KR101581276B1 - 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치 - Google Patents

박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 관한 것으로서, TSV 공법을 이용하기 위해 박형 처리된 웨이퍼를 이송 처리하기 위한 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 웨이퍼를 안착 배치 및 고정하기 위한 고정부를 포함하되; 상기 이송부는 회전 이동 가능하도록 구비된 이송 아암 및 상기 이송 아암의 끝단에 장착된 진공흡착홀을 갖는 진공흡착완충패드를 포함하고; 상기 고정부는 상기 이송부에 의해 이송 처리되는 웨이퍼를 안착 배치하기 위한 고정지그와, 상기 고정지그 상에 안착되는 웨이퍼의 상면 가장자리를 접촉 지지하여 고정하기 위한 접촉고정부재와, 상기 접촉고정부재의 승강 이동을 제어하되 공압 공급에 따른 공기압 텐션으로 가압고정부재 측에 텐션을 주어 하강에 의해 고정지그에 안착된 웨이퍼의 상면과 접촉시 접촉 지지에 의한 충격을 완화할 수 있도록 하기 위한 공압실린더를 포함하는 구성으로 하여 웨이퍼 핸들링 시 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 관한 것이다.

Description

박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치{WAFER HANDLING APPARATUS FOR DAMAGE PREVENTION OF EDGE PART IN ELECTROPLATING PROCESS OF THINNING WAFER}
본 발명은 TSV(Through Silicon Via) 공법을 이용함에 의해 아주 얇은 박형으로 구비되는 12인치 웨이퍼에 대해 이를 핸들링하여 전기도금 처리를 수행할 수 있도록 하는 웨이퍼 취급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박형 처리된 웨이퍼의 전기도금 처리시 박형 처리된 웨이퍼를 도금챔버 내로 투입하기 위해 이송 처리 및 고정지그 측에 고정하는 작업이 요구되는데, 이를 위한 박형 처리된 웨이퍼를 취급시 박막화에 의해 취약된 에지부를 갖는 웨이퍼의 손상을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼(Wafer)는 반도체 집적회로를 만드는 중요한 재료로서, 실리콘(Si)이나 갈륨 아세나이드(GaAs) 등을 성장시켜 얻은 단결정 기둥(Ingot)을 적당한 지름으로 얇게 절단한 원판모양의 판을 의미한다.
이러한 웨이퍼는 50mm ~ 300mm까지 다양한 크기의 종류가 있으며, 구경이 크면 1장의 웨이퍼에서 많은 집적회로 칩을 생산할 수 있기 때문에 시간이 지날수록 구경은 커지고 있는 추세이다.
상기 실리콘 웨이퍼는 반도체 제조공정 중에 취급하기 쉬운 두께로 형성되고 있는데, 약간의 오차가 있을 수 있으나 직경 150mm(6인치)나 200mm(8인치)의 경우는 대략 300 ~ 500㎛의 두께로 형성되고 있고, 직경 300mm(12인치)의 경우는 대략 750㎛의 두께로 형성되고 있다.
즉, 최근에는 6인치나 8인치의 웨이퍼보다 직경 300mm를 갖는 12인치 크기의 실리콘 웨이퍼에 대한 생산량이 많은 비중을 차지하고 있으며, 그만큼 많이 사용되고 있다.
한편, 웨이퍼 상에서의 집적회로 칩(반도체 칩)의 집적도는 시대의 흐름 및 기술 발전에 따라 기하급수적으로 증가해왔는데, 집적도를 높이기 위해 최소 배선 폭을 줄여 웨이퍼를 적층하는 방법은 점차 물리적 한계에 도달하게 되고 경제성 측면에서도 적합하지 않게 되었고, 이러한 반도체 칩 자체의 집적도를 높이는 방법 외에 칩들을 와이어 본딩을 이용하여 적층하는 방식이나 패키지를 적층하는 방식 등이 사용되고 있으며, 최근 TSV(Through Silicon Via; 실리콘 관통 전극) 공법의 기술 개발에 따라 거의 모두 이를 이용하고 있다.
여기서, 상기 TSV 공법은 기존 와이어 본딩을 대체하여 웨이퍼를 적층하는 기술로서, 도 1에서 보여주는 바와 같이, 웨이퍼에 구멍을 뚫어 웨이퍼의 상하를 직접 관통하는 전극을 형성시키는 방식이고 이를 통해 웨이퍼를 적층 및 칩을 층층이 쌓는 기술이며, 적층되는 웨이퍼 간에 최적화된 신호의 전송경로를 제공할 수 있고 와이어 본딩 영역이 필요없어 패키지의 경박 단소화에 유리한 장점을 제공할 수 있는 기술이다.
부연하면, 최근에는 직경 300mm이고 두께 750㎛로 형성되는 12인치 웨이퍼가 사용되고 TSV 공법을 이용하여 전극을 형성 및 웨이퍼를 적층하고 있는데, 레이저 천공이나 화학적 식각을 통해 웨이퍼에 비어홀을 뚫은 후 전기도금을 이용하여 비어홀을 메우는 방법을 사용하고 있다.
보다 구체적으로, 실제 작업현장에서는 최근 생산에 따라 직경 300mm이고 두께 750㎛로 형성되는 12인치 웨이퍼를 사용하고 이에 TSV 공법을 적용하고 있는데, TSV 공법을 이용한 비어홀 형성시 웨이퍼 측 완전 관통 형성에 따른 어려움이 존재하는 실정이고, 이러한 완전 관통 형성의 어려움으로 인해 도 2의 (a)에서 보여주는 바와 같이 12인치 웨이퍼(1) 상에 트렌치 구조의 홈(2)을 형성한 상태에 배면을 깎아냄으로써 도 2의 (b)에서 보여주는 바와 같이 웨이퍼(1)의 두께를 낮추는 방식으로 비어홀(3)을 형성하고 있다.
이때, 이러한 치핑(chipping) 작업에 따라 12인치 웨이퍼(1)는 도 2의 (a)에서 보여주는 바와 같이, 직경은 300mm 그대로인 상태에 두께가 750㎛에서 40 ~ 50㎛로 되어 박막화되고, 아주 얇은 박형으로 처리된 웨이퍼(10)로 된다.
이후, 박형 처리에 의해 관통 비어홀(3)을 갖게 되는 웨이퍼(10)는 이송로봇 등의 이송기구에 의해 진공 흡입되어 전기도금을 위한 고정지그 측에 옮겨지고, 고정지그로 옮겨져 고정된 상태에서 고정지그와 함께 도금챔버 측에 투입되며, 전기도금을 통해 구리 등의 금속으로 비어홀을 메움으로써 관통 전극을 형성하게 된다.
그런데, 상술한 바와 같이 TSV 공법 적용에 따라 인위적으로 박형 처리된 웨이퍼는 충격에 매우 약한 상태가 되고, 박막화 이전에 라운드 구조였던 에지 부분이 배면 깎임에 의해 특히 취약된 부분으로 자리매김하게 되었으며, 이로 인해 박형 처리된 에지부가 아주 작은 충격에도 불구하고 쉽게 손상되는 문제점이 있었다.
또한, TSV 공법의 적용에 따라 박형 처리되는 웨이퍼는 취약해진 에지부분에서 실리콘 결정에 크랙이 발생되는 문제점 및 발생된 크랙이 진행되어 에지부가 파손되는 문제점이 있었다.
나아가, 에지부분에서의 상기와 같은 문제 발생으로 인해 불량률이 증대되는 문제점이 있었으며, 그라인딩하여 에지부를 제거하는 방식을 취하기도 하나 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
덧붙여, 이송로봇을 통한 웨이퍼의 이송과 고정지그 상에 고정 배치하는 작업을 위한 웨이퍼 취급시, 종래에는 직경 300mm이고 두께 750㎛로 형성되는 12인치 웨이퍼를 취급하던 기존 설비를 그대로 이용하고 있으므로 이송로봇을 통해 박형 처리된 웨이퍼를 진공 흡입하여 잡거나 고정지그 상에 안착 배치시 에지부에 충격에 의한 데미지가 가해져 쉽게 손상되는 경우가 발생되고 있다.
즉, 종래에는 진공 흡입에 의한 접촉에도 박형 처리된 웨이퍼가 쉽게 충격을 받는 문제점이 있었고, 도금작업을 위해 고정지그 상에 박형 처리된 웨이퍼를 안착 배치한 후 가장자리를 눌러 고정력을 제공하는 과정에서도 누름 가압에 의한 충격으로 웨이퍼가 손상되는 문제점이 있었다.
이에, 박형 처리된 웨이퍼의 배면에 보호테이프를 붙여 두께를 750㎛로 보완해주는 작업을 시도하고도 있으나, 이 또한 효율적인 방식이라 할 수 없고, 현장에서는 박형 처리된 웨이퍼의 안정된 취급을 위한 설비의 개선이 요구되고 있는 실정에 있다.
한편, 국내공개특허 제10-2006-0133481호에서는 반도체 웨이퍼(W)를 볼트(21)를 이용하여 제1 절연판(10)과 제2 절연판(20) 사이에 끼워 지지하고, 탄성을 갖는 환상의 평판으로 이루어지는 도전고무(전도판)(60)를 제1절연판(10)과 반도체 웨이퍼(W) 사이에 개재시키고, 이 도전고무(60)를 반도체 웨이퍼(W)에 탄성적으로 면접촉시키는 것에 의해, 도전고무(60)는 반도체 웨이퍼(W)에 대한 쿠션으로서 기능하여 반도체 웨이퍼(W)에 가해지는 하중(가압력)을 완화하도록 하는 전기도금용 지그에 관한 기술을 개시하고 있는데, 이는 웨이퍼의 손상을 방지하는 기술이기는 하나 본 발명과는 기술 구현을 위한 구조 및 방식에서의 상당한 기술적 차이를 갖는 것이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0133481호 (2006.12.26. 공개)
본 발명은 상술한 문제점 등을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, TSV(Through Silicon Via) 공법을 이용함에 의해 아주 얇은 박형으로 구비되는 12인치 웨이퍼에 대해 이를 핸들링하여 전기도금 처리를 수행할 수 있도록 준비하기 위한 이송 처리 및 고정 작업시 인위적 박형화에 의해 취약해진 에지부의 손상을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전기도금을 위한 이송 및 고정지그 측에 고정하는 작업의 핸들링 시 인위적 박형화가 진행된 웨이퍼에 대해 웨이퍼와 접촉하는 부분으로 충격흡수 구조를 제공함과 더불어 공기압을 이용한 개선방식을 적용함으로써 박형 처리된 웨이퍼에 미치는 데미지를 최소화하거나 없애는 등 에지부분의 손상을 방지할 수 있도록 하는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 TSV(Through Silicon Via) 공법을 이용하기 위해 박형 처리되어 취약해진 에지부를 갖게 되는 웨이퍼에 대해 안정되게 취급할 수 있는 개선된 구조배치설계를 갖는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치는, TSV(Through Silicon Via) 공법을 이용한 전기도금 처리를 위해 인위적으로 박형 처리된 웨이퍼를 이송 및 고정 작업하는데 사용하기 위한 웨이퍼 취급장치에 있어서, 상기 박형 처리된 웨이퍼를 이송 처리하기 위한 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 웨이퍼를 안착 배치 및 고정하기 위한 고정부를 포함하되; 상기 이송부는 회전 이동 가능하도록 구비된 이송 아암 및 상기 이송 아암의 끝단에 장착된 진공흡착홀을 갖는 진공흡착완충패드를 포함하고; 상기 고정부는 상기 이송부에 의해 이송 처리되는 웨이퍼를 안착 배치하기 위한 고정지그와, 상기 고정지그 상에 안착되는 웨이퍼의 상면 가장자리를 접촉 지지하여 고정하기 위한 접촉고정부재와, 상기 접촉고정부재의 승강 이동을 제어하되 공압 공급에 따른 공기압 텐션으로 가압고정부재 측에 텐션을 주어 하강에 의해 고정지그에 안착된 웨이퍼의 상면과 접촉시 접촉 지지에 따라 웨이퍼로 전달되는 충격을 완화할 수 있도록 하기 위한 공압실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 고정지그는, 지그본체; 상기 지그본체 상에 장착되어 구비되고, 고정지그에 안착되는 웨이퍼의 하면 가장자리에 끝단이 접촉되며, 절곡 구조를 통해 탄성기능을 발휘토록 한 전극도체; 상기 지그본체와 전극도체와의 사이에 위치 및 전극도체를 에워싸도록 구비되고, 끝단이 전극도체의 끝단보다 앞쪽에 위치하여 웨이퍼의 하면 가장자리에 접촉되게 구비되며, 실링재로서 기능 및 탄성을 갖는 실링완충패드; 를 포함하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 공압실린더에 의해 승강 구동되는 접촉고정부재는, 상기 공압실린더의 로드에 결합되는 로드결합부; 상기 로드결합부의 하측에 연결 지지 및 평형 배열되며, 가장자리에서 하향 절곡되어 돌출된 접촉팁이 형성되는 웨이퍼지지부; 상기 로드결합부와 웨이퍼지지부의 사이에 삽입 배치되고, 웨이퍼지지부의 접촉팁이 웨이퍼의 상면에 접촉시 탄성에 의한 완충기능을 발휘되게 한 고무재나 스프링에 의한 완충부; 를 포함하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 공압실린더에 의해 승강 구동되는 접촉고정부재는, 상기 공압실린더의 로드에 결합되는 로드결합부; 상기 로드결합부의 하측에 위치하여 결합 및 평형 배열되고, 가장자리에서 하향 절곡되어 돌출된 접촉팁이 형성되며, 웨이퍼와의 접촉시 탄성에 의한 완충기능을 발휘하도록 고무재로 이루어진 웨이퍼지지부; 를 포함하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따르면, TSV(Through Silicon Via) 공법을 이용하기 위해 박형 처리되어 취약해진 에지부를 갖게 되는 웨이퍼에 대해 안정되게 취급(핸들링)할 수 있는 개선된 구조배치설계를 갖는 에지부분 손상 방지용 웨이퍼 취급장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 TSV(Through Silicon Via) 공법을 이용함에 의해 아주 얇은 박형으로 구비되는 12인치 웨이퍼에 대해 이를 핸들링하여 전기도금 처리를 수행할 수 있도록 준비하기 위한 이송 처리 및 고정 작업시 인위적 박형화에 의해 취약해진 에지부의 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명은 인위적으로 박형 처리된 웨이퍼의 이송 및 고정에 따른 접촉시 충격을 흡수 및 완화하는 구조를 이중 또는 삼중으로 적용한 개선방식으로 취약해진 에지부분에 미치는 데미지를 없애는 등 에지부의 손상 방지를 극대화할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
도 1은 TSV 공법의 이해를 돕기 위해 나타낸 도면.
도 2는 TSV 공법을 이용하기 위해 기존 웨이퍼를 치핑 작업함에 의해 박형 처리 웨이퍼화한 상태를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치를 설명하기 위해 나타낸 단면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 있어 접촉고정부재를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 있어 도 4의 접촉고정부재를 포함하는 웨이퍼 고정상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 있어 완충부의 다른 구성을 갖는 접촉고정부재를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 있어 도 6의 접촉고정부재를 포함하는 웨이퍼 고정상태를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 있어 접촉고정부재의 다른 실시예를 설명하기 위해 나타낸 단면도.
본 발명에 대해 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치(100)는 TSV 공법을 이용하기 위해 박형 처리된 웨이퍼를 전기도금용 도금챔버 측으로 투입하기 이전에 웨이퍼의 이송 및 고정 작업에 사용하되 웨이퍼의 에지부 손상을 방지하는 기능을 구비토록 한 것으로서, 도 3 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, TSV 공법을 이용하기 위해 박형 처리되어 취약해진 에지부를 갖는 웨이퍼(W)를 이송 처리하기 위한 이송부(101)와, 상기 이송부(101)에 의해 이송된 웨이퍼(W)를 안착 배치 및 고정하기 위한 고정부(102)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 이송부(101)는 피도금재이고 비어홀을 갖는 웨이퍼(W)를 고정지그(130)를 갖는 고정부(102) 측으로 이송 처리하기 위한 것으로서, 회전 이동 가능하도록 구비된 이송 아암(110) 및 상기 이송 아암(110)의 끝단에 장착된 진공흡착홀을 갖는 진공흡착완충패드(120)로 구성된다.
이때, 상기 이송부(101)는 로봇형 구성으로서, 이송 아암(110)은 회전 이동 가능한 것으로만 설명하였으나 필요에 따라 회전 및 상하 이동이 가능하도록 구비될 수 있다.
상기 진공흡착완충패드(120)는 탄성에 의한 완충기능의 발휘를 위해 고무나 우레탄 등의 고무재를 포함하는 탄성재질로 구성함이 바람직하다.
상기 진공흡착완충패드(120)가 갖는 진공흡착홀은 진공 흡착을 위한 시스템과 연결된다 할 것이며, 이는 자명한 사항에 해당한다 할 것이다.
상기 고정부(102)는 상기 이송부(102)에 의해 이송 처리되는 피도금재의 웨이퍼(W)를 안착 배치 및 안정되게 지지 고정시킨 후에 도금액이 담긴 도금챔버(1)의 내부로 투입할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 상기 이송부(102)에 의해 이송 처리되는 웨이퍼(W)를 안착 배치하기 위한 고정지그(130)와, 상기 고정지그(130) 상에 안착되는 웨이퍼의 상면 가장자리를 접촉 지지하여 고정하기 위한 접촉고정부재(140)와, 상기 접촉고정부재(140)의 승강 이동을 제어하되 공압 공급에 따른 공기압 텐션으로 접촉고정부재(140) 측에 텐션을 주어 하강에 의해 고정지그(130)에 안착되어있는 웨이퍼의 상면과 접촉시 가압 지지에 따라 웨이퍼로 전달되는 충격을 완화할 수 있도록 하기 위한 공압실린더(150)로 구성된다.
이때, 상기 고정지그(130)는 피도금재의 웨이퍼(W)를 안착 배치 및 웨이퍼의 가장자리를 떠받쳐 지지하기 위한 것으로서, 지그본체(131)와, 상기 지그본체(131) 상에 장착되어 구비되고 고정지그에 안착되는 웨이퍼(W)의 하면 가장자리에 끝단이 접촉되며 절곡 구조를 통해 탄성기능을 발휘토록 한 전극도체(132)와, 상기 지그본체(131)와 전극도체(132)와의 사이에 위치 및 전극도체(132)를 에워싸도록 구비되고 끝단이 전극도체(132)의 끝단보다 앞쪽에 위치하여 웨이퍼(W)의 하면 가장자리에 접촉되게 구비되며 실링재로서 기능 및 탄성을 갖는 실링완충패드(133)로 구성할 수 있다.
상기 전극도체(132)는 절곡 구조에 의해 자체 탄성기능을 구비토록 함으로써 웨이퍼와의 접촉시 완충의 역할을 담당할 수 있도록 한 것으로서, 그 형성 두께를 얇게 하여 절곡 구조가 웨이퍼와의 접촉시 충격흡수를 위한 충분한 탄성을 발휘할 수 있도록 구성함이 바람직하다.
여기서, 상기 전극도체(131)는 도금챔버(1) 내에서 전기도금을 실시할 시 웨이퍼(W)에 전기를 공급하기 위한 것이고, 상기 실링완충패드(133)는 고정지그(130)로 웨이퍼를 안착 배치시 탄성 작용을 통해 충격 완화 및 웨이퍼의 가장자리에 미치는 데미지를 감소시킬 수 있도록 함과 더불어 도금챔버(1) 내에서 전기도금을 실시할 시 도금액이 전극도체(132)와 접촉하지 못하도록 실링하는 실링재로서 기능토록 한 것이다.
상기 실링완충패드(133)는 고무나 우레탄 등의 고무재를 포함하는 탄성재질로 구성함이 바람직하다.
또한, 상기 공압실린더(150)에 의해 승강 구동되게 한 접촉고정부재(140)는 공압실린더(150)의 로드(151)에 결합되는 로드결합부(141)와, 상기 로드결합부(141)의 하측에 연결 지지 및 평형 배열되며 가장자리에서 하향 절곡되어 돌출된 접촉팁(142a)이 형성되는 웨이퍼지지부(142)와, 상기 로드결합부(141)와 웨이퍼지지부(142)의 사이에 삽입 배치되고 웨이퍼지지부(142)의 접촉팁(142a)이 웨이퍼(W)의 상면에 접촉시 탄성에 의한 완충기능을 발휘할 수 있도록 한 완충부(143)로 구성할 수 있다.
여기서, 상기 로드결합부(141)와 웨이퍼지지부(142)는 취급하는 피도금재인 웨이퍼(W)가 원판형 구조이므로 원형몸체로 구비함이 바람직하고, 상기 웨이퍼지지부(142)의 가장자리에 형성되는 접촉팁(142a)은 동서남북 방향으로 등간격을 유지한 채로 4개를 형성함이 바람직하다.
상기 완충부(143)는 고무재나 스프링 등의 탄성부재로 구성할 수 있으며, 로드결합부와 웨이퍼지지부를 연결하는 매개체 및 웨이퍼지지부에 대한 완충 역할을 하는 구성요소로 정의할 수 있다.
여기에서, 도 3은 상기 완충부(143)에 대해 탄성부재로 스프링을 적용한 상태를 나타낸 도면이고, 도 4 및 도 5는 상기 완충부(143)에 대해 탄성부재로 고무재를 적용한 상태를 나타낸 도면이다.
덧붙여, 상기 공압실린더(150)에 의해 승강 구동되게 한 접촉고정부재(140)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 로드결합부(141)와 웨이퍼지지부(142)로 구성하되, 웨이퍼지지부(142) 자체를 고무나 우레탄 등의 고무재와 같은 탄성재질로 이루어지게 함으로써 고정지그(130) 상에 안착 배치된 웨이퍼를 접촉 지지할 시 웨이퍼를 지지하는 기능과 더불어 자체 탄성을 통해 완충역할까지 담당하도록 구성할 수 있다.
즉, 상기 공압실린더(150)의 로드 측에 결합되는 로드결합부(141)와, 상기 로드결합부(141)의 하측에 위치하여 결합 및 평형 배열되고 가장자리에서 하향 절곡되어 돌출된 접촉팁(142a)이 형성되며 고정지그(130)에 안착되어있는 웨이퍼(W)와의 접촉시 자체 탄성에 의한 완충기능을 발휘하도록 고무재로 이루어지는 웨이퍼지지부(142)로 구성할 수도 있다 할 것이다.
때로는, 접촉팁을 형성한 고무재로 이루어진 웨이퍼지지부를 로드결합부의 하단부로 삽입 끼움하여 결합 사용하는 방식으로 구성할 수도 있다 할 것이다.
상기 공압실린더(150)는 공압 공급에 따른 자체 공기압 텐션으로 고정지그(130) 상에 안착 배치된 웨이퍼(W)의 가장자리를 접촉 지지하게 되는 접촉고정부재(140)에 자체적인 구동 탄성을 제공함으로써 접촉고정부재(140)와 웨이퍼의 접촉시 웨이퍼의 가장자리에 미치는 데미지를 감소시킬 수 있도록 한 것으로서, 정해진 공기압 이상이 적용되지 않도록 제어함이 바람직하다.
한편, 이와 같은 상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치(100)에는 본 장치에 고정시킨 웨이퍼를 전기도금용 도금챔버(1) 측으로 투입하기 위하여 본 장치의 고정부(102)를 움직이기 위한 별도의 이동수단(미 도시됨)이 결합되어 구비된다 할 것이다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
웨이퍼 공급을 위한 매거진으로부터 이송부(101)가 갖는 진공흡착패드(120)를 통해 웨이퍼(W)를 진공 흡착한다.
이때, 진공흡착패드(120)를 통해서는 웨이퍼(W)의 비도금면(상면)을 흡착하도록 하고 도금 처리를 위한 도금면(하면)이 하측 방향을 향하도록 흡착함이 바람직하다.
여기서, 진공흡착패드(120)는 고무재 등의 유연성재질로 구비되므로 웨이퍼(W)를 진공 흡착함에 따른 웨이퍼와의 접촉시 자체 탄성작용에 의한 완충기능의 발휘로 웨이퍼 측에 미치는 데미지를 감소시키면서 웨이퍼를 진공 흡착하게 된다.
이후, 이송 아암(110)을 움직여 고정부(102)가 갖는 고정지그(130) 상으로 웨이퍼(W)를 진공 흡착한 상태인 진공흡착패드(120)를 위치시키고, 이어 진공흡착을 해제함으로써 고정지그(130) 상에 웨이퍼가 안착 배치되게 한다.
이때, 진공흡착패드(120) 측에 작용하는 진공흡착을 해제함에 따라 웨이퍼(W)는 고정지그(130) 측에 투입되어 안착 배치되고, 고정지그(130)는 웨이퍼(w)의 하면 가장자리를 떠받치는 형태로 지지하게 된다.
여기에서, 웨이퍼(W)를 고정지그(130) 상에 안착 배치시 웨이퍼(W)는 하면 가장자리가 절곡 구조를 갖되 두께를 절감한 전극도체(132)의 내측부 끝단과 접촉되고 이와 동시에 실링완충패드(133)의 내측부 끝단과도 접촉되어 지지됨을 받게 되는데, 절곡 구조를 갖는 전극도체(132)와 고무재 등의 유연성재질로 이루어지는 실링완충패드(132)는 각각 웨이퍼(W)의 고정부(102) 측 투입에 따른 접촉시 탄성작용에 의한 충격완화 기능을 발휘하면서 웨이퍼(W)의 가장자리 하면을 떠받쳐 지지하게 된다.
이송부(101)의 이송 아암(110) 및 진공흡착패드(120)는 진공흡착 해제 후, 또 다른 웨이퍼의 공급을 위해 웨이퍼 공급을 위한 매거진 측으로 위치 이동한다.
이어, 고정부(102)에서는 공압실린더(150)에 공압을 공급하여 실린더로드(151)를 하강 구동함에 따라 접촉고정부재(140)를 하강시킴으로써 고정지그(130) 상에 안착 배치된 웨이퍼(W)의 상면 가장자리(에지 부분)와 접촉 및 이를 지지되게 한다.
이때, 공압실린더(150)에 의해 하강되어 웨이퍼(W)와 접촉을 갖게 되는 접촉지지부재(140)는 웨이퍼지지부(142)가 갖는 하향 돌출구조인 접촉팁(142a)이 웨이퍼(W)의 상면 가장자리와 접촉하여 웨이퍼를 지지하게 되며, 전기도금 처리시 웨이퍼(W)가 고정지그(130) 상에서 움직이지 않도록 하는 역할을 담당하게 된다.
여기에서, 공압실린더(150)는 공압 공급에 의해 실린더로드를 구동하게 되는 것으로서, 동작 구동시 실린더 자체에서의 공기압에 의한 텐션 작용력을 제공할 수 있어 웨이퍼(W)의 지지에 사용되는 접촉고정부재(140)가 웨이퍼와 접촉시 웨이퍼로 전달되는 구동력에 대해 이를 완충할 수 있는 역할을 수행하게 되며, 이를 통해 웨이퍼와의 접촉 지지시 웨이퍼에 미치는 데미지를 감소시킬 수 있다.
또한, 접촉고정부재(140)는 로드결합부(141)와 웨이퍼지지부(142)의 사이에 고무재나 스프링 등에 의한 완충부(143)를 구비하고 있으므로 고정지그(130)에 안착 배치된 웨이퍼(W)와의 접촉 고정시, 완충부(143)에서 발휘되는 또 다른 탄성작용을 통해 웨이퍼(W)에 가해질 수 있는 충격을 흡수 및 완화시킬 수 있다.
부연하여, 웨이퍼지지부(142)가 갖는 하향 돌출구조의 접촉팁(142a)은 동서남북 방향에 대해 등간격으로 4개를 형성함에 따라 웨이퍼(W)를 동서남북의 4방향에서 접촉 지지하는 안정성을 제공할 수 있고, 4군데에서 웨이퍼와의 접촉면적을 최소화시킨 상태에 완충의 역할을 발휘되게 하므로 웨이퍼로 전달되는 충격을 충분하게 흡수 및 완화시킬 수 있어 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.
덧붙여, 동서남북 방향에 형성되는 4개의 접촉팁(142a) 구성에 의해서는 상호간에 완충기능을 보완 및 힘의 분배를 이끌어낼 수 있어 웨이퍼의 접촉 지지에 따른 안정성을 증대시킬 수 있다.
이와 같이, 이송부(101)에 의해 고정부(102)로 이송 처리되고, 고정부(102)에서 웨이퍼를 안정되게 지지 고정시킨 상태에 별도의 이동수단을 통해 고정부(102)를 이동시켜 도금챔버(1) 측으로 투입 및 전기를 공급하여 전기도금하면 되며, 웨이퍼(W)의 하면으로 도금 처리가 수행되는데, 고정지그(130)의 실링완충패드(133)는 전기도금을 실시할 시 도금액이 전극도체(132)와 접촉하지 못하도록 실링하는 실링재로서 기능하게 된다.
이렇듯, 본 발명에서는 전기도금 공정의 실시를 위한 박형 처리된 웨이퍼의 핸들링을 위해 사용되는 웨이퍼 취급장치를 제안하는 것으로서, 박형 처리된 웨이퍼와의 접촉 부분에 대해 충격 흡수 및 완화를 위한 개선 구조 및 방식을 적용한 것이다.
상기에서 웨이퍼(W)는 TSV 공법을 이용하기 위해 박형 처리되어 취약해진 에지부를 갖는 웨이퍼로 정의되어진다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 치환이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.
101: 이송부 102: 고정부
110: 이송 아암 120: 진공흡착패드
130: 고정지그 131: 지그본체
132: 전극도체 133: 실링완충패드
140: 접촉고정부재 141: 로드결합부
142: 웨이퍼지지부 142a: 접촉팁
143: 완충부 150: 공압실린더
W: 박형 처리된 웨이퍼

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. TSV(Through Silicon Via) 공법을 이용한 전기도금 처리를 위해 인위적으로 박형 처리된 웨이퍼를 이송 및 고정 작업하는데 사용하기 위한 웨이퍼 취급장치에 있어서,
    상기 박형 처리된 웨이퍼를 이송 처리하기 위한 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 웨이퍼를 안착 배치 및 고정하기 위한 고정부를 포함하되;
    상기 이송부는 회전 이동 가능하도록 구비된 이송 아암 및 상기 이송 아암의 끝단에 장착된 진공흡착홀을 갖는 진공흡착완충패드를 포함하고;
    상기 고정부는 상기 이송부에 의해 이송 처리되는 웨이퍼를 안착 배치하기 위한 고정지그와, 상기 고정지그 상에 안착되는 웨이퍼의 상면 가장자리를 접촉 지지하여 고정하기 위한 접촉고정부재와, 상기 접촉고정부재의 승강 이동을 제어하되 공압 공급에 따른 공기압 텐션으로 접촉고정부재 측에 텐션을 주어 하강에 의해 고정지그에 안착된 웨이퍼의 상면과 접촉시 접촉 지지에 따라 웨이퍼로 전달되는 충격을 완화할 수 있도록 하기 위한 공압실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 있어서,
    상기 공압실린더에 의해 승강 구동되는 접촉고정부재는,
    상기 공압실린더의 로드에 결합되는 로드결합부;
    상기 로드결합부의 하측에 연결 지지 및 평형 배열되며, 가장자리에서 하향 절곡되어 돌출된 접촉팁이 형성되는 웨이퍼지지부;
    상기 로드결합부와 웨이퍼지지부의 사이에 삽입 배치되고, 웨이퍼지지부의 접촉팁이 웨이퍼의 상면에 접촉시 탄성에 의한 완충기능을 발휘되게 한 고무재나 스프링에 의한 완충부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치.
  4. TSV(Through Silicon Via) 공법을 이용한 전기도금 처리를 위해 인위적으로 박형 처리된 웨이퍼를 이송 및 고정 작업하는데 사용하기 위한 웨이퍼 취급장치에 있어서,
    상기 박형 처리된 웨이퍼를 이송 처리하기 위한 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 웨이퍼를 안착 배치 및 고정하기 위한 고정부를 포함하되;
    상기 이송부는 회전 이동 가능하도록 구비된 이송 아암 및 상기 이송 아암의 끝단에 장착된 진공흡착홀을 갖는 진공흡착완충패드를 포함하고;
    상기 고정부는 상기 이송부에 의해 이송 처리되는 웨이퍼를 안착 배치하기 위한 고정지그와, 상기 고정지그 상에 안착되는 웨이퍼의 상면 가장자리를 접촉 지지하여 고정하기 위한 접촉고정부재와, 상기 접촉고정부재의 승강 이동을 제어하되 공압 공급에 따른 공기압 텐션으로 접촉고정부재 측에 텐션을 주어 하강에 의해 고정지그에 안착된 웨이퍼의 상면과 접촉시 접촉 지지에 따라 웨이퍼로 전달되는 충격을 완화할 수 있도록 하기 위한 공압실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치에 있어서,
    상기 공압실린더에 의해 승강 구동되는 접촉고정부재는,
    상기 공압실린더의 로드에 결합되는 로드결합부;
    상기 로드결합부의 하측에 위치하여 결합 및 평형 배열되고, 가장자리에서 하향 절곡되어 돌출된 접촉팁이 형성되며, 웨이퍼와의 접촉시 탄성에 의한 완충기능을 발휘하도록 고무재로 이루어진 웨이퍼지지부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형화 웨이퍼의 도금시 에지 부분의 손상 방지를 위한 웨이퍼 취급장치.
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