KR20010103518A - Chuck for fixing wafer - Google Patents
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Abstract
세정 범위를 확대할 수 있고, 로봇 암에 의한 웨이퍼의 이송이 가능하며, 노치(notch) 타입 및 플랫 존(flat zone) 타입의 웨이퍼를 모두 고정할 수 있는 웨이퍼 고정척에 관한 것으로, 본 발명의 고정척은, 구동원에 의하여 회전하는 회전 플레이트와; 상기 회전 플레이트에 제공되어 웨이퍼를 진공 흡착하는 진공 흡착부;를 포함하며, 상기 진공 흡착부는 회전 플레이트의 회전 중심으로부터 동일 원주상에 제공되는 복수의 원주형 진공 흡착 라인으로 이루어지고, 진공 흡착 라인은 이웃하는 진공 흡착 라인과 이격 설치되며, 이웃하는 진공 흡착 라인 사이에는 웨이퍼와 회전 플레이트의 회전 중심을 일치시키기 위한 업/다운 고정핀이 제공된다.The present invention relates to a wafer holding chuck that can expand the cleaning range, transfer wafers by a robot arm, and can hold both notch type and flat zone type wafers. The fixed chuck includes a rotating plate rotating by a drive source; And a vacuum adsorption unit provided on the rotating plate to vacuum suck the wafer, wherein the vacuum adsorption unit comprises a plurality of cylindrical vacuum adsorption lines provided on the same circumference from a rotation center of the rotation plate, and the vacuum adsorption line is It is spaced apart from the neighboring vacuum adsorption line, and an up / down fixing pin is provided between the neighboring vacuum adsorption lines to match the center of rotation of the wafer and the rotating plate.
Description
본 발명은 양면 스핀 스크러버 세정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정 범위를 확대할 수 있고, 로봇 암에 의한 웨이퍼의 이송이 가능하며, 노치(notch) 타입 및 플랫 존(flat zone) 타입의 웨이퍼를 모두 고정할 수 있는 웨이퍼 고정척에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double-sided spin scrubber cleaning apparatus, and more particularly, to extend the cleaning range, to transfer the wafer by the robot arm, and to the notch type and flat zone type wafers. It relates to a wafer fixing chuck that can fix all of them.
웨이퍼가 대구경화되고 소자들이 고밀도, 고집적화됨에 따라, 웨이퍼상에 존재하는 미립자나 금속 불순물 등으로 대표되는 미세 오염(micro-contamination)이 제품의 수율과 신뢰성에 큰 영향을 미치게 되므로, 반도체 제조 공정의 전 공정에 걸쳐서 웨이퍼 표면을 청정하게 보존하는 것이 수율 향상의 키포인트가 되고 있다.As the wafer is large-sized and the devices are dense and highly integrated, micro-contamination, which is represented by particulates and metal impurities present on the wafer, has a great effect on product yield and reliability. Keeping the wafer surface clean throughout the entire process is a key point for yield improvement.
이에 따라, 반도체 제조 공정에서는 웨이퍼상의 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물, 표면 피막 등의 다양한 오염물을 제거하기 위한 세정 공정을 수행한 후, 웨이퍼를 건조시키게 된다.Accordingly, in the semiconductor manufacturing process, the wafer is dried after a cleaning process for removing various contaminants such as metal impurities, organic contaminants, surface coatings and the like on the wafer.
이와 같이, 웨이퍼를 세정하는 종래의 세정 방법으로는 크게 화학제(chemical)를 사용하는 화학적 세정 방법과 물리적인 힘을 사용하는 스핀 스크러버 세정 방법이 있다.As described above, conventional cleaning methods for cleaning wafers include chemical cleaning methods using chemicals and spin scrubber cleaning methods using physical forces.
이 중에서, 스핀 스크러버 세정장치는 통상적으로 웨이퍼의 경면(front side), 즉 패턴들이 형성되는 경면을 세정하기 위하여 개발되었으나, 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 웨이퍼의 이면(back side)에 흡착하는 미립자를 제거할 필요성이 증대되고 있다.Among these, the spin scrubber cleaning apparatus has been developed to clean the front side of the wafer, that is, the mirror surface on which the patterns are formed, but as the semiconductor device is highly integrated, the fine particles adsorbed on the back side of the wafer are removed. The need to do that is increasing.
이에 따라, 웨이퍼의 경면을 세정한 후 연속적으로 웨이퍼의 이면을 세정하는 양면 스핀 스크러버가 개발되어 현재 웨이퍼의 세정에 적용되고 있는바, 종래의 양면 스핀 스크러버는 웨이퍼 고정 방식에 따라 진공 고정 방식과 핀 고정 방식으로 구분된다.Accordingly, a double-sided spin scrubber that cleans the mirror surface of the wafer and subsequently cleans the backside of the wafer has been developed and is currently being applied to the cleaning of the wafer. The conventional double-sided spin scrubber has a vacuum fixing method and a pin according to a wafer fixing method. It is divided in a fixed manner.
진공 고정 방식은 모터 등의 구동원에 의해 회전하는 회전 테이블에 진공 흡착 라인을 일정 높이로 설치하여서 된 것으로, 상기 진공 흡착 라인은 웨이퍼의 원주부 저면을 진공 흡착할 수 있도록 회전 테이블의 회전 중심으로부터 동일 원주상에 제공되며, 진공 흡착 라인은 웨이퍼의 원주형상과 동일한 형상의 폐곡선으로 제공된다.In the vacuum fixing method, a vacuum suction line is installed at a predetermined height on a rotating table that is rotated by a drive source such as a motor. The vacuum suction line is the same from the center of rotation of the rotating table so as to vacuum suction the bottom surface of the circumference of the wafer. It is provided in the circumference, and the vacuum suction line is provided in the closed curve of the same shape as the circumference of the wafer.
그리고, 핀 고정 방식은 상기 회전 테이블의 회전 중심으로부터 동일 원주상에 복수의 고정핀을 설치하여서 된 것으로, 고정핀에는 웨이퍼의 하면을 지지하는 수평면상의 하면 지지부와, 웨이퍼의 원주면을 지지하는 수직면상의 원주면 지지부가 각각 제공되며, 원주면 지지부는 웨이퍼가 하면 지지부에 안착된 경우 웨이퍼의 원주면 높이에 비해 높게 형성된다.In the pinning method, a plurality of fixing pins are provided on the same circumference from the center of rotation of the rotary table. The circumferential surface supports of the top are respectively provided, and the circumferential surface supports are formed higher than the height of the circumferential surface of the wafer when the wafer is seated on the lower surface support.
이에 따라, 웨이퍼가 진공 흡착 라인 또는 고정핀에 의해 고정된 상태에서 회전 테이블에 의해 회전될 때, 상기 웨이퍼에는 습윤성을 유지하기 위하여 순수(Deionized Water)가 지속적으로 분사되며, 세정 작업은 웨이퍼의 표면을 따라 이동하는 브러쉬에 의해 실시되고, 상기 브러쉬는 통상 PVA, 모헤어(mohair) 또는 나일론(nylon) 재질로 이루어진다.Accordingly, when the wafer is rotated by the rotary table in a fixed state by a vacuum suction line or a fixing pin, deionized water is continuously sprayed on the wafer to maintain wettability, and the cleaning operation is performed on the surface of the wafer. It is carried out by a brush moving along, the brush is usually made of PVA, mohair (nylon) material.
그런데, 상기한 구성의 웨이퍼 고정척은 다음과 같은 문제점이 있다.By the way, the above-described wafer fixing chuck has the following problems.
먼저, 진공 고정 방식의 웨이퍼 고정척은 웨이퍼를 고정하기 위한 진공 흡착 라인이 웨이퍼의 원주 형상과 동일한 형상의 폐곡선으로 제공되므로, 한 개의 웨이퍼 고정척에는 한 종류의 웨이퍼(노치 타입 또는 플랫 존 타입)만 사용이 가능하고, 진공 흡착 라인이 회전 테이블로부터 일정 높이만큼 돌출 설치되므로 로봇 암에 의한 이송이 불가능한 문제점이 있다.First, in the vacuum fixing wafer fixing chuck, since the vacuum suction line for fixing the wafer is provided in a closed curve having the same shape as the circumferential shape of the wafer, one wafer fixing chuck has one kind of wafer (notch type or flat zone type). Only use is possible, and since the vacuum suction line is installed to protrude by a certain height from the rotating table, there is a problem in that transfer by the robot arm is impossible.
그리고, 핀 고정 방식의 웨이퍼 고정척은 고정핀에 안착된 웨이퍼의 상측으로 고정핀의 단부(원주면 지지부의 단부)가 돌출되므로, 브러쉬가 웨이퍼의 원주부까지 이동할 수 없어 웨이퍼 세정 작업이 효과적으로 이루어질 수 없다.In addition, since the pin fixing type wafer fixing chuck protrudes the end of the fixing pin (the end of the circumferential surface support) onto the wafer seated on the fixing pin, the brush cannot move to the circumference of the wafer so that the wafer cleaning operation can be effectively performed. Can't.
이에, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세정 범위를 확대할 수 있고, 로봇 암에 의한 웨이퍼의 이송이 가능하며, 노치(notch) 타입 및 플랫 존(flat zone) 타입의 웨이퍼를 모두 고정할 수 있는 웨이퍼 고정척을 제공함에 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, it is possible to extend the cleaning range, to transfer the wafer by the robot arm, and to fix both the notch type and flat zone type wafers It is an object to provide a wafer fixing chuck that can be made.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 고정척의 평면도.1 is a plan view of a wafer holding chuck in accordance with the present invention.
도 2는 고정핀이 업 작동된 상태를 나타내는 도 1의 "A-A" 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view "A-A" of Figure 1 showing a state in which the fixing pin up operation.
도 3은 고정핀이 다운 작동된 상태를 나타내는 도 1의 "A-A" 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view "A-A" of Figure 1 showing the fixing pin is in a down operation state.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 구동원에 의하여 회전하는 회전 플레이트와; 상기 회전 플레이트에 제공되어 웨이퍼를 진공 흡착하는 진공 흡착부;를 포함하며, 상기 진공 흡착부는 상기 회전 플레이트의 회전 중심으로부터 동일 원주상에 제공되는 복수의 원주형 진공 흡착 라인으로 이루어지고, 상기 진공 흡착 라인은 이웃하는 진공 흡착 라인과 이격 설치된다.In order to achieve the above object, the present invention, the rotary plate is rotated by a drive source; And a vacuum adsorption unit provided on the rotating plate to vacuum suck the wafer, wherein the vacuum adsorption unit comprises a plurality of cylindrical vacuum adsorption lines provided on the same circumference from the rotation center of the rotating plate, and the vacuum adsorption unit. The line is spaced apart from the neighboring vacuum adsorption line.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 웨이퍼 고정척의 평면도를 도시한 것이고, 도 2 및 도 3은 웨이퍼 고정척의 작동 상태를 나타내는 도 1의 "A-A" 단면도를 도시한 것이다.Figure 1 shows a plan view of a wafer holding chuck for explaining an embodiment according to the present invention, Figures 2 and 3 show a cross-sectional view "A-A" of Figure 1 showing the operating state of the wafer holding chuck.
도시한 바와 같이, 모터 등의 구동원(도시하지 않음)에 의해 회전하는 회전 플레이트(10)에는 웨이퍼(W)와 회전 플레이트(10)의 회전 중심을 맞춰주기 위한 3개의 고정핀(12)이 플레이트(10)의 회전 중심으로부터 동일 원주상에 등간격으로 설치되고, 각각의 고정핀(12) 사이 공간으로 동일 원주상에는 웨이퍼(W)를 고정하기 위한 진공 흡착 라인(14)이 각각 설치된다.As shown, three fixing pins 12 are provided on the rotating plate 10 which is rotated by a driving source (not shown) such as a motor to adjust the center of rotation of the wafer W and the rotating plate 10. It is provided at equal intervals from the rotation center of 10 on the same circumference, and the vacuum suction line 14 for fixing the wafer W is provided in the space | interval between each fixing pin 12 on the same circumference, respectively.
상기 고정핀(12)은 실린더(16) 등의 구동 수단에 의해 업/다운 작동 가능하게 회전 플레이트(10)를 관통하여 설치되고, 고정핀(12)에는 웨이퍼(W)의 하면을 지지하는 수평면상의 하면 지지부(12a)와, 웨이퍼(W)의 원주면을 지지하는 수직면상의 원주면 지지부(12b)와, 고정핀(12)의 다운 작동 범위를 제한하는 스토퍼(12c)가 제공되며, 회전 플레이트(10)의 내부에는 진공 흡착 라인(14)에 연결되는 진공관(18)이 설치된다.The fixing pin 12 is installed through the rotating plate 10 so as to be operated up / down by a driving means such as a cylinder 16, and the fixing pin 12 has a horizontal surface for supporting the lower surface of the wafer W. A lower surface support portion 12a on the upper surface, a circumferential surface support portion 12b on the vertical surface supporting the circumferential surface of the wafer W, and a stopper 12c for limiting the down operating range of the fixing pin 12 are provided, and the rotating plate is provided. Inside the 10, a vacuum tube 18 connected to the vacuum suction line 14 is installed.
그리고, 각 고정핀(12)의 하부면은 링(20)에 의해 일체로 연결되고, 실린더(16)의 로드에는 링(20)과 접촉하여 고정핀(12)을 업 작동시키는 링(22)이 설치되며, 상기 실린더(16)는 복수개 구비될 수도 있다.The lower surface of each of the fixing pins 12 is integrally connected by the ring 20, and the ring 22 which contacts the ring 20 to the rod of the cylinder 16 to operate the fixing pin 12 up. Is installed, the cylinder 16 may be provided in plurality.
여기에서, 고정핀(12)의 스토퍼(12c)는 상기 핀(12)이 최대로 다운 작동된 경우 상기 원주면 지지부(12b)의 단부면이 진공 흡착 라인(14)에 흡착 고정된 웨이퍼(W)의 상면에 비해 낮은 위치에 위치되도록 그의 높이가 설정되며, 실린더(16)는 상기 핀(12)이 최대로 업 작동된 경우 상기 웨이퍼(W)와 진공 흡착 라인(14) 사이에 도시하지 않은 로봇 암의 출입이 가능하도록 그의 스트로크(stroke)가 설정된다.Here, the stopper 12c of the fixing pin 12 is a wafer W in which the end surface of the circumferential surface support 12b is adsorbed and fixed to the vacuum suction line 14 when the pin 12 is operated down to the maximum. Its height is set so as to be positioned at a position lower than the upper surface of the cylinder, and the cylinder 16 is not shown between the wafer W and the vacuum suction line 14 when the pin 12 is operated up to the maximum. The stroke of the robot arm is set to allow entry and exit of the robot arm.
이하, 상기한 구성을 갖는 웨이퍼 고정척의 작용을 도 2 및 도 3을 참조로 설명한다.Hereinafter, the operation of the wafer fixing chuck having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
실린더(16)가 업 작동되면 실린더의 로드 단부에 부착된 링(22)이 고정핀(12)의 하면에 부착된 링(20)을 밀어 올리게 되어 3개의 고정핀(12)이 동시에 업 작동되고, 도시하지 않은 로봇 암에 클램핑(clamping)된 웨이퍼가 고정핀(12)의 하면 지지부(12a) 및 원주면 지지부(12b)에 지지된 상태로 고정핀(12)에 안치된다.When the cylinder 16 is operated up, the ring 22 attached to the rod end of the cylinder pushes up the ring 20 attached to the lower surface of the fixing pin 12 so that the three fixing pins 12 are operated up at the same time. The wafer clamped to the robot arm (not shown) is placed on the fixing pin 12 while being supported by the lower surface support 12a and the circumferential surface support 12b of the fixing pin 12.
이때, 로봇 암은 웨이퍼(W)와 진공 흡착 라인(14) 사이 공간으로 출입한다.At this time, the robot arm enters and exits the space between the wafer W and the vacuum suction line 14.
상기와 같이, 웨이퍼(W)가 고정핀(12)에 안착되어 웨이퍼(W)의 회전 중심이 회전 플레이트(10)의 회전 중심과 일치되면 실린더(16)가 하강 작동되고, 이로 인해 고정핀(12)이 자중에 의해 자유낙하된다.As described above, when the wafer W is seated on the fixing pin 12 so that the rotational center of the wafer W coincides with the rotational center of the rotating plate 10, the cylinder 16 is lowered, and thus the fixing pin ( 12) Free fall by this weight.
따라서, 고정핀(12)의 자유낙하시에 웨이퍼(W)는 진공 흡착 라인(14)에 안착되고, 이어서 진공 흡착 라인(14)에 진공이 형성되면 상기 웨이퍼(W)는 진공 흡착 라인(14)에 고정된다.Accordingly, the wafer W is seated on the vacuum suction line 14 during free fall of the fixing pin 12, and then, when a vacuum is formed in the vacuum suction line 14, the wafer W is vacuum suction line 14. It is fixed to).
이때, 웨이퍼의 회전 중심은 웨이퍼의 원주면을 지지하고 있는 고정핀에 의해 견고히 유지되며, 고정핀(12)의 원주면 지지부(12b) 상단부는 웨이퍼(W)의 상면 하측에 위치된다.At this time, the center of rotation of the wafer is firmly maintained by the fixing pin that supports the circumferential surface of the wafer, and the upper end of the circumferential surface support portion 12b of the fixing pin 12 is located below the upper surface of the wafer W.
이어서, 회전 플레이트(10)가 회전되면, 웨이퍼(W)에는 순수(deionized water)가 공급됨과 아울러, 브러쉬(B)가 수평축상에서 이동하면서 웨이퍼(W)의 표면을 세정하게 된다.Subsequently, when the rotating plate 10 is rotated, deionized water is supplied to the wafer W, and the brush B moves on the horizontal axis to clean the surface of the wafer W. As shown in FIG.
이때, 브러쉬(B)는 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 원주부까지 이동하므로, 웨이퍼의 일측면 전체를 세정할 수 있다.At this time, since the brush B moves to the circumference of the wafer W as shown in FIG. 3, the entire surface of one side of the wafer can be cleaned.
이후, 웨이퍼(W)의 경면 세정이 완료되면, 웨이퍼는 이면이 브러쉬를 향하도록 뒤집어진 상태에서 상기 공정에 따라 이면 세정이 이루어진다.Subsequently, when the mirror surface cleaning of the wafer W is completed, the back surface cleaning is performed according to the above process while the wafer is turned upside down so that the back surface faces the brush.
한편, 진공 흡착 라인(14)의 높이를 최대한 낮게 설정하면 웨이퍼(W)와 회전 테이블(10) 사이의 공간(기류 발생 공간)이 감소되므로, 웨이퍼 세정시에 이면측에서 발생하는 기류로 인해 이면이 재오염되는 것을 억제할 수 있다.On the other hand, if the height of the vacuum suction line 14 is set as low as possible, the space (airflow generation space) between the wafer W and the rotary table 10 is reduced, so that the backside due to the airflow generated on the backside side during wafer cleaning This recontamination can be suppressed.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.
상기와 같이 본 발명의 웨이퍼 고정척은 회전 플레이트의 회전 중심으로부터 동일 원주상에 제공된 복수의 원주형 진공 흡착 라인과, 진공 흡착 라인의 사이 공간에 제공된 업/다운 고정핀을 구비하며, 웨이퍼의 로딩 및 언로딩시에는 고정핀이 업 작동되고, 웨이퍼의 세정 작업시에는 고정핀이 다운 작동된다.As described above, the wafer fixing chuck of the present invention includes a plurality of cylindrical vacuum suction lines provided on the same circumference from the center of rotation of the rotating plate, and up / down fixing pins provided in the space between the vacuum suction lines, and loading the wafer. And the fixing pin is up when the unloading is performed, and the fixing pin is down when the wafer is cleaned.
따라서, 고정핀이 업 작동된 경우에는 웨이퍼와 진공 흡착 라인 사이에 공간이 확보되어 로봇 암에 의한 웨이퍼의 로딩 및 언로딩이 가능하게 되고, 웨이퍼를 진공 흡착할 때 웨이퍼의 회전 중심이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.Therefore, when the fixing pin is operated up, a space is secured between the wafer and the vacuum suction line to enable the loading and unloading of the wafer by the robot arm, and the rotational center of the wafer is disturbed when the wafer is vacuum sucked. You can prevent it.
또한, 웨이퍼의 로딩시에 상기 웨이퍼의 노치 부분 또는 플랫 존 부분을 진공 흡착 라인 사이 공간에 위치시킴으로써 노치 타입 및 플랫 존 타입의 웨이퍼를 고정하는 것이 모두 가능하다.It is also possible to fix both the notched and flat zone type wafers by placing the notched or flat zone portion of the wafer in the space between vacuum suction lines when loading the wafer.
또한, 웨이퍼가 진공 흡착 라인에 흡착 고정된 경우에는 고정핀의 상단부가 웨이퍼의 상면 하측에 위치되므로, 브러쉬가 웨이퍼의 원주부까지 이동할 수 있고, 이로 인해 웨이퍼의 전체면을 세정할 수 있어 종래에 비해 세정 범위를 증가시킬 수 있는 등의 효과가 있다.In addition, when the wafer is adsorbed and fixed to the vacuum suction line, the upper end of the fixing pin is located below the upper surface of the wafer, so that the brush can move to the circumference of the wafer, thereby cleaning the entire surface of the wafer. Compared with this, the cleaning range can be increased.
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