KR100934692B1

KR100934692B1 - 포러스 척 테이블

Info

Publication number: KR100934692B1
Application number: KR1020090057449A
Authority: KR
Inventors: 양성수
Original assignee: 양성수
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2009-12-31

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼, 글래스, 필름 등 박막 제품을 진공으로 고정할때 사용되는 포러스 척 테이블(porous chuck table)에 관한 것으로, 제품의 규격은 점점 대형화하는 추세에 반해 제품의 두께는 점점 얇아지는 상황에서 기존의 방식으로 해결할 수 없는 평탄도의 변화를 방지하고 진공흡착의 효율을 높이도록 한 것이다.

본 발명은 웨이퍼를 연마하기 위해 사용되는 척 테이블의 경계면 부분을 기존과 같이 두개의 재질(SiC와 AL2O3)로 별개로 형성하지 않고, 하나의 재질로 형성하여 웨이퍼를 장시간 사용하여도 단차의 발생을 방지함으로써 웨이퍼에 디스칼라 현상이 생기지 않도록 하며, 메쉬 사이즈가 높아져서 표면에 진공이 약해지는 현상을 방지하기 위해 포러스 세라믹(20)(30)을 상층과 하층으로 나누어 이중 혹은 삼중의 포러스 세라믹으로 제조하여 피사체가 직접 닿는 상층은 높은 메쉬 사이즈를 사용하고 하층은 낮은 메쉬 사이즈를 사용하여 진공이 약해지는 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

그라인딩, 척 테이블, 다공성, 진공, 반도체, 가공, 하우징, 필름

Description

포러스 척 테이블{A porous chuck table}

본 발명은 반도체 웨이퍼, 글래스, 필름 등 박막 제품을 진공으로 고정할때 사용되는 포러스 척 테이블((porous chuck table)에 관한 것으로, 특히 제품의 규격은 점점 대형화하는 추세에 반해 제품의 두께는 점점 얇아지는 상황에서 기존의 방식으로 해결할 수 없는 평탄도의 변화를 방지하고 진공흡착의 효율을 높이도록 한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼를 제조하는 과정에서 테두리가 둥글게 연마된 웨이퍼의 이면을 얇게 연마하여 웨이퍼를 적정수준까지 얇게 하므로써 반도체칩의 소형화와 반도체칩이 요구하는 특성을 이룰수 있다

이러한 연마를 백-그라인딩(back-grinding)혹은 백-랩(back-lap)공정이라 한다.

이와 같이 웨이퍼를 얇게 마모하기 위한 수단으로 종래에는 포라스 세라믹과 하우징으로 된 척 테이블 위에 웨이퍼를 위치시키고 척 테이블의 하부에서 진공펌프를 통해 공기를 빨아들이면 척 테이블위에 위치된 웨이퍼면이 진공상태가 되어 웨이퍼가 척 테이블에서 떨어지지 않고 진공으로 흡착함으로써 물로 세척하면서 웨이퍼 이면을 연마하였다.

상기 포러스 세라믹이라 함은 대개의 경우 SiC분말을 주 원료로 하여 고온에서 소결한 제품으로 그 형상은 마치 딱딱한 스폰지와 흡사하다.

그 분말의 입도에 따라 기공의 차이가 있는데 보통 메쉬 사이즈(Mesh Size)라고 하여 그 치수가 높으면 높을수록 기공이 작아지고 작으면 작을수록 기공이 커지게 된다.

통상, 사용되는 메쉬사이즈는 70-300정도이고, 기공이 너무 클 경우 제품에 손상이 있을 수 있고, 기공이 너무 작을 경우 진공 흡착율이 떨어지게 된다.

종래에는 도 1과 같이 포러스 세라믹이 메쉬 사이즈의 치수가 높은 하나의 물질로 이루어져 있어 표면에 진공이 약해지는 현상이 발생하였다.

또한, 척 테이블의 하우징은 도 1과 같은 포러스 세라믹을 감싸고 있는 외곽부분으로 포러스 세라믹을 고정시켜 주고, 척 테이블과 장비의 본체를 결합시키는 역할을 하는 것으로, 산화 알루미나(AL2O3)제품이나 혹은 스텐레스 스틸 재질 등의 부식이 되지 않는 제품이 사용된다.

상기 포러스 세라믹과 하우징의 결합시 크기와 피흡착물과의 크기관계에 있어서는 하우징의 내측으로 포러스 세라믹을 넣어야 하므로 포러스 세라믹이 하우징보다 5/1000 ∼ 20/1000mm정도 작아야 한다.

또한, 진공을 통과시키는 포러스 세라믹이 진공으로 고정시켜야 할 피흡착물보다 작아야 한다.

종래의 상기와 같은 포러스 세라믹과 하우징으로 이루어지는 척 테이블은 도 2에 단면 및 평면으로 도시된 바와 같이, 예를 들어, 피흡착물인 8인치 웨이퍼(4)와 12 인치 웨이퍼(5)를 겸용으로 고정시킬 수 있도록 하우징(1)에 포러스 세라믹(2)(3)을 형성하였다.

이때, 8인치 웨이퍼(4)는 포러스 세라믹(2)위에 위치되면서 끝단이 하우징(1)부분까지 위치되므로 진공상태를 유지할 수 있었다.

또한, 12인치 웨이퍼(5)는 포러스 세라믹(3)위에 위치되면서 끝단이 외곽의 하우징(1)부분까지 위치되므로 진공상태를 유지할 수 있었다.

이는 8인치 웨이퍼(4)와 12인치 웨이퍼(5)가 위치되는 포러스 세라믹(2)(3)은 공기가 통하는 포러스 세라믹으로 이루어진 반면에, 하우징(1)은 공기가 통하지 않는 재질로 이루어져 있어 진공상태를 유지하게 되었다.

도면에서 6 내지 8은 진공펌프에 의해 공기를 흡입하기 위한 통로인 진공홀을 나타낸다.

종래에는 상술한 바와 같이 웨이퍼를 연마하기 위한 수단으로 사용되는 척 테이블이 2가지 재질로 이루어져 있어 척 테이블을 장시간 사용하면 웨이퍼가 위치되는 포러스 세라믹(2)(3)과 하우징(1)간에 단차가 발생되므로 웨이퍼 가공시 웨이퍼에 도 3과 같이 단차로 인한 소정의 디스칼라(DISCOLOR)현상이 발생된다.

즉, 박막 제품 고정용 진공흡착장치는 웨이퍼의 백 그라인딩 혹은 기타 조립공정에서 박막 제품을 진공으로 고정하는 용도로 사용되는데 지속적으로 진공흡착과 에어 또는 물을 이용한 탈착을 반복함으로써 포러스 세라믹(2)(3)과 하우징(1)에서 팽창계수가 다른 두 개의 이물질로 인한 높이 차이가 발생하였고, 이로 인해 비정상적인 디스칼라 현상이 발생되며, 이 현상은 후공정(소잉 공정)에서 절단하였을 때 칩 크랙이나 칩 플라잉 등의 문제를 야기하게 되고, 이는 다른 소재에 칩 스크래치 등을 일으키는 요인이 되었다.

또한, 포러스 세라믹(2)(3)의 외경과 하우징(1) 내경에서 소결하였던 분말의 이탈현상이 발생하여 포러스 세라믹(2)(3)과 하우징(1) 사이에서 틈새가 발생된다.

종래에는 반도체 웨이퍼 등의 피고정물이 얇아질수록 포러스 세라믹의 메쉬 사이즈가 높아져야(기공이 작아져야)하는데 이때 포러스 세라믹의 두께가 두꺼워지면 표면에서는 진공이 약해지는 현상이 발생하였다.

본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 웨이퍼나 혹은 박막제품을 고정하기 위해 사용되는 척테이블의 포러스 세라믹 부분포러스 세라믹과 하우징 경계부분을 기존과 같이 두개의 재질(SiC와 AL2O3)로 별개로 형성하지 않고, 하나의 재질로 형성하여 웨이퍼를 장시간 사용하여도 포러스 세라믹과 하우징 접촉부분에 단차가 발생하지 않도록 하여 웨이퍼에 디스칼라 현상이 생기지 않도록 하는 포러스 척 테이블을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 포러스 세라믹을 상하층으로 나누어 피사체가 직접 닿는 상층은 메쉬 사이즈를의 치수를 높게 하는 한편, 하층은 메쉬 사이즈의 치수를 낮게 하여 진공이 약해지지 않도록 하는 포러스 척 테이블을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 웨이퍼나 유리 또는 박막 필름 등을 가공하기 위해 진공으로 흡착하기 위한 척 테이블에 있어서, 척 테이블의 상면에 다수 치수의 웨이퍼를 고정시키기 위한 포러스 세라믹들이 형성되고, 상기 포러스 세라믹들 사이의 경계와, 외곽부분의 하우징을 동일 재질로 형성함을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 포러스 세라믹과 하우징을 동일재질로 형성하여 척 테이블을 장시간 사용하여도 포러스 세라믹과 하우징간에 단차가 발생되지 않으므로 웨이퍼에 디스칼라가 생기는 현상을 방지할 수 있어 양질의 웨이퍼를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 포러스 세라믹을 상하층으로 나누어 피사체가 직접 닿는 상층에는 메쉬 사이즈의 치수를 높게 함과 동시에 하층에는 메쉬 사이즈의 치수를 낮게 하여 진공이 약해지지 않도록 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 박막 제품 고정용 척 테이블의 구성을 나타낸 것이고, 도 5는 단면을 나타낸 것으로, 척 테이블(10)의 상면에 8인치 웨이퍼, 12인치 웨이퍼를 위치시키기 위한 포러스 세라믹(20)(30)이 형성되고, 상기 포러스 세라믹(20)(30)사이와 포러스 세라믹(30)외곽에는 각각 경계면이 형성되어 이루어진 것이다. 상기 포러스 세라믹(20)(30)과 하우징(40)(50)은 동일 재질로 이루어지며, 하우징(40)의 경우, 상부(41)와 하부(43)에 홈을 형성하여 상부(41)에는 포러스 세라믹 분말에 접착제나 수지를 혼합한 물질을 채우고, 하부(43)에는 접착제(또는 수지)만 채워 구성된 것으로 단, 중간부(42)는 포라스 세라믹 자체가 남아있도록 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명은 피흡착물을 흡착시 진공이 새지 못하도록 작은 영역(8인치)과 큰영역(12인치)의 경계면에 산화알루미나 또는 스테인레스로 된 경계면이 존재하며, 이는 포러스 세라믹과의 이질현상으로 여러 문제를 야기하게 되는데, 이를 방지하기 위해 그 경계면을 포러스 세라믹과 같거나 유사한 물질로 만들고 이 경계면을 통해 공기가 새어나오지 못하도록 한다.

이를 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예로, 내측이나 외측의 포러스 세라믹(20)(30)과 같은 재질로 그 경계면 띠를 만든 후 그 띠를 접착제나 혹은 수지를 이용하여 포러스 세라믹의 다공성기능을 없게 하여 내측과 외측 사이에 삽입하여 끼우는 방법이 있다.

또한, 제2실시예로 그 경계면 띠 부분을 파낸 다음 파낸 부분에 내외측의 포러스 세라믹(20)(30)과 같은 물질을 접착제나 수지 등으로 고정하여 다공성 기능이 없게 한 후에 다시 소결하는 방법도 있다.

상기 제1, 제2실시예를 테스트 해 본 결과, 제1실시예의 경우에는 종래 문제점들을 해소할 수 있으나, 그 틈새를 정확히 끼워 맞추기가 어려우며, 제2실시예의 경우에는 모든 문제점을 해소할 수 있었다.

본 발명의 포러스 세라믹(20)(30)과 하우징(40)(50)부분 결합시의 크기와 피흡착 물(예컨대, 웨이퍼)과의 크기를 보면, 상기 제1,제2실시예의 방법을 사용할 경우 다공성기능을 없게 한 포러스 세라믹을 사용하는 경우에는 그 포러스 세라믹이 기존의 하우징의 역할을 대신하며 다음과 같은 등식이 성립하게 된다.

즉, 피흡착물의 크기 ≤ 포러스 세라믹의 외경 ≤ 하우징의 내경크기이다.

이때, 포러스 세라믹(20)(30)의 크기는 다공성기능을 없게 한 부분의 크기까지 포함하는 것이다.

한편, 본 발명은 메쉬 사이즈가 높아져서(기공이 작아져서) 표면에 진공이 약해지는 현상을 방지하기 위한 수단으로, 도 6과 같이 기존의 포러스 세라믹을 상층과 하층으로 나누어 이중 혹은 삼중의 포러스 세라믹으로 제조하여 상층은 피사체가 직접 닿는 부분이므로 높은 메쉬 사이즈를 사용하고 하층은 낮은 메쉬 사이즈를 사용함으로써 진공이 약해지는 현상을 방지할 수 있다.

이때, 상층의 높은 메쉬 사이즈부분과 하층의 두께의 비율은 3:7인 경우(하층이 두꺼운 경우) 수명이 짧아지는 현상이 있고, 7:3인 경우(상층이 두꺼운 경우) 진공이 약해지는 현상이 있다.

본 발명의 포러스 세라믹(20)(30)과 하우징(40)(50)은 동일 재질로 이루어지며, 하우징(40)(50)에 도 4와 같이 상부(41)와 하부(43)에 홈을 형성한다.

그리고 이 홈의 상부(41)에는 포러스 세라믹 분말과 접착제(또는 수지)를 혼합한 물질을 채운다.

또한, 하부(43)에는 접착제(또는 수지)본드만 채우는데 이때 상부(41)와 하부(43)사이의 중간부(42)에는 홈을 형성하지 않거나 최소한의 포러스 세라믹이 남아 있도 록 한다.

따라서, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 기존과 같은 원형의 척 테이블을 이루지만, 하우징(40)(50)과 포러스 세라믹(20)(30)이 동일 재질로 이루어져 있어 장시간 사용하여도 포러스 세라믹(20)(30)과 하우징(40)(50)간의 경계면에 단차가 발생하지 않는다.

또한, 하우징(40)(50)이 공기가 통하지 않는 물질로 이루어져 있어 웨이퍼를 위치시키고 진공펌프를 동작시키면 웨이퍼가 위치된 부분에 완벽한 진공상태를 이루게 된다.

즉, 본 발명은 8인치 웨이퍼(4)를 연마하고자 할 경우에는 포러스 세라믹(20)에 8인치 웨이퍼(4)를 위치시키고, 웨이퍼(4)의 하부에서 진공펌프를 통하여 공기를 흡착하므로 웨이퍼(4)가 포러스 세라믹(20)에 달라붙어 떨어지지 않아 웨이퍼(4)를 용이하게 가공할 수 있다.

이때, 포러스 세라믹(20)의 외부면에는 포러스세라믹와 같은 재질의 하우징(40)이 형성되어 있는데 웨이퍼(4)를 포러스 세라믹(20)에 위치시키면 웨이퍼(4)의 끝단부가 포러스 세라믹(20)을 초과하여 하우징(40)의 일부까지 덮게 되므로 공기가 통하는 포러스 세라믹(20)과 공기가 통하지 않는 하우징(40)에 의해 진공상태를 이루게 된다.

한편, 12인치 웨이퍼(5)를 연마하고자 할 경우에는, 웨이퍼(5)를 포러스 세라믹(30)에 위치시키면 상술한 8인치 웨이퍼(4)의 경우와 같이 포러스 세라믹(30)을 초과하여 포러스세라믹과 같은 재질이 하우징(50)의 일부까지 덮게 되어 공기가 통 하는 포러스 세라믹(30)과 공기가 통하지 않는 하우징(50)에 의해 12인치 웨이퍼(5)가 진공상태로 밀착된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 반도체 웨이퍼의 연마는 물론, 박막유리, 필름가공 등 진공밀착이 필요한 곳에 다양하게 적용하여 사용할 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래 포러스 세라믹의 실제 사진

도 2는 종래 척 테이블의 구조를 단면과 평면으로 나타낸 도면

도 3은 종래 포러스 세라믹과 하우징간의 단차에 의해 웨이퍼에 디스칼라가 생긴 경우를 나타낸 사진

도 4는 본 발명에 따른 척 테이블의 구조를 단면과 평면으로 나타낸 도면

도 5는 본 발명 포러스 세라믹의 단면도

도 6은 본 발명의 포러스 세라믹이 상층과 하층으로 이루어진 실제 모습을 나타낸

사진

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10:척 테이블 20,30:포러스 세라믹

40,50:하우징

Claims

삭제
반도체 웨이퍼나 유리 또는 박막 필름 등을 연마하기 위해 진공으로 흡착하기 위한 척 테이블에 있어서,

척 테이블(10)의 상면에, 포러스 세라믹(20)(30)과 하우징(40)(50)을 동일재질로 형성하되,

피사체가 직접 닿는 부분으로 높은 메쉬 사이즈를 갖는 상층과, 낮은 메쉬 사이즈를 갖는 하층으로 이루어져 다수의 웨이퍼를 위치시키는 포러스 세라믹(20)(30)을 형성하고,

상기 포러스 세라믹(20)(30)사이와 포러스 세라믹(30)의 외곽에는, 중간부(42)에 홈을 형성하지 않거나 최소한의 포러스 세라믹이 남아 있고, 상기 중간부(42)를 중심으로 하부(43)에 접착제나 수지가 채워지며, 상부(41)에 포러스 세라믹 분말에 접착제나 수지가 혼합된 물질이 채워지는 하우징(40)(50)을 각각 형성한 것을 특징으로 하는 포러스 척 테이블.
삭제