KR100207451B1 - 반도체 웨이퍼 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 에지(edge)부분의 수율을 향상시키기 위해 클램프의 형상을 개선시킨 반도체 웨이퍼 고정장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 평평한 상면을 갖고 반도체 웨이퍼가 놓여지는 플레튼(Platen)과, 상기 플레튼과 반도체 웨이퍼의 사이에 위치하며 탄성력을 갖는 오링과, 상기 오링에 대향되도록 위치하여 반도체 웨이퍼의 상면을 눌러서 고정시키는 클램프(Clamp)를 구비하는 반도체 웨이퍼 고정장치에 있어서, 상기 클램프는 상기 반도체 웨이퍼의 직경보다 더 큰 내경을 갖는 고리형의 판으로서, 상기 반도체 웨이퍼 상의 칩패턴에 따라 상기 칩패턴과 반도체 웨이퍼 외주면 사이의 간격이 일정치 이상이 되는 위치에 대응되도록 다수의 돌기가 내주면에서 중심을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 고정장치를 제공한다.

본 발명은 반도체 웨이퍼 표면의 칩패턴에 따라 반도체 칩을 손상시키지 않도록 웨이퍼의 에지부분 만을 고정시킴으로서 수율을 향상시키는 동시에 고정력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 웨이퍼 고정장치

제1도(a)(b)는 반도체 웨이퍼 고정장치의 구성 및 동작을 나타내는 단면도들이다.

제2도 및 제3도는 종래 기술에 의한 클램프의 형상과 웨이퍼를 고정하는 위치를 나타내는 평면도이다.

제4도는 본 발명에 의한 클램프의 형상과 웨이퍼를 고정하는 위치를 나타내는 평면도이다.

본 발명은 반도체 제조장치에서 웨이퍼 로딩 시스템(wafer loading system)의 다음단에 위치하는 반도체 웨이퍼 고정장치에 관한 것으로서 특히, 반도체 웨이퍼 에지(edge) 부분의 수율을 향상시키기 위해 클램프의 형상을 개선시킨 반도체 웨이퍼 고정장치에 관한 것이다.

반도체소자 제조장치에서는 웨이퍼 로딩 시스템에 의해 낱장 단위로 로딩된 웨이퍼를 각 공정을 수행하는데 알맞도록 안정되게 고정시키기 위한 수단으로서 반도체 웨이퍼 고정장치가 사용된다.

이하, 일반적인 반도체 웨이퍼 고정장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도(a)(b)는 반도체 웨이퍼 고정장치의 구성 및 웨이퍼를 고정시키는 동작을 나타내는 단면도들이다.

제1도를 참조하면, 웨이퍼 고정장치는 평평한 상면을 갖고 반도체 웨이퍼(10)가 놓여지는 플레튼(Platen)(20)과, 상기 플레튼(20)의 중앙부에 형성된 관통구멍(21)에 삽입되어 상하운동하며 반도체 웨이퍼(10)를 흡착하는 고정척(30)과, 상기 플레튼(20)과 반도체 웨이퍼(10)의 사이에 위치하며 탄성력을 갖는 오링(40)과, 상기 오링(40)의 상측에 대향되도록 위치하여 상하운동하며 반도체 웨이퍼(10)를 고정시키는 클램프(Clamp)(50)를 구비하여 구성된다.

상기 플레튼(20)에는 반도체 웨이퍼(10)와 플레튼(20)의 상면 및 오링(40)에 의해 형성되는 공간(A)을 진공으로 만들기 위해 상기 플레튼(20)의 상면과 연결되는 흡입통로(22)가 형성되고, 반도체 웨이퍼(10)의 뒷면을 냉각시키기 위한 상기 진공된 공간(A)과 연결되는 가스주입통로(23) 및 가스배출통로(24)가 형성된다.

상기와 같이 구성된 웨이퍼 고정장치는 먼저, 웨이퍼 로딩 시스템(미도시)에 의해 반도체 웨이퍼(10)가 상기 플레튼(20)의 상부로 이송되면, 상기 플레튼(20)의 중앙부에 형성된 관통구멍(21)에 삽입되어 있는 고정척(30)이 상승하여 흡착된다.(제1도 (a) 참조)

그 후, 상기 고정척(30)이 하강함으로서 반도체 웨이퍼(10)의 배면이 상기 오링(40)에 접촉되도록 한다.

상기 반도체 웨이퍼(10)가 상기 오링(40)에 접촉되면 상기 고정척(30)은 반도체 웨이퍼(10)에서 분리되어 더욱더 하강하여 상기 관통구멍(21)을 폐쇄시킨다. 그 후, 상기 클램프(50)가 하강하여 반도체 웨이퍼(10)의 에지(edge) 부분을 눌러서 상기 반도체 웨이퍼(10)가 일전압력으로 상기 오링(40)과 밀착되도록 한다.

상기와 같은 상태에서 기타의 제조공정이 수행된다.

한편, 제조공정을 수행하게 되면 열이 발생되기 때문에 배면에서 공냉식으로 냉각시키게 된다. 이 과정은 먼저 상기 가스주입통로(23) 및 가스배출통로(24)를 폐쇄한 후 상기 흡입통로(22)를 통해 공기를 흡입하여 상기 공간(A)을 진공으로 만든다.

상기 공간(A)이 진공이 되면 상기 흡입통로(22)를 폐쇄하고, 상기 가스주입통로(23)로 가스룰 주입함으로서 상기 반도체 웨이퍼(10)의 배면을 냉각시킨다. 상기 가스로는 주로 N₂를 사용한다.

상기의 동작 중 상기 클램프(50)에 의해 눌러지는 반도체 웨이퍼(10)의 에지부분에서는 상기 클램프(50)에 접촉되는 침패턴(11)에는 상기 클램프(50)에 의해 가려져서 공정이 정상적으로 이루어지지 않는다. 그에 따라 불량(fail)이 발생된다.

상기와 같은 웨이퍼 고정장치에 사용되는 클램프로서 종래에는 링형 클램프(Ring Type Clamp) 및 포인트형 클램프(Point Type Clamp) 등 2가지가 사용되어 왔다.

상기 링형 클램프(50)는 제2도에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼(10)의 직경보다 작은 내경을 갖는 동시에 상기 반도체 웨이퍼(10)의 직경보다 큰 외경을 갖도록 형성된다.

여기서, 상기 클램프(50)에 닿는 반도체 웨이퍼(10)의 가장자리 부위에 있는 칩패턴(11)에는 이온주입 등의 공정이 정상적으로 수행되지 않아서 칩의 불량이 발생한다.

한편, 상기 포인트형 클램프(50)는 제3도에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼(10)의 직경보다 큰 내경 및 외경을 갖고, 내경에서 중심을 향하여 소정의 길이를 갖는 돌기(51)가 90도의 간격으로 형성되어 이루어진다.

상기 돌기(51)가 상기 설명한 웨이퍼 고정장치의 오링에 대향되어 상기 반도체 웨이퍼(10)를 고정시킨다. 그러나 상기 반도체 웨이퍼(10)의 상면 4개의 위치에서 고정시키기 때문에 상기 반도체 웨이퍼(10)를 누르는 힘이 균형이 이루어지지 않는 경우에 일측에서 고정력이 약화되어 상기 반도체 웨이퍼(10)와 플레튼(20) 및 오링(40)에 의해 형성되는 공간이 밀폐(sealing)가 이루어지지 않게 된다. 그에 따라 완전한 진공을 이룰 수 없게 되어 제조공정시 냉각기체가 누출되는 등의 문제가 발생된다. 또한 상기 반도체 웨이퍼(10)를 누르는 힘이 국부적으로 집중되어 반도체 웨이퍼(10)의 모서리 깨짐현상이 유발되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 종래의 웨이퍼 고정장치에 사용되는 클램프는 웨이퍼 에지부분의 반도체 칩에 이온주입이 정상적으로 발생되지 않기 때문에 제품의 수율을 저하시키는 문제점이 있으며, 고정력이 약화되어 설비문제를 발생시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼에서 칩패턴이 형성되지 않은 부분만을 고정시키는 돌기를 불규칙적으로 다수 형성된 클램프를 구비함으로서 반도체 웨이퍼의 수율을 향상시키는 동시에 고정력을 증가시킬 수 있는 반도체 웨이퍼 고정장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 평평한 상면을 갖고 반도체 웨이퍼가 놓여지는 플레튼(Platen)과, 상기 플레튼과 반도체 웨이퍼의 사이에 위치하며 탄성력을 갖는 오링과, 상기 오링에 대향되도록 위치하여 반도체 웨이퍼의 상면을 눌러서 고정시키는 클램프(Clamp)를 구비하는 반도체 웨이퍼 고정장치에 있어서, 상기 클램프는 상기 반도체 웨이퍼의 직경보다 더 큰 내경을 갖는 고리형의 판으로서, 상기 반도체 웨이퍼 상의 칩패턴에 따라 상기 칩패턴과 반도체 웨이퍼 외주면 사이의 간격이 일정치 이상이 되는 위치에 대응되도록 다수의 돌기가 내주면에서 중심을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 고정장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 클램프의 다수의 돌기를 서로 다른 길이를 갖도록 형성되고, 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된다.

결국, 본 발명은 반도체 웨이퍼 표면의 칩패턴에 따라 반도체 칩을 손상시키지 않도록 웨이퍼의 에지부분만을 고정시킴으로서 수율을 향상시키는 동시에 고정력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 고정장치에 사용되는 클램프의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

제4도는 본 발명에 의한 클램프의 형상 및 웨이퍼 고정상태를 나타내는 평면도이다.

반도체 웨이퍼(10)에는 직사각형의 형태로 다수의 칩패턴(11)이 연속적으로 형성된다. 이때, 상기 칩패턴(11)이 형성되지 않은 부분을 에지(edge)라 하며, 상기 각 칩패턴(11)의 최외곽에 나타나는 모서리와 모서리 사이가 가장 넓은 에지를 형성하게 된다.

제4도를 참조하면, 본 발명에 의한 클램프는 반도체 웨이퍼(10)의 직경보다 더 큰 내경을 갖는 고리형의 판으로 형성되고, 상기 반도체 웨이퍼(10)의 칩패턴(11)에 따라 상기 칩패턴(11)이 형성되지 않은 에지부분의 폭이 소정치 이상 되는 위치에 대응되도록 다수의 돌기(51)가 내주면에서 중심을 향하여 돌출형성된다.

상기 다수의 돌기(51)은 서로 다른 길이를 갖도록 형성되고, 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성될 수 있다.

상기 본 발명에 의한 클램프는 제조시 먼저 공정에 사용될 반도체 웨이퍼의 칩패턴을 파악하고, 그에 따라 돌기의 위치를 결정하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 반도체 웨이퍼 고정장치에 사용되는 클램프는 칩패턴이 형성되지 않은 부분을 다수의 위치에서 고정시키기 때문에 공정의 정확성을 높여 제품의 불량을 줄이는 동시에 고정력의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명이 속한 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 가능함은 명백하다.

Claims (3)

1. 평평한 상면을 갖고 반도체 웨이퍼가 놓여지는 플레튼(Platen)과, 상기 플레튼과 반도체 웨이퍼의 사이에 위치하며 탄성력을 갖는 오링과, 상기 오링에 대향되도록 위치하여 반도체 웨이퍼의 상면을 눌러서 고정시키는 클램프(Clamp)를 구비하는 반도체 웨이퍼 고정장치에 있어서, 상기 클램프는 상기 반도체 웨이퍼의 직경보다 더 큰 내경을 갖는 고리형의 판으로서, 상기 반도체 웨이퍼 상의 칩패턴에 따라 상기 칩패턴과 반도체 웨이퍼 외주면 사이의 간격이 일정치 이상이 되는 위치에 대응되도록 다수의 돌기가 내주면에서 중심을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 클램프의 다수의 돌기는 서로 다른 길이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 고정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 클램프의 다수의 돌기는 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 고정장치.