(57)【要約】【課題】薄いウェハーの制作と移送を円滑にできるようにするウェハーエッチングシステム及びそれを用いたウェハーエッチング工程を提供する。【解決手段】本発明はウェハーを機械的にエッチングするウェハーグラインディング装置と、前記ウェハーグラインディング装置からエッチングされたウェハーを整列させるアライナと、前記アライナに整列されたウェハーを再度エッチングする乾式エッチング装置と、前記アライナと前記乾式エッチング装置との間で前記ウェハーを移送させるウェハー移送装置と、前記乾式エッチング装置からエッチングの完了されたウェハーにテーピング作業を実施するようにするテープマウンタと、を含む。【選択図】図１
2015532782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハーを機械的にエッチングするウェハーグラインディング装置と、
前記ウェハーグラインディング装置からエッチングされたウェハーを整列させるアライナと、
前記アライナに整列されたウェハーを再度エッチングする乾式エッチング装置と、
前記アライナと前記乾式エッチング装置との間で前記ウェハーを移送させるウェハー移送装置と、
前記乾式エッチング装置からエッチングの完了されたウェハーにテーピング作業を実施するようにするテープマウンタと、を含み、
機械式エッチングによってウェハーに残っている応力を除去しながら前記ウェハーを薄く製作できるようにすることを特徴とする、
ウェハーエッチングシステム。
【請求項２】
前記乾式エッチング装置は、
真空状態を早く保持できるようにするプロセスチャンバーと、
前記ウェハー移送装置と連結できるように前記プロセスチャンバーを開けたり閉めたりすることができるようにする第１ゲートバルブと、
前記プロセスチャンバー内部に設置され前記ウェハー移送装置から移送されたウェハーが安着されるチャックと、
前記プロセスチャンバーに連結されてチャックに安着された広い表面のウェハーを高速でエッチングするプラズマユニットと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のウェハーエッチングシステム。
【請求項３】
前記チャックは、
静電気を印加することのできる静電部と、
前記静電部を貫通する冷却ガスホールを通じて冷却ガスを供給する冷却ガス供給部と、
前記冷却ガスホールを通じて真空を形成できるようにする真空形成部と、
前記冷却ガス供給部と真空形成部が冷却ガスホールと連結されるようにオンオフさせてくれるオンオフバルブと、
前記冷却ガス供給部の冷却ガス供給量と前記真空形成部の真空程度を調節する調節バルブと、を含むことを特徴とする請求項２に記載のウェハーエッチングシステム。
【請求項４】
前記チャックは、
テープマウンタからテーピング作業が完了された後乾式エッチング作業を実行する場合前記ウェハーに付着されたＵＶテープを保護するためのマスキングリングと、
前記マスキングリングを昇下降させる昇下降装置と、をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のウェハーエッチングシステム。
【請求項５】
前記プラズマユニットは、
前記プロセスチャンバーに連結されて高圧の第１エッチングガスを前記プロセスチャンバー内部に噴射して広い表面のウェハーを高速でエッチングする第１プラズマユニットと、
前記プロセスチャンバーに連結されて低圧の第２エッチングガスを前記プロセスチャンバー内部に噴射して前記ウェハーの応力除去及び前記ウェハー表面を所望する荒さとなるようにエッチングする第２プラズマユニットと、を含むことを特徴とする請求項２に記載のウェハーエッチングシステム。
【請求項６】
前記ウェハー移送装置は、
真空状態を早く保持できるようにする移送チャンバーと、
前記移送チャンバーを開いたり閉めたりすることができるようにする第２ゲートバルブと、
前記移送チャンバー内部に設置されてウェハーを移送させる移送アームと、
前記移送アームの端段に結合され、粘着剤が一定パターンで塗布されているエンドエフェクタと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のウェハーエッチングシステム。
【請求項７】
前記ウェハー移送装置は、
真空状態を早く保持できるようにする移送チャンバーと、
前記移送チャンバーを開いたり閉めたりすることができるようにする第２ゲートバルブと、
前記移送チャンバー内部に設置されてウェハーを移送させる移送アームと、
前記移送アームの端段に結合され、静電気を印加することができる静電気エンドエフェクタと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のウェハーエッチングシステム。
【請求項８】
前記ウェハー移送装置は、
真空状態を早く保持できるようにする移送チャンバーと、
前記移送チャンバーを開いたり閉めたりすることができるようにする第２ゲートバルブと
前記移送チャンバー内部に設置されてウェハーを移送させる移送アームと、
前記移送アームの端段に結合され、ウェハーを付着させることのできるエンドエフェクタと、を含み、
前記エンドエフェクタは静電気を印加することのできる静電チャックに粘着剤が一定パターンで塗布されていることを特徴とする請求項１に記載のウェハーエッチングシステム。
【請求項９】
前記ウェハー移送装置は、
前記移送チャンバー内部に設置され真空状態形成の際ウェハーがエンドエフェクタから落ちることを防止するためのウェハードロップ防止装置をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のウェハーエッチングシステム。
【請求項１０】
ウェハーグラインディング装置においてウェハーを１次グラインディングする段階と、
前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、
ウェハー移送装置のエンドエフェクタが前記ウェハーを付着する段階と、
前記エンドエフェクタに付着されたウェハーを移送チャンバー内部に移送させる段階と、
第２ゲートバルブを閉めて移送チャンバー内部を真空状態にする段階と、
前記移送チャンバー内の真空状態がプロセスチャンバーの真空状態と同じになった時第１ゲートバルブを開けて移送チャンバーにあるウェハーをプロセスチャンバー内部のチャックに安着させる段階と、
前記チャックに静電気を印加し真空形成部によって真空を形成してエンドエフェクタからウェハーを分離する段階と、
第１ゲートバルブを閉めてプロセスチャンバー内部を高真空状態に形成してウェハーをエッチングする段階と
エッチングが完了されるとエッチングの完了されたウェハーをエンドエフェクタが付着する段階と、
第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを開けて前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、
前記ウェハーをテープマウンタに移送させてテーピングする段階と、を含むことを特徴とする、
ウェハーエッチング工程。
【請求項１１】
ウェハーグラインディング装置においてウェハーを１次グラインディングする段階と、
前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、
前記ウェハーをテープマウンタに移送させてテーピングする段階と、
テーピングされたウェハーを再度アライナに移送させ、ウェハー移送装置のエンドエフェクタが前記ウェハーを付着する段階と、
前記エンドエフェクタに付着されたウェハーを移送チャンバー内部に移送させる段階と、
第２ゲートバルブを閉めて移送チャンバー内部を真空状態にする段階と、
前記移送チャンバー内の真空状態がプロセスチャンバーの真空状態と同じになった時第１ゲートバルブを開けて移送チャンバーにあるウェハーをプロセスチャンバー内部のチャックに安着させる段階と、
前記チャックに静電気を印加し真空形成部によって真空を形成してエンドエフェクタからウェハーを分離する段階と、
前記ウェハー上部にテーピング部を保護するためにマスキングリングを下降させる段階と、
第１ゲートバルブを閉めてプロセスチャンバー内部を高真空状態に形成してウェハーをエッチングする段階と、
エッチングが完了されるとマスキングリングを上昇させる段階と、
エッチングが完了されるとエッチングの完了されたウェハーをエンドエフェクタが付着する段階と、
第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを開けて前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、を含むことを特徴とする、
ウェハーエッチング工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェハーエッチングシステムに関わり、より詳細には既存のウェハーグラインダと、ウェハー保護及びハンドリングをするための保護テープ付着及びウェハーダイシングのためにウェハーにテープを貼り付けるテープマウンタの間に乾式エッチングチャンバーと移送チャンバーを連続的に設置して薄いウェハーの制作と移送を円滑にできるようにするウェハーエッチングシステム及びそれを用いたウェハーエッチング工程に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの小型化と高機能化は集積回路の工程技術に裏付けられるべきでありそのためには薄いウェハーの制作技術が必ず必要である。
【０００３】
一般的にウェハーの厚さを３０μｍまたはその以下まで薄く作るためには、まず、機械的な方法で回路基板の後面を研削するバックグラインディング（ｂａｃｋ  ｇｒｉｎｄｉｎｇ）工程と、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程を混合してウェハーの厚さを薄く加工した。
【０００４】
しかし、このような方法では研磨をする際機械的な接触及び摩擦熱などによる応力のため、ウェハーの壊れ、撓み、熱損傷などが発生し、さらに表面残留応力が存在して小さい衝撃にもウェハーが壊れてしまうという問題が発生するようになる。
【０００５】
また、ウェハーの厚さが薄くなることによって前記ウェハーのハンドリング問題、工程段階の複雑性など複合的な問題も発生しこれが費用の増加に繋がるという問題点があった。
【０００６】
よって、ある程度の厚さ、即ち、ウェハーの損傷の少ない１００乃至２００μｍの厚さまでは回路の形成されたウェハー面に保護フィルムを付着した状態で機械的なグラインディングを遂行し、以後乾式エッチングを通じて厚さを減らすエッチング技術の開発が進行中である。
【０００７】
一般的な乾式エッチング工程はエッチングガスであるＣｘＦｙ系列のガスまたはＳｘＦｙ系列のガスを主反応ガスとして、Ｎ２、Ａｒ、Ｏ２などのようなガスを補助ガスとして使用して、数ｍＴｏｒｒ乃至数百ｍＴｏｒｒ帯域である低い圧力で上部にプラズマソースを、また下部チャックにそれぞれ数十ＫＨｚ乃至ＧＨｚ範囲のＲＦを独立的に印加してプラズマを発生させて化学的反応を起こすことでウェハーエッチング工程を遂行する。
【０００８】
しかし、このような通常的な装置で行うエッチング工程は低圧工程であるので厚さが厚いウェハーをエッチングしようとするとエッチング速度が遅くて所望する生産性を収めることが難しいという問題点であった。
【０００９】
また、ウェハーを非常に薄く作るエッチング加工工程において重要な要素中の一つはエッチング過程で発生する高温である。従来のエッチング加工工程では高温によるウェハーを冷却するために静電チャック（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ：ＥＳＣ）を使用してきた。このようなエッチング工程においてウェハーを冷却する技術は各工程ごとに特性が全部異なるのでウェハーエッチング装置別多様なチャックのデザインが適用されている実情である。
【００１０】
通常、前記チャックは円板形態に形成されて上部面に複数個のグルーブが形成されるか複数個の多孔性ホールを形成して前記グルーブや多孔性ホールを通じて冷却ガスであるヘリウムガスを供給して高温で加熱されたウェハーを冷却させる。
【００１１】
一方、ウェハーエッチング工程において従来の一般的なチャックを使用する場合チャック上にＲＦを印加してプラズマを発生させる際前記微細多孔性ホールとグルーブに起因して前記ウェハーとチャックとの間に発生される空間に所望しないプラズマが発生されてウェハーが損傷される場合が頻繁に発生されるという問題点があった。
【００１２】
また、薄いウェハーの場合チャッキングとディチャッキングにおいて静電チャック（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ：ＥＳＣ）上でリフトピンを使用する従来の方法を使用する場合厚いウェハーとは異なり局部的に破損されるという問題点を起こすようになる。
【００１３】
また、ウェハーの移送の時にも撓み現象または垂れ現象によって移送が円滑にならないという問題も生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明の目的は回路が形成されたウェハー面に保護フィルムを付着した状態のウェハー後面を１次に機械的なグラインディングをし、ウェハーをプラズマエッチング装置に移動させてウェハーを薄くエッチングさせた後、運送を円滑にできるようにするテーピング作業まで仕上げできるようにするウェハーエッチングシステム及びこれを用いたウェハーエッチング工程を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は薄くグラインディングされたウェハーを移送させる際ウェハーに損傷がないようにハンドリングできるようにするウェハーエッチングシステム及びそれを用いたウェハーエッチング工程を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によるウェハーエッチングシステムはウェハーを機械的にエッチングするウェハーグラインディング装置と、前記ウェハーグラインディング装置からエッチングされたウェハーを整列させるアライナと、前記アライナに整列されたウェハーを再度エッチングする乾式エッチング装置と、前記アライナと前記乾式エッチング装置との間で前記ウェハーを移送させるウェハー移送装置と、前記乾式エッチング装置からエッチングの完了されたウェハーにテーピング作業を実施するようにするテープマウンタと、を含み、本発明通じた機械式エッチングによってウェハーに残っている応力を除去しながら前記ウェハーを薄く製作できる。
【００１７】
一方、前記乾式エッチング装置は、真空状態を早く保持できるようにするプロセスチャンバーと、前記ウェハー移送装置と連結できるように前記プロセスチャンバーを開けたり閉めたりすることのできる第１ゲートバルブと、前記プロセスチャンバー内部に設置され前記ウェハー移送装置から移送されたウェハーが安着されるチャックと、前プロセスチャンバーに連結されてチャックに安着された広い表面のウェハーを高速にエッチングするプラズマユニットと、を含んでいても良い。前記チャックは、静電気を印加することのできる静電部と、前記静電部を貫通する冷却ガスホールを通じて冷却ガスを供給する冷却ガス供給部と、前記冷却ガスホールを通じて真空を形成できるようにする真空形成部と、前記冷却ガス供給部と真空形成部が冷却ガスホールと連結できるようにオンオフさせるオンオフバルブと、前記冷却ガス供給部の冷却ガス供給量と前記真空形成部の真空程度を調節する調節バルブと、を含んでいても良い。また、前記チャックは、テープマウンタからテーピング作業が完了された後乾式エッチング作業を実行する場合前記ウェハーに付着されたＵＶテープを保護するためのマスキングリングと、前記マスキングリング昇下降させる昇下降装置をさらに含んでいても良い。
【００１８】
一方、前記プラズマユニットは、前記プロセスチャンバーに連結されて高圧の第１エッチングガスを前記プロセスチャンバー内部に噴射して広い表面のウェハーを高速でエッチングする第１プラズマユニットと、前記プロセスチャンバーに連結されて低圧の第２エッチングガスを前記プロセスチャンバー内部に噴射して前記ウェハーの応力除去及び前記ウェハー表面を所望する荒さとなるようにエッチングする第２プラズマユニットと、を含んでいても良い。
【００１９】
一方、前記ウェハー移送装置は、真空状態を早く保持できるようにする移送チャンバーと、前記移送チャンバーを開いたり閉めたりすることができるようにする第２ゲートバルブと、前記移送チャンバー内部に設置されてウェハーを移送させる移送アームと、前記移送アームの端段に結合され、ウェハーを付着させることのできるエンドエフェクタを含んでいても良い。この際、前記エンドエフェクタは粘着剤が一定パターンで塗布されている粘着エンドエフェクタであってもよい。前記エンドエフェクタは静電気を印加することのできる静電エンドエフェクタであってもよい。また、前記エンドエフェクタは静電気を印加することのできる静電チャックに粘着剤が一定パターンで塗布されている粘着／静電式エンドエフェクタであってもよい。前記ウェハー移送装置は前記移送チャンバー内部に設置され真空状態形成の際ウェハーがエンドエフェクタから離れることを防止するためのウェハードロップ防止装置をさらに含んでいても良い。
【００２０】
一方、本発明によるウェハーエッチングシステムによるウェハーエッチング工程は、ウェハーグラインディング装置においてウェハーを１次グラインディングする段階と、前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、ウェハー移送装置のエンドエフェクタが前記ウェハーを付着する段階と、前記エンドエフェクタに付着されたウェハーを移送チャンバー内部に移送させる段階と、第２ゲートバルブを閉めて移送チャンバー内部を真空状態にする段階と、前記移送チャンバー内の真空状態がプロセスチャンバーの真空状態と同じになった時第１ゲートバルブを開けて移送チャンバーにあるウェハーをプロセスチャンバー内部のチャックに安着させる段階と、前記チャックに静電気を印加し真空形成部によって真空を形成してエンドエフェクタからウェハーを分離する段階と、第１ゲートバルブを閉めてプロセスチャンバー内部を高真空状態に形成してウェハーをエッチングする段階と、エッチングが完了されるとエッチングの完了されたウェハーをエンドエフェクタが付着する段階と、第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを開けて前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、前記ウェハーをテープマウンタに移送させてテーピングする段階と、を含んでいても良い。
【００２１】
一方、テープマウンタを通じてテーピングが完了されたウェハーをエッチングするためのエッチング工程は、ウェハーグラインディング装置においてウェハーを１次グラインディングする段階と、前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、前記ウェハーをテープマウンタに移送させてテーピングする段階と、テーピングされたウェハーを再度アライナに移送させて、ウェハー移送装置のエンドエフェクタが前記ウェハーを付着する段階と、前記エンドエフェクタに付着されたウェハーを移送チャンバー内部に移送させる段階と、第２ゲートバルブを閉めて移送チャンバー内部を真空状態にする段階と、前記移送チャンバー内の真空状態がプロセスチャンバーの真空状態と同じになった時第１ゲートバルブを開けて移送チャンバーにあるウェハーをプロセスチャンバー内部のチャックに安着させる段階と、前記チャックに静電気を印加し真空形成部によって真空を形成してエンドエフェクタからウェハーを分離する段階と、前記ウェハー上部にテーピング部を保護するためにマスキングリングを下降させる段階と、第１ゲートバルブを閉めてプロセスチャンバー内部を高真空状態に形成してウェハーをエッチングする段階と、エッチングが完了されるとマスキングリングを上昇させる段階と、エッチングが完了されるとエッチングの完了されたウェハーをエンドエフェクタが付着する段階と、第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを開けて前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、を含んでいても良い。
【発明の効果】
【００２２】
このような本発明の一実施例によるウェハーエッチング装置及びそれを用いたウェハーエッチング工程は、ウェハーグラインディング後にインライン自動化システムによって移送チャンバーに移送され再度プロセスチャンバー移送されて即時乾式エッチングを遂行し再度移送チャンバーに移送の後テープマウンタまで伝達されるので生産性を向上できる長所がある。
【００２３】
また、プラズマとガスを用いた乾式エッチングをしてグラインディングと工程で生じる表面残留応力を除去するので耐久性を向上させウェハークラックを予め防止することができる効果がある。
【００２４】
ウェハー移送の際使用される粘着式エンドエフェクタはウェハー上部全面を吸着して移送するタイプで従来の方式である下部リフティングの後移送する場合発生する薄いウェハーの撓み現象と垂れ現象を防止することができる。
【００２５】
また、静電式エンドエフェクタの場合はチャンバー内部移送の際表面汚染によるチャッキングミスを最小化することができ、低い電圧の印加でウェハー回路損傷を最小化することができる。
【００２６】
また、フレームに付着されたタイプのエッチング工程は移送の際ウェハーの撓みまたは垂れによる破損を防止することができ、フレームとウェハーとの間に貼り付けられているテープのテンションによって研磨の際発生するウェハーの捩れが減少するので静電チャックにローディングの際ウェハーの捩れによる静電力減少を予め感知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例によるウェハーエッチングシステムの全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムの粘着式エンドエフェクタを示す。
【図３】本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムの静電式エンドエフェクタを示す。
【図４】本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムの粘着式と静電式を混合したエンドエフェクタを示す。
【図５】本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムのチャック構造を概略的に示す。
【図６】本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムのマスキングリングを含むチャック構造を概略的に示す。
【図７】本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムにおいてウェハー移送装置の移送過程を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することできる。ここでは、特定の実施形態を図面に例示し本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むこととして理解されるべきである。    
【００２９】
第１、第２などの用語は多用な構成要素を説明するのに使用されることがあるが、前記構成要素は前記用語によって限定解釈されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみとして使用される。例えば、本発明の権利範囲を外れることなく第１構成要素を第２構成要素ということができ、類似に第２構成要素も第１構成要素ということができる。
【００３０】
本出願において使用した用語は単なる特定の実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に示さない限り、複数の表現を含む。
本出願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書に記載された特徴、数字、ステップ、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを意味し、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないこととして理解されるべきである。
【００３１】
特別に定義しない限り、技術的、科学的用語を含んでここで使用される全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。
【００３２】
一般的に使用される辞書に定義されている用語と同じ用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、過度に形式的な意味に解釈されない。
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の好適な一実施例をより詳細に説明する。
【００３４】
図１は本発明の一実施例によるウェハーエッチングシステムの全体構成を示す概略図である。
【００３５】
図１を参照する。本発明の一実施例によるウェハーエッチングシステムはウェハーグラインディング装置１００、アライナ２００、乾式エッチング装置３００、ウェハー移送装置４００、テープマウンタ５００を含む。
【００３６】
前記グラインディング装置１００は７５０μｍ厚さのウェハーを機械的な方法で回路基板の後面を研削するバックグラインディング工程を通じて数十から数百μｍの厚さに研ぐ。これはウェハーに機械的なグラインディング工程で物理的な力が持続的に加えられることによって発生されるウェハーのクラック、撓みなどの問題を最小化し、ウェハーを移送する時ウェハーの損傷が発生しないようにするための厚さである。
【００３７】
前記アライナ２００は前記グラインディング装置からエッチングされたウェハーを整列する装置である。従来の方法においては前記ウェハーはアライナを通じてテープマウンタ５００に移送される。
【００３８】
前記乾式エッチング装置３００は１次でグラインディングされたウェハーを再度エッチングしてさらに薄く加工できるようにする装置である。前記乾式エッチング装置３００はプロセスチャンバー３１０、第１ゲートバルブ３２０、チャック３３０、プラズマユニット３４０を含む。
前記プロセスチャンバー３１０には迅速な真空保持のためのドライポンプとターボポンプが連結されてウェハーをエッチングする間に真空状態を保持できるようにする。前記プロセスチャンバー３１０はドライポンプとターボポンプと連結されて早い真空保持が可能である。前記第１ゲートバルブ３２０はウェハーをプロセスチャンバー中に移送させる時は開けられ、ウェハーをエッチングする時は閉められてプロセスチャンバー３００の内部を真空環境となるようにする。
【００３９】
図２は本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムのチャック構造を概略的に示す。図３は本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムのマスキングリングを含むチャック構造を概略的に示す。
【００４０】
図面を参照する。前記チャック３３０は前記プロセスチャンバー３１０の内部に設置されてエッチングのために移送されたウェハーを分離させて安着させる。以後、乾式エッチングが進行される時ウェハーを固定させることができる。この際、前記ウェハーを固定させるために静電気を発生させることのできる静電部を含む静電チャックを使用することができる。また、前記チャックはウェハーを安着させて水平に固定させ、エッチングが完了された後冷感ガスを供給してウェハーを冷却させることができるように冷却ガス供給部３３１と、ウェハーをエンドエフェクタから分離する時分離を容易とするための真空形成部３３２を含む。
前記真空形成部３３２はエンドエフェクタ４４０に付着されて来たウェハーがチャックに安着された時真空形成部３３２で真空のために空気を吸い込む圧力を使用してウェハーをエンドエフェクタから分離することができる。
【００４１】
一方、フレームが付着されたウェハーを用いる場合図３に示されたように、エッチング工程中にアーク、テープバーニング防止のためにフレームとテープ部分をセラミック系列のマスキングリング３５０を使用して保護する。前記マスキングリング３５０はフレームに付着されたウェハーがチャックに安着される前にはマスキングリング昇下降装置３５１によって上昇されていてフレームが付着されたウェハーがチャックに安着されると下降してフレームとテープ部分を保護する。
【００４２】
前記プラズマユニット３４０はプラズマを使用して前記チャックに安着されたウェハーを高速でエッチングする。前記プラズマユニット３４０は前記プロセスチャンバー３１０に連結されて高圧の第１エッチングガスを前記プロセスチャンバー内部に噴射して広い表面のウェハーを高速でエッチングする第１プラズマユニット３４１と、前記プロセスチャンバーに連結されて低圧の第２エッチングガスを前記プロセスチャンバー内部に噴射して前記ウェハーの応力を除去すると同時に前記ウェハー表面を所望する荒さとなるようにエッチングする第２プラズマユニット３４２を含んでいても良い。
【００４３】
前記ウェハー移送装置４００は前記アライナ２００に整列されているウェハーを前記乾式エッチング装置３００に移送させる。前記ウェハー移送装置４００は移送チャンバー４１０、第２ゲートバルブ４２０、移送アーム４３０、エンドエフェクタ４４０を含む。
前記移送チャンバー４１０は前記プロセスチャンバーと連結され、前記移送チャンバー４１０にはドライポンプが連結されており、第２ゲートバルブを具備してウェハーをチャンバー内部に移送させた後チャンバー内部を真空状態にすることができる。前記移送アーム４３０は前記移送チャンバー４１０内部に設置されてウェハーを移送させる。
【００４４】
前記移送アーム４３０の端段にはウェハーを吸着させることのできるエンドエフェクタ４４０が結合されている。前記エンドエフェクタ４４０はウェハーを付着させるようにできている。その理由は薄い厚さでエッチングされたウェハーを損傷なしに移送するためである。前記エンドエフェクタ４４０は多様な方式を使用してウェハーを移送させることができる。
【００４５】
図４は本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムの粘着式エンドエフェクタを示す。図５は本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムの静電式エンドエフェクタを示す。図６は本発明の一実施例であるウェハーエッチングシステムの粘着式と静電式を混合したエンドエフェクタを示す。
【００４６】
図４を参照する。エンドエフェクタ４４０の一面に粘着剤４４１を一定パターンで塗布して粘着剤にウェハーが貼り付けられて移動できるようにする粘着式エンドエフェクタを使用することができる。前記粘着式エンドエフェクタの粘着剤によって付着されて移送されるウェハーは前記プロセスチャンバー内のチャックに安着される。
前記粘着式エンドエフェクタの粘着剤は突起模様でパターンとなり、エンドエフェクタに水平に付着されている。前記粘着式エンドエフェクタに使用された粘着剤の材質としてはウレタンラバー、シリコンラバーなどが使用されてもよい。
【００４７】
さらに他の例として、前記図５を参照する。前記エンドエフェクタ４４０の一面に静電気の生成できる静電部４４２が結合された静電式エンドエフェクタを使用してもよい。前記静電式エンドエフェクタは静電部に＋、−極を印加させて表面に静電気が生じるようにし、前記静電気によってウェハーを吸着して移送させることができる。
【００４８】
さらに他の例として、前記図６を参照する。前記粘着式エンドエフェクタと静電式エンドエフェクタの性質を全部有する混合式エンドエフェクタを使用することができる。静電気が発生する静電式エンドエフェクタの表面に一定パターンで粘着剤を塗布することでより確実な吸着が可能して安定的な移送が可能である。
【００４９】
一方、図７に示されたように、前記ウェハー移送装置４００はウェハードロップ防止装置４５０をさらに含んでいても良い。前記ウェハードロップ防止装置４５０は前記移送チャンバー内部に設置され移送チャンバー内部を真空にする過程でウェハーがエンドエフェクタから落ちることを防止する。
前記ウェハードロップ防止装置４５０は円筒形状をしてもよく、移送アーム４３０がエンドエフェクタ４４０を前記ウェハードロップ防止装置４５０の上に移送させて待機した後チャンバー内部を真空状態にする時チャンバー内部の圧力変化によるウェハーのドロップを防止することができる。
【００５０】
前記テープマウンタ５００は前記乾式エッチング装置からエッチングが完了されたウェハーにテーピング作業を実施するようにする。
【００５１】
以下、本発明の一実施例によるウェハーエッチングシステムの作業工程は次のようである。
【００５２】
ウェハーエッチングシステムの作業工程はウェハーグラインディング装置でウェハーを１次グラインディングする段階、前記ウェハーをアライナに移送させる段階、ウェハーの移送装置のエンドエフェクタが前記ウェハーを付着する段階、前記エンドエフェクタに付着されたウェハーを移送チャンバー内部に移送させる段階、第２ゲートバルブを閉めて移送チャンバー内部を真空状態にする段階、前記移送チャンバー内の真空状態がプロセスチャンバーの真空状態と同じになった時第１ゲートバルブを開けて移送チャンバーにあるウェハーをプロセスチャンバー内部のチャックに安着させる段階、前記チャックに静電気を印加し真空形成部によって真空を形成してエンドエフェクタからウェハーを分離する段階、第１ゲートバルブを閉めてプロセスチャンバー内部を高真空状態に形成してウェハーをエッチングする段階、エッチングが完了されるとエッチングの完了されたウェハーをエンドエフェクタが付着する段階、第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを開けて前記ウェハーをアライナに移送させる段階、前記ウェハーをテープマウンタに移送させてテーピングする段階と、を含んでいても良い。
【００５３】
一方、フレームが付着されたウェハーをエッチングする工程はウェハーグラインディング装置において、ウェハーを１次グラインディングする段階と、前記ウェハーをアライナに移送する段階、前記ウェハーをテークマウンタに移送させてテーピングする段階と、テーピングされたウェハーを再度アライナに移送させて、ウェハー移送装置のエンドエフェクタが前記ウェハーを付着する段階と、前記エンドエフェクタに付着されたウェハーを移送チャンバー内部に移送させる段階と、第２ゲートバルブを閉めて移送チャンバー内部を真空状態にする段階と、前記移送チャンバー内の真空状態がプロセスチャンバーの真空状態と同じになった時第１ゲートバルブを開けて移送チャンバーにあるウェハーをプロセスチャンバー内部のチャックに安着させる段階と、前記チャックに静電気を印加し真空形成部によって真空を形成してエンドエフェクタからウェハーを分離する段階と、前記ウェハー上部にテーピング部を保護するためのマスキングリングを下降させる段階と、第１ゲートバルブを閉めてプロセスチャンバー内部を高真空状態に形成してウェハーをエッチングする段階と、エッチングが完了されるとマスキングリングを上昇させる段階と、エッチングが完了されるとエッチングの完了されたウェハーをエンドエフェクタが付着する段階と、第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを開けて前記ウェハーをアライナに移送させる段階と、を含む。
【００５４】
前記の作業工程のようにウェハーのエッチングはプロセスチャンバー内にウェハーのみを入れて遂行する場合と、図のようにフレームにＵＶ系列または他の粘着力のテープをウェハーに貼り付けて進行する場合とに分けられる。フレームを付着して使用する工程は薄いウェハー制作の際問題となるウェハーの撓み現象や移送の際垂れ現象を防止するための一つの方法である。
【００５５】
ウェハーの移送は真空状態で行われ、移送のためのエンドエフェクタは薄いウェハーのみを移送する場合ウェハーの全面を吸着することのできる粘着式エンドエフェクタや静電式エンドエフェクタを使用し、フレームに付着されたウェハーを移送する場合フレーム移送専用ロボットを用いる。
【００５６】
粘着エンドエフェクタを用いてプロセスチャンバー内の静電チャックにローディングする際、静電チャック表面の冷却ガスホールで真空を形成し、この際、チャンバー内の真空はウェハーと冷却ガスホールの間の真空度より高い。
一方、粘着エンドエフェクタを用いてプロセスチャンバー内の静電チャックでウェハーをディチャッキングする場合は冷却ガスホールにガスを注入して静電チャックのオフの際残っている静電チャック表面のスティッキー現象を最小化する。
【００５７】
静電式エンドエフェクタを用いてプロセスチャンバー内の静電チャックにローディングする際、プロセスチャンバー内の静電チャック表面の冷却ガスホールで真空を形成し静電チャックをオフし、この際、チャンバー内の真空はウェハーと冷却ガスホールとの間の真空度より高い。
一方、静電式エンドエフェクタを用いてプロセスチャンバー内の静電チャックでウェハーをディチャッキングする場合は冷却ガスホールにガスを注入し静電チャックオフの際残っている静電チャック表面のスティッキー現象を最小化する。前記静電式エンドエフェクタはプロセスチャンバー内部のチャックより低い電圧で駆動し使用する。
【００５８】
フレームが付着されたウェハーの場合、エッチング工程中にアーク、テープバーニング防止のためにフレームとテープ部分をセラミック系列のマスキングリングを使用して保護する。フレームに付着されたウェハーの場合、チャッキングとディチャッキング移送の際ロボットアームがフレーム部分を支えて動かす。
【００５９】
このような本発明の一実施例によるウェハーエッチング装置及びそれを用いたウェハーエッチング方法は、ウェハーグラインディング後にインライン自動化システムによって移送チャンバーに移送され再度プロセスチャンバーに移送されて即時乾式エッチングを遂行し再度移送チャンバーに移送の後ウェハーマウンタまで伝達されるので生産性向上のための長所がある。
【００６０】
また、プラズマとガスを用いた乾式エッチングをしてグラインディングと工程で生じる表面残留応力を除去するので表面強度を向上させウェハークラックを予め防止できるという効果がある。
【００６１】
ウェハー移送の際使用される粘着チャックは、ウェハー上部全面を吸着して移送するタイプで従来の方式である下部リフティングの後移送する場合発生する薄いウェハーの撓み現象と垂れ現象を予め防止することができる。
【００６２】
また、静電チャックの場合はチャンバー内部移送の際、表面汚染によるチャッキングミスを最小化することができ、低い電圧の印加でウェハー回路損傷を最小化することができる。
【００６３】
また、フレームに付着されたタイプのエッチング工程は移送の際ウェハーの撓みまたは垂れによる破損を防止し、フレームとウェハーとの間に貼り付けられたテープのテンションによって研磨の際発生するウェハーの捩れが減少されるので静電チャックにローディングの際ウェハーの捩れによる静電力減少を予め感知することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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