KR101846771B1 - Cleaning device for lapping surface - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상/하정반의 손상 없이 잔류하는 슬러리와 가공 잔여물을 깨끗하게 제거할 수 있는 랩핑 정반용 크리닝 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning apparatus for a lapping surface capable of removing the remaining slurry and the machining residue without damaging the upper / lower surfaces.
반도체 소자의 재료로서 실리콘 웨이퍼가 널리 사용되고 있다.Silicon wafers are widely used as materials for semiconductor devices.
실리콘 웨이퍼는 단결정 잉곳을 얇게 절단하여 만들어지는데, 그라인딩(grinding) 공정과 랩핑(lapping) 공정을 거쳐 외형이 완성된다.Silicon wafers are made by cutting a single crystal ingot thinly. After the grinding process and the lapping process, the outer shape is completed.
웨이퍼 제조 과정에서 웨이퍼를 평탄화시키는 랩핑(lapping) 공정은 웨이퍼 양면을 상정반과 하정반 사이에 밀착시킨 다음, 연마제와 화학 물질이 포함된 슬러리를 웨이퍼와 상정반 및 하정반 사이에 주입시켜 웨이퍼를 연마하는 공정이다.A lapping process for planarizing wafers during wafer fabrication is performed by bringing both sides of the wafer in close contact with the upper half of the wafer and the lower half of the wafer and then injecting the slurry containing the abrasive and the chemical material between the wafer and the lower half of the wafer, .
이러한 랩핑 공정에서 사용되는 정반들은 웨이퍼와 맞닿는 면에 슬러리가 빠져나가도록 안내하는 그루브(groove)가 형성되어 있는데, 랩핑 공정이 연속 진행될수록 슬러리와 함께 가공 잔여물이 그루브에 흡착 또는 적층되고, 이러한 슬러리 및 가공 잔여물에 의해 웨이퍼 표면에 스크래치(scratch)가 발생된다.In the lapping process, the plaques used in the lapping process are formed with grooves for guiding the slurry to escape to the surface abutting the wafer. As the lapping process continues, the machining residue is adsorbed or deposited on the grooves together with the slurry. Scratches are generated on the wafer surface by the slurry and the machining residue.
따라서, 랩핑 공정을 완료된 다음, 정반들의 표면과 그루브를 깨끗하게 청소하는 것이 필요하다.Therefore, after the lapping process is completed, it is necessary to clean the surfaces and grooves of the platens.
일본공개특허 제1999-291155호에는 정반 그르부에 세정액을 분사하고, 세정액에 의해 떠오른 연마재 및 슬러리를 세정액과 함께 흡입하여 회수하는 취성 재료 연마용 정반의 청소 방법이 개시되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 1999-291155 discloses a cleaning method of a base for polishing a brittle material by spraying a cleaning liquid onto a surface of a platen, and drawing the abrasive material and the slurry rising by the cleaning liquid together with the cleaning liquid to recover.
그러나, 상기의 기술에 따르면, 세정액의 분사 특성에 따라 그루브에 잔류하는 슬러리와 가공 잔여물을 깨끗하게 제거하지 못하는 문제점이 있다.However, according to the above-described technique, there is a problem that the slurry and the machining residue remaining in the grooves can not be cleanly removed according to the spray characteristics of the cleaning liquid.
일본공개특허 제2003-109924호에는 가공 전 정반의 그루브 사이에 선형의 재를 삽입하고, 가공 후 정반의 그루브로부터 재를 제거함에 따라 슬러리를 같이 제거하는 랩핑 정반 그루브 청소 방법이 개시되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-109924 discloses a method of cleaning a lapping plate groove groove in which a linear material is inserted between grooves of a pre-machining plate and the material is removed from the groove of the plate after machining to remove the slurry.
그러나, 상기의 기술에 따르면, 가공 전에 그루브에 재를 삽입해야 하기 때문에 번거로울 뿐 아니라 생산성이 저하되고, 그루브 벽면에 흡착된 슬러리를 효과적으로 제거하지 못하는 문제점이 있다.However, according to the above-described technique, since the ash must be inserted into the grooves before machining, not only is it troublesome, but also the productivity is lowered, and the slurry adsorbed on the groove wall surface can not be effectively removed.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상/하정반의 손상 없이 잔류하는 슬러리와 가공 잔여물을 깨끗하게 제거할 수 있는 랩핑 정반용 크리닝 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cleaning apparatus for a lapping surface which can remove slurry and machining residues without damaging the upper and lower surfaces.
본 발명은 서로 반대 방향으로 회전 가능하게 설치되고, 웨이퍼의 상/하 방향에서 접촉되는 면에 그루브가 형성된 상/하정반; 상기 상/하정반 일측에 일단이 회전 가능하게 설치되고, 상기 상/하정반 사이의 중심을 향하여 타단이 반경 방향으로 연장된 로봇 암; 및 상기 로봇 암의 상/하면에 구비되고, 상기 상/하정반을 향하여 순수를 분사하는 동시에 초음파를 발생시키는 복수개의 진동노즐;을 포함하는 랩핑 정반용 크리닝 장치를 제공한다.The present invention relates to an image forming apparatus, comprising: an upper / lower plate provided rotatably in directions opposite to each other, wherein grooves are formed on a surface contacting the wafer in the up / down direction; A robot arm having one end rotatably installed on one side of the upper / lower half and extending in the radial direction toward the center between the upper and lower halves; And a plurality of vibration nozzles provided on the upper and lower surfaces of the robot arm, for spraying pure water toward the upper / lower half and generating ultrasonic waves.
본 발명에 따른 랩핑 정반용 크리닝 장치는 상/하정반 사이에 로봇 암이 위치되고, 로봇 암에 구비된 진동노즐들이 순수를 분사하는 동시에 초음파를 발생시킴으로써, 순수와 초음파에 의해 상/하정반의 손상 없이 상/하정반의 표면과 그루브에 잔류하는 슬러리와 가공 잔여물을 효과적으로 제거할 뿐 아니라 세정력을 향상시키는 이점이 있다.In the cleaning apparatus for a lapping surface cleaning apparatus according to the present invention, a robot arm is positioned between upper and lower halves, vibration nozzles provided in the robot arm eject pure water while generating ultrasonic waves, There is an advantage of effectively removing the slurry and machining residues remaining on the surface and the groove of the upper / lower quartz, as well as improving the cleaning power.
도 1은 본 발명에 따른 랩핑 정반용 크리닝 장치가 간략하게 도시된 측면도.
도 2는 도 1에 적용된 로봇 암의 내부 구조가 도시된 측면도.
도 3은 도 1에 적용된 로봇 암의 설치 구조 및 작동 상태가 도시된 평면도.
도 4는 도 1에 적용된 초음파 발생기의 설치 구조가 도시된 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 랩핑 정반용 크리닝 장치의 작동 상태가 도시된 도면.1 is a side view schematically showing a cleaning device for a lapping base according to the present invention;
Fig. 2 is a side view showing the internal structure of the robot arm applied to Fig. 1. Fig.
FIG. 3 is a plan view showing the installation structure and operation state of the robot arm applied to FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a plan view showing an installation structure of the ultrasonic generator applied to FIG. 1. FIG.
5 is a view showing an operating state of a cleaning device for a lapping base according to the present invention.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the scope of the inventive concept of the present embodiment can be determined from the matters disclosed in the present embodiment, and the spirit of the present invention possessed by the present embodiment is not limited to the embodiments in which addition, Variations.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 랩핑 정반용 크리닝 장치 및 그 구성 요소가 도시된 도면이다.1 to 4 are views showing a cleaning device for a lapping base according to the present invention and its components.
본 발명의 랩핑 정반용 크리닝 장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상/하정반(110,120) 사이에 로봇 암(150)이 회전 가능하게 설치되고, 상기 로봇 암(150)에 복수개의 분사노즐(160)과 복수개의 진동노즐(170)이 구비되며, 상기 하정반(120)의 하면과 맞닿도록 고주파 발생기(180)가 설치된다. 1 to 4, a
상기 상정반(110)은 승강 가능할 뿐 아니라 회전 가능하게 설치되는데, 하면에 슬러리가 머무를 수 있는 그루브(미도시)가 형성된 원판 형상으로 구성된다.The supposing
상기 하정반(120)은 회전 가능하게 설치되는데, 마찬가지로 상면에 슬리러가 머무를 수 있는 그루브(120h)가 형성된 원판 형상으로 구성된다.The
또한, 상기 하정반(120)은 별도의 하부 구동부(125)에 의해 회전 가능하게 설치되는데, 상기 하부 구동부(120) 상측에 슬러리가 흘러내릴 수 있도록 반경 방향으로 갈수록 하향 경사진 경사부(122)가 형성되고, 상기 경사부(122) 상측에 상기 하정반(120)이 안착될 수 있도록 수평하게 형성된 지지부(121)가 원주 방향으로 일정 간격을 두고 형성된다. The
또한, 상기 하정반(120)의 내주단에 선 기어(sun gear gear : 130)가 설치되고, 상기 하정반(120)의 외주단에 인터널 기어(internal : 140)가 설치되며, 상기 선 기어(130)와 인터널 기어(140)도 서로 회전 가능하게 설치된다.In addition, a
따라서, 웨이퍼가 안착된 캐리어(미도시)의 외주단이 상기 선 기어(130)와 인터널 기어(140)와 맞물리고, 상기 상/하정반(110,120)이 웨이퍼의 상/하면과 맞물리면, 상기 상/하정반(110,120)과 선 기어(130) 및 인터널 기어(140)가 서로 회전하면서 웨이퍼의 기계적 연마가 이루어지는 동시에 슬러리가 웨이퍼 측으로 공급되면서 화학적 연마도 동시에 이뤄진다.Accordingly, when the outer circumferential end of the carrier (not shown) on which the wafer is mounted is engaged with the
물론, 상기와 같은 랩핑 공정 결과 슬러리를 비롯하여 가공 잔여물이 상기 상/하정반(110,120)의 그루브(120h)에 흡착 또는 적층된다.Of course, as a result of the lapping process as described above, the slurry and the machined residue are adsorbed or deposited on the
상기 로봇 암(150)은 일단이 상기 상/하정반 일측에 구비된 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는데, 다른 일단이 상기 상/하정반(110,120) 사이에 중심 부분까지 연장되도록 위치한다. The
따라서, 상기 로봇 암(150)의 일단이 상기 회전축(151)을 중심으로 회전되면, 상기 로봇 암(150)의 타단이 상기 상/하정반(110,120) 사이에 반경을 따라 호를 그리면서 움직이게 된다.Accordingly, when one end of the
상기 분사노즐(160)은 상기 로봇 암(150)의 타단에 위치되는데, 상기 로봇 암(150)의 상/하면에 각각 두 개가 구비된다.The
이때, 상기 분사노즐들(160)은 순수를 고압으로 분사하도록 구성되는데, 상기 로봇 암(150) 내측에 구비된 별도의 제1유로(161)와 연결되고, 상기 제1유로(161)는 외부에 제1펌프(P1)와 연결되도록 구성된다.At this time, the
실시예에서, 상기 분사노즐들(160)은 상기 로봇 암(150)의 상/하면을 기준으로 60~70°각도와 8l/min 유량과 70Mpa/cm2 이상의 고압으로 순수를 분사할 수 있도록 구성되나, 한정되지 아니한다.In the embodiment, the
상기 진동노즐(170)은 상기 분사노즐들(160)과 일정 간격을 유지하도록 상기 로봇 암(150)의 상/하면에 각각 여섯 개가 구비된다. Six
이때, 상기 진동노즐들(170)은 진동에 의해 초음파를 발생시킬 수 있는 각각의 진동자가 내장된 형태로써, 상기 진동자들(180)은 외부에서 전원을 공급하는 제1,2발전기(G1,G2)와 연결되도록 구성된다.In this case, the vibrating
또한, 상기 진동노즐들(170)은 상기 분사노즐들(160)보다 낮은 압력으로 순수를 분사하도록 구성되는데, 상기 로봇 암(150) 내측에 구비된 별도의 제2,3유로(171,172)와 연결되고, 상기 제2,3유로(171,172)는 외부에 제2,3펌프(P2,P3)와 연결되도록 구성된다.The
실시예에서, 상기 진동노즐들(170)은 상기 로봇 암(150)의 상/하면을 기준으로 90°각도로 1l/min 유량으로 순수를 분사하는 동시에 1.5Mhz의 초음파를 발생시키도록 구성되나, 한정되지 아니한다.In the embodiment, the
상기 초음파 발생기(180)는 상기 하정반(120)을 향하여 초음파를 발생시킬 수 있도록 상기 하정반(120)의 하면과 맞닿도록 설치되는데, 이는 중력에 의해 상기 상정반에 비해 상기 하정반에 비교적 많은 슬러리와 가공 잔여물이 잔류하기 때문에 상기 초음파 발생기(180)는 상기 하정반(120) 측에 설치됨에 따라 상기 하정반(120)에서 세정 효과를 더욱 높일 수 있다. The
또한, 상기 초음파 발생기(180)는 슬러리의 회수 구조를 고려할 때에 상기 지지부들(121)에 구비된 홈(121h)에 각각 안착되는 판 형상의 진동자들로 구성될 수 있으며, 하나의 판 형상으로 구성되더라도 무방하다.The
실시예에서, 상기 초음파 발생기(180)는 상기 진동노즐들(170)과 마찬가지로 1.5MHz 의 초음파를 발생시키도록 구성되나, 한정되지 아니한다.In the embodiment, the
도 5는 본 발명에 따른 랩핑 정반용 크리닝 장치의 작동 상태가 도시된 도면이다.5 is a view showing an operating state of a cleaning apparatus for a lapping base according to the present invention.
랩핑 공정이 반복될수록 상기 상/하정반(110,120)의 표면과 그루브에 슬러리와 가공 잔여물이 쌓이게 되는데, 랩핑 공정이 완료된 다음, 상기 로봇 암(150)이 상기 상/하정반(110,120) 사이에 위치되고, 다음과 같은 크리닝 공정이 진행된다.As the lapping process is repeated, slurry and machining residues are accumulated on the surface and the grooves of the upper and
먼저, 상기 상/하정반(110,120)은 서로 반대 방향으로 일정 속도로 회전하고, 상기 로봇 암(150)은 상기 회전축(151)을 중심으로 회전하면, 상기 로봇 암(150)의 타단이 상기 상/하정반(110,120)의 반경을 따라 호를 그리면서 왕복 곡선 운동한다.When the
물론, 상기 로봇 암(150)이 회전될수록 상기 로봇 암(150)의 일단에 비해 상기 로봇 암(150)의 타단이 더 많이 이동되는데, 상기 로봇 암(150)에 설치된 위치를 고려할 때에 상기 분사노즐들(160)이 상대적으로 상기 진동노즐들(170)보다 이동 거리가 더 많다.Of course, as the
이때, 상기 분사노즐들(160)을 통하여 분사되는 고압의 순수가 상기 상/하정반(110,120)에 잔류하는 슬러리와 가공 잔여물을 일차적으로 제거하고, 상기 진동노즐들(170)을 통하여 분사되는 순수와 초음파가 상기 상/하정반(110,120)에 잔류하는 슬러리와 가공 잔여물을 이차적으로 깨끗하게 제거할 수 있다. At this time, the high-pressure pure water injected through the
또한, 상기 초음파 발생기(180)가 작동됨에 따라 상기 하정반(110,120)으로 초음파를 발생시키고, 중력에 의해 더 많은 슬러리와 가공 잔여물이 상기 하정반(120)에 쌓이더라도 상기 초음파 발생기(180)에 의해 발생되는 초음파가 상기 하정반(120)에 잔류하는 슬러리와 가공 잔여물을 추가로 깨끗하게 제거할 수 있다. The
상기와 같이, 순수와 초음파에 의해 여러 차례에 걸쳐 상/하정반(110,120)에 잔류하는 슬러리와 가공 잔여물을 제거함으로써, 상/하정반(110,120)의 손상 없이 세정 능력과 세정 효과를 높일 수 있다.As described above, by removing the slurry and the machining residue remaining on the upper and
110 : 상정반 120 : 하정반
130 : 선 기어 140 : 인터널 기어
150 : 로봇 암 160 : 분사노즐
170 : 진동노즐 180 : 초음파 발생기110: Assumption class 120: Lower class semi-
130: sun gear 140: internal gear
150: robot arm 160: injection nozzle
170: Vibrating nozzle 180: Ultrasonic generator
Claims (9)
상기 상/하정반 일측에 일단이 회전 가능하게 설치되고, 상기 상/하정반 사이의 중심을 향하여 타단이 반경 방향으로 연장된 로봇 암을 포함하고,
상기 로봇 암은,
상기 일단에 인접하는 상기 로봇 암의 상/하면에 구비되는 복수의 제1 및 제2 진동노즐;
상기 타단과 상기 제1 진동노즐 사이에서 상기 로봇 암의 상/하면에 구비되는 복수의 제1 및 제2 분사노즐;
상기 로봇 암에 내장되고, 상기 일단으로부터 상기 타단을 향해 연장되고, 상하 방향으로 분기되어, 각각 상기 제1 분사노즐과 상기 제2 분사노즐에 연결되는 제1 유로;
상기 로봇 암에 내장되어 상기 제1 유로 위에 배치되고, 상기 일단으로부터 상기 타단을 향해 연장되고, 상부 방향을 향해 분기되어, 상기 제1 진동노즐에 연결되는 제2 유로; 및
상기 로봇 암에 내장되어, 상기 제1 유로 아래에 배치되고, 상기 일단으로부터 상기 타단을 향해 연장되고, 하부 방향을 향해 분기되어, 상기 제2 진동노즐에 연결되는 제3 유로;를 포함하고,
상기 제1 및 제2 진동노즐은,
상기 상/하정반을 향하여 순수를 분사하는 동시에 초음파를 발생시키고,
상기 제1 및 제2 분사노즐은,
상기 상/하정반을 향하여 상기 제1 및 제2 진동노즐들보다 고압의 순수를 분사하는 랩핑 정반용 크리닝 장치.An upper / lower plate provided so as to be rotatable in directions opposite to each other and in which grooves are formed on a surface contacting the wafer in the up / down direction;
And a robot arm having one end rotatably installed at one side of the upper / lower half and extending radially at the other end toward the center between the upper and lower halves,
The robot arm includes:
A plurality of first and second vibration nozzles provided on upper and lower surfaces of the robot arm adjacent to the one end;
A plurality of first and second injection nozzles provided on upper and lower surfaces of the robot arm between the other end and the first vibration nozzle;
A first flow path embedded in the robot arm, extending from the one end toward the other end, branched in the vertical direction and connected to the first injection nozzle and the second injection nozzle, respectively;
A second flow path that is built in the robot arm and is disposed on the first flow path, extends from the one end toward the other end, branches toward the upper direction and is connected to the first vibration nozzle; And
And a third flow path embedded in the robot arm and disposed under the first flow path, extending from the one end toward the other end and branched toward the downward direction and connected to the second vibration nozzle,
Wherein the first and second vibration nozzles are arranged in a circumferential direction,
Pure water is sprayed toward the upper / lower half, and ultrasonic waves are generated,
Wherein the first and second spray nozzles
Wherein the high-pressure pure water is sprayed toward the upper / lower half of the cleaning tank from the first and second vibration nozzles.
상기 제1 및 제2 진동노즐 각각은,
진동에 의한 초음파를 발생시키는 진동자가 내장되고,
외부에서 상기 진동자로 전원을 공급하는 발전기가 연결되는 랩핑 정반용 크리닝 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the first and second vibration nozzles includes:
A vibrator for generating ultrasonic waves by vibration is built in,
And a generator for supplying power from the outside to the vibrator is connected.
상기 제1 및 제2 진동노즐 각각은,
상기 로봇 암의 상/하면을 기준으로 90°각도로 순수를 분사하고, 1.5MHz의 초음파를 발생시키는 랩핑 정반용 크리닝 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the first and second vibration nozzles includes:
Wherein a pure water is injected at an angle of 90 degrees with respect to the upper and lower sides of the robot arm, and ultrasonic waves of 1.5 MHz are generated.
상기 제1 및 제2 분사노즐 각각은,
상기 로봇 암의 상/하면을 기준으로 60°~ 70°각도로 70Mpa/cm2 이상의 압력으로 순수를 분사하는 랩핑 정반용 크리닝 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the first and second injection nozzles includes:
Wherein the pure water is sprayed at a pressure of 70 MPa / cm 2 or more at an angle of 60 ° to 70 ° with respect to the upper / lower surface of the robot arm.
상기 하정반의 하면과 접촉되고, 상기 하정반을 향하여 초음파를 발생시키는 초음파 발생기;를 더 포함하는 랩핑 정반용 크리닝 장치.The method according to claim 1,
And an ultrasonic generator that is in contact with the lower surface of the lower half and generates ultrasonic waves toward the lower half.
상기 초음파 발생기는,
원주 방향으로 일정 간격을 두고 설치되는 판 형상의 진동자들로 구성되고,
1.5MHz의 초음파를 발생시키는 랩핑 정반용 크리닝 장치.8. The method of claim 7,
The ultrasonic generator includes:
Like vibrators provided at regular intervals in the circumferential direction,
A cleaning device for a lapping table that generates ultrasonic waves of 1.5 MHz.
상기 상/하정반은, 서로 반대 방향으로 일정 속도로 회전하고,
상기 로봇 암은, 일단을 중심으로 타단이 상기 상/하정반의 반경을 따라 호를 그리도록 회전하는 랩핑 정반용 크리닝 장치.9. A method according to any one of claims 1 to 3, 5, 7, and 8,
Wherein the upper and lower halves rotate at a constant speed in opposite directions to each other,
Wherein the robot arm rotates so that the other end of the robot arm rotates to draw an arc along a radius of the upper / lower quadrant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170000554A KR101846771B1 (en) | 2017-01-03 | 2017-01-03 | Cleaning device for lapping surface |
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ID=61973803
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KR (1) | KR101846771B1 (en) |
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2017
- 2017-01-03 KR KR1020170000554A patent/KR101846771B1/en active IP Right Grant
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