KR20170087766A - 웨이퍼 노치 연마장치 - Google Patents

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KR20170087766A
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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 외둘레에 형성된 노치를 연마하는 웨이퍼 노치 연마장치에 있어서, 웨이퍼가 올려지는 그리퍼와; 그리퍼에 올려진 웨이퍼의 노치로 이동되어 노치를 연마하는 노치 패드와; 그리퍼를 세척하는 그리퍼 세척기를 포함하고, 그리퍼 세척기는 그리퍼와 마찰되는 브러시와; 브러시에 연결되어 브러시를 그리퍼와 마찰되는 세척위치로 이동시키거나 브러시를 대기위치로 이동시키는 브러시 구동기구를 포함하여, 연마 패드의 부산물 중 그리퍼에 쌓인 부산물을 세척하여 그리퍼에 쌓인 부산물이 웨이퍼로 이동되는 것을 최소화할 수 있고, 웨이퍼 표면의 흠결을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Description

웨이퍼 노치 연마장치{Polisher for notch of wafer}
본 발명은 웨이퍼 노치 연마장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼의노치를 연마하는 연마 패드를 갖는 웨이퍼 노치 연마장치에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼(silicon wafer, 이하, 웨이퍼라 칭함)를 이용한 반도체 소자의 고집적화, 미세화에 수반하여 반도체소자의 성능을 현저하게 떨어지게 하는 원인이 되는 웨이퍼에 존재하는 불순물의 감소는 중요한 과제이다.
따라서, 이러한 불순물, 특히 금속 불순물을 고정밀도로 관리하는 것이 웨이퍼의 품질을 유지하기 위해서 중요하다.
웨이퍼의 제조공정은 웨이퍼의 외둘레에 형성된 노치를 연마하는 웨이퍼 노치 연마공정을 포함할 수 있고, 이러한 웨이퍼 노치 연마공정은 웨이퍼 노치 연마장치에 의해 실시될 수 있다.
웨이퍼 노치 연마장치는 웨이퍼가 놓여지는 그리퍼와, 그리퍼에 올려진 웨이퍼로 접근되어 웨이퍼의 외둘레에 형성된 노치를 연마하는 노치 패드를 포함할 수 있다.
웨이퍼는 이송 로봇 등의 척에 의해 그리퍼에 올져질 수 있고, 노치 패드는 그리퍼에 웨이퍼가 올려진 후 웨이퍼에 형성된 노치를 향해 전진될 수 있다. 노치 패드는 일부가 웨이퍼의 노치로 진입되어 회전 동작될 수 있다.
웨이퍼는 노치 패드의 회전시 노치 패드에 의해 연마될 수 있고, 이 때, 그리퍼에는 노치 패드에서 분리된 부산물 등의 찌꺼기가 쌓 일 수 있다.
그리퍼 위의 찌꺼기는 웨이퍼 노치 공정이 수회 진행됨에 따라 점차 쌓일 수 있고, 웨이퍼의 표면으로 이동되어 웨이퍼 표면의 결함을 유발할 수 있다.
KR 특2000-0047734 A (2000년7월25일 공개)
본 발명은 노치 패드에서 발생된 부산물에 의한 웨이퍼 표면의 흠결을 최소화할 수 있는 웨이퍼 노치 연마장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예는 웨이퍼의 외둘레에 형성된 노치를 연마하는 웨이퍼 노치 연마장치에 있어서, 상기 웨이퍼가 올려지는 그리퍼와; 상기 그리퍼에 올려진 웨이퍼의 노치로 이동되어 상기 노치를 연마하는 노치 패드와; 상기 그리퍼를 세척하는 그리퍼 세척기를 포함하고, 상기 그리퍼 세척기는 상기 그리퍼와 마찰되는 브러시와; 상기 브러시에 연결되어 상기 브러시를 상기 그리퍼와 마찰되는 세척위치로 이동시키거나 상기 브러시를 대기위치로 이동시키는 브러시 구동기구를 포함한다.
상기 그리퍼 세척기는 상기 노치 패드 옆에 상기 노치 패드와 이격되게 위치될 수 있다.
상기 브러시 구동기구는 수직 회전축과; 상기 수직 회전축에 연결되고 상기 브러시가 설치되는 연결 바디와; 상기 수직 회전축을 회전시키는 구동원을 포함할 수 있다.
상기 브러시 구동기구는 상기 브러시가 설치된 연결 바디와; 상기 연결 바디를 회전시키는 구동원을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 노치 패드에 의한 노치 공정이 설정횟수 실시되면, 상기 브러시가 상기 브러시를 세척하게 상기 브러시 구동기구를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 세척시간 동안 상기 브러시 구동기구가 상기 브러시를 왕복 회전시키게 상기 브러시 구동기구를 제어할 수 있다.
상기 브러시의 세척시간과 세척주기 중 적어도 하나를 조작하는 세척 조작부와; 상기 세척 조작부의 조작에 따라 상기 브러시 구동기구를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 연마 패드의 부산물 중 그리퍼에 쌓인 부산물을 세척하여 그리퍼에 쌓인 부산물이 웨이퍼로 이동되는 것을 최소화할 수 있고, 웨이퍼 표면의 흠결을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 노치 연마장치가 웨이퍼의 노치를 연마할 때의 평면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 노치 연마장치가 그리퍼를 세척할 때의 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 브러시가 노치 패드 옆에 위치할 때의 측면도,
도 4는 도 2에 도시된 브러시가 그리퍼를 세척할 때의 측면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 노치 연마장치의 제어 블록도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 노치 연마장치의 그리퍼 세척기가 도시된 측면도,
도 7은 도 6에 도시된 그리퍼 세척기가 그리퍼를 세척할 때의 측면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 노치 연마장치가 웨이퍼의 노치를 연마할 때의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 노치 연마장치가 그리퍼를 세척할 때의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 브러시가 노치 패드 옆에 위치할 때의 측면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 브러시가 그리퍼를 세척할 때의 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 노치 연마장치의 제어 블록도이다.
본 실시예의 웨이퍼 노치 연마장치는 웨이퍼(W)가 올려지는 그리퍼(1,gripper)와; 그리퍼(1)에 올려진 웨이퍼(W)의 노치(N)로 이동되어 노치(N)를 연마하는 노치 패드(2)와; 그리퍼(1)를 세척하는 그리퍼 세척기(3)를 포함할 수 있고, 노치 패드(2)에 의해 웨이퍼(W)의 외둘레에 형성된 노치(N)를 연마할 수 있으며, 그리퍼 세척기(3)에 의해 그리퍼(1)를 세척할 수 있다.
그리퍼(1)는 그리퍼 바디부(11)와, 그리퍼 바디부(11)에 구비되고 웨이퍼(W)의 외둘레가 접촉되는 복수개의 그립부(12)를 포함할 수 있다. 복수개의 그립부(12)는 그리퍼 바디부(11)에서 상측 방향으로 돌출되게 구비되고, 웨이퍼(W)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 그립부(12) 사이로 안착되어 복수개의 그립부(12) 사이에 고정될 수 있다. 웨이퍼(W)는 그리퍼(1) 상측으로 이동될 수 있고, 그리퍼 상측(1)에서 승강 동작될 수 있는 이송로봇에 의해 그리퍼(1)로 로딩될 수 있고, 그리퍼(1)에서 언로딩될 수 있다.
그리퍼 바디부(11)는 상면이 평면으로 구성될 수 있다.
복수개의 그립부(12)는 노치 패드(2)와 더 근접한 한 쌍의 제1그립부(13)와, 제1그립부(13) 보다 노치 패드(2)와 더 멀게 위치하는 한 쌍의 제2그립부(14)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 제1그립부(13)는 노치 패드(2)의 두께(t) 보다 큰 간격으로 이격될 수 있고, 노치 패드(2)는 한 쌍의 제1그립부(13) 사이의 틈(G)으로 진입되어 복수개의 그립부(12)에 의해 고정된 웨이퍼(W)의 노치(N)를 연마할 수 있다.
노치 패드(2)는 원판 형상으로 형성되고 외둘레면이 웨이퍼(W)의 노치(N)와 접촉되어 웨이퍼(W)의 노치를 연마할 수 있다.
노치 패드(2)는 커버(21)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 노치 패드(2)는 커버(21)에 지지축으로 연결되어 커버(21)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 커버(21)는 노치 패드(2)의 일부를 둘러싸게 배치될 수 있고, 커버(21) 중 그리퍼(1)를 마주보는 일부 영역에는 노치 패드(2)의 일부가 외부로 노출되게 개방된 노출공(22)이 형성될 수 있다.
노치 패드(2)는 노치 패드 회동기구(23)에 연결되어 회전될 수 있다. 노치 패드 회동기구(23)는 모터 등의 구동원을 포함할 수 있다. 구동원은 회전축을 갖을 수 있고, 구동원의 회전축은 노치 패드(2)에 연결되거나 벨트 등의 동력 전달부재를 통해 노치 패드(2)에 연결될 수 있다. 노치 패드 회동기구(23)의 구동원이 구동되면, 노치 패드(2)는 커버(21)에 지지된 상태에서 구동원의 구동력에 의해 회전될 수 있다.
웨이퍼 노치 연마장치는 노치 패드(2)를 연마 위치와 비연마 위치로 이동시키는 노치 패드 이동기구(24)를 더 포함할 수 있다.
노치 패드 이동기구(24)는 노치 패드(2)에 의한 노치(N)의 연마시, 노치 패드(2)의 외둘레가 웨이퍼(W)의 노치(N)에 접촉되는 접촉위치(P1)로 커버(21)를 이동시킬 수 있다.
노치 패드 이동기구(24)는 웨이퍼(W)의 로딩시, 웨이퍼(W)의 언로딩시, 그리고, 그리퍼(1)의 세척시, 노치 패드(2)의 외둘레가 웨이퍼(W)와 비접촉되는 비접촉위치(P2)로 커버(21)를 이동시킬 수 있다.
여기서, 접촉위치(P1)는 노치 패드(2)가 웨이퍼(W)의 노치(N)를 연마하는 연마위치일 수 있고, 비접촉위치(P2)는 노치 패드(2)가 웨이퍼(W)의 노치(N)와 이격되는 비연마위치일 수 있다. 한편, 비접촉위치(P2)는 그리퍼 세척기(3)에 의한 그리퍼(1)의 세척공정시, 노치 패드(2)가 대기하는 위치일 수 있다.
노치 패드 이동기구(24)는 커버(21)가 장착되는 커버 설치대(25)와, 커버 설치대(25)를 이동시키는 구동력을 발생하는 모터나 유압실린더, 공압실린더 등의 구동원과, 구동원과 커버 설치대(25)에 연결되어 구동원의 구동시 커버 설치대(25) 를 이동시키는 동력전달부재를 포함할 수 있다.
그리퍼 세척기(3)는 브러시(30)와; 브러시(30)에 연결되어 브러시(30)를 그리퍼(2)와 마찰되는 세척위치(P3)로 이동시키거나 브러시(30)를 대기위치(P4)로 이동시키는 브러시 구동기구(40)를 포함할 수 있다.
여기서, 세척위치(P3)는 브러시(30)가 그리퍼(2)의 상측으로 이동된 위치일 수 있고, 대기위치(P4)는 브러시(30)가 그리퍼(2)의 상측 이외로 이동된 위치일 수 있다.
본 실시예는 노치 패드(2)가 접촉위치(P1)일 때, 브러시(30)가 대기위치(P4)일 수 있고, 노치 패드(2)가 비접촉위치(P2)일 때, 브러시(30)가 세척위치(P3)일 수 있다.
그리퍼 세척기(3)는 노치 패드(2)의 옆에 노치 패드(2)와 이격되게 위치될 수 있다. 그리퍼 세척기(3)는 커버(21)의 옆에 위치될 수 있고, 커버(21)는 그리퍼 세척기(3)가 노치 패드(4)와 접촉되지 않게 막을 수 있다.
그리퍼 세척기(3)는 그리퍼(1)에 장착되는 것이 가능하고, 그리퍼(1)가 장착되는 그리퍼 베이스(31)에 장착되는 것이 가능하다.
그리퍼 세척기(3)는 노치 패드(2)가 웨이퍼(W)의 노치(N)에 접촉되지 않을 때, 브러시(30)를 그리퍼(1)로 이동시켜 브러시(30)로 그리퍼(1)를 세척할 수 있고, 노치 패드(2)가 웨이퍼(W)의 노치(N)에 접촉하는 동안, 그리퍼(1)의 상측 이외에 위치될 수 있다.
브러시(30)는 그리퍼(1) 중 노치 패드(2)의 부산물이 주로 쌓이는 부분으로 이동되어 노치 패드(2)의 부산물을 제거하는 것이 바람직하다.
노치 패드(2)의 부산물은 복수개의 그립부(12) 중 제1그립부(13)의 둘레면에 부착될 수 있고, 그리퍼 바디부(11)의 상면 중 제1그립부(13)와 근접한 부분에 쌓일 수 있다. 브러시 구동기구(40)는 브러시(30)를 노치 패드(2)의 부산물이 주로 쌓일 수 있는 위치로 이동시키는 것이 바람직하고, 세척위치(P3)는 노치 패드(2)의 부산물이 주로 쌓이는 위치로 설정될 수 있다.
브러시 구동기구(40)는 수직 회전축(42)과, 수직 회전축(42)에 연결되고 브러시가 설치되는 연결 바디(44)와; 수직 회전축(42)을 회전시키는 구동원(46)을 포함할 수 있다.
본 실시예의 웨이퍼 노치 연마장치는 브러시(30)의 세척시간과 세척주기 중 적어도 하나를 조작하는 세척 조작부(60)와; 세척 조작부(60)의 조작에 따라 브러시 구동기구(40)를 제어하는 제어부(70)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 세척시간은 브러시(30)가 세척위치(P3)에서 왕복 운동되는 시간일 수 있다.
그리고, 세척주기는 웨이퍼 노치(N)의 복수회 연마 공정 사이에 실시되는 브러시(30)에 의한 세척공정의 주기일 수 있다. 예를 들어, 노치 패드(2)가 웨이퍼(W)의 노치(N)를 3회 연마시킬 때마다 브러시(30)가 그리퍼(1)를 1회 세척할 수 있고, 이 경우, 브러시(30)는 그리퍼(1)를 주기적으로 세척할 수 있다.
제어부(70)는 세척시간 동안 브러시 구동기구(40)가 브러시(30)를 왕복 회전시키게 브러시 구동기구(40)를 제어할 수 있다. 제어부(70)는 노치 패드(2)에 의한 연마 공정이 설정횟수 실시되면, 브러시(30)가 그리퍼(1)를 세척하게 브러시 구동기구(40)를 제어할 수 있다.
세척 조작부(60)는 세척시간을 조절하는 세척시간 조절부를 포함할 수 있고, 세척주기를 조절하는 세척주기 조절부를 더 포함할 수 있다.
세척 조작부(60)에 의한 별도의 조작이 없을 경우, 제어부(70)는 기준 세척주기(예를 들면, 4회의 연마공정 당 1회의 세척공정)로 브러시 구동기구(40)를 제어하여 그리퍼(1)를 세척할 수 있다.
세척 조작부(60)에 의한 별도의 조작이 없을 경우, 제어부(70)는 1회의 세척 공정시, 기준 세척시간(예를 들면, 30초) 동안 브러시(30)가 그리퍼 바디부(11) 상측을 왕복 운동하게 브러시 구동기구(40) 특히, 브러시 구동기구(40)의 구동원(46)을 제어할 수 있고, 브러시(30)는 기준 세척시간 동안 그리퍼 바디부(11) 상측을 왕복 운동하면서 그리퍼 바디(11)를 세척할 수 있다.
작업자가 세척주기 조절부를 조작하면, 제어부(70)는 세척 주기를 변경할 수 있고, 변경된 세척 주기로 브러시 구동기구(40)를 제어할 수 있다.
그리고, 작업자가 세척시간 조절부를 조작하면, 제어부(70)는 세척시간 조절부에 의해 선택된 세척시간(예를 들면, 20초, 40초 등) 동안 브러시(30)가 그리퍼 바디(11) 상측을 왕복 운동하게 브러시 구동기구(40) 특히, 브러시 구동기구(40)의 구동원(46)을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 노치 연마장치의 그리퍼 세척기가 도시된 측면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 그리퍼 세척기가 그리퍼를 세척할 때의 측면도이다.
본 실시예의 그리퍼 세척기(3)는, 브러시(30)와, 브러시 구동기구(40')를 포함하고, 브러시 구동기구(40')가 브러시(30)가 설치된 연결 바디(44')와, 연결 바디(44')를 회전시키는 구동원(46')을 포함할 수 있다.
본 실시예는 브러시 구동기구(40') 이외의 기타 구성 및 작용이 본 발명 일실시예와 동일하거나 유사하고, 중복된 설명을 피하기 위해 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 그리퍼 세척기(3)는 브러시(30)가 그리퍼 바디부(11)의 옆에 위치된 상태에서 구동원(46')을 중심으로 수평방향으로 회전되어, 그리퍼 바디부(11) 상측으로 올려지는 것이 가능하다.
연결 바디(44')는 일단이 브러시(30)에 연결되고 타단이 구동원(46')에 연결되는 것이 가능하다.
구동원(46')은 연결 바디(44')에 수직 회전축이 연결된 모터로 구성되어, 연결 바디(44')를 수직 회전축을 중심으로 회전시키는 것이 가능하다.
구동원(46')은 그리퍼 바디부(11)에 올려진 브러시(30)가 브리퍼 바디부(11) 위를 왕복 운동하도록 수직 회전축을 정,역 회전시키는 것이 가능하다.
한편, 본 실시예의 그리퍼 세척기(3)는 상기와 같은 동작예에 한정되지 않고, 브러시(30)가 그리퍼 바디부(11)의 옆 아래에 위치된 상태에서 구동원(46')에 의해 상측 방향으로 회전되고, 상측 방향으로 회전된 상태에서 구동원(46')에 의해 다시 수평 방향으로 회전되어 그리퍼 바디부(11) 상측으로 올려지는 것도 가능함은 물론이다. 이 경우, 구동원(46')은 연결 바디(44')에 회전축이 연결된 제1모터(46a)와, 제1모터(46a)를 회전시키는 제2모터(46a)를 포함하는 것이 가능하다. 제1모터(46a)가 연결 바디(44')를 상하 방향으로 회전시킬 경우, 제2모터(46b)는 제1모터(46a)를 수평방향으로 회전시킬 수 있다. 구동원(46')은 제1모터(46a)가 장착된 모터 마운터(46c)를 더 포함할 수 있고, 제2모터(46b)는 모터 마운터(46c)에 회전축이 연결되어 모터 마운터(46c)를 회전시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 그리퍼 2: 노치 패드
3: 그리퍼 세척기구 11: 그리퍼 바디부
12: 그립부 30: 브러시
40: 브러시 구동기구 60: 세척 조작부
70: 제어부

Claims (7)

  1. 웨이퍼의 외둘레에 형성된 노치를 연마하는 웨이퍼 노치 연마장치에 있어서,
    상기 웨이퍼가 올려지는 그리퍼와;
    상기 그리퍼에 올려진 웨이퍼의 노치로 이동되어 상기 노치를 연마하는 노치 패드와;
    상기 그리퍼를 세척하는 그리퍼 세척기를 포함하고,
    상기 그리퍼 세척기는
    브러시와;
    상기 브러시에 연결되어 상기 브러시를 상기 그리퍼와 마찰되는 세척위치로 이동시키거나 상기 브러시를 대기위치로 이동시키는 브러시 구동기구를 포함하는 웨이퍼 노치 연마장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리퍼 세척기는 상기 노치 패드 옆에 상기 노치 패드와 이격되게 위치된 웨이퍼 노치 연마장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러시 구동기구는
    수직 회전축과,
    상기 수직 회전축에 연결되고 상기 브러시가 설치되는 연결 바디와;
    상기 수직 회전축을 회전시키는 구동원을 포함하는 웨이퍼 노치 연마장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러시 구동기구는
    상기 브러시가 설치된 연결 바디와,
    상기 연결 바디를 회전시키는 구동원을 포함하는 웨이퍼 노치 연마장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 노치 패드에 의한 노치 공정이 설정횟수 실시되면, 상기 브러시가 상기 그리퍼를 세척하게 상기 브러시 구동기구를 제어하는 제어부를 포함하는 웨이퍼 노치 연마장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 세척시간 동안 상기 브러시 구동기구가 상기 브러시를 왕복 회전시키게 상기 브러시 구동기구를 제어하는 웨이퍼 노치 연마장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러시의 세척시간과 세척주기 중 적어도 하나를 조작하는 세척 조작부와;
    상기 세척 조작부의 조작에 따라 상기 브러시 구동기구를 제어하는 제어부를 더 포함하는 웨이퍼 노치 연마장치.
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