WO2022080921A1 - 웨이퍼 가공 방법, 시스템 및 장치 - Google Patents

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김기호
한정열
이기헌
박지훈
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to wafer processing methods, systems and apparatus.
  • the wafer undergoes a back grinding process to reduce the thickness by machining the lower surface. Since the wafer that has undergone the back grinding process becomes thinner, the number of stacked wafer layers can be increased. This is related to the improvement of semiconductor performance.
  • An embodiment of the present invention is to provide a wafer processing method, system and apparatus for preventing the wafer from being damaged during the back grinding process by processing the notch of the wafer.
  • An embodiment of the present invention includes the steps of preparing a wafer having a notch on one side, aligning the wafer, and processing the notch so that a predetermined area of the notch has a preset thickness using a notch wheel It provides a wafer processing method comprising.
  • the wafer processing method, system, and apparatus according to the embodiments of the present invention may prevent damage to the wafer occurring during the back grinding process by processing the notch of the wafer before the back grinding process.
  • the wafer processing method, system, and apparatus allow the center of the notch wheel to be disposed on the outside of the wafer during processing of the notch, thereby stably and precisely processing the notch.
  • the wafer processing method, system, and apparatus according to an embodiment of the present invention can prevent recognition errors by forming an inclined surface in the notch portion of the wafer and using it as an alignment mark in a subsequent process.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a wafer processing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of the wafer processing system of FIG. 1 ;
  • FIG. 3 is a flowchart of a wafer processing method according to an embodiment of the present invention.
  • 4A to 4B are diagrams illustrating a path of a nozzle for cleaning one surface of a wafer according to an embodiment of the present invention.
  • 5A to 5B are diagrams illustrating a nozzle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view schematically illustrating a wafer to be processed.
  • FIG. 7 is a view for explaining an alignment device.
  • FIG. 8 is a view for explaining a method of extracting edge information of a notch.
  • FIG. 9 is a view schematically showing a notch processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a wafer processing method using the notch processing apparatus of FIG. 8 .
  • 11A to 11C are views for explaining a part processed by a wafer processing method.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a wafer processing method using a notch processing apparatus according to another embodiment.
  • FIG. 13A to 13C are views for explaining a part processed by the wafer processing method of FIG. 12 .
  • 14A and 14B are views for explaining a notch wheel according to another embodiment.
  • 15A and 15B are views for explaining a notch wheel according to another embodiment.
  • 16 and 17 are views for explaining an edge processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 18 to 20B are views for explaining an edge processing method according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a view for explaining an automatic tool changing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 23 and 24 are diagrams for explaining an automatic tool replacement method according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a view for explaining an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • An embodiment of the present invention includes the steps of preparing a wafer having a notch on one side, aligning the wafer, and processing the notch so that a predetermined area of the notch has a preset thickness using a notch wheel It provides a wafer processing method comprising.
  • the step of machining the notch part may include processing the notch part so that a predetermined area of the notch part has a preset thickness by controlling the notch wheel to move along the set machining path.
  • the step of machining the notch portion checking whether the existing notch wheel is mounted on one end of the spindle, if the existing notch wheel is mounted, set the spindle to a preset area removing the existing notch wheel by moving it to , confirming whether the existing notch wheel is removed at one end of the spindle, and moving the spindle to a cassette unit for storing a plurality of new notch wheels, and the plurality of new notch wheels
  • the method further comprising the step of mounting any one of the notch wheels to one end of the spindle, wherein the machining of the notch part includes moving the spindle on which the new notch wheel is mounted to the notch part of the wafer, so that a certain area of the notch part is The notch may be machined to have a preset thickness.
  • determining whether to replace the existing notch wheel at one end of the spindle if it is determined to replace the existing notch wheel, the existing notch in the spindle removing the wheel and installing a new notch wheel; measuring a first length from one end of the spindle to the end of the new notch wheel using a check sensor unit; and the existing notch wheel using the first length and correcting the processing position information of the notch, wherein the processing of the notch portion includes controlling the new notch wheel according to the corrected processing position information so that a predetermined region of the notch portion of the wafer has a preset thickness. Notches can be machined.
  • the method further comprises cleaning the wafer by supplying cleaning water by a wafer cleaning nozzle, wherein the wafer cleaning nozzle includes a first nozzle tip having a gas inlet and a gas outlet; and a second nozzle tip having a washing water inlet and a washing water outlet, wherein the gas outlet may communicate with the washing water outlet.
  • An embodiment of the present invention obtains the image information of the notch by using a support table for seating a wafer having a notch on one side, and a vision camera for photographing the notch of the wafer seated on the support table, and the acquisition
  • An alignment device for aligning the wafer by analyzing the image information of the notch part and processing the notch part, but a notch wheel processing the notch part so that a certain area of the notch part has a preset thickness, and the notch wheel can be rotated at one end
  • a wafer processing system comprising a notch processing apparatus having a rigidly mounted spindle is provided.
  • the image information of the notch part is analyzed to extract edge information of the notch part, and the processing path of the notch wheel is set using the extracted edge information and the notch processing information planned in advance, , It may further include a control unit for controlling the notch wheel to move along the set machining path.
  • an edge wheel is processed along the edge of the wafer, and the edge is processed so that a predetermined area of the edge has a preset second thickness, and the edge wheel is mounted on one end
  • the device may further include an edge processing device including a second spindle for mounting the edge wheel rotatably about a second rotation axis.
  • One embodiment of the present invention is to process the notch portion of the wafer, including a notch wheel for processing the notch portion so that a predetermined area of the notch portion has a preset thickness and a spindle for rotatably mounting the notch wheel to one end
  • a wafer processing apparatus is provided.
  • the diameter of the notch wheel may be greater than the width of a predetermined area of the notch portion to be machined.
  • the notch wheel may include a slit portion formed to divide the processing portion of the notch wheel including the processing surface in contact with the wafer into two or more.
  • the notch wheel has a first processing part having a first diameter, a second diameter smaller than the first diameter, and the first processing part protrudes outward from one end of the first processing part. It may include a second processing unit disposed at one end of the processing unit.
  • the second processing portion may have a tapered surface inclined with respect to one end surface of the first processing portion.
  • a part such as a unit, region, or component
  • a part is on or on another part, not only when it is directly on the other part, but also other units, regions, components, etc. are interposed therebetween. cases are included.
  • connect or couple do not necessarily mean direct and/or fixed connection or coupling of two members unless the context clearly indicates otherwise, and does not necessarily mean that another member is interposed between two members. It's not about exclusion.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a wafer processing system 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of the wafer processing system 10 of FIG. 1 .
  • a wafer processing system 10 relates to a system for processing a wafer, and specifically, a notch portion before a back griding process to reduce the thickness of the wafer It relates to a system capable of improving the processing yield of wafers by trimming or cutting.
  • the wafer processing system 10 may include a transfer device 110 , an alignment device 120 , a notch processing device 130 , an edge processing device 140 , and a control unit 150 .
  • the wafer processing system 10 may further include an automatic tool changing device 160 , an inspection device 170 , and a cleaning device 180 .
  • the transfer device 110 transfers the wafer (W) carried in from the outside to the notch processing device 130 or the edge processing device 140, and when processing is completed, a cleaning process is performed to transport the wafer (W) to the outside of the system 10 carry out
  • the transfer device 110 may include a transfer robot 111 , a pre-aligner 113 , a picker 115 , and a support table 117 .
  • the transfer robot 111 supports the wafer loaded from the outside (or in loader port) and transfers it to the pre-aligner 113 .
  • the transfer robot 111 may perform a function of transporting the processed wafer to the outside (or an out loader port) after the wafer is cleaned.
  • the transfer robot 111 may have a structure for transferring wafers, and may include, for example, a robot arm structure having a plurality of degrees of freedom.
  • the wafer transferred by the transfer robot 111 may be primarily aligned by the pre-aligner 113 and then placed on the support table 117 through the picker 115 .
  • the pre-aligner 113 may check the position of the notch formed on one side of the wafer and align the wafer based on the notch.
  • the pre-aligner 113 performs a function of primarily aligning the position of the wafer transferred by the transfer robot 111 , and a more sophisticated alignment function may be performed through the alignment device 120 .
  • the support table 117 functions to support the wafer during processing.
  • the support table 117 may further include a separate fixing member (not shown) to stably support the wafer.
  • the support table 117 may adsorb and support the wafer using a plurality of suction holes (not shown).
  • the support table 117 may mechanically support the wafer using a clamp (not shown).
  • the support table 117 may move or rotate in three dimensions while supporting the wafer.
  • the alignment device 120 may acquire image information of the notch portion using the vision camera 123 (refer to FIG. 7 ).
  • the alignment device 120 may further include a lighting means 121 (refer to FIG. 7 ). That is, in a state in which the alignment device 120 irradiates light toward the wafer using the lighting means 121 (refer to FIG. 7 ) disposed under the wafer, the image information of the notch portion is obtained by the vision camera 123 (refer to FIG. 7 ). can be obtained.
  • the portion in which the wafer is present may be darkly expressed by blocking light, and the portion in which the wafer is not present may be expressed brightly by transmitting light because the notch portion is formed.
  • the image information of the notch part acquired by the alignment device 120 may include edge line information of the notch part that is distinguished through light intensity.
  • the alignment device 120 measures a plurality of points on the wafer seated on the support table 117 using a vision camera 123 (refer to FIG. 7 ), and through this, the rotation axis of the support table 117 and the center point of the wafer deviations can be identified in advance.
  • the alignment device 120 may check the position of the notch processing device 130 or the edge processing device 140 in advance using the vision camera 123 (refer to FIG. 7 ).
  • the notch processing apparatus 130 is disposed on one side of the wafer processing system 10 , and may be disposed to be movable toward the wafer seated on the support table 117 .
  • the notch processing apparatus 130 may process the notch formed in the wafer to reduce the thickness of the notch (trimming) or cut out (cut) at least a portion of the notch.
  • the notch processing apparatus 130 may include a notch wheel 131 (refer to FIG. 9 ), a first spindle 133 (refer to FIG. 9 ), and a first support plate 135 .
  • the notch processing method of the notch processing apparatus 130 will be described later.
  • the edge processing apparatus 140 may be disposed on one side of the wafer processing system 10 , and may be disposed to be movable toward the wafer seated on the support table 117 .
  • the edge processing apparatus 140 performs a function of processing the edge portion of the wafer.
  • the edge processing apparatus 140 may be formed of one, or a plurality of edge processing apparatuses 140 may be formed to process the edge of the wafer.
  • the edge processing apparatus 140 may include two processing apparatuses disposed opposite to each other to process the edge of the wafer.
  • the edge processing apparatus 140 may include an edge wheel 141 (refer to FIG. 16 ), a second spindle 143 (refer to FIG. 16 ), and a second support plate 145 . An edge processing method of the edge processing apparatus 140 will be described later.
  • the controller 150 may control each component of the wafer processing system 10 so that the wafer processing system 10 processes a wafer.
  • the controller 150 may obtain movement information or image information, etc. from each component, and may control each component using the obtained information.
  • the controller 150 may include a processor for performing the process.
  • the processor may be configured to process instructions of a computer program by performing basic arithmetic, logic, and input/output operations. Instructions may be provided to the processor by a memory or a receiver.
  • the processor may be configured to execute instructions received according to program code stored in a recording device, such as a memory.
  • the 'processor' may refer to a data processing device embedded in hardware, for example, having a physically structured circuit to perform a function expressed as a code or an instruction included in a program.
  • a microprocessor As an example of the data processing device embedded in the hardware as described above, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a processor core, a multiprocessor, an application-specific integrated (ASIC) Circuit) and a processing device such as a field programmable gate array (FPGA) may be included, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • CPU central processing unit
  • processor core a processor core
  • multiprocessor a multiprocessor
  • ASIC application-specific integrated
  • FPGA field programmable gate array
  • the automatic tool changing device 160 may interwork with the notch processing device 130 to automatically replace the notch wheel 131 according to the state of the notch wheel 131 .
  • the automatic tool changing device 160 may also perform a function of automatically replacing the edge wheel 141 according to the state of the edge wheel 141 of the edge processing device 140 .
  • the inspection apparatus 170 checks the state of the notch wheel 131 of the notch processing apparatus 130 or the state of the edge wheel 141 of the edge processing apparatus 140, and analyzes the presence or absence of abnormality or the degree of aging, and the notch wheel ( 131) or whether to replace the edge wheel 141 may be determined.
  • the cleaning apparatus 180 performs a function of cleaning a wafer that has been processed by the notch processing apparatus 130 or the edge processing apparatus 140 .
  • the cleaning apparatus 180 may include a first cleaning means 183 for cleaning an upper surface of the wafer and a second cleaning means 181 for cleaning a lower surface opposite to the upper surface of the wafer.
  • the upper surface of the wafer may be a surface on which a semiconductor device is formed, and may be a surface on which a notch processing or an edge processing is performed.
  • the lower surface of the wafer may be a rear surface opposite to one surface, and may be a surface on which a backgrinding process is performed in order to reduce the thickness of the wafer thereafter.
  • the cleaning apparatus 180 includes only the second cleaning means 181 for cleaning the lower surface of the wafer, and cleans the lower surface of the inverted wafer after the notch trimming process and the edge process are completed.
  • the upper surface of the wafer may be cleaned using polishing water supplied during the notch trimming process or the edge process.
  • FIG. 3 is a flowchart of a wafer processing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 shows the path of the nozzle 1802 for cleaning one surface of the wafer (W) according to an embodiment of the present invention. It relates to a nozzle 1802 in motion.
  • 5 is a view showing a nozzle 1800 according to an embodiment of the present invention, FIG. 5A is a cross-sectional view of the nozzle 1800, and FIG. 5B is an exploded perspective view of the nozzle 1800, respectively.
  • the step of cleaning the wafer W using the cleaning device 180 is a step of wafer processing according to an embodiment of the present invention. After processing the notch so that a predetermined region of the portion has a preset thickness, the wafer may be cleaned by supplying cleaning water.
  • the cleaning apparatus may include a nozzle 1800 for supplying cleaning water to the wafer W, and one or more nozzles 1800 may be provided.
  • the polishing water supplied during the notch trimming process or the edge process may be used as the washing water supplied through the nozzle 1800 .
  • Any nozzle 1801 among the nozzles 1800 supplies washing water to the notch part N to clean the notch part N, and supplies washing water from the inside to the outside of the wafer W, or (W) may be provided so as to supply the washing water from the outside toward the inside.
  • nozzle 1801 supplies the cleaning water to the notch N, or before or after the nozzle 1801 supplies the cleaning water to the notch N, another nozzle 1802 operates the wafer W ) may be configured to further supply cleaning water toward one surface of the wafer (W) to clean one surface.
  • the nozzle 1802 for supplying the washing water toward one surface of the wafer W may be configured to supply the washing water while reciprocating on the wafer W.
  • the arm support shaft 1802b may be connected to a motor (not shown) that rotates it.
  • the nozzle 1802 for supplying washing water toward one surface of the wafer W is disposed to be spaced apart from the wafer W so as to cross the center and the outer periphery of the wafer W. It is installed so as to be reciprocated on the arranged girder 1802c, it may be configured to reciprocate linearly in a region between the center and the outer periphery of the wafer (W). In this case, the nozzle 1802 may be drivably connected to a servo motor (not shown) driven by electricity or hydraulic pressure.
  • control unit of the processing system may be configured to control the operation of the nozzles 1801 and 1802 so that the respective nozzles 1801 and 1802 can clean the wafer W without causing interference with each other.
  • the nozzles 1801 and 1802 may be provided in at least one of the first cleaning means 183 for cleaning the upper surface of the wafer W and the second cleaning means 181 for cleaning the lower surface of the wafer (W).
  • At least one may include a first nozzle tip 1810 and a second nozzle tip 1820 .
  • the first nozzle tip 1810 and the second nozzle tip 1820 are integrally manufactured, or the manufactured first nozzle tip 1810 and the second nozzle tip 1820 are combined to form one nozzle 1800 . can do.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of a nozzle 1800 according to an embodiment of the present invention.
  • the first nozzle tip 1810 is provided with a gas inlet 1811a and a gas outlet 1811b, and gas inlet A gas flow path 1811c communicating between the part 1811a and the gas discharge part 1811b may be provided.
  • the second nozzle tip 1820 is provided with a washing water inlet 1821a and a washing water outlet 1821b, and the washing water communicating between the washing water inlet 1821a and the washing water outlet 1821b A flow path 1821c may be provided.
  • the second nozzle tip 1820 is provided with a mixed fluid inlet 1823a and a mixed fluid outlet 1823b, and the mixed fluid communicating between the mixed fluid inlet 1823a and the mixed fluid outlet 1823b A flow path 1823c may be provided.
  • the nozzle 1800 may be configured such that the gas outlet 1811b, the washing water outlet 1821b, and the mixed fluid inlet 1823a communicate with each other, for example, the second nozzle tip 1820 is the first nozzle tip.
  • 1810 includes a receiving portion 1822 surrounding a portion of the outer circumferential surface, and the gas discharge portion 1811b, the washing water discharge portion 1821b, and the mixed fluid inlet portion 1823a communicate with the accommodation portion 1822, respectively.
  • the first nozzle tip 1810 and the second nozzle tip 1820 are manufactured and combined, respectively, the first nozzle tip 1810 ) and the second nozzle tip 1820 may be combined to form a nozzle 1800 .
  • the first nozzle tip 1810 is to be coupled to the second nozzle tip 1820 .
  • the receiving portion 1822 may be provided between the first nozzle tip 1810 and the second nozzle tip 1820 as a part of the receiving groove.
  • the washing water flowing into the washing water inlet 1821a is discharged to the washing water outlet 1821b through the washing water flow path 1821c, and then It may be introduced into the receiving unit 1822 .
  • the gas introduced into the gas inlet 1811a may be discharged to the gas outlet 1811b through the gas flow path 1811c and then introduced into the accommodating part 1822 .
  • the gas and washing water introduced into the accommodating part 1822 are mixed in the accommodating part 1822 and flowed into the mixed fluid inlet 1823a, and then discharged to the mixed fluid outlet 1823b through the mixed fluid flow path 1823c.
  • Gas may be introduced into the gas inlet 1811a at a predetermined pressure so that the gas may linearly flow at a high speed while forming a laminar flow in the gas flow path 1811c, and the gas flow path 1811c has a long length compared to its diameter. It can be formed by extension.
  • the gas discharged to the gas discharge unit 1811b is mixed with the washing water introduced into the receiving unit 1822 and directly introduced into the mixed fluid inlet 1823a, so that the gas discharge unit 1811b and the mixed fluid are introduced.
  • the portions 1823a may be disposed adjacent to each other.
  • the gas discharged at a predetermined pressure through the gas outlet may be introduced into the mixed fluid inlet 1823a together with the washing water accommodated in the accommodating part 1822 .
  • the mixed fluid is a gas generated while the gas is mixed with the washing water. drops may be included.
  • the mixed fluid containing gas droplets is discharged to the mixed fluid discharge unit 1823b and collides with the wafer (W) surface, the gas bubbles included in the mixed fluid burst with the impact force that the mixed fluid applies to the wafer (W) surface.
  • the cleaning power to the wafer W may be improved by the additional impact force applied to the surface of the wafer W.
  • the cleaned wafer may be transported to the outside of the wafer processing system 10 by the transfer device 110 described above.
  • the wafer processing system 10 may further include a back grinding device (not shown). After the processing of the notch portion N or the edge portion E by the notch processing apparatus 130 or the edge processing apparatus 140 is completed, the wafer processing system 10 uses a back grinding apparatus (not shown) One side of (W) can be polished.
  • the wafer processing system 10 does not cause damage to the notch portion N during the back grinding process.
  • the yield of the wafer W may be improved.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a wafer W to be processed
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the alignment device 120
  • FIG. 8 is a method for extracting edge information of the notch portion N. is a drawing for
  • the wafer processing system 10 prepares a wafer W having a notch N formed on one side thereof.
  • the wafer W may be in a state in which an element is formed on one surface.
  • the type, size, and shape of the wafer W are not particularly limited.
  • the wafer W may be made of silicon, germanium, quartz, sapphire, or the like.
  • the wafer W may be a substrate on which a semiconductor device is formed, or a substrate on which a display such as a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED), or a light emitting diode (LED) is formed. there is.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diode
  • LED light emitting diode
  • a notch N having a concave shape toward the center of the wafer W may be formed in the wafer W.
  • the wafer W is aligned using a pattern such as a line on the wafer surface or an align key, etc., and a resin layer is applied to protect the wafer surface during the device process so that the pattern or align key is used.
  • the notch N is formed on one side of the wafer W to solve this problem, and the wafer processing system 10 identifies the position of the notch N by a vision camera and aligns the wafer W do.
  • the wafer processing system 10 may seat the wafer W on the support table 117 on which the processing operation is performed using the transfer device 110 when the wafer W is brought in from the outside.
  • the wafer W may be transferred to the support table 117 in a state in which it is primarily aligned by the pre-aligner 113 of the transfer device 110 .
  • the wafer processing system 10 may recognize the position of the wafer W using the alignment device 120 and align the wafer W before processing.
  • the alignment device 120 may include a lighting means 121 and a vision camera 123 .
  • the lighting means 121 and the vision camera 123 may be disposed to face each other with respect to the wafer W, and as an embodiment, the lighting means 121 is disposed under the wafer W and the wafer W ) to irradiate light, and the vision camera 123 is disposed on the wafer W and photographed an image of the wafer W in a state irradiated with light to obtain image information M1 .
  • the type of the vision camera 123 is not particularly limited.
  • the vision camera 123 may be a conventional optical camera, a Time of Flight (ToF) camera, or a lidar.
  • ToF Time of Flight
  • lidar a lidar
  • the controller 150 of the wafer processing system 10 may analyze the received image information M1 and align the wafers W.
  • the controller 150 may control the position of the support table 117 to align the wafers W, and use the position information of the notch N to operate the notch processing apparatus 130 or the edge processing apparatus 140 . You can also control it.
  • the controller 150 extracts a plurality of points (eg, 4 or more) on the wafer W using the image information M1 acquired through the alignment device 120 , and the support table 117 . ) of the rotation axis and the center point of the wafer W, or the positions of the notch processing apparatus 130 and the edge processing apparatus 140 and the wafer W can be checked in advance.
  • a plurality of points eg, 4 or more
  • controller 150 may control the notch processing apparatus 130 and the edge processing apparatus 140 to move according to a set movement path based on the position information of the identified components.
  • the controller 150 may extract edge information of the notch N by analyzing the image information M1 of the notch N.
  • the control unit 150 uses the lighting means 121 to irradiate light toward the lower or upper surface of the wafer W, and is photographed by a vision camera 123 disposed opposite to the illumination with respect to the wafer W.
  • the image information M1 of the notch N may be analyzed. As shown in FIG. 8 , the image information M1 may be dark in the area of the wafer W by blocking light and the notch N may be bright through light.
  • the controller 150 may extract edge information of the notch portion N by using the contrast difference.
  • the edge information of the notch portion N may include information on a plurality of edge points p extracted along the edge line of the notch portion N.
  • the controller 150 may extract a plurality of edge points p at regular intervals along the edge line of the notch N.
  • the controller 150 may set the machining path of the notch wheel 131 using the extracted edge information and the notch machining information planned in advance.
  • the processing path of the notch wheel 131 is set based on the center O1 of the notch wheel 131 , and may be set along an edge line on the outside of the wafer W as shown in FIG. 9 to be described later.
  • the set movement path may be a path that the notch processing apparatus 130 moved during processing of the previous wafer (W).
  • the notch N of the wafer W may be formed in a similar shape.
  • the notch processing apparatus 130 in processing the notch part of the currently processed wafer, is used for processing the notch part of the previously processed wafer by using the set movement path. By controlling the movement, it is possible to maximize the notch processing efficiency.
  • the controller 150 of the wafer processing system 10 uses the received image information M1 to It is checked whether the edge line of the tooth portion N is different from the edge line of the notch portion of the previous wafer, and when the difference occurs, the set movement path of the current wafer W may be changed.
  • the wafer processing system 10 analyzes the image information of the notch of the wafer, and if there is no difference between the previous wafer and the current wafer, processes it along the processing path of the previous wafer, and if there is a difference, using the image information
  • the notch processing process can be performed accurately and efficiently.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a notch processing apparatus 130 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a wafer processing method using the notch processing apparatus 130 of FIG. 9, and
  • FIG. 11a 11C are diagrams for explaining a part processed by a wafer processing method.
  • the wafer processing system 10 uses the notch processing apparatus 130 to perform the notch portion N of the wafer W It is possible to perform a trimming process to reduce the thickness or a cutting process for cutting a part of the notch portion (N).
  • the notch processing apparatus 130 may include a notch wheel 131 having a preset diameter RA and a first spindle 133 connected to the notch wheel 131 as shown in FIG. 11A .
  • the notch wheel 131 is a member for directly processing the wafer W, and may be connected to one end of the first spindle 133 .
  • the notch wheel 131 may process the wafer W while rotating by the rotation of the first spindle 133 .
  • the notch wheel 131 may reduce the thickness by processing the notch portion N formed on the wafer W, or cut a portion of the notch portion N.
  • the first spindle 133 rotates about the rotation axis Ax1, and for this purpose, a motor (not shown) or the like may be provided.
  • the first spindle 133 may be disposed on the first support plate 135 .
  • the first support plate 135 may move toward the support table 117 on which the wafer W is seated while being connected to a gantry (not shown) or the like.
  • the first spindle 133 may rotate and move while being connected to the first support plate 135 .
  • the support table 117 may move and rotate to the notch processing apparatus 130 to perform notch processing.
  • the notch processing apparatus 130 moves to the support table 117 to perform notch processing.
  • the wafer processing system 10 uses the notch wheel 131 so that a predetermined area of the notch N has a preset thickness (d1, see FIG. 11B ). ) can be processed.
  • the diameter RA of the notch wheel 131 may be greater than the width A of a predetermined area of the notch portion N to be machined.
  • the wafer processing system 10 may process the notch portion N while controlling the notch wheel 131 so that the center O1 of the notch wheel 131 does not overlap the notch portion N. That is, while the notch processing is performed, the center O1 of the notch wheel 131 may be located outside the wafer W.
  • the diameter RA of the notch wheel 131 may be greater than twice the width A of a predetermined area of the notch portion N to be machined.
  • the radius RA/2 of the notch wheel 131 may be the same as the intrinsic width DA of the notch portion N.
  • the natural width DA of the notch portion N may be a distance (distance on the x-y plane) from the edge line of the wafer W to a predetermined area on which the notch processing is performed.
  • the wafer processing system 10 processes the wafer W while a part of the notch wheel 131 having the first diameter RA is in contact with the wafer W. can do.
  • the notch wheel 131 may be formed in a cylindrical shape, and the upper surface Wa and the side surface Wb of the wafer W processed by the notch wheel 131 may be formed vertically as shown in FIG. 11B .
  • the upper surface Wa and the side surface Wb may correspond to the shape of the notch wheel 131 .
  • the angle between the upper surface Wa and the side surface Wb may be determined as a value in the range of 94° to 86°. there is.
  • the wafer processing system 10 uses the notch processing apparatus 130 to process the wafer W, a notch processing apparatus in a vertical direction (z-direction in FIG. 9 ) perpendicular to one surface of the wafer.
  • the notch portion N may be machined by controlling the 130 to move.
  • the coordinates on the plane (x-y plane) of the notch wheel 131 move in the vertical direction (z direction) toward the notch N of the wafer W in a fixed state, thereby processing the notch N. can do.
  • the wafer processing system 10 uses the notch processing apparatus 130 to process the wafer W, the notch processing apparatus 130 in a horizontal direction (x-y direction) horizontal to one surface of the wafer. It is possible to process the notch part (N) by controlling it to move. At this time, by moving the coordinates in the vertical direction (z direction) of the notch wheel 131 in the horizontal direction (x-y direction) toward the notch portion N of the wafer W in a fixed state, the notch portion N is processed can do.
  • the wafer processing system 10 performs depth processing in a vertical direction (z direction) perpendicular to one surface of the wafer using the notch processing apparatus 130 first, then in the horizontal direction (x-y direction) width or width machining can also be performed with
  • the wafer processing system 10 controls to move simultaneously in the horizontal direction (x-y direction) and the vertical direction (z direction) using the notch processing apparatus 130, so that the notch portion ( N) can be processed.
  • the thickness of a predetermined region of the notch portion N may be changed to cause a shadow as shown in FIG. 11C .
  • FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining a wafer processing method using a notch processing apparatus according to another embodiment
  • FIGS. 10A to 10C are diagrams for explaining a portion processed by the wafer processing method of FIG. 9 .
  • the notch wheel 131 ′ of the notch processing apparatus 130 may include a first processing part 1311 and a second processing part 1312 . there is.
  • the predetermined region of the notch portion N processed by the notch wheel 131 ′ according to another embodiment includes a first region n1 having a first thickness d1 and the first thickness d1 and A second region n2 having a different second thickness d2 may be included.
  • a predetermined area of the notch portion N processed by the notch wheel 131 ′ has a first area n1 having a first width A1 and a second width A2 when viewed in a plan view. It may be formed of a second region n2 having
  • the diameter RA' of the notch wheel 131' is shown as an example smaller than the diameter RA of the notch wheel 131 of FIG. 10, and even in this case, the diameter of the notch wheel 131' ( RA) may be greater than a width A1+A2 of a predetermined area of the notch N. Accordingly, while the notch portion N is processed, the center O1 ′ of the notch wheel 131 ′ may be disposed outside the wafer W while not overlapping the wafer W .
  • the second region n2 of the notch N may include an inclined surface We.
  • the second region n2 of the notch portion N is not constantly formed with the second thickness d2, but has a second thickness d2 from the first thickness d1 of the first region n1. It can be made into a shape that changes gradually.
  • the first processing part 1311 may have the same shape as the notch wheel 131 of FIG. 11A , and is disposed coaxially with the rotation axis Ax1 of the first spindle 133 . It may have a cylindrical shape.
  • the first processing part 1311 is a portion disposed outside the notch wheel 131 and may include a first processing surface 1311a and a second processing surface 1311b.
  • the first processing surface 1311a and the second processing surface 1311b may be formed to be substantially perpendicular to the notch wheel of FIG. 11A .
  • the first processing surface 1311a may come into contact with the upper surface Wa of the notch N, and the upper surface Wa may be machined according to the rotation of the first spindle 133 .
  • the first processing surface 1311a may be a bottom surface of the first processing part 1311 and may be disposed parallel to the upper surface Wa of the notch portion N.
  • the second processing surface 1311b may be in contact with the side surface Wb of the notch portion N to process the side surface Wb according to the rotation of the first spindle 133 .
  • the second processing surface 1311b is a side surface of the first processing part 1311 and may be disposed parallel to the side surface Wb of the notch portion N.
  • the second processing part 1312 may be disposed on one side of the first processing part 1311 .
  • the second processing part 1312 may be located inside the radial direction of the first processing part 1311 and may be disposed coaxially with the rotation axis Ax1 of the first spindle 133 .
  • the second processing part 1312 may have a tapered surface 1312a and a flat surface 1312b.
  • the tapered surface 1312a may be disposed to process the inclined surface We of the notch N.
  • the second processing part 1312 may have a circular truncated cone shape, and the tapered surface 1312a may correspond to a side surface of the second processing part 1312 .
  • the tapered surface 1312a may be disposed to form a first angle ⁇ with the first processing surface 1311a of the first processing part 1311 .
  • the upper surface Wa, the side surface Wb, and the inclined surface We may be formed in the notch portion N of the wafer W processed by the notch processing apparatus 130 . More specifically, as shown in FIGS. 13A and 13B , the upper surface Wa and the side surface Wb of the notch portion N are processed by the first processing unit 1311 , and the second processing unit 1312 is By this, the inclined surface We of the notch N may be machined.
  • the upper surface Wa and the inclined surface We of the notch N have a first angle ⁇ with each other. can be arranged to achieve Accordingly, a shadow may be formed on the inclined surface We inclined downward relative to the upper surface Wa, and a boundary line may be formed between the upper surface Wa and the inclined surface We.
  • the alignment device 120 may image the device surface of the wafer W, and based on this, a defective device having a protrusion may be identified. Thereafter, the wafer processing system 10 may perform processing to remove defective elements of the wafer W using the notch processing apparatus 130 .
  • the alignment device 120 inspects the element surface of the wafer W after the processing of the notch portion N and/or the processing of the edge portion E is completed or before processing is performed. At this time, the device surface of the wafer W may be in a state in which a protrusion is formed by a foreign material or the like during the manufacturing process. These protrusions deteriorate the quality of the wafer W and may collide with the device in another process to cause damage.
  • the notch processing device 130 can be used to process the notch portion N of the wafer W, as well as defects in the wafer W It can also be used to remove devices.
  • the notch processing apparatus 130 may use the notch wheel 131 to scrape off and remove the defective element.
  • 14A and 14B are views for explaining the notch wheel 231 according to another embodiment.
  • the notch wheel 231 includes a processing part 2311 including a first processing surface 231a in contact with the wafer W, in this case, the processing part Reference numeral 2311 may refer to an end of the notch wheel 231 .
  • the notch wheel according to another embodiment may include a slit part 233 formed to divide the processing part 2311 into two or more.
  • the slit part 233 may divide the processing part 2311 which is an end of the notch wheel 231 into two or more.
  • the slit portion 233 includes a first slit 233a dividing the processing portion 2311 in a first direction, and a second slit 233a dividing the processing portion 2311 in a first direction.
  • a second slit 233b dividing in the direction may be included.
  • the first slit 233a may be formed as a groove concave from the first processing surface 2311a of the processing part 2311 toward the inside of the notch wheel 231 .
  • the first slit 233a may be formed along the first direction to pass through the second processing surface 2311b, which is a side surface of the processing part 2311 .
  • the second slit 233b may be formed as a groove concave from the first processing surface 2311a of the processing part 2311 toward the inside of the notch wheel 231 .
  • the second slit 233b may be formed in a second direction intersecting the first direction to penetrate the second processing surface 2311b, which is a side surface of the processing unit 2311 .
  • the first slit 233a and the second slit 233b may intersect at the center O of the notch wheel 231, and as shown, the first slit 233a and the second slit 233b have a cross shape.
  • the first slit 233a may divide the processed part 2311 in the first direction
  • the second slit 233b may divide the processed part 2311 in the second direction.
  • the slit part 233 may perform a function of smoothly supplying the grinding water supplied during the notch processing process to the notch wheel 231 as a whole.
  • the first processing surface 2311a of the processing portion 2311 can be processed while directly supplying grinding water to the upper surface of the notch portion N by forming the slit portion 233 .
  • the polishing water continues to circulate through the slit 233 , chips generated in the process of polishing the wafer W can be easily discharged.
  • the first slit 233a and the second slit 233b may be grooves having a depth in a direction perpendicular to the first processing surface 2311a.
  • the divided processing unit 2311 has angled edges, and these edges may serve as processing blades in the processing of the wafer W.
  • the notch wheel 231 having the slit portion 233 has improved grinding force, so that the processing quality of the wafer W can be further improved.
  • 15A and 15B are views for explaining a notch wheel 231 ′ according to another embodiment.
  • a notch wheel 231 ′ includes a first processing part 2311 and a second processing part 2312 , like the notch wheel 131 ′ of FIG. 13A . and may include a slit part 233 formed to divide the first processing part 2311 and the second processing part 2312 into two or more.
  • the first processing part 2311 has a first diameter R1
  • the second processing part 2312 has a second diameter R2 smaller than the first diameter R1
  • the first processing part 2311 It may be disposed at one end of the first processing unit 2311 so as to protrude outward from one end of the.
  • the first processing part 2311 is a portion disposed outside the notch wheel 231 and may include a first processing surface 2311a and a second processing surface 2311b.
  • the first processing surface 2311a and the second processing surface 2311b may be formed to be substantially perpendicular to the notch wheel of FIG. 11A .
  • the second processing part 2312 may be disposed on one side of the first processing part 2311 .
  • the second processing part 2312 may be located inside the radial direction of the first processing part 2311 and may be disposed coaxially with the rotation axis Ax1 of the first spindle 133 .
  • the second processing part 2312 may have a tapered surface 2312a and a flat surface 2312b.
  • the tapered surface 2312a may be disposed to process the inclined surface We of the notch portion N.
  • the second processing part 2312 may have a circular truncated cone shape, and the tapered surface 2312a may correspond to a side surface of the second processing part 2312 .
  • the tapered surface 2312a may be disposed to form a first angle ⁇ with the first processing surface 2311a of the first processing part 2311 .
  • the slit part 233 may divide the first processing part 2311 and the second processing part 2312 which are the ends of the notch wheel 231 into two or more.
  • the slit part 233 includes a first slit 233a dividing the first processing part 2311 and the second processing part 2312 in the first direction, and the processing part ( A second slit 233b for dividing 2311 in a second direction different from the first direction may be included.
  • the first slit 233a may be formed as a groove concave from the first processing surface 2311a of the processing part 2311 toward the inside of the notch wheel 231 .
  • the first slit 233a may be formed along the first direction to pass through the second processing surface 2311b, which is a side surface of the processing part 2311 .
  • first slit 233a and the second slit 233b may be disposed to have an inclination.
  • the first slit 233a and the second slit 233b may be formed to have a first angle ⁇ equal to the inclination of the tapered surface 2312a toward the center O of the notch wheel 231. there is.
  • 16 and 17 are views for explaining the edge processing apparatus 140 according to an embodiment of the present invention.
  • the edge processing apparatus 140 may be disposed on one side of the wafer processing system 10 to perform a function of processing an edge portion of the wafer W.
  • the edge processing apparatus 140 may move toward the support table 117 to process the edge portion E of the wafer W.
  • the wafer processing system 10 may perform a backgrinding process immediately after processing the notch portion N of the wafer W, but if necessary, the edge processing apparatus 140 is used. Thus, a trimming process of reducing the thickness of the edge portion E of the wafer W may be performed.
  • the edge processing apparatus 140 may include an edge wheel and a second spindle.
  • the edge wheel may be machined along the edge portion E of the wafer W, and the edge portion E may be machined so that a predetermined area of the edge portion E has a preset thickness.
  • the second spindle is equipped with an edge wheel at one end, and the edge wheel may be mounted rotatably about a rotation axis.
  • the edge processing apparatus 140 may include two edge wheels and two spindles. Specifically, the edge processing apparatus 140 may include a first edge wheel 141 and a 2-1 spindle 143 connected to the first edge wheel 141 . In addition, although not shown, the edge processing apparatus 140 may include a 2-1 support plate (not shown) connected to the 2-1 spindle 143 .
  • the edge processing device 140 includes a second edge wheel 142 disposed to face the first edge wheel 141 based on the support table 117 , and a second edge wheel 142 connected to the second edge wheel 142 .
  • a 2-2 spindle 144 and a 2-2 support plate 145 connected to the 2-2 spindle 144 may be provided.
  • the first edge wheel 141 and the second edge wheel 142 are connected to the 2-1 support plate (not shown) and the 2-2 support plate 145, respectively, and the 2-1 spindle 143 And the edge portion E of the wafer W may be processed while rotating according to the rotation of the 2-2 spindle 144 .
  • the pair of edge processing devices 140 may process the edge portion E of the wafer W while rotating clockwise or counterclockwise around the support table 117 .
  • the edge processing apparatus 140 supports the central axis Ax1 in a state where the position is fixed while the edge processing apparatus 140 processes the edge portion E of the wafer W. ) while rotating in a clockwise or counterclockwise direction around the edge portion (E) of the wafer (W) can be processed.
  • 18 to 20B are views for explaining an edge processing method according to an embodiment of the present invention.
  • the wafer processing system 10 processes the notch portion N so that a predetermined area of the notch portion N of the wafer W has a preset first thickness, and the edge portion ( The edge portion E may be machined so that a predetermined area of E) has a preset second thickness.
  • the predetermined area RH of the edge portion E processed by the edge process may be smaller than the notch portion N.
  • the predetermined area RH of the edge portion E is the maximum distance from the edge line of the wafer W to the predetermined area A in which the notch portion N is processed, the intrinsic width ( DA) may be smaller.
  • the processing width of the first edge wheel 141 and the second edge wheel 142 in contact with the wafer W may be smaller than the diameter of the notch wheel 131 .
  • the machining depth d4 of the notch portion N which is machined to have a first thickness set in advance by the notch machining device 130, is machined to have a second thickness set in advance by the edge machining device 140 It may be equal to or greater than the machining depth d3 of the edge portion E.
  • the machining depths d3 and d4 may be depths machined in the vertical direction from the upper surface Wt of the wafer W by the notch wheel 131 or the edge wheel 141 .
  • the edge portion E may be processed to reduce a thickness of about 150 ⁇ m.
  • both the notch portion (N) and the edge portion (E) may be processed to reduce a thickness of 150 ⁇ m, and may be processed to a different processing thickness.
  • the second processing point sp2 at which the edge processing device 140 starts the edge processing is a first processing point where the notch processing device 130 starts the notch processing. (sp1) may be different.
  • the first processing point sp1 and the second processing point sp2 may be processing positions on the wafer W.
  • the edge processing apparatus 140 includes two edge wheels 141 and 142 as shown in FIG. 16 , the second processing point sp2-1 and the second processing point sp2 of the first edge wheel 141 . -2) may be located at the edge portion E in a direction perpendicular to the notch portion N with respect to the center WO of the wafer W.
  • the second processing point sp2-3 of the edge wheel 141 is the center WO of the wafer W
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and it goes without saying that the first processing point where the notch processing starts and the second processing point where the edge processing starts may coincide.
  • FIG. 21 is a view for explaining the automatic tool changing device 160 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 22 is a view for explaining another embodiment of the automatic tool changing device 160 .
  • the automatic tool changing apparatus 160 is disposed on one side of the wafer processing system 10 , and is disposed adjacent to the notch processing apparatus 130 when the notch processing apparatus 130 does not perform a processing process. can be
  • the automatic tool replacement device 160 performs a function of automatically replacing the notch wheel 131 when the notch wheel 131 of the notch processing device 130 is abnormal or old.
  • the automatic tool changing device 160 is controlled by the control unit 150, and when the number of machining of the notch wheel 131 of the notch processing device 130 exceeds a preset criterion, the notch wheel ( 131) can be replaced.
  • the automatic tool changing device 160 is linked to the inspection device 170 (see FIG. 2 ) for checking the state of the notch wheel 131, and the inspection device 170 before or after machining the notch wheel ( 131), and automatically replace the notch wheel 131 according to the state of the notch wheel 131.
  • the automatic tool replacement device 160 is set to replace the notch wheel 131 when the number of machining exceeds a preset number of times, but is periodically inspected through the inspection device 170 to cause a problem even before the preset number of machining If there is, the notch wheel 131 may be replaced immediately.
  • the automatic tool changing device 160 includes a cassette unit 161 , an accommodation sensing unit 163 , a driving unit 165 and a check sensor unit ( 167) may be included.
  • the cassette unit 161 may store a plurality of new notch wheels N131 and may include a plurality of accommodation units 1611 for accommodating each new notch wheel N131.
  • the cassette unit 161 may have two or more rows of a plurality of accommodating parts 1611 arranged in a line as shown in FIG. 19, and a plurality of accommodating parts 1611 arranged in a line along the rotating disk as shown in FIG. ) may be provided.
  • the cassette unit 161 may be fixedly installed on one side of the automatic tool changing device 160 to have a structure in which a new notch wheel N131 is newly filled in the receiving portion 1611 .
  • the present invention is not limited thereto, and the cassette unit 161 may be formed in the form of a cartridge to be replaceable with respect to the automatic tool changing device 160 itself.
  • the accommodation detection unit 163 may detect whether the new notch wheel N131 is accommodated in each of the plurality of accommodation units 1611 of the cassette unit 161 .
  • the automatic tool replacement device 160 may determine the position or number of the receiving units 1611 without the new notch wheel N131 among the plurality of receiving units 1611 by using the receiving sensing unit 163 .
  • the driving unit 165 may be connected to the cassette unit 161 to change the position of the cassette unit 161 or to move the positions of the plurality of accommodation units 1611 .
  • the driving unit 165 may include components for linearly or rotationally moving the positions of the cassette unit 161 or the plurality of accommodation units 1611 according to the structure of the cassette unit 161 .
  • the driving unit 165 may include components for rotating the cassette unit 161 .
  • the automatic tool changing apparatus 160 may rotate the cassette unit 161 using the driving unit 165 to correspond to the entry position of the notch processing apparatus 130 .
  • the automatic tool changing device 160 rotates the wheel cassette in which the new notch wheels N131 are accommodated by using the driving unit 165, so that the new notch wheel N131 to be replaced moves in one direction ( x-direction) and on the same line.
  • the check sensor unit 167 may measure position information of the new notch wheel N131 mounted on one end of the spindle 133 . Specifically, the check sensor unit 167 may perform a function of acquiring length information from one end of the spindle 133 to the end of the new notch wheel N131 . Through this, the automatic tool changing device 160 may correct a position error that may occur in the process of installing the new notch wheel N131 and directly perform the notch process according to a preset machining plan.
  • the check sensor unit 167 may be formed of a touch sensor.
  • the notch processing device 130 moves up and down on the check sensor unit 167 disposed on one side of the automatic tool replacement device 160 after mounting the new notch wheel N131 in the cassette unit 161, and the new notch wheel By sensing that the distal end of (N131) is touched, it is possible to obtain position information of the new notch wheel (N131).
  • the check sensor unit 167 may be a distance measuring sensor using a laser, or may acquire location information using a vision camera.
  • 23 and 24 are diagrams for explaining an automatic tool replacement method according to an embodiment of the present invention.
  • the automatic tool changing device 160 may further include a mounting sensor 162 capable of detecting whether the existing notch wheel O131 is mounted on one end of the spindle 133 .
  • the mounting sensor 162 may be a vision camera, and by photographing one end of the spindle 133, it is possible to check whether the existing notch wheel O131 is mounted.
  • the notch processing apparatus 130 may include a notch wheel detection unit 139 for checking whether the notch wheel 131 is mounted on one end of the spindle 133 .
  • the mounting detection unit 139 may include a contact sensor or a pressure sensor, and it may be confirmed whether the existing notch wheel O131 is mounted on one end of the spindle 133 .
  • the notch wheel sensing unit 139 of the notch processing apparatus 130 may be formed of an RFID reader.
  • an RFID tag input with unique information may be attached to the notch wheel 131, and the notch wheel detection unit 139 acquires tag information using an RFID reader to determine whether the notch wheel 131 is mounted, Whether the mounted notch wheel 131 is a new notch wheel or an existing notch wheel may be detected.
  • the automatic tool replacement method moves the spindle 133 to a preset area when the existing notch wheel O131 is mounted on one end of the spindle 133 .
  • the existing notch wheel O131 may be removed (S200).
  • a notch wheel collection box (R) for accommodating the removed existing notch wheel (O131) may be located in the preset area.
  • the automatic tool replacement method may check whether the existing notch wheel O131 on one end of the spindle 133 is removed (S300).
  • step S300 by using the mounting sensor 162 for checking whether the existing notch wheel (O131) is mounted in the previous step S100, or by using the notch wheel detection unit 129 included in the notch processing apparatus 130, the existing notch It can be checked whether the wheel O131 is removed.
  • the automatic tool replacement method moves the spindle 133 to the cassette unit 161 for storing the plurality of new notch wheels N131 , and the plurality of new notch wheels Any one of (N131) may be mounted on one end of the spindle 133 (S400).
  • the cassette unit 161 may include a plurality of accommodating portions 1611 for accommodating the plurality of new notch wheels N131, respectively.
  • the step of mounting any one of the plurality of new notch wheels N131 to one end of the spindle 133 includes any one of the plurality of accommodating parts 1611 of the cassette unit 161 in advance. ) can be mounted by moving the spindle 133.
  • the cassette unit 161 may include an accommodation detection unit 163 for detecting whether the new notch wheel N131 is accommodated in each of the plurality of accommodation units 1611, and the automatic tool replacement method is such an accommodation detection unit 163.
  • One accommodating part 1611 to which the spindle 133 will move may be determined using the detected result.
  • the cassette unit 161 can grasp the position of the receiving unit 1611 containing the new notch wheel N131 by the reception detecting unit 163, and the receiving unit 1611 containing the new notch wheel N131. ) of the spindle 133 can be extracted the optimal accommodation portion 1611 that can move the shortest.
  • a new notch wheel N131 may be mounted by moving the spindle 133 to the extracted optimal receiving part 1611 .
  • the automatic tool replacement method may check whether the replaced notch wheel N131 is properly mounted using the check sensor unit 167 (refer to FIG. 22 ).
  • the automatic tool replacement method measures the first length from one end E1 of the spindle 133 to the end of the new notch wheel N131 using the check sensor unit 167, and the known end of the spindle 133
  • the position of the spindle 133 may be corrected by using the second length and the first length from the to the end of the existing notch wheel O131.
  • the check sensor unit 167 may be a touch sensor, and when the notch processing device 130 moves downward and the end of the notch wheel N131 comes into contact, it is sensed to measure the mounting height of the new notch wheel N131. there is.
  • the control unit 150 uses this position information to compensate for the height difference with the existing notch wheel O131 based on the detected mounting height of the new notch wheel N131, and then controls to process the notch part N can do. Through this, the notch processing apparatus 130 can perform processing immediately without additional teaching after automatically replacing the notch wheel, thereby improving process efficiency.
  • the notch processing apparatus 130 moves the spindle 133 equipped with the new notch wheel N131 to the notch part N of the wafer so that a predetermined area of the notch part N is pre-set.
  • the notch N may be machined to have a set thickness.
  • the automatic tool replacement method described above may be performed by determining whether to replace the existing notch wheel O131 at one end of the spindle 133 .
  • the automatic tool replacement method determines whether to replace the existing notch wheel O131 based on a preset number of machining, or periodically using the inspection device 170 to be described later is used to determine whether or not the existing notch wheel O131 is abnormal. After checking, you can decide whether to replace it.
  • 25 is a view for explaining the inspection apparatus 170 according to an embodiment of the present invention.
  • the inspection device 170 performs a function of checking the state of the notch wheel 131 or the edge wheel 141 before or after the processing of the notch processing device 130 or the edge processing device 140 . do.
  • the inspection apparatus 170 checks the state of the edge processing apparatus 140 as shown in the drawings.
  • the inspection apparatus 170 includes a light source unit 171 that irradiates light toward the edge wheel 141, and an imaging unit 173 disposed opposite to the light source unit 171 to photograph the state of the edge wheel 141. can do.
  • the light source unit 171 may emit light to the edge wheel 141 of the edge processing apparatus 140 , and the imaging unit 173 may image the light reflected from the edge wheel 141 .
  • the imaging unit 173 is disposed opposite to the light source unit 171, and takes the light irradiated to the edge wheel 141, and a portion corresponding to the edge wheel 141 is darkly photographed by being covered by the edge wheel 141, , the rest can be photographed brightly.
  • the edge of the edge wheel 141 is detected by contrast, and the state of the edge wheel 141 can be checked through the image.
  • the wafer processing system 10 may determine whether to replace the edge wheel 141 according to the state of the edge wheel 141 . When the edge wheel 141 is worn or has an abnormality, the wafer processing system 10 may automatically replace the edge wheel 141 or inform the operator as a notification.
  • the wafer processing method processes the notch portion N of the wafer W before the back grinding process to prevent damage to the wafer W occurring during the back grinding process.
  • the wafer processing method according to an embodiment of the present invention allows the center of the notch wheel 131 to be disposed on the outside of the wafer W during notch processing, thereby making it possible to perform stable and sophisticated notch processing.
  • a recognition error can be prevented by forming an inclined surface in the notch portion N of the wafer W and using it as an alignment mark in a subsequent process.
  • a wafer processing method and system are provided.
  • embodiments of the present invention may be applied to wafer processing including a notch.

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 일측에 노치부가 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계, 비젼 카메라에 의해 촬영한 상기 노치부의 영상정보를 분석하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계 및 노치휠을 이용하여 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는 단계를 포함하는 웨이퍼 가공 방법을 제공한다.

Description

웨이퍼 가공 방법, 시스템 및 장치
본 발명의 실시예는 웨이퍼 가공 방법, 시스템 및 장치에 관한 것이다.
웨이퍼는 소자 형성이 완료되면 아랫면을 가공하여 두께를 줄이는 백 그라인딩(back grinding) 공정을 거친다. 백 그라인딩 공정을 거친 웨이퍼는 두께가 얇아지기 때문에 적층되는 웨이퍼 층수를 늘릴 수 있다. 이는 반도체의 성능향상과 연결된다.
그러나 종래의 경우, 백 그라인딩 공정시 웨이퍼의 두께가 지나치게 얇아져 웨이퍼 파손이 발생하는 문제가 있다. 특히, 이러한 백 그라인딩 공정 시 웨이퍼의 정렬을 위해 형성된 노치부에서 파손이 발생되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 웨이퍼의 노치를 가공하여 백 그라인딩 공정 중 웨이퍼가 파손되는 것을 방지하는 웨이퍼 가공 방법, 시스템 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 일측에 노치부가 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계, 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계 및 노치휠을 이용하여 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는 단계를 포함하는 웨이퍼 가공 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 가공 방법, 시스템 및 장치는 백그라인딩 공정 전 웨이퍼의 노치부를 가공하여, 백 그라인딩 공정 중 발생하는 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법, 시스템 및 장치는 노치부 가공 중 노치휠의 중심이 웨이퍼의 외부에 배치되도록 함으로써, 안정적이고 정교한 노치부 가공을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법, 시스템 및 장치는 웨이퍼의 노치부에 경사면을 형성하고, 이를 후 공정에서 얼라인 마크로 활용함으로써 인식 오류를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 가공 시스템의 블록도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법의 순서도이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 일면을 세정하는 노즐의 경로를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐을 도시한 도면이다.
도 6은 가공대상인 웨이퍼를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 정렬 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 노치부의 에지 정보를 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 노치 가공 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 도 8의 노치 가공 장치를 이용한 웨이퍼 가공 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11a 내지 도 11c은 웨이퍼 가공 방법에 의해 가공된 부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 노치 가공 장치를 이용한 웨이퍼 가공 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12의 웨이퍼 가공 방법에 의해 가공된 부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 다른 실시예에 따른 노치휠을 설명하기 위한 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 또 다른 실시예에 따른 노치휠을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 가공 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 내지 도 20b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 가공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 툴 교체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 자동 툴 교체 장치의 다른 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 툴 교체 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예는, 일측에 노치부가 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계, 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계 및 노치휠을 이용하여 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는 단계를 포함하는 웨이퍼 가공 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노치부의 영상 정보를 분석하여 상기 노치부의 에지 정보를 추출하는 단계 및 상기 추출된 에지 정보와 사전에 계획된 노치 가공 정보를 이용하여 상기 노치휠의 가공 경로를 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 노치부를 가공하는 단계는, 상기 설정된 가공 경로를 따라 상기 노치휠이 이동하도록 제어하여 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노치부를 가공하는 단계 이전에, 스핀들의 일단에 기존 노치휠의 장착여부를 확인하는 단계, 상기 기존 노치휠이 장착되어 있는 경우, 상기 스핀들을 사전에 설정된 구역으로 이동시켜 상기 기존 노치휠을 제거하는 단계, 상기 스핀들의 일단에 상기 기존 노치휠의 제거여부를 확인하는 단계 및 복수개의 신규 노치휠을 보관하는 카세트 유닛으로 상기 스핀들을 이동시키고, 상기 복수개의 신규 노치휠 중 어느 하나를 상기 스핀들의 일단에 장착하는 단계를 더 포함하고, 상기 노치부를 가공하는 단계는, 상기 신규 노치휠이 장착된 상기 스핀들을 웨이퍼의 노치부로 이동시켜, 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노치부를 가공하는 단계 이전에, 스핀들의 일단에 기존 노치휠의 교체 여부를 판단하는 단계, 상기 기존 노치휠을 교체하는 것으로 결정되면, 상기 스핀들에서 상기 기존 노치휠을 제거하고 신규 노치휠을 장착하는 단계, 체크 센서 유닛을 이용하여 상기 스핀들의 일단으로부터 상기 신규 노치휠의 말단까지의 제1 길이를 측정하는 단계 및 상기 제1 길이를 이용하여 상기 기존 노치휠의 가공 위치 정보를 보정하는 단계를 포함하고, 상기 노치부를 가공하는 단계는, 상기 보정된 가공 위치 정보를 따라 상기 신규 노치휠을 제어하여, 웨이퍼의 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 웨이퍼 세정 노즐에 의해 세정수를 공급하여 상기 웨이퍼를 세정하는 단계를 더 포함하고, 상기 웨이퍼 세정 노즐은, 가스 유입부 및 가스 배출부를 구비하는 제1 노즐팁 및 세정수 유입부 및 세정수 배출부를 구비하는 제2 노즐팁을 포함하고, 상기 가스 배출부는 상기 세정수 배출부와 연통될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 일측에 노치부가 형성된 웨이퍼를 안착시키는 지지 테이블, 상기 지지 테이블 상에 안착된 상기 웨이퍼의 노치부를 촬영하는 비젼 카메라를 이용하여 상기 노치부의 영상 정보를 획득하고, 상기 획득된 노치부의 영상 정보를 분석하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 정렬 장치 및 상기 노치부를 가공하되, 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는 노치휠 및 일단에 상기 노치휠을 회전가능하게 장착하는 스핀들을 구비하는 노치 가공 장치를 포함하는 웨이퍼 가공 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노치부의 영상 정보를 분석하여 상기 노치부의 에지 정보를 추출하고, 상기 추출된 에지 정보와 사전에 계획된 노치 가공 정보를 이용하여 상기 노치휠의 가공 경로를 설정하고, 상기 설정된 가공 경로를 따라 상기 노치휠이 이동하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼의 에지부를 따라 가공하되, 상기 에지부의 일정 영역이 사전에 설정된 제2 두께를 갖도록 상기 에지부를 가공하는 에지휠과, 일단에 상기 에지휠을 장착하되, 제2 회전축을 중심으로 회전가능하게 상기 에지휠을 장착하는 제2 스핀들을 포함하는 에지 가공 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 웨이퍼의 노치부를 가공하되, 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는 노치휠 및 일단에 상기 노치휠을 회전가능하게 장착하는 스핀들을 구비하는 웨이퍼 가공 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노치휠의 직경은 가공되는 상기 노치부의 일정 영역의 폭보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노치휠은 상기 웨이퍼와 접촉하는 가공면을 포함하는 상기 노치휠의 가공부를 둘 이상으로 분할하도록 형성된 슬릿부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노치휠은 제1 직경을 갖는 제1 가공부와, 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖고, 상기 제1 가공부의 일단으로부터 외측으로 돌출되도록 상기 제1 가공부의 일단에 배치되는 제2 가공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 가공부는 상기 제1 가공부의 일단면에 대하여 경사진 테이퍼면을 구비할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서 유닛, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 유닛, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서 연결하다 또는 결합하다 등의 용어는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 반드시 두 부재의 직접적 및/또는 고정적 연결 또는 결합을 의미하는 것은 아니며, 두 부재 사이에 다른 부재가 개재된 것을 배제하는 것이 아니다.
명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 가공 시스템(10)의 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은 웨이퍼를 가공하는 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 웨이퍼의 두께를 줄이는 백그라인딩(back griding) 공정 전 노치부를 트리밍 또는 커팅함으로써 웨이퍼의 공정 수율을 향상시킬 수 있는 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은 이송 장치(110), 정렬 장치(120), 노치 가공 장치(130), 에지 가공 장치(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 자동 툴 교체 장치(160), 검사 장치(170) 및 세정 장치(180)를 더 포함할 수 있다.
이송 장치(110)는 외부에서 반입된 웨이퍼(W)를 노치 가공 장치(130) 또는 에지 가공 장치(140)로 이송하고, 가공이 완료되면 세정 공정을 거쳐 시스템(10)의 외부로 반출시키는 기능을 수행한다.
이송 장치(110)는 이송 로봇(111), 프리 얼라이너(113), 피커(115) 및 지지 테이블(117)을 포함할 수 있다.
이송 로봇(111)은 외부(또는 인 로더 포트(in loader port))에서 반입된 웨이퍼를 지지하여 프리 얼라이너(113)로 전달하는 기능을 수행한다. 또한, 이송 로봇(111)은 가공이 완료된 웨이퍼가 세정된 후 외부(또는 아웃 로더 포트(out loader port))로 반출하는 기능을 수행할 수 있다. 이송 로봇(111)은 웨이퍼를 이송하기 위한 구조로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 복수개의 자유도를 갖는 로봇 암 구조를 포함할 수 있다.
이송 로봇(111)에 의해 전달된 웨이퍼는 프리 얼라이너(113)에 의해 1차적으로 정렬된 다음, 피커(115)를 통해 지지 테이블(117) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 프리 얼라이너(113)는 웨이퍼의 일측에 형성된 노치부의 위치를 확인하고, 노치부를 기준으로 웨이퍼를 정렬할 수 있다. 프리 얼라이너(113)는 이송 로봇(111)에 의해 전달된 웨이퍼의 위치를 1차적으로 정렬시키는 기능을 수행하며, 보다 정교한 정렬 기능은 정렬 장치(120)를 통해 이루어질 수 있다.
지지 테이블(117)은 가공 과정에서 웨이퍼를 지지하는 기능을 수행한다. 지지 테이블(117)은 웨이퍼를 안정적으로 지지하기 위해, 별도의 고정부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 테이블(117)은 복수 개의 흡착공(미도시)을 이용해 웨이퍼를 흡착 지지할 수 있다. 또는, 지지 테이블(117)은 클램프(미도시)를 이용해 웨이퍼를 기구적으로 지지할 수 있다.
지지 테이블(117)은 웨이퍼를 지지한 상태에서 3차원으로 이동 또는 회전할 수 있다.
정렬 장치(120)는 비젼 카메라(123, 도 7 참조)를 이용하여 노치부의 영상 정보를 획득할 수 있다. 정렬 장치(120)는 조명 수단(121, 도 7 참조)을 더 포함할 수 있다. 즉, 정렬 장치(120)는 웨이퍼의 하부에 배치된 조명 수단(121, 도 7 참조)을 이용하여 웨이퍼를 향하여 광을 조사한 상태에서, 비젼 카메라(123, 도 7 참조)에 의해 노치부의 영상 정보를 획득할 수 있다.
이러한 경우, 웨이퍼가 존재하는 부분은 빛을 가려 어둡게 표현되고, 노치부가 형성되어 웨이퍼가 존재하지 않는 부분은 빛이 투과되어 밝게 표현될 수 있다. 정렬 장치(120)에 의해 획득한 노치부의 영상 정보는 빛의 명암을 통해 구분되는 노치부의 에지 라인 정보를 포함할 수 있다.
또한, 정렬 장치(120)는 비젼 카메라(123, 도 7 참조)를 이용해 지지 테이블(117) 상에 안착된 웨이퍼 상의 복수개의 포인트를 측정하고, 이를 통해 지지 테이블(117)의 회전축과 웨이퍼의 중심점의 편차를 미리 확인할 수 있다. 또는, 정렬 장치(120)는 비젼 카메라(123, 도 7 참조)를 이용해 노치 가공 장치(130) 또는 에지 가공 장치(140)의 위치를 미리 확인할 수 있다.
노치 가공 장치(130)는 웨이퍼 가공 시스템(10)의 일측에 배치되되, 상기 지지 테이블(117) 상에 안착된 웨이퍼를 향하여 이동가능하게 배치될 수 있다. 노치 가공 장치(130)는 웨이퍼에 형성된 노치부를 가공하여, 노치부의 두께를 줄이거나(트리밍), 노치부의 적어도 일부를 절개(커팅)할 수 있다.
노치 가공 장치(130)는 노치휠(131, 도 9 참조), 제1 스핀들(133, 도 9 참조) 및 제1 지지 플레이트(135)를 포함할 수 있다. 노치 가공 장치(130)의 노치 가공 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
에지 가공 장치(140)는 웨이퍼 가공 시스템(10)의 일측에 배치되되, 지지 테이블(117) 상에 안착된 웨이퍼를 향하여 이동가능하게 배치될 수 있다. 에지 가공 장치(140)는 웨이퍼의 에지부를 가공하는 기능을 수행한다. 에지 가공 장치(140)는 하나로 이루어질 수도 있으나, 복수개로 이루어져 웨이퍼의 에지를 가공할 수 있다. 예를 들면, 에지 가공 장치(140)는 도 16에 도시된 바와 같이, 대향되게 배치되는 2개의 가공 장치로 이루어져 웨이퍼의 에지를 가공할 수 있다.
에지 가공 장치(140)는 에지휠(141, 도 16참조), 제2 스핀들(143, 도 16 참조) 및 제2 지지 플레이트(145)를 포함할 수 있다. 에지 가공 장치(140)의 에지 가공 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
제어부(150)는 웨이퍼 가공 시스템(10)이 웨이퍼를 가공하도록 웨이퍼 가공 시스템(10)의 각 구성요소들을 제어할 수 있다. 제어부(150)는 각 구성요소들로부터 이동 정보 또는 영상 정보 등을 획득할 수 있고, 획득된 정보들을 이용하여 각 구성요소들을 제어할 수 있다. 제어부(150)는 공정을 수행하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
여기서, 프로세서는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리 또는 수신부에 의해 프로세서로 제공될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 메모리와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 여기서, ‘프로세서(processor)’는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다.
이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
자동 툴 교체 장치(160)는 노치 가공 장치(130)와 연동하여, 노치휠(131)의 상태에 따라 노치휠(131)을 자동으로 교체할 수 있다. 또한, 자동 툴 교체 장치(160)는 에지 가공 장치(140)의 에지휠(141)의 상태에 따라 에지휠(141)을 자동으로 교체하는 기능도 수행할 수 있다.
검사 장치(170)는 노치 가공 장치(130)의 노치휠(131)의 상태 또는 에지 가공 장치(140)의 에지휠(141)의 상태를 확인하고, 이상 유무 또는 노후 정도를 분석하고 노치휠(131) 또는 에지휠(141)을 교체할 것인지 판단할 수 있다.
세정 장치(180)는 노치 가공 장치(130) 또는 에지 가공 장치(140)에 의해 가공이 완료된 웨이퍼를 세정하는 기능을 수행한다. 세정 장치(180)는 웨이퍼의 상면을 세정하는 제1 세정수단(183) 및 웨이퍼의 상기 상면에 대향되는 하면을 세정하는 제2 세정수단(181)을 포함할 수 있다.
여기서, 웨이퍼의 상면은 반도체 소자가 형성되는 일면일 수 있으며, 노치 가공 또는 에지 가공이 이루어지는 면일 수 있다. 웨이퍼의 하면은 일면에 대향되는 이면일 수 있으며, 이후 웨이퍼의 두께를 줄이기 위해 백그라인딩 공정이 수행되는 면일 수 있다.
세정 장치(180)에서 웨이퍼의 상면과 하면을 세정하는 순서에 제한은 없으나, 일 실시예로서, 노치 트리밍 공정 및 에지 공정이 수행된 상면을 먼저 세정한 후 웨이퍼를 뒤집고, 백그라인딩 공정이 수행되는 웨이퍼의 하면을 세정하는 순서로 세정될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 세정 장치(180)는 웨이퍼의 하면을 세정하는 제2 세정수단(181)만을 포함하고, 노치 트리밍 공정 및 에지 공정이 완료된 후 반전된 웨이퍼의 하면을 세정할 수 있다. 이때, 웨이퍼의 상면은 노치 트리밍 공정 또는 에지 공정 시 공급되는 연마수를 통해 세정될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 웨이퍼 가공 시스템(10)의 세정 장치(180)를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법의 순서도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼(W)의 일면을 세정하는 노즐(1802)의 경로를 도시한 것으로, 도 4a는 왕복 선회운동하는 노즐(1802), 도 4b는 왕복 직선운동하는 노즐(1802)에 관한 것이다. 또한, 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐(1800)을 도시한 도면으로, 도 5a는 노즐(1800)의 단면도를, 도 5b는 노즐(1800)의 분해사시도를 각각 도시한 것이다.
세정 장치(180)를 이용하여 웨이퍼(W)를 세정하는 단계는, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공의 일 단계로서, 일 측에 노치부가 형성된 웨이퍼를 준비하고, 노치휠을 이용하여 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 노치부를 가공한 후, 세정수를 공급하여 웨이퍼를 세정하도록 구성될 수 있다.
세정 장치에는 웨이퍼(W)에 세정수를 공급하는 노즐(1800)이 구비될 수 있고, 노즐(1800)은 하나 이상 제공될 수 있다. 노즐(1800)을 통하여 공급되는 세정수로 노치 트리밍 공정 또는 에지 공정 시 공급되는 연마수가 이용될 수 있다.
노즐(1800) 중에서 어느 노즐(1801)은 노치부(N)를 세정하기 위하여 노치부(N)에 세정수를 공급하되, 웨이퍼(W)의 내측에서 외측을 향하여 세정수를 공급하거나, 또는 웨이퍼(W)의 외측에서 내측을 향하여 세정수를 공급할 수 있도록 마련될 수 있다.
그리고, 노즐(1801)이 노치부(N)에 세정수를 공급하는 동안, 또는 노즐(1801)이 노치부(N)에 세정수를 공급하기 전이나 후에 또 다른 노즐(1802)은 웨이퍼(W)의 일면을 세정하기 위하여 웨이퍼(W)의 일면을 향하여 세정수를 더 공급하도록 구성될 수 있다. 이때, 웨이퍼(W)의 일면을 향하여 세정수를 공급하는 노즐(1802)은 웨이퍼(W) 상을 왕복운동하면서 세정수를 공급하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 아암(1802a)이 아암 지지축(1802b)을 중심으로 웨이퍼(W) 상의 소정의 영역에서 피벗 회동할 때, 웨이퍼(W)의 일면을 향하여 세정수를 공급하는 노즐(1802)은 일단이 아암 지지축(1802b)과 결합된 아암(1802a)의 타단에서 고정되고, 웨이퍼(W)의 중심과 외주 사이에 대한 영역에서 호를 그리며 왕복 선회운동하도록 구성될 수 있다. 이때, 아암 지지축(1802b)은 이를 회전시키는 모터(미도시)와 연결될 수 있다.
또는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 일면을 향하여 세정수를 공급하는 노즐(1802)은, 웨이퍼(W)와 이격되어 배치되되 웨이퍼(W)의 중심과 외주를 가로지르도록 배치되는 거더(1802c)에 왕복 가능하도록 설치되어, 웨이퍼(W)의 중심과 외주 사이에 대한 영역에서 왕복 직선운동하도록 구성될 수 있다. 이때, 노즐(1802)은 전기나 유압에 의해 구동되는 서보모터(미도시)에 구동가능하게 연결될 수 있다.
이와 같이, 노치부(N)를 향하여 세정수를 공급하는 노즐(1801)과 웨이퍼(W)의 일면을 향하여 세정수를 공급하는 노즐(1802)이 세정 장치에 함께 제공되는 경우, 가공 시스템의 제어부는 각각의 노즐(1801, 1802)이 서로 간섭을 일으키지 않고 웨이퍼(W)를 세정할 수 있도록 노즐(1801, 1802)의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다.
노즐(1801, 1802)은 웨이퍼(W)의 상면을 세정하는 제1 세정수단(183) 및 웨이퍼(W)의 하면을 세정하는 제2 세정수단(181) 중에서 적어도 어느 하나에 마련될 수 있다.
한편, 노즐(1800)로서 노치부(N)에 세정수를 공급하는 노즐(1801) 및 웨이퍼(W) 상을 왕복운동하며 웨이퍼(W)의 일면을 향하여 세정수를 공급하는 노즐(1802) 중에서 적어도 하나는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 노즐팁(1810) 및 제2 노즐팁(1820)을 포함할 수 있다. 제1 노즐팁(1810)과 제2 노즐팁(1820)이 일체로 제조되거나, 각각 제조된 제1 노즐팁(1810)과 제2 노즐팁(1820)이 결합되어 하나의 노즐(1800)을 형성할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐(1800)의 단면도로서, 도시된 바와 같이 제1 노즐팁(1810)에는 가스 유입부(1811a) 및 가스 배출부(1811b)가 구비되고, 가스 유입부(1811a)에서 가스 배출부(1811b) 사이를 연통하는 가스 유로(1811c)가 구비될 수 있다.
그리고, 제2 노즐팁(1820)에는 세정수 유입부(1821a) 및 세정수 배출부(1821b)가 구비되고, 세정수 유입부(1821a)에서 세정수 배출부(1821b) 사이를 연통하는 세정수 유로(1821c)가 구비될 수 있다.
또한, 제2 노즐팁(1820)에는 혼합유체 유입부(1823a) 및 혼합유체 배출부(1823b)가 구비되고, 혼합유체 유입부(1823a)에서 혼합유체 배출부(1823b) 사이를 연통하는 혼합유체 유로(1823c)가 구비될 수 있다.
노즐(1800)은 가스 배출부(1811b), 세정수 배출부(1821b) 및 혼합유체 유입부(1823a)가 연통하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어 제2 노즐팁(1820)은 제1 노즐팁(1810)의 외주면의 일부를 감싸는 수용부(1822)를 포함하고, 가스 배출부(1811b), 세정수 배출부(1821b) 및 혼합유체 유입부(1823a)는 각각 수용부(1822)와 연통할 수 있다.
도 5b의 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐(1800)의 분해사시도로서, 제1 노즐팁(1810)과 제2 노즐팁(1820)이 각각 제조되어 결합되는 경우에는, 제1 노즐팁(1810)과 제2 노즐팁(1820)이 결합되어 노즐(1800)을 형성할 수 있다. 이때, 제1 노즐팁(1810)의 적어도 일부가 제2 노즐팁(1820)의 일측에 형성된 수용홈에 삽입된 상태로, 제1 노즐팁(1810)은 제2 노즐팁(1820)과 결합될 수 있다. 그리고, 수용부(1822)는 수용홈의 일부로서 제1 노즐팁(1810)과 제2 노즐팁(1820) 사이에 마련될 수 있다.
노즐(1800) 내부로 유입되는 가스와 세정수의 유동을 살펴보면, 먼저 세정수 유입부(1821a)로 유입된 세정수는 세정수 유로(1821c)를 통하여 세정수 배출부(1821b)로 배출된 후 수용부(1822)로 유입될 수 있다. 그리고, 가스 유입부(1811a)로 유입된 가스는 가스 유로(1811c)를 통하여 가스 배출부(1811b)로 배출된 후 수용부(1822)로 유입될 수 있다. 수용부(1822)로 유입된 가스와 세정수는 수용부(1822)에서 혼합되면서 혼합유체 유입부(1823a)로 유입된 후, 혼합유체 유로(1823c)를 통하여 혼합유체 배출부(1823b)로 배출될 수 있다.
가스 유로(1811c)에서 가스가 층류를 형성하면서 빠른 속도로 직선 유동할 수 있도록, 가스는 소정의 압력으로 가스 유입부(1811a)로 유입될 수 있고, 가스 유로(1811c)는 직경에 비해 긴 길이로 연장 형성될 수 있다.
그리고, 가스 배출부(1811b)로 배출되는 가스가 수용부(1822)에 유입된 세정수와 혼합되면서 바로 혼합유체 유입부(1823a)로 유입될 수 있도록, 가스 배출부(1811b)와 혼합유체 유입부(1823a)는 인접하여 배치될 수 있다.
가스 배출구를 통하여 소정의 압력으로 배출되는 가스는 수용부(1822)에 수용된 세정수와 함께 혼합유체 유입부(1823a)로 유입될 수 있는데, 이때 혼합유체는 가스가 세정수에 혼합되면서 생성되는 가스 방울을 포함할 수 있다. 가스 방울을 포함하는 혼합유체가 혼합유체 배출부(1823b)로 배출되어 웨이퍼(W) 표면과 부딪힐 때, 혼합유체가 웨이퍼(W) 표면에 가하는 충격력과 아울러 혼합유체에 포함된 가스 방울이 터지면서 웨이퍼(W) 표면에 가하는 추가 충격력에 의하여 웨이퍼(W)에 대한 세정력을 향상시킬 수 있다.
세정이 완료된 웨이퍼는 전술한 이송 장치(110)에 의해 웨이퍼 가공 시스템(10)의 외부로 반출될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은 백 그라인딩 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치 가공 장치(130) 또는 에지 가공 장치(140)에 의해 노치부(N) 또는 에지부(E)의 가공이 완료된 후, 백 그라인딩 장치(미도시)를 이용하여 웨이퍼(W)의 일면을 연마할 수 있다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼(W)는 노치부(N) 및 에지부(E)의 두께가 줄어든 상태이므로, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 백 그라인딩 과정에서 노치부(N)에 손상이 발생하지 않아 웨이퍼(W)의 수율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 웨이퍼 가공 시스템(10)의 각 구성요소들을 보다 구체적으로 설명하면서 웨이퍼 가공 시스템(10)의 웨이퍼 가공 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 가공대상인 웨이퍼(W)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7는 정렬 장치(120)를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 노치부(N)의 에지 정보를 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 일측에 노치부(N)가 형성된 웨이퍼(W)를 준비한다.
여기서, 웨이퍼(W)는 일면에 소자가 형성된 상태일 수 있다. 웨이퍼(W)의 종류, 크기 및 형상은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 웨이퍼(W)는 실리콘, 게르마늄, 석영 또는 사파이어 등으로 이루어질 수 있다. 웨이퍼(W)는 반도체 소자가 형성된 기판이거나, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diodes; OLED), 발광 다이오드(Luminescent diode; LED) 등의 디스플레이가 형성된 기판일 수 있다.
웨이퍼(W)에는 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 오목한 형태의 노치부(N)가 형성될 수 있다. 일반적으로 웨이퍼(W)는 웨이퍼 표면의 라인 등과 같은 패턴이나 얼라인 키(align key) 등을 이용하여 정렬되는데, 소자 공정 중 웨이퍼 표면을 보호하기 위해 수지층이 도포되어 이러한 패턴이나 얼라인 키를 인식하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. 노치부(N)는 이러한 문제점을 해결하기 위해 웨이퍼(W)의 일측에 형성된 것으로, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 비젼 카메라에 의해 노치부(N)의 위치를 파악하고 웨이퍼(W)를 정렬하게 된다.
웨이퍼 가공 시스템(10)은 외부에서 웨이퍼(W)가 반입되면 이송 장치(110)를 이용하여 가공 작업이 수행되는 지지 테이블(117)로 웨이퍼(W)를 안착시킬 수 있다. 웨이퍼(W)는 이송 장치(110)의 프리 얼라이너(113)에 의해 1차적으로 정렬된 상태에서 지지 테이블(117)로 이송될 수 있다.
지지 테이블(117)에 웨이퍼(W)가 안착되면, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 정렬 장치(120)를 이용하여 웨이퍼(W)의 위치를 인식하고, 가공 전 웨이퍼(W)를 정렬시킬 수 있다. 정렬 장치(120)는 조명 수단(121)과 비젼 카메라(123)를 포함할 수 있다.
조명 수단(121)과 비젼 카메라(123)는 웨이퍼(W)를 기준으로 서로 대향되게 배치될 수 있으며, 일 실시예로서, 조명 수단(121)은 웨이퍼(W)의 하부에 배치되어 웨이퍼(W)를 향하여 광을 조사하고, 비젼 카메라(123)는 웨이퍼(W)의 상부에 배치되어 광이 조사된 상태에서 웨이퍼(W)의 영상을 촬영하여 영상 정보(M1)를 획득할 수 있다.
비젼 카메라(123)의 종류는 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 비젼 카메라(123)는 통상의 광학 카메라, ToF(Time of Flight) 카메라 또는 라이더(lidar)일 수 있다.
웨이퍼 가공 시스템(10)의 제어부(150)는 상기 전달받은 영상 정보(M1)를 분석하고 웨이퍼(W)를 정렬시킬 수 있다. 제어부(150)는 지지 테이블(117)의 위치를 제어하여 웨이퍼(W)를 정렬할 수도 있고, 노치부(N)의 위치 정보를 이용하여 노치 가공 장치(130) 또는 에지 가공 장치(140)를 제어할 수도 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 정렬 장치(120)를 통해 획득한 영상 정보(M1)를 이용하여 웨이퍼(W) 상의 복수 개의 포인트(예를 들어, 4점 이상)를 추출하고, 지지 테이블(117)의 회전축과 웨이퍼(W)의 중심점의 편차 또는 노치 가공 장치(130) 및 에지 가공 장치(140)와 웨이퍼(W)의 위치를 사전에 확인할 수 있다.
이후, 제어부(150)는 상기 확인된 구성들의 위치 정보에 기초하여, 노치 가공 장치(130)와 에지 가공 장치(140)를 설정된 이동 경로에 따라 이동하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 노치부(N)의 영상 정보(M1)를 분석하여 노치부(N)의 에지 정보를 추출할 수 있다. 제어부(150)는 조명 수단(121)을 이용하여 웨이퍼(W)의 하면 또는 상면을 향해 광을 조사한 상태에서 웨이퍼(W)를 기준으로 조명에 대향되게 배치된 비젼 카메라(123)에 의해 촬영한 노치부(N)의 영상 정보(M1)를 분석할 수 있다. 상기한 영상 정보(M1)는 도 8에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W) 영역은 빛을 가려 어두우며 노치부(N)는 빛이 통과하여 밝을 수 있다. 이러한 명암 차이를 이용하여 제어부(150)는 노치부(N)의 에지 정보를 추출할 수 있다.
보다 구체적으로, 노치부(N)의 에지 정보는 노치부(N)의 에지 라인을 따라 추출된 복수개의 에지 포인트(p)들의 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 노치부(N)의 에지 라인을 따라 일정한 간격으로 복수개의 에지 포인트(p)들을 추출할 수 있다.
제어부(150)는 추출된 에지 정보와 사전에 계획된 노치 가공 정보를 이용하여 노치휠(131)의 가공 경로를 설정할 수 있다. 상기한 노치휠(131)의 가공 경로는 노치휠(131)의 중심(O1)을 기준으로 설정되며, 후술하는 도 9와 같이 웨이퍼(W)의 외부에 에지 라인을 따라 설정될 수 있다.
여기서, 제어부(150)는 노치 가공 장치(130)를 설정된 이동 경로에 따라 이동하도록 제어함에 있어, 설정된 이동 경로는 이전 웨이퍼(W) 가공 시 노치 가공 장치(130)가 이동했던 경로일 수 있다. 웨이퍼 가공 시스템(10)으로 하나의 제조 단위(LOT 단위)로 제공되는 웨이퍼들의 경우, 웨이퍼(W)의 노치부(N)는 유사한 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은 현재 가공되는 웨이퍼의 노치부를 가공함에 있어, 이전에 가공된 웨이퍼의 노치부를 가공할 때 사용되었던 설정된 이동 경로로 노치 가공 장치(130)를 이동하도록 제어함으로써, 노치부 가공 효율을 극대화시킬 수 있다.
다만, 이 경우에 단순히 이전 웨이퍼를 가공할 때 설정된 이동 경로를 바로 적용하는 것은 아니며, 웨이퍼 가공 시스템(10)의 제어부(150)는 전달받은 영상 정보(M1)를 이용하여 웨이퍼(W)의 노치부(N)의 에지 라인이 이전 웨이퍼의 노치부의 에지 라인과 차이가 있는지 등을 확인하고, 차이가 발생하는 경우에는 현재 웨이퍼(W)의 설정된 이동 경로를 변경할 수 있다.
다시 말해, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 웨이퍼의 노치부의 영상 정보를 분석하고, 이전 웨이퍼와 현재 웨이퍼와의 차이가 없는 경우 이전 웨이퍼의 가공 경로를 따라 가공하고, 차이가 있는 경우 영상 정보를 이용하여 노치 가공 장치의 이동 경로를 재설정함으로써, 노치부 가공 공정을 정확하면서도 효율적으로 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 노치 가공 장치(130)를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9의 노치 가공 장치(130)를 이용한 웨이퍼 가공 방법을 설명하기 위한 개념도이며, 도 11a 내지 도 11c는 웨이퍼 가공 방법에 의해 가공된 부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11c를 참조하면, 지지 테이블(117) 상에 웨이퍼(W)가 정렬되면, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치 가공 장치(130)를 이용하여 웨이퍼(W)의 노치부(N)의 두께를 줄이는 트리밍 가공 또는 노치부(N)의 일부를 절단하는 커팅 가공을 수행할 수 있다.
노치 가공 장치(130)는 도 11a에 도시된 바와 같이 사전에 설정된 직경(RA)을 갖는 노치휠(131) 및 노치휠(131)과 연결된 제1 스핀들(133)을 포함할 수 있다.
노치휠(131)은 웨이퍼(W)를 직접 가공하는 부재로서, 제1 스핀들(133)의 일단에 연결될 수 있다. 노치휠(131)은 제1 스핀들(133)의 회전에 의해 회전하면서 웨이퍼(W)를 가공할 수 있다. 예를 들어, 노치휠(131)은 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 노치부(N)를 가공하여 그 두께를 줄이거나, 노치부(N)의 일부를 커팅할 수 있다.
제1 스핀들(133)은 회전축(Ax1)을 중심으로 회전하며, 이를 위해 모터(미도시) 등을 구비할 수 있다. 일 실시예로, 제1 스핀들(133)은 제1 지지 플레이트(135) 상에 배치될 수 있다. 제1 지지 플레이트(135)는 갠트리(미도시) 등에 연결된 상태에서 웨이퍼(W)가 안착된 지지 테이블(117)을 향해 이동할 수 있다.
또한, 제1 스핀들(133)은 제1 지지 플레이트(135)와 연결된 상태에서 회전 및 이동할 수 있다. 또는, 제1 지지 플레이트(135)에 의해 노치 가공 장치(130)가 고정된 상태인 경우, 지지 테이블(117)이 노치 가공 장치(130)로 이동 및 회전하여 노치 가공을 수행할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 노치 가공 장치(130)가 지지 테이블(117)로 이동하여 노치 가공을 수행하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
웨이퍼 가공 시스템(10)은 웨이퍼(W)가 정렬된 후, 노치휠(131)을 이용하여 노치부(N)의 일정 영역이 사전에 설정된 두께(d1, 도 11b 참조)를 갖도록 노치부(N)를 가공할 수 있다. 이때, 노치휠(131)의 직경(RA)은 가공되는 노치부(N)의 일정 영역의 폭(A)보다 클 수 있다.
다시 말해, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치휠(131)의 중심(O1)이 상기 노치부(N)에 비중첩되도록 노치휠(131)을 제어하면서 노치부(N)를 가공할 수 있다. 즉, 노치 가공이 수행되는 동안, 노치휠(131)의 중심(O1)은 웨이퍼(W)의 바깥에 위치할 수 있다.
일 실시예로서, 노치휠(131)의 직경(RA)은 가공되는 노치부(N)의 일정 영역의 폭(A)의 2배보다 클 수 있다. 도 10을 참조하면, 노치휠(131)의 반경(RA/2)은 노치부(N)의 고유폭(DA)과 동일할 수 있다. 이때, 노치부(N)의 고유폭(DA)은 웨이퍼(W)의 에지라인으로부터 노치 가공이 수행된 일정 영역까지의 거리(x-y평면 상의 거리)일 수 있다.
구제적으로, 도 11a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 제1 직경(RA)을 갖는 노치휠(131)의 일부가 웨이퍼(W)에 접촉한 상태에서 웨이퍼(W)를 가공할 수 있다. 이때, 노치휠(131)은 원통형상으로 이루어질 수 있으며, 노치휠(131)에 의해 가공된 웨이퍼(W)의 상면(Wa)과 측면(Wb)은 도 11b에 도시된 바와 같이 수직하게 형성될 수 있다.
다만, 이러한 상면(Wa)과 측면(Wb)은 노치휠(131)의 형상에 대응될 수 있다. 예를 들면, 노치휠(131)의 에지 부분의 각도가 86° 내지 94° 범위의 값을 갖는 경우, 상면(Wa)과 측면(Wb) 사이각은 94° 내지 86° 범위의 값으로 결정될 수 있다.
일 실시예로서, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치 가공 장치(130)를 이용하여 웨이퍼(W)를 가공함에 있어, 웨이퍼의 일면에 대하여 수직한 수직 방향(도 9에서 z방향)으로 노치 가공 장치(130)를 이동하도록 제어하여 노치부(N)를 가공할 수 있다. 이때, 노치휠(131)의 평면(x-y 평면) 상에서의 좌표는 고정된 상태에서 웨이퍼(W)의 노치부(N)를 향해 수직 방향(z방향)으로 이동함으로써, 노치부(N)를 가공할 수 있다.
다른 실시예로서, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치 가공 장치(130)를 이용하여 웨이퍼(W)를 가공함에 있어, 웨이퍼의 일면에 대해 수평한 수평 방향(x-y방향)으로 노치 가공 장치(130)를 이동하도록 제어하여 노치부(N)를 가공할 수 있다. 이때, 노치휠(131)의 수직 방향(z방향)의 좌표는 고정된 상태에서 웨이퍼(W)의 노치부(N)를 향해 수평 방향(x-y방향)으로 이동함으로써, 노치부(N)를 가공할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치 가공 장치(130)를 이용하여 웨이퍼의 일면에 대하여 수직한 수직 방향(z방향)으로 먼저, 깊이 가공을 수행한 후 수평 방향(x-y방향)으로 너비 또는 폭 가공을 수행할 수도 있다.
또 다른 실시예로서, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치 가공 장치(130)를 이용하여 수평 방향(x-y방향)과 수직 방향(z방향)으로 동시에 움직이도록 제어함으로써, 웨이퍼(W)의 노치부(N)를 가공할 수 있다.
노치 가공 장치(130)를 이용하여 웨이퍼(W)의 노치부(N)에 대한 가공이 완료되면, 도 11c와 같이 노치부(N)의 일정 영역의 두께가 달라져 음영이 발생할 수 있다.
도 12는 다른 실시예에 따른 노치 가공 장치를 이용한 웨이퍼 가공 방법을 설명하기 위한 개념도이며, 도 10a 내지 도 10c는 도 9의 웨이퍼 가공 방법에 의해 가공된 부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 13c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 노치 가공 장치(130)의 노치휠(131')은 제1 가공부(1311)와 제2 가공부(1312)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 다른 실시예에 따른 노치휠(131')에 의해 가공된 노치부(N)의 일정 영역은 제1 두께(d1)를 갖는 제1 영역(n1)과 상기 제1 두께(d1)와 상이한 제2 두께(d2)를 갖는 제2 영역(n2)을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 노치휠(131')에 의해 가공된 노치부(N)의 일정 영역은 평면 상에서 바라보았을 때 제1 폭(A1)을 갖는 제1 영역(n1)과 제2 폭(A2)을 갖는 제2 영역(n2)으로 이루어질 수 있다.
도 12에서는 노치휠(131')의 직경(RA')이 도 10의 노치휠(131)의 직경(RA)보다 작은 경우를 예로 하여 도시하였으며, 이러한 경우에도 노치휠(131')의 직경(RA)은 노치부(N)의 일정 영역의 폭(A1+A2)보다 클 수 있다. 따라서, 노치부(N)를 가공하는 동안, 노치휠(131')의 중심(O1')은 웨이퍼(W)와 비중첩되어 웨이퍼(W)의 외부에 배치될 수 있다.
도 11a의 노치휠(131)을 이용하여 노치부(N)를 가공하는 경우, 도 11c에 도시된 바와 같이 하나의 음영으로만 표현된다. 이와 달리, 제1 가공부(1311)와 제2 가공부(1312)를 포함하는 노치휠(131')을 이용하여 가공하는 경우, 도 13c에 도시된 바와 같이 두께 차이로 인해 2개의 음영으로 표현되므로 비젼 카메라에 의해 노치부(N)가 보다 명확하게 인식될 수 있다.
일 실시예로서, 노치부(N)의 제2 영역(n2)은 경사면(We)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 노치부(N)의 제2 영역(n2)은 제2 두께(d2)로 일정하게 형성되는 것이 아니라, 제1 영역(n1)의 제1 두께(d1)에서 제2 두께(d2)로 점진적으로 변화하는 형상으로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 도 13a에 도시된 바와 같이, 제1 가공부(1311)는 도 11a의 노치휠(131)과 동일한 형상일 수 있으며, 제1 스핀들(133)의 회전축(Ax1)과 동축으로 배치되는 원통 형상을 가질 수 있다.
제1 가공부(1311)는 노치휠(131)의 외곽에 배치되는 부분이며, 제1 가공면(1311a)과 제2 가공면(1311b)을 포함할 수 있다. 제1 가공면(1311a)과 제2 가공면(1311b)은 도 11a의 노치휠과 같이 실질적으로 수직하게 형성될 수 있다.
제1 가공면(1311a)은 노치부(N)의 상면(Wa)과 접촉하여, 제1 스핀들(133)의 회전에 따라 상면(Wa)을 가공할 수 있다. 일 실시예로 제1 가공면(1311a)은 제1 가공부(1311)의 바닥면으로 노치부(N)의 상면(Wa)과 평행하게 배치될 수 있다.
제2 가공면(1311b)은 노치부(N)의 측면(Wb)과 접촉하여 제1 스핀들(133)의 회전에 따라 측면(Wb)을 가공할 수 있다. 일 실시예로 제2 가공면(1311b)은 제1 가공부(1311)의 측면으로서, 노치부(N)의 측면(Wb)과 평행하게 배치될 수 있다.
제2 가공부(1312)는 제1 가공부(1311)의 일측에 배치될 수 있다. 일 실시예로서, 제2 가공부(1312)는 제1 가공부(1311)의 반경 방향 내측에 위치하며, 제1 스핀들(133)의 회전축(Ax1)과 동축으로 배치될 수 있다.
제2 가공부(1312)는 도면에 도시된 바와 같이, 테이퍼면(1312a)과 평탄면(1312b)을 가질 수 있다. 테이퍼면(1312a)은 노치부(N)의 경사면(We)을 가공하도록 배치될 수 있다.
일 실시예로서, 제2 가공부(1312)는 원뿔대(circular truncated cone)형상을 가질 수 있으며, 테이퍼면(1312a)은 제2 가공부(1312)의 측면에 해당할 수 있다. 또한, 테이퍼면(1312a)은 제1 가공부(1311)의 제1 가공면(1311a)과 제1 각도(θ)를 이루도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 노치 가공 장치(130)에 의해 가공된 웨이퍼(W)의 노치부(N)에는 상면(Wa)과, 측면(Wb)과, 경사면(We)이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 제1 가공부(1311)에 의해 노치부(N)의 상면(Wa)과 측면(Wb)이 가공되고, 제2 가공부(1312)에 의해 노치부(N)의 경사면(We)이 가공될 수 있다.
또한, 제1 가공면(1311a)과 테이퍼면(1312a)이 이루는 제1 각도(θ)와 동일하게, 노치부(N)의 상면(Wa)과 경사면(We)은 서로 제1 각도(θ)를 이루도록 배치될 수 있다. 따라서 상면(Wa)에 비해 상대적으로 하방으로 경사진 경사면(We)에는 음영이 생기고, 상면(Wa)과 경사면(We) 사이에는 경계선이 형성될 수 있다.
다른 실시예로서, 정렬 장치(120)는 웨이퍼(W)의 소자면을 촬상하고, 이에 기초하여 돌기가 형성된 불량 소자 등을 확인할 수 있다. 이후 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치 가공 장치(130)를 이용하여 웨이퍼(W)의 불량 소자를 제거하는 가공을 수행할 수 있다.
정렬 장치(120)는 노치부(N) 가공 및/또는 에지부(E) 가공이 완료된 후 또는 가공이 실시되기 전에, 웨이퍼(W)의 소자면을 검사한다. 이때, 웨이퍼(W)의 소자면에는 제조 과정에서 이물 등에 의해 돌기가 형성된 상태일 수 있다. 이러한 돌기는 웨이퍼(W)의 품질을 저하시키며 다른 공정에서 장치와 충돌해 손상 등을 야기할 수 있다.
정렬 장치(120)가 웨이퍼(W)가 소자면을 촬상하면, 노치 가공 장치(130)는 웨이퍼(W)의 노치부(N)를 가공하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼(W)의 불량 소자를 제거하는데도 이용될 수 있다. 예를 들어, 노치 가공 장치(130)는 노치휠(131)을 이용하여 불량 소자를 깎아내, 제거할 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 다른 실시예에 따른 노치휠(231)을 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 노치휠(231)은 웨이퍼(W)와 접촉하는 제1 가공면(231a)을 포함하는 가공부(2311)를 구비하며, 이때, 가공부(2311)은 노치휠(231)의 단부를 의미할 수 있다. 다른 실시예에 따른 노치휠은 도 11a의 노치휠(131)과 비교할 때, 가공부(2311)을 둘 이상으로 분할하도록 형성된 슬릿부(233)를 포함할 수 있다.
슬릿부(233)는 노치휠(231)의 단부인 가공부(2311)를 둘 이상으로 분할할 수 있다. 예를 들면, 도 14a에 도시된 바와 같이 슬릿부(233)는 가공부(2311)를 제1 방향으로 분할하는 제1 슬릿(233a)과, 가공부(2311)를 제1 방향과 다른 제2 방향으로 분할하는 제2 슬릿(233b)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 슬릿(233a)은 가공부(2311)의 제1 가공면(2311a)으로부터 노치휠(231)의 내부를 향해 오목한 홈으로 이루어질 수 있다. 제1 슬릿(233a)은 제1 방향을 따라 형성되어 가공부(2311)의 측면인 제2 가공면(2311b)을 관통하는 형상으로 형성될 수 있다.
마찬가지로, 제2 슬릿(233b)은 가공부(2311)의 제1 가공면(2311a)으로부터 노치휠(231)의 내부를 향해 오목한 홈으로 이루어질 수 있다. 제2 슬릿(233b)은 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 형성되어 가공부(2311)의 측면인 제2 가공면(2311b)을 관통하는 형상으로 형성될 수 있다.
제1 슬릿(233a)과 제2 슬릿(233b)은 노치휠(231)의 중심(O)에서 교차할 수 있으며, 도시된 바와 같이 제1 슬릿(233a)과 제2 슬릿(233b)은 십자 형태로 배치될 수 있다. 제1 슬릿(233a)은 가공부(2311)를 제1 방향으로 분할하고, 제2 슬릿(233b)은 가공부(2311)를 제2 방향으로 분할할 수 있다. 그러나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명은 슬릿부(233)의 형태와 개수에 제한되지 않는다.
슬릿부(233)는 노치 가공 공정 중 공급되는 연마수를 노치휠(231) 전체로 원활하게 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해, 가공부(2311)의 제1 가공면(2311a)은 슬릿부(233)가 형성되는 것에 의해, 노치부(N)의 상면에 직접적으로 연마수를 공급하면서 가공할 수 있다. 또한, 연마수는 슬릿부(233)를 통해 계속 순환이 되기 때문에, 웨이퍼(W)를 연마하는 과정에서 발생하는 칩(chip)이 용이하게 배출되도록 할 수 있다.
일 실시예로서, 제1 슬릿(233a)과 제2 슬릿(233b)은 제1 가공면(2311a)에 대하여 수직 방향으로 깊이를 갖는 홈일 수 있다. 이를 통해 분할되는 가공부(2311)는 각진 모서리를 구비하게 되고, 이러한 모서리는 웨이퍼(W)의 가공 과정에서 가공 블레이드의 역할을 수행할 수 있다. 슬릿부(233)를 구비하는 노치휠(231)은 연삭력이 향상되어, 웨이퍼(W)의 가공 품질을 한층 더 개선할 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 또 다른 실시예에 따른 노치휠(231')을 설명하기 위한 도면이다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 노치휠(231')은 도 13a의 노치휠(131')과 같이, 제1 가공부(2311)와 제2 가공부(2312)를 포함하며, 제1 가공부(2311)와 제2 가공부(2312)를 둘 이상으로 분할하도록 형성된 슬릿부(233)를 포함할 수 있다.
제1 가공부(2311)는 제1 직경(R1)을 갖고 있으며, 제2 가공부(2312)는 제1 직경(R1)보다 작은 제2 직경(R2)을 갖고, 제1 가공부(2311)의 일단으로부터 외측으로 돌출되도록 제1 가공부(2311)의 일단에 배치될 수 있다.
제1 가공부(2311)는 노치휠(231)의 외곽에 배치되는 부분이며, 제1 가공면(2311a)과 제2 가공면(2311b)을 포함할 수 있다. 제1 가공면(2311a)과 제2 가공면(2311b)은 도 11a의 노치휠과 같이 실질적으로 수직하게 형성될 수 있다.
제2 가공부(2312)는 제1 가공부(2311)의 일측에 배치될 수 있다. 일 실시예로서, 제2 가공부(2312)는 제1 가공부(2311)의 반경 방향 내측에 위치하며, 제1 스핀들(133)의 회전축(Ax1)과 동축으로 배치될 수 있다.
제2 가공부(2312)는 도면에 도시된 바와 같이, 테이퍼면(2312a)과 평탄면(2312b)을 가질 수 있다. 테이퍼면(2312a)은 노치부(N)의 경사면(We)을 가공하도록 배치될 수 있다.
일 실시예로서, 제2 가공부(2312)는 원뿔대(circular truncated cone)형상을 가질 수 있으며, 테이퍼면(2312a)은 제2 가공부(2312)의 측면에 해당할 수 있다. 또한, 테이퍼면(2312a)은 제1 가공부(2311)의 제1 가공면(2311a)과 제1 각도(θ)를 이루도록 배치될 수 있다.
슬릿부(233)는 노치휠(231)의 단부인 제1 가공부(2311)와 제2 가공부(2312)를 둘 이상으로 분할할 수 있다. 예를 들면, 도 11a에 도시된 바와 같이 슬릿부(233)는 제1 가공부(2311)와 제2 가공부(2312)를 제1 방향으로 분할하는 제1 슬릿(233a)과, 가공부(2311)를 제1 방향과 다른 제2 방향으로 분할하는 제2 슬릿(233b)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 슬릿(233a)은 가공부(2311)의 제1 가공면(2311a)으로부터 노치휠(231)의 내부를 향해 오목한 홈으로 이루어질 수 있다. 제1 슬릿(233a)은 제1 방향을 따라 형성되어 가공부(2311)의 측면인 제2 가공면(2311b)을 관통하는 형상으로 형성될 수 있다.
다른 실시예로서, 제1 슬릿(233a)과 제2 슬릿(233b)은 서로 다른 깊이를 갖도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 제1 슬릿(233a)과 제2 슬릿(233b) 사이에는 단차가 형성될 수 있다.
다른 실시예로서, 제1 슬릿(233a)과 제2 슬릿(233b)은 경사를 갖도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 슬릿(233a)과 제2 슬릿(233b)은 노치휠(231)의 중심(O)을 향해 테이퍼면(2312a)의 기울기와 동일한 제1 각도(θ)를 갖도록 형성될 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 가공 장치(140)를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 17을 참조하면, 에지 가공 장치(140)는 웨이퍼 가공 시스템(10)의 일측에 배치되어, 웨이퍼(W)의 에지 부분을 가공하는 기능을 수행할 수 있다. 에지 가공 장치(140)는 지지 테이블(117)에 웨이퍼(W)가 안착되면, 지지 테이블(117)을 향해 이동하여 웨이퍼(W)의 에지부(E)를 가공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은 웨이퍼(W)의 노치부(N)를 가공한 후 바로 백그라인딩 공정을 수행할 수도 있으나, 필요에 따라 에지 가공 장치(140)를 이용하여 웨이퍼(W)의 에지부(E)의 두께를 줄이는 트리밍 공정을 수행할 수 있다.
에지 가공 장치(140)는 에지휠 및 제2 스핀들을 구비할 수 있다. 이때, 에지휠은 웨이퍼(W)의 에지부(E)를 따라 가공하되, 에지부(E)의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 에지부(E)를 가공할 수 있다. 제2 스핀들은 일단에 에지휠을 장착하되, 회전축을 중심으로 회전가능하게 에지휠을 장착할 수 있다.
일 실시예로서, 에지 가공 장치(140)는 두 개의 에지휠과 두 개의 스핀들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 에지 가공 장치(140)는 제1 에지휠(141) 및 상기 제1 에지휠(141)과 연결되는 제2-1 스핀들(143)을 포함할 수 있다. 또한, 에지 가공 장치(140)는 도시하지 않았지만 제2-1 스핀들(143)과 연결되는 제2-1 지지 플레이트(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 에지 가공 장치(140)는 지지 테이블(117)을 기준으로 제1 에지휠(141)과 대향되게 배치되는 제2 에지휠(142)과, 제2 에지휠(142)과 연결되는 제2-2 스핀들(144)과, 제2-2 스핀들(144)과 연결되는 제2-2 지지 플레이트(145)를 구비할 수 있다.
제1 에지휠(141) 및 제2 에지휠(142)은 각각 제2-1 지지 플레이트(미도시) 및 제2-2 지지 플레이트(145)에 연결된 상태에서, 제2-1 스핀들(143) 및 제2-2 스핀들(144)의 회전에 따라 회전하면서 웨이퍼(W)의 에지부(E)를 가공할 수 있다.
예를 들어, 한 쌍의 에지 가공 장치(140)는 지지 테이블(117)을 중심으로 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전하면서 웨이퍼(W)의 에지부(E)를 가공할 수 있다.
다른 실시예로서, 도 17에 도시된 바와 같이, 에지 가공 장치(140)는 웨이퍼(W)의 에지부(E)를 가공하는 동안 위치가 고정된 상태에서 지지 테이블(117)이 중심축(Ax1)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 웨이퍼(W)의 에지부(E)를 가공할 수 있다.
도 18 내지 도 20b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 가공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 및 도 20b를 참조하면, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 웨이퍼(W)의 노치부(N)의 일정영역이 사전에 설정된 제1 두께를 갖도록 노치부(N)를 가공하고, 에지부(E)의 일정 영역이 사전에 설정된 제2 두께를 갖도록 에지부(E)를 가공할 수 있다.
이때, 에지 공정에 의해 가공되는 에지부(E)의 일정 영역(RH)은 노치부(N)보다 작을 수 있다. 구체적으로, 에지부(E)의 일정 영역(RH)은 웨이퍼(W)의 에지라인으로부터 노치부(N)가 가공되는 일정 영역(A)까지의 최대 거리인 노치부(N)의 고유폭(DA)보다 작을 수 있다. 다시 말해, 제1 에지휠(141) 및 제2 에지휠(142)이 웨이퍼(W)와 접촉하는 가공폭은 노치휠(131)의 직경보다 작을 수 있다.
이때, 노치 가공 장치(130)에 의해 사전에 설정된 제1 두께를 갖도록 가공되는 노치부(N)의 가공 깊이(d4)는 에지 가공 장치(140)에 의해 사전에 설정된 제2 두께를 갖도록 가공되는 에지부(E)의 가공 깊이(d3)와 동일하거나 클 수 있다. 가공 깊이(d3, d4)는 노치휠(131) 또는 에지휠(141)에 의해 웨이퍼(W)의 상면(Wt)으로부터 수직방향으로 가공되는 깊이일 수 있다.
에지부(E)의 가공 깊이(d3)를 노치부(N)의 가공 깊이(d4)와 동일하거나 작게 설정함으로써, 에지 가공에 의한 노치부(N)의 크랙 발생을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 가공 시스템(10)은 노치부(N)를 180㎛ 정도 두께를 줄이도록 가공하는 경우, 에지부(E)는 150㎛ 정도의 두께를 줄이도록 가공할 수 있다. 다만, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 노치부(N)와 에지부(E) 모두 150㎛의 두께가 줄어들도록 가공할 수 있으며, 이와 다른 가공 두께로 가공할 수 있음은 물론이다.
도 20a 및 도 20b를 참조하면, 일 실시예로서, 에지 가공 장치(140)가 에지 가공을 시작하는 제2 가공지점(sp2)은 노치 가공 장치(130)가 노치 가공을 시작하는 제1 가공지점(sp1)과 다를 수 있다. 여기서, 제1 가공지점(sp1)과 제2 가공지점(sp2)은 웨이퍼(W) 상에서의 가공위치일 수 있다.
만약 도 16과 같이 에지 가공 장치(140)가 2개의 에지휠(141, 142)을 구비하는 경우, 제1 에지휠(141)의 제2 가공지점(sp2-1)과 제2 가공지점(sp2-2)은 웨이퍼(W)의 중심(WO)을 기준으로 노치부(N)에 대하여 수직한 방향의 에지부(E)에 위치할 수 있다. 또는, 도 17과 같이, 에지 가공 장치(140)가 1개의 에지휠(141)을 구비하는 경우, 에지휠(141)의 제2 가공지점(sp2-3)은 웨이퍼(W)의 중심(WO)을 기준으로 노치부(N)에 대향되는 에지부(E)에 위치할 수 있다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 노치 가공이 시작하는 제1 가공지점과 에지 가공이 시작하는 제2 가공지점이 일치할 수 있음은 물론이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 툴 교체 장치(160)를 설명하기 위한 도면이고, 도 22는 자동 툴 교체 장치(160)의 다른 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 자동 툴 교체 장치(160)는 웨이퍼 가공 시스템(10)의 일측에 배치되되, 노치 가공 장치(130)가 가공 공정을 수행하지 않을 때 노치 가공 장치(130)와 인접하게 배치될 수 있다.
자동 툴 교체 장치(160)는 노치 가공 장치(130)의 노치휠(131)이 이상이 있거나 노후된 경우 노치휠(131)을 자동으로 교체하는 기능을 수행한다. 일 실시예로서, 자동 툴 교체 장치(160)는 제어부(150)에 의해 제어되며, 노치 가공 장치(130)의 노치휠(131)의 가공 횟수가 사전에 설정된 기준을 초과하는 경우, 노치휠(131)을 교체할 수 있다.
다른 실시예로서, 자동 툴 교체 장치(160)는 노치휠(131)의 상태를 확인하는 검사 장치(170, 도 2 참조)와 연계하여, 가공 전 또는 가공 후 검사 장치(170)가 노치휠(131)의 상태를 확인하고, 노치휠(131)의 상태에 따라 자동으로 노치휠(131)을 교체할 수 있다.
또는, 자동 툴 교체 장치(160)는 사전에 설정된 가공 횟수를 초과하는 경우 노치휠(131)을 교체하는 것으로 설정하되, 검사 장치(170)를 통해 주기적으로 검사하여 사전에 설정된 가공 횟수 전이라도 문제가 있는 경우 바로 노치휠(131)을 교체할 수도 있다.
보다 구체적으로, 도 22를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 툴 교체 장치(160)는 카세트 유닛(161), 수용감지부(163), 구동부(165) 및 체크 센서 유닛(167)을 포함할 수 있다.
카세트 유닛(161)은 복수개의 신규 노치휠(N131)을 보관할 수 있으며, 각각의 신규 노치휠(N131)을 수용하기 위한 복수개의 수용부(1611)를 포함할 수 있다. 카세트 유닛(161)은 도 19와 같이 일렬로 배치되는 복수개의 수용부(1611)를 2열 이상으로 구비할 수도 있고, 도 18와 같이 회전하는 디스크를 따라 일렬로 배치되는 복수개의 수용부(1611)를 구비할 수도 있다.
카세트 유닛(161)은 자동 툴 교체 장치(160)의 일측에 고정 설치되어 수용부(1611)에 신규 노치휠(N131)이 새로 채워지는 구조로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 카세트 유닛(161)은 그 자체가 자동 툴 교체 장치(160)에 대해 교체가능하도록 카트리지 형태로 형성될 수 있다.
수용감지부(163)는 카세트 유닛(161)의 복수개의 수용부(1611) 각각에 신규 노치휠(N131)이 수용되었는지 감지할 수 있다. 자동 툴 교체 장치(160)는 수용감지부(163)를 이용하여 복수개의 수용부(1611) 중 신규 노치휠(N131)이 없는 수용부(1611)의 위치 또는 개수를 파악할 수 있다.
구동부(165)는 카세트 유닛(161)과 연결되어 카세트 유닛(161)의 위치를 변경하거나, 복수개의 수용부(1611)의 위치를 이동시키는 기능을 수행할 수 있다. 구동부(165)는 카세트 유닛(161)의 구조에 따라 카세트 유닛(161) 또는 복수개의 수용부(1611)의 위치를 직선 운동 시키거나 회전 운동시키기 위한 구성들을 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 도 21에 도시된 바와 같이, 카세트 유닛(161)이 디스크 형태로 이루어지는 경우, 구동부(165)는 카세트 유닛(161)을 회전시키는 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자동 툴 교체 장치(160)는 노치 가공 장치(130)의 진입 위치에 대응되도록 구동부(165)를 이용하여 카세트 유닛(161)을 회전시킬 수 있다. 다시 말해, 자동 툴 교체 장치(160)는 신규 노치휠(N131)들이 수용된 휠 카세트를 구동부(165)를 이용하여 회전시켜, 교체할 신규 노치휠(N131)이 노치 가공 장치(130)의 일방향(x방향)과 동일 선상에 위치시킬 수 있다.
체크 센서 유닛(167)은 스핀들(133)의 일단에 장착되는 신규 노치휠(N131)의 위치 정보를 측정할 수 있다. 구체적으로, 체크 센서 유닛(167)은 스핀들(133)의 일단으로부터 신규 노치휠(N131)의 말단까지의 길이 정보를 획득하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 통해, 자동 툴 교체 장치(160)는 신규 노치휠(N131)을 장착하는 과정에 발생할 수 있는 위치 오차를 보정하고, 사전에 설정된 가공 계획에 따라 노치 공정을 바로 수행할 수 있다.
일 실시예로서, 체크 센서 유닛(167)은 터치 센서로 이루어질 수 있다. 노치 가공 장치(130)는 카세트 유닛(161)에서 신규 노치휠(N131)을 장착한 후 자동 툴 교체 장치(160)의 일측에 배치되는 체크 센서 유닛(167) 상에서 상하로 이동하고, 신규 노치휠(N131)의 말단이 터치되는 것을 감지함으로써 신규 노치휠(N131)의 위치 정보를 획득할 수 있다.
다른 실시예로서, 체크 센서 유닛(167)은 레이저를 이용한 거리 측정 센서일수도 있고, 비젼 카메라를 이용하여 위치 정보를 획득할 수도 있음은 물론이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 툴 교체 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23 및 도 24의 (a)를 참조하면, 자동 툴 교체 방법은 먼저 스핀들(133)의 일단에 기존 노치휠(O131)의 장착여부를 확인한다(S100). 이때, 자동 툴 교체 장치(160)는 스핀들(133)의 일단에 기존 노치휠(O131)의 장착여부를 감지할 수 있는 장착 센서(162)를 더 포함할 수 있다. 이때, 장착 센서(162)는 비젼 카메라로 이루어질 수 있으며, 스핀들(133)의 일단을 촬영하여 기존 노치휠(O131)의 장착 여부를 확인할 수 있다.
다른 실시예로서, 노치 가공 장치(130)는 스핀들(133)의 일단에 노치휠(131)의 장착여부를 확인하는 노치휠 감지부(139)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장착감지부(139)는 접촉 센서 또는 압력 센서로 이루어져, 스핀들(133)의 일단에 기존 노치휠(O131)의 장착 여부를 확인할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 노치 가공 장치(130)의 노치휠 감지부(139)는 RFID 리더기로 이루어질 수도 있다. 다시 말해, 노치휠(131)에는 고유 정보가 입력된 RFID 태그가 부착될 수 있으며, 노치휠 감지부(139)는 RFID 리더기를 이용하여 태그 정보를 획득함으로써, 노치휠(131)이 장착되었는지, 장착된 노치휠(131)이 신규한 노치휠인지 또는 기존 사용했던 노치휠인지 등을 감지할 수 있다.
이후 도 23 및 도 24의 (b)를 참조하면, 자동 툴 교체 방법은 스핀들(133)의 일단에 기존 노치휠(O131)이 장착되어 있는 경우, 스핀들(133)을 사전에 설정된 구역으로 이동시켜 기존 노치휠(O131)을 제거할 수 있다(S200). 사전에 설정된 구역에는 제거된 기존 노치휠(O131)을 수용하는 노치휠 수거함(R)이 위치할 수 있다.
이후, 자동 툴 교체 방법은 스핀들(133)의 일단에 기존 노치휠(O131)의 제거 여부를 확인할 수 있다(S300). S300 단계는, 이전 S100단계에서 기존 노치휠(O131) 장착여부를 확인하기 위한 장착센서(162)를 이용하거나, 노치 가공 장치(130)에 포함된 노치휠 감지부(129)를 이용하여 기존 노치휠(O131)의 제거 여부를 확인할 수 있다.
이후, 도 23 및 도 24의 (c)를 참조하면, 자동 툴 교체 방법은 복수개의 신규 노치휠(N131)을 보관하는 카세트 유닛(161)으로 스핀들(133)을 이동시키고, 복수개의 신규 노치휠(N131) 중 어느 하나를 스핀들(133)의 일단에 장착할 수 있다(S400).
전술한 바와 같이, 카세트 유닛(161)은 복수개의 신규 노치휠(N131)을 각각 수용하는 복수개의 수용부(1611)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수개의 신규 노치휠(N131) 중 어느 하나를 스핀들(133)의 일단에 장착하는 단계는, 카세트 유닛(161)의 복수개의 수용부(1611) 중 사전에 결정된 어느 하나의 수용부(1611)로 스핀들(133)을 이동시켜 장착할 수 있다.
카세트 유닛(161)은 복수개의 수용부(1611) 각각에 신규 노치휠(N131)이 수용되었는지 감지하는 수용감지부(163)를 포함할 수 있는데, 자동 툴 교체 방법은 이러한 수용감지부(163)에 의해 감지된 결과를 이용하여 스핀들(133)이 이동할 하나의 수용부(1611)를 결정할 수 있다.
다시 말해, 카세트 유닛(161)은 수용감지부(163)에 의해 신규 노치휠(N131)이 들어있는 수용부(1611)의 위치를 파악할 수 있고 신규 노치휠(N131)이 들어있는 수용부(1611) 중 스핀들(133)이 최단으로 이동할 수 있는 최적의 수용부(1611)를 추출할 수 있다. 자동 툴 교체 방법은 추출된 최적의 수용부(1611)로 스핀들(133)을 이동시켜 신규 노치휠(N131)을 장착할 수 있다.
다른 실시예로서, 자동 툴 교체 방법은 도 21과 같이 카세트 유닛(161)이 휠 형태로 형성되는 경우, 추출된 최적의 수용부(1611)가 노치 가공 장치(130)의 이동방향(x방향)에 인접하도록 구동부(165)를 이용하여 카세트 유닛(161)을 회전시킬 수 있다. 이후, 노치 가공 장치(130)는 교체할 신규 노치휠(N131)의 상부로 이동하여 장착할 수 있다.
이후, 자동 툴 교체 방법은 체크 센서 유닛(167, 도 22 참조)을 이용하여 교체된 노치휠(N131)이 제대로 장착되었는지 확인할 수 있다. 자동 툴 교체 방법은 체크 센서 유닛(167)을 이용하여 스핀들(133)의 일단(E1)으로부터 신규 노치휠(N131)의 말단까지의 제1 길이를 측정하고, 미리 알고 있는 스핀들(133)의 일단으로부터 기존 노치휠(O131)의 말단까지의 제2 길이와 제1 길이를 이용하여 스핀들(133)의 위치를 보정할 수 있다.
체크 센서 유닛(167)은 터치 센서일 수 있으며, 노치 가공 장치(130)가 하방으로 이동하여 노치휠(N131)의 말단이 접촉되면 이를 감지하여 신규 노치휠(N131)의 장착 높이를 측정할 수 있다. 제어부(150)는 이러한 위치 정보를 이용하여, 감지된 신규 노치휠(N131)의 장착 높이를 기준으로 기존 노치휠(O131)과의 높이 차이를 보상한 후, 노치부(N)를 가공하도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 노치 가공 장치(130)는 자동으로 노치휠을 교체한 후 별도의 티칭(teaching)없이 가공을 바로 수행할 수 있어, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이후, 도 23을 참조하면, 노치 가공 장치(130)는 신규 노치휠(N131)이 장착된 스핀들(133)을 웨이퍼의 노치부(N)로 이동시켜 노치부(N)의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 노치부(N)를 가공할 수 있다.
상기한 자동 툴 교체 방법은 스핀들(133)의 일단에 기존 노치휠(O131)의 교체 여부를 판단하여 수행될 수 있다. 다시 말해, 자동 툴 교체 방법은 사전에 설정된 가공 횟수를 기반으로 기존 노치휠(O131)의 교체여부를 판단하거나, 후술하는 검사 장치(170)를 이용하여 주기적으로 기존 노치휠(O131)의 이상유무를 확인한 후 교체여부를 판단할 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(170)를 설명하기 위한 도면이다.
도 25를 참조하면, 검사 장치(170)는 노치 가공 장치(130) 또는 에지 가공 장치(140)의 가공 전 또는 후에, 노치휠(131) 또는 에지휠(141)의 상태를 확인하는 기능을 수행한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 도면에 도시된 바와 같이 검사 장치(170)가 에지 가공 장치(140)의 상태를 확인하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
검사 장치(170)는 에지휠(141)을 향하여 광을 조사하는 광원부(171)와, 상기 광원부(171)에 대향되게 배치되어 에지휠(141)의 상태를 촬영하는 촬상부(173)를 포함할 수 있다.
광원부(171)는 에지 가공 장치(140)의 에지휠(141)로 광을 방출하고, 촬상부(173)는 에지휠(141)에서 반사된 광을 촬상할 수 있다. 촬상부(173)는 광원부(171)에 대향되게 배치되고, 에지휠(141)에 조사된 광을 촬영하게 되는데, 에지휠(141)에 대응되는 부분은 에지휠(141)에 가려져 어둡게 촬영되고, 나머지 부분은 밝게 촬영될 수 있다.
이를 통해, 촬상부(173)를 통해 촬영된 영상은 명암에 의해 에지휠(141) 가장자리가 검출되며, 영상을 통해 에지휠(141)의 상태를 확인할 수 있다. 웨이퍼 가공 시스템(10)은 에지휠(141)의 상태에 따라 에지휠(141)의 교체 가부를 결정할 수 있다. 웨이퍼 가공 시스템(10)은 에지휠(141)이 마모되거나 이상이 있는 경우, 에지휠(141)을 자동으로 교체하거나 작업자에게 알림으로 안내할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법은 백그라인딩 공정 전 웨이퍼(W)의 노치부(N)를 가공하여, 백 그라인딩 공정 중 발생하는 웨이퍼(W)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법은 노치부 가공 중 노치휠(131)의 중심이 웨이퍼(W)의 외부에 배치되도록 함으로써, 안정적이고 정교한 노치부 가공을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법은 웨이퍼(W)의 노치부(N)에 경사면을 형성하고, 이를 후 공정에서 얼라인 마크로 활용함으로써 인식 오류를 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 웨이퍼 가공 방법 및 시스템을 제공한다. 또한, 노치부를 포함하는 웨이퍼 가공 등에 본 발명의 실시예들을 적용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 일측에 노치부가 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계;
    상기 웨이퍼를 정렬하는 단계; 및
    노치휠을 이용하여 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는 단계;를 포함하는, 웨이퍼 가공 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 노치부의 영상 정보를 분석하여 상기 노치부의 에지 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 에지 정보와 사전에 계획된 노치 가공 정보를 이용하여 상기 노치휠의 가공 경로를 설정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 노치부를 가공하는 단계는, 상기 설정된 가공 경로를 따라 상기 노치휠이 이동하도록 제어하여 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는, 웨이퍼 가공 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 노치부를 가공하는 단계 이전에,
    스핀들의 일단에 기존 노치휠의 장착여부를 확인하는 단계;
    상기 기존 노치휠이 장착되어 있는 경우, 상기 스핀들을 사전에 설정된 구역으로 이동시켜 상기 기존 노치휠을 제거하는 단계;
    상기 스핀들의 일단에 상기 기존 노치휠의 제거여부를 확인하는 단계; 및
    복수개의 신규 노치휠을 보관하는 카세트 유닛으로 상기 스핀들을 이동시키고, 상기 복수개의 신규 노치휠 중 어느 하나를 상기 스핀들의 일단에 장착하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 노치부를 가공하는 단계는, 상기 신규 노치휠이 장착된 상기 스핀들을 웨이퍼의 노치부로 이동시켜, 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는, 웨이퍼 가공 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 노치부를 가공하는 단계 이전에,
    스핀들의 일단에 기존 노치휠의 교체 여부를 판단하는 단계;
    상기 기존 노치휠을 교체하는 것으로 결정되면, 상기 스핀들에서 상기 기존 노치휠을 제거하고 신규 노치휠을 장착하는 단계;
    체크 센서 유닛을 이용하여 상기 스핀들의 일단으로부터 상기 신규 노치휠의 말단까지의 제1 길이를 측정하는 단계; 및
    상기 제1 길이를 이용하여 상기 기존 노치휠의 가공 위치 정보를 보정하는 단계;를 포함하고,
    상기 노치부를 가공하는 단계는, 상기 보정된 가공 위치 정보를 따라 상기 신규 노치휠을 제어하여, 웨이퍼의 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는, 웨이퍼 가공 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    웨이퍼 세정 노즐에 의해 세정수를 공급하여 상기 웨이퍼를 세정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 웨이퍼 세정 노즐은,
    가스 유입부 및 가스 배출부를 구비하는 제1 노즐팁; 및
    세정수 유입부 및 세정수 배출부를 구비하는 제2 노즐팁;을 포함하고,
    상기 가스 배출부는 상기 세정수 배출부와 연통되는, 웨이퍼 가공 방법.
  6. 일측에 노치부가 형성된 웨이퍼를 안착시키는 지지 테이블;
    상기 지지 테이블 상에 안착된 상기 웨이퍼의 노치부를 촬영하는 비젼 카메라를 이용하여 상기 노치부의 영상 정보를 획득하고, 상기 획득된 노치부의 영상 정보를 분석하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 정렬 장치; 및
    상기 노치부를 가공하되, 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는 노치휠 및 일단에 상기 노치휠을 회전가능하게 장착하는 스핀들을 구비하는 노치 가공 장치;를 포함하는, 웨이퍼 가공 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 노치부의 영상 정보를 분석하여 상기 노치부의 에지 정보를 추출하고, 상기 추출된 에지 정보와 사전에 계획된 노치 가공 정보를 이용하여 상기 노치휠의 가공 경로를 설정하고, 상기 설정된 가공 경로를 따라 상기 노치휠이 이동하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는, 웨이퍼 가공 시스템.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 에지부를 따라 가공하되, 상기 에지부의 일정 영역이 사전에 설정된 제2 두께를 갖도록 상기 에지부를 가공하는 에지휠과, 일단에 상기 에지휠을 장착하되, 제2 회전축을 중심으로 회전가능하게 상기 에지휠을 장착하는 제2 스핀들을 포함하는 에지 가공 장치;를 더 포함하는, 웨이퍼 가공 시스템.
  9. 웨이퍼의 노치부를 가공하되, 상기 노치부의 일정 영역이 사전에 설정된 두께를 갖도록 상기 노치부를 가공하는 노치휠; 및
    일단에 상기 노치휠을 회전가능하게 장착하는 스핀들;을 구비하는, 웨이퍼 가공 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 노치휠의 직경은 가공되는 상기 노치부의 일정 영역의 폭보다 큰, 웨이퍼 가공 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 노치휠은 상기 웨이퍼와 접촉하는 가공면을 포함하는 상기 노치휠의 가공부를 둘 이상으로 분할하도록 형성된 슬릿부를 포함하는, 웨이퍼 가공 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 노치휠은
    제1 직경을 갖는 제1 가공부와,
    상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖고, 상기 제1 가공부의 일단으로부터 외측으로 돌출되도록 상기 제1 가공부의 일단에 배치되는 제2 가공부를 포함하는, 웨이퍼 가공 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 가공부는 상기 제1 가공부의 일단면에 대하여 경사진 테이퍼면을 구비하는, 웨이퍼 가공 장치.
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