KR101571623B1 - Method and apparatus for wafer backside cleaning - Google Patents

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KR101571623B1 KR1020140026371A KR20140026371A KR101571623B1 KR 101571623 B1 KR101571623 B1 KR 101571623B1 KR 1020140026371 A KR1020140026371 A KR 1020140026371A KR 20140026371 A KR20140026371 A KR 20140026371A KR 101571623 B1 KR101571623 B1 KR 101571623B1
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 배면에 존재하는 고착성 이물을 레이저를 이용해 세정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 펄스파 형태의 레이저빔을 사용하고, 레이저빔의 크기를 조절하기 위한 레이저빔 조사장치를 사용하고, 웨이퍼를 회전시키는 회전 장치를 사용하고, 레이저 세정 처리 후 미세하게 남을 수 있는 미세 파티클성 이물을 기존 습식 세정방법을 사용하여 마무리 처리를 함으로써 웨이퍼 배면에 존재하는 고착성 이물을 효과적으로 제거할 수 있다는 특징을 가지고 있다.The present invention relates to a method and an apparatus for cleaning a sticky foreign object existing on the back surface of a wafer by using a laser, and a laser beam irradiating device for adjusting the size of the laser beam is used, And the microparticulate foreign matter which can be finely remained after the laser cleaning treatment is subjected to a finishing treatment using a conventional wet cleaning method to effectively remove the sticking foreign matter present on the backside of the wafer have.

Description

웨이퍼 배면 세정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR WAFER BACKSIDE CLEANING}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wafer back-

본 발명은 웨이퍼 배면에 고착된 미세 이물을 레이저를 이용하여 세정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for cleaning fine particles adhering to the back surface of a wafer using a laser.

도 1은 웨이퍼 배면(backside)에 이물이 존재하는 양상을 보여준다. Figure 1 shows the appearance of foreign bodies on the wafer backside.

웨이퍼의 정면에 반도체를 제조하기 위해서는, 웨이퍼의 정면에 대하여 노광(photolithography), 식각(etching), 증착(deposition), 연마(polishing) 등의 공정을 반복적으로 수행해야 한다. 이 모든 공정에 있어서, 웨이퍼는 진공(vacuum) 혹은 정전기적(electro-static) 힘에 의해 웨이퍼 고정척(holding chuck)에 단단히 고정된 채 매우 평탄한 정면을 유지해야 하며, 그래야만 웨이퍼 고정척에 고정된 웨이퍼의 정면에 대해 보다 정밀한 반도체 공정을 수행할 있다.In order to manufacture a semiconductor on the front surface of a wafer, processes such as photolithography, etching, deposition, and polishing must be repeatedly performed on the front surface of the wafer. In all of these processes, the wafer must be held in a very flat front with the wafer being firmly fixed to the wafer holding chuck by vacuum or electro-static forces, A more precise semiconductor process can be performed on the front surface of the wafer.

이러한 반도체 공정의 반복적 진행중, 웨이퍼의 배면에 지속적으로 오염이 발생하게 되며, 특히 웨이퍼의 배면의 외곽부는 공정 환경에 쉽게 노출되어 오염의 정도가 웨이퍼의 배면의 중앙부에 비해 매우 크다.Particularly, the outer periphery of the back surface of the wafer is easily exposed to the process environment, and the degree of contamination is very large compared to the central portion of the back surface of the wafer.

도 1에 보여지는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 배면(F2), 특히 웨이퍼(W)의 배면(F2) 외곽부에 이물(P)이 부착되어 있는 경우, 웨이퍼 고정척(C)에 부착된 웨이퍼 정면(front face; F1)의 높이가 불균일해져 국부적인 높이편차(H)가 발생하게 된다. 이러한 국부적 높이편차가 발생한 상태에서 노광 공정을 수행하면, 높이편차로 인해 광원의 초점이 맞지 않는 디포커싱(defocussing) 현상이 웨이퍼(W1)의 정면(F1)에서 발생한다. 이러한 디포커싱 현상은 반도체 공정 중에 불량한 패턴 형성을 야기하며, 이는 다이 수율(die yield)을 저하시키는 원인이 된다.1, when the foreign object P is attached to the back face F2 of the wafer W, particularly the outer face of the back face F2 of the wafer W, The height of the front face F1 of the wafer becomes uneven and a local height difference H is generated. When the exposure process is performed in the state where the local height deviation is generated, a defocussing phenomenon in which the light source is out of focus due to the height deviation occurs at the front face F1 of the wafer W1. This defocusing phenomenon causes poor pattern formation during semiconductor processing, which causes the die yield to be lowered.

최근 반도체 공정이 점점 극미세화됨에 따라, 노광공정에서 광원의 초점심도(DOF, Depth Of Focus), 즉 초점깊이 허용공차가 100nm 이하로 줄어들고 있다. 이는, 웨이퍼 높이편차(H)가 100nm를 초과하는 경우, 웨이퍼의 정면(F1)의 의도한 위치에 정확히 초점을 맞출 수 없다는 것을 의미한다. 따라서 웨이퍼(W)의 배면(F2)에 수백nm 이상의 이물(P)이 부착되어 있는 경우, 웨이퍼(W)의 정면(F1)에서 높이편차가 발생하고 이 편차값이 100nm를 초과하는 경우, 초점을 정확히 맞출수 없어 패턴 불량이 필연적으로 뒤따르게 된다. 따라서 수십nm의 극미세 패턴을 정밀하게 형성하기 위해서는 웨이퍼 배면에 존재하는 수백nm 이상의 미세 이물(P)을 제거해야 하며, 그래야만, 수율(yield)의 저하 없이 반도체를 제조할 수 있게 된다.Recently, as the semiconductor process becomes finer and smaller, the depth of focus (DOF) of the light source in the exposure process, that is, the tolerance of the focal depth, is being reduced to 100 nm or less. This means that when the wafer height deviation H exceeds 100 nm, it is not possible to accurately focus on the intended position of the front face F1 of the wafer. Therefore, when foreign particles P of several hundreds nm or more are attached to the back surface F2 of the wafer W, a height deviation occurs at the front surface F1 of the wafer W. When the deviation value exceeds 100 nm, It is inevitable that pattern defects will follow. Therefore, in order to precisely form a very fine pattern of several tens of nanometers, it is necessary to remove fine particles P of several hundreds of nm or more existing on the back surface of the wafer, so that the semiconductor can be manufactured without lowering the yield.

또한 증착공정 후 연마(polishing) 공정 수행시, 웨이퍼 배면의 이물(P)에 의해 웨이퍼 정면에서 높게 돌출된 부분은 과다 연마(over-polishing) 현상을 국부적으로 발생시키며, 이 또한 연마 불량을 초래하여 수율을 저하시키는 또 다른 원인으로 작용할 수 있다.Further, at the time of performing polishing process after the deposition process, a portion protruding from the front face of the wafer due to foreign matter (P) on the wafer backside locally causes an over-polishing phenomenon, which also causes poor polishing It may serve as another cause of lowering the yield.

이와 같이 웨이퍼(W)의 배면(F2)에 부착될 때 반도체 수율에 심각한 악영향을 주는 미세 이물(P)을 웨이퍼(W)의 배면(F2)으로부터 제거하기 위해, 물을 고압 분사하거나, 메가소닉(megasonic) 음파를 사용하거나, 혹은 부드러운 회전브러시(brush)를 이용한 습식 세정 방식으로 웨이퍼(W)의 배면(F2)에 대해 세정을 수행하고 있다. 그러나 웨이퍼(W)의 배면(F2)에 매우 큰 접촉력으로 이물(P)이 고착되고 그 이물(P)의 입자 크기가 매우 작아 작아 효과적인 세정력을 확보하는데 어려움이 있다. 또한 웨이퍼에서 가장 높이 편차가 크게 발생하는 외곽부만을 선택적 그리고 국부적으로 세정하는 것이 어렵다는 단점도 있다.In order to remove fine particles P which adversely affect the yield of semiconductor when adhered to the back surface F2 of the wafer W from the back surface F2 of the wafer W as described above, cleaning is performed on the rear surface F2 of the wafer W by using a megasonic sound wave or a wet cleaning method using a soft rotary brush. However, since the foreign body P is fixed to the back face F2 of the wafer W with a very large contact force and the particle size of the foreign body P is very small, it is difficult to secure an effective cleaning force. In addition, it is also difficult to selectively and locally clean only the outer portion where the height deviation of the wafer is greatest.

따라서, 이러한 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 방안이 당해 기술 분야에서 요구되고 있다.Therefore, there is a need in the art to solve these various problems.

한국특허등록 제10-0848777(2008.07.21)Korean Patent Registration No. 10-0848777 (July 21, 2008) 한국특허등록 제10-0186303(1998.12.29)Korean Patent Registration No. 10-0186303 (December 29, 1998)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래기술의 문제을 해결하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to solve the problems of the prior art.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 적어도 웨이퍼의 배면 외곽부를 노출시킨 상태로 웨이퍼를 회전시키고 노출된 웨이퍼의 배면 외곽부에 펄스파 형태의 레이저빔을 조사하여 웨이퍼 배면 이물을 효과적으로 세정할 수 있는 웨이퍼 배면 세정 기술을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to at least solve the problems of the prior art by providing a wafer back surface which is capable of cleaning a wafer backside foreign object by irradiating a laser beam in the form of a pulsed wave at least on the outer periphery of the back surface of the exposed wafer, Cleaning technology.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 적어도 웨이퍼의 배면 외곽부를 노출시킨 상태로 웨이퍼를 회전시키고 노출된 웨이퍼의 배면 외곽부에 펄스파 형태의 레이저빔을 조사하여 웨이퍼 배면 이물을 레이저 세정하고, 레이저 세정 후 미세하게 남을수 있는 약한 접촉력의 잔사를 습식 세정하여 마무리 처리를 함으로써, 웨이퍼 배면에 존재하는 미세 이물을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 배면 세정 기술을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to rotate a wafer in a state in which at least a rear surface of a wafer is exposed and irradiate a laser beam in the form of a pulsed wave to the outer periphery of the exposed wafer to perform laser cleaning of the back surface of the wafer, A wafer back surface cleaning technique capable of more effectively removing micro-particles present on the back surface of a wafer by wet-cleaning and finishing a residue of a weak contact force that can be finely remained after the cleaning.

본 발명의 다른 여러 목적들 및 이점들은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.Various other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, by persons skilled in the art.

본 발명의 일 측면에 따라 웨이퍼 배면의 이물을 레이저 빔으로 제거하는 웨이퍼 배면 세정 장치가 제공되며, 상기 웨이퍼 배면 세정장치는, 적어도 상기 웨이퍼 배면의 외곽부가 노출된 상태로 상기 웨이퍼를 회전시키는 회전 유닛과; 상기 웨이퍼 배면의 외곽부에 펄스파 레이저빔을 조사하며, 상기 회전 유닛의 회전에 따라 상기 펄스파 레이저빔의 조사 위치를 변경시키면서 조사하는 레이저빔 조사 유닛과; 상기 펄스파 레이저빔의 조사 결과 상기 웨이퍼 배면의 외곽부로부터 분리되는 이물을 수집하는 집진 유닛을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wafer backside cleaner for removing a foreign object on a wafer backside with a laser beam, the wafer backside cleaner comprising: a rotation unit for rotating the wafer with at least the outer periphery of the wafer backside exposed, and; A laser beam irradiating unit for irradiating a pulsed laser beam to an outer frame of the wafer back face and irradiating the pulsed laser beam while changing the irradiating position of the pulsed laser beam according to the rotation of the rotating unit; And a dust collecting unit for collecting foreign matter separated from an outer frame portion of the back surface of the wafer as a result of irradiation of the pulsed wave laser beam.

일 실시예에 따라, 상기 회전 유닛은 샤프트 선단의 고정척으로 상기 웨이퍼 배면의 중심부를 고정시켜 상기 샤프트 회전에 의해 상기 웨이퍼를 회전시키며,상기 고정척은 상기 웨이퍼 배면의 외곽부 노출을 위해 상기 웨이퍼의 배면보다 작은 크기를 갖는다.According to one embodiment, the rotating unit rotates the wafer by rotating the shaft by fixing a central portion of the backside of the wafer to a fixing chuck at the tip of the shaft, and the fixing chuck rotates the wafer, As shown in FIG.

일 실시예 따라, 상기 회전 유닛은 상기 웨이퍼의 에지부(edge part)를 지지한 상태로 자체 회전에 의해 상기 웨이퍼를 회전시키는 지지 엘리먼트를 포함한다.In one embodiment, the rotating unit includes a support element that rotates the wafer by self-rotation while supporting an edge part of the wafer.

일 실시예에 따라, 상기 펄스파 레이저빔의 레이저 펄스폭은 1msecond 이하이고, 상기 펄스파 레이저빔은 파장 200 ~ 800nm의 자외선/가시광선 영역의 레이저빔이며, 상기 레이저빔 펄스당 에너지 밀도는 5J/cm2 이하인 것이 좋다.According to one embodiment, the laser pulse width of the pulsed laser laser beam is 1 msecond or less, the pulsed laser laser beam is an ultraviolet / visible ray laser beam having a wavelength of 200 to 800 nm, and the energy density per laser beam pulse is 5J / cm < 2 >

일 실시예에 따라, 상기 레이저빔 조사 유닛은 레이저를 발생시키는 레이저 발생부와, 상기 레이저 발생부에서 발생된 레이저를 전송하는 광전송부와, 복수의 렌즈를 포함하고 상기 광전송부를 통해 전송된 레이저를 포커싱하여 상기 웨이퍼 배면의 외곽부로 조사하는 레이저빔 조사부를 포함하며, 상기 광전송부는 광섬유인 것이 바람직하다.According to one embodiment, the laser beam irradiating unit includes a laser generator for generating a laser, an optical transmission unit for transmitting the laser generated in the laser generator, and a laser including a plurality of lenses and transmitted through the optical transmission unit, And a laser beam irradiating unit for irradiating the laser beam onto an outer surface of the back surface of the wafer, wherein the optical transmission unit is an optical fiber.

일 실시예에 따라, 상기 레이저빔 조사부는 상기 웨이퍼 배면의 외곽부에 조사되는 레이저빔의 직경을 변화시키기 위해 조준 렌즈와 조사 렌즈를 사용한다.According to one embodiment, the laser beam irradiating unit uses a collimating lens and an irradiating lens to change the diameter of the laser beam irradiated on the outer periphery of the back surface of the wafer.

다른 실시예에 따라, 상기 웨이퍼 배면 세정장치는, 상기 웨이퍼 배면에 액체를 분사하여, 상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 웨이퍼 배면으로부터 분리된 이물을 제거하는 액체 분사유닛을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment, the wafer backside cleaner may further include a liquid ejection unit that ejects liquid to the wafer backside and removes foreign matter separated from the wafer backside by the laser beam irradiation.

본 발명의 다른 측면에 따르면 웨이퍼 세정 시스템이 제공되며, 이 웨이퍼 세정 시스템은, 웨이퍼 캐리어가 안착되는 웨이퍼 로드 포트부와; 상기 웨이퍼 캐리어로부터 웨이퍼를 꺼내 이송시키는 웨이퍼 이송 로봇이 구비된 웨이퍼 이송부와; 상기 웨이퍼 이송 로봇으로부터 웨이퍼를 받아 세정 처리하는 세정부를 포함하며, 상기 세정부는, 레이저로 웨이퍼의 배면을 세정하는 하나 이상의 레이저 세정 모듈과, 상기 레이저 세정 모듈에서 세정된 웨이퍼를 습식 세정하는 습식 세정 모듈과, 상기 레이저 세정 모듈 및 상기 습식 세정 모듈에 대하여 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 웨이퍼 분배유닛을 포함하며, 상기 레이저 세정 모듈은 적어도 상기 웨이퍼 배면의 외곽부가 노출된 상태로 상기 웨이퍼를 회전시키는 회전 유닛과,상기 웨이퍼 배면의 외곽부에 펄스파 레이저빔을 조사하며, 상기 회전 유닛의 회전에 따라 상기 펄스파 레이저빔의 조사 위치를 변경시키면서 조사하는 레이저빔 조사 유닛과, 상기 웨이퍼 배면에 액체를 분사하여 상기 레이저빔의 조사에 의해 상기 웨이퍼 배면으로부터 분리된 이물을 제거하는 액체 분사유닛을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wafer cleaning system comprising: a wafer load port portion on which a wafer carrier is seated; A wafer transfer unit including a wafer transfer robot for transferring a wafer from the wafer carrier; And a cleaning section for cleaning and treating the wafer from the wafer transfer robot, wherein the cleaning section includes at least one laser cleaning module for cleaning the back surface of the wafer with a laser, a wet cleaning method for wet cleaning the wafer cleaned in the laser cleaning module, And a wafer dispensing unit for loading / unloading a wafer with respect to the laser cleaning module and the wet cleaning module, wherein the laser cleaning module rotates the wafer in a state in which at least the outer surface of the wafer back surface is exposed, A laser beam irradiating unit for irradiating a pulsed laser beam to an outer frame portion of the back surface of the wafer and changing the irradiating position of the pulsed laser beam according to the rotation of the rotating unit, Liquid is sprayed and irradiated with the laser beam to the back surface of the wafer Emitter comprises a liquid-ejecting unit to remove the foreign matter separated.

본 발명의 또 다른 측면에 따라 웨이퍼 세정 방법이 제공되며, 이 웨이퍼 세정 방법은, 웨이퍼의 배면을 레이저로 세정하는 레이저 세정 단계와; 상기 레이저 세정 단계을 마친 웨이퍼를 습식 세정하는 습식 세정 단계와; 상기 습식 세정 단계를 마친 웨이퍼를 린스 및 건조하는 단계를 포함하며, 상기 레이저 세정 단계는, 적어도 상기 웨이퍼 배면의 외곽부가 노출된 상태로 상기 웨이퍼를 회전시키는 단계와, 상기 웨이퍼의 회전 결과로 상기 웨이퍼 배면에 대한 레이저 빔 조사 위치가 변경될 때 상기 웨이퍼 배면에 레이저 빔을 조사하는 단계와, 상기 웨이퍼 배면에 액체를 분사하여, 상기 레이저 빔의 조사에 의해 상기 웨이퍼 배면에서 분리된 이물을 제거하는 단계를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a wafer cleaning method comprising: a laser cleaning step of cleaning a back surface of a wafer with a laser; A wet cleaning step of wet cleaning the wafer after the laser cleaning step; And rinsing and drying the wafer after the wet cleaning step, wherein the laser cleaning step includes rotating the wafer with at least an exposed portion of the back surface of the wafer exposed, A step of irradiating a laser beam to the back surface of the wafer when a laser beam irradiation position on the back surface is changed; a step of ejecting a liquid onto the back surface of the wafer to remove foreign matters separated from the back surface of the wafer by irradiation of the laser beam .

본 발명에 따른 레이저를 이용한 웨이퍼 배면 세정 방식은 기존 습식 세정 방법으로는 제거가 어려운 고착성 이물을 효과적으로 제거할 수 있으며, 기존 습식 방법과 비교해 세정 공정 및 장치 구성이 간단하며, 건식 세정 공정이라는 특징으로 환경 친화적인 작업 환경을 제공한다. 또한 웨이퍼 배면 외곽으로부터 일정 영역을 세정하면 매우 빠른 속도로 이물 세정을 수행할 수 있다.The wafer backside cleaning method using the laser according to the present invention is capable of effectively removing sticky foreign matter which is difficult to remove by the conventional wet cleaning method, and is characterized in that the cleaning process and apparatus are simple compared with the conventional wet process and the dry cleaning process Environment-friendly work environment. Further, if a certain area is cleaned from the outside of the back surface of the wafer, the foreign object cleaning can be performed at a very high speed.

레이저를 이용한 웨이퍼 배면 세정 장치를 모듈화 하여 기존 습식 세정 장비에 모듈 형태로 공급하면 미미한 웨이퍼 배면 세정력을 가진 기존 습식 세정 방법의 단점을 극복할 수 있다는 효과를 제공한다.Modularization of the wafer backside cleaning device using a laser to provide the module in the form of a conventional wet cleaning device provides the effect of overcoming the disadvantages of the conventional wet cleaning method with a slight wafer backside cleaning power.

도 1은 웨이퍼의 배면에 고착된 이물의 양상과 이로 인한 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 배면 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 배면 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 전술한 것과 같이 레이저를 이용하는 웨이퍼 배면 세정기술과 더불어 습식 세정 기술을 함께 이용하여 보다 더 효과적으로 웨이퍼 배면을 세정하는 기술을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 웨이퍼 배면에 존재하는 고착성 이물의 레이저에 의한 제거 효과를 보여주는 사진들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.1 is a view for explaining an aspect of a foreign object fixed to the back surface of a wafer and a problem caused thereby.
2 is a view for explaining a wafer backside cleaning apparatus and a wafer backside cleaning method using the same according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a wafer backside cleaning apparatus and a wafer backside cleaning method using the same according to another embodiment of the present invention.
Figs. 4 and 5 are diagrams for explaining a technique for cleaning the wafer back surface more effectively by using a wet cleaning technique together with a wafer backside cleaning technique using a laser as described above.
6 is a photograph showing the removal effect of the sticky foreign matters existing on the wafer backside by the laser.
FIG. 7 is a diagram illustrating a wafer backside cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 배면 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining a wafer backside cleaning apparatus and a wafer backside cleaning method using the same according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치는, 세정될 웨이퍼(W) 배면의 외곽부가 노출되는 상태로 상기 웨이퍼(W)를 회전시키는 회전 유닛(100)과, 상기 웨이퍼(W) 배면의 외곽부에 펄스파 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 유닛(123)과, 상기 펄스파 레이저빔의 조사 결과 상기 웨이퍼(W)의 배면 외곽부(F2)로부터 분리되는 이물(P)을 수집하는 집진 유닛(140)을 포함한다.2, the wafer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention includes a rotation unit 100 for rotating the wafer W in a state that the outer surface of the back surface of the wafer W to be cleaned is exposed, A laser beam irradiating unit 123 for irradiating a pulsed laser beam to the outer periphery of the back surface of the wafer W and a laser beam irradiating unit 123 for irradiating the outer surface of the rear surface of the wafer W And a dust collecting unit 140 for collecting dust P from the dust collecting unit.

레이저빔 조사 유닛(123)은, 레이저빔 조사시 상기 웨이퍼(W) 배면 측에 위치가 고정되더라도, 상기 회전 유닛(100)의 회전에 따라, 상기 웨이퍼(W) 배면에 대한 상기 펄스파 레이저빔의 조사 위치를 변경시키면서 레이저빔을 조사할 수 있다. The laser beam irradiating unit 123 is configured to irradiate the wafer W with the pulsed wave laser beam LB on the back surface of the wafer W in accordance with the rotation of the rotation unit 100, It is possible to irradiate the laser beam while changing the irradiation position of the laser beam.

상기 회전 유닛(100)과 상기 레이저빔 조사 유닛(123)과 상기 집진 유닛(140)이 하나의 모듈로 구성될 수 있으며, 본 명세서에서는 이러한 모듈을 '레이저 세정 모듈'이라 한다.The rotating unit 100, the laser beam irradiating unit 123, and the dust collecting unit 140 may be formed of a single module. In the present specification, such a module is referred to as a 'laser cleaning module'.

상기 레이저빔 조사 유닛(123)은 레이저를 발생시키는 레이저 발생부(110)와, 상기 레이저 발생부(110)에서 발생된 레이저를 전송하는 광전송부(120)와, 상기 광전송부(120)를 통해 전송된 레이저를 포커싱하여 상기 웨이퍼(W)의 배면(F2) 외곽부로 조사하는 위한 레이저빔 조사부(130)를 포함한다. The laser beam irradiating unit 123 includes a laser generator 110 for generating a laser beam, an optical transmitter 120 for transmitting the laser beam generated by the laser generator 110, And a laser beam irradiating unit 130 for irradiating the laser beam onto the outer surface of the back surface F2 of the wafer W by focusing the transmitted laser beam.

레이저 발생부(110)에서 발진한 레이저빔은 광전송부(120)와 레이저빔 조사사부(130)를 통해 웨이퍼(W)의 배면(F2) 외곽부로 유도된다. 또한 광전송부(120)를 통해 전송된 레이저빔은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 레이저빔 조사부(130)를 통해 적절한 형태와 크기로 조절되어 웨이퍼(W)의 배면(F2)에 존재하는 이물(P)에 조사된다.The laser beam emitted from the laser generating unit 110 is guided to the outer surface of the back surface F2 of the wafer W through the optical transmission unit 120 and the laser beam irradiating unit 130. [ The laser beam transmitted through the optical transmission unit 120 is adjusted to a proper shape and size through the laser beam irradiating unit 130 including at least one lens so that the foreign matter P existing on the back surface F2 of the wafer W, .

레이저빔 조사에 의한 세정 영역은 레이저빔 조사부(130)를 웨이퍼(W) 중심방향으로 이송시킴으로써 원하는 만큼 세정 영역을 결정할 수 있다. 보통 웨이퍼(W)의 배면(F2)에 고착된 이물(P)이 외곽 가장자리(또는, 에지부)로부터 약 10mm 내에 집중적으로 존재하므로, 세정 영역을 외곽 과장자리에서 10mm 이내로 정하면 매우 빠르게 레이저 세정을 수행할 수 있다. 물론 필요에 따라 세정 영역은 늘리거나 줄일 수 있다.The cleaning region by laser beam irradiation can determine the cleaning region as desired by transferring the laser beam irradiating portion 130 toward the center of the wafer W. [ Since the foreign matter P fixed on the rear face F2 of the wafer W is intensively present within about 10 mm from the outer edge (or the edge portion), if the cleaning area is set within 10 mm from the outer edge, Can be performed. Of course, the cleaning area can be increased or decreased as needed.

도 2에 잘 도시된 것과 같이, 본 실시예에서는, 회전 유닛(100)의 샤프트 선단에 제공된 고정척(C)이 예컨대 진공을 이용하여 웨이퍼(W)의 배면(F2) 중심부를 잡아 웨이퍼(W)를 고정한다. 따라서, 고정척(C)에 의해 가려진 웨이퍼(W)의 배면 중심부 주변의 그 아래에 위치하는 레이저빔 조사 유닛(123)에 노출된다. 웨이퍼 고정척(C)은 웨이퍼의 경도(hardness)보다 작은 물질을 사용해야 고정시 웨이퍼(W)의 손상을 막을 수 있다. 웨이퍼 고정척(C)으로는 진공척이 바람직하다. 또한, 웨이퍼 고정척(C)의 직경이 클 경우, 웨이퍼(W)의 배면 세정 정역을 증가시키는 것이 제한되므로, 가능한 한 작은 직경으로 웨이퍼 고정척(C)을 준비한다. 보통 고정척의 직경은 200mm 이하로 하는 것이 바람직하다.2, in this embodiment, the fixing chuck C provided at the tip of the shaft of the rotary unit 100 holds the central portion of the rear face F2 of the wafer W by using, for example, vacuum, ). Therefore, the laser beam is irradiated to the laser beam irradiating unit 123 located below the center of the rear face of the wafer W obscured by the fixed chuck C below. The wafer fixing chuck C must be made of a material having a hardness lower than that of the wafer to prevent the wafer W from being damaged during fixing. The wafer chuck C is preferably a vacuum chuck. Further, in the case where the diameter of the wafer chuck C is large, since it is restricted to increase the backside cleaning longitudinal direction of the wafer W, the wafer chuck C is prepared with a diameter as small as possible. Usually, the diameter of the fixed chuck is preferably 200 mm or less.

고정척(C)에 의해 고정된 웨이퍼(W)의 배면(F2) 외곽부를 전면적으로 레이저 세정하기 위해, 회전유닛(C)을 사용하여 웨이퍼(W)를 a1 방향으로 회전시킨다. 이때 회전유닛(100)의 고정척(C) 회전수는 1000rpm 이하가 바람직하다. 웨이퍼(W)의 회전에 따라, 실제로는 선회하지 않는 레이저빔 조사부(130)가 웨이퍼(W)의 중심부에 대해 선회하는 것과 동일한 양상으로 웨이퍼(W) 배면에 레이저 빔을 조사할 수 있다. 레이저빔 조사부(130)를 고정시킨 상태로 레이저빔을 조사하는 것과 레이저빔 조사부(130)를 웨이퍼(W)의 반지름 방향으로 직선 이동시키면서 레이저빔을 조사하는 것 모두 고려될 수 있다. The wafer W is rotated in the a1 direction by using the rotation unit C to entirely perform laser cleaning on the outer surface of the back surface F2 of the wafer W fixed by the fixing chuck C. [ At this time, the number of rotations of the fixing chuck C of the rotation unit 100 is preferably 1000 rpm or less. The laser beam can be irradiated onto the back surface of the wafer W in the same pattern as the laser beam irradiating portion 130 which does not actually turn with respect to the central portion of the wafer W as the wafer W rotates. It is possible to consider both irradiating the laser beam with the laser beam irradiating part 130 fixed and irradiating the laser beam while irradiating the laser beam irradiating part 130 while linearly moving the laser beam irradiating part 130 in the radial direction of the wafer W. [

레이저 발생부(110)에서 발생한 펄스파 레이저빔은, 웨이퍼 배면(F2)의 효과적인 이물(P) 제거를 위해, 1 msecond 이하의 펄스폭(pulse width or pulse duration) 갖는 것이 바람직하고, 웨이퍼(W)의 열손상을 최소화하기 위해, 레이저 빔이 각 펄스의 에너지는 100mJ 이하가 바람직하다. 또한 레이저빔의 파장(wavelength)은 실리콘(Si) 웨이퍼에 효과적으로 에너지를 흡수 할 수 있는 자외선에서 가시광선, 즉 200~800nm 영역이 파장이 바람직하다. The pulse wave laser beam generated by the laser generating portion 110 preferably has a pulse width or pulse duration of 1 msecond for effectively removing the foreign matter P on the wafer backside F2, ), The energy of each pulse of the laser beam is preferably 100 mJ or less. Also, the wavelength of the laser beam is preferably visible light in the ultraviolet light capable of effectively absorbing energy on the silicon (Si) wafer, that is, in the region of 200 to 800 nm.

레이저 발생부(110)에서 나온 펄스파 레이저빔은 광전송부(120)를 통해 레이저빔 조사부(1300)가 있는 웨이퍼(W)의 배면(F2) 근처로 유도되는데, 바람직하게는, 상기 광전송부(120)로 광섬유(optical fiber)를 쓰는 것이 레이저빔의 정렬(align)과 같은 문제를 해결할 수 있어 바람직하다. 물론, 광섬유 대신에 반사미러(reflection mirror)를 포함하는 광전송부를 이용해 펄스파 레이저빔을 웨이퍼(W)의 배면 근처로 전송할 수도 있다. 이때, 광전송부(120)에 이용되는 광섬유로 멀티모드(multi-mode) 광섬유를 사용하면 균일한 에너지 분포의 펄스파 레이저빔을 레이저빔 조사부(130)로 전달할 수 있다는 장점이 있다.The pulsed laser beam emitted from the laser generating unit 110 is guided to the vicinity of the back surface F2 of the wafer W having the laser beam irradiating unit 1300 through the optical transmitting unit 120. Preferably, It is preferable to use an optical fiber as the laser beam 120 because it can solve problems such as alignment of the laser beam. Of course, a pulsed wave laser beam may be transmitted near the back surface of the wafer W by using an optical transmission section including a reflection mirror instead of an optical fiber. In this case, if a multi-mode optical fiber is used as the optical fiber used in the optical transmission unit 120, a pulsed laser beam having a uniform energy distribution can be transmitted to the laser beam irradiating unit 130.

레이저빔 조사부(130)는 광전송부(120), 더 구체적으로는, 광섬유의 끝단에서 퍼져 나가는 레이저빔을 평행하게 만들기 위한 조준렌즈(collimation lens; 1302)와, 웨이퍼(W)의 배면(F2)에 일정 크기로 레이저빔을 조사하기 위한 조사렌즈(projection lens; 1303)로 구성되어 있다. 웨이퍼(W)의 배면(F2)에 조사되는 최종 레이저빔의 직경(d)는 레이저빔 조사부(130)와 웨이퍼(W) 간의 거리(L)를 변경시킴으로써 조절할 수 있다. 레이저빔 조사부(130)의 위치가 웨이퍼(W)에 너무 근접 시 세정 중 발생하는 분진 등에 의해 조사렌즈(1303)가 오염될 가능성이 있어 웨이퍼 간 거리(L)를 50mm 이상을 유지하는 것이 바람직하다. 보통 웨이퍼 배면 제거 대상 이물의 크기는 최대 수십 um 이므로 조사 레이저빔의 직경(d)은 1mm 이하여도 충분한 세정 영역을 확보할 수 있다. 보통 세정을 위한 레이저빔 에너지 밀도는 5J/cm2 이하가 바람직하다. 그 이상인 경우 웨이퍼(W)의 배면(F2)에서 모재 손상을 유발할 수 있다. 이물에 조사되는 레이저빔의 펄스 수는 동일 위치에서 보통 10 펄스 이하가 바람직하다. 10 펄스 이상 시 열적 누적에 의해 웨이퍼 배면 모재 손상을 유발할 수도 있다. The laser beam irradiating unit 130 includes a collimation lens 1302 for parallelizing the laser beam emitted from the end of the optical fiber 120 and more specifically a collimation lens 1302 and a back surface F2 of the wafer W. [ And a projection lens 1303 for irradiating a laser beam with a predetermined size. The diameter d of the final laser beam irradiated on the rear face F2 of the wafer W can be adjusted by changing the distance L between the laser beam irradiating portion 130 and the wafer W. [ There is a possibility that the irradiation lens 1303 is contaminated by dust or the like generated during cleaning when the position of the laser beam irradiating part 130 is too close to the wafer W. It is preferable to keep the inter-wafer distance L at 50 mm or more . Usually, the size of the foreign object to be removed from the back side of the wafer is a maximum of several tens of micrometers, so that a cleaning region having a diameter d of 1 mm or less can be secured. The laser beam energy density for ordinary cleaning is preferably 5 J / cm 2 or less. It is possible to cause the base material to be damaged on the back surface F2 of the wafer W. [ The number of pulses of the laser beam irradiated on the foreign object is preferably 10 pulses or less at the same position. The thermal accumulation at 10 pulses or more may cause wafer backside substrate damage.

웨이퍼(W)의 배면(F2) 세정 중에 발생하는 분진은 주변 광학계 및 장치를 오염시킬 수 있어 최대한 포집 제거를 해야 한다. 이를 위해 레이저빔 조사 영역 근처에 집진유닛(140)이 배치된다. 집진유닛(140)은 집진부(1402)와 분진 흡입기(1401)를 포함하며, 분진 흡입기(1401)는 분진을 빨아들일 수 있는 진공펌프 또는 팬블로워(fan blower)를 포함할 수 있으며, 집진부(1402)은 빨아들여진 분진을 포집한다.Dust generated during the cleaning of the rear surface F2 of the wafer W may contaminate the peripheral optical system and the apparatus and should be collected and removed as much as possible. For this purpose, a dust collecting unit 140 is disposed near the laser beam irradiation area. The dust collecting unit 140 includes a dust collecting unit 1402 and a dust suction unit 1401. The dust suction unit 1401 may include a vacuum pump or a fan blower capable of sucking dust, ) Collects the sucked dust.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 배면 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a wafer backside cleaning apparatus and a wafer backside cleaning method using the same according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정장치는, 웨이퍼(W)의 배면을 노출시킨 상태로 회전시키는 회전유닛으로서, 제1 지지 엘리먼트자(100a)와 제2 지지 엘리먼트(100a)를 갖는 회전유닛을 포함한다. 상기 제1 지지 엘리먼트(100a)는, 모터를 포함하는 구동수단과 연결되어 축 X1에 대하여 a2 방향으로 자체 회전 구동하는 것으로서, 웨이퍼(W)의 일측 가장자리 또는 에지부를 지지한 채 구동수단에 의해 직접 회전하는 롤러로 구성되고, 상기 제2 지지 엘리먼트(100b)는 웨이퍼(w)의 타측 가장자리 또는 에지부를 지지한 채 공회전하는 아이들(idle) 타입의 롤러 구성된다. 상기 제2 지지 엘리먼트(100b)는 구동수단과 연결되어 있지 않으므로 자체적으로는 회전 구동될 수 없고 제1 지지 엘리먼트(100a)에 의해 회전하는 웨이퍼(W)의 회전력에 의존하여 회전한다. 제1 지지 엘리먼트(100a)와 제2 지지 엘리먼트(100b) 각각은, 웨이퍼(W)의 에지부(We1, We2)를 지지할 수 있도록, 예컨대, V 형상의 지지 홈을 외주면에 구비할 수 있다.3, the wafer rear surface cleaning apparatus according to the present embodiment is a rotation unit that rotates the wafer W in a state in which the back surface of the wafer W is exposed, and includes a first support element 100a and a second support element 0.0 > 100a. ≪ / RTI > The first support element 100a is connected to the driving means including the motor and is self-rotatably driven in the a2 direction with respect to the axis X1. The first support element 100a is directly driven by the driving means while supporting one side edge or edge portion of the wafer W, And the second supporting element 100b is configured as an idle type roller idling while supporting the other side edge or the edge portion of the wafer w. Since the second support element 100b is not connected to the driving means, it can not be rotated by itself and rotates depending on the rotational force of the wafer W rotated by the first support element 100a. Each of the first support element 100a and the second support element 100b may have a V-shaped support groove on its outer circumferential surface so as to support the edge portions We1 and We2 of the wafer W .

이와 같은 방식의 회전유닛은 실질적으로 웨이퍼의 배면(F2)이 전체적으로 노출되므로 웨이퍼 배면(F2)의 전면적 세정이 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 본 실시예의 회전유닛을 이용하면, 제1 지지 엘리먼트(100a)와 제2 지지 엘리먼트(100b) 각각과 웨이퍼(W)의 가장자리 접촉 면 사이에 미세한 이물이 새롭게 생성될 우려가 있으므로, 이에 대한 준비로, 상기 제1 및 제2 지지 엘리먼트(100a 및 100b)의 재료로서 웨이퍼(W)와 접촉 마찰로 의한 이물 발생이 최소화할 수 있는 것을 선정하여 이용한다.The rotary unit of this type is advantageous in that the entire rear surface F2 of the wafer is entirely exposed, so that the wafer back surface F2 can be thoroughly cleaned. However, when the rotation unit of the present embodiment is used, there is a possibility that minute foreign matter may be newly generated between each of the first support element 100a and the second support element 100b and the edge contact surface of the wafer W. Therefore, As the material of the first and second support elements 100a and 100b, a material capable of minimizing the generation of foreign matter due to contact friction with the wafer W is selected and used.

도 4 및 도 5는 전술한 것과 같이 레이저를 이용하는 웨이퍼 배면 세정기술과 더불어 습식 세정 기술을 함께 이용하여 보다 더 효과적으로 웨이퍼 배면을 세정하는 기술을 설명하기 위한 도면들이다.Figs. 4 and 5 are diagrams for explaining a technique for cleaning the wafer back surface more effectively by using a wet cleaning technique together with a wafer backside cleaning technique using a laser as described above.

먼저, 도 4를 참조하면, 웨이퍼의 배면 세정 방법은 크게 제1 단계, 제2 단계 및 제3 단계를 포함한다.First, referring to FIG. 4, the wafer backside cleaning method includes a first step, a second step and a third step.

제1 단계는 웨이퍼 배면(F2), 특히, 웨이퍼 배면(F2)의 외곽부에 존재하는 고착성 대형 이물을 상기 웨이퍼 배면(F2)에 레이저빔을 조사해 제거하는 것을 포함한다. 이때, 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼 배면(F2)에 레이저빔을 조사함으로써, 웨이퍼 배면(F2)의 거의 전면적에 걸쳐 레이저빔 세정을 할 수 있다. 만일 웨이퍼를 회전하지 않고 레이저빔을 조사한다면, 레이저빔의 조사 영영이 스폿 형태로 정해지므로, 웨이퍼 배면(F2)에 대한 전반적인 레이저빔 세정이 어려울 것이다. 앞에서 자세히 설명한 바와 같이, 레이저 빔에 의해 웨이퍼 배면(F2)에서 분리된 이물 분진은 집진 유닛을 이용하여 최대한 영구 제거한다. 제1 단계의 레이저 빔 세정에는 전술한 제1 실시예 또는 실시예 2에서 설명된 세정장치의 요소들이 모듈화된 레이저 세정 모듈이 이용된다.The first step includes irradiating the wafer back face F2 with a laser beam by irradiating the wafer back face F2, particularly, the sticky large foreign matter existing in the outer periphery of the wafer back face F2. At this time, the laser beam can be cleaned over almost the whole area of the wafer back surface F2 by irradiating the wafer back surface F2 with the laser beam while rotating the wafer. If the laser beam is irradiated without rotating the wafer, the irradiation of the laser beam is determined in the form of a spot, so that the overall laser beam cleaning on the wafer back surface F2 will be difficult. As described in detail above, the foreign matter separated from the wafer back surface F2 by the laser beam is removed by using the dust collecting unit as much as possible. In the laser beam cleaning in the first step, a laser cleaning module in which elements of the cleaning apparatus described in the first embodiment or the second embodiment described above are modularized is used.

제2 단계는 레이저빔을 이용한 웨이퍼 배면의 세정 처리 후, 웨이퍼 배면 혹은 측면에 생길수 있는 아주 미세한 입자 크기의 미세 잔사를 습식 세정으로 제거하는 것을 포함한다. 일반적으로 충분히 강력한 집진장치를 사용한다 해도 레이저 세정 후 1um 이하의 아주 미세한 입자(particle)성 잔사가 세정 영역 주변에 존재하게 된다. 또한 도 3에 도시된 제2 실시예에서와 같이 웨이퍼(W)의 에지부(We1, We2)를 잡고 회전시킬 경우, 웨이퍼(W)의 측면과 지지 엘리먼트의 접촉에 의해, 미세한 오염 입자들이 생성 부착되게 된다. 이러한 레이저 세정 공정에서 발생하는 미세한 오염 입자들을 기존에 알려진 습식 세정(워터젯, 메가소닉, 브러시 기능 포함)을 이용해 마무리 처리를 하면, 레이저 세정 후 발생할 수 있는 극미소 입자들의 완전 제거가 가능하다. 상기 제2 단계의 습식 세정은 레이저 세정 모듈을 포함하는 장비 내에서 상기 레이저 세정 모듈과 분리 또는 격리되어 있는 습식 세정 모듈에서 수행되며, 이 습식 세정 모듈은 앞에서 언급한 바와 같이 기존 습식 세정(워터젯, 메가소닉, 브러시 기능 포함)을 포함할 수 있다.The second step involves wet cleaning with removal of very fine particles of microscopic residue that may occur on the backside or side of the wafer after cleaning the wafer backside using a laser beam. Generally, even if a sufficiently strong dust collector is used, very fine particle residues of 1 μm or less after the laser cleaning are present around the cleaning area. When the edge portions We1 and We2 of the wafer W are held and rotated as in the second embodiment shown in Fig. 3, fine contaminant particles are generated due to the contact between the side surface of the wafer W and the support element Respectively. When the finely divided particles generated in the laser cleaning process are subjected to the finishing treatment using the known wet cleaning (including water jet, megasonic and brush functions), it is possible to completely remove very small particles which may occur after laser cleaning. The wet scrubbing in the second stage is performed in a wet scrubbing module that is separate or isolated from the laser scrubbing module in the equipment comprising the laser scrubbing module, which is a conventional wet scrubbing (water jet, Megasonic, brush function).

마지막으로, 제3 단계는 제2 단계 후에, 즉, 습식 세정 후에, 웨이퍼를 린스(rinse)하고 건조(dry)하는 단계이다. 린스와 건조는 일반적인 습식 세정 공정에서 수행하는 스핀 방식을 사용할 수 있다.Finally, the third step is a step of rinsing and drying the wafer after the second step, i.e., after the wet cleaning. The rinsing and drying can be carried out using a spin method performed in a general wet cleaning process.

도 5를 참조하면, 웨이퍼 세정 시스템(1000)은 웨이퍼 로드 포트부(1)와, 웨이퍼 이송부(2)와, 웨이퍼 세정부(3)를 포함한다. 웨이퍼 로드 포트부(1)에는 다수의 웨이퍼가 수용된 웨이퍼 캐리어(O)가 안착된다. 웨이퍼 이송부(2)에는 웨이퍼 로딩 포트부(1)에 안착된 웨이퍼 캐리어(O)의 문이 열리면 웨이퍼 캐리어(O)로부터 웨이퍼를 꺼내 상기 세정부(3)로 웨이퍼를 전달하는 웨이퍼 이송 로봇(20)이 배치된다. 세정부(3)는 웨이퍼 이송 로봇(20)으로부터 전달받은 웨이퍼에 대하여 차례로 레이저 세정과 습식 세정을 하는 부분으로서, 웨이퍼 분배유닛(31)과, 제1 및 제2 세정모듈(32a, 32b)과, 제1 및 제3 습식 세정모듈(33a, 33b)를 포함한다.5, the wafer cleaning system 1000 includes a wafer load port portion 1, a wafer transfer portion 2, and a wafer cleaning portion 3. As shown in FIG. In the wafer load port portion 1, a wafer carrier O accommodating a plurality of wafers is seated. When the door of the wafer carrier O seated in the wafer loading port portion 1 is opened in the wafer transfer port 2, the wafer transfer robot 20 (wafer transferring robot) 20, which takes the wafer from the wafer carrier O and transfers the wafer to the cleaning portion 3 . The cleaning section 3 is a section for sequentially performing laser cleaning and wet cleaning on the wafer transferred from the wafer transfer robot 20 and includes a wafer distribution unit 31 and first and second cleaning modules 32a and 32b , And first and third wet cleaning modules 33a and 33b.

상기 웨이퍼 분배 유닛(31)는 웨이퍼를 받아 제1 및 제2 세정 모듈(32a 32b)에 웨이퍼를 로딩하는 작업과 제1 및 제2 세정모듈(32a, 32b)에서 배면 세정된 웨이퍼를 온로딩하는 작업을 수해할 수 있다. 바람직하게는, 상기 웨이퍼 분배 유닛(31)은 웨이퍼의 배면 세정을 위해 첫 번째 웨이퍼가 들어오면 첫 번째로 제1 레이저 세정 모듈(32a)에 웨이퍼를 공급하여 레이저 세정을 수행하도록 해준다. 제1 레이저 세정 모듈(32a)에서 웨이퍼 배면에 대한 레이저 세정이 이루어지는 동안, 두 번째 웨이퍼가 바로 공급되며, 웨이퍼 분배유닛(31)은 그 두번째 웨이퍼를 레이제2 레이저 세정 모듈(32b)에 공급하여 레이저 세정을 수행하도록 해준다. 이와 같이 세정부(3)에 두개 이상의 레이저 세정 모듈을 둠으로써 세정 처리 속도(throughput)를 높일 수 있다. 제1 또는 제2 레이저 세정 모듈(32a 또는 32b)에서 웨이퍼 배면에 강하게 고착된 이물이 제거된 후, 미세 입자 분진, 특히, 레이저 세정중 생긴 분진에 대하여 보다 정밀한 세정이 필요한 경우, 상기 웨이퍼 분배유닛(31)은 제1 또는 제2 레이저 세정 모듈(32a 또는 32b)의 반대편에 위치하는 제1 또는 제2 습식 세정 모듈(33a 또는 33b)로 전달한다. 제1 및 제2 습식 세정 모듈(33a, 33b)는 기존의 물, 워터젯, 메가소닉, 브러시 등을 이용해 웨이퍼의 전 후면을 모두 세정 처리할 수 있다. 물론 습식 세정은 건식으로 처리하는 레이저 세정에 추가적인 공정으로 극한의 웨이퍼 청정도를 요구하는 경우에 옵션으로 사용할 수 있다. 또한, 역으로 기존 습식 세정 장치에 레이저 세정 모듈을 장착하여 매우 강력한 고착성 입자 제거의 필요성이 있을시 레이저 세정을 옵션으로 사용할 수도 있다.습식 세정 모듈을 두개 이상 두는 이유도 세정 처리 속도를 높이기 위함이다.The wafer distribution unit 31 receives the wafers and loads the wafers into the first and second cleaning modules 32a and 32b and the operation of loading the wafers cleaned by the first and second cleaning modules 32a and 32b The work can be done. Advantageously, the wafer dispensing unit 31 allows the wafer to be supplied to the first laser cleaning module 32a to perform the laser cleaning first when the first wafer comes in to clean the wafer backside. During the laser cleaning of the wafer backside in the first laser cleaning module 32a, a second wafer is immediately supplied and the wafer dispensing unit 31 supplies the second wafer to the laser second laser cleaning module 32b Laser cleaning. As described above, by providing two or more laser cleaning modules in the cleaning section 3, it is possible to increase the cleaning throughput. If more precise cleaning is required for fine particle dust, particularly dust generated during laser cleaning, after the foreign matter strongly adhering to the wafer backside is removed from the first or second laser cleaning module 32a or 32b, (31) is delivered to a first or second wet cleaning module (33a or 33b) located opposite the first or second laser cleaning module (32a or 32b). The first and second wet cleaning modules 33a and 33b can clean all the front and back surfaces of the wafer using conventional water, water jet, megasonic, brush or the like. Of course, wet cleaning can be used as an option when extreme wafer cleanliness is required as an additional process to dry cleaning laser cleaning. In contrast, laser cleaning can be used as an option when there is a need to remove very strong sticky particles by attaching a laser cleaning module to a conventional wet scrubbing device. The reason for placing more than two wet scrubbing modules is to increase the cleaning process speed .

도 6은 웨이퍼 배면에 존재하는 고착성 이물이 레이저에 의해 효과적으로 제거된 모습을 잘 보여준다. 이와 같은 고착성 이물은 기존 습식 세정 방법으로는 제거가 불가능한 이물이다. Fig. 6 shows a state in which the sticky foreign matter existing on the back side of the wafer is effectively removed by the laser. Such a sticky foreign matter is a foreign matter that can not be removed by a conventional wet cleaning method.

결과적으로, 본 발명에 따르면, 레이저를 사용하여 웨이퍼 배면에 존재하는 고착성 이물을 효과적으로 제거하는 방법을 제공함으로써 매우 빠른 속도로 세정이 가능하고, 세정 공정이 단순하며, 세정 장치 또한 작은 크기(footprint)로 만들 수 있으며, 웨이퍼 외곽으로부터 일부 영역만을 국부적으로 빠르게 세정할 수 있다는 장점이 있다. 또한 레이저 세정 모듈의 형태로 웨이퍼 세정 장치에 적용하면 기존의 습식 세정 방식에 의한 미비한 웨이퍼 배면 고착성 이물 제거력의 단점을 극복할 수 있다.As a result, according to the present invention, it is possible to perform cleaning at a very high speed by providing a method of effectively removing sticky foreign objects existing on the back side of a wafer by using a laser, and a cleaning process is simple, And it is possible to quickly clean only a part of the wafer locally from the outside of the wafer. In addition, when the present invention is applied to a wafer cleaning apparatus in the form of a laser cleaning module, it is possible to overcome the shortcomings of poor wafer backside sticking foreign matter removing ability by the conventional wet cleaning method.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a wafer backside cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정 장치는, 세정될 웨이퍼 배면(F2)이 위쪽으로 노출된 상태로 상기 웨이퍼(W)를 회전시키는 회전 유닛과, 상기 웨이퍼 배면(F2) 위쪽에서 펄스파 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 유닛(123)을 포함한다. 본 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정장치는, 웨이퍼의 배면이 아래로 노출되도록 웨이퍼를 지지하여 회전시키는 앞선 실시예의 회전 유닛 대신에, 제1 지지 엘리먼트(100a')와 제2 지지 엘리먼트(100b')를 포함하는 회전 유닛이 웨이퍼 배면(F2)이 위로 노출되도록 상기 웨이퍼(W)를 지지한 채로 회전시킨다. 이 경우, 웨이퍼 배면(F2)에서 분리된 이물은 거의 대부분 분진 상태로 웨이퍼 배면(F2)에 남는다. 따라서, 본 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정 장치는 웨이퍼 배면(F2)에 고압으로 액체를 분사하여 웨이퍼 배면(F2)에 남은 이물을 제거하는 액체 분사 유닛(150)을 더 포함한다. 상기 액체 분사 유닛(150)은 웨이퍼 배면(F2) 위쪽에서 이동 가능한 액체 분사 노즐을 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 상기 액체 분사 노즐이 상기 웨이퍼(W)의 지름방향으로 직선 왕복 이동가능한 것이 바람하다.7, a wafer backside cleaner according to an embodiment of the present invention includes a rotation unit that rotates the wafer W in a state that the wafer backside F2 to be cleaned is exposed upward, And a laser beam irradiating unit 123 for irradiating a pulsed wave laser beam at the upper side. The wafer backside cleaning apparatus according to the present embodiment may include a first support element 100a 'and a second support element 100b' instead of the rotation unit of the previous embodiment in which the wafer is supported and rotated so that the backside of the wafer is exposed downward. Rotates the wafer W while supporting the wafer W such that the wafer back face F2 is exposed upward. In this case, the foreign matter separated from the wafer back face F2 remains on the wafer back face F2 in a mostly dust state. Therefore, the wafer backside cleaner according to the present embodiment further includes a liquid ejection unit 150 that ejects liquid at a high pressure to the wafer back face F2 to remove foreign matter remaining on the wafer back face F2. The liquid jetting unit 150 may include a liquid jetting nozzle that is movable above the wafer back face F2. Preferably, the liquid jetting nozzle may be reciprocated linearly in the radial direction of the wafer W Do.

본 실시예에 따른 웨이퍼 배면 세정장치는, 액체 분사 유닛(150)의 이용에 따라, 앞선 실시예서에서 이물 분진을 포집하여 제거하는 집진 유닛을 생략하는 것이 가능하다. 또한, 액체 분사 유닛(150)이, 습식 방식으로 웨이퍼 배면에 남은 이물을 제거할 수 있으므로, 액체 분사 유닛(150)의 액체 분사 조건 및 액체의 종류에 따라, 레이저 세정 후, 별도의 습식 세정을 생략하거나 간소화하는 것도 고려될 수 있을 것이다. 본 실시예에서 구체적으로 설명되지 않은 구성은 앞선 실시예들을 그대로 따를 수 있다.The wafer backside cleaner according to the present embodiment can eliminate the dust collecting unit that collects and removes foreign matter dust in the above embodiments in accordance with the use of the liquid jetting unit 150. [ In addition, since the liquid ejection unit 150 can remove the foreign matter remaining on the back surface of the wafer by the wet system, it is possible to perform separate wet cleaning after the laser cleaning, depending on the liquid ejection condition of the liquid ejection unit 150 and the type of liquid Omission or simplification may be considered. The configuration not specifically described in this embodiment can be directly applied to the above embodiments.

본 발명은 다음과 같은 분야에 구체적으로 적용할 수 있다.The present invention can be specifically applied to the following fields.

1. 웨이퍼를 이용한 반도체 제조 공정1. Semiconductor manufacturing process using wafer

2. 정밀 노광 공정이 필요한 미세 패턴 제조 공정2. Fine pattern manufacturing process requiring precise exposure process

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.It will be appreciated by those skilled in the art that changes may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 회전유닛, 100a, 100a': 제1 지지 엘리먼트
100b, 100b': 제2 지지 엘리먼트 110, 110': 레이저 발생부
120 : 레이저 전송부 130: 레이저빔 조사부
123, 123': 레이저빔 조사유닛 140: 집진유닛
150: 액체 분사 유닛100: rotating unit, 100a, 100a ': first supporting element
100b, 100b ': second supporting element 110, 110': laser generating part
120: laser transmitting unit 130: laser beam irradiating unit
123, 123 ': laser beam irradiation unit 140: dust collecting unit
150: liquid injection unit

Claims (9)

웨이퍼 배면에 고착된 이물을 레이저 빔으로 제거하는 웨이퍼 배면 세정 장치로서,
상기 웨이퍼 배면이 위를 향한 상태로 상기 웨이퍼를 회전시키되, 상기 웨이퍼의 에지부(edge part)를 지지한 상태로 자체 회전에 의해 상기 웨이퍼를 회전시키는 지지 엘리먼트를 포함하는 회전 유닛;
상기 웨이퍼 배면 위쪽에서 상기 웨이퍼 배면에 펄스파 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 유닛; 및
상기 웨이퍼 배면의 위쪽에서 이동 가능하게 배치된 액체 분사 노즐을 통해 상기 웨이퍼의 배면에 액체를 분사하여, 상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 웨이퍼 배면으로부터 분리된 이물을 제거하는 액체 분사유닛을 포함하며,
상기 펄스파 레이저빔의 레이저 펄스폭은 1msecond 이하이고, 상기 펄스파 레이저빔은 파장 200 ~ 800nm의 자외선/가시광선 영역의 레이저빔이며, 상기 레이저빔 펄스당 에너지 밀도는 5J/cm2 이하이며, 상기 회전 유닛에 의한 상기 웨이퍼의 회전에 따라 상기 펄스파 레이저빔이 상기 웨이퍼 배면에 조사되는 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면 세정 장치.1. A wafer backside cleaning apparatus for removing a foreign matter fixed on a back surface of a wafer by a laser beam,
And a support element for rotating the wafer with the backside of the wafer facing up, and rotating the wafer by self-rotation while supporting an edge part of the wafer;
A laser beam irradiating unit for irradiating the wafer back surface with a pulsed wave laser beam at a position above the wafer back surface; And
And a liquid ejection unit that ejects liquid onto a back surface of the wafer through a liquid ejection nozzle movably arranged above the back surface of the wafer and removes foreign matter separated from the back surface of the wafer by the laser beam irradiation,
Wherein the laser pulse width of the pulse laser beam is 1 msecond or less and the pulsed laser laser beam is an ultraviolet / visible light laser beam having a wavelength of 200 to 800 nm, the energy density per laser beam pulse is 5 J / cm 2 or less, Wherein a position at which the pulsed laser beam is irradiated onto the back surface of the wafer is changed in accordance with the rotation of the wafer by the rotating unit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 레이저빔 조사 유닛은 레이저를 발생시키는 레이저 발생부와, 상기 레이저 발생부에서 발생된 레이저를 전송하는 광전송부와, 복수의 렌즈를 포함하고 상기 광전송부를 통해 전송된 레이저를 포커싱하여 상기 웨이퍼 배면으로 조사하는 레이저빔 조사부를 포함하며, 상기 광전송부는 광섬유인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면 세정 장치.[2] The apparatus according to claim 1, wherein the laser beam irradiating unit comprises: a laser generating unit for generating a laser; an optical transmission unit for transmitting the laser generated in the laser generating unit; and a plurality of lenses for focusing the laser transmitted through the optical transmission unit And a laser beam irradiating unit for irradiating the wafer back to the wafer back surface, wherein the optical transmission unit is an optical fiber. 청구항 5에 있어서, 상기 레이저빔 조사부는 상기 웨이퍼 배면에 조사되는 레이저빔의 직경을 변화시키기 위해 조준 렌즈와 조사 렌즈를 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면 세정 장치.The wafer backside cleaning apparatus according to claim 5, wherein the laser beam irradiating unit uses a collimating lens and an irradiation lens to change a diameter of the laser beam irradiated on the wafer backside. 삭제delete 웨이퍼 세정 시스템에 있어서,
웨이퍼 캐리어가 안착되는 웨이퍼 로드 포트부와;
상기 웨이퍼 캐리어로부터 웨이퍼를 꺼내 이송시키는 웨이퍼 이송 로봇이 구비된 웨이퍼 이송부와;
상기 웨이퍼 이송 로봇으로부터 웨이퍼를 받아 세정 처리하는 세정부를 포함하며,
상기 세정부는, 레이저로 웨이퍼의 배면을 세정하는 하나 이상의 레이저 세정 모듈과, 상기 레이저 세정 모듈에서 세정된 웨이퍼를 습식 세정하는 습식 세정 모듈과, 상기 레이저 세정 모듈 및 상기 습식 세정 모듈에 대하여 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 웨이퍼 분배유닛을 포함하며, 상기 레이저 세정 모듈은 상기 웨이퍼 배면이 위를 향해 노출된 상태로 상기 웨이퍼를 회전시키되, 상기 웨이퍼의 에지부(edge part)를 지지한 상태로 자체 회전에 의해 상기 웨이퍼를 회전시키는 지지 엘리먼트를 포함하는 회전 유닛과; 상기 웨이퍼 배면에 펄스파 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 유닛과; 상기 웨이퍼 배면의 위쪽에서 이동 가능하게 배치된 액체 분사 노즐을 통해 상기 웨이퍼의 배면에 액체를 분사하여, 상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 웨이퍼 배면으로부터 분리된 이물을 제거하는 액체 분사유닛을 포함하며, 상기 펄스파 레이저빔의 레이저 펄스폭은 1msecond 이하이고, 상기 펄스파 레이저빔은 파장 200 ~ 800nm의 자외선/가시광선 영역의 레이저빔이며, 상기 레이저빔 펄스당 에너지 밀도는 5J/cm2 이하이며, 상기 회전 유닛에 의한 상기 웨이퍼의 회전에 따라 상기 펄스파 레이저빔이 상기 웨이퍼 배면에 조사되는 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 시스템.In a wafer cleaning system,
A wafer load port portion on which the wafer carrier is seated;
A wafer transfer unit including a wafer transfer robot for transferring a wafer from the wafer carrier;
And a cleaning unit for cleaning and treating the wafer from the wafer transfer robot,
The cleaning section includes at least one laser cleaning module for cleaning the backside of the wafer with a laser, a wet cleaning module for wet cleaning the wafer cleaned in the laser cleaning module, and a cleaning module for cleaning the wafer with respect to the laser cleaning module and the wet cleaning module Wherein the laser cleaning module rotates the wafer in a state in which the wafer backside is exposed upward and supports the edge part of the wafer, A rotating unit including a support element for rotating the wafer by rotation; A laser beam irradiating unit for irradiating the wafer back surface with a pulsed wave laser beam; And a liquid ejection unit that ejects liquid onto the backside of the wafer through a liquid ejection nozzle movably arranged above the backside of the wafer and removes foreign matter separated from the wafer backside by the laser beam irradiation, Wherein the laser pulse width of the pulsed laser laser beam is 1 msecond or less and the pulsed laser laser beam is an ultraviolet / visible light laser beam having a wavelength of 200 to 800 nm, the energy density per pulse of the laser beam is 5 J / cm 2 or less, Wherein a position at which the pulsed laser beam is irradiated onto the back surface of the wafer is changed in accordance with the rotation of the wafer by the rotation unit. 웨이퍼를 회전시키는 지지 엘리먼트를 포함하는 회전 유닛을 이용하여, 웨이퍼 배면이 위를 향하도록 상기 웨이퍼의 에지부(edge part)를 지지한 상태로, 상기 웨이퍼를 회전시키는 단계;
상기 웨이퍼 배면 위쪽에 위치한 레이저빔 조사유닛으로 하여금 상기 웨이퍼 배면에 펄스파 레이저빔을 조사시키는 단계;
상기 웨이퍼 배면의 위쪽에서 이동 가능하게 배치된 액체 분사 노즐을 통해 상기 웨이퍼의 배면에 액체를 분사하여, 상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 웨이퍼 배면으로부터 분리된 이물을 제거하는 단계를 포함하며,
상기 펄스파 레이저빔의 레이저 펄스폭은 1msecond 이하이고, 상기 펄스파 레이저빔은 파장 200 ~ 800nm의 자외선/가시광선 영역의 레이저빔이며, 상기 레이저빔 펄스당 에너지 밀도는 5J/cm2 이하이며, 상기 회전 유닛에 의한 상기 웨이퍼의 회전에 따라 상기 펄스파 레이저빔이 상기 웨이퍼 배면에 조사되는 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면 세정 방법.Rotating the wafer while supporting an edge part of the wafer with the wafer back side facing up using a rotation unit including a support element for rotating the wafer;
Irradiating a laser beam irradiating unit located above the wafer back surface with a pulsed wave laser beam on the wafer back surface;
And spraying a liquid onto a back surface of the wafer through a liquid spray nozzle movably arranged above the back surface of the wafer to remove foreign matter separated from the wafer back surface by the laser beam irradiation,
Wherein the laser pulse width of the pulse laser beam is 1 msecond or less and the pulsed laser laser beam is an ultraviolet / visible light laser beam having a wavelength of 200 to 800 nm, the energy density per laser beam pulse is 5 J / cm 2 or less, Wherein a position at which the pulsed wave laser beam is irradiated onto the back surface of the wafer is changed in accordance with the rotation of the wafer by the rotating unit.
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