KR20130071474A

KR20130071474A - 웨이퍼 코팅 장치

Info

Publication number: KR20130071474A
Application number: KR1020137006971A
Authority: KR
Inventors: 조하나 바르텔; 로날드 홀츠라이트너; 라이문트 호프만; 프란츠 슈랑크; 조르디 테바
Original assignee: 에베 그룹 게엠베하
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2013-06-28
Also published as: KR101497848B1; CN103155097B; JP2013543267A; TWI495516B; JP5661937B2; SG188953A1; US20130160706A1; EP2630653A1; CN103155097A; EP2630653B1; WO2012052039A1; TW201235112A

Abstract

본 발명은 웨이퍼(2)의 표면(2o)을 코팅하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 웨이퍼(2)를 리테이닝 표면(19) 위에 배치하기 위한 리테이닝 시스템(16), 및 Z 방향에서 웨이퍼(2)를 코팅하기 위한 노즐 시스템(10)을 포함하는데, 웨이퍼(2)를 코팅할 때 코팅 표면을 확장시키기 위하여, 내측 주변(4i)으로 웨이퍼(2)를 둘러싸는 링(4)이 웨이퍼(2)의 측면 주변(2a) 위에 배열될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 코팅 장치{APPARATUS FOR COATING A WAFER}

본 발명은 청구항 제1항에 따라 웨이퍼 표면을 코팅하기 위한 장치에 관한 것이다.

웨이퍼를 분사-에나멜링 설비(spray-enameling plant)에서 코팅할 때, 코팅, 특히 페인트(paint)를 상당히 큰 웨이퍼 표면, 가령, 예컨대, 직경이 300mm인 웨이퍼에 균일하게 도포하는 문제가 존재한다. 웨이퍼의 에지 영역에서 균일하게 코팅하는 것이 특히 문제라고 밝혀져 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 특히 웨이퍼의 에지 영역(edge area)에서 코팅이 보다 균일해지도록 웨이퍼를 코팅하기 위한 장치를 제공하는 데 있다.

이 목적은 청구항 제1항의 특징들로 구현된다. 본 발명의 바람직한 추가적인 변형예들은 종속항들에 제공된다. 본 발명의 상세한 설명, 청구범위 및/또는 도면들에서 제공된 특징들 중 2개 이상의 특징을 조합해도 본 발명의 범위 내에 있다. 제공된 값들의 범위의 경우에서, 위에서 언급한 한계 내에 있는 값들은 임의의 조합으로 청구될 수 있으며 경계값(boundary value)들로 기술될 수 있다.

본 발명은 본 발명에 따른 장치에 추가적인 구성요소(component)를 제공함으로써 웨이퍼의 코팅 표면이 꽤 확장될 수 있다는(quasi-expanded) 개념에 기초하는데, 상기 개념에 의하면, 웨이퍼의 에지 영역에서, 본 발명에 따른 장치에 의해 도포된(applied) 코팅의 균일성(evenness)이 특히 에지 영역에서 현저히 개선되는 사실이 밝혀졌다. 웨이퍼를 코팅하기 위한 노즐 시스템의 관점에서 보면, 웨이퍼의 에지 영역이 거의 링(ring)으로 이동되며 이에 따라 웨이퍼의 실제 에지 및 따라서 전체 웨이퍼가 균일하게 코팅된다.

본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 웨이퍼의 한 면(face)과 웨이퍼의 표면으로부터 형성된 코팅 표면을 확장하기 위하여 웨이퍼의 내측 주변과 웨이퍼의 측면 주변(side periphery) 위에서 웨이퍼를 둘러싸는 링은 상기 구체예에 따라 교체될 수 있으며 이에 따라 웨이퍼의 크기와 형태 또는 외측 윤곽에 일치될 수 있다. 원형 웨이퍼의 경우, 이에 따라 링은 적어도 링의 내측 윤곽 즉 내측 주변 위에서 원형으로 구성된다.

본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 링, 특히 횡단면이 L자 형태의 링은 웨이퍼에 대해 동심구성으로 배열될 수 있는데(arranged concentrically), 측면 주변과 내측 주변 사이에 특히 100μm 내지 2,000μm 사이, 바람직하게는 100μm 내지 500μm 사이의 간격(H)이 형성된다. 링과 웨이퍼의 에지 사이에서 웨이퍼 직경에 대해 웨이퍼의 최소 간격(H)으로 인해 웨이퍼가 링에 결합되는 것이 방지되며 또한 이와 동시에 코팅 동안 웨이퍼가 회전되는 것이 가능하다. 웨이퍼가 링에 동심구성으로 배열되거나(concentric arrangement) 또는 링이 웨이퍼에 동심구성으로 배열됨으로써 웨이퍼와 링 사이의 균일한 간격(H)이 형성되며, 이에 따라, 차례로, 웨이퍼의 에지 영역에서의 코팅도 보다 균일하게 된다. 웨이퍼와 링 사이에서 관통되는 코팅 물질(coating material)은 L자 형태의 링에 의해 수거되며(collected), 이에 따라, 본 발명에 따른 형상에 의해, 주로 링 위에 점착되는(adhering) 과잉의 코팅 물질에 의하여 코팅 장치가 현저히 용이하게 세척(cleaning)되고, 이에 따라 오직 링이 세척되거나 교체되며, 코팅 장치의 그 외의 다른 구성요소들은 상대적으로 거의 세척되지 않는다.

링의 상측 링 표면이 리테이닝 표면(retaining surface) 위에 배열될 수 있는 경우 특히 상측 링 표면과 나란하게 정렬되거나 혹은 상측 링 표면 위에 정렬되는 경우, 코팅 물질이 표면 위에 균일하게 분포되거나 혹은 특히 웨이퍼의 에지 영역에서 노즐 시스템으로부터 배출된 후에 코팅 표면 위에 균일하게 분포되기 때문에 코팅의 균일성은 추가로 향상된다.

또한, 링은 웨이퍼에 대해 리테이닝 표면에 평행하게 배열되는 X-Y 평면에서 X-Y 조절 시스템(X-Y adjustment system)에 의하여 조절될 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 링을 웨이퍼에 대해 특히 리테이닝 시스템에 고정되도록 동심구성으로 배향시킬 수 있다(concentrically orient).

대안으로서, 링은 Z 방향에 대해 수직으로 배열되는 X-Y 방향에서 코팅 장치에 고정되며 따라서 링은 Z 방향에서 오직 하나의 자유도를 가진다. 이 구체예에서, 가능한 최대한 균일하게 조절되는 링과 웨이퍼 사이의 간격 혹은 링에 동심구성으로 배열되는 웨이퍼에 의해 웨이퍼가 리테이닝 표면 위에 보유될 때(retined), 웨이퍼가 링에 동심구성으로 배향된다. 웨이퍼가 링에 배향되는 것은 광학적 탐지 수단에 의해 또는 종래 기술에 알려진 그 외의 다른 방법들에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 따르면, 링은 웨이퍼에 대해 리테이닝 표면에 수직으로 안내되는 Z 방향에서 Z-조절 시스템에 의해 조절되며, 상기 Z-조절 시스템은 특히 X-Y 조절 시스템에서 Z 방향으로 슬라이딩-안내될(sliding-guided) 수 있다. 본 발명에 따르면, 링의 상측 링 표면은 Z 방향에서 웨이퍼의 표면에 대해 높이가 조절될 수 있으며 이에 따라 표면의 최적 코팅이 가능하게 된다.

웨이퍼 위에서 접촉 없이 배열될 수 있는 링에 의해, 바람직하게는, Z 방향에서 실질적으로 등거리에 배열될 수 있거나(equidistant) 및/또는 웨이퍼의 주변 방향(peripheral direction)에 대해 수직으로 배열될 수 있는 링에 의해, 웨이퍼 표면의 코팅의 균일성이 추가로 향상된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에서, 링은 코팅 표면이 Z 방향으로 안내되는 링의 상측 링 표면과 표면으로부터 형성되도록 배열될 수 있다.

본 발명의 그 외의 다른 이점, 특징 및 세부사항들은 밑에서 기술된 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 명백해질 것이다.

여기서:
도 1은 본 발명에 따른 장치를 절단하여 개략적으로 도시한 측면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 링을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에서, 한 구체예에 본 발명에 따른 코팅 장치(1)가 도시되는데, 이 도면에서는 본 발명에서 매우 중요한 구성인 웨이퍼(2)의 좌측 에지 위에 절단면(cutaway)이 확대되어 도시된다.

웨이퍼(2)는 도시되지는 않은 로봇 암(robotic arm)을 사용하여 Z 방향에서 높이가 조절될 수 있고 회전될 수 있는 리테이닝 시스템(16)의 척(8) 위에 배열되며 리테이닝 시스템 위에 위치되고 배열되는 동안 또는 후에 원형 링(4)에 대해 중심이 배열되도록 배향된다. 도시되지 않은 샤프트 드라이브(shfat drive)를 가진 샤프트(9)에 의해 리테이닝 시스템(16)이 회전된다.

웨이퍼(2)는 웨이퍼 표면(2o)이 척(8)으로부터 멀어져서 Z 방향에서 노즐 시스템(10)을 향해 가리키는 면을 가지도록 척(8) 위에 배열된다.

노즐 시스템(10)은 코팅 물질로 균일하게 전체 표면(2o)을 코팅하기 위해 Z 방향에 대해 십자형으로 배열되는(run crosswise) X-Y 평면에서 표면(2o)을 따라 이동될 수 있다. 코팅 물질은 예컨대 포토 레지스트(photoresist)이다.

웨이퍼(2)가 코팅되는 코팅 공간(11)이 코팅 장치(1)의 하우징 벽(5)에 의해 형성된다. 샤프트(9)는 하우징 벽(5)의 바닥(5b)의 중심을 통과하며 리테이닝 시스템(16)은 Z 방향으로 이동될 수 있다.

웨이퍼(2)의 측면 주변(2a) 위에서, 링(4)은 횡단면이 L자 형태인 링(4)의 내측 주변(4i)이 상기 내측 주변(4i)이 웨이퍼(2)의 측면 주변(2a)을 향하게 배열되도록 배열될 수 있다. 링(4)은 상기 링의 측면 주변(2a) 위에서 즉 링의 외측 레그(12)로 웨이퍼(2)를 완전히 둘러싼다. X 방향과 Y 방향에서 외측 레그(12)로부터 리테이닝 시스템(16)의 방향으로 향하는(point) 링의 내측 레그(13)가 측면 주변(2a)에 걸쳐 웨이퍼의 중심 방향으로 연장되며 내부를 통해 척(8)이 배열되는 링 개구(4r)를 형성한다.

상기 링 개구(4r)는 링(4)의 내측 링 표면(14)에 의해 형성된다(도 2 참조).

링(4)은, 고정 링(3)이 X-Y 방향에서 내측 링 표면(14)에 결부(attachment)됨으로써 고정되는 X-Y 고정부(6)로부터 상부 방향으로 돌출되는 고정 링(3)에 의해, X-Y 고정부(6)에 의해, X 방향과 Y 방향 즉 Y-Y 평면에서 고정된다.

고정 링(3) 및/또는 X-Y 고정부(6)는 3개 이상의 지점에서 링(4)의 주변(periphery) 위에 분포될 수 있는데 이는 즉 닫힌 주변(closed periphery)을 가지도록 설계되지 않는다는 의미이다. 링(4)에 고정되는 X-Y 고정부(6)가 X 방향과 Y 방향에서 즉 X-Y 평면에서 2개의 자유도를 점유한다는 사실은 결정적이다.

또한, 웨이퍼(2)를 X-Y 고정부(6)에 고정시키도록 사용되는 진공 시스템(15)이 고정 링(3)에 제공된다.

링(4)의 높이 조절을 위해, Z 방향에서 이동할 수 있고 링(4)의 주변 위에 배열된 몇몇 핀(17)의 형태로 Z-조절 시스템(7)이 제공되며, 상기 핀들은 상측 링 표면(4o)으로부터 멀어지도록 향하는 링(4)의 하측 면(4u) 위에 정지된다(rest). 핀(17)들은 링(4)이 고정 링(3) 위에서 기울어지는 것을 방지하기 위하여 Z-조절 시스템(7)에 의해 Z 방향으로 동조적으로 이동될 수 있다(moved synchronously)

핀(17)들은 X-Y 고정부(6)의 안내 개구(18) 내로 배열되며(run), 이에 따라 X-Y 고정부(6)도 핀(17)들을 동시에 X 방향과 Y 방향에 고정시킨다.

내측 주변(4i) 위의 링(4)의 직경은 측면 주변(2a) 위의 웨이퍼(2)의 직경보다 더 크며, 이에 따라 내측 주변(4i)과 측면 주변(2a) 사이에서 간격(H)이 조절될 수 있다.

코팅 장치(1)에 의해 알려져 있거나 코팅 장치(1)에 의해 측정할 수 있는 웨이퍼(2)의 두께(d) 및 이와 동시에 특징지어진 내측 주변(4i)의 높이(t)에 의해, 상측 링 표면(4o)은 상측 링 표면(4o)이 표면(20) 위로 올라가거나 X-Y 평면에서 표면(20)과 나란하게 정렬되도록(aligned) 상기 표면(2o)으로 배향될 수 있다(oriented).

도 1의 구체예에 따른 코팅 장치(1)으로 코팅하는 단계는 다음과 같다:

- 코팅되어야 하는 웨이퍼(2)에 맞춰진(matched) 내측 주변(4i)을 가진 링(4)을 삽입하는 단계;

- 웨이퍼(2)를 척(8) 위에 배치하는 단계;

- 웨이퍼(2)를 링(4)과 동심구성으로 정렬시켜(aligning concentrically), 웨이퍼(2)와 링(4) 특히 측변 주변(2a)과 내측 주변(4i) 사이의 등거리 간격(H)이 형성되는 단계;

- 선택적으로는, 리테이닝 시스템(16)을 내려서, 웨이퍼(2)가 고정 링(3) 위에 정지되는 단계;

- 선택적으로는, 특히, 진공 시스템(15)으로 흡입시킴으로써 웨이퍼(2)를 고정시키는 단계;

- 링(4)을 Z 방향으로 정렬시켜 상측 링 표면(4o)이 표면(2o)과 나란하게 정렬되거나 표면(2o) 위로 올라가는 단계;

- 표면(2o)을 시스템적으로 분리시켜(systematic separating) 코팅 물질을 이용하여 노즐 시스템(10)으로 표면(2o)을 코팅하는 단계;

- 진공 시스템(15)의 진공을 배출하는 단계(releasing);

- 리테이닝 시스템(16)에 의해 웨이퍼(2)를 Z 방향으로 올리는 단계 및 도시되지 않은 로봇 암에 의해 척(8)으로부터 웨이퍼(2)를 내리는 단계.

1 코팅 장치 2 웨이퍼
2o 표면 2a 측면 주변
3 고정 링 4 링
4i 내측 주변 4o 상측 링 표면
4r 링 개구 5 하우징 벽
5b 바닥 6 X-Y 고정부
7 Z-조절 시스템 8 척
9 샤프트 10 노즐 시스템
11 코팅 공간 12 외측 레그
13 내측 레그 14 내측 링 표면
15 진공 시스템 16 리테이닝 시스템
17 핀 18 안내 개구
19 리테이닝 표면 H 간격
t 높이 d 두께

Claims

웨이퍼(2)를 리테이닝 표면(19) 위에 배치하기 위한 리테이닝 시스템(16), 및 Z 방향에서 웨이퍼(2)를 코팅하기 위한 노즐 시스템(10)을 포함하는 웨이퍼(2)의 표면(2o)을 코팅하기 위한 장치에 있어서,
웨이퍼(2)를 코팅할 때 코팅 표면을 확장시키기 위하여, 내측 주변(4i)으로 웨이퍼(2)를 둘러싸는 링(4)이 웨이퍼(2)의 측면 주변(2a) 위에 배열될 수 있는, 웨이퍼 표면을 코팅하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
링(4) 특히 횡단면이 L자 형태의 링(4)은 웨이퍼(2)에 대해 동심구성으로 배열될 수 있는데(arranged concentrically), 측면 주변(2a)과 내측 주변(4i) 사이에 특히, 100μm 내지 2,000μm 사이, 바람직하게는 100μm 내지 500μm 사이의 간격(H)이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 코팅하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
특히 비대칭 링(4)의 상측 링 표면(4o)은 리테이닝 표면(19) 위에 배열될 수 있으며 특히 표면(2o) 위에서 또는 표면(2o)과 나란하게 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 코팅하기 위한 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
링은 웨이퍼(2)에 대해 리테이닝 표면에 평행하게 배열되는 X-Y 평면에서 X-Y 조절 시스템에 의하여 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 코팅하기 위한 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
링(4)은 웨이퍼(2)에 대해 리테이닝 표면(19)에 수직으로 안내되는 Z 방향에서 Z-조절 시스템(7)에 의해 조절되며, 상기 Z-조절 시스템(7)은 특히 X-Y 조절 시스템에서 Z 방향으로 슬라이딩-안내될(sliding-guided) 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 코팅하기 위한 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
링(4)은 웨이퍼(2) 위에서 접촉 없이 배열될 수 있으며, 특히 Z 방향에서 등거리에 배열될 수 있거나 및/또는 웨이퍼의 주변 방향에 대해 수직으로 배열될 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 코팅하기 위한 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
링(4)은 코팅 표면이 Z 방향으로 안내되는 링(4)의 상측 링 표면(4o)과 표면(2o)으로부터 형성되도록 배열될 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면을 코팅하기 위한 장치.