KR20000065924A - vacuum chuck for use in wafer fixation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼를 고정시켜주는 진공 척의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a structure of a vacuum chuck for fixing a wafer.
최근 반도체 장치의 용량이 급속히 증가함에 따른 칩의 생산성을 확보하기 위해 반도체 웨이퍼의 구경이 점차적으로 증가되고 있다. 또한, 회로 설계의 집적도 향상을 위해서 각종 패턴 형성을 위한 물질막의 적층 두께가 계속적으로 증가되고 있으며, 특히 다층 배선을 형성하기 위해 증착되는 금속막에 의해 전체 반도체 칩의 두께가 증가되고 있다.Recently, in order to secure chip productivity as the capacity of semiconductor devices increases rapidly, the diameter of semiconductor wafers is gradually increased. In addition, in order to improve the degree of integration of circuit design, the thickness of the stack of material films for forming various patterns is continuously increasing, and in particular, the thickness of the entire semiconductor chip is increased by the metal film deposited to form the multilayer wiring.
웨이퍼 단계를 거쳐 하나의 완성된 반도체 칩에 이르기 까지는 사진 공정, 식각 공정, 증착 공정, 열처리 공정을 비롯한 수 많은 제조 공정이 수반된다. 이러한 공정 단계를 거치는 과정에서 반도체 웨이퍼는 강한 스트레를 받게 된다. 그 중에서 약 수백 또는 그 이상의 고온에서 실시되는 증착 공정 또는 열처리 공정에 의해 반도체 웨이퍼가 "∪" 또는 "∩"형태로 휘어지는(bowing) 문제가 발생된다. 이러한 웨이퍼의 휘어짐 현상은 사진 공정을 위한 노광장비를 포함한 여러 가지 공정을 진행하는데 있어서 걸림돌이 되고 있으며, 웨이퍼의 구경이 크고 증착되는 물질막의 두께가 증가될수록 웨이퍼의 휘어짐 문제는 더욱 심각해진다.From the wafer stage to the finished semiconductor chip, a number of manufacturing processes are involved, including photolithography, etching, deposition and heat treatment. During this process step, the semiconductor wafer is subjected to a strong strain. Among them, a problem in which the semiconductor wafer is bowed in the form of "∪" or "∩" is caused by a deposition process or a heat treatment process performed at a high temperature of about several hundreds or more. The warpage of the wafer is an obstacle in carrying out various processes including an exposure apparatus for a photographic process, and the warpage problem of the wafer becomes more serious as the diameter of the wafer increases and the thickness of the deposited material film increases.
따라서, 본 분야에서는 휘어진 웨이퍼를 평평하게 잡아주기 위한 장비로서 진공 척(vacuum chuck)이 널리 이용되고 있다.Therefore, a vacuum chuck is widely used in the art as a device for flattening a curved wafer.
도 1은 종래의 기술에 따른 진공 척(10)의 하면도이다.1 is a bottom view of a vacuum chuck 10 according to the prior art.
도면을 참조하면, 상기 진공 척(10)의 진공 라인(12)은 하나로 연결되어 있으며, 상기 진공 라인(12)의 소정 영역마다 웨이퍼를 흡착하기 위한 진공 홀(14)들이 형성되어 있다. 휘어진 웨이퍼는 상기 진공 라인(12) 및 진공 홀(14)들이 형성되어 있는 진공 척(10)에 흡착되어 고정된다.Referring to the drawings, the vacuum lines 12 of the vacuum chuck 10 are connected to one, and vacuum holes 14 for adsorbing a wafer are formed in predetermined regions of the vacuum line 12. The curved wafer is adsorbed and fixed to the vacuum chuck 10 in which the vacuum line 12 and the vacuum holes 14 are formed.
그러나, 상기 진공 라인(12)은 하나의 전자변에 연결되어 있어 어느 영역에서나 진공 조건이 동일하므로, 상기 진공 라인(12)에 형성되어 있는 모든 진공 홀(14)의 흡착력 또한 동일하다. 따라서, 웨이퍼의 휘어진 정도가 심할 경우에는 웨이퍼의 휘어짐을 해소할 수 없는데, 이러한 문제점이 하기 도 2에 나타나 있다.However, since the vacuum line 12 is connected to one electron valve and the vacuum conditions are the same in any region, the adsorption force of all the vacuum holes 14 formed in the vacuum line 12 is also the same. Therefore, when the degree of warpage of the wafer is severe, the warpage of the wafer cannot be solved. This problem is shown in FIG. 2.
도 2는 상기 도 1에 도시된 진공 척(10)의 X1-X1`방향에 따른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the direction of X1-X1` of the vacuum chuck 10 shown in FIG.
도면을 참조하면, 진공 척(10) 상에 웨이퍼(20)가 놓여 있다. 상기 웨이퍼(20)는 진공 척(10)에 닿은 중앙부분과 엣지부분의 높이 차이가 약 120㎛ 이상으로서 휘어진 정도가 다소 심한 웨이퍼이다. 따라서, 상기 웨이퍼(20)를 진공 척(10) 상부에 올려놓았을 경우, 진공 척(10)과 닿아있는 웨이퍼(20)의 중앙부분은 상기 진공 홀(14)에 의해 흡착되어 고정되지만, 웨이퍼(20)의 엣지부분은 상기 진공 홀(14)에 흡착되지 못하므로 진공 척(10)에 고정되지 못한다.Referring to the drawings, a wafer 20 is placed on the vacuum chuck 10. The wafer 20 is a wafer having a slightly higher degree of warp, with a height difference between the center portion and the edge portion touching the vacuum chuck 10 being about 120 μm or more. Therefore, when the wafer 20 is placed on the vacuum chuck 10, the central portion of the wafer 20 that is in contact with the vacuum chuck 10 is adsorbed and fixed by the vacuum hole 14, but the wafer The edge portion of 20 may not be fixed to the vacuum chuck 10 because it is not adsorbed to the vacuum hole 14.
이처럼 상기 웨이퍼(20)가 진공 척(10)에 의해 평평하게 고정되지 못하므로 다음 공정으로 진행할 수 없게 된다.As such, since the wafer 20 is not fixed flat by the vacuum chuck 10, the wafer 20 may not proceed to the next process.
또한, 휘어진 웨이퍼(20)를 진공 척(10)에 평평하게 고정하기 위해서 웨이퍼 상부에 산화막을 추가로 증착하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 산화막 추가 증착에 따라 비용이 발생되며 증착된 산화막을 식각해 내어야 하므로 작업상 번거로운 문제점이 있다.In addition, in order to fix the curved wafer 20 to the vacuum chuck 10 flatly, there is a method of additionally depositing an oxide film on the wafer, but such a method is incurred by the additional deposition of the oxide film and etching the deposited oxide film There is a problem in the work because it must be paid.
따라서 본 발명의 목적은, 상기한 종래의 문제점을 해소할 수 있는 웨이퍼 고정용 진공 척을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a wafer holding vacuum chuck which can solve the above-mentioned conventional problems.
본 발명의 다른 목적은, 아래 또는 위로 볼록하게 휘어진 웨이퍼를 평평하게 고정시켜 주는 진공 척을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a vacuum chuck that flatly holds a wafer that is curved convexly below or above.
상기의 목적들을 달성하기 위해서 본 발명에서는, 휘어진 웨이퍼를 진공 척에 고정시키는 방법에 있어서: 각기 다른 흡착력을 지니는 진공 홀들을 이용하여 진공 척에 닿아있는 부분에서부터 차례로 진공 척에 고정시킴을 특징으로 하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above objects, the present invention provides a method for fixing a curved wafer to a vacuum chuck: using the vacuum holes having different adsorptive force to fix the wafer to the vacuum chuck in order from the portion in contact with the vacuum chuck. Provide a method.
이때, 상기 진공 홀들은 각기 다른 진공 상태를 가지는 진공 라인에 형성되어 있다.At this time, the vacuum holes are formed in a vacuum line having a different vacuum state.
도 1은 종래의 기술에 따른 진공 척의 하면도이다.1 is a bottom view of a vacuum chuck according to the prior art.
도 2는 상기 도 1에 도시된 진공 척(10)의 X1-X1` 절단 방향에 따른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the cutting direction of X1-X1` of the vacuum chuck 10 shown in FIG.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 척(100)의 하면도이다.3 is a bottom view of a vacuum chuck 100 in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 상기 도 3에 도시된 진공 척(100)의 X2-X2` 절단 방향에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along the X2-X2` cutting direction of the vacuum chuck 100 shown in FIG.
도 5a 내지 도 5e는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 진공 척(100)에 의해 휘어진 웨이퍼가 평평하게 고정되어지는 과정을 나타내는 단면도들이다.5A through 5E are cross-sectional views illustrating a process in which a curved wafer is flattened by a vacuum chuck 100 manufactured according to a preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 3.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 척(100)의 하면도이다.3 is a bottom view of a vacuum chuck 100 in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 상기 진공 척(100)에는 제1전자변(106a), 제2전자변(106b), 제3전자변(106c) 및 제4전자변(106d)에 의해 각각의 진공 조건이 조정되는 제1진공 라인(102a), 제2진공 라인(102b), 제3진공 라인(102c) 및 제4진공 라인(102d)이 형성되어 있으며, 상기 제1진공 라인(102a), 제2진공 라인(102b), 제3진공 라인(102c)및 제4진공 라인(102d)의 소정 영역에는 웨이퍼를 흡착하여 고정시키는 제1진공 홀(104a), 제2진공 홀(104b), 제3진공 홀(104c) 및 제4진공 홀(104d)이 형성되어 있다.Referring to the drawings, the vacuum chuck 100 includes a first electron condition 106a, a second electron side 106b, a third electron side 106c, and a fourth electron side 106d, in which respective vacuum conditions are adjusted. The vacuum line 102a, the second vacuum line 102b, the third vacuum line 102c and the fourth vacuum line 102d are formed, and the first vacuum line 102a and the second vacuum line 102b are formed. The first vacuum hole 104a, the second vacuum hole 104b, the third vacuum hole 104c, which adsorb and fix the wafer, are disposed in predetermined regions of the third vacuum line 102c and the fourth vacuum line 102d. The fourth vacuum hole 104d is formed.
이와 같이, 상기 진공 라인(102a, 102b, 102c, 102d)들은 종래에서와 같이 하나의 전자변에 의해 조정되는 것이 아니라 각기 다른 전자변(106a, 106b, 106c, 106d)에 의해 조정되므로, 각기 다른 진공 조건을 가지게 된다. 또한, 상기 제1진공 홀(104a), 제2진공 홀(104b), 제3진공 홀(104c) 및 제4진공 홀(104d)은 각각 다른 진공 조건을 가지는 제1진공 라인(102a), 제2진공 라인(102b), 제3진공 라인(102c), 제4진공 라인(102d)에 형성되므로 각각 다른 흡착력을 가지게 된다.As such, the vacuum lines 102a, 102b, 102c, and 102d are not controlled by one electron valve as in the prior art, but by different electron valves 106a, 106b, 106c, and 106d, and thus different vacuum conditions are provided. Will have In addition, the first vacuum hole 104a, the second vacuum hole 104b, the third vacuum hole 104c, and the fourth vacuum hole 104d may each have a first vacuum line 102a and a second vacuum condition. Since they are formed in the second vacuum line 102b, the third vacuum line 102c, and the fourth vacuum line 102d, they have different adsorption forces.
따라서, 상기 진공 척(100) 상부에 휘어진 웨이퍼를 올려 놓게되면, 흡착력이 서로 다른 제1진공 홀(104a), 제2진공 홀(104b), 제3진공 홀(104c) 및 제4진공 홀(104d)에 의해 휘어진 웨이퍼가 평평하게 고정될 수 있다.Therefore, when the curved wafer is placed on the vacuum chuck 100, the first vacuum hole 104a, the second vacuum hole 104b, the third vacuum hole 104c, and the fourth vacuum hole ( The wafer bent by 104d) can be fixed flat.
도 4는 상기 도 3에 도시된 진공 척(100)의 X2-X2` 절단 방향에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along the X2-X2` cutting direction of the vacuum chuck 100 shown in FIG.
도면을 참조하면, 각기 다른 진공 라인에 형성되어 각기 다른 흡착력을 가지는 제1진공 홀(104a), 제2진공 홀(104b), 제3진공 홀(104c) 및 제4진공 홀(104d)이 진공 척(100)에 차례로 형성되어 있다. 예컨대, 도시된 것과 같이 아래로 볼록하게("∪"형) 휘어진 웨이퍼(200)를 평평하게 고정시키고자 하는 경우에, 웨이퍼(200)의 중앙부분에 위치하는 제1진공 홀(104a)에서부터 웨이퍼(200)의 엣지부분에 위치하는 제4진공 홀(104d)로 갈수록 흡착력이 높아지도록 전자변을 조정한다. 그 결과, 흡착력이 점차 높아지는 제1진공 홀(104a), 제2진공 홀(104b), 제3진공 홀(104c) 및 제4진공 홀(104d)에 의해 휘어진 웨이퍼(200)는 순차적으로 평평해지는데, 이러한 과정이 하기 도 5a 내지 도 5e에 상세히 나타나 있다.Referring to the drawings, the first vacuum hole 104a, the second vacuum hole 104b, the third vacuum hole 104c and the fourth vacuum hole 104d which are formed in different vacuum lines and have different adsorption forces are vacuumed. It is formed in the chuck 100 in order. For example, when the wafer 200 is to be flattened downwardly as shown in the figure, the wafer 200 is positioned from the first vacuum hole 104a located at the center of the wafer 200. The electron valve is adjusted such that the adsorption force is increased toward the fourth vacuum hole 104d located at the edge portion of the 200. As a result, the wafer 200 bent by the first vacuum hole 104a, the second vacuum hole 104b, the third vacuum hole 104c, and the fourth vacuum hole 104d, whose suction force is gradually increased, is sequentially flat. This process is illustrated in detail in Figures 5a-5e below.
도 5a 내지 도 5e는 상기 도 3에 도시된 진공 척(100) 상부의 휘어진 웨이퍼(200)가 평평하게 고정되어지는 과정을 나타내는 단면도들이다.5A through 5E are cross-sectional views illustrating a process in which the curved wafer 200 on the vacuum chuck 100 illustrated in FIG. 3 is fixed flat.
도 5a를 참조하면, 각기 다른 흡착력을 가지는 제1진공 홀(104a), 제2진공 홀(104b), 제3진공 홀(104c) 및 제4진공 홀(104d)이 형성되어 있는 진공 척(100) 상부에 아래로 볼록하게 휘어진 웨이퍼(200)가 올려져 있다.Referring to FIG. 5A, a vacuum chuck 100 having a first vacuum hole 104a, a second vacuum hole 104b, a third vacuum hole 104c, and a fourth vacuum hole 104d having different adsorption forces is formed. Wafer 200 bent convex downward is placed on the top.
도 5b를 참조하면, 상기 제1전자변(106a)을 동작시켜 제1진공 라인(102a)을 조정한다. 그러면, 상기 제1진공 라인(102a)에 형성되어 있는 제1진공 홀(104a)이 웨이퍼(200)의 중앙부분이 먼저 흡착하여 진공 척(100)에 고정시킨다.Referring to FIG. 5B, the first electron line 106a is operated to adjust the first vacuum line 102a. Then, the first vacuum hole 104a formed in the first vacuum line 102a is first absorbed by the central portion of the wafer 200 and fixed to the vacuum chuck 100.
도 5c를 참조하면, 상기 제1진공 홀(104a)에 의해 웨이퍼(200)가 어느정도 펴진 상태에서, 제2전자변(106b)이 동작하여 제2진공 라인(102b)을 조정한다. 상기 제2진공 라인(102)에 형성되어 있는 제2진공 홀(104b)과 닿은 웨이퍼(200) 영역이 진공 척(100)에 고정된다.Referring to FIG. 5C, in a state where the wafer 200 is extended to some extent by the first vacuum hole 104a, the second electron side 106b operates to adjust the second vacuum line 102b. An area of the wafer 200 contacting the second vacuum hole 104b formed in the second vacuum line 102 is fixed to the vacuum chuck 100.
도 5d를 참조하면, 제3전자변(106c)을 동작시켜 제3진공 라인(102c)을 조정한다. 상기 제3진공 라인(102c)에 형성되어 있는 제3진공 홀(104c)과 닿은 웨이퍼(200) 영역이 진공 척(100)에 고정된다.Referring to FIG. 5D, the third electron side 106c is operated to adjust the third vacuum line 102c. An area of the wafer 200 contacting the third vacuum hole 104c formed in the third vacuum line 102c is fixed to the vacuum chuck 100.
도 5e를 참조하면, 제4전자변(106d)을 동작시켜 제4진공 라인(102d)을 조정한다. 상기 제4진공 라인(102d)에 형성되어 있는 제4진공 홀(104d)과 닿은 웨이퍼(200)의 엣지영역이 진공 척(100)에 고정된다.Referring to FIG. 5E, the fourth electron valve 106d is operated to adjust the fourth vacuum line 102d. An edge region of the wafer 200 which contacts the fourth vacuum hole 104d formed in the fourth vacuum line 102d is fixed to the vacuum chuck 100.
상술한 바와 같이, 흡착력이 각기 다른 제1진공 홀(104a), 제2진공 홀(104b), 제3진공 홀(104c) 및 제4진공 홀(104d)들이 휘어진 웨이퍼를 영역에 따라 순차적으로 흡착할 수 있도록 조정함으로써, 웨이퍼(100)의 전체 하면을 진공 척(100)에 고정시킨다.As described above, the wafers having the first vacuum holes 104a, the second vacuum holes 104b, the third vacuum holes 104c, and the fourth vacuum holes 104d having different adsorption forces are sequentially absorbed according to regions. By adjusting so that the lower surface of the wafer 100 can be fixed to the vacuum chuck 100.
한편, 위로 볼록하게("∩"형) 휘어져 있는 웨이퍼를 진공 척(100)에 고정시키고자 하는 경우에는, 상술한 실시예와는 반대로 제4전자변(106d)에서 제1전자변(106a) 순서로 동작시킨다. 즉, 상기 제4전자변(106d)을 동작시켜 제4진공 홀(104d)과 닿은 웨이퍼의 엣지부분을 먼저 진공 척(100)에 고정시킨다. 이어서, 제3전자변(106c)을 동작시켜 제3진공 홀(104c)과 닿은 웨이퍼 영역을 진공 척(100)에 고정시키고 웨이퍼의 중앙부분을 가장 나중에 고정시키는 방법으로 전체 웨이퍼 하면을 진공 척(100)에 고정시킨다.On the other hand, in the case where it is desired to fix the wafer which is curved upwardly (" ") to the vacuum chuck 100, the fourth electron side 106d is arranged in the order of the first electron side 106a as opposed to the above-described embodiment. Operate. That is, the edge of the wafer contacting the fourth vacuum hole 104d by operating the fourth electron side 106d is first fixed to the vacuum chuck 100. Subsequently, the bottom surface of the entire wafer is vacuum chuck 100 by operating the third electron side 106c to fix the wafer region in contact with the third vacuum hole 104c to the vacuum chuck 100 and to fix the central portion of the wafer last. ).
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the preferred embodiment of the present invention as described above, it will be understood that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below.
상기와 같이 본 발명에서는, 각각의 전자변에 의해 조정되어 각기 다른 진공 조건을 가지는 진공 라인에 형성되어 있는 진공 홀을 이용하여 웨이퍼를 단계적으로 진공 척에 고정시키므로, 휘어진 웨이퍼를 보다 효과적으로 평평하게 진공 척에 고정시킬 수 있다.As described above, in the present invention, since the wafer is fixed to the vacuum chuck step by step using the vacuum holes which are adjusted by the respective electron valves and formed in the vacuum lines having different vacuum conditions, the curved chuck can be flattened more effectively. Can be fixed at
Claims (2)
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KR1019990012689A KR20000065924A (en) | 1999-04-10 | 1999-04-10 | vacuum chuck for use in wafer fixation |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |