KR101498507B1 - Semiconductor wafer cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼의 세척시 발생되는 웨이퍼 불량을 최소화하기 위해 교환되는 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징(aging) 장치를 제안한다.The present invention proposes a brush aging device for cleaning wafers exchanged to minimize wafer defects generated during cleaning of semiconductor wafers.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징(aging) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼의 세척효율을 높이기 위해 웨이퍼 세척장치에서 사용되는 브러쉬 에이징 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a brush aging apparatus for cleaning semiconductor wafers, and more particularly, to a brush aging apparatus used in a wafer cleaning apparatus to improve cleaning efficiency of a semiconductor wafer.
반도체 요소용 기판 역할을 하는 웨이퍼는 실리콘, 게르마늄 또는 비소화 갈륨과 같은 물질의 가늘고 긴 결정(billet)에서 벗겨낸 결정을 매우 얇은 박편(두께 약 0.5㎜)으로 잘라낸 뒤 잘라낸 박판을 겹쳐 연마하여 제조된다.A wafer serving as a substrate for a semiconductor element is produced by cutting very thin flakes (about 0.5 mm in thickness) that are peeled off from elongated billets of a material such as silicon, germanium or gallium arsenide and then laminating and polishing the cut thin sheets do.
이때 겹침과 연마에 의해 떨어져 나온 반도체 물질 입자와 대기 중에 부유하는 입자 뿐만 아니라 잘라내는 과정 중에 사용된 윤활제의 잔여 필름이 웨이퍼 표면에 점착되어 있다. At this time, not only the semiconductor material particles separated by the lapping and polishing and the floating particles in the atmosphere but also the residual film of the lubricant used during the cutting process are adhered to the wafer surface.
웨이퍼는 후속 공정(예를 들어, 마스킹 및 에칭)을 진행하기 앞서 웨이퍼 표면에 점착되어 있는 침착물은 전술한 후속 공정이 요구하는 최고의 청결 상태를 유지하기 위해 제거되어야만 한다.The wafer must be removed in order to maintain the highest cleanliness required by the subsequent process described above since the deposits adhering to the wafer surface prior to proceeding with subsequent processes (e.g., masking and etching).
반도체 웨이퍼 세척장치와 관련한 기술로서는 대한민국 공개특허 제10-2001-0052451호 "반도체 웨이퍼 세척 장치 및 방법, 대한민국 공개특허 제10-1998-0086700호 "반도체 웨이퍼 세척 장치용 브러쉬" 및 대한민국 특허 제10-02784250000호 "얇은 디스크 세척장치"를 참조해 볼 수 있다.As a technology related to a semiconductor wafer cleaning apparatus, Korean Patent Laid-Open No. 10-2001-0052451 entitled " Semiconductor wafer cleaning apparatus and method, Korean Patent Laid-Open No. 10-1998-0086700 "Brush for semiconductor wafer cleaning apparatus" 02784250000 "Thin disc cleaning apparatus ".
전술한 바와 같은 종래의 반도체 웨이퍼 세척장치는 브러쉬(Brush)를 사용하여 반도체 웨이퍼에 부착된 이물질을 물리적으로 제거하는 것을 특징으로 하고 있으나, 반도체 웨이퍼의 세척 장치에 장착된 브러쉬는 일정 주기로 새 부러쉬로 교환하게 되는데 새 브러쉬시 교체시 특히 반도체 웨이퍼의 불량이 증가하는 문제가 심하게 발생된다.The conventional semiconductor wafer cleaning apparatus as described above is characterized by physically removing foreign matter adhered to the semiconductor wafer by using a brush. However, the brush installed in the cleaning apparatus of the semiconductor wafer is replaced with a new brush The problem that the defects of the semiconductor wafers are increased particularly when the brushes are replaced.
이와 같은 문제는 새것으로 교환한 브러쉬는 그 표면이 거칠어 반도체 웨이퍼 표면에 물리적으로 접촉하여 세척하였을 때 반도체 웨이퍼 표면의 과도한 마모에 의해 손상되는 것이 주된 이유로 보인다.Such a problem seems to be the main reason that the bristles exchanged with the new brush are damaged due to excessive wear of the surface of the semiconductor wafer when the brush is cleaned by physical contact with the surface of the semiconductor wafer.
이와 같은 문제는 브러쉬가 일정기간이 사용되면 점차 웨이퍼 표면 불량이 감소되기는 하지만 고가의 반도체 웨이퍼의 손실을 초래하여 제조비용을 증가시키는 문제로 이어지고 있어 해결방안이 요구된다.
Such a problem is that when the brush is used for a certain period of time, the surface defect of the wafer is gradually reduced, but the expensive semiconductor wafer is lost, leading to a problem of increasing manufacturing cost, and a solution is required.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 반도체 웨이퍼 세척장치에서 일정주기로 교환되는 브러쉬 표면을 에이징(aging)함으로써 반도체 웨이퍼의 안정적인 세척하기 위한 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a brush cleaning device for cleaning semiconductor wafers for aggressively cleaning a semiconductor wafer by aging a surface of a brush, The purpose of this paper is to provide
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징 장치의 구현수단은 The means for implementing the brush aging device for semiconductor wafer cleaning according to the present invention comprises
메인 프레임(102)의 상부에 가공실(110)을 갖추고, 상기 가공실(110)의 내부에 에이징 장치 프레임(300a)에 회전가능하게 결합된 척(301)에 탈착 및 수밀 가능하게 결합되는 브러쉬(200)와;A
상기 척(301)의 일측에는 타이밍 모터(M1)와 연결되는 타이밍 풀리(P2)가 결합되고, 타측 척에는 세척액을 상기 브러쉬(200)속으로 공급하기 위한 세척액 공급관(301a)이 부착되며, 상기 에이징 장치 프레임(300a)에 상기한 브러쉬(200)의 원주면에 접해져 브러쉬의 원주면을 에이징하기 위한 숫돌(310)과;A timing pulley P2 connected to a timing motor M1 is coupled to one side of the
상기 숫돌(310)을 이송시켜 상기 브러쉬(200)와의 간격 또는 접촉압력을 조절할 수 있도록 상기 에이징 장치 프레임(300a)에 나사결합되어 상기 숫돌(310)을 이송시키는 핸들(313)과;A
상기 가공실(110)의 하측에 마련되고, 세척액을 저장하는 저장탱크(103)와;A
상기 가공실(110)의 바닥으로 떨어진 세척수를 회수하면서 정수하는 정수필터(104a)를 구비하고 정수된 세척수를 상기 저장탱크(103)에 저장하는 정수장치(104)와;A water purification device (104) having a water purification filter (104a) for purifying water while returning to the bottom of the processing chamber (110) and storing the purified water in the storage tank (103);
상기 저장탱크(103)에 저장된 세척수를 상기 세척액 공급관(301a)으로 이송시키기 위한 이송펌프(105)의 결합에 의해 구현할 수 있다.And a
본 발명에 의하면, 정해진 시간동안 일정한 회전수로 브러쉬 표면을 에이징함으로써 실제 반도체 웨이퍼 세척장치에 교체되었을 때 브러쉬의 평활도가 우수하여 반도체 웨이퍼 불량을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 세척효율을 극대할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, when the brush surface is aged at a constant rotation speed for a predetermined period of time, it is possible to minimize defective semiconductor wafers and maximize cleaning efficiency when the brush is replaced with an actual semiconductor wafer cleaning apparatus. .
도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징 장치를 예시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 브러쉬 에이징 장치의 평단면도,
도 3은 도 1에 도시된 브러쉬 에이징 장치의 정면 투시도,
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징 구동부를 발췌하여 예시한 평면도이다.1 is a perspective view illustrating a brush aging apparatus for cleaning semiconductor wafers according to the present invention,
Fig. 2 is a plan sectional view of the brush aging device shown in Fig. 1,
FIG. 3 is a front perspective view of the brush aging device shown in FIG. 1,
4A and 4B are plan views illustrating the brush aging driving unit for cleaning the semiconductor wafer shown in FIG.
이하, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a brush aging apparatus for washing semiconductor wafers according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 3을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징 장치를 예시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 브러쉬 에이징 장치의 평단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 브러쉬 에이징 장치의 정면 투시도로서, 1 and 3, FIG. 1 is a perspective view illustrating a brush aging apparatus for washing a semiconductor wafer according to the present invention, FIG. 2 is a horizontal sectional view of the brush aging apparatus shown in FIG. 1, As a front perspective view of the brush aging device shown in Fig.
본 발명의 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징 장치(100)는 메인 프레임(102)의 상부에 투명재질로 제조된 가공실 덮개(101)가 개폐가능하게 결합된 가공실(110)이 마련되어 있고,The brush-
가공실 벽체(111)에 의해 구분된 각각의 가공실(110)속에는 브러쉬(200)를 에이징하기 위한 에이징 장치(300)가 마련되어 있다.An
또한 메인 프레임(102)의 하측 즉, 가공실(110)의 하부에는 브러쉬 에이징시 브러쉬(200) 내부로 세척액을 공급하기 위한 세척액 저장탱크(103)와, 세척액을 정수시키기 위한 정수필터(104a)를 갖춘 정수장치(104) 및 세척액을 이송시키기 위한 이송펌프(105)가 설치되어 있다.A washing
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 4a는 본 발명에 따른 브러쉬를 예시한 평면 및 반단면도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 브러쉬를 에이징 장치에 장착한 것을 예시한 가공실의 평면도이다.4A and 4B are a plan view and a half sectional view illustrating a brush according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a plan view of a processing chamber illustrating the brush shown in FIG. 4A mounted on an aging device.
브러쉬(200)는 원통형상의 원주면에 일정간격으로 배치된 브러쉬 돌기(도면부로 미표기)를 구비하고, 내부가 빈 튜브형상으로 이루어져 있고, 양 단부에는 길이방향으로 돌출된 장착부(202)가 마련되어 있다.The
에이징 장치(300)는 전술한 브러쉬 장착부(202)의 외경이 수밀가능하게(실링부재(참조번호 미표기) 결합되는 척(301, Check)과, 상기 양 척(301) 사이에 장착된 브러쉬(200)의 원주면과 접해지는 거리 또는 압력를 조절가능하게 에이징 장치 프레임(300a)에 결합되는 숫돌(310)을 포함한다. 숫돌(310)은 그 표면은 반도체 웨이퍼 표면과 유사한 물리적 특성을 가지고 있다.The
전술한 척(301)의 일측에는 후술하는 타이밍 모터(M1)의 동력이 연결되어 에이징 장치 프레임(300a)에서 회전할 수 있고, 타측의 척에는 세척액 저장탱크(103)에 저장된 세척액을 브러쉬(300)속으로 공급하기 위해 이송펌프(105)와 연결된 세척액 공급관(301a)가 연결되어 있다.The timing motor M1 is connected to one side of the
세척액은 전술한 이송펌프(105)에 의해 브러쉬(200) 속으로 지속적으로 유입된다.The cleaning liquid is continuously introduced into the
상기한 숫돌(310)은 브러쉬(200)의 원주면의 길이 보다 큰 길이를 지니고, 타이밍 모터(M1)에 의해 회전하는 브러쉬(200)의 원주면을 서서히 연마하기 위한 것으로, 상기 숫돌(310)을 원주면쪽으로 이송시켜 숫돌(310)과 브러쉬(200)가 접해지는 거리(간극이나 압력)를 조절하기 위한 핸들(313)이 마련되어 있어 있다.The
핸들(313)은 나사산이 마련된 스크루(313a, 도 4b 참조)가 에이징 장치 프레(300a)임에 나사결합되어 핸들(313)을 회전시키면 숫돌(310)과 브러쉬(200)간의 간극 혹은 압력을 조절할 수 있다.The
한편 전술한 에이징 장치 프레임(300a)에 회전가능하게 결합된 각각의 척(301)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 타이밍 풀리(P1)와 아이들링 풀리(P2) 및 타이밍 모터(M1)의 풀리(도면부호 미표기)와 타이밍 밸트(TV)에 의해 연결되어 타이밍 모터(M1)의 구동시 에이징 롬(110)내에 장착된 각각의 브러쉬(200)가 동시에 회전할 수 있다.On the other hand, each
본 발명에서 채용한 타이밍 모터(M1)는 반드시 타이밍 모터로 한정하는 것은 아니지만 브러쉬(200)의 회전수를 정밀하게 제어함으로써 정해진 시간에 일정 회전수에 의해 브러쉬의 표면을 정확하고 균일하게 에이징(연마)할 수 있고, 또한 에이징 작업과정에서 예상하지 못한 이유로 운전이 중단되었다가 다시 운전할 경우 설정한 시간(컨트롤 패널)의 잔여시간 동안 정해진 회전수 만큼 브러쉬(200)를 연마함으로써 브러쉬(200) 표면이 과도하게 연마되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있어 타이밍 모터 또는 스탭모터가 바람직하다.The timing motor M1 employed in the present invention is not necessarily limited to a timing motor, but it can precisely control the number of revolutions of the
한편, 상기한 가공실(110)은 그 바닥면으로 떨어지는 세척액을 정수장치의 정수필터(104a)를 통해 여과한 뒤 세척액 저장탱크(103)에 저장하고, 저장탱크(103)에 저장된 세척액은 이송펌프(105)에 의해 브러쉬(200)로 공급된다.Meanwhile, the
브러쉬(200)속으로 공급된 세척액은 브러쉬 돌기의 입자 사이로 배출되면서 회전하는 브러쉬(200)의 원주면이 숫돌(310) 표면에 접해질 때 브러쉬 돌기 연마시 발생되는 미세한 돌기 표면의 파단이나 떨어진 브러쉬 입자에 의해 돌기 표면의 스크렛치 방지 또는 돌기 테두리 깨짐 방지하면서 브러쉬 표면의 평활도를 높일 수 있고, 브러쉬(200)에서 발생되는 마찰열을 냉각시키기 위해 사용된다.The cleaning liquid supplied into the
도 1에서 미설명 부호 C1는 타이밍 모터(M1)의 회전수와 운전시간을 설정할 수 있는 제어버튼(도면부호 미표기)이 구비된 컨트롤 패널이다.In FIG. 1, reference numeral C1 is a control panel provided with a control button (not shown in the drawing) for setting the number of revolutions and the operation time of the timing motor M1.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 정해진 시간동안 일정한 회전수로 브러쉬(200) 표면을 에이징함으로써 반도체 웨이퍼 세척장치속에 설치되었을 때 반도체 웨이퍼의 세척불량을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 세척효율을 극대할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, since the surface of the
100: 브러쉬 에이징 장치 101: 가공실 덮개
102: 메인 프레임 202: 브러쉬 장착부
103: 세척액 저장탱크 104: 정수장치
104a: 정수필터 105: 이송펌프
110: 가공실 111: 가공실 벽체
200: 브러쉬 202: 브러쉬 장착부
300: 에이징 장치 300a: 에이징 장치 프레임
301: 척 301a: 세척액 공급관
310: 숫돌 313: 핸들
313a: 스크루 C1: 타이밍 모터 콘트롤 패널
M1: 타이밍 모터 P1: 타이밍 풀리
P2: 아이들링 풀리 TV: 타이밍 밸트100: Brush-aging device 101: Processing chamber cover
102: Main frame 202: Brush mounting part
103: Washing liquid storage tank 104: Water purification device
104a: Water filter 105: Feed pump
110: machining chamber 111: machining chamber wall
200: Brush 202: Brush mounting part
300:
301:
310: Wheel 313: Handle
313a: Screw C1: Timing motor control panel
M1: Timing motor P1: Timing pulley
P2: idling pulley TV: timing belt
Claims (1)
메인 프레임(102)의 상부에 가공실(110)을 갖추고, 상기 가공실(110)의 내부에 에이징 장치 프레임(300a)에 회전가능하게 결합된 척(301)에 탈착 및 수밀 가능하게 결합되는 브러쉬(200)와;
상기 척(301)의 일측에는 타이밍 모터(M1)와 연결되는 타이밍 풀리(P2)가 결합되고, 타측 척에는 세척액을 상기 브러쉬(200)속으로 공급하기 위한 세척액 공급관(301a)이 부착되며, 상기 에이징 장치 프레임(300a)에 상기한 브러쉬(200)의 원주면에 접해져 브러쉬의 원주면을 에이징하기 위한 숫돌(310)과;
상기 숫돌(310)을 이송시켜 상기 브러쉬(200)와의 간격 또는 접촉압력을 조절할 수 있도록 상기 에이징 장치 프레임(300a)에 나사결합되어 상기 숫돌(310)을 이송시키는 핸들(313)과;
상기 가공실(110)의 하측에 마련되고, 세척액을 저장하는 저장탱크(103)와;
상기 가공실(110)의 바닥으로 떨어진 세척수를 회수하면서 정수하는 정수필터(104a)를 구비하고 정수된 세척수를 상기 저장탱크(103)에 저장하는 정수장치(104)와;
상기 저장탱크(103)에 저장된 세척수를 상기 세척액 공급관(301a)으로 이송시키기 위한 이송펌프(105)로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세척용 브러쉬 에이징 장치.A brush aging apparatus for cleaning semiconductor wafers,
A main body frame 102 having a processing chamber 110 and a brush 301 detachably and tightly coupled to a chuck 301 rotatably coupled to the aging device frame 300a inside the processing chamber 110, (200);
A timing pulley P2 connected to a timing motor M1 is coupled to one side of the chuck 301 and a cleaning liquid supply pipe 301a for supplying a cleaning liquid into the brush 200 is attached to the other side chuck, A grindstone 310 for contacting the circumferential surface of the brush 200 to the aging device frame 300a to age the circumferential surface of the brush;
A handle 313 screwed to the aging device frame 300a to transfer the grinding stone 310 so as to transfer the grinding stone 310 and adjust the gap or the contact pressure with the brush 200;
A storage tank 103 provided below the processing chamber 110 for storing the cleaning liquid;
A water purification device (104) having a water purification filter (104a) for purifying water while returning to the bottom of the processing chamber (110) and storing the purified water in the storage tank (103);
And a transfer pump (105) for transferring the wash water stored in the storage tank (103) to the wash fluid supply pipe (301a).
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- 2013-06-05 KR KR1020130064506A patent/KR101498507B1/en active IP Right Grant
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