KR200446756Y1 - 반도체 제품 - Google Patents

Abstract

본 고안은 강하면서도 동시에 박막된 반도체 제품을 제공한다. 제품이 척몸체에 배치되고 리테이너가 상기 몸체에 결합될 때, 반도체 제품 배면의 둘레부는 리테이너에 의해 밀폐되며, 제품 배면의 내부영역은 노출된다. 제품의 노출된 배면은 제품을 박막하고 제품의 둘레에 반도체 재료로 구성된 상대적으로 두꺼운 림을 형성하는 습식 화학 에칭공정을 거친다. 두꺼운 림 또는 테는 무르면서 박막될 수 있는 반도체 제품에 강도를 부여한다. 본 고안에 의한 반도체 제품은 상용 자동화된 설비에서 박막된 웨이퍼를 처리하는 데 진보된 구조를 제공한다. 상기 결과로 향상된 수율 및 향상된 공정효율을 가져온다.

웨이퍼, 박막, 림, 배면표면영역(BSSA)

Description

반도체 제품{SEMICONDUCTOR WORKPIECE}

도1a는 본 고안에 의한 반도체제품을 박막 전에 고정시키는 척의 사시도이다.

도1b는 도1a에 도시된 척 및 제품의 단면도이다.

도1c는 도 1b에 도시된 척 및 제품간의 상호결합을 나타내는 척 및 제품의 부분확대도이다.

도1d는 도1a에 도시된 척 및 제품의 확대단면도이다.

도1e는 도1d에서 도시된 X로서 식별되는 척 및 제품 단면의 부분확대도이다.

도2a는 본 고안에 의한 반도체 제품을 박막 전에 고정시키는 척의 또 다른 실시예의 단면도이다.

도2b는 도 2a에 도시된 척 및 제품간의 상호결합을 나타내는 척 및 제품의 부분확대도이다.

도3a는 본 고안에 의한 반도체 제품을 박막 전에 고정시키는 척의 또 다른 실시예의 단면도이다.

도3b는 도 3a에 도시된 척 및 제품간의 상호결합을 나타내는 척 및 제품의 부분확대도이다.

도4a는 본 고안에 의한 박막 전에 척에 고정된 반도체 제품을 갖는 척의 또 다른 실시예의 단면도이다.

도4b는 도 4b는 척 및 제품간의 상호결합을 나타내는 반도체제품의 부분확대도이다.

도5a는 본 고안에 의한 반도체제품이 박막 전에 고정된 것을 나타낸 또 다른 실시예의 단면도이다.

도5b는 도 5a에 도시된 척 및 제품간의 상호결합을 나타내는 부분확대도이다.

도6a는 박막 전에 척에 고정된 반도체 제품을 갖는 척의 또다른 실시예의 단면도이다.

도6b는 척 및 제품간의 상호결합을 나타내는 도6a에 도시된 척 및 제품의 부분확대도이다.

도7a는 본 고안에 의한 반도체 제품을 박막 전에 고정시킨 척의 또다른 실시예의 단면도이다.

도7b는 척 및 제품간의 상호결합을 나타내는 도7a에 도시된 척 및 제품의 부분확대도이다.

도8 및 도9는 본 고안과 일치하는 장치흐름의 측면을 설명하는 흐름도이다.

도10은 본 고안의 장치에 의해서 박막된 반도체 제품의 사시도이다.

도11은 도10에 도시된 박막된 반도체 제품의 사시도이다.

도12는 반도체 제품을 처리하기 위한 툴의 사시도이다.

도13은 툴의 경사된 워크스테이션을 개시하기 위해서 패널이 제거된 상태로 도12의 툴의 사시도이다.

도14는 도12의 툴의 워크스테이션에서 사용된 공정실의 일 실시예의 확대사시도이다.

도15는 공정실에 관한 용도용 캐리어 조립체의 일 실시예의 사시도이다.

도16은 도15의 A-A 라인에 관한 캐리어 조립체의 측단면도이다.

도17은 도14의 공정실에 관한 용도용 캐리어 조립체의 또다른 실시예의 사시도이다.

도18은 제품을 위한 시스템을 처리하는 데 사용되는 회전자 조립체의 정면 사시도이다.

도19는 도18의 회전자 조립체의 확대 후면사시도이다.

도20은 도14의 공정실의 정면사시도이다.

도21은 도14의 공정실의 후면사시도이다.

도22는 도21의 공정실의 정단면도이다.

도23은 도21의 공정실의 배기구 및 배수구 조립체를 통한 측단면도이다.

도24는 도21의 공정실의 스프레이 조립체를 통한 측단면도이다.

도25는 공정실의 제품을 박막하기 위한 일 공정을 예시하는 흐름도이다.

도26은 하나의 공정유 송출 구성을 예시하는 흐름도이다.

도27은 도14의 공정실을 포함하는 툴의 개략도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,430: 척 12: 지지체

14: 리테이너 16,24: 밀봉부재

18: 홈 50,412: 제품

51: 장치면 52: 사면

53: 배면 70: 림(rim)

72: 본체 420: 공정실

452,466: 캐리어 조립체 464: 위치부

474: 회전자 조립체 496: 챔버몸체

506: 공동(cavity) 508: 도어 조립체

510: 스프레이 조립체 516: 설치판

520: 매니폴드 521: 흡입구

522: 노즐 540: 배기구

544: 재순환 시스템 546: 배출탱크

본 고안은 극소전자회로, 데이터 저장 요소 또는 극소기계 요소가 형성될 수 있는 기판으로부터 형성된 반도체 웨이퍼, 평패널 표시장치, 경화디스크 또는 광학매체, 박막 필름 헤드 또는 다른 제품 같은 제품에 대한 용도용 공정 및 장치에 의해 제작된 반도체제품에 관한 것이다. 상기 및 유사 물건은 여기서는 "웨이퍼" 또 는 "제품(workpiece)"이라고 집합적으로 지칭된다.

첨단 전자공학 기술(예를들면, 핸드폰, 개인 휴대용 정보 단말기, 및 스마트 카드)은 박막화된 집적회로장치("ICD")를 요구한다. 또한, 반도체 장치의 진보된 패킹(예를들면 적층된 다이 또는 "플립칩")은 초박막 다이를 요하는 차원 패킹 제한을 제공한다. 또한, ICD 의 작동속력이 계속적으로 증가함에 따라 열손실이 점점 중요해진다. 이것은 대개 초고속에서 작동되는 ICD가 많은 양의 열을 발생시키는 경향이 있다는 사실에 기인한다. 상기 열은 열응력에 기인한 장치결함을 방지하고 캐리어 이동성의 감소에 기인한 주파수 응답의 감쇠를 방지하기 위해서 ICD로부터 제거되어야 한다. ICD로부터 열전달을 증가시키는 일 방법은 ICD가 제조되는 반도체 웨이퍼를 박막화함으로써 유해한 온도효과를 완화하는 것이다. 반도체 웨이퍼를 박막화하는 다른 이유는 : 신호전송성질의 최적화; 다이에서의 홀을 통한 형성; 및 각각의 반도체 제품 및 패키지간에 열팽창계수의 효과를 최소화;하는 것을 포함한다.

반도체 웨이퍼 박막기술은 더욱 더 소규모 고성능 ICD에 대한 요구의 증가에 대응하여 발전해왔다. 통상적으로, 반도체 장치는 반도체가 웨이퍼 형태인 동안에 박막화된다. 웨이퍼 두께는 웨이퍼의 크기에 따라 변화한다. 예를들면, 두께 150 mm 직경 실리콘 반도체 웨이퍼는 약 60 마이크론이며 200 또는 300 mm 의 직경을 갖는 웨이퍼는 두께가 약 725 마이크론이다. 반도체 배면의 기계적 연삭은 웨이퍼를 박막화하는 하나의 표준방법이다. 상기 박막화는 "백그라인딩" 이라고 지칭된다. 일반적으로, 백그라인딩 공정은 반도체 웨이퍼의 정면 및 장치면을 보호하는 방법을 사용한다. 반도체 웨이퍼의 장치면 보호의 통상적 방법은 웨이퍼의 장치면에 보호테이프 또는 감광저항층을 적용하는 것을 포함한다. 웨이퍼 배면은 그 뒤 웨이퍼가 원하는 두께에 도달될 때까지 연삭된다.

그러나, 통상적 백그라인딩 장치는 결점을 갖고 있다. 기계적 연삭은 미세크랙 및 에지 파손을 포함하여 표면 및 웨이퍼의 에지에서 변형을 유발한다. 상기 유발된 웨이퍼 변형은 저수율(low yield)을 낳게되는 성능감쇠 및 웨이퍼 파손을 유발할 수 있다. 또한, 백그라인딩 장치를 사용하여 박막화될 수 있는 반도체 웨이퍼의 양에는 한계가 있다. 예를들면, 표준 두께(전술한대로의)를 갖는 반도체 웨이퍼는 일반적으로 약 250 - 150 마이크론의 범위에서 박막화될 수 있다.

따라서, 백그라인딩에 의해서 박막화된 후에 반도체 웨이퍼에 습식 화학 에칭공정을 적용하는 것이 일반적이다. 상기 공정은 일반적으로 응력제거 에칭, 화학적 박막화, 화학 에칭, 또는 화학 연마로서 지칭된다. 전술한 공정은 웨이퍼의 유도 응력을 경감하고 웨이퍼 배면의 연삭 자국을 제거하며 결과적으로 상대적으로 균일한 웨이퍼 두께를 낳는다. 또한, 백그라인딩 이후의 화학 에칭은 통상적인 백그라인딩 능력이상으로 반도체 웨이퍼를 박막화시킨다. 예를들면, 백그라인딩 이후에 습식 화학 에칭을 활용하는 것은 표준 200 및 300 mm 반도체 웨이퍼를 100 마이크론 이하로 박막화될 수 있게 한다. 습식 화학 에칭은 통상적으로 웨이퍼 배면을 산화/환원제(예를들면 HF, HNO₃, H₃PO₄, H₂SO₄) 또는 택일적으로 가성용액 (예를들면 KOH, NaOH, H₂O₂)에 노출시키는 것을 포함한다. 습식 화학 에칭공정의 예는 2003년 7월 30일 출원된 동시에 계류중인 미국특허출원번호 제10/631,376호에서 발견되며 본 고안의 양수인에게 양도된다. 미국특허출원번호 제10/631,376호의 지식들은 여기서 참조로서 포함된다.

반도체 웨이퍼를 박막화하는 방법이 공지되어 있지만, 한계가 없는 것은 아니다. 예를들면, (일반적으로 공지된 것처럼) 웨이퍼가 박막화될 수 있도록 반도체 웨이퍼를 서브 마운트 또는 "척"에 설치하는 것은 비싼 코팅 및 결합설비 및 재료, 증가된 공정시간, 및 공정영역으로 오염물을 도입할 가능성을 요한다.또한, 기계적 연삭공정에서 사용될 수 있는 웨이퍼를 척에 결합하기 위한 접착제는 습식 화학 에칭에 사용되는 화학 공정유를 잘 견디어내지 못한다. 또한 감광저항 또는 접착테이프의 현 사용은 백그라인딩 공정동안 또는 이후의 처리 및 공정에서 극박막 웨이퍼를 위한 기계적 지지를 제공하지 못한다. 또한 테이프의 사용은 제거공정에서 장애물을 생성한다. 예를들면, 테이프 제거는 웨이퍼가 원하지 않는 휨응력을 거치도록 할 수 있다. 감광저항의 경우에, 재료는 공정시간 및 화학물질의 사용에 추가하여 용매로 웨이퍼의 장치면이 세척되며 오염의 위험이 증가된다. 장치 및 재료가 보호 매체를 사용하고 제거하기 위해서 필요하기 때문에 테이핑 및 보호 중합체의 사용은 또한 값비싸다.

또한, 박막된 반도체 웨이퍼는 뒤틀임 및 구부림이 쉽다. 박막된 반도체 웨이퍼가 극히 부숴지기 쉽기 때문에 이들은 추가 공정동안 처리시 파손되기 쉽다. 일반적으로 현존하는 처리장치는 표준 웨이퍼 두께(예를들면 150 mm 웨이퍼당 650 마이크론 및 200 및 300 mm 웨이퍼당 725 마이크론)를 수용하도록 고안되었기 때문 에 박막된 반도체 웨이퍼(예를들면, 250 마이크론 이하)는 또한 자동화된 웨이퍼 처리에 있어서 복잡성을 나타낸다.

따라서, 박막된 반도체 제품을 생산하기 위한 설비가 요구된다. 동시에, 파손의 위험을 최소화할 정도로 충분히 강하면서도 통상적인 자동화된 반도체 웨이퍼 처리장치와 여전히 호환될 수 있는 박막된 제품을 제공할 것이 요구된다. 마지막으로, 반도체 제품을 박막화하기 위한 공정단계의 수를 줄이는 장치를 개발하는 것이 유리하다.

본 고안은 반도체 웨이퍼를 처리하는 용도용 장치에 의해 제작된 반도체제품을 제공한다. 상기 장치는 강하면서도 동시에 뒤틈임 및 구부림에 저항력있는 박막 웨이퍼를 통한 반도체 제품을 제조한다.

일 측면에 있어서, 본 고안에 따른 반도체제품은 습식 에칭공정을 통하여 박막된 몸체(예를들면 약 125마이크론 이하) 및 두꺼운 림(예를들면 약 600 내지 7825 마이크론의 범위)을 갖는다. 상대적으로 두꺼운 림은 박막된 제품에 강도를 제공하며 제품이 통상적 자동화 처리장치를 갖는 추가공정을 위해 처리되게 한다.

타 측면에 있어서, 본 고안은 반도체 재료로 구성된 몸체 및 림을 갖는 반도체 제품을 제공한다. 몸체는 림에 집적 연결되며 약 50%의 림두께 이하인 두께를 갖는다. 상대적으로 두꺼운 림은 제품에 강도를 제공하며 몸체의 굽힘 및 뒤틀임을 방지한다. 한편, 반도체 제품의 몸체는 300 마이크론 이하, 바람직하게는 125 마이 크론 이하, 매우 바람직하게는 100 마이크론 이하, 특히 50 마이크론 이하 및 매우 특별하게는 25 마이크론 이하인 두께로 박막화될 수 있다.

본 고안인 박막된 반도체 제품의 구조적 형상은 오늘날의 첨단 전자공학 및 진보된 패킹기술에 있어서 필요한 박막된 ICD 에 대한 산업상 요구에 부합하며, 동시에 박막된 제품의 무른 특성에 기인한 파손의 위험을 줄인다.

반도체 제품은 습식 화학 에칭공정을 통하여 박막되며 여기서 제품 배면은 산화제(예를들면 HF, HNO₃, H₃PO₄, H₂SO₄) 또는 택일적으로 가성용액 (예를들면 KOH, NaOH, H₂O₂)에 노출된다. 습식 화학 에칭단계 동안, 제품의 노출된 배면은 제품의 예비습식 화학 에칭 두께의 50% 이하인 두께로 박막된다. 결과적으로, 림은 제품의 둘레부에 형성되거나 또는 일반적으로 산업상 "제한구역(exclusion zone)"으로 지칭된다. 림은 습식 화학 에칭단계전에 제품의 두께와 거의 동일한 두께를 갖는다(예를들면 600 내지 725 마이크론의 범위). 제품의 잔여부분(즉 박막된 몸체)은 림 두께의 50% 이하인 두께를 갖는다 (예를들면 300 마이크론 이하, 바람직하게는 125 마이크론 이하, 매우 바람직하게는 100 마이크론 이하, 특히 50 마이크론 이하 및 매우 특별하게는 25 마이크론 이하).

시스템을 통하여 제품 배면은 바람직한 두께(바람직하게는 125 마이크론 이하)로 박막된다. 제품이 박막된 후에 개시된 툴 및 시스템은 제품을 세정하고 건조하는 단계를 제공한다. 상기 시스템은 또한 사용된 공정유를 재순환, 재생하는 단계를 제공한다.

반도체 웨이퍼의 회분식 공정을 수행하기 위해서, 본 고안은 또한 반도체 제품의 회분 습식 화학 박막이 125 마이크론 이하까지 작아질 수 있는 공정실을 포함한다.

상기 공정실은 제1단부, 외부벽, 및 공동에 연결되는 제1단부의 개구를 갖는 챔버몸체를 포함한다. 공정실은 공정기계안에서 경사되어 지지되며 공정실안의 반도체 제품은 유사하게 경사되어 지지된다. 도어조립체는 상기 챔버몸체의 제1단부에 인접한다. 도어조립체는 상기 챔버몸체의 개구를 선택적으로 폐쇄하는 도어를 갖는다. 공정실은 또한 챔버몸체의 공동안으로 및 반도체 제품의 노출부 위로 공정유를 분사하는 노즐을 갖는 스프레이 조립체를 포함한다. 일 실시예에서, 스프레이 조립체는 대향된 방향에서 공정실 안으로 유체를 주입하는 이중의 흡입구/배출구 조직을 갖는다.

타 측면에 있어서, 공정실은 배기구 및 배출구 또는 배수구를 갖는다. 배기구는 공정실의 공동으로부터 가스 및 증기를 배기한다. 배수구는 공정실의 챔버몸체의 공동으로부터 초과 및 사용된 공정유를 제거한다. 배수구는 공정실로부터 배출탱크까지 초과 및 사용된 공정유를 전송하도록 재순환 시스템에 연결될 수 있다.

타 측면에 있어서, 상기 시스템은 복수의 제품을 유지하는 캐리어 조립체를 포함한다. 캐리어 조립체는 공정실의 공동에 위치되며 제품위에 분사된 공정유를 잘 밀폐하도록 공정실 내부에서 회전한다. 위치부재는 캐리어 조립체에서 특정위치에 반도체 제품을 유지하도록 사용되며, 인접한 반도체 제품간 간격을 제공하도록 사용된다. 또한, 캐리어 조립체의 위치부재의 기하성 때문에, 회전자 조립체의 제 품은 일반적으로 캐리어 조립체와 동시에 회전하며 회전자 조립체의 회전과 다소 독립적이다.

타 측면에 있어서, 상기 시스템은 회전자 조립체를 포함한다. 회전자 조립체는 공정실의 공동내부에 위치되며, 캐리어 조립체는 일반적으로 회전자 조립체의 공동내부에 위치된다. 공정실과 연관된 전동기는 회전자 조립체를 구동하여 회전자 조립체가 챔버몸체의 공동안에서 회전하게 한다. 이어서 회전자 조립체는 캐리어 조립체 및 반도체 제품에 회전운동을 제공한다.

본 고안의 상기 설명한 측면 중의 어느 하나는 최적의 결과를 얻기 위해서 결합되고/되거나 한 번 이상 반복될 수 있다. 본 고안은 또한 전술한 측면의 부결합으로 존재할 수 있다. 본 고안의 상기사항 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 본 고안의 하기 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명확해진다.

[실시예]

A. 반도체 제품을 지지하기 위한 척

도1a-1e와 관련하여, 본 고안의 일 실시예와 관련한 공정동안 반도체 제품(50)을 지지하기 위한 척(10)이 도시된다. 척(10)은 지지체(12), 리테이너(14) 및 밀봉부재(16,24)로 구성된다. 리테이너(14)는 두 개의 홈 또는 오목부(18)를 갖는다. 밀봉부재(16,24)는 각각 환형 홈(18)에 수용된다. 리테이너(14)는 바람직하게는 링 형태인 것이 바람직하며 지지체(12)에 제거가능하게 부착된다. 사용상 장 치면(51), 사면(예를들면 둘레에지, 52) 및 배면(53)을 갖는 제품(50)이 척(50)의 지지체(12)의 지지표면(18)위에 배치된다. 그리고나서 리테이너(14)가 지지체(12)의 외부 둘레에 부착된다. 도1c에서 자세히 도시된 것처럼, 리테이너(14)가 지지체(12)에 연결될 때, 리테이너(14)는 지지체(12)의 외부단부를 감싸며 제품(50)의 배면(53)의 둘레부를 밀폐하여 척(10)의 제품(50)을 안전하게 한다.

연결시, 리테이너(14)는 제품(50)의 배면(53)의 대부분이 노출된 상태로 제품(50의 배면(53)의 소주변부만을 밀폐하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 리테이너(14)에 의해 밀폐되는 배면(53) 표면영역은 약 1 내지 10 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 mm, 특히 약 2 내지 4 mm 사이의 거리에 해당하는 사면(52)으로부터 내부 확장된다. 바람직하게는 제품(50)의 배면(53) 표면영역의 최소 95%(또는 심지어 97% 또는 99%)가 노출된 상태가 된다. 그리고 제품(50)의 배면(53)의 노출부는 공정유를 거치고 원하는 두께로 박막된다. 박막화동안 제품(50)의 배면(53)의 둘레부를 밀폐하는 결과로, 공정유는 제품(50)의 배면(53)의 둘레와 상호접촉할 수 없다. 따라서, 제품(50)의 배면(53)의 둘레는 실질상 동일한 예비박막형태, 형상 및 두께로 남는다. 본 고안의 목적상, 박막화후에 제품(50)의 둘레에 남아있는 반도체 재료는 림으로서 지칭된다. 림은 상기 박막된 제품(50)에 강도를 제공하며 자동화된 처리설비가 박막된 반도체 제품(50)을 본 고안에 의해 처리되게 한다.

도 1d 및 1e로 복귀하여, 지지체(12)에대한 리테이너(14)의 부착을 촉진하기 위해서, 리테이너(14)는 지지체(12)에 형성되는 오목부(22)와 연결되는 맞물림부 재(20)를 갖는다. 상기 방식으로, 리테이너(14) 및 지지체(12)간의 기계적인 단순 스냅 연결이 이루어진다. 도1a - 1d 에 도시되지는 않았지만, 본 고안은 맞물림부재(20)가 지지체(12)로부터 확장되며 리테이너(14) 및 지지체(12)를 제거가능하게 연결하기 위해서 리테이너(14)에서 형성되는 오목부(22)와 결합하는 형상을 포함한다. 양자의 각 형상에 있어서 바람직하게는 맞물림부재(20) 및 오목부(22)는 제1 및 제2 밀봉부재(16,24) 사이에 위치된다.

도1c와 관련하여, 리테이너(14)는 경사면(32)을 갖는 외부 둘레단부(30)를 갖는다. 리테이너(14)가 지지체(12)에 부착될 때, 리테이너(14)의 외부 둘레단부(30)의 경사면(32)은 노치(36)를 형성하기 위해서 지지체(12)의 외부 둘레단부에서 경사면(34)과 한 쌍을 이룬다. 노치(36)는 툴(미도시)을 수용하며 지지체(12)로부터 리테이너(14)의 제거를 촉진시킨다.

도 1e로 복귀하여, 지지체(12)는 주변에 형성되는 립 또는 단(26)을 갖는다. 립(26)은 제품이 척 안으로 로드되기 때문에 제품(50을 가늠하거나 안내하는 작용을 한다. 적절히 정렬될 때, 제품(50은 지지체(12)의 지지표면(28) 위에서 완전히 휴지된다. 척(10)은 임의의 형태(예를들면, 정사각형, 직사각형, 원, 등)일 수 있는 반면에, 도1a-1e에서 도시된 것처럼 바람직한 실시예에서는 디스크형이며 공정처리되는 제품(50)의 직경보다 약간 큰 직경을 갖는다.

도 2a - 2b 와 관련하여, 본 고안에 의한 척(10)의 택일적 실시예가 도시된다. 도1a- 1e에서 도시된 척(10) 같이 척(10)은 지지체(12) 및 리테이너(14)를 포함한다. 리테이너(14)는 환형 홈(18,38)안에 배치된 제1 및 제2 밀봉부재(16,24)를 갖는다. 그러나, 도 2a - 2b 에 예시된 실시예에서 기계적 부착 메카니즘은 도 1a - 1e 에서 도시된 메카니즘과 약간 상이하다. 맞물림부재(20)는 지지체(12)의 외부 둘레로부터 확장한다. 순차적으로, 리테이너(14)는 지지체(12)에 리테이너(14)를 부착하는 단순 스냅연결을 제공하기 위해서 지지체(12)이 맞물림부재(20)와 연결되는 오목부(22)를 갖는다. 밀봉부재(16)를 포함하는 리테이너(14)의 상반부는 결합위치에 있는 제품(50)의 배면(53)의 제한구역을 밀폐한다. 상기 바람직한 실시예에서, 리테이너(14)는 척(10)에서 형성되는 공동으로부터 공정유가 빠져 나올 수 있도록 복수의 세척구멍(40)을 갖는다. 맞물림부재(20)와 기계적 스냅연결을 생성하는 리테이너(14)의 하반부는 지지체(12)의 쌍을 이루는 하반부(46)를 갖는 환형 오목부(44)를 형성한다. 툴(미도시)은 환형 오목부(44)에 삽입될 수 있으며 공정이 완성된 후에 리테이너(14)가 척(10) 지지체(12)에서 쉽게 나갈 수 있게 된다.

(도 1a-1e 및 2a-2b 에서 개시된 대로) 2개의 맞물림부재(16, 24)를 갖는 실시예에서, 밀봉부재(16)는 공정유가 제품의 장치면(51)및 사면(52)에 진입하는 것을 방지하기 위해서 제품(50) 및 리테이너(14) 사이에 가뇨성 경계면(flexible interface) 및 밀봉을 생성한다. 상기 가뇨성 경계면은 또한 척(10)의 조립 및 분해동안 제품(50)에 작용하는 약간의 응력을 경감한다. 밀봉부재(24)는 리테이너(14) 및 지지체(12) 사이 가뇨성 경계면을 생성하며 또한 척(10)의 조립 및 분해동안 제품(50)에 작용하는 약간의 응력을 경감하는 데 유용하다.

도 3a - 3b 내지 7a - 7b 와 관련하여 단일 밀봉부재(16)만을 갖는 다양한 척(10) 형상이 도시된다. 특히, 도 3a - 3b 는 리테이너(14), 지지체(12) 및 도 2a -2b 에서 도시되고 상기에서 설명한 결합 메카니즘에 유사한 결합 메카니즘을 갖는 척(10)을 예시한다. 그러나, 리테이너(14)는 밀봉부재(16)를 수용하는데 개조될 수 있는 단일 환형홈(18)만을 갖는다. 상기 실시예에서, 환형홈(18)은 V-형상이며 정사각형 형태의 압축성 밀봉부재(16)를 수용한다. 바람직하게는 정사각형 모양의 밀봉부재(16)는 홈(18)에서의 적절한 맞춤을 보장하기 위해서 각 모서리로부터 돌출되는 반도체 확장부를 갖는다.

도 4a-4b 및 5a-5b는 지지체(12)의 저면 외부둘레에 주변적으로 부착되는 결합링(48)을 갖는 척(10)을 도시한다. 결합링(48)은 지지체(12) 및 결합링(48) 사이의 단계적 관계를 형성하고 맞물림부재(20)를 형성하면서 지지체(12)로부터 반경외측으로 확장한다. 리테이너(14)는 U-형상 오목부(22)를 갖는 하반부(42)를 갖는다. U-형상 오목부(22)는 맞물림부재(20)를 수용한다. 리테이너(14)의 하반부(42)는 리테이너(14) 및 지지체(12)의 결합링(46) 사이에 기계적 스냅 연결을 형성하기 위해서 맞물림부재(20) 둘레를 감싸는 확장부(49)를 갖는다. 도4a - 4b 에서 리테이너(14)는 2단 환형홈(18)을 갖는 데, 이는 제1단 안으로 삽입하기 위한 제1폭을 갖는 최상부 및 제2단 안으로 삽입하기 위한 제2폭을 갖는 최하부를 갖는 밀봉부재(16)를 수용한다. 도 5a-5b에서 리테이너(14)는 상기 실시예에서 압축성 O-링인 밀봉부재(16)르 수용하기 위한 단일 V-형상 환형홈(18)을 갖는다.

도 6a-6b에서는 본 고안에 의한 척(10)의 또다른 바람직한 실시예를 예시한다. 상기 실시예에서, 리테이너(14)의 하반부(42)는 외부로 확장하는 볼록 돌출부(62)를 갖는 내부면 벽(60)을 갖는다. 상기 지지체(12)는 리테이너(14)의 하반 부(42)의 내부면 벽(60)의 볼록 돌출부(62)를 수용하기 위한 오목홈(66)을 갖는 말단벽(64)을 갖는다. 상기 방식으로 리테이너(14)는 지지체(12)를 결합하고 제품(50)을 척(10)의 지지표면(28)위에서 안전하게 한다.

(도 3a-3b 내지 6a-6b에서 개시된대로) 단일 밀봉부재(16)만을 갖는 실시예에서, 밀봉부재(16)는 공정유가 제품(50)의 장치면(51) 및 사면(52)과 상호작용하는 것을 방지하고 조립 및 분해 공정동안 제품(50)에 작용하는 응력을 경감하기 위해서 제품(50) 및 지지체(12) 사이 가뇨성 경계면을 생성한다.

도 7a-7b로 복귀하여보면, 척의 바람직한 실시예가 도시되는 데, 이는 이전 실시예의 리테이너(14) 및 밀봉부재(16)를 결합시킨다. 상기 실시예에서 리테이너(14)는 단일요소로 리테이너(14)의 중앙을 통하여 주변으로 통과하는 환형홈(18)을 갖는 압축성 환형링이다. 지지체(12)는 외부단부(13)를 갖으며, 이는 리테이너(14)의 환형홈(18)에 삽입된다. 리테이너(14)는 지지체(12) 및 제품(50)위로 리테이너(14)에 의해 작용하는 압축힘의 결과로 지지체(12)에 결합되게 된다. 상기 부착위치에서, 제품(50)의 외부 둘레부(예를들면 제한구역)가 또한 환형홈(18) 내부에 위치된다. 상기 바람직한 실시예에서, 리테이너(14)는 제품(50)의 배면(53)에 밀봉을 생성하며 공정동안 공정유가 제품(50)이 사면(52) 및 장치면(51)에 진입하는 것을 방지한다.

본 고안에 의한 척(10) 실시예에서의 용도상 적절한 재료는 하기에서 설명된다. 일반적으로, 척(10)은 안정하고 화학적으로 매우 저항성 있는 수많은 상이한 중합체 재료로 제조될 수 있다. 바람직하게는 지지체(12)는 폴리테트라플루오로에 틸렌을 포함하며 리테이너(14)는 바람직하게는 KYNAR 상표하 Atofina Chemicals에 의해 판매되는 폴리비닐디엔플루오르(polyvinyldienefluoride)같은 플루오로중합체를 포함한다. 도 7a-7b에서 예시된 실시예에서, 리테이너(14)는 플루오로중합체의 경도계 경도 이하의 그러나, 밀봉부재와 관련하여 하기에서 설명되는 탄성중합체보다 큰 경도계 경도를 갖는 재료로부터 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 제품(50)에 대해 밀봉을 생성할 만큼 압축성 있는, 그러나 리테이너(14)에 지지체(12)를 수용하기 위한 구조를 제공할 만큼 딱딱한 재료이다. 본 고안의 임의의 실시예에서, 지지체(12)에 대한 리테이너(14)의 접착성을 증가시키기 위해서, 지지체(12)는 리테이너(14)가 형성되는 재료의 경도계 경도보다 큰 경도계 경도를 갖는 재료로 구성된다.

도 1a-1e, 2a-2e, 5a-5e, 6a-6e에서 예시된대로, 밀봉부재(16,24)는 "O-링"같은 형상이 바람직하지만, 다른 형상(예를들면 도3a-3b 및 4a-4b에서 도시된 대로)도 또한 사용될 수 있슴을 고려한다. 밀봉부재(16,24)는 바람직하게는 50 이상의 경도계 경도를 갖는 압축성 재료로부터 형성된다. 적절한 탄성중합체 재료의 특정예는: 상표 Kalrez로 DuPont에 의해 판매되는 퍼플루오로엘라스토머(perfluroelastomer); 상표 Chemraz로 Greene, Tweed & Co.에 의해 판매되는 퍼플루오로엘라스토머; 상표 Viton으로 DuPont에 의해 판매되는 플루오르엘라스토머; 및 상표 EPDM으로 판매되는 탄화수소 엘라스토머를 포함한다.

B. 단일 반도체 제품을 박막화하기 위한 공정

본 고안에 의한 반도체제품을 제작하기 위한 박막공정에 있어서, 도8은 전술한 척(10) 및 제품(50)이 제품(50)의 배면(53)을 박막화하는 데 사용될 때 실시될 수 있는 실시예를 예시한다. 단계(200)에서, 제품(50)은 장치면(51), 사면(52) 및 배면(53)을 갖는다. 제품(50)의 배면(53)은 치수에 의존하는 소정의 표면영역이다. 또한 제품은 소정의 두께를 갖는다.

단계(210)에서, 제품(50)은 척(10)의 지지표면(28)위에 배치되며 장치면(51)은 척(10)의 지지체(12)에 바로 근접해있다. 리테이너(14)가 지지체(12)에 부착되어서 제품(50)의 배면(53)의 둘레부(예를들면 제품(50)의 제한구역)가 밀폐된다. 단계(210)에서, 제품(50)은 척(10)에 고정된다. 척(10) 형상의 결과로 지지체(12)에 리테이너(14)가 부착될 때, 단계(220)에서 대다수(및 바람직하게는 최소 95%, 더욱 바람직하게는 최소97% 및 특히 최소 99%)의 배면(53) 표면영역이 노출된다. 반면에, 제품(50)의 배면(53)의 소주변부가 밀폐된다.

이어서 제품(50)은 제품(50)의 노출된 배면(53)에 공정유를 적용함에 의해서 단계(230)에서 원하는 두께로 박막된다. 리테이너(14)의 포개지는 형상때문에 , 제품의 노출된 배면(53)을 박막함에 의해서, 단계(240)에서 림 및 본체가 제품(50)에 형성된다. 상기 림은 제품(50)의 외부 둘레에 형성되며 두께(RT)를 갖으며, 제품(50)의 본체는 두께(MBT)를 갖는다. 도8의 바람직한 실시예에서, MBT는 약 50% RT 이하이다. 원하는 MBT는 바람직하게는 약 40% RT 이하, 더욱 바람직하게는 약 30% RT 이하, 특히 약 20% RT 이하, 더욱 특별하게는 약 10% RT 이하이다. 제품(50)을 박막한 후에 RT는 박막공정전 두께와 실질상 동일하다고 간주된다. 그러 므로, 상용 200 mm 및 300 mm 제품에 대하여, 박막후 RT는 약 725 마이크론이다. 그리고 박막화후 상용 150 mm 제품의 RT는 약 650 마이크론이다.

그러나, 이전에 몇몇 다른 방법(예를들면 기계연삭)에 의해 박막화되는 제품(50)을 처리하는 것은 본 고안의 범위내에 있다. 그러므로, 150 -750 마이크론 사이의 임의 두께을 갖는 제품(50)은 제품(50)과 실질상 동일한 두께범위(즉, 약 150 - 725 마이크론, 더욱더 약 600-725, 또는 더욱더 약 300-725)의 RT를 갖는 림 및 약 25 - 300 마이크론, 바람직하게는 약 100 -125 마이크론의 범위, 더욱 바람직하게는 야 50 -100 마이크론의 범위 , 특히 약 25 - 50 마이크론의 범위의 MBT를 갖는 본체를 구비한 제품(50)을 생산하기 위해서 본 고안에 의해서 박막될 수 있다.

도9는 전술한 척(10)이 제품(50)의 배면(53)을 박막화하는 데 사용될 때 실시될 수 있는 공정의 타 실시예를 예시한다. 단계(300)에서, 두께(WPT)를 갖는 제품(50)이 제공된다. 제품(50)은 장치면(51), 사면(52) 및 배면(53)을 갖는다. 제품(50)은 단계(310)에서 척(10)의 지지체(12)에 바로 근접한 장치면(51)을 갖는 척(10)위에 배치된다. 단계(320)에서, 리테이너(14)가 지지체(12)에 부착되어서 제품(50)의 배면(53)의 둘레부가 밀폐된다. 상기 단계에서 제품(50)은 척(10)에 고정된다. 척(10) 형상의 결과로 지지체(12)에 리테이너(14)가 부착될 때, 밀폐된 제한구역을 제외하고 실질상 제품(50)의 전체 배면(53)이 노출된다.

여전히 도9와 관련하여, 단계(330)에서 척(10) 및 제품(50)이 공정실 안으로 배치된다. 공정실은 수동 또는 자동일 수 있으며 바람직하게는 Kalispell, Nontana 의 Semitool, Inc.로부터 가용될 수 있는 것과 같은 스프레이산 툴 플랫폼이다. 공정실 내부에서 공정유는 단계(340)에서 제품(50)의 노출된 배면(53)에 적용된다. 단계(340)의 박막공정은 바람직하게는 상용의 습식 화학에칭 공정 또는 연마공정을 포함한다. 상기 어느 공정에서, 공정유는 탈염수, 과산화수소, 오존, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 플루오르화 수소산, 질산, 황산, 산성산 및 인산 중의 어느 하나 또는 이의 조합으로 구성된 것이 바람직하다. 처리되는 특정표면 및 제거되는 물질에 따라서 많은 다른 산성 및 염기성 용액이 사용될 수도 있다.

공정유는 통상적 방법으로 제품(50)에 적용될 수 있다. 그러나, 일 바람직한 실시예에서, 공정유는 노즐 또는 복수의 노즐을 통해 제품(50) 배면(53)에 분사된다. 다른 바람직한 실시예에서, 척(10) 및 제품(50)이 공정유 부피 안으로 또는 (상이한 농도 또는 온도에서의) 복수 부피의 동일 또는 상이한 공정유 안으로 순차적으로 액침된다.

제거되는 물질의 농도 및 제거되는 물질의 양(즉, 제품의 원하는 최종 두께)에 따라서, 공정유는 원하는 농도, 온도 및 유속을 갖는다. 상기 공정유 변수를 모니터하고 유지함에 의해서 공정유는 제1에칭속도 및 이후의 제2에칭속도에서 제품(50)의 노출된 배면(53)에 적용될 수 있다. 바람직하게는 제1에칭속도는 제2에칭속도보다 크다. 즉, 반도체 재료는 처음에 급속도로 에칭되며 이후에는 원하는 두께로 근접함에 따라 완만히 에칭된다.

도9의 단계(350)에 있어서, 박막공정은 제품(50)에서의 림(70) 및 본체(72)를 형성한다. 박막공정은 본체(72)가 원하는 두께(MBT)에 도달할 때까지 수행된다. 바람직하게는, MBT는 50% WPT 이하이고, 더욱 바람직하게는 40% WPT 이하, 매우 바람직하게는 30% WPT 이하, 특히 20% WPT 이하, 특히 바람직하게는 10% WPT 이하이다. 박막공정동안 반도체 제품(50)의 본체(72)의 두께를 측정하는 것이 바람직하다. 이것은 공정실에서의 상용 적외선 모니터링 기술을 사용함으로써 또는 전기용량 측정기술 같은 임의의 다른 공지된 측정기술에 의해서 달성될 수 있다. 필요하다면 전술한 공정유 변수가 제품 두께의 지속적 모니터링에 근거하여 조절될 수 있다.

단계(360)에서, 박막된 제품(50)은 세정되고 건조된다. 예를들면, 제품은 세정단계동안 탈염수, 질소 또는 인산의 유동으로 분사될 수 있으며 이후 임의의 하나 이상의 공지된 건조기술을 거치게 된다. 최종적으로, 제품(50)은 척으로부터 제거되며(단계 370) 박막된 제품(50)은 복수의 다이로 잘려진다(단계 380).

C. 반도체 박막용 회분식 공정실 및 시스템

반도체 제품(50)의 박막은 단일 제품(50)상에서 또는 동시에 복수의 제품(50)상에서 본 고안에 의해서 수행될 수 있다. 복수의 제품(50)을 박막할 때, 각 제품(50)을 상응하는 척(10)에 배치한 후 복수의 척(10) 및 제품(50)을 (본 명세서에서 참조로 포함되는 개시로 계류중인 미국특허출원 제 10/200,074호 및 제10/200,075호 에서 개시된 캐리어같은) 캐리어에 배치하는 것이 바람직하다. 일단 복수의 제품(50) (및 관련된 척(10))이 캐리어 배치되면, 캐리어는 공정용기안으로 로드되며 공정유는 복수의 제품(50)의 노출된 배면(53)에 적용된다. 제품(50)에 공 정유를 적절히 적용하도록 척(10) 또는 캐리어 또는 양자 모두를 공정동안 공정용기안에서 회전시키는 것이 바람직하다. 공정용기는 단일 툴 또는 큰 제품(50) 처리 시스템을 구성하는 복수의 작업장소 중의 하나일 수 있다.

도12,13 및 27에 있어서, 제품(412) 처리용 기계 또는 툴(410)이 도시된다. 툴(410)은 바람직하게는 제1 공정모듈(416) 및 제2 공정모듈(418)을 수용하는 카비네(414)을 포함하지만, 추가적인 작업중 포드(pod) 또는 모듈이 툴(410)에 제공될 수 있다. 제1 공정모듈(416)은 통상적으로 (도14에서 도시된 공정실(420)같은) 반도체 제품(412)을 박막하는 공정실이며, 제2 공정모듈은 통상적으로 제품이 박막된 후에 제품(412)을 건조하고 세정하기 위한 건조 및 세정실(422)이다. 툴(410)은 또한 시스템의 작동을 제어하고 모니터하는 제어패널(424), 표시장치(426), 및 프로세서 같은 장치와 관련된 전자제어지역(425)을 갖는다. 부가적으로, 툴(410)은 공정포드에서의 작업을 수용하는 또다른 모듈(427)을 갖는다. 시스템의 또다른 특징 및 요소는 여기에서 상세히 설명된다.

전술한 대로, 본 시스템에서 복수의 제품(412)은 공정실(420)에서 박막된다. 바람직한 실시예에서, 공정실(420)에 배치되기 전에 각 제품(412)은 처리를 위해 개별 척(430)에 설치된다. 제품 및 다양한 척 형상 사이의 배열은 도1 - 7 과 연관되어서 상기에서 상세히 설명되었다. 복수의 설치된 제품은 이후 복수의 제품(412)을 유지하기 위한 캐리어 조립체(452)에 배치된다. 도 15 - 16 과 관련하여 캐리어 조립체(452)는 일반적으로 둘레부 주위로 제품(412)을 유지한다. 상기 실시예에서, 캐리어 조립체(452)는 전체 캐리어 조립체(452)를 형성하도록 연결되는 제1 캐리어 부재(454) 및 제2 캐리어부재(456)를 포함한다. 대략적으로 제품(4120은 상기 캐리어 조립체(452)내부에서 유지될 수 있다. 각 캐리어부재(454,456)는 캐리어 조립체(452)에 강성(剛性 )을 제공하기 위해서 복수의 지지대(458)를 갖는다. 도15에서 도시된 대로 바람직한 실시예에서, 각 캐리어부재(454,456)는 네 방향으로 반경 확장되며 일반적으로 동일이격된 지지대(458)를 갖는다. 지지대(458) 사이의 간격은 공정유가 공정실(420)의 제품(412)에 도달하게 한다. 또한, 지지대(458)는 복수의 개구(460)을 갖으며 이를 통해 캐리어부재(454,456)의 무게를 줄인다. 도15에서 도시된 대로, 제1 및 제2 캐리어부재(454,456)가 접합될 때, 제1 및 제2 맞물림부재(457,459)는 캐리어 조립체(452)로부터 확장한다. 맞물림부재(457,459)는 회전자 조립체(474)안에서 캐리어 조립체(452)를 위치적으로 유지하기 위해서 (하기 설명되는) 회전자 조립체(474)와 쌍을 이룬다.

캐리어 조립체(452)는 중앙보어영역(central bore area,462)을 갖는다. 중앙보어영역(central bore area,462)의 둘레에서 캐리어 조립체(452)는 캐리어 조립체(452) 내부에 반도체 제품(412)을 위치하고 유지시키는 복수의 위치부재(464)를 갖는다. 그러므로, 위치부재(464)는 캐리어 조립체(452)의 인접 제품(412)사이에 간격을 제공하여 공정유가 제품(412)의 전 배면과 상호작용하게 한다. 도16에서 잘 도시된 대로, 위치부재(464)는 이는 전술한 대로 척(430)에 설치되는 제품(412)을 캐리어 조립체(452)상의 에지에 유지하는 데 유용하다. 그럼에도 불구하고, 위치부재(464)의 구조는 일반적으로 제품(412)이 캐리어 조립체(452)에 위치될 때 축 및 회전방향으로 미세 자유운동을 하게 한다. 그러므로, 제품(412)은 캐리어 조립 체(452)내부에서 다소 독립적으로 회전할 수 있다. 캐리어 조립체(452)는 전형적으로 폴리테트라플루오로에틸렌이나 스테인레스 강으로 제조된다. 바람직한 실시예에서, 이는 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조된다.

또 다른 캐리어 조립체(466)가 도17에서 도시된다. 상기 실시예에서, 케리어 조립체(466)는 제1 단부플레이트(468), 제2 단부플레이트(470) 및 제1 단부플레이트(468) 및 제2 단부플레이트(470) 사이에서 확장하는 복수의 접속부재(472)를 갖는다. 최소 하나의 접속부재(472)는 캐리어 조립체(466) 내부에 제품(412)을 위치시키고 유지하기 위해서 이에 종속되고 반경내부로 확장하는 위치부재(464)를 갖는다. 전술한 캐리어 조립체(452)에서와 같이 상기 캐리어 조립체(466)에서의 위치부재(464)는 척(430)에 고정되는 제품(412)을 캐리어 조립체(468)의 에지상에 유지하는 데 유용하다. 또한, 전술한 캐리어 조립체에서와 같이 위치부재(464)는 제품(412)이 캐리어 조립체(466)에 위치될 때 축 및 회전방향으로 미세 자유운동을 하게 한다. 캐리어 조립체(452,466)는 다양한 크기의 제품(412)을 처리하는 데 사용될 수 있으나, 통상적으로 200 mm 또는 300 mm 직경 반도체 웨이퍼 같은 일 크기의 제품(412)을 처리하도록 형상된다.

적절한 캐리어 조립체(실예 목적상 상기 개시는 여기서 추가 논의되는 캐리어 조립체(452)를 활용한다)가 제품에 로드된 후에, 공정실(420)의 공동(506)에 함유된 회전자 조립체(474)에 적합된다. 회전자 조립체(474)의 예는 도18 및 19 에서 도시되며 캐리어 조립체(452)가 로드된 회전자 조립체(474)의 예는 도14에서 도시된다. 회전자 조립체(474)는 일반적으로 보통 실린더형 회전자(476), 보통 원형 베 이이스플레이트(78) 및 구동축(480)을 포함한다. 회전자(476)는 외부링(482), 베이스(484), 및 외부링(482)과 베이스(484)사이에서 확장하는 복수의 연결부재(486)를 갖는다. 공동(488)은 베이스(484), 연결부재(486) 및 외부링(482)의 내부사이에 형성된다. 공동(488)은 캐리어 조립체(452)를 수용하기 위해서 형상된다. 구동축(480)은 구동 플레이트(490)에 연결되며 구동축(480)과 동시에 회전한다. 순차적으로, 복수의 보조 구동봉(492)가 구동플레이트(490)에 연결된다. 구동봉(492)은 회전자 조립체(474)를 구동하는 데 조력하기 위해서 연결부재(486)를 통해서 확장한다. 통상적으로, 회전자(476)는 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조되나, 중량을 줄이기 위해서 보조 구동봉(492)은 카본 그라파이트(carbon graphite)로 제조된다. 구동축(480) 및 구동플레이트(490)는 통상적으로 스테인레스강 또는 소수의 다른 적절한 재료로 제조된다. 밀봉(494)은 공정유가 회전자 조립체(474)의 내부요소 안으로 진입하지 않도록 이용된다.

도14 및 22에 있어서, 캐리어 조립체(452)는 공정실(420)의 공동(506)의 회전자조립체(474) 안으로 로드된다. 공정실(420)은 제1단부(498), 제2단부(500), 외부벽(502), 및 공정실(420)의 공동(506)에 연결되는 챔버몸체의 제1단부(498)에서의 개구(504)를 포함하는 챔버몸체(496)를 포함한다. 공동(506)은 복수의 제품(412)과 함께 로드된 캐리어 조립체 조립체(452)로 충전된 회전자 조립체(474)를 포함하도록 형상된다. 챔버몸체(496)는 챔버몸체(496)의 제1 단부(498)에 연결되는 분할링 조립체(497)를 구비할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 챔버몸체(496)는 실질상 두꺼운(예를들면, 약 25 mm 두께) 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조된다. 상기 재료는 에칭/박막공정에서 사용되는 다양한 부식 및 가성의 에칭제에 대하여 불활성이다. 그러나, 유사한 특성을 제공하는 다른 재료가 또한 라이너용으로 활용될 수 있다. 택일적으로, 공정실(420)은 상기 재료로 제조된 라이터(507)를 구비할 수 있다.

공정실(420)은 또한 도어 조립체(508) 및 전동기 조립체(512)를 포함하여 이에 연결되는 다양한 조립체를 갖는다. 도14 및 21에서 도시된 듯이, 전동기 조립체(512)는 일반적으로 전동기(512) 및 설치판(516)를 포함한다. 전동기(514)는 설치판(516)에 연결되며 설치판(516)는 순차적으로 공정실(420)의 챔버몸체(496)의 제2단부(500)에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 전동기(12)는 무브러시 직류 서보 전동기를 포함한다. 도23에서 도시된 듯이, 회전자 조립체(474)의 구동축(480)은 공정실(420)로부터 챔버몸체(496)의 제2 단부(500)의 개구(518)을 통하여 확장한다. 구동축(480)은 전동기(514)안으로 삽입되어 전동기(514)가 구동축(480)을 구동(즉, 회전력을 제공)하게 한다. 따라서, 회전자 조립체(474)의 구동축(480)을 통하여 전동기(514)는 캐리어 조립체(452) 및 제품(412)을 회전할 수 있다.

공정실(420)은 또한 공정실 안으로 공정유를 분사하는 스프레이 조립체(510)을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 스프레이 조립체(510)는 공정실(420)과 일체를 이룬다. 도14 및 20 - 24 에서 도시된 바람직한 실시예에서, 스프레이 조립체(510)는 보다 균일한 공정유의 송출을 제공하기 위해서 한 쌍의 이중, 겹치는 스프레이 매니폴드(520)를 갖는다. 각각의 매니폴드(520)는 2개의 흡입구(521), 노즐 리셉터클(523)에 위치된 복수의 노즐(522), 및 이를 통해 공정유가 노즐(522)로부터 공정 실(420)안으로 분사되는 복수의 개구(525)를 갖는다. 매니폴드(520)는 배출탱크(546)로부터 흡입구(521)에서 공정유를 수용하며 도24에서 보듯이 매니폴드(520)의 길이를 따라서 복수의 노즐(522)로 공정유를 분배한다. 노즐 리테이너(524)는 노즐(522)을 밀폐한다. 노즐(522)은 공정실(420)의 공동(506)안으로 및 캐리어 조립체(452)의 제품의 노출부 위로 이들이 회전자 조립체(474)에 의해 회전될 때 공정유를 분사한다.

바람직한 실시예에서, 매니폴드(520) 각각은 공정실(420)의 제1단부(498) 및 제2 단부(500) 양자에서 흡입구를 갖으며, 공정실(420)이 전 길이를 따라 실질상 확장하는 노즐(522)를 갖는다. 이것은 매니폴드(520)에 관해 반대방향으로의 공정유의 이중흡입을 제공한다. 매니폴드(520)에서 공정유를 이중흡입을 함으로써, 매니폴드(520)를 통한 압력저하는 감소되며 공정실(420)으로 주입될 수 있는 유체의 유동량 또는 부피는 증가된다.

도20에 있어서, 도어 조립체(508)는 공정실(420)의 공동(506)으로의 접근을 제공하는 챔버몸체(496)의 제1단부(498)에 인접하여 확장된다. 도어조립체(508)는 바람직하게는 공정실(420)의 제1단부(498)에 밀봉을 형성한다. 도20에서 보듯이, 도어 조립체(508)는 일반적으로 지지플레이트(526), 전면 패널플레이트(528), 도어(530) 및 한 쌍의 선형 트랙 또는 가이드(532)를 포함한다. 지지플레이트(526)는 공정실(420)로 도어 조립체(508)를 고정하기 위해서 챔버몸체(496)에 연결된다. 전면 패널플레이트(528)는 지지플레이트(526) 아래에서 확장하며 선형 작동기(532)의 하단부를 지지한다. 선형 작동기(532)는 도어(530)을 지지하며 도어(530)를 (도 어(530)가 챔버몸체(496)의 공동(506)으로의 개구(504)를 밀봉폐쇄하는).제1위치로부터 (공동(506)이 접근가능한 )제2위치(도20에서 도시)로 이동을 제공한다. 도어(530)는 또한 공정실(420)으로의 시각검사를 가능하도록 윈도우(534)를 구비할 수 있다.

도13에서 잘 도시되듯이, 공정실(420)은 일반적으로 경사각으로 기계(410)의 카비네(414) 내부에 고정된다. 바람직한 실시예에서, 공정실(420)은 챔버몸체(596)의 측면에 설치부재(536)를 갖는다. 설치부재(536)는 공정실(420)을 지지하기 위해서 기계(420)의 리시버(미도시)와 쌍을 이룬다. 상기 실시예에서, 설치부재(536)는 숫 메이팅부재로 작동하며 리시버는 암 메이팅부재로 작동한다. 그러나, 다른 형태의 설치가 (챔버몸체(496)위 설치부재(536)가 암형일 수 있으면 기계(410)의 수용부재가 숫형일 수 있슴을 포함하여) 본 고안의 범위를 벗어나지 않고 가능함을 숙지한다.

공정실(420)은 수평으로 지향될 수 있으며, 경사각으로 지향되는 것이 바람직하다. 또한, 바람직한 실시예에서, 챔버몸체(496)의 제1단부(498)는 예를들면 5 내지 30도의 각도로, 가장 바람직하게는 약 10도의 각도로 상방 경사되어서 공정실(420)의 제1단부(498)는 공정실(420)의 제2단부(500)보다 높은 고도에 있다. 상기 방향에 도달하기 위해서, 바람직한 실시예에서 카비네(414)에서의 수용부재는 적절한 경사각으로 제공된다. 공정실(420)의 챔버몸체(496)는 전술한 대로 설치부재(536)를 통하여 수용부재에 연결된다. 반도체 제품은 공정실(420)과 대략 동일한 경사각으로 위치된다고 이해된다.

도 21 - 23 에서 도시된 듯이, 공정실(420)은 배기구(540) 및 배출구 또는 배수구(542)를 갖는다. 상기 배기구(540)는 공정실(420)의 공동(506)으로부터 가스 및 증기를 배출구(541)로 배출한다. 바람직한 실시예에서, 배기구(540)는 챔버몸체(496)의 대략 전 길이까지 확장한다. 배수구(542)는 배수골을 포함하는 데, 이는폐공정유 및 제거된 실리콘을 공정실(420)의 하부 및 밖으로 배수하기 위해서 바람직한 실시예에서 챔버몸체(496)의 대략 전 길이부근에서 유사하게 확장한다. 도22에서 보듯이, 배기구(540)는 배수구(542)같이 챔버몸체의 대향부에 위치될 수 있다. 배수구(542)는 공정실(420)의 챔버몸체(496)의 공동(506)으로부터 과량 및 사용된 공정유 및 실리콘을 배수하기 위해서 재순환 시스템(544)에 연결되는 배수 배출구(543)를 갖는다.

재순환시스템(544)은 전형적으로 공정실로부터 과량 및 사용된 공정유를 적절한 배출탱크(546)에 송출한다. 부가적으로, 공정유 및 제거된 실리콘은 공정실(420)으로부터 배수되어 재순환되는 대신에 버려질 수 있다. 배기구(540) 및 배수구(542)는 단일 경로에서 공정실로부터 과량/사용된 공정유 및 증기를 제거하도록 형성된다. 증기는 배기구(540) 상방으로 배기되며, 소비된 공정유 및 실리콘은 배수구(542) 하방으로 배수된다.

바람직한 실시예에서, 현 시스템에서 이용되는 공정유는 물, 과산화수소, 오존, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 플루오르화 수소산, 질산, 황산, 산성산 및 인산 중의 최소 하나를 포함한다. 다른 공정유가 또한 가능하다. 공정유는 시스템의 특정 요구를 처리하기 위해서 혼합되고 조절될 수 있다.

일 부피의 공정유는 통상적으로 공정실(420)로의 송출을 위한 배출탱크에 수용된다. 그러나, 배출탱크(546)으로부터 공정실(420)까지 유체를 송출함에 있어서 총 시스템의 부분으로서 부가요소가 제공될 수 있다. 개략적인 유체송출의 예는 도26에서 도시된다. 상기 예에서, 펌프(548)는 공정유를 배출탱크(546)로부터 공정실(420)로 공급하는 데 사용된다. 필터(550)는 공정유를 여과하기 위해서 배출탱크(546) 및 공정실(420) 사이에 제공된다. 부가적으로, 농도 모니터(552)는 공정실(420)로 송출되는 공정유의 농도를 모니터하기 위해서 배출탱크(546) 및 공정실(420) 사이에 제공될 수 있다. 최종적으로, 유량계(554)는 공정실(420)로 송출되는 공정유의 부피를 모니터하기 위해서 이용될 수 있다. 열교환기(556)가 또한 공정유의 온도를 조정하기 위해서 배출탱크(546)와 연결되어 제공될 수 있다. 상기 요소는 통상적으로 전체 툴(410)에 수용된다.

시스템은 또한 다양한 공정유의 농축된 부피를 함유하는 농축된 계량용기를 포함할 수 있다. 예를들면, 도26에서 보듯이, 3개의 계량용기(558)가 제공된다. 상기 예에서, 하나의 계량용기는 불화수소산, 또다른 계량용기는 질산, 또다른 계량용기는 인산을 함유한다. 각 계량용기(558)는 통상적으로 계량용기(558)로부터 배출탱크(546)로 특정 공정유를 송출하기 위해서 계량펌프(560)를 갖는다. 일반적으로 농도모니터에 의해 결정되는 공정유의 농도에 따라서, 하나 이상의 계량펌프(560)는 유체의 요구농도를 유지하기 위해서 해당 배출탱크(546)에 공정유의 중탕(bath)을 투입할 수 있다. 계량용기(558)는 툴(410)안에 수용될 수 있거나, 툴 외부에 수용될 수 있으며 유체는 툴(410) 안으로 계량펌프(560)을 통하여 공급될 뿐이다.

제품을 처리하기 위한 방법에서 하기에서 설명하는 바와 같이, 다양한 세척 및 에칭 단계가 제공된다. 각 단계에서 분리된 배출탱크(546)가 통상적으로 제공된다. 따라서, 예비 세척단계(612)용으로 필요한 공정유가 하나의 배출탱크(546)에 저장될 수 있고, 비정밀 에칭단계(614)용으로 필요한 공정유는 분리된 배출탱크(546)에 저장될 수 있고, 연마 에칭단계(616)용으로 필요한 공정유가 또다른 분리된 배출탱크(546)에 저장될 수 있고, 세정단계(618)용으로 필요한 공정유가 여전히 또다른 분리된 배출탱크(546)에 저장될 수 있다. 계량용기(558)는 그러므로 해당 배출탱크(546)로 유체를 개별 송출하는 데 사용될 수 있다(하나의 송출탱크만이 도26에서 도시된다). 부가적으로, 재순환 시스템은 과량 및 사용된 공정유를 공정실로부터 현 공정단계에 따른 해당 배출탱크(546)로 송출한다.

D. 일련의 반도체 제품 박막용 공정

일련의 반도체 제품을 처리하는 일 방법이 도25에서 예시된다. 도25에서 예시된 대로, 일반적으로 제품을 처리하는 데 수행되는 제1단계(600)는 제품(412)의 배면이 노출된 상태로 제품(412)을 척(430)에 배치하는 것이다. 제2단계(602)는 (이미 척(430)에 놓여있는) 제품(412)을 캐리어 조립체의 위치부재 사이 캐리어 조립체(452)안으로 로드하는 것이다. 캐리어 조립체(452)가 복수의 제품(412) - 통상적으로 254 내지 50 개의 제품- 으로 완전 로드된 후에 캐리어 조립체(452)는 단계(604)에서 공정실(420)의 공동(506) 내부 회전자 조립체(474)에 배치된다. 제 품(412)이 공정실(420)의 회전자 조립체(474)에 로드된 후에, 도어(530)는 챔버몸체(496)의 공동(506)으로의 개구(504)를 밀봉폐쇄하기 위해서 제1위치로 이동된다.

제품(412)이 공동(506)에 배치되고 공정실(420)으로의 도어(530)가 폐쇄된 후에, 제품은 공정처리되게 준비된다. 통상적으로, 제품(412)은 공정실(420)에서 회전하면서 처리된다. 따라서, 단계(610)에서 전동기(514)는 공정실(420)내부에서 회전자 조립체(474)를 회전하도록 부하된다. 그러나, 제품(412)은 회전자 조립체(474)에서 캐리어 조립체(452)와 함께 회전하며, 제품(412)은 또한 상기 설명한 대로 다소 독립적으로 회전하며 축으로 이동한다. 다음으로, 공정유는 제품이 회전자 조립체(474)에 의해 회전될 때 캐리어 조립체(452)의 제품 노출부 위로 스프레이 조립체(510)의 노즐(522)을 통하여 분사된다.

일 실시예에서, 제1 예비세척 스프레이 단계(단계 612)가 수행된다. 상기 단계(612)에서, 세척유는 스프레이 조립체(510)을 통하여 그리고 제품(412)상의 표면 오염을 제거하기 위해서 공정실(420)의 노출부 위로 분사된다. 세척용액은 제1 배출탱크에 저장되며 H₂O, H₂O₂ 및 NH₄OH 중의 최소 하나를 포함한다. 다음으로, 제1 비정밀 화학에칭은 단계(614)에서 수행된다. 제1 화학 에칭단계에서, 증가된 에칭속도가 제품(412)으로부터 많은 양의 기판을 제거하는 데 활용될 수 있다. 비정밀 화학 에칭이 제품(412)에 수행된 후에, 연마화학에칭이 단계(616)에서 제품(412)에 수행된다. 연마화학에칭의 에칭 속도는 비정밀 화학에칭의 속도보다 적다. 바람직한 실시예에서, 제품(412)을 화학적으로 에칭하는 단계는 제품(412)에 HF, HNO₃, H₃PO₄ 의 용액을 적용하는 단계를 포함한다. 2개의 상이한 배출탱크는 비정밀 및 연마에칭공정을 위한 유체를 저장하는 데 사용된다. 상기 2개의 단계를 통하여 일련의 제품(412)이 공정실(420)에서 박막된다. 제품(412)은 100 마이크론보다 적은 두께로 박막될 수 있다. 다음으로, 제품(412)은 단계(618)에서 공정실에서 세정된다. 제품(412)을 세정하는 단계는 일반적으로 공정실(420)에 인산용액을 적용하는 단계를 포함한다. 상기 용액은 여전히 또다른 배출탱크(546)에 저장된다. 상기 각 단계동안에, 사용된 공정유는 통상적으로 재순환 시스템(544)을 통하여 회수되며 공정실(420)로부터 해당 배출탱크(546)으로 송출된다.

제품(412)이 박막되고 세정된 후에, 제품은 통상적으로 단계(620)에서 공정실(420)으로부터 제거된다. 일반적으로, 제품(412)은 캐리어 조립체(452)에 남게된며 캐리어 조립체(452)는 공정실(420)의 회전자 조립체(474)로부터 제거된다. 단계(624)에서, 제품(412)을 고정하는 캐리어 조립체(452)는 제품의 건조 및 세정을 위한 제2 공정모듈(418)에 배치된다. 건조 및 세정실에서 제품(412)을 건조하고 세정하는 단계는 제품(412)을 회전시키는 동안 일반적으로 먼저 제품(412)을 세정하기 위해서 제품(412)에 탈염수를 적용하는 단계 및 제품(412)을 건조하기 위해서 제품에 이소프로필 알콜 증기 또는 고열 질소가스를 적용하는 단계를 포함한다. 각각의 상기 유체는 여전히 또다른 배출탱크에 저장될 수 있다.

제품(412)이 세척되고 건조된 후에, 캐리어 조립체(452)는 단계(626)에서 제2 공정실(422)로부터 제거되며 최종적으로, 단계(630)에서 제품(412)은 척(430)으 로부터 제거된다.

E. 박막된 반도체 제품

도10 -11과 관련하여, 본 고안의 공정에 의해 처리되는 최종 박막된 반도체 제품(50)이 설명된다. 전술한 대로, 박막된 제품(50)은 림(70) 및 본체(72)로 구성된다. 림(70)은 제품(50)의 주변에 형성되며 본체(72)와 일체를 이룬다. 일반적으로, 표준 반도체 제품(50)을 처리할 때, 처리된 제품(50)은 125 마이크론 이하의 두께를 갖는 본체(72) 및 약 600 내지 725 마이크론 범위의 두께를 갖는 림(70)을 구비한다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 본체(72) 두께는 100 마이크론 이하, 바람직하게는 50 마이크론 이하, 특히 25 마이크론 이하이다. 전술한대로, 림(70)은 제품(50)의 제한구역에 형성되며 1 - 10 mm , 바람직하게는 1 - 5 mm , 특히 1 - 2 mm 범위의 (도10에서 w로서 도시된) 폭을 갖는다. 본체(72) 및 림(70)은 기박막된 제품(50)과 실질상 동일한 재료로 형성된다. 매우 바람직하게는 본체(72) 및 림(70)은 실리콘으로 구성된다.

또한 전술한 대로, 타 공정에 의해 이전 박막된 제품(50)이 본 고안에 의해서 박막될 수 있슴을 고려한다. 상기 예에 있어서, 본 고안에 의해 박막되는 제품(50)의 초기 두께는 200 마이크론 이하일 수 있다. 상기 경우에, 본 고안에 의해 박막되는 제품(50)은 약 50 %의 림(70) 두께 이하, 바람직하게는 약 40 %의 림(70) 두께 이하, 매우 바람직하게는 30 %의 림(70) 두께 이하, 선택적으로 20 %의 림(70) 두께 이하, 더욱더 바람직하게는 10 %의 림(70) 두께 이하, 특히 5 %의 림(70) 두께 이하인 두께를 갖는 본체(72)를 구비한다. 또한, 본 고안은 다양한 크기의 제품(50)을 박막하는 데 사용될 수 있슴을 고려한다. 따라서, 림(70)은 바람직하게는 약 5% 이하의 제품(50)의 배면(53) 표면영역(BSSA), 바람직하게는 약 3% 이하의 BSSA , 심지어 1 % 이하의 BSSA를 포함한다.

다양한 변형이 기본사상에서 벗어나지 않으면서 상기 고안에 이루어질 수 있다. 본 고안이 하나 이상의 특정 실시예에 관해서 대략 상세히 설명되었지만, 당업자는 고안이 사상 및 범위에서 변화가 이루어질 수 있슴을 이해할 것이다.

본 고안에 의해 생성된 웨이퍼는 파손에 덜 영향받는 효과가 있다. 또한, 본 고안의 장치는 공정단계의 수를 줄이고 박막 웨이퍼를 처리하기 위한 향상된 생산구조를 제시하여 결과적으로 향상된 수율 및 향상된 공정효율에 따라 제작된 반도체 제품이 제작되는 효과가 있다.

Claims (23)

1. 반도체 제품으로서:

   약 150 마이크론 이하 두께를 갖는 본체와;

   상기 본체에 연결되어 약 150 내지 725 마이크론 범위의 두께를 갖는 림(rim)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제품.
2. 제1항에 있어서, 본체 두께는 100 마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 제품.
3. 제1항에 있어서, 본체 두께는 50 마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 제품.
4. 제1항에 있어서, 본체 두께는 25 마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 제품.
5. 제1항에 있어서, 림 및 본체는 완전체(integral)인 것을 특징으로 하는 반도체 제품.
6. 제1항에 있어서, 림 및 본체는 실리콘으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도 체 제품.
7. 제1항에 있어서, 림은 약 600 ~ 725 마이크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제품.
8. 제1항에 있어서, 림은 약 300 ~ 725 마이크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제품.
9. 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품으로서:

   반도체 제품은 :

   약 5% 이하의 BSSA를 포함하고 두께(RT)를 갖는 림과;

   약 50% RT 이하의 두께(MBT)를 갖는 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
10. 제9항에 있어서, 림은 약 3 % 이하의 BSSA를 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
11. 제9항에 있어서, 림은 약 1 % 이하의 BSSA를 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
12. 제9항에 있어서, MBT는 약 40 % RT 이하인 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
13. 제9항에 있어서, MBT는 약 30 % RT 이하인 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
14. 제9항에 있어서, MBT는 약 20 % RT 이하인 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
15. 제9항에 있어서, MBT는 약 10 % RT 이하인 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
16. 제9항에 있어서, MBT는 약 5 % RT 이하인 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
17. 제9항에 있어서, 림은 본체에 구조적 완전성을 부여하는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
18. 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품으로서:

    상기 반도체 제품은

    최소 95%의 BSSA를 포함하는 본체와;

    본체에 연결되어 두께 RT를 갖는 약 5% 이하의 BSSA를 포함하며 본체와 같은 재료로 형성되는 림과;

    약 50 % RT 이하인 두께를 갖는 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
19. 제18항에 있어서, 동일 재료는 실리콘인 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
20. 제18항에 있어서, 본체는 약 40 % RT 이하인 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
21. 제18항에 있어서, 본체는 약 30 % RT 이하인 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
22. 제18항에 있어서, 본체는 약 20 % RT 이하인 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.
23. 제18항에 있어서, 본체는 약 10 % RT 이하인 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배면 표면영역 (BSSA)를 갖는 반도체제품.

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