KR20080114114A - 척 테이블 세정 장치 및 세정 방법 - Google Patents

척 테이블 세정 장치 및 세정 방법 Download PDF

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Abstract

척 테이블을 세정하기 위한 척 테이블 세정 장치 및 세정 방법은 다공성 부재 및 다공성 부재를 수용하는 척 케이스로 이루어진 척 테이블의 세정을 위해 다공성 부재의 하부로 세정 물질을 공급하는 세정 물질 공급부와, 척 테이블 상부 방향에 배치되어 왕복 이동하면서 척 테이블의 상부에 존재하는 이물질을 흡입 제거하는 진공 흡입부를 포함하여 이루어진다. 이에 따라, 다공성 부재의 직접적인 접촉이나 마찰에 의한 마모나 손상 없이 척 테이블의 세정 공정을 진행할 수 있다.

Description

척 테이블 세정 장치 및 세정 방법{Apparatus for cleaning chuck table and method for cleaning chuck table}
도 1은 종래 척 테이블 세정 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 척 테이블 세정 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 척 테이블 세정 장치에 따른 척 테이블의 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 척 테이블 110: 다공성 부재
120: 척 케이스 210: 세정수 공급부
212: 세정수 공급원 214: 세정수 공급관부
216:제1 밸브 220: 공기 공급부
222: 공기 공급원 224: 공기 공급관부
226: 제2 밸브 300: 진공 흡입부
302: 흡입 장치 304: 흡입관부
306: 제3 밸브 310: 이물질 수거부
320: 흡입구
본 발명은 반도체 제조에 사용되는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 이면 연마 공정에 사용되는 척 테이블의 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 경박 단소화 추세에 부응하기 위하여 일련의 제조 공정들이 완료된 웨이퍼는 개별 칩으로 분리되기 전에 이면 연마 공정을 거친다. 상기 이면 연마 공정은 웨이퍼의 이면을 연삭 및 연마하여 웨이퍼의 두께를 소정 두께로 얇게 만드는 공정이다. 이러한 이면 연마 공정 후에는 공정중에 발생한 이물질이 웨이퍼를 올려놓고 작업을 진행하는 척 테이블 상에 남게 되어 차후의 공정 등에서 웨이퍼를 손상시키는 원인이 되고 있다. 따라서, 척 테이블의 세정 공정이 필수적으로 수반되고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 척 테이블 세정 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 척 테이블(10)은 다공성 부재(10a)와 상기 다공성 부재(10a)를 상부가 노출되게 수용하는 척 케이스(10b)로 이루어진다. 상기 척 케이스(10b)에는 진공 형성을 위한 제1 유로(20) 및 세정 공정을 위한 제2 유로(30)가 구비된다. 상기 척 테이블(10)을 세정하기 위한 종래 척 테이블 세정 장치는 상기 제2 유로(30)를 통해 상기 다공성 부재(10a)의 하부로 물과 공기를 공급하기 위한 공급부(미도시)와, 상기 척 테이블(10)의 상부에 배치되는 크리너(40)를 포함한다.
상기 척 테이블 세정 장치의 동작을 간략하게 설명하면 상기 제2 유로(30)를 통해 물과 공기를 상기 다공성 부재(10a) 하부로 공급하여 분사시키면서 상기 척 테이블(10)을 회전시키고, 상기 크리너(40)가 상부에 접촉하여 회전하면서 이물질을 제거하게 된다.
이와 같은 상기 척 테이블 세정장치는 상기 크리너(40)가 상기 척 테이블(10)의 상부에 직접 접촉하여 세정을 진행하므로, 척 테이블(10)이 마모나 손상을 입는 단점이 있다. 이러한, 마모나 손상은 웨이퍼의 품질을 저하시키고, 주기적인 척 테이블(10)의 교체를 필요로 하여 비용을 증가시키는 문제점이 있다. 또한, 마찰에 의한 이물질 제거는 상기 다공성 부재(10a)의 미세 구멍을 막고 있는 이물질을 효과적으로 제거하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 척 테이블의 마모나 손상 없이 세정 공정을 진행할 수 있는 척 테이블 세정 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 척 테이블의 마모나 손상 없이 세정 공정을 진행할 수 있는 척 테이블 세정 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 척 테이블 세정 장치는 세정 물질 공급부와 진공 흡입부를 포함한 구성으로 이루어진다. 상기 세정 물질 공급부는 다공성 부재 및 상기 다공성 부재가 수용되는 척 케이스로 이루어진 척 테이블에서, 상기 척 케이스에 형성된 유로를 통해 상기 다공성 부재의 하부로 세정 물질을 공급한다. 상기 진공 흡입 부는 상기 척 테이블의 상부 방향에 배치되어 왕복 이동하고, 상기 척 테이블의 상부에 존재하는 이물질을 흡입 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공 흡입부는 흡입된 이물질이 수집되는 이물질 수거부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 세정 물질 공급부는 세정수 공급부와 공기 공급부를 포함한다. 상기 세정수 공급부는 상기 척 케이스에 형성된 유로에 물을 공급하며, 상기 공기 공급부는 상기 척 케이스에 형성된 유로에 공기를 공급한다.
본 발명에 따른 척 테이블 세정 방법은 다공성 부재 및 상기 다공성 부재가 수용되는 척 케이스로 이루어진 척 테이블에서, 상기 다공성 부재의 하부로 세정 물질을 공급하여 상부로 분사시킨다. 상기 척 테이블 상부의 이물질을 진공흡입 방식으로 흡입 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 세정 물질을 분사하면서 상기 척 테이블을 회전시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진공 흡입이 실질적으로 이루어지는 진공 흡입구를 왕복 이동하면서 상기 척 테이블 상부의 이물질을 흡입 제거할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 세정 물질 공급부를 통해 세정 물질을 다공성 부재의 하부에서 상부로 분사시키고, 상부에 존재하는 이물질을 진공 흡입부를 이용하여 진공 흡입 방식으로 제거함으로써, 척 테이블의 직접적인 접촉이나 마찰에 의한 마모나 손상 없이 척 테이블의 세정 공정을 진행할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼용 연마 휠 및 이를 갖는 웨이퍼 후면 연마 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또 는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 척 테이블 세정 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 척 테이블 세정 장치는 척 테이블(100)의 하부측 내부로 세정을 위한 세정 물질을 공급하는 세정 물질 공급부(210, 220)와, 상기 척 테이블(100)의 상부에 존재하는 이물질을 흡입 제거하기 위한 진공 흡입부(300)를 포함한다. 여기서, 상기 세정 물질은 세정수(물)와 공기를 포함한다.
먼저, 상기 척 테이블(100)에 대해서 간략하게 설명하면, 크게 다공성 부재(110)와 상기 다공성 부재(120)를 수용하는 척 케이스(120)를 포함하여 이루어진다. 상기 다공성 부재(110)는 내부에 다수의 미세 구멍들을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 척 케이스(120)에 상면이 노출되게 수용되며, 일 예로 세라믹 재질로 이루어진다. 상기 척 케이스(120)는 상기 다공성 부재(110)를 수용할 수 있도록 상향으로 개방되고, 속이 빈 원통 형상으로 이루어진다. 상기 척 케이스(120)에는 제1 유로(122) 및 제2 유로(124)가 구비된다. 상기 제1 유로(122)는 외부 진공 장치(미도시)에 연결되어 상기 척 테이블(100) 상에(예컨대 상기 다공성 부재 상에) 웨이퍼가 위치될 때, 상기 다공성 재질(110)에 진공을 형성하여 웨이퍼가 움직이지 않도록 한다. 상기 제2 유로(124)는 이후 설명하게될 세정 물질 공급부(210, 220)와 연결되어 상기 척 테이블(100)의 세정이 진행됨에 따라서 상기 다공성 부재(110)의 하부로 세정 물질을 공급한다.
한편, 도면에서는 상기 다공성 부재(110)의 하부가 상기 척 케이스(120)에 밀착된 것으로 도시하였으나, 경우에 따라서 상기 다공성 부재(110)의 하부에 상기 제1 유로(122) 및 상기 제2 유로(124)가 연결되는 기저 홀부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 기저 홀부는 상기 다공성 부재(110)와 상기 척 케이스(120)의 이격으로 쉽게 형성할 수 있으며, 상기 기저 홀(미도시)을 통해 웨이퍼의 고정을 위한 진공력(흡입력)의 분산 또는 세정을 위한 세정 물질의 분산을 보조하는 기능을 수행한다.
상기 세정 물질 공급부(210, 220)는 크게 세정수를 공급하기 위한 세정수 공급부(210) 및 세정용 공기를 공급하기 위한 공기 공급부(220)로 이루어진다.
상기 세정수 공급부(210) 세정수 공급원(212), 세정수 공급관부(214) 및 제1 밸브(216)를 포함한 구성으로 이루어진다. 상기 세정수 공급원(212)은 세정수를 보관하는 용기로 정의할 수 있다. 상기 세정수 공급관부(214)는 상기 세정수 공급원(212)과 상기 제2 유로(124)를 연결하여, 상기 세정수 공급원(212)으로부터의 상기 세정수를 상기 제2 유로(124)에 공급한다. 상기 제1 밸브(216)는 상기 세정수 공급관부(214)의 유로 상에 형성되고, 상기 제2 유로(124)에 공급되는 상기 세정수의 공급량의 조절 및 공정 진행에 따라 상기 세정수 공급관부(214)의 개폐를 제어하는 기능을 수행한다.
상기 공기 공급부(220)는 공기 공급원(222), 공기 공급관부(224) 및 제2 밸브(226)를 포함한 구성으로 이루어진다. 상기 공기 공급원(222)은 상기 세정용 공기(예컨대 압축 공기)를 보관하는 용기로 정의할 수 있다. 상기 공기 공급관부(224)는 상기 공기 공급원(222)과 상기 제2 유로(224)를 연결하여, 상기 공기 공급원(222)으로부터의 상기 세정용 공기를 상기 제2 유로(124)에 공급한다. 상기 제2 밸브(226)는 상기 공기 공급관부(224)의 유로 상에 형성되고, 상기 제2 유로9124)에 공급되는 상기 세정용 공기의 공급량의 조절 및 공정 진행에 따라 상기 공기 공급관부(224)의 개폐를 제어하는 기능을 수행한다.
여기서, 상기 세정수 공급부(210)로부터의 세정수와, 상기 공기 공급부(220)로부터의 상기 세정용 공기는 상기 제2 유로(124)에서 혼합되어 상기 척 케이스(120)의 내부에 위치한 상기 다공성 부재(110)의 하부로 공급된다. 이렇게 상기 다공성 부재(110)의 하부로 공급된 세정수(물)와 공기는 상기 다공성 부재(110)의 미세 구멍들을 통해 상부로 분사된다.
상기 진공 흡입부(300)는 흡입구(320), 흡입 장치(302, 예컨대 진공 장치), 흡입관부(304), 제3 밸브(304) 및 이물질 수거부(310)를 포함한 구성으로 이루어진다. 상기 흡입구(320)는 노즐 형상을 갖고, 상기 다공성 부재(110)의 상부 방향에 배치된다. 상기 흡입구(320)의 위치는 공정 진행에 따라 회전 동작하는 상기 다공 성 부재(110)의 외곽부와 중심부 사이를 직선 왕복하면서 상기 다공성 부재(110)의 상부에 존재하는 이물질을 흡입 제거한다. 상기 흡입 장치(302)는 진공을 발생시키고, 상기 흡입관부(304)는 상기 흡입 장치(302)와 상기 흡입구(320)를 연결하여 상기 흡입 장치(302)에서 발생시킨 진공압을 상기 흡입구(320)에 전달한다. 상기 제3 밸브(306)는 상기 흡입관부(304)의 유로 상에 형성되고, 상기 흡입구(320)의 흡입력(예컨대 진공압)을 조절한다. 상기 이물질 수거부(310)는 상기 흡입관부(304)와 연결되고, 상기 흡입구(320)를 통해 흡입된 이물질을 수집한다.
상기한 바와 같은, 척 테이블 세정 장치의 동작을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 척 테이블 세정 장치에 따른 척 테이블의 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 웨이퍼 이면 연마 공정을 진행하여 이물질이 발생한 척 테이블의 세정 방법은 먼저 상기 세정수 공급부(210) 및 공기 공급부(220)에서 각각 세정수와 공기를 상기 척 케이스(120)에 형성된 제2 유로(124)에 공급하여 상기 다공성 부재(110)의 상부로 분사시킨다. 구체적으로, 공급되는 상기 세정수와 공기는 상기 제2 유로(124) 내에서 혼합되어 상기 다공성 부재(110)의 하부로 공급되고, 상기 다공성 부재(110)의 하부로 공급되는 세정수와 공기의 혼합물은 상기 다공성 부재(110)의 미세 구멍들을 통해 관통하여 상부로 분사된다.
이처럼, 세정수와 공기를 상기 다공성 부재(110)를 거쳐 분사시킴으로써, 웨 이퍼 이면 연마 공정에서 발생되어 상기 다공성 부재(110)의 미세 구멍을 막고 있을 수 있는 이물질을 배출시킬 수 있다.
여기서, 상기 세정수와 공기를 상기 다공성 부재(110)의 하부로 공급하여 상부로 분사시키는 것과 동시에 상기 척 테이블(110)은 일정한 속도로 회전 동작한다.
상기 척 테이블(110)의 회전 및 상기 세정수와 공기의 혼합물이 상기 다공성 부재(110)의 상부로 분사되면, 상기 다공성 부재(110)의 상부에 배치되는 상기 흡입구(320)는 상면에서 소정간격 이격되어 이물질을 진공흡입 방식으로 제거하게 된다. 즉, 상기 흡입 장치(302)에서 발생한 진공압이 상기 흡입관부(304)를 통해 상기 흡입구(320)에 전달되고, 상기 흡입구(320)에서는 흡입력이 발생됨으로써, 상기 다공성 부재(110)의 상부에 존재하는 이물질을 흡입 제거한다.
여기서, 상기 흡입구(320)는 상기 다공성 부재(110)의 외곽부와 중앙부 사이를 직선 왕복 이동함으로써, 상기 다공성 부재(110)의 전면에 걸쳐 흡입 동작을 수행하게 된다. 즉, 회전 동작하는 상기 척 테이블(100)의 반경 사이를 왕복 이동함으로써, 나선형으로 상기 다공성 부재(110)의 전면에 걸쳐 이물질을 흡입하는 것과 같은 효과를 얻는다.
이와 같이, 본 발명은 웨이퍼 이면 연마 공정을 통해 이물질이 발생한 척 테이블(100)의 세정을 위해 상기 다공성 부재(110)의 하부로 이물질 배출을 위한 세정수와 공기를 공급하여 분사시키고, 상부면에 존재하는 이물질을 진공 방식의 진공 흡입부(300)를 이용하여 흡입 제거함으로써, 상기 척 테이블(100) 즉, 상기 다 공성 부재(110)와의 직접적인 접촉(또는 마찰) 없이 상부에 존재하는 이물질의 제거가 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 테이블 세정 장치 및 세정 방법은 물과 공기를 다공성 부재로 관통해서 분사시키고, 상부에 존재하는 이물질을 진공 흡입 방식으로 제거함으로써, 다공성 부재와의 직접적인 접촉이나 마찰로 인한 마모나 손상 없이 세정 공정을 진행할 수 있다.
또한, 상기 척 테이블의 세정시에 다공성 부재의 마모나 손상을 방지하여, 척 테이블의 주기적인 교체 및 조정을 방지하여 비용을 절감하며, 마모에 따른 웨이퍼의 품질 변화나 다공성 부재의 미세 구멍 막힘을 개선할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 다공성 부재 및 상기 다공성 부재가 수용되는 척 케이스로 이루어진 척 테이블에서,
    상기 척 케이스에 형성된 유로를 통해 상기 다공성 부재의 하부로 세정 물질을 공급하는 세정 물질 공급부; 및
    상기 척 테이블의 상부 방향에 배치되어 왕복 이동하고, 상기 척 테이블의 상부에 존재하는 이물질을 흡입 제거하는 진공 흡입부를 포함하는 척 테이블 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진공 흡입부는 흡입된 이물질이 수집되는 이물질 수거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척 테이블 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세정 물질 공급부는
    상기 척 케이스에 형성된 유로에 물을 공급하기 위한 세정수 공급부; 및
    상기 척 케이스에 형성된 유로에 공기를 공급하기 위한 공기 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 척 테이블 세정 장치.
  4. 다공성 부재 및 상기 다공성 부재가 수용되는 척 케이스로 이루어진 척 테이블에서,
    상기 다공성 부재의 하부로 세정 물질을 공급하여 상부로 분사시키는 단계; 및
    상기 척 테이블 상부에 존재하는 이물질을 진공흡입 방식으로 흡입 제거하는 단계를 포함하는 척 테이블 세정 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 세정 물질을 분사하면서 상기 척 테이블을 회전시키는 것을 특징으로 하는 척 테이블 세정 방법.
  6. 제4항에 있어서, 진공 흡입이 실질적으로 이루어지는 진공 흡입구를 왕복 이동하면서 상기 척 테이블 상부의 이물질을 흡입 제거하는 것을 특징으로 하는 척 테이블 세정 방법.
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