KR20120040104A - 웨이퍼 반송 기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 연삭면에 연삭 부스러기 등의 오염의 부착을 방지할 수 있는 웨이퍼 반송 기구를 제공하는 것이다.
웨이퍼를 유지하여 반송하는 웨이퍼 반송 기구로서, 아암과, 상기 아암의 선단에 탄성 지지 수단을 개재하여 지지된 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 패드를 포함하고, 상기 유지 패드는, 웨이퍼의 외측 둘레를 흡인 유지하는 환형의 흡인 유지부와, 상기 환형의 흡인 유지부에 둘러싸여 흡인 유지된 웨이퍼와의 사이에서 공간을 형성하는 오목부와, 상기 오목부에 액체를 공급하는 액체 공급부와, 상기 오목부로부터 액체를 배출하고 상기 환형의 흡인 유지부에 형성된 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 반송 기구{WAFER TRANSFER MECHANISM}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼를 유지하여 반송하는 웨이퍼 반송 기구에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼의 표면에 스트리트라고 불리는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 각 영역에 반도체 디바이스가 형성된다. 반도체 웨이퍼는 연삭 장치에 의해 이면이 연삭되어 정해진 두께로 가공된 후, 다이싱 장치에 의해 스트리트를 따라서 절삭됨으로써 개개의 디바이스로 분할되어, IC, LSI 등의 반도체 디바이스가 제조된다.
연삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 척테이블과, 척테이블에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 수단과, 연삭된 웨이퍼를 척테이블로부터 반출하는 웨이퍼 반송 기구와, 반출된 웨이퍼의 연삭면을 세정하는 스피너 세정 유닛으로 대략 형성되어 있어, 웨이퍼를 원하는 두께로 가공할 수 있다(예컨대, 일본 특허 공개 제2003-300155호 공보 참조).
웨이퍼의 이면을 연삭하는 연삭 장치는, 웨이퍼를 얇게 연삭하고 연삭후의 웨이퍼의 연삭면에 미세한 연삭 부스러기가 부착되지 않는 것이 요구된다. 또, 연삭 장치로 웨이퍼의 이면을 연삭한 후, 웨이퍼의 이면에 서브 디바이스(재배선층)를 형성하는 경우가 있는데, 이러한 경우에는 웨이퍼의 이면에 부착되는 연삭 부스러기 등의 오염이 기준치를 하회해야 한다.
종래 일반적으로는, 연삭이 끝난 웨이퍼를 척테이블로부터 반출할 때에는, 회동 가능한 아암의 선단에 부착된 진공 흡인식 흡착 패드로 웨이퍼를 흡인하여, 척테이블로부터 세정 유닛까지 반송하였다.
일본 특허 공개 제2003-300155호 공보
그러나, 흡착 패드를 사용하는 웨이퍼 반송 장치에서는, 연삭 직후의 웨이퍼는 연삭면을 세정하기 위해 세정 유닛에 반송되지만, 웨이퍼 반송 기구의 흡착 패드의 흡인으로 인해 웨이퍼의 이면이 건조해서, 기준치를 넘는 오염이 웨이퍼의 이면에 부착되어, 세정 유닛으로 세정하더라도 연삭 부스러기 등의 오염을 제거하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적하는 바는 연삭후의 웨이퍼의 연삭면을 오염시키지 않고 연삭면에 연삭 부스러기가 부착되지 않는 웨이퍼 반송 기구를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼를 유지하여 반송하는 웨이퍼 반송 기구로서, 아암과, 상기 아암의 선단에 탄성 지지 수단을 개재하여 지지된 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 패드를 포함하고, 상기 유지 패드는 웨이퍼의 외측 둘레를 흡인 유지하는 환형의 흡인 유지부와, 상기 환형의 흡인 유지부에 둘러싸여 흡인 유지된 웨이퍼와의 사이에서 공간을 형성하는 오목부와, 상기 오목부에 액체를 공급하는 액체 공급부와, 상기 오목부로부터 액체를 배출하고 상기 환형의 흡인 유지부에 형성된 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 기구가 제공된다.
본 발명의 웨이퍼 반송 기구에 의하면, 연삭후의 웨이퍼의 외측 둘레부를 환형의 흡인 유지부로 유지하기 때문에, 웨이퍼 연삭면에 접촉하는 부분이 적을 뿐만 아니라, 웨이퍼 연삭면을 항상 수층(水層)으로 채우면서 척테이블로부터 세정 유닛까지 웨이퍼를 반송하기 때문에, 연삭면이 건조하지 않고, 기준치를 넘는 오염의 부착을 방지할 수 있다.
도 1은 반도체 웨이퍼의 표면측 사시도이다.
도 2는 표면에 보호 테이프를 점착한 상태의 반도체 웨이퍼의 이면측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 웨이퍼 반송 기구를 포함한 연삭 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명 실시형태에 따른 웨이퍼 반송 기구의 사시도이다.
도 5는 웨이퍼 반송 기구의 주요부 단면도이다.
도 6은 유지 패드의 이면측 사시도이다.
도 7은 배출부로부터 물이 배출되는 상태를 나타내는 유지 패드 부분의 사시도이다.
이하, 본 발명 실시형태의 웨이퍼 반송 기구를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 정해진 두께로 가공되기 전의 반도체 웨이퍼(11)의 사시도이다. 도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼(11)는, 예를 들어 두께가 700 ㎛인 실리콘 웨이퍼를 포함하고, 표면(11a)에 복수의 스트리트(분할 예정 라인; 13)가 격자형으로 형성되고, 그 복수의 스트리트(13)에 의해 구획된 복수의 영역에 IC, LSI 등의 디바이스(15)가 형성된다.
이와 같이 구성된 반도체 웨이퍼(11)는 디바이스(15)가 형성되어 있는 디바이스 영역(17)과, 디바이스 영역(17)을 둘러싸는 외측 둘레 잉여 영역(19)을 포함한다. 또, 반도체 웨이퍼(11)의 외측 둘레에는, 실리콘 웨이퍼의 결정 방위를 나타내는 마크로서의 노치(21)가 형성된다.
반도체 웨이퍼(11)의 이면(11b)을 연삭하기 전에, 반도체 웨이퍼(11)의 표면(11a)에는, 보호 테이프 점착 공정에 의해 보호 테이프(23)가 점착된다. 따라서, 반도체 웨이퍼(11)의 표면(11a)은 보호 테이프(23)에 의해 보호되고, 도 2에 나타낸 바와 같이 이면(11b)이 노출된 형태가 된다. 보호 테이프(23) 대신 강성이 있는 유리 등의 보호 부재를 사용하여도 된다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 본 발명 실시형태의 웨이퍼 반송 기구를 채택한 연삭 장치에 관해 설명한다. 도면 부호 4는 연삭 장치(2)의 베이스이고, 베이스의 후방에는 2개의 칼럼(6a, 6b)이 수직으로 설치된다. 칼럼(6a)에는, 상하 방향으로 연장되는 한쌍의 가이드 레일(1개만 도시; 8)이 고정된다.
이 한쌍의 가이드 레일(8)을 따라서 조(粗)연삭 유닛(10)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착된다. 조연삭 유닛(10)은 그 하우징(20)이 한쌍의 가이드 레일(8)을 따라서 상하 방향으로 이동하는 이동 베이스(12)에 부착된다.
조연삭 유닛(10)은 하우징(20)과, 하우징(20) 내에 회전 가능하게 수용된 도시하지 않은 스핀들과, 스핀들을 회전 구동시키는 서보 모터(22)와, 스핀들의 선단에 고정된 복수의 조연삭용 연삭 지석(26)을 갖는 연삭 휠(24)을 포함한다.
조연삭 유닛(10)은 그 조연삭 유닛(10)을 한쌍의 안내 레일(8)을 따라서 상하 방향으로 이동시키는 볼나사(14)와 펄스 모터(16)로 구성되는 조연삭 유닛 이동 기구(18)를 포함한다. 펄스 모터(16)를 펄스 구동시키면, 볼나사(14)가 회전하여 이동 베이스(12)가 상하 방향으로 이동한다.
다른쪽 칼럼(6b)에도, 상하 방향으로 연장되는 한쌍의 가이드 레일(1개만 도시; 19)이 고정된다. 이 한쌍의 가이드 레일(19)을 따라서 마무리 연삭 유닛(28)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착된다.
마무리 연삭 유닛(28)은 그 하우징(36)이 한쌍의 가이드 레일(19)을 따라서 상하 방향으로 이동하는 도시하지 않은 이동 베이스에 부착된다. 마무리 연삭 유닛(28)은 하우징(36)과, 하우징(36) 내에 회전 가능하게 수용된 도시하지 않은 스핀들과, 스핀들을 회전 구동시키는 서보 모터(38)와, 스핀들의 선단에 고정된 마무리 연삭용 연삭 지석(42)을 갖는 연삭 휠(40)을 포함한다.
마무리 연삭 유닛(28)은 그 마무리 연삭 유닛(28)을 한쌍의 안내 레일(19)을 따라서 상하 방향으로 이동시키는 볼나사(30)와 펄스 모터(32)로 구성되는 마무리 연삭 유닛 이동 기구(34)를 포함한다. 펄스 모터(32)를 구동시키면, 볼나사(30)가 회전하여, 마무리 연삭 유닛(28)이 상하 방향으로 이동한다.
연삭 장치(2)는 칼럼(6a, 6b)의 앞쪽에서 베이스(4)의 상면과 대략 수평하게 설치된 턴테이블(44)을 포함한다. 턴테이블(44)은 비교적 직경이 큰 원반형으로 형성되고, 도시하지 않은 회전 구동 기구에 의해 화살표 45가 가리키는 방향으로 회전한다.
턴테이블(44)에는, 서로 원주 방향으로 120° 이격된 3개의 척테이블(46)이 수평면 내에서 회전 가능하게 배치된다. 척테이블(46)은 다공성 세라믹재에 의해 원반형으로 형성된 흡착부를 갖고 있고, 흡착부의 유지면 상에 배치된 웨이퍼를 진공 흡인 수단을 작동시킴으로써 흡인 유지한다.
턴테이블(44)에 설치된 3개의 척테이블(46)은 턴테이블(44)이 적절하게 회전함으로써, 웨이퍼 반입ㆍ반출 영역(A), 조연삭 가공 영역(B), 마무리 연삭 가공 영역(C) 및 웨이퍼 반입ㆍ반출 영역(A)에 순차적으로 이동한다.
베이스(4)의 앞쪽 부분에는, 제1 웨이퍼 카세트(50)와, 제2 웨이퍼 카세트(66)와, 링크 기구(51)와 핸드(52)를 갖는 웨이퍼 반송 로봇(54)과, 복수의 위치 결정 핀(58)을 갖는 위치 결정 테이블(56)과, 웨이퍼 반입 기구(로딩 아암; 60)와, 웨이퍼 반출 기구(언로딩 아암; 62)와, 스피너 세정 유닛(64)이 설치된다.
스피너 세정 유닛(64)은 웨이퍼를 흡인 유지하여 회전시키는 스피너 테이블(68)을 갖는다. 도면 부호 70은 스피너 세정 유닛(64)의 커버이다. 웨이퍼 반출 기구(62)가 본 발명 실시형태의 웨이퍼 반송 기구를 구성한다.
연삭후의 웨이퍼(11)는 연삭면을 세정하기 위해 스피너 세정 유닛(64)에 반송되지만, 웨이퍼의 연삭면을 흡착 패드로 흡착하여 반송하면, 흡착 패드가 웨이퍼의 연삭면에 접촉하기 때문에 연삭면의 오염이 우려된다.
또한, 웨이퍼 반송시에 흡착 패드의 흡인으로 인해 웨이퍼의 이면이 건조해서, 연삭 부스러기가 웨이퍼의 연삭면에 부착되어 스피너 세정 유닛(64)으로 세정하더라도 떨어지지 않는다고 하는 문제가 발생하였다. 이 문제를 해결하는 본 발명 실시형태의 웨이퍼 반송 기구(62)를 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
웨이퍼 반송 기구(62)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상하 방향으로 이동 가능한 칼럼(72)과, 칼럼(72)의 선단부에 회동 가능하게 장착된 아암(74)과, 아암(74)의 선단부에 부착된 유지 패드(흡착 패드; 76)를 포함한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 아암(74)의 선단부에는 삽입 구멍(75)이 형성되고, 이 삽입 구멍(75) 내에 유지 패드(76)의 지지부(78)를 삽입하고, 유지 패드(76)와 아암(74) 사이에 코일 스프링(80)을 개재함으로써, 유지 패드(76)는 아암(74)의 선단에 탄성적으로 지지된다.
도 6에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 유지 패드(76)는 웨이퍼(11)의 외측 둘레를 흡인 유지하는 환형의 흡인 유지부(82)와, 환형의 흡인 유지부(82)에 둘러싸여 있고 웨이퍼(11)와의 사이에서 공간을 형성하는 원형 오목부(84)를 갖는다. 그리고, 흡인 유지부(82)와 원형 오목부(84)의 단차(h)는 1?2 mm 정도로 형성된다.
환형의 흡인 유지부(82)에는 복수의 흡인 구멍(86)이 형성되고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 이들 흡인 구멍(86)은 환형의 흡인로(88) 및 흡인구(90)를 통해 흡인원(92)에 접속된다. 환형의 흡인 유지부(82)에는 또한, 복수의(본 실시형태에서는 4개) 배출부(94)가 형성된다.
원형 오목부(84)에는, 그 원형 오목부(84)에 물을 공급하는 복수의(본 실시형태로서는 4개) 공급 구멍(96)이 형성되고, 이들 공급 구멍(96)은 유지 패드(76)의 표면에 설치된 가요성 배관(98)을 통해 도 5에 나타낸 바와 같이 수원(100)에 접속된다.
이하, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시형태의 웨이퍼 반송 기구(웨이퍼 반출 기구; 62)의 작용에 관해 설명한다. 조연삭 유닛(10)에 의한 조연삭, 및 마무리 연삭 유닛(28)에 의한 마무리 연삭이 종료된 웨이퍼(11)는 턴테이블(44)을 회전하여 웨이퍼 반입ㆍ반출 영역(A)에 위치 결정된다.
이어서, 웨이퍼 반송 기구(62)의 아암(74)이 회동하여 유지 패드(76)를 척테이블(46)에 유지된 웨이퍼(11) 위에 위치 결정하고, 칼럼(72)을 하강시켜 유지 패드(76)를 웨이퍼(11)의 이면(연삭면; 11b)에 접촉시킨다.
그리고, 척테이블(46)의 흡인 유지를 해제하고 나서, 유지 패드(76)의 환형의 흡인 유지부(82)로 웨이퍼(11)의 외측 둘레부를 흡인 유지한다. 따라서, 웨이퍼(11)의 연삭면과 유지 패드(76) 사이에는 원형 오목부(84)에 의해 공간이 형성되고, 웨이퍼(11)는 그 외측 둘레부에서만 유지 패드(76)에 의해 흡인 유지된다.
원형 오목부(84) 내에는 수원(100)에 접속된 공급 구멍(96)으로부터 물이 공급되어 웨이퍼(11)를 흡인 유지한 원형 오목부(84) 내부는 물로 채워지고, 도 7에 나타낸 바와 같이 환형의 흡인 유지부(82)에 형성된 배출부(94)로부터 배수(102)가 배출된다.
이 상태로 칼럼(72)을 정해진 거리만큼 위쪽으로 이동시켜 웨이퍼(11)를 척테이블(46)로부터 상승시키고, 또한 아암(74)을 회동시킴으로써 유지 패드(76)로 웨이퍼(11)를 흡인 유지한 상태에서 스피너 세정 유닛(64)의 스피너 테이블(68)까지 웨이퍼(11)를 반송하고, 유지 패드(76)의 환형의 흡인 유지부(82)의 흡인을 해제한다.
스피너 세정 유닛(64)에서는, 스피너 테이블(68)로 웨이퍼(11)를 흡인 유지하고, 스피너 테이블(68)을 회전시키면서 웨이퍼(11)를 세정한다. 웨이퍼(11)의 세정이 종료되면, 스피너 세정 유닛(64)에서 웨이퍼(11)를 스핀 건조시킨 후, 웨이퍼 반송 로봇(54)의 핸드(52)로 웨이퍼(11)를 흡인 유지하여 제2 웨이퍼 카세트(66)의 정해진 개소에 웨이퍼(11)를 수용한다.
전술한 실시형태의 웨이퍼 반송 기구(62)에 의하면, 연삭후의 웨이퍼(11)의 외측 둘레부를 환형의 흡인 유지부(82)로 유지하면서 반송하기 때문에, 웨이퍼 연삭면에 접촉하는 부분이 적을 뿐만 아니라, 웨이퍼(11)의 연삭면에 항상 수층을 형성하면서 반송하기 때문에, 웨이퍼(11)의 연삭면이 건조하지 않고, 연삭 부스러기 등에 의한 웨이퍼 연삭면의 오염을 철저히 방지하여, 웨이퍼를 척테이블(46)로부터 스피너 세정 유닛(64)까지 반송할 수 있다.
2 : 연삭 장치 10 : 조연삭 유닛
11 : 반도체 웨이퍼 23 : 보호 테이프
28 : 마무리 연삭 유닛 44 : 턴테이블
46 : 척테이블
62 : 웨이퍼 반송 기구(웨이퍼 반출 기구)
64 : 스피너 세정 유닛 76 : 유지 패드
82 : 환형의 흡인 유지부 84 : 원형 오목부
86 : 흡인 구멍 94 : 배출부
96 : 공급 구멍

Claims (1)

  1. 웨이퍼를 유지하여 반송하는 웨이퍼 반송 기구에 있어서,
    아암과,
    상기 아암의 선단에 탄성 지지 수단을 개재하여 지지된 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 패드
    를 포함하고,
    상기 유지 패드는 웨이퍼의 외측 둘레를 흡인 유지하는 환형의 흡인 유지부와, 상기 환형의 흡인 유지부에 둘러싸여 흡인 유지된 웨이퍼와의 사이에서 공간을 형성하는 오목부와, 상기 오목부에 액체를 공급하는 액체 공급부와, 상기 오목부로부터 액체를 배출하고 상기 환형의 흡인 유지부에 형성된 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 기구.
KR1020110102716A 2010-10-18 2011-10-07 웨이퍼 반송 기구 KR101757932B1 (ko)

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