KR20140033174A - 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치 - Google Patents

기판 세정 방법 및 기판 세정 장치 Download PDF

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KR20140033174A
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가주타 사이토
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

기판 세정 장치(10)에는, 기판(12)을 하향 배향으로 지지하는 기판 지지부(16); 세정 액체 지지면(22)을 갖는 세정판(24) - 세정판(24)은 정해진 치수를 갖는 틈(G)을 두고 기판 지지부(16)에 의해 지지된 기판(12)의 제1 면(12a)의 액체 지지면(22)을 향할 수 있는 작동 위치에서 상향 배향으로 배치됨 -; 세정판(24)의 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 세정 액체를 공급하는 세정 액체 공급부(26); 및 액체 지지면(22)에 사실상 직교하는 세정판 축(24a)의 둘레로 세정판(24)을 회전시키는 세정판 구동부(28)가 제공된다. 기판 세정 장치(10)는 세정판 축(24a)의 둘레로 회전되는 세정판(24)의 액체 지지면(22)을 따라 흐르는 세정 액체가 기판(12)의 제1 면(12a)과 접촉하게 함으로써 제1 면(12a)을 세정한다.

Description

기판 세정 방법 및 기판 세정 장치{SUBSTRATE CLEANING METHOD AND SUBSTRATE CLEANING DEVICE}
이 발명은 기판의 표면을 세정하는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 집적 회로 제조 기술에서는, 먼저, 정해진 두께를 갖는 웨이퍼의 한 표면 상에 회로를 형성한 후, 보호 및 지지를 제공하기 위해 필름, 또는 유리 등으로부터 만들어진 지지판이 회로가 형성된 표면(이하에서는, "회로면"이라고 함)에 결합된 상태에서, 웨이퍼의 두께를 균일하게 저감시키기 위해 회로면으로부터 반대쪽에 있는 배면이 연마되며, 그 후 복수의 반도체 칩을 제조하기 위해 절단(일반적으로, "다이싱(dicing)"이라고도 알려진)을 통해 박화 웨이퍼(thinned wafer)가 분리되는 알려진 기법이 있다. 다이싱 시에, 보호 및 지지를 위한 지지 필름은, 박화 웨이퍼의 배면에 결합되고, 지지판은 웨이퍼의 회로면으로부터 박리되며, 노출된 회로면이 절단된다. 여기에서, 어떤 경우에는 지지판에 결합시키기 위해 이용되었던 접착제가 지지판으로부터 제거된 웨이퍼의 회로면 상에 잔류하기 때문에, 다이싱을 수행하기 전에 회로면이 세정된다.
예를 들어, 일본 미심사 특허 출원 공보 2009-059776호는 "웨이퍼를 파손하지 않고 지지판으로부터 웨이퍼가 용이하고 신속하게 박리될 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법"에 관한 것이다. 일본 미심사 특허 출원 공보 2009-059776호는: "가스 제공 수단(11)이 두께의 방향을 통과하는 가스 제공 개구(11a), 진공 개구(11b), 및 액체/가스 공급 개구(11c)을 갖는다"고 설명하며, 여기서 "가스 제공 수단(11)은, 용매 액체를 제공함으로써 접착제 층(3)에 가스를 제공하는 것을 통해, 지지판(2)으로부터 기판(1)을 분리하는 방향으로, 접착제 층(3)에 대해, 압력을 가할 수 있다. 이 때, 지지판(2)은 가스 제공 수단(11)에 고정되며, 그래서 접착제 층(3)에 가해지는 압력을 통해 지지판(2)으로부터 기판(1)을 박리시키는 것이 가능하게 한다." "세정 액체 제공 수단은 기판(1)으로부터 지지판(2)을 박리시킨 후 기판(1)의 표면을 세정하는 수단이다." "가스 제공 수단(11)의 진공 개구(11b) 및 액체/가스 제공 개구(11c)는 세정 액체 제공 수단의 진공 개구 및 세정 액체 제공 개구로서 작용하기도 한다." "가스 제공 수단(11)은 기판(1)을 향하도록 배치되고, 세정 액체는 세정 액체 제공 개구(11c)로부터 제공된다. 또한, 세정 액체 제공 개구(11c)로부터 제공되는 세정 액체는 가스 제공 수단(11)의 단부에서 링 형상으로 제공되는 진공 개구(11b)를 통해 끌어들여진다. 이 때, 세정 액체의 유동은 도 9에서 화살표로 나타낸 바와 같다. 이러면, 노출된 다이싱 테이프(4a)는 세정 액체에 노출되지 않고, 기판(1)의 더 양호한 세정이 가능하게 한다."
어떤 경우에는, 반도체 칩 제조 공정에서의 다이싱 전의 웨이퍼 세정 단계에서처럼, 지지 부재 (웨이퍼인 경우에는, 지지 필름)가 기판 (제2 표면)의 배면에 접착된 상태에서, 예를 들어, 잔류 접착제를 제거할 목적으로, 기판 (제1 표면)의 전면을 세정할 때, 표면을 세정하기 위한 세제가 기판의 배면에 지지 부재를 결합시키기 위해 이용되는 접착제에 접촉하는 것을 방지할 필요가 있다. 이 경우에, 세정 액체가 기판의 배면 쪽의 접착제에 접촉하는 것을 방지하면서, 기판의 표면을 더 신뢰할 수 있고 더 효율적으로 세정할 수 있는 것이 바람직하다.
한 실시예에서는, 이 발명은 기판 세정 방법으로서: 제1 면 및 제1 면의 반대쪽인 제2 면, 및 액체 지지면을 갖는 세정판을 갖는 기판을 준비하는 단계; 제1 면이 아래쪽으로 향하는 하향 배향으로 기판을 배치하는 단계; 액체 지지면이 위쪽으로 향하는 상향 배향으로 세정판을 배치하는 단계; 제1 면과 액체 지지면 사이에 예정된 치수의 틈을 갖고 서로 대면하는 작동 위치에 하향 배향 기판 및 상향 배향 세정판을 배치하는 단계; 상향 배향 세정판의 액체 지지면의 중앙 영역에 세정 액체를 제공하는 단계; 중앙 영역에서 액체 지지면에 사실상 직교하는 축으로서 세정판에서 결정되는 세정판 축의 둘레로 상향 배향 세정판을 회전시키는 단계; 및 세정판의 액체 지지면을 따라 흐르는 세정 액체가 기판의 제1 면과 접촉하게 함으로써 기판의 제1 면을 세정하는 단계를 포함한다.
다른 한 실시예에서는, 이 발명은 제1 면 및 제1 면이 반대쪽에 있는 제2 면을 갖는 기판의 제1 면을 세정하는 기판 세정 장치로서: 제1 면이 아래쪽으로 향하고 있을 때 기판을 하향 배향으로 지지할 수 있는 기판 지지부; 액체 지지면을 갖는 세정판 - 세정판은, 기판 지지부에 의해 그 사이에 예정된 치수의 틈을 개입한 채로 지지된 액체 지지면이 기판의 제1 면을 향할 수 있는 작동 위치에서, 액체 지지면이 위쪽으로 향하고 있을 때 상향 배향으로 배치됨 -; 세정판의 액체 지지면의 중앙 영역에 세정 액체를 제공하는 세정 액체 제공부; 및 중앙 영역에서 액체 지지면에 사실상 직교하는 축으로서 세정판에서 결정되는 세정판 축의 둘레로 세정판을 회전시키는 세정판 구동부를 포함하고; 세정 액체는 기판의 제1 면을 세정하기 위해 기판의 제1 면에 접촉하게 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 방법에서, 기판은 그 제1 면이 아래쪽으로 향하고 있는 하향 배향으로 배치되고; 세정판은 그 액체 지지면이 위쪽으로 향하고 있는 상향 배향으로 배치되며; 세정 공정은 제1 면과 액체 지지면이 정해진 틈을 두고 서로 대면하고 있는 작동 위치에서 수행된다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따른 기판 세정 장치에서, 기판 지지부는 기판을 그 제1 면이 아래쪽으로 향하고 있는 하향 배향으로 지지하고, 세정 단계는 세정판이 액체 지지면을 위쪽으로 향하고 있는 상향 배향으로 있는 상태에서 수행되며, 액체 지지면은 정해진 틈을 두고 기판의 제1 면과 대면하는 작동 위치에 배치된다.
따라서, 본 발명의 두 실시예 모두에서, 세정판의 회전에 따라 생성되는 원심력을 통해 액체 지지면의 중앙 영역으로부터 바깥쪽으로 흐르는 세정 액체는, 회전하는 액체 지지면을 따르는 회전의 방향으로 이동되면서, 기판의 제1 면의 전체와 접촉하게 될 수 있고, 기판의 제1 면과 접촉하는 세정 액체 부분을 연속적으로 신속하게 재생하면서 세정 액체를 통해 신뢰할 수 있고 효율적으로 제1 면을 세정하는 것이 가능해지게 된다. 또한, 본 발명의 두 실시예 모두에서, 세정 액체가 위쪽으로 향하는 세정판의 액체 지지면 상에서 흐르는 구조로 인해, 별도의 부재인 지지 부재가 기판의 제2 면에 결합될 때에도, 세정 액체를 그것이 지지 부재에 접촉하지 않는 위치에 용이하게 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 지지 부재를 기판의 제2 면에 결합시키기 위해 이용되는 접착제가 세정 액체에 의한 세정을 통해 용해되는 것을 미리 방지하는 것이 가능하다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 세정 장치를 개략적으로 예시하는 부분 횡단면도이다.
<도 2>
도 2는 도 1에서의 기판 세정 장치의 세정판 유닛을 예시하는 투시도이다.
<도 3>
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 방법이 적용될 수 있는 기판의 투시도이다.
<도 4>
도 4는 도 1에서의 기판 세정 장치를 이용하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 세정 방법을 예시하는 도면이다.
<도 5>
도 5는 도 4의 기판 세정 방법에서의 세정 단계를 예시하는 확대 횡단면도이다.
<도 6>
도 6은 도 4에서의 세정 단계를 개략적으로 예시하는 평면도이다.
<도 7a 내지 도 7g>
도 7a 내지 도 7g는 도 1의 기판 세정 장치에서 이용될 수 있는 다양한 세정판을 개략적으로 예시하는 평면도이다.
<도 8>
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 세정 장치를 개략적으로 예시하는 부분 횡단면도이다.
<도 9>
도 9는 도 8의 기판 세정 장치를 이용하는 제2 실시예에 따른 기판 세정 방법을 예시하는 도면이고, 세정 단계를 예시하는 확대 횡단면도이다.
[발명의 상세한 설명]
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하겠다. 도면의 전체에 걸쳐 대응하는 구조 요소들에는 동일한 인용부호가 할당된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 세정 장치(10)를 예시하는 도면이고; 도 3은 본 발명의 이 실시예에 따른 기판 세정 방법이 적용될 수 있는 기판(12)을 예시하는 도면이며; 도 4 내지 도 6은 기판 세정 장치(10)를 이용하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 세정 방법을 예시하는 도면이다.
도면에서의 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치(10)는, 별도의 재료인 지지 부재(14)가 제2 면(12b)에 결합된 상태에서, 예를 들어, 잔류 접착제를 제거할 목적으로, 제1 면(12a) 및 그로부터 반대쪽에 있는 제2 면(12b)을 갖는 기판(12)의 제1 면(12a)의 세정를 수행하고, 예를 들어, 반도체 칩 제조 공정에서의 다이싱 전에 웨이퍼 세정 단계에서 이용될 수 있다. 다이싱 전의 웨이퍼 세정 단계인 경우에는, 기판 (예를 들어, 웨이퍼)(12)의 제2 면(12b)에 결합되는 지지 부재(14)는 아래에서 기술되는 지지 필름(14)이다. 그러나, 본 발명의 한 실시예에 따른 기판 세정 방법, 및 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 기판 세정 장치의 용도는 거기에 한정되지 않는다.
기판 세정 장치(10)에는 기판(12)을 지지할 수 있는 기판 지지부(16)가 제공되며, 지지 필름(14)은 제1 면(12a)이 중력의 방향으로 아래쪽으로 향하고 있는 하향 배향으로 제2 면(12b)에 결합된다(도 1 및 도 4). 기판 지지부(16)에는, 기판(12) 및 지지 부재(14)를 표면(18a) 상에 튼튼하게 지지하기 위해 지지 부재(14)에 접촉하는 표면(14a)을 갖는 테이블(18), 및 테이블(18)의 표면(18a) 상에 기판(12) 및 지지 부재(14)를 제거 가능하게 고정하기 위한 고정 기구(20)가 제공된다. 테이블(18)은 외력에 대한 안정성을 갖고 기판(12) 및 지지 부재(14)를 표면(18a) 상에 지지하고 고정시킬 수 있기에 충분한 경도(rigidity)를 갖는다. 테이블(18)은, 예를 들어, 진공 흡입면으로서 작용하는 표면(18a)을 갖는 구멍들을 갖는 부재로서 구성된다. 테이블(18)의 표면(18a)이 진공 흡입면으로서 작용하는 구조에서는, 테이블(18)의 표면(18a)에 연결된 진공 펌프 등을 포함하는 진공 장치로 잠금 기구(20)가 구성된다. 기판(12) 및 지지 부재(14)는 진공 효과에 의해 테이블 표면(18a)에 대해 제거 가능하게 고정된다. 역으로, 고정 기구는, 그 대신에, 기판(12) 및 지지 부재(14)와 같은 지지될 물체의 재료에 따라, 자기 장치로 구성될 수 있을 것이다. 테이블(18) 및 고정 기구(20)를 위한 구조에 어떤 특정한 제한도 없음을 알아야 한다.
기판 세정 장치(10)에는 액체 지지면(22)을 갖는 세정판(23), 세정판(24)의 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 세정 액체(L) (도 5에 예시된)를 제공하는 세정 액체 제공부(26), 및 중앙 영역(22a)에서 액체 지지면(22)에 대해 사실상 직교하는 축으로서 세정판(24)을 위해 결정되는 세정판 축(24a)의 둘레로 세정판(24)을 회전시키는 세정판 구동부(28)(도 1 및 도 2)가 추가로 제공된다. 세정판(24)은, 미리 결정된 치수를 갖는 틈(G)을 두고 기판 지지부(16) 상에 지지된 기판(12)의 제1 면(12a)을 향하고 있는 작동 위치 (도 4)에서, 액체 지지면(22)이 중력의 방향으로 위쪽으로 향하고 있는 상향 배향으로 배치된다. 세정판(24)은 세정판 구동부(28)에 의해 회전될 때 세정판(24)의 형상을 유지함으로써 액체 지지면(22) 상에서 세정 액체(L)를 지지할 수 있는 경도를 갖는다. 세정판(24)의 액체 지지면(22)은 세정 액체(L)가 그 전체에 걸쳐 원활하게 이동하게 하는 경면(mirrored surface) 형태의 표면 구조를 가질 수 있다.
예시된 구성에서는, 세정판(24)은, 액체 지지면(22)을 갖는 판형 주요부(plate-shaped main portion)(30), 및 세정판 축(24a)을 따라 연장하여 주요부(30)의 중심에 연결되고 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 대해 개방된 중공 축부(hollow shaft portion)(32)를 갖는다. 세정판(24)은 축부(32)에 부착된 베어링 장치를 통해 하우징(36) 상에 회전 가능하게 지지된다. 하우징(36)은 세정판(24)의 적어도 주요부(30)를 회전 가능하게 담을 수 있는 세정 챔버(38)로 내부적으로 분할된다.
세정 액체 공급부(26)는 세정 액체 공급원(40) 및 세정 액체 공급원(40)으로부터 공급된 세정 액체(L)를 세정판(24)의 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)을 향해 방출하는 노즐(42)을 갖는다. 예시된 구성에서는, 세정 액체 공급원(40)과 노즐(42) 사이를 연결하고 세정 액체(L)를 이송하는 액체 관(44)이 세정판(24)의 중공 축부(32) 속에 포함된다. 또한, 예시된 구성에서는, 중앙 영역(22a)으로 공급되는 세정 액체(L)를 일시적으로 유지할 수 있는 숄더 면(shoulder face)(46)이 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에서의 축부(32)의 개구부(opening portion)에 형성되어 있고, 노즐(42)은 액체 관(44)의 선단부에서 숄더 면(46)을 향해 세정 액체(L)를 방출한다.
세정판 구동부(28)에는, 하우징(36) 상에 고정되고 지지된 공기 모터와 같은 원동기(prime mover)(48), 및 원동기(48)의 회전 동력을 세정판(24)의 축부(32)에 전달하기 위한 벨트 또는 풀리와 같은 구동력 전달 기구(50)가 제공된다. 세정판 구동부(28)는, 세정판(24)이 앞서 설명한 작동 위치에 배치된 상태에서, 기판 지지부(16) 상에 지지된 기판(12)의 제1 면(12a)과 세정판(24)의 액체 지지면(22) 사이의 틈(G)을 안정하게 유지하면서, 세정판 축(24a)의 둘레로 구동판(24)을 회전시킬 수 있다. 예시된 구조에서, 세정판 유닛(52)은 하우징(36) 상에 둘 다 지지된 세정판(24) 및 세정판 구동부(28)에 의해 앞서 설명한 작동 위치에 세정판(24)을 배치할 수 있도록 구성된다(도 2).
기판 지지부(16), 세정판(24), 세정 액체 공급부(26), 및 세정판 구동부(28)가 제공된 기판 세정 장치(10)는, 세정 액체(L)가 세정판 축(24a)의 둘레로 회전하고 있는 세정판(24)의 액체 지지면(22)을 따라 흘러 기판 지지부(16)에 의해 지지된 기판(12)의 제1 면(12a)과 접촉하게 함으로써, 기판(12)의 제1 면(12a)을 세정할 수 있다.(도 4) 이 세정 공정은, 기판 지지부(16)가 기판(12)을 제1 면(12a)이 중력의 방향으로 아래쪽으로 향하고 있는 하향 배향으로 유지하고, 세정판(24)은 그 액체 지지면이 중력의 방향으로 위쪽으로 향하고 있는 상향 배향으로 배치되며, 액체 지지면(22)이 틈(G)을 두고 기판(12)의 제1 면(12a)과 대면하는 작동 위치에 배치된 상태에서 실행된다. 따라서, 세정판(24)의 회전에 따라 생성되는 원심력을 통해 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)으로부터 외측으로 흐르는 액체(L)가, 회전하고 있는 액체 지지면(22)을 따르는 회전의 방향으로 이동하면서 기판(12)의 제1 면(12a)의 전체와 접촉하게 하는 것이 가능하고, 기판 제1 면(12a)에 접촉하는 세정 액체(L) 부분이 연속적으로 및 신속하게 재생되므로, 기판(12)의 제1 면(12a)이 세정 액체(L)에 의해 신뢰할 수 있고 효율적으로 세정될 수 있게 한다. 또한, 세정 액체(L)가 상향 배향으로 있는 세정판(24)의 액체 지지면(22) 위로 흐르는 구조이기 때문에, 세정 액체(L)는 기판(12)의 제2 면(12b)이 결합된 지지 부재(14)와 접촉하지 않게 하는 위치에 용이하게 배치될 수 있다. 따라서, 지지 부재(14)를 기판 제2 면(12b)에 결합시키기 위해 이용되는 접착제가 세정 액체(L)에 의한 세정을 통해 용해되는 것을 미리 방지하는 것이 가능하다.
위에 기술된 바와 같은 기판 세정 장치(10)를 이용하는 제1 발명의 제1 실시예에 따른 기판 세정 방법은: 제1 면(12a) 및 제2 면(12b)을 갖는 기판(12), 및 액체 지지면(22)을 갖는 세정판(24)을 준비하는 단계; 제1 면(12a)이 중력의 방향으로 아래쪽으로 향하고 있는 하향 배향으로 기판(12)을 배치하는 단계; 액체 지지면(22)이 중력의 방향으로 위쪽으로 향하고 있는 상향 배향으로 세정판(24)을 배치하는 단계; 제1 면(12a) 및 액체 지지면(22)이 예정된 치수의 틈(G)을 두고 서로 대면하는 작동 위치에 하향 배향 기판(12) 및 상향 배향 세정판(24)을 배치하는 단계; 상향 배향 세정판(24)의 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 세정 액체(L)를 공급하는 단계; 액체 지지면(22)에 사실상 직교하는 축으로서 중앙 영역(22a)에서 결정되는 세정판 축(24a)의 둘레로 상향 배향 세정판(24)을 회전시키는 단계; 및 작동 위치에서 세정판 축(24a)의 둘레로 회전하고 있는 세정판(24)의 액체 지지면(22)을 따라 흐르는 액체(L)를 기판(12)의 제1 면(12a)과 접촉시킴으로써 기판(12)의 제1 면(12a)을 세정하는 단계를 포함한다.
위에서 설명한 기판 세정 방법에 의해 기판(12)의 제1 면(12a)을 세정할 때, 기판 지지부(16)에 의해 지지되는 기판(12)의 제1 면(12a), 및 세정판(24)의 액체 지지면(22)은, 세정 액체(L)가 제1 면(12a)에 접촉하게 된 상태에서. 세정판 축(24a)에 중심을 둔 세정판(24)의 회전의 방향이 아닌 다른 방향으로 상대적으로 이동될 수 있다. 이러한 상대 운동을 수행하기 위해서, 제1 면(12a)에 대해 사실상 직교하는 축으로서 테이블(18) 상의 기판(12)에서 설정되는 기판 축(12c)의 둘레로 상대적으로 회전시키기 위해 기판 지지부(16)에 의해 지지되는 세정판(24) 및 기판(12)을 구동하는 회전 구동부(54)가 기판 세정 장치(10)에 추가로 제공된다. 도시된 구성에서는, 회전 구동부(54)는 기판 축(12c)의 둘레로 테이블(18)을 회전시키는 테이블 구동부 (원동기 및 구동력 전달 기구를 포함하며, 도시되지 않음)로서 구성된다. 또한, 위에서 설명한 기판 세정 방법에서의 세정 단계는, 세정 액체(L)가 제1 면(12a)에 접촉하게 된 상태에서, 기판(12)과 세정판(24)을 기판 축(12c)의 둘레로 서로 상대 회전시키는 단계를 포함한다.
회전 구동부(54)를 제공하는 것은, 액체 지지면(22) 상에 지지되어 있는 세정 액체(L)가 기판(12)의 제1 면(12a)과 접촉하고 있을 때, 상대 이동 속도가 용이하게 증대되게 할 수 있고, 제1 면(12a)보다 더 작은 액체 지지면(22)을 이용하여 제1 면(12a)이 세정되게 할 수 있다. 결과적으로, 세정 유체(L)에 의한 세정 효율이 증대될 수 있다. 기판 축(12c)의 둘레로 테이블(18)을 회전시키는 테이블 구동부가 회전 구동부(54)로서 이용되는 구조의 대신에, 또는 거기에 추가하여, 구조는 기판 축(12c)의 둘레로 세정판 유닛(52)을 회전시키는 세정판 유닛 구동부를 이용할 수 있을 것임을 알아야 한다. 또한, 기판 지지부(16)에 의해 지지되는 기판(12)의 제1 면(12a) 및 세정판(24)의 액체 지지면(22)은 기판 축(12c)의 둘레로의 회전이 아닌 다른 동작을 통해 서로에 대해 상대 이동될 수 있을 것이다 (예를 들어, 선형적 왕복 운동을 통해). 그러나, 기계 기구 및 제어 기구라는 이중적 관점에서, 회전 구동부(54)를 제공하는 것이 유용하다.
위에서 설명한 기판 세정 방법에서, 하향 배향 기판(12) 및 상향 배향 세정판(24)이 작동 위치에 배치될 때, 기판(12) 및 세정판(24)은 미리 결정된 작동 위치에 신속하고 탁월한 정밀도로 배치될 수 있다. 이 배치를 수행하기 위해, 기판 세정 장치(10)에는, 세정판(24) 및 기판(12)을 지지하는 테이블(18), 및 액체 지지면(22)과 기판(12)의 제1 면(12a)이 서로 대면하지 않는 대기 위치(standby position)와, 액체 지지면(22)과 기판(12)의 제1 면(12a)이 사실상 균일한 틈(G)을 두고 사실상 평행한 상태로 서로 대면하는 작동 위치 사이에서 상대 이동을 수행할 뿐만 아니라, 작동 위치에 배치하는 것도 수행하는 배치 구동부(56)가 추가로 제공된다. 예시된 구성에서는, 배치 구동부(56)는 대기 위치와 작동 위치 사이에서 테이블(18)을 구동하는 테이블 구동 기구 (원동기 및 구동력 전달 기구를 포함하며, 도시되지 않음)로서 구성된다. 배치 구동부(56)를 제공하는 것은, 기판(12)이 대기 위치에서 기판 지지부(16)에 의해 지지된 후에, 기판(12) 및 세정판(24)이 작동 위치에서 신속하고 탁월한 정밀도로 배치될 수 있게 한다. 또한, 이것은 기판 세정 후 대기 위치에서 기판 지지부(16)로부터 기판(12)을 용이하게 제거할 수 있게 한다.
위에 기술된 기판 세정 방법이 적용될 수 있는 한 예로서, 기판(12)은, 도 3에 예시된 바와 같이 제1 면(12a) 및 제2 면(12b)을 갖고 기판 축(12c)에 중심을 둔 원형 면으로 이루어진 디스크 형 재료이다. 기판(12)의 제1 면(12a) 및 제2 면(12b) 둘 다 사실상 평탄한 표면을 가지며 사실상 서로 평행하게 배치된다. 제2 면(12b)보다 더 큰 표면(14a)을 갖는 디스크 형 지지 부재(14)가 도시되지 않은 접착제를 이용하여 기판(12)의 제2 면(12b)에 결합된다. 기판(12)이 반도체 칩의 주 재료로서 작용하는 웨이퍼일 때, 지지 부재(14)는 배면 연마를 거친 웨이퍼를 다이싱할 때 웨이퍼의 배면 (제2 면(12b))을 보호하고 지지하기 위해 결합된 가요성 지지 필름이다. 이 경우에, 지지 부재 (지지 프레임)(14)의 외주 에지의 둘레에 배치하는 것이 가능하게 하고 또한 지지 부재 (지지 필름)(14)의 경도 보다 더 큰 고경도를 갖는 치수 및 원형 형상의 프레임 부재(58)가, 도시되지 않은 접착제와 같은 결합 수단을 이용하여 지지 부재 (지지 프레임)(14)에 고정된다.
기판(12)은, 예를 들어, 갈륨, 액정, 사파이어, 또는 유리 등으로 만들어진 웨이퍼일 수 있거나, 또는 다른 한 기판일 수 있을 것이다. 기판(12)이 디스크 형상을 가지면, 기판(12)의 직경은, 예를 들어, 50 ㎜와 500 ㎜ 사이일 수 있을 것이다. 기판(12)이 웨이퍼이면, 제1 면(12a)은 정해진 회로 패턴이 형성된 회로면이다. 웨이퍼 두께는, 예를 들어, 직경과 함께 0.5 ㎜와 1 ㎜ 사이에서 표준화된다. 또한, 배면 연마 후의 반도체 칩의 두께는, 예를 들어, 50 ㎛와 100 ㎛ 사이이다. 기판(12)을 위한 재료, 형상, 치수 등에 관한 어떤 특별한 제한도 없음을 알아야 한다.
지지 부재 (지지 필름)(14)는 가요성 필름형 요소이고, 예를 들어, 전체적으로 균일한 두께를 갖도록 수지 등으로 제조된다. 기판 (웨이퍼)(12)의 다이싱 시 제2 면(12b)을 보호하고 지지하기 위해 지지 부재 (지지 필름)(14)는 정해진 접착제를 통해 기판 (웨이퍼)(12)의 제2 면 (배면)(12b)에 결합될 수 있다. 방사 경화성 접착제가 이 접착제로서 이용될 때, 바람직하게는, 지지 부재 (지지 필름)(14)는 적절한 방사 투과율을 가져야 하며, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 폴리비닐리덴 클로라이드 수지, 또는 폴리아미드 수지 등과 같은 중합체 필름일 수 있을 것이다. 또한, 한 실시예로서, 지지 부재 (지지 필름)(14)는 바람직하게는, 다이싱 중의 오염을 방지하기 위해 기판 (웨이퍼)(12)의 제2 면 (배면)(12b)을 보호할 수 있는 물질이다. 이 경우에, 지지 부재 (지지 필름)(14)의 두께는, 예를 들어, 5 ㎛와 200 ㎛ 사이이다. 예시된 지지 부재 (지지 필름)(14)에는 기판(12) (및 보통은 기판 축(12c)을 갖는)의 디스크 형상과 유사한 원형 형상이 제공되지만, 기판(12)의 제2 면(12b)보다 더 큰 표면(14a)을 갖는다는 것을 제외하고는, 지지 부재(14)의 재료, 형상, 또는 치수 등에 어떤 특별한 제한도 없다는 것을 알아야 한다.
지지 부재 (지지 필름)(14)를 기판 (웨이퍼)(12)의 제2 면 (배면)(12b)에 결합시키기 위한 접착제는, 경화(curing or hardening)를 통해 지지 부재(14)의 표면(14a)을 기판(12)의 제2 면(12b)에 굳건하게 고정된 상태로 유지하기 위한 접착력을 생성할 수 있는, 예를 들어, 경화성 접착제, 용매 접착제, 열가소성 수지 (핫 멜트형 접착제를 포함함), 또는 수성 분산형 접착제 등일 수 있을 것이다. 여기에서, 경화성 접착제는 가열 또는 자외선 방사와 같은 에너지 빔을 통해 경화될 수 있는 액체 접착제이고, 용매형 접착제는 용매의 휘발화를 통해 응고하는 접착제이며, 핫 멜트 접착제는 가열을 통해 용융되고 냉각을 통해 응고하는 접착제이다. 또한, 수성 분산형 접착제는 접착제 성분이 물 속에 분산되어 있는 접착제이고, 그것은 물의 증발을 통해 응고한다. 경화성 접착제는 에폭시 또는 우레탄을 기반으로 한 단일 액체 열 경화성 접착제일 수 있거나, 에폭시, 우레탄, 또는 아크릴을 기반으로 하는 2액체형 혼합 반응 접착제일 수 있거나, 또는 아크릴 또는 에폭시를 기반으로 하는 자외선 경화성 또는 전자 빔 경화성 접착제일 수 있을 것이다. 또한, 용매형 아크릴 접착제는 고무, 또는 엘라스토머 등이 용매 속에 용해된 고무형 아크릴 접착제일 수 있을 것이다. 이 출원에서, 좁은 의미에서의 큐어링(curing), 및 하드닝(hardening)은 둘 다 "경화(hardening)"라고 칭해진다는 것을 알아야 한다.
기판(12)이 웨이퍼이면, 접착제는 웨이퍼의 배면을 연마하는 단계에서, 보호 및 지지를 위해, 지지판을 회로면 (제1 면(12a))에 결합시킬 때 이용되는 접착제와 동일할 수 있다. 보호 및 지지를 위한 지지 필름 (지지 부재(14))이 박화 웨이퍼의 배면에 결합되는 동안, 지지판은 다이싱 시 웨이퍼 회로면으로부터 박리되며, 노출된 회로면이 절단된다. 이러면, 때때로 지지판을 결합시키기 위해 이용되는 접착제의 일부가 지지판이 박리된 웨이퍼의 회로면 상에 잔류할 것이며, 그래서, 다이싱을 수행하기 전에 필요하다면 회로면이 세정된다. 본 발명의 이러한 실시예에 따른 기판 세정 장치(10) 및 기판 세정 방법은 회로면을 세정하는 단계에서 적용될 수 있다.
프레임 부재(58)는 금속, 또는 플라스틱 등으로부터 전체적으로 균일한 두께로 제조된다. 프레임 부재(58)는, 프레임 부재(58)의 내부에 있는 지지 부재(14)의 중앙 영역이 지지 부재(14)의 외주 에지를 따라 표면(14a)에 고정되는 프레임 부재(58)를 통해 연신되는 상태를 지지할 수 있기에 충분한 경도를 가진다. 프레임 부재(58)의 경도는 그 재료, 치수, 및 형상 등에 의해 설정될 수 있지만, 필요한 모든 것은, 예를 들어, 어떤 종류의 인장력이 지지 부재(14)에 가해질 때, 프레임 부재(58) 자체가 임의의 심각한 꼬임 또는 변형이 되지 않을 정도의 경도를 가져야 하는 것이다. 예를 들어, 프레임 부재(58)가 원형이고 스테인리스 스틸로 만들어지면, 약 350 ㎜의 내경 및 약 400 ㎜의 외경을 갖고, 약 1 ㎜와 2 ㎜ 사이의 두께를 갖는 것은, 특히, 30 ㎜의 직경을 갖는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)와 함께 이용하기에 적절할 것이다. 예시된 프레임 부재(58)에 기판(12) (및 보통은 기판 축(12c)을 가짐)의 디스크 형상과 유사한 원형 형상이 제공되지만, 그것이 지지 부재(14)의 외주 에지의 둘레에 그것을 배치할 수 있게 하는 형상 및 치수를 갖고 지지 부재(14)의 경도보다 더 큰 경도를 가져야 한다는 것을 제외하고는, 프레임 부재(58)의 재료, 형상, 또는 치수 등에 어떤 특별한 제한도 없다는 것을 알아야 한다. 프레임 부재(58)는 지지 부재(14)의 재료와 동일한 재료로 만들어질 수도 있을 것이다.
위에 기술된 것들의 한 예로서, 기판(12)의 제1 면(12a)을 세정하는 특정한 기판 세정 장치(10)의 정해진 구조를 도 1 내지 도 6을 참조하여 더 상세하게 설명하겠다.
기판 지지부(16)의 테이블(18)은 기판(12) 및 지지 부재(14)의 디스크 형상들과 닮은 사실상 평탄한 원형 면(18a)을 가지며, 지지 부재(14)의 전체는 표면(18a) 상에 지지될 수 있다. 고정 기구(20)는 진공 효과를 이용하여 기판(12) 및 지지 부재(14)를 테이블(18)의 표면(18a)에 제거가능하게 고정하는 앞서 설명한 진공 장치로부터 구성된다. 지지 부재(14)의 외주 에지를 따라 고정되는 프레임 부재(58)가 금속으로 만들어지면, 고정 기구(20)는 대신에 자석 장치로 구성될 수 있다.
세정판(24)의 액체 지지면(22)은 세정판 축(24a)에 중심을 둔 원형 면일 수 있다(도 2). 이 경우에, 액체 지지면(22)의 직경은 기판(12)의 제1 면(12a)의 직경보다 더 작고 그 반경보다 더 크게 설정될 수 있다. 액체 지지면(22)의 직경이 제1 면(12a)의 직경보다 더 작으면, 기판 축(12c)과 세정판 축(24c)이 사실상 서로 평행한 채로, 작동 위치는 오프셋(offset)을 갖고 배치된다(도 4).
세정판(24)의 액체 지지면(22)은 사실상 평탄한 오목한 표면 부(60) 및 오목한 표면 부(60)에 인접한 볼록면 부(62)를 가질 수 있을 것이다(도 1 및 도 2). 볼록면 부(62)는 전체적으로 사실상 평한하고, 오목한 표면 부(60)로부터 세정판 축(24a)을 따르는 방향으로 돌출하여 배치된다. 오목한 표면 부(60)를 기준으로서 이용하여, 볼록면 부(62)의 돌출부의 높이는, 예를 들어, 약1 ㎜와 약 2 ㎜ 사이이다. 이 구성에서, 작동 위치에서 오목한 표면 부(60)에 지지된 기판(12)의 제1 면(12a)과, 세정판(24)의 액체 지지면(22) 사이에 형성되는 틈(G)은 기판(12)의 제1 면(12a)과 액체 지지면(22)의 볼록면 부(62) 사이에 형성될 것이다. 틈(G)은, 예를 들어, 약 0.1 ㎜와 약 0.5 ㎜ 사이이다. 이러면, 틈(G)을 안정적으로 유지하고, 세정판 구동부(28)의 구동에 의해 세정판 축(24a)의 둘레로 회전되면서, 세정판(24)은, 오목한 표면 부(60)에서 이동하는 세정 액체(L)가 기판(12)의 제1 면(12a)과 접촉하지 않게 하면서, 볼록면 부(62)에서 이동하는 세정 액체(L)가 기판(12)의 제1 면(12a)과 접촉하게 할 수 있다(도 5).
세정판(24)의 액체 지지면(22)의 볼록면 부(62)는 세정판 축(24a)에 중심을 두고 기판(12)의 제1 면(12a)의 반경과 사실상 동등한 직경을 갖는 가상적 주변(P)의 적어도 일부를 포함하는 영역에서 형성된다 (도 6). 예시된 구성에서는, 볼록면 부(62)는 가상적 주변(P)의 전체를 포함하는 영역에 형성되고 원형 액체 지지면(22)의 외주 에지를 따라 배치되는 원형 부이고, 오목한 표면 부(60)의 전체를 둘러싼다(도 2). 이 경우에, 작동 위치는 기판 축(12c)과 세정판 축(24a)이 사실상 서로 평행하고 기판(12)의 제1 면(12a)의 반경의 사실상 절반인 거리만큼 이동된 위치이다(도 4 및 도 6).
세정판(24)의 축부(32)는 중공 원통 형상을 가지며, 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 제공된 숄더 면(56)은 축부(32)의 원통 내주면과 액체 지지면(22) 사이에서 매끈하게 연장하는 원추 형상을 가질 수 있다(도 1 및 도 2).이 경우에, 세정 액체 공급부(26)의 노즐(42)은 그 세정 액체 분배 개구가 세정판(24)의 숄더 면(46)에 대면하여 배치되는 위치에 배치된다.
세정판 유닛(52)의 하우징(36)은 세정 챔버(38)를 분할하는 원통 외벽을 갖고 그 내부에 제공될 수 있다(도 1 및 도 2). 또한, 세정 챔버(38) 내에 들어 있는 세정판(24)의 주요부(30)를 향해 내측으로 연장하는 링형 플랜지 부(66)가, 세정 챔버(38)가 개방되어 있는, 축방향으로 외벽(64)의 상단부에서 구성될 수 있을 것이다. 외벽(64) 및 링형 플랜지 부(66)는, 세정판(24)의 외측에서, 세정판 축(24a)에 중심을 두고 회전하고 있는 세정판(24)의 액체 지지면(22)을 따라 이동한 후 세정판(24)의 외측으로 분산되는 세정 유체(L)를 재생시키는 세정 액체 재생부로서 작용한다(도 5). 이 구성에서는, 외벽(64) 및 링형 플랜지 부(66)에 의해 재생되는 세정 액체(L)를 예시되지 않은 세정 액체 저장부를 향해 배수하는 배수 개구(68)가 제공될 수 있을 것이다(도 1).
세정판 유닛(52)에는 세정 챔버(38)를 부압 하에 두는 가스 배출부(70)가 제공될 수 있을 것이다(도 1). 가스 배출부(70)는, 예를 들어, 도시되지 않은 여과 장치를 향해 배출하기 위해 세정 챔버(38)의 밖으로 세정판(24)의 액체 지지면(22)에 공급된 세정 액체(L)의 증기를 끌어내도록 구성될 수 있을 것이다. 가스 배출부(70)를 제공하는 것은 세정 액체(L)의 증기가 하우징(36)의 외측으로 빠져나가서 확산하는 것을 방지하는 것이 가능하게 한다.
세정판 유닛(52)에는, 세정판(24)을 둘러싸는 공간 속에 뜨거운 공기를 공급하는 뜨거운 공기 공급 장치, 세정판(24)을 둘러싸는 공간 속에 질소를 공급하는 질소 공급 장치 등과 같은, 정해진 기능을 갖는 보조 장비(72)가 추가로 제공될 수 있을 것이다(도 1). 질소 공급 장치를 보조 장비(72)로서 제공하는 것은, 가연성 세정 유체(L)가 이용되는 경우에, 세정 단계 동안에 세정판(24)을 둘러싸는 공간 속에 질소를 연속적으로 제공하여 환경 가스에서 산소 농도를 저감시키는 것을 통해 세정 액체(L)의 점화를 방지하는 것을 가능하게 한다. 또한, 뜨거운 공기 제공 장치를 보조 장비(72)로서 제공하는 것은, 세정 단계의 종료에서 세정판(24)을 둘러싸는 공간 속에 뜨거운 공기를 연속적으로 제공하여 세정 후 신속하게 기판(12)의 제1 면(12a)을 구동하는 것이 가능하게 한다. 질소 및 건조 공기는 세정판(24)의 축부(32)를 통해 세정판(24)을 둘러싸는 공간 속에 제공될 수 있다.
상이한 조성을 갖는 복수의 세정 액체(L)가 세정 단계에서 준비될 수 있을 것이다. 이 경우에, 세정 액체 공급부(26)는 세정판(24)의 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 복수의 세정 액체(L)를 예정된 순서로 공급할 수 있을 것이다. 그렇게 하는 것은, 세정 단계에서 복수의 세정 액체(L)가 기판(12)의 제1 면(12a)에 예정된 순서로 접촉하게 하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 먼저, 탁월한 세정력을 갖지만 건조하기 곤란한 용매를 포함하는 아세톤 등과 같은 제1 세정 액체(L)를 이용하고, 그 후, 기판(12)의 제1 면(12a)이 세정된 후, 기판(12)의 제1 면(12a)을 아이소프로필 알코올 등과 같은 제2 세정 액체(L)로 세정하는 것을 통해 제1 세정 액체(L)를 제거하는 것은, 기판(12)의 제1 면(12a)을 용이하게 건조시키게 한다.
예시된 구성을 갖는 기판 세정 장치(10)에 의해 도 3에 예시된 기판(12)을 위한 기판 세정 방법에서는 다음의 절차가 수행된다.
외주 에지를 따라 프레임 부재(58)가 고정되는 지지 부재(14)가 기판(12)의 제2 면(12b)에 결합된다. 기판 세정 장치(10)에서, 세정판 유닛(52)의 세정판(24)은 작동 위치에 미리 배치되지만, 기판 지지부(16)의 테이블(18)은 대기 위치에 배치된다. 지지 부재(14)가 자신의 제2 면(12b)에 결합된 기판(12)은, 고정 기구(20)에 의해, 대기 상태로 배치된 테이블(18)의 표면(18a)에, 제1 면(12a)의 전체가 노출되는 배향으로 고정되고, 테이블(18)은 배치 구동부(56)에 의해 대기 위치로부터 작동 위치로 이동되어, 기판(12)의 제1 면(12a)을 세정판(24)의 액체 지지면(22)과 사실상 균일한 틈(G)을 두고 사실상 평행하게 대면하는 작동 위치에 배치한다. 작동 위치에서, 기판(12)의 기판 축(12c)과 세정판(24)의 세정판 축(24a)은 사실상 서로 평행하게 배치되고, 기판(12)의 제1 면(12a)의 반경의 사실상 절반인 거리만큼 분리되어, 세정판(24)의 액체 지지면(22)의 볼록면 부(62)가 세정판 축(24a)에 중심을 둔 가상적 주변(P)의 전체를 포함하고 기판(12)의 제1 면(12a)의 반경과 사실상 동등한 직경을 갖는 영역에 배치되게 한다(도 4 및 도 6).
작동 위치에서, 기판(12)을 지지하는 테이블(18)은 세정판 구동부(28)에 의해 세정판 축(24a)의 둘레로 회전되는 세정판(24)을 따라 회전 구동부(54)에 의해 기판 축(12c)의 둘레로 회전된다. 기판(12)의 회전의 방향과 세정판(24)의 회전의 방향은 서로 동일한 방향이거나 또는 반대 방향일 수 있을 것이다. 기판(12)의 (즉, 테이블(18)의) 회전의 속도는, 예를 들어, 약 2 RPM과 약 20 RPM 사이이고, 세정판(24)의 회전의 속도는, 예를 들어, 약 100 RPM과 약 2000 RPM 사이이다. 기판(12)과 세정판(24)은 틈(G)이 안정적으로 유지되면서 제각기 회전된다.
세정판(24)이 세정판 축(24a)의 둘레로 회전됨에 따라, 세정 액체(L)는 세정 액체 공급부(26)에 의해 세정판(24)의 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 연속적으로든 또는 불연속적으로든 제공된다. 이 때, 노즐(42)로부터 분배되는 세정 액체(L)는 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 제공된 숄더 면(46)에 의해 일시적으로 유지되고, 그 후, 그것은 세정판(24)의 회전에 따라 생성된 원심력으로 인해 액체 지지면(22)의 오목한 표면 부(60)로 흘러넘쳐 들어가서 외측으로 흐른다(도 5). 숄더 면(46)에 의한 세정 액체(L)의 일시적인 유지는, 세정 액체(L)가 액체 지지면(22)의 오목한 표면 부(60)에서 광범위하게 퍼진 후 흐르게 하는 것으로 귀결된다. 숄더 면(46)은 예시된 절두 원추 형상인 것으로 한정되지는 않지만, 대신에, 층진 계단 형상 등과 같은 다양한 형상이 이용될 수 있을 것이지만; 그러나, 바람직하게는, 형상이 세정 액체(L)는 숄더 면(46) 내에 잔류하는 것임을 알아야 한다.
세정 액체(L)는, 기판(12)의 제1 면(12a)에 접촉하지 않고, 세정판(24)의 회전에 따라 생성된 원심력에 의해 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)으로부터 오목한 표면 부(60)의 외측을 향해 흐르도록 유발되며, 그것이 볼록면 부(62)를 흘러넘칠 때, 그것은 회전하는 액체 지지면(22)을 따라 회전의 방향으로 이동하면서 기판(12)의 제1 면(12a)과 접촉한다(도 5). 세정판 축(24a)의 둘레로 회전되는 세정판(24)을 거슬러 기판 축(12c)의 둘레로 기판(12)을 회전시키는 것은, 볼록면 부(62)와 제1 면(12a) 사이의 배치 및 치수 관계에 따라 세정 액체(L)가 기판(12)의 제1 면(12a)의 전체에 접촉하게 한다. 기판 제1 면(12a)에 접촉하는 세정 액체(L)의 부분이 연속적으로 신속하게 재생되는 동안, 세정 액체(L)가 기판(12)의 제1 면(12a)을 신뢰할 수 있고 효율적으로 세정하는 결과가 얻어진다.
액체 지지면(22)의 외주 에지를 따라 볼록면 부(62)가 형성되고, 그래서 볼록면 부(62)의 주위 속도가 용이하게 증대되게 한다. 따라서, 볼록면 부(62)를 따라 회전의 방향으로 이동하는 세정 액체(L)의 이동 속도는 용이하게 증대될 수 있고, 그래서 세정 액체(L)에 의한 기판 제1 면(12a)을 위한 세정 성능을 용이하게 증대시키는 것이 가능하다.
기판(12)의 제1 면(12a)을 세정한 세정 액체(L)는 세정판(24)의 회전에 따라 생성된 원심력에 의해 액체 지지면(22)의 볼록면 부(62)로부터 세정판(24)의 외측을 향해 분산된다. 분산된 세정 액체(L)는 세정판 유닛(52)의 하우징(36)의 외벽(64) 및 링형 플랜지 부(66)에 의해 포획되고 유지되어 외벽(64)의 내면을 따라 흘러내리고, 배수 개구(68)로부터 방출되며, 그래서 재생되게 한다 (도 4 및 도 5). 그렇게 하는 것은 세정 액체(L)가 기판(12)의 제2 면(12b)에 결합된 지지 부재(14)와 접촉하지 않고 기판(12)의 제1 면(12a)을 세정 액체(L)에 의해 신뢰할 수 있고 신속하게 세정하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 지지판(14)을 기판(12)의 제2 면(12b)에 결합시키기 위해 이용되는 접착제는 세정 액체(L)에 의해 세정되는 것을 통해 용해하는 것을 미리 방지될 수 있다.
필요하다면, 앞서 설명한 세정 단계 동안, 세정 챔버(38)는 가스 배출부(70)에 의해 부압 하에 있어서 (도 1), 세정 유체(L)의 증기가 하우징(36)의 외측으로 흘러 확산하는 것을 방지하면서, 질소는 보조 장비(72)로서의 질소 공급 장치에 의해 세정판(24)을 둘러싸는 공간 속으로 공급될 수 있어서 (도 1), 가연성 세정 액체(L)의 점화를 방지하며, 복수의 유형의 세정 액체(L)는 미리 설정된 순서대로 세정 액체 공급부(26)로부터 세정판(24)의 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 공급될 수 있다 (도 1). 또한, 필요하다면, 세정 단계의 완료 후, 보조 장비(72)로서의 뜨거운 공기 공급 장치에 의해 뜨거운 공기가 세정판(24)을 둘러싼 공간 속에 공급될 수 있어서 (도 1), 기판(12)의 제1 면(12a)을 세정 후 신속하게 건조시킨다.
도 7은 기판 세정 장치(10)에 의해 이용될 수 있는 세정판(24)의 액체 지지면(22)을 위한 다양한 구조를 개략적으로 도시한다. 액체 지지면(22)의 구조는 도 7a의 단일 링형 볼록면 부(62)를 포함하는 구조로 한정되지 않으며, 대신에, 예를 들어, 도 7b에서의 동심원상으로 배치된 하나는 크고 하나는 작은 두개의 링형 볼록면 부(62)를 포함하는 구조, 도 7c에서의 원주 방향으로 분할된 복수의 활 모양 볼록면 부(62)를 포함하는 구조, 도 7d에서의 세정판(24)의 직경을 따라 이동하는 직선으로서 배치된 볼록면 부(62)를 포함하는 구조, 도 7e에서의 방사상으로 배치된 복수의 볼록면 부(62)를 포함하는 구조 등을 이용할 수 있을 것이다. 이러한 구조들 중 어느 것에서든, 앞서 설명한 가상적 주변(P)의 적어도 일부를 포함하는 영역에 적어도 하나의 볼록면 부(62)가 형성된다 (도 6). 또한, 도 7f 및 도 7g에 예시된 바와 같이, 액체 지지면(22)의 중앙 영역(22a)에 개구 (도 1) 및 축부(32)의 숄더 면(46)이 제공되지 않는 구조를 이용하는 것이 가능하다. 이 경우에, 노즐(42)은 액체 지지면(22) 위의 자유 공간 속에 배치될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여,본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 세정 장치(80)를 설명하고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 세정 장치(80)를 이용하는 기판 세정 방법을 설명하겠다. 제2 실시예에서의 기판 세정 장치(80) 및 기판 세정 방법은, 세정판(24)의 구조가 상이한 것을 제외하고는, 도 1 및 도 7을 참조하여 설명한 기판 세정 장치(10) 및 기판 세정 방법의 구조와 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 대응하는 구조 요소들에는 동일한 인용 부호가 할당될 것이며, 그 설명은 적절하게 생략될 것이다.
기판 세정 장치(80)에는 전체적으로 균일하게 평탄한 표면으로 만들어진 액체 지지면(82)을 갖는 세정판(24)이 제공된다. 액체 지지면(82)은 세정판 축(24a)에 중심을 둔 원형 면일 수 있다. 이 경우에, 액체 지지면(82)의 직경은 기판(12)의 제1 면(12a)의 직경보다 크지 않고 반경보다 작지 않게 설정된다. 액체 지지면(82)의 직경이 제1 면(12a)의 직경보다 더 작을 때, 작동 위치는 기판 축(12c)과 세정판 축(24a)이 사실상 서로 평행하고 서로로부터 변위되도록 배치된 위치이다 (도 8). 액체 지지면(82)의 직경이 제1 면(12a)의 직경과 동등한 경우에는, 작동 위치는 기판 축(12c)과 세정판 축(24a)이 일치하는 위치이다.
기판 세정 장치(80)에는 세정판 축(24a)의 둘레로 세정판(24)을 회전시키는 세정판 구동부(28), 및 기판 지지부(16) 상에 지지된 세정판(24)과 기판(12)을 기판 축(12c)의 둘레로 서로에 대해 상대적으로 회전시키는 회전 구동부(54)가 제공된다. 세정판(24)의 액체 지지면(82)의 직경이 기판(12)의 제1 면(12a)의 직경과 동등할 때, 세정 단계에서는, 기판(12)이 세정판(24)과 동일한 방향 및 동일한 속도로 회전되는 상태를 배제하고, 기판(12)을 적절히 회전시키거나 또는 회전시키지 않는 것이 가능할 수 있을 것이다.
예시된 구성을 갖는 기판 세정 장치(80)에 의한 도 3에 예시된 기판(12)을 위한 기판 세정 방법은, 기판 세정 장치(10)에 의해 위에 기술된 기판 세정 방법과 동일한 절차를 수행한다.
세정 단계에서는, 작동 위치에서, 기판(12)을 지지하고 있는 테이블(18)이 기판 축(12c)의 둘레로 회전 구동부(54)에 의해 회전되고(도 1), 또한, 세정판(24)이 세정판 축(24a)의 둘레로 세정판 구동부(28)에 의해 회전된다. 세정판(24)이 세정판 축(24a)의 둘레로 회전됨에 따라, 세정 액체(L)는 세정 액체 공급부(26)에 의해 세정판(24)의 액체 지지면(82)의 중앙 영역(82a)에 연속적으로든 또는 불연속적으로든 제공된다. 세정 액체(L)는, 세정판(24)의 회전에 따라 생성된 원심력에 의해, 액체 지지면(82)의 중앙 영역(22a)으로부터 외측으로 흐르게 되고, 기판(12)의 제1 면(12a)에 접촉하고, 동시에 기판(12)의 제1 면(12a)과 접촉하면서 회전하는 액체 지지면(82)을 따르는 회전의 방향으로 이동한다 (도 9). 세정판 축(24a)의 둘레로 회전되는 세정판(24)에 거슬러서 기판 축(12c)의 둘레로 기판(12)을 회전시키는 것은, 세정 액체(L)가 기판(12)의 제1 면(12a)의 전체에 접촉하게 한다. (액체 지지면(82)의 직경이 제1 면(12a)의 직경과 동등하면, 기판(12)은 회전될 필요가 없다.) 기판 제1 면(12a)에 접촉하는 세정 액체(L)의 부분이 연속적으로 신속하게 재생되는 동안, 세정 액체(L)가 기판(12)의 제1 면(12a)을 신뢰할 수 있고 효율적으로 세정하는 결과가 얻어진다.
기판(12)의 제1 면(12a)을 세정한 세정 액체(L)는 세정판(24)의 회전에 따라 생성된 원심력에 의해 액체 지지면(82)의 세정판(24)의 외측을 향해 분산된다. 분산된 세정 액체(L)는 세정판 유닛(52)의 하우징(36)의 외벽(64) 및 링형 플랜지 부(66)에 의해 포획되고 유지되어 외벽(64)의 내면을 따라 흘러내리고, 배수 개구(68)로부터 방출되며, 그래서 재생되게 한다 (도 8 및 도 9). 그렇게 하는 것은 세정 액체(L)가 기판(12)의 제2 면(12b)에 결합된 지지 부재(14)와 접촉하지 않고 기판(12)의 제1 면(12a)을 세정 액체(L)에 의해 신뢰할 수 있고 신속하게 세정하는 것이 가능하게 한다. 따라서, 지지판(14)을 기판(12)의 제2 면(12b)에 결합시키기 위해 이용되는 접착제는 세정 액체(L)에 의해 세정되는 것을 통해 용해하는 것이 미리 방지될 수 있다.

Claims (5)

  1. 기판 세정 방법으로서:
    제1 면 및 제1 면의 반대쪽인 제2 면을 갖는 기판, 및 액체 지지면을 갖는 세정판을 준비하는 단계;
    제1 면이 아래쪽으로 향하는 하향 배향으로 기판을 배치하는 단계;
    액체 지지면이 위쪽으로 향하는 상향 배향으로 세정판을 배치하는 단계;
    제1 면과 액체 지지면 사이에 예정된 치수의 틈을 갖고 서로 대면하는 작동 위치에 하향 배향 기판 및 상향 배향 세정판을 배치하는 단계;
    상향 배향 세정판의 액체 지지면의 중앙 영역에 세정 액체를 제공하는 단계;
    중앙 영역에서 액체 지지면에 사실상 직교하는 축으로서 세정판에서 결정되는 세정판 축의 둘레로 상향 배향 세정판을 회전시키는 단계; 및
    세정판의 액체 지지면을 따라 흐르는 세정 액체가 기판의 제1 면에 접촉하게 함으로써 기판의 제1 면을 세정하는 단계를 포함하는, 기판 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 기판의 제1 면을 세정하는 단계는 제1 면에 사실상 직교하는 축으로서 기판에서 설정되는 기판 축의 둘레로 기판과 세정판을 상대적으로 회전시키는 단계를 포함하는, 기판 세정 방법.
  3. 제1 면 및 제1 면의 반대쪽인 제2 면을 갖는 기판의 제1 면을 세정하는 기판 세정 장치로서:
    제1 면이 아래쪽으로 향하고 있을 때 기판을 하향 배향으로 지지할 수 있는 기판 지지부;
    액체 지지면을 갖는 세정판 - 세정판은, 액체 지지면이 기판 지지부에 의해, 그 사이에 예정된 치수의 틈을 개입한 채로, 지지된 기판의 제1 면에 대면할 수 있는 작동 위치에서 액체 지지면이 위쪽으로 향하고 있는 상향 배향으로 배치됨 -;
    세정판의 액체 지지면의 중앙 영역에 세정 액체를 제공하는 세정 액체 제공부; 및
    중앙 영역에서 액체 지지면에 사실상 직교하는 축으로서 세정판에서 결정된 세정판 축의 둘레로 세정판을 회전시키는 세정판 구동부를 포함하고;
    세정 액체가 기판의 제1 면을 세정하기 위해 기판의 제1 면에 접촉하게 할 수 있는, 기판 세정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 제1 면에 사실상 직교하는 축으로서 기판에서 설정된 기판 축의 둘레로 기판과 세정판을 상대적으로 구동하는 회전 구동부를 추가로 포함하는, 기판 세정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 기판의 제1 면은 기판 축에 중심을 둔 원형 면이고, 세정판의 액체 지지면은 세정판 축에 중심을 둔 원형 면이며, 액체 지지면의 직경은 제1 면의 직경보다 크지 않은, 기판 세정 장치.
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