KR100417684B1 - 반도체 제조장비의 척 표면 이물질 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 고진공하의 챔버를 그대로 유지한 상태에서 척 표면에 묻어 있는 이물질을 제거할 수 있도록 된 반도체 제조장비의 척 표면 이물질 제거장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 고진공하에서 작업이 이루어지는 챔버와 챔버내의 척에 웨이퍼를 삽입/인출하기 위한 로봇을 포함하는 반도체 제조장비에 있어서, 상기 웨이퍼 후면에 접착제가 도포되어 척 표면의 이물질을 부착제거할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 척 표면 이물질 제거장치를 제공한다.

Description

반도체 제조장비의 척 표면 이물질 제거장치{Device for removing particle on chuck}

본 발명은 웨이퍼용 척(chuck)이 사용되는 반도체 제조장비에서 척 표면에 묻어있는 이물질을 제거할 수 있도록 된 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척에 올려지는 웨이퍼를 이용하여 척 표면 이물질을 제거할 수 있도록 된 척 표면 이물질 제거장치에 관한 것이다.

반도체를 제작하기 위한 장비는 대부분 공정이 진행될 기판을 수용하고 공정 공간을 확보하기 위한 진공 공정 챔버(공정 챔버)를 가지고 있으며, 공정챔버 내에는 웨이퍼가 놓여져 홀딩되는 척이 설치된 구조를 갖는다.

예컨데, 반도체 웨이퍼 또는 LCD 기판 등과 같은 기판(substrate) 상에 와이어링(wiring)을 위한 전기적인 전도성 필름을 형성하기 위한 장비인 건식 식각 장치의 경우, 본체인 플랫폼에 설치되는 다수개의 공정챔버와 웨이퍼 로딩용 로봇을 포함하며, 챔버의 내부에는 한 쌍의 서로 대응된 상 및 하 전극들(upper and lowerelectrodes)이 설치되고, 하전극 위에는 척이 설치되어 그 위에 웨이퍼를 홀딩하게 된다.

웨이퍼가 장입된 고진공하의 챔버 내부에서는 공정가스(식각 가스)와 고주파 전력 공급에 의한 플라즈마 반응에 의해 웨이퍼 상에 전기적인 전도성의 필름이 식각되고 패턴화되는 일련의 작업이 진행되며, 공정 챔버의 외부로부터 웨이퍼의 바닥면과 척 사이로 인서트가스가 공급되어 진공 환경 내에서 에칭이 수행되는 동안 하전극과 웨이퍼 사이 열 전달을 분산시키게 된다.

상기 인서트가스로는 통상 헬륨가스가 사용되고 척에 형성된 홀을 통해 공급되는 데, 척 표면 위에 폴리머 등과 같은 이물질이 묻어 있는 경우에는 헬륨가스가 이물질과 웨이퍼 사이의 틈새를 통해 누출되면서 웨이퍼상의 포토레지스트 막이 타버리는 문제(photoresistburning)를 발생시키게 되고 이로 인해 설비를 중단해야하는 심각한 문제가 야기된다.

특히, 최근에는 정전기를 이용하여 웨이퍼를 홀딩하게 되는 정전척 (electrostatic chuck)이 주로 사용됨으로서 이물질이 척 표면에 잘 달라붙게 되고, 이와 같은 척 표면의 이물질 부착에 의해 헬륨가스 누출은 더욱 빈번히 발생된다.

따라서 척 표면을 자주 청소해줘야 하나, 고진공 하의 챔버 내에 있는 척을 청소해줘야 할 경우에는 부득이하게 챔버 내 상태를 대기압 상태로 만든 후 작업자가 직접 척 표면을 청소할 수 밖에 없었다. 이로 인해 장비 가동율이 떨어지게 되며 장비를 원상태로 회복시키는 데 많은 시간과 노력이 허비되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고진공하의 챔버를 그대로 유지한 상태에서 척 표면에 묻어 있는 이물질을 제거할 수 있도록 된 반도체 제조장비의 척 표면 이물질 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이물질 제거장치가 사용되는 반도체 제조장비를 도시한 개략적인 도면,

도 2는 본 발명에 따른 이물질 제거장치를 도시한 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 이물질 제거장치를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 이물질 제거장치의 사용상태도,

도 5a, 5b는 본 발명에 따른 도 1의 A-A 단면도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 웨이퍼 11 : 접착제

70 : 척 71 : 플레이트

72 : 지지부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제거장치는, 고진공하에서 작업이 이루어지는 챔버와 챔버내의 척에 웨이퍼를 삽입/인출하기 위한 로봇을 포함하는 반도체 제조장비에 있어서, 상기 웨이퍼 후면에 접착제가 도포된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 웨이퍼 이동시 로봇 암의 플레이트와 웨이퍼의 접촉부위를제외한 부분에만 접착제가 도포된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이물질 제거장치가 사용되는 반도체 제조장비를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 이물질 제거장치를 도시한 평면도와 단면도이다.

상기한 도면에 따르면 건식 식각 장치는 본체인 플랫폼(50)에 다수개의 공정챔버(60)가 구비되고 플랫폼 내부에는 각 공정챔버로 웨이퍼(10)를 삽입/인출하기 위한 로봇(70)이 설치되며, 공정챔버의 내부에는 한 쌍의 서로 대응된 상 및 하 전극들(upper and lower electrodes)이 설치되고, 하전극 위에는 척(80)이 설치되어 그 위에 웨이퍼(10)를 홀딩하는 구조로 되어 있다.

상기한 구조로 된 건식 식각장치에 있어서, 본 발명의 이물질 제거장치는 공정내로 투입되는 웨이퍼(10)의 후면에 척(80) 표면 이물질(100)을 제거할 수 있도록 된 접착제(11)가 도포된 구조로 되어 있다.

따라서 상기 웨이퍼(10)는 로봇(70)에 의해 척(80) 위로 로딩되었을 때 척(80)표면에 묻어 있는 이물질(100)이 웨이퍼(10) 후면에 도포된 접착제(11)에 묻어 제거될 수 있다.

웨이퍼(10)는 다수개가 하나의 카셋트에 담아져 플랫폼(50)에 투입되는 데, 바람직하게는 척(80) 청소가 필요한 때에만 후면에 접착제(11)가 도포되어 있는 웨이퍼(10)를 공정으로 투입하여 이물질 제거장치로 사용한다.

여기서 상기 웨이퍼(10)가 식각장치로 투입되는 시점에서부터 척(80)에 놓여지는 때까지 또는 공정챔버(60)에서 이동중인 경우에는 로봇의 플레이트(71)에 웨이퍼(10)의 후면이 닿아 있게 되는 데, 이때 플레이트와 웨이퍼 후면의 접착제와의 간섭을 방지할 수 있는 구조가 필요하다.

이를 위해, 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이 로봇의 플레이트(71)는 웨이퍼(10)가 놓여지는 지지부(72)를 단차가공하여 웨이퍼(10) 후면의 접착제(11) 미도포부분이 상기 단차가공된 지지부(72)에 놓여지는 구조로 하거나, 플레이트의 지지부(72)를 내측으로 경사진 구조로 하여 웨이퍼의 선단이 지지부와 선접촉되는 구조로 한다.

따라서 로봇(70)에 의해 이동중에는 웨이퍼(10) 후면의 접착제(11)는 외부와 차단되며 오직 척(80)에 올려진 때에만 척표면에 묻은 이물질(100)과 접촉될 수 있는 것이다.

한편, 웨이퍼(10)에 도포되는 상기 접착제(11)는 그 성능이 척(80) 표면의 미세 분진 등이 부착될 수 있는 정도면 족하다 할 것이다. 또한 접착제(11)는 수용성 또는 지용성으로 물이나 용제에 의해 용이하게 제거가능한 것을 사용함이 바람직하다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

공정 진행 중에 척(80) 표면을 청소해야할 경우가 발생하게 되면, 본 발명에 따른 이물질 제거장치인 웨이퍼(10)가 장입된 카셋트를 플랫폼(50)으로 로딩시킨다.

플랫폼(50)에 설치된 로봇(70)은 공정흐름에 따라 구동되어 카셋트에 장입되어 있는 웨이퍼(10)를 한 장씩 인출하여 플랫폼(50)에 설치된 각 챔버(60)로 삽입시키게 된다.

이때, 웨이퍼(10)의 후면에 도포된 접착제(11)는 로봇 플레이트의 지지부 (72) 구조와 접착제(11)의 도포위치에 의해 상호 접촉하지 않게 된다.

웨이퍼(10)를 파지한 플레이트(71)는 플랫폼(50)의 슬릿을 통해 플랫폼으로 진입하여 파지한 웨이퍼를 플랫폼의 척(80) 위에 정확히 내려놓게 된다.

따라서 도 4에 도시된 바와 같이, 척(80) 표면에 묻어 있는 이물질(100)이 웨이퍼(10)의 후면에 도포되어 있는 접착제(11)에 가압되면서 부착되게 되고, 그리고 다시 로봇(70)에 의해 웨이퍼(10)가 챔버(60)에서 인출될 때 척(80) 표면의 이물질(100)이 접착제(11)에 붙은 체로 인출됨으로서 척(80)의 표면이 깨끗이 청소되는 것이다.

여기서 이물질(100)은 정전척(80)에서 발생되는 정전기력에 의해 척(80) 표면에 달라붙어 있는 상태로 웨이퍼(10) 후면의 접착제(11)에 물리적으로 부착됨으로서 웨이퍼(10)가 인출될 때 정전기력을 이기고 웨이퍼(10)의 접착제(11)에 붙은 채 척(80)으로부터 탈락될 수 있는 것이다.

이와같이 단지 본 발명의 웨이퍼(10)만을 장비에 투입하는 것으로 척(80) 표면의 이물질을 깨끗이 제거할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 제조장비의 척 표면 이물질 제거장치에 의하면, 고진공하에서 작업이 이루어지는 장비에 있어서 장비의 진공상태를 그대로 유지한 채 척의 청소작업을 수행할 수 있게 되어 작업손실을 줄일 수 있는 잇점이 있다.

또한 공정을 가동하는 중에 전체적인 청소나 국부적 청소가 이루어지도록 함으로서 장비 가동율을 높여 생산력을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. (정정) 고진공하에서 작업이 이루어지는 챔버와 챔버내의 척에 웨이퍼를 삽입/인출하기 위한 로봇을 포함하는 반도체 제조장비에 있어서,

   상기 웨이퍼 후면에 척 표면의 이물질을 부착제거하기 위한 접착제가 도포되고,

   상기 접착제는 로봇 암의 플레이트와 웨이퍼의 접촉부위를 제외한 부분에만 도포되며,

   상기 로봇 암의 플레이트는 웨이퍼가 놓여지는 지지부가 내측으로 경사진 구조로 되어 웨이퍼의 선단이 지지부와 선접촉되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 척 표면 이물질 제거장치.
2. (삭제)