KR100226027B1 - 웨이퍼 접착장치 및 웨이퍼 접착방법 - Google Patents

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유키오 쯔쯔미
타쯔미 마쯔모토
케이스케 타카하시
미쯔지 코야마
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후지무라 마사지카 아키모토 유미
미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
후루노 토모스케
미쓰비시 마테리알 실리콘 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 실리콘 웨이퍼의 폴리싱장치에 사용되는 캐리어 플레이트에 웨이퍼를 접착하는 방법 및 그 장치에 관한 것이며, 웨이퍼를 캐리어 플레이트 표면에 접착할 때 왁스의 두께를 얇고 균일하게 하여 딤플(dimple)현상을 감소시키는 동시에 양호한 평탄도를 얻는 것과 이 접착장치에의 캐리어 플레이트, 웨이퍼, 웨이퍼캐리어의 공급 및 방출을 자동화시키는 것을 목적으로 하여, 상기한 목적을 달성하기 위하여 상면에 접착제가 부착된 웨이퍼를 상기한 접착제의 도포면을 상향으로 하여 캐리어 플레이트의 하방에 배치하고, 웨이퍼의 상면과 캐리어 플레이트의 하면을 서로 대향하는 위치에 배치함과 아울러, 이들을 대기압 이하의, 압력환경하에 두는 스텝과, 상기한 웨이퍼를 상승시켜 캐리어 플레이트에 접착하는 스텝과, 서로 접착된 웨이퍼와 캐리어 플레이트의 주위 압력을 상승시키는 스텝에 의하여 웨이퍼를 캐리어 플레이트에 접착하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 접착장치 및 웨이퍼 접착방법
제1도는, 일실시예의 접착장치 베관계통의 설명도.
제2도는, 접착장치의 요부단면도.
제3도는, 접착장치의 일부를 확대한 단면도,
제4도는, 웨이퍼 캐리어의 평면도.
제5도는, 웨이퍼캐리어와 웨이퍼와의 위치관계를 표시하는 사시도.
제6도는, 웨이퍼캐리어의 일부를 확대한 평면도.
제7도는, 접착부 동작의 플로우차트.
제8도는, 접착장치 전체의 레이아우트를 표시하는 평면도.
제9도는, 캐리어 플레이트 스토크부의 정면도.
제10도는, 고정프레임, 이동프레임의 측면도.
제11도는, 세정장치의 측면도.
제12도는, 세정장치의 정면도.
제13도는, 세정장치의 베어링부의 단면도.
제14도는, 세정장치에 설치된 반송장치의 평면도.
제15도는, 세정장치에 설치된 반송장치의 평면도.
제16도는, 건조장치의 평면도.
제17도는, 건조장치의 정면도.
제18도는, 건조장치에 설치된 반송장치의 평면도.
제19도는, 건조장치에 설치된 반송장치의 정면도.
제20도는, 가열장치의 평면도.
제21도는, 가열장치의 측면도.
제22도는, 가열장치에 설치된 반송장치의 단면도.
제23도는, 제22도의 반송장치의 요부단면도.
제24도는, 가열장치 측부분의 단면도이다.
제25도는, 접착부와 그주변장치의 레이아우트를 표시하는 평면도.
제26도는, 제25도에 표시하는 부분의 정면도.
제27도는, 제25도에 표시하는 부분의 측면도.
제28도는, 웨이퍼 이송적재기의 측면도.
제29도는, 워킹빔의 평면도.
제30도는, 워킹빔의 측면도.
제31도는, 센터링장치의 단면도.
제32도는, 세정장치의 단면도.
제33도는, 왁스 도장기의 단면도.
제34도는, OF(Orientation Flat) 위치맞춤장치 주변부분의 평면도.
제35도는, 제34도에 표시한 부분의 측면도.
제36도는, 접착장치의 종래예의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 제1감압실 4 : 받침시이트
5 : 웨이퍼 캐리어 6 : 웨이퍼
7 : 캐리어 플레이트 41 : 다이어프램
49 : 제2감압실 126 : 제1반송장치
150 : 제2반송장치 408 : 제1노즐(제1세정부)
410 : 제2노즐(제2세정부)
본 발명은 실리콘 웨이퍼의 폴리싱장치에 사용되는 캐리어 플레이트에 실리콘 웨이퍼를 접착하는 장치에 관한다.
단결정의 실리콘 웨이퍼(이하 웨이퍼라고 정한다)의 폴리싱에 있어서는, 소정의 캐리어 플레이트에 복수매의 웨이퍼를 접착고정하고, 이 캐리어 플레이트를 폴리싱장치에 투입하여 웨이퍼의 연마를 하고 있다.
특개소 63-245366에 표시되어 있는 것과 같은 종래의 기술에 있어서는 상기한 캐리어 플레이트에 웨이퍼를 접착할 경우, 웨이퍼의 이면에는, 미리 접착제로서의 왁스를 도포해 두고, 캐리어 플레이트상에 복수의 웨이퍼를 배열하여 접착한 후에, 제36도에 표시한 것과 같이 가압접착장치에 의한 접착이 행하여지고 있었다.
이 장치는, 본체 가대(80)상의 감압실(81)내에 프레스판(83)이 설치된 것으로서, 처음에 받침시이트(85)상에 캐리어 플레이트(91)를 재치하고, 그 상방으로부터 프레스판(83)으로 웨이퍼(90)를 가압하는 것이다. 그때, 받침시이트상의 캐리어 플레이트(91)와 프레스판(83)을 내포하는 감압실(81)내를 감압하면서 프레스판(83)으로 웨이퍼(90)를 가압하여 웨이퍼(90)와 캐리어 플레이트(91)와의 접착면을 탈기(脫氣)하고, 이어서 감압실(81)내를 상압으로 복귀시키므로써 웨이퍼와 캐리어 플레이트와의 사이에 기포가 존재하지 않는 접착을 할 수가 있다. 그러나, 실리콘 단결정 웨이퍼를 사용하는 접착회로(1c)의 최소 선폭은 1μm이하가 되어, 더욱 작아지고 있다.
또, 사진석판술을 사용하여, 회로를 형성하려고 할 경우, 초점심도가, 얕으므로 양호한 평탄도를 갖는 웨이퍼가 요구되고 있다.
이 때문에 연마방법의 개량, 캐리어 플레이트의 평탄도 관리의 강화가 행하여지고 있다. 또, 접착할 때의 왁스층의 두께 및 두께분포도 문제가 되며, 왁스층의 두께는 1μm이하가 된다. 또, 캐리어 플레이트와 웨이퍼 사이에 먼지가 들어가거나 기포가 잔류하면, 이것이 연마후의 웨이퍼 표면에 전사되어 딤플(dimple)이라고 불리우는 결함이 되어, 평탄도를 악화시킨다고 하는 문제점을 갖고 있었다.
종래의 접착방법에서는, 웨이퍼의 구경이 200mmø와 같이 커지면, 균일하게 가압하기가 곤란하게 되고, 또 보다 작은 먼지가 문제가 되므로 왁스를 칠한 웨이퍼를 하향으로 하거나 할 때의 먼지발생이 무시할 수 없게 되었다. 본 발명은 웨이퍼를 캐리어 플레이트 표면에 접착할 때에 왁스의 두께를 얇고 균일하게 하여 딤플(dimple)을 감소시키는 동시에 양호한 평탄도를 얻는다는 것과, 이 접착장치에의 캐리어 플레이트, 웨이퍼, 웨이퍼 캐리어의 공급 및 방출을 자동화하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본발명은, 상면에 접착제가 부착된 웨이퍼를, 상기한 접착제의 도포면을 상향으로 하여, 캐리어 플레이트의 아래에 배치하고, 상기한 웨이퍼의 상면과 캐리어 플레이트의 하면을 서로 대향하는 위치에 배치됨과 아울러, 이들을 대기압이하의, 압력환경하에 두는 스탭과, 상기한 웨이퍼를 상승시켜 캐리어 플레이트에 접착하는 스탭과, 서로 접착된 웨이퍼와 캐리어 플레이트의 주위압력을 상승시키는 스탭에 의하여 웨이퍼를 캐리어 플레이트에 접착하는 것을 특징으로 한다. 이와같이 구성에 의하여 웨이퍼와 캐리어 플레이트를 감압하에서 접착할 수가 있으므로, 그 접착면에 공기가 개재하는 일이 없고, 따라서 접착면에 있어서의 기포의 발생을 방지할 수 있으며, 대구경의 웨이퍼에 있어서도 딤플불량이 감소된다.
또 상기와 같이 접착면에 공기를 개재시키지 않고 감압하에서 접착하여 조용히 상압하로 복귀하므로 보다 균일하게 가압되며 왁스의 두께가 균일하게 된다. 또, 웨이퍼에 왁스를 도포한 면을 반전시키는 일이 없어 먼지가 부착하는 일이 적으므로 딤플불량이 감소되고 따라서 양호한 평탄도의 웨이퍼를 얻을 수가 있다.
본 발명의 웨이퍼 접착장치에 설치되어 있는 접착부를 제1도 내지 제6도에 의하여 설명한다.
또 이하의 설명중, 웨이퍼라고 하는 것은 연마전의 웨이퍼를 말하는 것이다.
제1도에 있어서 부호1로 표시되는 웨이퍼의 접착부(이하 접착부라고 만 한다.)는, 본체가대(10)상에 재치된 받침시이트(4)와, 그 받침시이트(4)상에 지지된 웨이퍼캐리어(5)와, 그들 상방에 구동실린더(31)에 의하여 승강가능하게 매달려 있는 프레스판(3)으로 대략 구성되어 있다.
그리고 이들 받침시이트(4), 웨이퍼캐리어(5), 프레스판(3)은, 프레스판(3)의 상하이동에 일부 동반하여 개폐하는 커버(21)내에 내포되듯이 되어 있고, 카버(21)가 하강하여 본체가대(10)의 상면에 밀착했을 때에는, 카버(21)의 내측이 기밀상태를 유지할 수 있는 제1감압실(2)로 되어 있다.
제1감압실(2)은, 그 제1감압실(2)로 부터 압력제어계에 연속된 제1배기라인(L1)을 통하여 탈기되어 진공상태로 안내된다.
한편 본체가대(10)에 재치된 받침시이트(4)에는, 그 내부에 제2감압실(49)이 형성되며, 본체가대(10) 및 받침시이트(4)의 일부를 관통하여 상기한 압력제어계에 연속하는 제2배기라인(L2)이 설치되어 탈기 가능하게 되어 있다.
본 발명에서는, 제2도에 표시되듯이, 상기한 제1감압실(2)과 제2감압실(49)은 받침시이트(4)의 중간부에 수평으로 설치된 다이어프램(41)에 의하여 각실로 간막이 되어, 각각 독립적으로 압력이 제어되도록 되어 있다.
그리고, 그 다이어프램(41)의 상방에는 복수의 웨이퍼(6), (6).....와, 이것이 접착되는 캐리어 플레이트(7)를 지지하는 웨이퍼캐리어(5)가 받침시이트(4)상의 소정위치에 재치되어 있다.
또 제5도에 표시되듯이, 웨이퍼캐리어(5)에는 다이어프램(41)의 상면에 대향하는 위치에서 이들 복수의 웨이퍼(6)를 지지하는 웨이퍼지지부(51c)가 설치되며, 또 웨이퍼(6)의 상면과 소정간격을 두고 대향하는 위치에서 캐리어플레이트(7)를 지지하는 캐리어플레이트지지면(51b)이 형성되어 있다.
이와같은 구성에 있어서, 제1감압실(2)과 제2감압실(49)의 압력을 제어하는 압력제어장치가 구비되어 있고, 그 압력제어장치에 의하여 제1감압실(2)과 제2감압실(49)을 모두 감압시키고, 또 제2감압실(49)을 제1감압실(2)에 대하여 상대적으로 증압시켜서, 다이어프램(41)을 캐리어플레이트(7)에 접근하는 방향으로 소정간격 이상에 걸쳐 변위시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이하, 본 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
본체가대(10)상에 재치된 받침시이트(4)는 평면형상이 원형이며 내부를형상으로 파낸 하부 받침대와, 환상의 상부프레임체를 합체하여 형성되어 있고, 상부프레임체와 하부받침대 사이에 원형박판형상의 다이어프램(41)이 협착되어 있다.
다이어프램(41)의 협착부분에서는 제3도에 표시되어 있듯이 받침시이트(4)의 하무받침대의 내경보다도 상부프레임체의 내경이 크게 되어 있고, 이 받침대시이트(4)에 재치되는 웨이퍼캐리어(5)의 저면주연(底面周緣)을 지지하듯이 다이어프램(41)을 끼고 단착 형성되어 있다.
또, 다이어프램(41)은 고무, 혹은 합성고무로 된 탄성을 보유하는 막체로서,상면과 하면의 압력차에 의하여 변형가능한 것으로 되어 있다.
이와같이 받침시이트(4)의 중간에 협착된 다이어프램(41)에 의하여 제1감압실(2)로 간막이되며, 그 하부받침대의 안쪽부분에 제2감압실(49)이 형성되어 있다.
그리고, 복수의 웨이퍼(6) 및 캐리어플레이트(7)를 지지하기 위한 외형이 대략 원반 형상의 웨이퍼캐리어(5)가 받침시이트(4)의 상부프레임체의 내부측에 감입되고 그 하면이 다이어프램(41)의 상면에 거의 맞닿게 재치되어 있다.
다음에 이 웨이퍼캐리어(5)는, 복수의 웨이퍼(6)와 캐리어플레이트(7)를 지지하는 것으로서, 취급상 편리를 고려하여 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 형성되고, 표면을 평활하게 하기 위하여 피막도장, 또는 도금처리된 것이다.
제4도에 있어서 웨이퍼(6)가 배치되는 웨이퍼캐리어(5)의 상면측이 표시되어 있지만, 복수대(도면에서는 5매)의 웨이퍼(6)......가 균등하게 배치될 수 있도록, 웨이퍼 삽입공(51)......이 개구되어 있다.
그리고 상면은, 캐리어플레이트(7)를 다이어프램(41)의 상방에서 그 다이어프램(41)으로부터 소정의 높이에 대향하여 지지하기 위한 캐리어플레이트지지면(52)으로 되어 있다.
웨이퍼캐리어(5)에는, 그 상면주연의 약 절반에 걸쳐 캐리어플레이트(7)를 캐리어플레이트지지면(52)에 재치할 때 위치결정을 하기 위한 입상부분인 캐리어플레이트가이드(53)가 웨이퍼캐리어(5)에 일체적으로 형성되어 있다.
제4도에서 2개소에 설치되어 있는 안내용 절결(56)은, 웨이퍼캐리어(5)를 받침시이트(4)에 부착·해체시킬 경우의 지지부분이며, 또 캐리어플레이트(7)를 이 웨이퍼캐리어(5)에 부착·해체하기 쉽게 하기 위한 절결이다.
또, 캐리어플레이트 지지면(52)에는 각각 웨이퍼 삽입공(51)과 웨이퍼캐리어(5)의 바깥쪽공간을 연결하는 삽입공 절결홈(54)이 개방되고, 웨이퍼삽입공(51)에 삽입된 웨이퍼(6)의 상면 공극과 웨이퍼캐리어(5)의 바깥쪽공간이 연통하는 상태가 되어 있다.
또 제5도, 제6도에 표시하듯이, 웨이퍼캐피어(5)의 캐리어플레이트 지지면(52)에 복수 설치된 웨이퍼삽입공(51)에는, 개구주연이 각(角) 베벨링(51b) 되어 웨이퍼(6)를 재치하기 쉬운 형상으로 되어 있다.
그리고, 웨이퍼삽입공(51)의 내측벽에는 캐리어플레이트 지지면(52)에 대하여 웨이퍼(6)가 약간 들어가는 위치에서 지지되도록, 복수의 웨이퍼지지부(51b)가 설치되어 있다.
웨이퍼지지부(51c)는 웨이퍼삽입공(51)의 내측벽 상부를 일정간격으로 다수개소, 원주에 따라서 결락시킨 결락부(51e)를 설치하므로써 상대적으로 웨이퍼삽입공(51)의 내측벽 상부에 다수의 돌출부분으로서 형성되어 있는 것으로서 삽입공(51)의 내측벽 하방과는 동일한 수직벽면에 있다.
이와같이 캐리어플레이트(7)를 재치하는 캐리어플레이트 지지면(52)과 웨이퍼(6)를 지지하는 웨이퍼지지부(51c)에 낙차를 설치하므로써, 웨이퍼(6)와 웨이퍼가 접착되는 캐리어플레이트(7) 사이에 소정의 간격이 확보될 수 있는 것이다.
이 웨이퍼(6)와 캐리어플레이트(7)의 간격은, 탈기효율과 다이어프램(41)의 변위량을 고려하면, 서로 접촉하지 않는 범위에서 가급적 작은 편이 좋고, 예컨대, 1mm 내지 5mm 정도로 하는 편이 바람직하다.
또, 전술한 삽입공 졀결홈(54)은, 웨이퍼지지부(51c)보다 약간 깊게 개방되고, 또, 웨이퍼삽입공(51)의 내측벽 상부에 설치된 결락부(51e)는 웨이퍼(6)의 상면공극과 하면에 발생하는 여러 간극을 연통시키고 있지만, 이것은, 제1감압실(2)의 탈기조작이 실시된 때 웨이퍼(6)의 상하면을 동일상태로 하기 위함이다.
한편 캐리어플레이트 지지면(52)에 개공된 웨이퍼 삽입공(51)에는, 웨이퍼 압착판(55)이 삽입부설되어 있다.
이경우에, 웨이퍼 삽입공(51)의 개구주연에는 동간격으로 복수의 지지폴용 절결홈(51a)(도면에서는 4개소)이 소정의 깊이로 설정되어 있고, 웨이퍼압착판(55)에 돌출설치된 압착판지지폴(55a)을 감입할 수 있게 되어 있다.
웨이퍼압착판(55)은, 웨이퍼(6)를 그 하면에서 들어올려 캐리어플레이트(7)에 압착하기 위한 것으로서, 실리콘고무, 불소계수지, 초고분자 폴리에틸렌 등, 웨이퍼(6)의 표면에 손상을 입히지 않고, 또한 마찰저항이 작은 재료로 형성되어 있다.
그리고 그 저면이 다이어프램(41)의 상면에 맞닿고, 또한 웨이퍼지지부(51c)에 배치되는 웨이퍼(6)의 하면에, 이 웨이퍼압착판(55)의 상면, 즉 제5도에 표시되는 압착면(55b)이 거의 접하도록 두께가 설정되어 있다.
단, 웨이퍼압착판(55)은, 웨이퍼삽입공(51)의 내통에서 상하로 승강자재하게 되기 위하여, 압착판지지폴(55a)과 지지폴용 절결홈(51a)은, 그 평면형상에 있어서, 느슨하게 감합되어 있다.
또, 웨이퍼캐리어(5)의 하면측에 있어서는 제6도(b)의 A-A 단면도에 표시되듯이, 웨이퍼삽입공(51)의 하면개공부의 원주에 각 베벨링부(51d)가 시행되어 있다.
이것은, 웨이퍼캐리어(5)를 받침시이트(4)의 상부프레인체에 재치했을 때 다이어프레임(41)의 상면이 웨이퍼캐리어(5)의 저면 및 웨이퍼 삽입공(51)에 부설된 웨이퍼압착판(55)의 저면에 접하지만, 다이어프램(41)을 상방으로 변위시켰을 때에 그 필요한 변위량을 확보하여, 충분히, 웨이퍼압착판(55)을 캐리어플레이트(7)측으로 압착하기 위하여 설치되어 있다.
각 구성부재와 웨이퍼 및 웨이퍼가 접착되는 캐리어플레이트의 배치관계를 정리하면, 본체가대(10)상에 고정된 받침시이트(4)의 내부에는 다이어프램(41)으로 간막이되어 형성된 제2감압실(49)이 있고, 그 다이어프램(41)의 상방에는 다이어프램(41)의 상면에 맞닿는 웨이퍼캐리어(5)가 재치되어 있다.
그리고, 웨이퍼캐리어(5)에 개공된 웨이퍼삽입공(51)에는 웨이퍼압착판(55)이 부설되어 있으며,그 저면은 웨이퍼캐리어(5)의 저면과 거의 동일한 평면을 이루어 다이어프램(41)의 상면에 맞닿아 있다.
한편, 웨이퍼(6)는 웨이퍼삽입공(51)의 웨이퍼지지부(51c)상에 배치된다.
또, 웨이퍼지지부(51c)는 캐리어플레이트 지지면(52)보다 약간하방에 위치하며, 배치된 웨이퍼(6)도 또한 웨이퍼캐리어(5)의 캐리어플레이트지지면(52)에 대하여 하방에 위치된다.
또, 웨이퍼캐리어(5)의 상방에는, 캐리어플레이트(7)가 캐리어플레이트지지면(52)에 맞닿아 지지된다.
즉, 웨이퍼캐리어(5)는 다이어프램(41)의 상방에서, 다이어프램(41)상면에 대향하는 위치에서 웨이퍼지지부(51c)에 의하여 웨이퍼(6)를 지지하고, 또한, 그 웨이퍼(6) 상면과의 사이에 소정간격을 두고 대향하는 위치에서 캐리어플레이트지지면(52)에 의하여 캐리어플레이트(7)를 지지하고 있는 것이다.
다음에 프레스판(3) 및 커버(21)에 대하여 설명하자면, 상기와 같이 웨이퍼캐리어(5)에 캐리어플레이트(7)가 재치되는 상방에, 그 캐리어플레이트(7)의 상면을 지지하는 프레스판(3)이 승강가능하게 설치되어 있다.
본 발명에 있어서의 프레스판(3)에 있어서는 적극적인 가압은 필요없고, 프레스면(33)에 의한 캐리어플레이트(7)의 상면을 지지하여 웨이퍼(6)의 캐리어플레이트(7)에의 압착시에 그 부상을 방지 할 수 있으면 된다.
제3도에 표시하듯이 커버(21)는, 상방에 로드시이스(rod sheath)(22)가 설치되어 있고, 이 로드시이스(22)에 프레스판(3)의 구동실린더(31)에 이어지는 실린더로드(32)가 관통하고 있다.
이 로드시이스(22)의 내통면과 실린더로드(32)의 외면과는 0링(23),(23)에 의하여 기밀하게 시일되며, 또한 슬라이드가능하게 접하고 있다.
한편, 커버(21)의 하단에는 플랜지(25)가 형성되어 있고, 커버(21)가 하강하여 그 플랜지(25) 하면과 본체가대(10)의 표면이 접하면, 0링(24)에 의하여 기밀을 유지할 수 있도록 되어 있으며, 커버(21)내측에 형성되는 제1감압실(2)이 밀폐상태가 된다.
웨이퍼(6)나 캐리어플레이트(7)의 출입에 있어서는, 프레스판(3)상부의 실린더로드(32)와의 연결에 사용되는 플랜지(34)에 로드시이스(22)의 하단이 지지되어 프레스판(3)이 상방으로 인상되는 것에 따라서, 커버(21)도 상승하여 본체가대(10)의 상면이 개방되도록 되어 있다.
프레스판(3)의 승강에 있어서는, 도면표시는 하지 않지만, 공기압, 유압 등의 구동수단이 사용되며, 동작상의 위치결정을 하기 위한 센서나 리밋트스위치, 작동공정상의 시간설정을 하기 위한 타이머 등이 설치된 후에 프로그램 콘트롤러 등의 제어장치에 의하여 압력계와 함께 제어된다.
이어서, 본 장치의 압력제어장치에 대하여 제1도에 의거하여 설명한다. .
제1감압실(2)에 통하는 제1배기라인(L1)은, 도중에 제1감압실(2)의 진공도를 계측하는 진공계(PI1)가 설치되어, 크로스밸브(SV3)를 거쳐 진공펌프(12)에 통하는 도관(L6)에 접속되어 있다.
또, 제2감압실(49)에 통하는 제2배기라인(L2)은, 조정밸브(V6)를 개재하여 중간에 분기개소를 보유하는 도관(L4)에 접속되며, 그 도관(L4)의 한쪽은, 밸브(SV2)에 간막이되어, 제1배기라인(L1)에 접속되어 있다.
도관(L4)에는 제2감압실(49)의 진공도를 계측하는 진공계(P12)가 부설되며, 급격한 압력변화를 완하하는 어큐무레이터(11)가 설치된 다음에, 그 도관(L4)의 다른쪽은, 밸브(SV1)를 개재하여 도관(L3)에 접속되어 있다.
이 도관(L3)은, 일단측은 조정밸브(V5)에 의하여 교측되어 대기에 개방되어 있다.
어큐무레이터(11)에는 밸브(SV1), (SV2)의 개폐를 제어하기 위한 압력스위치(13)가 설치되어 있다.
제1배기라인(L1)과 도관(L6)을 간막이하는 크로스밸브(SV3)의 다른쪽 통로구는, 조정밸브(V7)에 의하여 교측되어 대기개방된 도관(L5)에 접속되어 있다.
또, 진공펌프(12)에 통하는 도관(L6)은, 도중에 분기개소가 설치되고, 그 분기개소로부터 밸브(SV4)를 개재하여 대기개방된 도관(L7)에 통하여 있다.
상기한 배관계통에 있어서는, 각 밸브는 전자작동 혹은 공기작동의 다이어프램밸브, 버터플라이밸브가 사용되며, 또 조절밸브(V6)는, 내부누설을 고려하면, 벨로우즈 등의 유량조정밸브의 사용이 바람직하다.
그리고 이와같은 압력제어장치에 의하여 본 장치의 제1감압실(2)과 제2감압실(49)을 모두 감압시키고, 또, 제2감압실(49)을 제1감압실(2)에 대하여 상대적으로 증압시킬 수 있다.
다음에 본실시예에 있어서의 접착부(1)의 동작을 제7도에 표시된 공정도를 참조하여 설명한다.
최초에, 프레스판의 구동계(비도시)의 조작에 의하여 프레스판(3)과 커버(21)가 상방으로 대기한 상태로 되어 있다.
본체가대(10)의 상면은 개방되어 있고, 웨이퍼(6)가 배치된 웨이퍼캐리어(5)가 받침시이트(4)에 재치되고, 그 웨이퍼캐리어(5)의 상부에 캐리어플레이트(7)가 재치된다(스텝101).
다음에 장치의 운전이 개시되어, 프레스판(3)의 하강에 따라 커버(21)가 하강되어, 본체가대(10)의 상면에 밀착한다(스텝102).
프레스판(3)은 더욱 하강을 계속하여 프레스면(33)이 캐리어플레이트(7)의 상면에 맞닿는 위치에까지 이동하여 정지한다(스텝104).
한편, 커버(21)가 밀착되는 동시에 제1감압실(2) 및 제2감압실(49)은, 진공펌프(12)에 연속한 경로에 접속되어 감압이 개시된다(스텝103).
이때 진공펌프(12)는 작동상태이며, 밸브(SV1),(SV4) 도관(L5)에 통하는 SV3의 경로 및 SV4는 닫히고, 밸브(SV2)가 열리므로써 제1배기라인(L1) 및 제2배기라인(L2)으로부터, 제1감압실(2), 제2감압실(49)이 각각 탈기된다.
그리고 제1감압실(2), 제2감압실(49)은 모두 1mm Hg 이하까지 감압된다(스텝105).
다음에, 밸브(SV2)가 닫히고, 밸브(SV1)가 열려 도관(L3)으로 부터 공기가 도입되며, 제2배기라인(L2)으로 부터 도관(L4), 도관(L3)에 통한 제2감압실(49)은 점차로 증압된다.
제2감압실(49)의 증압에 의하여 다이어프램(41)이 상방으로 들어 올려져서 웨이퍼압착판(55)에 의하여 웨이퍼(6)가 캐리어플레이트(7)의 하면에 압압된다(스텝107).
한편 제1감압실(2)은 계속 감압상태가 유지된다(스텝106).
제2감압실(49)은, 약30mmHg 내지 400mmHg까지 중압되면 어큐무레이터(11)의 압력스위치(13)가 작동하여 밸브(SV1)가 닫히게 된다. 그리고 잠시동안 제2감압실(49)의 압력이 상기한 상태로 유지되며 이 동안 웨이퍼(6)가 가압유지된다(스텝108).
웨이퍼(6)는, 일단 캐리어플레이트에 가압되면 도포된 왁스에 의하여 캐리어플레이트(7)의 하면에 달라붙는다.
다음에 밸브(SV2)가 열려서, 도관(L4)이 제1배기라인(L1), 도관(L6), 진공펌프(12)에 접속되며, 제2감압실(49)은 또 다시 감압됨과 동시에 제1감압실(2)과 동일압력으로 된다.
이에따라 다이어프램(41)은 본래 상태로 복원하기 위하여 하강한다(스텝110).
그후, 밸브(SV1)를 열고 도관(L5)에 통하는 밸브(SV3)의 경로가 열려, 제1감압실(2), 제2감압실(49)이 동시에 대기압까지 승압된다(스텝111).
제1감압실(2)이 대기압으로 복귀되면 웨이퍼(6)가 캐리어플레이트(7)에 밀착된다.
그리고, 프레스판(3)이 상승하고(스텝112).
또 프레스판(3)과 더불어 커버(21)가 들어 올려져서 본체가대(10)의 상면이 개방된다(스텝113).
그후에 웨이퍼(6)가 접착된 캐리어플레이트(7)를 꺼낸다(스텝114).
작업개시시에는 스텝103에 있어서 처음으로 진공펌프(12)를 작동시키지만, 연달아 다음 배치(batch)에 들어갈 경우에는 진공펌프(12)를 작동시킨 채로 재차 스텝101로 복귀하여도 된다.
작업을 완료할 때에는 밸브(SV4)가 열린 뒤에 진공펌프(12)가 정지된다.
또 이와같은 동작이 이루어지는 접착부(1)의 운전은, 통상 프레스판의 구동계통과 함께 동일한 제어장치에 의해 제어되며 자동운전으로 행하여진다.
이어서 본 발명에 있어서의 작용을 설명하면, 복수의 웨이퍼(6)는, 다이어프램(41)의 상방에서 다이어프램(41)의 상면에 대향하는 위치로 지지되고, 또한, 그 복수의 웨이퍼(6)상면 사이에 소정간격을 두고 대항하는 위치에서 캐리어플레이트(7)가 지지되고 있다.
처음에 제1감압실(2) 및 제2감압실(49)이 동시에 감압된다.
제1감압실(2)이 탈기되면, 웨이퍼(6)와 캐리어플레이트(7)의 공극에도 공기가 개입하지 않게 된다.
이후, 제1감압실(2)의 가압상태를 유지한 채, 제2감압실(49)에 통하는 배관계통을 리크(leak)시키므로써 제1감압실(2)에 대하여 제2감압실(49)을 상대적으로 증압한다.
그렇게하면, 제1감압실(2)과 제2감압실(49)의 압력차가 탄성을 보유하는 다이어프램(41)을 제1압력실(2)의 캐리어플레이트(7) 방향으로 소정간격에 결쳐 변위시킨다.
다이어프램(41)의 상면에 재치된 웨이프캐리어(5)의 웨이퍼압착판(55)을 개재하여 웨이퍼(6)가 캐리어플레이트(7)의 하면에 압압된다.
웨이퍼 이면(장치내에서는 상면)에는 미리 왁스가 도포되어 있고, 이 왁스에 의하여 웨이퍼(6)는 일단 캐리어플레이트(7)의 하면에 달라붙게 된다.
그후, 제1감압실(2)과 제2감압실(49)를 균일압으로하여 다이어프램(41)을 초기상태로 하고, 이어서, 제1감압실(2) 및 제2감압실(49) 모두를 대기개방하면, 캐리어플레이트(7)의 하면에 달라붙어 있는 웨이퍼(6)는, 정수압적으로 가압되므로 왁스두께가 균일하게 되고, 또한, 그 접착면에 공기를 개재하고 있지 않으므로 기포발생에 의한 딤플불량을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서의 다른 요지는, 상기한 웨이퍼의 접착부에 사용되고 있는 웨이퍼의 접착방법에 존재한다.
즉 웨이퍼의 상면과 이것이 접착되는 캐리어플레이트를, 소정간격을 두고 대향하는 위치에 배치함과 아울러 이것을 감압하에 두고, 이어서 복수의 웨이퍼를 그 하면에서 동시에 들어올려서 캐리어플레이트에 접착하며, 그후에 승압하는 것을 특징으로 하는 것이다.
접착부(1)에 있어서 설명하자면, 먼저 제1감압실(2)에 복수의 웨이퍼(6)와 캐리어플레이트(7)를 배치한다.
여기에서는, 상기한 웨이퍼캐리어(5)가 사용되고 있지만, 웨이퍼(6)와 캐리어플레이트(7)가 소정의 위치 관계를 보유하도록 지지한다.
즉 복수의 웨이퍼(6)와 캐리어플레이트(7)를, 웨이퍼(6)의 상면과의 사이에 약 1mm 내지 5mm 정도의 간격을 두고 대향하는 위치에서 캐리어플레이트(7)를 배치한다.
그리하여 제1감압실(2)을 약 1mmHg 이하까지 감압한다.
이어서 복수의 웨이퍼(6)를 그 하면에서 동시에 들어 올려서, 캐리어플레이트(7)에 까지 상승시켜 압착하여 접착한다.
웨이퍼(6) 혹은 캐리어플레이트(7)에는 미리 파라핀계의 유지에 로진을 첨가한 왁스를 도포해 두고, 이 왁스에 의하여 웨이퍼(6)를 일단 캐리어플레이트에 달라붙게 한다.
이와같은 상태에 있어서 제1감압실(2)을 대기압까지 승압하면 웨이퍼(6)는 캐리어플레이트(7)에 접착된다.
이 접착부에서 접착하여 연마한 직경 200mm의 웨이퍼의 20mm × 20mm 의 범위에 있어서의 평탄도(LTV)는 5μm 이하가 된다.
한편 종래의 접착부에서 동일한 연마조건으로 연마했을 경우의 평탄도(LTV)는, 1.0μm 전후이며, 평탄도의 향상은 명확하다.
또, 상기한 본 발명의 접착부(1)에 있어서는, 다이어프램(41)을 변위시키므로써 웨이퍼(6)를 캐리어플레이트(7)에 압착하는 것으로서, 감압수단의 유효이용으로, 제1감압실(2)과 제2감압실(49)의 압력차에 의하여 다이어프램(41)을 웨이퍼(6)의 상방으로의 이행수단으로 하고 있다.
그렇지만 웨이퍼가 미리 배치되는 평면을 감압하에서 상방으로 이행가능한 구동실린더로서 승강하는 테이블 등을 사용하여 웨이프를 캐리어플레이트에 압착하는 것도 가능하다.
또, 접착부(1)에 있어서는, 웨이퍼캐리어(5)에, 웨이퍼(6)의 하면에 대하여 다이어프램(41)의 작용이 간접적으로 미치는 압착판(55)이 부설되어 있지만, 그 압착판(55)은 웨이퍼(6)의 보다 안정한 상방으로의 이행, 압착을 고려한 것으로서 웨이퍼(6)와 캐리어플레이트(7)의 소정간격을 유지할 수 있는 다른 형상의 지지장치라도 좋고, 다이어프램(41)상면이 웨이퍼 하면에 직접 접촉하는 것이라도 좋다.
본 발명은, 이상 설명한 것과 같이 구성되므로, 이하에 기재되는 효과를 나타낸다.
① 미리웨이퍼와 캐리어플레이트에 소정간격을 설치하고 감압탈기하여, 감압하에서 접착하므로 그접착면에 공기가 개재하는 일이 없고, 따라서 접착면에 있어서의 기포발생을 방지할 수 있고, 대구경 웨이퍼에 있어서도, 딤플불량이 감소된다.
② 상기와 같이 접착면에 공기를 개재시키지 않고 감압하에서 접착하여 조용히 상압하로 복귀시키므로, 보다 균일하게 가압되어 왁스의 두께가 균일하게 된다.
③ 웨이퍼에 왁스를 도포한 면을 반전시키는 일이 없으므로 미립자가 부착하는 일이 지극히 적어 딤플불량이 감소된다.
④ 감압실과 동일한 압력제어계통을 사용하고 있으며 다른 구동장치를 사용하는 일없이 웨이퍼를 이행할 수 있으므로 장치구성이 간소화 된다.
이어서 제8도에 의하여 상기한 접착부에 캐리어플레이트(7)를 공급하고 또는 웨이퍼(6)를 공급하는 장치 및 웨이퍼(6)가 접착된 캐리어플레이트(7)를 접착부로부터 떼어내는 장치를 포함한 웨이퍼 접착시스템의 개요를 설명한다.
부호100은 캐리어플레이트스톡크부로서, 이 캐리어플레이트스톡크부(100)에는 반송장치(102)에 의하여 캐리어플레이트(7)가 반입되도록 되어 있다.
또 캐리어플레이트스톡크부(100)에 수용되어 있는 캐리어플레이트(7)는 반송장치(104)에 의하여 세정장치(106)로 반출되도록 되어 있다.
이 세정장치(106)에서는, 웨이퍼와의 접착면에 필요한 평탄도를 얻기 위한 세정이 실시되고 있다. 또 세정장치(106)에서는, 각각 1매의 캐리어플레이트(7)를 기립상태로 수용할 수 있는 면적을 가진 3개의 세정조(108),(110),(112)에 순차로 반송되어 세정조 내의 세정액에 의하여 세정되도록 되어 있다.
상기한 세정장치(106)에 의하여 세정된 캐리어플레이트(7)는 스핀건조장치(114)에 반송되고, 그 스핀건조장치(114)내에서 회전되도록 되어 있다.
이 회전에 의하여 발생하는 원심력에 의하여 표면의 물방울이 제거된다.
상기한 스핀건조장치(114)에 있어서 탈수된 캐리어플레이트(7)는, 반송장치(116)에 의하여 가열장치(118)에 반송되어 건조되도록 되어 있다.
이 가열장치(118)는 제1 내지 제3 가열부(120-124)를 보유하고 있고, 이것에 의하여 순차 가열되어 표면온도가 접착에 적당한 온도에 까지 상승하도록 되어 있다.
또, 각 가열부(120-124)사이에 있어서의 캐리어플레이트(7)의 반송은 가열장치(118)의 양측에 설치된 반송장치(126)에 의하여 실시되게 되어 있다.
상기한 가열장치(118)에 있어서 가열된 캐리어플레이트(7)는 앞서 상세하게 설명된 접착부(128)로 반송되게 되어있다.
또, 접착부(128)의 전후에는, 접착전의 캐리어플레이트(7)를 일시적으로 받아들이는 반전대(130), 그리고 접착후의 캐리어플레이트(7)를 일시적으로 받아들이는 반전대(132)가 각각 설치되어 있다.
또, 접착부(128), 반전대(130),(132)의 배열방향에 따라서 캐리어플레이트 이송적재기(134)가 설치되어 있고, 이 캐리어플레이트 이송적재기(134)에 의하여 이들 기기 사이에서 캐리어플레이트(7)를 반송하도록 하고 있다.
다음에 웨이퍼캐리어(5)에 재치된 웨이퍼(6)를 접착부(128)에 공급하는 장치에 대하여 설명한다.
140은 센터링장치, 142는 세정장치, 144는 왁스코터, 146은 핫베이크장치, 148은 OF(Orientation Flat)의 위치를 맞추기 위한 위치조합 장치이다.
센터링장치(140)는, 각각의 품질데이터에 의거하여 소정순서로 공급되는 웨이퍼(6)를 각 장치(142-148)가 배열되어 있는 라인에 대하여 중심을 동일하게 하도록 위치를 합치시킨다.
위치합치된 웨이퍼(6)는, 세정장치(142)에 의하여 세정된 후, 왁스코터(144)에 의하여 접착제(왁스)가 표면도포되고,
또, 핫 베이크장치(146)에 의하여 가열되어 유기용제 등의 성분이 제거된다.
또 핫베이크장치(146)를 경유한 웨이퍼(6)는 OF 위치조합장치(148)에 있어서 소정의 방향으로 위치맞춤 된다. 또 부호150은 상기한 각 장치사이에서 웨이퍼(6)를 반송하는 반송장치이다.
OF 위치조합장치(148)에 있어서 위치맞춤된 웨이퍼(6)는, 웨이퍼세트장(152)에 있어서 웨이퍼캐리어(5)상에 재치된다.
웨이퍼캐리어(5)는, 웨이퍼캐리어호올더(154)상에 준비되어 있고, 웨이퍼캐리어 이송적재기(156)에 의하여 웨이퍼세트장치(152)상에 재치되게 되어 있다.
웨이퍼세트장치(152)에 재치된 웨이퍼캐리어(5)에는 웨이퍼세트로보트(158)에 의하여 OF위치조합장치(148)로부터 웨이퍼(6)가 세트된다.
이와같이 하여 웨이퍼(6)가 소정위치에 세트된 웨이퍼캐리어(5)는 웨이퍼이송적재기(156)에 의하여 웨이퍼 접착부(128)에 반송되며, 캐리어플레이트(7)에 접착된 후 냉각장치(160)에 반송된다.
상기한 냉각장치(160)는, 제1 내지 제3냉각부(162-166)를 보유하고 있고, 이들 사이를 순차 이동하므로써 서서히 냉각되게 되어 있다.
냉각장치(160)를 경유하여 실온정도로 까지 냉각된 캐리어플레이트(7)는 반송장치(168)에 의하여 다음 연마공정(도시 생략)으로 반송된다.
다음에 제9도 내지 제11도에 의하여 캐리어플레이트 스톡크부(100)의 구성을 설명한다.
부호 180은 한쌍의 고정프레임으로서, 이고정프레임(18)은, 캐리어플레이트(7)의 배열방향(제8도의 화살표 a 방향)에 따라서 설치되어 있다.
이들 고정프레임(18)사이에는 한쌍의 궤도(182)가 설치되어 있다.
이들 궤도(182)에는 궤도(182)의 길이방향에 따라서 이동가능하게 이동프레임(184)이 설치되어 있고, 이 이동프레임(184)에는 상하방향으로 이동가능한 승강부(186)가 설치되어 있다.
또 승강부(186)는 이동프레임(184)내에 설치된 공기압기기(도시생락)에 의하여 상하방향으로 구동되게 되어 있다.
상기한 고정프레임(180) 및 승강부(186)에는, 각각 캐리어지지부재(188),(190)가 설치되어있고, 이들에는, 캐리어플레이트(7)를 지지하는 홈(192)이 복수개 설치되어 있다.
상기한 고정프레임(180)의 캐리어지지부재(188)에 지지되어 있는 캐리어플레이트(7)는, 이동프레임(184) 및 승강부(186)의 하기와 같은 동작에 따라서 1개의 홈(192)으로부터 이것에 인접하는 다른 홈(192)으로 1개씩 이동한다.
① 먼저 통상적인 상태에서는, 승강부(186)가 제9도와 같이 하강위치에 있으므로, 캐리어플레이트(7)는 고정프레임(180)의 캐리어지지부재(188)에 지지되어 있다.
캐리어지지부재(188),(190)는, 제10도(a)에 표시하듯이 각각 홈(192)의 위치를 나란히 한 위치에 배치되어있다.
② 승강부(186)를 상승시키면, 캐리어지지부재(190)가 캐리어플레이트(7)를 들어올려서, 제9도에 쇄선으로 표시하듯이 캐리어플레이트(7)가 상승한다.
③ 이 상승상태에 있어서, 이동프레임(184)을 도면의 화살표 b 방향으로 이동시키면, 제10도(b)에 표시하듯이 캐리어지지부재(188),(190)가 홈(192)의 배열간격(11)에 상당하는 거리만큼 편차를 발생한다.
④ 이 위치에 있어서, 승강부(186)를 하강시키면, 캐리어지지부재(190)에 지지되고 있던 캐리어플레이트(7)가 캐리어지지부재(188)에 지지된다.
⑤ 승강부(186)가 하강한 후, 이동프레임(184)을 도면의 화살표 c 방향으로 이동시키면 제10도(a)에 표시하듯이 캐리어지지부재(188),(190)의 (182)의 위치가 나란히 되어 다음의 이동의 준비 상태가 된다.
상기한 동작이 반쪽에 의하여 캐리어플레이트(7)는 홈(192)의 배열간격(11)과 같은 거리 만큼씩 이동하면서, 1매씩 다음공정으로 반송된다.
다음에 제11도 내지 제13도에 의해 캐리어플레이트 세정장치(106)의 구성을 설명한다.
캐리어플레이트의 세정은 웨이퍼의 세정과 같은 정도로 중요하며, 전회의 왁스잔여 찌꺼기를 완전히 제거하여 파티클 프리(particle free)로 하지 않으면 않된다.
세정장치(106)에는, 제1 내지 제3의 세정조(108),(110),(112)가 설치되어 있다.
각 세정조(108),(110),(112)의 하부에는 회전로울러(202)(204)가 설치되어 있고, 이들에 의하여 캐리어플레이트(7)를 하측에서 지지하도록 되어 있다.
또 회전로울러(202)는, 모터(206)로부터 벨트(208)를 개재하여 전달되는 동력에 의하여 강제회전하고, 또, 회전로울러(204)는, 회전자재하게 지지되어, 캐리어플레이트(7)의 회전에 따라서 회전하도록 되어 있다.
또 세정조(108),(110),(112)내에는 원형의 회전브러시(210)가 설치되어 있다.
이 회전브러시(210)는 구동모터(도시생략)에 의하여 구동되는 것으로서, 캐리어플레이트(7)의 표면에 접촉하여 회전하므로써, 그 표면을 세정하도록 되어있다.
또, 세정조(108),(110),(112)의 내측에는 캐리어플레이트(7)의 외주에 접촉하는 브러시(12)가 설치되어 있다.
실시예의 경우, 제1.제2세정조(108)(110)에서는 알칼리성 세정액에 의한 세정이 실시되고, 제3세정조(112)에서는 순수에 의한 세정이 실시되지만, 세정액의 종류 및 조합은 이것에 한정되는 것은 아니다.
또, 실시예에서는, 제1 및 제2세정조(108),(110)의 상부가 연통관(214)에 의하여 연통되어 있다.
상기한 세정장치(106)에 설치되어 있는 회전로울러(202),(204) 혹은 회전브러시(210)등의 회전체는 세정조(108),(112)의 벽면을 관통하는 베어링에 의하여 지지되며, 또 이 베어링은 시일되어 세정액의 누설이 방지되도록 되어 있다.
이 베어링부의 구조를 제1세정조(108)를 예로 들어 제13도에 의하여 설명한다.
부호211은 축이다.
도면표시의 경우, 이 축(211)은, 회전로울러(204)를 지지하고 있다.
제1세정조(108)의 외측에는 플랜지(212)가 설치되어 있고, 이 플랜지(212)에는 축(211)을 회전자재하게 지지하는 베어링(213)이 설치되어 있다.
또, 베어링(213)보다 내측위치에서는 플랜지(212)의 내주와 축(211)의 외주와의 사이를 시일하는 오일시일(214)이 설치되어 있다.
또 상기한 오일시일(214)의 내측에는 대략 원환형상을 이루는 베어링커버(215)가 설치되어 있다.
이 베어링커버(215)와 오일시일(214)사이에는 축과 병행한 방향으로의 공극이 설치되어 있다.
베어링커버(215)의 내주와, 축(211)외주의 사이에는 반지름방향으로의 미소간극이 설치되어 있다.
상기한 베어링커버(215)에는 반지름방향으로 관통하는 구멍(216)이 설치되어 있다.
이 구멍(216)을 개재하여 베어링커버(216)의 내측으로 액체(통상으로는, 순수나 세정액중의 어느하나)를 상시주입하므로써 오일시일(214)과 축(211)의 접촉과 함께 발생하는 미립자(particle)를 세정조(108)의 외측으로 배제할 수가 있도록 되어 있다. 상기한 세정장치(106)에의 캐리어플레이트(7)의 반입반출, 및 각 세정조(200)사이의 캐리어플레이트(7)의 이동은, 반송장치(104)에 의해 실시되고 있다.
이 반송장치(104)를 제14도 및 제15도에 의해 설명한다.
상기한 세정장치(106)의 측부에는 세정조(108),(110),(112)의 배열방향에 따라 궤도(220)가 설치되어 있다.
이 궤도(220)상에는, 이동프레임(222)이 설치되며, 또, 이동프레임(222)상에는 승강프레임(224)이 설치되어 있다.
이 승강프레임(224)에는, 제1내지 제4캐리어플레이트 반송아암(226)이 설치되어 있고, 이들 캐리어플레이트 반송아암(226)사이에는, 상기한 제1내지 제3 세정조(108),(110),(112) 상호의 사이와 같은 간격(12)이 설치되어 있다.
상기한 각 캐리어플레이트 반송아암(226)의 선단에는 캐리어플레이트(7)의 중심에 형성되어 있는 구멍에 대하여 느슨하게 끼워지는 외경을 보유하는 돌기(228)가 설치되어 있다.
또, 돌기(228)는, 이동프레임(222)을 제14도의 화살표 a 방향 또는 그 반대방향으로 이동시키므로써 캐리어플레이트(7)의 구멍에 삽입되거나 혹은 뽑아내어진다.
또 돌기(228)를 캐리어플레이트(7)의 구멍에 삽입하여 승강프레임(24)을 이동시키거나, 혹은 이동프레임(222)을 이동시키므로써, 캐리어플레이트(7)를 세정조(108),(110),(112)에 송입하거나 혹은 세정조(108),(110),(112)에서 꺼낼 수 있도록 되어 있다.
이상과 같이 구성된 반송장치(104)는 하기와 같이 동작하여 캐리어플레이트(7)를 반송한다.
제14도에 표시하는 상태로 캐리어플레이트 반송아암(226)을 상승시키면 제15도에 실선으로 표시하는 위치(세정조108의 액속에 침지된 위치)로부터, 제15도에 쇄선으로 표시하듯이 캐리어플레이트(7)가 상승한다.
이 상승상태로 이동 프레임(222)을 제14도의 화살표 a 방향으로 거리(12)에 걸쳐 이동시키면, 제14도에서있어서, 촤하위에 존재하고 있는 캐리어플레이트(7)가 제1세정조(108)상에 배치되며, 제1세정조(제14도에 있어서 최하위에 표시되어 있는 세정조)(108)로부터 인상된 캐리어플레이트(7)가 제2세정조(제14도에 있어서 아래에서 2번째에 표시되어 있는 세정조)(110)상에 배치되고, 제2세정조(200)로부터 인상된 캐리어플레이트(7)가 제3세정조(제14도에 있어서 가장 꼭대기에 표시되어 있는 세정조)(112)상에 배치되며, 또 제3세정조(112)로부터 인상된 캐리어플레이트(7)가 다음공정(스핀건조장치114)의 캐리어플레이트 수입부(다음에 상세하게 설명함)로 반송된다.
이 위치에 있어서, 승강프레임(224)을, 하강시키면 각 캐리어플레이트(7)가 세정조(108)(110)(112)내에 삽입된다(제15도에 있어서의 쇄선위치에서 실선위치로 캐리어플레이트가 이동한다).
또 승강프레임(224)이 하강한 후, 이동프레임(222)을 돌기(228)의 돌출량 보다 약간 크게 이동시키면, 돌기(228)가 캐리어플레이트(7)로부터 빠진다.
이 상태로 승강프레임(224)을 상승시킨 후, 제14도에 있어서의 화살표 a 와 반대방향으로 거리(12)에 걸쳐 이동시키면 다음 반송작동으로의 준비상태가 된다.
그리하여, 이상의 동작을 반복하므로서 캐리어플레이트(7)를 제1내지 제3세정조(108)(110)(112) 사이에서 화살표 a 방향으로 1매씩 반송할 수 있다.
이와같은 동작에 의하여, 각 세정조(108)(110)(112) 사이를 반송하려고 할 때에 캐리어플레이트(7)가 정체하지 않고, 따라서 건조에 의한 이물질의 재부착 등이 발생하는 일이 없다.
다음에 제16도 및 제17도를 참조하여 스핀건조장치(114)에 대하여 설명한다.
부호 240은 한쌍의 캐리어플레이트 수입부이다.
캐리어플레이트수입부(240)는, 한쌍의 아암(242)에 지지되고 있다.
캐리어플레이트수입부(242)에는 캐리어플레이트(7)를 유지하는 캐리어플레이트지지부재(244)가 설치되어 있다.
상기한 아암(242)은, 축(246)을 중심으로 하여 수직면내에서 회전 가능하게 지지되며, 공압실린더(248)에 의하여 구동되도록 되어 있다.
또, 상기한 캐리어플레이트수입부(240)는, 각각 공기압실린더(250)에 의하여 왕복동하고, 서로 접근하는 방향이나, 혹은 서로 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.
또 캐리어플레이트수입부(240)는 세정조(112)에 있어서의 캐리어플레이트(7)의 지지위치와의 사이에 반송장치(104)의 이동 스트로크(12)와 동등한 간격을 두고 배치되어 있다.
부호 252는 턴테이블이며, 이 턴테이블(252)은 모터(254)에 의하여 구동되고, 축(256)을 중심으로 회전하도록 되어 있다.
턴테이블(252)은 제16도에 표시하는 것과 같은 평면형상을 가지고 있다.
이 텬테이블(252)의 절결부(258)에 대응하는 위치에는 승강부(260)가 설치되어 있다.
이 승강부(260)는, 공기압실린더(262)에 의하여 구동되며, 턴테이블(252)의 절결부(258)를 통과하여 제17도에 있어서의 상하방향으로 이동할 수가 있다.
또, 스핀건조장치(114)의 근방에는 반송장치(116) 및 덮개(264)가 설치되어 있다.
이 덮개(264)는, 축(266)을 중심으로 하여 회전가능하게 지지된 아암(268)의 선단에 설치되어 있고, 공기압실린더(230)에 의하여 구동되도록 되어 있다.
또, 반송장치(116)는 축(270)을 중심으로 하여 회전하는 아암(272)의 선단에 제18도에 표시하는 것과 같은 절결을 가진 원반(274)을 설치한 구성으로 되어 있다.
또, 부호 276은, 스핀건조장치(114) 상의 캐리어플레이트(7)의 표면에 필요에 따라 더운 순수를 공급하는 순수공급관으로서 이 순수공급관(276)은, 축(278)을 중심으로 하는 회전에 의하여 턴테이블(252)의 상방위치, 또는 이것에서 떨어진 위치로 이동할 수가 있도록 되어 있다.
상기한 스핀건조장치(114)의 동작을 설명한다.
① 세정장치(106)에 있어서의 제3세정조(112)로부터 반송장치(104)에 의하여 꺼내진 캐리어플레이트(7)는, 반송장치(104)의 거리(12)에 걸친 이동에 의하여 제17도에 표시하는 것과 같이 캐리어플레이트 지지부재(244)의 상방으로 배치된다.
한쌍의 캐리어플레이트지지부재(244)는, 서로 떨어진 상태로 준비되어 있다.
이 위치에 있어서, 반송장치(104)가 내려오므로서, 한쌍의 캐리어플레이트 지지부재(244)의 사이에 캐리어플레이트(7)가 삽입된다. 그후, 캐리어플레이트지지부재(244)가 서로 접근하면, 이들 사이에 캐리어플레이트(7)가 지지된다.
② 공기압실린더(248)가 신장하면, 아암(242)이 제17도에 있어서의 시계회전방향으로 회전하여 캐리어플레이트(7)가 턴테이블(252)의 상방에 수평으로 배치된다.
③ 승강부(260)가 상승하여 캐리어플레이트(7)를 하방에서 지지한다. 또, 캐리어플레이트지지부재(244)가 서로 덜어져서 캐리어플레이트(7)가 턴테이블(252)상에 재치된다.
④ 순수공급관(276)을 회전시켜 턴테이블(252)상에 배치하고, 캐리어플레이트(7)의 표면에 순수를 공급한 후, 순수급수관(276)을 본래의 위치에 복귀시킨다.
⑤ 제19도에 표시한 것과 같이, 캐리어플레이트(7)의 상면과의 사이에 근소한 간격을 보유하는 위치로 까지 덮개(264)를 하강시킨 후, 턴테이블(252)을 소정시간에 걸쳐 회전시키고, 원심력에 의하여 캐리어플레이트(7) 표면의 물방울을 제거한다.
또, 턴테이블(252)의 회전시간은 모터(254)의 전원회로에 설치된 타이머(도시생략)에 의하여 임의 설정할 수가 있다.
또, 턴테이블(252)의 회전과 함께 캐리어플레이트(7)의 표면에 건조공기가 송풍된다.
이 건조공기의 송풍으로 원심력에 의해 주위에 비산한 물방울의, 캐리어플레이트(7)로의 재부착이 방지된다.
송풍되는 건조공기는 세정공정에 있어서 사용되는 세정액 온도(약80℃)와 거의 동등하거나 이것보다도 높은 온도로 설정되어 있다.
그 이유는, 스핀건조에 따르는 캐리어플레이트(7)의 온도저하를 방지하기 위함이다.
⑥ 턴테이블(252)의 회전 및 건조공기의 송풍이 종료하면 제19도에 쇄선으로 표시하듯이 덮개(264)가 상승한다.
또 승강부(260)가 상승하여 캐리어플레이트(7)를 턴테이블(252)보다 위로 들어 올린다.
⑦ 아암(272)을 회전시켜, 턴테이블(252)과 동심이 되는 위치로 배치하여 승강부(260)를 강하시키면, 아암(272)선단의 원반(274)상에 캐리어플레이트(7)가 재치된다.
⑧ 아암(272)이 회전하여 제18도에 표시하듯이 가열부(120)상에 캐리어플레이트(7)를 반송한다.
이상의 ① 내지 ⑧항의 공정동작이 종료한 후, 상기한 제①항의 공정으로 복귀하여 다음 캐리어플레이트(7)에 대하여 스핀건조처리가 실시된다.
이어서, 제20도 내지 제24도에 의하여, 가열장치(118) 및 그 반송장치(126)에 대하여 설명한다.
가열장치(118)를 구성하는 가열부(120-124)는, 서로 I₃의 간격을 두고 배치되며 모두 캐리어플레이트(7)가 재치되는 원반을 전기적으로 가열하므로써 캐리어플레이트(7)의 온도를 실온에서 접착에 알맞는 온도로 까지 서서히 상승시키도록 되어 있다.
또 가열부(120-124)의 각각의 중앙부에는, 제24도에 표시하는 것과 같은 축(280)이 설치되어있다.
이들 축(280)의 선단은 가열부(120-124)상의 캐리어플레이트(7) 중앙부의 구멍에 삽입되도록 되어 있다.
또, 축(280)은, 각 가열부(120-124)에 대응하여 설치된 공기압실린더(282-286)에 의하여 각각 구동되어 제21도의 상하방향으로 동작할 수가 있다.
따라서 축(280)이 상승하므로써, 캐리어플레이트(7)가 축(280)에 지지되어 가열부(120-124)의 상면으로부터 부상한 상태로 되고, 한편, 축(280)이 하강하므로써 캐리어플레이트(7)가 가열부(120-124)의 상면에 접촉한 상태가 된다.
상기한 가열장치(118)의 양측에는, 각각 궤도(288)가 설치되어 있다.
이들 궤도(288)에는 이동프레임(290)이 설치되어 있고, 이 이동프레임(290)에는 가열부(120-124)상의 캐리어플레이트(7)를 이들 사이의 간격(13) 만큼씩 반송하는 반송부재(292)가 지지되어 있다.
상기한 반송부재(292)의 구동기구는 다음과 같은 구조로 되어 있다.
이동프레임(290)에는 2쌍의 베어링(294)이 설치되어 있고, 이들 베어링에 의하여 한쌍의 축(296)이 지지되어 있다.
축(296)의 선단에는, 각각 크랭크아암(298)이 설치되어 있고, 이들 크랭크아암(298)의 선단에는, 방송부재(292)가 축(300)을 중심으로 하여 회전가능하게 연결되어 있다.
또 축(296)의 일측기단부에는, 크랭크아암(302)이 설치되어 있다.
이 크랭크아암(302)은, 공기압실린더(304)에 연결되어 있고, 공기압실린더(304)의 신축에 의하여 축(296)에 회전력을 부여하도록 되어 있다.
따라서 공기압실린더(304)의 신축에 의하여 한쌍의 이동프레임(290)이 캐리어플레이트(7)와 서로 겹쳐지는 위치에 까지 접근하거나 혹은, 캐리어플레이트(7)와 겹침 위치로부터 떨어지는 동작을 할 수가 있다.
또, 이동프레임(290)은, 파워실린더(306)의 로드(308)가 신축하므로써, 제20도, 혹은 제21도의 좌우방향으로 거리(I₃)에 걸쳐 이동할 수가 있다.
상기한 반송장치(126)에 의한 캐리어플레이트(7)의 반송동작을 설명한다.
① 캐리어플레이트(7)를 수입할 경우에 반송부재(292)는, 서로 떨어진 위치에 있고, 또, 축(280)은, 하강위치에 대기하고 있다.
② 아암(272)의 회전에 의하여 최초의 가열부(120) 상에 캐리어플레이트(7)가 반송되면, 축(280)이 상승하여 캐리어플레이트(7)에 삽입되어, 캐리어플레이트(7)가 축(280)에 지지된다.
③ 축(280)이 강하하면 캐리어플레이트(7)가 가열부(120-124) 상에 각각 재치되어 가열된다.
④ 각각의 가열부(120-124)에 있어서 캐리어플레이트(7)가 소정의 온도에 까지 가열되면, 각각의 가열부(120-124)에 있어서 축(280)이 상승하여, 각 캐리어플레이트(7)를 상승시킨다.
축(280)의 상승에 의하여 각 캐리어플레이트(7)의 하면이 반송부재(292)의 상면보다 높은 위치에 배치된다.
⑤ 반송부재(292)가 서로 접근하여 제20도에 표시하듯이 각 캐리어플레이트(7)의 외주일부와 평면적으로 겹쳐지는 위치에 배치된다.
⑥ 축(280)이 강하하면, 각 가열부(120-124) 상의 캐리어플레이트(7)가 각각 반송부재(292)에 의하여 지지된다.
⑦ 파워실린더(306)의 로드(308)가 수축하면, 이동프레임(290)이 거리(I ₃)에 걸쳐 이동하며, 가열부(120) 상의 캐리어플레이트(7)가 가열부(122) 상으로 이동하고, 가열부(122)상의 캐리어플레이트(7)가 가열부(124) 상으로 각각 이동한다.
⑧ 축(280)을 상승시키면 캐리어플레이트(7)가 들어 올려진다. 또, 반송부재(292)를 서로 떨어지게 한다.
상기한 제 3 항의 공정과 동일하게 축(280)을 하강시켜서, 캐리어플레이트(7)를 가열부(120-124)상에 재치하여 가열을 하고, 이하 상기 동작을 반복한다.
상기한 축(280)내, 최종가열부(124)에 설치되어 있는 것은, 캐리어플레이트(7)의 반송에 따르는 동작외에 캐리어플레이트(7)의 온도조정을 위해서도 이용되고 있다.
예컨대 접착부(128)에 있어서의 접착처리의 정체등의 이유에 의하여, 최종가열부(124) 상에 장시간에 걸쳐 캐리어플레이트(7)가 재치되어 있으면 그 온도가 과잉상승 하게 된다.
이와 같은 온도상승을 방지하기 위하여 가열부(124) 자체의 온도조정을 할 수가 있지만, 이 경우에 가열부(124)가 보유하는 열용량에 의하여 온도제어에 타임래그가 발생하는 것을 피할 수 없다.
이 실시예에서는 가열부(124)에 설치되어 있는 축(280)을 상승시키므로써, 캐리어플레이트(7)를 가열부(124)로부터 들어올리도록하고 있다.
즉 캐리어플레이트(7)가 가열상태가 되면 축(280)이 상승하도록 제어하므로서, 캐리어플레이트(7)의 온도를 콘트롤 할 수가 있다.
상기한 접착부(128)를 중심으로 하여 가열장치(118)와 대칭이 되는 위치에는, 냉각장치(160)가 설치되어 있다.
이 냉각장치(160)는, 가열부(120-124)와 동일한 구성으로 된 냉각부(162-166)를 구비하고 있다.
각 냉각부(162-166)는, 그 내부에 열매체를 유통시키므로써, 서서히 온도가 낮아지도록 설정되었으며, 이들 상에 재치된 캐리어플레이트(7)를 접착온도에서 실온에 까지 서서히 냉각시킨다.
또 냉각장치(160)의 측부에도 반송장치(126)가 설치되어 있으며, 가열장치(118)와 동일하게, 각 냉각부(162-166)의 사이에서 캐리어플레이트(7)를 거리( I₃)씩 반송한다.
또 부호 310은 캐리어플레이트(7)에 식별마크를 붙이는 날인기이다.
계속하여, 제2도 내지 제27도를 참조하여, 접착부(128) 및 캐리어플레이트 이송적재기(134)에 대하여 설명한다.
이 캐리어플레이트 이송적재기(134)는, 가열장치(118), 접착부(128), 냉각장치(160)가 배치되어 있는 방향에 따라 캐리어플레이트(7)를 반송한다.
부호312는 궤도이고, 이 궤도(312)상에는 제1 이동프레임(314), 제2 이동프레임(316)이 설치되어 있다.
이들의 이동프레임(314) 및 (316)에는, 각각, 제1, 제2 승강프레임(315)(317)이 설치되어 있다.
이들의 승강프레임(315)(317)에는, 각각 회전가능한 아암(318)(320)이 설치되어 있고, 더욱이 이들의 아암(318)(320)이 설치되어 있고, 더욱이 이들의 아암(318)(320) 선단에는, 캐리어플레이트(7)의 하방으로 삽입되어 그 하면을 흡착하는 제1 흡착장치(302), 제2 흡착장치(324)가 설치되어 있다.
또, 상기한 이동프레임(314) 및 (316)은, 궤도(312)에 따라 설치된 제1 반송나사(326)와, 제2반송나사(328)를 각각 구동모우터(330) 및 (332)에 의하여 회전시키므로써, 제25도 및 제26도의 좌우 방향으로 이동할 수 있다.
이상과 같이 구성된 캐리어플레이트 이송적재기(134)는, 가열장치(118)의 가열부(124)까지 반송된 캐리어플레이트(7)를 상기한 제1흡착장치(322)에 의하여 흡착하고, 축(318)을 회전시키므로써 캐리어플레이트(7)를 반전시켜, 캐리어플레이트(7)가 접착되야 할 면을 하향시킨 후, 접착장치(128)의 받침시이트(4) 상에 재치할 수 있다.
또, 웨이퍼가 접착된 캐리어플레이트(7)를 제2흡착장치(304)에 의하여 흡착하여 받침시이트(4) 상에서 들어 올려, 축(320)의 회전에 의하여 반전시켜, 캐리어플레이트(7)가 접착된 면을 상향시킨 후, 반전대(132) 상에 까지 반송하여, 그 상에 재치한다.
상기한 웨이퍼 이송적재기(156)는, 제28도에 표시하듯이, 축(340)을 중심으로 회전하는 아암(342)의 양단에 흡착장치(344)를 설치하고, 이 흡착장치(344)를 공기압실린더(346)에 의하여 각각 상하동시키는 구성으로 되어 있다.
또 상기한 받침시이트(4), 웨이퍼 세트장치(152), 웨이퍼캐리어호울더(154)는, 아암(342)의 회전궤적인 원호(제8도에 C로 표시함)에 따라 배치되어 있다.
따라서, 상기한 아암(342)의 회전과 흡착장치(344)의 승강 및 흡착개방의 반복에 의하여, 캐리어플레이트(7)를 받침시이트(4), 웨이퍼세트장치(152), 웨이퍼캐리어호울더(154) 사이에서 반송할 수 있다.
상기한 웨이퍼캐리어호울더(154)는, 웨이퍼캐리어(5)를 지지하는 지지대(350)상에 다수의 굴림대(352)를 설치한 구성으로 되어 있다.
웨이퍼캐리어(5)는, 굴림대(352)에 의하여, 아암(342)의 이동범위 내외를 이동할 수 있다.
또한, 굴림대(352)의 일부에는 구동장치(도시생략)가 내장되어 있어 자신이 회전할 수 있으며, 다른 굴림대(352)는, 웨이퍼캐리어(5)의 이동에 따라서 회전하도록 되어 있다.
계속하여, 상기한 웨이퍼세트장치(152)에 웨이퍼(6)를 공급하는 라인의 구성을 설명한다.
또 이 라인에서 사용되는 최소선폭 1μm 이하의 IC용 웨이퍼는 일반적으로 표면에 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의한 폴리실리콘 코우팅에 의한 엑스트리니시크게터 층이 부착되어 있다.
이면은 고착하지 않는 폴리실리콘이나 반송 등의 취급에 의하여 쉽게 박리하여 파티클(particle)로 되는 경향이 있고, 이면을 상향시켜 반송된다.
이 라인에 있어서는, 웨이퍼(6)가 두께 등의 품질데이터의 측정 결과에 따라서, 로트(lot)마다, 예정된 순서로 공급된다.
이 라인에 설치되어 있는 센터링장치(140), 세정장치(142), 왁스코터(144), 핫베이트장치(146), 및 OF위치 조합장치(148) 사이에서의 웨이퍼(6)의 이동은, 제29도 및 제30도에 표시하는 워킹비임(360)에 의하여 시행되어 있다.
워킹비임(360)은, 제29도에 표시하듯이, 복수의 지지판(362)을 보유하며, 이들 지지판(362)사이에는 센터링장치(140), 세정장치(142), 왁스코터(144), 핫베이크장치(146), 및 OF위치 조합장치(148)의 배열간격(14)과 동일한 간격(14)이 설치되어서, 이들 장치상의 웨이퍼(6) 가장자리부를 하방으로부터 들어올릴 수 있게 되어 있다.
상기한 워킹비임(360)은, 승강프레임(364)에 의하여 상하이동 가능하게 지지되며, 공기압실린더(366)에 의하여 상하로 구동되도록 되어 있다.
또 상기한 승강프레임(364)은 제8도의 좌우방향에도 이동가능하게 지지되어 있다.
상기한 승강프레임(364)은, 모우터(368)에 의하여 구동되는 이송나사(370)에 의하여 좌우로 이동하도록 되어 있다.
제31도는 센터링장치를 표시한다.
부호380은 승강대이고, 이 승강대(380)는 공기압실린더(382)에 의하여 상하이동 하므로써, 그위에 재치된 웨이퍼(6)를 승강시킬 수 있다.
또 384는 위치조합판이다.
이 위치조합판(384)에는, 제1단부(386) 및 제2단부(388)가 설치되어 있다.
이들의 단부(386) 및 (388)는, 이 장치에 의하여 처리해야 할 웨이퍼의 규격에 따라서 웨이퍼 외경보다 약간 작은 내경치수로 설정되어 있다.
또, 상기한 단부(386) 및 (388)의 상부에는, 이들에 웨이퍼를 안내하기 위한 테이퍼부(390) 및 (392)가 설치되어 있다.
이 센터링장치에 있어서는, 승강대(380)를 상승시킨 상태에서 웨이퍼를 받아들이고, 그후, 승강대(380)를 하상시키므로써, 테이퍼부(390)(392)의 어느쪽이든가에 의하여 웨이퍼를 안내하여 단부(386), 혹은(388)로 안내하여, 후속의 세장장치나 왁스코터에 위치결정할 수 있다.
이어서, 제32도에 의하여 세정장치를 설명한다.
부호 400은 턴테이블이고, 이 턴테이블(400)은, 모우터(402)에 의하여 구동되어 회전하도록 되어 있다.
또 턴테이블(400) 및 모우터(402)는 승강프레임(404)으로 지지되어 있다.
이 승강 프레임(404)은 상하이동 자재하게 지지됨과 아울러, 공기압실린더(406)에 의하여 상하로 구동 되도록 되어있다.
상기한 턴테이블(400)의 상방에는, 세정액을 웨이퍼(6)에 고압으로 분사하는 제1노즐(408)과, 세정액에 초음파진동에너지를 부여하여 웨이퍼(6)에 뿜어내는 제2노즐(410)이 설치되어 있다.
제1노즐(408) 및 제2노즐(410)은, 회전자재한 아암(412),(414)으로 지지되어 있다.
상기한 아암(412),(414)은, 축(416),(418)을 중심으로 회전가능하게 지지되어 있고, 상기한 축(416)(418)의 하부에 설치된 풀리(420)를 모우터(422)에 의하여 구동하므로서, 세정액을 광범위하게 뿜어낼 수 있도록 되어 있다.
또한, 축(416)을 구동하는 모우터 및 풀리는 도시를 생략한다.
상기한 턴테이블(400)의 주위는 하부커버(424)에 의하여 둘러싸여져 있다.
상기한 하부커버(424)에는 흡기배관(426)이 접속되며 하부커버(424)내의 공기나 물방울을 흡인하도록 되어있다.
상기한 하부커버(424)의 상부방향에는 상부커버(428) 및 윗덮개(430)가 설치되어 있다.
상부커버(428)는 웨이퍼(6)의 세정중에는 하강상태로 되어서, 주위에 물방울이나 분진이 비산하는 것을 방지하도록 되어있다.
또 윗덮개(430)는 웨이퍼(6)의 세정중에는 세정액의 물보라가 부착하지 않게 상승상태로 되도록 되어 있다.
이 세정장치에 있어서는, 턴테이블(400)을 회전시킴과 아울러, 제1 및 제2노즐(408),(410)을 각각 회전시키면서, 이들 노즐(408),(410)에서 턴테이블(400)상의 웨이퍼(6)에 세정액을 분사한다.
제1노즐(408)에서 100 내지 300㎏/cm2의 압력에서, 또한, 매분 0.5 내지 2.0리터의 유량으로 세정액이 분사된다. 이 고압의 세정액은 주로 표면에 불안정한 상태로 부착하고있는 물질을 제거한다.
제1노즐(408)에서 분출되는 세정액의 압력이 하한치를 하회하면, 세정력이 부족하고, 또 상한치를 초과하면, 웨이퍼(6)의 표면에 손상을 가져온다.
또, 제2노즐(410)에서는, 500 내지 1000KHZ의 진동이 부여된 세정액이 매분 0.5 내지 3.0리터의 유량으로 분사된다.
또 제2노즐(410)에서 분사되는 세정액의 압력은, 제1노즐(408)보다 많이 낮은 것으로도 만족한 것은 물론이다.
이와같은 고주파진동에너지가 부여된 세정액은, 웨이퍼 표면의 미소한 파티클을 제거한다.
상기한 제2노즐(410)에서 공급되는 세정액이 고주파진동에너지에 의하여 높은 세정능력을 가지고있으므로, 제1노즐(408)에서 분사되는 세정액의 압력은 비교적 작아도 되고, 따라서 이 압력에 의하여 웨이퍼(6)의 표면이 손상을 입는 일은 드물다.
상기한 세정액에 부여하는 진동의 주기가 하함치를 하회하면, 웨이퍼(6)의 표면에 손상을 끼칠 우려가 있고, 상한치를 초과하면, 진동이 감쇠하여 세정력이 없어진다.
상기한 세정액의 공급을 정지시킨 후, 턴테이블(400)의 회전을 계속시켜서 웨이퍼(6)표면의 세정액을 제거함과 아울러, 윗덮개(430)를 웨이퍼(6)표면 가까이 까지 하강시켜, 웨이퍼(6)의 표면에 불활성가스를 뿜어내어서 건조시킨다.
상기한 세정장치(142)와, 이것에 연속한 왁스코터(144)와의 사이에는, 통상의 장치간의 간격(14)의 2배의 간격 2×14의 간격이 설치되어 있다.
따라서 세정장치(142)에 있어서 세정된 웨이퍼(6)는 세정장치(142)와 왁스코터(144)사이의 스페이스에 일단 머문 후 왁스코터(144)에 송입하게 된다.
제33도에 의하여 왁스코터(144)의 구성을 설명한다.
부호 440은 턴테이블이다.
이 턴테이블(440)은 모우터(442)에 의하여 구동되어 회전한다.
상기한 턴테이블(440)의 주위에는 커버(444)가 설치되어 있다. 이 커버(444)에는 흡기탁트(446)가 저속되어서 내부의 공기등을 흡인하도록 되어 있다.
상기한 턴테이블(440)의 상방에는 덮개(448)이 설치되어 있다. 이 덮개(448)는 공기압 실린더(450)로 지지되므로써 도시한 바와 같은 상승위치, 혹은 커버(444)상부의 개구를 덮는 하강 위치로 이동할 수 있다.
또 상기한 뚜껑(448)에는, 2개의 왁스공급노즐(452)이 설치되어 있고, 이 왁스공급노즐(452)에서 턴테이블(440)상의 웨이퍼(6)의 표면에 왁스를 공급하도록 되어 있다.
또한 모우터(442)는, 공기압실린더(454)에 의하여 상하이동하는 승강프레임(456)에 지지되어 있고, 턴테이블(440)과 함께 상하이동할 수 있게 되어 있다.
또 턴테이블(440)에는, 비도시의 진공원(眞空源)에 접속되는 접속구(458)가 설치되어 있다.
이 접속구(458)로부터 공급되는 진공압을 턴테이블(440)의 상면에 작용시키므로써 턴테이블(440) 상면에 웨이퍼(6)가 밀착하도록 되어 있다.
상기한 핫베이크장치(146)는, 상하이동이 가능한 테이블 상에 웨이퍼(6)를 지지하는 것이고, 테이블을 가열하므로써 왁스속의 유기용제 등을 휘발시키도록 되어 있다.
상기한 왁스코터(144), 핫베이크장치(146)에 의하여 처리된 웨이퍼(6)는, 워킹비임(360)에 의하여 OF 위치조합장치(148)로 보내지고, 다시, 반송장치(150)에 의하여 웨이퍼세트장치(152)로 보내진다.
이하, 제34도 및 제35도를 참조하여 상기한 각 장치의 구성을 설명한다.
OF 위치조합장치(148)에는, 턴테이블(460)이 설치되고, 이 턴테이블(460)은 공기압실린더(462)에 의한 상하이동과, 모우터(464)에 의한 회전을 행하도록 되어 있다.
또 상기한 턴테이블(460)의 외주에는, OF 검출기(466)가 설치되어 있다. 이 OF 검출기(466)는, 웨이퍼(6)에 있어서의 OF 부의 위치를, 광선이 차단되는 지의 여부의 검출결과에 의하여 판정한다.
그리고, 이 판정결과에 따라 상기한 모우터(464)의 정지를 제어하므로써 제34도에 표시하듯이 OF를 소정각도로 향해서 정리할 수 있다.
반송장치(158)에는, 모우터(470)에 의하여 회전하는 회전대(472)가 설치되어 있다.
이 회전대(472)에는, 반경방향으로 이동가능한 아암(474)이 설치되어 있다. 이 아암(474)은, 턴테이블(460)방향으로 신장할 수 있다.
따라서, 상기한 턴테이블(460)을 상승시킨 상태(상대적으로 아암 474를 하강시켜도 좋다)에서 아암(474)을 신장하고, 이 상태에서 턴테이블(460)을 하강(상대적으로 아암 474를 상승시킬 것)시키므로써 상기한 아암(474)상에 웨이퍼(6)가 재치된다.
웨이퍼(6)가 재치된 아암(474)은 180도 회전하여 웨이퍼세트부(156)로 향하게 된다.
한편, 웨이퍼세트부(156)에는, 웨이퍼캐리어(5)가 재치되는 턴테이블(480)이 설치되어 있다.
이 턴테이블(480)은, 스탭핑 모우터(482)에 의하여 구동되므로서, 웨이퍼캐리어(5)의 웨이퍼 수납구멍을 상기한 회전대(472)와 직선상으로 되도룩 위치맞춤을 한다.
상기한 반송장치(158)와 웨이퍼세트부(152) 사이에는 웨이퍼 안내장치(484)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼안내장치(484)는, 로터리 솔레노이드(486)에 의하여 구동되며, 제34도의 실선위치, 또는 쇄선위치로 이동할 수 있다.
즉 상기한 아암(474)이 하강할 때에는, 도면중에서 실선으로 표시되는 위치에 있고 웨이퍼(6)를 웨이퍼캐리어(5)상의 소정위치로 안내한다.
또 상기한 웨이퍼 이송적재기(156)의 아암(342)에 설치된 흡착장치(344)에 의하여 웨이퍼캐리어(5)를 흡착하려고 할 때에는, 상기한 흡착장치(344)의 이동경로에서 떨어진 위치, 즉, 도면중에서 파선으로 표시하는 위치에 배치된다.
상기한 턴테이블(480)은, 웨이퍼 이송적재기(156)의 아암(342)의 회전궤적과 겹치는 위치로 대치되며, 이 아암(342)에 의하여 빈웨이퍼캐리어(5)의 반입이 행하여짐과 아울러, 웨이퍼(6)가 소정위치에 배치된 웨이퍼캐리어(5)의 반출이 행하여지도록 되어 있다.
이상과 같이 구성된 웨이퍼접착장치의 동작을 설명한다.
캐리어플레이트(7)는 캐리어플레이트스톡크부(100)에 세로자세로 수용되어 있다.
캐리어플레이트스톡크부에 수용되어 있는 캐리어플레이트(7)는, 반송장치(104)에 의하여 1매씩 세정장치(106)로 송입하고, 이 세정장치(106)의 각 세정공정 중을 한단계씩 이동한다.
세정이 끝난 캐리어플레이트(7)는, 접착면을 상향시켜 건조장치(114)로 보내져 수분이 제거되어 가열장치(118)로 보내진다.
가열장치(118)로 보내진 캐리어플레이트(7)는, 반송장치(126)에 의하여 각 건조공정을 일단계씩 반송한다.
최종의 가열부(124)에 도달한 캐리어플레이트(7)는 캐리어플레이트 이송적재기(314)에 의하여 흡착되고, 다시, 반전되어 접착면이 하향된 후, 접착장치(128)의 가까운 쪽에서 대기한다.
한편, 웨이퍼(6)는, 센터링장치(140)에 의한 위치결정후, 세정장치(142)에 의한 세정, 왁스코터(144)에 의한 접착제 도포, 핫베이크장치(146)에 있어서의 용제증발, OF 위치조합장치(148)에 있어서의 위치를 합치한 후, 웨이퍼세트로보트(158)에 의하여 웨이퍼세트부(152)로 1매씩 송입된다.
또, 이 송입과 동기하여, 센터링장치(140), 세정장치(142), 왁스코터(144), 핫베이크장치(146), 및 OF 위치조합장치(148)의 사이에서의 웨이퍼의 반송이 행하여진다.
한편, 웨이퍼캐리어(5)는, 웨이퍼캐리어호울더(154)상에 준비되어 있고, 웨이퍼 이송적재기(156)의 아암(342)에 의하여 웨이퍼세트장치(152)로 반송된다.
웨이퍼세트장치(152)에서는, 웨이퍼세트로보트(158)에 의한 웨이퍼(6)의 송입과, 턴테이블(480)의 소정각도의 회전을 서로 번갈아 행함에 의하여 웨이퍼캐리어(5)로 웨이퍼(6)가 삽입된다.
웨이퍼캐리어(5)에 소정매수의 웨이퍼(6)가 삽입되면, 웨이퍼 이송적재기(156)가 웨이퍼캐리어(5)를 접착장치(128)로 송입하고, 그후, 상기한 캐리어플레이트 이송적재기(314)에 의하여 캐리어플레이트(7)를 접착장치(128)에 송입하면, 웨이퍼캐리어(5), 웨이퍼(6), 캐리어플레이트(7)가 제2도와 같이 소정위치에 배치된다.
이 배치에 있어서, 접착장치(128)가 동작하여 웨이퍼(6)를 캐리어플레이트(7)의 하면에 접착한다. 접착이 끝나면, 캐리어플레이트 이송적재기(316)가 캐리어플레이트(7)의 이면을 흡착하여 들어올려서, 웨이퍼(6)가 접착되어 있는 면이 상향이 되도록 반전시킨 후, 냉각장치(160)의 최초의 냉각부(162)에 재치한다. 냉각장치(160)에서는, 반송장치(126)에 의하여 캐리어플레이트(7)가 각 냉각부(162),(164),(166)로 반송되면서, 서서히 냉각된다.
냉각장치(160)에 있어서 소정의 온도까지 냉각된 캐리어플레이트(7)는, 날인기(310)에 의하여 소정의 식별마아크가 부착된후 다음 연마공정으로 송출된다.
또한, 상기한 장치에 있어서의 반송, 세정장치는 실시예의 방식에 한정되는 것이 아니고, 웨이퍼의 치수나 방법에 따라서 변경해도 좋은 것은 물론이다. 이상의 설명에서 명확한 바와같이, 본 발명에 의하면, 하향된 캐리어플레이트로 아래쪽에서 웨이퍼를 압압하여 접착하도록 한 접착장치에 있어서, 이 접착에 최적인 위치로 웨이퍼 및 캐리어플레이트를 송입할 수 있고, 따라서, 접착장치가 본질적으로 보유하는 접착면에의 기포발생방지, 웨이퍼의 왁스도포면에의 파티클의 제거에 의하여 웨이퍼의 평탄도를 향상시킨다고 하는 효과를 보존하면서, 웨이퍼 및 캐리어플레이트를 접착장치에 능률적으로 송입할 수 있다고 하는 효과를 성취한다.

Claims (7)

  1. 상면에 접착제가 부착된 웨이퍼(6)를, 상기한 접착제의 도포면을 상향시켜 캐리어플레이트(7) 밑으로 배치하여, 상기한 웨이퍼(6)의 상면과 캐리어플레이트(7)의 하면을 서로 대향하는 위치로 배치함과 아울러, 이들을 대기압 이하의 압력 환경하에 두는 스텝과, 상기한 웨이퍼(6)를 상승시켜서 캐리어플레이트(7)에 접착하는 스텝과, 서로 접착된 웨이퍼(6)와 캐리어 플레이트(7)와의 주위 압력을 상승시키는 스텝을 보유하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 접착방법.
  2. 제1항에 있어서, 캐리어플레이트(7)와 웨이퍼(6)를, 접착해야 할 면을 상향하여 반송하는 스텝과, 상기한 캐리어플레이트(7)의 앞, 뒤를 반대로 반전시키는 스텝과, 그 캐리어플레이트를 웨이퍼의 하측으로 반입하는 스텝 등을 보유하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 접착방법.
  3. 밀폐형상의 제1감압실(2)과, 그 제1감압실(2)의 아래쪽에 설치된 밀폐형상의 제2감압실(49)과, 이들 양 감압실을 상하로 구획하는 다이아프램(41)과, 상기한 제1감압실(2)내에 설치되어 다이어프램의 윗쪽에서, 웨이퍼와 이것이 접착되는 캐리어플레이트를 지지하는 웨이퍼가이드와, 양 감압실(2),(49)내의 압력을 제어하는 압력제어장치로 이루어지며, 상기한 웨이퍼가이드에는, 다이아프램의 상면에 대향하는 위치에서 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼지지부와, 웨이퍼 상면과의 사이에 소정간격을 두고 대향하는 위치에서 캐리어플레이트(7)를 지지하는 캐리어플레이트 지지부 등이 설치되고, 상기한 압력제어장치는, 양 감압실을 함께 감압시키는 동작과, 다이아프램(41)을 캐리어 플레이트(7)에 접근하는 방향으로 소정간격 이상에 걸쳐서 변위시켜야 할 제2감압실(49)을 제1감압실(2)에 대하여 상대적으로 중압시키는 동작 등을 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 접착장치.
  4. 캐리어플레이트(7)에 웨이퍼(6)를 접착하는 접착부와, 그 접착부에 캐리어플레이트(7)를 공급하는 제1반송장치(126)와, 상기한 접착부에 웨이퍼를 공급하는 제2반송장치(150)와, 웨이퍼가 접착된 캐리어플레이트(7)를 상기한 접착부로부터 반출하는 제3반송장치로 이루어진 웨이퍼의 접착장치에 있어서, 상기한 접착부에 따라, 캐리어플레이트(7)를 지지하는 캐리어플레이트 지지장치와, 이 캐리어플레이트 지지장치의 하측에서 웨이퍼(6)를 지지하는 웨이퍼 지지장치와, 웨이퍼 지지장치에 지지된 웨이퍼(6)를 캐리어플레이트(7)의 하면에 접촉하는 위치까지 상승시키는 웨이퍼 이동장치로 구성되고, 상기한 제1반송장치와 접착부와의 사이에는, 캐리어플레이트(7)의 앞, 뒤를 반대로 반전시키는 반전장치가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 접착장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기한 접착부는 웨이퍼(6)의 상면과 이것이 접착되는 캐리어 플레이트(7)를 감압하에 두고, 웨이퍼(6)를 그의 하면에서 들어올려서 캐리어 플레이트(7)에 접착시킨 후, 승압하는 기능을 보유하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 접착장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기한 제1반송장치는 캐리어플레이트(7)를 웨이퍼와의 접착면을 상측으로 하여 반송하고, 상기한 제2반송장치는, 캐리어플레이트(7)와의 접착면을 상측으로 하여 웨이퍼를 반송하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 접착장치.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기한 제2반송장치의 반송경로에는, 웨이퍼(6) 표면에 세정액을 고압으로 분사하는 제1세정부(408)와, 웨이퍼(6)의 표면에 세정액을 높은 주파수로 진동시키면서 분사하는 제2세정부(410)로 이루어지는 세정장치(142)가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 접착장치.
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