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KR20160125585A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20160125585A
KR20160125585A KR1020150056039A KR20150056039A KR20160125585A KR 20160125585 A KR20160125585 A KR 20160125585A KR 1020150056039 A KR1020150056039 A KR 1020150056039A KR 20150056039 A KR20150056039 A KR 20150056039A KR 20160125585 A KR20160125585 A KR 20160125585A
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KR
South Korea
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substrate
spin chuck
pressure water
roughing
polishing
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Application number
KR1020150056039A
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English (en)
Inventor
김일환
배상현
이혁재
조태제
최광철
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Priority to US15/099,926 priority patent/US20160314996A1/en
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 기판을 지지하는 스핀 척, 상기 스핀 척 상부(over)에 배치되고, 상기 스핀 척에 의해 지지되는 기판을 연마하는 연마 헤드 및 상기 스핀 척에 의해 지지되는 상기 기판으로 고압수를 분사하는 분사 노즐을 갖는 노즐 부재를 포함하되, 상기 분사 노즐은 상기 기판과 오버랩 되도록 배치되어 상기 기판의 가장자리로 상기 고압수를 분사하도록 구성되는 기판 처리 장치가 제공된다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {Substrate treating apparatus and substrate treating method}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 상세하게는 기판의 후면을 처리하기 위한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
전자 산업의 발달로 전자 부품의 고기능화, 고속화 및 소형화 요구가 증대되고 있다. 이러한 추세에 대응하여 반도체 칩의 크기의 소형화가 요구되고 있다. 이를 위해 반도체 공정에 있어서 백그라인딩 공정 등으로 웨이퍼의 두께를 얇게 가공한다. 이때 접착제를 이용하여 웨이퍼에 이를 지지할 수 있는 캐리어를 접합한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정 불량을 감소시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 공정의 단순화를 도모하여 제조 공정의 생산성을 향상시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 스핀 척; 상기 스핀 척 상부(over)에 배치되고, 상기 스핀 척에 의해 지지되는 기판을 연마하는 연마 헤드; 및 상기 스핀 척에 의해 지지되는 상기 기판으로 고압수를 분사하는 분사 노즐을 갖는 노즐 부재를 포함하되, 상기 분사 노즐은 상기 기판과 오버랩 되도록 배치되어 상기 기판의 가장자리로 상기 고압수를 분사하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 기판을 지지하는 스핀 척; 상기 스핀 척 상부(over)에 배치되고, 상기 스핀 척에 의해 지지되는 기판을 연마하는 연마 헤드; 및 상기 스핀 척에 의해 지지되는 상기 기판으로 고압수를 분사하는 분사 노즐을 갖는 노즐 부재를 포함하되, 상기 분사 노즐은 상기 기판과 오버랩 되도록 배치되어 상기 기판의 가장자리로 상기 고압수를 분사하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 분사 노즐은 워터젯 방식으로 상기 고압수를 분사하는 워터젯 노즐일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 고압수의 분사 압력은 100 내지 800bar 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐 부재는: 상기 스핀 척에 인접하게 배치되는 지지축; 상기 지지축에 연결되어 상기 기판 상으로 연장되는 아암; 및 상기 아암에 연결되어 상기 기판과 오버랩 되는 노즐 몸체를 포함하되, 상기 분사 노즐은 상기 노즐 몸체에 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐 몸체는, 상기 아암을 따라 상기 아암의 길이 방향으로 직선 이동 가능하도록 구성되고, 상기 길이 방향과 직교하는 회전축을 따라 수직 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 아암은 상기 지지축의 길이 방향을 따라 수직 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 분사 노즐은 복수 개로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연마 헤드는 다이아몬드 휠 또는 폴리싱용 연마 헤드일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 스핀 척이 설치되는 인덱스 테이블을 더 포함하고, 상기 스핀 척은 복수 개로 제공되되, 상기 복수 개의 스핀 척들은 상기 인덱스 테이블에 90도 간격으로 설치되는 제1 내지 제4 스핀 척들을 포함하고, 상기 연마 헤드는 복수 개로 제공되어 상기 제2 내지 제4 스핀 척들 상부에 각각 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 스핀 척 상부의 연마 헤드는, 그 아래의 기판을 거칠게 연마하는 황삭 가공을 수행하기 위한 연마 헤드이고, 상기 제3 스핀 척 상부의 연마 헤드는, 그 아래의 기판을 곱게 연마하는 정삭 가공을 수행하기 위한 연마 헤드이고, 상기 제4 스핀 척 상부의 연마 헤드는, 그 아래의 기판을 평탄화하는 폴리싱 가공을 수행하기 위한 연마 헤드이되, 상기 노즐 부재는 상기 제2 내지 제4 스핀 척들 중 어느 하나의 스핀 척에 인접하게 제공되어 상기 어느 하나의 스핀 척에 의해 지지되는 기판으로 상기 고압수를 분사하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐 부재는 상기 제2 스핀 척에 인접하게 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐 부재는 복수 개로 제공되고, 상기 복수 개의 노즐 부재들은 각각 상기 제2 내지 제4 스핀 척들에 인접하게 제공될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 접착막에 의해 캐리어에 결합된 기판을 스핀 척 상에 로딩시키는 것; 그라인딩 공정을 수행하여 상기 기판을 박형화하는 것, 상기 그라인딩 공정에 의해 상기 박형화된 기판의 측벽 상의 접착막이 노출되고; 및 상기 노출된 접착막으로 고압수를 분사하여 상기 노출된 접착막의 적어도 일부를 제거하는 것을 포함하고, 상기 고압수는, 평면적 관점에서, 상기 기판의 중심으로부터 상기 기판의 가장자리를 향하는 방향으로 분사되고, 일 단면의 관점에서, 상기 스핀 척의 상면에 평행한 방향에 일정 각도로 기울어져 분사된다.
일 실시예에 따르면, 상기 고압수는 워터젯 방식으로 분사되는 것 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 고압수의 분사 압력은 100 내지 800bar 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 고압수의 분사각은 45도 내지 60도 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판은 디바이스부 및 상기 디바이스부를 둘러싸는 가장자리부를 포함하되, 상기 디바이스부는 상기 가장자리부보다 제1 두께만큼 돌출되고, 상기 접착막은 상기 디바이스부와 상기 캐리어 사이의 제1 부분, 및 상기 가장자리부와 상기 캐리어 사이의 제2 부분을 포함하되, 상기 그라인딩 공정에 의해 상기 가장자리부가 제거되고, 상기 노출된 접착막은 상기 접착막의 상기 제2 부분일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 부분의 외측면 상기 제1 부분을 향하여 움푹 패인 프로파일을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 그라인딩 공정을 수행하는 것은: 상기 기판을 거칠게 연마하는 황삭 가공을 수행하는 것; 상기 거칠게 연마된 기판을 곱게 연마하는 정삭 가공을 수행하는 것; 및 상기 곱게 연마된 기판을 평탄화하는 폴리싱 가공을 수행하는 것을 포함하되, 상기 가장자리부는 상기 황삭 가공에 의해 제거되고, 상기 고압수의 분사는 상기 황삭 가공의 수행 중에 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 황삭 가공을 수행하는 것은, 제1 황삭 가공 및 제2 황삭 가공을 수행하는 것을 포함하되, 상기 제1 황삭 가공에 의해 상기 디바이스부는 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖도록 박형화되고, 상기 제2 황삭 가공에 의해 상기 디바이스부는 상기 제2 두께보다 작은 제3 두께를 갖도록 박형화되되, 상기 고압수의 분사는 상기 제1 황삭 가공의 수행 후 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 고압수의 분사는 상기 제2 황삭 가공과 동시에 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판은 관통 비아를 포함하되, 상기 폴리싱 가공에 의해 상기 관통 비아의 하면이 노출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 그라인딩 공정과 상기 고압수의 분사는 동일한 장치에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판과 상기 접착막 사이에 릴리즈막이 더 개재되어 상기 기판과 상기 캐리어를 결합시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 중간막에 의해 캐리어에 결합된 기판의 후면을 연마하여 기판을 박형화하고, 박형화된 기판의 후면에 고압수를 분사하여 중간막의 일부를 제거할 수 있다. 워터젯 방식을 이용하여 분사되는 고압수의 물리적인 힘에 의해 중간막의 일부를 제거함에 따라, 그의 종류에 구분 없이 중간막의 효과적인 제거가 가능하다. 결과적으로, 중간막에 의해 후속에서 발생될 수 있는 공정 불량이 개선될 수 있다. 또한, 기판의 박형화 및 중간막의 제거가 동일 설비에서 수행됨에 따라, 공정이 단순화되어 제조 공정의 생산성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 노즐 부재의 단부를 도시하는 도면이다.
도 4는 노즐 부재에서 기판 상으로 고압수가 분사되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 기판 처리 장치의 변형예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6, 도 9 내지 도 10, 도 12 내지 도 14, 및 도 17 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 도 6의 A 부분의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 도 10의 B 부분의 확대도이다.
도 15 및 도 16은 도 14의 A 부분의 확대도들이다.
도 21은 본 발명의 기술이 적용된 반도체 장치를 포함하는 패키지 모듈의 예를 보여주는 도면이다.
도 22은 본 발명의 기술이 적용된 반도체 장치를 포함하는 전자 장치의 예를 보여주는 블럭도이다.
도 23은 본 발명의 기술이 적용된 반도체 장치를 포함하는 메모리 시스템의 예를 보여주는 블럭도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 노즐 부재의 단부를 도시하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 기판(30)을 지지 및 회전시키는 지지 부재(110), 기판(30)을 연마하는 연마 부재(120), 및 기판(30) 상에 고압수를 분사하는 노즐 부재(130)를 포함할 수 있다.
상세하게, 지지 부재(110)는 기판(30)을 지지하는 스핀 척(112), 및 스핀 척(112)의 하부에 연결되어 제1 구동부(미도시)에서 발생한 회전력을 스핀 척(112)에 전달하는 제1 회전 유닛(114)을 포함할 수 있다. 스핀 척(112)에 의해 지지되는 기판(30)은 정전기력 또는 진공에 의해 스핀 척(112) 상에 고정될 수 있고, 스핀 척(112)의 회전에 따라 회전될 수 있다. 제1 구동부(미도시)는 모터 등이 사용될 수 있다. 스핀 척(112)은 기판(30)보다 큰 크기(일 예로, 직경)를 가질 수 있다. 도시된 바와 달리, 기판(30)은 접착막에 의해 캐리어와 결합되어 연마 헤드(122)와 마주하도록 스핀 척(112) 상에 안착될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 자세히 설명한다.
연마 부재(120)는 기판(30)을 연마하기 위한 연마 헤드(122), 연마 헤드(122)에 연결되어 이를 구동시키는 스핀들(124), 및 스핀들(124)에 구동력을 제공하는 제2 구동부(126)를 포함할 수 있다.
연마 헤드(122)는 스핀 척(112) 상부(over)에 배치되어 기판(30)과 부분적으로 중첩될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연마 헤드(122)는 다이아몬드 휠 일 수 있다. 이 경우, 연마 헤드(122)는 다이아몬드 입자를 접착시킨 니켈 플레이트를 사용하여 기판(30)의 후면과 접촉, 회전 및 충돌함으로써 기판(30)의 후면을 연마할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 연마 헤드(122)는 폴리싱용 연마 헤드일 수 있다. 폴리싱용 연마 헤드는 그 표면에 부드럽거나 고운 융 또는 종이 부재가 부착되어 있는 것으로, 다이아몬드 휠과 같이 그 자체가 연마 기능을 갖는 것이 아니라 별도로 공급되는 슬러리에 의해 연마기능을 가질 수 있다. 스핀들(124)은 연마 헤드(122)를 회전 시키고, 상하 구동시켜 기판(30)의 후면을 가압할 수 있다. 즉, 연마 헤드(122)는 스핀들(124)의 상하 구동으로 기판(30)과 접촉하고, 스핀들(124)의 회전 구동으로 기판(30)을 연마할 수 있다. 연마 공정이 수행되는 동안, 스핀척(112)의 회전에 의해 기판(30)도 독립적으로 회전될 수 있다.
노즐 부재(130)는 스핀 척(112)에 인접하여 제공되는 지지축(132), 지지축(132)에 연결되어 기판(30) 상으로 연장되는 아암(134), 및 아암(134)에 연결되어 기판(30)과 중첩되도록 배치되는 노즐 몸체부(136)를 포함할 수 있다.
지지축(132)은 지지 부재(110)가 설치되는 하우징(미도시) 상에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 지지축(132)은 아암(134)의 일측에 연결되어 아암(134)을 지지할 수 있다. 아암(134)은 지지축(132)을 따라 수직이동 되도록 구성될 수 있다. 일 예로, 지지축(132)에는 지지축(132)의 길이방향으로 연장되는 제1 가이드 레일(미도시) 구비될 수 있으며, 아암(134)은 제1 가이드 레일(미도시)을 따라 상하 방향으로 수직 이동될 수 있다. 다른 예로, 지지축(132)은 제3 구동부(미도시)에 연결될 수 있으며, 제3 구동부(미도시)는 지지축(132) 및 아암(134)을 승강시킬 수 있다. 아암(134)의 수직 이동에 의해, 노즐 몸체부(136)가 기판(30) 상에서 수직 이동될 수 있다.
노즐 몸체부(136)에는 분사 노즐(138)이 결합된다. 분사 노즐(138)은 워터젯 방식으로 고압수를 분사하는 워터젯 노즐일 수 있다. 분사되는 고압수의 압력은 일 예로, 100 내지 800 bar일 수 있다. 노즐 몸체부(136)에 하나의 분사 노즐(138)만 결합된 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 도 3에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(138)은 복수 개로 제공될 수 있다. 한편, 노즐 몸체부(136)에는 펌프(145)에 의해 가압된 고압수를 공급하기 위한 공급관(140)이 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 공급관(140)은 아암(134)의 내부에 제공될 수 있으나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
노즐 몸체부(136)는 아암(134)의 길이 방향을 따라 직선 이동되도록 구성될 수 있다. 일 예로, 아암(134)에는 아암(134)의 길이 방향으로 연장되는 제2 가이드 레일(미도시)이 구비될 수 있으며, 노즐 몸체부(136)는 제2 가이드 레일(미도시)을 따라 직선 이동될 수 있다. 이 때, 노즐 몸체부(136)는 기판(30) 상부(over)에 위치하도록 조절될 수 있다. 이에 더해, 노즐 몸체부(136)는 아암(134)의 길이 방향과 교차하는 회전축(137)을 따라 수직 회전되도록 구성될 수 있다. 노즐 몸체부(136)의 수직 회전, 직선 이동, 및 수직 이동에 의해, 분사 노즐(138)은 기판(30) 상에서 수직 회전, 직선 이동, 및 수직 이동될 수 있다.
도 4는 노즐 부재에서 기판 상으로 고압수가 분사되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 분사 노즐(138)은 기판(30)의 가장자리를 향해 고압수를 분사하도록 조절될 수 있다. 즉, 고압수는 기판(30)의 중심으로부터 기판(30)의 가장자리를 향하는 방향으로 하여, 스핀 척(112)의 상면에 평행한 방향에 일정 각도(θ1)로 기울어져 분사될 수 있다. 기판(30)의 가장자리를 향해 분사되는 고압수의 분사각(θ1)은 분사 노즐(138)의 직선 이동, 수직 이동 및 수직 회전에 의해 조절될 수 있다. 일 예로, 동일한 수평 위치에서, 분사 노즐(138)이 아래로 이동된 경우, 기판(30)의 가장자리로 분사되는 고압수의 분사각(θ2)은 작아질 수 있다. 다른 예로, 동일한 수직 위치에서, 분사 노즐(138)이 기판(30)의 가장자리에 근접하도록 직선 이동된 경우, 기판(30)의 가장자리로 분사되는, 고압수의 분사각(θ3)은 커질 수 있다. 고압수의 분사각에 따라, 고압수에 의해 기판(30)의 가장자리 부분에 가해지는 물리적인 힘의 성분(즉, 힘의 x 성분 및 y 성분)의 크기가 달라질 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. 도 5b는 도 5a의 기판 처리 장치의 변형예를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5a의 기판 처리 장치(200A)는 도 1의 기판 처리 장치(100)를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 기판 처리 장치(200A)는 로딩 영역(R1), 제1 그라인딩 영역(R2), 제2 그라인딩 영역(R3), 및 폴리싱 영역(R4)을 포함할 수 있다. 각 영역들(R1~R4)에는 스핀 척(112)이 제공될 수 있고, 제1 및 제2 그라인딩 영역들(R2, R3)과 폴리싱 영역(R4)의 스핀 척들(112) 상부(over)에는 스핀들(124)에 연결된 연마 헤드들(122)이 제공될 수 있다. 그리고, 제1 그라인딩 영역(R2)에 인접하여 노즐 부재(130)가 제공될 수 있다. 노즐 부재(130)는 제1 그라인딩 영역(R2)의 스핀 척(112) 상에 안착된 기판(30)에 고압수를 분사할 수 있다. 본 실시예에서, 노즐 부재(130)가 제1 그라인딩 영역(R2)에 인접하게 제공되는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따르면, 도시된 바와 달리, 노즐 부재(130)는 제2 그라인딩 영역(R3) 또는 폴리싱 영역(R4)에 제공되어, 제2 그라인딩 영역(R3)의 스핀 척(112) 또는 폴리싱 영역(R4)의 스핀 척(112) 상에 안착된 기판(30)으로 고압수를 분사할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 노즐 부재(130)는 복수 개로 제공될 수 있다. 즉, 도 5b의 기판 처리 장치(200B)는 복수 개의 노즐 부재들(130)을 포함할 수 있다. 복수 개의 노즐 부재들(130)은 각각 제1 및 제2 그라인딩 영역들(R2, R3)과 폴리싱 영역(R4)에 인접하게 제공되어, 각 영역들(R2~R4)의 스핀 척(112) 상에 안착된 기판(30)으로 고압수를 분사할 수 있다.
스핀 척들(112)은 인덱스 테이블(150)에 설치된다. 인덱스 테이블(150)은 원통형 형상을 가질 수 있으며, 각 영역들(R1~R4)에 상응하여 90도간격으로 분할될 수 있다. 인덱스 테이블(150)의 하부에는 제2 회전 유닛(155)이 연결될 수 있다. 제2 회전 유닛(155)은 공정 진행에 따라 인덱스 테이블(150)을 약 90도씩 일 방향으로 회전시킬 수 있다. 스핀 척들(112) 각각은 독립적으로 회전이 가능하며, 연마 헤드들(122) 또한 각각 독립적으로 회전이 가능하다.
그 외 구성 요소들의 추가적인 상세 설명은 도 1 내지 도 4에서 설명한 바와 실질적으로 동일/유사하므로 생략하기로 한다.
로딩 영역(R1)은 기판 처리 공정을 실질적으로 개시하기 위한 영역일 수 있다. 선행 공정을 수행한 기판(30)은 기판 처리 장치(200A)에 로딩되어 로딩 영역(R1)의 스핀 척(112) 상에 안착된다.
제1 그라인딩 영역(R2)은 기판(30)의 후면을 거칠게 연마하는 황삭(rough grinding) 가공 영역일 수 있다. 로딩 영역(R1)의 스핀 척(112) 상에 안착된 기판(30)이 인덱스 테이블(150)의 회전에 따라 제1 그라인딩 영역(R2)으로 이동되면, 기판(30)에 황삭 가공이 수행될 수 있다. 황삭 가공을 위해, 제1 그라인딩 영역(R2)의 연마 헤드(122)는, 일 예로 350mesh 다이아몬드 휠로 구성될 수 있다. 황삭 가공의 수행 중, 노즐 부재(130)는 기판(30)의 가장자리를 향해 고압수를 분사할 수 있다. 기판(30)이 접착막에 의해 캐리어와 결합되어 제공되는 경우, 고압수의 분사는 황삭 가공에 의해 노출된 접착막의 일부를 제거하기 위한 것일 수 있다. 즉, 기판 처리 장치(200A)는, 접착막에 의해 캐리어와 결합된 기판(30)의 후면을 박형화하고, 박형화된 기판(30)의 후면 상에 고압수를 분사하여 접착막의 일부를 제거하는 백그라인딩 장치일 수 있다.
제2 그라인딩 영역(R3)은 거칠게 연마된 기판(30)의 후면을 곱게 연마하는 정삭(finishing) 가공 영역일 수 있다. 황삭 가공이 완료된 기판(30)이 제2 그라인딩 영역(R3)으로 이동되면, 기판(30)에 정삭 가공이 수행될 수 있다. 정삭 가공을 위해, 제2 그라인딩 영역(R3)의 연마 헤드(122)는, 일 예로 2000mesh의 다이아몬드 휠로 구성될 수 있다.
폴리싱 영역(R4)은 곱게 연마된 기판(30)의 후면을 평탄화 하기 위한 폴리싱 가공 영역일 수 있다. 정삭 가공이 완료된 기판(30)이 폴리싱 영역(R4)으로 이동되면, 기판(30)에 폴리싱 가공이 수행될 수 있다. 폴리싱 가공을 위해, 폴리싱 영역(R3)의 연마 헤드(122)는, 폴리싱용 연마 헤드로 구성될 수 있다. 폴리싱용 연마헤드는 그 표면에 부드럽거나 고운 융 또는 종이 부재가 부착되어 있는 것으로, 다이아몬드 휠과 같이 그 자체가 연마 기능을 갖는 것이 아니라 별도로 공급되는 슬러리에 의해 연마기능을 가질 수 있다.
이하 상술한 기판 처리 장치(200A)를 이용한 반도체 장치(또는 반도체 패키지)의 제조 방법에 대해 설명한다. 반도체 장치의 제조 방법은 기판 처리 장치(200A)를 이용한 기판 처리 방법을 포함한다. 함께 설명하기로 한다.
도 6, 도 9 내지 도 10, 도 12 내지 도 14, 및 도 17 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 7은 도 6의 A 부분의 확대도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 11은 도 10의 B 부분의 확대도이다. 도 15 및 도 16은 도 14의 A 부분의 확대도들이다.
도 6을 참조하면, 기판(30)과 캐리어(10)가 제공될 수 있다. 기판(30)은 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함하는 기판일 수 있다. 기판(30)은 실리콘 칩 혹은 본 실시예에서와 같은 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 기판(30)은 프론트 엔드(FEOL: Front End Of Line)공정을 거친 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 기판(30)은 후에 잘려져 반도체 칩들로 사용되는 디바이스부(30a), 및 가장자리부(30b)를 포함할 수 있다. 이하, 디바이스부(30a)는 디바이스부 기판(30a)으로 지칭될 수도 있다. 디바이스부(30a)의 일부분(P3)을 확대하면 도 7과 같다.
도 7을 참조하면, 디바이스부 기판(30a) 상에 트랜지스터들(TR)이 배치될 수 있다. 트랜지스터들(TR)은 층간 절연막들(34)로 덮인다. 층간 절연막들(34) 사이에는 배선들(33)이 배치될 수 있다. 제1 층간절연막(34a)과 디바이스부 기판(30a)의 일부를 관통하는 관통비아(35)가 배치되어 제2 층간 절연막(34b) 내의 배선(33)과 접할 수 있다. 관통비아(35)는 구리와 같은 금속으로 형성될 수 있다. 관통비아(35)와 디바이스부 기판(30a) 사이 그리고 관통비아(35)와 제1 층간절연막(34) 사이에는 확산방지막(32)과 절연막(31)이 콘포말하게 개재될 수 있다. 제3 층간절연막(34c) 상에 제1 도전 패드(36)가 배치될 수 있다. 제1 도전 패드(36)의 일부와 제3 층간절연막(34c)은 제1 패시베이션막(37)으로 덮인다. 그리고, 제1 페시베이션막(37)을 관통하여 제1 도전 패드(36)과 접하는 도전 범프(38)가 배치된다.
다시 도 6을 참조하면, 캐리어(10)는 도전 범프(38)와 마주하도록 기판(30)과 접합될 수 있다. 캐리어(10)는 기판(30)을 지지하기 위해 제공된다. 일 예로, 캐리어(10)는 기판(30)의 후면을 리세스하는 백그라인딩 공정시 기판(30)을 지지하여 휘어지는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 기판(30)의 후면은 도전 범프(38)가 제공되는 면인 기판(30)의 전면의 반대면에 해당한다. 캐리어(10)와 기판(30)의 견고한 접합을 위해 기판(30)와 캐리어(10) 사이에 접착막(40a)이 제공될 수 있다. 접착막(40a)은 열에 의해 경화될 수 있는 열경화성 접착제 혹은 빛, 가령 자외선(UV)에 의해 경화될 수 있는 UV경화형 접착제를 포함할 수 있다. 일례로, 열경화성 접착제는 에폭시, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아크릴레이트, 실리콘레진 등을 포함할 수 있다. 자외선 경화형 접착제는 에폭시 아클릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 비닐에테르 등을 포함할 수 있다. 접착막(40a)은 CVD, 스프레이 코팅이나 스핀 코팅 공정으로 형성될 수 있다.
캐리어(10)는 투명성 혹은 불투명성 기판을 포함할 수 있다. 예컨대, 접착막(40a)이 UV경화성 접착제를 포함하는 경우 캐리어(10)는 글라스, 폴리카보네이트와 같은 투명성 기판을 포함할 수 있다. 접착막(40a)이 열경화성 접착제를 포함하는 경우 캐리어(10)는 투명성 기판 혹은 금속이나 실리콘 기판과 같은 불투명성 기판을 포함할 수 있다.
기판(30)과 접합된 캐리어(10)를 기판(30)로부터 용이하게 분리하기 위해 릴리즈막(40b)이 제공될 수 있다. 혹은, 릴리즈막(40b)은 디바이스부(30a)의 측벽 상의 접착막(40a)을 용이하게 제거하기 위해 제공될 수도 있다. 일 예로, 릴리즈막(40b)은 실리콘 오일이나 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 접착막(40a)은 캐리어(10)와 접하고, 릴리즈막(40b)은 접착막(40a)과 기판(30) 사이에 제공되어 기판(30)과 접하는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따르면, 추가적인 릴리즈막이 더 제공될 수 있다. 추가되는 릴리즈막은 접착막(40a)과 캐리어(10) 사이에 제공되거나, 캐리어(10)에 인접하게 제공될 수 있다. 상술한 접착막(40a)과 릴리즈막(40b)은 중간막(40)으로 정의될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 디바이스부(30a)와 캐리어(10) 사이의 중간막(40)을 중간막(40)의 제1 부분(P1), 가장자리부(30b)와 캐리어(10) 사이의 중간막(40)을 중간막(40)의 제2 부분(P2)으로 지칭한다.
본 발명의 개념에 따르면, 가장자리부(30b)는 디바이스부(30a)와 단차질 수 있다. 즉, 디바이스부(30a)는 가장자리부(30b) 보다 제1 두께(T1)만큼 돌출될 수 있다. 일 예로, 제1 두께(T1)는 약 350um 일 수 있다. 가장자리부(30b)는 베벨(bevel) 영역 또는 경사진 측면을 포함한다. 디바이스부(30a)와 가장자리부(30b)가 단차지도록 형성됨에 따라, 중간막(40)을 개재하여 기판(30)과 캐리어(10)를 접합시, 중간막(40)의 제2 부분(P2)은 가장자리부(30b)와 캐리어(10) 사이의 공간을 전부 채우지 않을 수 있다. 즉, 제2 부분(P2)의 외측면은 중간막(40)의 제1 부분(P1)을 향하여 움푹 패인 프로파일을 가질 수 있다.
기판(30)이 부착된 캐리어(10)가 기판 처리 장치(200A) 내로 로딩되어 기판 처리 공정이 수행된다. 예시적으로, 기판 처리 공정은 도 5의 기판 처리 장치(200A)를 이용하여 수행되는 것으로 설명한다. 이하 도 8 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대해 설명한다.
도 5a를 참조하여 설명한 바와 같이, 기판 처리 장치(200A) 내로 로딩된 캐리어(10)는 로딩 영역(R1)의 스핀 척(112) 상에 안착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 캐리어(10)는 그의 하면에 보호 테이프(미도시)를 부착하여 스핀 척(112) 상에 안착될 수 있다. 보호 테이프(미도시)는 스핀 척(112)과 캐리어(10) 간의 마찰이나 접촉에 따른 캐리어(10)의 손상을 방지할 수 있다.
로딩 영역(R1)의 스핀 척(112) 상에 안착된 캐리어(10)가 인덱스 테이블(150)의 회전에 의해 제1 그라인딩 영역(R2)으로 이동되어, 기판(30)의 후면을 거칠게 연마하는 황삭 가공이 수행된다. 본 발명의 개념에 따르면, 황삭 가공은 2 단계로 수행될 수 있다. 즉, 황삭 가공을 수행하는 것은 제1 황삭 가공을 수행하는 것과 제2 황삭 가공을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 제1 황삭 가공과 제2 황삭 가공은 시차를 두고 순차적으로 수행되거나, 혹은 연속적으로 수행될 수 있다. 이하에서 자세히 설명한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 기판(30)에 대하여 제1 황삭 가공이 수행될 수 있다(S10). 즉, 제1 그라인딩 영역(R2)의 연마 헤드(122)가 기판(30)의 후면을 연마하여, 디바이스부(30a)를 제2 두께(T2)만큼 남길 수 있다. 제2 두께(T2)는 제1 두께(T1, 도 6 참조) 보다 얇을 수 있다. 일 예로, 제2 두께(T2)는 약 300um 일 수 있다. 이때, 가장자리부(30b)는 제거된다. 가장자리부(30b)가 제거됨에 따라, 중간막(40)의 제2 부분(P2)이 노출될 수 있다. 한편, 제1 황삭 가공이 진행되는 동안, 제2 부분(P2)의 상부도 일부 제거될 수 있다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 제1 황삭 가공의 완료 후, 노출된 중간막(40)의 제2 부분(P2)으로 고압수가 분사될 수 있다(S20). 본 발명의 개념에 따르면, 고압수는 중간막(40)의 제2 부분(P2)에 사선 방향으로 분사될 수 있다. 상세하게, 고압수는, 평면적 관점에서 기판(30)의 중심으로부터 기판(30)의 가장자리를 향하는 방향으로 분사되고, 일 단면의 관점에서 스핀 척(112)의 상면에 평행한 방향에 일정 각도(θ)로 기울어져 중간막(40)의 제2 부분(P2)으로 분사될 수 있다. 고압수가 분사되는 동안 스핀 척(112)은 회전된다. 이에 따라, 고압수는 노출된 중간막(40)의 제2 부분(P2)의 상면에 골고루 분사될 수 있다.
고압수의 분사에 의해 중간막(40)의 제2 부분(P2)이 디바이스부(30a)의 측벽으로부터 분리될 수 있다. 도 11은 고압수의 분사에 따라 중간막(40)의 제2 부분(P2)이 제거되는 상태를 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 고압수가 분사되어, 중간막(40)의 제2 부분(P2)이 디바이스부(30a)의 측벽으로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 즉, 중간막(40)의 제2 부분(P2)은 그의 상부에 가해지는 고압수의 물리적인 힘에 의해 디바이스부(30a)의 측벽으로부터 분리될 수 있다. 디바이스부(30a)의 측벽 상의 릴리즈막(40b)은 제2 부분(P2)의 분리를 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 개념에 따르면, 중간막(40)의 제2 부분(P2)으로 분사되는 고압수의 분사각(θ)은 30도 보다 크고 90도 보다 작을 수 있다. 바람직하게는, 고압수의 분사각(θ)은 45도 내지 60도 일 수 있다. 고압수의 분사각(θ)이 45도 보다 작은 경우, 제2 부분(P2)의 분리가 용이하지 않을 수 있다. 한편, 고압수의 분사각(θ)이 60도 보다 큰 경우, 제2 부분(P2)의 제거 시 중간막(40)의 제1 부분(P1)의 일부도 함께 분리되어 중간막(40)의 제1 부분(P1)에 언더컷이 형성될 수 있다. 이는 고압수의 분사각(θ)에 따라, 제2 부분(P2)에 가해지는 고압수의 물리력의 성분(즉, 힘의 x 성분 및 y성분)의 크기가 다르기 때문일 수 있다. 한편, 고압수의 분사각(θ)은 도 4에서 설명한 바와 같이, 분사 노즐(138)의 직선 이동, 수직 이동 및 수직 회전에 의해 조절될 수 있다.
도 8 및 도 12를 참조하면, 단계 S20의 완료 후, 중간막(40)의 제2 부분(P2)이 제거된다. 중간막(40)의 제2 부분(P2)은 전부 또는 일부 제거될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 12에 도시된 바와 같이, 중간막(40)의 제1 부분(P1)에 접하는 제2 부분(P2)의 일부가 잔존할 수 있다. 잔존된 제2 부분(P2)의 외측면은 아래로 경사진 경사면일 수 있으나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 중간막(40)의 제2 부분(P2)이 제거된 후, 디바이스부(30a)의 후면에 제2 황삭 가공이 수행될 수 있다(S30). 제2 황삭 가공의 수행에 따라, 디바이스부(30a)는 제3 두께(T3)를 가질 수 있다. 제3 두께(T3)는, 일 예로 약 120um 일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상술한 바와 달리, 단계 S20과 단계 S30은 동시에 수행될 수 있다. 도 13은 단계 S20과 단계 S30은 동시에 수행되는 상태를 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 단계 S10의 수행에 따라 중간막(40)의 제2 부분(P2)이 노출되면, 노출된 중간막(40)의 제2 부분(P2)으로 고압수가 분사될 수 있다. 고압수가 분사되는 동안, 황삭 가공에 의한 디바이스부(30a)의 후면의 연마(S30)는 계속된다. 이에 따라, 디바이스부(30a)의 연마(S30)와 고압수의 분사(S20)는 동시에 수행될 수 있다. 즉, 제1 그라인딩 영역(R2)에서 황삭 가공이 수행됨에 따라 중간막(40)의 제2 부분(P2)이 노출되면, 노출된 중간막(40)의 제2 부분(P2)으로 고압수가 분사될 수 있다. 황삭 가공은 디바이스부(30a)의 두께가 제3 두께(T3)를 가질 때까지 계속되고, 황삭 가공이 수행되는 동안 중간막(40)의 제2 부분(P2)은 제거될 수 있다. 결과적으로, 제1 황삭 가공과 제2 황삭 가공은 연속적으로 수행될 수 있다. 이 경우, 제1 황삭 가공과 제2 황삭 가공은 실질적으로 하나의 단계일 수 있다.
도 8 및 도 14를 참조하면, 제2 황삭 가공의 완료 후, 캐리어(10)는 제2 그라인딩 영역(R3)으로 이동될 수 있다. 제2 그라인딩 영역(R3)에서, 기판(30)에 정삭 가공이 수행될 수 있다(S40). 이에 따라, 거칠게 연마(황삭 가공)되어 기판(30)에 형성된 미세 크랙이 제거될 수 있다. 정삭 가공의 완료 후, 캐리어(10)는 폴리싱 영역(R4)으로 이동될 수 있다. 폴리싱 영역(R4)에서, 기판(30)에 폴리싱 가공이 수행될 수 있다(S50). 이에 따라, 디바이스부(30a)의 후면은 평탄화되고, 관통 비아(35)의 하면이 노출될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 5a의 기판 처리 장치(200A)가 제2 그라인딩 영역(R3) 또는 폴리싱 영역(R4)에 인접하여 배치되는 노즐 부재(130)를 구비하는 경우, 고압수의 분사는 정삭 가공(S40) 혹은 폴리싱 가공(S50)의 수행 후에 수행될 수도 있다. 한편, 본 실시예에서, 기판(30)을 박형화 하기 위한 그라인딩 공정(S10, S30~S50)과 고압수의 분사(S20)가 동일한 장치에서 수행되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 고압수의 분사(S20)는 별도의 설비에서 수행될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 단계 S10 내지 S50을 거쳐 기판 처리 공정이 수행된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 공정은 중간막(40)에 의해 캐리어(10)에 결합된 기판(30)의 후면을 연마하여 기판(30)을 박형화 하는 것과, 박형화된 기판(30)의 후면에 고압수를 분사하여 중간막(40)의 일부(즉, 중간막(40)의 제2 부분(P2))를 제거하는 것을 포함할 수 있다. 중간막(40)의 제2 부분(P2)은 후속 공정에서 불량의 오염원으로 작용할 수 있다. 따라서, 이의 제거 공정이 필요하다. 본 발명의 일 실시예들에 따르면, 중간막(40)의 제2 부분(P2)은 워터젯 방식을 이용하여 분사되는 고압수의 물리적인 힘에 의해 제거될 수 있다. 이에 따라, 중간막(40)의 종류에 구분 없이 이의 효과적으로 제거가 가능하다. 또한, 기판(30)의 박형화 및 중간막(40)의 제거가 동일 설비에서 수행됨에 따라, 공정이 단순화되어 제조 공정의 생산성이 향상될 수 있다. 이어서, 반도체 장치의 제조 공정이 계속된다.
도 15를 참조하면, 캐리어(10)를 백그라인딩 장비로부터 언로딩한 후에 디바이스부 기판(30a)의 일부를 에치백하여 절연막(31)의 측벽을 일부 노출시킬 수 있다.
도 16을 참조하면, 디바이스부 기판(30a)의 후면에 제2 패시베이션막(39)이 형성될 수 있다. 그리고 관통 비아(35)와 접하는 제2 도전 패드(41)가 형성될 수 있다. 도시하지는 않았지만 후속으로 제2 도전 패드(41)와 접하는 재배선 형성 공정이 진행될 수 있다.
도 17을 참조하면, 디바이스부 기판(30a)으로부터 캐리어(10)가 분리될 수 있다. 캐리어(10)의 분리는 기계적인 방법으로 구현될 수 있다. 일 예로, 캐리어(10)의 끝부분을 파지할 수 있는 적절한 장치에 의해 캐리어(10)는 디바이스부 기판(30a)으로부터 이탈될 수 있다. 이 때, 릴리즈막(40b)은 캐리어(10) 분리 작업에 용이성을 제공할 수 있다. 캐리어(10)의 분리 후 기판(30) 상에 잔류되는 중간막(40)은 제거된다. 이를 위해 중간막(40)에 열을 가하거나, 또는 광을 조사할 수 있다. 또는 중간막(40)에 물리적인 힘을 인가할 수 있다. 상기 일련의 과정을 통해 관통 비아들(35)을 포함하는 박형화된 디바이스부 기판(30a)를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 디바이스부 기판(30a)은 다음과 같은 공정으로 패키징될 수 있다.
도 18을 참조하면, 디바이스부 기판(30a)이 다이 본더 설비 안에 로딩되어 칩 접착용 테이프(1600) 상에 배치될 수 있다. 이 때 홀더(170)에 의해 디바이스부 기판(30a)이 안정적으로 고정될 수 있다.
도 19를 참조하면, 디바이스부 기판(30a)이 쏘잉되어 개별 반도체 칩들(30c)로 분리될 수 있다. 일 예로, 디바이스부 기판(30a)은 컷팅 휠(미도시)을 이용하여 스크라이브 레인을 따라 절단되어 복수개의 칩 단위로 분리될 수 있다.
도 20을 참조하면, 디바이스부 기판(30a)으로부터 분리된 복수개의 반도체 칩들(30c) 중 적어도 하나의 반도체 칩(30c)이 인쇄회로기판(30)과 같은 패키지 기판(51) 상에 실장될 수 있다. 반도체 칩(30c)은 일 예로, 페이스다운 상태로 패키지 기판(51) 상에 실장될 수 있다. 이 후, 몰딩 공정이 진행되어 반도체 칩(30c)과 패키지 기판(51)을 덮는 몰드막(60)이 형성될 수 있다. 그리고 패키지 기판(51)의 하부에 솔더볼(55)이 부착될 수 있다. 이로써 반도체 장치(70)의 형성이 완료될 수 있다.
본 실시예에서 기판(30) 내에 관통 비아(35)가 형성되었으나 이는 예시적인 것으로, 다른 실시예에 따르면, 기판(30) 내에 관통비아(35)가 형성되지 않을 수도 있다. 상술한 반도체 장치의 제조 방법은 다양한 종류의 반도체 소자들 및 이를 구비하는 패키지 모듈에 적용될 수 있다.
도 21은 본 발명의 기술이 적용된 반도체 장치를 포함하는 패키지 모듈의 예를 보여주는 도면이다. 도 21을 참조하면, 패키지 모듈(1200)은 반도체 집적회로 칩(1220) 및 QFP(Quad Flat Package) 패키지된 반도체 집적회로 칩(1230)과 같은 형태로 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 반도체 장치 기술이 적용된 반도체 소자들(1220, 1230)을 기판(1210)에 설치함으로써, 패키지 모듈(1200)이 형성될 수 있다. 패키지 모듈(1200)은 기판(1210) 일측에 구비된 외부연결단자(1240)를 통해 외부전자장치와 연결될 수 있다.
상술한 반도체 장치 기술은 전자 시스템에 적용될 수 있다. 도 22은 본 발명의 기술이 적용된 반도체 장치를 포함하는 전자 장치의 예를 보여주는 블럭도이다. 도 22를 참조하면, 전자 시스템(1300)은 제어기(1310), 입출력 장치(1320) 및 기억 장치(1330)를 포함할 수 있다. 제어기(1310), 입출력 장치(1320) 및 기억 장치(1330)는 버스(1350, bus)를 통하여 결합될 수 있다. 버스(1350)는 데이터들이 이동하는 통로라 할 수 있다. 예컨대, 제어기(1310)는 적어도 하나의 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컨트롤러, 그리고 이들과 동일한 기능을 수행할 수 있는 논리 소자들 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제어기(1310) 및 기억 장치(1330)는 본 발명에 따른 반도체 장치를 포함할 수 있다. 입출력 장치(1320)는 키패드, 키보드 및 표시 장치(display device) 등에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 기억 장치(330)는 데이터를 저장하는 장치이다. 기억 장치(1330)는 데이터 및/또는 제어기(1310)에 의해 실행되는 명령어 등을 저장할 수 있다. 기억 장치(1330)는 휘발성 기억 소자 및/또는 비휘발성 기억 소자를 포함할 수 있다. 또는, 기억 장치(1330)는 플래시 메모리로 형성될 수 있다. 예를 들면, 모바일 기기나 데스크 톱 컴퓨터와 같은 정보 처리 시스템에 본 발명의 기술이 적용된 플래시 메모리가 장착될 수 있다. 이러한 플래시 메모리는 반도체 디스크 장치(SSD)로 구성될 수 있다. 이 경우 전자 시스템(1300)은 대용량의 데이터를 플래시 메모리 시스템에 안정적으로 저장할 수 있다. 전자 시스템(1300)은 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나 통신 네트워크로부터 데이터를 수신하기 위한 인터페이스(1340)를 더 포함할 수 있다. 인터페이스(1340)는 유무선 형태일 수 있다. 예컨대, 인터페이스(1340)는 안테나 또는 유무선 트랜시버 등을 포함할 수 있다. 그리고, 도시되지 않았지만, 전자 시스템(1300)에는 응용 칩셋(Application Chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor:CIS), 그리고 입출력 장치 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다.
전자 시스템(1300)은 모바일 시스템, 개인용 컴퓨터, 산업용 컴퓨터 또는 다양한 기능을 수행하는 로직 시스템 등으로 구현될 수 있다. 예컨대, 모바일 시스템은 개인 휴대용 정보 단말기(PDA; Personal Digital Assistant), 휴대용 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 모바일폰(mobile phone), 무선폰(wireless phone), 랩톱(laptop) 컴퓨터, 메모리 카드, 디지털 뮤직 시스템(digital music system) 그리고 정보 전송/수신 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 전자 시스템(1300)이 무선 통신을 수행할 수 있는 장비인 경우에, 전자 시스템(1300)은 CDMA, GSM, NADC, E-TDMA, WCDAM, CDMA2000과 같은 3세대 통신 시스템 같은 통신 인터페이스 프로토콜에서 사용될 수 있다.
상술한 본 발명의 기술이 적용된 반도체 소자는 메모리 카드의 형태로 제공될 수 있다. 도 23은 본 발명의 기술이 적용된 반도체 장치를 포함하는 메모리 시스템의 예를 보여주는 블럭도이다. 도 23을 참조하면, 메모리 카드(1400)는 비휘발성 기억 소자(1410) 및 메모리 제어기(1420)를 포함할 수 있다. 비휘발성 기억 장치(1410) 및 메모리 제어기(1420)는 데이터를 저장하거나 저장된 데이터를 판독할 수 있다. 비휘발성 기억 장치(1410)는 본 발명에 따른 반도체 장치 기술이 적용된 비휘발성 기억 소자들 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 메모리 제어기(1420)는 호스트(host, 1430)의 판독/쓰기 요청에 응답하여 저장된 데이터를 독출하거나, 데이터를 저장하도록 플래쉬 기억 장치(1410)를 제어할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. 기판을 지지하는 스핀 척;
    상기 스핀 척 상부(over)에 배치되고, 상기 스핀 척에 의해 지지되는 기판을 연마하는 연마 헤드; 및
    상기 스핀 척에 의해 지지되는 상기 기판으로 고압수를 분사하는 분사 노즐을 갖는 노즐 부재를 포함하되,
    상기 분사 노즐은 상기 기판과 오버랩 되도록 배치되어 상기 기판의 가장자리로 상기 고압수를 분사하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압수는,
    평면적 관점에서, 상기 기판의 중심으로부터 상기 기판의 가장자리를 향하는 방향으로 분사되고,
    일 단면의 관점에서, 상기 스핀 척의 상면에 평행한 방향에 일정 각도로 기울어져 분사되는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 노즐은 워터젯 방식으로 상기 고압수를 분사하는 워터젯 노즐인 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고압수의 분사 압력은 100 내지 800bar 인 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 부재는:
    상기 스핀 척에 인접하게 배치되는 지지축;
    상기 지지축에 연결되어 상기 기판 상으로 연장되는 아암; 및
    상기 아암에 연결되어 상기 기판과 오버랩 되는 노즐 몸체를 포함하되,
    상기 분사 노즐은 상기 노즐 몸체에 결합되는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노즐 몸체는,
    상기 아암을 따라 상기 아암의 길이 방향으로 직선 이동 가능하도록 구성되고, 상기 길이 방향과 직교하는 회전축을 따라 수직 회전 가능하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 아암은 상기 지지축의 길이 방향을 따라 수직 이동 가능하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스핀 척이 설치되는 인덱스 테이블을 더 포함하고,
    상기 스핀 척은 복수 개로 제공되되, 상기 복수 개의 스핀 척들은 상기 인덱스 테이블에 90도 간격으로 설치되는 제1 내지 제4 스핀 척들을 포함하고,
    상기 연마 헤드는 복수 개로 제공되어 상기 제2 내지 제4 스핀 척들 상부에 각각 배치되는 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 스핀 척 상부의 연마 헤드는, 그 아래의 기판을 거칠게 연마하는 황삭 가공을 수행하기 위한 연마 헤드이고,
    상기 제3 스핀 척 상부의 연마 헤드는, 그 아래의 기판을 곱게 연마하는 정삭 가공을 수행하기 위한 연마 헤드이고,
    상기 제4 스핀 척 상부의 연마 헤드는, 그 아래의 기판을 평탄화하는 폴리싱 가공을 수행하기 위한 연마 헤드이되,
    상기 노즐 부재는 상기 제2 내지 제4 스핀 척들 중 어느 하나의 스핀 척에 인접하게 제공되어 상기 어느 하나의 스핀 척에 의해 지지되는 기판으로 상기 고압수를 분사하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 노즐 부재는 상기 제2 스핀 척에 인접하게 제공되는 기판 처리 장치.
  11. 접착막에 의해 캐리어에 결합된 기판을 스핀 척 상에 로딩시키는 것;
    그라인딩 공정을 수행하여 상기 기판을 박형화하는 것, 상기 그라인딩 공정에 의해 상기 박형화된 기판의 측벽 상의 접착막이 노출되고; 및
    상기 노출된 접착막으로 고압수를 분사하여 상기 노출된 접착막의 적어도 일부를 제거하는 것을 포함하고,
    상기 고압수는,
    평면적 관점에서, 상기 기판의 중심으로부터 상기 기판의 가장자리를 향하는 방향으로 분사되고,
    일 단면의 관점에서, 상기 스핀 척의 상면에 평행한 방향에 일정 각도로 기울어져 분사되는 기판 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 고압수는 워터젯 방식으로 분사되는 것인 기판 처리 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 고압수의 분사각은 45도 내지 60도 인 기판 처리 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판은 디바이스부 및 상기 디바이스부를 둘러싸는 가장자리부를 포함하되, 상기 디바이스부는 상기 가장자리부보다 제1 두께만큼 돌출되고,
    상기 접착막은 상기 디바이스부와 상기 캐리어 사이의 제1 부분, 및 상기 가장자리부와 상기 캐리어 사이의 제2 부분을 포함하되,
    상기 그라인딩 공정에 의해 상기 가장자리부가 제거되고,
    상기 노출된 접착막은 상기 접착막의 상기 제2 부분인 기판 처리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 부분의 외측면 상기 제1 부분을 향하여 움푹 패인 프로파일을 갖는 기판 처리 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 그라인딩 공정을 수행하는 것은:
    상기 기판을 거칠게 연마하는 황삭 가공을 수행하는 것;
    상기 거칠게 연마된 기판을 곱게 연마하는 정삭 가공을 수행하는 것; 및
    상기 곱게 연마된 기판을 평탄화하는 폴리싱 가공을 수행하는 것을 포함하되,
    상기 가장자리부는 상기 황삭 가공에 의해 제거되고,
    상기 고압수의 분사는 상기 황삭 가공의 수행 중에 수행되는 기판 처리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 황삭 가공을 수행하는 것은, 제1 황삭 가공 및 제2 황삭 가공을 수행하는 것을 포함하되,
    상기 제1 황삭 가공에 의해 상기 디바이스부는 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖도록 박형화되고,
    상기 제2 황삭 가공에 의해 상기 디바이스부는 상기 제2 두께보다 작은 제3 두께를 갖도록 박형화되되,
    상기 고압수의 분사는 상기 제1 황삭 가공의 수행 후 수행되는 기판 처리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판은 관통 비아를 포함하되,
    상기 폴리싱 가공에 의해 상기 관통 비아의 하면이 노출되는 기판 처리 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 그라인딩 공정과 상기 고압수의 분사는 동일한 장치에서 수행되는 기판 처리 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 접착막 사이에 릴리즈막이 더 개재되어 상기 기판과 상기 캐리어를 결합시키는 기판 처리 방법.
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