KR101921106B1 - 웨이퍼 세정장치 및 바이브레이션 유닛 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼 세정장치 및 바이브레이션 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼를 복수의 칩으로 절단한 후 칩 가장자리에 남아있는 미세 파티클(이물질)을 완전히 제거할 수 있는 웨이퍼 세정장치 및 바이브레이션 유닛에 관한 것이다.
본 발명의 웨이퍼 세정장치는 웨이퍼를 세정하기 위한 복수의 유닛으로 이루어지는 것으로서, 웨이퍼가 고정되는 고정부와, 상기 고정부를 지지하는 고정프레임과, 상기 고정부에 진동을 발생시키는 진동부를 포함하는 바이브레이션 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 세정장치는 웨이퍼를 세정하기 위한 복수의 유닛으로 이루어지는 것으로서, 웨이퍼가 고정되는 고정부와, 상기 고정부를 지지하는 고정프레임과, 상기 고정부에 진동을 발생시키는 진동부를 포함하는 바이브레이션 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 웨이퍼 세정장치 및 바이브레이션 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼를 복수의 칩으로 절단한 후 칩 가장자리에 남아있는 미세 파티클(이물질)을 완전히 제거할 수 있는 웨이퍼 세정장치 및 바이브레이션 유닛에 관한 것이다.
반도체는 회로패턴의 미세화가 계속되고, 고밀도 및 고집적화됨에 따라 미립자나 금속 불순물 등으로 대표되는 미세한 파티클이 제품의 수율과 신뢰성에 큰 영향을 미치게 되었다. 이러한 파티클의 제거는 통상 습식세정공정에 의해 행해진다. 이에 따라 웨이퍼 상의 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물질, 표면피막(자연산화막, 흡착분자) 등의 다양한 대상물을 제거하기 위해서 다수의 세정액 처리를 조합하여 하나의 세정시스템을 형성하고 있다.
도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 세정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같은 반도체 웨이퍼 세정장치는 패턴의 손상없이 반도체 웨이퍼로부터 파티클을 효과적으로 제거하기 위한 것이다.
이러한 종래의 반도체 웨이퍼 세정장치는, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와, 웨이퍼가 대전되는 것을 억제하는 제1 세정액을 상기 웨이퍼에 스프레이 방식으로 분사하여 상기 웨이퍼로부터 파티클을 제거하는 제1 세정 유닛과, 웨이퍼의 표면을 친수화시키는 제2 세정액을 상기 웨이퍼에 제공하고 쿼츠 로드를 발진시켜 상기 제2 세정액을 진동시켜 상기 웨이퍼로부터 파티클을 제거하는 제2 세정 유닛을포함한다.
한편, 일반적으로 반도체 칩은 원판형상의 반도체 웨이퍼 표면에 격자형으로 배열된 다수의 영역에 IC,LSI 등의 회로를 형성하고, 이러한 회로가 형성된 각 영역은 쏘잉 장치에 의해 소정의 쏘잉라인을 따라 쏘잉됨으로써 제조된다. 이러한 반도체 웨이퍼가 개개의 반도체칩으로 쏘잉될 때 분리된 반도체칩이 흩어지지 않고 지지되도록, 반도체 웨이퍼는 점착테이프가 장착된 지지프레임에 부착되어 쏘잉된다.
이때, 분리된 반도체칩의 표면이나 가장자리에 쏘잉공정에 의해 생성된 미세한 파티클이 남게 되고, 전술한 종래의 반도체 웨이퍼 세정장치만으로는 이러한 미세 파티클을 완전히 제거하지 못한다. 이에 따라 반도체칩 표면에 잔존하는 미세 파티클에 의해 제품의 수율 및 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼를 복수의 칩으로 절단한 후 칩 가장자리에 남아있는 미세 파티클(이물질)을 완전히 제거하여 제품의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 세정장치 및 바이브레이션 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 웨이퍼 세정장치는 웨이퍼를 세정하기 위한 복수의 유닛으로 이루어지는 것으로서, 웨이퍼가 고정되는 고정부와, 상기 고정부를 지지하는 고정프레임과, 상기 고정부에 진동을 발생시키는 진동부를 포함하는 바이브레이션 유닛을 포함하여 이루어진다.
구체적으로 상기 웨이퍼는 지지프레임의 일면에 부착되고, 상기 고정부는, 일면에 상기 지지프레임이 진공 흡착되는 흡착판과, 상기 흡착판이 장착되고 상기 지지프레임의 가장자리 중 일부가 삽입되는 그립홈이 형성되는 그립부로 이루어지며, 상기 진동부는 상기 흡착판의 배면에 장착되어 상기 흡착판에 진동을 발생시킨다.
또한, 상기 바이브레이션 유닛은, 상기 그립부를 회전시켜 상기 웨이퍼의 상하 위치를 반전시키는 회전구동부와, 상기 흡착판의 하부에 위치하여 진동에 의해 상기 웨이퍼로부터 떨어지는 이물질을 흡입하는 흡입부를 더 포함하고, 상기 회전구동부는 상기 고정프레임에 장착된다.
또한, 상기 바이브레이션 유닛은 상기 흡입부를 승강시키는 승강구동부를 더 포함한다.
그리고 상기 흡착판에는 상기 흡착판에 진공 흡착되는 상기 지지프레임의 위치를 안내하는 복수의 가이드돌기가 돌출 형성된다.
한편, 본 발명의 웨이퍼 세정장치의 바이브레이션 유닛은, 웨이퍼가 진공 흡착되는 흡착판; 상기 흡착판에 진동을 발생시키는 진동부; 상기 웨이퍼의 상하 위치를 반전시키는 회전구동부; 및 상기 흡착판의 하부에 위치하여 진동에 의해 상기 웨이퍼로부터 떨어지는 이물질을 흡입하는 흡입부를 포함한다.
본 발명의 웨이퍼 세정장치 및 바이브레이션 유닛은 웨이퍼 세정공정의 최초 단계 또는 최후 단계에서 바이브레이션 유닛을 이용하여 웨이퍼의 상하 위치를 반전시킨 상태에서 진동을 발생시킴으로써 절단된 복수의 칩 가장자리에 남아 있는 미세 파티클을 완전히 제거함으로써 제품의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 세정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 웨이퍼가 부착된 지지프레임의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 바이브레이션 유닛의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흡착판에 지지프레임이 결합된 상태의 바이브레이션 유닛의 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흡착판이 회전되어 웨이퍼의 상하 위치가 반전된 상태의 사시도.
도 2는 일반적인 웨이퍼가 부착된 지지프레임의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 바이브레이션 유닛의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흡착판에 지지프레임이 결합된 상태의 바이브레이션 유닛의 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흡착판이 회전되어 웨이퍼의 상하 위치가 반전된 상태의 사시도.
본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치는 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼를 세정하기 위한 복수의 유닛(3~8)으로 이루어진다. 웨이퍼 세정장치를 구성하는 복수의 유닛(1~8)은 웨이퍼 표면에 정제수와 질소(N2)를 분사하는 클리닝 공정, 웨이퍼를 회전시켜 건조하는 스핀 드라이(spin dry) 공정, 웨이퍼의 표면에 현상액을 분사하는 공정 등을 실시할 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 세정장치는 웨이퍼에 진동을 발생시켜 웨이퍼 표면에 남아 있는 이물질을 제거하기 위한 바이브레이션 유닛(1,2)을 포함한다. 특히, 본 발명의 웨이퍼 세정장치는 바이브레이션 유닛(1,2)을 포함함으로써, 웨이퍼를 복수의 칩으로 절단한 후 칩 가장자리에 남아있는 미세 파티클을 완전히 제거할 수 있다.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 구성하는 복수의 유닛 중 하나인 바이브레이션 유닛에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 바이브레이션 유닛은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 고정부(10), 진동부(20), 고정프레임(30), 회전구동부(40), 흡입부(50) 및 승강구동부(60)로 이루어진다.
고정부(10)에는 웨이퍼가 고정된다. 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)는 일면에 점착테이프(T)가 형성되어 있는 지지프레임(F)에 부착되고, 고정부(10)는 지지프레임을 고정함으로써 웨이퍼가 고정부(10)에 고정된다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라 고정부(10)는 웨이퍼(W)만을 고정할 수도 있다. 이러한 고정부(10)는 흡착판(11)과 그립부(14)로 이루어진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 흡착판(11)의 일면에는 진공흡착수단(12)이 형성되어 웨이퍼가 진공 흡착된다. 즉 진공흡착수단(12)이 형성되어 있는 흡착판(11)의 일면에는 웨이퍼(W)가 부착되어 있는 지지프레임(F)이 진공 흡착된다. 또한, 흡착판(11)의 일면에는 복수의 가이드돌기(13)가 돌출형성된다. 가이드돌기(13)는 흡착판(11)에 진공 흡착되는 지지프레임(F)의 위치를 안내하며, 흡착판(11)이 회전할 때 지지프레임(F)이 흡착판(11)으로부터 분리되거나 유동하는 것을 방지한다.
그리고 그립부(14)에는 흡착판(11)이 장착되고 지지프레임의 가장자리 중 일부가 삽입되는 그립홈(15)이 형성된다. 이러한 그립부(14)는 두 개가 흡착판(11)의 양측에 형성되고, 지지프레임(F)의 양측 가장자리가 그립홈(15)에 삽입된다. 이에 따라 흡착판(11)이 회전하여 웨이퍼(W)의 상하 위치가 반전되었을 때 그립부(14)에 의해 웨이퍼가 흡착판(11)으로부터 분리되지 않는다.
진동부(20)는 고정부(10)에 진동을 발생시킨다. 구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이 지지프레임(F)이 진공 흡착되는 일면의 반대면인 흡착판(11)의 배면에 진동부(20)가 장착되어 흡착판(11)에 진동을 발생시킨다. 즉 진동부(20)가 진동함으로써 진동부(20)가 장착되어 있는 흡착판(11)에 진동이 전달된다.
더욱 구체적으로 진동부(20)는 브라켓부와 충격부로 구분할 수 있으며, 압축공기를 이용하여 충격진동을 발생시킨다. 브라켓부는 흡착판(11)에 장착되고, 충격부는 브라켓부에 설치된 축을 따라 상하로 왕복 이동하면서 브라켓부와 충돌함으로써, 충격에 의한 진동을 발생시킨다. 이러한 진동부(20)는 24~84(N)의 진동력으로 2200~4600(Cycle/Min)의 진동수를 갖는 진동을 발생시킨다. 상술한 바와 같은 진동부(20)에 의한 진동은 흡착판(11) 및 웨이퍼(W)에 무리를 주지 않으며 단시간에 효과적인 충격진동을 발생시킬 수 있다.
고정프레임(30)은 고정부(10)의 양측에서 고정부(10)를 지지한다. 구체적으로 고정프레임(30)에는 회전구동부(40)가 장착되고, 고정부(10)는 회전구동부(40)와 연결되어 고정프레임(30)에 의해 지지된다.
회전구동부(40)는 상기와 같이 두 개의 고정프레임(30)에 각각 장착되고, 그립부(14)와 연결되어 그립부(14)를 회전시킨다. 이에 따라 흡착판(11)에 진공 흡착되어 있는 웨이퍼의 상하 위치를 반전시키 수 있다.
전술한 바와 같이, 지지프레임의 양측 가장자리가 그립홈(15)에 삽입되고, 가이드돌기(13)가 지지프레임의 외측에서 지지프레임을 지지함으로써, 회전구동부(40)에 의해 흡착판(11)이 회전할 때 또는 진동부(20)에 의해 흡착판(11)이 진동할 때 지지프레임이 흡착판(11)으로부터 분리되거나 유동하지 않는다.
흡입부(50)는 흡착판(11)의 하부에 위치하여 진동에 의해 웨이퍼로부터 떨어지는 이물질을 흡입한다.
승강구동부(60)는 흡입부(50)를 승강시킨다. 이러한 승강구동부(60)는 실린더구조이며, 진동부(20)가 작동하기 전에 흡입부(50)를 상승시켜 흡착판(11)에 진공 흡착되어 있는 웨이퍼(W) 가까이로 이동시킨다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 바이브레이션 유닛의 작동과정에 대하여 설명한다.
먼저, 웨이퍼(W)가 부착되어 있는 지지프레임(F)은 카세트(C1,C2)에 수납되어 있고, 지지프레임(F)의 각 유닛(1~8)으로의 이동은 로봇암에 의해 이루어진다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 바이브레이션 유닛(1,2)은 복수의 유닛으로 구성된 웨이퍼 세정장치를 이용한 웨이퍼의 세정공정 중 최초 단계 또는 최후 단계가 될 수 있다.
이러한 웨이퍼 세정장치를 이용한 웨이퍼의 세정공정에 따라 바이브레이션 유닛(1,2)으로 웨이퍼(W)가 부착되어 있는 지지프레임(F)이 전달되면, 흡착판(11)에 지지프레임(F)이 안착된다. 이때, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 지지프레임(F)은 가이드돌기(13)에 의해 흡착판(11)의 정위치에 안착되고, 지지프레임(F)의 양측 가장자리가 그립홈(15)에 삽입된다. 그리고 진공흡착수단(12)이 작동하여 지지프레임(F)이 흡착판(11)에 진공 흡착된다.
이와 같이 웨이퍼가 부착된 지지프레임(W)이 고정부(10)에 의해 고정되면, 도 6에 도시된 바와 같이 회전구동부(40)가 작동하여 그립부(14)를 회전시킨다. 이에 따라 흡착판(11)이 회전하여 웨이퍼(W)의 상하 위치가 반전된다. 즉 웨이퍼(W)의 상면이 하방향을 향하게 되고 흡입부(50)와 마주하게 된다.
이후, 승강구동부(60)에 의해 흡입부(50)가 상승하여 흡입부(50)가 웨이퍼(W)에 근접하게 되고, 진동부(20)가 진동하면서 흡착판(11)에 미세한 진동을 발생시킨다. 이에 따라 웨이퍼(W)로 진동이 전달되어 웨이퍼(W) 표면에 남아 있는 미세 파티클이 떨어지고, 흡입부(50)는 웨이퍼(W)로부터 떨어지는 미세 파티클을 흡입하여 제거한다.
진동부(20)의 진동이 완료된 후의 바이브레이션 유닛(1,2)의 작동과정은 전술한 작동과정의 역순과 같으므로 자세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치 및 바이브레이션 유닛은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
W : 웨이퍼, C : 반도체 칩, F : 지지프레임, T : 점착테이프,
1,2 : 바이브레이션 유닛, 3~8 : 세정 유닛,
10 : 고정부, 11 : 흡착판, 12 : 진공흡착수단, 13 : 가이드돌기, 14 : 그립부, 15 : 그립홈,
20 : 진동부,
30 : 고정프레임,
40 : 회전구동부,
50 : 흡입부,
60 : 승강구동부,
1,2 : 바이브레이션 유닛, 3~8 : 세정 유닛,
10 : 고정부, 11 : 흡착판, 12 : 진공흡착수단, 13 : 가이드돌기, 14 : 그립부, 15 : 그립홈,
20 : 진동부,
30 : 고정프레임,
40 : 회전구동부,
50 : 흡입부,
60 : 승강구동부,
Claims (6)
- 웨이퍼를 세정하기 위한 복수의 유닛으로 이루어지는 웨이퍼 세정장치에 있어서,
상기 웨이퍼는 지지프레임의 일면에 부착되고,
일면에 상기 지지프레임이 진공 흡착되는 흡착판과, 상기 흡착판이 장착되고 상기 지지프레임의 가장자리 중 일부가 삽입되는 그립홈이 형성되는 그립부와, 상기 그립부를 회전시켜 상기 웨이퍼의 상하 위치를 반전시키는 회전구동부와, 상기 회전구동부가 장착되는 고정프레임과, 상기 흡착판의 배면에 장착되어 상기 흡착판에 진동을 발생시키는 진동부와, 상기 흡착판의 하부에 위치하여 진동에 의해 상기 웨이퍼로부터 떨어지는 이물질을 흡입하는 흡입부를 포함하는 바이브레이션 유닛을 포함하여 이루어지며,
상기 진동부는, 상기 흡착판의 배면에 장착되는 브라켓부와, 압축공기에 의해 상기 브라켓부에 설치된 축을 따라 상하로 왕복 이동하면서 상기 브라켓부와 충돌하여 진동을 발생시키는 충격부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 바이브레이션 유닛은 상기 흡입부를 승강시키는 승강구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 흡착판에는 상기 흡착판에 진공 흡착되는 상기 지지프레임의 위치를 안내하는 복수의 가이드돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치. - 웨이퍼가 진공 흡착되는 흡착판;
상기 흡착판에 진동을 발생시키는 진동부;
상기 웨이퍼의 상하 위치를 반전시키는 회전구동부; 및
상기 흡착판의 하부에 위치하여 진동에 의해 상기 웨이퍼로부터 떨어지는 이물질을 흡입하는 흡입부를 포함하되,
상기 진동부는, 상기 흡착판의 배면에 장착되는 브라켓부와, 압축공기에 의해 상기 브라켓부에 설치된 축을 따라 상하로 왕복 이동하면서 상기 브라켓부와 충돌하여 진동을 발생시키는 충격부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치의 바이브레이션 유닛.
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JP2016100368A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | 株式会社荏原製作所 | 基板洗浄装置、基板処理装置、および基板洗浄方法 |
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