨이퍼 절단시 고압의 세척용 유체가 홀(또는 노즐)(21)을 통해 웨이퍼 가공 부위에 분사되도록 설치한다.

이때 레이져 센서(18)에 의해 측정된 결과는 중앙제어부에 제공되도록 하고 이를 감지한 중앙제어부는 측정 결과(미리 설정된 설정치와의 비교)에 따라 공정의 중단여부를 결정함은 물론이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 장치를 이용하여 웨이퍼를 반도체 패키지화 하기 위해 절단하는 작업을 할 때는 제3도와 같이 설치하여 사용한다. 제3도는 본 고안 휠 브레이드 감지 장치의 실시예를 보여주는 개념도이다.

즉, 다이아몬드 휠 브레이드(11)가 흴 축공(12)의 중심을 축으로 회전하면서 x-y 스테이지 플렛(14)에 안착되어 수평으로 이동하는 웨이퍼(13)를 수직으로 절단가공토록 되어 있고, 상기 다이아몬드 휠 브레이드(11)의 원주방향과 중심 축이 일치되도록 감지장치(30)가 다이아몬드 휠 브레이드(11)와 일정거리 이격되어 다이아몬드 휠 브레이드(11)에 의해 절단된 웨이퍼(13) 표면 뒤에 위치하며 웨이퍼(13)의 표면과 일정한 각도를 이루도록 감지장치 브래킷(17)에 의해 고정/설치되어 있다. 이때 웨이퍼(13) 표면과 감지장치(30)의 중심 축이 이루는 각도는 웨이퍼(13)의 절단선을 감지할 수 있도록 설정함이 바람직하다. 또한 이때 웨이퍼(13) 표면과 감지장치(30)의 중심 축이 이루는 각도를 조정하여 휠 브레이드의 마모상태를 감지할 수도 있다.

상기와 같이 설치한 본 고안을 이용한 공정을 예를 들어 설명하면, x-y 스테이지 플렛(14)에 안착된 웨이퍼(13)가 수평으로 이동함에 따라 중심 축이 고정되어 그 중심을 축으로 회전하고 있는 휠 브레이드에 의해 수직으로 절단되면, 절단된 웨이퍼 후면에 설치되어 있는 감지장치(30)가 웨이퍼(13)의 절단면의 두께 또는 휠 브라이드의 마모 정도를 감지하는데, 이때 웨이퍼(13) 절단시 발생하는 실리콘 가루 등의 먼지가 심하게 발생하여 감지장치의 전면을 오염시킨다. 이렇게 발생한 먼지를 제거하기 위해 감지장치에서는 절단선 중심을 향하여 발생한 먼지를 제거하기에 충분한 압력을 가진 세척용 유체를 분사시켜 절단선의 넓이를 측정하고, 이때 측정된 결과를 중앙제어부에 출력하게 된다. 이러한 과정을 반복하는 공정에서 휠 브레이드가 마모되면 절단선의 넓이가 넓어지게 되고, 절단선의 넓이를 감지하고 있던 감지장치는 이 결과를 중앙제어부에 출력하여 미리 설정된 설정치와 비교하여 이 설정치 이상이면 공정을 중단토록 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 휠에 의한 웨이퍼 절단시 먼지에 의한 오동작을 방지할 수 있으므로, 불량품 발생 방지에 매우 유용하며, 웨이퍼 다이싱 절단 및 일반 다이아몬드 휠 브레이드에 적용가능하다.

Claims (7)

1. 휠 브라이드 감지 장치에 있어서, 원주형상의 센서유닛의 내부에 중심축 방향으로 레이져 센서가 삽통 고정되어 있고, 센서유닛의 내주면과 레이져 센서의 외주면 사이에는 유체가 통과할 수 있도록 공간이 형성되어 있으며, 상기 공간에 유체를 공급하는 하기 위해 센서유닛의 외주면 상단 일측에 파이프 모양의 파이프 연결용 관이 돌출 형성되어 유체 공급 파이프가 밀착 연결되므로써 센서유닛 내부 공간에 유체를 공급토록 하고, 센서유닛의 하면은 유체를 분사할 수 있도록 수개의 홀(노즐)이 형성되어 있으며, 상기 레이져 센서의 상단은 와이어에 의해 중앙제어부와 연결되도록 구성함을 특징으로 하는 휠 브레이드 감지 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 홀(노즐)은 유체 파이프에서 공급된 유체(세척용 물)를 x-y 스테이지 플렛에 안착 가공되는 웨이퍼 가공 부위에 분사되도록 센서유닛의 끝단에 센서유닛의 축방향과 일정한 각(θ)으로 경사를 이루어 분사되어 레이져 센서의 초점 방향을 향하도록 함을 특징으로 하는 휠 브레이드 감지 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 유체 공급 파이프는 홀(노즐)을 통해 분사되는 유체가 웨이퍼 가공시 발생하는 먼지를 제거하기에 충분한 압력을 갖는 유체를 공급하여 레이져 센서의 빔을 먼지가 차단하지 못하도록 하므로써 휠 브레이드의 파손/마모 및 웨이퍼 절단면의 절단선의 간격을 오차없이 측정토록 함을 특징으로 하는 휠 브레이드 감지 장치.
4. 휠 브레이드가 휠 축공의 중심을 축으로 회전하면서 x-y 스테이지 플렛에 안착되어 수평으로 이동하는 웨이퍼를 수직으로 절단가공토록 되어 있고, 휠 브레이드 감지장치의 중심 축이 휠 브레이드의 회전방형과 일치되며, 흴 브레이드 감지장치가 휠 브레이드에 의해 절단된 웨이퍼의 절단선을 감지토록 웨이퍼의 표면과 휠 브레이드 감지장치의 중심축이 소정의 각을 이루어 설치 됨을 특징으로 하는 휠 브레이드 감지 장치를 이용한 웨이퍼 가공 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 휠 브레이드 감지장치는 웨이퍼 절단시 고압의 세척용 유체가 웨이퍼 가공 부위에 분사되도록 설치하여 웨이퍼 가공시 발생하는 이물질을 제거토록 함을 특징으로 하는 휠 브레이드 감지 장치를 이용한 웨이퍼 가공 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 휠 브레이드 감지장치에 의해 감지된 신호는 중앙제어부에 제공되도록 하고, 이 중앙제어부는 감지 입력된 신호에 따라 공정의 중단여부를 결정하며, 상기 공정 중단 여부의 결정은 중앙제어부에 미리 설정되어 있는 한계 절단선 넓이와 감지된 신호와의 비교에 의해 결정토록 함을 특징으로 하는 휠 브레이드 감지 장치를 이용한 웨이퍼 가공 장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 웨이퍼의 절단선을 감지할 수 있도록 설정된 웨이퍼 표면과 휠 브레이드 감지장치의 중심 축이 이루는 각도를 조정하므로써 휠 브레이드의 마모상태를 감지할 수 있음을 특징으로 하는 휠 브레이드 감지 장치를 이용한 웨이퍼 가공 장치.