KR19980073404A - 웨이퍼 이송 방법 - Google Patents

Abstract

반도체 칩 패키지 조립 공정에 있어서, 흡입력을 발생시킬 수 있는 가스 흡입 수단과 가스의 분사가 가능한 가스 공급 수단을 구비한 이송 수단과 테이프에 의해 웨이퍼 지지 수단과 결합된 웨이퍼를 준비하는 준비 단계, 웨이퍼 지지 수단의 상부에서 상기 가스 전송관을 통하여 상기 웨이퍼 지지수단에 분사하는 가스 분사 단계, 상기 웨이퍼 지지 수단과 접촉되기 전에 상기 가스의 분사를 멈추고 상기 가스 전송관을 통하여 흡입하여 웨이퍼 지지수단을 흡착하는 흡착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법을 제공함으로써, 웨이퍼를 흡착하기 전에 웨이퍼 지지수단의 상면의 잔류물을 제거한 상태에서 이송 수단으로 이송하기 때문에, 가스 전송관을 통한 물기, 먼지, 및 실리콘 부스러기 등의 잔류물의 흡입이 방지되어 설비의 손상을 방지하여 설비의 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 이송 방법

본 발명은 웨이퍼 이송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불필요한 잔류물이 남아 있는 웨이퍼를 이송할 때 발생되는 설비의 고장과 노후화를 방지할 수 있도록 잔류물을 제거한 후에 이송시키는 웨이퍼 이송 방법에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼 절단 공정은 집적회로가 형성되어 있는 웨이퍼를 각각의 단위 반도체 칩으로 분리하는 공정으로서, 다이아몬드 날을 구비한 절단 수단을 이용하고 있다. 그런데, 위와 같은 절단 수단을 이용하여 웨이퍼를 절단시키면 웨이퍼에서 실리콘 부스러기가 생기게 된다. 웨이퍼 절단 공정은 이러한 실리콘 부스러기가 웨이퍼에 남아 있지 않도록 웨이퍼를 절단할 때나 웨이퍼 절단 후에 소정의 세정액으로 세정하는 공정을 포함하고 있다. 보통, 세정액으로는 탈이온수(DI water)가 사용된다.

한편 웨이퍼는 운반과 보관, 그리고 공정의 진행에 용이하도록 웨이퍼의 하면에 테이프가 부착된다. 웨이퍼 절단 공정을 진행하여 웨이퍼에서 분리된 반도체 칩은 테이프에 의해 계속 그 상태를 유지할 수 있다. 공정의 진행 중에 웨이퍼의 고정과 이송은 웨이퍼 지지수단을 이용하게 된다. 중앙에 개구부가 형성되어 있는 웨이퍼 링이라는 웨이퍼 지지수단의 밑면에 테이프가 부착되고, 그 개구부에 노출된 테이프 부분에 웨이퍼가 부착되어 지지되는 상태로 공정이 진행된다. 즉, 기계적인 접촉에는 웨이퍼 지지수단을 이용하므로써, 웨이퍼의 손상을 방지하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의해 웨이퍼가 이송되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 웨이퍼 이송을 설명하기 위한 개략도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 웨이퍼 지지수단(21), 예컨대 웨이퍼 링의 밑면에 부착되어 있는 테이프(22)의 상면에 웨이퍼(20)가 부착되어 있다. 웨이퍼(20)는 웨이퍼 지지수단(21)이 이송 수단(10)에 의해 흡착되어 절단 설비로 이송된다. 그리고, 절단 설비에서 웨이퍼(20)를 각각의 반도체 칩(23)으로 구분 짓는 절단 공정이 진행되면 실리콘 부스러기가 발생되기 때문에, 절단 공정이 진행될 때나 절단 공정의 완료 후에 세정액을 사용하여 제거하게 된다. 웨이퍼(20)의 상면에 세정액, 보통 탈이온수를 분사함으로써 실리콘 부스러기는 제거될 수 있다. 그리고, 세정에 사용된 세정액을 제거하기 위하여 공기를 웨이퍼(20)를 중심으로 분사하여 분사 압력으로 세정액을 제거하게 된다. 웨이퍼 절단이 완료되면 웨이퍼(20)를 절단 설비에서 언로딩(unloading)을 시키게 된다. 이때도 마찬가지로 이송암(62)의 흡착컵(63)으로 웨이퍼 지지수단(21)의 네 모서리 부분의 상면을 흡입력에 의해 흡착하여 이송되어야 할 위치까지 이송 수단(60)이 움직여 이송시킨다. 이때 이송 수단(60)은 이송암 몸체(61)와 이송암(62)으로 구분될 수 있으며, 그 내부에는 가스 전송관(64)이 이송암 몸체(61)와 이송암(62)에 내재되어 있다. 가스 전송관(64)의 일측의 끝단은 흡착컵(63)과 연결되어 있으며 타측은 가스 흡입 수단(67)에 연결되어 있다. 이 가스 전송관(64)에 연결된 가스 흡입 수단(67)의 동작으로 흡착컵(63)이 흡입력이 발생되어 웨이퍼(20)의 이송이 가능한 것이다.

그런데, 절단 공정을 거치면 웨이퍼 링에는 세정에 사용되었던 세정액이 완전히 제거되지 않고 약 40~60%정도가 남아 있게 된다. 이 세정액이 웨이퍼 링을 집는데 사용되는 이송암의 가스 전송관과 연결되어 있는 가스 흡입 수단의 흡입력에 의해 가스 전송관으로 빨려 들어가서 가스 전송관을 오염시키며, 진공을 구동시키는 솔레노이드와 센서의 성능을 저하시켜 설비의 고장과 순간 정지를 발생시킨다.

따라서 본 발명의 목적은 가스 전송관을 갖는 이송 수단으로 웨이퍼를 이송하기 위하여 가스 전송관을 통한 흡입력으로 웨이퍼 지지수단을 흡착할 때 잔류물이 가스 전송관으로 빨려 들어가지 않도록 하는 웨이퍼 이송 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 의해 웨이퍼가 이송되는 상태를 나타낸 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 웨이퍼 이송을 설명하기 위한 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 방법을 설명하기 위한 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 방법에서 제어 수단의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 이송 수단11 : 이송암 몸체

12 : 이송암13 : 흡착컵

14,36,37,38,62 : 가스 전송관15 : 제어 수단

16 : 가스 공급 수단17,67 : 가스 흡입 수단

20 : 웨이퍼21 : 웨이퍼 지지수단

22 : 테이프23 : 반도체 칩

24 : 실린더25 : 피스톤

26 : 로드27 : 상승 주입구

28 : 하강 주입구31 : 제 1 솔레노이드 스위치

32 : 제 2 솔레노이드 스위치33 : 제 3 솔레노이드 스위치

34 : 제 1 릴레이35 : 제 2 릴레이

41 : 위치 감지 센서42 : 압력 감지 센서

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 방법은 흡착과 가스 분사가 가능한 흡착 수단을 구비한 이송 수단과 테이프에 의해 웨이퍼 지지 수단과 결합된 웨이퍼를 준비하는 준비 단계, 웨이퍼 지지 수단의 상부에서 상기 가스 전송관을 통하여 상기 웨이퍼 지지수단에 분사하는 가스 분사 단계, 및 상기 웨이퍼 지지 수단과 접촉되기 전에 상기 가스의 분사를 멈추고 상기 가스 전송관을 통하여 흡입하여 웨이퍼 지지수단을 흡착하는 흡착 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 방법을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 흡입력을 발생시킬 수 있는 가스 흡입 수단(17)과 가스의 분사가 가능한 가스 공급 수단(16)을 구비한 이송 수단(10)과 테이프(22)에 의해 웨이퍼 지지 수단(21)과 결합된 웨이퍼(20)를 준비하는 준비 단계를 진행한다. 도 3에 나타나 있는 웨이퍼 이송 수단(10)은 네 개의 이송암(12)들을 갖고 있고, 그 내부에 가스 전송관(14)이 형성되어 있는 것이다. 이 가스 전송관(14)은 분기되어 각각의 이송암(12)들을 따라 형성되어 이송암(12)의 말단부의 흡착컵(13)에 연결되어 있다. 가스 전송관(14)은 타측은 제어 수단(15)과 연결되어 있고, 그 제어 수단(15)은 가스 흡입 수단(17)과 가스 공급 수단(16)에 연결되어 있다.

다음에, 웨이퍼 지지 수단(21)의 상부에서 가스 전송관(14)을 통하여 웨이퍼 지지수단(21)에 분사하는 가스 분사 단계를 진행한다. 이송될 웨이퍼(20)의 상부에서 하방향으로 이송 수단(10)이 하강되는 동안, 제어 수단(15)의 제어에 의해 가스가 가스 공급 수단(16)에서 가스 전송관(14)을 통하여 가스 전송관(14)의 말단에 결합되어 있는 흡착컵(13)으로 공급된다. 이송암(12)이 계속 하강되면서 흡착컵(13)으로 공급된 가스는 웨이퍼 지지수단(21)의 상면으로 분사되어 웨이퍼 지지수단(21)의 상면에 잔존하는 물기와 먼지 및 실리콘 부스러기 등의 잔류물을 제거시킨다. 이때 분사되는 가스로는 압축 공기가 사용될 수 있으며, 그 분사 압력은 웨이퍼 지지수단(21)의 상면에 잔존하는 잔류물을 충분히 제거시킬 수 있는 압력, 보통 3바아(bar)이상으로 해주는 것이 바람직하다.

가스 분사 단계는 웨이퍼 지지수단(21)과 접촉되기 전에 웨이퍼 지지수단(21)의 상면과 일정한 거리를 유지한 상태에서 동작을 멈추는 가스 분사 정지 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 웨이퍼 지지수단(21)의 상면에 닿은 상태에서는 분사 압력으로 인하여 웨이퍼 지지수단(21)이 흔들림이 발생할 가능성도 배제할 수 없기 때문이다. 이를 위해서 거리를 감지할 수 있도록 감지 수단(도시 안됨)을 이송 수단 자체에 설치하여 웨이퍼(20)로부터 일정한 거리에 위치할 때 가스 공급 수단(16)이 정지하도록 하여 줄 수 있다.

가스 분사 단계의 다음 단계로, 웨이퍼 지지 수단(21)과 접촉되기 전에 가스의 분사를 멈추고 가스 전송관(14)을 통하여 흡입하여 웨이퍼 지지수단(21)을 흡착하는 흡착 단계를 진행한다. 이송 수단(10)이 하강하여 이송암(12)의 흡착컵(13)이 웨이퍼 지지수단(21)의 상면에 닿기 전에, 제어 수단(15)에 의해 가스 공급 수단(16)의 동작이 정지되고 가스 흡입 수단(17)이 동작하여 가스 전송관(14) 내부의 공기를 흡입하게 된다. 가스 전송관(14)은 흡착컵(13)과 연결되어 있으므로 흡착컵(13)에서는 외부의 가스를 흡입하게 된다. 이 흡입력에 의해 웨이퍼 지지수단(21)이 네 개의 흡착컵(13)에 흡착된다. 이 상태에서 이송 수단이 상승하여 웨이퍼(20)를 이동시킬 위치까지 이송된다.

상기와 같은 방법으로 웨이퍼를 이송하면, 웨이퍼 지지수단의 상면에 잔존하는 잔류물을 제거한 상태에서 이송수단이 웨이퍼를 흡착하기 때문에 가스 전송관이나 그와 연결되어 가스를 흡입하는 가스 흡입 수단 등의 손상을 방지하게 된다.

상기 소개한 일 실시예에서는 가스 분사 단계가 이송 수단이 하강되면서 동작하는 것을 설명하였으나, 가스 분사 단계는 이송 수단이 하강하여 웨이퍼 지지수단의 상면과 일정한 거리를 유지한 상태에서 실시되는 것도 가능하다. 그리고, 하나의 가스 전송관을 제어 수단에 의하여 가스 분사 수단과 가스 흡입 수단과 연결하여 동일한 가스 전송관을 이용하는 것을 설명하였으나, 2개의 가스 전송관을 이용하여 각각 가스 분사 수단과 가스 흡입 수단에 연결하여 독립적으로 가스 전송관을 이용하는 것도 가능하고, 다수 개의 가스 전송관을 이용하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 제어 수단의 구조가 간단해질 수 있다. 그리고, 가스 분사 단계는 흡착에 필요한 부분에만 선택적으로 실시될 수 있고, 흡착컵의 수를 증가시켜 웨이퍼 지지수단 전체에 실시될 수도 있다.

위에 설명한 일 실시예는 제어 수단을 이용하여 하나의 가스 전송관을 가스 분사 수단과 가스 흡입 수단을 선택적으로 연결하여 동작한다. 이 제어 수단은 여러 가지 방법으로 실현될 수 있다. 다음에 그 일 예를 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 방법에서 제어 수단의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.

도 4를 참조하면, 이송 수단의 수직 하강 실린더(24)는 상부와 하부에 각각 가스 전송관(36,37)과 연결된다. 가스 전송관(36,37)을 통하여 주입된 가스 압력으로 수직 하강 실린더(24)의 내부에 있는 피스톤(25)이 상승과 하강 운동을 하여 로드(26)를 움직여 이송암 몸체(11)를 상하로 움직인다. 그리고, 이송암(12)은 가스 전송관(38)으로 제어 수단(15)과 연결된다. 제어 수단(15)은 예컨대 압축 공기를 공급하는 가스 공급 수단과, 진공을 인가하는 가스 흡입 수단에 연결되어 있다. 여기서 제어 수단(15)은 솔레노이드 스위치와 릴레이를 포함하고 있다.

먼저, 가스 공급 수단이 제 1 솔레노이드 스위치(31)의 접점이 A와 B가 연결되어 수직 하강 실린더(24)의 하부의 상승 주입구(27)로 압축 공기를 공급시켜 피스톤(25)을 상부로 이동시킴으로써, 이송암 몸체(11)가 상승한 상태가 된다. 이때 흡착컵(13)에 연결되어 있는 제 2 솔레노이드 스위치(32)와 제 3 솔레노이드 스위치(33)는 동작을 하지 않는다.

다음에, 가스 공급 수단과 연결된 제 1 솔레노이드 스위치(31)의 접점이 A-B에서 A-C로 변환되어 수직 하강 실린더(24)의 피스톤(25)이 하강하게 되어 이송암 몸체(11)는 하강하게 된다. 이때, 위치 감지 센서에 의해 제 1 릴레이(34)가 구동되어 제 3 솔레노이드(33)가 A-C로 연결되어 흡착컵(13)에도 압축 공기가 공급된다. 공급된 압축 공기는 흡착컵(13)을 통하여 분사된다.

하강이 완료되면, 제 2 릴레이(35)가 동작하여 제 3 솔레노이드(33)가 A-C에서 A-B로 연결된다. 그리고, 제 2 릴레이가 동작하여 제 2 솔레노이드 스위치(32)의 접점 A'-B'가 연결됨으로써 가스 흡입 수단이 동작하여 흡착컵(13)에는 흡입 작용이 일어난다. 흡입 압력은 압력 감지 센서에 의해 측정되고, 그 측정결과에 따라 제 2 릴레이(35)를 조정하여 흡입력을 조절할 수 있다.

상기와 같은 제어 수단을 이용하면 하나의 가스 전송관을 이용하여 흡착컵을 흡착과 분사에 모두 이용할 수 있어 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 방법은 더욱 큰 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 의한 웨이퍼 이송 방법에 따르면, 웨이퍼를 흡착하기 전에 웨이퍼 지지수단의 상면의 잔류물을 제거한 상태에서 이송 수단으로 이송하기 때문에, 가스 전송관을 통한 물기, 먼지, 및 실리콘 부스러기 등의 잔류물의 흡입이 방지되어 설비의 손상을 방지하여 설비의 성능을 유지할 수 있다. 또한, 흡착컵이 접촉될 부분의 잔류물이 깨끗하게 제거된 상태에서 웨이퍼 지지수단을 흡착하기 때문에 미끄러짐이나 위치 틀어짐이 없이 웨이퍼 이송이 정확하게 이루어질 수 있는 이점(利點)이 있다.

Claims (12)

1. 흡입력을 발생시킬 수 있는 가스 흡입 수단과 가스의 분사가 가능한 가스 공급 수단을 구비한 이송 수단과 테이프에 의해 웨이퍼 지지 수단과 결합된 웨이퍼를 준비하는 준비 단계,

   웨이퍼 지지 수단의 상부에서 상기 가스 전송관을 통하여 상기 웨이퍼 지지수단에 분사하는 가스 분사 단계,

   상기 웨이퍼 지지 수단과 접촉되기 전에 상기 가스의 분사를 멈추고 상기 가스 전송관을 통하여 흡입하여 웨이퍼 지지수단을 흡착하는 흡착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가스 분사 단계는 가스의 분사를 멈추는 가스 분사 정지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가스 분사 단계는 상기 웨이퍼의 상부에 정지된 상태로부터 하강되어 상기 웨이퍼 지지수단과 접촉되기 전까지 진행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 가스 분사 단계와 상기 흡착 단계가 동일한 가스 전송관을 이용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 가스 전송관이 하나인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 가스 분사 단계는 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법
7. 제 6항에 있어서, 상기 제어 단계는 감지수단으로 상기 웨이퍼 지지수단과의 거리를 감지하여 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 가스 분사 단계는 흡착에 필요한 상기 웨이퍼 지지수단 부분에 선택적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 흡착 단계가 상기 웨이퍼를 칩 분리 장치로 이송시키는 이송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 가스 분사 단계와 상기 흡착 단계에 이용되는 상기 가스 전송관이 서로 다른 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 이송 수단은 수직 하강 실린더에 의해 수직운동을 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.
12. 제 1항 또는 제 11항에 있어서, 상기 가스 공급 수단은 상기 수직 하강 실린더와 상기 가스 전송관에 모두 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 방법.