KR20210084058A - 기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템 - Google Patents

기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210084058A
KR20210084058A KR1020190176980A KR20190176980A KR20210084058A KR 20210084058 A KR20210084058 A KR 20210084058A KR 1020190176980 A KR1020190176980 A KR 1020190176980A KR 20190176980 A KR20190176980 A KR 20190176980A KR 20210084058 A KR20210084058 A KR 20210084058A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
disposed
semiconductor substrate
cavity
substrate
adsorption unit
Prior art date
Application number
KR1020190176980A
Other languages
English (en)
Inventor
노희석
최상일
전성기
조봉수
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020190176980A priority Critical patent/KR20210084058A/ko
Priority to US16/990,370 priority patent/US11450549B2/en
Priority to CN202011535095.9A priority patent/CN113053797A/zh
Publication of KR20210084058A publication Critical patent/KR20210084058A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/065—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum provided with separating means for releasing the gripped object after suction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/065—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum provided with separating means for releasing the gripped object after suction
    • B25J15/0658—Pneumatic type, e.g. air blast or overpressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/0691—Suction pad made out of porous material, e.g. sponge or foam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 반도체 기판이 흡착되는 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지며, 상기 제1 면은 중앙 영역에 배치된 캐비티 및 상기 캐비티를 둘러싸도록 가장자리에 배치되며 부압을 형성하여 상기 반도체 기판을 흡착하는 흡착부가 배치된 몸체부; 및 상기 제2 면에 연결되며 상기 몸체부를 지지하는 연결부;를 포함하며, 상기 캐비티는, 상기 제1 및 제2 면을 관통하여 상기 캐비티를 외부공간과 연결하는 적어도 하나의 통공이 배치된 저면, 및 상기 제1 면 및 상기 저면을 관통하며 상기 제1 면에 대하여 2.9° 내지 5°의 경사를 갖는 측면을 갖는 기판 이송 장치를 제공한다.

Description

기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템{SEMICONDUCTOR SUBSTRATE TRANSFER APPARATUS AND SUBSTRATE TRANSFER SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템에 관한 것이다.
반도체 칩의 경박 단소화로 인해, 반도체 칩을 제조하는데 사용되는 반도체 기판을 얇게 하기 위한 지속적인 요구가 있다. 이를 위하여, 반도체 기판을 얇게 하는 이면 연삭 공정을 수행하고 있으나, 연삭된 반도체 기판을 이송하는 과정에서, 반도체 기판에 부착된 파티클들에 의해 반도체 기판을 이송하는 기판 이송 장치의 흡착면이 오염될 수 있다. 이와 같이, 기판 이송 장치에 부착된 파티클들은 이송되는 다른 반도체 기판을 손상시킬 수 있으며, 반도체 기판 상에 형성된 반도체 칩의 손상을 가져올 수 있다. 이에 따라, 반도체 기판 상에 파티클들이 부착되어 있더라도, 다른 반도체 기판 및 반도체칩을 손상시키는 것을 방지하기 위한 연구가 계속되고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제 중 하나는, 반도체 기판을 진공 흡입하여 이송하는 과정에서 반도체 기판의 손상이 감소되는 기판 이송 장치 및 기판 이송 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시예는, 반도체 기판이 흡착되는 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지며, 상기 제1 면은 중앙 영역에 배치된 캐비티 및 상기 캐비티를 둘러싸도록 가장자리에 배치되며 부압을 형성하여 상기 반도체 기판을 흡착하는 흡착부가 배치된 몸체부; 및 상기 제2 면에 연결되며 상기 몸체부를 지지하는 연결부;를 포함하며, 상기 캐비티는, 상기 제1 및 제2 면을 관통하여 상기 캐비티를 외부공간과 연결하는 적어도 하나의 통공이 배치된 저면, 및 상기 제1 면 및 상기 저면을 관통하며 상기 제1 면에 대하여 2.9° 내지 5°의 경사를 갖는 측면을 갖는 기판 이송 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 반도체 기판이 흡착되는 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지며, 상기 제1 면은 중앙 영역에 배치된 캐비티 및 상기 캐비티를 둘러싸도록 가장자리에 배치되며 부압을 형성하여 상기 반도체 기판을 흡착하는 흡착부가 배치된 몸체부를 포함하며, 상기 캐비티는, 상기 제1 및 제2 면을 관통하여 상기 캐비티를 외부공간과 연결하는 적어도 하나의 통공이 배치된 저면, 및 경사진 측면을 가지며, 상기 저면은 상기 제1 면에 대하여 0.5mm 내지 1mm의 단차를 갖는 기판 이송 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 상면에 안착된 반도체 기판에 연삭 공정을 수행하는 척 테이블; 및 상기 척 테이블의 상부에 배치되며, 상기 연삭 공정이 수행된 반도체 기판을 흡착하여 이송하는 기판 이송 장치;를 포함하며, 상기 기판 이송 장치는, 상기 반도체 기판이 흡착되는 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지며, 상기 제1 면은 중앙 영역에 배치된 캐비티 및 상기 캐비티를 둘러싸도록 가장자리에 배치되며 부압을 형성하여 상기 반도체 기판을 흡착하는 흡착부가 배치된 몸체부; 및 상기 제2 면에 연결되며 상기 몸체부를 지지하는 연결부;를 포함하며, 상기 캐비티는, 상기 제1 및 제2 면을 관통하여 상기 캐비티를 외부공간과 연결하는 적어도 하나의 통공이 배치된 저면, 및 상기 제1 면 및 상기 저면을 관통하며 상기 제1 면에 대하여 2.9° 내지 5°의 경사를 갖는 측면을 갖는 기판 이송 시스템을 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템은 반도체 기판 이송과정에서 반도체 기판의 손상을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 시스템을 개략적으로 도시한 부분 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'방향에서 본 측단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 경사면의 다양한 실시예이다.
도 5는 도 2의 II 방향에서 본 평면도이다.
도 6은 도 5에서 흡착판을 제거하고 바라본 평면도이다.
도 7 및 도 8은 도 5의 저면에 형성된 통공의 다양한 실시예이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 부압 제거 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 통공이 형성되지 않은 비교예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 다음과 같이 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 시스템에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 시스템을 개략적으로 도시한 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I'방향에서 본 측단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 시스템(1)은 반도체 기판(W)이 안착되는 척 테이블(Chuck Table)(CT) 및, 척 테이블(CT)에 안착된 반도체 기판(W)을 흡착하여 이송하는 기판 이송 장치(10)를 포함할 수 있다. 일 실시예의 기판 이송 시스템(1)은 반도체 기판(W)의 두께를 얇게 하기 위한 이면 연삭(Back Grinding) 장비에 적용될 수 있으며, 이면 연삭 장비의 공정 챔버 내부에 배치될 수 있다.
척 테이블(CT)의 상면에는 피처리 공정을 거친 반도체 기판(W)이 배치될 수 있다. 반도체 기판(W)은 원형의 웨이퍼(wafer)일 수 있다. 반도체 기판(W)의 일면에는 반도체층(Wa)이 형성되어 있을 수 있으며, 반도체층(Wa)은 척 테이블(CT)과 마주하도록 반도체 기판(W)의 하면(W1)에 배치될 수 있다. 따라서, 반도체 기판(W)의 상면(W2)은 척 테이블(CT) 상에 상부를 향하여 배치되며, 하면(W1)은 척 테이블(CT)을 마주하도록 배치될 수 있다. 기판 이송 장치(10)는 반도체 기판(W)의 상면(W2)을 흡착할 수 있다. 반도체 기판(W)은 피처리 공정을 위해 척 테이블(CT)에 진공에 의해 흡착되어 있을 수 있다. 일 실시예의 경우, 피처리 공정은 반도체 기판(W)의 상면을 연삭(grinding)하는 공정일 수 있다. 척 테이블(CT)은 연삭 공정이 수행된 이후에, 흡착된 반도체 기판(W)에 공기를 분사하여, 척 테이블(CT)과 반도체 기판(W)을 분리하며, 이때, 기판 이송 장치(10)는 분리된 반도체 기판(W)을 진공 흡입하여 이송할 수 있다.
반도체층(Wa)에는 복수의 반도체 다이가 형성될 수 있다. 상부에서 보았을 때, 반도체층(Wa)의 중앙 영역에는 정상 동작하는 것으로 확인된 노운 굿 다이(Known Good Die)가 배치될 수 있으며, 중앙 영역의 가장자리 영역에는 더미 다이(Dummy Die)가 배치될 수 있다. 일 실시예의 경우, 반도체 기판(W)은 304mm ~ 307mm의 직경을 가지는 반도체 웨이퍼일 수 있으며, 연삭 공정이 수행된 이후에는 30㎛ ~ 50㎛의 두께일 수 있다.
척 테이블(CT)에서는 반도체 기판(W)의 상면(W2)을 연삭하는 공정이 수행될 수 있으며, 이 과정에서, 반도체 기판(W)의 상면(W2)에는 연삭 부산물인 파티클들(particles)(P)이 부착될 수 있다. 이러한 파티클들(P)은, 기판 이송 장치(10)가 반도체 기판(W)을 흡착하는 과정에서 반도체 기판(W)에 흠집 또는 균열(Crack)을 발생시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 반도체 기판(W)의 흠집 또는 균열로 인해, 반도체 기판(W)에 형성된 반도체층이 손상되어 반도체 칩의 불량을 야기할 수 있다. 또한, 파티클들(P)은 기판 이송 장치(10)가 반도체 기판(W)과 접하는 부분을 오염시켜, 이후에 이송되는 다른 반도체 기판(W)에 흠집을 내거나 반도체층을 균열시킬 수 있다. 일 실시예의 기판 이송 시스템은 반도체 기판(W)에 파티클들(P)이 부착되어 있더라도, 반도체 기판의 균열 또는 반도체 칩의 손상이 감소될 수 있다. 이에 관해서는 자세하게 후술한다.
기판 이송 장치(10)는 반도체 기판(W)을 흡착하는 몸체부(100)와 몸체부(100)를 지지하는 연결부(200)를 포함할 수 있다.
몸체부(100)는 반도체 기판(W)과 접하는 제1 면(111) 및 이와 대향하는 제2 면(112)을 가지며, 원형의 베이스(110)로 이루어질 수 있다. 다만, 몸체부(100)의 형상은 원형에 한정하는 것은 아니며, 사각형 등의 다각형 형상일 수도 있다. 베이스(110)는 세라믹(ceramic)으로 이루어질 수 있다. 베이스(110)는 후술하는 캐비티(120)가 제1 면(111)에 형성되기에 충분한 두께로 형성될 수 있다.
몸체부(100)의 제1 면(111)은 반도체 기판(W)이 흡착되는 면으로 제공될 수 있으며, 제2 면(112)은 연결부(200)가 부착되는 영역으로 제공될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
도 2를 참조하면, 몸체부(100)의 제1 면(111)은 반도체 기판(W)이 흡착되는 면으로, 반도체 기판(W)과 직접 접촉하는 접촉영역(CA)과 직접 접촉하지 않는 비접촉영역(NCA)을 가질 수 있다. 접촉영역(CA)은 제1 면(111)의 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 비접촉영역(NCA)은 제1 면(111)의 가장자리에 접촉영역(CA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 접촉영역(CA)은 반도체 기판(W)의 더미 다이가 배치된 영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 따라서, 접촉영역(CA)은 반도체 기판(W) 중 더미 다이와 대응되는 영역 내에 제한적으로 배치되므로, 접촉영역(CA) 내에 파티클들(P)이 부착되더라도 노운 굿 다이가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
도 3을 참조하면, 접촉영역(CA)에는 반도체 기판(W)을 흡착하기 위한 부압(negative pressure)을 형성하는 흡착부(130)가 배치될 수 있다. 흡착부(130)는 흡착판(132)을 통해 공기를 흡입함으로써 주변 영역에 부압을 형성할 수 있다.
흡착부(130)는 제1 면(111)의 가장자리에 배치된 홈부(131), 배기공(133) 및 홈부(131)에 삽입된 흡착판(132)을 포함할 수 있다. 홈부(131)는 접촉영역(CA) 내에 소정의 깊이로 형성될 수 있으며, 홈부(131)의 저면에는 배기공(133)이 배치될 수 있다. 배기공(133)은 홈부(131)의 저면과 몸체부(100)의 제2 면(112)이 연결되도록 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 배기공(133)은 홈부(131)의 저면에 방사상으로 배치될 수 있다. 다만, 배기공(133)의 배치는 도 6에 도시된 것에 한정하지 않으며, 실시예에 따라 변형될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배기공(133)은 연결부(200)의 연결공(230)을 통해 진공원(300)과 연결될 수 있다. 홈부(131)에는 다공성 재질의 흡착판(132)이 삽입되어, 공기를 흡입하면서도 반도체 기판을 부착하기에 충분한 지지력을 제공할 수 있다. 일 실시예의 경우, 흡착판(132)은 다공성 세라믹으로 이루어질 수 있다.
비접촉영역(NCA)에는 캐비티(120)가 배치되어, 반도체 기판(W)에 파티클들(P)이 부착되더라도, 캐비티(120)에 의해 몸체부(100)와 파티클들(P)이 직접 접촉하는 것이 방지될 수 있다.
캐비티(120)는 몸체부(100)의 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 흡착된 반도체 기판(W)의 표면에 부착된 파티클들(P)이 닿지 않을 정도의 단차(D)를 가질 수 있다. 일 실시예의 경우, 캐비티(120)는 0.5mm ~ 1mm의 단차(D)를 갖도록 형성될 수 있다. 캐비티(120)의 단차(D)가 0.5mm 미만인 경우에는, 반도체 기판(W)의 연삭 공정에서 발생하는 파티클들(P)의 평균적인 크기보다 작게 되어, 캐비티(120)의 저면(121)에 파티클들(P)이 부착될 수 있다. 또한, 캐비티(120)의 단차(D)가 1mm를 초과하는 경우에는, 연삭된 반도체 기판(W)의 두께에 비해 캐비티(120)의 단차(D)가 과도하게 커져, 척 테이블(CT)에서 반도체 기판(W)을 분리하는 과정에서 분사되는 공기의 에 의한 공기의 압력에 의해 반도체 기판(W)의 변형을 방지하는 효과가 감소될 수 있다.
캐비티(120)의 저면(121)은 평면으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 실시예에 따라서는 곡면으로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 캐비티(120)의 저면(121)에는 하나 이상의 통공(123)이 배치될 수 있다. 통공(123)은 캐비티(120)의 저면(121)과 몸체부(100)의 제2 면(112)을 관통하도록 형성되어, 제1 면(111)에 반도체 기판(W)이 흡착된 경우에도 외부의 공기가 통공(123)을 통해 캐비티(120) 내부로 유입될 수 있다. 따라서, 캐비티(120)의 내부 기압이 공정 챔버 내부의 기압과 동일하게 유지하여, 캐비티(120) 내부가 부압 상태가 되는 것이 방지될 수 있다.
이에 대하여, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예의 부압 제거 효과를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 통공이 형성되지 않은 비교예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 반도체 기판(W)이 흡착되는 과정에서, 흡착부(3130)는 주위의 공기를 흡기하여 배기공(3133)으로 배출(F3)한다. 이 과정에서, 캐비티(3121) 내의 공기도 흡기되므로, 캐비티(3121) 내부의 기압은 외부보다 낮은 부압 상태가 되게 된다. 연삭 과정을 거친 반도체 기판(W)은 매우 얇아지게 되어 외부의 압력에 취약한 상태가 되는 데, 이러한 반도체 기판(W)을 몸체부(100)에 부착할 경우, 캐비티(120)의 부압에 의해, 반도체 기판(W)의 중앙영역이 캐비티(3120)의 저면(3121) 방향(DT)으로 오목해지는 변형이 발생할 수 있다. 이러한 변형이 발생하면, 반도체 기판(W)에 균열(CR)이 발생하거나, 반도체층(Wa)에 형성된 반도체칩이 깨지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 반도체 기판(W)이 오목해지면, 반도체 기판(W)에 부착된 파티클들(P)과 캐비티(3120)의 저면(3121) 사이의 간격이 가까워져, 파티클들(P)이 캐비티(120)의 저면(121)에 부착되는 오염이 발생할 수 있다.
반면에, 도 9에 도시된 바와 같이, 일 실시예의 경우, 흡착부(130)가 주위의 공기를 흡기하여 배기공(133)을 통해 공기를 흡기하여 배기공(133)으로 배출(F1)되면, 통공(123)을 통해 외부의 공기가 유입(F2)될 수 있다. 따라서, 캐비티(120)가 부압 상태가 되는 것이 방지되어, 반도체 기판(W) 및 반도체층(Wa)의 반도체칩이 손상되는 것이 방지될 수 있다.
통공(123)은 원형으로 형성될 수 있으며, 캐비티(120) 저면에 적어도 한 개가 배치될 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 통공(123)은 캐비티(120)의 저면에 복수개가 배치될 수 있다. 일 실시예의 경우, 복수개의 통공(123)은 저면(121)의 중심(C)을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다. 또한, 복수의 통공(123)의 크기는 모두 같을 수 있으나, 실시예에 따라서는 복수의 통공(123)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 도 7은 통공(1123)이 복수의 통공(1123a ~ 1123c)로 이루어진 경우, 복수의 통공(1123a ~ 1123c)의 크기가 캐비티(120)의 중심에서 가장자리로 갈수록 점점 커지게 배치된 실시예이다. 즉, 통공(1123)의 크기가 캐비티(120)의 중심에서 가장 자리로 갈수록 순차적 커지도록 배치된 경우이다. 따라서, 캐비티(1121)의 가장자리에 배치된 통공(1123c)의 크기가 다른 영역에 형성된 통공(1123a, 1123b)에 비해 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 이를 통해, 척 테이블(CT)에서 반도체 기판(W)을 공기 분사하여 척 테이블(CT)과 반도체 기판(W)을 분리한 과정에서, 척 테이블(CT)에서 분사된 공기의 압력에 의해 분리된 반도체 기판(W)에 의해, 캐비티(120)의 측면(122)을 향해 가압되는 공기를 신속하게 배출할 수 있다. 따라서, 척 테이블(CT)에서 반도체 기판(W)을 분리하는 과정에서 반도체 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 몸체부(2100)의 캐비티(2120)의 저면(2121)에는 반도체 기판을 지지하기 위한 돌기(2124)가 더 배치될 수 있다. 돌기(2124)는 복수의 통공(2123) 사이에 배치되어 척 테이블에서 분사된 공기의 압력에 의해 분리된 반도체 기판이 흡착부에 부착되는 과정에서 반도체 기판을 지지하여 반도체 기판이 캐비티의 저면을 항해 오목하게 휘어지는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 캐비티(120)의 측면(122)은 곡면의 경사면으로 형성될 수 있다. 측면(122)은 흡착부(130)에서 캐비티(120)의 저면(121)을 향하여 하향 경사지면서도, 볼록한 곡면을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 캐비티(120)의 측면(122)은, 반도체 기판(W)이 부착되었을 때에 반도체 기판(W)과 접하는 접촉점(PT1)의 각도(θ1)가 소정의 범위가 되도록 배치할 수 있다. 일 실시예의 경우, 소정의 범위는 2.9° ~ 5°일 수 있다.
반도체 기판(W)이 척 테이블(CT)의 공기 분사에 의해 분리되는 과정에서, 반도체 기판(W)의 접촉영역(CA)은 흡착부(130)에 부착되어 고정되나, 비접촉영역(NCA)은 고정되지 못하여 캐비티(120)의 저면(121) 방향으로 휘어질 수 있다. 따라서, 흡착부(130)에 부착된 영역과 부착되지 못하는 경계인 접촉점(PT1)에서는 균열이 발생할 수 있다. 일 실시예는 접촉점(PT1)의 각도를 2.9° ~ 5°의 작은 각도로 배치함으로써, 반도체 기판(W)에서 균열이 발생하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 캐비티(120)의 측면(122)은 복수의 곡면들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 측면(122)은 제1 곡면(122a)과 제2 곡면(122b)으로 이루어질 수 있다. 제1 곡면(122a)과 제2 곡면(122b)은 서로 다른 곡률 반경을 갖는 곡면일 수 있다. 제2 곡면(122b)은 캐비티(120)의 저면(121)으로 갈수로 점점 곡률 반경이 점진적으로 증가하도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 곡면(122b)의 곡률 반경의 최소값은 제1 곡면(122a)의 곡률 반경보다 크도록 형성될 수 있다. 따라서, 반도체 기판(W)이 접하는 제1 곡면(122a)의 접촉점(PT2)의 각도를 소정의 각도 범위로 유지하면서도, 제2 곡면(122b)은 제1 곡면(122a) 보다 완만한 곡면을 가질 수 있다. 일 실시예의 경우, 제1 곡면(122a)은 캐비티(120)의 단차(D) 가 1mm인 경우, 0.5mm의 곡률 반경으로 볼록하게 형성되어, 반도체 기판(W)과 접촉하는 지점의 각도가 2.9° ~ 5°의 범위를 유지하게 할 수 있다. 또한, 제2 곡면(122b)은 0.5mm보다 큰 곡률 반경을 갖도록 오목하게 형성되어 제1 곡면(122a)과 저면(121)을 자연스럽게 연결할 수 있다.
측면(122)에 제1 곡면(122a)과 제2 곡면(122b)이 형성된 일실시예와, 측면이 수직면으로만 형성된 비교예1 및, 곡면이 형성되었으나 제1 곡면만 형성된 비교예2에서, 각각의 반도체 칩의 손상 정도를 비교한 결과, 하기의 표 1과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 일 실시예는 비교예2에 비교할 때, 손상 정도가 82% 감소하였으며, 비교예2와 비교하면 손상정도가 81% 감소하는 것으로 측정되었다. 따라서, 반도체 칩의 손상이 방지되는 효과가 더욱 증가하는 것을 알 수 있다.
비교예1 비교예2 실시예
칩 손상정도(MPa)(Chip Stress) 117.9 109.4 20.6
몸체부(100)를 로봇 암(robot arm)과 같은 이동수단에 연결하여, 몸체부(100)가 반도체 기판(W)을 흡착하여 척 테이블(CT)에서 분리하여 이송하도록 할 수 있다. 연결부(200)는 몸체부(100)의 제2 면(112)에 부착되는 몸체 연결부(210)와 로봇 암에 연결되는 로봇 암 연결부(220)를 포함할 수 있다. 몸체 연결부(210)와 로봇 암 연결부(220)의 내부에는 연결공(230)이 형성되어, 배기공(133)을 진공원(300)과 연결시킬 수 있다.
연결부(200)는 몸체부(100)를 척 테이블(CT)의 상부로 이송하여, 몸체부(100)의 흡착부(130)가 반도체 기판(W)의 더미 다이가 배치된 영역과 대응되도록 정렬하고, 몸체부(100)를 하강하여 흡착부(130)가 더미 다이가 배치된 영역에 제한적으로 흡착하도록 할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
1: 기판 이송 시스템
10: 기판 이송 장치
100: 몸체부
110: 베이스
111: 제1 면
112: 제2 면
120: 캐비티
130: 흡입부
131: 홈부
132: 흡착판
200: 연결부
CT: 척 테이블

Claims (20)

  1. 반도체 기판이 흡착되는 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지며, 상기 제1 면은 중앙 영역에 배치된 캐비티 및 상기 캐비티를 둘러싸도록 가장자리에 배치되며 부압을 형성하여 상기 반도체 기판을 흡착하는 흡착부가 배치된 몸체부; 및
    상기 제2 면에 연결되며 상기 몸체부를 지지하는 연결부;를 포함하며,
    상기 캐비티는,
    상기 제1 및 제2 면을 관통하여 상기 캐비티를 외부공간과 연결하는 적어도 하나의 통공이 배치된 저면, 및 상기 제1 면 및 상기 저면을 관통하며 상기 제1 면에 대하여 2.9° 내지 5°의 경사를 갖는 측면을 갖는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측면은 곡면으로 이루어지며,
    상기 곡면은 상기 흡착부와 인접하는 제1 곡면 및 상기 제1 곡면과 상기 저면의 사이에 배치된 제2 곡면을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 곡면은 각각 서로 다른 곡률 반경을 갖는 곡면으로 이루어진 기판 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 곡면은 상기 저면으로 갈수록 곡률 반영이 점진적으로 증가하는 기판 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 곡면의 곡률 반경의 최소값은 상기 제1 곡면의 곡률 반경보다 큰 기판 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부는,
    상기 가장자리에 배치되며 상기 캐비티를 둘러싸도록 배치된 환형의 홈부;
    상기 홈부의 저면에 배치되며 상기 홈부의 저면과 상기 제2 면을 관통하는 배기공; 및
    상기 홈부를 채우는 흡착판;을 포함하는 기판 이송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡착판은 다공성 세라믹(ceramic)으로 이루어진 기판 이송 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 통공은 복수의 통공으로 이루어지며,
    상기 복수의 통공은 상기 중앙 영역의 중심을 기준으로 방사상으로 배치된 기판 이송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 통공은 복수의 통공으로 이루어지며,
    상기 복수의 통공은 상기 캐비티의 중앙 영역에서 가장자리로 갈수록 직경이 순차적으로 증가하는 기판 이송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 제1 면에 대하여 0.5mm 내지 1mm의 단차를 갖는 기판 이송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 기판은 복수의 반도체칩이 배치된 일면을 가지며,
    상기 복수의 반도체칩은 노운 굿 다이(Known Good Die) 및 더미 다이(Dummy Die)를 포함하며,
    상기 반도체 기판의 중앙영역에는 상기 노운 굿 다이가 배치되며, 상기 반도체 기판의 가장자리 영역에는 상기 더미 다이가 배치된 기판 이송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 흡착부는 상기 더미 다이가 배치된 영역에 대응되도록, 반도체 기판 상에 흡착되는 기판 이송 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 제2 면 중 상기 흡착부에 대응되는 영역에 부착되며, 상기 캐비티에 대응되는 영역과 이격공간을 두고 배치된 기판 이송 장치.
  13. 반도체 기판이 흡착되는 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지며, 상기 제1 면은 중앙 영역에 배치된 캐비티 및 상기 캐비티를 둘러싸도록 가장자리에 배치되며 부압을 형성하여 상기 반도체 기판을 흡착하는 흡착부가 배치된 몸체부를 포함하며,
    상기 캐비티는,
    상기 제1 및 제2 면을 관통하여 상기 캐비티를 외부공간과 연결하는 적어도 하나의 통공이 배치된 저면, 및 경사진 측면을 가지며, 상기 저면은 상기 제1 면에 대하여 0.5mm 내지 1mm의 단차를 갖는 기판 이송 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 면에 연결되며 상기 몸체부를 지지하는 연결부를 더 포함하며,
    상기 연결부는 내부를 관통하는 연결공을 갖는 기판 이송 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 흡착부는,
    상기 가장자리에 배치되며 상기 캐비티를 둘러싸도록 배치된 환형의 홈부;
    상기 홈부의 저면에 배치되며 상기 홈부의 저면과 상기 제2 면을 관통하는 배기공; 및
    상기 홈부를 채우는 흡착판;을 포함하며,
    상기 배기공은 상기 연결공에 연결된 기판 이송 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제2 면에 연결되며 상기 몸체부를 지지하는 연결부를 더 포함하는 기판 이송 장치.
  17. 상면에 안착된 반도체 기판에 연삭 공정을 수행하는 척 테이블; 및
    상기 척 테이블의 상부에 배치되며, 상기 연삭 공정이 수행된 반도체 기판을 흡착하여 이송하는 기판 이송 장치;를 포함하며,
    상기 기판 이송 장치는,
    상기 반도체 기판이 흡착되는 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지며, 상기 제1 면은 중앙 영역에 배치된 캐비티 및 상기 캐비티를 둘러싸도록 가장자리에 배치되며 부압을 형성하여 상기 반도체 기판을 흡착하는 흡착부가 배치된 몸체부; 및
    상기 제2 면에 연결되며 상기 몸체부를 지지하는 연결부;를 포함하며
    상기 캐비티는, 상기 제1 및 제2 면을 관통하여 상기 캐비티를 외부공간과 연결하는 적어도 하나의 통공이 배치된 저면, 및 상기 제1 면 및 상기 저면을 관통하며 상기 제1 면에 대하여 2.9° 내지 5°의 경사를 갖는 측면을 갖는 기판 이송 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 반도체 기판은 상기 척 테이블의 공기 분사에 의해 상기 척 테이블에서 분리되어, 상기 흡착부에 부착되는 기판 이송 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 반도체 기판은 복수의 반도체칩이 배치된 일면을 가지며 상기 일면은 상기 척 테이블과 마주하도록 배치되고,
    상기 복수의 반도체칩은 노운 굿 다이(Known Good Die) 및 더미 다이(Dummy Die)를 포함하며,
    상기 반도체 기판의 중앙영역에는 상기 노운 굿 다이가 배치되며, 상기 반도체 기판의 가장자리 영역에는 상기 더미 다이가 배치된 기판 이송 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 흡착부는 상기 더미 다이가 배치된 영역에 대응되도록 배치되며,
    상기 캐비티는 상기 노운 굿 다이가 배치된 영역에 대응되도록 배치되는 기판 이송 장치.
KR1020190176980A 2019-12-27 2019-12-27 기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템 KR20210084058A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190176980A KR20210084058A (ko) 2019-12-27 2019-12-27 기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템
US16/990,370 US11450549B2 (en) 2019-12-27 2020-08-11 Substrate transfer apparatus and substrate transfer system using the same
CN202011535095.9A CN113053797A (zh) 2019-12-27 2020-12-23 基板传送装置和使用该基板传送装置的基板传送***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190176980A KR20210084058A (ko) 2019-12-27 2019-12-27 기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210084058A true KR20210084058A (ko) 2021-07-07

Family

ID=76508048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190176980A KR20210084058A (ko) 2019-12-27 2019-12-27 기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11450549B2 (ko)
KR (1) KR20210084058A (ko)
CN (1) CN113053797A (ko)

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3082603B2 (ja) 1994-11-22 2000-08-28 住友金属工業株式会社 ウエハ搬送装置
IT1308606B1 (it) * 1999-02-12 2002-01-08 Lpe Spa Dispositivo per maneggiare substrati mediante un istema autolivellante a depressione in reattori epistassiali ad induzione con suscettore
JP4108941B2 (ja) * 2000-10-31 2008-06-25 株式会社荏原製作所 基板の把持装置、処理装置、及び把持方法
US7011484B2 (en) * 2002-01-11 2006-03-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. End effector with tapered fingertips
JP4128023B2 (ja) 2002-04-26 2008-07-30 株式会社トプコン ウェーハ保持装置
EP1458019A3 (de) 2003-03-13 2005-12-28 VenTec Gesellschaft für Venturekapital und Unternehmensberatung Mobiler transportabler elektrostatischer Substrathalter
US7396022B1 (en) * 2004-09-28 2008-07-08 Kla-Tencor Technologies Corp. System and method for optimizing wafer flatness at high rotational speeds
JP2007329297A (ja) 2006-06-08 2007-12-20 Komatsu Machinery Corp 薄膜状物体の保持装置及び薄膜状物体を保持するためのハンド
JP2008147591A (ja) * 2006-12-13 2008-06-26 Nec Electronics Corp 半導体製造装置及び半導体製造方法
JP4777317B2 (ja) 2007-08-30 2011-09-21 株式会社ディスコ ウエーハ搬送方法
JP5669518B2 (ja) 2010-10-18 2015-02-12 株式会社ディスコ ウエーハ搬送機構
US9022392B2 (en) * 2012-08-31 2015-05-05 United Microelectronics Corporation Chuck and semiconductor process using the same
KR101600382B1 (ko) 2014-05-12 2016-03-08 제트에스-핸들링 게엠베하 비접촉식 기판 그립핑 장치
JP2016092347A (ja) * 2014-11-11 2016-05-23 株式会社ディスコ エッチング方法
US9911640B2 (en) * 2015-09-01 2018-03-06 Boris Kesil Universal gripping and suction chuck
KR20180063612A (ko) 2016-12-02 2018-06-12 주식회사 케이씨텍 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 대면적 기판 처리 장치
KR20180082132A (ko) 2017-01-10 2018-07-18 주식회사 케이씨텍 대면적 기판 cmp 시스템 및 대면적 기판 cmp 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20210202292A1 (en) 2021-07-01
CN113053797A (zh) 2021-06-29
US11450549B2 (en) 2022-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11742224B2 (en) Substrate chuck and substrate bonding system including the same
US4707012A (en) Vacuum holder
JP5772092B2 (ja) 半導体製造方法および半導体製造装置
US8465011B2 (en) Fixing jig and method of processing work
US10755959B2 (en) Substrate holding device and method of manufacturing the same
KR102225474B1 (ko) 박리 장치, 박리 시스템, 박리 방법 및 컴퓨터 기억 매체
TWI660247B (zh) Substrate holding member
KR102427159B1 (ko) 테이프 필름의 라미네이션 장치 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 설비
JP2001179672A (ja) ロボットハンド
EP3605597B1 (en) Silicon chip holding device, silicon chip conveying device, silicon chip delivery system and conveying method
WO2008004270A1 (fr) Méthode de ramassage et appareil de ramassage
US20100144147A1 (en) Sample holding tool, sample suction device using the same and sample processing method using the same
KR20210084058A (ko) 기판 이송 장치 및 이를 이용한 기판 이송 시스템
JP3732060B2 (ja) 吸着プレート及び真空吸引装置
TWI682493B (zh) 晶圓整平吸盤結構及其方法
CN111415862A (zh) 工件的保持方法和工件的处理方法
KR102002553B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척
JP2538511B2 (ja) 半導体基板の研磨用保持板
CN220233142U (zh) 一种末端执行器
KR20200142454A (ko) 로봇 핸드
WO2021240840A1 (ja) ピックアップ装置およびピックアップ方法
CN108074848B (zh) 垫片、晶圆堆叠结构、吸附式移动装置与晶圆移动方法
TWI820938B (zh) 晶粒吸取輔助裝置
JP4162409B2 (ja) 曲面ウェハー用吸着台
TWI447845B (zh) 真空平台及晶圓卸載方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal