KR20050106994A

KR20050106994A - 반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척 및웨이퍼 접촉 방법

Info

Publication number: KR20050106994A
Application number: KR1020040032117A
Authority: KR
Inventors: 김동훈
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2005-11-11

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척 및 웨이퍼 접촉 방법에 관한 것으로서, 반도체 웨이퍼를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척이 반도체 웨이퍼 상에서 반도체 칩이 형성되지 않는 공백의 주연부을 지지하도록 함으로써 상기 웨이퍼 척이 상기 반도체 칩을 손상시키는 것을 방지하여 웨이퍼 척이 웨이퍼를 지지 및 이동시킨 후에도 반도체 웨이퍼의 불량품 발생을 최소화하는 반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척 및 웨이퍼 접촉 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 반도체 칩을 구현하고, 주연부의 소정부분들에 공백을 갖는 웨이퍼를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척에 있어서, 3핀 타입으로 3개의 핀이 상기 주연부를 따라 소정간격으로 분포되어 상기 웨이퍼를 지지하되, 상기 3개의 핀은 상기 웨이퍼 주연부의 공백에 대응하는 배면에 접촉하여 지지하는 반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척을 제공한다.

Description

반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척 및 웨이퍼 접촉 방법{Wafer chuck for preventing the defect of semiconductor wafer and wafer contacting method thereof}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척 및 웨이퍼 접촉 방법에 관한 것으로서, 반도체 웨이퍼를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척이 반도체 웨이퍼 상에서 반도체 칩(chip)이 형성되지 않는 공백의 주연부를 지지하도록 함으로써 상기 웨이퍼 척이 상기 반도체 칩을 손상시키는 것을 방지하여 웨이퍼 척이 웨이퍼를 지지 및 이동시킨 후에도 반도체 웨이퍼의 불량품 발생을 최소화하는 반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척 및 웨이퍼 접촉 방법에 관한 것이다.

웨이퍼 척은 반도체장치에 설치되는 것으로, 웨이퍼 상에서 진행되는 반도체 제조공정에 있어서, 상기 웨이퍼를 공정 단계에 따라 지지하여 이동시키는데, 주로 상기 웨이퍼의 배면의 소정 부위를 지지하거나 진공흡착하여 이동시킨다.

이하, 종래 기술에 따른 웨이퍼 척의 웨이퍼에 대한 지지 및 이동을 설명하면 다음과 같다.

도1a는 종래 기술에 따른 웨이퍼 척이 웨이퍼를 지지한 것을 도시한 사시도이고, 도1b는 종래 기술에 따른 웨이퍼 척을 개략적으로 도시한 사시도이다. 또한, 도2a 및 2b는 종래 기술에 따른 웨이퍼 척이 웨이퍼에 접촉하는 부위를 도시한 평면도이다.

반도체 제조공정을 거치는 웨이퍼(10)는 주로 소정 면적을 갖는 원형으로 이루어진 반면, 상기 웨이퍼(10) 상에서 구현되는 반도체 칩(11)은 소정 크기를 갖는 복수개의 사각형상으로 이루어짐으로써, 상기 웨이퍼(10)는 상기 복수개의 반도체 칩(11)의 크기에 따라 상기 반도체 칩(11)이 형성되지 않은 공백(12)이 주연부에 형성된다.

또한, 종래기술에 따른 웨이퍼 척(20)은 3핀(pin) 타입 또는 4핀 타입으로 구분되어 웨이퍼(10)의 배면을 지지하도록 이루어지며, 복수개의 핀(21)에 의해 지지되는 웨이퍼(10)는 상기 복수개의 핀(21)을 포함하는 웨이퍼 척(20)의 이동과 함께 이동하게 되는데, 상기 복수개의 핀(21)은 상기 웨이퍼(10)를 안정되게 지지 및 이동시키기 위하여 상기 웨이퍼(10)의 중심으로부터 소정 각도로 분포되도록 구비된다.

여기에서, 상기 웨이퍼 척(20)은, 도1a에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(10)를 이동시키기 위해 상기 웨이퍼(10)의 배면을 지지하되, 상기 배면 중 상기 반도체 칩(11)이 구현되는 부분을 지지하여 이동시킨다.

이에 따라, 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(10)의 배면에는 상기 웨이퍼 척(20)이 접촉한 자국(13)이 형성될 수 있으며, 상기 접촉 자국(13)을 포함한 그 주위는 상기 웨이퍼 척(20)에 의한 지지 및 이동 후의 후속공정, 예를 들어 노광, 식각 및 세척, 확산 등을 거치면서 디포커스(defocus) 및 웨이퍼 워페이지(wafer warpage) 등을 야기시켜 불량품을 발생시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 반도체 웨이퍼를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척이 반도체 웨이퍼 상에서 반도체 칩이 형성되지 않는 공백의 주연부를 지지하도록 함으로써 상기 웨이퍼 척이 상기 반도체 칩을 손상시키는 것을 방지하여 웨이퍼 척이 웨이퍼를 지지 및 이동시킨 후에도 반도체 웨이퍼의 불량품 발생을 최소화하는 반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척 및 웨이퍼 접촉 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 웨이퍼 척의 3개의 핀은 어느 하나는 고정핀으로 이루어지고, 다른 2개의 핀은 상기 고정핀으로부터 분포된 위치로부터 상기 웨이퍼의 주연방향을 따라 소정각도 이동가능한 이동핀으로 이루어진다.

상기 웨이퍼 척의 이동핀의 이동각도는 상기 웨이퍼의 중심에 대하여 상호 대향방향의 동일한 각도로 이동할 수 있다.

상기 고정핀은 상기 웨이퍼의 주연부의 공백 중 상측에 대응하는 배면에 접촉하고, 상기 두 이동핀은 분포된 위치로부터 상기 웨이퍼의 중심에 대하여 소정각도 상의 공백에 대응하는 배면에 접촉하되, 상기 반도체 칩과 접촉을 최소화한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 불량 방지를 위한 웨이퍼 척을 설명하면 다음과 같다.

도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 웨이퍼 척이 반도체 칩이 구현되는 웨이퍼에 접촉한 부위를 도시한 배면도이다. 또한, 도4a는 본 발명에 따른 웨이퍼 및 웨이퍼 척을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도4b는 본 발명에 따른 웨이퍼 척의 고정핀 및 이동핀의 웨이퍼 상의 접촉 부분 및 이동핀의 이동각도를 도시한 배면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척은 반도체 칩(110)을 구현하고, 주연부(120)의 소정부분들에 공백을 갖는 웨이퍼(100)를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척(200)에 있어서, 3핀 타입으로 3개의 핀(210, 220)이 상기 주연부(120)를 따라 소정간격으로 분포되어 상기 웨이퍼(100)를 지지하되, 상기 3개의 핀(210, 220)은 상기 웨이퍼 주연부(120)의 공백에 대응하는 배면에 접촉하여 지지하도록 구성된다.

반도체 제조 공정을 거치면서 상면에 복수개의 반도체 칩(110)을 구현하는 웨이퍼(100)는 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 소정 넓이를 갖는 원형으로 이루어지는 반면, 상기 웨이퍼(100) 상에서 구현되는 복수개의 반도체 칩(110)은 일정한 크기를 갖는 사각형으로 이루어진다. 이에 따라, 상기 원형의 웨이퍼(100)는 그의 상면에 일정한 크기의 사각형의 반도체 칩(110)이 형성되되, 상기 웨이퍼(100)의 주연부(120)의 소정부분들은 상기 사각형의 반도체 칩(110)이 구현될 수 있는 크기에 부합하지 않는 경우 공백으로 남겨진다. 즉 상기 웨이퍼(100) 상의 공백은 상기 반도체 칩(110)이 구현되지 않는 부분 및 상기 반도체 칩(110)이 원형(original form)으로 형성될 수 없는 부분을 포함한다.

여기에서, 상기 웨이퍼(100)의 중연부(120)의 상측(121)은 그의 상면의 구현되는 복수개의 반도체 칩(110)의 크기 또는 개수에 관계없이 동일한 위치에 공백이 형성된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 웨이퍼 척(200)은 3핀 타입으로 이에 구비된 하나의 고정핀(210) 및 2개의 이동핀(220)이 상기 웨이퍼(100)의 배면을 지지하되, 상기 웨이퍼(100)의 주연부(120)를 따라 소정간격을 두고 지지하여 상기 웨이퍼(100)를 이동시킨다.

이에 관하여 자세히 설명하면, 상기 웨이퍼 척(200)의 고정핀(210)은 상기 웨이퍼(100)의 배면에 접촉하여 지지하되, 상기 웨이퍼(100) 상에 있어서 상기 반도체 칩(110)의 크기에 관계없이 동일한 위치에 형성되는 주연부(120)의 상측(121)의 공백에 해당하는 부분에 접촉한다. 또한, 상기 웨이퍼 척(200)의 2개의 이동핀(220)은 상기 고정핀(210) 또는 상측 공백(121)으로부터 소정 간격을 유지한 위치에서 상기 웨이퍼(100) 주연부(120)의 공백에 해당하는 배면에 접촉한다. 여기에서 상기 이동핀(220)이 상기 웨이퍼(100) 상에서 접촉이 가능한 부분, 즉 상기 웨이퍼(100)의 배면 중 주연부(120)의 공백에 해당하는 부분은 복수개의 반도체 칩(110)의 크기 및 갯수에 따라 그 넓이와 위치가 변하기 때문에 상기 이동핀(220) 또한 이에 상응하여 이동가능하도록 한다. 여기에서 본 발명에 따른 웨이퍼 척의 핀은 3개의 핀으로 구성된 것으로 하였으나, 이에 국한되지 않고 복수개의 핀으로 구성되며, 상기 웨이퍼 척의 복수개의 핀들 중, 어느 하나는 고정핀으로 이루어지고, 이외의 나머지 핀들은 상기 고정핀으로부터 분포된 위치로부터 상기 웨이퍼의 중심에 대하여 소정각도 이동가능한 이동핀으로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 상기 이동핀(220)은, 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 상기 고정핀(210)으로부터 상기 웨이퍼(100)의 주연부를 따라 소정 간격을 두고 설정된 위치에서, 상기 원형 웨이퍼(100)의 중심(111)에 대하여 소정 각도, 예를 들어 각각 도4의 α₁, β₁및 α₂, β_2,로 이동가능하여 상기 웨이퍼(100)의 배면에 접촉하되 상기 주연부(120) 공백에 상응하는 부분 중 상기 반도체 칩(110)과의 접촉이 최소인 부분(122), 예를 들어 공백 넓이가 최대인 부분에 접촉하도록 한다. 여기에서 상기 복수개의 반도체 칩(110)은 상기 웨이퍼(100)의 상측(121) 및 웨이퍼(100)의 중심(111)에 대향하여 동일한 행렬로 이루어지기 때문에, 이에 따라 형성되는 주연부(120)의 공백 또한 동일한 넓이와 위치로 형성될 수 있다. 따라서 상기 2개의 이동핀(220)은 각각 상기 웨이퍼(100)의 중심(111)에 대하여 상호 대향하는 동일한 각도, 예를 들어 α₁=α₂또는 β₁=β₂,로 이동할 수 있다. 여기에서 상기 이동핀(220)은 통상적으로 기어 어셈블리 등에 의해 이동하나 이에 관한 자세한 설명은 생략하였다.

이에 따라, 사각형의 복수개의 반도체 칩(110)을 구현한 원형의 웨이퍼(100)의 주연부(120)의 소정부분에 공백에 있어서, 상기 웨이퍼(100) 상에서 일정한 위치에 형성되는 상측(121) 공백에 해당하는 배면 부분은 3핀 타입 웨이퍼 척(200)의 고정핀(210)이 접촉하여 지지하도록 하고, 상기 고정핀(210)으로부터 상기 주연부(120)를 따라 소정간격을 유지하도록 위치하는 이동핀(220)은 상기 위치상에서 상기 웨이퍼(100)의 중심에 대하여 소정각도 이동가능하게 함으로써, 상기 웨이퍼(100) 상에서 구현된 복수개의 반도체 칩(110)의 크기와 개수에 따라 형성되는 주연부(120)의 공백 중 상기 반도체 칩(110)과 접촉이 최소인 부분에 해당하는 배면(122)을 지지하도록 하여 상기 웨이퍼 척(200) 및 이에 구비된 핀(210, 220)에 의한 상기 웨이퍼(100)의 지지 및 이동시, 상기 웨이퍼 척(200)의 핀(210, 220)의 상기 반도체 칩(110)에 대한 접촉, 상기 접촉에 따른 자국 및 상기 자국에 따른 손상을 최소화하여, 상기 웨이퍼 척(200)에 의한 지지 및 이동 후의 후속 공정에서 상기 반도체 칩(110)의 불량 발생을 최소화한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내어서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 반도체 웨이퍼를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척이 반도체 웨이퍼 상에서 반도체 칩이 형성되지 않는 공백의 주연부를 지지하도록 함으로써 상기 웨이퍼 척이 상기 반도체 칩을 손상시키는 것을 방지하여 웨이퍼 척이 웨이퍼를 지지 및 이동시킨 후에도 반도체 웨이퍼의 불량품 발생을 최소화하는 효과가 있다.

도1a는 종래 기술에 따른 웨이퍼 척이 웨이퍼를 지지한 것을 도시한 사시도.

도1b는 종래 기술에 따른 웨이퍼 척을 개략적으로 도시한 사시도.

도2a 및 2b는 종래 기술에 따른 웨이퍼 척이 웨이퍼에 접촉하는 부위를 도시한 평면도.

도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 웨이퍼 척이 반도체 칩이 구현되는 웨이퍼에 접촉하는 부위를 도시한 배면도.

도4a는 본 발명에 따른 웨이퍼 및 웨이퍼 척을 개략적으로 도시한 사시도.

도4b는 본 발명에 따른 웨이퍼 척의 고정핀 및 이동핀의 웨이퍼 상의 접촉 부분 및 이동핀의 이동각도를 도시한 배면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명

100: 웨이퍼 110: 반도체 칩

111: 웨이퍼 중심 120: 주연부

121: 웨이퍼 상측 122: 이동핀 접촉부

Claims

반도체 칩이 구현되는 웨이퍼를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척에 있어서,

3핀 타입으로 3개의 핀이 소정간격으로 분포되어 상기 웨이퍼를 지지하되, 상기 3개의 핀은 상기 웨이퍼 중 상기 반도체 칩이 구현되지 않는 공백에 대응하는 배면에 접촉하여 지지하는

반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척.
제1항에 있어서,

상기 웨이퍼 척의 3개의 핀은

어느 하나는 고정핀으로 이루어지고, 다른 2개의 핀은 상기 고정핀으로부터 분포된 위치로부터 상기 웨이퍼의 주연방향을 따라 소정각도 이동가능한 이동핀으로 이루어진

반도체 웨이퍼의 불량 방지를 위한 웨이퍼 척.
제2항에 있어서,

상기 웨이퍼 척의 이동핀의 이동각도는 상기 웨이퍼의 중심에 대하여 상호 대향방향의 동일한 각도로 이동하는

반도체 웨이퍼의 불량 방지를 위한 웨이퍼 척.
제2항에 있어서,

상기 고정핀은 상기 웨이퍼의 주연부의 공백 중 상측에 대응하는 배면에 접촉하고, 상기 두 이동핀은 상기 고정핀의 일점을 포함하는 삼각형 구도가 되도록 배치되는 대칭되는 공백에 대응하는 배면에 접촉하는

반도체 웨이퍼의 불량 방지를 위한 웨이퍼 척.
반도체 칩을 구현하는 웨이퍼를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척의 접촉 방법에 있어서,

상기 웨이퍼 척은 3핀 타입으로 3개의 핀이 소정간격으로 분포되어 상기 웨이퍼를 지지하되, 상기 3개의 핀은 상기 웨이퍼 중 상기 반도체 칩이 구현되지 않는 공백에 대응하는 배면에 접촉하여 지지하는 단계; 및

상기 3개의 핀에 의해 지지된 웨이퍼를 이동시키는 단계를 포함하는

웨이퍼 척의 불량 방지를 위한 웨이퍼 접촉 방법.
반도체 칩을 구현하는 웨이퍼를 지지 및 이동시키는 웨이퍼 척에 있어서,

복수개의 핀이 소정간격으로 분포되어 상기 웨이퍼를 지지하되, 상기 복수개의 핀은 상기 웨이퍼 중 상기 반도체 칩이 구현되지 않는 공백에 대응하는 배면에 접촉하여 지지하는

반도체 웨이퍼의 불량 발생 방지를 위한 웨이퍼 척.
제6항에 있어서,

상기 웨이퍼 척의 복수개의 핀은

어느 하나는 고정핀으로 이루어지고, 이외의 나머지 핀들은 상기 고정핀으로부터 분포된 위치로부터 주연방향을 따라 소정각도 이동가능한 이동핀으로 이루어진

반도체 웨이퍼의 불량 방지를 위한 웨이퍼 척.