KR20220144991A - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

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KR20220144991A
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expander
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cleaning
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백승대
김성엽
박준구
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주식회사 제우스
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Abstract

기판처리장치 및 기판처리방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 기판처리장치는: 리테이너링부와 절단된 복수의 제1다이를 포함하는 제1웨이퍼부가 처리되는 제1챔버부; 웨이퍼부 또는 캐리어 기판이 포함되는 제2웨이퍼부가 처리되는 제2챔버부; 및 제1챔버부와 제2챔버부에서 처리된 제1웨이퍼부의 제1다이와 제2웨이퍼부가 적층 및 프리 본딩되는 제3챔버부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{WAFER PROCESSING APPARATUS AND WAFER PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 처리 성능을 향상시키고, 기판의 처리 시간을 단축시킬 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 공정에서는 웨이퍼부를 식각하는 식각공정과, 웨이퍼부를 복수의 다이로 절단하는 싱귤레이션공정과, 웨이퍼부를 세정하는 세정공정 등이 수행된다. 웨이퍼부 식각공정이나 세정공정에서 기판 처리장치가 사용된다.
기판 처리장치는 회전 가능하게 설치되며, 상부에 웨이퍼부가 안착되는 회전 테이블과, 회전 테이블의 가장자리 영역에 링 형상으로 결합되는 밀폐링 등으로 구성된다. 회전 테이블이 회전되는 상태에서 회전 테이블에 안착된 웨이퍼부에는 처리액이 공급된다.
그러나, 종래의 기판 처리장치는 복수의 다이가 절단된 웨이퍼부가 세정될 때에 복수의 다이 사이의 틈새에 잔존하는 이물질이 제거되기 어려울 수 있다. 또한, 복수의 다이 사이의 틈새에서 이물질을 제거하기 위해서는 세정 시간을 충분히 연장해야 하므로, 세정 시간이 증가될 수 있다.
또한, 회전 테이블의 상부에 밀폐링을 결합시키는 과정이 번거로웠고, 결합시 밀폐링의 결합 완료 상태가 일정하지 않아 결합 오차(틀어짐 등)가 발생할 수 있다. 나아가, 밀폐링의 결합 오차가 발생할 경우, 밀폐링의 외측으로 처리액이 침투됨에 따라 테이블의 둘레부의 구조물이 손상될 수 있다.
또한, 웨이퍼부가 위치 변동되는 것을 방지하기 위해 웨이퍼부 고정모듈이 설치되고, 밀폐링의 고정을 위한 밀폐링 고정모듈이 설치된다. 따라서, 기판처리장치의 구조가 복잡해지고, 제조 비용이 증가될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0122067호(2016.10.21 공개, 발명의 명칭: 웨이퍼부 처리 장치 및 웨이퍼부 처리 장치를 위한 밀폐 링)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 기판의 처리 성능을 향상시키고, 기판의 처리 시간을 단축시킬 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 기판처리장치는: 리테이너링부와 절단된 복수의 제1다이를 포함하는 제1웨이퍼부가 처리되는 제1챔버부; 웨이퍼부 또는 캐리어 기판이 포함되는 제2웨이퍼부가 처리되는 제2챔버부; 및 상기 제1챔버부와 상기 제2챔버부에서 처리된 상기 제1웨이퍼부의 상기 제1다이와 상기 제2웨이퍼부가 적층 및 프리 본딩되는 제3챔버부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제3챔버부에서는 상기 제2웨이퍼부의 제2다이마다 복수의 상기 제1다이가 적층 및 프리 본딩될 수 있다.
상기 제2웨이퍼부의 상기 제2다이마다 상기 제1다이가 1층씩 적층 및 프리 본딩될 때마다 상기 제1챔버부 또는 상기 제2챔버부에서 세정될 수 있다.
상기 제2챔버부는 상기 제2웨이퍼부가 안착되는 제2진공척부; 및 상기 제2웨이퍼부에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시키는 제2초음파 세정모듈을 포함할 수 있다.
상기 기판처리장치는 상기 제1챔버부에 배치되고, 제1이송모듈로부터 제1웨이퍼부를 전달받아 상기 제1진공척부에 안착시키는 트랜스퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 기판처리장치는 상기 제1챔버부에 배치되는 제1이오나이저; 및 상기 제2챔버부에 배치되는 제2이오나이저를 더 포함할 수 있다.
상기 제1챔버부는 익스펜더모듈을 더 포함하고, 상기 익스펜더모듈은 상기 제1챔버부에 배치되는 익스펜더 이동부; 상기 익스펜더 이동부에 설치되는 익스펜더 헤드부; 및 링커버부를 잡고 이동시키도록 상기 익스펜더 헤드부에 연결되고, 척킹모듈이 상기 링커버부를 상기 진공척부에 구속하도록 상기 링커버부를 가압하는 복수의 익스펜더 암부를 포함할 수 있다.
상기 익스펜더 헤드부는 상기 익스펜더 이동부에 연결되는 익스펜더 케이싱부; 상기 익스펜더 케이싱부에 방사상으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 익스펜더 암부에 각각 연결되는 복수의 익스펜더 슬라이더부; 복수의 상기 익스펜더 슬라이더부를 이동시키도록 상기 익스펜더 케이싱부의 내부에 배치되는 익스펜더 로드부; 및 상기 익스펜더 로드부를 이동시키도록 상기 익스펜더 케이싱부에 배치되는 익스펜더 구동부를 포함할 수 있다.
상기 익스펜더 케이싱부는 상기 익스펜더 로드부가 이동되도록 이동공간부가 형성되는 케이싱 바디부; 상기 케이싱 바디부의 일측을 폐쇄시키는 제1차단판부; 및 상기 케이싱 바디부의 타측을 폐쇄시키고, 상기 익스펜더 로드부가 이동 가능하게 삽입되도록 이동홀부가 형성되는 제2차단판부를 포함할 수 있다.
상기 익스펜더 로드부는 상기 익스펜더 케이싱부의 상기 이동공간부에 이동 가능하게 설치되는 이동디스크부; 상기 익스펜더 케이싱부의 상기 이동홀부에 삽입되도록 상기 이동디스크부에 연결되는 플런저부; 및 상기 플런저부가 이동됨에 따라 상기 익스펜더 슬라이더부를 이동시키도록 상기 플런저부와 상기 익스펜더 슬라이더부에 연결되는 푸시부를 포함할 수 있다.
상기 익스펜더 구동부는 상기 이동디스크부를 상기 익스펜더 슬라이더부 측으로 이동시키도록 상기 이동공간부의 일측에 구동매체를 공급하는 제1공급포트; 및 상기 이동디스크부를 상기 익스펜더 슬라이더부의 반대측으로 이동시키도록 상기 이동공간부의 타측에 구동매체를 공급하는 제2공급포트를 포함할 수 있다.
상기 익스펜더 암부는 상기 익스펜더 슬라이더부에 연결되는 암부재; 및 상기 링커버부를 구속하도록 상기 암부재에 배치되는 캐치부를 포함할 수 있다.
상기 캐치부는 상기 링커버부의 외측을 감싸도록 상기 암부재에 연결되는 캐치 바디부; 및 상기 링커버부의 커버홀부에 삽입되도록 상기 캐치 바디부에 결합되는 캐치핀부를 포함할 수 있다.
상기 척킹모듈은 상기 제1진공척부에 설치되는 척킹 베이스; 상기 척킹 베이스를 회전시키도록 상기 척킹 베이스에 연결되는 척킹 회전부; 상기 척킹 베이스에 방사상으로 각각 연결되고, 상기 척킹 베이스의 회전시 이동되는 복수의 척킹 링크부; 및 상기 척킹 링크부의 이동시 상기 링커버부를 상기 진공척부에 구속하도록 상기 척킹 링크부에 각각 연결되는 복수의 커버 구속부를 포함할 수 있다.
상기 척킹 베이스의 반경에 대하여 경사지도록 복수의 가이드부가 형성되고, 복수의 상기 가이드부에는 상기 척킹 링크부가 이동 가능하게 결합될 수 있다.
상기 척킹 링크부는 상기 척킹 베이스에 이동 가능하게 결합되는 가이드 슬라이더; 상기 가이드 슬라이더에 연결되고, 상기 가이드 슬라이더의 이동시 상기 척킹 베이스의 반경방향을 따라 직선 이동되도록 설치되는 링크부재; 및 상기 커버 구속부에 맞물려 이동되도록 상기 링크부재에 형성되는 링크 기어부를 포함할 수 있다.
상기 커버 구속부는 상기 제1진공척부에 회전 가능하게 설치되는 커버 구속축부; 상기 링크 링크부에 맞물리도록 상기 커버 구속축부에 형성되는 구속 기어부; 상기 링커버부를 가압 및 해제하도록 상기 커버 구속축부에 연결되는 커버 구속바; 및 상기 링커버부와 구름 접촉되도록 상기 커버 구속바에 회전 가능하게 설치되는 구속 롤러부를 포함할 수 있다.
상기 제1챔버부는 제1초음파 세정모듈을 포함하고, 상기 제1초음파 세정모듈은 승강암 구동부; 상기 승강암 구동부에 의해 승강되도록 상기 승강암 구동부에 연결되는 승강암부; 상기 승강암부를 회전시키도록 상기 승강암부에 연결되는 스윙부; 및 상기 승강암부에 연결되고, 상기 제1웨이퍼부에 세정액을 분사하고, 상기 세정액에 초음파를 인가하는 초음파 세정부를 포함할 수 있다.
상기 초음파 세정부는 상기 승강암부에 연결되고, 세정액에 침지되는 세정헤드부; 세정액에 초음파를 인가하도록 상기 세정헤드부의 내부에 배치되는 초음파 발생부; 상기 초음파 발생부에 전압을 인가하도록 상기 세정헤드부의 내부에 배치되는 전압 인가부; 상기 세정헤드부의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성하는 내압 형성부; 및 상기 제1웨이퍼부에 세정액을 분사하도록 상기 세정헤드부에 형성되는 세정액 분사부를 포함할 수 있다.
상기 세정헤드부의 하면부는 세정액의 유입 측이 세정액의 유출 측보다 높게 형성될 수 있다.
상기 세정헤드부는 상기 제1웨이퍼부의 높이 변화에 따라 상기 세정헤드부의 일측 하면부의 높이를 조절하도록 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는: 제1챔버부에서 리테이너링부와 절단된 복수의 제1다이를 포함하는 제1웨이퍼부가 처리되는 단계; 제2챔버부에서 웨이퍼부와 캐리어 기판이 포함되는 제2웨이퍼부가 처리되는 단계; 및 제3챔버부에서 상기 제1챔버부에서 처리된 상기 제1다이와 상기 제2챔버부에서 처리된 제2웨이퍼부가 적층 및 프리 본딩되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제3챔버부에서는 상기 제2웨이퍼부의 제2다이마다 복수의 상기 제1다이가 적층 및 프리 본딩될 수 있다.
상기 제2웨이퍼부의 상기 제2다이마다 상기 제1다이가 1층씩 적층 및 프리 본딩될 때마다 상기 제1챔버부 또는 상기 제2챔버부에서 세정될 수 있다.
상기 제1챔버부에서는 제1초음파 세정모듈이 상기 제1웨이퍼부에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시킬 수 있다.
상기 제1초음파 세정모듈의 내압 형성부는 세정헤드부의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성할 수 있다.
상기 제1초음파 세정모듈의 세정헤드부는 그 하면부가 세정액의 유입 측이 세정액의 유출 측보다 높게 형성될 수 있다.
상기 세정헤드부는 상기 제1웨이퍼부의 높이 변화에 따라 상기 세정헤드부의 일측 하면부의 높이를 조절하도록 설치될 수 있다.
상기 제2챔버부에서는 제2초음파 세정모듈이 상기 제2웨이퍼부에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시킬 수 있다.
상기 제1챔버부의 제1이오나이저는 양이온과 음이온이 포함된 정제수를 상기 제1웨이퍼부에 분사하여 정전기를 제거할 수 있다.
상기 제2챔버부의 제2이오나이저는 양이온과 음이온이 포함된 정제수를 상기 제2웨이퍼부에 분사하여 정전기를 제거할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1챔버부에서 제1웨이퍼부가 처리되고, 제2챔버부에서 제2웨이퍼부가 처리되므로, 제3챔버부에 제1웨이퍼부와 제2웨이퍼부가 동시에 공급될 수 있다. 따라서, 제1웨이퍼부와 제2웨이퍼부가 제3챔버부에서 적층 및 프리 본딩될 수 있으므로, 기판의 처리 속도 및 성능을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제3챔버부에서는 제1웨이퍼부와 제2웨이퍼부가 대략 20-30℃에서 프리 본딩되므로, 제1웨이퍼부와 제2웨이퍼부에 부착된 물기가 증발되면서 제1웨이퍼부와 제2웨이퍼부의 솔더부를 산소로부터 차폐한다. 따라서, 구리재질을 포함하는 솔더부가 산소와 접촉되는 것을 방지하므로, 솔더부의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1웨이퍼부에서 제1다이의 간격이 벌려진 상태에서 세정공정이 진행되므로, 제1다이의 표면에 부착되는 이물질뿐만 아니라 복수의 제1다이 사이의 틈새에 위치된 이물질이 세정액에 의해 용이하게 제거될 수 있다, 따라서, 제1웨이퍼부의 세정 성능이 현저히 향상되고, 제1웨이퍼부의 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 척킹 베이스가 척킹 회전부에 의해 회전됨에 따라 링커버부가 진공척부에 구속되므로, 하나의 척킹 회전부를 이용하여 제1웨이퍼부를 진공척부에 구속할 수 있다. 따라서, 기판처리장치의 구조를 간단하게 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 높이조절부가 커버 구속부의 설치 높이를 조절하므로, 링커버부의 상면과 진공척부의 상면 사이의 높이가 조절될 수 있다. 따라서, 제1웨이퍼부의 접착시트의 신장 정도가 조절됨에 따라 복수의 제1다이의 간격이 조절될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1챔버부와 제2챔버부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1챔버부에서 처리되는 제1웨이퍼부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1챔버부에서 처리되는 제1웨이퍼부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제2챔버부에서 처리되는 제2웨이퍼부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1진공척부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈이 하강하면서 링커버부와 제1웨이퍼부의 리테이너링부를 가압함에 따라 복수의 제1다이 사이의 간격이 벌어진 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈이 링커버부를 잡고 이동시키는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈, 링커버부 및 진공척부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 척킹모듈이 링커버부를 구속한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈의 익스펜더 헤드부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 익스펜더모듈에서 익스펜더 슬라이더부가 익스펜더 헤드부의 내측으로 이동된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 척킹모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 척킹모듈의 척킹 베이스가 회전됨에 따라 척킹 링크부가 구동되는 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 척킹모듈의 커버 구속부가 링커버부를 구속하도록 구동되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 제1초음파 세정모듈과 세정액 분사모듈이 진공척부의 외측에 배치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 제1초음파 세정모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 제1초음파 세정모듈을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 제1초음파 세정모듈의 세정 헤드부가 제1웨이퍼부에 경사지게 배치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 세정 헤드부의 결합볼트부와 각도조절볼트부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 각도조절볼트부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1챔버부에 설치되는 제1이오나이저와 트랜스퍼유닛을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제2챔버부에 설치되는 제2진공척부와 제2이오나이저를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리방법을 개략적으로 도시한 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법의 일 실시예를 설명한다. 기판처리장치 및 기판처리방법을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1챔버부에서 처리되는 제1웨이퍼부를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1챔버부에서 처리되는 제1웨이퍼부를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제2챔버부에서 처리되는 제2웨이퍼부를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1진공척부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(100)는 제1챔버부(102), 제2챔버부(104) 및 제3챔버부(300)를 포함한다.
제1챔버부(102)에서는 리테이너링부(13)와 절단된 복수의 제1다이(11)를 포함하는 제1웨이퍼부(10)가 처리된다. 이때, 제1챔버부(102)에서는 제1웨이퍼부(10)가 세정된다.
제2챔버부(104)에서는 웨이퍼부 또는 캐리어 기판이 포함되는 제2웨이퍼부(20)가 처리된다. 이때, 제2챔버부(104)에서는 제2웨이퍼부(20)가 세정된다.
제3챔버부(300)에서는 제1챔버부(102)와 제2챔버부(104)에서 처리된 제1웨이퍼부(10)의 제1다이(11)와 제2웨이퍼부(20)가 적층 및 프리 본딩(prebonding)된다. 제3챔버부(300)는 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)를 개별적으로 적층 및 프리 본딩하도록 복수 개가 설치된다. 제3챔버부(300)에서 제1웨이퍼부(10)가 정확한 위치에 위치 정렬된 후 제2웨이퍼부(20)가 적층 및 프리 본딩된다. 이때, 제3챔버부(300)에서는 제1웨이퍼부(10)의 제1다이(11)와 제2웨이퍼부(20)가 대략 20-30℃에서 프리 본딩되므로, 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)에 부착된 물기(DI WATER)가 증발되면서 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)의 솔더부(미도시)를 산소로부터 차폐한다. 따라서, 구리재질을 포함하는 솔더부가 산소와 접촉되는 것을 방지하므로, 솔더부의 부식을 방지할 수 있다.
상기에서 프리 본딩이란 제3챔버부(300)에서 적층된 제1다이(11)가 플라즈마 처리됨에 의해 제1다이(11)에서 물기(DI WATER)가 세정되고, 물기가 제1다이의 표면을 친수화시킴에 따라 물분자의 힘으로 부착되는 것을 의미한다. 이때, 프리 본딩시 적층된 제1다이는 옥사이드/옥사이드 결합된다. 이에 비해, 본딩이란 별도의 챔버부에서 어닐링(annealing)됨에 따라 적층된 제1다이에서 솔더부들의 구리 성분 등이 접합되는 것을 의미한다.
제1챔버부(102)에서 제1웨이퍼부(10)가 처리되고, 제2챔버부(104)에서 제2웨이퍼부(20)가 처리되므로, 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)가 제3챔버부(300)에 동시에 공급될 수 있다. 따라서, 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)가 제3챔버부(300)에서 적층 및 프리 본딩될 수 있으므로, 기판의 처리 속도 및 성능을 현저히 향상시킬 수 있다.
제3챔버부(300)에서는 제2웨이퍼부(104)의 제2다이(21)마다 복수의 제1다이(11)가 적층 및 프리 본딩된다. 따라서, 제2웨이퍼부(104)가 집적회로의 베이스를 이루고, 제2웨이퍼부(20)에 복수 층의 제1다이(11)가 집적된다.
제2웨이퍼부(104)의 제2다이(21)마다 제1다이(11)가 제3챔버부(300)에서 1층씩 적층 및 프리 본딩될 때마다 제1챔버부(102) 또는 제2챔버부(104)에서 세정된다. 따라서, 제2다이(21)마다 제1다이(11)가 1층씩 적층될 때마다 발생되는 이물질을 제거할 수 있다.
제1챔버부(102), 제2챔버부(104) 및 제3챔버부(300) 근처에는 플라즈마 챔버부(400)가 설치된다. 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)는 제1챔버부(102), 제2챔버부(104) 또는 별도의 건조챔버(미도시)에서 물기가 제거된 후 플라즈마 챔버부(400)에 공급된다. 플라즈마 챔버부(400)에서는 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)가 플라즈마 처리된다. 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)는 처리 공정 중에 이물질이 발생될 수 있으며, 이러한 이물질이 실리콘 표면에 침투하게 되면 비저항 혹은 전도율을 변화시킴에 따라 집적회로의 전기적 특성에 치명적인 영향을 미친다. 따라서, 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)가 플라즈마 챔버부(400)에서 플라즈마 처리됨에 따라 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)에 보호막이 형성될 수 있다.
제1챔버부(102)와 제2챔버부(104)의 일측에는 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)가 각각 적층되도록 웨이퍼부 적재부(600)가 배치된다. 또한, 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)는 복수의 이송로봇(500)에 의해 웨이퍼부 적재부(600)로부터 제1챔버부(102), 제2챔버부(104), 제3챔버부(300) 및 플라즈마 챔버부(400)로 이송된다.
예를 들면, 이송로봇(500)은 웨이퍼부 적재부(600)에서 제1웨이퍼부(10)나 제2웨이퍼부(20)를 픽업하여 플라즈마 챔버부(400)에 공급하고, 플라즈마 챔버부(400)에서 플라즈마 처리된 제1웨이퍼부(10)나 제2웨이퍼부(20)는 이송로봇(500)에 의해 제1챔버부(102)나 제2챔버부(104)에 이송된다. 제1챔버부(102)나 제2챔버부(104)에서 세정된 제1웨이퍼부(10)나 제2웨이퍼부(20)는 이송로봇(500)에 의해 제3웨이퍼부(300)에 공급된다. 즉, 제1웨이퍼부(10)의 제1다이(11)에 제2웨이퍼부(20)의 제2다이(21)가 1층씩 적층 및 프리 본딩될 때마다, 이송로봇(500)은 제1챔버부(102)(또는 제2챔버부(104)), 플라즈마 챔버부(400) 및 제3챔버부(300) 순으로 적층 웨이퍼부를 순환시킨다. 이러한 순환 과정이 반복됨에 적층 웨이퍼부가 제조된다.
제2웨이퍼부(20)의 제2다이(21)에 복수 층의 제1다이(11)가 적층되는 공정이 완료되면, 적층 웨이퍼부는 절단 공정에서 각각의 단위 반도체칩으로 절단된다.
제1챔버부(102)는, 제1진공척부(120), 링커버부(130), 익스펜더모듈(140), 척킹모듈(170) 및 제1초음파 세정모듈(220)을 포함한다.
제1챔버부(102)는 케이스(101)의 내부에 배치된다. 제1챔버부(102)는 내부의 세정액이 누설되는 것을 방지하도록 외부로부터 차폐된다.
제2챔버부(104)는 제2진공척부(120a) 및 제2초음파 세정모듈(220)을 포함한다.
제2챔버부(104)는 제1챔버부(102)의 일측에 배치된다. 제2챔버부(104)는 내부의 세정액이 누설되는 것을 방지하도록 외부로부터 차폐된다.
기판처리장치(100)는 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)를 세정한다. 제1웨이퍼부(10)는 제1챔버부(102)에 투입되고, 제2웨이퍼부(20)는 제2챔버부(104)에 투입된다.
식각공정에서 식각된 제1웨이퍼부(10)는 싱귤레이션공정에서 매트릭스 형태로 절단됨에 따라 복수의 제1다이(11)가 형성된다. 세정공정에서는 세정액이 제1웨이퍼부(10)에 분사됨에 따라 복수의 제1다이(11)에 부착된 이물질이 제거된다. 세정액으로는 정제수(Deionized water: DI-water) 등 다양한 종류가 적용될 수 있다. 제1챔버부(102)와 제2챔버부(104)에 공급되는 세정액 등을 포함하여 공급액이라고 칭하기로 한다.
제1웨이퍼부(10)는 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 제1다이(11)와, 복수의 제1다이(11)가 부착되는 접착시트(12)와, 접착시트(12)를 팽팽하게 지지하도록 접착시트(12)의 둘레에 연결되는 리테이너링부(13)를 포함한다. 접착시트(12)는 수평방향으로 신축 가능한 재질로 형성된다. 접착시트(12)가 리테이너링부(13)에 의해 팽팽하게 당겨짐에 따라 복수의 제1다이(11)가 위치 고정되고, 박판의 제1다이(11)가 평판 형태를 유지하게 한다.
제2웨이퍼부(20)는 제2다이(21)가 절단되지 않은 웨이퍼부이거나 웨이퍼부가 캐리어(22)에 적층된 형태일 수 있다. 도 5에서는 유리기판과 같은 캐리어(22)에 절단되지 않은 복수의 제2다이(21)가 매트릭스 형태로 배열된 형태의 제2웨이퍼부(20)를 도시하였다. 제2웨이퍼부(20)의 둘레에는 리테이너링부(13)가 설치되지 않는다.
제1챔버부(102)에는 컵하우징(105: 도 2 참조)이 설치된다. 제1진공척부(120)는 세정액과 같은 공급액이 수용되는 컵하우징(105)의 내부에 배치된다. 컵하우징(105)은 제1진공척부(120)의 외측을 둘러싸도록 설치된다. 컵하우징(105)에 분사되는 공급액은 컵하우징(105)에 의해 외부로 배출되거나 비산되는 것이 방지될 수 있다.
제1진공척부(120)는 구동부(110)에 회전 가능하게 설치된다. 제1진공척부(120)는 전체적으로 원판 형태로 형성될 수 있다.
구동부(110)는 제1진공척부(120)의 회전중심에 연결되는 회전축(111)과, 회전축(111)에 설치되는 모터부(113)를 포함한다. 모터부(113)는 하우징(미도시)의 내부에 설치되는 고정자(미도시)와, 고정자의 내부에 배치되고, 회전축(111)을 둘러싸도록 설치되는 회전자(미도시)를 포함한다. 또한, 구동부(110)로는 벨트를 매개로 회전축(111)을 회전시키는 벨트구동방식이나, 체인을 매개로 회전축(111)을 회전시키는 체인구동방식 등이 적용될 수도 있다. 이러한 구동부(110)는 제1진공척부(120)를 회전시키는 한 다양한 형태가 적용될 수 있다.
회전축(111)에는 제1진공척부(120)를 진공시키도록 진공유로부(122)가 형성된다. 진공유로부(122)는 회전축(111)의 길이방향을 따라 형성된다. 제1진공척부(120)에는 진공유로부(122)와 연결되도록 진공챔버(124)가 형성된다. 제1진공척부(120)에는 제1웨이퍼부(10)에 진공압을 가하도록 복수의 진공홀부(미도시)이 형성된다. 이러한 제1진공척부(120)는 다양하게 형성될 수 있다.
제1진공척부(120)에는 제1웨이퍼부(10)가 안착된다. 제1진공척부(120)에는 복수의 제1다이(11)가 절단된 상태의 제1웨이퍼부(10)가 안착된다. 제1웨이퍼부(10)에서 제1다이(11)가 절단되는 경우 제1다이(11)의 표면과 제1다이(11) 사이의 틈새에 이물질이 잔존할 수 있다.
링커버부(130)는 제1웨이퍼부(10)의 리테이너링부(13)에 대향된다. 링커버부(130)는 제1진공척부(120)의 둘레를 감싸도록 형성되는 커버 바디부(131)와, 커버 바디부(131)의 하측에서 내측으로 돌출되게 형성되는 구속턱부(132)와, 커버 바디부(131)의 상측에서 내측으로 연장되고, 제1웨이퍼부(10)의 리테이너링부(13)를 가압하는 커버 가압부(133)를 포함한다. 커버 가압부(133)는 단부로 갈수록 두께가 점차적으로 얇게 형성될 수 있다. 커버 가압부(133)가 리테이너링부(13)의 상측면을 씰링하므로, 리테이너링부(13)의 외측의 부품에 세정액이 침투되는 것을 방지할 수 있다.
익스펜더모듈(140)은 링커버부(130)를 이동시키도록 설치되고, 제1웨이퍼부(10)에서 제1다이(11) 사이의 간격을 벌려주도록 리테이너링부(13)를 제1진공척부(120) 측으로 가압한다.
척킹모듈(170)은 제1웨이퍼부(10)의 리테이너링부(13)를 제1진공척부(120)에 고정시키도록 제1진공척부(120)에 설치된다. 척킹모듈(170)은 리테이너링부(13)를 하측으로 압착함에 의해 리테이너링부(13)를 제1진공척부(120)의 둘레부에 고정시킨다. 따라서, 제1진공척부(120)가 회전될 때에, 척킹모듈(170)은 링커버부(130)와 리테이너링부(13)를 압착하여 제1웨이퍼부(10)의 위치 변경을 방지하고 제1웨이퍼부(10)가 평평한 상태를 유지하게 한다. 이러한 척킹모듈(170)에 관해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈이 하강하면서 링커버부와 제1웨이퍼부의 리테이너링부를 가압함에 따라 복수의 제1다이 사이의 간격이 벌어진 상태를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈이 링커버부를 잡고 이동시키는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈, 링커버부 및 진공척부를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 척킹모듈이 링커버부를 구속한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 익스펜더모듈의 익스펜더 헤드부를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 익스펜더모듈에서 익스펜더 슬라이더부가 익스펜더 헤드부의 내측으로 이동된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 13을 참조하면, 익스펜더모듈(140)은 익스펜더 이동부(141), 익스펜더 헤드부(150) 및 복수의 익스펜더 암부(160)를 포함한다.
익스펜더 이동부(141)는 제1진공척부(120)의 상측에 상하로 이동 가능하게 설치된다. 익스펜더 이동부(141)는 상하로 이동 가능하게 설치되는 한 로봇암 형태, 볼스트류 형태 등 다앙한 형태가 적용될 수 있다. 익스펜더 헤드부(150)는 익스펜더 이동부(141)에 의해 이동 가능하게 설치된다. 복수의 익스펜더 암부(160)는 링커버부(130)를 잡고 이동시키도록 익스펜더 헤드부(150)에 연결되고, 척킹모듈(170)이 링커버부(130)를 제1진공척부(120)에 구속하도록 링커버부(130)를 가압한다. 복수의 익스펜더 암부(160)는 익스펜더 헤드부(150)에 방사상으로 배치된다. 익스펜더 암부(160)는 익스펜더 헤드부(150)의 둘레부에 4개 이상 설치될 수 있다.
복수의 익스펜더 암부(160)가 링커버부(130)를 가압한 상태에서 척킹모듈(170)이 링커버부(130)를 제1진공척부(120)에 구속하므로, 제1웨이퍼부(10)의 리테이너링부(13)가 링커버부(130)에 의해 하측으로 이동된다. 이때, 링커버부(130)가 하강됨에 따라 제1웨이퍼부(10)의 접착시트(12)가 반경방향으로 당겨짐에 따라 접착시트(12)가 반경방향으로 늘어나고, 접착시트(12)가 반경방향으로 늘어남에 따라 복수의 제1다이(11) 사이의 간격(G2)이 벌어지게 된다. 복수의 제1다이(11) 사이의 간격(G2)이 벌려진 상태에서 복수의 제1다이(11)에 세정액이 분사되면, 제1다이(11)의 표면에 부착되는 이물질뿐만 아니라 복수의 제1다이(11) 사이의 틈새에 위치된 이물질이 세정액에 의해 용이하게 제거될 수 있다. 따라서, 제1웨이퍼부(10)에서 이물질의 세정 성능이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 제1웨이퍼부(10)의 세정 성능이 현저히 향상됨에 따라 제1웨이퍼부(10)의 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 척킹모듈(170)이 링커버부(130)를 제1진공척부(120)에 구속하면, 익스펜더 암부(160)는 링커버부(130)의 가압을 해제한다. 그리고, 익스펜더 이동부(141)가 익스펜더 헤드부(150)와 익스펜더 암부(160)를 제1진공척부(120)의 상측으로 이동시킨다. 따라서, 제1초음파 세정모듈(220)이 제1웨이퍼부(10)의 상측으로 이동될 때에 익스펜더모듈(140)에 충돌되거나 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
익스펜더 헤드부(150)는 익스펜더 케이싱부(151), 복수의 익스펜더 슬라이더부(155), 익스펜더 로드부(156) 및 익스펜더 구동부(158)를 포함한다.
익스펜더 케이싱부(151)는 익스펜더 이동부(141)에 연결된다. 익스펜더 케이싱부(151)는 전체적으로 원통형으로 형성될 수 있다. 복수의 익스펜더 슬라이더부(155)는 익스펜더 케이싱부(151)에 방사상으로 이동 가능하게 결합되고, 익스펜더 암부(160)에 각각 연결된다. 이때, 익스펜더 케이싱부(151)의 둘레부에는 익스펜더 슬라이더부(155)가 이동 가능하게 결합되도록 슬라이더홈부(152a)가 방사상으로 형성된다. 익스펜더 로드부(156)는 복수의 익스펜더 슬라이더부(155)를 이동시키도록 익스펜더 케이싱부(151)의 내부에 배치된다. 익스펜더 로드부(156)는 익스펜더 케이싱부(151)의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다. 익스펜더 구동부(158)는 익스펜더 로드부(156)를 이동시키도록 익스펜더 케이싱부(151)에 배치된다.
익스펜더 구동부(158)가 구동되면, 익스펜더 로드부(156)가 이동됨에 따라 익스펜더 슬라이더부(155)가 익스펜더 케이싱부(151)에서 방사상으로 이동된다. 익스펜더 슬라이더부(155)가 익스펜더 케이싱부(151)의 외측으로 이동됨에 따라 익스펜더 암부(160)가 외측으로 이동되면서 링커버부(130)의 구속을 해제하고, 익스펜더 슬라이더부(155)가 익스펜더 케이싱부(151)의 내측으로 이동됨에 따라 익스펜더 암부(160)가 내측으로 이동되면서 링커버부(130)를 구속한다.
익스펜더 케이싱부(151)는 케이싱 바디부(152), 제1차단판부(153) 및 제2차단판부(154)를 포함한다.
케이싱 바디부(152)에는 익스펜더 로드부(156)가 이동되도록 이동공간부(152b)가 형성된다. 이동공간부(152b)는 원통형으로 형성될 수 있다. 제1차단판부(153)는 케이싱 바디부(152)의 일측을 폐쇄시키도록 설치된다. 제1차단판부(153)는 케이싱 바디부(152)의 상측에 착탈 가능하게 설치된다. 제1차단판부(153)의 둘레부에는 제1실링부재(153a)가 설치된다. 제1차단판부(153)의 일측에는 제1차단판부(153)가 케이싱 바디부(152)에서 분리되는 것을 방지하도록 스냅링부(153b)가 설치된다. 익스펜더 로드부(156)가 이동공간부(152b)에 삽입된 후 제1차단판부(153)가 케이싱 바디부(152)의 일측을 폐쇄하도록 설치된다. 제2차단판부(154)는 케이싱 바디부(152)의 타측을 폐쇄시키고, 익스펜더 로드부(156)가 이동 가능하게 삽입되도록 이동홀부(154b)가 형성된다. 이동홀부(154b)의 둘레부에는 익스펜더 로드부(156)와의 틈새를 밀봉하도록 제2실링부재(154)가 설치된다. 익스펜더 로드부(156)는 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다.
익스펜더 로드부(156)는 이동디스크부(156a), 플런저부(156b) 및 푸시부(156c)를 포함한다.
이동디스크부(156a)는 익스펜더 케이싱부(151)의 이동공간부(152b)에 이동 가능하게 설치된다. 이동디스크부(156a)의 둘레부에는 익스펜더 케이싱부(151)의 내측면과 이동디스크부(156a)의 외측면 사이의 틈새를 밀봉하도록 디스크 실링부재(156d)가 설치되다. 이동디스크부(156a)는 원판 형태로 형성된다. 플런저부(156b)는 이동홀부(154b)에 삽입되도록 이동디스크부(156a)에 연결된다. 플런저부(156b)의 중심부에 결합된다. 푸시부(156c)는 플런저부(156b)가 이동됨에 따라 익스펜더 슬라이더부(155)를 이동시키도록 플런저부(156b)와 익스펜더 슬라이더부(155)에 연결된다. 푸시부(156c)가 익스펜더 슬라이더부(155)를 가압하도록 하강됨에 따라 익스펜더 슬라이더부(155)가 외측으로 이동되고, 푸시부(156c)가 익스펜더 슬라이더부(155)의 가압을 해제하도록 상승됨에 따라 익스펜더 슬라이더부(155)가 내측으로 이동된다.
플런저부(156b)에는 원추부(미도시)가 형성되고, 푸시부(156c)는 원추부에 의해 가압됨에 따라 방사상으로 확장된다. 또한, 원추부가 푸시부(156c)를 가압 해제함에 따라 푸시부(156c)가 복원력에 의해 반경으로 수축된다. 푸시부(156c)는 복수의 푸시편(미도시)이 확장 및 수축 가능하도록 스프링(미도시)에 의해 연결된 구조로 형성되거나 신축 가능한 재질로 형성될 수 있다.
익스펜더 구동부(158)는 이동디스크부(156a)를 익스펜더 슬라이더부(155) 측으로 이동시키도록 이동공간부(152b)의 일측에 구동매체를 공급하는 제1공급포트(158a)와, 이동디스크부(156a)를 익스펜더 슬라이더부(155)의 반대측으로 이동시키도록 이동공간부(152b)의 타측에 구동매체를 공급하는 제2공급포트(158b)를 포함한다. 제1공급포트(158a)에는 제1공급라인이 연결되고, 제2공급포트(158b)에는 제2공급라인이 연결된다. 제1공급포트(158a)가 이동공간부(152b)의 일측에 구동매체를 공급하면, 제2공급포트(158b)가 이동공간부(152b)의 타측에서 구동매체를 배출하고, 제2공급포트(158b)가 이동공간부(152b)의 타측에 구동매체를 공급하면, 제1공급포트(158a)가 이동공간부(152b)의 일측에서 구동매체를 배출한다. 따라서, 제1공급포트(158a) 또는 제2공급포트(158b)에 구동매체가 공급됨에 따라 이동디스크부(156a)가 이동공간부(152b)의 일측 또는 타측으로 이동되므로, 익스펜더 암부(160)가 케이싱 바디부(152)에서 방사상으로 이동될 수 있다.
익스펜더 암부(160)는 익스펜더 슬라이더부(155)에 연결되는 암부재(161)와, 링커버부(130)을 구속하도록 암부재(161)에 배치되는 캐치부(163)를 포함한다. 암부재(161)는 케이싱 바디부(152)에 방사상으로 배치된다. 캐치부(163)는 암부재(161)의 단부에 배치된다. 익스펜더 슬라이더부(155)가 케이싱 바디부(152)의 내측으로 이동되면, 캐치부(163)가 링커버부(130)를 구속한다.
캐치부(163)는 링커버부(130)의 외측을 감싸도록 암부재(161)에 연결되는 캐치 바디부(164)와, 링커버부(130)의 커버홀부(135)에 삽입되도록 캐치 바디부(164)에 결합되는 캐치핀부(165)를 포함한다. 캐치 바디부(164)는 링커버부(130)의 외측 모서리부에 접촉되도록 대략 "ㄱ" 형태로 형성될 수 있다. 캐치핀부(165)는 캐치 바디부(164)의 내측으로 돌출되게 형성된다. 암부재(161)가 익스펜더 슬라이더부(155)에 의해 내측으로 이동됨에 따라 캐치핀부(165)가 링커버부(130)의 커버홀부(135)에 삽입되므로, 익스펜더모듈(140)이 이동될 때에 링커버부(130)가 익스펜더모듈(140)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 척킹모듈을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 척킹모듈의 척킹 베이스가 회전됨에 따라 척킹 링크부가 구동되는 상태를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 척킹모듈의 커버 구속부가 링커버부를 구속하도록 구동되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 척킹모듈(170)은 척킹 베이스(171), 척킹 회전부(175), 복수의 척킹 링크부(180) 및 복수의 커버 구속부(190)를 포함한다.
척킹 베이스(171)는 제1진공척부(120)에 설치된다. 척킹 회전부(175)는 척킹 베이스(171)를 회전시키도록 척킹 베이스(171)에 연결된다. 복수의 척킹 링크부(180)는 척킹 베이스(171)에 방사상으로 연결되고, 척킹 베이스(171)의 회전시 이동된다. 복수의 커버 구속부(190)는 척킹 링크부(180)의 이동시 링커버부(130)를 제1진공척부(120)에 고정시키도록 척킹 링크부(180)에 각각 연결된다.
척킹 회전부(175)가 구동됨에 따라 베이스 기어부(174)가 회전되고, 베이스 바디부(172)가 베이스 기어부(174)와 함께 회전됨에 따라 척킹 링크부(180)가 베이스 바디부(172)의 반경방향으로 이동된다. 이때, 척킹 베이스(171)의 베이스 바디부(172)의 회전시 복수의 척킹 링크부(180)가 동시에 이동되고, 척킹 링크부(180)가 이동됨에 따라 링커버부(130)가 제1진공척부(120)에 고정된다. 따라서, 하나의 척킹 베이스(171)와 하나의 척킹 회전부(175)를 이용하여 제1웨이퍼부(10)와 링커버부(130)를 제1진공척부(120)에 동시에 고정시키므로, 기판처리장치(100)의 구조를 보다 간단하게 구현할 수 있다.
척킹 베이스(171)는 베이스 바디부(172), 복수의 가이드부(173) 및 베이스 기어부(174)를 포함한다.
베이스 바디부(172)는 제1진공척부(120)의 회전축(111)과 동심을 이루도록 환형으로 형성된다. 베이스 바디부(172)는 제1진공척부(120)의 내부에 배치된다. 복수의 가이드부(173)는 척킹 링크부(180)가 이동 가능하게 결합되도록 베이스 바디부(172)에 형성된다. 복수의 가이드부(173)의 개수는 척킹 링크부(180) 개수만큼 형성되고, 베이스 바디부(172)의 원주방향을 따라 등간격으로 형성된다. 베이스 기어부(174)는 베이스 바디부(172)에 형성되고, 척킹 회전부(175)에 연결된다. 베이스 기어부(174)는 베이스 바디부(172)의 내주면에 원호 형태로 배치된다. 척킹 회전부(175)가 구동됨에 따라 베이스 기어부(174)가 회전되고, 베이스 바디부(172)가 베이스 기어부(174)와 함께 회전됨에 따라 척킹 링크부(180)가 베이스 바디부(172)의 반경방향으로 이동된다.
가이드부(173)는 베이스 바디부(172)의 반경에 대하여 경사지게 형성된다. 가이드부(173)는 가이드홀부일 수 있다. 가이드부(173)는 가이드홈이나 가이드 돌기부일 수 있다. 가이드부(173)가 베이스 바디부(172)의 반경에 대하여 경사지게 형성되므로, 베이스 바디부(172)가 일정 각도 회전됨에 따라 척킹 링크부(180)가 베이스 바디부(172)의 반경방향으로 직선 운동하게 된다.
척킹 링크부(180)는 가이드 슬라이더(181), 링크부재(182) 및 링크 기어부(183)를 포함한다.
가이드 슬라이더(181)는 가이드부(173)에 이동 가능하게 결합된다. 링크부재(182)는 가이드 슬라이더(181)에 연결되고, 가이드 슬라이더(181)의 이동시 베이스 바디부(172)의 반경방향을 따라 직선 이동된다. 링크 기어부(183)는 커버 구속부(190)에 맞물려 이동되도록 링크부재(182)에 형성된다. 링크부재(182)는 직선바 형태로 형성된다. 링크 기어부(183)는 링크부재(182)의 길이방향에 나란한 랙기어 형태로 형성된다.
척킹 링크부(180)는 링크부재(182)의 양측을 지지하는 가이드 롤러부(184)를 더 포함한다. 가이드 롤러부(184)는 베이스 바디부(172)의 회전시 척킹 링크부(180)가 베이스 바디부(172)의 원주방향으로 회전되는 것을 방지한다. 따라서, 베이스 바디부(172)의 회전시 가이드 슬라이더(181)가 가이드 롤러부(184)를 따라 이동되면, 링크부재(182)가 회전되지 않고 직선 이동될 수 있다.
커버 구속부(190)는 제1진공척부(120)에 회전 가능하게 설치되는 커버 구속축부(191)와, 링크 기어부(183)에 맞물리도록 커버 구속축부(191)에 형성되는 구속 기어부(192)와, 링커버부(130)를 가압 및 해제하도록 커버 구속축부(191)에 연결되는 커버 구속바(193)와, 링커버부(130)와 구름 접촉되도록 커버 구속바(193)에 회전 가능하게 설치되는 구속 롤러부(194)를 포함한다.
링크부재(182)가 직선 이동됨에 따라 링크 기어부(183)와 구속 기어부(192)가 맞물려 구동된다. 구속 기어부(192)가 회전됨에 따라 커버 구속축부(191)와 커버 구속바(193)가 회전되고, 구속 롤러부(194)가 링커버부(130)의 구속턱부(132)에서 구름 접촉되면서 이동된다. 따라서, 구속 롤러부(194)가 링커버부(130)의 구속턱부(132)와 구름 접촉되므로, 링커버부(130)의 구속턱부(132)가 마모되거나 긁혀 이물질이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 링커버부(130) 내측에 위치되는 제1웨이퍼부(10)에 이물질이 유입되는 것을 억제하여 제1웨이퍼부(10)의 불량율을 감소시킬 수 있다.
기판처리장치(100)는 커버 구속부(190)의 설치 높이를 조절하도록 제1진공척부(120)에 설치되는 높이조절모듈(210)을 더 포함한다. 높이조절모듈(210)은 세정공정이 시작되기 이전에 커버 구속부(190)의 설치 높이를 조절하도록 조작된다.
커버 구속부(190)의 설치 높이가 높이조절부(213)에 의해 조절되면, 링커버부(130)의 상면과 제1진공척부(120)의 상면 사이의 높이가 조절된다. 커버 구속부(190)의 설치 높이가 조절됨에 따라 커버 구속부(190)의 구속 롤러부(194)의 높이가 조절된다. 이때, 링커버부(130)가 리테이너링부(13)를 압착한 상태에서 커버 구속부(190)에 의해 구속되면, 리테이너링부(13)의 구속 높이에 따라 제1웨이퍼부(10)의 접착시트(12)의 신장 정도가 조절된다. 예를 들면, 커버 구속부(190)의 설치 높이가 낮아질수록 접착시트(12)가 보다 많이 늘어나게 되고, 커버 구속부(190)의 설치 높이가 높아질수록 접착시트(12)가 보다 적게 늘어나게 된다. 접착시트(12)의 신장 정도가 조절됨에 따라 복수의 제1다이(11)의 간격이 조절될 수 있다.
높이조절모듈(210)은 커버 구속부(190)가 설치되고, 제1진공척부(120)의 둘레부에 이동 가능하게 결합되는 조절부재(211)와, 조절부재(211)의 설치 높이를 조절하도록 조절부재(211)에 연결되는 높이조절부(213)를 포함한다. 조절부재(211)는 제1진공척부(120)의 둘레부에 상하로 이동 가능하게 배치되는 블록 형태로 형성될 수 있다. 높이조절부(213)로는 조절부재(211)의 높이를 조절하는 실린더나 볼스크류부 등 다양한 형태가 적용될 수 있다.
높이조절모듈(210)은 제1진공척부(120)의 상면과 리테이너링부(13)의 상면 사이의 높이차가 대략 5-15mm 범위에서 형성되도록 커버 구속부(190)의 높이를 조절할 수 있다. 커버 구속부(190)의 설치 높이는 제1웨이퍼부(10)의 크기, 제1웨이퍼부(10)의 세정 속도 등을 감안하여 적절하게 조절될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 제1초음파 세정모듈과 세정액 분사모듈이 진공척부의 외측에 배치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 제1초음파 세정모듈을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 제1초음파 세정모듈을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 제1초음파 세정모듈의 세정 헤드부가 제1웨이퍼부에 경사지게 배치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 세정 헤드부의 결합볼트부와 각도조절볼트부를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 각도조절볼트부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 17 내지 도 22를 참조하면, 기판처리장치(100)는 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시키는 제1초음파 세정모듈(220)을 더 포함한다. 이때, 제1웨이퍼부(10)가 세정액의 화학적인 작용에 의해 세정되고, 초음파의 캐비테이션 현상(공동현상: cavitation)에 의해 물리적으로 세정되므로, 제1웨이퍼부(10)의 세정 효율이 현저히 향상될 수 있다.
제1초음파 세정모듈(220)은 세정액에 침지된 상태에서 세정액에 초음파를 인가한다. 따라서, 제1초음파 세정모듈(220)의 하측에서 캐비테이션 현상이 활발하게 진행될 수 있다.
제1초음파 세정모듈(220)은 승강암 구동부(221), 승강암부(222), 스윙부(223) 및 초음파 세정부(224)를 포함한다.
승강암 구동부(221)로는 모터, 실린더 또는 볼스크류부를 제시한다. 승강암부(222)는 승강암 구동부(221)에 의해 승강되도록 승강암 구동부(221)에 연결된다. 스윙부(223)는 승강암부(222)를 회전시키도록 승강암부(222)에 연결된다. 초음파 세정부(224)는 승강암부(222)에 연결되고, 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가한다. 제1진공척부(120)에 제1웨이퍼부(10)가 안착되는 동안에 스윙부(223)는 제1진공척부(120)의 외측에 배치되고, 제1진공척부(120)에서 제1웨이퍼부(10)가 안착된 이후에는 스윙부(223)가 제1진공척부(120)의 상측으로 이동된다.
초음파 세정부(224)는 세정헤드부(225), 초음파 발생부(226), 전압 인가부(227), 내압 형성부(228) 및 세정액 분사부(229)를 포함한다. 초음파 세정부(224)는 컵하우징(105)의 외측에 배치된다.
세정헤드부(225)는 승강암부(222)에 연결된다. 초음파 발생부(226)는 세정액에 초음파를 인가하도록 세정헤드부(225)의 내부에 배치된다. 전압 인가부(227)는 초음파 발생부(226)에 전압을 인가하도록 세정헤드부(225)의 내부에 배치된다. 전압 인가부(227)에는 전선(미도시)이 연결된다. 내압 형성부(228)는 세정헤드부(225)의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성하도록 세정헤드부(225)에 설치된다. 세정액 분사부(229)는 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사하도록 상기 세정헤드부(225)에 형성된다. 전압 인가부(227)가 초음파 발생부(226)에 전압을 인가하면, 초음파 발생부(226)에서 초음파를 발생하여 세정액을 초음파 진동시킨다. 이때, 내압 형성부(228)가 세정헤드부(225)의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성하므로, 세정액이 세정헤드부(225)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전압 인가부(227)와 초음파 발생부(226)가 세정액에 의해 누전되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
세정액 분사부(229)는 세정액이 유입되는 세정액 유입부(229a)와, 세정액 유입부(229a)에서 배출되는 세정액을 제1웨이퍼부(10)에 분사하는 복수의 분사노즐(229b)을 포함한다. 복수의 분사노즐(229b)은 세정헤드부(225)의 하측에 일렬 또는 복수 열로 형성될 수 있다. 분사노즐(229b)은 제1웨이퍼부(10)의 반경방향을 따라 배열된다. 복수의 분사노즐(229b)이 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사하므로, 제1웨이퍼부(10)가 세정액의 분사 압력에 의해 세정될 수 있다. 또한, 복수의 분사노즐(229b)이 제1웨이퍼부(10)의 반경방향을 따라 배열되므로, 제1웨이퍼부(10)가 제1진공척부(120)에 의해 회전될 때에 세정헤드부(225)가 위치 고정된 상태에서 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사할 수 있다.
복수의 분사노즐(229b)은 제1웨이퍼부(10)에서 세정액이 유동되는 방향으로 일정 각도 경사지게 세정액을 분사된다. 예를 들면, 제1웨이퍼부(10)가 시계방향으로 회전되는 경우, 복수의 분사노즐(229b)은 세정헤드부(225)를 기준으로 시계방향으로 경사지게 세정액을 분사한다. 또한, 제1웨이퍼부(10)가 반시계방향으로 회전되는 경우, 복수의 분사노즐(229b)은 세정헤드부(225)를 기준으로 반시계방향으로 경사지게 세정액을 분사한다. 따라서, 세정헤드부(225)의 하측에서 세정액이 원활하게 빠져나가도록 유도하므로, 세정액의 정체를 방지하고 세정액의 유동성을 확보할 수 있다.
세정헤드부(225)의 하면부는 세정액의 유입 측이 세정액의 유출 측보다 높게 형성된다(H1>H2). 따라서, 세정액이 세정헤드부(225)의 유입 측 모서리부에 충돌되어 정체되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 세정액이 세정헤드부(225)의 하면부 측으로 원활하게 흘러 들어간 후 세정헤드부(225)의 하면부를 보다 신속하게 빠져나가게 할 수 있다. 즉, 공급액이 제1진공척부(120)의 회전력에 의해 세정헤드부(225)의 하측으로 원활하게 유입되고, 공급액이 세정헤드부(225)와 충돌되는 것을 최소화하여 공급액의 유동저항을 현저히 감소시킬 수 있다.
세정헤드부(225)는 세정헤드부(225)와 승강암부(222)에 나사 결합되는 복수의 결합볼트부(225a)와, 세정헤드부(225)의 각도(θ)를 조절하도록 세정헤드부(225)와 승강암부(222)에 나사 결합되는 각도조절볼트부(225b)를 더 포함한다. 결합볼트부(225a)와 각도조절볼트부(225b)는 세정헤드부(225)의 폭방향 양측에 복수 개씩 설치된다. 각도조절볼트부(225b)는 세정헤드부(225)에 돌출되게 결합됨에 따라 세정헤드부(225)와 승강암부(222)의 일측을 약간 이격시키고, 결합볼트부(225a)가 세정헤드부(225)와 승강암부(222)에 결합된다. 따라서, 세정헤드부(225)가 승강암부(222)에 약간 비틀어진 상태로 결합됨에 따라 세정헤드부(225)의 설치 각도가 조절될 수 있다. 세정헤드부(225)의 설치 각도는 제1웨이퍼부(10)의 회전속도, 제1웨이퍼부(10)의 크기, 세정헤드부(225)의 이격 거리, 세정액의 점성 등을 감안하여 적절하게 설계될 수 있다.
세정헤드부(225)는 제1웨이퍼부(10)의 높이 변화에 따라 세정헤드부(225)의 일측 하면부의 높이를 조절하도록 설치된다. 예를 들면, 세정헤드부(225)가 승강암부(222)에서 비틀어진 각도에 따라 세정헤드부(225)의 일측 하면부의 높이가 조절될 수 있다. 따라서, 세정액이 세정헤드부(225)의 하면부 측으로 원활하게 흘러 들어간 후 세정헤드부(225)의 하면부를 보다 신속하게 빠져나가도록 세정헤드부의 일측 하면부의 높이를 적절하게 조절할 수 있다.
기판처리장치(100)는 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사하는 세정액 분사모듈(230)을 더 포함한다. 세정액 분사모듈(230)은 제1웨이퍼부(10)에 정제수(DIW)와 질소 가스를 포함하는 세정액을 분사할 수 있다.
세정액 분사모듈(230)은 선회암 구동부(231), 선회암부(232), 선회부(233) 및 스프레이부(234)를 포함한다.
선회암 구동부(231)로는 모터, 실린더 또는 볼스크류부를 제시한다. 선회암부(232)는 선회암 구동부(231)에 의해 승강되도록 선회암 구동부(231)에 연결된다. 선회부(233)는 선회암부(232)를 회전시키도록 선회암부(232)에 연결된다. 스프레이부(234)는 선회암부(232)에 연결되고, 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사한다.
스프레이부(234)는 하나의 스프레이 노즐을 포함할 수 있다. 하나의 스프레이 노즐이 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사하므로, 제1웨이퍼부(10)가 제1진공척부(120)에 의해 회전될 때에 스프레이부(234)가 일정 각도 범위에서 반복적으로 선회되면서 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사한다.
제1초음파 세정모듈(220)과 세정액 분사모듈(230)은 제1웨이퍼부(10)의 처리공정에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1챔버부에 설치되는 제1이오나이저와 트랜스퍼유닛을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 22를 참조하면, 제1챔버부의 내부에는 제1이오나이저(240)가 설치된다. 제1이오나이저(240)는 제1챔버부(102)의 상측에 배치되고, 제1웨이퍼부(10)의 처리공정과 비처리공정 중에 발생하는 정전기를 제거한다. 제1이오나이저(240)가 제1웨이퍼부(10)와 첨버부의 내부에서 정전기 발생을 방지하므로, 정전기에 의해 제1웨이퍼부(10)에 이물질이 재부착되는 것을 방지할 수 있다.
공급기체로 공기를 제1이오나이저(240)로 공급하고, 세정액으로 정제수(DI water)를 공급하면, 제1이오나이저(240)를 통해 이온화된 양이온 및 음이온은 세정액과 함께 위이퍼의 상부에 분사될 수 있다.
양이온과 음이온이 포함된 정제수가 제1웨이퍼부(10)의 상부에 분사되기 전에는, 제1웨이퍼부(10)의 정전기 전위가 대략 3.6 KV로 측정되었다. 반면, 양이온과 음이온이 포함된 정제수가 제1웨이퍼부(10)의 상부에 분사된 후에는, 정전기 전위가 대략 -0.10 내지 -0.17 KV로 측정되었다. 이러한 마이너스 전압으로 표시되는 것은 제1이오나이저(240)의 (+) 이온 발생량을 증가시킴으로써, 제1웨이퍼부(10)의 정전기를 이상적인 값인 "0"에 가깝게 제어할 수 있다.
제1챔버부(102)에는 이송유닛(미도시)으로부터 제1웨이퍼부(10)를 전달받도록 트랜스퍼유닛(250)이 설치된다. 트랜스퍼유닛(250)은 제1챔버부(102)의 바닥면에 이동 가능하게 설치되는 트랜스퍼 이동부(251)와, 트랜스퍼 이동부(251)에 설치되는 트랜스퍼 승강부(253)와, 드랜스퍼 승강부에 설치되는 트랜스퍼 탑재부(255)를 포함한다. 이송유닛에서 전달되는 제1웨이퍼부(10)가 트랜스퍼 탑재부(255)에 탑재되면, 트랜스퍼 승강부(253)가 트랜스퍼 이송부에 의해 제1진공척부(120)의 양측으로 이동된다. 트랜스퍼 승강부(253)가 트랜스퍼 탑재부(255)를 하강시키면 제1웨이퍼부(10)가 제1진공척부(120)의 상측에 안착된다. 제1웨이퍼부(10)가 제1진공척부(120)에 안착된 후 트랜스퍼유닛(250)은 이송유닛으로부터 제1웨이퍼부(10)를 전달받을 수 있도록 원위치로 복귀된다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제2챔버부에 설치되는 제2진공척부와 제2이오나이저를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 24를 참조하면, 제2진공척부(120a)는 제2챔버부(104)에 배치되고, 제2웨이퍼부(20)는 제2진공척부(120a)에 안착된다. 제2챔버부(104)에는 제2웨이퍼부(20)가 투입되고, 제2웨이퍼부(20)에는 리테이너링부(13)가 존재하지 않는다. 따라서, 제2챔버부(104)에는 링커버부(130), 익스펜더모듈(140) 및 트랜스퍼유닛(250)이 설치되지 않는다. 또한, 제2진공척부(120a)에는 척킹모듈(170)과 높이조절모듈(210)이 설치되지 않는다. 제2진공척부(120a)에는 제2웨이퍼부(20)가 탑재된 캐리어(22)를 흡착하도록 진공유로부(122)와 진공챔버(124)가 형성된다.
제2챔버부(102)에는 컵하우징(105)이 설치된다. 제2진공척부(120a)는 세정액이 수용되는 컵하우징(105)의 내부에 배치된다. 컵하우징(105)은 제2진공척부(120a)의 외측을 둘러싸도록 설치된다. 컵하우징(105)에 분사되는 세정액은 컵하우징(105)에 의해 외부로 배출되거나 비산되는 것이 방지될 수 있다.
제2진공척부(120a)는 구동부(110)에 회전 가능하게 설치된다. 제2진공척부(120a)는 전체적으로 원판 형태로 형성될 수 있다.
제2초음파 세정모듈(220)은 제2웨이퍼부(20)에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시킨다. 제2초음파 세정모듈(220)은 제1초음파 세정모듈(220)과 실질적으로 동일하므로, 제2초음파 세정모듈(220)과 제1초음파 세정모듈(220)의 도번을 동일하게 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
제2챔버부(120a)에 배치되는 제2이오나이저(240)가 설치된다. 제2이오나이저(240)는 상술한 제1이오나이저(240)와 실질적으로 동일하므로 제1이오나이저(240)와 동일한 도번을 부여하고, 상세한 설명을 생략한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 기판처리방법에 관해 설명하기로 한다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리방법을 개략적으로 도시한 플로우 차트이다.
도 25를 참조하면, 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)는 처리 공정 중에 이물질이 발생될 수 있으며, 이러한 이물질이 실리콘 표면에 침투하게 되면 비저항 혹은 전도율을 변화시킴에 따라 집적회로의 전기적 특성에 치명적인 영향을 미칠 수 있다.
제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)가 플라즈마 챔버부(400)로 이동된다. 플라즈마 챔버부(400)에서는 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)가 플라즈마 처리된다. 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)가 플라즈마 처리됨에 따라 제1웨이퍼부(10)와 제2웨이퍼부(20)에 보호막이 형성하여 이물질이 침투되는 것을 방지할 수 있다.
제1챔버부(102)에 리테이너링부(13)와 절단된 복수의 제1다이(11)를 포함하는 제1웨이퍼부(10)가 공급된다(S11). 이때, 제1웨이퍼부(10)에서는 접착시트(12)가 리테이너링부(13)에 의해 팽팽하게 당겨짐에 따라 절단된 복수의 제1다이(11)가 위치 고정되고, 박판의 제1다이(11)가 평판 형태를 유지하게 한다.
제1챔버부(102)에서 제1웨이퍼(10)가 처리된다(S12). 이때, 제1챔버부(102)에서는 제1초음파 세정모듈(220)이 제1웨이퍼부(10)에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시킨다. 따라서, 제1웨이퍼부(10)가 세정액의 화학적인 작용에 의해 세정되고, 초음파의 캐비테이션 현상(공동현상: cavitation)에 의해 물리적으로 세정되므로, 제1웨이퍼부(10)의 세정 효율이 현저히 향상될 수 있다.
제1초음파 세정모듈(220)의 내압 형성부(228)는 세정헤드부(225)의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성된다. 내압 형성부(228)가 세정헤드부(225)의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성하므로, 세정액이 세정헤드부(225)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전압 인가부(227)와 초음파 발생부(226)가 세정액에 의해 누전되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
제1초음파 세정모듈(220)의 세정헤드부(225)는 그 하면부가 세정액의 유입 측이 세정액의 유출 측보다 높게 형성된다(H1>H2). 따라서, 세정액이 세정헤드부(225)의 유입 측 모서리부에 충돌되어 정체되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 세정액이 세정헤드부(225)의 하면부 측으로 원활하게 흘러 들어간 후 세정헤드부(225)의 하면부를 보다 신속하게 빠져나가게 할 수 있다. 즉, 공급액이 제1진공척부(120)의 회전력에 의해 세정헤드부(225)의 하측으로 원활하게 유입되고, 공급액이 세정헤드부(225)와 충돌되는 것을 최소화하여 공급액의 유동저항을 현저히 감소시킬 수 있다.
세정헤드부(225)는 제1웨이퍼부(10)의 높이 변화에 따라 세정헤드부(225)의 일측 하면부의 높이를 조절하도록 설치된다. 예를 들면, 세정헤드부(225)가 승강암부(222)에서 비틀어진 각도에 따라 세정헤드부(225)의 일측 하면부의 높이가 조절될 수 있다. 따라서, 세정액이 세정헤드부(225)의 하면부 측으로 원활하게 흘러 들어간 후 세정헤드부(225)의 하면부를 보다 신속하게 빠져나가도록 세정헤드부(225)의 일측 하면부의 높이를 적절하게 조절할 수 있다.
또한, 제1챔버부(10)의 제1이오나이저(240)는 양이온과 음이온이 포함된 정제수를 제1웨이퍼부(10)에 분사하여 정전기를 제거한다. 이때, 제1이오나이저(240)는 제1웨이퍼부(10)의 처리공정과 비처리공정 중에 발생하는 정전기를 제거한다. 제1이오나이저(240)가 제1웨이퍼부(10)와 제1챔버부(102)의 내부에서 정전기 발생을 방지하므로, 정전기에 의해 제1웨이퍼부(10)에 이물질이 재부착되는 것을 방지할 수 있다.
양이온과 음이온이 포함된 정제수가 제1웨이퍼부(10)의 상부에 분사되기 전에는, 제1웨이퍼부(10)의 정전기 전위가 대략 3.6 KV로 측정되었다. 반면, 양이온과 음이온이 포함된 정제수가 제1웨이퍼부(10)의 상부에 분사된 후에는, 정전기 전위가 대략 -0.10 내지 -0.17 KV로 측정되었다. 이러한 마이너스 전압으로 표시되는 것은 제1이오나이저(240)의 (+) 이온 발생량을 증가시킴으로써, 제1웨이퍼부(10)의 정전기를 이상적인 값인 "0"에 가깝게 제어할 수 있다.
제2챔버부(104)에 웨이퍼부와 캐리어 기판이 포함되는 제2웨이퍼부(20)가 공급된다(S13). 제2웨이퍼부(20)에서는 복수의 제2다이(21)가 절단되지 않은 상태이다. 제2웨이퍼부(20)는 플라즈마 처리된 상태로 제2챔버부(104)에 공급된다.
제2챔버부(104)에서 제2웨이퍼(20)가 처리된다(S14). 이때, 제2챔버부(104)에서는 제2초음파 세정모듈(220)이 제2웨이퍼부(20)에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시킨다. 따라서, 제2웨이퍼부(20)가 세정액의 화학적인 작용에 의해 세정되고, 초음파의 캐비테이션 현상(공동현상: cavitation)에 의해 물리적으로 세정되므로, 제2웨이퍼부(20)의 세정 효율이 현저히 향상될 수 있다.
제2초음파 세정모듈(220)의 내압 형성부(228)는 세정헤드부(225)의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성된다. 제2초음파 세정모듈(220)의 내압 형성부(228)가 세정헤드부(225)의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성하므로, 세정액이 세정헤드부(225)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전압 인가부(227)와 초음파 발생부(226)가 세정액에 의해 누전되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
제2초음파 세정모듈(220)의 세정헤드부(225)는 그 하면부가 세정액의 유입 측이 세정액의 유출 측보다 높게 형성된다(H1>H2). 따라서, 세정액이 세정헤드부(225)의 유입 측 모서리부에 충돌되어 정체되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 세정액이 세정헤드부(225)의 하면부 측으로 원활하게 흘러 들어간 후 세정헤드부(225)의 하면부를 보다 신속하게 빠져나가게 할 수 있다. 즉, 공급액이 제2진공척부(120a)의 회전력에 의해 세정헤드부(225)의 하측으로 원활하게 유입되고, 공급액이 세정헤드부(225)와 충돌되는 것을 최소화하여 공급액의 유동저항을 현저히 감소시킬 수 있다.
세정헤드부(225)는 제2웨이퍼부(20)의 높이 변화에 따라 세정헤드부(225)의 일측 하면부의 높이를 조절하도록 설치된다. 예를 들면, 세정헤드부(225)가 승강암부(222)에서 비틀어진 각도에 따라 세정헤드부(225)의 일측 하면부의 높이가 조절될 수 있다. 따라서, 세정액이 세정헤드부(225)의 하면부 측으로 원활하게 흘러 들어간 후 세정헤드부(225)의 하면부를 보다 신속하게 빠져나가도록 세정헤드부(225)의 일측 하면부의 높이를 적절하게 조절할 수 있다.
제2챔버부(104)의 제2이오나이저(240)는 양이온과 음이온이 포함된 정제수를 제2웨이퍼부(20)에 분사하여 정전기를 제거한다. 이때, 제2이오나이저(240)는 제2웨이퍼부(20)의 처리공정과 비처리공정 중에 발생하는 정전기를 제거한다. 제2이오나이저(240)가 제2웨이퍼부(20)와 제2챔버부(104)의 내부에서 정전기 발생을 방지하므로, 정전기에 의해 제2웨이퍼부(20)에 이물질이 재부착되는 것을 방지할 수 있다.
양이온과 음이온이 포함된 정제수가 제2웨이퍼부(20)의 상부에 분사되기 전에는, 제2웨이퍼부(20)의 정전기 전위가 대략 3.6 KV로 측정되었다. 반면, 양이온과 음이온이 포함된 정제수가 제2웨이퍼부(20)의 상부에 분사된 후에는, 정전기 전위가 대략 -0.10 내지 -0.17 KV로 측정되었다. 이러한 마이너스 전압으로 표시되는 것은 제2이오나이저(240)의 (+) 이온 발생량을 증가시킴으로써, 제2웨이퍼부(20)의 정전기를 이상적인 값인 "0"에 가깝게 제어할 수 있다.
제3챔버부(300)에 제2챔버부(104)에 처리된 제2웨이퍼부(20)가 공급되고, 제2웨이퍼부(20)의 제2다이(21)마다 제1챔버부(102)에서 처리된 제1다이가 1개씩 적층된다(S15).
제2웨이퍼부(20)에 복수의 제2다이(21)가 정렬된다(S16). 이때, 복수의 제2다이(21)는 정렬장치(미도시)에 의해 매트릭스 형태로 정렬된다. 제3챔버부(300)에서 적층된 제1다이(11)와 제2웨이퍼부(20)가 프리 본딩된다(S17). 이때, 제3챔버부(300)에서는 제1웨이퍼부(10)의 제1다이(11)와 제2웨이퍼부(20)가 대략 20-30℃에서 프리 본딩되므로, 제1다이(11)와 제2웨이퍼부(20)에 부착된 물기(DI WATER)가 증발되면서 제1다이(11)와 제2웨이퍼부(20)의 솔더부(미도시)를 산소로부터 차폐한다. 따라서, 구리재질을 포함하는 솔더부가 산소와 접촉되는 것을 방지하므로, 솔더부의 부식을 방지할 수 있다.
프리 본딩된 기판이 제1챔버부(102) 또는 제2챔버부(104)로 다시 이동된다(S18). 프리 본딩된 기판은 이송로봇(500)에 의해 이동될 수 있다.
제1챔버부(102) 또는 제2챔버부(104)에서 프리 본딩된 기판(미도시)이 건조된다(S19). 이때, 프리 본딩된 기판은 회전됨에 의해 건조될 수 있다.
건조된 프리 본딩된 기판이 이송로봇(500)에 의해 플라즈마 챔버부(400)에 공급된다(S20). 플라즈마 챔버부(400)에서 프리 본딩된 기판이 플라즈마 처리된다(S21). 플라즈마 챔버부(400)에서는 건조된 프리 본딩된 기판을 다시 플라즈마 처리하여 정전기를 제거한다. 플라즈마 처리는 상술한 바와 같다.
한편, 제2웨이퍼부(20)의 제2다이(21)마다 복수의 제1다이(10)가 1층씩 적층 및 프리 본딩될 때마다 프리 본딩된 기판은 플라즈마 챔버부(400), 제1챔버부(102) 및 제2챔버부(104), 제3챔버부(300)를 순차적으로 한 번 순환한다. 이러한 과정이 반복되면, 제3챔버부(300)에서는 제2웨이퍼부(20)의 제2다이(21)마다 복수층의 제1다이(1)가 적층 및 프리 본딩된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 제1웨이퍼부 11: 제1다이
12: 접착시트 13: 리테이너링부
20: 제2웨이퍼부 21: 제2다이
22: 캐리어 100: 기판처리장치
101: 케이스 102: 제1챔버부
104: 제2챔버부 105: 컵하우징
110: 구동부 111: 회전축
113: 모터부 120: 제1진공척부
120a: 제2진공척부 124: 진공챔버
130: 링커버부 131: 커버 바디부
132: 구속턱부 133: 커버 가압부
135: 커버홀부 140: 익스펜더모듈
141: 익스펜더 이동부 150: 익스펜더 헤드부
151: 익스펜더 케이싱부 152: 케이싱 바디부
152a: 슬라이더홈부 152b: 이동공간부
153: 제1차단판부 153a: 제1실링부재
153b: 스냅링부 154: 제2차단판부
154a: 제2실링부재 154b: 이동홀부
155: 익스펜더 슬라이더부 156: 익스펜더 로드부
156a: 이동디스크부 156b: 플런저부
156c: 푸시부 156d: 디스크 실링부재
158: 익스펜더 구동부 158a: 제1공급포트
158b: 제2공급포트 160: 익스펜더 암부
161: 암부재 163: 캐치부
164: 캐치 바디부 165: 캐치핀부
170: 척킹모듈 171: 척킹 베이스
172: 베이스 바디부 173: 가이드부
174: 베이스 기어부 175: 척킹 회전부
180: 척킹 링크부 181: 가이드 슬라이더
182: 링크부재 183: 링크 기어부
190: 커버 구속부 191: 커버 구속축부
192: 구속 기어부 193: 커버 구속바
194: 구속 롤러부 210: 높이조절모듈
211: 조절부재 213: 높이조절부
220: 제1초음파 세정모듈, 제2초음파 세정모듈
221: 승강암 구동부 222: 승강암부
223: 스윙부 224: 초음파 세정부
225: 세정헤드부 225a: 결합볼트부
225b: 각도조절볼트부 226: 초음파 발생부
227: 전압인가부 228: 내압형성부
229: 세정액 분사부 229a: 세정액 유입부
229b: 분사노즐 230: 세정액 분사모듈
231: 선회암 구동부 232: 선회암부
233: 선회부 234: 세정액 스프레이부
240: 제1이오나이저, 제2이오나이저
250: 트랜스퍼유닛 251: 트랜스퍼 이동부
253: 트랜스퍼 승강부 255: 트랜스퍼 탑재부
300: 제3챔버부 400: 플라즈마 챔버부
500: 이송로봇 600: 웨이퍼 적재부

Claims (30)

  1. 리테이너링부와 절단된 복수의 제1다이를 포함하는 제1웨이퍼부가 처리되는 제1챔버부;
    웨이퍼부 또는 캐리어 기판이 포함되는 제2웨이퍼부가 처리되는 제2챔버부; 및
    상기 제1챔버부와 상기 제2챔버부에서 처리된 상기 제1웨이퍼부의 상기 제1다이와 상기 제2웨이퍼부가 적층 및 프리 본딩되는 제3챔버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3챔버부에서는 상기 제2웨이퍼부의 제2다이마다 복수의 상기 제1다이가 적층 및 프리 본딩되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2웨이퍼부의 상기 제2다이마다 상기 제1다이가 1층씩 적층 및 프리 본딩될 때마다 상기 제1챔버부 또는 상기 제2챔버부에서 세정되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2챔버부는,
    상기 제2웨이퍼부가 안착되는 제2진공척부; 및
    상기 제2웨이퍼부에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시키는 제2초음파 세정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1챔버부에 배치되고, 제1이송모듈로부터 상기 제1웨이퍼부를 전달받아 상기 제1진공척부에 안착시키는 트랜스퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1챔버부에 배치되는 제1이오나이저; 및
    상기 제2챔버부에 배치되는 제2이오나이저를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1챔버부는 익스펜더모듈을 더 포함하고,
    상기 익스펜더모듈은,
    상기 제1챔버부에 배치되는 익스펜더 이동부;
    상기 익스펜더 이동부에 설치되는 익스펜더 헤드부; 및
    링커버부를 잡고 이동시키도록 상기 익스펜더 헤드부에 연결되고, 척킹모듈이 상기 링커버부를 상기 진공척부에 구속하도록 상기 링커버부를 가압하는 복수의 익스펜더 암부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 익스펜더 헤드부는,
    상기 익스펜더 이동부에 연결되는 익스펜더 케이싱부;
    상기 익스펜더 케이싱부에 방사상으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 익스펜더 암부에 각각 연결되는 복수의 익스펜더 슬라이더부;
    복수의 상기 익스펜더 슬라이더부를 이동시키도록 상기 익스펜더 케이싱부의 내부에 배치되는 익스펜더 로드부; 및
    상기 익스펜더 로드부를 이동시키도록 상기 익스펜더 케이싱부에 배치되는 익스펜더 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 익스펜더 케이싱부는,
    상기 익스펜더 로드부가 이동되도록 이동공간부가 형성되는 케이싱 바디부;
    상기 케이싱 바디부의 일측을 폐쇄시키는 제1차단판부; 및
    상기 케이싱 바디부의 타측을 폐쇄시키고, 상기 익스펜더 로드부가 이동 가능하게 삽입되도록 이동홀부가 형성되는 제2차단판부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 익스펜더 로드부는,
    상기 익스펜더 케이싱부의 상기 이동공간부에 이동 가능하게 설치되는 이동디스크부;
    상기 익스펜더 케이싱부의 상기 이동홀부에 삽입되도록 상기 이동디스크부에 연결되는 플런저부; 및
    상기 플런저부가 이동됨에 따라 상기 익스펜더 슬라이더부를 이동시키도록 상기 플런저부와 상기 익스펜더 슬라이더부에 연결되는 푸시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 익스펜더 암부는,
    상기 익스펜더 슬라이더부에 연결되는 암부재; 및
    상기 링커버부를 구속하도록 상기 암부재에 배치되는 캐치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캐치부는,
    상기 링커버부의 외측을 감싸도록 상기 암부재에 연결되는 캐치 바디부; 및
    상기 링커버부의 커버홀부에 삽입되도록 상기 캐치 바디부에 결합되는 캐치핀부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 척킹모듈은,
    상기 제1진공척부에 설치되는 척킹 베이스;
    상기 척킹 베이스를 회전시키도록 상기 척킹 베이스에 연결되는 척킹 회전부;
    상기 척킹 베이스에 방사상으로 각각 연결되고, 상기 척킹 베이스의 회전시 이동되는 복수의 척킹 링크부; 및
    상기 척킹 링크부의 이동시 상기 링커버부를 상기 진공척부에 구속하도록 상기 척킹 링크부에 각각 연결되는 복수의 커버 구속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 척킹 베이스의 반경에 대하여 경사지도록 복수의 가이드부가 형성되고,
    복수의 상기 가이드부에는 상기 척킹 링크부가 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 척킹 링크부는,
    상기 척킹 베이스에 이동 가능하게 결합되는 가이드 슬라이더;
    상기 가이드 슬라이더에 연결되고, 상기 가이드 슬라이더의 이동시 상기 척킹 베이스의 반경방향을 따라 직선 이동되도록 설치되는 링크부재; 및
    상기 커버 구속부에 맞물려 이동되도록 상기 링크부재에 형성되는 링크 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 커버 구속부는,
    상기 제1진공척부에 회전 가능하게 설치되는 커버 구속축부;
    상기 척킹 링크부에 맞물리도록 상기 커버 구속축부에 형성되는 구속 기어부;
    상기 링커버부를 가압 및 해제하도록 상기 커버 구속축부에 연결되는 커버 구속바; 및
    상기 링커버부와 구름 접촉되도록 상기 커버 구속바에 회전 가능하게 설치되는 구속 롤러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1챔버부는 제1초음파 세정모듈을 포함하고,
    상기 제1초음파 세정모듈은,
    승강암 구동부;
    상기 승강암 구동부에 의해 승강되도록 상기 승강암 구동부에 연결되는 승강암부;
    상기 승강암부를 회전시키도록 상기 승강암부에 연결되는 스윙부; 및
    상기 승강암부에 연결되고, 상기 제1웨이퍼부에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하는 초음파 세정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 초음파 세정부는,
    상기 승강암부에 연결되고, 세정액에 침지되는 세정헤드부;
    세정액에 초음파를 인가하도록 상기 세정헤드부의 내부에 배치되는 초음파 발생부;
    상기 초음파 발생부에 전압을 인가하도록 상기 세정헤드부의 내부에 배치되는 전압 인가부;
    상기 세정헤드부의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성하는 내압 형성부; 및
    상기 제1웨이퍼부에 세정액을 분사하도록 상기 세정헤드부에 형성되는 세정액 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 세정헤드부의 하면부는 세정액의 유입 측이 세정액의 유출 측보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 세정헤드부는 상기 제1웨이퍼부의 높이 변화에 따라 상기 세정헤드부의 일측 하면부의 높이를 조절하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  21. 제1챔버부에서 리테이너링부와 절단된 복수의 제1다이를 포함하는 제1웨이퍼부가 처리되는 단계;
    제2챔버부에서 웨이퍼부와 캐리어 기판이 포함되는 제2웨이퍼부가 처리되는 단계; 및
    제3챔버부에서 상기 제1챔버부에서 처리된 상기 제1다이와 상기 제2챔버부에서 처리된 제2웨이퍼부가 적층 및 프리 본딩되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제3챔버부에서는 상기 제2웨이퍼부의 제2다이마다 복수의 상기 제1다이가 적층 및 프리 본딩되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2웨이퍼부의 상기 제2다이마다 상기 제1다이가 1층씩 적층 및 프리 본딩될 때마다 상기 제1챔버부 또는 상기 제2챔버부에서 세정되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제1챔버부에서는 제1초음파 세정모듈이 상기 제1웨이퍼부에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1초음파 세정모듈의 내압 형성부는 세정헤드부의 내부에 대기압보다 높은 압력을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1초음파 세정모듈의 세정헤드부는 그 하면부가 세정액의 유입 측이 세정액의 유출 측보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 세정헤드부는 상기 제1웨이퍼부의 높이 변화에 따라 상기 세정헤드부의 일측 하면부의 높이를 조절하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 제2챔버부에서는 제2초음파 세정모듈이 상기 제2웨이퍼부에 세정액을 분사하고, 세정액에 초음파를 인가하여 세정액을 초음파 진동시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 제1챔버부의 제1이오나이저는 양이온과 음이온이 포함된 정제수를 상기 제1웨이퍼부에 분사하여 정전기를 제거하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 제2챔버부의 제2이오나이저는 양이온과 음이온이 포함된 정제수를 상기 제2웨이퍼부에 분사하여 정전기를 제거하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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