KR20110086764A - 슬라이스된 웨이퍼의 분리를 용이하게 하는 방법 및 장치 - Google Patents

슬라이스된 웨이퍼의 분리를 용이하게 하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110086764A
KR20110086764A KR1020117014314A KR20117014314A KR20110086764A KR 20110086764 A KR20110086764 A KR 20110086764A KR 1020117014314 A KR1020117014314 A KR 1020117014314A KR 20117014314 A KR20117014314 A KR 20117014314A KR 20110086764 A KR20110086764 A KR 20110086764A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
stack
wafers
chuck
fluid
Prior art date
Application number
KR1020117014314A
Other languages
English (en)
Inventor
보아즈 니스리
아리엘 힐데스하임
스베틀라나 브로데트스키
Original Assignee
코아 플로우 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코아 플로우 리미티드 filed Critical 코아 플로우 리미티드
Publication of KR20110086764A publication Critical patent/KR20110086764A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work
    • B28D5/0094—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work the supporting or holding device being of the vacuum type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G59/00—De-stacking of articles
    • B65G59/08—De-stacking after preliminary tilting of the stack
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67751—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a single workpiece
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

웨이퍼 사이의 내부 갭을 지닌 웨이퍼들의 스택으로부터 전방 웨이퍼를 분리하기 위한 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 기계적 아암 및 웨이퍼들의 스택으로부터 웨이퍼를 분리하기 위해 전방 웨이퍼로 척을 데려오는 아암을 이동시키기 위한 드라이브와 연결되며, 전방 웨이퍼를 파지하기 위한 척을 포함한다. 스택 내에서 더 멀리 있는 내부 갭들의 온도 이상으로 전방 웨이퍼와 웨이퍼들의 스택의 인접한 웨이퍼 사이의 내부 갭 내의 온도가 상승하도록 전방 웨이퍼를 가열하는 히터를 더 포함한다.

Description

슬라이스된 웨이퍼의 분리를 용이하게 하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR FACILITATING SEPARATION OF SLICED WAFERS}
본 발명은 웨이퍼에 관련한 것으로, 더욱 상세하게는, 슬라이스된 웨이퍼 분리를 향상시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 산업, 예컨대 솔라 셀(solar cell)을 제조하는 산업에서 웨이퍼들을 준비하는 데 있어서, 실리콘과 같은 반도체 재료의 잉곳(ingot)을 슬라이스 하여 개별 웨이퍼들의 스택(stack)으로 만든다. 제조자들은 하나의 잉곳으로부터 만들어지는 웨이퍼들의 수량을 최대로하기 위해, 웨이퍼의 두께를 작게 하고자 하는 동기를 부여받게 된다. 예컨대, 통상적인 웨이퍼들은 디스크 또는 정방형 형태를 가질 수 있으며, 그 직경 또는 길이가 수 센티미터가 되고, 두께는 100 ㎛ 내지 300 ㎛ 정도가 될 수 있다. 이러한 실리콘 웨이퍼는 부서지기 쉽다. 따라서, 웨이퍼의 파손을 회피하기 위해서, 스택으로부터 웨이퍼를 분리하기 위해 인가되는 어떠한 힘도 최소로 유지되어야 한다.
스택의 웨이퍼 사이의 부착력은 스택(stack)으로부터 개별 웨이퍼의 용이한 분리를 방해한다. 웨이퍼 사이의 부착력(adhesion force)은 웨이퍼들 사이 및 웨이퍼들의 에지들(edges) 상의 슬러리(slurry)의 존재에 의해 증가될 수 있다. 잉곳을 얇은 웨이퍼 슬라이스로 절단하는데 사용되는 연마재(abrasive material)와 혼합된 폴리에틸렌 글리콜 300(polyethylene glycol 300, PEG300)과 같은 유체로 구성된 슬러리는 웨이퍼들 사이의 부착력을 증가시킬 수 있다.
웨이퍼들 사이의 결합력(bonding force) 및 웨이퍼들의 파손 때문에, 분리 하는 프로세스(process)를 자동화하기 어려웠다. 따라서, 스택으로부터 웨이퍼들은 주로 수작업으로 분리된다. 비교적 느리고 저 생산성의 프로세스에서 웨이퍼는 작업자에 의해 수작업으로 분리되고 다음 공정으로 이송된다.
자동화를 어렵게 하는 다른 팩터(factor)는 인접하는 웨이퍼들의 다른 쌍 사이의 부착력이 비균일(non-uniformity)하다는 것이다. 예컨대, 스택의 제1 웨이퍼가 제2 웨이퍼에 대해 붙잡는(holding) 힘이 제2 웨이퍼가 제3 웨이퍼에 대해 붙잡는 힘 보다 더 클 수가 있다. 이런 경우에 있어, 스택으로부터 제1 웨이퍼를 분리하기 위한 시도는 스택으로부터 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 함께 분리할 수 있다.
흔히, 하나의 웨이퍼를 분리할 때, 스택의 다른 웨이퍼를 붙잡기 위한 기계적 수단(mechanical means)이 사용되곤 한다. 그러나 기계적 수단은 웨이퍼 상에 과도하거나 잘못된 방향의 힘을 인가하여 웨이퍼가 파손되는 위험을 야기할 수 있다.
제2 웨이퍼가 분리되려는 제1 웨이퍼를 붙잡는 힘을 약하게 하기 위한 다른 기술들이 시도된다. 일반적으로, 웨이퍼들을 붙잡는 힘은 웨이퍼들 사이의 간격이 증가함으로써 함께 감소한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 웨이퍼들 사이의 간격을 증가시키도록 인가하는 기계적 수단 만으로는 웨이퍼의 파손을 야기할 수 있다.
웨이퍼들 사이의 유체의 점도를 감소시킴으로써 웨이퍼들 사이의 부착력을 약화시키는 다른 기술이 설명된다. 깁벨(Gibbel)의 미국특허 제 6558109호에서 제1 및 제2 웨이퍼 사이를 향하는 강력한 워터 제트(jet of water)를 설명한다. 이 기술은 높은 점도(high-viscosity)의 슬러리를 낮은 점도의 물로 대체할 뿐 아니라, 웨이퍼 사이의 간격을 증가시킨다. 그러나, 제트를 정확하게 제1 및 제2 웨이퍼 사이의 공간으로 겨냥하는 것은 어렵다. 만약 겨냥이 정확하지 않으면, 제2 웨이퍼에 대해 제3 웨이퍼와 같이, 다른 쌍의 웨이퍼를 함께 붙잡는 힘은 또한 약화된다. 게다가, 두개 이상의 웨이퍼들이 느슨해지는 결과가 되므로 하나의 웨이퍼를 자동으로 분리하기가 어렵다. 이러한 기술이 지니는 또 다른 어려움은 워터 제트가 향하는(통상적인 등급 규모가 약 1000)(typical order of magnitude around 1000) 웨이퍼들 사이의 공간이 고양상(high aspect) 비율(길이 대 간격의 비율)로 주어지며, 제트는 단지 공간의 작은 부분에 영향을 줄 것이다. 다시 웨이퍼의 파손 위험이 있는 워터 제트의 적용에 앞서, 앞서 두개의 웨이퍼 사이의 간격을 확장하기 위해 제1 웨이퍼를 약하게 당기도록 힘을 인가하는 것이 츄키아(Tsuchiya) 등에 의해 미국특허 제 7364616호에 제안되어 있다.
마츠다(Matsuda)의 미국특허 제 7284548호에서 설명되는 또 다른 제안 방법은 실톱(wire saw) 컷팅 프로세스 동안에 기계적 스페이서(mechanical spacer)를 삽입하는 것이다. 이러한 스페이서는 웨이퍼 사이의 간격을 기계적으로 확장한다. 그러나, 스페이서가 모든 웨이퍼들의 쌍 사이에 삽입되므로, 제2 웨이퍼에 대해 제1 웨이퍼를 붙잡는 힘은 제3 웨이퍼에 대해 제2 웨이퍼를 붙잡는 힘보다 작지 않다.
기무라(Kimura) 등의 미국특허 제 5976954호에는 웨이퍼들을 함께 붙잡는 부착성을 완화시키기 위해 웜 용기(warm bath)에 웨이퍼 스택을 담그는 것이 설명되어 있다. 다시, 웜 용기는 모든 웨이퍼들의 쌍 사이의 부착력을 동일하게 약화시키므로, 하나의 웨이퍼가 이동하는 동안 스택의 남아있는 웨이퍼들을 붙잡기 위한 기계적 수단이 필요하다.
본 발명의 목적은, 스택에서 다른 웨이퍼의 움직임을 방해하는 힘에 관하여, 스택의 단부에서 웨이퍼의 움직임을 방해하는 힘을 실질적으로 감소시키는 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 이후 본 발명의 내용 및 첨부된 도면을 검토해보면 명백해질 것이다.
본 발명의 일부 실시 예들에 따르면, 웨이퍼들 사이의 내부 갭(internal gaps)을 지니는 웨이퍼들의 스택(stack of wafers)으로부터 전방 웨이퍼(front wafer)를 분리(seperating)하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 전방 웨이퍼(front wafer)를 파지(gripping)하는 척(chuck)을 포함하는데, 척은 기계적 아암 및, 웨이퍼들의 스택으로부터 웨이퍼를 분리하기 위해 전방 웨이퍼로 척을 데려오는 아암을 이동시키기 위한 드라이브와 연결된다. 상기장치는 스택 내에서 더 멀리 있는 내부 갭의 온도 이상으로 전방 웨이퍼와 웨이퍼들의 스택의 인접한 웨이퍼 사이의 내부 갭 내의 온도가 상승하도록 전방 웨이퍼를 가열하는 히터(heater)를 더 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 히터는 척에 포함된다.
게다가, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 히터는 핫 제트(hot jets)를 발생시키기 위한 핫 제트 제너레이터(hot jet generator)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 핫 제트 제너레이터는 물의 핫 제트(hot jets of water)를 발생하기 위한 핫 제트 제너레이터를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 핫 제트 제너레이터는 스팀의 핫 제트(hot jets of steam)를 발생하기 위한 핫 제트 제너레이터를 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 웨이퍼 사이의 내부 갭(internal gaps)을 지닌 웨이퍼 스택으로부터 전방 웨이퍼를 분리하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 전방 웨이퍼를 파지(gripping)하기 위해 척(chuck)을 제공하는 것을 포함하며, 척은 기계적 아암 및, 웨이퍼의 스택으로부터 웨이퍼를 분리하기 위해 전방 웨이퍼로 척을 데려오는 아암을 이동시키기 위한 드라이브와 연결된다. 상기 방법은, 히터를 제공하며 스택 내에서 더 멀리 있는 내부 갭의 온도 이상으로 전방 웨이퍼와 웨이퍼들의 스택의 인접한 웨이퍼 사이의 내부 갭 내의 온도가 상승하도록 전방 웨이퍼를 가열하는 것을 더 포함한다.
게다가, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 히터를 제공하는 단계는 척에 포함되는 히터(heater)를 제공하는 것을 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 가열 단계는 핫 제트(hot jets)를 발생하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 핫 제트는 물의 핫 제트(hot jets of water)를 포함한다.
게다가, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 핫 제트는 스팀의 핫 제트(hot jets of steam)를 포함한다.
본 발명을 보다 잘 이해하고 그 실용 분야를 인식할 수 있도록, 다음의 도면들이 첨부되고 참조 되었다. 그러나 이 도면들은 예시적인 것으로서, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 한편 유사한 부품들에 대해선 유사한 참조부호들이 표시되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 웨이퍼 분리를 용이하게 하기 위한 시스템의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 따뜻한 유체의 흐름을 만들기 위해 적용된 척(chuck)의 외부를 도시한 도면이다.
도 3은 반대쪽에서 바라본, 도 2에 도시된 척의 내부를 도시한 내부 도면(cutaway view)이다
본 발명의 실시예는 스택의 온도 경도(temperature gradient)를 설정함으로서 웨이퍼들의 스택의 단부로부터 하나의 웨이퍼가 분리되는 것이 용이하도록 제공 한다. 본 설명에서, 용어 "웨이퍼"는, 임의의 재료로 가공된 임의 형상의 스택가능한(stackable) 얇은 대상물을 칭한다. 본 발명의 실시 예들을 반도체 산업에 적용함에 있어서, 스택은 통상적으로, 실리콘 등과 같은 반도체 재료로 된 웨이퍼들을 포함할 수 있는데, 이들은 하나의 잉곳(single ingot)으로부터 다이스(dice), 절단(cut), 슬라이스(slice) 또는 제재(saw) 된다.
일반적으로, 스택의 웨이퍼들 사이에 존재하는 부착력은 스택으로부터 하나의 웨이퍼를 분리하는 것을 방해한다. 흔히, 부착력은 온도에 좌우된다. 적절한 온도 경도를 스택에 도입하면 스택의 일단부에 있는 웨이퍼와 인접한 웨이퍼 사이의 부착력과, 스택 내 웨이퍼들의 다른 쌍 사이의 상대적 부착력이 약화될 수 있다. 스택의 단부(end of the stack)에 있는 웨이퍼들의 쌍들 사이의 부착력의 약화는 웨이퍼의 분리를 용이하게 할 수 있다.
예컨대, 하나의 잉곳으로부터 슬라이스된 반도체 웨이퍼의 스택의 경우에 있어, 스택의 웨이퍼들 사이에 존재하는 점성 유체(viscous fluid)는 웨이퍼들의 쌍들(pairs of wafers) 사이의 부착력을 증가시킨다. 일반적으로, 온도가 증가함으로서 유체의 점성은 감소한다. 스택 내에서 온도 경도가 일어나도록 웨이퍼들의 스택의 일단부에 열을 인가한다. 또한 이런 온도 경도는, 스택 내의 웨이퍼들의 다른 쌍들 사이의 유체의 점성과 관련하여, 스택의 가장 따뜻한 단부에 있는 웨이퍼들의 쌍 사이의 유체의 점성(viscosity of the fluid)을 감소시킬 수 있다. 이러한 점성의 상대적 감소는 스택 내의 다른 웨이퍼들의 위치를 방해하지 않고 스택의 가열된 단부로부터 웨이퍼의 분리를 용이하게 할 수 있다.
실리콘과 같은 반도체 재료의 잉곳(ingot)이 슬라이스되어 웨이퍼로 된 후, 스택 내의 웨이퍼들 사이의 내부 갭의 간격은 통상적으로, 0.1㎜ 정도인 웨이퍼의 두께와 동일한 등급 규모일 것이다. 내부 갭은 슬러리(slurry) 또는 다른 유체 또는 물질로 채워질 수 있다. 통상적인 슬러리(slurry)는 연마재의 입자들과 혼합된 폴리에틸렌 글리콜 300(polyethylene glycol 300, PEG300)과 같은 액체를 포함한다. 전형적인 슬러리의 점성은 온도가 증가함으로써 감소된다. 예컨대, 25℃에서 100℃로 가열되면 10의 팩터에 의해 PEG300의 점성은 감소한다. 통상적으로, 웨이퍼들의 스택은 유체의 용기(bath of fluid) 내로 담글 수 있다. 용기 내의 유체는 실제적으로 일정한 평균 온도(constant average temperature)로 유체를 유지시키기 위해 기술적으로 알려진 어떠한 능동적이거나 수동적인 냉각 수단에 의해 차가워질 수 있다.
일반적으로, 제한된 시간 동안 열-생산 에너지(heat-producing energy)를 스택의 일 단부에 인가하여 스택의 단부를 가열할 것이다. 열-생산이 인가되는 스택의 단부는 스택의 전방 단부로 불릴 수 있다. 스택의 나머지는, 가열된 단부로부터 스택의 나머지로 한정된 비율의 열이 전달됨으로서 가열될 수 있다. 따라서, 온도 경도(temperature gradient)는 스택 내에서 설정될 수 있다.
뜨거운 물 또는 스팀과 같은 가열된 유체 흐름을 분사하고, 방사선 또는 파동을 쏘이고, 가열 요소와 접촉시키고, 또는 웨이퍼 스택의 단부를 가열하기 위해 기술적으로 알려진 다른 수단에 의하여 열은 스택의 전방 단부에 인가될 수 있다. 가열 수단(heating means)의 형태에 따라, 상기 가열 수단은 이동가능한 또는 고정된 요소와 결합될 수 있다. 스택이 유체 용기(fluid bath)에 담겨진 경우에, 가열 수단의 형태에 따라 가열 수단은 용기의 내부 또는 외부에 위치될 수 있다. 예컨대, 가열 수단은 스택의 전방 단부로부터 전방 웨이퍼를 분리할 수 있는 이동 가능한 척(chuck)과 같은 요소 내에 결합될 수 있다.
온도 경도(temperature gradient)가 설정되어, 열이 인가되는 스택의 전방 단부는 가장 따듯해지고, 스택의 나머지의 온도는 열이 인가되는 단부로부터 더 멀어지므로 감소한다. 유사하게, 전방 웨이퍼와 전방 웨이퍼에 인접하는 웨이퍼 사이의 내부 갭의 유체 또는 다른 물질의 온도는 스택에 있는 인접하는 웨이퍼들의 다른 쌍 사이의 내부 갭의 유체보다 더 따뜻하다. 따라서, 웨이퍼들 사이의 내부 갭에 있는 유체의 점성(viscosity of the fluid)은 열이 인가되는 스택의 단부에 가장 가까운 웨이퍼들의 쌍들 사이의 내부 갭에서 가장 낮다. 유체의 점성은 단부로부터 더 멀어짐으로서 증가한다. 내부 갭에 있는 유체의 점성 감소는 내부 갭에 접해있는 웨이퍼들 사이의 상대적인 슬라이딩 움직임을 방해하는 힘을 감소시킨다.
온도 경도가 설정되면, 스택의 가장 따뜻한 단부에 있는 웨이퍼는 분리될 수 있다. 스택의 가열된 단부의 웨이퍼들 사이의 부착력이 감소하기 때문에, 스택의 가열된 단부의 웨이퍼를 분리하기 위한 필요한 힘은 감소된다. 따라서, 적절한 수작업 또는 자동 수단이 스택의 나머지로부터 웨이퍼를 분리하도록 웨이퍼에 인가될 수 있다. 예컨대, 기계적인 척(mechanical chuck)은 흡입력, 기계적 조작, 정전기(electrostatic), 자기장(magnetic) 또는 다른 적절한 수단을 통해서 웨이퍼를 파지할 수 있으며 옆으로 슬라이드시킬 수 있다. 온도 경도는 스택의 나머지의 부착력을 스택의 가열된 단부의 부착력보다 더 크게 하므로, 스택 내의 다른 웨이퍼들이 움직이지(이동) 않고 스택의 단부의 웨이퍼를 움직이는 것이 가능하다. 스택의 나머지에 있는 웨이퍼들을 붙잡아서 움직이지 않게(stationary) 돕도록 추가적인 기계장치 또는 다른 제지 수단(restraining means)이 스택의 나머지에 인가될 수 있다.
이제, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따라서, 웨이퍼 분리를 용이하게 하기 위한 시스템의 개략적인 도면이다. 웨이퍼 스택(18)은, 슬라이스하여 웨이퍼(20a,20b 및 20c)와 같은 개별 웨이퍼로 되는 실리콘의 잉곳에 의해 만들어진다. 점성 유체(viscous fluid)가 웨이퍼 스택(18)의 인접하는 개별 웨이퍼들 사이에 존재할 수 있다. 웨이퍼 스택(18,wafer stack)의 전방 단부에 있는 전방 웨이퍼(20a,front wafer)는 웨이퍼 스택(18)의 나머지로부터 분리되어야 한다. 웨이퍼 스택(18)은 유동성 액체의 용기(22,bath)에 담겨질 수 있다. 선택적으로, 웨이퍼 스택(18)은 가스로 둘러싸일 수 있다. 웨이퍼 스택(18)은 캐리어(23,carrier)에 의해 지지될 수 있다. 캐리어(23)는 움직일 수 있어서, 웨이퍼 프로세싱 설비 내에서 웨이퍼 스택(18)을 이동시킬 수 있다. 통상적으로, 용기 내의 유체는 합성물일 수 있으므로, 그 점성이 웨이퍼 스택(18)의 웨이퍼들 사이에 존재할 수 있는 유체의 점성보다 적을 수 있다. 또한, 용기는, 스택 내의 웨이퍼의 커스 클린닝(coarse cleannong)을 수행하기 위해서 용기 내로 유체가 흐르도록 하는 노즐을 포함할 수 있다. 용기(bath) 내의 유체는 청결을 유지하기 위해 필터를 통해 펌핑될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서, 이동 가능한 척(10,chuck)은 아암(26,arm)에 장착되어, 웨이퍼 스택(18)의 웨이퍼를 파지(gripping)하고 이동시킬 수 있다. 아암(26)은 제어시스템(34)에 의해 조정되는 드라이브(32,drive)에 의해 움직일 수 있다. 척(10)은 용기(22) 내로 삽입되어 웨이퍼 스택(18)을 향해 움직인다. 척(10)은 인렛 호스(14,inlet hose)를 포함한다. 펌프(28,pump)는 스팀(steam) 또는 온수(hot water)와 같은 가열된 유체를 고온의 유체원(hot fluid source)으로부터 펌핑한다. 가열된 유체(heated fluid)는 호스(27)를 통해서 펌핑된다. 호스(27)의 일부는 아암(26)을 관통하거나 아암에 부착된다. 호스(27)로부터 가열된 유체는 인렛 호스(14,inlet hose)로 펌핑된다. 내부 매니폴드(16,internal manifold)(도 3에 도시됨)는 인렛 호스(14)를 개구(12,opening)(도 2)에 연결한다. 척(10)은 가열된 유체 제트(24,fluid jet)를 웨이퍼 스택(18) 방향으로 방출한다. 특히, 척(10)은 웨이퍼 스택(18)의 전방 단부에 있는 전방 웨이퍼(20a)에 가열된 유체 제트(24)를 분사한다.
제한된 시간 동안 전방 웨이퍼(20a) 상에 분사되는 가열된 유체 제트(25)는 전방 웨이퍼(20a)의 온도 및 전방 웨이퍼(20a)와 웨이퍼(20b) 사이의 내부 갭에 있는 유체의 온도가 상승한다. 또한, 열은 전방 웨이퍼(20a)로부터 웨이퍼 스택(18)의 나머지로 한정된 비율로 전달된다. 일반적으로, 웨이퍼 스택(18)의 나머지에서온도율(rate of temperature) 증가는 전방 웨이퍼(20a)의 온도율 증가보다 더 느리다. 따라서, 만약 가열된 유체 제트(24)가 제한된 시간동안 전방 웨이퍼(20a) 상으로 분사되면, 웨이퍼 스택(18) 내에 온도경도(temperature gradient)가 형성된다. 전방 웨이퍼(20a)로부터 멀리 있는 웨이퍼 스택(18) 내의 온도는 하강한다. 따라서, 전방 웨이퍼(20a)와 웨이퍼(20b) 사이의 내부 갭에 있는 유체는 웨이퍼(20b)와 웨이퍼(20c) 사이의 내부 갭에 있는 유체보다 더 따뜻하다. 온도가 상승하는 작용으로 유체의 점성이 감소하는 경우, 전방 웨이퍼(20a)와 웨이퍼(20b) 사이의 유체의 점성은 웨이퍼(20b)와 웨이퍼(20c) 사이의 유체의 점성보다 더 적을 것이다.
예컨대, 약 1초의 시간 간격으로 전방 웨이퍼(20a)에 가열된 유체 제트(24)를 분사하는 것은 전방 웨이퍼(20a)와 웨이퍼(20b) 사이의 내부 갭에 있는 유체의 온도가 웨이퍼(20b)와 웨이퍼(20c) 사이의 내부 갭에 있는 유체의 유체의 온도보다 약 50℃ 더 따뜻한 온도 경도에 이르는 것을 알 수 있다. 내부 캡에 있는 유체가 PEG300 일 때, 이러한 온도 차이는 약 5의 팩터(factor of about 5)에 의해 전방 웨이퍼(20a)와 웨이퍼(20b) 사이의 유체의 점성이 웨이퍼(20b)와 웨이퍼(20c) 사이의 유체의 점성보다 더 낮다는 것을 의미한다.
자동화된 웨이퍼 분리 프로세스의 작동을 연기하지 않기 위해, 적합한 온도 경도를 만들기 위해 필요한 시간 간격은 프로세스 사이클의 길이, 또는 스택으로부터 웨이퍼를 분리하고 새로운 위치로 이동시키는 단계를 위해 필요한 택트 타임(tact time) 보다 상당히 길지 않은 것이 바람직하다. 통상적인 택트 타임은 약 1초일 수 있다. 따라서, 초 단위로(period on the order of a second) 열을 인가하는 것은 이러한 프로세스 사이클에 적합할 것이다.
전방 웨이퍼(20a)와 웨이퍼(20b) 사이의 유체의 점성은 웨이퍼(20b)와 웨이퍼(20c) 사이의 유체의 점성에 관하여 감소될 때, 척(10)은 웨이퍼(20b) 및 웨이퍼 스택(18) 에게 전방 웨이퍼(20a)를 자유롭게 슬라이드하여 전방 웨이퍼(20a)를 파지할 수 있다. 웨이퍼(20b)와 웨이퍼(20c) 사이의 유체 점성이 상대적으로 더 크기 때문에, 웨이퍼(20b)는 웨이퍼 스택(18)의 나머지와 함께 고정되어 남는다. 전방 웨이퍼(20a)가 슬라이딩하는 동안, 다른 수단이 스택의 나머지가 고정되게 남을수 있도록 보증하고, 전방 웨이퍼(20a)의 움직임을 용이하도록 돕는데 사용될 수 있다. 이러한 수단은, 스택의 나머지의 움직임(이동)을 붙잡거나 막을 수 있고, 유체 제트를 분사하고, 초음파(ultrasound) 쏘는 기계적 장치 또는 본 기술에 알려진 어떤 다른 적합한 수단을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라서 따뜻한 유체의 흐름을 만들기 위해 적용된 척(chuck)의 외부를 도시한 도면이다. 도 3은 반대쪽에서 바라본, 도 1에 도시된 척의 내부를 도시한 내부 도면(cutaway view)이다. 척(10)의 전방 표면(웨이퍼에 접촉하도록 적용된 표면) 상의 개구들(12,openings)은 내부 매니폴드(16,manifold)와 연결된다. 내부 매니폴드(16)는 인렛 호스(14,inlet hose)와 연결된다. 인렛 호스(14)는, 가열된 물과 같은 가열된 유체의 흐름원(source of flowing heated fluid)과 연결된다. 선택적으로, 척(10)에는 내부 매니폴드(16) 내의 유체를 가열하도록 하나 이상의 가열 요소가 제공될 수 있다. 가열된 유체가 흐름이 인렛 호스(14)에 제공될 때, 가열된 유체의 흐름(stream)이 개구 밖으로 흘러 나온다. 선택적으로, 척(10)에는 척을 가열하도록 하나 이상의 가열 요소(heating elements)가 제공될 수 있다. 척(10)의 표면이 웨이퍼들의 스택의 전방 단부에 접촉될 때, 열이 척(10)으로부터 스택의 전방 단부로 전도된다.
척(10)이 흡입력에 의하여 웨이퍼를 파지하도록 적용되는 경우에, 척(10)의 전방 표면에 제공되는 개구들은 통해서 흡인력이 인가된다. 척(10)에는 흡입력을 제공하기 위한 홀들, 매니폴드 및 호스의 분리된 시스템이 제공될 수 있다. 선택적으로, 흡입 시스템은 개구(12), 매니폴드(16) 및 인렛 호스(14,inlet hose))를 통해 또한 제공될 수 있다. 이런 경우에, 밸브 또는 다른 메카니즘(미도시됨)이 선택적으로 인렛 호스(14)를 진공 발생장치(vacuum generating device)와 연결하거나 흐르는 유체원(source of flowing fluid)과 연결시킨다. 척(10)이 스택 내에 온도 경도(temperature gradient)를 만들기 위해 웨이퍼 스택에 가열된 유체를 분사하도록 요구될 때 인렛 호스(14)는 유체원과 연결된다. 척(10)이 흡입력을 이용해 웨이퍼를 파지하도록 요구될 때 인렛 호스(14)는 진공 발생장치(vacuum generating device)와 연결된다.
따라서, 본 발명의 실시예는 웨이퍼의 스택 내에 온도 경도가 설정되도록 웨이퍼를 가열함으로서 웨이퍼의 스택으로부터 웨이퍼를 용이하게 분리할 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시 예들에 대한 설명 및 첨부된 도면들은 단지 본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
또한 당업자들은 본 명세서 및 도면을 보고 난 후에, 상술한 실시 예들 및 첨부된 도면들을 변경 내지 변형시킬 수 있으며, 이들은 여전히 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 웨이퍼들 사이의 내부 갭을 지니는 웨이퍼들의 스택으로부터 전방 웨이퍼를 분리하기 위한 장치에 있어서,
    기계적 아암 및, 웨이퍼들의 스택으로부터 웨이퍼를 분리하기 위해 전방 웨이퍼로 척을 데려오는 아암을 이동시키기 위한 드라이브와 연결되며, 전방 웨이퍼를 파지하기 위한 척;
    스택 내에서 더 멀리 있는 내부 갭들의 온도 이상으로 전방 웨이퍼와 웨이퍼들의 스택의 인접한 웨이퍼 사이의 내부 갭 내의 온도가 상승하도록 전방 웨이퍼를 가열하는 히터(heater)를 포함하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 히터는 척에 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 히터는 핫 제트를 발생시키기 위한 핫 제트 제너레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 핫 제트 제너레이터는 물의 핫 제트를 발생시키기 위한 핫 제트 제너레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 핫 제트 제너레이터는 스팀의 핫 제트를 발생시키기 위한 핫 제트 제너레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 웨이퍼들 사이의 내부 갭을 지니는 웨이퍼들의 스택으로부터 전방 웨이퍼를 분리하기 위한 방법에 있어서,
    기계적 아암 및, 웨이퍼들의 스택으로부터 웨이퍼를 분리하기 위해 전방 웨이퍼로 척을 데려오는 아암을 이동시키기 위한 드라이브와 연결되며, 전방 웨이퍼를 파지하기 위한 척을 제공하며,
    스택 내에서 더 멀리 있는 내부 갭들의 온도 이상으로 전방 웨이퍼와 웨이퍼들의 스택의 인접한 웨이퍼 사이의 내부 갭 내의 온도가 상승하도록 전방 웨이퍼를 가열하는 히터를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 히터를 제공하는 단계는 척에 포함된 히터를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 가열 단계는 핫 제트를 발생하는 가열 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 핫 제트는 물의 핫 제트를 포함하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 핫 제트는 스팀의 핫 제트를 포함하는 방법.
KR1020117014314A 2008-11-21 2009-11-05 슬라이스된 웨이퍼의 분리를 용이하게 하는 방법 및 장치 KR20110086764A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0821358A GB2465592B (en) 2008-11-21 2008-11-21 Method and device for facilitating separation of sliced wafers
GB0821358.9 2008-11-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110086764A true KR20110086764A (ko) 2011-07-29

Family

ID=40230671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117014314A KR20110086764A (ko) 2008-11-21 2009-11-05 슬라이스된 웨이퍼의 분리를 용이하게 하는 방법 및 장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20110086764A (ko)
GB (1) GB2465592B (ko)
WO (1) WO2010058389A1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101964568B1 (ko) 2018-11-29 2019-04-01 손귀욱 반도체 웨이퍼의 낱장분리방법 및 반도체 웨이퍼를 낱장으로 분리하는 자동화 장치
KR101964567B1 (ko) 2018-11-29 2019-04-01 손귀욱 반도체 웨이퍼의 낱장분리장치
KR102089225B1 (ko) 2019-10-22 2020-05-26 손귀욱 웨이퍼 낱장 분리장치 및 이를 이용한 웨이퍼 낱장 분리방법
KR102507055B1 (ko) 2022-10-28 2023-03-07 손귀욱 변위센서를 기반으로 한 웨이퍼 낱장 분리장치
KR102507049B1 (ko) 2022-10-28 2023-03-07 손귀욱 듀얼 박리 시스템을 기반으로 한 웨이퍼 낱장 분리장치
KR102519871B1 (ko) 2022-10-28 2023-04-11 손귀욱 반도체 웨이퍼 낱장 분리시스템

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8781193B2 (en) 2007-03-08 2014-07-15 Sync-Rx, Ltd. Automatic quantitative vessel analysis
WO2011044871A1 (de) * 2009-10-13 2011-04-21 Huebel Egon Verfahren und vorrichtung zur substratablösung
NO20093232A1 (no) * 2009-10-28 2011-04-29 Dynatec Engineering As Anordning for waferhandtering
DE102012221452A1 (de) 2012-07-20 2014-01-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zum Separieren von Wafern
JP5982650B2 (ja) * 2013-12-06 2016-08-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ウエハ剥離装置
CN111744796A (zh) * 2019-05-14 2020-10-09 北京京东尚科信息技术有限公司 货物拣取系统和货物拣取方法
CN113753568A (zh) * 2021-09-29 2021-12-07 无锡根深地固科技有限公司 扁平栽培容器自动拆垛装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4100526A1 (de) * 1991-01-10 1992-07-16 Wacker Chemitronic Vorrichtung und verfahren zum automatischen vereinzeln von gestapelten scheiben
US6558109B2 (en) * 2000-05-26 2003-05-06 Automation Technology, Inc. Method and apparatus for separating wafers
DE10140827B4 (de) * 2001-08-21 2004-07-29 Infineon Technologies Ag Vorrichtung zum Debonden von Dünnwafern
RU2380305C2 (ru) * 2006-07-06 2010-01-27 Рена Зондермашинен Гмбх Устройство и способ разъединения и транспортировки подложек

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101964568B1 (ko) 2018-11-29 2019-04-01 손귀욱 반도체 웨이퍼의 낱장분리방법 및 반도체 웨이퍼를 낱장으로 분리하는 자동화 장치
KR101964567B1 (ko) 2018-11-29 2019-04-01 손귀욱 반도체 웨이퍼의 낱장분리장치
KR102089225B1 (ko) 2019-10-22 2020-05-26 손귀욱 웨이퍼 낱장 분리장치 및 이를 이용한 웨이퍼 낱장 분리방법
KR102507055B1 (ko) 2022-10-28 2023-03-07 손귀욱 변위센서를 기반으로 한 웨이퍼 낱장 분리장치
KR102507049B1 (ko) 2022-10-28 2023-03-07 손귀욱 듀얼 박리 시스템을 기반으로 한 웨이퍼 낱장 분리장치
KR102519871B1 (ko) 2022-10-28 2023-04-11 손귀욱 반도체 웨이퍼 낱장 분리시스템

Also Published As

Publication number Publication date
GB2465592B (en) 2011-12-07
GB2465592A (en) 2010-05-26
WO2010058389A1 (en) 2010-05-27
GB0821358D0 (en) 2008-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110086764A (ko) 슬라이스된 웨이퍼의 분리를 용이하게 하는 방법 및 장치
US8261730B2 (en) In-situ wafer processing system and method
KR970005944B1 (ko) 중첩 웨이퍼의 자동개별화 장치 및 그 개별화 방법
US9211691B2 (en) Delamination device
EP3073517B1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20090101219A (ko) 실리콘 웨이퍼들의 분리 방법 및 장치
JP2012218090A (ja) ワイヤーソーによるワークの切断方法
CN109421185B (zh) 一种晶棒的切割方法及切割装置
CN110202707B (zh) 一种多线切割装置及其切削液供液组件
WO2016153583A1 (en) Gas flow for condensation reduction with a substrate processing chuck
CN108962820B (zh) 处理衬底的方法
EP2014802A1 (fr) Procédé d'élaboration de plaquettes en matériau semi-conducteur par moulage et cristillisation dirigée
JP6188589B2 (ja) ウェーハの分割方法
EP2461359A1 (en) Method for forming substrate with insulating buried layer
JP2011511702A (ja) ウェーハスタック洗浄
CN106847739B (zh) 一种绝缘体上硅材料的制造方法
JP6886481B2 (ja) 貼合基板の剥離方法および接着剤の除去方法
JP5288974B2 (ja) 洗浄装置、基板の製造方法、および太陽電池素子
KR20160130806A (ko) 기판 탈가스용 챔버
TW201128681A (en) Separation device
KR100942333B1 (ko) 기판을 처리하기 위한 장치 및 방법
KR101094162B1 (ko) 웨이퍼 분리장치
CN216389306U (zh) 一种用于晶片粘接的治具
CN109003898A (zh) 一种在薄片（包括晶圆）上实现图形转移的新工艺
WO2011053153A1 (en) Device for wafer handling

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid