KR20080005630A

KR20080005630A - 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치

Info

Publication number: KR20080005630A
Application number: KR1020060064171A
Authority: KR
Inventors: 김현중; 김광은; 최용익; 김태영; 우영필; 김민균
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2008-01-15

Abstract

본 발명은 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치에 관한 것이다. 종래의 먼지 제거 장치는 개방된 환경에서 먼지 제거 대상 부재에 공기를 분사하여 먼지를 분리한 후 공기 흡입을 통하여 제거하기 때문에, 집진율이 떨어지고 분리된 먼지에 의해 먼지 제거 대상 부재가 재오염되는 문제가 발생되었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 먼지 제거 장치는 먼지 제거 대상 부재의 먼지 제거 영역을 덮으며 하부에 통로가 형성된 베이스부를 포함한다. 공기 주입부는 통로의 일측에 이온화된 압축 공기를 제공하여 먼지 제거 대상 부재의 상부면에 잔류하는 먼지를 중화시켜 분리한다. 그리고 흡입부는 분리된 먼지를 통로의 타측에서 흡입하여 제거한다. 이때 공기 주입부에서 통로로 제공된 공기는 베르누이의 원리에 따라 고속으로 흐리기 때문에, 먼지 제거 대상 부재의 상부면에 잔류하는 먼지를 효과적으로 분리한다. 그리고 통로의 타측에 상승 곡면을 형성함으로써, 분리된 먼지는 상승 곡면을 타고 상승하여 흡입부에 의해 제거되기 때문에, 먼지를 깨끗하게 제거하면서 먼지가 날려 먼지 제거 대상 부재가 재오염되는 것을 억제할 수 있다.

집진, 먼지, 파티클(particle), 오염, 공기

Description

반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치{Particle removing apparatus of semiconductor equipment}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치를 보여주는 사시도이다.

도 2는 도 1의 먼지 제거 장치의 단면도로서, 배선기판에 잔류하는 먼지를 제거하는 과정을 보여주는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치를 보여주는 사시도이다.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도로서, 웨이퍼에 잔류하는 먼지를 제거하는 과정을 보여주는 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

10 : 공기 주입부 12 : 공기

20 : 베이스부 22 : 통로

23 : 댐 25 : 공기 주입구

27 : 곡면 30 : 집진부

31 : 집진통 34 : 먼지 흡입부

100 : 먼지 제거 장치

본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 먼지 제거 대상 부재에 잔류하는 먼지에 공기를 불어 먼지를 분리시킨 후 집진하여 제거하는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치에 관한 것이다.

반도체 패키지 제조 공정 중 웨이퍼, 웨이퍼에서 분리된 반도체 칩 및 반도체 칩이 실장되는 배선기판과 같은 먼지 제거 대상 부재(이하, '부재'라 한다)는 반도체 패키지 제조 공정을 진행하는 과정에서 발생되거나 공기 중에 존재하는 먼지에 의해 오염될 수 있다.

부재에 잔류하는 먼지는 반도체 제조 공정 중 각종 문제를 야기한다. 예컨대 반도체 칩의 칩 패드 위에 잔류하는 먼지는 와이어 본딩 공정시 칩 패드와 본딩 와이어 사이의 접착력을 떨어뜨려 와이어 본딩 불량을 발생시킬 수 있다. 배선 기판의 볼 패드에 잔류하는 먼지는 솔더 볼 접합 공정시 볼 패드에 대한 솔더 볼의 접합을 방해하여 솔더 볼 접합 불량을 발생시킬 수 있다. 그리고 이미지 센서 모듈로 제조된 이미지 센서 칩의 마이크로 렌즈에 잔류하는 먼지는 이미지 왜곡 현상을 일으킨다.

이와 같은 먼지로 인한 문제점을 해소하기 위해서, 먼지가 잔류하는 부재의 면에 공기를 분사하여 제거하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다. 예컨대, 한국공개특허공보 제1999-19657호에는 번인 소켓 청정장치 및 그 방법이 개시되어 있다. 즉 번인 소켓의 상부에 설치된 에어 유닛에서 번인 소켓을 향하여 공기를 분사하여 먼지를 번인 소켓에서 분리한 후, 집진 패드 유닛으로 번인 소켓에서 분리된 먼지 및 이물질을 흡착하여 제거한다. 이때 에어 유닛을 중심으로 양쪽에 집진 패드 유닛이 설치된다.

그런데 에어 유닛에서 번인 소켓을 향하여 분사된 공기는 번인 소켓에 충돌한 후 사방으로 분산되는데 반하여, 집지 패드 유닛은 에어 유닛을 중심으로 양쪽에 설치된 구조를 갖기 때문에, 집진 패드 유닛을 통한 집진율이 떨어지는 문제점을 안고 있다.

그리고 집진 패드 유닛으로 집진되지 않은 먼지는 다시 번인 보드로 떨어져 번인 소켓을 재오염시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 집진율을 향상시켜 부재의 재오염을 억제할 수 있는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 공기 주입부, 베이스부 및 집진부를 포함하여 구성되는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치를 제공한다. 공기 주입부는 일정 속도의 이온화된 압축 공기를 베이스부에 제공한다. 베이스부는 부재의 상부면에 근접하게 배치되며, 일측에 공기 주입부에서 제공된 공기를 부재의 상부면으로 불어주어 먼지를 분리하는 공기 주입구들이 형성되고, 공기 주입구들의 반대쪽에 공기와 함께 먼지가 상승할 수 있도록 상승 곡면이 형성되어 있다. 그리고 집진부는 곡면에 연결되게 설치되며, 곡면을 타고 상승한 공기와 먼지를 흡입하여 제거한다.

본 발명에 따른 먼지 제거 장치에 있어서, 베이스부는 부재의 상부면과 마주보는 하부면에 공기 통로가 형성되고, 공기 주입구들은 공기 통로의 일측에서 곡면쪽을 향하여 경사지게 형성되며, 공기 주입구와 곡면은 일정 간격 이격되어 있다.

본 발명에 따른 먼지 제거 장치에 있어서, 베이스부는 직사각판 형태로 구현될 수 있다. 이때 베이스부의 단변의 양쪽에 공기 주입구와 곡면이 형성된다.

본 발명에 따른 먼지 제거 장치에 있어서, 베이스부는 원판 형태로 구현될 수 있다. 이때 베이스부의 중심에서 한쪽에 공기 주입구와, 곡면을 포함하는 먼지 배출구가 형성될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 먼지 제거 장치에 있어서, 집진부는 곡면과 연결되어 설치된 집진통과, 집진통으로 이동한 공기와 먼지를 흡입하여 제거하는 먼지 흡입부를 포함하여 구성될 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

제 1 실시예

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치(100)를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도로서, 먼지 제거 장치(100)를 이용하여 배선기판(50)에 잔류하는 먼지를 제거하는 과정을 보여주는 단 면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 먼지 제거 장치(100)는 공기 주입부(10), 베이스부(20) 및 집진부(30)를 포함하여 구성된다. 공기 주입부(10)는 베이스부(20)의 일측에 설치되어 일정 속도의 공기(12)를 제공한다. 베이스부(20)는 배선기판(50)의 상부면에 설치되어 배선기판(50)의 상부면과 베이스부(20)의 하부면 사이에 공기 주입부(10)에서 공급된 공기(12)가 흐를 수 있는 통로(22)를 제공한다. 이때 통로(22)를 통과하는 공기(12)에 의해 배선기판(50)의 상부면에서 먼지(52)를 분리한다. 그리고 집진부(30)는 베이스부(20)의 타측에 설치되며, 분리된 먼지(52)를 흡입하여 제거한다.

제 1 실시예에 따른 먼지 제거 장치(100)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

공기 주입부(10)는 일정 속도의 공기(12)를 베이스부(20)에 제공한다. 이때 공기(12)로는 배선기판(50)에 잔류하는 먼지(52)를 효과적으로 제거하기 위해서 이온화된 압축 공기가 사용될 수 있다. 즉 배선기판(50)의 상부면에 잔류하는 먼지(52)는 정전기에 의해 부착된 상태를 유지하기 때문에, 이온화된 압축 공기(12)는 먼지(52)와 배선기판(50) 사이의 정전기를 중화시켜 먼지(52)를 배선기판(50)에서 분리한다.

베이스부(20)는 하부에 통로(22)가 형성되고, 통로(22)의 출발지점에 공기 주입부(10)에서 제공된 공기(12)가 제공되는 공기 주입구(25)들이 형성되고, 통로(22)의 종착지점에 공기(12)와 함께 먼지(52)가 상승할 수 있도록 상승 곡면(27) 이 형성되어 있다. 통로(22)를 형성하는 베이스부(20) 하부의 양쪽 가장자리 부분에는 댐(23)이 형성되어 있다. 댐(23)은 배선기판(50)의 상부면에 밀착되어 통로(22) 밖으로 공기 주입부(10)에서 제공된 공기(12)가 누설되는 것을 억제한다. 댐(23)은 베이스부(20)와 일체로 형성될 수도 있고, 배선기판(50)과의 밀착성이 좋은 고무 또는 플라스틱 소재로 베이스부(20)의 하부면에 형성될 수 있다. 공기 주입구(25)들은 공기(12)가 통로(22)의 출발지점에서 종착지점으로 흐를 수 있도록, 통로(22)의 출발지점인 베이스부(20)의 일측에서 베이스부(20)를 관통하여 일정 각도로 경사지게 형성된다. 통로(22)를 통과하는 공기는 베르누이의 정리(Bernoulli theorem)에 따라 유속은 빨라지고 압력은 낮아지게 되어 배선기판(50)의 상부면에서 먼지(52)를 효과적으로 분리할 수 있다. 곡면(27)은 통로(22)의 종착지점에서 통로(22)의 천장에서 베이스부(20)의 상부면을 향하여 상승하는 형태로 형성된다. 즉 유체는 곡면(27)을 통과할 때 곡면(27)에 밀착되어 흐르는 성질을 갖게 된다는 코안다 효과(coanda effect)가 발생되기 때문에, 먼지(52)는 곡면(27)을 따라서 위로 상승하게 된다.

예컨대 베이스부(20)는 배선기판(50)의 통상적인 형태인 직사각형에 대응되는 직사각판 형태로 구현될 수 있다. 베이스부(20)의 양쪽 단변에 공기 주입부(25)와 곡면(27)이 형성된다. 그리고 댐(23)은 양쪽 장변의 가장자리 부분을 따라서 형성된다.

그리고 집진부(30)는 베이스부(20)의 타측에 설치되며, 곡면(27)을 타고 상승한 먼지(52)를 흡입하여 제거한다. 집진부(30)는 곡면(27)과 연결되어 상부로 연 장되어 형성된 집진통(31)과, 집진통(31)으로 이동한 먼지(52)를 흡입하여 집진통(31) 밖으로 배출시키는 먼지 흡입부(34)를 포함한다. 이때 집진통(31)은 곡면(27)과 연결되는 입구(32)와, 먼지 흡입부(34)와 연결되는 출구(33)가 형성되어 있다. 입구(32)를 통하여 집진통(31)으로 들어온 먼지(52)가 출구(33)쪽으로 빠져나갈 수 있도록, 입구(32)의 반대쪽에 출구(33)를 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 제 1 실시예에 따른 먼지 제거 장치(100)를 이용한 배선기판(50)의 먼지 제거 과정을 설명하면 다음과 같다. 배선기판(50)의 상부면에 베이스부(20)의 댐(23)을 밀착시킨다. 다음으로 공기 주입부(10)는 베이스부(20)의 통로(22)로 공기(12)를 주입하고 집진부(30)는 먼지(52)를 흡입함으로써, 배선기판(50)에 잔류하는 먼지(52)를 제거한다. 즉 공기 주입부(10)에서 베이스부(20)의 공기 주입구(25)로 제공된 공기(12)는 통로(22)를 통과하면서 배선기판(50)의 상부면에서 먼지(52)를 분리하고, 분리된 먼지(52)는 베이스부(20)의 곡면(27)을 타고 상승하여 집진통(31)을 경유하여 집진통(31)에 연결된 먼지 흡입부(34)로 흡입되어 제거된다.

이때 먼지 제거 공정은 배선기판(50)에 먼지 제거 장치(100)가 고정된 상태에서 진행될 수도 있고, 먼지 제거 장치(100) 또는 배선기판(50)이 이동하면서 진행될 수도 있다. 먼지 제거 장치(100)와 배선기판(50)이 동시에 움직일 때는 서로 반대되는 방향으로 이동하면서 먼지 제거 공정이 진행된다.

따라서 제 1 실시예에 따른 먼지 제거 장치(100)는 베르누이의 원리를 이용 하여 배선기판(50)에서 먼지(52)를 분리하고, 코안다 효과를 이용하여 분리된 먼지(52)를 공기(12)와 함께 상승시켜 집진부(30)에서 흡입하여 제거하기 때문에, 집진율은 향상되고 배선기판(50)의 재오염은 억제할 수 있다.

제 2 실시예

한편 제 1 실시예에서는 베이스부가 직사각판 형태를 갖는 예를 개시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 도 3에 도시된 바와 같이, 원판 형태로 구현될 수 있다. 여기서 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치(200)를 보여주는 사시도이다. 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도로서, 웨이퍼(150)에 잔류하는 먼지(152)를 제거하는 과정을 보여주는 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 먼지 제거 장치(200)는 공기 주입부(110), 베이스부(120) 및 집진부(130)를 포함하여 구성된다.

베이스부(120)는 원판 형태의 부재 예컨대 웨이퍼(150)에 대응되게 원판 형태를 갖는 베이스 몸체(121)를 갖는다. 베이스 몸체(121)의 하부면의 가장자리 둘레에 댐(123)이 형성되어 있다. 회전축(129)이 베이스 몸체(121)의 상부면의 중심 부분에 설치된다. 회전축(129)을 중심으로 일측에 베이스 몸체(121)를 관통하여 공기 주입단(124)과 먼지 흡입단(126)이 일정 간격을 두고 평행하게 설치된다. 이때 댐(123) 안쪽으로 소정의 깊이로 흡입 공간(122)이 더 형성될 수 있다. 공기 주입단(124)은 공기 주입구(125)와 연통되어 있고, 먼지 배출단(126)은 먼지 배출구(128)와 연통되어 있다. 그리고 흡입 공간(122)의 천장과 먼지 배출구(128)를 연 결하는 경계 지점의 내벽은 공기(112)와 함께 먼지(152)가 상승할 수 있도록 상승 곡면(127)으로 형성되어 있다.

공기 주입부(110)는 공기 주입단(124)에 연결되어 베이스부(120)의 흡입 공간(122)으로 공기(112)를 공급한다.

그리고 집진부(130)는 먼지 배출단(126)에 연결되어 곡면(127)을 타고 상승한 먼지(152)를 흡입하여 제거한다.

이와 같은 제 2 실시예에 따른 먼지 제거 장치(200)를 이용한 웨이퍼(150)의 먼지 제거 과정을 설명하면 다음과 같다. 웨이퍼(150)의 상부면에 베이스부(120)의 댐(123)을 밀착시킨다. 다음으로 공기 주입부(110)는 베이스부(120)의 흡입 공간(122)으로 공기(112)를 주입하고 집진부(130)는 먼지(152)를 흡입함으로써, 웨이퍼(150)에 잔류하는 먼지(152)를 제거한다. 이때 먼지(152)가 분리되어 제거되는 원리는 제 1 실시예와 동일한 원리로 제거되기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

베이스 몸체(121)가 고정된 상태에서 먼지(152)를 제거할 수 있는 웨이퍼(150) 영역은 공기 주입단(124)과 먼지 배출단(126)이 형성하는 부채꼴 영역밖에 되지 않는다. 따라서 회전축(129)으로 회전력을 전달하여 베이스 몸체(121)를 일정 속도로 회전시키면서 먼지 제거 공정을 진행함으로써, 웨이퍼(150)의 상부면에 잔류하는 먼지(152)를 제거할 수 있다. 반대로 베이스 몸체(121)를 고정시킨 상태에서 웨이퍼(150)를 회전시키면서 먼지 제거 공정을 진행할 수 있다.

본 발명의 구조를 따르면, 공기 주입부에서 제공되는 공기는 이온화된 압축 공기로 먼지 제거 대상 부재의 상부면에 잔류하는 먼지를 중화시키고, 공기 주입부에서 통로로 제공된 공기는 베르누이의 원리에 따라 고속으로 흐리기 때문에, 먼지 제거 대상 부재의 상부면에서 먼지를 효과적으로 분리할 수 있다.

아울러 분리된 먼지는 통로의 타측에 형성된 상승 곡면을 타고 상승하여 집진부에 의해 제거되기 때문에, 먼지를 깨끗하게 제거하면서 먼지가 날려 먼지 제거 대상 부재가 재오염되는 것을 억제할 수 있다.

또한 먼지 제거 대상 부재의 상부면에 베이스부의 댐이 밀착되고, 공기 주입부와 집진부가 연결된 부분을 제외하고 거의 밀폐된 상태를 유지하기 위해서, 먼지 제거 대상 부재에서 제거된 먼지로 인해 먼지 제거 대상 부재가 재오염되는 것을 억제할 수 있다.

Claims

먼지 제거 대상 부재의 상부면에 잔류하는 먼지를 제거하는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치로서,

일정 속도의 이온화된 압축 공기를 제공하는 공기 주입부와;

상기 부재의 상부면에 근접하게 배치되며, 일측에 상기 공기 주입부에서 제공된 공기를 상기 부재의 상부면으로 불어주어 상기 먼지를 분리하는 공기 주입구들이 형성되고, 상기 공기 주입구들의 반대쪽에 상기 공기와 함께 먼지가 상승할 수 있도록 상승 곡면이 형성된 베이스부와;

상기 곡면에 연결되게 설치되며, 상기 곡면을 타고 상승한 공기와 먼지를 흡입하여 제거하는 집진부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치.
제 1항에 있어서, 상기 베이스부는 상기 부재의 상부면과 마주보는 하부면에 공기 통로가 형성되고, 상기 공기 주입구들은 상기 공기 통로의 일측에서 상기 곡면쪽을 향하여 경사지게 형성되며, 상기 공기 주입구와 상기 곡면은 일정 간격 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치.
제 2항에 있어서, 상기 베이스부는 직사각판 형태이며,

단변의 양쪽에 상기 공기 주입구와 상기 곡면이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치.
제 2항에 있어서, 상기 베이스부는 원판 형태이며,

중심에서 한쪽에 상기 공기 주입구와, 상기 곡면을 포함하는 먼지 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치.
제 1항 내지 제 4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 집진부는,

상기 곡면과 연결되어 설치된 집진통과;

상기 집진통으로 이동한 상기 공기와 먼지를 흡입하여 제거하는 먼지 흡입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 먼지 제거 장치.