KR20030091702A - 반도체 제조장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 스테이지에 있어서의 반도체 웨이퍼의 취급성을 향상한다.

재치면(13)의 적어도 일부에，발포금속 또는 소결금속으로 이루어지는 다공질 금속부(12)를 설치한다. 히터에 의하여 웨이퍼(20)를 가열하여 본딩작업을 행할 경우에, 웨이퍼(20)의 온도상승에 따라 웨이퍼(20)의 분극에 의하여 그 하면 근방의 전계가 증대해도，웨이퍼(20)와 웨이퍼 스테이지(1) 사이의 쿨롱 힘에 기인한 흡인력은，양자의 접촉면적의 감소에 의하여 현저하게 작게 되고, 이것에 의하여 웨이퍼(20)의 부착을 억제할 수 있다.

Description

반도체 제조장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은，반도체 제조장치에 관한 것으로，특히，웨이퍼 스테이지에 있어서의 반도체 웨이퍼의 취급성을 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

반도체장치의 제조공정에서는，웨이퍼 스테이지가 평탄한 재치면(載置面:얹어 놓기면)에 반도체 웨이퍼(이하 적당하게 웨이퍼라고 함)를 재치하고，소정의 위치결정을 행한 후，필요하면 흡착을 행하고, 웨이퍼 스테이지상의 웨이퍼를 가열하고，범프 본딩을 행한다. 그 후 지그를 사용하여 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지로부터 해체한다.

종래의 웨이퍼 스테이지는 강재로 이루어지고，상하 방향으로 연통하는 연통구멍이 개구되고，이 연통구멍을 통하여 펌프로 흡인함으로써，웨이퍼가 이동되지 도록 일시적으로 고정되어 있다(예를 들면，일본국 특개평 제7-22355호 공보).

그러나，웨이퍼의 하면의 평탄도가 높은 것에 추가하여，고온시에 웨이퍼에 축전된 전하에 의하여 웨이퍼의 표면에 정전기(주로 ＋전하)가 발생되는 경우가 있어, 이 경우에는 그라운드 전위인　웨이퍼 스테이지와의 사이에 발생되는 쿨롱 힘에 의하여，웨이퍼가 웨이퍼 스테이지상에 강력하게 부착되고 만다. 이 현상은, 예를 들면 리튬 탄탈레이트제의 SAW 필터용 웨이퍼 등과 같이，열을 받으므로써 전하가 축전되는 성질을 가지는 웨이퍼의 경우에 특히 현저하다.

이 웨이퍼의 해체를 지그에 의하여 강인하게 행하는 것으로는 웨이퍼의 파괴를 초래하고, 또 웨이퍼의 열이 냉각되는 것을 대기하여 해체를 행하는 것으로는 ，생산성이 현저히 저하되는 것이다.

그래서 본 발명의 목적은，웨이퍼 스테이지에 있어서의 웨이퍼의 취급성을 향상시키는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 웨이퍼 스테이지를 도시하는 단면도, 및

도 2는 웨이퍼 스테이지의 사시도.

(부호의 설명)

1 : 웨이퍼 스테이지2 : 배기펌프

3 : 공기 압축기5 : 전환밸브

11 : 스테이지 틀 12 : 다공질 금속부

13 : 재치면 14 ; 통기관

20 : 웨이퍼

제1의 본 발명은，반도체 웨이퍼를 재치해야 할 웨이퍼 스테이지의 재치면의적어도 일부에，다공질 금속부를 설치한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치이다.

제 1의 본 발명에서는，웨이퍼 스테이지의 재치면의 적어도 일부에 다공질 금속부를 설치하였으므로，반도체 웨이퍼와 웨이퍼 스테이지의 접촉면적의 감소에 의하여，쿨롱 힘에 기인한 웨이퍼의 부착을 억제할 수 있다.

제 2의 본 발명은，청구항 2에 기재한 바와 같이，청구항 1에 기재된 반도체 제조 장치로서，상기 다공질 금속부가 통풍성을 가지고, 상기 다공질 금속부를 통 하여 상기 반도체 웨이퍼에 작용 하는 저압원을 더 구비한 반도체 제조 장치이다.

제 2의 본 발명에서는，다공질 금속부를 통하여 반도체 웨이퍼에 저압원을 작용시키므로써，웨이퍼를 재치면에 흡착시키고，웨이퍼의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.

제 3의 본 발명은，청구항 3에 기재한 바와 같이，청구항 1 또는 청구항 2에 기재한 반도체 제조장치로서，상기 다공질 금속부가 통풍성을 가지고, 상기 다공질 금속부를 통하여 상기 반도체 웨이퍼에 작용하는 고압원을 더 구비한 반도체 제조장치이다.

제 3의 본 발명에서는，다공질 금속부를 통하여 반도체 웨이퍼에 고압원을 작용시키므로써，웨이퍼의 재치면으로부터의 해체를 촉진하고，사용후의 웨이퍼의

해체를 신속하게 행할 수 있다.

본 발명에 있어서의 다공질 금속부는，제 4의 본 발명과 같이 발포금속으로 하든지，제 6의 본 발명과 같이 소결금속으로 하는 것이 매우 적합하다. 또，다공질 금속부를 발포금속으로 할 경우에는，그 기공율(氣孔率)을 제 5의 본 발명과 같이 30퍼센트 이상으로 하는 것이 특히 매우 적합하다.

(발명의 실시형태)

본 발명의 실시형태에 대하여, 이하에 도면에 따라 설명한다. 도 1에서，본발명의 실시형태에 관한 플립 칩(flip chip)용의 범프 본딩장치는，웨이퍼 스테이지(1)와，배기펌프(2)와，공기 압축기(3)를 포함하여 구성되어 있다.

웨이퍼 스테이지(1)는，스테이지 틀(11)과 다공질 금속부(12)로 이루어진다. 이들 스테이지 틀(11)과 다공질 금속부(12)의 상면은 서로 동등한 높이로 평활하게 가공되어，재치면(13)을 구성하고 있다. 스테이지 틀(11)의 저면에는 통기관(14)이 형성되고, 통기관(14)은 스테이지 틀(11)의 내측의 공실(空室)(15)에 연통되어 있다. 스테이지 틀(11)은 스테인리스강에 의하여 구성되어 있다. 또한 스테이지 틀(11)은，도시하지 않는 히터를 내장하고 있고，또 도시하지 않는 접지 배선에 의하여 접지되어 있다.

다공질 금속부(12)는，발포금속재료로 이루어지고，연속기포의 다공질의 강재에 의하여 통기 가능하게 구성되어 있다. 다공질 금속부(12)는 미세한 가지형상(枝狀) 구조를 가지고, 그 표면과 내부에 걸치는 전체에，예를 들면 직경 500㎛ 이하의 구멍이 균일하게 분포되어 있다. 다공질 금속부(12)의 재질로서는, 도전성과 충분한 강도를 확보하기 위하여，초경합금 내지 초경금속을 사용하는 것이 매우 적합하다. 다공질 금속부(12)의 기공율은 어떤 수의 %라도 설정할 수 있는데，반도체 웨이퍼와의 접촉면적의 감소에 의한 웨이퍼의 부착 억제를 도모하기위해서는，예를 들면 30퍼센트 이상으로 하는 것이 특히 매우 적합하다.

통기관(14)에는，공압배관에 의하여 전환밸브(5)가 접속되어 있다. 전환밸브(5)는，통기관(14)을 배기펌프(2) 및 공기 압축기(3)중 한 쪽과 선택적으로 접속하는 것이고，예를 들면 주지의 3 포트 2 위치밸브 및 전자 솔레노이드를 사용하는 것이 매우 적합하다.

도 2에 도시하는 바와 같이，스테이지 틀(11)·다공질 금속부(12)의 상면은 어느 것이나 대략 원형이고，다공질 금속부(12)의 상면의 직경(d1)은 웨이퍼(20)의 직경(d3) 보다 작게 하고, 또 스테이지 틀(11)의 직경(d2)은 웨이퍼(20)의 직경 (d3)보다 크게 한다. 이렇게 함으로써，웨이퍼 스테이지(1)에 재치된 웨이퍼(20)가,다공질 금속부(12)의 상면의 전체면을 덮는 것으로 된다.

이상의 구성에 있어서，지금，웨이퍼 스테이지(1)의 재치면(13)에，SAW 디바이스용 웨이퍼 등의 웨이퍼(20)를 재치하고，다음에，동작상태의 배기펌프 (2)와 통기관(14)을，전환밸브(5)에 의하여 연통시켜서，웨이퍼(20)를 재치면(13)에 일시적으로 고정한다.

이 상태에서，히터에 의하여 웨이퍼(20)를 가열하고，본딩작업을 행한다. 여기서，웨이퍼(20)의 온도상승에 따라，웨이퍼(20)의 분극에 의하여 그 하면의 근방의 전계강도가 증대하는데，여기서，웨이퍼(20)와 웨이퍼 스테이지(1) 사이의 쿨롱 힘은 양자의 접촉면적에 비례하는 바，본 실시형태에서는 재치면(13)에 다공질 금속부(12)를 설치했으므로，웨이퍼(20)와 웨이퍼 스테이지(1) 사이의 쿨롱 힘에 기인한 흡인력은，양자의 접촉면적의 감소에 의하여 상기 종래예의 경우와 비교하여 현저하게 작게 된다.

본딩작업의 종료후，동작상태의 공기 압축기(3)와 통기관(14)을， 전환밸브(5)에 의하여 연통시키고，웨이퍼(20)의 하면측의 기압을 대기압보다 약간 높게 함으로써, 웨이퍼(20)를 재치면(13)으로부터 해체하기 쉽게 한다.

이상과 같이，본 실시형태에서는，웨이퍼 스테이지(1)의 재치면(13)의 적어도

일부에 다공질 금속부(12)를 설치하였으므로，웨이퍼(20)와 웨이퍼 스테이지(1)의 접촉면적의 감소에 의하여，쿨롱 힘에 기인한 웨이퍼(20)의 부착을 억제할 수 있다.

또 본 실시형태에서는，다공질 금속부(12)를 통하여 웨이퍼(20)에 저압원(웨

이퍼(20)의 상면측보다 하면측의 기압이 낮게 되도록 감압하는 수단)으로서의 배

기펌프(2)를 작용시키므로써，웨이퍼(20)를 재치면(13)에 흡착시키고，웨이퍼(20)의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.

본 실시형태에서는, 다공질 금속부(12)를 통하여 웨이퍼(20)에 고압원(웨이퍼(20)의 상면측보다 하면측의 기압이 높아지도록 승압하는 수단)으로서의 공기 압축기(3)를 작용시키므로써，웨이퍼(20)의 재치면(13)으로부터의 해체를 촉진하고 ，사용후의 웨이퍼(20)의 해체를 신속하게 행할 수 있다.

또한，본 실시형태에서는，다공질 금속부(12)의 재질로서，통기성이 있는 연속기포의 금속재료를 사용하였는데，본 발명에 있어서의 다공질 금속부로서는, 독립기포의 재료를 사용해도 좋고，웨이퍼와 재치면과의 접촉면적의 감소에 의한 부착의 억제를 실현할 수 있다.

또，본 실시형태에서는 다공질 금속부(12)를 강재로 하였는데，다공질 금속부의 재질로서는, 도전성과 충분한 강도를 갖는 것이라면 다른 것이라도 좋다.

또，본 실시형태에서는 다공질 금속부(12)로서 발포금속을 사용하였는데，다공질 금속부(12)로서는 소결금속(또는，분말야금제품)을 사용해도 좋다. 이 경우

에는，소결금속의 기공율이 통상 5∼25% 정도로 비교적 낮기 때문에，웨이퍼와 재

치면과의 접촉면적의 감소에 의한 부착의 억제효과는 그만큼 감쇄되는데，강도와 내구성이 풍부한 웨이퍼 스테이지를 제공할 수 있다. 또한 소결금속의 분말경은 2

0∼50㎛ 정도가 매우 적합한데，이 영역외이더라도 좋다.

또，본 실시형태에서는 공기 압축기(3)에 의한 공기의 토출에 의하여 웨이퍼

(20)의 이면측의 기압을 대기압보다 약간 높게 하였으므로，웨이퍼(20)와 웨이퍼 스테이지(1) 사이의 흡인력과 공기압에 의한 웨이퍼(20)의 부상력이 균형 잡히게 하든지, 혹은 후자를 전자에 비하여 크게할 수 있는데，공기 압축기(3)의 작용에 의하여 웨이퍼(20)의 이면측의 대기압을 대기압과 동등하게 해도 좋고，그 한도에 있어서 웨이퍼(20)의 해체를 용이화 내지 신속화할 수 있다. 더욱이，본 실시형태에서는 다공질 금속부(12)를 통한 공기의 흡인 및 토출의 쌍방을 행하는 것으로 하였는데，어느 한 쪽만을 행하는 구성으로 해도 좋다.

또，본 실시형태에서는，다공질 금속부(12)의 상면이 웨이퍼(20)의 대략 전면에 접촉하는 구성으로 하였는데，본 발명에서는 다공질 금속부(12)의 상면이 웨이퍼(20)의 일부에 접촉하는 것으로 해도 좋고，그 한정에 있어서，웨이퍼와 재치면과의 접촉면적의 감소에 의한 부착의 억제라고 하는 본 발명에 초기의 효과를 실현할 수 있다.

또，본 실시형태에서는 다공질 금속부(12)를 단일의 블록으로서 구성하였는데，본 발명에 있어서의 다공질 금속부는 복수의 블록으로 분할되어 있어도 좋고，더욱, 복수의 블록중 일부의 블록만을 통하여 급기나 배기가 행해지는 구성으로 해도 좋다.

또，본 실시형태에서는 본 발명을 플립 칩용의 범프 본딩장치에 적용한 예에 대하여 설명하였는데，본 발명은 다른 형식의 본딩장치나，웨이퍼의 일시적 유지를 행하는 각종 반도체 제조장치에 대하여 폭넓게 적용할 수 있다.

Claims (6)

1. 반도체 웨이퍼를 재치해야 할 웨이퍼 스테이지의 재치면의 적어도 일부에，다공질 금속부를 설치한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다공질 금속부는 통기성을 가지고 있고,

   상기 다공질 금속부를 통하여 상기 반도체 웨이퍼에 작용하는 저압원을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 다공질 금속부는 통기성을 가지고 있고,

   상기 다공질 금속부를 통하여 상기 반도체 웨이퍼에 작용하는 고압원을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
4. 제 1 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공질 금속부가 발포금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 발포금속의 기공율이 30퍼센트 이상인　것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
6. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공질 금속부는 소결금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.