KR20080013056A - 웨이퍼 이송용 척 - Google Patents

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KR20080013056A
KR20080013056A KR1020060074053A KR20060074053A KR20080013056A KR 20080013056 A KR20080013056 A KR 20080013056A KR 1020060074053 A KR1020060074053 A KR 1020060074053A KR 20060074053 A KR20060074053 A KR 20060074053A KR 20080013056 A KR20080013056 A KR 20080013056A
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강홍철
신동훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 디바이스 제조공정을 위해 바스 내부로 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송용 척에 관한 것이다. 본 발명에서는 로봇암이 장착되는 로봇암 장착부의 표면을 매끄럽게 형성함으로써, 바스로부터 발생된 퓸이 로봇암 장착부에 고착되는 것을 방지함은 물론, 로봇암 장착부에 고착된 퓸이 용이하게 제거될 수 있도록 한다.
반도체, 웨이퍼, 습식 공정, 척, 퓸

Description

웨이퍼 이송용 척{chuck for use in wafer transportation}
도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 이송용 척을 나타낸다.
도 2는 상기 도 1에 도시된 웨이퍼 이용송 척의 상단부에 위치한 로봇암 장착부의 표면 확대도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 이송용 척을 나타낸다.
도 4는 상기 도 3에 도시된 웨이퍼 이송용 척의 상단부에 위치한 로봇암 장착부의 표면 확대도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 웨이퍼 이송용 척 102: 제1웨이퍼 탑재부
104: 제2웨이퍼 탑재부 106: 제1로봇암 장착부
108: 제2로봇암 장착부
본 발명은 반도체 디바이스 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반 도체 디바이스 제조공정시 케미칼이 담겨진 바스 내부로 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송용 척에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼 표면 상부에 여러 가지 기능을 수행하는 박막을 증착하고 이를 패터닝하여 다양한 기하구조를 형성함으로써 제조하게 된다. 이러한 반도체 디바이스를 제조하기 위한 단위 공정은, 크게 반도체 기판 내부로 3B족(예컨대, B) 또는 5B(예컨대, P 또는 As)족의 불순물 이온을 주입하는 불순물 이온주입 공정, 반도체 기판 상에 절연성 또는 도전성의 물질막을 형성하는 박막 증착(deposition)공정, 상기 박막 증착 공정을 통해 형성된 물질막을 소정의 패턴으로 형성하는 식각 공정, 그리고 반도체 기판 상부에 층간절연막등을 증착한 후에 일괄적으로 연마하여 단차를 없애는 평탄화(CMP:Chemical Mechanical Polishing) 공정을 비롯하여 웨이퍼를 비롯한 프로세스 챔버 내부의 오염물질을 제거하기 위한 세정공정등으로 구분할 수 있다. 따라서, 반도체 디바이스를 제조하기 위해서는 상기와 같은 여러 단위 공정들을 선택적이고도 반복적으로 실시하게 되는데, 이러한 여러 단위 공정은 각각의 공정 조건을 만족시키는 프로세스 챔버 또는 공정 설비를 통해 이루어진다.
도 1에는 종래 기술에 따른 웨이퍼 이송용 척(chuck: 10)의 정면구조가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼 이송용 척(10)은 반도체 디바이스 제조를 위한 여러 단위 공정중에서도 주로 습식 공정에 주로 사용되는 웨이퍼 홀더이다. 따라서, 다수장의 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 탑재부(12,14) 및 로봇암을 이용하여 웨 이퍼 이송용 척(10)을 케미칼이 담겨있는 바스 내부로 이동시키기 위한 로봇암 장착부(16,18)가 구비되어 있다.
상기 웨이퍼 탑재부(12,14)는 보다 구체적으로, 롯(lot) 단위의 웨이퍼가 탑재될 수 있는 제1웨이퍼 탑재부(12) 및 제2웨이퍼 탑재부(14)로 이루어져 있다. 그리고, 상기 로봇암 장착부(16,18) 또한 제1로봇암 장착부(16) 및 제2로봇암 장착부(18)로 이루어져 있다. 따라서, 상기 제1웨이퍼 탑재부(12) 및 제2웨이퍼 탑재부(14)에 웨이퍼를 탑재하게 되면, 상기 제1로봇암 장착부(16) 및 제2로봇암 장착부(18)에 로봇암이 장착되어 습식 공정을 위한 바스(bath) 내부로 웨이퍼 이송용 척(10)을 이송시키게 된다.
통상적으로, 상기 웨이퍼 이송용 척(10)은 쿼르츠 재질을 표면 가공 및 열처리 하여 제작하게 된다. 그러나, 상기 웨이퍼 이송용 척(10)을 로봇암에 고정시키는 역할을 하는 상기 제1로봇암 장착부(16) 및 제2로봇암 장착부(18)는 웨이퍼와 직접적으로 접촉하는 부위가 아니기 때문에 표면 가공 처리를 하지 않았다. 따라서, 상기 제1로봇암 장착부(16) 및 제2로봇암(18)의 표면이 매우 러프한 상태로 습식 공정에 투입되었다. 따라서, 습식 공정이 진행되는 과정에서 발생된 퓸이 상기 러프한 로봇암 장착부(16,18) 표면에 고착되는 문제점이 발생하였다. 특히, 상기 제2로봇함 장착부(18)에 비해 보다 하단에 위치한 제1로봇암 장착부(16)에 다량의 퓸이 고착되었다.
하기 도 2에는 상기 제1로봇암 장착부(16)에 대한 일부(참조부호 A) 표면 확대도가 도시되어 있다.
예컨대, 황산, 오가닉(organic) 케미칼등을 이용한 습식 공정시 특히 퓸의 발생량이 증가하게 되는데, 이러한 퓸은 휘발성을 가지고 있다. 따라서, 습식 공정이 진행되는 동안 발생된 퓸은 웨이퍼 척(10)의 로봇암 장착부 표면에 고착되는데, 특히 위치적 특성으로 인하여 제1로봇암 장착부(16)에 주로 고착된다.
도 2에 도시된 것과 같이, 상기 제1로봇암 장착부(16)의 표면은 매우 러프한 상태를 보이고 있다. 제1로봇암 장착부(16)의 표면이 러프할 경우, 습식 공정시 발생된 퓸(20)이 용이하게 고착될뿐더러, 이처럼 러프한 표면은 한번 고착된 퓸이 쉽게 제거되지 못하도록 하는 원인이 되기도 한다. 즉, 상기 제1로봇암 장착부(16)의 러프한 표면에 퓸이 끼이게 되어, 순수를 이용한 세정 공정을 통해서도 상기 퓸이 쉽게 제거되지 못하는 것이다.
그리고, 습식 공정이 진행되는 과정에서 발생된 퓸이 계속적으로 상기 제1로봇암 장착부(16) 표면에 고착될 경우, 퓸의 고착 면적 및 무게가 늘어나게 된다. 따라서, 상기 웨이퍼 이송용 척(10)에 탑재된 웨이퍼에는 물론, 캐리어를 비롯한 주변 설비에 퓸이 드롭되는 경우가 빈번히 발생하게 된다. 이러한 퓸은 일종의 파티클로서, 웨이퍼 상부에 드롭될 경우 직접적으로 웨이퍼의 손실을 야기하게 된다. 그리고, 주변 설비중 특히 캐리어에 드롭될 경우에는, 퓸 자체로 인해 캐리어가 오염되기도 하고, 캐리어에 묻어있는 케미칼과 상기 퓸이 또 다른 화학반응을 일으켜 후속 투입되는 웨이퍼에 막대한 손실을 끼치게 된다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 퓸 고착을 최소화할 수 있도록 하는 반도체 디바이스 제조공정에 사용되는 웨이퍼 이송용 척을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 퓸 드롭에 의한 주변 설비 오염을 방지할 수 있도록 하는 반도체 디바이스 제조공정에 사용되는 웨이퍼 이송용 척을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 퓸 드롭에 의한 웨이퍼 손실을 최소화할 수 있도록 하는 반도체 디바이스 제조공정에 사용되는 웨이퍼 이송용 척을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은, 고착된 퓸을 용이하게 제거할 수 있도록 하는 반도체 디바이스 제조공정에 사용되는 웨이퍼 이송용 척을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송용 척은, 케미칼이 담겨져 있는 바스 내부로 이송되어질 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 탑재부; 및 상기 웨이퍼 이송용 척을 케미칼이 담겨있는 상기 바스 내부로 이동시키기 위하여 로봇암이 장착되는 영역으로서, 그 표면이 매끄럽게 가공처리되어 있는 로봇암 장착부를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송용 척은, 케미칼이 담겨져 있는 바스 내부로 이송되어질 웨이퍼가 탑재되는 영역으로서, 그 표면에 매끄럽게 가공처리되어 있는 웨이퍼 탑재부; 및 상기 웨이퍼 이송용 척을 케미칼이 담겨있는 상기 바스 내부로 이동시키기 위하여 로봇암이 장착되는 영역으 로서, 그 표면이 매끄럽게 가공처리되어 있는 로봇암 장착부를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 카테고리를 벗어나지 않는 범위내에서 다른 형태로 다양하게 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 이송용 척(100)의 정면 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 반도체 디바이스 제조를 위한 여러 단위 공정중에서도 주로 습식 케미칼이 사용되는 습식 식각 공정등에 주로 사용되는 웨이퍼 이송용 척(100)이 도시되어 있다. 상기 웨이퍼 이송용 척(100)은 케미칼이 담겨져 있는 바스 내부로 롯 단위의 웨이퍼를 이송시키기 위한 웨이퍼 홀더로서, 다수장의 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 탑재부(102,104) 및 로봇암을 이용하여 웨이퍼 이송용 척(100)을 케미칼이 담겨있는 바스 내부로 이동시키기 위한 로봇암 장착부(106,108)가 구비되어 있다.
보다 구체적으로, 상기 웨이퍼 탑재부(102,104)는 롯(lot) 단위의 웨이퍼가 탑재될 수 있는 제1웨이퍼 탑재부(102) 및 제2웨이퍼 탑재부(104)로 이루어져 있다. 그리고, 상기 로봇암 장착부(106,108) 또한 제1로봇암 장착부(106) 및 제2로봇암 장착부(108)로 이루어져 있다.
따라서, 상기 제1웨이퍼 탑재부(102) 및 제2웨이퍼 탑재부(104)에 웨이퍼를 탑재하게 되면, 상기 제1로봇암 장착부(106) 및 제2로봇암 장착부(108)에 로봇암이 장착되어 케미칼이 담겨져 있는 바스(bath) 내부로 웨이퍼 이송용 척(100)을 이송시킨다. 그리고 나서, 상기 제1웨이퍼 탑재부(102) 및 제2웨이퍼 탑재부(104)에 탑재되어 있는 웨이퍼에 대하여 습식 식각 공정을 실시하게 된다.
상기 웨이퍼 이송용 척(100)은 쿼르츠 재질을 표면 가공 및 열처리 하여 제작하게 된다. 그러나, 종래에는 웨이퍼 이송용 척(도 1의 참조부호 10)을 로봇암에 고정시키는 역할을 하는 로봇암 장착부(도 1의 참조부호 16 및 18)는 웨이퍼와 직접적으로 접촉하는 부위가 아니기 때문에 통상적으로 표면 가공 처리를 하지 않았다. 따라서, 상기 로봇암 장착부(16,18)의 표면이 매우 러프한 상태로 습식 공정에 투입되었으며, 그로 인해 습식 공정이 진행되는 과정에서 발생된 퓸이 상기 러프한 로봇암 장착부(16,18) 표면에 고착되는 문제점이 발생하였다. 또한, 러프한 로봇암 장착부(16,18)의 표면에 고착된 퓸은 순수를 이용한 세정 공정을 통해서도 쉽게 제거되지 않았다. 그리고, 로봇암 장착부(16,18)에 고착된 퓸은 시간이 경과함에 따라 그 부피가 증가하여 주변 설비나 웨이퍼 표면으로 드롭됨으로써, 주변 설비 및 웨이퍼 손실을 야기하게 되었다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자, 상기 제1로봇암 장착부(106)의 표면을 매끄럽게 가공 처리한 것이다. 하기 도 4에는 상기 도 3에 도시된 제1로봇암 장착부(106)에 대한 일부(참조부호 B) 표면 확대도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1로봇암 장착부(106)의 표면이 매끄럽게 가공되어 있는 상태를 확인할 수 있다. 이처럼 제1로봇암 장착부(106)의 표면을 매끄럽게 가공하게 되면, 습식 공정을 진행하는 과정에서 바스로부터 발생된 퓸이 상기 제1로봇암 장착부(106)에 쉽게 고착될 수 없게 된다. 그리고, 제1로봇암 장착부(106)에 퓸이 고착되었다 할지라도 제1로봇암 장착부(106)의 표면이 매끄러워 순수를 이용한 세정 공정을 통해 고착되어 있던 퓸이 용이하게 제거될 수 있다.
통상적으로, 습식 공정을 실시함에 있어에는 예컨대 황산이나 오가닉(organic) 케미칼등을 이용하게 된다. 그러나, 이러한 케미칼 이용시 휘발성의 퓸이 발생하게 되고, 이러한 퓸은 로봇암 장착부에 고착되기 쉽다. 종래에는 로봇암 장착부의 표면이 러프하여 이러한 퓸이 용이하게 고착되고, 또한 한번 고착된 퓸이 순수를 이용한 세정 공정을 통해서도 쉽게 제거되지 못하는 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명에서는 퓸이 주로 고착되는 상기 제1로봇암 장착부(106)의 표면을 매끄럽게 가공함으로써, 바스로부터 발생된 퓸이 용이하게 고착될 수 없도록 한다. 그리고, 제1로봇암 장착부(106)에 퓸이 고착되었다 할지라도 상기 제1로봇암 장착부(106)의 매끄러운 표면으로 인하여 순수를 이용한 세정 공정을 통해 퓸을 용이하게 제거할 수 있게 된다. 그로 인해, 로봇암 장착부에 퓸이 고착되고, 고착된 퓸이 드롭되어 주변 설비 및 웨이퍼를 오염시키는 종래의 문제점을 명쾌하게 해소할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서는 제2로봇암 장착부(108)에 비해 보다 하단에 위치하고 있는 제1로봇암 장착부(106)의 표면을 매끄럽게 가공하고 있는 실시예를 제시하였 으나, 상기 제2로봇암 장착부(108)의 표면 또한 매끄럽게 가공할 수 있다. 이처럼, 제1로봇암 장착부(106)와 함께 제2로봇암 장착부(108)의 표면을 매끄럽게 가공할 경우, 로봇암 장착부에 퓸이 고착되는 문제점 및 고착된 퓸이 드롭됨으로 인한 설비 오염 및 웨이퍼 오염 문제를 보다 적극적으로 방지할 수 있을 것이다.
그리고, 웨이퍼가 탑재되는 상기 제1웨이퍼 탑재부(102) 및 제2웨이퍼 탑재부(104)의 표면 매끄럽게 가공할 경우, 웨이퍼 탑재부(102)에 퓸을 비롯한 각종 파티클이 고착되는 것을 방지할 수 있게 된다. 그 결과, 웨이퍼 이송용 척(100)의 사용 기간을 보다 증가시켜 기료비를 절감할 수 있을 뿐 아니라, 웨이퍼의 오염 또한 방지하여 반도체 디바이스의 신뢰성 및 수율 향상에도 큰 기여를 할 것으로 예상된다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는, 반도체 디바이스 제조공정을 위해 바스 내부로 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송용 척을 구현함에 있어서, 로봇암이 장착되는 로봇암 장착부의 표면을 매끄럽게 형성한다. 그 결과, 케미칼이 담겨져 있는 바스로부터 발생된 퓸이 로봇암 장착부에 고착되는 것을 방지함은 물론, 로봇암 장착부에 고착된 퓸이 용이하게 제거되어 주변 설비 및 웨이퍼 오염을 최소화할 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 반도체 디바이스 제조공정을 위해 바스 내부로 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송용 척에 있어서:
    상기 바스 내부로 이송되어질 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 탑재부; 및
    상기 웨이퍼 이송용 척을 케미칼이 담겨있는 상기 바스 내부로 이동시키기 위하여 로봇암이 장착되는 영역으로서, 그 표면이 매끄럽게 가공처리되어 있는 로봇암 장착부를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 척.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 이송용 척은 쿼르츠 재질로 이루어져 있음을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 척.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 로봇암 장착부는 하나 또는 그 이상의 복수개로 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 척.
  4. 반도체 디바이스 제조공정을 위해 바스 내부로 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송용 척에 있어서:
    상기 바스 내부로 이송되어질 웨이퍼가 탑재되는 영역으로서, 그 표면에 매끄럽게 가공처리되어 있는 웨이퍼 탑재부; 및
    상기 웨이퍼 이송용 척을 케미칼이 담겨있는 상기 바스 내부로 이동시키기 위하여 로봇암이 장착되는 영역으로서, 그 표면이 매끄럽게 가공처리되어 있는 로봇암 장착부를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 척.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 웨이퍼 이송용 척은 쿼르츠 재질로 이루어져 있음을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 척.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 로봇암 장착부는 하나 또는 그 이상의 복수개로 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 척.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 웨이퍼 탑재부는 하나 또는 그 이상의 복수개로 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 척.
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