KR20000008875U

KR20000008875U - Semiconductor Wafer Unloading Device

Info

Publication number: KR20000008875U
Application number: KR2019980020739U
Authority: KR
Inventors: 안재용
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2000-05-25

Abstract

본 고안은 반도체웨이퍼 언로딩 장치에 관한 것으로서, E-빔 척(chuck)에 구멍을 뚫고 그 구멍을 통하여 웨이퍼를 기계적인 힘으로 들어 올리는 핀 구조를 이용하여 웨이퍼 후면(backside)의 상태와 무관하게 성공적으로 웨이퍼를 자동 언로딩할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a semiconductor wafer unloading apparatus, which uses a pin structure that drills a hole in an E-beam chuck and lifts the wafer with a mechanical force through the hole, regardless of the state of the wafer backside. This allows for successful automatic unloading of the wafer.

Description

Semiconductor Wafer Unloading Device

본 고안은 반도체웨이퍼 언로딩 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전기적 척장치를 이용하여 웨이퍼를 척에 고정시키는 E-빔 리소그래피 장치에 있어서, 노광완료후 서브 챔버에서 장비외부로 웨이퍼를 언로딩시킬때 웨이퍼의 후면(backside)상태와 무관하게 성공적으로 언로딩시킬 수 있는 반도체웨이퍼 언로딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor wafer unloading apparatus, and more particularly, to an E-beam lithography apparatus for fixing a wafer to a chuck using an electrostatic chuck apparatus, wherein the wafer is unloaded from the subchamber outside the equipment after the exposure is completed. The present invention relates to a semiconductor wafer unloading apparatus that can be successfully unloaded regardless of the backside state of a wafer.

종래의 E-빔 웨이퍼척장치의 언로딩 및 그 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.The unloading of the conventional E-beam wafer chuck apparatus and its method will be described below.

도 1 는 종래의 E-빔 웨이퍼 척 장치를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional E-beam wafer chuck apparatus.

도 2 내지 도 4 는 종래의 E-빔 척 장치의 로딩 및 언로딩시키는 과정을 도시한 개략도이다.2 to 4 are schematic diagrams showing a process of loading and unloading a conventional E-beam chuck device.

종래의 정전기적 척 장치를 이용하여 웨이퍼를 척에 고정시키는 E-빔 리소그래피 장치는 다음과 같은 원리로 웨이퍼를 척에 로딩시키고 고정시킨다.An E-beam lithography apparatus for fixing a wafer to a chuck using a conventional electrostatic chuck apparatus loads and fixes a wafer to a chuck in the following principle.

도 1 에 도시된 바와같이, 먼저 카세트의 웨이퍼(5)를 이동암(6)이 운반하여 예비정렬(pre alignment)을 실시한후 서브 챔버의 웨이퍼척(1)에 로딩한다.As shown in FIG. 1, the wafer 5 of the cassette is first carried by the moving arm 6 to perform a prealignment, and then loaded into the wafer chuck 1 of the subchamber.

도 2 에 도시된 바와같이, 로딩된 웨이퍼(5)는 척(1)위의 고정핀(2)과 이동핀(4) 및 베어링(미도시)을 이용하여 1차로 기계적으로 고정되며, 척(1)에 약 400 V 정도의 전압을 걸어 정전기적인 힘으로 2차적으로 웨이퍼(5)를 척(1)에 고정시킨다.As shown in FIG. 2, the loaded wafer 5 is first mechanically fixed using a fixing pin 2, a moving pin 4, and a bearing (not shown) on the chuck 1. A voltage of about 400 V is applied to 1) to fix the wafer 5 to the chuck 1 secondly by an electrostatic force.

이후, 도면에는 도시하지 않았지만, 서브 챔버(미도시)는 배출되고(evacuation), 웨이퍼(5)가 척(1)에 단단히 고정된 상태로 척(1)과 함께 워크챔버(work chamber)로 이동하여 노광작업이 실시된다.Subsequently, although not shown in the figure, the sub chamber (not shown) is evacuated and moved to the work chamber together with the chuck 1 in a state where the wafer 5 is firmly fixed to the chuck 1. The exposure operation is performed.

노광완료후 척(1)은 워크챔버에서 서브챔버로 이동하고, 서브챔버는 배출된다(vent).After the exposure is completed, the chuck 1 moves from the work chamber to the subchamber, and the subchamber is vented.

그다음, 도 3 에 도시된 바와같이, 웨이퍼 이동암(6)이 척(1)에 파여진 안내홈(3)으로 들어가 진공으로 웨이퍼(5)를 잡는다.Then, as shown in Fig. 3, the wafer moving arm 6 enters the guide groove 3 dug in the chuck 1 to hold the wafer 5 in vacuum.

이어서, 도 4 에 도시된 바와같이, 위로 상승하여 웨이퍼(5)를 척(1)으로부터 들어 올리고 카세트로 웨이퍼(5)를 운반한다.Then, as shown in FIG. 4, it is lifted up to lift the wafer 5 out of the chuck 1 and carry the wafer 5 into the cassette.

이렇게 장비외부로 웨이퍼(5)를 언로딩시키는 과정에서 웨이퍼의 후면(backside)에 산화막이나 질화막 등의 절연물질이 증착된 두께가 두꺼울 경우, 절연물질이 대전되고, 그 정전기적인 힘이 강하여 웨이퍼 이동암(6)(transfer arm)이 척(1)으로부터 웨이퍼(5)를 운반해 오지 못하는 경우가 발생하여 에러가 발생하는 경우가 있다.In the process of unloading the wafer 5 to the outside of the equipment, when the thickness of the insulating material such as an oxide film or a nitride film is deposited on the backside of the wafer is thick, the insulating material is charged, and the electrostatic force is strong so that the wafer transfer arm is strong. (6) (Transfer arm) may fail to carry the wafer 5 from the chuck 1, resulting in an error.

이때, 웨이퍼를 자동으로 언로딩할 수 없고, 핀셋(tweezer)을 이용하여 수동으로 언로딩해야 하는 문제점이 있다.In this case, there is a problem in that the wafer cannot be automatically unloaded and must be manually unloaded using a tweezer.

이에, 본 고안은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 웨이퍼의 후면상태와 상관없이 완전히 자동적인 웨이퍼 언로딩을 수행할 수 있도록한 반도체 웨이퍼 언로딩장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor wafer unloading apparatus capable of performing a fully automatic wafer unloading regardless of the rear surface state of the wafer.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 반도체웨이퍼의 언로딩장치는, 반도체웨이퍼가 놓여지도록 상단에 적어도 2 이상의 제1 관통공이 형성된 척과, 상단에 상기 척이 놓여지고, 상기 적어도 2 이상의 제1 관통공과 대응되는 제2 관통공이 형성된 서브챔버의 바닥면과, 상기 제1 및 2 관통공을 통과하여 상기 반도체웨이퍼를 들어 올릴 수 있도록 상기 제1 및 2 관통공과 대응하는 핀을 구비한 지지부재와, 상기 지지부재에 의해 들어 올려진 반도체웨이퍼를 외부로 이동시키는 이동암으로 구성된 것을 특징으로한다.An apparatus for unloading a semiconductor wafer according to the present invention for achieving the above object includes a chuck having at least two first through holes formed at an upper end thereof so as to place a semiconductor wafer, and having the chuck placed at an upper end thereof, wherein the at least two first through holes are disposed thereon. A support member having a bottom surface of a subchamber in which a second through hole corresponding to the ball is formed, and a pin corresponding to the first and second through holes so as to lift the semiconductor wafer through the first and second through holes; Characterized in that the movement arm for moving the semiconductor wafer lifted by the support member to the outside.

본 고안의 원리는 언로딩시에 발생할 수 있는 위와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 트랙장비 등에서 3개의 핀을 이용하여 웨이퍼를 들어 올리는 방식을 응용하여 E-빔 척에 3개의 구멍을 뚫고 서브 챔버에 척의 구멍을 통해 보통의 지지부재보다는 약간 넓은 면적을 갖는 지지부재를 이용해 정전기적인 힘에 의해 이동암의 힘만으로 들어 올릴 수 없을 정도로 단단히 고정된 웨이퍼를 기계적으로 들어 올린 후에 이동암이 들어와 어떠한 웨이퍼에 대해서도 정상적인 언로딩 작업이 수행될 수 있도록 한다.The principle of the present invention is to solve the conventional problems that may occur during unloading by applying a method of lifting the wafer using three pins in the track equipment, etc. Through a hole in the chuck, using a support member that has a slightly larger area than a normal support member, mechanically lifts the wafer firmly fixed so that it cannot be lifted by the electrostatic force alone, and then the movable arm enters any wafer. Allow normal unloading to be performed.

지지부재에는 웨이퍼를 들어 올릴때 가해지는 힘을 감지하여 어느 정도의 힘이 가해지면 진공을 이용하여 지지부재가 웨이퍼를 움직이지 않게 잡을 수 있도록 하고 지지부재 전체는 공기압 또는 기타의 기계적인 힘을 이용하여 웨이퍼를 척으로부터 들어 올리도록 한다.The support member senses the force applied when lifting the wafer, and when a certain amount of force is applied, the support member can be held in a vacuum by using a vacuum, and the entire support member uses pneumatic pressure or other mechanical force. Lift the wafer off the chuck.

도 5 는 본 고안에 따른 3개의 구멍을 가진 E-빔 척 장치를 도시한 개략도이다.5 is a schematic view showing an E-beam chuck device with three holes according to the present invention.

도 6 은 본 고안에 따른 반도체웨이퍼의 언로딩장치에 있어, 서브챔버의 하부면 및 웨이퍼 지지부재의 사시도를 도시한 개략도이다.6 is a schematic view showing a perspective view of a lower surface of a subchamber and a wafer support member in the unloading apparatus of a semiconductor wafer according to the present invention.

도 7 은 본 고안에 따른 서브챔버의 하부면 및 웨이퍼 지지부재의 횡단면도이다.7 is a cross-sectional view of the lower surface of the subchamber and the wafer support member according to the present invention.

도 8 내지 도 12 은 본 고안에 따른 E-빔 장치의 언로딩 과정을 도시한 개략도이다.8 to 12 are schematic views showing an unloading process of the E-beam apparatus according to the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

11 : 웨이퍼 척 12 : 제1 관통공11 wafer chuck 12 first through hole

13 : 고정핀 14 : 이동핀13: fixed pin 14: moving pin

15 : 서브챔버하부면 16 : 제2 관통공15: subchamber lower surface 16: the second through hole

17 : 지지부재 17a : 핀17 support member 17a pin

18 : 진공라인 19 : 라버18: vacuum line 19: Raver

20 : 웨이퍼 21 : 이동암20: wafer 21: moving arm

이하, 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼의 언로딩 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an unloading apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6 은 본 고안에 따른 서브챔버의 하부면 및 반도체 웨이퍼의 지지부재의 사시도이다.6 is a perspective view of a lower surface of a subchamber and a supporting member of a semiconductor wafer according to the present invention.

도 7 은 본 고안에 따른 서브챔버의 하부면 및 반도체 웨이퍼 지지부재의 횡단면도이다.7 is a cross-sectional view of a lower surface of a subchamber and a semiconductor wafer support member according to the present invention.

본 고안에 있어서는, 도 5 에 도시된 바와같이, 반도체 웨이퍼 척(11)은 기존의 척을 3개의 제1 관통공(12)을 뚫은 구조로 만든다.In the present invention, as shown in FIG. 5, the semiconductor wafer chuck 11 has a structure in which an existing chuck is formed by drilling three first through holes 12.

예를들면, 8 인치 웨이퍼를 기준으로 보았을때 3개의 원형 제1 삽입구멍(13)은 웨이퍼를 들어 올릴때 힘을 분산시킬 수 있도록 지름 15 - 20 mm 정도의 크기로 한다.For example, when viewed on an 8 inch wafer, the three circular first insertion holes 13 have a size of about 15 to 20 mm in diameter so as to disperse the force when lifting the wafer.

이때, 상기 제1 관통공(12)의 위치는 웨이퍼 중앙 위치를 기준으로 동일 거리에 있도록 정삼각형 모양의 꼭지점 위치에 배치하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the position of the first through hole 12 is disposed at a vertex position having an equilateral triangle shape so as to be at the same distance with respect to the center position of the wafer.

또한, 상기 웨이퍼 척(11)에는 3개의 제1 관통공외에도 필요에 따라 2 개 또는 3개 이상의 관통공을 형성하여 사용할 수도 있다.In addition to the three first through holes, two or three or more through holes may be formed in the wafer chuck 11 as needed.

도 6 에 도시된 바와같이, 척(11)이 놓여지는 서브 챔버(15)는 척(11)의 제1 삽입구멍(13)과 그 크기 및 위치가 동일한 제2 관통공(16)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 6, the sub chamber 15 in which the chuck 11 is placed has a second through hole 16 having the same size and position as the first insertion hole 13 of the chuck 11. have.

이때, 상기 제 1 및 2 관통공(12)(16)은 제1 관통공(12)의 약 80 ％ 정도의 크기를 갖는 3개의 핀(17a)이 척의 제1 관통공(12)속을 통과하여 웨이퍼를 기계적인 힘으로 10∼15 mm 정도를 들어 올릴 수 있도록 한다.At this time, the first and second through holes 12 and 16 pass through three pins 17a having a size of about 80% of the first through holes 12 through the first through holes 12 of the chuck. To lift the wafer about 10 to 15 mm by mechanical force.

또한, 상기 3개의 핀(17a)은 이들이 서로 다른 힘으로 웨이퍼를 들어 올리는 것을 방지하기 위해 3개의 핀(17a)이 하나의 몸체인 지지부재(17)에서 갈라져 나오는 구조로 되어 있다.In addition, the three pins 17a have a structure in which the three pins 17a are separated from the support member 17, which is one body, in order to prevent them from lifting the wafer with different forces.

그리고, 도 7 에 도시된 바와같이, 핀(17a)과 지지부재(17)의 중앙에는 서로 통하도록 작은 구멍을 뚫어 진공을 뽑을 수 있도록 진공라인(18)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 7, a vacuum line 18 is formed at the center of the pin 17a and the support member 17 so that a small hole can be pulled out to communicate with each other.

이때, 웨이퍼를 들어 올릴 때 전해지는 압력을 감지하여 어느 정도의 힘이 감지되면, 진공라인(18)을 통해 진공으로 웨이퍼를 고정하면서 들어 올릴 수 있도록 하여 웨이퍼의 이탈을 방지하도록한다.At this time, when a certain amount of force is sensed by sensing the pressure transmitted when lifting the wafer, the wafer can be lifted while being fixed by vacuum through the vacuum line 18 to prevent the wafer from being separated.

또한, 핀(17a)의 상단에는 고무(19)(rubber)로 처리하여 웨이퍼에 손상을 가하지 않도록 한다.In addition, the upper end of the pin 17a is treated with rubber 19 to prevent damage to the wafer.

위와 같은 구조로 된 E-빔 척 및 지지부재를 이용하여 웨이퍼의 후면상태에 관계없이 도 8 내지 도 12 와 같은 순서로 웨이퍼 언로딩 작업이 수행되도록 한다.By using the E-beam chuck and the support member having the above structure, the wafer unloading operation is performed in the order as shown in FIGS. 8 to 12 regardless of the rear state of the wafer.

한편, 본 고안에 따른 반도체웨이퍼의 언로딩방법을 도 8 내지 도 12 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the unloading method of the semiconductor wafer according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 12.

도 8 에 도시된 바와같이, 먼저 척(11)상단에 웨이퍼(20)을 이동시켜 고정핀(13)과 이동핀(14)에 고정되도록한다.As shown in FIG. 8, first, the wafer 20 is moved on the chuck 11 to be fixed to the fixing pin 13 and the moving pin 14.

그다음, 상기 웨이퍼(20)와 척(11)을 서브 챔버(15)로 이동시킨다음, 상기 척(11)의 상단에 형성된 제1 관통공(12)과, 상기 제1 관통공(12)과 대응하도록 서브챔버(15)의 상단에 형성된 제2 관통공(16)이 서로 일치되도록 맞춘다.Subsequently, the wafer 20 and the chuck 11 are moved to the subchamber 15, and then the first through hole 12 formed at the upper end of the chuck 11, the first through hole 12, Correspondingly, the second through holes 16 formed at the upper end of the subchamber 15 are matched with each other.

이어서, 도 9 에 도시된 바와같이, 서브 챔버(15)를 배출시킨 후 지지부재(17)를 상기 제1 및 2 관통공(12)(16)을 통해 윗쪽으로 이동시켜 3개의 핀(17a)을 이용하여 웨이퍼(20)를 들어 올린다.Subsequently, as shown in FIG. 9, after discharging the subchamber 15, the supporting member 17 is moved upward through the first and second through holes 12 and 16 to form three pins 17a. Lift the wafer 20 using.

그다음, 도 10 에 도시된 바와같이, 웨이퍼(20)를 이동시키기 위하여 이동암(21)을 웨이퍼(20)의 아랫쪽으로 이동시킨다.Then, as shown in FIG. 10, the moving arm 21 is moved downward of the wafer 20 to move the wafer 20.

이어서, 도 11 에 도시된 바와같이, 이동암(21)으로 웨이퍼(20)를 지지한 상태로 이동암(21)을 위로 이동시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 11, the movable arm 21 is moved upward while the wafer 20 is supported by the movable arm 21.

그다음, 도 12 에 도시된 바와같이, 웨이퍼(20)를 지지한 상태의 이동암(21)을 외부로 이동시키고, 지지부재(17)를 상기 제1 및 2 관통공(12)(16)을 통해 아래로 이동시킨다.Next, as shown in FIG. 12, the movable arm 21 supporting the wafer 20 is moved to the outside, and the supporting member 17 is moved through the first and second through holes 12 and 16. Move down

상기한 바와같이, 본 고안에 따른 반도체웨이퍼 언로딩 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the semiconductor wafer unloading apparatus according to the present invention has the following effects.

척에 일정한 전압을 걸어 웨이퍼를 고정하는 종래의 정전기적 척장치는 웨이퍼의 공정진행과정에서 웨이퍼의 후면 상태(예를들면, 절연물질이 두껍게 증착되는 경우 등)에 따라 자동으로 웨이퍼 언로딩이 되지 않는 경우가 발생한다.Conventional electrostatic chuck devices that apply a fixed voltage to the chuck to fix the wafer do not automatically unload the wafer depending on the backside of the wafer (for example, when thicker dielectrics are deposited). If it does not happen.

그러나, 본 고안에서와 같이 역학적인 힘으로 웨이퍼를 척에서 분리 및 들어 올리는 시스템을 추가 이용하면 웨이퍼의 후면 상태와 무관하게 웨이퍼를 성공적으로 카세트까지 언로딩할 수 있다.However, using a system that separates and lifts the wafer from the chuck with a dynamic force, as in the present invention, allows the wafer to be successfully unloaded up to the cassette regardless of the backside of the wafer.

Claims

A chuck having at least two first through holes formed at an upper end thereof so that the semiconductor wafer is placed;

A bottom surface of the subchamber where the chuck is placed at an upper end and a second through hole corresponding to the at least two first through holes is formed;

A support member having pins corresponding to the first and second through holes so as to lift the semiconductor wafer through the first and second through holes;

And a moving arm for moving the semiconductor wafer lifted by the support member to the outside.

2. The semiconductor wafer unloading device of claim 1, wherein a fixing pin and a moving pin for fixing the semiconductor wafer are provided at a predetermined interval on an upper end of the chuck.

The semiconductor wafer unloading apparatus according to claim 1, wherein three through holes are formed on the bottom surface of the chuck and the subchamber so as to correspond to each other.

The semiconductor wafer unloading apparatus according to claim 1, wherein the three through holes are formed at vertex positions having an equilateral triangle shape so as to be at a same distance with respect to the center position of the wafer.

2. The semiconductor wafer unloading device of claim 1, wherein the pin of the support member for lifting the semiconductor wafer has an 80% diameter of the through hole.

The semiconductor wafer unloading apparatus of claim 1, wherein a vacuum line is formed at a center of a pin of the support member so that the vacuum line is connected to the outside to discharge air to the outside to adsorb the semiconductor wafer.

The semiconductor wafer unloading apparatus according to claim 1, wherein the upper end of the pin of the support member is treated with a rubber to prevent damage to the wafer.