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KR20060130913A - 연마된 반도체 기판의 세정 장치 - Google Patents

연마된 반도체 기판의 세정 장치 Download PDF

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Publication number
KR20060130913A
KR20060130913A KR1020050049247A KR20050049247A KR20060130913A KR 20060130913 A KR20060130913 A KR 20060130913A KR 1020050049247 A KR1020050049247 A KR 1020050049247A KR 20050049247 A KR20050049247 A KR 20050049247A KR 20060130913 A KR20060130913 A KR 20060130913A
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KR
South Korea
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cleaning
semiconductor substrate
mount
polished
pad
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KR1020050049247A
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박확근
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삼성전자주식회사
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Abstract

적어도 한 면이 연마된 반도체 기판을 세정하기 위한 연마된 반도체 기판의 세정 장치가 제공된다. 세정 장치는 연마된 반도체 기판을 안착할 수 있는 척 테이블과, 척 테이블 상의 반도체 기판을 세정하기 위한 제 1 세정 유닛을 포함한다. 제 1 세정 유닛은 회전 운동이 가능한 마운트 및 마운트에 부착되고 반도체 기판을 마찰할 수 있는 세정 패드를 포함한다. 세정 장치는 브러시를 구비하는 제 2 세정 유닛을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 연마된 반도체 기판의 슬러리 잔류물 및 얼룩을 깨끗하게 제거할 수 있다.

Description

연마된 반도체 기판의 세정 장치{Cleaning apparatus for a polished semiconductor substrate}
도 1은 연마된 반도체 기판의 종래 세정 장치를 보여주는 개략도이고;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연마된 반도체 기판의 세정 장치를 보여주는 개략도이고; 그리고
도 3 내지 도 5는 도 2의 세정 장치의 세정 유닛에 대한 실시예들을 보여주는 사시도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
210...몸체 220...척 테이블
230, 240...세정 유닛 250...급수 노즐
232, 242, 242'...마운트 231, 241, 241'...세정 패드
228, 248...모터 236, 246...로봇암
본 발명은 반도체 기판을 이용한 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 기판을 연마한 후, 연마된 반도체 기판을 세정하기 위한 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정 중에 반도체 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼)의 핸들링 시에는 반도체 기판의 파손 또는 표면 손상이 발생하지 않도록 반도체 기판이 충분한 두께를 가져야 한다. 그러나, 반도체 칩 부품 구매자의 요구와 고집적화, 반도체 기판 후면의 이물질 제거를 위해서는 반도체 기판을 패키지하기 전에 얇게 하는 것이 필요하다. 따라서, 패키지하기 전에 반도체 기판 연마 장치로 반도체 기판의 이면을 연마하여 그 두께를 감소시키는 이면 그라인딩(back-grinding) 또는 이면 연마 공정을 실시하고 있다.
또한, 연마 장치를 이용하여 반도체 기판의 전면에 형성된 박막을 연마하는 경우도 있다. 이러한 경우에는 화학적기계적연마(chemical mechanical polishing; CMP) 방법을 이용한다. 하지만, 이면 그라인딩 또는 CMP 단계에서는 슬러리(slurry)와 같은 연마제 및 첨가제를 이용한다. 반도체 기판의 연마된 면에는 슬러리 잔류물과 같은 불순물들 또는 얼룩 등을 제거하는 추가의 작업이 필요하다.
이러한 연마된 반도체 기판에 대한 세정 작업을 위한 세정 장치의 예가 도 1에 도시되어 있다. 세정 장치(100)는 연마 장치의 일 유닛이 될 수도 있고, 별도의 독립적인 장치가 될 수도 있다. 몸체(20)에는 복수의 반도체 기판지지 로울러(30), 로울러(30) 내의 하부 브러시(60) 및 케미컬 분사 노즐(40)이 구비되고, 몸체(20) 상부에는 하부 브러시(60)에 대응하여 상부 브러시(50)가 구비된다. 상부 브러시(50)는 암(55)에 의해서 이동될 수 있다.
상부 및 하부 브러시(50, 60)는 각각 반도체 기판의 앞면 및 뒷면을 세정하 는 역할을 한다. 케미컬 분사 노즐(40)은 브러시 작업 동안 반도체 기판에 케미컬을 공급하는 역할을 한다. 비록 도면에는 한 쌍의 브러시들(50, 60)이 도시되었지만, 하나, 예컨대 상부의 브러시(50)만 사용하는 경우도 있다.
하지만, 브러시들(50, 60)만을 이용하여 반도체 기판을 세정하는 경우에는 슬러리 잔류물 및 얼룩이 완전히 제거되지 않는 경우가 종종 발생한다. 이러한 불량이 발생한 경우에는, 세정 작업 완료 후 작업자가 직접 확인 후 수작업으로 반도체 기판을 세정한다. 하지만, 연마된 반도체 기판, 특히 이면이 연마된 반도체 기판은 매우 얇으므로 작업자의 수작업 중 깨지거나 휨이 발생할 가능성이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 연마된 반도체 기판을 작업자의 수작업 없이 깨끗하게 세정할 수 있는 연마된 반도체 기판의 세정 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 태양에 따르면, 적어도 한 면이 연마된 반도체 기판을 세정하기 위한 연마된 반도체 기판의 세정 장치가 제공된다. 상기 세정 장치는, 상기 반도체 기판을 안착할 수 있는 척 테이블; 및 상기 척 테이블 상의 상기 반도체 기판을 세정하기 위한 제 1 세정 유닛을 포함한다. 상기 제 1 세정 유닛은 회전 운동이 가능한 마운트 및 상기 마운트에 부착되고 상기 반도체 기판을 마찰할 수 있는 세정 패드를 포함한다.
상기 본 발명의 태양의 일 측면에 따르면, 상기 제 1 세정 유닛의 세정 패드 는 경면 연마용 패드일 수 있다.
상기 본 발명의 태양의 다른 측면에 따르면, 상기 세정 장치는 상기 연마된 반도체 기판을 세정하기 위한 제 2 세정 유닛을 더 포함하고, 상기 제 2 세정 유닛은 회전 운동이 가능한 마운트 및 상기 마운트에 부착된 브러시를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 태양의 또 다른 측면에 따르면, 상기 세정 장치는 상기 척 테이블 상의 상기 반도체 기판에 물을 공급할 수 있는 급수 노즐을 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 과장되어 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 세정 장치(200)를 설명한다. 세정 장치(200)는 반도체 기판(10)을 안착하기 위한 척 테이블(220) 및 척 테이블(220) 상의 반도체 기판(10)을 세정하기 위한 세정 유닛들(230, 240)을 포함한다. 나아가, 세정 장치(200)는 척 테이블(220) 상의 반도체 기판(10)에 물(252)을 공급하기 위한 급수 노즐(250)을 더 포함할 수 있다. 척 테이블(220) 및 세정 유닛들(230, 240)은 하나의 몸체(210)에 형성될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에서 세정 장치(200)는 제 1 세정 유닛(240)만을 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명의 세정 장치(200)는 이면 연마 장치 또는 CMP 장치에 붙어 있는 하나의 유닛이 될 수도 있고, 또는 별개의 독립적인 장치가 될 수도 있다.
보다 구체적으로 보면, 척 테이블(220)은 연마된 반도체 기판(10)을 안착하기 위한 것으로서, 몸체(210)의 일부 공간일 수 있다. 반도체 기판(10)은 별도의 이송 장치(미도시)에 의해서 척 테이블(220) 상으로 안착될 수 있다. 반도체 기판(10)의 이면이 연마된 경우에는, 반도체 기판(10)의 이면이 위로 향하도록 척 테이블(220) 상에 안착되고, 반도체 기판(10)의 전면이 연마된 경우에는 전면이 위로 향하도록 척 테이블(220) 상에 안착될 수 있다.
도 2 및 4를 참조하면, 제 1 세정 유닛(240)은 마운트(242) 아래에 부착된 세정 패드(cleaning pad, 241)를 이용하여 반도체 기판(10)을 세정한다. 예를 들어, 세정 패드(241)는 연마 장치에서 사용되는 경면 연마용 연마 패드일 수 있다. 마운트(242)는 모터(248)로부터 공급된 회전력을 회전축(244)을 통해서 공급받을 수 있다. 또한, 마운트(242)는 로봇암(246)에 연결되어 좌우 및/또는 상하 이동을 할 수 있다. 이에 따라, 제 1 세정 유닛(240)이 척 테이블(220) 상으로 이동될 수 있다.
세정 과정을 보다 구체적으로 보면, 마운트(242)의 회전에 의해서 세정 패드(241)는 척 테이블(220) 상의 반도체 기판(10) 상에서 회전이 가능하다. 로봇암(246)에 의해서 세정 패드(241)는 반도체 기판(10)과 접촉하게 되고, 세정 패드(241)의 회전 및 하강에 의해 반도체 기판(10)과 세정 패드(241)는 마찰력을 갖게 된다. 따라서, 이러한 마찰력에 의해 반도체 기판(10)에 부착된 슬러리 잔류물 및 얼룩 등이 깨끗하게 제거될 수 있다.
이때, 급수 노즐(250)을 통해 반도체 기판(10) 상에 물(252)을 공급함으로써 세정 효과를 더욱 높일 수 있다. 또한, 마운트(242) 및 세정 패드(241)의 경도를 조절하여 반도체 기판(10)에 과도한 압력을 가하지 않으면서 잔류물 및 얼룩만을 제거할 수 있다.
세정 패드(241) 및 마운트(242)의 구조는 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 변형된 제 1 세정 유닛(240')은 세정 패드(241)보다 두꺼운 세정 패드(241')를 갖는다. 이 경우, 마운트(242')는 제 1 세정 유닛(240)의 마운트(242)보다 경도가 높은 것도 가능할 것이다. 즉, 두꺼운 세정 패드(241')를 사용한 경우에, 보다 경도가 높은 마운트(242')를 사용할 수 있다. 반면, 얇은 세정 패드(241)를 사용하는 경우에는, 보다 경도가 낮은 마운트(242)를 사용하는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 부가적인 제 2 세정 유닛(230)에 대해 설명한다. 제 2 세정 유닛(230)은 브러시(231)를 이용하여 반도체 기판(10)을 세정할 수 있다. 브러시(231)는 마운트(232)에 부착되어 있고, 마운트(232)는 회전축(234)과 연결되어 모터(238)로부터 회전력을 제공받는다. 로봇암(236)은 마운트(232)를 좌우 및/또는 상하로 이동시킬 수 있다. 브러시(231)는 무수한 수직모들을 포함하고 있다.
마운트(232)가 하강함에 따라 브러시(231)는 반도체 기판(10)과 접촉하게 되고, 마운트(232)가 회전함에 따라 브러시(231)는 반도체 기판(10)과 마찰력을 갖게 된다. 즉, 브러시(231)는 반도체 기판(10) 표면을 빗질하는 것과 유사한 동작을 하게 된다. 세정 동작 동안, 급수 노즐(250)을 통해 반도체 기판(10) 상에 물(252)을 공급하여 세정 효율을 더욱 높일 수 있다. 이에 따라, 반도체 기판(10) 표면의 슬러리 잔류물 및 얼룩 등이 제거될 수 있다.
본 발명에서 세정 장치(200)는 제 1 세정 유닛(240 또는 240')만을 이용하여 세정을 할 수도 있으나, 제 1 및 제 2 세정 유닛(230, 240)을 교대로 사용하여 더욱 세정 효율을 높일 수도 있다. 이에 따라, 추가의 세정을 위해 작업자의 수작업이 불필요하므로 작업 시간을 줄일 수 있고, 반도체 기판(10)의 손상을 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 세정 장치(200)는 물(252)만을 이용할 뿐, 다른 별도의 케미컬을 이용하지 않으므로 비용을 절감할 수 있다.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
본 발명에 따른 세정 장치는 세정 패드를 이용하여 연마된 반도체 기판을 깨끗하게 세정할 수 있다. 이에 따라, 추가의 세정을 위해 작업자의 수작업이 불필요하므로 작업 시간을 줄일 수 있고, 반도체 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세정 장치는 세정 패드와 브러시 구조의 세정 유닛을 교대로 사용할 수 있어, 연마된 반도체 기판의 세정 효율을 더욱 높일 수 있다. 나아가, 물 외에 다른 고가의 케미컬을 사용하지 않기 때문에 비용을 절감할 수 있다.

Claims (7)

  1. 적어도 한 면이 연마된 반도체 기판을 세정하기 위한 것으로서,
    상기 반도체 기판을 안착할 수 있는 척 테이블; 및
    상기 척 테이블 상의 상기 반도체 기판을 세정하기 위한 제 1 세정 유닛을 포함하고, 상기 제 1 세정 유닛은 회전 운동이 가능한 마운트 및 상기 마운트에 부착되고 상기 반도체 기판을 마찰할 수 있는 세정 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마된 반도체 기판의 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 세정 유닛의 세정 패드는 경면 연마용 패드인 것을 특징으로 하는 연마된 반도체 기판의 세정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 세정 유닛의 세정 패드의 두께가 낮을수록 상기 마운트의 경도가 작아지는 것을 특징으로 하는 연마된 반도체 기판의 세정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 연마된 반도체 기판을 세정하기 위한 제 2 세정 유닛을 더 포함하고, 상기 제 2 세정 유닛은 회전 운동이 가능한 마운트 및 상기 마운트에 부착된 브러시를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마된 반도체 기판의 세정 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 세정 유닛은 상기 마운트를 좌우 또는 상하로 이동시키기 위한 로봇암을 각각 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연마된 반도체 기판의 세정 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 척 테이블 상의 상기 반도체 기판에 물을 공급할 수 있는 급수 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마된 반도체 기판의 세정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 세정 유닛은 상기 마운트에 회전력을 제공하기 위한 모터를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마된 반도체 기판의 세정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150113165A (ko) * 2013-01-31 2015-10-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 화학 기계적 평탄화후 기판 클리닝을 위한 방법 및 장치
KR20150132525A (ko) * 2013-03-15 2015-11-25 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 화학 기계적 폴리싱을 위한 웨이퍼 및 웨이퍼 에지/사면 클리닝 모듈을 이용하는 디스크/패드 클리닝의 설계

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