KR20200022331A

KR20200022331A - 연마 패드

Info

Publication number: KR20200022331A
Application number: KR1020190086529A
Authority: KR
Inventors: 가츠요시 고지마; 아리사 구로다
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2020-03-03
Anticipated expiration: 2039-07-17
Also published as: JP7098240B2; CN110856908A; TW202009100A; US20200061773A1; KR102705100B1; JP2020028944A; US11612979B2; TWI823988B; DE102019212581A1; CN110856908B

Abstract

[과제] 연마액의 적절한 공급을 가능하게 하는 연마 패드를 제공한다.
[해결 수단] 원반상의 기재와, 상면측이 기재에 첩착되는 연마층을 갖는 연마 패드로서, 연마층은, 연마층을 상하로 관통하도록 형성되어 연마액이 공급되는 복수의 관통공과, 연마층의 하면측에 형성되어 관통공과 연결된 복수의 홈을 구비하고, 복수의 관통공은, 연마층의 중심을 둘러싸도록 형성되어 있고, 복수의 홈은, 복수의 관통공으로부터 연마층의 외주를 향하여 방사상으로 형성되어 있다.

Description

연마 패드 {POLISHING PAD}

본 발명은, 피가공물의 연마에 사용되는 연마 패드에 관한 것이다.

표면측에 IC (Integrated Circuit), LSI (Large Scale Integration) 등으로 이루어지는 디바이스가 형성된 웨이퍼를 분할 예정 라인 (스트리트) 을 따라 분할함으로써, 디바이스를 각각 포함하는 복수의 칩이 얻어진다. 이 칩은 여러 가지 전자 기기에 내장되어 있고, 최근, 전자 기기의 소형화, 박형화에 수반하여 칩에도 소형화, 박형화가 요구되고 있다.

그래서, 웨이퍼의 이면측을 연삭 지석으로 연삭함으로써 칩을 얇게 하는 수법이 이용되고 있다. 이 웨이퍼의 연삭에는, 연삭 지석이 장착된 연삭 장치가 사용된다. 예를 들어 특허문헌 1 에는, 입경이 큰 지립을 포함하는 조 (粗) 연삭용의 연삭 지석과, 입경이 작은 지립을 포함하는 마무리 연삭용 연삭 지석을 사용하여 웨이퍼를 연삭하는 연삭 장치가 개시되어 있다.

웨이퍼의 이면측을 연삭 지석으로 연삭하면, 연삭된 영역에는 미세한 요철이나 크랙이 형성되는 경우가 있다. 이 요철이나 크랙이 형성된 영역 (변형층) 이 존재하면 웨이퍼의 분할에 의해 얻어진 칩의 항절 강도가 저하되기 때문에, 변형층은 연삭 가공 후에 제거될 것이 요망된다.

변형층의 제거는, 예를 들어 연마 장치를 사용하여 웨이퍼의 이면측을 연마함으로써 실시된다. 특허문헌 2 에는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 척 테이블에 의해 유지된 웨이퍼를 연마하는 연마 유닛 (연마 수단) 을 구비하는 연마 장치가 개시되어 있다. 연마 장치가 구비하는 연마 유닛에는, 웨이퍼를 연마하기 위한 원반상의 연마 패드가 장착된다. 연마 가공시에는, 이 연마 패드를 회전시키면서 웨이퍼에 접촉시킨다.

또, 웨이퍼를 연마할 때에는, 연마 패드의 중앙부에 형성된 관통공 (연마액 공급로) 을 통하여 연마 패드와 웨이퍼 사이에 연마액이 공급된다. 연마액으로는, 예를 들어 유리 (遊離) 지립이 분산된 약액 (슬러리) 등이 사용된다. 이 연마액이 웨이퍼에 대해 화학적 및 기계적으로 작용함으로써, 웨이퍼가 연마된다.

일본 공개특허공보 2000-288881호 일본 공개특허공보 평8-99265호

연마 장치를 사용하여 웨이퍼를 연마할 때, 연마 패드는 척 테이블에 의해 유지된 웨이퍼의 피가공면의 전체와 접촉하도록 위치된다. 여기서, 웨이퍼의 직경이 비교적 큰 경우에는, 연마 패드의 중앙부에 형성된 연마액 공급로가 웨이퍼에 의해 덮이기 때문에, 연마액 공급로를 통하여 웨이퍼의 피가공면에 연마액이 공급되기 쉽다.

한편, 웨이퍼의 직경이 작으면, 연마 패드를 웨이퍼의 피가공면의 전체와 접촉하도록 위치시켜도, 연마액 공급로가 웨이퍼에 의해 덮이지 않고 노출된 상태가 되는 경우가 있다. 이 경우, 연마액 공급로에 공급된 연마액의 대부분이 웨이퍼의 피가공면에 공급되지 않고 유출되어, 연마 패드와 웨이퍼 사이로의 연마액의 공급이 불충분해지는 경우가 있다. 그 결과, 웨이퍼의 연마가 적절히 실시되지 않거나, 또는 연마에 의해 발생한 찌꺼기 (연마 찌꺼기) 가 적절히 배출되지 않는 등의 문제가 발생하여, 가공 불량이 발생하기 쉬워진다.

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 연마액의 적절한 공급을 가능하게 하는 연마 패드의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 원반상의 기재와, 상면측이 그 기재에 첩착 (貼着) 되는 연마층을 갖는 연마 패드로서, 그 연마층은, 그 연마층을 상하로 관통하도록 형성되어 연마액이 공급되는 복수의 관통공과, 그 연마층의 하면측에 형성되어 그 관통공과 연결된 복수의 홈을 구비하고, 그 복수의 관통공은, 그 연마층의 중심을 둘러싸도록 형성되어 있고, 그 복수의 홈은, 그 복수의 관통공으로부터 그 연마층의 외주를 향하여 방사상으로 형성되어 있는 연마 패드가 제공된다.

또한, 그 연마층의 하면측의, 그 복수의 관통공보다 그 연마층의 외주측에 위치하는 영역에는, 그 홈과 연결된 복수의 동심원상의 홈이 형성되어 있어도 된다. 또, 그 관통공과 연결된 그 홈은, 그 연마층의 외주에 도달하지 않도록 형성되어 있어도 된다.

본 발명의 일 양태에 관련된 연마 패드는, 연마층을 상하로 관통하도록 형성된 복수의 관통공과, 연마층의 하면측에 형성되고, 그 관통공과 연결된 복수의 홈을 구비한다. 이 연마 패드를 사용함으로써, 연마액이 그 홈을 통하여 연마층의 하면측의 전역에 공급되기 쉬워져, 연마층과 피가공물 사이에 연마액을 적절히 공급하는 것이 가능해진다.

도 1 은 연마 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 연마 패드를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 연마 패드를 나타내는 바닥면도이다.
도 4 는 연마 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 5 는 연마 패드를 나타내는 바닥면도이다.
도 6 은 연마 패드를 나타내는 바닥면도이다.
도 7 은 연마 패드를 나타내는 바닥면도이다.
도 8 은 연마 패드를 나타내는 바닥면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태에 관련된 연마 패드가 장착되는 연마 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다. 연마 장치 (2) 는, 피가공물 (1) 을 연마 패드에 의해 연마하는 가공 장치이다.

연마 장치 (2) 에 의해 연마되는 피가공물 (1) 은, 예를 들어, 표면측에 IC (Integrated Circuit), LSI (Large Scale Integration) 등의 디바이스 (도시 생략) 가 형성된 원반상의 웨이퍼 등에 의해 구성된다.

피가공물 (1) 의 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없고, 예를 들어 피가공물 (1) 로서 반도체 (실리콘, GaAs, InP, GaN, SiC 등), 유리, 사파이어, 세라믹스, 수지, 금속 등의 재료로 이루어지는 웨이퍼를 사용할 수 있다. 또, 피가공물 (1) 은 리튬탄탈레이트 또는 리튬니오베이트로 이루어지는 웨이퍼여도 된다. 또, 디바이스의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기, 배치 등에도 제한은 없다.

피가공물 (1) 은, 서로 교차하도록 격자상으로 배열된 복수의 분할 예정 라인 (스트리트) 에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있고, 이 복수의 영역에 각각 디바이스가 형성되어 있다. 피가공물 (1) 을 분할 예정 라인을 따라 분할함으로써, 디바이스를 각각 포함하는 복수의 칩이 얻어진다.

이 칩의 박형화를 목적으로 하여, 분할 전의 피가공물 (1) 에 대해 연삭 가공이 실시되는 경우가 있다. 구체적으로는, 피가공물 (1) 의 이면측을 연삭 지석으로 연삭함으로써 피가공물 (1) 이 얇게 가공된다. 그러나, 피가공물 (1) 의 이면측을 연삭 지석으로 연삭하면, 연삭된 영역에는 미세한 요철이나 크랙이 형성되는 경우가 있다. 이 요철이나 크랙이 형성된 영역 (변형층) 이 존재하면, 피가공물 (1) 을 분할하여 얻어진 칩의 항절 강도가 저하되기 때문에, 변형층은 연삭 가공 후에 제거되는 것이 바람직하다.

연마 장치 (2) 는, 예를 들어 상기의 변형층의 제거에 사용된다. 구체적으로는, 연마 장치 (2) 에 의해 피가공물 (1) 의 이면측을 연마함으로써 변형층이 제거된다. 이로써, 칩의 항절 강도의 저하가 억제된다.

피가공물 (1) 의 이면측을 연마할 때에는, 피가공물 (1) 의 표면측에 디바이스를 보호하기 위한 보호 테이프 (3) 가 첩착된다. 보호 테이프 (3) 는, 예를 들어, 가요성을 갖는 필름상의 기재와, 이 기재 상에 형성된 풀층 (접착층) 에 의해 구성된다. 기재에는, 예를 들어 PO (폴리올레핀), PET (폴리에틸렌테레프탈레이트), 폴리염화비닐, 폴리스티렌 등이 사용된다. 또, 풀층에는, 예를 들어 실리콘 고무, 아크릴계 재료, 에폭시계 재료 등이 사용된다.

연마 장치 (2) 는, 연마 장치 (2) 의 각 구성 요소를 지지하는 기대 (4) 를 갖는다. 기대 (4) 상의 전방측에는, 카세트 재치대 (載置臺) (6a, 6b) 가 형성되어 있다. 카세트 재치대 (6a) 상에는, 예를 들어 연마 가공 전의 피가공물 (1) 을 수용하는 카세트 (8a) 가 재치되고, 카세트 재치대 (6b) 상에는, 예를 들어 연마 가공 후의 피가공물 (1) 을 수용하는 카세트 (8b) 가 재치된다.

카세트 재치대 (6a) 와 카세트 재치대 (6b) 사이의 영역에는, 개구 (4a) 가 형성되어 있다. 이 개구 (4a) 내에는, 피가공물 (1) 을 반송하는 제 1 반송 기구 (10) 가 형성되어 있다. 또, 개구 (4a) 의 전방의 영역에는, 연마 가공의 조건 등을 입력하기 위한 조작 패널 (12) 이 설치되어 있다.

제 1 반송 기구 (10) 의 경사 후방에는, 피가공물 (1) 의 위치를 조정하는 위치 조정 기구 (14) 가 형성되어 있다. 카세트 (8a) 에 수용된 피가공물 (1) 은 제 1 반송 기구 (10) 에 의해 위치 조정 기구 (14) 상에 반송되고, 위치 조정 기구 (14) 에 의해 피가공물 (1) 의 위치가 조정된다. 또, 위치 조정 기구 (14) 의 근방에는, 피가공물 (1) 을 유지하여 선회하는 제 2 반송 기구 (로딩 아암) (16) 가 배치되어 있다.

제 2 반송 기구 (16) 의 후방에 위치하는 기대 (4) 의 상면측에는, 평면에서 보아 사각형상의 개구 (4b) 가 형성되어 있다. 이 개구 (4b) 는, 길이 방향이 X 축 방향 (전후 방향) 을 따르도록 형성되어 있다. 개구 (4b) 내에는, 볼 나사식의 X 축 이동 기구 (18) 와, X 축 이동 기구 (18) 의 일부를 덮는 방진 방적 커버 (20) 가 배치되어 있다. 또, X 축 이동 기구 (18) 는 이동 테이블 (22) 을 구비하고 있고, X 축 이동 기구 (18) 에 의해 이동 테이블 (22) 의 X 축 방향에 있어서의 위치가 제어된다.

이동 테이블 (22) 상에는, 피가공물 (1) 을 유지하는 척 테이블 (24) 이 형성되어 있고, 척 테이블 (24) 의 상면은 피가공물 (1) 을 유지하는 유지면 (24a) 을 구성한다. 또한, 도 1 에서는 특히 원반상의 피가공물 (1) 의 유지를 상정하여 유지면 (24a) 이 평면에서 보아 원형으로 형성된 예를 나타내지만, 유지면 (24a) 의 형상은 피가공물 (1) 의 형상 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.

유지면 (24a) 은, 척 테이블 (24) 의 내부에 형성된 흡인로 (도시 생략) 를 통하여 흡인원 (도시 생략) 과 접속되어 있다. 위치 조정 기구 (14) 상에 배치된 피가공물 (1) 을 제 2 반송 기구 (16) 에 의해 척 테이블 (24) 의 유지면 (24a) 상에 반송하고, 흡인원의 부압을 유지면 (24a) 에 작용시킴으로써, 피가공물 (1) 이 척 테이블 (24) 에 의해 흡인 유지된다.

X 축 이동 기구 (18) 에 의해 이동 테이블 (22) 을 이동시키면, 척 테이블 (24) 은 이동 테이블 (22) 과 함께 X 축 방향을 따라 이동한다. 또, 척 테이블 (24) 은 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 과 접속되어 있고, Z 축 방향 (연직 방향) 에 대해 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전한다.

기대 (4) 의 후단에는 직방체상의 지지 구조 (26) 가 형성되어 있고, 지지 구조 (26) 의 전면측에는 Z 축 이동 기구 (28) 가 형성되어 있다. Z 축 이동 기구 (28) 는, 지지 구조 (26) 의 전면측에 Z 축 방향을 따르도록 형성된 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (30) 을 구비하고 있고, 이 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (30) 에는 Z 축 이동 플레이트 (32) 가 Z 축 방향을 따라 슬라이드 가능한 양태로 장착되어 있다.

Z 축 이동 플레이트 (32) 의 후면측 (이면측) 에는 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Z 축 가이드 레일 (30) 과 대체로 평행한 방향을 따라 배치된 Z 축 볼 나사 (34) 가 나사 결합되어 있다. 또, Z 축 볼 나사 (34) 의 일단부에는 Z 축 펄스 모터 (36) 가 연결되어 있다. Z 축 펄스 모터 (36) 에 의해 Z 축 볼 나사 (34) 를 회전시키면, Z 축 이동 플레이트 (32) 가 Z 축 가이드 레일 (30) 을 따라 Z 축 방향으로 이동한다.

Z 축 이동 플레이트 (32) 의 전면측 (표면측) 에는, 전방으로 돌출되는 지지구 (38) 가 형성되어 있고, 지지구 (38) 는 피가공물 (1) 에 연마 가공을 실시하는 연마 유닛 (연마 수단) (40) 을 지지하고 있다. 연마 유닛 (40) 은, 지지구 (38) 에 고정되는 스핀들 하우징 (42) 을 포함하고, 스핀들 하우징 (42) 에는 회전축이 되는 스핀들 (44) 이 회전 가능한 상태에서 수용되어 있다.

스핀들 (44) 의 선단부 (하단부) 는 스핀들 하우징 (42) 의 외부로 노출되어 있고, 이 스핀들 (44) 의 선단부에는 원반상의 마운트 (46) 가 고정된다. 또, 마운트 (46) 의 하면측에는, 마운트 (46) 와 대체로 동 직경으로 구성된 원반상의 연마 패드 (48) 가 장착된다. 연마 패드 (48) 의 장착은, 예를 들어 볼트 (50) 로 마운트 (46) 와 연마 패드 (48) 를 고정시킴으로써 실시된다. 단, 연마 패드 (48) 의 장착 방법에 제한은 없다.

피가공물 (1) 을 연마할 때는, 먼저, 연마 유닛 (40) 에 의해 연마되는 면 (피가공면) 이 상방에 노출되도록 피가공물 (1) 을 척 테이블 (24) 에 의해 흡인 유지한다. 그리고, X 축 이동 기구 (18) 에 의해 척 테이블 (24) 을 이동시켜, 척 테이블 (24) 을 연마 패드 (48) 아래에 위치시킨다.

그 후, 척 테이블 (24) 과 스핀들 (44) 을 각각 소정의 방향으로 소정의 회전수로 회전시키면서 연마 패드 (48) 를 소정의 속도로 하강시켜, 연마 패드 (48) 를 피가공물 (1) 의 피가공면과 접촉시킨다. 이로써, 피가공물 (1) 이 연마 패드 (48) 에 의해 연마된다.

연마 유닛 (40) 의 내부에는, 연마 유닛 (40) 을 Z 축 방향을 따라 관통하는 연마액 공급로 (52) 가 형성되고, 연마액 공급로 (52) 의 일단측은 연마액 공급원 (54) 에 접속되어 있다. 척 테이블 (24) 에 의해 흡인 유지된 피가공물 (1) 을 연마 패드 (48) 에 의해 연마할 때에는, 연마액 공급원 (54) 으로부터 연마액 공급로 (52) 를 통하여 피가공물 (1) 및 연마 패드 (48) 에 연마액이 공급된다.

제 2 반송 기구 (16) 와 인접하는 위치에는, 피가공물 (1) 을 유지하여 선회하는 제 3 반송 기구 (언로딩 아암) (56) 가 배치되어 있다. 또, 제 3 반송 기구 (56) 의 전방측에는, 피가공물 (1) 을 세정하는 세정 기구 (58) 가 배치되어 있다. 연마 유닛 (40) 에 의해 연마된 피가공물 (1) 은, 제 3 반송 기구 (56) 에 의해 세정 기구 (58) 에 반송된 후, 세정 기구 (58) 에 의해 세정된다. 그리고, 세정 후의 피가공물 (1) 은, 제 1 반송 기구 (10) 에 의해 반송되어, 카세트 (8b) 에 수용된다.

도 2 는, 연마 유닛 (40) 에 장착되는 연마 패드 (48) 를 나타내는 사시도이다. 연마 패드 (48) 는, 스테인리스나 알루미늄 등의 금속 재료나, PPS (폴리페닐렌설파이드) 등의 수지로 이루어지는 원반상의 기재 (70) 를 구비한다. 기재 (70) 는, 마운트 (46) 에 고정되는 상면 (70a) 과, 상면 (70a) 과 대체로 평행한 하면 (70b) 을 구비한다.

기재 (70) 의 상면 (70a) 측에는, 마운트 (46) 와 연마 패드 (48) 를 고정시키기 위한 볼트 (50) (도 1 참조) 가 삽입되는 복수의 나사공 (70c) 이 형성되어 있다. 복수의 나사공 (70c) 은, 기재 (70) 의 원주 방향을 따라 대체로 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 나사공 (70c) 의 수에 제한은 없다.

기재 (70) 의 중앙부에는, 기재 (70) 를 상면 (70a) 에서 하면 (70b) 까지 관통하는 원기둥상의 관통공 (70d) 이 형성되어 있다. 이 관통공 (70d) 은, 연마 유닛 (40) 에 형성된 연마액 공급로 (52) (도 1 참조) 의 일부에 상당한다. 또한, 관통공 (70d) 의 크기에 제한은 없고, 예를 들어 관통공 (70d) 은 직경이 10 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하 정도가 되도록 형성된다.

기재 (70) 의 하면 (70b) 측에는, 피가공물 (1) 을 연마하는 연마층 (72) 이 고정되어 있다. 연마층 (72) 은, 기재 (70) 와 대체로 동 직경의 원반상으로 형성되어 있고, 기재 (70) 의 하면 (70b) 측에 고정되는 상면 (72a) 과, 상면 (72a) 과 대체로 평행한 하면 (72b) 을 구비한다. 연마층 (72) 의 하면 (72b) 은, 피가공물 (1) 의 피가공면을 연마하는 면 (연마면) 을 구성하고 있다. 연마층 (72) 은 예를 들어, 접착제 등을 개재하여 기재 (70) 의 하면 (70b) 측에 첩착된다.

연마층 (72) 은, 예를 들어 부직포나 발포 우레탄에 지립 (고정 지립) 을 분산시킴으로써 형성된다. 지립으로는, 예를 들어 입경이 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하 정도인 실리카를 사용할 수 있다. 단, 지립의 입경이나 재질 등은 피가공물 (1) 의 재질 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.

연마층 (72) 에 지립이 포함되는 경우에는, 연마액 공급원 (54) (도 1 참조) 으로부터 공급되는 연마액으로서, 지립을 포함하지 않는 연마액이 사용된다. 연마액으로는, 예를 들어, 수산화나트륨이나 수산화칼륨 등이 용해된 알칼리 용액이나, 과망간산염 등의 산성액을 사용할 수 있다. 또, 연마액으로서 순수를 사용할 수도 있다.

한편, 연마층 (72) 에는 지립이 포함되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 연마액 공급원 (54) (도 1 참조) 으로부터 공급되는 연마액으로서, 지립 (유리 지립) 이 분산된 약액 (슬러리) 이 사용된다. 약액의 재료, 지립의 재질, 지립의 입경 등은, 피가공물 (1) 의 재질 등에 따라 적절히 선택된다.

피가공물 (1) 을 연마할 때는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 연마 패드 (48) 가 마운트 (46) 에 장착된 상태에서 스핀들 (44) 을 회전시킴으로써, 연마 패드 (48) 를 회전시킨다. 그리고, 연마액 공급원 (54) 으로부터 연마액 공급로 (52) 를 통하여 연마 패드 (48) 와 피가공물 (1) 사이에 연마액을 공급하면서, 회전하는 연마 패드 (48) 를 척 테이블 (24) 에 의해 유지된 피가공물 (1) 의 피가공면에 가압한다. 이로써, 피가공물 (1) 의 피가공면이 연마층 (72) 의 하면 (72b) (연마면) 에 의해 연마된다.

피가공물 (1) 의 연마시, 연마 패드 (48) 의 연마층 (72) 은 피가공물 (1) 의 피가공면의 전체와 접촉한다. 여기서, 예를 들어 피가공물 (1) 의 직경이 연마층 (72) 의 반경보다 큰 경우에는, 연마액 공급로 (52) 의 하단이 피가공물 (1) 에 의해 덮이기 때문에, 연마액 공급로 (52) 를 통하여 피가공물 (1) 의 피가공면에 연마액이 공급되기 쉽다.

한편, 예를 들어 피가공물 (1) 의 직경이 연마층 (72) 의 반경보다 작은 경우에는, 연마액 공급로 (52) 의 하단이 피가공물 (1) 에 의해 덮이지 않고 노출된 상태가 된다. 이 상태에서 연마액 공급로 (52) 에 연마액이 공급되면, 연마액의 대부분이 피가공물 (1) 의 피가공면에 공급되지 않고 유출되어, 피가공물 (1) 과 연마 패드 (48) 사이에 대한 연마액의 공급이 불충분해지는 경우가 있다. 그 결과, 피가공물 (1) 의 연마가 적절히 실시되지 않거나, 또는 연마에 의해 발생한 찌꺼기 (연마 찌꺼기) 가 적절히 배출되지 않는 등의 문제가 발생하여, 가공 불량이 발생하기 쉬워진다.

본 실시형태에 관련된 연마 패드 (48) 는, 연마층 (72) 을 상하로 관통하도록 형성된 복수의 관통공과, 연마층 (72) 의 하면 (72b) 측에 형성되고, 그 관통공과 연결된 복수의 홈을 구비한다. 이 연마 패드 (48) 를 사용함으로써, 연마액이 그 홈을 통하여 연마층 (72) 의 하면 (72b) 측의 전역에 공급되기 쉬워져, 연마층 (72) 과 피가공물 (1) 사이에 연마액을 적절히 공급하는 것이 가능해진다.

도 3 은, 연마 패드 (48) 를 나타내는 바닥면도이다. 연마층 (72) 의 중앙부에는, 연마층 (72) 을 상면 (72a) 에서 하면 (72b) 까지 관통하고, 연마층 (72) 의 중심 (O₁) 을 둘러싸도록 배열된 복수의 관통공 (72c) 이 형성되어 있다. 복수의 관통공 (72c) 은, 예를 들어 원기둥상으로 형성되고, 연마층 (72) 의 중심 (O₁) 을 중심으로 하고 소정의 반경을 갖는 원의 원주 (외주) 를 따라 등간격으로 배열된다.

또한, 복수의 관통공 (72c) 은 각각, 기재 (70) 의 관통공 (70d) (도 2 참조) 과 중첩되는 위치, 즉, 바닥면에서 보아 관통공 (70d) 의 내측의 영역에 형성되어 있다. 요컨대, 관통공 (70d) 과 복수의 관통공 (72c) 은 연결되어 있다.

또, 연마층 (72) 의 하면 (72b) 측에는, 관통공 (72c) 과 연결되고, 그 깊이가 연마층 (72) 의 두께 미만인 복수의 선상의 홈 (72d) 이 형성되어 있다. 복수의 홈 (72d) 은 각각, 관통공 (72c) 으로부터 연마층 (72) 의 외주를 향하여 직선상으로 형성되어 있다. 즉, 복수의 홈 (72d) 은 바닥면에서 보아 방사상으로 형성되어 있다. 단, 복수의 홈 (72d) 은 각각, 연마층 (72) 의 외주에 도달하지 않도록 형성되어 있다.

관통공 (72c) 의 크기, 관통공 (72c) 의 수, 홈 (72d) 의 깊이, 홈 (72d) 의 폭 등은, 가공 조건 등에 따라 적절히 설정된다. 예를 들어, 관통공 (72c) 의 직경은 3 ㎜ 정도, 관통공 (72c) 의 수는 4 이상 16 이하로 할 수 있다. 또, 예를 들어, 홈 (72d) 의 깊이는 0.5 ㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하, 홈 (72d) 의 폭은 0.5 ㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하로 할 수 있다.

또한, 도 3 에서는 홈 (72d) 이 직선상으로 형성된 예를 나타내지만, 홈 (72d) 의 형상에 제한은 없다. 예를 들어, 홈 (72d) 은 곡선상 (정현파상, 원호상 등), 또는 꺾은선상 (삼각파상, 톱니상 등) 으로 형성되어 있어도 된다.

도 4 는, 연마 패드 (48) 가 마운트 (46) 에 장착된 상태의 연마 유닛 (40) 을 나타내는 단면도이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이 연마 패드 (48) 는, 나사공 (70c) 에 삽입되는 볼트 (50) 에 의해 마운트 (46) 의 하면측에 고정된다. 마운트 (46) 의 중심부에는 기재 (70) 의 관통공 (70d) 과 대체로 동 직경의 원기둥상의 관통공 (46a) 이 형성되어 있고, 마운트 (46) 에 연마 패드 (48) 를 장착하면, 관통공 (46a) 과 관통공 (70d) 이 연결된다. 그리고, 관통공 (46a, 70d, 72c) 에 의해 연마액 공급로 (52) (도 1 참조) 의 일부가 구성된다.

피가공물 (1) 을 연마할 때에는, 먼저, 보호 테이프 (3) 를 개재하여 피가공물 (1) 을 척 테이블 (24) 의 유지면 (24a) 상에 배치한다. 그리고, 척 테이블 (24) 의 내부에 형성된 흡인로 (24b) 를 통하여 흡인원 (도시 생략) 의 부압을 유지면 (24a) 에 작용시킨다. 이로써, 피가공물 (1) 이 척 테이블 (24) 에 의해 흡인 유지된다.

그 후, 척 테이블 (24) 을 연마 유닛 (40) 의 하방으로 이동시키고, 피가공물 (1) 의 전체가 연마 패드 (48) 의 연마층 (72) 과 중첩되도록 척 테이블 (24) 을 위치시킨다. 또한, 도 4 에서는, 피가공물 (1) 의 직경이 연마층 (72) 의 반경보다 작아, 피가공물 (1) 이 관통공 (72c) 과 중첩되지 않도록 위치된 예를 나타낸다.

그리고, 마운트 (46) 와 척 테이블 (24) 을 각각 Z 축 방향 (연직 방향) 에 대해 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전시키고, 연마액 공급원 (54) (도 1 참조) 으로부터 연마액 공급로 (52) 에 연마액 (74) 을 공급하면서 연마 유닛 (40) 을 하방으로 이동시킨다. 이 때, 연마액 공급원 (54) 으로부터 공급된 연마액 (74) 은, 관통공 (46a) 및 관통공 (70d) 을 통하여 관통공 (72c) 에 공급된다. 그리고, 연마 패드 (48) 의 연마층 (72) 이 피가공물 (1) 과 접촉되면, 피가공물 (1) 이 연마된다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 기재 (70) 에 형성된 관통공 (70d) 의 하단의 일부 (중앙부) 는 연마층 (72) 에 의해 덮여 있고, 관통공 (70d) 으로부터 연마층 (72) 의 하면 (72b) 측에 공급되는 연마액 (74) 의 유량이 제한된다. 그 때문에, 피가공물 (1) 의 직경이 작아, 피가공물 (1) 이 관통공 (70d) 과 중첩되지 않는 경우에, 피가공물 (1) 에 공급되지 않고 연마층 (72) 의 하방으로 유출되는 연마액 (74) 의 양이 억제된다.

또, 연마층 (72) 의 하면 (72b) 측에는 관통공 (72c) 의 하단부와 연결된 홈 (72d) 이 형성되어 있고, 관통공 (72c) 의 하단부에 도달한 연마액 (74) 은, 원심력에 의해 홈 (72d) 의 내부를 따라 이동하여 연마층 (72) 의 하면 (72b) 의 반경 방향 외측을 향하여 이동한다. 즉, 홈 (72d) 이 연마액 (74) 의 유로가 되어, 연마액 (74) 이 연마 패드 (48) 와 피가공물 (1) 사이에 공급되기 쉬워진다.

이와 같이, 관통공 (72c) 및 홈 (72d) 이 형성된 연마층 (72) 을 사용하면, 피가공물 (1) 과 연마 패드 (48) 사이에 연마액 (74) 이 공급되기 쉬워진다. 이로써, 연마 가공이 적절히 실시됨과 함께, 연마 찌꺼기가 적절히 배출된다.

또, 홈 (72d) 은, 연마층 (72) 의 외주에 도달하지 않도록 형성되어 있다. 그 때문에, 홈 (72d) 에 공급된 연마액 (74) 이 연마층 (72) 의 외주측으로부터 유출되는 것을 방지하여, 연마액 (74) 을 연마 패드 (48) 와 피가공물 (1) 사이에 머무르게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 연마 패드 (48) 는, 연마층 (72) 을 상하로 관통하도록 형성된 복수의 관통공 (72c) 과, 연마층 (72) 의 하면 (72b) 측에 형성되고, 관통공 (72c) 과 연결된 복수의 홈 (72d) 을 구비한다. 이 연마 패드 (48) 를 사용함으로써, 연마액이 홈 (72d) 을 통하여 연마층 (72) 의 하면 (72b) 측의 전역에 공급되기 쉬워져, 연마층 (72) 과 피가공물 (1) 사이에 연마액을 적절히 공급하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태에 관련된 연마 패드 (48) 는, 연마층 (72) 에 관통공 (72c) 과 홈 (72d) 을 형성한다는 비교적 간이한 방법에 의해 제조할 수 있다. 그 때문에, 금속 재료나 수지 (PPS 등) 로 이루어지는 기재 (70) 의 가공이나 추가적인 부품의 준비 등이 불필요하여, 제조의 수고나 비용의 증대를 억제할 수 있다.

또한, 도 3 에서는, 연마층 (72) 에 관통공 (72c) 및 홈 (72d) 이 형성된 연마 패드 (48) 에 대해 설명했지만, 연마 패드의 양태는 이것에 한정되지 않는다. 연마 패드의 그 밖의 양태를, 도 5 내지 도 8 을 참작하여 설명한다.

도 5 는, 도 3 에 나타내는 연마 패드 (48) 의 변형예를 나타내는 바닥면도이다. 도 5 에 나타내는 연마층 (72) 의 하면 (72b) 측에는, 복수의 관통공 (72c) 과 연결된 홈 (72e) 이 형성되어 있다. 홈 (72e) 은, 연마층 (72) 의 중심 (O₁) 을 중심으로 하여 소정의 반경을 갖는 원의 원주 (외주) 를 따라 선상으로 형성되어 있고, 모든 관통공 (72c) 과 연결되어 있다. 또한, 홈 (72e) 의 깊이 및 폭에 제한은 없고, 예를 들어 홈 (72d) 과 마찬가지로 설정할 수 있다.

홈 (72e) 을 형성함으로써, 하나의 관통공 (72c) 에 공급된 연마액 (74) (도 4 참조) 을, 다른 관통공 (72c) 에 공급하는 것이 가능해진다. 이로써, 연마액 (74) 이 연마층 (72) 의 하면 (72b) 의 전체에 걸쳐 공급되기 쉬워진다.

도 6 은, 연마 패드 (80) 를 나타내는 바닥면도이다. 연마 패드 (80) 는, 도 3 에 나타내는 기재 (70) 와 동일한 구조를 갖는 기재 (도시 생략) 와, 이 기재의 하면측에 고정된 연마층 (82) 을 구비한다. 또한, 이하에서 설명이 없는 연마 패드 (80) 의 구성은, 도 3 에 나타내는 연마 패드 (48) 와 동일하다.

연마층 (82) 은, 기재와 대체로 동 직경의 원반상으로 형성되어 있고, 연마층 (82) 의 하면 (82b) 은 피가공물 (1) 을 연마하는 연마면을 구성한다. 또한, 연마층 (82) 의 재질은 도 3 에 나타내는 연마층 (72) 과 동일하다. 또, 연마층 (82) 에는, 복수의 관통공 (82c) 과 복수의 제 1 홈 (82d) 이 형성되어 있다. 관통공 (82c), 제 1 홈 (82d) 의 구조는 각각, 도 3 에 나타내는 관통공 (72c), 홈 (72d) 과 동일하다.

또한, 연마층 (82) 의 하면 (82b) 측의, 복수의 관통공 (82c) 보다 연마층 (82) 의 외주측에 위치하는 영역에는, 복수의 제 2 홈 (82e) 이 형성되어 있다. 복수의 제 2 홈 (82e) 은 각각, 연마층 (82) 의 중심 (O₂) 을 중심으로 하여 소정의 반경을 갖는 원의 원주 (외주) 를 따라 선상으로 형성되어 있다. 요컨대, 복수의 제 2 홈 (82e) 은 동심원상으로 형성되어 있다. 단, 연마층 (82) 의 외주에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (82e) 은, 연마층 (82) 의 외주보다 내측에 형성되어 있고, 연마층 (82) 의 외주와는 접하고 있지 않다. 또한, 제 2 홈 (82e) 의 수에 제한은 없다.

제 2 홈 (82e) 은, 복수의 제 1 홈 (82d) 과 교차하도록 형성되어 있고, 제 1 홈 (82d) 과 제 2 홈 (82e) 은 교차부에서 연결되어 있다. 요컨대, 복수의 제 1 홈 (82d) 은, 제 2 홈 (82e) 을 통하여 서로 접속되어 있다. 또한, 제 1 홈 (82d) 과 제 2 홈 (82e) 의 깊이 및 폭에 제한은 없고, 예를 들어 도 3 에 나타내는 홈 (72d) 과 마찬가지로 설정할 수 있다.

연마 패드 (80) 를 사용하여 피가공물 (1) 을 연마할 때, 관통공 (82c) 에 유입된 연마액 (74) (도 4 참조) 은, 제 1 홈 (82d) 을 통하여 제 2 홈 (82e) 의 내부에도 공급된다. 이로써, 인접하는 제 1 홈 (82d) 사이의 영역에도 연마액 (74) 이 용이하게 공급되고, 피가공물 (1) 과 연마 패드 (80) 사이에 연마액 (74) 이 보다 공급되기 쉬워진다.

또한, 관통공 (82c) 과 연마층 (82) 의 중심 (O₂) 에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (82e) 의 간격은, 제 2 홈 (82e) 끼리의 간격보다 좁게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 하나의 관통공 (82c) 에 공급된 연마액 (74) (도 4 참조) 이, 연마층 (82) 의 하면 (82b) 의 전역에 공급되기 쉬워진다.

도 7 은, 연마 패드 (80) 의 변형예를 나타내는 바닥면도이다. 도 7 에 나타내는 연마층 (82) 의 하면 (82b) 측에는, 관통공 (82c), 및 연마층 (82) 의 중심 (O₂) 에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (82e) 과 연결된, 복수의 제 3 홈 (82f) 이 추가로 형성되어 있다. 하나의 관통공 (82c) 과 연결된 제 3 홈 (82f) 은, 그 하나의 관통공 (82c) 과 인접하는 다른 관통공 (82c) 과 연결된 제 1 홈 (82d) 과, 연마층 (82) 의 중심 (O₂) 에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (82e) 의 교차부에 연결되어 있다.

또한, 복수의 제 3 홈 (82f) 은 각각, 관통공 (82c) 으로부터 연마 패드 (80) 의 회전 방향 (도 7 에서는 시계 방향) 을 향하여 형성되어 있다. 요컨대, 하나의 관통공 (82c) 과 연결된 제 3 홈 (82f) 은, 그 하나의 관통공 (82c) 과 연마 패드 (80) 의 회전 방향측에 인접하는 다른 관통공 (82c) 과 연결된 제 1 홈 (82d) 을 향하여 형성되어 있다. 이로써, 관통공 (82c) 에 공급된 연마액 (74) 이 원심력에 의해 제 2 홈 (82e) 에 공급되기 쉬워진다.

또한, 연마층 (82) 의 하면 (82b) 측에는, 도 5 와 마찬가지로 복수의 관통공 (82c) 과 연결된 홈이 추가로 형성되어 있어도 된다 (도 5 의 홈 (72e) 참조).

도 8 은, 연마 패드 (90) 를 나타내는 바닥면도이다. 연마 패드 (90) 는, 도 3 에 나타내는 기재 (70) 와 동일한 구조를 갖는 기재 (도시 생략) 와, 이 기재의 하면측에 고정된 연마층 (92) 을 구비한다. 또한, 이하에서 설명이 없는 연마 패드 (90) 의 구성은, 도 3 에 나타내는 연마 패드 (48) 와 동일하다.

연마층 (92) 은, 기재와 대체로 동 직경의 원반상으로 형성되어 있고, 연마층 (92) 의 하면 (92b) 은 피가공물 (1) 을 연마하는 연마면을 구성한다. 또한, 연마층 (92) 의 재질은 도 3 에 나타내는 연마층 (72) 과 동일하다. 또, 연마층 (92) 에는, 복수의 관통공 (92c) 과 복수의 제 1 홈 (92d) 이 형성되어 있다. 관통공 (92c) 및 제 1 홈 (92d) 의 구조는 각각, 도 3 에 나타내는 관통공 (72c), 홈 (72d) 과 동일하다. 단, 제 1 홈 (92d) 은, 도 3 에 나타내는 홈 (72d) 보다 짧게 형성되어 있다.

또, 연마층 (92) 의 하면 (92b) 측의, 복수의 관통공 (92c) 보다 연마층 (92) 의 외주측에 위치하는 영역에는, 복수의 제 2 홈 (92e) 이 형성되어 있다. 복수의 제 2 홈 (92e) 은 각각, 연마층 (92) 의 중심 (O₃) 을 중심으로 하여 소정의 반경을 갖는 원의 원주 (외주) 를 따라 선상으로 형성되어 있다. 요컨대, 복수의 제 2 홈 (92e) 은 동심원상으로 형성되어 있다.

연마층 (92) 의 중심 (O₃) 에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (92e) 은, 복수의 제 1 홈 (92d) 과 연결되어 있다. 또, 연마층 (92) 의 외주에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (92e) 은, 연마층 (92) 의 외주보다 내측에 형성되어 있고, 연마층 (92) 의 외주와는 접하고 있지 않다. 또한, 제 2 홈 (92e) 의 수에 제한은 없다.

또한, 연마층 (92) 의 하면 (92b) 측의, 인접하는 2 개의 제 2 홈 (92e) 의 사이의 영역에는 각각, 복수의 제 3 홈 (92f) 이 형성되어 있다. 제 3 홈 (92f) 은 연마층 (92) 의 하면 (92b) 의 반경 방향을 따라 선상으로 형성되어 있고, 인접하는 2 개의 제 2 홈 (92e) 과 연결되어 있다. 단, 제 3 홈 (92f) 끼리는 직접 연결되지 않고, 제 2 홈 (92e) 을 통하여 접속되어 있다. 또한, 제 1 홈 (92d), 제 2 홈 (92e), 제 3 홈 (92f) 의 깊이 및 폭에 제한은 없고, 예를 들어 도 3 에 나타내는 홈 (72d) 과 마찬가지로 설정할 수 있다.

연마 패드 (90) 를 사용하여 피가공물 (1) 을 연마할 때, 관통공 (92c) 에 유입된 연마액 (74) (도 4 참조) 은, 원심력에 의해 제 1 홈 (92d) 을 통하여 연마층 (92) 의 중심 (O₃) 에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (92e) 의 내부에 공급된다. 그리고, 이 제 2 홈 (92e) 에 공급된 연마액 (74) 은, 제 3 홈 (92f) 및 제 2 홈 (92e) 을 교대로 따라 이동하여, 연마층 (92) 의 외주에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (92e) 에 공급된다.

이와 같이, 연마액 (74) 은 연마층 (92) 의 외주를 향하여 사행하면서 공급된다. 그 때문에, 도 3 이나 도 5 내지 도 7 에 나타내는 연마 패드를 사용하는 경우와 비교하여, 연마액 (74) 이 연마층 (92) 의 외주에 잘 도달되지 않아, 연마층 (92) 의 하면 (92b) 의 전역에 머무르기 쉽다. 이로써, 연마액 (74) 이 연마층 (92) 의 하면 (92b) 의 전체에 걸쳐서 공급되기 쉬워진다.

또한, 연마층 (92) 의 하면 (92b) 측에는, 도 5 와 마찬가지로, 복수의 관통공 (92c) 과 연결된 홈이 추가로 형성되어 있어도 된다 (도 5 의 홈 (72e) 참조). 또, 연마층 (92) 의 하면 (92b) 측에는, 도 7 과 마찬가지로, 관통공 (92c), 및 연마층 (92) 의 중심 (O₃) 에 가장 가까운 위치에 형성된 제 2 홈 (92e) 과 연결된 복수의 홈이 추가로 형성되어 있어도 된다 (도 7 의 제 3 홈 (82f) 참조).

그 밖에, 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

1 : 피가공물
3 : 보호 테이프
2 : 연마 장치
4 : 기대
4a : 개구
4b : 개구
6a, 6b : 카세트 재치대
8a, 8b : 카세트
10 : 제 1 반송 기구
12 : 조작 패널
14 : 위치 조정 기구
16 : 제 2 반송 기구
18 : X 축 이동 기구
20 : 방진 방적 커버
22 : 이동 테이블
24 : 척 테이블
24a : 유지면
24b : 흡인로
26 : 지지 구조
28 : Z 축 이동 기구
30 : Z 축 가이드 레일
32 : Z 축 이동 플레이트
34 : Z 축 볼 나사
36 : Z 축 펄스 모터
38 : 지지구
40 : 연마 유닛
42 : 스핀들 하우징
44 : 스핀들
46 : 마운트
46a : 관통공
48 : 연마 패드
50 : 볼트
52 : 연마액 공급로
54 : 연마액 공급원
56 : 제 3 반송 기구
58 : 세정 기구
70 : 기재
70a : 상면
70b : 하면
70c : 나사공
70d : 관통공
72 : 연마층
72a : 상면
72b : 하면
72c : 관통공
72d : 홈
72e : 홈
74 : 연마액
80 : 연마 패드
82 : 연마층
82b : 하면
82c : 관통공
82d : 제 1 홈
82e : 제 2 홈
82f : 제 3 홈
90 : 연마 패드
92 : 연마층
92b : 하면
92c : 관통공
92d : 제 1 홈
92e : 제 2 홈
92f : 제 3 홈

Claims

원반상의 기재와, 상면측이 그 기재에 첩착되는 연마층을 갖는 연마 패드로서,
그 연마층은, 그 연마층을 상하로 관통하도록 형성되어 연마액이 공급되는 복수의 관통공과, 그 연마층의 하면측에 형성되어 그 관통공과 연결된 복수의 홈을 구비하고,
그 복수의 관통공은, 그 연마층의 중심을 둘러싸도록 형성되어 있고,
그 복수의 홈은, 그 복수의 관통공으로부터 그 연마층의 외주를 향하여 방사상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 패드.
제 1 항에 있어서,
그 연마층의 하면측의, 그 복수의 관통공보다 그 연마층의 외주측에 위치하는 영역에는, 그 홈과 연결된 복수의 동심원상의 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 패드.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 관통공과 연결된 그 홈은, 그 연마층의 외주에 도달하지 않도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 패드.