KR20210097535A - 웨이퍼 척 - Google Patents

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KR20210097535A
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송현동
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홍종현
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Abstract

본 발명의 웨이퍼 척은 몸체부; 상기 몸체부의 중심점으로부터 동일 거리에 배치된 벽 구조물(wall structure)로 구성된 진공 장벽부; 상기 진공 장벽부의 내측 및 외측에 배치되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출되고 서로 떨어져 배치된 복수개의 돌기부들; 및 상기 진공 장벽부의 내측에 상기 몸체부를 관통하면서 서로 떨어져 배치된 복수개의 진공홀들을 포함하는 진공부를 구비한다.

Description

웨이퍼 척{wafer chuck}
본 발명의 기술적 사상은 웨이퍼 척에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 척에 관한 것이다.
웨이퍼 척은 반도체 칩을 제조할 때 웨이퍼가 안착되는 부품일 수 있다. 웨이퍼 척은 웨이퍼 척 상에 안착되는 웨이퍼를 진공압으로 흡착할 수 있다. 웨이퍼 척은 반도체 칩을 제조할 때 웨이퍼의 배면(후면)을 오염시키는 소스로 작용할 수 있다. 웨이퍼 척은 진공압으로 웨이퍼를 정밀하게 흡착하지 못할 경우, 웨이퍼가 미끌어질 뿐만 아니라 휘어지거나 뒤틀릴 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 웨이퍼의 배면 오염을 최소하면서 척킹력(chucking force)을 강화하여 웨이퍼의 미끄러짐이나 휘어짐 및 뒤틀림을 억제할 수 있는 웨이퍼 척을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척은 몸체부; 상기 몸체부의 중심점으로부터 이격되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출된 적어도 하나의 진공 장벽부; 상기 진공 장벽부의 내측 및 외측에 배치되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출되고 서로 떨어져 배치된 복수개의 돌기부들; 및 상기 진공 장벽부의 내측에 상기 몸체부를 관통하면서 서로 떨어져 배치된 복수개의 진공홀들을 포함하는 진공부를 구비한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척은 몸체부; 상기 몸체부의 중심점으로부터 이격되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출된 적어도 하나의 진공 장벽부; 상기 진공 장벽부의 내측 및 외측에 배치되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출되고 서로 떨어져 배치된 복수개의 돌기부들을 포함하되, 상기 돌기부들은 상기 몸체부의 중심점으로부터 동일 거리에 위치한 복수개의 가상원들을 따라 서로 이격되고, 인접한 상기 가상원들 사이에서 가장 인접한 상기 돌기부들을 서로 연결한 삼각형의 세변의 거리는 동일하고; 및 상기 진공 장벽부의 내측에 상기 몸체부를 관통하면서 서로 떨어져 위치하는 복수개의 진공홀들을 포함하는 진공부를 구비하되, 상기 진공홀들은 상기 몸체의 중심부 및 상기 진공 장벽부의 내측 둘레부에 위치한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척은 몸체부; 상기 몸체부의 일측에 웨이퍼 이송용 패들이 삽입될 수 있는 삽입홈을 갖는 패들 삽입부; 상기 몸체부의 중심점으로부터 이격됨과 아울러 상기 패들 삽입부를 제외한 상기 몸체부 상에 배치되고 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출된 진공 장벽부; 상기 진공 장벽부의 내측 및 외측에 배치되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출되고 서로 떨어져 위치한 복수개의 돌기부들; 상기 진공 장벽부의 내측의 중심 부근에 배치되고, 상기 몸체부를 관통하면서 제1 진공홀을 포함하는 중심 진공부; 및 상기 진공 장벽부 내측의 주변 부근에 배치되고, 상기 몸체부를 관통하면서 서로 떨어져 위치하는 복수개의 제2 진공홀들을 갖는 주변 진공부를 포함한다.
본 발명의 웨이퍼 척은 몸체부의 중심점으로부터 이격된 진공 장벽부, 몸체부의 전체 표면에 서로 이격된 복수개의 돌기부들, 상기 진공 장벽부의 내측에 위치하는 진공홀들을 포함하는 진공부를 구비한다. 아울러서, 본 발명의 웨이퍼 척은 몸체부를 세라믹으로 구성한다. 이에 따라, 본 발명의 웨이퍼 척은 몸체부 상에 안착되는 웨이퍼의 배면 오염을 최소하면서 척킹력(chucking force)을 강화하여 웨이퍼가 슬라이딩되지 않을 뿐만 아니라 웨이퍼의 휘어짐이나 뒤틀림을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1의 III 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 돌기부들의 배치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5의 웨이퍼 척 상에 진공압에 의해 흡착된 웨이퍼를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 진공 장벽부 및 돌기부들의 모양을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 진공 장벽부 및 돌기부들의 모양을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 진공 장벽부 및 돌기부들의 모양을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척을 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척을 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척을 도시한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척 상에 흡착된 웨이퍼의 최대 응력 분포를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일하거나 비슷한 참조부호 또는 참조 번호를 사용하고, 이들에 대한 중복 설명은 간단히 설명하거나 생략한다. 이하의 설명에서 상면 및 하면은 도면의 위치에 따라 상대적인 개념일 수 있고, 제1 면 및 제2 면도 도면의 위치에 따라 상대적인 개념일 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II 부분의 확대도이고, 도 3은 도 1의 III 부분의 확대도이다.
구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께를 측정하는 두께 측정 장치에 이용될 수 있다. 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 웨이퍼 상의 형성된 패턴들의 임계 크기(critical dimension, CD)를 측정하는 임계 크기 측정 장치에 이용될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 몸체부(12)를 포함할 수 있다. 몸체부(12)는 상면에 웨이퍼(미도시)가 안착되게 원반 형태로 구성될 수 있다. 몸체부(12)는 원반 형태(또는 원형 형태)에 국한하지 않고, 다양한 입체 형상을 가질 수도 있다.
몸체부(12)를 원반 형태로 구성할 경우, 몸체부(12)의 직경은 웨이퍼의 직경에 따라 다를 수 있다. 몸체부(12)의 직경은 6인치(대략 150mm), 8인치(대략 200mm), 또는 12인치(대략 300mm)일 수 있다. 본 실시예는 몸체부(12)의 직경을 12인치인 것을 예로 들어 설명한다.
몸체부(12)는 세라믹 재질로 구성될 수 있다. 세라믹 재질은 금속 보다 내마모성이 우수하여 웨이퍼 척(10)은 웨이퍼와 접촉할 때 표면 오염 발생을 줄일 수 있다. 일부 실시예에서, 몸체부(12)를 구성하는 세라믹 재질은 SiC(Silicon Carbide)일 수 있다. 일부 실시예에서, 몸체부(12)를 구성하는 세라믹 재질은 Al2O3(Alumina Oxide)일 수 있다. SiC(Silicon Carbide)나 Al2O3(Alumina Oxide)는 전도성을 가질 수 있다.
몸체부(12)를 구성하는 SiC(Silicon Carbide)나 Al2O3(Alumina Oxide) 세라믹은 SiC나 Al2O3 파우더를 소결하는 소결 방법(sintering method)에 의해 제조될 수 있다. 몸체부(12)를 금속이 아닌 세라믹 재질로 형성하는 경우, 몸체부(12) 상의 웨이퍼에 파티클(particle) 부착이 억제되어 웨이퍼의 오염을 줄일 수 있다.
웨이퍼 척(10)은 몸체부(12)의 중심점으로부터 동일 거리에 배치된 벽 구조물(wall structure)로 구성된 진공 장벽부(14)를 포함할 수 있다. 진공 장벽부(14)는 도 2에 도시한 바와 같이 몸체부(12)의 표면(12a)으로부터 돌출되어 구성될 수 있다. 진공 장벽부(14)는 몸체부(12)의 중심점으로부터 동일 거리에 위치하는 원형 구조물로 구성될 수 있다. 진공 장벽부(14)는 몸체부(12)의 표면 상에서 몸체부(12)의 둘레로부터 일정 거리만큼 이격되어 배치된 원형 구조물로 구성될 수 있다.
몸체부(12)를 원반 형태로 구성할 경우, 진공 장벽부(14)는 몸체부(12)의 중심점으로부터 반경이 2/3에 배치될 수 있다. 예컨대, 몸체부의 직경을 12인치로 구성할 경우, 진공 장벽부(14)의 내측의 직경은 8인치일 수 있다. 진공 장벽부(14)의 내측, 즉 몸체부(12)의 중심 방향으로 후술하는 바와 같기 진공부(VU)에 의해 형성되는 진공 영역(VZ)일 수 있다.
진공 장벽부(14)는 몸체부(12)의 표면(12a)을 가공, 예컨대 절삭 가공하여 만들어질 수 있다. 이에 따라, 진공 장벽부(14)는 몸체부(12)와 동일 재질로 구성될 수 있다. 진공 장벽부(14)와 몸체부(12)는 한 몸체(body)로 구성될 수 있다.
웨이퍼 척(10)은 진공 장벽부(14)의 내측 및 외측에 배치된 복수개의 돌기부들(16)을 포함할 수 있다. 돌기부들(16)은 도 2에 도시한 바와 같이 몸체부(12)의 표면(12a)으로부터 돌출되고 서로 떨어져 배치될 수 있다. 돌기부들(16)의 배치는 후에 보다 상세하게 설명한다.
돌기부들(16)은 몸체부(12)의 표면(12a)을 가공, 예컨대 절삭 가공하여 만들어질 수 있다. 이에 따라, 돌기부들(16)은 몸체부(12)와 동일 재질로 구성될 수 있다. 돌기부들(16)과 몸체부(12)는 한 몸체로 구성될 수 있다. 결과적으로, 진공 장벽부(14), 상기 돌기부들(16) 및 상기 몸체부(12)는 하나의 몸체(body)로 구성될 수 있다.
돌기부들(16)의 상면 및 진공 장벽부(14)의 상면에 후술하는 바와 같이 웨이퍼가 안착될 수 있다. 이에 따라, 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)은 몸체부(12)의 표면(12a)으로부터 동일 높이로 구성될 수 있다. 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)은 동일 높이의 표면을 가질 수 있다.
더하여, 웨이퍼가 돌기부들(16)의 상면에 안착될 경우, 웨이퍼가 몸체부(12)의 상면에 전체적으로 안착되는 것보다 접촉 면적을 크게 줄일 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 웨이퍼의 배면 전체가 몸체부(12)와 접촉되는 것이 아니고 돌기부들(16)과 접촉하지 때문에 접촉 면적을 줄일 수 있다. 따라서, 반도체 제조 공정을 진행함에 따라 웨이퍼가 휘어져 있더라도 웨이퍼는 돌기부들(16)과 접촉할 수 있다. 웨이퍼와 돌기부들(16)의 접촉 면적은 다양하게 조절할 수 있다.
웨이퍼 척(10)은 진공 장벽부(14)의 내측에 몸체부(12)를 관통하는 진공홀들(18, 20, 22)을 구비하는 진공부(VU)를 포함할 수 있다. 진공부(VU)에 의해 진공 장벽부(14)의 내측은 하나의 진공 영역(VZ)이 될 수 있다.
진공부(VU)는 몸체부(12)의 중심 부근에 위치하는 제1 진공홀(18)을 포함하는 중심 진공부(VU1) 및 진공 장벽부(14)의 내측 둘레에 위치하는 복수개의 제2 진공홀들(20, 22)을 포함하는 주변 진공부(VU2)를 포함할 수 있다.
중심 진공부(VU1)는 몸체부(12) 및 진공 장벽부(14) 상에 안착되는 웨이퍼의 중심 부근에 진공압을 인가하여 웨이퍼를 흡착하는 역할을 수행할 수 있다. 중심 진공부(VU1)를 구성하는 제1 진공홀(18)은 도 3에 도시한 바와 같이 복수개의 서브 진공홀들(18a-18f)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 서브 진공홀들(18a-18f)은 육각형 구조를 가질 수 있고, 서브 진공홀들(18a-18f)간의 이격 거리(SP)는 동일할 수 있다. 이와 같이 중심 진공부(VU1)에 복수개의 서브 진공홀들(18a-18f)을 배치할 경우, 웨이퍼의 중심 부근이 슬라이딩되지(미끄러지지) 않게 몸체부(12) 및 진공 장벽부(14) 상에 웨이퍼를 잘 흡착할 수 있다.
서브 진공홀들(18a-18f)의 개수나 배치 모양은 다양하게 할 수 있다. 서브 진공홀들(18a-18f)의 직경은 제2 진공홀들(20, 22)과 동일하게 할 수 있다. 필요에 따라서, 서브 진공홀들(18a-18f)의 직경은 제2 진공홀들(20, 22)의 직경보다 작게 할 수도 있다.
주변 진공부(VU2)는 몸체부(12) 및 진공 장벽부(14) 상에 안착되는 웨이퍼의 주변 부근에 진공압을 인가하여 웨이퍼를 흡착하는 역할을 수행할 수 있다. 주변 진공부(VU2)를 구성하는 제2 진공홀(20, 22)은 진공 장벽부(14)의 내측 둘레에 위치할 수 있다. 이에 따라, 주변 진공부(VU2)는 웨이퍼의 주변 부근이 슬라이딩되지 않게 몸체부(12) 및 진공 장벽부(14) 상에 웨이퍼를 잘 흡착할 수 있다.
웨이퍼 척(10)은 몸체부(12)의 일측에 웨이퍼 이송용 패들(28)이 삽입될 수 있는 삽입홈(26)을 갖는 패들 삽입부(PU)가 위치할 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이 삽입홈(26)의 바닥(26a)은 몸체부(12)의 표면(12a)과 동일 평면이 아니고 단차질 수 있다. 삽입홈(26)의 바닥(26a)은 몸체부(12)의 표면(12a)보다 낮게 위치할 수 있다. 웨이퍼 이송용 패들(28)에는 웨이퍼를 흡착할 수 있는 흡착홀(30)이 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이퍼 척(10)은 패들 삽입부(PU)가 형성되지 않을 수도 있다.
패들 삽입부(PU)를 구성하는 삽입홈(26)의 양측의 진공 장벽부(14) 내측에 제2 진공홀들(20, 26)이 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 진공홀들(20, 26)은 패들 삽입부(PU)를 기준으로 양측에 대칭되게 위치할 수 있다. 패들 삽입부(PU)의 양측에 제2 진공홀들(20, 26)이 위치할 경우, 주변 진공부(VU2)는 웨이퍼의 주변 부근이 슬라이딩되지 않게 몸체부(12) 및 진공 장벽부(14) 상에 웨이퍼를 잘 흡착할 수 있다.
웨이퍼 척(10)은 몸체부(12)를 지지하는 지지 플레이트(도 5의 32)와 체결될 수 있는 체결 부재가 삽입될 수 있는 삽입홀들(24)이 위치할 수 있다. 삽입홀들(24)은 패들 삽입부(PU)의 내부나 진공 장벽부(14)의 내측에 위치할 수 있다. 삽입홀들(24)의 모양이나 배치는 다양하게 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 세라믹으로 구성된 몸체부(12)의 중심점으로부터 이격된 진공 장벽부(14), 몸체부(12)의 전체 표면에 서로 이격된 복수개의 돌기부들(16), 상기 진공 장벽부(14)의 내측에 위치하는 진공홀들(18, 20, 22)을 포함하는 진공부(VU)를 구비한다.
이에 따라, 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 몸체부(12) 상에 안착되는 웨이퍼의 배면 오염을 최소하면서 중심 진공부(VU1) 및 주변 진공부(VU2)를 이용하여 척킹력(chucking force)을 강화하여 웨이퍼의 슬라이딩(미끄러짐)이나 휘어짐 및 뒤틀림을 억제할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 척(10)은 복수개의 돌기부들(16)을 구비하여 웨이퍼와 돌기부들(16)간의 접지력을 강화함으로써 웨이퍼의 슬라이딩이나 휘어짐 및 뒤틀림을 억제할 수 있다.
더하여, 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 복수개의 돌기부들(16)을 구비하여 웨이퍼가 휘어져 있더라도 휘어진 웨이퍼와 돌기부들(16)간의 척킹력을 강화함으로써 웨이퍼의 슬라이딩을 억제할 수 있다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 돌기부들의 배치를 설명하기 위한 평면도이다.
구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 척(도 1의 10)의 돌기부들(16)은 몸체부(도 1의 12)의 중심점으로부터 방사형으로 배치될 수 있다. 도 4에서는 편의상 돌기부들(16)의 참조번호를 16E1, 16E2, 16E3으로 분리하여 표시한다.
돌기부들(16E1, 16E2, 16E3)은 몸체부(도 1의 12)의 중심점(CE)으로부터 동일 거리에 위치한 복수개의 가상원들(ECE1, ECE2, ECE3)을 따라 배치될 수 있다. 가상원들(ECE1, ECE2, ECE3)은 방사 피치만큼 떨어져 있을 수 있다. 돌기부들(16E1, 16E2, 16E3)은 가상원들(ECE1, ECE2, ECE3) 각각에 서로 이격되어 배치되어 있을 수 있다.
인접한 가상원들(ECE1, ECE2, ECE3) 사이에 가장 인접한 돌기부들(16E1, 16E2)을 서로 연결하여 삼각형을 구성할 경우, 삼각형의 세변의 거리(a, b, c)는 서로 동일할 할 수 있다. 다시 말해, 삼각형의 꼭지점에 위치하는 돌기부들(16E1, 16E2)간의 거리(a, b, c)는 동일할 수 있다. 인접한 가상원들(ECE1, ECE2)간의 관계는 인접한 가상원들(ECE1, ECE3)에도 동일하게 적용할 수 있다.
일부 실시예에서, 이격거리(a, b, c)는 10mm 이하일 수 있다. 몸체부(도 1의 12) 상에 배치되는 돌기부들(16E1, 16E2, 16E3)의 총 개수는 500개 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 이격 거리(a, b, c)는 7mm 이하일 수 있다. 몸체부(도 1의 12) 상에 배치되는 돌기부들(16E1, 16E2, 16E3)의 총 개수는 1000개 이상일 수 있다.
보다 구체적으로, 돌기부들(16E1, 16E2, 16E3)은 몸체부(도 1의 12)의 중심점(CE)으로부터 제1 거리(rd1)에 위치한 제1 가상원(EC1)을 따라 서로 이격되어 배치된 제1 돌기부들(16E1)을 포함할 수 있다.
돌기부들(16E1, 16E2, 16E3)은 제1 가상원(ECE1)과 방사 피치(rp)만큼 떨어져 제1 거리(rd1)보다 큰 제2 거리(rd2)에 위치한 제2 가상원(ECE2)을 따라 서로 이격되어 배치된 제2 돌기부들(16E2)을 포함한다. 돌기부들(16E1, 16E2, 16E3)은 제1 가상원(ECE1)과 방사 피치(rp)만큼 떨어져 제1 거리(rd1)보다 작은 제2 거리(rd3)에 위치한 제2 가상원(ECE3)을 따라 서로 이격되어 배치된 제3 돌기부들(16E3)을 포함한다.
여기서, 제1 돌기부(16E1)와 제2 돌기부(16E2)를 이용하여 돌기부들(16E1, 16E2, 16E3)의 배치 관계를 설명한다. 하나의 제1 돌기부(16E1), 및 제1 돌기부(16E1)와 가장 인접한 2개의 제2 돌기부들(16E2)을 서로 연결하여 구성된 삼각형의 세변의 거리(a, b, c)를 동일하게 배치한다. 또한, 두개의 제1 돌기부들(16E1), 및 제1 돌기부들(16E1)과 가장 인접한 하나의 제2 돌기부(16E2)를 서로 연결하여 구성된 삼각형의 세변의 거리(a, b, c)를 동일하게 배치한다.
일부 실시예에서, 돌기부들(16)의 개수는 몸체부(12) 상에 안착된 웨이퍼에 진공압에 의해 응력이 가해질 때, 웨이퍼에 가해지는 응력에 대한 웨이퍼의 파괴응력의 비율인 안전 계수(safety factor)에 의해 정해질 수 있다. 예컨대, 돌기부들(16)의 개수는 안전을 위해 10 이상의 안전 계수(safety factor)에 의해 정해질 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 개략적인 단면도이고, 도 6은 도 5의 웨이퍼 척 상에 진공압에 의해 흡착된 웨이퍼를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 5는 도 1의 V-V'에 의한 단면도일 수 있다. 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 지지 플레이트(31) 상에 부착될 수 있다. 웨이퍼 척(10)은 단면상으로 몸체부(12)의 중앙 부분에 웨이퍼 이송용 패들(도 1의 28)이 삽입될 수 있는 삽입홈(26)을 갖는 패들 삽입부(PU)가 위치할 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 삽입홈(26)의 바닥(26a)은 몸체부(12)의 표면(12a)과 동일 평면이 아니고 단차지게 구성되어 있다. 삽입홈(26)의 바닥(26a)은 몸체부(12)의 표면(12a)보다 낮게 위치할 수 있다.
패들 삽입부(PU)를 중심으로 몸체부(12) 상에 진공 장벽부(14)가 설치되어 있다. 진공 장벽부(14)는 패들 삽입부(PU)를 중심으로 대칭되게 배치될 수 있다. 몸체부(12) 상에 진공 장벽부(14)의 내측 및 외측에 복수개의 돌기부들(16)이 배치될 수 있다. 돌기부들(16) 사이에 몸체부(12)를 관통하여 제2 진공홀들(20, 22)이 설치되어 있다. 제2 진공홀들(20, 22)에는 각각에는 진공 라인들(34)이 설치되어 진공압으로 웨이퍼(40)을 흡착할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 척(10)은 도 6에 도시한 바와 같이 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)과 웨이퍼(40)간의 접촉 면적을 줄이거나 조절함과 아울러 진공압을 조절하여 휘어지거나 뒤틀림 없이 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16) 상에 웨이퍼(40)를 흡착할 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 진공 장벽부 및 돌기부들의 모양을 도시한 단면도이다.
구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 척(10)은 몸체부(12) 상에 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)이 배치될 수 있다. 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)은 높이(H1)으로 동일할 수 있다. 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)의 높이(H1)는 1mm 이하일 수 있다. 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)은 원통형일 수 있다. 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)은 직경이 D1으로 동일할 수 있다.
돌기부들(16) 간의 이격 거리는 S1일 수 있다. 돌기부들(16) 간의 이격 거리(S1)은 수 mm일 수 있다. 진공 장벽부(14)와 돌기부들(16)간의 이격 거리는 S2일 수 있다. 진공 장벽부(14)와 돌기부들(16)간의 이격 거리(S2)는 수 mm일 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 진공 장벽부 및 돌기부들의 모양을 도시한 단면도이다.
구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 척(10-1)은 진공 장벽부(14)의 높이가 다른 것을 제외하고는 도 7과 동일할 수 있다. 도 8에서, 도 7과 동일한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
웨이퍼 척(10-1)은 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)이 배치될 수 있다. 몸체부(12)의 표면으로부터 진공 장벽부(14)의 표면까지의 높이(H2)는 몸체부(12)의 표면으로부터 돌기부들(16)의 표면까지의 높이(H1)보다 클 수 있다. 높이(H1)은 앞서 높이(H)와 동일할 수 있다. 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)은 다른 높이의 표면을 가질 수 있다.
진공 장벽부(14)의 높이(H2)는 돌기부들(16)의 높이(H1)보다 클 경우, 돌기부들(16)과 웨이퍼(40) 사이는 약간의 간격이 형성될 수 있다. 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)의 높이(H)는 1mm 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 진공 장벽부(14)의 직경(D1')은 돌기부들(16)의 직경(D1)보다 크거나 작을 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 웨이퍼 척(10, 10-1)은 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16)의 높이(H, H1, H2), 이격 거리(S1, S2) 및 개수를 다양하게 조절하여 웨이퍼의 접촉 면적이나 진공압에 의해 웨이퍼(40)에 가해지는 응력을 조절할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 척(10)은 몸체부(12) 상의 진공 장벽부(14) 및 돌기부들(16) 상에 웨이퍼(40)가 진공압에 의해 정밀하게 흡착될 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척의 진공 장벽부 및 돌기부들의 모양을 도시한 단면도이다.
구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 척(10-2)은 진공 장벽부(14-1) 및 돌기부들(16-1)의 모양이 다른 것을 제외하고는 도 7과 동일할 수 있다. 도 9에서, 도 7과 동일한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
진공 장벽부(14-1)는 몸체부(12) 상에 위치하는 제1 서브 진공 장벽부(14a) 및 제1 서브 진공 장벽부(14a) 상에 위치하고 제1 서브 진공 장벽부(14a)보다 단면적이 작은 제2 서브 진공 장벽부(14b)를 포함할 수 있다.
돌기부들(16-1)은 몸체부(12) 상에 위치하는 제1 서브 돌기부(16a) 및 제1 서브 돌기부(16a) 상에 위치하고 제1 서브 돌기부(16a)보다 단면적이 작은 제2 서브 돌기부(16b)를 포함할 수 있다.
진공 장벽부(14-1) 및 돌기부들(16-1)은 앞서 설명한 바와 같이 높이(H)를 가질 수 있다. 진공 장벽부(14-1) 및 돌기부들(16-1)의 높이(H)는 앞서 설명한 바와 같이 1mm 이하일 수 있다. 제1 서브 진공 장벽부(14a) 및 제1 서브 돌기부(16a)는 직경이 D1일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 서브 진공 장벽부(14a) 및 제1 서브 돌기부(16a)의 직경은 다를 수 있다.
제2 서브 진공 장벽부(14b) 및 제2 서브 돌기부(16b)는 직경이 D1보다 작은 D2일 있다. 이에 따라, 제2 서브 진공 장벽부(14b) 및 제2 서브 돌기부(16b)는 각각 제1 서브 진공 장벽부(14a) 및 제1 서브 돌기부(16a)보다 단면적이 작을 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 서브 진공 장벽부(14b) 및 제2 서브 돌기부(16b)의 직경은 다를 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 척(10-2)은 진공 장벽부(14-1) 및 돌기부들(16-1)의 단면적을 조절하여 웨이퍼(40)와의 접촉 면적이나 진공압에 의해 웨이퍼(40)에 가해지는 응력을 조절할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 척(10-1)은 몸체부(12) 상의 진공 장벽부(14-1) 및 돌기부들(1601) 상에 웨이퍼(40)가 진공압에 의해 정밀하게 흡착될 수 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척을 도시한 평면도이다.
구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 척(10-3)은 추가 제2 진공홀(25)을 구비하는 주변 진공부(VU2)를 포함하는 것을 제외하고는 도 1의 웨이퍼 척(10)과 동일할 수 있다. 도 10에서 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 도 1과 동일한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
웨이퍼 척(10-3)은 진공 장벽부(14)의 내측에 몸체부(12)를 관통하는 진공홀들(18, 20, 22, 25)을 구비하는 진공부(VU)를 포함할 수 있다. 진공부(VU)는 몸체부(12)의 중심 부근에 위치하는 제1 진공홀(18)을 포함하는 중심 진공부(VU1), 진공 장벽부(14)의 내측 둘레에 위치하는 복수개의 제2 진공홀들(20, 22, 25)을 포함하는 주변 진공부(VU2)를 포함할 수 있다.
웨이퍼 척(10-3)은 주변 진공부(VU2)가 진공 장벽부(14)의 내측 둘레에 추가 제2 진공홀(25)을 구비할 수 있다. 추가 제2 진공홀(25)은 패들 삽입부(PU)의 양측이 아닌 패들 삽입부(PU)의 전방의 진공 장벽부(14)의 내측 둘레에 배치될 수 있다. 이렇게 주변 진공부(VU2)가 추가 제2 진공홀(25)을 구비할 경우, 진공 장벽부(14)의 내측에 형성되는 진공 영역(VZ)의 진공 균일도를 보다 더 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 주변 진공부(VU2)는 웨이퍼의 주변 부근이 슬라이딩되지 않게 몸체부(12) 및 진공 장벽부(14) 상에 웨이퍼를 잘 흡착할 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼 척(10-3)은 중심 진공부(VU1) 및 주변 진공부(VU2)를 이용하여 몸체부(12) 및 진공 장벽부(14) 상에 웨이퍼를 신뢰성 있게 흡착할 수 있다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척을 도시한 평면도이다.
구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 척(10-4)은 제2 진공 장벽부(14-1)를 구비 하는 것을 제외하고는 도 1의 웨이퍼 척(10)과 동일할 수 있다. 도 10에서 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 도 1과 동일한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
웨이퍼 척(10-4)은 몸체부(12)의 중심점으로부터 제1 거리(rd4)만큼 이격되어 배치된 진공 장벽부(14)를 포함할 수 있다. 여기서, 진공 장벽부(14)는 제1 진공 장벽부라고 명명될 수 있다. 웨이퍼 척(10-3)은 몸체부(12)의 중심점으로부터 제1 거리(rd4)보다 작은 제2 거리(rd5)에 위치하는 제2 진공 장벽부(14-1)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 웨이퍼 척(10-4)은 제1 진공 장벽부(14)의 내측에 형성된 제1 진공 영역(VZa) 및 제2 진공 장벽부(14-1)의 내측에 형성된 제2 진공 영역(VZb)을 포함할 수 있다. 제1 진공 영역(VZa)은 제2 진공홀들(20, 22)을 구비하는 주변 진공부(VU2)에 의해 형성될 수 있다. 제2 진공 영역(VZb)은 제1 진공홀(18)을 포함하는 중심 진공부(VU1)에 의해 형성될 수 있다.
이렇게 웨이퍼 척(10-3)이 제2 진공 장벽부(14-1)를 구비할 경우, 몸체부(12) 상에 형성되는 진공 영역(VZa, VZb)을 구획하여 진공 균일도를 보다 더 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 척(10-3)은 웨이퍼의 중심 부근이나 웨이퍼의 주변 부근이 슬라이딩되지 않게 몸체부(12) 및 진공 장벽부들(14, 14-1) 상에 웨이퍼를 잘 흡착할 수 있다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척을 도시한 평면도이다.
구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 척(10-5)은 추가 제2 진공홀(25)을 구비하는 주변 진공부(VU2)와 제2 진공 장벽부(14-1)를 구비하는 것을 제외하고는 도 1의 웨이퍼 척(10)과 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 척(10-5)은 추가 제2 진공홀(25)을 구비하는 주변 진공부(VU2)를 구비하는 것을 제외하고는 도 11의 웨이퍼 척(10-4)과 동일할 수 있다. 도 12에서 도 1 및 도 11과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 도 1 및 도 11과 동일한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
웨이퍼 척(10-5)은 몸체부(12)의 중심점으로부터 제1 거리(rd4)만큼 이격되어 배치된 제1 진공 장벽부(14)를 포함할 수 있다. 웨이퍼 척(10-4)은 몸체부(12)의 중심점으로부터 제1 거리(rd4)보다 작은 제2 거리(rd5)에 위치하는 제2 진공 장벽부(14-1)를 포함할 수 있다. 웨이퍼 척(10-5)은 진공 장벽부(14)의 내측 둘레에 추가 제2 진공홀(25)을 구비할 수 있다.
이에 따라, 웨이퍼 척(10-5)은 제1 진공 장벽부(14)의 내측에 형성된 제1 진공 영역(VZa) 및 제2 진공 장벽부(14-1)의 내측에 형성된 제2 진공 영역(VZb)을 포함할 수 있다. 제1 진공 영역(VZa)은 제2 진공홀들(20, 22, 25)을 구비하는 주변 진공부(VU2)에 의해 형성될 수 있다. 제2 진공 영역(VZb)은 제1 진공홀(18)을 포함하는 중심 진공부(VU1)에 의해 형성될 수 있다.
이렇게 웨이퍼 척(10-5)이 제2 진공 장벽부(14-1) 및 추가 진공홀(25)을 구비할 경우, 몸체부(12) 상에 형성되는 진공 영역(VZa, VZb)를 구획함과 아울러 진공 영역(VZa, VZb)의 진공 균일도를 보다 더 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 척(10-5)은 웨이퍼의 중심 부근이나 웨이퍼의 주변 부근이 슬라이딩되지 않게 몸체부(12) 및 진공 장벽부들(14, 14-1) 상에 웨이퍼를 잘 흡착할 수 있다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 척 상에 흡착된 웨이퍼의 최대 응력 분포를 도시한 도면이다.
구체적으로, 시뮬레이션에 의해 도 1의 웨이퍼 척(10) 상에 웨이퍼를 흡착했을 때 웨이퍼에 가해지는 최대 응력 분포(MS)를 도 13에 도시한다. 도 13에 보듯이, 웨이퍼에 가해지는 최대 응력 분포(MS)의 모양은 도 1의 진공 영역(VZ)에 해당될 수 있다.
도 13에 보듯이 최대 응력 분포(MS)에 보듯이, 몸체부(12)의 중심부의 최대 응력(CMS) 및 몸체부(12)의 주변부의 최대 응력들(PMS1, PMS2, PMS3)의 차이 없이 균일하게 분포함을 알 수 있다. 다시 말해, 도 1의 진공 영역(VZ) 내에 진공 균일도가 우수하여 몸체부(12)의 중심부의 최대 응력(CMS) 및 몸체부(12)의 주변부의 최대 응력들(PMS1, PMS2, PMS3)의 차이가 없을 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 웨이퍼 척, 12: 몸체부, 14: 진공 장벽부, 16: 돌기부들, VU: 진공부, VU1: 중심 진공부, VU2: 주변 진공부

Claims (10)

  1. 몸체부;
    상기 몸체부의 중심점으로부터 동일 거리에 배치된 벽 구조물(wall structure)로 구성된 진공 장벽부;
    상기 진공 장벽부의 내측 및 외측에 배치되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출되고 서로 떨어져 배치된 복수개의 돌기부들; 및
    상기 진공 장벽부의 내측에 상기 몸체부를 관통하면서 서로 떨어져 배치된 복수개의 진공홀들을 포함하는 진공부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척
  2. 제1항에 있어서, 상기 몸체부는 원반 형태로 구성되고, 상기 몸체부는 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
  3. 제1항에 있어서, 상기 진공 장벽부 및 상기 돌기부들은 동일 높이의 표면을 갖고, 상기 진공 장벽부, 상기 돌기부들 및 상기 몸체부는 하나의 몸체(body)로 구성되는 것을 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
  4. 제1항에 있어서, 상기 진공 장벽부는 상기 몸체부의 표면 상에서 상기 몸체부의 둘레로부터 일정 거리만큼 이격되어 배치된 원형 구조물로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
  5. 제1항에 있어서, 상기 돌기부들은 상기 몸체부 상에 위치하는 제1 서브 돌기부 및 상기 제1 서브 돌기부 상에 위치하고 상기 제1 서브 돌기부보다 직경이 작은 제2 서브 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
  6. 몸체부;
    상기 몸체부의 중심점으로부터 동일 거리에 배치된 벽 구조물(wall structure)로 구성된 진공 장벽부;
    상기 진공 장벽부의 내측 및 외측에 배치되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출되고 서로 떨어져 배치된 복수개의 돌기부들을 포함하되,
    상기 돌기부들은 상기 몸체부의 중심점으로부터 동일 거리에 위치한 복수개의 가상원들을 따라 서로 이격되고, 인접한 상기 가상원들 사이에서 가장 인접한 상기 돌기부들을 서로 연결한 삼각형의 세변의 거리는 동일하고; 및
    상기 진공 장벽부의 내측에 상기 몸체부를 관통하면서 서로 떨어져 위치하는 복수개의 진공홀들을 포함하는 진공부를 구비하되, 상기 진공홀들은 상기 몸체의 중심부 및 상기 진공 장벽부의 내측 둘레부에 위치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
  7. 제6항에 있어서, 상기 돌기부들은,
    상기 몸체부의 중심점으로부터 제1 거리에 위치한 제1 가상원을 따라 서로 이격된 제1 돌기부들과, 상기 제1 가상원과 방사 피치만큼 떨어져 위치한 제2 가상원을 따라 서로 이격된 제2 돌기부들을 포함하고, 상기 제1 돌기부, 및 상기 제1 돌기부와 가장 인접한 상기 제2 돌기부들을 서로 연결하여 상기 삼각형을 구성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
  8. 제6항에 있어서, 상기 돌기부들의 개수는 상기 몸체부 상에 안착된 웨이퍼에 가해지는 응력에 대한 상기 웨이퍼의 파괴응력의 비율인 안전 계수에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
  9. 몸체부;
    상기 몸체부의 일측에 웨이퍼 이송용 패들이 삽입될 수 있는 삽입홈을 갖는 패들 삽입부;
    상기 몸체부의 중심점으로부터 이격됨과 아울러 상기 패들 삽입부를 제외한 상기 몸체부 상에 배치되고 상기 몸체부의 중심점으로부터 동일 거리에 배치된 벽 구조물(wall structure)로 구성된 진공 장벽부;
    상기 진공 장벽부의 내측 및 외측에 배치되고, 상기 몸체부의 표면으로부터 돌출되고 서로 떨어져 위치한 복수개의 돌기부들;
    상기 진공 장벽부의 내측의 중심 부근에 배치되고, 상기 몸체부를 관통하면서 제1 진공홀을 포함하는 중심 진공부; 및
    상기 진공 장벽부 내측의 주변 부근에 배치되고, 상기 몸체부를 관통하면서 서로 떨어져 위치하는 복수개의 제2 진공홀들을 갖는 주변 진공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 진공홀은 서로 떨어져 위치하는 복수개의 서브 진공홀들을 포함하고, 상기 서브 진공홀들은 육각형 구조이고, 상기 서브 진공홀들간의 이격 거리는 동일한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 척.
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