KR20050120282A - 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 공정 챔버 내의 정전척(Electro-Static Chuck) 상에 웨이퍼가 고정되어 반도체 공정이 완료된 후 정전척 내부에 형성된 리프트 핀에 의해 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅(Lifting)하는 방법으로서, 정전척의 정전기력을 없애기 위해 정전척에 전압을 공급하는 전압 공급부의 전원이 오프(Off)되는 제 1 단계와, 냉각가스 공급부로부터 정전척을 통해 웨이퍼 뒷면으로 냉각가스가 공급되는 제 2 단계와, 제 2 단계에서 공급되는 냉각가스 흐름(Flow) 압력과 반도체 공정 챔버를 제어하는 설비 제어부에 설정된 최대 냉각가스 흐름 압력이 비교되는 제 3 단계, 및 제 3 단계에서 냉각가스 흐름 압력이 최대 냉각가스 흐름 압력보다 많은 경우 정전척 상면으로부터 리프트 핀이 상승되어 정전척 상에서 웨이퍼가 리프팅되는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 정전척의 잔류 전하에 의해 발생된 웨이퍼와 정전척 사이의 스틱킹 힘을 감소시켜 웨이퍼 리프팅 시 스틱킹 힘에 의해 웨이퍼가 정전척으로부터 미끄러지거나 휘어졌다가 튕겨져 나가게 되는 등의 웨이퍼 손상이 발생되는 것이 방지된다.
Description
본 발명은 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅(Lifting)하는 방법으로서, 더욱 상세하게는 정전기력에 의해 웨이퍼를 고정시키는 정전척(Elctro-Static Chuck; ESC) 상에 웨이퍼가 고정되어 반도체 공정이 완료된 후 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법에 관한 것이다.
반도체 공정 챔버 내에 웨이퍼를 고정하는 방식에 있어서, 기존에는 반도체 공정 챔버 내에 로딩되는 웨이퍼를 클램프를 이용하여 고정하는 방식이 채택되었으나, 현재에는 대전됨에 따라 발생된 정전기력을 가진 정전척을 이용하여 웨이퍼를 반도체 칩 손상없이 고정시키는 방식을 채택하고 있다.
정전척은 외부 전원과 접속되는 원판형의 도전전극과, 도전전극의 상부면에 형성되는 유전막, 및 도전전극을 장비로부터 절연시키는 절연체를 포함하고 있고, 웨이퍼와 접촉되는 표면인 유전막은 전압이 가해지면 음극(-)으로 대전(Charge)되는 재질로 되어 있다. 따라서, 정전척에 전압이 가해지면 유전막은 음극으로 대전되어 이에 발생된 정전기력에 의해 웨이퍼를 고정시킨다. 이러한 유전막의 표면 재질로는 폴리미드(Polymide) 또는 실리콘 고무를 유전막으로 사용한 고분자 계열과 알루미나(Al2O3) 또는 질화알루미늄(AlN) 등을 사용한 세라믹스 계열이 있다.
이하 첨부도면을 참조하여 일반적인 반도체 공정 설비 내의 정전척과 이와 연결된 부품들에 대해 살펴본 후 정전척 상에 고정된 웨이퍼를 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 1은 일반적인 정전척을 포함한 반도체 공정 설비의 개략적인 구조를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 공정 설비(101) 내의 정전척(103)에는 공정 상의 필요에 따라 여러 가지 부품들이 배치된다. 즉, 정전척(103)에는 상면에 고정되는 웨이퍼(102) 뒷면으로 냉각가스를 공급하기 위해 냉각가스 공급부와 연결되는 가스 공급관(104)과, 정전척(103) 하부에 형성되고 구동 실린더(107)에 의해 상·하 구동되는 리프트 판(106)에 형성된 다수 개의 리프트 핀(105)이 관통되는 다수 개의 삽입홀이 형성되어 있다. 또한, 정전척(103)은 전압 공급부(108)와 연결되어 전압 공급부(108)로부터 전압이 인가된다.
여기서, 전압 공급부(108)와, 구동 실린더(107), 및 냉각가스 공급부는 공정 프로세스가 프로그램 된 설비 제어부와 연결되어 설비 제어부에 의해 제어된다. 그리고, 설비 제어부에는 각 단계마다 냉각가스 공급부로부터 가스 공급관에 공급되는 냉각가스 흐름 압력 외에도 누설로 인한 냉각가스의 손실을 막기 위해 최대 냉각가스 흐름(Flow) 압력이 설정되어 있다.
이러한 구성을 갖는 정전척(103) 상에 공정이 완료된 웨이퍼(102)를 리프팅하는 방법은 전압 공급부(108)로부터 전압이 인가됨에 따라 대전된 정전척(103) 표면을 중성으로 바꾸기 위해 전압 공급부(108)의 전원이 꺼지고, 이 후 정전척(103) 내부에 형성된 리프트 핀(105)이 정전척(103) 상부로 상승 구동되어 정전척(103) 상에 고정된 웨이퍼(102)를 리프팅시킨다. 즉, 반도체 공정이 완료된 후 전압 공급부(108)의 전원이 꺼짐에 따라 정전척(103)이 중성으로 바뀌고, 이에 웨이퍼(102)를 고정시키는 힘인 정전기력이 제거되어 웨이퍼(102)가 정전척(103)으로부터 쉽게 움직일 수 있게 되는 원리를 이용한 것이다.
그러나, 정전척(103) 중 세라믹스 계열의 유전막을 가진 정전척은 표면이 거칠기 때문에 웨이퍼를 고정시키기 위해서는 다른 정전척보다 더 높은 전압이 인가되어야 한다. 이로 인해, 정전척 표면은 전압 공급부의 전원이 꺼지더라도 중성으로 빠르게 바뀌지 않고 천천히 바뀌게 되어 정전척 상에는 잔류 전하가 남아있게 된다. 이에 따라, 정전척과 웨이퍼 사이에는 스틱킹(Sticking) 현상이 발생되고, 이러한 스틱킹 현상으로 인해 웨이퍼는 리프트 핀에 의해 리프팅 될 시 정전척으로부터의 스틱킹 힘을 이기지 못해 미끄러지거나 휘어졌다가 튕겨져 나가 손상되게 된다.
따라서, 본 발명은 정전척 상에 고정된 웨이퍼가 반도체 공정이 완료된 후 리프팅될 시 정전척에 남아있는 잔류 전하로 인해 발생되는 스틱킹 현상에 의해 웨이퍼가 손상되지 않고 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법을 제공함에 있다.
반도체 공정 챔버 내의 정전척(Electro-Static Chuck) 상에 웨이퍼가 고정되어 반도체 공정이 완료된 후 정전척 내부에 형성된 리프트 핀에 의해 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법으로서, 정전척에 전압을 공급하는 전압 공급부의 전원이 오프(Off)되는 제 1 단계와, 냉각가스 공급부로부터 정전척을 통해 웨이퍼로 냉각가스가 공급되는 제 2 단계와, 제 2 단계에서 공급되는 냉각가스 흐름 압력과 반도체 공정 챔버를 제어하는 설비 제어부에 설정된 최대 냉각가스 흐름 압력이 비교되는 제 3 단계, 및 제 3 단계에서 냉각가스 흐름 압력이 최대 냉각가스 흐름 압력보다 많은 경우 리프트 핀이 수직 상승되어 웨이퍼가 정전척 상에서 리프팅되는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 도 1에 도시한 반도체 공정 설비를 사용하는 본 발명에 따른 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼를 리프팅하는 방법은 정전척에 전압을 공급하는 전압 공급부의 전원이 오프되는 제 1 단계(201)와, 정전척을 통해 웨이퍼로 냉각가스가 공급되는 제 2 단계(202)와, 제 2 단계(202)에서 공급되는 냉각가스 흐름 압력과 설비 제어부에 설정된 최대 냉각가스 흐름 압력이 비교되는 제 3 단계(203), 및 제 3 단계(203)에서 냉각가스 흐름 압력이 최대 냉각가스 흐름 압력보다 많은 경우 정전척 상면으로부터 리프트 핀이 상승되어 웨이퍼가 정전척으로부터 리프팅되는 제 4 단계(204)를 포함한다.
제 1 단계(201)는 전압 공급부로부터 전압이 가해짐에 따라 발생된 정전기력에 의해 웨이퍼가 정전척 상면에 고정되어 반도체 공정이 완료된 후 반도체 공정 설비로부터 반송되기 위해 정전척 상의 정전기력이 제거되는 단계로서, 정전척에 전압을 공급한 전압 공급부의 전원이 오프된다.
제 2 단계(202)는 제 1 단계(201)에서 정전척의 정전기력을 없애기 위해 전압 공급부의 전원이 오프되었으나, 정전척의 표면에 아직 잔류 전하가 존재함으로 인해 발생된 정전척과 웨이퍼 사이에 스틱킹 현상을 완화시키기 위한 단계이다. 이를 위해 제 2 단계(202)에서는 정전척 내부의 가스 공급관을 통해 웨이퍼 뒷면으로 냉각가스가 공급된다. 여기서, 가스 공급관은 냉각가스 공급부로부터 냉각가스를 공급받고, 이 때 냉각가스 흐름 압력은 제어부에 설정된 값에 따른다.
제 3 단계(203)는 제 2 단계(202)에서 웨이퍼 뒷면으로 공급되는 냉각가스 흐름 압력과 설비 제어부에 설정된 최대 냉각가스 흐름 압력이 비교되는 단계로서, 정전척 내부로 냉각가스가 공급되면 그 압력에 의해 웨이퍼가 정전척으로부터 들려지게 되어 웨이퍼와 정전척 사이에 틈이 발생되고, 이에 따라 그 틈 사이로 냉각가스가 누설되어 정전척 내부로 공급되는 냉각가스 흐름 압력이 증가하게 된다. 이 때, 정전척 내부로 공급되는 냉각가스 흐름 압력은 설정된 최대 냉각가스 흐름 압력보다 많게 되어 제 4 단계(204)로 넘어간다. 여기서, 제 3 단계에서는 웨이퍼 뒷면에서 공급되는 냉각가스의 압력에 의해 웨이퍼가 들려짐으로써 웨이퍼와 정전척 사이의 스틱킹 힘이 줄어들게 된다.
제 4 단계는 제 3 단계에서 냉각가스 흐름 압력이 최대 냉각가스 흐름 압력보다 많은 경우에 정전척 내부에 형성된 실린더에 의해 리프트 판이 상승 구동되어 리프트 핀이 상승되고, 이에 제 3 단계에 의해 감소된 스틱킹 힘을 받고 있는 웨이퍼가 리프트 핀에 의해 정전척으로부터 리프팅되는 단계이다.
따라서, 본 발명에 따른 정전척으로부터 웨이퍼 리프팅 방법은 가스 공급부로부터 정전척 내부를 통해 웨이퍼 뒷면으로 냉각가스를 공급함으로써, 이에 발생된 가스 압력에 의해 웨이퍼가 정전척 상면으로부터 들려질 수 있는 척력이 발생되고, 이로 인해 정전척으로 웨이퍼를 끌어당기고 있는 스틱킹 힘이 감소된다. 이 후, 정전척과 웨이퍼 사이에 틈이 발생됨으로 인해 냉각가스 흐름 압력이 증가되고, 이에 설비 제어부에 설정된 최대 냉각가스 흐름 압력과 정전척을 통해 웨이퍼 뒷면으로 공급되는 냉각가스 흐름 압력을 비교하여 냉각가스 흐름 압력이 최대 냉각가스 흐름 압력보다 더 많을 경우 리프트 핀을 상승시켜 웨이퍼를 리프팅시킴으로써 스틱킹 힘으로 인해 웨이퍼가 정전척으로부터 미끄러지거나 휘어졌다가 튕겨져 나가게 되는 현상이 발생되지 않는다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 정전척으로부터의 웨이퍼 리프팅 방법은 웨이퍼 리프팅 시 정전척을 통해 웨이퍼 뒷면으로 냉각가스를 공급함으로써 정전척의 잔류 전하에 의해 발생된 웨이퍼와 정전척 사이의 스틱킹 힘을 감소시키고, 이에 따라 웨이퍼 리프팅 시 스틱킹 힘에 의해 웨이퍼가 정전척으로부터 미끄러지거나 휘어졌다가 튕겨져 나가게 되는 등의 웨이퍼 손상이 발생되는 것이 방지된다.
도 1은 일반적인 정전척을 포함한 반도체 공정 설비의 개략적인 구조를 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시한 반도체 공정 설비를 사용하는 본 발명에 따른 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법의 일 예를 나타낸 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 반도체 공정 설비 102: 웨이퍼
103: 정전척 104: 가스 공급관
105: 리프트 핀 106: 리프트 판
107: 구동 실린더 108: 전압 공급부
Claims (1)
- 반도체 공정 챔버 내의 정전척(Electro-Static Chuck) 상에 웨이퍼가 고정되어 반도체 공정이 완료된 후 상기 정전척 내부에 형성된 리프트 핀에 의해 상기 정전척으로부터 상기 웨이퍼를 리프팅(Lifting)하는 방법에 있어서,상기 정전척에 전압을 공급하는 전압 공급부의 전원이 오프(Off)되는 제 1 단계;냉각가스 공급부로부터 상기 정전척을 통해 상기 웨이퍼 뒷면으로 냉각가스가 공급되는 제 2 단계;상기 제 2 단계에서 공급되는 냉각가스 흐름(Flow) 압력과 상기 반도체 공정 챔버를 제어하는 설비 제어부에 설정된 최대 냉각가스 흐름 압력이 비교되는 제 3 단계; 및상기 제 3 단계에서 상기 냉각가스 흐름 압력이 상기 최대 냉각가스 흐름 압력보다 많은 경우 상기 리프트 핀이 수직 상승되어 상기 웨이퍼가 상기 정전척으로부터 리프팅되는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020040045569A KR20050120282A (ko) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | 정전척으로부터 웨이퍼를 리프팅하는 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050120282A true KR20050120282A (ko) | 2005-12-22 |
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ID=37292831
Family Applications (1)
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| KR (1) | KR20050120282A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100856152B1 (ko) * | 2005-11-21 | 2008-09-03 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 피처리체의 반출 방법 및 프로그램 기억 매체 및 탑재기구 |
| CN108962794A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-07 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种升针方法及应用其的顶针升降装置 |
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2004
- 2004-06-18 KR KR1020040045569A patent/KR20050120282A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100856152B1 (ko) * | 2005-11-21 | 2008-09-03 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 피처리체의 반출 방법 및 프로그램 기억 매체 및 탑재기구 |
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