KR20010018028A - 커버에 분사 노즐이 구비된 웨이퍼 세척 장치 - Google Patents

커버에 분사 노즐이 구비된 웨이퍼 세척 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 세척 장치(Wafer cleaning apparatus)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 절단 공정(Sawing process)이 끝난 후 수행되는 세척 과정에서 웨이퍼 표면의 불순물들 - 예를 들어, 실리콘 가루 및 입자 등 - 이 튀어 웨이퍼를 덮는 커버에 묻은 후 다시 웨이퍼로 2차 오염되거나 또는 커버에 묻은 수증기와 같은 불순물 등으로 인하여 웨이퍼 세척 장치가 노후되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세척 장치에 관한 것이며, 이를 위하여 웨이퍼의 표면을 덮는 커버의 하면에 임의의 배열을 따라 분사 노즐이 구비된 웨이퍼 세척 장치의 구조를 개시하고, 또한 분사 노즐이 가스 배관을 통해 외부의 가스 공급 장치에 연결되어 공기와 질소 가스 등의 가스가 분사되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세척 장치의 구조를 개시하며, 이러한 구조를 통하여 웨이퍼 세척 공정에서 커버에 불순물이 묻는 것을 방지하여 커버의 불순물로 인한 웨이퍼의 2차 오염을 방지하거나 장치의 노후화를 방지할 수 있다. 또한 이를 통하여 제품의 신뢰성 및 수율을 향상할 수 있으며, 작업 효율을 향상할 수 있다.

Description

커버에 분사 노즐이 구비된 웨이퍼 세척 장치 { Wafer cleaning apparatus with blow nozzle in cover }
본 발명은 웨이퍼 세척 장치(Wafer cleaning apparatus)에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 웨이퍼 절단(Wafer sawing) 공정이 끝난 후 수행되는 웨이퍼 세척 과정에서 웨이퍼 표면의 불순물들이 튀어 웨이퍼를 덮는 커버에 묻은 후 다시 웨이퍼로 2차 오염되거나 또는 불순물 등으로 인하여 웨이퍼 세척 장치가 노후되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세척 장치에 관한 것이다.
반도체 조립 공정 중에서 웨이퍼를 개개의 반도체 칩으로 분리하여 조립하기 위하여는 여러 단계의 공정을 거치게 되며, 이중에서 웨이퍼를 개개의 반도체 칩으로 분리하는 공정을 웨이퍼 절단(Wafer sawing) 공정이라고 한다.
웨이퍼 절단 공정은 다이아몬드(Diamond)와 같은 재질의 블레이드(Blade)를 이용하여 웨이퍼를 직접 절단하는 절단 공정(Cutting process)과, 절단된 상태의 웨이퍼를 세척하는 세척 공정(Cleaning process)으로 구분될 수 있다.
절단 공정에서는 웨이퍼가 절단되면서 가루(Silicon dust), 입자(Silicon particle) 등의 불순물이 생성되어 웨이퍼의 표면에 잔존하게 되며, 세척 공정은 웨이퍼의 표면에서 이러한 불순물들을 제거하는 것을 특징으로 한다.
세척 공정은 웨이퍼 세척 장치(Wafer cleaning apparatus)에서 수행되며, 도면을 참조하여 웨이퍼 세척 장치의 구조와 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 웨이퍼 세척 장치(100)를 웨이퍼(10)를 중심으로 간략하게 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 커버(40)를 도시한 배면도이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 종래의 웨이퍼 세척 장치(100)는 회전모터(24)가 구비된 하부 몸체(22)와, 회전모터에 의해 구동되는 회전 테이블(20)과, 회전 테이블 위에서 탈이온수(DI water), 린스액(Rinse liquid) 및 가스 등을 분사하는 세척 노즐들(32, 34)이 형성된 세척 팁(30)과, 웨이퍼(10)를 진공 흡착하여 이송하는 피커(Picker)와 같은 이송수단(42)이 구비된 커버(40) 및 커버를 상하로 구동하는 왕복 실린더(50) 등을 포함한다.
커버(40)의 이송수단(42)은 배기관(44)을 통해 진공 펌프(Vacuum Pump; 도시되지 않음) 등에 연결되어 웨이퍼(10)를 흡착하고, 회전 테이블(20)과 같이 특정한 위치에 웨이퍼를 이송할 수 있다.
이러한 구조를 갖는 웨이퍼 세척 장치의 작동은 세척 팁을 이용하여 웨이퍼의 표면을 세척하는 것을 특징으로 한다. 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 커버가 하부 몸체 쪽으로 하강하면서, 커버의 하부에 구비된 이송수단이 웨이퍼를 회전 테이블 위로 올려놓는다. 회전 테이블의 회전과 세척 팁의 움직임을 통하여 웨이퍼 표면 위로 탈이온수(DI water ; Deionized water)와 린스액 등이 분사되어 웨이퍼의 표면을 세척하고, 질소(N2) 및 공기(Air) 등이 분사되어 웨이퍼의 표면을 건조시킨다.
이 과정에서, 웨이퍼의 전표면이 동시에 세척되지 않기 때문에 웨이퍼 위의 불순물 등이 커버 등에 튀어 오염된 후, 다음 세척 공정에서 웨이퍼 위로 묻어나는 등의 2차 오염을 가져올 수 있으며, 이러한 2차 오염 등으로 인하여 수율의 저하를 가져올 수 있다. 이를 방지하기 위하여 작업자가 수작업으로 세척을 하는 등 작업 생산성의 손실을 가져올 수 있다.
이와 함께, 세척 공정 중에 분사되는 탈이온수 및 린스액 등이 증발하여 수증기로 형성되며, 이러한 수증기가 커버 등에 묻어 웨이퍼 세척 장치의 노후를 가속화시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 웨이퍼의 세척 과정에서 튀어 오른 불순물 등이 커버 등에 오염된 후 다시 웨이퍼로 2차 오염되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세척 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 세척 과정에서 발생하는 수증기 등으로 인하여 웨이퍼 세척 장치가 노후되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세척 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 웨이퍼 세척 장치를 간략히 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 커버를 도시한 배면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세척 장치를 간략히 도시한 정면도,
도 4는 도 3의 커버를 도시한 배면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 설명〉
10, 110 : 웨이퍼 12, 112 : 불순물
20, 120 : 회전 테이블(Spinner) 22, 122 : 하부 몸체
24, 124 : 회전모터 30, 130 : 세척 팁(Cleaning tip)
32, 34, 132, 134 : 세척 노즐 36, 136 : 지지대
40, 140 : 커버(Cover) 42, 142 : 이송수단
44, 144 : 배기관 46, 146 : 커버의 하면
50, 150 : 왕복 실린더 100, 200 : 웨이퍼 세척 장치
160 : 분사 노즐(Blow nozzle) 162 : 가스 배관
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웨이퍼가 놓여지는 회전 테이블과; 회전 테이블을 지지하는 하부 몸체와; 하부 몸체 내에 형성되며, 회전 테이블을 구동하는 회전모터와; 회전 테이블 위로 탈이온수, 린스액 및 가스를 분사하는 세척 노즐들이 형성된 세척 팁과; 회전 테이블 위에서 수직으로 움직이며, 웨이퍼를 흡착하여 이송하는 이송수단을 포함하는 커버; 및 커버를 상하로 구동하는 왕복 실린더;를 포함하는 웨이퍼 세척 장치에 있어서, 커버의 하면을 따라 임의의 배열로 가스를 분사할 수 있는 분사 노즐이 구비된 것을 특징으로 하는 커버에 분사 노즐이 구비된 웨이퍼 세척 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 커버는 가스 공급 장치와 연결된 가스 배관들을 포함하고 있으며, 가스 배관들을 따라 분사 노즐이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세척 장치(200)를 웨이퍼(110)를 중심으로 하여 도시한 정면도이며, 도 4는 도 3의 커버(140)를 도시한 배면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 세척 장치(200)의 구조와 작동원리를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세척 장치(200)는 회전모터(124)가 구비된 하부 몸체(122)와, 회전모터에 의해 구동되는 회전 테이블(120)과, 회전 테이블 위에서 탈이온수(DI water), 린스액 및 가스 등을 분사하는 세척 노즐들(132, 134)이 형성된 세척 팁(130)과, 웨이퍼(110)를 흡착하여 이송하는 피커(Picker)와 같은 이송수단(142)이 구비된 커버(140) 및 커버를 상하로 구동하는 왕복 실린더(150) 등을 포함하며, 이에 더하여 커버의 하면(146)을 따라 임의의 배열로 가스를 분사할 수 있는 분사 노즐(160)이 형성된 것을 특징으로 한다. 분사 노즐(160)은 외부의 가스 공급 장치(도시되지 않음)에 연결된 가스 배관(162)을 통해 배열된 것을 특징으로 한다.
커버(140)의 이송수단(142)은 배기관(144)을 통해 진공 펌프(Vacuum Pump) 등에 연결되어 웨이퍼(110)를 흡착하고, 회전 테이블(120)과 같이 특정한 위치에 웨이퍼를 이송할 수 있다.
이러한 구조를 갖는 웨이퍼 세척 장치의 작동은 세척 팁을 이용하여 웨이퍼의 표면을 세척하면서, 커버에 형성된 분사 노즐을 이용하여 절단 공정으로 생성된 가루 및 입자 등의 불순물이 커버 등에 묻어 웨이퍼에 2차 오염되거나 웨이퍼 세척 장치가 노후되는 것을 방지할 수 있다.
좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 커버가 하부 몸체 쪽으로 하강하면서, 커버의 하부에 구비된 이송수단이 웨이퍼를 회전 테이블 위로 올려놓는다. 회전 테이블의 회전과 세척 팁의 움직임을 통하여 웨이퍼 표면 위로 탈이온수(DI water)와 린스액 등이 분사되어 웨이퍼의 표면을 세척하고, 질소 가스(N2gas) 및 공기(Air) 등이 분사되어 웨이퍼의 표면을 건조시킨다. 또한, 이 과정에서 커버의 하면에 구비된 분사 노즐을 통하여 질소 가스(N2gas) 및 공기 등이 분사된다.
커버의 하면에 형성된 분사 노즐은 세척 노즐을 통해 탈이온수, 린스액 및 가스가 분사되는 공정 전과정을 통해 작동되거나 일부 공정 중에만 작동될 수 있다. 표 1은 이와 같은 분사 노즐의 가능한 작동 순서를 간략히 표시한 것이다.
세척 노즐 탈이온수 린스액 가스
분사 노즐 1 ○ ○ ○
분사 노즐 2 ○ × ○
즉, 표 1과 같이, 분사 노즐은 세척 노즐을 통해 탈이온수, 린스액, 가스가 분사되는 전 과정을 통해 계속 공기 등이 분사될 수 있고(분사 노즐 1), 필요에 따라 세척 노즐을 통해 탈이온수, 가스가 분사되는 일부 공정에서만 공기 등이 분사될 수 있다(분사 노즐 2). 이와 같이, 커버의 하면에 형성된 분사 노즐을 통하여 공기 등의 가스를 분사하는 방법은 해당 작업의 특성 및 작업자의 선택에 따라 다양하게 적용할 수 있다.
또한, 실제로 가스를 분사하기 위하여는 솔레노이드(Solenoid)와 같은 장치를 이용하여 각 공정과 연결함으로써 자동적으로 이를 제어할 수 있다.
따라서, 종래와는 달리 웨이퍼를 세척하는 공정 중에 웨이퍼 위로 덮여진 커버의 하면에서 분사 노즐을 통하여 가스가 분사되기 때문에 웨이퍼 위의 불순물 등이 커버 등에 튀어 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 커버의 불순물을 통해 웨이퍼가 2차 오염되는 것을 방지할 수 있다.
이와 함께, 세척 공정 중에 분사되는 탈이온수 및 린스액 등이 증발하여 형성되는 수증기가 커버 등에 묻어 웨이퍼 세척 장치의 노후를 가속화시키는 것을 방지할 수 있다.
위와 같이, 웨이퍼 세척 공정에서 커버를 통한 웨이퍼의 2차 오염을 방지함에 따라, 2차 오염 등에 의한 수율의 저하를 방지할 수 있으며, 나아가 수율 저하를 방지하기 위하여 수행되던 작업자의 작업량을 줄여 생산성의 증가를 가져올 수 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼 세척 장치는 웨이퍼 위로 덮여지는 커버의 하면에 임의의 배열로 형성된 분사 노즐을 구비한 것을 특징으로 하며, 이러한 구조적 특징에 따라 웨이퍼를 세척하는 공정 중에 발생하는 커버의 오염 및 커버의 오염으로 인한 웨이퍼의 2차 오염을 방지할 수 있으며, 또한 수증기 등의 불순물이 커버에 묻어 웨이퍼 세척 장치가 노후화 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이와 같이 커버의 하면에 분사 노즐을 구비한 구조를 적용함으로써, 제품의 신뢰성을 향상할 수 있고 작업자의 작업효율을 향상할 수 있으며, 제품의 수율 저하를 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 웨이퍼가 놓여지는 회전 테이블;
    상기 회전 테이블을 지지하는 하부 몸체;
    상기 하부 몸체 내에 형성되며, 상기 회전 테이블을 구동하는 회전모터;
    상기 회전 테이블 위로 탈이온수, 린스액 및 가스를 분사하는 세척 노즐들이 형성된 세척 팁;
    상기 회전 테이블 위에서 수직으로 움직이며, 상기 웨이퍼를 흡착하여 이송하는 이송수단을 포함하는 커버; 및
    상기 커버를 상하로 구동하는 왕복 실린더;
    를 포함하는 웨이퍼 세척 장치에 있어서,
    상기 커버의 하면을 따라 임의의 배열로 가스를 분사할 수 있는 분사 노즐이 구비된 것을 특징으로 하는 커버에 분사 노즐이 구비된 웨이퍼 세척 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스는 공기 및 질소 가스인 것을 특징으로 하는 커버에 분사 노즐이 구비된 웨이퍼 세척 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 커버는 가스 공급 장치와 연결된 가스 배관들을 포함하고 있으며, 상기 가스 배관들을 따라 상기 분사 노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 커버에 분사 노즐이 구비된 웨이퍼 세척 장치.
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