KR101999054B1 - 웨이퍼 박리 및 세척 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 박리 및 세척 장치는 캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하도록 구성된 웨이퍼 박리 모듈을 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하기 위해 제1 세척 프로세스를 수행하도록 구성된 제1 웨이퍼 세척 모듈을 또한 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 웨이퍼 박리 모듈 또는 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 하나로부터 웨이퍼 박리 모듈 또는 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 다른 하나로 반도체 웨이퍼를 이송하도록 구성된 자동 웨이퍼 취급 모듈을 더 포함한다. 반도체 웨이퍼는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는다.

Description

웨이퍼 박리 및 세척 장치 및 방법 {WAFER DEBONDING AND CLEANING APPARATUS AND METHOD}
우선권
본 출원은 그 전문이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 2011년 11월 29일 출원된 미국 특허 출원 제13/306,625호의 일부 계속 출원이다.
3차원 집적 회로(three dimensional integrated circuit: 3DIC)를 형성하기 위해, 특징부(feature)가 반도체 웨이퍼의 양면에 형성된다. 반도체 웨이퍼의 이면에 특징부를 형성하기 위해, 반도체 웨이퍼는 캐리어 웨이퍼(carrier wafer)에 접합된다(bonded). 캐리어 웨이퍼는 반도체 웨이퍼의 정면에 형성된 특징부를 손상하지 않고 반도체 웨이퍼의 취급(handling)을 허용한다. 이면에 특징부를 형성한 후에, 캐리어 웨이퍼는 반도체 웨이퍼로부터 박리된다(debonded). 박리 프로세스는 반도체 웨이퍼의 정면에 접착된 잔류 접합 재료를 남겨둔다. 웨이퍼는 반도체 웨이퍼가 다이싱되고(diced) 그리고/또는 패키징되기(packaged) 전에 잔류 접합 재료를 제거하도록 세척된다.
반도체 웨이퍼는 약 0.2 mm 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는다. 얇은 반도체 웨이퍼는 박리 프로세스와 세척 프로세스 사이에 운송 중에 파괴(breaking) 또는 휘어짐(warping)을 회피하기 위해 반도체 웨이퍼의 전체 표면을 가로질러 종종 지지된다. 필름 프레임이 때때로 반도체 웨이퍼를 지지하도록 위치된다. 얇은 반도체 웨이퍼를 위한 세척 프로세스는 세척 중에 사용된 화학 물질이 필름 프레임과 반도체 웨이퍼 사이에 침투하여 반도체 웨이퍼의 표면 상에 형성된 특징부를 손상시키는 것을 방지하도록 때때로 수동으로 수행된다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치는 캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하도록 구성된 웨이퍼 박리 모듈을 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하기 위해 제1 세척 프로세스를 수행하도록 구성된 제1 웨이퍼 세척 모듈을 또한 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 웨이퍼 박리 모듈 또는 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 하나로부터 웨이퍼 박리 모듈 또는 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 다른 하나로 반도체 웨이퍼를 이송하도록 구성된 자동 웨이퍼 취급(handling) 모듈을 더 포함한다. 반도체 웨이퍼는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는다.
하나 이상의 실시예가 첨부 도면에 한정이 아니라 예시적으로 도시되어 있고, 여기서 동일한 도면 부호를 갖는 요소는 전체에 걸쳐 유사한 요소를 표현하고 있다. 산업에서 표준 실시에 따르면, 다양한 특징은 실제 축적대로 도시되어 있지 않을 수도 있고, 단지 예시의 목적으로만 사용된다는 것이 강조된다. 실제로, 도면의 다양한 특징의 치수는 설명의 명료화를 위해 임의로 증가되거나 감소되어 있을 수도 있다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 조립체의 측면도.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른, 웨이퍼 박리 및 세척 장치의 블록도.
도 3a 및 도 3b는 하나 이상의 실시예에 따른, 다양한 프로세싱의 스테이지에서 반도체 웨이퍼의 측면도.
도 4는 하나 이상의 실시예에 따른, 웨이퍼 박리 및 세척 장치를 사용하는 방법의 흐름도.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른, 웨이퍼 박리 및 세척 장치의 블록도.
도 6은 하나 이상의 실시예에 따른, 웨이퍼 박리 및 세척 장치의 블록도.
이하의 개시 내용은 상이한 특징을 구현하기 위해 다수의 상이한 실시예 또는 예를 제공한다는 것이 이해된다. 구성 요소 및 장치의 특정 예가 본 개시 내용을 개략화하도록 이하에 설명된다. 이들은 물론, 단지 예일 뿐이고, 한정으로 의도된 것은 아니다.
도 1은 웨이퍼 조립체(100)의 측면도이다. 웨이퍼 조립체(100)는 접착제(106)에 의해 캐리어 웨이퍼(104)에 접합된 반도체 웨이퍼(102)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 조립체(100)는 선택적으로 반도체 웨이퍼(102)를 지지하도록 구성된 필름 프레임(108)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 반도체 웨이퍼(102)는 실리콘이다. 다른 실시예에서, 반도체 웨이퍼(102)는 게르마늄, 갈륨 비소, 또는 다른 적합한 반도체 재료이다. 몇몇 실시예에서, 캐리어 웨이퍼(104)는 사파이어이다. 다른 실시예에서, 캐리어 웨이퍼(104)는 실리콘, 열가소성 폴리머, 산화물, 카바이드, 또는 다른 적합한 재료이다. 몇몇 실시예에서, 접착제(106)는 스핀-온 접착제(spin-on adhesive)이다. 다른 실시예에서, 접착제(106)는 라미네이트 테이프(laminated tape), 왁스 또는 다른 적합한 재료이다. 몇몇 실시예에서, 필름 프레임(108)은 폴리머 필름 또는 다른 적합한 재료를 포함한다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)의 블록도이다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 웨이퍼 박리 모듈(204), 제1 웨이퍼 세척 모듈(206) 및 제2 웨이퍼 세척 모듈(208)로/로부터 반도체 웨이퍼(102)(도 1) 및/또는 웨이퍼 조립체(100)(도 1)를 이송/운송하기 위한 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)을 포함한다. 웨이퍼 박리 모듈(204)은 캐리어 웨이퍼(104)(도 1)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 분리하도록 구성된다. 웨이퍼 세척 모듈(206, 208)은 반도체 웨이퍼(102)로부터 접착제(106)를 제거하도록 구성된다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)는 다수의 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)를 저장하기 위한 저장 유닛(210)을 더 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)는 추적 목적으로 반도체 웨이퍼(102) 상의 바코드를 스캐닝하도록 구성된 스캐닝 모듈(212)을 또한 포함한다.
몇몇 실시예에서, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)는 단일의 장치이다. 다른 실시예에서, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)는 상이한 장치의 조합체(compilation)이다. 당 기술 분야의 숙련자는 장치들 사이의 거리가 증가함에 따라, 상이한 장치로/로부터 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 운송하기 위한 시간이 증가한다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
웨이퍼 조립체를 수동으로 운송하는 것은 때때로 인간 실수에 기인하는 웨이퍼 조립체 파괴 및 휘어짐의 증가를 야기한다. 웨이퍼 조립체 파괴는 반도체 웨이퍼(102)가 파쇄될 때 발생한다. 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 웨이퍼 조립체의 수동 운송을 위한 필요성을 제거하여, 따라서 생산 수율을 증가시키고 생산 비용을 감소시킨다. 몇몇 실시예에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 로봇식 아암(robotic arm)이다. 몇몇 실시예에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 다수의 로봇식 아암을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 로봇식 아암은 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)를 지지하도록 구성된 블레이드부를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 블레이드부는 반도체 웨이퍼(102)(도 1 및 도 3a 내지 도 3b)의 표면을 스크래치하는 것을 방지하기 위해 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)(도 1)에 대한 블레이드부의 위치설정을 향상시키기 위한 센서를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 블레이드부는 블레이드부와 웨이퍼 조립체 사이의 접촉량을 최소화하도록 실질적으로 U형이다. 다른 실시예에서, 블레이드부는 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)를 지지하고 이동시키기 위한 원형, 직선형 또는 다른 적합한 형상이다.
반도체 웨이퍼(102)가 약 300 mm 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖기 때문에, 블레이드부는 웨이퍼 조립체의 전체 표면을 균등하게 지지할 필요는 없다. 반도체 웨이퍼(102)는 더 큰 두께에 기인하는 휘어짐 또는 파쇄의 상당한 위험 없이 박리 및 세척 프로세스를 견디는 것이 가능한 향상된 기계적 강도를 갖는다.
사용시에, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 웨이퍼 조립체(100)를 웨이퍼 박리 모듈(204) 내에 로딩한다(loading). 로딩 후에, 웨이퍼 조립체(100)는 박리 스테이지로 이송된다. 박리 스테이지에서, 웨이퍼 조립체(100)는 반도체 웨이퍼(102)와 캐리어 웨이퍼(104)를 접합하는 접착제(106)를 약화시키도록 조사된다(irradiated). 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 조립체(100)는 자외광으로 조사된다. 다른 실시예에서, 웨이퍼 조립체(100)는 캐리어 웨이퍼(104)와 반도체 웨이퍼(102) 사이의 접합을 약화시키도록 레이저광, 열에너지, 전자기 방사선 또는 다른 적합한 유형의 에너지로 조사된다. 조사 후에, 웨이퍼 조립체(100)는 박리 스테이지로부터 이송되고, 캐리어 웨이퍼(104)는 반도체 웨이퍼(102)로부터 들어올려진다. 몇몇 실시예에서, 접착제(106)의 일부는 반도체 웨이퍼(102) 및 캐리어 웨이퍼(104)의 각각에 부착 유지된다. 캐리어 웨이퍼(104)는 다른 반도체 웨이퍼와 함께 사용을 위해 세척되고 저장된다. 박리 프로세스 후에, 반도체 웨이퍼(102)는 도 3a에 도시되어 있는 구조와 유사하다.
자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 캐리어 웨이퍼(104)의 제거 후에 웨이퍼 박리 모듈(204)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거한다. 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 이어서 도 3a에 도시되어 있는 반도체 웨이퍼(102)를 제1 세척 모듈(206) 또는 제2 세척 모듈(208)로 이송한다.
반도체 웨이퍼(102)가 세척 모듈(206 또는 208) 내에 로딩된 후에, 반도체 웨이퍼(102)(도 3a)는 세척 스테이지 상에 위치된다. 세척 스테이지는 예를 들어 모터의 사용에 의해, 반도체 웨이퍼(102)를 회전시키도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 세척 스테이지 위에 위치된 노즐은 잔류 접착제(106)에 접합된 반도체 웨이퍼(102)의 표면 상에 용매 용액을 공급한다. 실시예에서, 용매 용액은 탈이온화수, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH), 수산화칼륨(KOH), 메틸피로리돈(NMP), 이소프로판올(IPA), 에탄올, 아세톤, 과산화수소(H2O2), 디메틸 설폭사이드(DMSO), 리모넨(limonene), 메탄올 및 테트라부틸암모늄 플루오라이드 트리하이드레이트를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 세척 모듈(206 또는 208)은 반도체 기판(102)으로부터 잔류 접착제(106)를 제거하는 것을 돕기 위한 브러시를 더 포함한다. 세척 모듈(206 또는 208)의 몇몇 실시예는 고압 공기 또는 액체를 반도체 웨이퍼(102) 상에 스프레이하여 잔류 접착제(106)를 제거하기 위해 노즐을 사용한다. 세척 모듈(206 또는 208)의 다른 실시예는 상이한 화학 물질을 반도체 웨이퍼(102) 상에 도입하여 반도체 웨이퍼(102)로부터 잔류 접착제(106)를 화학적으로 제거하기 위해 노즐을 사용한다. 웨이퍼 세척 프로세스의 완료 후에, 잔류 접착제(106)는 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 추가의 프로세싱, 예를 들어 패킹 및 다이싱을 위해 반도체 웨이퍼(102)로부터 충분히 제거된다. 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 세척 모듈(206 또는 208)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거한다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)는, 세척 프로세스가 웨이퍼 박리 프로세스보다 더 시간 소모적이기 때문에, 제2 세척 모듈(208)을 포함한다. 제2 세척 모듈(208)을 포함함으로써, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)는 웨이퍼 세척 프로세스에서 생산의 병목(production bottleneck)을 제거함으로써 효율을 증가시킨다. 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 어느 세척 모듈(206 또는 208)을 사용해야 하는지를 결정하기 위한 제어 시스템(도시 생략)을 구비한다. 제어 시스템은 세척 모듈(206, 208) 및 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)에 접속하고, 어느 세척 모듈이 반도체 웨이퍼(102)(도 3a)를 수락하도록 이용 가능한지 여부를 결정한다.
몇몇 실시예에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)가 박리 모듈(204) 또는 세척 모듈(206 또는 208) 내에 있지 않을 때 저장 유닛(210) 중 하나 내에 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 배치한다. 저장 유닛(210)은 복수의 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 지지하도록 설계된 지지 장치를 포함한다. 웨이퍼 조립체들(100) 사이의 간격은, 저장된 웨이퍼를 손상하는 것을 회피하기 위해 인접 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)에 접촉하지 않고 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)이 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 삽입 및 제거하게 하기에 충분하다.
일 실시예에서, 저장 유닛(210)은 고정형이다. 고정형 저장 유닛(210)을 갖는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 제1 저장 유닛(210)으로부터 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 모듈(204, 206 또는 208) 내에 로딩한다. 모듈(204, 206 또는 208) 내의 프로세스의 완료시에, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 프로세싱 라인을 따라 더 이동시키기 위해, 제1 저장 유닛(210)과는 상이한 제2 저장 유닛(210) 내에 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 배치한다. 예를 들어, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)이 제1 저장 유닛(210)으로부터 웨이퍼 조립체(100)를 제거하고 웨이퍼 조립체(100)를 웨이퍼 박리 모듈(204) 내로 로딩한 후에, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 이어서 박리 모듈(204)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고 세척 모듈(206 또는 208)에 더 근접하여 제2 저장 유닛(210) 내에 반도체 웨이퍼(102)를 배치한다.
다른 실시예에서, 저장 유닛(210)은 가동형, 예를 들어 전면 개방 통합 포드(front opening unified pods: FOUPs)이고, 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 현재 위치로부터 새로운 위치로 그룹으로 이송한다. 새로운 위치는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200) 내의 상이한 모듈에 인접하거나 다이싱 또는 패키징 장치와 같은 다른 장치로의 위치이다. 가동형 저장 유닛(210)을 갖는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 저장 유닛(210)으로부터 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고, 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 모듈(204, 206 또는 208) 내로 로딩하고 모듈(204, 206 또는 208) 내의 프로세스의 완료 후에 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 동일한 저장 유닛(210)으로 재차 복귀시킨다. 저장 유닛(210)은 이어서 웨이퍼를 새로운 위치로 이동한다.
또 다른 실시예에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 각각의 모듈(204, 206, 208)과 연계된 로봇식 아암을 포함하고, 저장 유닛(210)은 가동형이다. 각각의 로봇식 아암은 저장 유닛(210)으로부터 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고, 웨이퍼 조립체 또는 반도체 웨이퍼를 연계된 모듈(204, 206 또는 208) 내로 로딩한다. 모듈 프로세싱이 완료된 후에, 연계된 로봇식 아암은 모듈(204, 206 또는 208)로부터 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고, 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 동일한 저장 유닛(210) 내에 저장한다. 가동형 저장 유닛(210)은 각각의 모듈(204, 206, 208) 부근의 위치들 사이로 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 이송하여, 모듈들 사이에서 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 이송할 필요 없이, 각각의 모듈(204, 206 또는 208)과 연계된 로봇식 아암이 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)의 로딩 및 제거를 계속하게 한다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)는 프로세싱에 앞서 각각의 반도체 웨이퍼(102)에 부착된 바코드를 스캐닝하기 위한 웨이퍼 스캐너(212)를 포함한다. 웨이퍼 스캐너(212)는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)에 진입하는 반도체 웨이퍼(102) 상의 바코드를 스캐닝한다. 웨이퍼 스캐너(212)는 스캐닝된 바코드를 컴퓨터 시스템에 전송하여 생산 프로세스 전체에 걸쳐 반도체 웨이퍼(102)의 추적을 허용한다. 생산 프로세스 전체에 걸쳐 반도체 웨이퍼(102)를 추적하는 능력은 생산 에러가 신속하게 위치확인되어 보정되게 할 수 있다.
도 4는 하나 이상의 실시예에 따른 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)(도 2)와 같은 웨이퍼 박리 및 세척 장치를 사용하는 방법(400)의 흐름도이다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)와 관련하여 설명되지만, 방법(400)은 본 명세서에 설명되거나 또는 방법(400)을 수행하도록 다른 방식으로 적합하게 구성된 다른 웨이퍼 박리 및 세척 장치에 의해 수행되는 것이 가능하다. 방법(400)은 반도체 웨이퍼(102)(도 1) 상의 바코드가 웨이퍼 스캐너(212)(도 2)에 의해 스캐닝되는 단계 402에서 시작한다. 단계 404는 선택적 단계이고, 여기서 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)(도 2)이 웨이퍼 조립체(100)(도 1)를 저장 유닛(210)(도 2) 내로 배치한다.
단계 406에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 웨이퍼 조립체(100)를 웨이퍼 박리 모듈(204)(도 2) 내로 로딩한다. 선택적 단계 404가 포함되면, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 저장 유닛(210)으로부터 웨이퍼 조립체(100)를 제거하고, 웨이퍼 조립체(100)를 웨이퍼 박리 모듈(204) 내로 로딩한다. 선택적 단계 404가 포함되지 않으면, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 웨이퍼 스캐너(212)로부터 웨이퍼 모듈(204)로 직접 웨이퍼 조립체(100)를 이송한다.
단계 408에서, 웨이퍼 박리 모듈(204)은 반도체 웨이퍼(102)로부터 캐리어 웨이퍼(104)를 박리한다. 박리 프로세스 후에, 단계 410에서, 반도체 웨이퍼(102)(도 3a)는 웨이퍼 박리 모듈(204)로부터 제거되고, 캐리어 웨이퍼(104)는 세척되어 후속의 웨이퍼 조립체와 함께 사용을 위해 저장된다.
선택적 단계 412에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 반도체 웨이퍼(102)를 저장 유닛(210)으로 이송한다. 단계 414에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 반도체 웨이퍼(102)(도 3a)를 웨이퍼 세척 모듈(206: 도 2 또는 208: 도 2) 내로 로딩한다. 선택적 단계 412가 포함되면, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 저장 유닛(210)으로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고, 반도체 웨이퍼(102)를 웨이퍼 세척 모듈(206 또는 208) 내로 로딩한다. 선택적 단계 412가 포함되지 않으면, 자동 웨이퍼 취급 모듈(202)은 웨이퍼 박리 모듈(204)로부터 웨이퍼 세척 모듈(206 또는 208)로 직접 반도체 웨이퍼(102)를 가져온다. 자동 웨이퍼 취급 모듈(202) 및 웨이퍼 세척 모듈(206, 208)에 접속된 제어 시스템(도시 생략)은 어느 웨이퍼 세척 모듈(206 또는 208)에 반도체 웨이퍼(102)가 이송되는지를 결정한다.
단계 416에서, 반도체 웨이퍼(102)는 웨이퍼 세척 모듈(206 또는 208)에서 세척되어, 반도체 웨이퍼(102)(도 3b)를 제조한다. 세척 프로세스 후에, 단계 418에서, 반도체 웨이퍼(102)는 웨이퍼 세척 모듈(206 또는 208)로부터 제거된다.
단계 420에서, 반도체 웨이퍼(102)는 반도체 웨이퍼(102)의 추가의 프로세싱을 위해 패키징 또는 다이싱 장치로 송출된다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)가 가동형 저장 유닛(210)을 포함하면, 반도체 웨이퍼(102)는 저장 유닛(210) 내에 배치되고, 저장 유닛(210)은 패키징 또는 다이싱 장치로 이송된다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)가 정지형 저장 유닛(210)을 포함하면, 반도체 웨이퍼(102)는 반도체 웨이퍼(102)를 다이싱 및/또는 패키징 장치로 운송하기 위해 컨베이어, 개별 가동형 저장 유닛 또는 몇몇 다른 장치 상에 배치된다.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)의 블록도이다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)는 300만큼 증가된 도면 부호를 갖는, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(200)(도 2)와 관련하여 설명된 것들과 유사한 특징부들을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)는 필름 프레임(108)(도 1)을 포함하는 웨이퍼 조립체(100)(도 1) 및/또는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는 반도체 웨이퍼(102)(도 1)를 취급하도록 구성된다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)의 다양한 모듈로/로부터 반도체 웨이퍼(102)를 이송/운송하기 위한 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)을 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)는 캐리어 웨이퍼(104)(도 1)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 분리하기 위한 웨이퍼 박리 모듈(504), 반도체 웨이퍼(102)로부터 접착제(106)를 제거하기 위한 2개 이상의 제1 웨이퍼 세척 모듈(506) 및 2개 이상의 제2 웨이퍼 세척 모듈(508)을 또한 포함한다. 제1 웨이퍼 세척 모듈(506) 및 제2 웨이퍼 세척 모듈(508)은 상이한 유형의 세척 작업을 위해 사용되도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제1 웨이퍼 세척 모듈(506) 및 제2 웨이퍼 세척 모듈(508)은 동일한 유형의 세척 작업을 위해 사용되도록 구성된다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)는 다수의 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)를 저장하기 위한 저장 유닛(510)을 더 포함한다. 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)는 단일의 장치이다. 다른 실시예에서, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)는 상이한 장치의 조합체이다. 당 기술 분야의 숙련자는 장치들 사이의 거리가 증가함에 따라, 상이한 장치로/로부터 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 운송하기 위한 시간이 증가한다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)는 프로세싱에 앞서 각각의 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)에 부착된 바코드 또는 마킹을 스캐닝하기 위한 스캔 모듈(512)을 포함한다. 스캔 모듈(512)은 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)에 진입하는 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100) 상의 바코드 또는 마킹을 스캐닝한다. 스캔 모듈(512)은 스캐닝된 바코드 또는 마킹을 컴퓨터 시스템에 전송하여 생산 프로세스 전체에 걸쳐 반도체 웨이퍼(102) 및/또는 웨이퍼 조립체(100)의 추적을 허용한다. 생산 프로세스 전체에 걸쳐 반도체 웨이퍼(102) 및/또는 웨이퍼 조립체(100)를 추적하는 능력은 생산 에러가 신속하게 위치확인되어 보정되게 할 수 있다.
자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 로봇식 아암이다. 몇몇 실시예에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 다수의 로봇식 아암을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 로봇식 아암은 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)를 지지하도록 구성된 블레이드부(514)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 블레이드부(514)는 반도체 웨이퍼(102)(도 1 및 도 3a 내지 도 3b)의 표면을 스크래치하는 것을 방지하기 위해 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)에 대한 블레이드부(514)의 위치설정을 향상시키기 위한 센서를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 블레이드부(514)는 블레이드부(514)와 웨이퍼 조립체 사이의 접촉량을 최소화하도록 실질적으로 U형이다. 다른 실시예에서, 블레이드부(514)는 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)를 지지하고 이동시키기 위한 원형, 직선형 또는 다른 적합한 형상이다. 몇몇 실시예에서, 블레이드부(514)는 휘어진 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100) 및/또는 반도체 웨이퍼(102)를 지지하는 필름 프레임(108)을 포함하는 웨이퍼 조립체(100)를 취급하도록 구성된다.
사용시에, 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 저장 유닛(510) 중 하나로부터 웨이퍼 조립체를 제거하고, 웨이퍼 조립체(100)를 웨이퍼 박리 모듈(504) 내에 로딩한다. 로딩 후에, 웨이퍼 조립체(100)는 웨이퍼 박리 모듈(504) 내의 박리 스테이지로 이송된다. 박리 스테이지에서, 웨이퍼 조립체(100)는 반도체 웨이퍼(102)와 캐리어 웨이퍼(104)를 접합하는 접착제(106)를 약화시키도록 조사된다. 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 조립체(100)는 자외광으로 조사된다. 다른 실시예에서, 웨이퍼 조립체(100)는 캐리어 웨이퍼(104)(도 1)와 반도체 웨이퍼(102) 사이의 접합을 약화시키도록 레이저광, 열에너지, 전자기 방사선 또는 다른 적합한 유형의 에너지로 조사된다. 조사 후에, 웨이퍼 조립체(100)는 박리 스테이지로부터 이송되고, 캐리어 웨이퍼(104)는 반도체 웨이퍼(102)로부터 들어올려진다. 몇몇 실시예에서, 접착제(106)의 일부는 반도체 웨이퍼(102) 및 캐리어 웨이퍼(104)의 각각에 부착 유지된다. 캐리어 웨이퍼(104)는 다른 반도체 웨이퍼(102)와 함께 사용을 위해 세척되고 저장된다. 박리 프로세스 후에, 반도체 웨이퍼(102)는 도 3a에 도시되어 있는 구조와 유사하다.
자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 캐리어 웨이퍼(104)의 제거 후에 웨이퍼 박리 모듈(504)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거한다. 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 이어서 도 3a에 도시되어 있는 반도체 웨이퍼(102)를 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508)로 이송한다.
반도체 웨이퍼(102)가 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508) 내에 로딩된 후에, 반도체 웨이퍼(102)(도 3a)는 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508) 내의 세척 스테이지 상에 위치된다. 세척 스테이지는 예를 들어 모터의 사용에 의해, 반도체 웨이퍼(102)를 회전시키도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 세척 스테이지 위에 위치된 노즐은 잔류 접착제(106)에 접합된 반도체 웨이퍼(102)의 표면 상에 용매 용액을 공급한다. 실시예에서, 용매 용액은 탈이온화수, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH), 수산화칼륨(KOH), 메틸피로리돈(NMP), 이소프로판올(IPA), 에탄올, 아세톤, 과산화수소(H2O2), 디메틸 설폭사이드(DMSO), 리모넨, 메탄올 및 테트라부틸암모늄 플루오라이드 트리하이드레이트를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508)은 반도체 기판(102)으로부터 잔류 접착제(106)를 제거하는 것을 돕기 위한 브러시를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508)은 고압 공기 또는 액체를 반도체 웨이퍼(102) 상에 스프레이하여 잔류 접착제(106)를 제거하기 위해 노즐을 사용한다. 몇몇 실시예에서, 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508)은 상이한 화학 물질을 반도체 웨이퍼(102) 상에 도입하여 반도체 웨이퍼(102)로부터 잔류 접착제(106)를 화학적으로 제거하기 위해 노즐을 사용한다. 웨이퍼 세척 프로세스의 완료 후에, 잔류 접착제(106)는 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 추가의 프로세싱, 예를 들어 패킹 및 다이싱을 위해 반도체 웨이퍼(102)로부터 충분히 제거된다. 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 이어서 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거한다.
몇몇 실시예에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)가 박리 모듈(504), 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508) 중 하나 내에 있지 않을 때 저장 유닛(510) 중 하나 내에 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 배치한다. 저장 유닛(510)은 복수의 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 지지하도록 설계된 지지 장치를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 저장 유닛(510)은 카세트, 전면 개방 통합 포드(FOUPs), 다른 적합한 컨테이너, 캐리어, 지지 장치, 보호 커버 또는 이들의 조합이다. 웨이퍼 조립체들(100) 및/또는 반도체 웨이퍼(102) 사이의 간격은, 저장된 웨이퍼를 손상하는 것을 회피하기 위해 인접 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)에 접촉하지 않고 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)이 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 삽입 및 제거하게 하기에 충분하다.
*일 실시예에서, 저장 유닛(510)은 고정형이다. 고정형 저장 유닛(510)을 갖는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 제1 저장 유닛(510)으로부터 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 웨이퍼 박리 모듈(504), 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508) 내에 로딩한다. 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 필름 프레임 세척 모듈(도시 생략)과 정렬된다. 적어도 하나의 저장 유닛(510)은 필름 프레임(108)을 포함하는 웨이퍼 조립체(100)를 수용하도록 구성된다.
웨이퍼 박리 모듈(504), 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508) 내의 프로세스의 완료 후에, 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 프로세싱 라인을 따라 더 이동시키기 위해, 제1 저장 유닛(510)과는 상이한 제2 저장 유닛(510) 내에 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 배치한다. 예를 들어, 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)이 제1 저장 유닛(510)으로부터 웨이퍼 조립체(100)를 제거하고 웨이퍼 조립체(100)를 웨이퍼 박리 모듈(504) 내로 로딩한 후에, 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 이어서 웨이퍼 박리 모듈(504)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508)에 더 근접하여 제2 저장 유닛(510) 내에 반도체 웨이퍼(102)를 배치한다.
몇몇 실시예에서, 저장 유닛(510)은 저장 유닛(510) 내부에 저장된 웨이퍼 조립체(100)의 유형에 대응하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 저장 유닛(510)은 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508)과 같은 세척 모듈에 의해 수행된 세척 프로세스에 대응하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508)이 상이한 세척 모듈을 수행하거나 다른 것과는 상이한 유형의 웨이퍼 조립체(100)를 취급하도록 구성되면, 저장 유닛(510)은 연계된 세척 모듈에 대응하도록 구성된다.
몇몇 실시예에서, 저장 유닛(510)은 가동형, 예를 들어 전면 개방 통합 포드(FOUPs)이고, 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 현재 위치로부터 새로운 위치로 그룹으로 이송한다. 새로운 위치는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500) 내의 상이한 모듈에 인접하거나 다이싱 또는 패키징 장치와 같은 다른 장치로의 위치이다. 가동형 저장 유닛(510)을 갖는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)에서, 자동 웨이퍼 취급 모듈(502)은 저장 유닛(510)으로부터 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고, 웨이퍼 조립체 또는 반도체 웨이퍼(102)를 웨이퍼 박리 모듈(504), 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508) 내로 로딩하고 웨이퍼 박리 모듈(504), 제1 세척 모듈(506) 또는 제2 세척 모듈(508) 내의 프로세스의 완료 후에 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 동일한 저장 유닛(510)으로 재차 복귀시킨다. 저장 유닛(510)은 이어서 웨이퍼를 새로운 위치로 이동한다.
도 6은 하나 이상의 실시예에 따른, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)의 블록도이다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)는 100만큼 증가된 도면 부호를 갖는, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(500)(도 5)와 관련하여 설명된 것들과 유사한 특징부들을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)는 필름 프레임(108)(도 1)을 포함하는 웨이퍼 조립체(100)(도 1) 및/또는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는 반도체 웨이퍼(102)(도 1)를 취급하도록 구성된다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)의 다양한 모듈로/로부터 반도체 웨이퍼(102)(도 1)를 이송/운송하기 위한 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)을 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)는 웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)의 다양한 모듈로/로부터 반도체 웨이퍼(102)(도 1)를 이송/운송하기 위한 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)을 포함한다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)는 캐리어 웨이퍼(104)(도 1)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 분리하기 위한 웨이퍼 박리 모듈(604), 반도체 웨이퍼(102)로부터 접착제(106)를 제거하기 위한 2개 이상의 제1 웨이퍼 세척 모듈(606) 및 2개 이상의 제2 웨이퍼 세척 모듈(608)을 또한 포함한다. 제1 웨이퍼 세척 모듈(606) 및 제2 웨이퍼 세척 모듈(608)은 상이한 유형의 세척 작업을 위해 사용되도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제1 웨이퍼 세척 모듈(606) 및 제2 웨이퍼 세척 모듈(608)은 동일한 유형의 세척 작업을 위해 사용되도록 구성된다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)는 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)로부터 필름 프레임(108)을 세척, 도포, 또는 제거하는 것 중 하나를 행하도록 구성된 적어도 하나의 필름 프레임 모듈(609)을 갖는다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)는 다수의 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)(도 1)를 저장하기 위한 저장 유닛(610)을 더 포함한다.
웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)는 프로세싱에 앞서 각각의 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)에 부착된 바코드 또는 다른 마킹을 스캐닝하기 위한 스캔 모듈(512)(도 5)에 유사한 객체 문자 인식(object character recognition: OCR) 모듈(612)을 포함한다. OCR 모듈(612)은 웨이퍼 박리 및 세척 장치(600)에 진입하는 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100) 상의 바코드 또는 마킹을 스캐닝한다. OCR 모듈(612)은 스캐닝된 바코드 또는 마킹을 컴퓨터 시스템에 전송하여 생산 프로세스 전체에 걸쳐 반도체 웨이퍼(102) 및/또는 웨이퍼 조립체(100)의 추적을 허용한다. 생산 프로세스 전체에 걸쳐 반도체 웨이퍼(102) 및/또는 웨이퍼 조립체(100)를 추적하는 능력은 생산 에러가 신속하게 위치확인되어 보정되게 할 수 있다.
제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)은 로봇식 아암이다. 몇몇 실시예에서, 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)은 다수의 로봇식 아암을 포함한다. 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)은 로봇식 아암이다. 몇몇 실시예에서, 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)은 다수의 로봇식 아암을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602) 및 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603) 로봇식 아암은 각각 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)를 지지하도록 구성된 제1 블레이드부(614) 및 제2 블레이드부(615)를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 제1 블레이드부(614) 및/또는 제2 블레이드부(615)는 반도체 웨이퍼(102)(도 1 및 도 3a 내지 도 3b)의 표면을 스크래치하는 것을 방지하기 위해 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)에 대한 제1 블레이드부(614) 및/또는 제2 블레이드부(615)의 위치설정을 향상시키기 위한 센서를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 블레이드부(614) 및/또는 제2 블레이드부(615)는 제1 블레이드부(614) 및/또는 제2 블레이드부(615)와 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102) 사이의 접촉량을 최소화하도록 실질적으로 U형이다. 다른 실시예에서, 제1 블레이드부(614) 및/또는 제2 블레이드부(615)는 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100)를 지지하고 이동시키기 위한 원형, 직선형 또는 다른 적합한 형상이다.
제1 블레이드부(614) 및/또는 제2 블레이드부(615)는 휘어진 반도체 웨이퍼(102) 또는 웨이퍼 조립체(100) 및/또는 반도체 웨이퍼(102)를 지지하는 필름 프레임(108)을 포함하는 웨이퍼 조립체(100)를 취급하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602) 및 제1 블레이드부(614)는 필름 프레임 모듈(609) 및 웨이퍼 박리 모듈(604)과 상호 작용하도록 구성되고, 반면에 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)은 제1 세척 모듈(606) 및 제2 세척 모듈(608)과 상호 작용하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602) 및 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)은 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 서로에 대해 핸드오프(hand-off)하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 그 위에 또는 그 내에, 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)가 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602) 또는 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603) 중 다른 하나에 의한 회수(retrieval)를 위해 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602) 또는 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603) 중 하나에 의해 배치되는 스테이지 또는 버퍼 모듈(616)을 포함한다. 따라서, 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈 및 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈은 하나에서 다른 하나로 반도체 웨이퍼를 간접적으로(indirectly) 이송하도록 구성될 수 있다. 버퍼 모듈(616)은 웨이퍼 박리 모듈(604), 2개 이상의 제1 웨이퍼 세척 모듈(606) 및/또는 2개 이상의 제2 웨이퍼 세척 모듈(608)에 의해 수행된 박리 및 세척 프로세스가 실시되기 전 및/또는 후에 반도체 웨이퍼(102)를 연마한다. 버퍼 모듈(616)은 웨이퍼 박리 모듈(604), 2개 이상의 제1 웨이퍼 세척 모듈(606) 및/또는 2개 이상의 제2 웨이퍼 세척 모듈(608)에 의해 수행된 박리 및 세척 프로세스 후에 또는 준비시에 반도체 웨이퍼(102) 상에 존재하는 잔류 접착제 또는 부스러기(debris)를 제거하거나 감소시키기 위해 반도체 웨이퍼(102)를 연마한다. 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)과 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603) 사이에 버퍼 모듈(616) 또는 버퍼 모듈(616) 대신에 스테이지를 갖는 것은, 반도체 웨이퍼(102)가 예를 들어 버퍼(616)에 의해 프로세싱되거나 이송을 대기하는 동안 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602) 및 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)이 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 이동시키는 것을 가능하게 하여, 생산 효율 및 처리량을 증가시킨다.
사용시에, 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)은 저장 유닛(510) 중 하나로부터 웨이퍼 조립체(100)를 제거하고, 웨이퍼 조립체(100)를 웨이퍼 박리 모듈(604) 내에 로딩한다. 대안적으로, 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)은 필름 프레임 모듈(609)로부터 웨이퍼 조립체(100)를 제거하고 웨이퍼 조립체(100)를 웨이퍼 박리 모듈(604) 내로 로딩한다. 로딩 후에, 웨이퍼 조립체(100)는 웨이퍼 박리 모듈(604) 내의 박리 스테이지로 이송된다. 박리 스테이지에서, 웨이퍼 조립체(100)는 반도체 웨이퍼(102)와 캐리어 웨이퍼(104)를 접합하는 접착제(106)를 약화시키도록 조사된다. 몇몇 실시예에서, 웨이퍼 조립체(100)는 자외광으로 조사된다. 다른 실시예에서, 웨이퍼 조립체(100)는 캐리어 웨이퍼(104)(도 1)와 반도체 웨이퍼(102) 사이의 접합을 약화시키도록 레이저광, 열에너지, 전자기 방사선 또는 다른 적합한 유형의 에너지로 조사된다. 조사 후에, 웨이퍼 조립체(100)는 박리 스테이지로부터 이송되고, 캐리어 웨이퍼(104)는 반도체 웨이퍼(102)로부터 들어올려진다. 몇몇 실시예에서, 접착제(106)의 일부는 반도체 웨이퍼(102) 및 캐리어 웨이퍼(104)의 각각에 부착 유지된다. 캐리어 웨이퍼(104)는 다른 반도체 웨이퍼(102)와 함께 사용을 위해 세척되고 저장된다. 박리 프로세스 후에, 반도체 웨이퍼(102)는 도 3a에 도시되어 있는 구조와 유사하다.
제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)은 캐리어 웨이퍼(104)의 제거 후에 웨이퍼 박리 모듈(604)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거한다. 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)은 이어서 도 3a에 도시되어 있는 반도체 웨이퍼(102)를 스테이지, 버퍼(616) 또는 제2 자동 웨이퍼 취급 유닛(603)으로 이송한다. 제2 자동 웨이퍼 취급 유닛(603)은 이어서 반도체 웨이퍼(102)를 제1 세척 모듈(606) 또는 제2 세척 모듈(608) 중 하나로 이송한다.
제1 세척 모듈(606) 또는 제2 세척 모듈(608) 내의 세척 프로세스가 완료된 후에, 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)은 제1 세척 모듈(606) 또는 제2 세척 모듈(608)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고, 반도체 웨이퍼(102)를 스테이지, 버퍼(616) 또는 제1 자동 웨이퍼 취급 유닛(602)으로 이송한다. 몇몇 실시예에서, 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)은 반도체 웨이퍼(102)를 후속의 세척 프로세스를 위해 제1 세척 모듈(606) 또는 제2 세척 모듈(608) 중 다른 하나 내로 로딩한다. 이와 같이, 제1 세척 모듈(606) 또는 제2 세척 모듈(608) 내의 후속의 세척 프로세스가 완료된 후에, 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈(603)은 제1 세척 모듈(606) 또는 제2 세척 모듈(608)로부터 반도체 웨이퍼(102)를 제거하고, 반도체 웨이퍼(102)를 스테이지, 버퍼(616) 또는 제1 자동 웨이퍼 취급 유닛(602)으로 이송한다.
제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)은 세척된 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 저장 유닛(610) 중 하나에 이송한다. 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)가 박리 모듈(604), 제1 세척 모듈(606), 제2 세척 모듈(608) 또는 필름 프레임 모듈(609) 내에 있지 않으면, 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)은 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 저장 유닛(610) 중 하나에 이송한다. 몇몇 실시예에서, 저장 유닛(610) 중 하나 이상은 필름 프레임 모듈(609)과 정렬하고 결합(mate)하여 웨이퍼 조립체(100) 및/또는 반도체 웨이퍼(102)를 결합된 저장 유닛(610) 내외로 이송하도록 구성된다. 유사하게, 몇몇 실시예에서, 저장 유닛(610)의 하나 이상은 웨이퍼 박리 모듈(604)과 정렬하고 결합하여 웨이퍼 조립체(100) 및/또는 반도체 웨이퍼(102)를 결합된 저장 유닛(610) 내외로 이송하도록 구성된다.
저장 유닛(610)은 필름 프레임(108)을 갖는 것들을 포함하여, 복수의 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 지지하도록 설계된 지지 장치를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 저장 유닛(610)은 카세트, 전면 개방 통합 포드(FOUPs), 다른 적합한 컨테이너, 캐리어, 지지 장치, 보호 커버 또는 이들의 조합이다. 웨이퍼 조립체들(100) 사이의 간격은, 저장된 웨이퍼를 손상하는 것을 회피하기 위해 인접 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)에 접촉하지 않고 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈(602)이 웨이퍼 조립체(100) 또는 반도체 웨이퍼(102)를 삽입 및 제거하게 하기에 충분하다.
웨이퍼 박리 및 세척에 관한 전술된 실시예들은 웨이퍼 박리 및 세척 프로세스를 간단화하고, 이는 생산 효율 및 처리량을 향상시켜, 이에 의해 생산 비용을 감소시킨다. 웨이퍼 박리 및 세척에 관한 전술된 실시예는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는 얇은 반도체 웨이퍼의 통상적인 오취급(mishandling)을 회피하도록 구성된 하나 이상의 자동 웨이퍼 취급 모듈을 사용한다. 이러한 오취급은 종종 생산 수율 손실을 야기하는 생산 결함을 유발한다. 설명된 하나 이상의 자동 웨이퍼 취급 모듈의 사용은 얇은 웨이퍼가 오취급될 기회를 감소시킴으로써 생산 결함 및 생산 수율 손실을 감소시킨다.
웨이퍼 박리 및 세척에 관한 전술된 실시예는 필름 프레임에 의해 지지되는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는 얇은 반도체 웨이퍼를 취급하는 것이 가능하다. 얇은 반도체 웨이퍼를 위한 수동 세척 프로세스는 시간 소모적이고, 생산 효율을 감소시키고, 얇은 웨이퍼를 오취급할 기회를 증가시킨다. 웨이퍼 박리 및 세척에 관한 설명된 실시예는 필름 프레임을 갖거나 갖지 않는 얇은 반도체 웨이퍼를 수용하고 세척하도록 구성된 하나 이상의 세척 모듈을 사용한다. 필름 프레임에 의해 지지된 웨이퍼를 박리하고 세척함으로써, 얇은 반도체 웨이퍼로의 필름 프레임의 부착과 연계된 통상의 비용 및 생산 수율 손실이 감소되거나 제거된다.
본 발명의 양태는 웨이퍼 박리 및 세척 장치에 관한 것이다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하도록 구성된 웨이퍼 박리 모듈을 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하기 위해 제1 세척 프로세스를 수행하도록 구성된 제1 웨이퍼 세척 모듈을 또한 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 웨이퍼 박리 모듈 또는 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 하나로부터 웨이퍼 박리 모듈 또는 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 다른 하나로 반도체 웨이퍼를 이송하도록 구성된 자동 웨이퍼 취급 모듈을 더 포함한다. 반도체 웨이퍼는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는다.
본 발명의 다른 양태는 웨이퍼 박리 및 세척 방법에 관한 것이다. 방법은 웨이퍼 박리 모듈을 사용하여 캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하는 것을 포함한다. 방법은 제1 웨이퍼 세척 모듈을 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하는 것을 또한 포함한다. 방법은 자동 웨이퍼 취급 모듈을 사용하여 웨이퍼 박리 모듈 또는 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 하나로부터 웨이퍼 박리 모듈 또는 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 다른 하나로 반도체 웨이퍼를 이송하는 것을 포함한다. 반도체 웨이퍼는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는다.
본 발명의 다른 양태는 웨이퍼 박리 및 세척 장치에 관한 것이다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하도록 구성된 웨이퍼 박리 모듈을 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하도록 구성된 제1 웨이퍼 세척 모듈을 또한 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하도록 구성된 제2 웨이퍼 세척 모듈을 더 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 반도체 웨이퍼를 세척하도록 구성된 필름 프레임 세척 모듈을 추가로 포함한다. 웨이퍼 박리 및 세척 장치는 웨이퍼 박리 모듈, 제1 웨이퍼 세척 모듈, 및 필름 프레임 세척 모듈 내외로 반도체 웨이퍼를 이송하도록 구성된 자동 웨이퍼 취급 모듈을 또한 포함한다. 반도체 웨이퍼는 약 0.20 ㎛ 내지 약 3 mm의 범위의 두께를 갖는다.
상기 설명은 예시적인 단계를 개시하고 있지만, 이들 단계는 반드시 설명된 순서로 수행되도록 요구되는 것은 아니다. 단계들은 본 발명의 실시예의 사상 및 범주에 따라, 적절하게 추가되고, 교체되고, 순서가 변경되고 그리고/또는 제거될 수 있다. 상이한 청구범위 및/또는 상이한 실시예를 조합하는 실시예가 본 발명의 범주 내에 있고, 본 명세서를 재고한 후에 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백해질 것이다.
100: 웨이퍼 조립체 102: 반도체 웨이퍼
104: 캐리어 웨이퍼 106: 접착제
108: 필름 프레임 200: 웨이퍼 박리 및 세척 장치
204: 웨이퍼 박리 모듈 206: 제1 웨이퍼 세척 모듈
208: 제2 웨이퍼 세척 모듈 210: 저장 유닛

Claims (9)

  1. 웨이퍼 박리 및 세척 장치로서,
    캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하도록 구성된 웨이퍼 박리 모듈;
    각각이 상기 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하기 위해 세척 프로세스를 수행하도록 구성된 복수의 웨이퍼 세척 모듈;
    상기 복수의 웨이퍼 세척 모듈의 이용가능성에 기초하여 상기 복수의 웨이퍼 세척 모듈로부터 제1 웨이퍼 세척 모듈을 선택하도록 구성된 제어 시스템; 및
    상기 웨이퍼 박리 모듈 또는 상기 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 하나로부터 상기 웨이퍼 박리 모듈 또는 상기 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 다른 하나로 상기 반도체 웨이퍼를 이송하도록 구성된 자동 웨이퍼 취급(handling) 모듈을 포함하고,
    상기 반도체 웨이퍼는 0.20 ㎛ 내지 3 mm의 범위의 두께를 가지며,
    필름 프레임이 상기 반도체 웨이퍼에 부착되고,
    상기 웨이퍼 박리 및 세척 장치는,
    상기 필름 프레임을 갖는 상기 반도체 웨이퍼를 세척하도록 구성된 필름 프레임 세척 모듈; 및
    결합(mate)된 가동형(movable) 저장 유닛 내외로 상기 반도체 웨이퍼를 이송하도록 상기 필름 프레임 세척 모듈에 정렬하고 결합하도록 구성된 복수의 가동형 저장 유닛을 더 포함하는, 웨이퍼 박리 및 세척 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자동 웨이퍼 취급 모듈은,
    상기 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성된 로봇식 아암을 포함하는 것인, 웨이퍼 박리 및 세척 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자동 웨이퍼 취급 모듈은 휘어진(warped) 반도체 웨이퍼를 취급하도록 구성된 블레이드부를 포함하는 것인, 웨이퍼 박리 및 세척 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자동 웨이퍼 취급 모듈은 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈이고, 상기 웨이퍼 박리 및 세척 장치는,
    상기 필름 프레임 세척 모듈 내외로 상기 반도체 웨이퍼를 이송하도록 구성된 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈을 더 포함하는 것인, 웨이퍼 박리 및 세척 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 자동 웨이퍼 취급 모듈 및 상기 제2 자동 웨이퍼 취급 모듈은 하나에서 다른 하나로 상기 반도체 웨이퍼를 간접적으로(indirectly) 이송하도록 구성된 것인, 웨이퍼 박리 및 세척 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 웨이퍼 세척 모듈은 제2 웨이퍼 세척 모듈을 더 포함하고, 상기 제1 웨이퍼 세척 모듈은 제1 세척 프로세스를 수행하도록 구성되고, 상기 제2 웨이퍼 세척 모듈은 상기 제1 세척 프로세스와는 상이한 제2 세척 프로세스를 수행하도록 구성되는 것인, 웨이퍼 박리 및 세척 장치.
  7. 웨이퍼 박리 및 세척 방법으로서,
    웨이퍼 박리 모듈을 사용하여 캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하는 단계 - 필름 프레임이 상기 반도체 웨이퍼에 부착됨 -;
    복수의 웨이퍼 세척 모듈의 이용가능성에 기초하여 상기 복수의 웨이퍼 세척 모듈로부터 제1 웨이퍼 세척 모듈을 선택하는 단계;
    상기 제1 웨이퍼 세척 모듈을 사용하여 상기 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하는 단계;
    자동 웨이퍼 취급 모듈을 사용하여 상기 웨이퍼 박리 모듈 또는 상기 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 하나로부터 상기 웨이퍼 박리 모듈 또는 상기 제1 웨이퍼 세척 모듈 중 다른 하나로 상기 반도체 웨이퍼를 이송하는 단계;
    필름 프레임 세척 모듈을 이용하여 상기 필름 프레임을 갖는 상기 반도체 웨이퍼를 세척하는 단계; 및
    결합(mate)된 가동형(movable) 저장 유닛 내외로 상기 반도체 웨이퍼를 이송하도록 상기 필름 프레임 세척 모듈에 정렬하고 결합하도록 구성된 복수의 가동형 저장 유닛에 의해 상기 반도체 웨이퍼를 이송하는 단계를 포함하고,
    상기 반도체 웨이퍼는 0.20 ㎛ 내지 3 mm의 범위의 두께를 갖는 것인, 웨이퍼 박리 및 세척 방법.
  8. 웨이퍼 박리 및 세척 장치로서,
    캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하도록 구성된 웨이퍼 박리 모듈;
    복수의 웨이퍼 세척 모듈로서, 상기 복수의 웨이퍼 세척 모듈은 상기 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하도록 구성된 제1 웨이퍼 세척 모듈 및 상기 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하도록 구성된 제2 웨이퍼 세척 모듈을 포함하는 것인, 복수의 웨이퍼 세척 모듈;
    상기 반도체 웨이퍼를 세척하도록 구성된 필름 프레임 세척 모듈;
    상기 복수의 웨이퍼 세척 모듈의 이용가능성에 기초하여 상기 복수의 웨이퍼 세척 모듈로부터 상기 제1 웨이퍼 세척 모듈을 선택하도록 구성된 제어 시스템;
    상기 웨이퍼 박리 모듈, 상기 제1 웨이퍼 세척 모듈, 및 상기 필름 프레임 세척 모듈 내외로 상기 반도체 웨이퍼를 이송하도록 구성된 자동 웨이퍼 취급 모듈; 및
    결합(mate)된 가동형(movable) 저장 유닛 내외로 상기 반도체 웨이퍼를 이송하도록 상기 필름 프레임 세척 모듈에 정렬하고 결합하도록 구성된 복수의 가동형 저장 유닛을 포함하고,
    상기 반도체 웨이퍼는 0.20 ㎛ 내지 3 mm의 범위의 두께를 갖는 것인, 웨이퍼 박리 및 세척 장치.
  9. 웨이퍼 박리 및 세척 장치로서,
    캐리어 웨이퍼로부터 반도체 웨이퍼를 분리하도록 구성된 웨이퍼 박리 모듈;
    복수의 제1 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하기 위해 제1 세척 프로세스를 수행하도록 구성된 제1 웨이퍼 세척 모듈;
    복수의 제2 반도체 웨이퍼의 표면을 세척하기 위해 제2 세척 프로세스를 수행하도록 구성된 제2 웨이퍼 세척 모듈;
    상기 복수의 제1 반도체 웨이퍼를 상기 웨이퍼 박리 모듈로부터 상기 제1 웨이퍼 세척 모듈로 직접 이송하고 상기 복수의 제2 반도체 웨이퍼를 상기 웨이퍼 박리 모듈로부터 상기 제2 웨이퍼 세척 모듈로 직접 이송하도록 구성된 자동 웨이퍼 취급 모듈;
    각각이 접착제에 의해 캐리어 웨이퍼에 접합된 반도체 웨이퍼를 갖는 복수의 웨이퍼 조립체를 저장하도록 구성된 저장 유닛 - 상기 저장 유닛은 상기 저장 유닛 밖으로 상기 웨이퍼 조립체를 이송하도록 상기 웨이퍼 박리 모듈에 정렬하고 결합하도록 구성됨 -
    을 포함하고,
    상기 반도체 웨이퍼는 0.20 ㎛ 내지 3 mm의 범위의 두께를 갖는 것인, 웨이퍼 박리 및 세척 장치.
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