연마용 냉동 핀 척의 개발

전문가 제언

○ 공작기계에서 척의 역할은 기계 본체와 공작물과를 연결하여 주는 연결구 기능을 맡고 있다. 공작기계와 일체화된 성능으로 제품의 정밀도 향상 및 생산성을 높이는데 주요한 기능을 하며 공작물의 재질, 형상, 크기, 가공위치 및 정밀도에 따른 절삭조건 및 클램핑 위치 변화에도 충분히 대응할 수 있어야 한다. 이러한 척 가운데 주요하고 특수한 기능을 갖고 있는 냉동 핀 척(freezing pin chuck)은 액정용 마스크 및 광 스테퍼 레티클(stepper reticle)용의 휨이 없는 극히 높은 평탄도가 요구되는 석영기판의 품질을 잡아주는데 중요한 역할을 하고 있다.

 

○ 냉동 핀 척에 고정하는 석영기판이 잘 떨어지는 것은 기판과 연마 패드(polishing pad) 사이의 마찰력 및 연마 열에 의해 생기는 응고 냉동액의 융해와 기판의 열 변형이 원인이다. 연마용 냉동 핀 척에 요구되는 성능은 응고 냉동액이 기판 잡아주는 데 필요한 박리강도를 만족할 수 있게 하는 저온 냉각성능이다. 냉동 핀 척이 기판을 잡아주는 원리는 핀에 냉동액을 도포한 후 석영기판을 올려놓고 냉동 핀 척을 냉각 응고시켜서 기판을 잡아주게 된다. 연마용 냉동 핀 척의 재료는 선팽창계수가 작고, 열전도율이 큰 탄화규소 세라믹을 사용한다.

 

○ 우리나라의 삼성전자를 비롯한 여타 다른 반도체 공장들도 석영기판 연마공정에 냉동 핀 척킹 방식을 채용하고 있는 곳은 아직 없다. 반도체 공정에서 웨이퍼 표면연마(wafer polishing)공정은 식각(etching)하기 전에 실시하는 핵심 공정이다. 웨이퍼를 래핑에 의해 양면 동시 연마 또는 진공 흡착하여 낱장 연마하거나, 왁스로 접착하는 왁스 마운팅(wax mounting)방식 그리고 패킹 패드(packing pad)와 템플레트(template)로 고정하여 연마하는 방식 등이 사용된다. 냉동 핀 척 방식은 아직 연구 단계로 실용화에는 어느 정도 시간이 필요하리라고 본다.

 

○ 일본의 석영기판 연마공정에서 막 실용화 직전에 있는 냉동 핀 척 방식은 아직 풀어야 할 과제가 많이 있는 초기 단계이다. 세계1위를 자량하고 있는 반도체 기술 보유국인 우리는 일본에 뒤질 수는 없다. 반도체는 수율과의 전쟁이다. 뛰어난 생산기술을 자랑하는 우리는 남보다 항상 한발 앞서가는 기술을 항상 연마해 나가야 한다.

저자

Kenichiro Yoshitomi, Katsunori Takehana, Atsunobu Une, Masaaki Mochida

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정밀기계

연도

2016

권(호)

82(1)

잡지명

精密工學會誌

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

82~86

분석자

심*일

분석물

• 기판 연마용 냉동 핀 척의 개발.pdf [540,379 byte]

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