KR100824776B1 - Semiconductor wafer printer - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 보인 개략적 사시도1 is a schematic perspective view showing a semiconductor wafer printing apparatus of the present invention.
도 2는 본 발명의 주요부를 발췌한 개략적 사시도Figure 2 is a schematic perspective view of the main part of the present invention
도 3은 도 2의 개략적 측면도3 is a schematic side view of FIG. 2
도 4는 웨이퍼척을 보인 개략적 발췌 사시도4 is a schematic excerpt perspective view showing a wafer chuck
도 5는 도 4의 내부를 보인 개략적 부분 단면도5 is a schematic partial cross-sectional view showing the interior of FIG.
도 6은 도5의 부분 확대 단면도6 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG.
도 7 내지 도 10은 웨이퍼척의 여러 실시예들을 보인 개략적 부분 단면도들7 through 10 are schematic partial cross-sectional views illustrating various embodiments of a wafer chuck.
도 11은 공기압축기가 작동되어서 웨이퍼의 중앙부분이 그 상측으로 부푼 상태를 보인 개략적 부분 단면도11 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the central portion of the wafer is swollen upwards with the air compressor operated.
도 12 및 도 13은 마스크척을 보인 개략적 단면도 및 개략적 저면 사시도12 and 13 are schematic cross-sectional and schematic bottom perspective view showing a mask chuck
도 14는 마스크척의 다른 실시예를 보인 개략적 단면도14 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a mask chuck.
도 15는 마스크척의 또 다른 실시예를 보인 개략적 단면도15 is a schematic cross-sectional view showing yet another embodiment of a mask chuck.
도 16 및 도 17은 마스크척이 하강되어서 마스크를 웨이퍼에 스탬핑하는 상태를 보인 개략적 측면도들16 and 17 are schematic side views showing a state in which the mask chuck is lowered to stamp the mask on the wafer;
도 18은 잉크분사수단을 보인 개략적 정면도18 is a schematic front view showing the ink jetting means
도 19는 회전수단을 보인 개략적 사시도19 is a schematic perspective view showing a rotating means
도 20a 및 20b는 회전수단을 보인 개략적 측단면도 및 그 평면도20a and 20b are schematic side cross-sectional views showing a rotating means and a plan view thereof
도 21은 마스크척이 보조축으로부터 분리된 상태를 보인 개략적 측면도21 is a schematic side view showing the mask chuck separated from the auxiliary axis;
도 22 및 도 23은 마스크척이 수평방향으로 회전되어서 잉크분사수단 내부로 진입된 상태를 보인 개략적 평면도 및 그 측면도22 and 23 are schematic plan views and side views showing a state in which the mask chuck is rotated in the horizontal direction to enter the ink ejection means;
도 24 및 도 25는 마스크척이 턴업된 상태를 보인 개략적 평면도 및 그 측면도24 and 25 are schematic plan views and side views showing a state in which the mask chuck is turned up;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 베이스 2 : 케이스1: Base 2: Case
10 : 웨이퍼척 11 : 본체10
11a : 가이드구멍 12 : 웨이퍼지지대11a: guide hole 12: wafer support
12a : 안착부 12b : 조오구멍12a:
12c : 관통구멍 13 : 로드셀12c: through hole 13: load cell
14 : 조오 15 : 패드14: joo 15: pad
16 : 피니언 17 : 회전축16: pinion 17: rotation axis
20 : 공기압축기 21 : 압축기호스20: air compressor 21: compressor hose
30 : 마스크척 31 : 착탈홈30: mask chuck 31: removable groove
32 : 전자석 33 : 진공흡착부32: electromagnet 33: vacuum suction unit
34 : 안착부 35 : 공기유로34: seating part 35: air flow path
36 : 제1공기유로 37 : 제2공기유로36: first air passage 37: second air passage
38 : 가이드 40 : 진공펌프38: guide 40: vacuum pump
41 : 펌프호스 50 : 마스크척승강수단41: pump hose 50: mask lifting means
51 : 구동모터 52 : 감속기51: drive motor 52: reducer
53 : 볼스크류 54 : 테이블가이드축53: Ball screw 54: Table guide shaft
55 : 회전수단가이드축 56 : 이송테이블55: rotation means guide shaft 56: transfer table
57 : 근접센서 58 : 변위측정자기센서57: proximity sensor 58: displacement measuring magnetic sensor
59 : 피에조액추에이터 60 : 보조축59: piezo actuator 60: secondary shaft
70 : 잉크분사수단 71 : 본체70: ink jetting means 71: main body
72 : 작업공간 73 : 잉크통72: workspace 73: ink container
74 : 분사기 75 : 펌프74: injector 75: pump
76 : 열풍기 80 : 회전수단76: hot air fan 80: rotation means
90 : 제1회전수단 91 : 하부케이스90: first rotating means 91: lower case
91a : 사각구멍 92 : 상부케이스91a: square hole 92: upper case
93 : 제1구동모터 94 : 제1구동축93: first driving motor 94: first driving shaft
95 : 제1구동기어 96 : 제1전동기어95: first drive gear 96: first drive gear
97 : 인덱스판 97a : 관통구멍97:
98 : 지지부 99 : 연결축98: support portion 99: connecting shaft
100 : 제2회전수단 101 : 제2구동모터100: second rotation means 101: second drive motor
102 : 제2구동축 103 : 제2구동기어102: second drive shaft 103: second drive gear
104 : 제2전동기어 110 : 컨트롤러104: second electric gear 110: controller
W : 웨이퍼 M : 마스크W: Wafer M: Mask
본 발명은 반도체 웨이퍼 인쇄장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 반도체 웨이퍼의 제조공정이 대폭 감소되고, 마스크의 패턴이 웨이퍼에 균일하게 스탬핑되며, 여러 사이즈의 웨이퍼 및 마스크를 하나의 웨이퍼척 및 마스크척에 장착시킬 수 있을 뿐 아니라, 마스크 패턴의 잉크 분사 작업, 스탬핑 작업을 포함한 전 공정이 자동화되는 반도체 웨이퍼 인쇄장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 제조공정은 실리콘을 이용하여서 웨이퍼를 만들고 이 웨이퍼에 회로 패턴을 형성한 후 절단하여서 반도체칩 형태로 제조하는 과정인 바, 이에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.The semiconductor manufacturing process is a process of making a wafer using silicon, forming a circuit pattern on the wafer, and then cutting the wafer to form a semiconductor chip. A detailed description thereof is as follows.
먼저, 단결정 성장(Polisilicon creation) 단계를 갖는다. 이는, 고순도로 정제된 실리콘 용액을 주물에 넣어 회전시키면서 실리콘 기둥(ingot)을 만드는 단계이다. First, it has a stage of Polisilicon creation. This is a step of making a silicon ingot while rotating the high purity purified silicon solution in a casting.
단결절 성장 단계 후 규소봉 절단(Wafer slicing) 단계를 갖는다. 이 규소봉 절단 단계에서, 규소 기둥을 똑같은 두께의 얇은 웨이퍼(Wafer)로 잘라 낸다. 웨이퍼의 크기는 규소봉의 구경에 따라 4인치, 6인치, 8인치로 만들어 지고 있다.It has a wafer slicing step after the nodule growth step. In this silicon rod cutting step, the silicon pillar is cut into thin wafers of the same thickness. Wafer size is 4 inches, 6 inches and 8 inches depending on the size of the silicon rod.
규소봉 절단 단계 후 웨이퍼 표면 연마(Lapping & Polishing) 단계를 갖는 다. 이 단계를 통해 웨이퍼의 한쪽 면을 닦아 거울처럼 매끄럽게 연마한다. 이 연마된 표면에 전자회로의 패턴(Pattern)을 그려 넣게 된다. 웨이퍼 표면 연마 단계 후, 회로 설계에서, 컴퓨터 시스템을 이용해 전자회로 패턴을 설계한다. Wafer surface polishing (Lapping & Polishing) step after the silicon rod cutting step. This step wipes one side of the wafer and polishes it smoothly like a mirror. The pattern of the electronic circuit is drawn on the polished surface. After the wafer surface polishing step, in the circuit design, electronic circuit patterns are designed using a computer system.
회로 설계가 끝나면 마스크(mask) 제작(Pattern Preparation) 단계를 갖는다. 설계된 회로 패턴을 이빔(E-Beam) 설비로 유리판 위에 그려 마스크를 만든다. 포토 마스크(Photo Mask)라고도 하는데 사진용 원판의 구실을 한다. 현상 공정에서 마스크를 웨이퍼 위에 얹은 다음 강한 자외선을 비추면 유리 위에 그려진 회로가 웨이퍼에도 똑같이 그려진다.After the circuit design, the mask preparation stage is completed. The designed circuit pattern is drawn on a glass plate with an E-Beam facility to make a mask. Also known as a photo mask, it serves as the original photographic plate. In the development process, a mask is placed on a wafer and then exposed to strong ultraviolet rays so that the circuit drawn on the glass is also drawn on the wafer.
마스크 제작 단계 후 산화(Oxidation Layering) 단계를 갖는다. 이는, 고온(800~1200도)에서 산소나 수증기를 실리콘 웨이퍼 표면에 뿌려 실리콘 산화막(SiO2)을 형성시킨다. 산화막은 웨이퍼 위에 그려질 배선끼리 합선되지 않도록 서로를 구분해 준다.Oxidation (Oxidation Layering) step after the mask fabrication step. It sprays oxygen or water vapor on the surface of the silicon wafer at a high temperature (800-1200 degrees) to form a silicon oxide film (SiO2). The oxide films distinguish one another from each other so that wirings to be drawn on the wafer do not short-circuit.
산화 단계 후, 감광액 도포(Photoresist Coating) 단계가 있게 된다. 이 단계에서 감광액을 웨이퍼 표면에 골고루 바른다. 그 다음 이를 살짝 구워서 얼라이너(Aligner) 라고 불리는 사진 촬영장치로 보낸다. 이때부터 웨이퍼는 사진의 인화지 역할을 한다.After the oxidation step, there is a photoresist coating step. In this step, the photoresist is evenly applied to the wafer surface. It is then baked slightly and sent to a photographing device called an ligner. From this point on, the wafer serves as a photo paper for photographs.
감광액 도포 단계 후, 노광(Stepper Exposure) 단계가 있게 된다. 이 단계는, 스탭퍼(Stepper)를 이용하여 마스크 위에 그려진 회로패턴에 빛을 통과시켜 PR막이 형성된 웨이퍼 위에 회로패턴을 사진 찍는 공정이다.After the photoresist application step, there is a stepper exposure step. This step is a step of taking a photo of the circuit pattern on the wafer on which the PR film is formed by passing light through the circuit pattern drawn on the mask using a stepper.
노광 단계 후, 현상 공정(Develop & Bake)을 갖는다. 이 공정은 일반 사진 현상과 동일 하다. 현상액을 웨이퍼에 뿌리면 웨이퍼는 노광 과정에서 빛을 받은 부분과 받지 않는 부분으로 구별되는데 빛을 받은 부분의 현상액은 날라 가고 빛을 받지 않는 부분은 그대로 남는다.After the exposure step, there is a development process (Develop & Bake). This process is the same as for normal photographic phenomenon. When the developer is sprayed on the wafer, the wafer is divided into a lighted part and an unlighted part during the exposure process, and the developer of the lighted part is blown away and the part not receiving the light remains.
현상 단계 후, 식각 공정(Etching)이 있게 된다. 이 공정은, 웨이퍼에 회로 패턴을 만들어 주기 위해 화공약품(습식)이나 부식성 가스(건식)를 이용해 필요없는 부분을 선택적으로 없앤다. 현상액이 남아 있는 부분을 남겨 둔 채 나머지 부분은 부식시킨다. 식각이 끝나면 감광액도 황산용액으로 제거한다. After the developing step, there is an etching process. This process selectively removes unnecessary parts using chemicals (wet) or corrosive gas (dry) to form circuit patterns on the wafer. Corrode the remaining parts leaving the remaining developer. After etching, remove the photoresist with sulfuric acid solution.
식각 공정 후, 이온 주입(Ion Implant) 공정, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 공정, 금속 배선(Metal Deposition) 공정이 더 있게 되며, 웨이퍼 자동선별(Electric Die Sorting : EDS) 공정을 통해 선별된 웨이퍼는, 웨이퍼에 그려진 하나하나의 칩(Chip)들을 떼어내기 위하여 다이어몬드 톱을 이용하여 웨이퍼를 작은 크기로 잘라 내는 웨이퍼 절단(Sawing) 공정을 갖는다.After the etching process, the ion implantation process, chemical vapor deposition process, and metal deposition process will be further provided. Has a wafer cutting process in which a wafer is cut into a small size using a diamond saw in order to remove one chip drawn on the wafer.
이러한 반도체 제조공정 중 가장 중요한 공정은, 마스크에 형성된 회로 패턴을 웨이퍼에 형성하기 위한 노광 작업이다. 이러한 노광작업을 위해 상술한 바와 같이 여러 공정들이 필요한데, 산화 공정, 감광액 도포, 노광, 현상 공정, 식각 공정 등의 공정들이 필요하다.The most important process of such a semiconductor manufacturing process is the exposure operation for forming the circuit pattern formed in the mask on a wafer. As described above, various processes are required for such an exposure operation, and processes such as an oxidation process, a photoresist coating, an exposure, a developing process, and an etching process are required.
이와 같이 종래에는 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 형성시키기 위해 여러 공정들을 수행해야 하므로 전체 반도체 제조 공정이 증가되었고, 이에 따라 작업성 저하, 생산 단가가 증가되는 등의 제반 문제점들이 발생되었다.As described above, in order to form a circuit pattern of a mask on a wafer, various processes have to be performed, thereby increasing the overall semiconductor manufacturing process, thereby causing various problems such as lower workability and increased production cost.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 반도체 웨이퍼의 제조공정을 대폭 감소할 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a semiconductor wafer printing apparatus capable of greatly reducing a manufacturing process of a semiconductor wafer.
본 발명의 다른 목적은, 마스크의 패턴이 웨이퍼에 고르게 스탬핑되도록 한 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor wafer printing apparatus in which a pattern of a mask is evenly stamped onto a wafer.
본 발명의 또 다른 목적은, 여러 사이즈의 웨이퍼를 하나의 웨이퍼척에 장착시킬 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a semiconductor wafer printing apparatus capable of mounting wafers of various sizes on one wafer chuck.
본 발명의 또 다른 목적은, 마스크를 마스크척에 진공흡착시킬 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a semiconductor wafer printing apparatus in which a mask can be vacuum-adsorbed onto a mask chuck.
본 발명의 또 다른 목적은, 마스크가 마스크척에 정확하게 장착되도록 한 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a semiconductor wafer printing apparatus in which a mask is correctly mounted on a mask chuck.
본 발명의 또 다른 목적은, 여러 사이즈의 마스크를 하나의 마스크척에 진공흡착시킬 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a semiconductor wafer printing apparatus capable of vacuum adsorption of masks of various sizes onto one mask chuck.
본 발명의 또 다른 목적은, 스탬핑한 마스크를 잉크분사수단으로 이송시키고 이송된 마스크의 패턴에 잉크를 분사하며 잉크가 분사된 마스크를 다시 웨이퍼척 상으로 이송시키는 일련의 작업이 자동으로 이루어지도록 한 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to transfer a stamped mask to an ink spraying means, to spray ink onto the pattern of the transferred mask, and to automatically perform a series of operations for transferring the ink ejected mask back onto the wafer chuck. A semiconductor wafer printing apparatus is provided.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치는, 베이스 상에 설치되고 웨이퍼가 장착되며 장착된 상기 웨이퍼의 둘레를 지지하는 웨이퍼척; 상기 웨이퍼척에 연결되며 그 내부로 공기를 송풍하여서 상기 웨이퍼척에 장착된 상기 웨이퍼를 그 상측으로 볼록하게 변형시키는 공기압축기; 상기 웨이퍼척의 상부에 위치되고 상기 웨이퍼에 스탬핑할 패턴이 형성되며 상기 패턴에 잉크가 분사되는 마스크; 상기 마스크가 흡착되어 장착되도록 진공흡착부가 형성되고 상기 웨이퍼척의 상부에 승강되도록 설치되며 장착된 상기 마스크를 상기 웨이퍼에 스탬핑하는 마스크척; 상기 마스크척의 진공흡착부에 연결되고 이를 진공처리하여서 상기 마스크가 상기 진공흡착부에 흡착되도록 하는 진공펌프; 상기 베이스 상에 설치되고 상기 마스크척에 연결되며 상기 마스크척을 승강시켜면서 상기 마스크의 잉크 패턴을 상기 웨이퍼척에 스탬핑하는 마스크척승강수단; 상기 웨이퍼척 및 마스크척의 일측에 설치되며 상기 마스크의 패턴에 잉크를 분사하는 잉크분사수단; 상기 마스크척에 연결되며 상기 마스크의 패턴에 잉크가 분사되도록 상기 마스크척을 상기 잉크분사수단 측으로 회전시키는 회전수단; 상기 공기압축기, 진공펌프, 마스크척승강수단, 회전수단에 연결되어서 이들을 제어하는 컨트롤러;로 이루어진 것을 특징으로 한다.A semiconductor wafer printing apparatus according to the present invention for achieving the above object, the wafer chuck is installed on the base, the wafer is mounted and supports the circumference of the mounted wafer; An air compressor connected to the wafer chuck to blow air into the wafer chuck to convexly deform the wafer mounted on the wafer chuck upwardly; A mask positioned on the wafer chuck and having a pattern formed on the wafer to be stamped, and having ink ejected from the pattern; A mask chuck which is formed to have a vacuum adsorption portion mounted thereon so as to be adsorbed by the mask, and which is installed to ascend above the wafer chuck and stamps the mounted mask onto the wafer; A vacuum pump connected to the vacuum suction part of the mask chuck and vacuuming the mask chuck so that the mask is absorbed by the vacuum suction part; Mask chuck lifting means installed on the base and connected to the mask chuck to stamp the ink pattern of the mask onto the wafer chuck while lifting the mask chuck; Ink spraying means installed on one side of the wafer chuck and the mask chuck to inject ink into a pattern of the mask; Rotation means connected to the mask chuck and rotating the mask chuck toward the ink ejection means so that ink is ejected onto the pattern of the mask; The controller is connected to the air compressor, the vacuum pump, the mask chuck lifting means, the rotating means to control them.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 다른 특징은, 상기 웨이퍼척은, 베이스 상에 설치되는 본체와, 상기 본체 내에 설치되고 상기 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼지지대와, 상기 웨이퍼지지대의 하부에 설치되고 상기 컨트롤러에 연결되어서 상기 웨이퍼지지대에 가해지는 스탬핑압을 측정하여 상기 컨트롤러에 전달하는 로드셀과, 상기 웨이퍼지지대에 안착된 상기 웨이퍼의 상부 둘레를 지지하도록 상기 본체 에 슬라이드되도록 설치되는 복수의 조오들로 이루어진다.Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that the wafer chuck is provided with a main body installed on a base, a wafer support provided in the main body, on which the wafer is seated, and installed below the wafer support and connected to the controller. And a load cell measuring and measuring a stamping pressure applied to the wafer support, and a plurality of jaws installed to slide on the main body to support the upper circumference of the wafer seated on the wafer support.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 웨이퍼척은, 베이스 상에 설치되는 본체와, 상기 본체 내에 설치되고 서로 다른 크기의 웨이퍼들이 안착되도록 다단의 안착부들이 형성된 웨이퍼지지대와, 상기 웨이퍼지지대의 하부에 설치되고 상기 컨트롤러에 연결되어서 상기 웨이퍼지지대에 가해지는 스탬핑압을 측정하여 상기 컨트롤러에 전달하는 로드셀과, 다단의 상기 안착부들에 안착되는 상기 웨이퍼들을 지지하도록 상기 본체에 슬라이드되도록 설치되는 복수의 조오들로 이루어진다.In still another aspect of the present invention, the wafer chuck may include a main body installed on a base, a wafer support provided in the main body, and a plurality of seating parts formed in which the wafers of different sizes are seated; A load cell installed at a lower part of the support and connected to the controller to measure the stamping pressure applied to the wafer support and to be transferred to the controller, and to be slid to the main body so as to support the wafers seated on the plurality of seats. It consists of a plurality of jaws.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 공기압축기는, 상기 웨이퍼의 하측으로 공기를 송풍하도록 상기 웨이퍼지지대의 관통구멍에 연결되며, 그 송풍압은 1∼2 bar이다.Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that the air compressor is connected to the through hole of the wafer support to blow air to the lower side of the wafer, and the blowing pressure thereof is 1 to 2 bar.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 마스크척의 진공흡착부는, 상기 마스크가 안착되도록 상기 마스크척의 저면에 오목하게 형성되는 안착부와, 상기 안착부와 외부를 연결하도록 상기 마스크척 내부에 형성되는 공기유로로 이루어진다.Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that the vacuum suction portion of the mask chuck has a seating portion which is formed concavely in the bottom surface of the mask chuck so that the mask is seated, and inside the mask chuck so as to connect the seating portion and the outside. It consists of an air flow path formed.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 안착부는, 서로 다른 크기의 마스크들이 안착되도록 다단으로 이루어진다.Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention, the seating portion is made of a multi-stage so that masks of different sizes are seated.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 진공펌프는, 10-7∼ 10-9 bar의 흡입력을 갖는다.A further feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that the vacuum pump is 10 -7 ~ It has a suction force of 10 -9 bar.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 마스크척승강수단은, 상기 컨트롤러에 연결되어서 이에 의해 제어되는 구동모터와, 상기 구동모터에 연결되는 감속기와, 상기 감속기에 연결되며 이에 의해 회전되도록 수직으로 설치되는 볼스크류와, 상기 볼스크류에 체결되어서 상기 볼스크류의 회전시 이를 따라 승강되는 이송테이블과, 상기 이송테이블의 하단에 설치되고 상기 컨트롤러에 연결되며 상기 이송테이블이 하강되어서 상기 웨이퍼척에 근접하면 작동되어서 상기 구동모터를 정지시키는 근접센서와, 상기 마스크척에 설치되고 상기 컨트롤러에 연결되며 상기 근접센서에 의해 상기 구동모터가 정지되면 작동되어서 상기 마스크가 상기 웨이퍼에 접촉되도록 상기 구동모터를 동작시키는 변위측정자기센서와, 상기 이송테이블 및 마스크척에 연결되고 상기 컨트롤러에 연결되며 상기 변위측정자기센서에 의해 상기 마스크가 상기 웨이퍼에 접촉되면 작동되어서 상기 마스크의 잉크 패턴을 상기 웨이퍼에 스탬핑하는 피에조액추에이터로 이루어진다.Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that the mask elevating means includes a drive motor connected to and controlled by the controller, a reducer connected to the drive motor, and connected to and rotated by the reducer. A ball screw installed vertically, a transfer table fastened to the ball screw to move up and down along the rotation of the ball screw, and installed at a lower end of the transfer table and connected to the controller, and the transfer table is lowered to the wafer chuck. And a proximity sensor which is activated when the driving motor is stopped to stop the driving motor, and is installed in the mask chuck and connected to the controller and is operated when the driving motor is stopped by the proximity sensor so that the mask contacts the wafer. Displacement measuring magnetic sensor for operating the transfer table Connected to a mask chuck and is connected to the controller be activated when the displacement measured by the magnetic sensor in which the mask in contact with the wafer made of a piezoelectric actuator for an ink-stamping pattern of the mask on the wafer.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 피에조액추에이터에 의한 스탬핑압은, 0.5 kgf/㎠ ∼ 5 kgf/㎠ 이다. Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that the stamping pressure of the piezo actuator is 0.5 kgf /
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 피에조액추에이터의 작동시 상기 마스크척의 승강을 안내하도록 상기 이송테이블 및 마스크척 사이에 보조축들이 더 설치된다.Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that auxiliary axes are further provided between the transfer table and the mask chuck to guide the lifting and lowering of the mask chuck during operation of the piezo actuator.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 잉크분사수단은, 상기 베이스 상에 설치되고 내부에 상기 마스크척이 출입되도록 작업공간이 형성된 본체와, 상기 본체의 작업공간 상부에 설치되는 잉크통과, 상기 잉크통에 연결되어 서 상기 마스크의 패턴에 잉크를 분사하는 분사기와, 상기 잉크통 및 컨트롤러에 연결되며 상기 컨트롤러의 제어에 따라 작동되면서 상기 잉크통 내의 잉크를 상기 분사기 측으로 펌핑하는 펌프로 이루어진다.In still another aspect of the present invention, a semiconductor wafer printing apparatus includes: a main body provided on the base and having a work space formed therein to allow the mask chuck to enter and exit therein; and an ink passage provided above the work space of the main body; And an injector connected to the ink bottle to inject ink into the pattern of the mask, and a pump connected to the ink bottle and the controller and operated under the control of the controller to pump the ink in the ink bottle to the injector side.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 본체의 작업공간 내에는, 상기 컨트롤러에 연결되고 상기 컨트롤러의 제어에 따라 작동되면서 상기 마스크의 패턴에 분사된 잉크를 건조시키는 열풍기가 더 설치된다.Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is further provided in the working space of the main body, a hot air blower connected to the controller and operated under the control of the controller to dry the ink sprayed on the pattern of the mask.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 회전수단은, 상기 베이스 상의 회전수단가이드축에 승강되도록 설치되고 상기 마스크척에 연결되며 상기 마스크척이 상기 웨이퍼척의 상부 및 잉크분사수단 내부를 왕복이송하도록 상기 마스크척을 수평방향으로 회동시키는 제1회전수단과, 상기 제1회전수단에 설치되고 상기 마스크척에 연결되며 상기 잉크분사수단 내에 위치된 상기 마스크척이 턴업되도록 이를 180° 회동시키는 제2회전수단으로 이루어진다.A further feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that the rotating means is installed to be elevated on the rotating means guide shaft on the base and is connected to the mask chuck, the mask chuck reciprocating the top of the wafer chuck and the inside of the ink jetting means. A first rotating means for rotating the mask chuck in a horizontal direction so as to be transferred; and a first rotating means installed at the first rotating means and connected to the mask chuck and positioned in the ink spraying means to rotate the mask chuck 180 degrees. It consists of two rotation means.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 제1회전수단은, 상기 베이스 상에 설치된 회전수단가이드축에 결합되어서 이를 따라 승강되는 하부케이스와, 상기 하부케이스에 좌우 회전가능하도록 결합되며 상기 하부케이스와 함께 승강되는 상부케이스와, 상기 하부케이스 내에 고정되고 상기 컨트롤러에 의해 제어되도록 이에 연결되는 제1구동모터와, 상기 상부케이스에 고정되며 상기 상부케이스와 함께 수평방향으로 회전되는 인덱스판과, 상기 제1구동모터 및 인덱스판에 연결되며 상기 제1구동모터의 동력을 상기 인덱스판에 전달하여서 상기 인덱스판을 수평방향으로 회동시키는 제1구동기어 및 제1전동기어와, 일단이 상기 마스크척에 고정되고 타단이 상기 인덱스판에 연결되어서 상기 마스크척이 상기 인덱스판과 함께 회전되도록 하는 연결축으로 이루어진다.Another feature of the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention is that the first rotating means is coupled to the lower case which is coupled to the lifting means guide shaft installed on the base and thus lifted, and coupled to the lower case so as to rotate left and right. An upper case which is lifted with the lower case, a first driving motor fixed in the lower case and connected thereto so as to be controlled by the controller, and an index plate fixed to the upper case and rotated horizontally together with the upper case; A first driving gear and a first electric gear connected to the first driving motor and the index plate and transmitting the power of the first driving motor to the index plate to rotate the index plate in a horizontal direction; Fixed to the chuck and the other end connected to the index plate such that the mask chuck is rotated with the index plate. It comprises a connecting shaft of the lock.
본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치의 또 다른 특징은, 상기 제2회전수단은, 상기 상부케이스에 고정되고 상기 컨트롤러에 의해 제어되도록 이에 연결되는 제2구동모터와, 상기 제2구동기어 및 연결축에 연결되어서 상기 제2구동기어의 동력을 상기 연결축에 전달하며 상기 연결축이 그 중심을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되도록 하는 제2구동기어 및 제2전동기어로 이루어진다.In still another aspect of the present invention, a semiconductor wafer printing apparatus includes: a second driving motor fixed to the upper case and connected to the second driving motor so as to be controlled by the controller; and a second driving gear and a connecting shaft. And a second driving gear and a second driving gear for transmitting the power of the second driving gear to the connecting shaft and rotating the connecting shaft clockwise or counterclockwise with respect to the center thereof.
따라서, 회로 패턴이 형성된 마스크에 잉크를 도포하고 이 마스크를 웨이퍼에 직접 스탬핑하므로 종래의 노광작업에 필요한 감광액 도포공정, 노광공정, 현상공정, 식각공정 등의 여러 공정들이 삭제되고, 이에 따라 반도체 웨이퍼 제조공정이 대폭 감소된다.Therefore, since the ink is applied to the mask on which the circuit pattern is formed and the mask is directly stamped onto the wafer, various processes such as a photoresist coating process, an exposure process, a developing process, and an etching process required for the conventional exposure work are eliminated, and accordingly, the semiconductor wafer is removed. The manufacturing process is greatly reduced.
또한, 공기압축기에 의해 웨이퍼척에 장착된 웨이퍼의 하측으로 공기를 송풍하여서 웨이퍼의 중앙부분이 그 상측으로 약간 볼록하게 변형되도록 하므로 마스크가 웨이퍼에 스탬핑될 시 취약부였던 중앙부위가 서로 충분히 접촉되면서 마스크의 잉크 패턴 전체가 웨이퍼에 확실하게 스탬핑된다.In addition, the air is blown to the lower side of the wafer mounted on the wafer chuck by the air compressor so that the center portion of the wafer is slightly convexly deformed upward, so that the center portions, which are weak areas when the mask is stamped on the wafer, are sufficiently in contact with each other. The whole ink pattern is reliably stamped onto the wafer.
그리고, 웨이퍼지지대에 다단의 안착부가 형성되어 있고 그 둘레에는 안착부들에 안착된 웨이퍼들을 지지할 수 있도록 각각 조오들이 설치되므로 하나의 웨이퍼척에 다양한 사이즈의 웨이퍼들을 장착시킬 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼척의 호환성이 향상된다.In addition, since a plurality of seats are formed on the wafer support, and jaws are installed around the seats to support the wafers seated on the seats, wafers of various sizes can be mounted on one wafer chuck. Compatibility is improved.
또한, 컨트롤러를 조작하여서 진공펌프를 작동시킨 후 마스크척의 안착부에 마스크를 위치시키면 공기유로 및 안착부에 작용하는 진공펌프의 흡입력에 의해 마스크가 안착부에 진공흡착된다. 그러므로 마스크를 마스크척의 하부에 위치시키는 비교적 간단한 작업으로 마스크를 마스크척에 장착할 수 있다.In addition, when the vacuum pump is operated by operating the controller and the mask is placed on the seat of the mask chuck, the mask is vacuum-adsorbed to the seat by the suction force of the vacuum pump acting on the air flow path and the seat. Therefore, the mask can be mounted on the mask chuck by a relatively simple operation of placing the mask under the mask chuck.
마스크척의 하부에는 마스크의 둘레가 안착되도록 안착부가 형성되어 있으며, 마스크의 둘레가 안착부 내에 정확하게 삽입되어야만 안착부 내부가 진공처리되면서 마스크가 마스크척에 제대로 흡착된다. 따라서 마스크의 둘레가 마스크척의 안착부에 안착된 후 흡착되면 마스크가 마스크척에 정확하게 세팅된 상태가 되며, 따라서 마스크의 패턴이 웨이퍼 상에 정확하게 스탬핑된다.The lower part of the mask chuck has a seating portion formed to seat the circumference of the mask. The circumference of the mask must be correctly inserted into the seating portion so that the mask is properly adsorbed to the mask chuck while the seating portion is vacuumed. Therefore, when the circumference of the mask is seated on the seating portion of the mask chuck and is adsorbed, the mask is set correctly in the mask chuck, so that the pattern of the mask is accurately stamped onto the wafer.
마스크척에는 다양한 크기의 마스크가 안착될 수 있도록 다단의 안착부가 형성되어 있다. 따라서 여러 크기의 마스크를 하나의 마스크척에 진공흡착시킬 수 있으며, 이에 따라 마스크척의 호환성이 향상된다.The mask chuck is provided with a multi-stage mounting portion to allow a mask of various sizes to be seated. Accordingly, various sizes of masks can be vacuum-adsorbed onto a single mask chuck, thereby improving the compatibility of the mask chuck.
그리고, 스탬핑한 마스크를 잉크분사수단으로 이송시키고 이송된 마스크의 패턴에 잉크를 분사하며 잉크가 분사된 마스크를 다시 웨이퍼척 상으로 이송시키는 일련의 작업이 자동으로 이루어지므로 그 작업이 매우 간편하고, 작업성이 향상되며 인쇄작업의 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, since a series of operations are performed to transfer the stamped mask to the ink spraying means, to spray ink onto the pattern of the transferred mask, and to transfer the mask from which the ink is sprayed back onto the wafer chuck, the operation is very simple. Workability is improved and printing accuracy can be improved.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼 인쇄장치를 보인 개략적 사시도이고, 도 2는 본 발명의 주요부를 발췌한 개략적 사시도이며, 도 3은 도 2의 개략적 측면도로 써, 이는, 베이스(1) 상에 설치되는 케이스(2), 이 케이스(2) 전방의 베이스(1) 상에 설치되는 웨이퍼척(10), 공기압축기(20), 마스크척(30), 진공펌프(40), 마스크척승강수단(50), 잉크분사수단(70), 회전수단(80), 컨트롤러(110)로 이루어진다. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a semiconductor wafer printing apparatus of the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view showing an essential part of the present invention, and FIG. 3 is a schematic side view of FIG. 2, which is installed on the
웨이퍼척(10)은, 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)가 장착되며 장착된 웨이퍼(W)의 둘레를 지지한다. 이러한 웨이퍼척(10)은, 베이스(1) 상에 설치되는 본체(11)와, 본체(11) 내에 설치되고 웨이퍼(W)가 안착되는 웨이퍼지지대(12)와, 웨이퍼지지대(12)의 하부에 설치되고 컨트롤러(110)에 연결되어서 웨이퍼지지대(12)에 가해지는 스탬핑압을 측정하여 후술할 컨트롤러(110)에 전달하는 로드셀(13)과, 웨이퍼지지대(12)에 안착된 웨이퍼(W)의 상부 둘레를 지지하도록 본체(11)에 슬라이드되도록 설치되는 복수의 조오(14)들로 이루어진다. 조오(14)들은 본체(11)의 양측에 각각 하나씩 설치될 수도 있고, 본체(11)의 둘레에 방사상으로 세 개나 네 개가 설치될 수도 있다.As shown in FIGS. 1 to 6, the
본체(11)에는 조오(14)가 결합된 후 슬라이드되도록 가이드구멍(11a)이 형성되어 있으며, 웨이퍼지지대(12)의 중앙에는 후술할 공기압축기(20)가 연결되어서 웨이퍼지지대(12)에 안착된 웨이퍼(W) 측으로 공기를 송풍하도록 관통구멍(12c)이 형성되어 있다. 조오(14)의 단부에는 웨이퍼(W) 둘레에 밀착되고 이 웨이퍼(W)를 보호하도록 패드(15)가 결합되어 있다.The
이러한 웨이퍼척(10)에는 웨이퍼(W)가 장착된다 즉, 웨이퍼(W)를 웨이퍼척(10)의 웨이퍼지지대(12) 상에 안착시키고 조오(14)를 웨이퍼(W) 측으로 슬라이 드 이동시켜서 조오(14)의 패드(15)가 웨이퍼(W)의 상부 둘레에 지지되도록 한다. 여기서 조오(14)는 수동으로 전후진시킬 수도 있지만, 컨트롤러(110)에 의해 자동으로 제어되도록 할 수도 있을 것이다. 즉, 조오(14)에 솔레노이드(미도시)를 연결하고 이 솔레노이드를 컨트롤러(110)에 연결하여서 컨트롤러(110)의 조작시 조오(14)가 자동으로 전후진되도록 할 수도 있을 것이다.The
도 7 내지 도 10은 웨이퍼척(10)의 다른 실시예들을 보인 부분 단면도들이다.7 to 10 are partial cross-sectional views showing other embodiments of the
도 7의 웨이퍼척(10)은, 본체(11)의 둘레에 암나사가 형성된 가이드구멍(11a)이 형성되어 있고, 이 가이드구멍(11a)에는 조오(14)가 체결된다. 이 조오(14)는 가이드구멍(11a)에 체결되도록 수나사부가 형성되며, 수나사부의 단부에는 웨이퍼(W)의 상면에 접촉되도록 패드(15)가 결합되어 있다. In the
이러한 웨이퍼척(10)은 조오(14)를 시계방향, 또는 반시계방향으로 회전시켜서 웨이퍼(W) 측으로 전진시키거나 후진시킬 수 있으며, 이러한 조오(14)의 전후진은 수동으로 할 수도 있지만, 컨트롤러(110)에 의해 자동으로 제어되도록 할 수도 있다. 즉, 컨트롤러(110)에 의해 제어되는 구동모터(미도시)와 조오(14) 사이를 복수의 기어들로 연결하여서, 구동모터의 회전동력이 조오(14)에 전달되어서 조오(14)가 자동으로 회전되도록 할 수도 있을 것이다.The
도 8의 웨이퍼척(10)은, 본체(11)의 둘레에 복수의 가이드구멍(11a)이 형성되어 있고, 이 가이드구멍(11a)에는 래크 형태의 조오(14)가 슬라이드되도록 결합되어 있다. 이 조오(14) 하측의 본체(11)에는 회전축(17)이 결합되어 있고, 이 회 전축(17) 상에는 피니언(16)이 결합되어 있다. 피니언(16)은 조오(14)에 치합되어 있으며, 그 단부에 패드(15)가 결합되어 있다. In the
이러한 웨이퍼척(10)은 피니언(16)을 회전시키면 이에 치합된 조오(14)가 웨이퍼(W) 측으로 전진되거나 후진되면서 웨이퍼(W)의 둘레를 파지하거나 파지한 상태가 해제된다. 이러한 피니언(16)은 그 회전축(17) 상에 손잡이(미도시)를 연결하고 이 손잡이를 수동으로 회전시킬 수도 있지만, 컨트롤러(110)에 의해 자동으로 제어되도록 할 수도 있다. 즉, 피니언(16)의 회전이 컨트롤러(110)에 의해 제어되도록 피니언(16)의 회전축(17)에 구동모터(미도시)를 포함한 별도의 동력전달수단(미도시)을 연결할 수 있으며 이 동력전달수단을 컨트롤러(110)에 연결하여서 이에 의해 자동으로 제어되도록 할 수도 있을 것이다.When the
도 9의 웨이퍼척(10)은, 다단의 안착부들과 다단의 장착수단들이 구비되어 있어서 이에 여러 크기의 웨이퍼(W)들을 장착할 수 있는 것에 그 특징이 있다. 이러한 웨이퍼척(10)은, 둘레에 다수의 가이드구멍(11a)들이 형성되는 본체(11)와, 가이드구멍(11a)들에 슬라이드되도록 각각 결합되고 그 단부들에 패드(15)가 결합되는 조오(14)들이 구비된다. 웨이퍼지지대(12)는, 그 상측으로부터 하측으로 8인치, 6인치, 4인치의 웨이퍼(W)들이 각각 장착되도록 안착부(12a)가 각각 형성되어 있으며, 웨이퍼지지대(12)의 둘레에는 조오(14)들이 각각 슬라이드 결합되도록 조오구멍(12b)들이 형성되어 있다.The
이러한 본 발명의 웨이퍼척(10)은, 웨이퍼지지대(12)에 안착부(12a)들이 형성되어 있고, 본체(11)의 둘레에는 안착부(12a)들에 안착된 웨이퍼(W)들을 지지할 수 있도록 조오(14)들이 설치되므로 하나의 웨이퍼척(10)에 다양한 사이즈의 웨이퍼(W)들을 장착시킬 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼척(10)의 호환성이 향상된다. 여기서, 조오(14)들은 수동으로 전후진시킬 수도 있지만, 컨트롤러(110)에 의해 자동으로 제어되도록 할 수도 있을 것이다. 즉, 조오(14)들에 솔레노이드(미도시)를 연결하고 이 솔레노이드를 컨트롤러(110)에 연결하여서 컨트롤러(110)의 조작시 조오들이 자동으로 전후진되도록 할 수도 있을 것이다.In the
그리고, 도 9에서는 4인치, 6인치, 8인치의 웨이퍼(W)들이 장착되도록 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 웨이퍼척(10)은 3단의 안착부(12a)들 및 3단의 조오(14)들에만 국한되는 것이 아니라, 2단의 안착부들 및 2단의 조오들을 갖도록 할 수도 있으며, 4단 이상의 안착부들 및 4단 이상의 조오들을 갖도록 할 수도 있을 것이다.In addition, in FIG. 9, the wafer chucks 4, 6, and 8 inches are illustrated and described, but the
도 10의 웨이퍼척(10)은, 둘레에 가이드구멍(11a)들이 형성되는 본체(11)와, 가이드구멍(11a)들에 슬라이드되도록 각각 결합되고 그 단부들에 패드(15)가 결합되는 래크 형태의 조오(14)들이 구비된다. 조오(14)들의 하측의 본체(11)에는 회전축(17)들이 결합되어 있고, 이 회전축(17)들에는 조오(14)들에 치합되는 피니언(16)들이 결합되어 있다. 웨이퍼지지대(12)는, 그 상측으로부터 하측으로 8인치, 6인치, 4인치의 웨이퍼(W)들이 각각 장착되도록 안착부(12a)들이 각각 형성되어 있으며, 웨이퍼지지대(12)의 둘레에는 조오(14)들이 각각 슬라이드 결합되도록 조오구멍(12b)들이 형성되어 있다.The
이러한 도 10의 웨이퍼척(10)은, 도 9와 같이 웨이퍼지지대(12)에 안착 부(12a)들이 형성되어 있고, 본체(11)의 둘레에는 안착부(12a)들에 안착된 웨이퍼(W)들을 지지할 수 있도록 조오(14)들이 설치되므로 하나의 웨이퍼척(10)에 다양한 사이즈의 웨이퍼(W)들을 장착시킬 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼척(10)의 호환성이 향상된다.In the
공기압축기(20)는, 웨이퍼척(10)에 연결되며 그 내부로 공기를 송풍하여서 웨이퍼척(10)에 장착된 웨이퍼(W)를 그 상측으로 볼록하게 변형시킨다. 이러한 공기압축기(20)는, 웨이퍼(W)의 하측으로 공기를 송풍하도록 웨이퍼지지대(12)의 관통구멍(12c)에 압축기호스(21)로 연결된다. 따라서 도 11과 같이 공기압축기(20)에서 공기가 송풍되면 이에 연결된 압축기호스(21)에 의해 웨이퍼지지대(12)의 관통구멍(12c) 측으로 송풍되며 웨이퍼(W)의 중앙 부분을 그 상측으로 볼록하게 변형시킨다. 이러한 공기압축기(20)의 송풍압은 1∼2 bar가 적당한 바, 그 송풍압이 1 bar 미만이면 웨이퍼(W)의 중앙 부위가 적절한 곡률로 볼록하게 변형되지 못하고, 송풍압이 2 bar를 초과하면 웨이퍼(W)가 불필요하게 볼록하게 변형되며, 웨이퍼(W)의 손상이 초래된다.The
마스크(M)는, 웨이퍼척(10)의 상측에 승강되도록 설치되고 웨이퍼(W)에 스탬핑할 패턴이 형성되며 이 패턴에 잉크가 분사된다. 이러한 마스크(M) 제작은 일반적인 제조 방법과 같이 설계된 회로 패턴을 이빔(E-Beam) 설비로 유리판 위에 그려 마스크를 만든다. The mask M is provided to be elevated above the
마스크척(30)은, 도 1 내지 도 3, 도 12, 도 13에 도시한 바와 같이 이송테이블(56)에 연결되어서 이송테이블(56)의 승강시 이와 함께 승강되도록 설치되어 있다. 이러한 마스크척(30)은 상부에 전자석(32) 및 보조축(60)의 하단이 삽입되도록 착탈홈(31)이 형성되어 있고, 이 착탈홈(31)의 하단에 전자석(32)이 삽입되어 있으며, 보조축(60)이 이 전자석(32)에 의해 착탈홈(31)에 착탈된다. The
이러한 마스크척(30)은, 마스크(M)가 흡착되어 장착되도록 진공흡착부(33)가 형성되고 웨이퍼척(10) 상부에 승강되도록 설치되며 장착된 마스크(M)를 웨이퍼(W)에 스탬핑한다.The
마스크척(30)의 진공흡착부(33)는, 마스크(M)가 안착되도록 마스크척(30)의 저면에 오목하게 형성되는 안착부(34)와, 안착부(34)와 외부를 연결하도록 마스크척(30) 내부에 형성되는 공기유로(35)로 이루어진다. 여기서 안착부(34)는, 마스크(M)의 둘레와 동일한 형상을 갖도록 이루어지며 마스크(M)가 이에 안착될 시 그 둘레가 안착부(34)의 둘레에 지지된다. 이와 같이 마스크(M)의 둘레가 안착부(34)의 내측 둘레에 안착되면 안착부(34)의 내부는 밀폐되며 이에 따라 후술할 진공펌프(40)가 작동될 시 안착부(34)의 내부는 진공처리된다. The
진공흡착부(33)의 공기유로(35)는, 안착부(34)에 연결되는 복수의 제1공기유로(36)들과, 제1공기유로(36)들과 진공펌프(40)에 연결되는 제2공기유로(37)로 이루어진다. 제1공기유로(36)들은 안착부(34)의 전체 공간에 대향되도록 분산되어 있으며, 그 분산된 형태는 격자 형태로 분산될 수도 있고, 방사상으로 분산될 수도 있다. 이러한 제1공기유로(36)는 원형으로 이루어질 수도 있고, 사각형으로 이루어질 수도 있으며, 가늘고 긴 슬롯(slot) 형태로 이루어질 수도 있다.The
이러한 마스크척(30)은, 컨트롤러(110)를 조작하여서 진공펌프(40)를 작동시키면 안착부(34) 내부의 공기가 제1공기유로(36)로 흡입된 후 제2공기유로(37) 및 펌프호스(41)를 통해 배출된다. 따라서 안착부(34) 내부에는 흡입력이 발생된다. 이와 같은 상태에서 마스크척(30)의 하부에 마스크(M)를 위치시킨 후 마스크(M)를 안착부(34) 측으로 근접시키면 흡입력에 의해 마스크(M)가 안착부(34)에 흡착된다.When the
도 14는 마스크척(30)의 다른 실시예를 보인 개략적 단면도로써, 이 마스크척(30)은, 진공흡착부(33)의 안착부(34)가 복수의 사이즈를 갖는 마스크(M)들이 안착되도록 다단으로 이루어진다. 즉, 8인치용 마스크(M)가 안착되는 안착부(34)와, 6인치용 마스크(M)가 안착되는 안착부(34)와, 4인치용 마스크(M)가 안착되는 안착부(34)로 이루어진다. 이러한 안착부(34)들에는 제1공기유로(36) 및 제2공기유로(37)로 이루어진 공기유로(35)가 형성되어 있다.FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the
이러한 도 14의 마스크척(30)은 다양한 크기의 마스크(M)들이 안착될 수 있도록 다단의 안착부(34)들이 형성되므로 여러 크기의 마스크(M)들을 하나의 마스크척(30)에 진공흡착시킬 수 있으며, 이에 따라 마스크척(30)의 호환성이 향상된다.Since the
도 15는 마스크척(30)의 다른 실시예를 보인 개략적 단면도로써, 이는, 마스크척(30)의 하단 양측에 한 쌍의 가이드(38)가 설치되어 있으며, 이 가이드(38)에 의해 마스크(M)의 양측이 슬라이드되면서 마스크척(30)에 장착된다. 이와 같이 마스크(M)는, 마스크척(30)에 진공흡착방식으로 결합될 수도 있지만, 슬라이드방식으 로 결합될 수도 있을 것이다.FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the
진공펌프(40)는, 마스크척(30)의 진공흡착부(33)에 연결되고 이를 진공처리하여서 마스크(M)가 진공흡착부(33)에 흡착되도록 한다. 이러한 진공펌프(40)는 펌프호스(41)에 의해 제2공기유로(37)에 연결된다. 이러한 진공펌프(40)가 구동되면 안착부(34) 내의 공기가 제1공기유로(36)를 통해 흡입된 후 제2공기유로(37) 및 펌프호스(41)를 통해 배출된다. The
이러한 진공펌프(40)는, 10-7∼ 10-9 bar의 흡입력을 갖는 것이 바람직하다. 진공펌프(40)의 흡입력이 10-7∼ 10-9 bar보다 작으면 마스크(M)가 안착부(34)에 충분히 흡착되지 못하게 되며, 이에 따라 외부의 충격시 마스크(M)가 안착부(34) 내에서 순간적으로 흔들리는 문제가 발생된다. 따라서 마스크척(30)의 흡착력 및 진공펌프(40)의 적정출력 등의 제반 요건들을 감안할 때 진공펌프(40)의 흡입력이 10-7∼ 10-9 bar 정도를 유지하는 것이 바람직하다.Such a
마스크척승강수단(50)은, 도 1 내지 도 16, 도 17에 도시한 바와 같이 웨이퍼척(10) 및 마스크척(30) 일측에 설치되고 마스크척(30)에 연결되며 마스크척(30)을 승강시켜면서 마스크(M)의 패턴을 웨이퍼척(10)에 스탬핑한다.The mask chuck lifting means 50 is installed on one side of the
이러한 마스크척승강수단(50)은, 케이스(2) 상부에 설치되고 컨트롤러(110) 에 연결되어서 이에 의해 제어되는 구동모터(51)와, 이 구동모터(51)에 연결되는 감속기(52)와, 감속기(52)에 연결되며 이에 의해 회전되도록 수직으로 설치되는 볼스크류(53)가 구비된다. 이 볼스크류(53)는 케이스(2)와 베이스(1)에 회전가능하도록 수직으로 설치되어 있다. 이 볼스크류(53)에는 볼스크류(53)의 회전시 이를 따라 승강되도록 이송테이블(56)이 설치되어 있다. 이송테이블(56)의 하단에는 컨트롤러(110)에 연결되며 이송테이블(56)이 하강되어서 웨이퍼척(10)에 근접하면 작동되어서 구동모터(51)를 정지시키는 근접센서(57)가 설치되어 있다. The mask chuck lifting means 50 is installed on the
한편 마스크척(30)에는 컨트롤러(110)에 연결되며 근접센서(57)에 의해 구동모터(51)가 정지되면 작동되어서 마스크(M)가 웨이퍼(W)에 접촉되도록 구동모터(51)를 동작시키는 변위측정자기센서(Linear Variable Differential Transformer; LVDT)(58)가 설치되어 있다. 이송테이블(56) 및 마스크척(30)에는 컨트롤러(110)에 연결되며 변위측정자기센서(58)에 의해 마스크(M)가 웨이퍼(W)에 접촉되면 작동되어서 마스크(M)의 패턴을 웨이퍼(W)에 스탬핑하는 피에조액추에이터(piezo actuator; 59)가 설치되어 있다. 상술한 구성 요소들은 마스크척(30)을 승강시키기 위한 마스크척승강수단(50)에 포함된다.On the other hand, the
여기서, 케이스(2)와 베이스(1)에는 이송테이블(56)의 승강시 이를 안내하도록 테이블가이드축(54)들이 설치되어 있다. 그리고 피에조액추에이터(59)의 작동시 마스크척(30)의 승강을 안내하도록 이송테이블(56) 및 마스크척(30) 사이에는 보조축(60)들이 더 설치되어 있다.Here, the
마스크척승강수단(50) 중 변위측정자기센서(58)는, 기계적 변위를 전기적인 신호로 바꿔주는 역할을 수행하는 바, 코어(core or armature)의 이동으로 1차 코일에서 2차코일에 유도되는 자속의 변화, 즉 상호 인덕턴스를 변화시키는 트랜스듀서(transducer)로서 기계적, 전기적으로 분리되어 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여 전기적 출력이 발생된다. 이러한 변위측정자기센서(58)의 구성은 보통 코일이 감기는 포머(former), 코어(core), 코어를 지지해 주는 지지봉 그리고 케이스(case)로 구성되어 있다. The displacement measuring
이러한 변위측정자기센서(58)는 마스크척(30)에 설치되고 컨트롤러(110)에 연결되며 근접센서(57)가 작동되어서 구동모터(51)가 정지되면 작동된다. 즉, 이송테이블(56)이 일정 거리 이상 하강되어서 마스크척(30)의 마스크(M)와 웨이퍼척(10)의 웨이퍼(W)가 1mm 정도 근접되면 근접센서(57)가 작동되며 컨트롤러(110)에 전기적 신호를 전달하게 되고 이에 따라 컨트롤러(110)의 제어에 의해 구동모터(51)가 정지된다. 구동모터(51)가 정지되면 변위측정자기센서(58)가 작동되어서 다시 구동모터(51)를 작동시키며 이송테이블(56)를 하강시킨다.The displacement measuring
이송테이블(56)이 다시 하강되어서 마스크(M)가 웨이퍼(W)에 접촉되면 구동모터(51)가 정지되며 피에조액추에이터(59)가 작동된다. 피에조액추에이터(59)는 마스크척(30)을 300 나노미터 정도 하강시키면서 마스크(M)를 웨이퍼(W) 상에 스탬핑한다. 여기서 피에조액추에이터(59)에 의한 스탬핑압은, 0.5 kgf/㎠ ∼ 5 kgf/㎠ 이다.When the transfer table 56 is lowered again and the mask M contacts the wafer W, the driving
잉크분사수단(70)은, 웨이퍼척(10) 및 마스크척(30)의 일측에 설치되며 마스 크(M)의 패턴에 잉크를 분사한다. 이러한 잉크분사수단(70)은, 도 1, 도 18, 도 22 내지 도 25에 도시한 바와 같이 내부에 마스크척(30)이 출입되도록 작업공간(72)이 형성된 본체(71)와, 본체(71)의 작업공간(72) 상부에 설치되는 잉크통(73)과, 잉크통(73)에 연결되어서 마스크(M)의 패턴에 잉크를 분사하는 분사기(74)와, 잉크통(73) 및 컨트롤러(110)에 연결되며 컨트롤러(110)의 제어에 따라 작동되면서 잉크통(73) 내의 잉크를 분사기(74) 측으로 펌핑하는 펌프(75)로 이루어진다.The ink spraying means 70 is provided on one side of the
본체(71)의 작업공간(72)에는 후술할 회전수단(80)에 의해 마스크척(30)이 수평방향으로 90°회동되면서 출입된다. 이러한 작업공간(72) 내에는, 컨트롤러(110)에 연결되고 컨트롤러(110)의 제어에 따라 작동되면서 마스크(M)의 패턴에 분사된 잉크를 건조시키는 열풍기(76)가 더 설치된다. 따라서 마스크(M)의 패턴 상에 잉크가 스프레이 분사되면 열풍기(76)가 작동되어서 마스크척(30)이 회전되어도 마스크(M) 패턴 상의 잉크가 흐르거나 그 주변으로 번지지 않도록 약간 건조시킨다.The
회전수단(80)은, 마스크척(30)에 연결되며 마스크(M)의 패턴에 잉크가 분사되도록 마스크척(30)을 잉크분사수단(70) 측으로 회전시킨다. 이러한 회전수단(80)은, 제1회전수단(90)과 제2회전수단(100)으로 이루어진다.The rotating means 80 is connected to the
제1회전수단(90)은, 베이스(1) 상의 회전수단가이드축(55)에 승강되도록 설치되고 마스크척(30)에 연결되며 마스크척(30)이 웨이퍼척(10)의 상부 및 잉크분사수단(70) 내부를 왕복이송하도록 마스크척(30)을 수평방향으로 회동시킨다.The first
이러한 제1회전수단(90)에는, 베이스(1) 상에 설치된 회전수단가이드축(55)에 결합되어서 이를 따라 승강되는 하부케이스(91)와, 하부케이스(91)에 좌우 회전가능하도록 결합되며 하부케이스(91)와 함께 승강되는 상부케이스(92)가 구비된다. The first
하부케이스(91)는, 그 중앙에 사각구멍(91a)이 형성되어 있으며, 이 사각구멍(91a)이 사각기둥 형태의 회전수단가이드축(55)에 삽입되어서 이를 따라 승강된다. 이러한 하부케이스(91) 내에는 컨트롤러(110)에 의해 제어되도록 이에 연결되는 제1구동모터(93)가 설치된다. 상부케이스(92) 상에는 이 상부케이스(92)와 함께 수평방향으로 회전되는 인덱스판(97)이 고정된다. 인덱스판(97)의 중앙에는 원형의 관통구멍(97a)이 형성되어 있으며, 이 관통구멍(97a)이 회전수단가이드축(55)에 결합되어서 이를 중심으로 좌우로 회전되거나 승강된다.The
제1구동모터(93) 및 인덱스판(97)에는 제1구동모터(93)의 동력을 인덱스판(97)에 전달하여서 인덱스판(97)을 수평방향으로 회동시키도록 제1구동기어(95) 및 제1전동기어(96)가 연결된다. 제1구동기어(95)는 제1구동모터(93)의 제1구동축(94) 상에 결합되고 제1전동기어(96)는 인덱스판(97)의 하부 중앙에 연결되며, 이러한 제1구동기어(95) 및 제1전동기어(96)는 서로 치합되어 있다. 한편 마스크척(30)과 인덱스판(97)에는 연결축(99)이 연결되어 있는 바, 이 연결축(99)의 일단이 마스크척(30)에 고정되어 있고, 연결축(99)의 타측이 인덱스판(97) 상의 지지부(98)에 삽입되어 있다.The
제2회전수단(100)은, 제1회전수단(90)에 설치되고 마스크척(30)에 연결되며 잉크분사수단(70) 내에 위치된 마스크척(30)이 턴업되도록 이를 180° 회동시킨다. 이러한 제2회전수단(60)은, 상부케이스(92)에 고정되고 컨트롤러(110)에 의해 제어되도록 이에 연결되는 제2구동모터(101)와, 제2구동기어(103) 및 연결축(99)에 연결되어서 제2구동기어(103)의 동력을 연결축(99)에 전달하며 연결축(99)이 그 중심을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되도록 하는 제2구동기어(103) 및 제2전동기어(104)로 이루어진다.The second
제2구동기어(103)는 제2구동모터(101)의 제2구동축(102)에 고정되어 있고, 제2전동기어(104)는 연결축(99) 상에 고정되어 있으며, 이 제2구동기어(103) 및 제2전동기어(104)는 서로 치합되어 있다.The
컨트롤러(110)는, 공기압축기(20)에 연결되어서 웨이퍼(W)의 중앙 부분을 그 상측으로 볼록하게 변형되도록 공기압축기(20)를 제어하고, 진공펌프(40)에 연결되어서 마스크(M)의 진공흡착을 제어하며, 마스크척승강수단(50)의 구동모터(51), 근접센서(57), 변위측정자기센서(58), 피에조액추에이터(59)에 연결되어서 마스크척(30)의 이송 및 마스크(M)의 스탬핑압을 제어한다.The
또한 이러한 컨트롤러(110)는 전자석(32)에 연결되며, 스탬핑 작업 후 마스크척(30)이 상승하면 전자석(32)에 전원을 차단시켜서 마스크척(30)이 보조축(60)으로부터 분리되도록 한다. In addition, the
그리고 이 컨트롤러(110)는, 잉크분사수단(70)의 펌프(75)에 연결되며 마스크척(30)이 본체(71)의 작업공간(72) 내에 위치되면 펌프(75)를 작동시켜서 잉크가 마스크(M)의 패턴 상으로 스프레이 분사되도록 제어한다. 그리고, 회전수단(80)의 제1구동모터(93) 및 제2구동모터(101)에 연결되어서 이들을 제어하며 마스크척(30)이 웨이퍼척(10) 상부와 본체(71)의 작업공간(72) 사이를 왕복이송하도록 제어하며, 작업공간(72) 내에 위치된 마스크척(30)이 턴업되도록 제어한다.The
이러한 구성의 본 발명 반도체 웨이퍼 인쇄장치는, 웨이퍼(W)를 웨이퍼척(10)에 장착한다. 즉, 웨이퍼(W)를 웨이퍼척(10)의 웨이퍼지지대(12) 상에 안착시키고 조오(14)를 웨이퍼(W) 측으로 슬라이드 이동시켜서 조오(14)의 패드(15)가 웨이퍼(W)의 상부 둘레에 지지되도록 한다. The semiconductor wafer printing apparatus of this invention of such a structure mounts the wafer W to the
여기서 조오(14)는 수동으로 전후진시킬 수도 있지만, 컨트롤러(110)에 의해 자동으로 제어되도록 할 수도 있을 것이다. 즉, 조오(14)에 솔레노이드(미도시)를 연결하고 이 솔레노이드를 컨트롤러(110)에 연결하여서 컨트롤러(110)의 조작시 조오(14)가 자동으로 전후진되도록 할 수도 있을 것이다.The
웨이퍼(W)가 웨이퍼척(10)에 장착되면 마스크(M)를 마스크척(30)에 장착한다. 즉, 컨트롤러(110)를 조작하여서 진공펌프(40)를 작동시키면 안착부(34) 내부의 공기가 제1공기유로(36)로 흡입된 후 제2공기유로(37) 및 펌프호스(41)를 통해 배출된다. 따라서 안착부(34) 내부에는 흡입력이 발생된다. 이와 같은 상태에서 마스크척(30)의 하부에 마스크(M)를 위치시킨 후 마스크(M)를 안착부(34) 측으로 근접시키면 흡입력에 의해 마스크(M)가 안착부(34)에 흡착된다.When the wafer W is mounted on the
따라서, 본 발명의 반도체 웨이퍼 인쇄장치는, 컨트롤러(110)를 조작하여서 진공펌프(40)를 작동시킨 후 마스크척(30)의 안착부(34)에 마스크(M)를 위치시키면 공기유로(35) 및 안착부(34)에 작용하는 진공펌프(40)의 흡입력에 의해 마스크(M)가 안착부(34)에 흡착되므로 마스크(M)가 마스크척(30)에 진공흡착되며, 이에 따라 마스크(M)를 마스크척(30)의 하부에 위치시키는 비교적 간단한 작업으로 마스크(M)를 마스크척(30)에 장착할 수 있다. Therefore, in the semiconductor wafer printing apparatus of the present invention, when the
또한, 마스크(M)의 둘레가 마스크척(30)의 안착부(34)에 안착된 후 흡착되면 마스크(M)가 마스크척(30)에 정확하게 세팅된 상태가 되며, 이에 따라 마스크(M)를 웨이퍼(W) 상에 스탬핑할 시 정확하게 스탬핑된다. 그리고, 마스크척(30)에는 다양한 크기의 마스크(M)가 안착될 수 있도록 다단의 안착부(34)가 형성되어 있으므로 여러 크기의 마스크(M)를 하나의 마스크척(30)에 진공흡착시킬 수 있으며, 이에 따라 마스크척(30)의 호환성이 향상된다.In addition, when the circumference of the mask M is seated on the
웨이퍼(W)와 마스크(M)가 장착되면, 컨트롤러(110)에 의해 구동모터(51)가 작동된다. 이 구동모터(51)가 작동되면 감속기(52)가 연동되며, 이에 연결된 볼스크류(53)가 회전된다. 볼스크류(53)가 회전되면 이에 나사결합된 이송테이블(56)이 볼스크류(53)의 나선을 따라 그 하측으로 이송된다. When the wafer W and the mask M are mounted, the driving
하강되는 이송테이블(56)이 일정 거리 이상 하강되어서 마스크척(30)의 마스크(M)와 웨이퍼척(10)의 웨이퍼(W)가 도 16과 같이 1mm 정도 근접되면 근접센서(57)가 작동되며, 근접센서(57)는 컨트롤러(110)에 전기적 신호를 전달하게 된다. 컨트롤러(110)에 근접센서(57)의 전기적 신호가 전달되면 컨트롤러(110)에 의 해 제어되는 구동모터(51)가 정지된다.
구동모터(51)가 정지되면 변위측정자기센서(58)가 작동되어서 다시 구동모터(51)를 작동시키며 이에 따라 이송테이블(56)이 다시 하강된다. 이송테이블(56)이 하강되어서 도 17과 같이 마스크(M)가 웨이퍼(W)에 접촉되면 구동모터(51)가 정지되며 이때 피에조액추에이터(59)가 작동된다. 피에조액추에이터(59)는 마스크척(30)을 300 나노미터 정도 하강시키면서 마스크(M)를 웨이퍼(W) 상에 0.5 kgf/cm2 ∼ 5 kgf/cm2의 압력으로 스탬핑한다. 이와 같이 마스크(M)를 웨이퍼(W) 상에 일정시간 동안 가압하여서 스탬핑하면 구동모터(51)가 역회전되어서 마스크척(30) 및 이송테이블(56)을 원위치시킨다.When the
이러한 본 발명의 반도체 웨이퍼 인쇄장치는, 노광 작업에 의해 마스크(M)의 회로 패턴을 웨이퍼(W)에 형성시키는 것이 아니라 스탬핑 방식에 의해 마스크(M)의 패턴을 웨이퍼(W)에 직접 인쇄한다. 즉, 회로 패턴이 형성된 마스크(M)에 잉크를 도포하고 이 마스크(M)를 웨이퍼(W)에 직접 스탬핑한다. 따라서 종래의 노광작업에 필요한 감광액 도포공정, 노광공정, 현상공정, 식각공정 등의 여러 공정들이 삭제된다. 그러므로 반도체 웨이퍼 제조공정이 대폭 감소된다.The semiconductor wafer printing apparatus of the present invention does not form the circuit pattern of the mask M on the wafer W by an exposure operation, but directly prints the pattern of the mask M on the wafer W by a stamping method. . That is, ink is applied to the mask M on which the circuit pattern is formed, and the mask M is directly stamped onto the wafer W. FIG. Therefore, various processes such as a photoresist coating process, an exposure process, a developing process, and an etching process required for the conventional exposure work are deleted. Therefore, the semiconductor wafer manufacturing process is greatly reduced.
그리고, 웨이퍼(W)의 전면에 마스크(M)의 패턴 전체가 동일하게 인쇄된다. 즉, 공기압축기(20)에 의해 웨이퍼척(10)에 장착된 웨이퍼(W)의 하측으로 공기를 송풍하여서 웨이퍼의 중앙부분이 그 상측으로 약간 볼록하게 변형되도록 한다. 따라서 마스크(M)가 웨이퍼(W)에 스탬핑될 시 취약부였던 중앙부위가 서로 충분히 접 촉되면서 마스크(M)의 잉크 패턴 전체가 웨이퍼(W)에 확실하게 스탬핑된다.Then, the entire pattern of the mask M is printed on the entire surface of the wafer W in the same manner. That is, the air is blown to the lower side of the wafer W mounted on the
스탬핑 작업 후 마스크척(30)이 상승되면 도 21과 같이 전자석(32)의 전원이 차단되고 이송테이블(56)은 약간 더 상승되는 반면에 피에조액추에이터(59)의 로드는 전진하면서 마스크척(30)을 보조축(60)으로부터 분리시킨다. 마스크척(30)이 보조축(60)으로부터 분리되면 도 20a 및 도 20b에 상세히 도시한 바와 같은 회전수단(80)의 제1회전수단(90) 및 제2회전수단(100)이 순차적으로 작동된다. When the
먼저, 제1회전수단(90)의 제1구동모터(93)가 구동되면 그 회전력이 제1구동축(94), 제1구동기어(95), 제1전동기어(96)를 통해 인덱스판(97)에 전달되어서 인덱스판(97)이 수평방향으로 90°회전된다.First, when the
인덱스판(97)의 회전되면 이에 설치된 다수의 부품들이 이와 함께 회전되는바, 인덱스판(97)의 하부에 고정된 상부케이스(92)와, 인덱스판(97)에 설치된 지지부(98)와 이 지지부(98)에 연결된 연결축(99), 마스크척(30)과, 상부케이스(92)에 설치된 제2회전수단(100), 즉 제2구동모터(101), 제2구동축(102), 제2구동기어(103), 제2전동기어(104)가 인덱스판(97)과 함께 회전된다.When the
이와 같이 제1회전수단(90)에 의해 인덱스판(97)이 회전되면 도 22 및 도 23과 같이 인덱스판(97)에 연결된 마스크척(30)이 잉크분사수단(70)의 본체(71) 내에 진입된다. 마스크척(30)이 본체(71)의 작업공간(72) 내에 위치되면 제1회전수단(90)의 제1구동모터(93)는 정지되고 제2회전수단(100)의 제2구동모터(101)가 구동된다. As described above, when the
제2구동모터(101)가 작동되면 제2구동축(102), 제2구동기어(103), 제2전동기어(104)가 연동되면서 제2전동기어(104)에 연결된 연결축(99)을 그 중심을 기준으로 180°회전시키게 되며, 이에 따라 도 24 및 도 25에 도시한 바와 같이 마스크척(30) 전체가 턴업된다. 따라서 마스크척(30)의 저면에 위치된 마스크(M)는 상측을 향하게 되며, 마스크(M)의 패턴이 분사기(74)를 향하게 된다. When the
이와 같이 제2회전수단(100)에 의해 마스크척(30)이 턴업되면 제2구동모터(101)가 정지하고 잉크분사수단(70)의 펌프(75) 및 분사기(74)가 작동되면서 잉크통(73) 내의 잉크를 마스크(M) 패턴 상으로 스프레이 분사한다.As such, when the
마스크(M) 패턴에 잉크가 충분히 분사되면 펌프(75) 및 분사기(74)가 정지되고 열풍기(76)가 작동되며, 분사된 마스크(M) 패턴 상의 잉크가 흐르거나 그 주변으로 번지지 않도록 약간 건조시킨다.When ink is sufficiently injected into the mask (M) pattern, the
이와 같이 잉크 분사 작업이 완료되면 제2회전수단(100)이 작동되어서 턴업된 마스크척(30)을 원상태로 복귀시키고, 제1회전수단(90)이 작동되어서 본체 내의 마스크척(30)을 웨이퍼 상으로 위치시키며, 전자석(32)이 작동되고 이송테이블(56)이 하강되면서 보조축(60)에 마스크척(20)을 결합시킨다.When the ink jetting operation is completed as described above, the second
이러한 본 발명의 반도체 웨이퍼 인쇄장치는 스탬핑한 마스크(M)를 잉크분사수단(70)으로 이송시키는 작업과, 이송된 마스크(M)를 턴업시키는 작업과, 턴업된 마스크의 패턴에 잉크를 분사하는 작업과, 이러한 마스크척(30)을 다시 웨이퍼척(10) 상으로 이송시키는 일련의 작업이 자동으로 정확하게 이루어진다. 그러므로 마스크척(30)를 의 스탬핑된 마스크(M)에 다시 잉크를 분사하여 웨이퍼척(10)에 위 치시키는 공정이 간편하고 정확하게 자동으로 이루어지므로, 마스크(M)에 잉크를 분사하는 작업이 매우 효율적이며, 스탬핑된 제품의 불량률을 감소시킬 수 있다.Such a semiconductor wafer printing apparatus of the present invention transfers the stamped mask M to the ink spraying means 70, turns up the transferred mask M, and sprays ink onto the pattern of the turned-up mask. The operation and a series of operations for transferring the
이상에서와 같은 본 발명은, 회로 패턴이 형성된 마스크에 잉크를 도포하고 이 마스크를 웨이퍼에 직접 스탬핑하므로 종래의 노광작업에 필요한 감광액 도포공정, 노광공정, 현상공정, 식각공정 등의 여러 공정들이 삭제되고, 이에 따라 반도체 웨이퍼 제조공정이 대폭 감소된다. As described above, the present invention applies ink to a mask on which a circuit pattern is formed and directly stamps the mask onto a wafer, thereby eliminating various processes such as a photoresist coating process, an exposure process, a developing process, and an etching process required for a conventional exposure work. As a result, the semiconductor wafer manufacturing process is greatly reduced.
또한 본 발명은, 공기압축기에 의해 웨이퍼척에 장착된 웨이퍼의 하측으로 공기를 송풍하여서 웨이퍼의 중앙부분이 그 상측으로 약간 볼록하게 변형되도록 하므로 마스크가 웨이퍼에 스탬핑될 시 취약부였던 중앙부위가 서로 충분히 접촉되면서 마스크의 잉크 패턴 전체가 웨이퍼에 확실하게 스탬핑된다. In addition, the present invention, by blowing the air to the lower side of the wafer mounted on the wafer chuck by the air compressor so that the central portion of the wafer is slightly convexly deformed to the upper side, so that the central portions that were weak when the mask is stamped on the wafer are sufficiently different from each other. Upon contact, the entirety of the ink pattern of the mask is reliably stamped onto the wafer.
본 발명의 다른 효과는, 웨이퍼지지대에 다단의 안착부가 형성되어 있고 그 둘레에는 안착부들에 안착된 웨이퍼들을 지지할 수 있도록 각각 조오들이 설치되므로 하나의 웨이퍼척에 다양한 사이즈의 웨이퍼들을 장착시킬 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼척의 호환성이 향상된다.Another effect of the present invention is that a plurality of seats are formed on the wafer support, and jaws are installed around the seats to support the wafers seated on the seats, so that wafers of various sizes can be mounted on one wafer chuck. This improves the compatibility of the wafer chuck.
본 발명의 또 다른 효과는, 컨트롤러를 조작하여서 진공펌프를 작동시킨 후 마스크척의 안착부에 마스크를 위치시키면 공기유로 및 안착부에 작용하는 진공펌프의 흡입력에 의해 마스크가 안착부에 흡착되므로 마스크가 마스크척에 진공흡착되며, 이에 따라 마스크를 마스크척의 하부에 위치시키는 비교적 간단한 작업으로 마스크를 마스크척에 장착할 수 있다. Another effect of the present invention is to operate the vacuum pump by operating the controller, and then place the mask on the seat of the mask chuck so that the mask is adsorbed on the seat by the suction force of the vacuum pump acting on the air flow path and the seat. The mask is vacuum-absorbed, so that the mask can be mounted to the mask chuck in a relatively simple operation of placing the mask under the mask chuck.
본 발명의 또 다른 효과는, 마스크의 둘레가 마스크척의 안착부에 안착된 후 흡착되면 마스크가 마스크척에 정확하게 세팅된 상태가 되며, 이에 따라 마스크를 웨이퍼 상에 스탬핑할 시 정확하게 스탬핑된다. 그리고, 마스크척에는 다양한 크기의 마스크가 안착될 수 있도록 다단의 안착부가 형성되어 있으므로 여러 크기의 마스크를 하나의 마스크척에 진공흡착시킬 수 있으며, 이에 따라 마스크척의 호환성이 향상된다.Another effect of the present invention is that when the circumference of the mask is seated on the seating portion of the mask chuck and adsorbed, the mask is correctly set on the mask chuck, thus stamping the mask accurately upon stamping on the wafer. In addition, since the mask chuck has a multi-stage mounting portion formed thereon to allow various sizes of masks to be seated, various sizes of masks may be vacuum-suctioned onto one mask chuck, thereby improving the compatibility of the mask chuck.
본 발명의 또 다른 효과는, 스탬핑한 마스크를 잉크분사수단으로 이송시키고 이송된 마스크의 패턴에 잉크를 분사하며 잉크가 분사된 마스크를 다시 웨이퍼척 상으로 이송시키는 일련의 작업이 자동으로 이루어지므로 그 작업이 매우 간편하고, 작업성이 향상되며 인쇄작업의 정확도를 향상시킬 수 있다.Another effect of the present invention is that a series of operations are performed automatically to transfer the stamped mask to the ink spraying means, to spray ink onto the pattern of the transferred mask, and to transfer the ink ejected mask back onto the wafer chuck. The work is very simple, the workability is improved and the accuracy of the print job can be improved.
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KR1020070026569A KR100824776B1 (en) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | Semiconductor wafer printer |
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CN110082292A (en) * | 2019-03-29 | 2019-08-02 | 上海新创达智能科技有限公司 | A kind of two-sided macroscopical observation device of wafer and system |
WO2022062499A1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | 长鑫存储技术有限公司 | Lithography apparatus |
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- 2007-03-19 KR KR1020070026569A patent/KR100824776B1/en active IP Right Grant
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