웨이퍼 척(Wafer chuck)

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)

(51) 。Int. Cl.
H01L 21/68 (2006.01)
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2007-0009781
2007년01월19일
(21) 출원번호 10-2005-0063655
(22) 출원일자 2005년07월14일
심사청구일자 없음
(71) 출원인 삼성전자주식회사
경기도 수원시 영통구 매탄동 416
(72) 발명자 김우진
경기 용인시 기흥읍 농서리 철쭉동 210호
(74) 대리인 김능균
전체 청구항 수 : 총 3 항
(54) 웨이퍼 척
(57) 요약
본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로, 특히, 장입되는 웨이퍼를 지지하는 역할을 하는 웨이퍼 척(wafer
chuck)에 관한 것이다. 본 발명에 의한 웨이퍼 척은 웨이퍼를 지지하는 척 몸체, 상기 웨이퍼의 뒷면이 상기 척 몸체의 표
면에 흡착되도록 진공을 인가하는 통로로 이용되며 상기 척의 표면에 형성된 다수의 진공 홀들, 상기 진공 홀의 외주에 형
성되어 상기 진공이 세어나가지 않도록 상기 웨이퍼 뒷면과 상기 진공 홀 사이를 실링하는 절연물질층, 상기 진공 홀들에
각각 연결되어 상기 진공을 인가하는 통로로 이용되는 다수의 진공 라인들 및 상기 진공 라인들에 연결되어 상기 진공을
제공하는 진공 펌프를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
대표도
도 4
특허청구의 범위
청구항 1.
웨이퍼를 지지하는 척 몸체;
상기 웨이퍼의 뒷면이 상기 척 몸체의 표면에 흡착되도록 진공을 인가하는 통로로 이용되며 상기 척의 표면에 형성된 다수
의 진공 홀들;
상기 진공 홀의 외주에 형성되어 상기 진공이 세어나가지 않도록 상기 웨이퍼 뒷면과 상기 진공 홀 사이를 실링하는 절연
물질층;
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상기 진공 홀들에 각각 연결되어 상기 진공을 인가하는 통로로 이용되는 다수의 진공 라인들;
상기 진공 라인들에 연결되어 상기 진공을 제공하는 진공 펌프를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
청구항 2.
제 1항에 있어서,
상기 척 몸체 상에 웨이퍼가 놓이는 위치에 웨이퍼의 형상으로 형성되어 상기 웨이퍼 뒷면과 상기 척 사이를 실링하는 절
연물질층을 더 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
청구항 3.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 절연물질층은 실리콘임을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
명세서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로, 특히, 장입되는 웨이퍼를 지지하는 역할을 하는 웨이퍼 척(wafer
chuck)에 관한 것이다.
반도체 소자는 웨이퍼 상에 물질막을 증착하는 공정, 증착된 물질막을 필요한 형태로 패터닝하는 공정 및 웨이퍼상의 불필
요한 잔류물들을 제거하는 세정공정 등 수 많은 공정을 거쳐서 가공이 된다. 이러한 공정들을 진행하기 위해서는 웨이퍼를
챔버 내부의 웨이퍼 지지대로 로딩(loading)시켜서 웨이퍼를 가공한 후 외부로 언로딩(unloading) 시키는 과정을 여러 번
반복하게 된다.
웨이퍼 로딩 단계에서 웨이퍼를 프로세스 챔버 내부의 웨이퍼 지지대에 고정시키는 방법은 클램프(clamp)와 같은 하드웨
어적인 구조물을 이용하여 고정시키는 방법, 진공을 이용하여 웨이퍼 뒷면을 흡착하여 웨이퍼를 고정시키는 방법(진공 척,
vacuum chuck), 중력을 이용하여 자연스런 상태로 웨이퍼 지지대에 고정시키는 방법 및 전기적인 압전효과를 이용하여
고정시키는 방법 등이 있다. 가공공정 후 고정된 웨이퍼를 웨이퍼 지지대에서 디척킹(dechucking)하는 방법은 웨이퍼를
고정시킨 방법에 따라 여러가지 방법이 사용될 수 있다.
이와 같이, 반도체 소자 제조용 장비에는 장입되는 웨이퍼를 지지하는 역할을 하는 웨이퍼 척이 구비된다. 공정이 수행될
웨이퍼가 척에 안착되면, 척은 진공으로 웨이퍼를 잡아주게 된다. 진공으로 척이 웨이퍼를 잡은 상태에서 공정이 진행된
다.
도 1 및 도 2 각각은 종래의 웨이퍼 척을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼(10)가 척(20)의 몸체에 안착되면, 척(20)의 표면에 형성되어 있는 진공 홀(vacuum
hole:30)들에 인가되는 진공에 의해서 웨이퍼(10)는 척(20)에 흡착되어 척(20)에 잡히게 된다.
진공 홀(30)들은 척(20)의 상측 표면에 다수 개가 형성될 수 있으며, 이러한 진공 홀(30)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 척
(20)의 몸체 내에 형성된 내부 진공 라인(41)을 통해서 인가되는 진공을 웨이퍼(10)의 뒷면에 제공하는 통로의 역할을 한
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다. 이러한 내부 진공 라인(41)은 척(20)의 표면에 형성된 다수의 진공 홀(30)에 모두 연결되고, 또한, 척(20)의 몸체에 연
결된 외부 진공 라인(45)에 취합 연결된다. 외부 진공 라인(45)은 외부 진공 라인(45)에 연결된 내부 진공 라인(41)을 통해
서 진공이 진공 홀(30)들에 전달되도록 외부의 진공 펌프(vacuum pump)에 연결된다. 이러한 진공 펌프로부터 제공되는
진공 정도를 제어하기 위해서 외부 진공 라인(45)의 중간에 진공 센서(vacuum sensor:50)가 설치되고, 이러한 진공 센서
(50)는 진공 압력의 정도를 감지하여 진공 홀(30)에 인가되는 압력 정도를 관리하는 것이 가능하게 한다.
반도체 소자를 제조하기 위하여 웨이퍼가 여러 가지 공정을 거치는 동안에 열처리 등에 의하여 웨이퍼가 미세하게 휘어질
수 있다. 이와 같이 휘어진 웨이퍼를 웨이퍼 척(20)에서 진공으로 잡을 때, 진공 홀(vacuum hole:30)들에 인가되는 진공이
세어나가 웨이퍼(10)는 척(20)에 제대로 흡착되지 못하는 문제점이 발생한다. 이와 같이 웨이퍼가 척 상에 제대로 잡히지
않는 경우에는 설비가 다운(down)되고 이에 따라 웨이퍼를 매뉴얼(manual)로 언로딩 하여야 하는 문제점이 있으며 언로
딩에 따른 웨이퍼의 스크래치 발생이라는 문제점이 발생한다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명의 목적은 종래 기술에 의한 문제점을 해결할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼를 잡아주기 위하여 웨이퍼 뒷면에 인가되는 진공이 세어나가지 않도록 실링을 위한 절연물
질층을 구비한 웨이퍼 척(wafer chuck)을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 웨이퍼 척은 웨이퍼를 지지하는 척 몸체, 상기 웨이퍼의 뒷면이 상기 척 몸체의 표
면에 흡착되도록 진공을 인가하는 통로로 이용되며 상기 척의 표면에 형성된 다수의 진공 홀들, 상기 진공 홀의 외주에 형
성되어 상기 진공이 세어나가지 않도록 상기 웨이퍼 뒷면과 상기 진공 홀 사이를 실링하는 절연물질층, 상기 진공 홀들에
각각 연결되어 상기 진공을 인가하는 통로로 이용되는 다수의 진공 라인들 및 상기 진공 라인들에 연결되어 상기 진공을
제공하는 진공 펌프를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
발명의 구성
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다양한 실시예에서의 설명들은 본 발명이
속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도 없이
예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니 될 것이다.
도 3 및 도 4 각각은 본 발명에 의한 웨이퍼 척을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 척(200)의 표면에 형성되어 있는 진공 홀(vacuum hole:300)들의 외주를 따라 실리콘과 같은 절
연물질층(600)을 형성하여 웨이퍼와 진공홀 사이를 실링(sealing)한다. 또한 척 상에서 웨이퍼가 올려지는 부위에 웨이퍼
의 외주를 따라 웨이퍼 형상의 절연물질층(600)을 형성하여 웨이퍼와 척 사이를 실링(sealing)한다. 이와 같이 절연물질층
을 형성하여 실링하고 웨이퍼를 로딩시킬 경우에 웨이퍼가 미세하게 휘어져있다고 하더라도 웨이퍼에 인가되는 진공이 세
어나가지 않게 되고 웨이퍼(100)는 척(200)에 흡착되어 척(200)에 잡히게 된다. 진공 홀(300)들은 척(200)의 상측 표면에
다수 개가 형성될 수 있으며, 이러한 진공 홀(300)의 외주를 따라 절연물질층(600)을 형성할 수 있다.
이와 같은 웨이퍼 척에서 웨이퍼가 척(200)의 몸체에 안착되면, 척(200)의 표면에 형성되어 있는 진공 홀(vacuum
hole:300)들에 인가되는 진공에 의해서 웨이퍼(100)는 척(200)에 흡착되어 척(200)에 잡히게 된다.
이러한 진공 홀(300)은 척(200)의 몸체 내에 형성된 내부 진공 라인(410)을 통해서 인가되는 진공을 웨이퍼(100)의 뒷면
에 제공하는 통로의 역할을 한다. 이러한 내부 진공 라인(410)은 척(200)의 표면에 형성된 다수의 진공 홀(300)에 모두 연
결되고, 또한, 척(200)의 몸체에 연결된 외부 진공 라인(450)에 취합 연결된다. 외부 진공 라인(450)은 외부 진공 라인
(450)에 연결된 내부 진공 라인(410)을 통해서 진공이 진공 홀(300)들에 전달되도록 외부의 진공 펌프(vacuum pump)에
연결된다. 이러한 진공 펌프로부터 제공되는 진공 정도를 제어하기 위해서 외부 진공 라인(450)의 중간에 진공 센서
(vacuum sensor:500)가 설치된다.
따라서 상기 절연물질층의 실링에 의하여 웨이퍼 뒷면에 인가되는 진공이 세어나가지 않는 효과가 있다. 또한 실링의 재질
로 인하여 웨이퍼가 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
공개특허 10-2007-0009781
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본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 척은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양
하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것
이다.
발명의 효과
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 절연물질층의 실링에 의하여 웨이퍼 뒷면에 인가되는 진공이 세어나가지 않는 효과가
있다. 또한 실링의 재질로 인하여 웨이퍼가 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 웨이퍼 척을 개략적으로 나타내는 평면도
도 2는 종래의 웨이퍼 척을 개략적으로 나타내는 단면도
도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 척을 개략적으로 나타내는 평면도
도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼 척을 개략적으로 나타내는 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 웨이퍼 200 : 척
300 : 진공 홀 400: 진공라인
410 : 내부 진공 라인 450 : 외부 진공 라인
500 : 진공 센서 600 : 절연물질층
도면
공개특허 10-2007-0009781
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도면1
도면2
공개특허 10-2007-0009781
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도면3
도면4
공개특허 10-2007-0009781
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