KR100968531B1 - 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치 및 그를 이용한 반도체장치세척 방법 - Google Patents

고압증기를 이용한 반도체장치세척장치 및 그를 이용한 반도체장치세척 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 솔더볼플럭스툴에 대한 세척력이 향상되고 또한 솔더볼플럭스툴의 세척시간 및 세척절차가 단축되는 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치 및 그를 이용한 반도체장치세척 방법에 관한 것이다.
본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치는 고압증기를 이용하여 반도체장치를 세척하고 세척후 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거하는 세척부; 양쪽 방향으로 전후로 이동하면서 상기 반도체장치를 고정하며 퍼지용에어를 공급하는 반도체장치고정부; 상기 세척부를 양쪽방향으로 전후로 이동시키며 상기 세척부를 지지하는 세척부이동부; 및 상기 반도체장치를 지지하는 반도체장치지지부를 포함한다.

Description

고압증기를 이용한 반도체장치세척장치 및 그를 이용한 반도체장치세척 방법{Semiconductor equipment cleaning device using high-pressure vapor and semiconductor equipment cleaning method thereby}
본 발명은 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치 및 그를 이용한 반도체장치세척 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 솔더볼플럭스툴에 대한 세척력이 향상되고 또한 솔더볼플럭스툴의 세척시간 및 세척절차가 단축되는 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치 및 그를 이용한 반도체장치세척 방법에 관한 것이다.
솔더볼 어태치 머신(Solderball Attach Machine; SAM)은 공급되는 기판이나 웨이퍼에 형성된 패턴에 따라 미세한 크기의 솔더볼을 솔더볼 카트리지를 이용하여 패턴 상에 하나씩 안착시키는 장치를 말한다.
일반적으로 솔더볼 어태치 머신은, 솔더볼을 패턴 상에 안착시키고자 공급되는 기판을 이송시키는 이송 유닛과, 이송 유닛에 의해 공급되는 기판의 패턴 상에 용제로서 플럭스를 소량 묻히는 플럭스 어태치 유닛과, 플럭스가 묻은 기판의 패턴 상에 미세한 솔더볼(solder ball)을 안착시키는 솔더볼 어태치 유닛과, 플럭스와 솔더볼이 기판에 따라 제대로 어태치된 것인지 여부를 검사하는 검사 유닛으로 구성된다.
여기서, 상기 이송 유닛은 매거진이라고 불리우는 10개 또는 20개의 기판이나 웨이퍼 군으로부터 기판이나 웨이퍼를 하나씩 픽업하여 스테이션에 고정하고, 스테이션을 플럭스 어태치 유닛과 솔더볼 어태치 유닛의 근처로 이동시킨다. 이 때, 웨이퍼나 기판에는 반도체 소자 등을 안착시키기 위한 기판이 다수 형성되는 데, 후속 공정에서 개별 소자로 나뉘도록 이들 기판은 다수의 패턴 유닛을 이루며, 경우에 따라서는, 이들 패턴 유닛은 다수의 패턴 블럭을 형성한다. 상기 플럭스 어태치 유닛은 플럭스 카트리지를 파지하여 정밀하게 위치 제어하여 기판의 패턴에 소량의 플럭스를 묻히도록 작용한다.
플럭스 카트리지는 다수의 관통공이 형성된 상부 케이스와, 수용부가 형성되고 단턱이 형성된 다수의 관통공이 패턴의 형상대로 형성된 하부 케이스와, 관통공의 단턱에 의하여 관통공을 통과하여 이탈하지 않도록 형성된 다수의 플럭스 핀과, 플럭스 핀을 일정한 힘으로 돌출되도록 가압하는 탄성체층과, 탄성체층과 상부 케이스 사이에 개재되어 탄성체층이 안정되게 플럭스핀을 가압하도록 하는 완충재와, 상부 케이스의 관통공을 관통하여 하부 케이스의 암나사공에 체결되어 상부 케이스와 하부 케이스를 연결 고정하는 연결 볼트로 구성된다.
이러한 솔더볼 어태칭 머신을 사용하여 공급되는 기판이나 웨이퍼에 형성된 패턴에 따라 미세한 크기의 솔더볼을 솔더볼 카트리지를 이용하여 패턴 상에 하나씩 안착시키는 과정에서 사용되는 솔더볼플럭스툴의 세정은 생산성에 중대한 영향을 미친다. 그런데도 종래에는 세정을 위하여 초음파세정후 오븐에서 건조하는 방식이였다. 이러한 방법을 사용하여 세정을 할 경우 세정을 위하여 초음파세척후 물기를 제거하기 위한 오븐건조등 작업의 공정이 번거로우며 시간 또한 많이 소요 되었다. 또한 세척시 세척이 불완전하며 솔더볼플럭스툴의 내부로 물기가 유입되는 등의 문제가 발생하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 솔더볼플럭스툴에 대한 세척력이 향상되고 솔더볼플럭스툴의 세척시간 및 세척절차가 단축되며 솔더볼플럭스툴의 내부에 물기유입차단을 하는 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치 및 그를 이용한 반도체장치세척 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치는 고압증기를 이용하여 반도체장치를 세척하고 세척후 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거하는 세척부; 양쪽 방향으로 전후로 이동하면서 상기 반도체장치를 고정하며 퍼지용에어를 공급하는 반도체장치고정부; 상기 세척부를 양쪽방향으로 전후로 이동시키며 상기 세척부를 지지하는 세척부이동부; 및 상기 반도체장치를 지지하는 반도체장치지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 세척부는 상기 세척부이동부를 따라 이동하며 상기 반도체장치에 고압증기를 분사하여 상기 반도체장치를 세척하는 증기노즐부; 및 상기 세척부이동부를 따라 이동하며 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거하는 에어나이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반도체장치고정부는 실린더를 사용하여 양쪽방향으로 전후로 이동하여 상기 반도체장치를 고정하는 반도체장치클램프; 및 상기 반도체장치클램프의 측면에 형성되고 상기 반도체장치의 홈에 연결되어 상기 반도체장치의 홈에 퍼지용에어를 공급하는 퍼지에어공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반도체장치지지부는 몸체부의 상면에 서로 마주보면서 형성되고 반도체장치수평지지부를 지지하는 반도체장치수직지지부; 한쪽면이 개방되어 있고 가운데 중공부가 형성되어 있으며 양측이 상기 반도체장치수직지지부에 지지되어 있는 반도체장치수평지지부; 및 상기 반도체장치수평지지부의 내부의 측면에 형성된 플레이트에 의해서 지지되는 바닥형성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 반도체장치지지부는 반도체장치제1지지체를 지지하는 반도체장치제2지지체; 및 상기 반도체장치제2지지체에 의해서 지지되고 상기 반도체장치를 지지하는 반도체장치제1지지체;를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 반도체장치세척장치를 이용한 반도체장치 세척방법은 반도체장치를 반도체장치지지부에 장착하는 제1단계; 반도체장치고정부가 상기 반도체장치를 고정하면서 상기 반도체장치에 퍼지용에어를 공급하는 제2단계; 세척부가 세척부이동부를 이동하면서 고압증기를 상기 반도체장치에 분사하는 제 3단계; 세척부가 세척부이동부를 이동하면서 에어나이프를 켜고 상기 반도체장치의 물기를 제거하는 제4단계; 반도체장치고정부에서 상기 반도체장치에 퍼지용에어를 공급하여 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거하는 제5단계; 및 상기 반도체장치고정부가 상기 반도체장치를 해제하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
솔더볼플럭스툴에 대한 세척력이 향상되는 효과가 있다. 또한 솔더볼플럭스툴의 세척시간 및 세척절차가 단축되어 생산성이 향상되는 효과가 있다. 솔더볼플럭스툴의 내부에 물기유입차단을 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 사시도이다.
도 2는 덮개부를 제외한 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 우측면도이다.
도 7은 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 좌측면도이다.
도 8은 본 발명의 반도체장치세척장치(10)를 이용한 반도체장치 세척방법의 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위해서 솔더볼플럭스툴을 세척하기 위한 실시예로 설명한다. 이하에서 반도체장치는 솔더볼플럭스툴을 대상으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 사시도이다. 도 2는 덮개부를 제외한 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 평면도이다. 도 5는 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 정면도이다. 도 6은 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 우측면도이다. 도 7은 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치의 좌측면도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치(10)는 고압증기를 이용하여 반도체장치(800)를 세척하고 세척후 상기 반도체장치(800) 내부의 습기를 제거하는 세척부(100), 양쪽 방향으로 전후로 이동하면서 상기 반도체장치(800)를 고정하며 퍼지용에어를 공급하는 반도체장치고정부(200), 상기 세척부(100)를 양쪽방향으로 전후로 이동시키며 상기 세척부(100)를 지지하는 세척부이동부(400); 상기 반도체장치(800)를 지지하는 반도체장치지지부(300); 상기 세척부에 고압증기를 공급하는 증기발생기(도면 미도시), 상기 반도체장치고정부와 세척부에 공기를 공급하는 공기공급기(도면 미도시), 상면에 상기 반도체장치지지부(300)가 결합하여 상기 반도체장치지지부(300)를 지지하는 몸체부(500) 및 상기 몸체부(500) 상부에 결합하고 상기 반도체장치(800)를 덮어 외부와 격리시키는 덮개부(700)로 구성된다. 상기 덮개부(700)는 가운데에 형성되어 있는 덮개를 열고 닫는 것에 의해서 상기 반도체장치(800)를 외부와 격리시킨다.
다음으로 세척부(100)에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다. 세척부(100)는 상기 세척부이동부(400)를 따라 이동하며 상기 반도체장치(800)에 고압증기를 분사하여 상기 반도체장치(800)를 세척하는 증기노즐부(110); 및 상기 세척부이동부(400)를 따라 이동하며 상기 반도체장치(800) 내부의 습기를 제거하는 에어나이프(120)로 구성된다. 상기 증기발생기(도면 미도시)는 고압의 증기를 발생시켜 노즐을 사용하여 상기 세척부(100)에 공급한다. 상기 세척부(100)의 일단측은 세척부이동부(400)의 복수개의 원통형 축에 결합되어 있다. 이에 의해서 상기 세척부(100)가 상기 세척부이동부(400)의 원통형 축을 따라 이동할 수 있다. 상기 세척부(100)가 상기 세척부이동부(400)를 따라 이동함에 따라 세척부(100)를 구성하고 있는 증기노즐부(110)와 에어나이프(120)도 이동하게 된다. 상기 세척부(100)에 공급된 고압의 증기는 내부에 형성된 통로를 통해서 상기 세척부(100)에 형성되어 있는 증기노즐부(110)에 도달하게 되고 상기 증기노즐부(110)에 도달한 고압의 증기는 증기노즐부(110)를 통하여 상기 반도체장치(800)에 분사된다. 증기노즐부(110)는 복수개의 원통형 구멍으로 형성되어 있고 이 원통형 구멍을 통하여 고압의 증기가 분사된다. 도면에 도시된 바와 같이 에어나이프(120)는 세척부(100)의 측면에 형성되어 있고 작은 원통형 홈들로 형성되어 있다. 공기공급기(도면 미도시)에서 발생된 공기가 노즐을 통하여 세척부(100)에 공급되고 공기가 상기 세척부(100)의 측면에 형성된 에어나이프(120)에 도달하면 고압의 공기가 상기 반도체장치(800)에 분사되게 되고 상기 반도체장치(800)를 고압의 증기를 이용하여 세척한 상기 반도체장치(800)를 세척후에 고압의 공기를 이용하여 상기 반도체장치(800)상에 남은 물기를 제거하게 된다.
다음으로 반도체장치고정부(200)에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다. 반도체장치고정부(200)는 실린더(220)를 사용하여 양쪽방향으로 전후로 이동하여 상기 반도체장치(800)를 고정하는 반도체장치클램프(210); 및 상기 반도체장치클램프(210)의 측면에 형성되고 상기 반도체장치(800)의 홈에 연결되어 상기 반도체장치(800)의 홈에 퍼지용에어를 공급하는 퍼지에어공급부(211)로 구성된다. 상기 반도체장치클램프(210)는 상기 반도체장치(800)를 고정하기 위해서 양쪽방향으로 전후로 이동하여야 하는데 이를 위해서 일측이 복수개의 실린더(220)에 연결되어 있다. 상기 반도체장치클램프(210)가 실린더에 의해서 전진하면 상기 반도체장치(800)의 측면과 접하면서 상기 반도체장치(800)의 측면을 고정시킨다. 상기 반도체장치클램프(210)의 측면에는 다수의 홈들이 형성되어 있고 이에 대응해서 상기 반도체장치(800)의 측면에 다수의 홈들이 형성되어 있다. 이렇게 맞물린 상태에서 고압의 공기가 노즐을 통하여 반도체장치클램프(210)에 공급되고 이후에 상기 반도체장치클램프(210)의 측면에 형성된 퍼지에어공급부(211)에 고압의 공기가 도달하면 퍼지에어공급부(211)가 고압의 공기를 상기 반도체장치(800)에 분사한다.
상기 반도체장치지지부(300)는 몸체부의 상면에 서로 마주보면서 형성되고 반도체장치수평지지부(320)를 지지하고 가운데에 중공부가 형성되어 있는 반도체장치수직지지부(310), 한쪽면이 개방되어 있고 가운데 중공부가 형성되어 있으며 양측이 상기 반도체장치수직지지부에 지지되어 있는 반도체장치수평지지부(320), 사각형의 플레이트형상으로서 상기 반도체장치수평지지부(320)의 내부의 측면에 형성된 플레이트(321)에 의해서 지지되는 바닥형성부(330), 반도체장치제1지지체(350)를 지지하고 사각형의 플레이트형상으로서 가운데에 두개의 중공부가 형성되어 있는 반도체장치제2지지체(340), 및 상기 반도체장치제2지지체(340)에 의해서 지지되고 사각형의 플레이트형상으로서 가운데에 중공부가 형성되어 있고 상기 반도체장치(800)를 지지하는 반도체장치제1지지체(350)로 구성된다.
다음으로 반도체장치세척장치(10)를 이용한 반도체장치 세척방법에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 반도체장치세척장치(10)를 이용한 반도체장치 세척방법의 순서도이다. 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 반도체장치세척장치(10)를 이용한 반도체장치 세척방법은 먼저 반도체장치(800)를 반도체장치지지부에 장착하는 제1단계(S110); 반도체장치고정부가 상기 반도체장치를 고정하면서 상기 반도체장치에 퍼지용에어를 공급하는 제2단계(S120); 세척부가 세척부이동부에 의해 이동하면서 고압증기를 상기 반도체장치에 분사하는 제 3단계(S130); 세척부가 세척부이동부에 의해 이동하면서 에어나이프를 켜고 상기 반도체장치의 물기를 제거하는 제4단계(S140); 반도체장치고정부에서 상기 반도체장치에 퍼지용에어를 공급하여 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거하는 제5단계(S150); 및 상기 반도체장치고정부가 상기 반도체장치를 해제하는 제6단계(S160)로 구성된다.
상기의 과정들을 좀 더 자세하게 설명하면, 먼저 덮개부(700) 상면의 가운데에 형성된 손잡이가 달린 덮개를 열고 반도체장치(800)를 반도체장치지지부(300)에 장착한다. 다음으로 실린더(220)에 의해서 반도체장치고정부(200)가 전방으로 이동하여 상기 반도체장치(800)를 고정한다. 이때 반도체장치클램프(210)의 측면에 형성된 퍼지에어공급부(211)을 통해서 공급된 고압의 공기가 상기 반도체장치에 공급된다. 다음으로 세척부(100)가 세척부이동부(400)에 의해 이동하면서 고압의 증기를 상기 반도체장치(800)에 분사한다. 이때 상기 세척부(100)는 일측이 복수개의 원통형의 축으로 형성된 세척부이동부(400)와 결합하고 있어 이를 통해서 세척부(100)가 양쪽방향으로 이동하게 되고 이때 고압의 증기를 세척부이동부(400)를 통해서 계속 이동하면서 분사하게 된다. 세척후에는 다음단계로 세척부(100)의 측면에 원통형의 홈형상으로 형성된 에어나이프(120)가 양쪽방향으로 이동하게 되고 이때 노즐을 통해서 공급되는 고압의 공기가 에어나이프(120)를 통해서 분사되어 상기 반도체장치(800)의 물기를 제거하게 된다. 이후 반도체장치고정부(200)에 노즐을 통해서 공급되는 고압의 공기를 반도체장치클램프(210)의 측면에 복수의 원통형 홈형상으로 형성된 퍼지에어공급부(211)에 통해서 상기 반도체장치(800)의 내부에 공급하여 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거한다. 마지막으로 실린더(220)에 의해서 상기 반도체장치고정부(200)가 후방으로 이동하면 상기 반도체장치(800)가 해제되게 된다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
솔더볼플럭스툴의 세척시간 및 세척절차가 단축되어 생산성이 향상되고 솔더볼플럭스툴의 내부에 물기유입차단을 하는 효과가 있어 산업상 매우 유용하다.
10 : 반도체장치세척장치
100 : 세척부
110 : 증기노즐부
120 : 에어나이프
200 : 반도체장치고정부
210 : 반도체장치클램프
211 : 퍼지에어공급부
220 : 실린더
300 : 반도체장치지지부
310 : 수직지지부
320 : 수평지지부
321 : 플레이트
330 : 바닥형성부
340 : 반도체장치제2지지체
350 : 반도체장치제1지지체
400 : 세척부이동부
500 : 몸체부
700 : 덮개부
800 : 반도체장치

Claims (8)

  1. 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치에 있어서,
    고압증기를 이용하여 반도체장치를 세척하고 세척후 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거하는 세척부;
    양쪽 방향으로 전후로 이동하면서 상기 반도체장치를 고정하며 퍼지용에어를 공급하는 반도체장치고정부;
    상기 세척부를 양쪽방향으로 전후로 이동시키며 상기 세척부를 지지하는 세척부이동부; 및
    상기 반도체장치를 지지하는 반도체장치지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 세척부는,
    상기 세척부이동부를 따라 이동하며 상기 반도체장치에 고압증기를 분사하여 상기 반도체장치를 세척하는 증기노즐부; 및
    상기 세척부이동부를 따라 이동하며 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거하는 에어나이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체장치고정부는,
    실린더를 사용하여 양쪽방향으로 전후로 이동하여 상기 반도체장치를 고정하는 반도체장치클램프; 및
    상기 반도체장치클램프의 측면에 형성되고 상기 반도체장치의 홈에 연결되어 상기 반도체장치의 홈에 퍼지용에어를 공급하는 퍼지에어공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체장치지지부는,
    몸체부의 상면에 서로 마주보면서 형성되고 반도체장치수평지지부를 지지하는 반도체장치수직지지부;
    한쪽면이 개방되어 있고 가운데 중공부가 형성되어 있으며 양측이 상기 반도체장치수직지지부에 지지되어 있는 반도체장치수평지지부; 및
    상기 반도체장치수평지지부의 내부의 측면에 형성된 플레이트에 의해서 지지되는 바닥형성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 반도체장치지지부는,
    반도체장치제2지지체에 의해서 지지되고 상기 반도체장치를 지지하는 반도체장치제1지지체; 및
    상기 반도체장치제1지지체를 지지하는 반도체장치제2지지체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체장치는,
    솔더볼플럭스툴인 것을 특징으로 하는 상기 고압증기를 이용한 반도체장치세척장치.
  7. 반도체장치세척장치를 이용한 반도체장치 세척방법에 있어서,
    반도체장치를 반도체장치지지부에 장착하는 제1단계;
    반도체장치고정부가 상기 반도체장치를 고정하면서 상기 반도체장치에 퍼지용에어를 공급하는 제2단계;
    세척부가 세척부이동부를 따라 이동하면서 고압증기를 상기 반도체장치에 분사하는 제 3단계;
    세척부가 세척부이동부를 따라 이동하면서 에어나이프를 켜고 상기 반도체장치의 물기를 제거하는 제4단계;
    반도체장치고정부에서 상기 반도체장치에 퍼지용에어를 공급하여 상기 반도체장치 내부의 습기를 제거하는 제5단계; 및
    상기 반도체장치고정부가 상기 반도체장치를 해제하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치세척장치를 이용한 반도체장치 세척방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 반도체장치는,
    솔더볼플럭스툴인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치세척장치를 이용한 반도체장치 세척방법.
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