웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸들링장치(HANDLING DEVICE FOR HANDLING A WAFER)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2013-0132732
(43) 공개일자 2013년12월05일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01L 21/683 (2006.01) H01L 21/687 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-7001529
(22) 출원일자(국제) 2010년07월23일
심사청구일자 없음
(85) 번역문제출일자 2013년01월21일
(86) 국제출원번호 PCT/EP2010/004528
(87) 국제공개번호 WO 2012/010186
국제공개일자 2012년01월26일
(71) 출원인
에베 그룹 게엠베하
오스트리아, 세인트. 플로리안, 아-4782, 데아 에
리히 탈너 슈트라쎄 1
(72) 발명자
브란트슈퇴터, 잉오
오스트리아, 쾨핑 임 인크라이스 아-4794, 코프핑
거도르프 37
바겐라이트너, 토마스
오스트리아, 아우롤츠뮌스터 아-4971, 아인트징어
슈트라쎄 15
슈미트바우어, 마틴
오스트리아, 엔첸키르헨 아-4761, 엔첸키르헨 3
(74) 대리인
강명구
전체 청구항 수 : 총 4 항
(54) 발명의 명칭 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸들링장치
(57) 요 약
웨이퍼를 고정하기 위한 평평한 수용측부를 가진 캐리어,
수용측부에 대해 수용측부에서 상승되고 격자형상을 가진 그리드 구조체,
상기 캐리어위에 상기 웨이퍼를 고정하기 위하여 상기 캐리어에 대해 상기 그리드 구조체를 덮고 밀봉하는 가요
성의 커버 및
상기 커버 및 캐리어에 의해 경계가 형성되며 음압에 노출될 수 있는 그리드 공간을 가지며 상기 웨이퍼를 처리
하는 동안 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸들링 장치에 있어서,
상기 그리드 구조체 및 상기 커버 및 수용측부는 상기 웨이퍼위에 제공되고 웨이퍼 수용측부에 대해 상승된 수용
구조체를 고정하기 위한 용기(trough) 형상의 수용공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 처리하는 동안
웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸들링 장치.
대 표 도 - 도2a
공개특허 10-2013-0132732
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특허청구의 범위
청구항 1
웨이퍼(1)를 고정하기 위한 평평한 수용측부(11)를 가진 캐리어(6),
수용측부(11)에 대해 수용측부(11)에서 상승되고 격자형상을 가진 그리드 구조체(8),
상기 캐리어(6)위에 상기 웨이퍼(1)를 고정하기 위하여 상기 캐리어(6)에 대해 상기 그리드 구조체(8)를 덮고
밀봉하는 가요성의 커버(7) 및
상기 커버(7) 및 캐리어(6)에 의해 경계가 형성되며 음압에 노출될 수 있는 그리드 공간(13)을 가지며 상기 웨
이퍼(1)를 처리하는 동안 웨이퍼(1)를 핸들링하기 위한 핸들링 장치(5)에 있어서,
상기 그리드 구조체(8) 및 상기 커버(7) 및 수용측부(11)는 상기 웨이퍼(1)위에 제공되고 웨이퍼 수용측부(2)에
대해 상승된 수용구조체(4)를 고정하기 위한 용기(trough) 형상의 수용공간(12)을 형성하는 것을 특징으로 하는
웨이퍼(1)를 처리하는 동안 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸들링 장치.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 상기 그리드 구조체(8)는 원형, 특히 원형 링의 형상으로 제조되고, 상기 그리드 구조체(8)
의 직경(D)에 대한 링 폭(B)의 비율이 1:5 이하 특히 1:10 이하이거나 1:15 이하인 것이 선호되는 것을 특징으
로 하는 웨이퍼를 처리하는 동안 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸들링 장치.
청구항 3
전항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버(7)는 특히 접착성 필름 또는 겔 필름인 것이 선호되는 것을 특징으
로 하는 웨이퍼를 처리하는 동안 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸들링 장치.
청구항 4
전항들 중 어느 한 항에 있어서, 상승된 구조체를 가지지 않는 상기 웨이퍼(1)의 한 영역 특히, 웨이퍼(1)의 변
부에서만 고정작용이 일어나는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 처리하는 동안 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸들링
장치.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은, 제 1 항에 청구되고 웨이퍼를 처리하는 동안 웨이퍼를 핸들링(handling)하기 위한 핸들링 장치에 관[0001]
한 것이다.
배 경 기 술
웨이퍼를 처리하기 위한 다양한 장치들이 존재하고, 웨이퍼들은 더욱더 얇아지고 동시에 웨이퍼 직경이 450 mm[0002]
까지 증가하므로, 특히 웨이퍼들이 고가의 구조체들을 가질 때 웨이퍼를 위한 핸들링 장치는 더욱더
중요해진다.
또한, 웨이퍼를 고정하기 위한 공지된 기계적 방법에 의하면, 특히 기계적 클램프(clamp)들의 가압위치에서 웨[0003]
이퍼에 가해지는 기계적 응력은 동시에 심각한 기술적 문제점을 가진다.
세멘팅(cementing) 또는 부착(adhesion)과 같은 화학적 방법을 이용하는 웨이퍼의 고정작업은 종종, 샘플 홀더[0004]
(sample holder) 또는 캐리어 웨이퍼(carrier wafer) 및 웨이퍼사이에 매우 강한 부착작용을 형성한다. 상기 방
법에 의해 발생되는 결합은 일반적으로 화학적으로 분해되어야 한다. 이것은 환경을 해치고 지루한 과정이다.
정전하를 이용하여 웨이퍼를 고정하면, 캐리어(crrier) 및/또는 웨이퍼(wafer)가 부분적으로 불필요하게 방전된[0005]
다.
공개특허 10-2013-0132732
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문헌 제 US 4,667,944 호에 공개된 반도체 칩(12)들을 위한 핸들링장치에 의하면, 칩(12)이 부착될 수 있는 가[0006]
요성 커버(flexible cover)(18)에 의해 직조물(textile fabric)(16)이 캐리어(10)위에 덮여진다. 상기 가요성
필름(18)사이의 접촉면에 진공을 형성하여 상기 부착하중이 감소될 수 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명의 목적은, 웨이퍼가 가능한 파괴되지 않고 부드럽게 핸들링되며 간단하고 신뢰성 있게 핸들링될 수 있[0007]
도록 웨이퍼의 핸들링을 위한 핸들링장치를 제공하는 것이다. 상기 기술적 목적은, 웨이퍼 파손 및 상당한 하중
손실 없이 웨이퍼가 핸들링장치로부터 잔류물 없이 분리되어 달성될 수 있다.
과제의 해결 수단
상기 목적은 제 1 항의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예들이 종속항들에 제공된다. 명세서,[0008]
청구범위 및/또는 도면들에 제공된 적어도 두 개의 특징들의 모든 조합들은 본 발명의 구성에 해당된다. 주어진
값의 범위들에서, 제시된 한계값 내의 값들은 또한, 경계값으로 공개된 것으로 간주되며 조합되어 청구된다.
본 발명이 기초로 하는 사상은, 상기 핸들링 장치위에서 웨이퍼를 단지 부분적으로 지지하는 스페이서(spacer)[0009]
를 제공하는 것이다. 상기 스페이서는, 커버(cover) 특히 커버 필름(cover film) 및 상기 커버 필름이 상기 웨
이퍼와 접촉하는 표면이 감소될 수 있도록 주변환경에 대해 음압(negative pressure)을 가하여 형성된다. 그 결
과 부착하중(adhesion force)이 감소되어, 웨이퍼는 파괴되거나 잔류물 없이 상기 커버로부터 용이하게 제거될
수 있다. 동시에, 핸들링 작업은 유일하게 압력을 변화시켜서 이루어지므로 특히 환경에 대해 안전하고 동시에
특히 에너지 효율적이다.
본 발명에서 청구되는 캐리어에 의해, 초박형(ultra thin) 웨이퍼, 특히 표면에 부품들을 가진 웨이퍼를 표면에[0010]
부품들을 가지지 않는 영역에 고정할 수 있어서 특히 웨이퍼에 구성된 민감하고 고가인 부품들이 보호되고, 특
히 상기 목적을 위한 영역내에서 웨이퍼가 특히 변부에서 고정될 수 있다. 상기 방법에 의해, 상기 웨이퍼는 잔
류물을 남기지 않고 손상없이 극도로 작은 하중손실에 의해 상기 캐리어 또는 접착 커버로부터 제거될 수 있다.
상기 핸들링장치는 특히 10회 이상 또는 선호적으로 100회 이상 특히, 1000회이상의 핸들링 공정에서 재사용될
수 있어서 특히 유리하다.
본 발명의 유리한 실시예에 의하면, 상기 그리드 구조체는 원형, 특히 원형 링의 형상으로 제조되고, 상기 그리[0011]
드 구조체의 직경(D)에 대한 링 폭(B)의 비율이 1:5 이하 특히 1:10 이하이거나 1:15 이하인 것이 선호된다. 상
기 방법에 의하면, 그리드 구조체에 대해 상기 웨이퍼를 균일하게 고정하고 특히 간단하게 분리할 수 있다.
발명의 효과
커버가 특히 접착성 필름 또는 겔 필름인 것이 선호되는 한, 상기 웨이퍼의 핸들링 특히 분리작업은, 화학 용제[0012]
또는 온도영향 없이 용이하게 수행되어, 자원(resource)가 절감된다. 폴리다이메틸실록세인
(PDMS)(Polydimethylsiloxane) 또는 퍼플루오르 폴리에테르(PFPE)(Perfluoro polyether)가 특히 상기 필름의
재료로서 적합하다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시예에 의하면, 상승된 구조체를 가지지 않는 상기 웨이퍼의 한 영역 특히, 웨이퍼[0013]
의 변부에서만 고정작용이 일어난다. 따라서 웨이퍼의 상승된 구조체들은 보호되고, 웨이퍼는 응력없이(stress
free) 고정될 수 있다.
음압에서 웨이퍼들을 처리하는 웨이퍼의 처리 장치내에서 핸들링장치의 이용은 독립 발명으로서 간주될 수[0014]
있다. 특히, 그리드 공간이 웨이퍼 처리장치내부의 음보다 더 큰 음압에 노출되는 것이 유리하다.
본 발명에 관한 다른 장점, 특징 및 세부사항들이 도면을 참고하여 예로서 설명되는 하기 실시예들로부터 이해[0015]
된다.
도면의 간단한 설명
도 1은, 조립된 웨이퍼를 개략적으로 도시한 평면도. [0016]
도 2a는, 본 발명을 따르는 핸들링장치를 개략적으로 도시한 평면도.
공개특허 10-2013-0132732
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도 2b는, 도 2a의 절단선(A-A)을 따라 본 측면도.
도 3a는, 본 발명을 따르고 고정위치(fixing position)에 있는 그리드(grid) 구조체를 개략적으로 확대 도시한
단면도.
도 3b는, 본 발명을 따르고 릴리즈 위치(release position)에 있는 그리드(grid) 구조체를 개략적으로 확대 도
시한 단면도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
도면들에서 동일한 기능을 가진 동일한 구성부품들은 동일한 도면부호들로 표시된다. 도 1에 도시된 웨이퍼(1)[0017]
는, 상승된 구조체(4) 특히 칩(chip)들을 가진 웨이퍼(1)의 영역 및, 상승된 구조체가 없는 웨이퍼(1)의 영역
특히, 도 2에 도시된 핸들링 장치(5)위에 웨이퍼(1)를 고정하기 위해 이용되는 웨이퍼(1)의 변부영역(3)을 가진
다. 상기 상승된 구조체(4)들은, 상기 변부영역(3)이 한쪽 접촉표면(14)위에 배열될 때 핸들링장치(5)와 접촉하
는 웨이퍼 수용 측부(2)에 배열된다.
상기 핸들링장치(5)는 여기서 척(chuck)인 캐리어(carrier)(6)로 구성되고, 그리드(grid)구조체가 상기 캐리어[0018]
특히 도 2b에 도시된 장치에서 상부로 배열된 평평한 수용측부(11)에 부착된다.
도 2a에 의하면, 상기 그리드 구조체(8)는 원형의 링모양을 가지고 상기 캐리어(6)의 수용측부(11)로부터 돌출[0019]
한다. 상기 그리드 구조체(8)는 상기 캐리어(6)와 임베디드(embedded), 용접 또는 접착(cemented)에 의해 연결
된다. 상기 그리드 구조체(8)는 밀폐된 표면을 가지지 않고 겔 필름(gel film)으로 제조된 커버(7)로 덮여진다.
따라서, 상기 커버(7)는 원형구조를 가지고, 도시된 실시예를 참고할 때 상기 그리드 구조체(8)로부터 횡방향으
로 캐리어(6) 여기서 수용측부(11)에 고정되고 팽팽한 상태로 밀봉된다. 상기 필름은 전체 수용측부(11)를 덮고
횡방향 또는 하부를 향해 상기 캐리어(6)에 고정될 수 있다. 상기 방법에 의해 필름은 더욱 안정되고 도시된 실
시예에서 원형의 필름은 연속적인 신장(stretching)을 통해 상대적으로 적은 변형을 가진다.
상기 웨이퍼(1)는 상기 핸들링장치(5)를 통해 처리되도록 핸들링장치(5)위에 중심에 배열되어, 상기 변부 영역[0020]
(3)은 상기 그리드 구조체(8)와 접촉하고, 웨이퍼(1)에 배열된 상승된 구조체(4)는 그리드 구조체(8), 커버(7)
및 수용측부(11)에 의해 형성되고 용기(trough) 형상을 가진 수용공간(12)내에 고정되고 보호된다. 따라서 본
발명은 동시에 여러 가지 목적들, 구체적으로 웨이퍼(1)의 조심스런 핸들링과 웨이퍼(1)의 간단한 분리를 달성
한다.
상기 웨이퍼(1)는, 커버(7)의 부착작용에 의해 커버(7)에 부착된다. 커버(7)가 도 3a에 도시된 고정위치에 있을[0021]
때, 상기 커버(7)의 접촉표면(14) 및 상기 웨이퍼(1)의 변부영역(3)내부의 해당 접촉영역사이에서 최대 크기의
부착하중이 형성된다.
상기 고정위치에서, 커버(7)의 가요성에 의해 상기 커버는 상기 그리드 구조체(8)의 상부를 따라 고정되고 필수[0022]
적으로 평평하게 된다.
상기 커버(7), 상기 그리드 구조체(8) 및 평평한 수용측부(11)에 의해 경계가 형성되는 그리드(grid) 공간(13)[0023]
이, 진공라인(9)과 연결된 진공장치(10)에 의해 음압(negative pressure)에 노출된다. 상기 음압은, 상기 그리
드 구조체(8)의 텍스쳐(texture)에 의해 원형의 그리드 구조체(8)를 따라 균일하게 분포된다. 상기 그리드 구조
체(8)는 유리한 실시예에서 격자와 유사한 형상을 가지지만, 개별 구성부품들 특히 볼(ball)에 의해 형성될 수
있다.
상기 그리드 공간(13)내에 음압이 작용하면, 그리드 구조체(8)의 자유영역(15)에 배열된 가요성의 커버(7)가 상[0024]
기 그리드 공간(13)내부로 끌어 당겨져서 그리드 구조체(8)의 상부에서 커버(7)의 접촉면이 변형되며, 도 3b에
도시된 상기 커버(7)의 릴리즈 위치에서 상대적으로 작은 접촉표면(14')에서 그리드 구조체(8)에 의해 지지되는
커버(7)의 영역들이 웨이퍼(1)와 접촉한다. 상기 접촉표면(14')은 상기 접촉표면(14)에 비하여 감소되고 그 결
과 변부영역(3)에서 웨이퍼(1)에 대한 커버(7)의 부착하중은 감소하고 따라서 상기 웨이퍼(1)는 핸들링장치(5)
로부터 용이하게 분리될 수 있다.
도 3a에 도시된 고정위치에서 접촉표면(14)의 면적 및 도 3b에 도시된 릴리즈 위치에서 접촉표면(14')의 면적사[0025]
이의 비율은, 1.5:1보다 크고 특히 2:1보다 크고 3:1인 것이 유리하다.
부호의 설명
공개특허 10-2013-0132732
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1.....웨이퍼[0026]
2.....웨이퍼 수용측부
3.....변부영역,
4.....상승된 구조체
5.....핸들링 장치
6.....캐리어
7.....커버,
8.....그리드 구조체
9.....진공라인
10.....진공장치,
11.....수용 측부,
12.....수용 공간
13.....그리드 공간
14, 14'.....접촉 표면
15.....자유영역,
B.....링 폭
D.....직경.
도면
도면1
공개특허 10-2013-0132732
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도면2a
도면2b
도면3a
공개특허 10-2013-0132732
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도면3b
공개특허 10-2013-0132732
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