KR20170005762A - 척 테이블 및 세정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 매우 얇은 웨이퍼의 경우에도 웨이퍼를 파손하지 않고 흡인 유지 가능한 척 테이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
환형 프레임의 개구를 덮도록 상기 환형 프레임에 접착된 점착 테이프로 웨이퍼가 지지된 웨이퍼 유닛을 유지하는 척 테이블로서, 상기 환형 프레임의 개구보다 작게 웨이퍼의 직경보다 크게 형성되며, 평탄한 바닥면을 갖는 오목부와, 상기 점착 테이프를 통해 유지한 웨이퍼를 둘러싸는 영역의 상기 오목부의 상기 바닥면 또는 내주면에 형성된 복수의 흡인 구멍과, 상기 복수의 흡인 구멍을 흡인원에 연통시키는 흡인로를 구비하고, 상기 웨이퍼 유닛을 유지할 때에는, 상기 점착 테이프로 덮인 상기 오목부에 부압을 발생시키고, 상기 점착 테이프를 통해 웨이퍼를 상기 바닥면에서 흡인 유지하는 것을 특징으로 한다.
환형 프레임의 개구를 덮도록 상기 환형 프레임에 접착된 점착 테이프로 웨이퍼가 지지된 웨이퍼 유닛을 유지하는 척 테이블로서, 상기 환형 프레임의 개구보다 작게 웨이퍼의 직경보다 크게 형성되며, 평탄한 바닥면을 갖는 오목부와, 상기 점착 테이프를 통해 유지한 웨이퍼를 둘러싸는 영역의 상기 오목부의 상기 바닥면 또는 내주면에 형성된 복수의 흡인 구멍과, 상기 복수의 흡인 구멍을 흡인원에 연통시키는 흡인로를 구비하고, 상기 웨이퍼 유닛을 유지할 때에는, 상기 점착 테이프로 덮인 상기 오목부에 부압을 발생시키고, 상기 점착 테이프를 통해 웨이퍼를 상기 바닥면에서 흡인 유지하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 척 테이블 및 상기 척 테이블을 이용한 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼는, 전기기기의 경박단소화(輕薄短小化)에 따라 보다 얇고 작은 디바이스 칩으로 가공된다. 웨이퍼는, 연삭 장치에 의해 그 이면이 연삭되어 100 ㎛ 이하로 박화되고, 절삭 장치, 레이저 가공 장치 등에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할된다.
박화된 웨이퍼를 절삭 가공할 때, 핸들링성을 높이기 위해서, 환형 프레임에 점착 테이프인 다이싱 테이프로 웨이퍼를 고정시킨 웨이퍼 유닛을 형성한다. 그리고, 웨이퍼 유닛의 다이싱 테이프 너머로 척 테이블에서 웨이퍼를 유지하는데, 다공성 세라믹스로 유지면을 구성한 척 테이블을 이용하여, 균일하게 편차 없이 흡인력을 작용시켜 웨이퍼를 유지하는 것이 일반적이다.
그러나, 유지면이 다공성 세라믹스로 형성되는 척 테이블에서는, 척 테이블로부터 웨이퍼 유닛을 이탈시킬 때에 발생하는 정전기의 억제에 한도가 있었다.
반도체 디바이스의 미세화, 고집적화에 따라, 반도체 디바이스 제조 프로세스에서 발생하는 정전기에 의한 디바이스의 손상 대책은 매우 중요하다. 그래서, 절연체와 도전체로 이루어진 정전기의 발생을 억제하는 척 테이블이 일본 특허 공개 제2010-283286호 공보에 개시되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 제2010-283286호 공보에 개시된 척 테이블은, 흡인 유지부가 다공질 형상이 아니라 흡인용의 복수의 홈을 유지부에 형성하여 웨이퍼를 흡인 유지하고 있기 때문에, 매우 얇은 웨이퍼의 경우, 흡인하는 것만으로 웨이퍼가 홈을 따라 변형하여 파손되어 버릴 우려가 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 매우 얇은 웨이퍼의 경우에도 웨이퍼를 파손하지 않고 흡인 유지 가능한 척 테이블을 제공하는 것이다.
제1항에 기재된 발명에 따르면, 환형 프레임의 개구를 덮도록 상기 환형 프레임에 접착된 점착 테이프로 웨이퍼가 지지된 웨이퍼 유닛을 유지하는 척 테이블로서, 상기 환형 프레임의 개구보다 작게 웨이퍼의 직경보다 크게 형성되며, 평탄한 바닥면을 갖는 오목부와, 상기 점착 테이프를 통해 유지한 웨이퍼를 둘러싸는 영역의 상기 오목부의 상기 바닥면 또는 내주면에 형성된 복수의 흡인 구멍과, 상기 복수의 흡인 구멍을 흡인원에 연통시키는 흡인로를 구비하고, 상기 웨이퍼 유닛을 유지할 때에는, 상기 점착 테이프로 덮인 상기 오목부에 부압을 발생시키고, 상기 점착 테이프를 통해 웨이퍼를 상기 바닥면에서 흡인 유지하는 것을 특징으로 하는 척 테이블이 제공된다.
제2항에 기재된 발명에 따르면, 환형 프레임의 개구를 덮도록 상기 환형 프레임에 접착된 점착 테이프로 웨이퍼가 지지된 웨이퍼 유닛의 상기 웨이퍼를 세정하는 세정 장치로서, 회전 가능하게 지지된 제1항에 기재된 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼에 유체를 공급하는 유체 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세정 장치가 제공된다.
바람직하게는, 세정 장치는, 척 테이블에 유지된 웨이퍼에 이온화 에어를 공급하는 제전 수단을 더 구비하고 있다.
본 발명의 척 테이블에 따르면, 점착 테이프로 덮는 오목부로 밀폐 공간을 형성하고, 이 밀폐 공간에 부압을 발생시켜 웨이퍼를 점착 테이프를 통해 흡인 유지하기 때문에, 강력하게 웨이퍼를 흡인 유지할 수 있다. 흡인 구멍은 웨이퍼로부터 이격된 위치에 형성되어 있기 때문에, 웨이퍼를 파손하지 않고 오목부의 바닥면인 평탄면에서 웨이퍼를 강력하게 유지할 수 있다.
도 1의 (A)는 웨이퍼 유닛의 사시도, 도 1의 (B)는 웨이퍼 유닛의 단면도이다.
도 2는 본 발명 실시형태에 따른 척 테이블을 채용한 스피너 세정 장치의 일부 파단 사시도이다.
도 3은 웨이퍼 유닛을 유지하기 전의 본 발명 실시형태에 따른 척 테이블의 종단면도이다.
도 4는 웨이퍼 유닛을 유지한 상태의 척 테이블의 종단면도이다.
도 2는 본 발명 실시형태에 따른 척 테이블을 채용한 스피너 세정 장치의 일부 파단 사시도이다.
도 3은 웨이퍼 유닛을 유지하기 전의 본 발명 실시형태에 따른 척 테이블의 종단면도이다.
도 4는 웨이퍼 유닛을 유지한 상태의 척 테이블의 종단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1의 (A)를 참조하면, 웨이퍼 유닛(19)의 사시도가 도시되어 있다. 도 1의 (B)는 웨이퍼 유닛(19)의 단면도이다.
반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고 약칭하는 경우가 있음)(11)의 표면에는 복수의 분할 예정 라인(스트리트)(13)이 격자형으로 형성되어 있음과 더불어, 분할 예정 라인(13)으로 구획된 각 영역에 IC, LSI 등의 디바이스(15)가 형성되어 있다.
웨이퍼 유닛(19)은, 환형 프레임(F)의 개구(17)를 덮도록 외주부가 환형 프레임(F)에 접착된 점착 테이프인 다이싱 테이프(T)에 웨이퍼(11)의 이면이 접착되어 구성되어 있다. 즉, 웨이퍼 유닛(19)에서는, 웨이퍼(15)는 다이싱 테이프(T)를 통해 환형 프레임(F)에 지지되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명 실시형태에 따른 척 테이블(16)을 구비한 스피너 세정 장치(12)의 일부 파단 사시도가 도시되어 있다. 도면 부호 14는 스피너 세정 장치(12)의 하우징이고, 하우징(14) 내에 척 테이블(16)이 회전 가능 또한 상승 위치인 웨이퍼 반출입 위치와 하강 위치인 세정 위치 사이에서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.
도 3 및 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 척 테이블(16)은, SUS, 알루미늄 합금 등의 금속으로 형성된 테이블 베이스(18)와, 테이블 베이스(18)에 고정된 수지로 형성된 유지 테이블(20)을 포함하고 있다. 유지 테이블(20)을 형성하는 수지로는, 불소 수지, 폴리아세탈 수지 등을 사용할 수 있다.
유지 테이블(20)의 상면에는 원형 오목부(22)가 형성되어 있고, 원형 오목부(22)는 환형 볼록부(24)로 둘러싸여 있다. 원형 오목부(22)의 직경은, 환형 프레임(F)의 개구(17)보다 작게 웨이퍼(11)의 직경보다 크게 형성되어 있고, 원형 오목부(22)의 바닥면(22a)은 평탄면으로 형성되어 있다.
원형 오목부(22)의 바닥면(22a)의 외주부에는 복수의 흡인 구멍(26)이 형성되어 있다. 이들 흡인 구멍(26)이 형성된 위치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 유닛(19)이 척 테이블(16)에 흡인 유지되었을 때, 웨이퍼(11)의 외주보다 외측의 위치인 것이 중요하다.
흡인 구멍(26)은 흡인로(28, 30) 및 전자 전환 밸브(32)를 통해 흡인원(34)에 접속되어 있다. 특별히 도시하지 않지만, 흡인 구멍(26)을 원형 오목부(22)의 바닥면(22a)에 형성하지 않고, 원형 오목부(22)의 내주면에 형성하도록 하여도 좋다. 혹은, 흡인 구멍(26)을 원형 오목부(22)의 바닥면(22a)에 덧붙여 원형 오목부의 내주면에 형성하도록 하여도 좋다.
본 실시형태의 척 테이블(16)에서는, 척 테이블(16)은 도체인 테이블 베이스(18)와 절연체인 유지 테이블(20)로 구성되어 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체인 웨이퍼(11)가 척 테이블(16)에 흡인 유지된 상태에서는, 반도체인 웨이퍼(11)와 테이블 베이스(18) 사이에, 절연체인 유지 테이블(20)이 끼워져 있다. 이것은 2장의 도체 사이에 절연체를 끼운 평행 콘덴서와 유사한 구조라고 생각된다.
평행 콘덴서에서는, 콘덴서의 용량이 작으면 작을수록 대전량이 작아진다. 본 실시형태의 척 테이블(16)에서는, 유지 테이블(20) 전체가 수지로 형성되어 있기 때문에, 전하가 모이기 어려워 대전량이 항상 작게 억제된다.
정전 파괴는, 웨이퍼(11) 내에서의 전자의 이동에 기인하는 것으로서, 전자의 이동은 모인 전하가 방전되었을 때에 발생하지만, 본 실시형태의 척 테이블(16)은 대전량이 항상 작게 억제되기 때문에, 웨이퍼(11) 내에서의 전자의 이동도 발생하기 어렵게 되어 방전이 일어나기 어렵게 되고, 결과적으로 정전 파괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 스피너 세정 장치(12)는 유체 공급 유닛(38)을 구비하고 있다. 유체 공급 유닛(38)은, 순수 공급원 및 에어원에 선택적으로 접속되는 파이프(40)와, 파이프(40)에 끼워 맞춰지고 파이프(40)에 대하여 회동 가능한 조인트(42)와, 조인트(42)에 일단부가 연결된 세정수 노즐(44) 및 에어 노즐(46)로 구성된다. 이들 노즐(44, 46)은 수평 선회 가능하게 지지되어 있다.
도면 부호 48은 제전 유닛이며, 척 테이블(16)의 상면에 이온화 에어를 분사하는 이온화 에어 노즐(50)과, 이온화 에어 노즐(50)의 일단부가 연결된 회전 실린더(52)와, 회전 실린더(52)에 접속된 에어를 이온화하는 이온화 에어 생성원(54)을 포함하고 있다.
이하, 전술한 실시형태에 따른 스피너 세정 장치(12)의 작용에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 스피너 세정 장치(12)는, 절삭 블레이드에 의해 웨이퍼(11)를 다이싱하는 절삭 장치에 설치되어 있다.
다이싱이 종료된 웨이퍼(11)를 지지한 웨이퍼 유닛(19)은, 반송 장치에 의해 스피너 세정 장치(12)의 바로 위에 위치된다. 계속해서, 스피너 세정 장치(12)의 척 테이블(16)이 상승하여 웨이퍼 반입 위치에 위치되고, 웨이퍼 유닛(19)이 스피너 세정 장치(12)의 척 테이블(16) 상에 배치되며, 환형 프레임(F)이 도시하지 않은 클램프에 의해 고정된다.
계속해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 전자 전환 밸브(32)를 연통 위치로 전환하여, 흡인 구멍(26)을 흡인로(28, 30)를 통해 흡인원(34)에 접속함으로써, 원형 오목부(22) 내에 부압을 발생시키고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이싱 테이프(T)를 원형 오목부(22)의 바닥면(22a)에 흡인하고, 웨이퍼(11)를 다이싱 테이프(T)를 통해 원형 오목부(22)의 바닥면(22a)에서 흡인 유지한다.
흡인 구멍(26)은 웨이퍼(11)보다 외주 부분의 유지면(22a)에 개구되어 있기 때문에, 다이싱 테이프(T)를 통해 흡인 유지된 웨이퍼(11)의 하측에는 흡인 구멍이 존재하지 않고, 웨이퍼(11)는 다이싱 테이프(T)를 통해 원형 오목부(22)의 바닥면(22a)에 밀착된다. 따라서, 웨이퍼(11)가 50 ㎛ 정도로 박화된 웨이퍼라도, 흡인 유지된 웨이퍼(11)가 흡인 구멍(26)을 따라 변형되지 않고 웨이퍼(11)의 파손이 완전히 방지된다.
다시 도 2를 참조하면, 척 테이블(16)은 회전축(36)에 연결되어 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 세정 위치에서 웨이퍼(11)를 다이싱 테이프(T)를 통해 흡인 유지하였다면, 척 테이블(16)을 예컨대 800 rpm으로 회전시킴과 더불어, 세정수 노즐(44)을 왕복 선회하면서 세정수 노즐(44)의 선단으로부터 세정수를 분사한다.
세정수는 자전하는 웨이퍼(11)의 상면에 남김없이 토출되고, 웨이퍼(11)에 부착되어 있는 절삭 부스러기 등의 오염 성분을 세정수로 씻어낸다. 미리 정해진 세정 시간이 경과하면, 세정수의 공급을 정지시켜 세정수 노즐(44)을 도 2에 도시된 대피 위치로 대피시킨다.
계속해서, 척 테이블(16)의 회전 속도를 예컨대 3000 rpm 정도까지 상승하고, 웨이퍼(11)에 부착되어 있는 세정수를 원심력에 의해 불어 날려 버린다. 이것과 동시에, 에어 노즐(46)이 왕복 선회하면서 에어 노즐(46)의 선단으로부터 고압의 건조 에어를 토출시킨다.
건조 에어는 자전하는 웨이퍼(11)의 상면에 남김없이 확산되고, 원심력에 의한 세정수를 불어 날려 버리는 작용과 함께 웨이퍼(11)는 신속하게 건조된다. 미리 정해진 건조 시간이 경과하면, 건조 에어의 공급이 정지되어 에어 노즐(46)이 도 2에 도시된 대피 위치로 대피한다.
웨이퍼(11)의 세정 및 건조가 종료되면, 척 테이블(16)이 상승하여 반출 위치에 위치되고, 웨이퍼(11)의 흡인이 해제되어 도시하지 않은 반송 장치에 의해 웨이퍼 유닛(19)이 다음 공정이 실시되는 장소로 반송된다.
웨이퍼 유닛(19)을 스피너 세정 장치(12)로부터 반출한 후, 이온화 에어 노즐(50)이 왕복 선회하면서 이온화 에어가 척 테이블(16)의 표면 전체면에 분사된다. 미리 정해진 이온화 에어 분사 시간이 경과하면 이온화 에어의 분사를 정지시키고, 다음에 반송되어 오는 웨이퍼 유닛(19)의 세정 처리에 대비되게 된다.
전술한 실시형태의 척 테이블(16)에서는, 다이싱 테이프(T)로 덮는 원형 오목부(22)로 밀폐 공간을 형성하고, 이 밀폐 공간에 부압을 발생시켜 웨이퍼(11)를 다이싱 테이프(T)를 통해 흡인 유지하기 때문에, 강력하게 웨이퍼(11)를 유지할 수 있다.
웨이퍼(11)를 흡인 유지할 때, 웨이퍼(11)는 흡인 구멍(26)과 이격된 위치에서 흡인 유지되기 때문에, 평탄면인 원형 오목부(22)의 바닥면(22a)에서 웨이퍼(11)를 강력하게 흡인 유지할 수 있다.
전술한 실시형태에서는, 본 발명의 척 테이블(16)을 스피너 세정 장치(12)의 스피너 테이블로서 이용한 예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 흡인 구멍이나 흡인 홈을 이용하여 흡인력을 발생시키는 타입의 외주에 볼록부가 있어도 문제가 없는 척 테이블 전반에 적용하는 것이 가능하다.
11 : 반도체 웨이퍼
12 : 스피너 세정 장치
16 : 척 테이블 18 : 테이블 베이스
19 : 웨이퍼 유닛 20 : 유지 테이블
22 : 원형 오목부 24 : 환형 볼록부
26 : 흡인 구멍 28, 30 : 흡인로
34 : 흡인원 38 : 유체 공급 유닛
44 : 세정수 노즐 46 : 에어 노즐
48 : 제전 유닛 50 : 이온화 에어 노즐
T : 점착 테이프(다이싱 테이프) F : 환형 프레임
16 : 척 테이블 18 : 테이블 베이스
19 : 웨이퍼 유닛 20 : 유지 테이블
22 : 원형 오목부 24 : 환형 볼록부
26 : 흡인 구멍 28, 30 : 흡인로
34 : 흡인원 38 : 유체 공급 유닛
44 : 세정수 노즐 46 : 에어 노즐
48 : 제전 유닛 50 : 이온화 에어 노즐
T : 점착 테이프(다이싱 테이프) F : 환형 프레임
Claims (3)
- 환형 프레임의 개구를 덮도록 상기 환형 프레임에 접착된 점착 테이프로 웨이퍼가 지지된 웨이퍼 유닛을 유지하는 척 테이블로서,
상기 환형 프레임의 개구보다 작게 웨이퍼의 직경보다 크게 형성되며, 평탄한 바닥면을 갖는 오목부와,
상기 점착 테이프를 통해 유지한 웨이퍼를 둘러싸는 영역의 상기 오목부의 상기 바닥면 또는 내주면에 형성된 복수의 흡인 구멍과,
상기 복수의 흡인 구멍을 흡인원에 연통시키는 흡인로를 구비하고,
상기 웨이퍼 유닛을 유지할 때에는, 상기 점착 테이프로 덮인 상기 오목부에 부압을 발생시키고, 상기 점착 테이프를 통해 웨이퍼를 상기 바닥면에서 흡인 유지하는 것을 특징으로 하는 척 테이블. - 환형 프레임의 개구를 덮도록 상기 환형 프레임에 접착된 점착 테이프로 웨이퍼가 지지된 웨이퍼 유닛의 상기 웨이퍼를 세정하는 세정 장치로서,
회전 가능하게 지지된 제1항에 기재된 척 테이블과,
상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼에 유체를 공급하는 유체 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세정 장치. - 제2항에 있어서, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼에 이온화 에어를 공급하는 제전 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 세정 장치.
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