KR20010107234A - 반도체 제조설비에 적용되는 진공 척 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비에 적용되는 진공 척 시스템에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 다수 형성된 진공 홀로부터 가해지는 진공의 압력을 이용하여 진공 척에 웨이퍼를 안정적으로 안착시키고, 웨이퍼 후면에 이물질이 묻어있거나 스크래치 등으로 인한 웨이퍼 손실을 줄이는 진공 척 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 진공 척 구조는; 상부에 원판형의 헤드가 형성되고, 하부에 상기 원판형의 헤드를 지지하는 기둥이 형성되는 진공 척과; 상기 진공 척 내부를 관통하는 각각의 진공 라인을 통해 진공을 공급하는 X개의 진공 라인들과; 상기 X개의 진공 라인 각각과 연결되며, 상기 진공 척 상부의 소정 위치에 서로 간격지게 형성되어 각 진공 홀을 통한 진공 압력에 의해 웨이퍼를 상기 진공 척 상부에 안착시키는 X개의 진공 홀들과; 상기 진공 척 상부에 웨이퍼와 접촉되는 곳으로, 각각의 진공 홀을 통한 진공영역들의 경계가 되는 X(여기서, X는 1 보다 큰 임의 정수)개의 진공 실들;로 이루어짐을 진다.

Description

반도체 제조설비에 적용되는 진공 척 구조{VACUUM CHUCK STRUCTURE APPLYING TO SEMICONDUCTOR FABRICATION EQUIPMENT}

본 발명은 반도체 제조설비에 적용되는 진공 척 시스템에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 다수 형성된 진공 홀로부터 가해지는 진공의 압력을 이용하여 진공 척에 웨이퍼를 안정적으로 안착시키고, 웨이퍼 후면에 이물질이 묻어있거나 스크래치 등으로 인한 웨이퍼 손실을 줄이는 진공 척 구조에 관한 것이다.

반도체 제조설비에 있어서 진공 척(VACUUM CHUCK)은 반도체 제조공정을 진행하기 위하여 웨이퍼를 진공 압력으로 웨이퍼 접촉부(진공 척의 상부)에 안착시키는 역할을 담당한다. 상기 반도체 제조설비의 진공 척에서 웨이퍼를 안정적으로 안착시키는 것은 제조공정의 진행과 제품의 신뢰도 및 웨이퍼의 양품을 결정하는 중요한 요인이 된다. 만약 상기 진공 척이 웨이퍼를 안정적으로 안착시키지 못하고 웨이퍼의 이탈이 발생한다면 반도체 제품의 제조에 있어 불량품을 발생함과 아울러 제품의 신뢰도를 하락시키며 작업시간의 지연을 초래한다.

도 1 및 도 2에 도시한 종래 반도체 제조설비에 적용되는 진공 척 구조를 통해 종래 반도체 제조설비에 적용되는 진공 척의 구조, 원리 및 문제점을 살펴본다. 종래의 진공 척은 하나의 진공 라인으로부터의 진공 압력을 이용하여 웨이퍼를 진공 척 상부에 흡착시키는 하나의 진공 홀을 형성하는 일체형의 구조이다. 이렇게 하나의 진공 홀이 웨이퍼에 접하는 구조를 단일 접점이라 한다. 종래 진공 척 시스템의 구성은 진공 홀(10), 진공 실(Vacuum Seal)(13), 진공 척(15) 및 진공 라인(17)으로 이루어진다. 상기 진공 척 상부에서 진공 홀(10)에 의한 진공 압력이 미치는 영역을 진공영역(11)이라 한다. 상기 종래의 진공 척(15)은 상부가 웨이퍼가 안착될 수 있도록 원판형의 헤드를 이루고, 하부가 상기 원판형의 헤드를 지지하는 기둥을 이루고 있다. 또한, 상기 진공 척(15)은 상부의 중앙부위에 하나의 진공 홀(10)이 형성되고, 상기 진공 홀(10)은 상기 진공 척의 내부를 관통하는 진공 라인(17)에 연결된다. 상기 진공 라인(17)은 도시하지 않은 진공 펌프로부터 진공을 공급받아 상기 진공 홀(10)에 공급하는 역할을 담당한다. 상술한 바와 같은 단일 접점 진공 척의 동작원리는 다음과 같다. 도 2에서, 웨이퍼(20)가 상기 진공 척(15)에 올려지면 상기 진공 실(13)과 상기 웨이퍼(20)가 접촉하여 내부에 진공 영역(11)이 형성된다. 상기 진공영역(11)에 상기 진공 라인(17)으로부터 가해진 진공 압력이 상기 진공 홀(10)을 통해 상기 웨이퍼(20)에 가해지면 상기 웨이퍼(20)가 상기 진공 척 상부에 흡착되어 상기 웨이퍼(20)가 상기 진공 척(15)으로부터 이탈하지 않게 된다. 그러나, 상기 진공 척(15)에 상기 웨이퍼(20)를 안착시킨 후 작업을 진행할 때 진공의 압력이 규정된 압력 이상 또는 이하로 변할 수 있는데 이 경우에는 상기 웨이퍼(20)가 상기 진공 척(15)에 안착되지 않고 이탈할 수가 있다.특히 진공 척(15)의 회전시에는 진공이 압력이 낮아지는 경우가 많은데 이 때문에 웨이퍼의 이탈로 인한 웨이퍼의 파손이 종종 발생하게 된다.

상술한 바와 같은 종래의 진공 척은 웨이퍼를 진공 척에 안착시키는 역할을 담당하는 진공 홀이 중앙부위에 하나만을 형성하는 단일 접점 구조를 이룸으로써 근본적으로 웨이퍼의 안착시 가하는 진공 압력이 하나의 진공 라인 및 진공 홀에만 의존하였다. 이는 진공 압력의 변화가 규정된 레벨을 벗어나는 경우에는 비록 웨이퍼의 이탈을 다행히 방지한다고 하더라도 진공 압력을 조절해 주기 위하여 작업을 중단시켜야 할 것이다. 그리고, 진공의 압력은 상기 진공 척이 정지시에는 규정값에 해당하지만 상기 진공 척이 회전하는 경우에는 낮아짐으로써 웨이퍼를 진공 척의 웨이퍼 접촉부에 흡착하는 흡착력이 그만큼 저하될 수밖에 없다. 이는 웨이퍼 이탈 및 파손을 초래하는 문제를 발생시킨다.

따라서 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 진공 척에 웨이퍼를 보다 안정적으로 안착시키기 위한 다접점 타입의 진공 척 구조를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 진공 척 구조는; 상부에 원판형의 헤드가 형성되고, 하부에 상기 원판형의 헤드를 지지하는 기둥이 형성되는 진공 척과; 상기 진공 척 내부를 관통하는 각각의 진공 라인을 통해 진공을 공급하는 X개의 진공 라인들과; 상기 X개의 진공 라인 각각과 연결되며, 상기 진공 척 상부의소정 위치에 서로 간격지게 형성되어 각 진공 홀을 통한 진공 압력에 의해 웨이퍼를 상기 진공 척 상부에 안착시키는 X개의 진공 홀들과; 상기 진공 척 상부에 웨이퍼와 접촉되는 곳으로, 각각의 진공 홀을 통한 진공영역들의 경계가 되는 X(여기서, X는 1 보다 큰 임의 정수)개의 진공 실들;로 이루어짐을 진다.

도 1은 종래 반도체 제조설비에 적용되는 단일 접점 진공 척의 측면구조도

도 2는 종래 반도체 제조설비에 적용되는 단일 접점 진공 척의 상부 평면 및 측면 구조도

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 반도체 제조설비에 적용되는 3접점 진공 척의 측면 구조도

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 반도체 제조설비에 적용되는 3접점 진공 척의 상부 평면 및 측면 구조도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 진공 홀 11: 진공영역

13: 진공 실 15: 진공 척

17: 진공 라인 111: 제1진공 홀

113: 제2진공 홀 115: 제3진공 홀

121: 제1진공영역 123: 제2진공영역

125: 제3진공영역 131: 제1진공 라인

133: 제2진공 라인 135: 제3진공 라인

151: 제1진공 실 153: 제2진공 실

155: 제3진공 실 100: 진공 척

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기의 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 다접점 타입의 진공 척은 웨이퍼를 진공 척 상부에 흡착시키는 진공 홀을 복수로 형성하고, 상기 진공 홀들 각각과 연결된 진공 라인들을 형성하여 상기 웨이퍼에 접촉되는 진공 홀 및 진공 실이 다접점이 되도록 구성함으로써 어느 하나의 진공 실에 미세한 진공 로스(Vacuum Loss)가 발생하더라도 다단계로 진공을 안정적으로 잡을 수 있는 진공 척 구조를 나타낸다.

본 발명에 따른 다접점 타입의 진공 척의 동작원리는 웨이퍼가 상기 진공 척에 올려지면 여러 진공 실들과 상기 웨이퍼가 접촉하는데, 이 경우 내부에 각 진공 홀들에서 가해지는 진공 압력이 미치는 진공 영역들이 형성된다. 이때, 다수의 진공 라인으로부터 가해진 진공 압력이 각 진공 라인과 각각 연결된 진공 홀들을 통해 상기 웨이퍼에 가해지면 상기 웨이퍼가 상기 진공 척 상부에 흡착되어 상기 웨이퍼가 이탈하지 않게 된다. 본 발명에 따른 다접점 타입의 진공 척은 복수의 진공 라인 및 진공 홀들을 구비함으로써 만약 어느 하나의 진공 라인으로부터 가해지는 진공 압력이 낮아지더라도 다른 진공 라인들로부터 가하는 진공 압력이 정상이 됨으로써 웨이퍼의 이탈을 방지하는데 매우 효과적일 것이다. 특히, 진공 척이 회전하는 경우에는 진공의 압력이 낮아지는 경우가 많은데 이러한 문제도 본 발명에 따른 다접점 타입의 진공 척을 적용함으로써 해결 가능하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3 및 도 4를 통해 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 3접점 타입인 진공 척 구조를 예를 들어 구성, 원리를 상세하게 설명한다. 상기 도 3은 본 발명에 따라 반도체 제조설비에 적용되는 3접점 타입 진공 척의 측면 구조도이고, 상기 도 4는 본 발명에 따라 반도체 제조설비에 적용되는 3접점 타입 진공 척의 상부 평면 및 측면 구조도이다.

본 발명에 따른 3접점 타입 진공 척(100)의 구성은 제1진공 홀(111), 제2진공 홀(113), 제3진공 홀(115), 제1진공영역(121), 제2진공영역(123), 제3진공영역(125), 제1진공 라인(131), 제2진공 라인(133), 제3진공 라인(135), 제1진공 실(151), 제2진공 실(153), 제3진공 실(155)로 구성된다. 여기서, 상기 제1~3 진공 홀(111, 113, 115)과 제1~3진공영역(121, 123, 125)과 제1~3진공실(151, 153, 155)은 상기 진공 척(100) (원형판 형태의 헤드) 상부에 구성된다.

상기 진공 척(100) 상부에서 상기 제1진공 홀(111)에 의한 진공 압력이 미치는 영역을 상기 제1진공영역(121)이라 하고, 상기 제2진공 홀(113)에 의한 진공 압력이 미치는 영역을 상기 제2진공영역(123)이라 하고, 상기 제3진공 홀(115)에 의한 진공압력이 미치는 영역을 상기 제3진공영역(125)이라 한다. 또한, 상기 진공 척(100) 상부의 상기 제1진공영역(121)과 제2진공영역(123) 사이에 위치한 웨이퍼와 접촉하는 부분을 제1진공 실(151)이라 하고, 상기 제2진공영역(123)과 제3진공영역(125) 사이의 부분을 제2진공 실(153)이라 하고, 상기 진공 척 상부의 나머지 웨이퍼 접촉부분을 상기 제3진공 실(155)이라 명명한다. 각각의 진공 실들은 각각의 진공 홀을 통한 각 진공영역들의 경계가 되는 곳이다.

상기 진공 척(100)은 상부가 웨이퍼가 안착될 수 있도록 원판형의 헤드를 이루고, 하부가 상기 원판형의 헤드를 지지하는 기둥을 이루고 있다. 또한, 상기 진공 척(100)은 상부의 소정 위치에 3개의 진공 홀(제1~3진공 홀)이 서로 간격지게 형성되고, 상기 3개의 진공 홀들은 각각 상기 진공 척(100)의 내부를 관통하는 3개의 진공 라인(제1~3진공 라인)에 연결된다. 각 진공 라인은 도시하지 않은 진공 펌프로부터 진공을 공급받아 자신과 연결되어 있는 진공 홀에 진공을 공급하는 역할을 담당한다.

한편, 본 발명에 따른 다접점 진공 척 시스템을 X개(여기서, X는 1보다 큰 임의 정수)의 다접점 타입의 진공 척 구조로 확대하면; 상기 다접점 타입의 진공 척 구조는 다음과 같을 것이다. 본 발명에 따른 다접점 타입 진공 척 구조는 상부에 원판형의 헤드가 형성되고, 하부에 상기 원판형의 헤드를 지지하는 기둥이 형성되는 진공 척과; 상기 진공 척 내부를 관통하는 각각의 진공 라인을 통해 진공을 공급하는 X(여기서, X는 1 보다 큰 임의 정수)개의 진공 라인들과; 상기 X개의 진공 라인 각각과 연결되며, 상기 진공 척 상부의 소정 위치에 서로 간격지게 형성되어 각 진공 홀을 통한 진공 압력에 의해 웨이퍼를 상기 진공 척 상부에 안착시키는 X개의 진공 홀들과; 상기 진공 척 상부에 웨이퍼와 접촉되는 곳으로, 각각의 진공 홀을 통한 진공영역들의 경계가 되는 X(여기서, X는 1 보다 큰 임의 정수)개의 진공 실들로 이루어진다.

상기 진공 척 상부에 서로 간격지게 형성되는 X개의 진공 홀들은 상기 진공 척 상부에서 상호간에 각 진공 홀의 진공영역이 중첩되지 않는 X개의 진공 영역에 각각 형성된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조설비에서 반도체 제조공정을 진행하는데 있어 다접점 타입의 진공 척 구조를 안출함으로 써 진공 척에 웨이퍼를 보다안정적으로 안착시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 상부에 원판형의 헤드가 형성되고, 하부에 상기 원판형의 헤드를 지지하는 기둥이 형성되는 진공 척과;

   상기 진공 척 내부를 관통하는 각각의 진공 라인을 통해 진공을 공급하는 X개의 진공 라인들과;

   상기 X개의 진공 라인 각각과 연결되며, 상기 진공 척 상부의 소정 위치에 서로 간격지게 형성되어 각 진공 홀을 통한 진공 압력에 의해 웨이퍼를 상기 진공 척 상부에 안착시키는 X개의 진공 홀들과;

   상기 진공 척 상부에 웨이퍼와 접촉되는 곳으로, 각각의 진공 홀을 통한 진공영역들의 경계가 되는 X(여기서, X는 1 보다 큰 임의 정수)개의 진공 실들;로 이루어짐을 특징으로 하는 진공 척 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 진공 척 상부에 서로 간격지게 형성되는 X개의 진공 홀들은 상기 진공 척 상부에서 상호간에 각 진공 홀의 진공영역이 중첩되지 않는 위치에 형성됨을 특징으로 하는 반도체 제조설비에 적용되는 진공 척 구조.