KR100245810B1 - 진공접촉식웨이퍼지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 특히 확산 및 사진식각공정시 사용하는 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치에 있어서 웨이퍼 지지장치의 상부에 홈을 형성하여 그 주변부만 웨이퍼의 가장자리와 접촉하도록 함으로써 웨이퍼와 웨이퍼 지지장치의 접촉면적을 크게 감소시며 웨이퍼 지지장치와 웨이퍼 접촉시 발행하는 웨이퍼의 손상을 크게 줄이고, 웨이퍼 지지장치의 실제 지지부분의 직경을 웨이퍼의 직경과 동일하게 하여 기판의 일면에 패턴을 형성할때 다른 면이 자동으로 보호되도록 함으로써 양면소자의 성능 및 수율저하를 방지할 수 있으며, 기판의 일면에 패턴을 형성할때 다른 면을 보호하기 위한 별도의 초산부틸의 분사공정을 생략할 수 있고 또한 예를들어 이미 개발되어 있는 양면 사진식각장치를 이용하는 경우 양면식각을 동시에 할 수 있는 등 동시 가공이 가능하므로 제조시간을 단축시키고 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

진공 접촉식 웨이퍼 지지장치

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 특히 양면 소자 제조시 먼저 임의의 물질로 처리한 웨이퍼 표면의 손상없이 다른 면에 소자를 형성할 수 있도록 하기 위한 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치에 관한 것이다.

반도체 소자는 제조시 단결정의 실리콘 기판 표면에 열처리, 이온주입, 박막형성, 확산, 사진식각, 세정등 여러공정기술을 적합하게 반복수행해야 하므로 각 공정마다 제조환경을 정확하게 제어하는 것과 외부의 어떠한 영향에도 기판을 흔들리지 않게 고정, 지지하는 웨이퍼 지지장치가 매우 중요하다.

도 1은 이러한 웨이퍼 지지장치의 하나로써, 척(Chuck)의 상단면에 각각의 다수개의 진공라인과 웨이퍼 접합면을 교대로 배열하여 두고 웨이퍼를 지지하는 종래의 기술에 의한 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치를 도시한 것으로, 상부의 수평단면을 자세히 살펴보면 중심이 하부의 피스톤부(7)와 연결된 하나의 원이 크게 4개의 부채꼴 영역으로 나뉘어져 있으며 각 부채꼴 영역은 상기 피스톤부(7)와 연결된 수직 및 수평 진공라인(3a)을 통해 다른 부채꼴 영역과 인접한다. 또한 상기 각 부채꼴 영역은 중심으로부터 외주에 이르기까지 상기한 바와 같이 각각의 다수개의 진공라인(3b)과 웨이퍼 접합면(1)이 교대로 배열되어 있으며, 상기 진공라인(3b)은 수직 및 수평 진공라인(3a)과 연결된다.

즉, 상기 모든 진공라인들은 상기 척의 상부 중심에 있는 피스톤부(7)와 연결되어 웨이퍼의 접합시 웨이퍼와 척 상부 사이의 모든 공기를 제거함으로써 웨이퍼를 지지하게 되는 것이다.

상기 웨이퍼 지지장치는 웨이퍼의 양면 중 일면에만 소자를 형성하는 일반적인 소자에 사용하는 경우, 예를들어 확산시 액체 소스를 이용하여 웨이퍼 표면에 코팅(Coating)하거나, 또는 사진식각시 포토레지스트(Photoresist)를 코팅할때에는 웨이퍼 지지장치와 직접 접합되는 소자 형성 이면에 대한 별도의 보호가 필요없다.

그러나 상기 웨이퍼 지지장치를 사이리스터(Thyristor)와 같이 웨이퍼의 양면에 모두 소자를 형성하는 양면소자의 경우에는 척 상부의 표면상태에 따라 일면에 소자를 형성하는 동안 다른 면이 손상되게 되므로 소자를 형성중이지 않은 면에 대한 별도의 보호가 필요하다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 척 상부의 웨이퍼 접합면(1)에 결함이 있거나 먼지 입자가 존재하는 경우, 웨이퍼 양면 모두를 포토레지스트로 코팅하기 위해 먼저 한면에 포토레지스트를 코팅한 후 그 코팅면을 상기 척과 접합시켜 고정, 지지하고 다른 면에 포토레지스트를 코팅할때 먼저 포토레지스트를 코팅한 면이 상기 척 상부의 웨이퍼 접합면(1)에 결함이나 먼지 입자때문에 도 2에 도시한 바와 같은 손상(10)을 입게 되며, 또한 사진식각공정에서 포토레지스트의 코팅시 코팅면 이외의 부분에 포토레지스트가 코팅되는 것을 막기 위해 초산부틸을 분사하는 초산부틸 분사공정시 일반적으로 척의 직경(5)이 웨이퍼의 직경보다 작기 때문에 먼저 코팅된 포토레지스트가 손상된다.

그리고 이러한 코팅면의 손상은 식각공정시 원하지 않은 패턴의 형성을 유발하게 되어 소자의 성능 및 수율을 저하시키며, 이를 방지하려면 별도의 공정순서가 추가되어야 하므로 시간 및 가격경쟁력도 떨어질 수 밖에 없다.

즉, 상기와 같은 종래의 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치는, 양면소자에 적용하는 경우 웨이퍼 지지장치의 접합면의 상태불량과 웨이퍼와의 직경 차이로 인해 확산 또는 사진식각공정시 먼저 코팅된 코팅면이 손상되어 패턴이 부정확하게 되므로 소자의 성능 및 수율을 저하되며, 이를 방지하려면 별도의 공정이 추가되어야 하고 또한 각면에 개별적으로 소자를 제조해야 하므로 시간 및 가격경쟁력을 저하시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치의 문제점을 해결하기 위하여, 양면 소자 제조시 먼저 임의의 물질로 처리한 웨이퍼 표면의 손상없이 다른 면에 소자를 형성할 수 있도록 함으로써 소자의 성능 및 수율저하를 방지할 수 있을 뿐만아니라 이미 개발되어 있는 양면가공 장치를 이용하여 양면의 동시 가공이 가능하도록 하여 시간 및 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치는, 피부착물과의 인접시 자신의 상단면이 상기 피부착물의 가장자리와 접촉하도록 구성된 외곽부와, 상기 외곽부에 의해 둘러싸여 상기 피부착물과 접촉하지 않도록 이격된 중앙홈부와, 하부의 피스톤부와 연결되며 상기 피부착물과 상기 외곽부의 상단면이 접촉하면 상기 피스톤부의 동작에 의해 상기 피부착물과 상기 외곽부의 상단면이 진공상태로 서로 밀착되도록 공기를 제거하기 위한 진공경로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 기술에 의한 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치의 구조도.

도 2는 도 1의 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치를 이용한 사진식각 공정시 웨이퍼 양면에 감광제를 코팅할때 발생할 수 있는 결함을 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치의 구조도.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치의 구조도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 외곽부12 : 중앙홈부

13 : 진공경로15 : 척직경

17 : 피스톤부

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치는, 제1실시예의 경우 도 3에 도시한 바와 같이 상단면의 중앙에 넓은 원형홈(이하 중앙홈부(12)라 한다)을 형성하여 피부착물인 웨이퍼의 인접시 웨이퍼의 가장자리만 상기 중앙홈부(12)를 둘러싸고 있는 구조물(이하 외곽부(11)라 한다)의 상단면과 접촉하고 나머지 부분은 서로 접촉하지 않도록 함으로써 상기 웨이퍼가 지지부분과 접촉하는 면적을 최소화 한다. 그리고 상기 외곽부(11)의 상단면에는 하부의 피스톤부(17)와 연결되며 상기 웨이퍼와의 이격시 연속된 선형, 즉 원테두리 모양으로 대기중에 노출되는 진공경로(13)를 형성한다.

상기 진공경로(13)를 좀 더 자세히 설명하면, 상기 중앙홈부(12)와 외곽부(11)의 내부 전면에 걸쳐 원통형으로 형성하는데, 이 진공경로(13)를 통해 웨이퍼의 인접시에 상기 피스톤부(17)를 동작시켜 상기 웨이퍼 가장자리와 상기 외곽부(11)의 가장자리가 밀착되도록 함으로써 웨이퍼를 고정, 지지하도록 한다.

또한 본 발명의 제2실시예에서는 도 4에 도시한 바와 같이 상기 진공경로(23)를 원통형으로 형성하지 않고 대신 상기 중앙홈부(22)의 내부에는 원판형 스페이스를 형성하며, 외곽부(21) 내부에는 상기 외곽부를 따라 상기 원판형 스페이스의 가장자리와 연결되는 다수개의 선형 스페이스를 형성하는데, 이 경우 상기 외곽부(21)의 상단면에는 웨이퍼의 이격시 상호 일정간격을 가지는 다수개의 구멍을 볼 수 있다.

한편, 본 발명의 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치는, 상기 제1 및 제2실시예에서 상부의 직경(15,25)이 모두 웨이퍼의 직경과 일치하도록 형성하는데, 그 결과 예를들어 포토레지스트를 코팅하는 경우 코팅이 필요없는 다른 면이 전혀 노출되지 않기 때문에 종래와 같이 먼저 코팅되었거나 코팅되지 않은 면에 회전장력에 의해 포토레지스트가 튀어 원하지 않는 면이 코팅되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 초산부틸 분사 공정을 생략할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼 지지장치의 상부에 홈을 형성하여 그 주변부만 웨이퍼의 가장자리와 접촉하도록 함으로써 웨이퍼와 웨이퍼 지지장치의 접촉면적을 크게 감소시며 웨이퍼 지지장치의 불량상태에 의한 웨이퍼의 손상을 크게 줄이고, 웨이퍼 지지장치의 실제 지지부분의 직경을 웨이퍼의 직경과 동일하게 하여 기판의 일면에 패턴을 형성할때 다른 면이 자동으로 보호되도록 함으로써 양면소자의 성능 및 수율저하를 방지할 수 있으며, 기판의 일면에 패턴을 형성할때 다른 면을 보호하기 위한 별도의 초산부틸의 분사공정을 생략할 수 있고 또한 예를들어 이미 개발되어 있는 양면 사진식각장치를 이용하는 경우 양면식각을 동시에 할 수 있는 등 동시 가공이 가능하므로 제조시간을 단축시키고 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상단면의 중앙에 중앙홈부가 형성되고, 상기 중앙홈부의 저면에 피진공흡착물을 접촉시키지 않으면서 상기 피진공흡착물의 가장자리를 접촉하도록 하기위해 상기 중앙홈부를 둘러싸는, 상향 돌출한 외곽부가 상기 상단면의 가장자리부에 형성된 웨이퍼 지지부; 그리고 상기 웨이퍼 지지부의 하측부에 연결되는 피스톤부를 포함하되 상기 피진공흡착물을 흡착하도록 하기위해 상기 외곽부와, 상기 중앙홈부 아래의 웨이퍼 지지부의 내부 및 상기 피스톤부의 내부에 진공결로가 일체로 연결되도록 형성된 것을 특징으로 하는 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 진공경로는 상기 중앙홈부와 상기 외곽부의 내부 전면에 위치하는 임의의 통형 스페이스로 구성되며, 상기 피부착물과 외곽부의 상단면의 이격시 상기 외곽부의 상단면에 연속된 선형태로 대기중에 노출되는 것을 특징으로 하는 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 진공경로는 상기 중앙홈부의 바닥 내부에 위치하는 임의의 판형 스페이스와, 상기 외곽부 내부에 외곽부를 따라 상기 판형 스페이스의 가장자리와 연결되는 다수개의 선형 스페이스로 구성되며, 상기 피부착물과 외곽부의 상단면의 이격시 상기 외곽부의 상단면에 상호 일정간격을 유지하도록 배열된 구멍형태로 대기중에 노출되는 것을 특징으로 하는 진공 접촉식 웨이퍼 지지장치.

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