KR100339107B1 - 양극화성장치및이것에관련된장치및방법 - Google Patents

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Abstract

내HF성재료로 이루어진 홀더(102)는 환형상의 흡착패드(105, 108)를 포함한다. 흡착패드(105)는 소형실리콘기판을 흡착하여 유지하기 위해 사용되고, 흡착패드(108)는 대형실리콘기판을 흡착하여 유지하기 위해 사용된다. 이 때문에 다양한 사이즈의 실리콘기판을 처리할 수 있다. 실리콘기판은 흡착패드에 형성되어 있는 홈의 공간을 펌프(120)로 감압하여 흡착·유지된다. 홀더(102)에는 개구부(103)가 형성되어 실리콘기판의 양면이 HF용액(115)과 밀착된다. 실리콘기판은, 백금전극(109a)을 마이너스전극으로, 백금전극(109b)을 플러스전극으로 사용하여 DC전압을 인가함으로써 양극화성되고, 이에 의해 다공질층을 가지는 기판이 만들어진다.

Description

양극화성장치 및 이것에 관련된 장치 및 방법
본 발명은, 기판홀더, 양극화성장치, 반도체처리시스템 및 기판의 처리 또는 제조방법에 관한 것으로서, 특히 양극화성처리를 행할 기판을 유지하는 기판홀더,해당 홀더를 포함하는 양극화성장치, 반도체처리시스템 및 기판의 처리 및 제조방법에 관한 것이다.
다공질실리콘은, 에이.우릴(A.Uhlir)씨와 터너박사(D.R. Turner)에 의해, 불화수소산(이하, HF로 약함)의 수용액에 있어서 정전위로 바이어스된 단결정실리콘의 전해연마에 대해 연구하는 과정에서 발견되었다.
그후, 다공질실리콘의 반응성이 높은 성질을 이용하여, 실리콘집적회로의 제조공정에 있어서 두꺼운 절연물의 형성이 필요한 소자간분리공정에 응용하는 검토가 이루어지고, 다공질실리콘산화막에 의한 완전분리기술(FIPOS:Full Isolation by Porous Oxidized Silicon)등이 개발되었다(K.Imai, Solid State Electron 24, 159, 1981).
또한, 최근에는 다공질실리콘기판상에 성장된 실리콘에피택셜층을, 산화막을 개재하여 비정질기판상이나 단결정실리콘기판상에 접착시키는 직접접합기술 등의 응용기술이 개발되었다(일본국 특개평 5-21338호).
그 다른 응용예로서, 다공질실리콘 자체가 발광하는 포토루미네슨스나 일렉트로루미네슨스 재료로서도 주목받고 있다(일본국 특개평 6-338631호).
도 17은, 실리콘기판에 양극화성처리를 행하여 다공질실리콘을 제조하는 장치의 구성을 도시한 도이다. 이 장치는, 실리콘기판(1701)의 상부면의 외주부분을 O형상링(1704)등에 의해 밀봉하도록 하여 양극화성조(1705)를 실리콘기판(1701) 상에 배치하고, 실리콘기판(1701)의 하부면은 금속충전극(1702)에 밀착하여 이루어진다. 양극화성조에는, HF용액(1703)이 채워져 있고, 실리콘기판(1701)에 대향하도록대향전극(1706)이 배치되어 있다. 이 대향전극(1706)을 마이너스전극으로 하고, 금속층전극(1702)을 플러스전극으로 하여 직류전압을 인가함으로써 실리콘기판(1701)이 양극화성처리된다.
이 방식에는 2가지의 큰 결점이 있다. 첫 번째 결점은, 실리콘기판(1701)의 하부면이 직접 금속층에 접촉하여 있기 때문에, 실리콘기판(1701)이 금속층에 의해 오염되는 것이다. 그리고, 또 한가지의 결점은, 실리콘기판(1701)의 표면의 양극화성되는 영역이, HF용액에 접촉하여 있는 부분만이고, O형상링(1704)의 외부에는 다공질실리콘이 형성되지 않는다고 하는 것이다.
도 18은, 상기의 문제점을 해결하고자 개발된 양극화성장치(일본국 특개평 60-94737호)의 구성을 도시한 도이다. 이 양극화성장치는, 실리콘기판(1801)을 사이에 두고 내(耐)HF성의 테플론제의 양극화성조(1802a), (1802b)를 배치하여 이루어진다(테플론은, 미국 뒤퐁사의 상품명), 그리고, 양극화성조(1802a)(1802b)에는, 각각 백금금속층(1803a),(1803b)이 형성되어 있다.
앙극화성조(1802a),(1802b)는, 실리콘기판(1801)과 접촉하는 측벽부에 홈이 있고, 이 홈에 각각 플루오르소고무제의 O형상링(1804a),(1804b)이 채워넣어져 있다. 그리고, 양극화성조(1802a),(1802b)와 실리콘기판(1801)과는, 이 O형상링(1804a),(1804b)에 의해 각각 밀봉되어 있다. 이와 같이 하여 밀봉된 양극화성조(1802a),(1802b)에는, 각각 HF용액(1805a),(1805b)이 채워져 있다.
이 양극화성조에서는, 실리콘기판이 직접 금속층전극에 접촉하지 않기 때문에, 금속층전극에 의해 실리콘기판이 오염될 가능성이 적다. 그러나, 양극화성처리를 행할 실리콘기판은, 그 표면 및 이면이 O형상링에 의해 밀봉된다. 따라서, 전과 다름 없이 실리콘기판의 표면의 주변영역에 미양극화성부분이 잔류한다고 하는 문제가 있다. 또한, 처리하고자 하는 실리콘기판자체가 양극화성조에 직접 조립되어 일체화되는 구조이기 때문에, 실리콘기판의 교환작업을 신속하게 할 수 없다고 하는 문제점이 있다.
이 문제점에 비추어 보아, 실리콘기판의 사각영역을 지지하는 양극화성장치가 개발되었다(일본국 특개평 5-198556호). 이 양극화성장치는, 금속층전극으로부터의 오염을 방지할 수 있고 실리콘기판표면의 전영역을 양극화성처리할 수 있다. 또한, 이 양극화성장치는, 처리할 웨이퍼를 홀더에 고정하고, 이 홀더를 양극화성조에 고정하는 2단의 프로세스에 의해 웨이퍼를 양극화성조내에 고정한다. 이것은 웨이퍼를 직접 양극화성조에 고정하여 웨이퍼가 양극화성조의 일부를 이루는 종래의 장치보다도 대단히 향상되었다.
상기 일본국 특개평 5-198556호에 기재되어 있는 양극화성장치는, 금속층오염이 거의 발생하지 않고, 또한 기판표면의 전영역을 양극화성처리할 수 있는 극히 실용성이 높은 장치이다.
그러나, 보다 생산성이 높은 양극화성장치가 요망되고 있다. 예를 들면, 지지할 기판의 직경(예를 들면, 인치사이즈)이나 형상(예를 들면, 지향평면, 노치 등)이 다른 다수의 종류의 기판을 처리할 필요가 있는 경우에, 일본국 특개평 5-198556호에 기재되어 있는 양극화성장치에서는, 각 기판에 대면하여 전용의 홀더를준비할 필요가 있었다.
또한, 기판을 홀더에 조립할 경우는, 우선, 웨이퍼의 중심이 밀봉면의 중심 에 일치하도록 하고, 또 지향평면 등의 특수형상부분을 홀더의 대응부분에 대면하 게 하고, 다음으로, 웨이퍼의 주변을 향하여 밀봉면을 누름으로써 고정한다. 압력이 웨이퍼를 고정하기 위해 필요하므로, 예를 들면 나사 등이 고정에 사용된다.
본 발명은, 상기의 사정에 비추어 이루어진 것이고, 기판의 지지방법을 개선하여 양극화성처리의 효율화를 도모하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 양극화성장치의 구성을 도시한 개략단면도.
도 2A는 제 1실시예의 제 1구성에 의한 홀더의 정면도.
도 2B는 제 1실시예의 제 1구성에 의한 홀더의 단면도.
도 3은 양극화성조예 홀더를 설치하는 방법을 도시한 도.
도 4는 복수의 홀더를 유지할 수 있는 양극화성조의 일례를 도시한 단면도.
도 5A는 제 1실시예의 제 2구성에 의한 홀더의 정면도.
도 5B는 제 1실시예의 제 2구성에 의한 홀더의 단면도.
도 6은 홀더에 실리콘기판을 설치하기 위한 웨이퍼반송로봇을 개략적으로 도시한 도.
도 7은 홀더가 일체화된 양극화성조의 구조를 도시한 단면도.
도 8은 제 1실시예의 제 3구성에 의한 홀더의 단면도,
도 9는 제 1실시예의 제 4구성에 의한 홀더의 단면도.
도 10은 제 1실시예의 제 5구성에 의한 홀더와 양극화성조의 개략단면도.
도 11은 제 1실시예의 제 5구성에 의한 홀더에 적절한 싱글웨이퍼반송로봇의 구성을 개략적으로 도시한 도.
도 12A는 제 1실시예의 제 6구성에 의한 홀더의 정면도.
도 12B는 제 1실시예의 제 6구성에 의한 홀더의 흡착부의 구성을 도시한 도.
도 13은 제 1실시예에 의한 자동양극화성장치의 일구성을 도시한 개략평면도.
도 14는 웨이퍼캐리어에 수용된 웨이퍼를 양극화성조내에 설치하는 공정을 설명하기 위한 도.
도 15A는 양극화성이 완료된 웨이퍼를 수세조로 반송하여 웨이퍼를 세정하는 공정을 설명하기 위한 도.
도 15B는 수세조내의 보드와 웨이퍼캐리어의 배치를 설명하는 평면도.
도 15C는 세정이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼캐리어내에 수용하고 수세조로부터 웨이퍼를 분리하는 공정을 설명하기 위한 도.
도 16은 순환여과시스템의 실질적인 구성을 도시한 개략도.
도 17은 종래의 양극화성장치의 구성을 도시한 도.
도 18은 종래의 양극화성장치의 구성을 도시한 도.
도 19는 제 1실시예에 의한 자동양극화성장치의 다른 구성을 도시한 개략평면도.
도 20은 본 발명의 제 2실시예에 의한 양극화성장치의 구성을 도시한 개략단면도.
도 21A는 제 2실시예의 제 1구성에 의한 홀더의 정면도,
도 21B는 제 2실시예의 제 1구성에 의한 홀더의 단면도.
도 22는 홀더를 양극화성조에 설치하는 방식을 설명하는 도.
도 23은 복수의 홀더를 유지할 수 있는 양극화성조의 일례를 도시한 단면도.
도 24는 싱글웨이퍼반송로봇의 구성을 개략적으로 도시한 도.
도 25는 제 2실시예의 제 2구성에 의한 홀더의 단면도.
도 26은 제 2실시예의 제 3구성에 의한 홀더의 단면도.
도 27은 제 2실시예의 제 4구성에 의한 홀더의 단면도.
도 28은 제 2실시예의 제 5구성에 의한 홀더의 개략단면도.
도 29는 제 2실시예에 의한 자동양극화성장치의 일 구성을 도시한 개략평면도.
도 30은 웨이퍼캐리어에 수용된 웨이퍼를 양극화성조에 설치하는 공정을 설명하기 위한 도.
도 31은 제 2실시예에 의한 자동양극화성장치의 다른 구성을 도시한 개략평면도.
도 32A 내지 도 32F는 반도체기판제작방법을 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101, 201, 501, 801, 901, 1001, 1201, 2101, 2201, 2210, 2220, 2301, 2302, 2401, 2402, 2501∼2504: 실리콘기판(웨이퍼)
102, 202, 502, 802, 902, 1002, 1202, 1303a, 2102, 2202, 2303, 2303', 2403, 2505: 홀더
103, 203, 503, 803, 903, 1003, 1203, 1313a, 2103, 2203, 2506: 개구부
104, 204a, 204b, 504a, 504b, 1204, 2205a, 2205b, 2208a, 2208b, 2507, 2508, 2509, 2510: O형상링
105, 2121, 2122, 2308, 2411, 2412, 2541∼2544: 감압라인
106a, 206a, 506a, 1006a, 1303b, 2109a, 2213a: 마이너스전극
106b, 206b, 506b, 1006b, 1303c, 2109b, 2213b: 플러스전극
107, 207, 507, 1007, 2115, 2214: HF용액
108, 208, 208', 508, 1008, 1303, 2211: 양극화성조
109, 2117: 전계의 방향
110, 2118: 양극화성처리된 실리콘기판의 확대단면도
111, 1315, 2120: 펌프
205, 505, 805, 905, 1005, 1205, 2110, 2206, 2209, 2312, 2313, 2407, 2410, 2511, 2513, 2513, 2514: 흡입공
209, 2212: 홀더홈 510: 클램프유닛
515: 환형상의 돌출부
804, 904, 1004, 2105, 2108, 2305, 2306, 2305', 2306', 2405, 2406: 흡착패드
1004a: 흡착패드에 형성된 홈 1101, 1102: 웨이퍼반송로봇
1210: 밀봉부재 1302: 로더
1302a, 1302b: 스테이지 1304: 수세조
1305: 탈수기 1305a: 캐리어수취부
1306: 언로더 1307, 1308, 1330: 웨이퍼반송로봇
1308b: 아암 1309 : 필터부
1311, 1314: 보드 1312: 웨이퍼캐리어
1307a: 수직축 1350: 수평축
1316: 필터
1317, 2114, 2311, 2413, 2519: 매니폴드
1318: 오버플로우조 1319: 저유탱크
1320: 이송관 1360: 건조기
2104, 2204, 2523, 2522, 2521: 중간면
2107, 2207, 2524: 홀더표면
2112, 2113, 2309, 2310, 2409, 2410, 2515∼2518: 스톱밸브
51: 단결정Si기판 52: 다공질Si층
53: 비다공질층 54: SiO2층
55: 제 2기판
본 발명에 관한 양극화성장치는 전해질용액안에서 기판에 양극화성처리를 실시하는 양극화성처리장치에 있어서, 대향하는 한쌍의 전극과, 기판의 한쪽면의 일부를 흡착하여 상기 한쌍의 전극 사이에 유지하는 유지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 유지부의 본체는, 유지한 기판의 이면에 전해질용액을 접촉시키기 위한 구멍을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서 상기 유지부는 기판을 흡착하여 유지하기 위한 대략 환형상의 흡착부재를 가지고, 해당 흡착부재는 유지하고자 하는 기판의 외주부의 안쪽을 따르도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 이중의 O형상링과, 해당 이중의 O형상링 사이의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 단면형상이 凹형의 흡착패드이고, 해당 흡착패드의 곡부의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 단떤형상이 U형의 흡착패드이고, 해당 흡착패드의 곡부의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 유지하는 기판의 이면과의 접촉부가 평평하고, 그 면내에 대략 환형상의 홈을 가지는 흡착패드와, 해당 흡착패드의 홈의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 유지하는 기판의 표면쪽의 전해질용액이 해당 기판의 이면에 이동하는 것을 방지하기 위하여 해당 기판과 밀착하는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치는, 상기 복수의 유지부를 구비하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 관한 기판홀더는, 전해질용액내에서 양극화성처리를 실시한 기판을 유지하기 위한 기판홀더에 있어서, 상기 본체는 흡착에 의해 기판의 한쪽면의 일부를 유지하는 흡착부재를 설치하고, 유지한 기판의 이면에 전해질용액을 접촉시키기 위한 구멍을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 기판홀더에 있어서, 상기 흡착부재는, 유지한 기판의 외주부의 안쪽을 따라서 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 이중의 O형상링과, 해당 이중의 O형상링 사이의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 단면형상이 凹형의 흡착패드이고, 해당 흡착패드의 곡부의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 단면형상이 U형의 흡착패드이고, 해당 흡착패드의 곡부의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 유지하는 기판의 이면과의 접촉부가 평평하고, 그 면내에 대략 환형상의 홈을 가지는 흡착패드와, 해당 흡착패드의 홈의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 흡착부재는, 유지하는 기판의 표면쪽의 전해질용액이 해당 기판의 이면에 들어가는 것을 방지하기 위하여 해당 기판과 밀착하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 관한 양극화성시스템은, 상기 양극화성장치와, 양극화성처리를 실시한 기판을 세정하는 세정장치와, 세정한 기판을 건조시키는 건조장치와, 각 장치사이에서 기판을 반송하는 반송장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 건조장치는, 세정한 기판을 수취하는수취부를 가지고, 상기 양극화성장치, 상기 세정장치 및 상기 수취부는, 대략 직선상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 건조장치는, 세정한 기판을 수취하는 수취부를 가지고, 상기 양극화성장치, 상기 세정장치 및 상기 수취부는, 대략 직선상에 배치되고, 상기 반송장치는, 상기 직선에 대하여 수직방향으로 상기 기판의 면이 따라가는 상태에서 상기 기판을 반송하는 것이 바람직하다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 반송장치는, 상기 양극화성장치로부터 상기 세정장치에 상기 기판을 반송하는 제 1의 반송로봇과, 상기 세정장치로부터 상기 건조장치의 수취부에, 상기 기판을 수용한 캐리어를 반송하는 제 2의 반송로봇을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 제 1의 반송로봇과 제 2의 반송로봇은, 각각 상기 기판 또는 상기 캐리어를 반송하기 위한 구동축으로서, 상기 기판 또는 상기 캐리어를 각 장치의 위쪽으로 이동시키기 위한 제 1의 구동축과, 상기 기판 또는 상기 캐리어를 상기 직선상을 따라서 이동시키기 위한 제 2의 구동축만을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성시스템은, 상기 양극화성장치내의 전해질용액을 청정화하는 필터장치를 또한 구비하는 것이 바람직하다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 필터장치는, 전해질용액을 저유하는 탱크와, 상기 탱크에 저유된 전해질용액을 상기 양극화성장치내에 공급하고, 상기 양극화성장치로부터 넘친 전해질용액을 상기 탱크에 저유하는 순환기구를 가지는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 관한 반도체처리시스템은, 반도체기판에 처리를 실시할 반도체처리시스템에 있어서, 상기 반도체기판을 세정하기 위한 세정장치와, 이 세정장치에 의해 세정된 반도체기판을 건조시키기 위한 건조장치와, 상기 세정의 전공정으로부터 상기 세정장치에 상기 반도체기판을 반송함과 동시에, 상기 세정장치로부터 상기 건조장치에 반도체기판을 반송하는 반송장치를 가지고, 상기 건조장치는, 세정한 반도체기판을 수취하는 수취부를 가지고, 상기 세정장치 및 상기 수취부는, 대략 직선상에 배치되고, 상기 반송장치는, 상기 직선에 대해서 수직방향으로 상기 반도체기판의 면이 따라가는 상태에서 상기 반도체기판을 반송하는 것을 특징으로 한다.
상기 반도체처리시스템에 있어서, 상기 반송장치는, 상기 반도체기판을 상기 세정장치에 반송하는 제 1의 반송로봇과, 캐리어에 수용한 상태에서 상기 반도체기판을 상기 건조장치의 수취부에 반송하는 제 2의 반송로봇을 가지는 것이 바람직하다.
상기 반도체처리시스템에 있어서, 상기 제 1의 반송로봇과 제 2의 반송로봇은, 각각 상기 반도체기판 또는 상기 캐리어를 반송하기 위한 구동축으로서, 상기 반도체기판 또는 상기 캐리어를 각 장치의 위쪽으로 이동시키기 위한 제 1의 구동축과, 상기 반도체기판 또는 상기 캐리어를 상기 직선상을 따라서 이동시키기 위한 제 2의 구동축만을 가지는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 관한 다공질기판의 제조방법은, 기판의 한쪽면의 일부를 흡착하여 대향하는 한쌍의 전극사이에 유지하고, 전해질용액을 채운상태에서 해당 한쌍의 전극사이에 전압을 인가하여 상기 기판에 양극화성처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 양극화성장치는, 전해질용액안에서 기판에 양극화성처리를 실시하는 양극화성장치에 있어서, 대향하는 한쌍의 전극과, 기판의 한쪽면을 흡착하여 상기 한 쌍의 전극사이에 유지하는 유지부를 구비하고, 상기 유지부는, 기판을 흡착하기 위한 대략 환형상의 흡착부재에 있어 서로 크기를 다르게 한 복수의 흡착부재를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 유지부의 본체는 대략 원형상의 구멍을 가지고, 상기 구멍은 상기 본체표면과 이면 사이에 적어도 1개의 대략 환형상의 중간면을 가지고, 상기 본체표면 및 상기 적어도 1개의 중간면은 단차형상을 이루도록 배치되고, 상기 본체표면 및 상기 적어도 1개의 중간면은 각각 서로 크기를 다르게 한 상기 흡착부재를 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기의 각 흡착부재는, 이중의 O형상링과, 해당 이중의 O형상링 사이의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기의 각 흡착부재는, 단면형상이 凹형의 흡착패드이고, 해당 흡착패드의 곡부의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기의 각 흡착부재는, 단면형상이 U형의 흡착패드이고, 해당 흡착패드의 곡부의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기의 각 흡착부재는, 유지하는 기판의 이면과의 접촉부가 평평하고, 그 면내에 대략 환형상의 홈을 가지는 흡착패드와, 해당 흡착패드의 홈의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡착공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치는, 상기 복수의 유지부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치는, 상기의 각 흡착부재에 의한 기판의 흡착동작을 개별적으로 제어하기 위한 제어부를 또한 구비하는 것이 바람직하다.
상기 양극화성장치에 있어서, 상기 본체표면 및 상기 적어도 1개의 중간면이 되는 단차형상의 단차는, 적어도 5mm인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 기판홀더는, 전해질용액안에서 양극화성처리를 실시할 기판을 유지하기 위한 기판홀더이고, 본체에 기판을 흡착하기 위한 대략 환형상의 복수의 흡착부재를 구비하고, 해당 흡착부재는 서로 크기를 다르게 한 것을 특징으로 한다.
상기 기판홀더에 있어서, 상기 본체는 대략 원형상의 구멍을 가지고, 상기 구멍은 상기 본체의 표면과 이면과의 사이에 적어도 1개의 대략 환형상의 중간면을 가지고, 상기 본체표면 및 상기 적어도 1개의 중간면은 단차형상을 이루도록 배치되고, 상기 본체표면 및 상기 적어도 1개의 중간면은 각각 서로 크기를 다르게 한 상기 흡착부재를 가지는 것이 바람직하다.
상기 기판홀더에 있어서, 상기의 각 흡착부재는, 이중의 O형상링과, 해당 이중의 O형상링 사이의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 기판홀더에 있어서, 상기의 각 흡착부재는, 단면형상이 凹형의 흡착패드이고, 해당 흡착패드의 곡부의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 기판홀더에 있어서, 상기의 각 흡착부재는, 단면형상이 U형의 흡착패드이고, 해당 흡착패드의 곡부의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡인공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 기판홀더에 있어서, 상기의 각 흡착부재는, 유지하는 기판의 이면과의 접촉부가 평평하고, 그 면내에 대략 환형상의 홈을 가지는 흡착패드와, 해당 흡착패드의 홈의 공간을 감압하여 기판을 흡착하기 위한 흡착공을 가지는 것이 바람직하다.
상기 기판홀더에 있어서, 상기 본체표면 및 상기 적어도 1개의 중간면이 되는 단차형상의 단차는, 적어도 5mm인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 다공질기판의 제조방법은, 상기 양극화성장치에 의해 기판에 양극화성처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 양극화성시스템은, 상기 양극화성장치와, 양극화성처리를 실시한 기판을 세정하는 세정장치와, 세정한 기판을 건조시키는 건조장치와, 각 장치 사이에서 기판을 반송하는 반송장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 건조장치는, 세정한 기판을 수취하는 수취부를 가지고, 상기 양극화성장치, 상기 세정장치 및 상기 수취부는, 대략 직선상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 건조장치는, 세정한 기판을 수취하는 수취부를 가지고, 상기 양극화성장치, 상기 세정장치 및 상기 수취부는, 대략 직선상에 배치되고, 상기 반송장치는, 상기 직선에 대하여 수직방향으로 상기 기판의 면이 따라가는 상태에서 상기 기판을 반송하는 것이 바람직하다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 반송장치는, 상기 양극화성장치로부터 상기 세정장치에 상기 기판을 반송하는 제 1의 로봇과, 상기 세정장치로부터 상기 건조장치의 수취부에, 상기 기판을 수용한 캐리어를 반송하는 제 2의 로봇을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양극화성시스템에 있어서, 상기 제 1의 로봇과 제 2의 로봇은, 각각 상기 기판 또는 상기 캐리어를 반송하기 위한 구동축으로서, 상기 기판 또는 상기 캐리어를 각 장치의 위쪽으로 이동시키기 위한 제 1의 구동축과, 상기 기판 또는 상기 캐리어를 상기 직선상을 따라서 이동시키기 위한 제 2의 구동축만을 가지는 것이 바람직하다.
상기의 양극화성장치는, 기판에 양극화성처리를 실시하여 다공질층을 가지는 기판을 제조하는 데에 적절하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 기판은, 기판의 한쪽면의 일부를 흡착하여 대향하는 한쌍의 전극사이에 유지하고, 전해질용액을 채운 상태에서 해당 한쌍의전극사이에 전압을 인가하여 상기 기판에 양극화성처리를 실시하여 얻게된 다공질층을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체기판을 제조하는 방법은, 2매의 기판을 사용하여 반도체기판을 제조하는 방법이고, 반도체기판의 한쪽면의 일부를 흡착시켜 대향하는 한쌍의 전극사이에 유지하고, 전해질용액을 채운 상태에서 해당 한쌍의 전극사이에 전압을 인가하여 상기 반도체기판에 양극화성처리를 실시하여, 그 한쪽면에 다공질층을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판의 다공질층상에 단결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판의 상기 단결정실리콘층쪽에 다른 기판을 접합하여 끼우는 공정과, 접합된 양 기판을 상기 다공질층으로부터 분리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 기판제조방법은, 다공질층을 가지는 기판을 제조하는 기판제조방법에 있어, 기판을 전해질용액이 채워진 양극화성조에 침적하고, 해당 기판의 한쪽면의 일부를 흡착부재에 흡착시켜 한쌍의 전극사이에 유지하는 공정과, 상기 한쌍의 전극사이에 전압을 인가하여 상기 기판에 양극화성처리를 실시하여, 그 한쪽면에 다공질층을 형성하는 공정과, 다공질층이 형성된 기판을 상기 양극화성조로부터 취출하여 세정조에 침적하고, 해당 기판을 세정하는 공정과, 세정이 완료한 기판을 상기 세정조로부터 취출하여 건조장치에 반송하고, 해당 기판을 건조시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판제조방법에 있어서, 상기 양극화성조와, 상기 세정조와, 상기 건조 장치를 위쪽으로 보아 대략 직선상에 배치하고, 이것에 의해, 상기 양극화성조로부터 상기 세정조에의 기판의 반송경로와, 상기 세정조로부터 상기 건조장치에의 기판의 반송경로가 위쪽에서 보아 대략 직선을 이루도록 기판을 반송하는 것이 바람직하다.
상기 기판제조방법에 있어서, 건조된 기판을 상기 건조장치로부터 언로더(unloader)에 반송하는 공정을 또한 포함하고, 상기 세정조로부터 상기 건조장치에의 기판의 반송과, 상기 건조장치로부터 언로더에의 기판의 반송을 싱글로봇에 의해 행하는 것이 바람직하다.
상기 기판제조방법에 있어서, 상기 로봇이 상기 세정조로부터 상기 건조장치에 기판을 반송한 후에 있어 상기 건조장치로부터 상기 언로더에 기판을 반송하기 전에, 상기 로봇을 건조시키는 공정을 또한 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기판제조방법에 있어서, 상기 로봇을 건조시키는 공정을 상기 직선상에서 행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 기판처리방법은, 기판을 화학적인 처리액이 채워진 처리조에 침적하고, 해당 기판에 화학적인 처리를 실시하는 공정과, 화학적인 처리가 실시된 기판을 상기 처리조로부터 취출하여 세정조에 침전하고, 해당 기판을 세정하는 공정과, 세정이 완료한 기판을 상기 세정조로부터 취출하여 건조장치에 반송하고, 해당 기판을 건조시키는 공정을 포함하고, 상기 처리조와, 상기 세정조와, 상기 건조장치를 위쪽에서 보아 직선상으로 배치하고, 이것에 의해 상기 처리조로부터 상기 세정조에의 기판의 반송경로와, 상기 세정조로부터 상기 건조장치에의 기판의 반송경로가 위쪽에서 보아 대략 직선을 이루도록 하고, 또한,기판의 면이 해당 직선에 직교하는 방향을 향한 상태에서 해당 기판을 반송하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판처리방법에 있어서, 건조된 기판을 상기 건조장치로부터 언로더에 반송하는 공정을 또한 포함하고, 상기 세정조로부터 상기 건조장치에의 기판의 반송과, 상기 건조장치로부터 언로더에의 기판의 반송을 싱글 로봇에 의해 행하는 것이 바람직하다.
상기 기판처리방법에 있어서, 상기 로봇이 상기 세정조로부터 상기 건조장치에 기판을 반송한 후에 있어 상기 건조장치로부터 상기 언로더에 기판을 반송하기 전에, 상기 로봇을 건조시키는 공정을 또한 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 기판처리시스템은, 기판에 화학적인 처리를 실시하기 위한 처리조와, 상기 처리조에 의해 화학적인 처리가 실시된 기판을 세정하는 세정조와, 상기 세정조에서 세정된 기판을 건조시키는 건조장치와, 상기 처리조로부터 상기 세정조에 기판을 반송함과 동시에 상기 세정조로부터 상기 건조장치에 기판을 반송하는 반송장치를 구비하고, 상기 처리조와, 상기 세정조와, 상기 건조장치가 위쪽에서 보아 대략 직선상으로 배치되고, 상기 반송장치는, 기판의 면이 해당 직선에 직교하는 방향을 향한 상태에서 해당 기판을 반송하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판처리시스템에 있어서, 상기 반송장치는, 상기 처리조로부터 상기 세정조에 기판을 반송하는 제 1의 반송로봇과, 상기 세정조로부터 상기 건조장치에 기판을 반송함과 동시에 상기 건조장치로부터 언로더에 기판을 반송하는 제 2의 반송로봇을 가지는 것이 바람직하다.
상기 기판처리장치에 있어서, 상기 제 2의 반송로봇이 상기 세정조로부터 상기 건조장치에 기판을 반송한 후에 있어 상기 건조장치로부터 상기 언로더에 기판을 반송하기 전에, 상기 제 2의 반송로봇을 건조시키기 위한 제 2의 건조장치를 또한 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기타 목적, 특징 및 이점은, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다,
양극화성반응을 사용한 실리콘기판의 다공질화, 즉 세공의 형성처리는, 예를 들면 HF용액내에서 행해진다. 이 처리에는, 실리콘결정내의 정공의 존재가 불가결한 것으로 알려져 있고, 그 반응의 메커니즘은 다음과 같이 추정된다.
먼저, HF용액내에서 전계를 가한 실리콘기판내의 정공을 마이너스전극쪽의 표면에 유기시킨다. 그 결과, 표면의 미결합수를 보상하는 형으로 존재하고 있는 Si-H결합의 밀도가 증가한다. 이때 마이너스전극쪽의 HF용액내의 F이온이 Si-H결합에 대하여 구핵공격을 행하여 Si-F결합을 형성한다. 이 반응에 의해 H2분자가 발생함과 동시에 플러스전극쪽에 1개의 전자가 방출된다. Si-F결합의 분극특성 때문에 표면근방의 Si-Si결합이 약해지게 된다. 이 약한 Si-Si결합은 HF 또는 H2O에 공격되고, 결정표면의 Si원자는 SiF4로 되어 결정표면으로부터 이탈한다. 그 결과, 결정표면에 함몰부분이 발생하고, 이 부분에 정공을 우선적으로 끌어당기는 전장의 분포(전계집중)가 발생하지만, 이 표면이질성이 확대되어 실리콘원자의 식각이 전계를따라 연속적으로 진행한다. 또, 양극화성처리에 사용하는 용액은, HF용액에 한정되지 않고, 다른 전해질용액이어도 좋다.
본 발명의 각각 적절한 실시예의 의한 양극화성장치는, 양극화성반응면(기판의 표면)에 있어서 전계의 방향을 침해하지 않도록, 기판을 그 이면으로부터 지지한다. 또, 이 양극화성장치는, 기판의 표면의 전영역이 양극화성되도록 하는 방법에 의해 기판을 지지한다. 또, 이 양극화성장치는, 기판의 이면을 진공흡착시켜 지지하는 기구를 가지기 때문에, 기판을 지지하기 위한 동작의 단순화에 기여한다.
[제 1실시예]
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 양극화성장치의 개략적구성을 도시한 단면도이다. (101)은 실리콘기판(예를 들면, 웨이퍼)이다. 일반적으로, 양극화성을 위해서는 정공의 존재가 중요하기 때문에, P형의 실리철기판이 적절하다. 그러나, N형의 실리콘기판 역시 광의 조사 등에 의해 정공의 생성을 촉진함으로써 사용가능하다.
(102)는, 실리콘기판을 지지하기 위한 홀더이다. 이 홀더(102)는 내(耐)HF성의 재질인 4플루오르화 에틸렌수지(상품명: 테플론)등에 의해 구성된다. 홀더(102)에는, 지지하고자 하는 실리콘기판의 직경보다 더 작은 직경을 가지는 원형상 또는 원형에 가까운 형상(이하, 원형상이라고 하는 것은 원형에 가까운 형상을 포함하는 것으로 한다.)의 개구부(103)가 형성되어 있다.
홀더(102)의 한쪽면에는, 실리콘기판(101)을 지지하기 위한 흡착기구가 설치되어 있다. 이 흡착기구로서는 여러 가지의 형태를 생각할 수 있다.
이 흡착기구로서, 홀더(102)의 개구부(103)를 따라서 이중구조를 형성하는 2개의 홈을 형성하고, 이 이중의 홈 각각에 O형상링(104)을 끼워넣고, 2개의 O형상링(104)사이의 공간에 감압라인(105)을 개재하여 펌프(111)로 감압하는 것에 의해 실리콘기판(101)을 흡착함으로써 유지하는 기구가 바람직하다
다른 흡착기구로서, 단면이 凹형, U형의 그외 다른 형상을 가지는 환형상의 흡착패드를 개구부(103)를 따라서 배치한다. 이 흡착패드의 개구부(예를 들면, 凹형 형상의 곡부분)파 실리콘기판(101)에 의해 형성되는 공동(空洞)부분을 펌프 (111)로 감압하는 것에 의해 실리콘기판(101)을 흡착함으로써 유지하는 기구도 바람직하다.
또 다른 흡착기구로서, 홀더(102)의 흡착표면쪽에 홈을 형성하고, 이 홈을 펌프(111)로 감압함으로써 실리콘기판(101)을 흡착하는 기구도 바람직하다. 이 기구에서, 홀더(102)의 재질이 너무 단단하여 변형시킬 수 없다면, 흡착표면을 통하여 HF용액(107)이 실리콘기판(101)의 표면쪽과 이면쪽과의 사이로 쉽게 누출된다. 그러므로, 홀더(102)중에, 적어도 실리콘기판(101)과 접촉하는 부분을 예를 들면 내HF성의 고무로 형성하는 것이 바람직하다. 물론, 홀더(102)의 전체 또는 홀더의 표면전체를 예를 들면, 내HF성의 고무를 사용하여 형성하는 것도 가능하다.
실리콘기판(101)의 표면쪽과 이면쪽은, 상기 설명한 바와 같은 흡착기구에 의해 완전히 분리되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 본 실시예는, 완전한 분리를 필수적으로 요구하지는 않는다. 예를 들면, 실리콘기판(101)의 일부분 또는 여러 부분을 유지하고 실리콘기판과 흘더가 완전히 밀봉되지 않는 흡착기구를 사용하는 것도 가능하다.
개구부(103)의 형상은, 실리콘기판(101)의 이면이 HF용액과 접촉하는 부분의 형상과 대략 일치한다. 그러나, 이 개구부(103)의 크기는, 실리콘기판(101)보다 어느정도 작아도 좋다.
예를 들면, 실리콘기판(101)의 직경보다 약 60㎜더 작은 개구경, 즉, 실리콘기판(101)이 HF용액(107)과 접촉하지 않는 영역이 실리콘기판(101)의 가장자리로부터 약 30㎜되는 개구경을 사용하는 것도 가능하다. 이와 같은 개구경을 사용하는 경우에는 실리콘기판(101)이 양극화성된 부분의 두께는, 그 중심부로부터 가장자리까지 대략 일정하게 되는 것을 본 발명자 등은 확인했다.
따라서, 예를 들면, 개구부(103)의 직경이 90㎜의 홀더(102)일때에는, 직경이 100㎜(4인치), 125㎜(5인치), 150㎜(6인치)인 실리콘기판중 어느 것이라도 처리가능하다. 양극화성처리한 결과물의 분포는 상기 직경중 어떠한 직경의 실리콘기판에 있어서도 모두 양호하다. 6인치를 초과하는, 예를 들면 8인치, 12인치의 웨이퍼도 상기 조건하에 개구부(103)의 직경을 설정함으로써 처리될 수 있다.
또, 홀더(102)의 개구부(103)의 개구경이 실리콘기판의 직경보다 60㎜이상 작아진다면, 실리콘기판의 주변부에 있어서 다공질의 실리콘막에 바람직하지 않은 분포가 점차적으로 발생한다. 그러나 양극화성후의 프로세스의 마진에 의존하여 그보다 더 작은 직경을 갖는 개구부의 홀더 역시 사용할 수 있다. 실리콘기판(101)의 직경과 개구부(103)의 직경의 허용가능한 차는 실리콘기판의 불순물농도(비저항) 및 전극과 실리콘기판과의 거리 등의 파라미터에도 의존한다.
이하 다른 구성요소에 대하여 설명하다. (106a),(106b)는 마이너스전극 및 플러스전극이고, 각각, 화학적으로 안정한 백금재료로 형성하는 것이 바람직하다. (107)은 HF용액이다. HF용액(107)에는, 반응생성물로서 예를 들면 H2의 기포를 실리콘기판표면으로부터 직접 제거하기 위하여 필요한 곳에 에탄을 등의 알코올을 혼입시켜도 된다. 도 1에서 화살표(109)는, 전계의 방향을 나타내고 있다. (110)은, 양극화성처리된 실리콘기판(101)의 단면을 확대한 것이고, 실리콘기판표면으로부터 다공질막이 형성되어 있는 상태를 도시한 것이다.
본 발명의 바람직한 본 실시예에 있어서, 기판유지기구를 개선함으로써, 대량생산에 적합한 양극화성장치를 얻을 수 있다. 예를 들면, 처리할 기판을 홀더에 고정하기 위해서는, 기판의 이면을 홀더의 흡착표면을 향해 누르고 흡착에 의해 이면을 유지하기만 하면 된다. 또한, 홀더의 흡착기구의 직경을 기판의 직경보다 충분히 작게 함으로써, 흡착하여 유지하고자 하는 기판의 지향평면의 위치를 더 이상 제한할 필요가 없어지게 된다. 또, 기판의 중심위치가 홀더의 중심위치로부터 약간 어긋나도 무방하다. 또한, 기판을 유지하는 동작이 단순화되기 때문에, 양극화성처리의 자동화가 용이하게 이루어진다.
이하 본 발명에 있어서 본 실시예의 바람직한 구성을 열거하여 설명한다.
[제 1구성]
도 2A는, 본 실시예의 제 1구성에 의한 홀더의 정면도이고, 도 2B는 도 2A에 도시된 홀더를 세로방향으로 절단한 단면도이다.
(201)은, 양극화성처리될 5인치의 실리콘기판을 나타내고; (202)는, 4플루오르화에틸렌수지(상품명:테플론)제의 홀더이다. 홀더(202)의 중심에 직경 90mm의 개구부(203)가 형성되어 있다. 개구부(203)의 가장자리를 따라서 이중구조를 형성하는 2개의 원형상 홈이 형성되어 있고, 각각의 홈에는 플루오르소수지계인 퍼플루오로에틸렌(perfluoroethylene)제의 O형상링 (204a),(204b)이 끼워 넣어져 있다. 외측의 O형상링(204a)의 내부직경은 117mm이고, 내측의 O형상링(204b)의 내부직경은 108㎜이고, 각 O형상링단면의 직경은 모두 2.5㎜이다.
외측의 O형상링(204a)과 내측의 O형상링(204b)의 사이에는, 두 O형상링과 실리콘기판(201)에 의해 구성되는 공간을 감압하기 위한 흡인공(205)이 형성되어 있다. 실리콘기판(201)을 흡착하여 유지하기 위해서, 흡인공(205)에 접속된 펌프(도시하지 않음)에 의해 O형상링 사이의 공간을 감압만 해주면 된다.
5인치의 실리콘기판(201)의 직경은 125mm이다, 그러므로, 실리콘기판(201)의 중심과 개구부(203)의 중심이 대략 일치하는 한, 지향평면의 위치는 어떤 방향이어도 좋다. 따라서, 실리콘기판(201)을 홀더(202)에 흡착하여 유지할 경우에, 지향평면의 위치를 고려할 필요가 없다.
또한, 홀더(202)에는, 5인치이상의 직경의 실리콘기판을 설치하는 것도 가능하고, 이 경우에도 5인치의 실리콘기판의 다공질층과 동일한 다공질층을 형성할 수 있다. 그러나, 이 경우, 양극화성처리시에 흐르는 전류의 밀도를 5인치의 경우와 대략 동일하게 되도록 전원을 조정해야 한다.
실리콘기판(201)을 실제로 양극화성화할 때에는, 실리콘기판(201)을 흡착하여 유지하는 홀더(202)를 양극화성조에 설치한다. 도 3은, 홀더(202)를 양극화성조에 설치하는 방식을 도시한 도이다.
양극화성조(208)는, 홀더(202)와 동일한 4플루오르화에틸렌수지로 구성되어 있다. 양극화성조(208)의 양쪽에는 백금전극(206a),(206b)이 부착되어 있다. 양극화성조(208)의 중간에는, 홀더(202)를 유지하기 위한 홀더홈(209)이 형성되어 있다. 실리콘기판(201)을 흡착하여 유지하고 있는 홀더(202)를 이 홀더홈(209)에 끼워넣음으로써, 양극화성조(208)는 좌우로 2분되고, 조내에 채워져 있는 HF용액 (207)이 분리된다.
이 상태에서, 백금전극(206a)을 마이너스전극, 백금전극(206b)을 플러스전극으로 하여 DC전압을 인가하면, 실리콘기판(201) 표면의 전체영역과, 이면중 외측의 O형상링(204a)보다 바깥쪽 부분(이하, 이면주변부로 칭함)이 양극화성된다. 결과적으로 실리콘기판(201)의 표면전체와 이면주변부에 걸쳐 다공질실리콘층을 형성할 수 있다.
도 4는, 복수의 홀더(202)를 유지할 수 있는 양극화성조의 일례를 도시한 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 양극화성조(208')에 복수의 홀더홈(209)을 형성하여, 복수의 홀더(202)를 유지할 수 있는 구성에 의해, 생산성을 보다 더 향상시킬 수 있다. 여기에 도시한 양극화성조의 일례는, 홀더를 직렬로 배치한 것이지만, 병렬이나 매트릭스방식으로 배치하여도 좋다.
[제 2구성]
도 5A는, 본 실시예의 제 2구성에 의한 홀더의 정면도이고, 도 5B는 도 5A에도시한 홀더를 가로방향으로 절단한 단면도이다. 도 6은, 실리콘기판을 홀더에 설치하기 위한 웨이퍼반송로봇을 개략적으로 도시한 도이다.
(501)은, 양극화성처리될 5인치의 실리콘기판이고, (502)는 4플루오르화에틸렌수지제의 홀더이다. 흘더(502)의 중심에는 직경 90mm의 개구부(503)가 형성되어 있다. 홀더(502)에는, 그 주표면으로부터 약 4mm돌출하도록 한 환형상의 돌출부 (515)가 형성되어 있다. 이 돌출부(515)에는, 이중구조를 형성하고 있는 원형상의 2개의 홈이 형성되어 있고, 각각의 홈에는 플루오르소수지계인 퍼플루오로에틸렌제의 O형상링(504a),(504b)이 끼워넣어져 있다. 외측의 O형상링(504a)의 내부직경은 117㎜이고, 내측의 O형상링(504b)의 내부직경은 108mm이고, 각 O형상링단면의 직경은 모두 2.5㎜이다.
외측의 O형상링(504a)과 내측의 O형상링(504b)의 사이에는 두 O형상링과 실리콘기판(501)에 의해 구성되는 공간을 감압하기 위한 흡인공(505)이 형성되어 있다. 실리콘기판(501)을 흡착하여 유지하기 위해서, 흡인공(505)에 접속된 펌프(도시하지 않음)에 의해 O형상링 사이의 공간을 감압만 해주면 된다.
돌출부(515)가 형성되면, 실리콘기판(501)을 홀더(502)에 장착하고, 떼어내는 작업을, 웨이퍼반송로봇을 사용하여 자동적으로 행하는 데에 편리하다. 웨이퍼반송로봇의 클램프유닛(510)은, 실리콘기판(501)을 사이에 끼워서 집기 때문에, 클램프유닛(510)은 상응하는 폭을 가진다. 따라서, 클램프유닛(510)에 의해 집어진 실리콘기판(501)을 홀더(502)에 장착하고, 떼어내는 데에는 돌출부(515)가 필요하다. 돌출부(515)의 돌출의 높이는, 예를 들면, 클램프유닛(510)의 구조, 크기 등에의거하여 결정하는 것이 좋다.
이와 같이 돌출부(515)를 형성하는 것에 의해, 웨이퍼반송로봇에 의한 자동화가 용이하게 된다. 그리고, 양극화성조와 홀더를 일체화한 경우에 있어서도, 웨이퍼반송로봇에 의해 실리콘기판을 쉽게 부착할 수 있고 또 쉽게 분리해 낼 수 있다.
도 7은, 홀더와 일체화된 양극화성조의 구조를 도시한 단면도이다. (508)은, 복수의 홀더(502)가 일체화된 양극화성조의 본체를 도시한 것이고, (506a),(506b)는 백금전극이다. 이와 같이, 양극화성조와 홀더를 일체화한 것에 의해, HF용액(507)이 각 홀더(502)에 의해 분할된 부옥의 전후(플러스쪽으로부터 마이너스쪽까지)에 누출할 가능성이 적어진다. 그 결과, 액누출(누전)에 기인하여 다공질층두께의 분포가 불균일하게 되는 형상을 억제하는 효과가 있다.
여기에 도시한 양극화성조의 일례는, 홀더를 직렬로 배치하는 것이지만, 병렬이나 매트릭스방식으로 배치하여도 좋다.
도 7에 도시한 양극화성조에 실리콘기판을 설치하고, 백금전극(506a)을 마이너스전극, 백금전극(506b)을 플러스전극으로 하여 DC전압을 인가하면, 실리콘기판의 표면의 전영역과 이면주변부가 양극화성된다. 이것에 의해, 실리콘기판(501)의 표면전체와 이면주변부에 걸쳐 다공질층을 형성할 수 있다.
[제 3구성]
도 8은, 본 실시예의 제 3구성에 의한 홀더의 단면도이다. 이 홀더는, 예를 들면, 제 1구성에 의한 양극화성조(208),(208')를 조합하여 사용할 수 있다.
(801)은, 양극화성처리할 실리콘기판이고, (802)는, 4플루오르화에틸렌수지제의 홀더이다. 홀더(802)의 중심에는 개구부(803)가 형성되어 있다. 개구부(803)의 가장자리를 따라 원형상의 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는, 퍼플루오로에틸렌제이고 단면이 凹형의 흡착패드(804)가 끼워넣어져 있다. 흡착패드(804)에는, 흡인공(805)에 연결한 구멍이 형성되어 있다.
凹형의 흡착패드(804)는, 홀더(802)에 어떠한 홈도 형성하지 않고, 흘더(802)의 표면에 접착되어도 또한 좋다. 또, 실리콘기잘(801)과 접하는 흡착패드(804)의 면(흡착면)과 홀더(802)의 표면이 소정크기(예를 들면, 4㎜)로 분리되어 있는 식으로 凹형의 흡착패드(804)를 형성가능하다. 이것에 의해, 상기 설명한 바와 같이 웨이퍼반송로봇을 사용하여 부착 및 분리의 자동화가 용이하게 된다.
실리콘기잘(801)은, 凹형의 흡착패드(804)의 내부를 흡인공(805)을 통하여 펌프(도시하지 않음)에 의해 감압함으로써 홀더(802)에 흡착되어 유지된다. 이 흡착패드(804)를 사용한 경우, 상기 설명한 이중의 O형상링을 사용할 때보다 감압 부분의 용적을 증대시키는 것이 더 용이하다. 또한, 실리콘기판(801)과의 접촉부분의 자유도가 증대하기 때문에, 실리콘기판(801)을 흡착하여 유지하는 지점의 자유도를 크게 할 수 있다.
[제 4구성]
도 9는, 본 실시예의 제 4구성에 의한 홀더의 단면도이다 이 홀더는, 예를 들면, 제 1구성에 의한 양극화성조(208),(208')를 조합시켜 사용할 수 있다.
(901)은, 양극화성처리될 실리콘기판이고, (902)는, 4플루오르화에틸렌수지제의 홀더이다. 홀더(902)의 중심에는 개구부(903)가 형성되어 있다. 개구부(903)의 가장자리를 따라 원형상의 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는, 퍼플루오로에틸렌제이고, 단면이 U형상인 흡착패드(904)가 끼워넣어져 있다. 이 흡착패드(904)의 두께는 실리콘기판(901)과 접촉하는 부분을 향하여 점착적으로 감소한다. 흡인공(905)에 연결한 구멍은 흡착패드(904)에 형성되어 있다.
U형상의 흡착패드(904)는, 홀더(902)에 어떠한 홈도 형성하지 않고, 홀더(902)의 표면에 접착되어도 또한 좋다. 또, 실리콘기판(801)과 접하는 흡착패드(904)의 면(흡착면)과 홀더(902)의 표면이 소정크기(예를 들면, 4mm)로 분리되어 있는 식으로 凹형의 흡착패드(804)가 형성가능하다. 이것에 의해, 상기 설명한 바와 같이 웨이퍼반송로봇을 사용하여 부착 및 분리의 자동화가 용이하게 된다.
상기 설명한 바와 같이, 흡착패드(904)의 단면의 형상을 U형상으로 하고, 또 그 두께가 선단부로 갈수록 점차 작아지는 방식으로 흡착패드(904)가 형성된다. 이것에 의해, 실리콘기판(901)을 흡착하여 유지할 때의 자유도가 더욱 향상된다.
[제 5구성]
도 10은, 본 실시예의 제 5구성에 의한 홀더와 양극화성조의 개략단면도이다. (1001)은 양극화성처리될 실리콘기판이고, (1002)는 4플루오르화에틸렌수지제의 홀더이고, (1008)은, 역시 4플루오르화에틸렌수지제의 양극화성조이다. 도 10에는, 홀더(1002)와 양극화성조(1008)를 일체화시킨 것을 도시하고 있지만, 분리된 것도 또한 좋다. 또, 양극화성조(1008)는 복수의 홀더(1002)를 구비하여도 좋다.
홀더(1002)에는, 그 중심에 개구부(1003)가 형성되어 있다. 이 개구부(1003)를 따라 원형상의 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는 플루오르소수지계의 퍼플루오로에틸렌제의 흡착패드(1004)가 끼워넣어져 있다. 이 흡착패드(1004)는, 흡착하여 유지할 실리콘기판(1001)과 면접촉하도록 흡착면이 평평하게 되어 있다. 그리고, 원형상의 홈(1004a)이 형성되어 있고, 이 홈(1004a)은 흡인공(1005)에 접속되어 있다. 실리콘기판(1001)을 흡착하여 유지하기 위해서는, 흡인공(1005)을 통하여 펌프(도시하지 않음)로 홈(1004a)내의 공간을 감압한다.
실리콘기판(1001)을 흡착하여 유지한 상태에서, 백금전극(1006a)을 마이너스전극, 백금전극(1006b)을 플러스전극으로 하여 DC전압을 인가하여 양극화성처리할 때에, 실리콘기판(1001)의 표면만이 양극화성되고, 이면은 양극화성되지 않는다. 이것은, 흡착패드(1004)가 실리콘기판(1001)의 이면과 밀착하여, 이면이 HF용액(1007)에 접촉하지 않기 때문이다. 즉, 이 양극화성장치를 사용하여 양극화성처리할 때, 실리콘기판(1001)의 표면만이 다공질화되고, 이면은 다공질화되지 않는다. 따라서, 유효영역(예를 들면, SOI기판을 작성할때에 이용가능한 영역)을 확대할 수 있다.
이하, 홀더(1002)에서 실리콘기판(1001)을 자동적으로 부착 및 분리시키는 웨이퍼반송로봇의 일례에 대하여 설명한다. 본 구성에 의한 홀더가 사용되는 경우는, 도 6에 도시한 바와 같은 웨이퍼반송로봇을 사용하는 것은 곤란하다. 이것은, 클램프유닛(510)이 홀더(1002) 또는 흡착패드(1004)와 대향하여 접하기 때문이다.
도 11은 본 구성에 적절한 싱글웨이퍼반송로봇의 구성을 개략적으로 도시한 도이다. 이 웨이퍼반송로봇은, 2개의 웨이퍼반송로봇(1101), (1102)을 조합하여 이루어진다.
제 1반송로봇(1101)은, 실리콘기판(1001)의 이면을 진공흡착하여 유지한다. 화살표(a)로 표시한 바와 같이, 제 1반송로봇(1101)은 홀더(1002)의 앞면부근까지 실리콘기판(1001)을 반송하고, 제 2반송로봇(1102)에 실리콘기판(1001)을 인도한다. 제 2반송로봇(1102)이 실리콘기판(1001)을 진공흡착하여 유지할 때, 제 1반송로봇(1101)은, 도 11에 있어서, 일단 위쪽방향으로 이동한 후에, 화살표(a)의 역방향으로 이동하여, 양극화성조로부터 떨어져나간다.
제 2반송로봇(1102)은, 실리콘기판(1001)의 이면을 진공흡착하여 유지한 후, 화살표(b)로 표시한 바와 같이 실리콘기판(1001)을 반송한다. 실리콘기판(1001)이 흡착패드(1004)에 접촉하고, 실리콘기판(1001)이, 흡착패드(1004)에 의해 흡착되어 유지된다. 그후, 제 2반송로븟(1102)은, 즉 화살표 b방향으로 또한 이동하고, 다음에, 화살표(c)로 표시한 바와 같이 위쪽으로 이동하여 양극화성조로부터 떨어져 나간다.
제 2의 반송로봇(1102)은, 실리콘기판(1001)을 반송하기 전에, 화살표(c),(b)의 역방향으로 제 2반송로봇(1102)이 실리콘기판(1001)을 진공흡착하여 유지하는 위치(도 11에 도시함)로 이동한다.
상기 설명한 바와 같은 동작을 행하는 웨이퍼반송로봇을 사용함으로써, 평평한 흡착패드를 가지는 홀더를 사용하는 경우에 있어서도, 양극화성처리의 자동화가 가능하게 된다.
도 6에 도시한 바와 같은 클램프유닛을 가지는 반송로봇도 사용하는 것이 가능하다.
[제 6구성]
상기 설명한 제 1 내지 제 5구성에 의한 홀더는, 개구부를 따라 형성된 원형상의 이중의 O형상링이나 흡착패드등의 흡착부에 의해 실리콘기판을 흡착하여 유지하는 것이다. 이와 같은 구조의 이점으로서, 구조가 단순한 것, 실리콘기판과 홀더를 대략 완전하게 밀봉할 수 있는 것 등을 들 수 있다.
그러나, 본 발명은, 개구부를 따라 배치된 환형상의 흡착기구이외의 기구를 제외하는 것은 아니다. 도 12A는, 본 발명의 제 6구성에 의한 홀더의 정면도이다. 이 홀더(1202)는, 독립적인 복수의 O형상링(1204)을 가진다. 각 O형상링으로 둘러싸인 공간이 흡인공(1205)을 통하여 펌프(도시하지 않음)로 감압됨으로써, 실리콘기판(1201)을 흡착하여 유지한다.
도 12A에 도시한 구성에서는, O형상링(1204)이 형성되지 않은 부분을 통하여, 실리콘기판의 표면쪽과 이면쪽과의 사이에서 HF용액이 이동하게 된다. 그러므로, 도 12B에 도시한 바와 같이, O형상링(1204)이 없는 부분을 밀봉하기 위한 밀봉부재(1210)를 형성하는 것이 바람직하다. 밀봉부재(1210)는, 예를 들면, 플루오르소수지계인 퍼플루오로에틸렌제로 구성되는 것이 바람직하다.
[제 7구성]
도 13은, 자동양극화성장치의 개략적인 평면도이다. (1301)은, 자동양극화성장치본체이다. 이 양극화성장치는, 예를 들면, 컴퓨터에 의해 그 동작이 제어된다. (1302)는 로더이고, 웨이퍼캐리어가 위치되어 있고, 싱글웨이퍼반송로봇(1307)이웨이퍼를 집는 위치까지 그 웨이퍼캐리어를 이동시키는 기능을 가진다. 웨이퍼반송로봇(1307)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 웨이퍼의 가장자리를 그 사이에 끼우는 기능을 가진다. 이 때문에, 양극화성조(1303)의 홀더는, 예를 들면, 도 5A와 도 5B에 도시한 바와 같이, 웨이퍼반송로봇(1307)의 크램프유닛(510)이 홀더의 주표면에 접촉하지 않도록 하는 돌출부를 가진다. 그리고, 양극화성조(1303)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 홀더가 일체화된 구조를 가진다. 이 구성에 있어서는, 25개의 홀더가 직렬로 배열되어 있다. 따라서, 양극화성조(1303)는, 25매의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있다.
도 14는, 웨이퍼캐리어에 수용된 웨이퍼를 양극화성조(1303)에 설치하는 수순을 설명하기 위한 도이다. 작업자가 웨이퍼캐리어(1312)를 로더(1302)의 스테이지(1302a)에 배치할 때, 웨이퍼캐리어(1312)는, 컴퓨터제어하에, 자동적으로 스테이지(1302b)에 반송되고, 다음에, 스테이지(1302c)에 반송된다. 다음에, 스테이지(1302c)위의 웨이퍼캐리어(1312)의 아래쪽으로부터, 웨이퍼유지용의 홈이 형성된 보드(board)(1311)가, 웨이퍼캐리어(1312)의 하부의 창(개구부)을 통하여 상승한다. 그 결과, 웨이퍼캐리어(1312)내에 수용된 웨이퍼전체가 보드(1311)의 홈에 의해 유지되고, 웨이퍼캐리어(1312)의 위쪽으로 이동하게 된다(도 14에 도시한 상태).
이 상태에서, 웨이퍼반송로봇(1307)이 끝에서부터 차례대로 웨이퍼를 사이에 끼우고, 각 웨이퍼를 앙극화성조(1303)까지 반송한다. 그리고, 웨이퍼가 양극화성조(1303)의 홀더(1303a)의 웨이퍼흡착면에 접촉하는 위치까지 반송된 시점에서, 홀더(1303a)의 진공라인의 밸브가 개방되고, 웨이퍼가 흡착되어 유지된다. 웨이퍼가 흡착되어 유지되는 경우에, 웨이퍼반송로봇(1307)은, 그 웨이퍼를 놓게되고, 동일한 수순으로, 다음 웨이퍼를 다음 홀더에 설치한다. 이와 같이 하여, 보드(1311)상의 웨이퍼전체가 양극화성조(1303)의 홀더(1303a)에 설치된다.
다음은, 양극화성조(1303)의 양단에 형성된 백금전극(1303b)와 (1303c)의 사이에 DC전압이 인가되고, 양극화성처리가 행해진다.
다음에, 양극화성처리가 완료된 웨이퍼는 순수로 세정된다. 도 15A는, 양극화성처리가 완료된 웨이퍼를 수세조에 반송하고, 이 웨이퍼를 세정하는 수순을 설명하기 위한 도이다. 도 15B는, 도 15A에 도시한 수세조내에 있어서 보드 및 웨이퍼캐리어의 배치를 도시한 평면도이다. 또, 도 15C는, 세정이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼캐리어에 수용하여 수세조로부터 분리해 내는 수순을 설명하기 위한 도이다.
양극화성처리가 완료된 웨이퍼를, 웨이퍼반송로봇(1307)이 1매씩 양극화성조(1303)로부터 집어서, 도 15A의 화살표의 방향으로 각 웨이퍼를 반송한다. 즉, 먼저, 웨이퍼는, 수세조(1304)의 상부까지 반송되고, 다음에, 수세조(1304)내의 순수에 침적된다. 수세조(1304)내에는, 웨이퍼유지용의 25개의 홈을 가지는 보드(1314)가 고정되어 있고, 웨이퍼는 이 홈에 하나씩 설치되어 있다.
수세조(1304)내에는, 웨이퍼캐리어(1313)가 미리 침적되어 있다. 이 웨이퍼캐리어(1313)는, 위쪽으로 이동할 때에, 보드(1314)의 홈에 의해 유지되어 있는 웨이퍼전체를 받쳐올리도록 하여 수취할 수 있는 형상을 가진다. 또한, 웨이퍼캐리어(1313)에는, 보드(1314)상의 웨이퍼를 받쳐올릴때에, 보드(1314)를 통과시키기 위한 개구부(1313a)가 있다.
웨이퍼의 세정이 완료된 후, 도 15C에 도시한 바와 같이, 캐리어반송로봇(1308)은, 웨이퍼캐리어(1313)를 위쪽으로 끌어올려서, 보드(1314)상의 웨이퍼전체를 웨이퍼캐리어(1313)내에 수용하여, 이 웨이퍼캐리어(1313)를 탈수기(1305)상의 캐리어수취부(1305a)까지 반송한다. 이 캐리어수취부(1305a)에는, 웨이퍼의 면이 캐리어반송로봇(1308)의 이동방향에 대하여 수직인 방향을 따르도록 웨이퍼가 배열되는 상태에서 웨이퍼캐리어(1313)가 재치되어 있다. 이 상태는 탈수기(1305)의 축에 대하여 웨이퍼캐리어(1313)를 회전시키기에 적합하다.
탈수기(1305)에 의해 건조된 웨이퍼는, 웨이퍼캐리어(1313)에 수용된 상태 그대로, 캐리어반송로봇(1308)에 의해 언로더(1306)의 스테이지에 반송된다. 이러한 일련의 동작에 의해, 25매의 다공질화된 웨이퍼를 얻는다.
이 장치에서는, 웨이퍼반송로봇(1307)이 수직축(1307a)를 축으로 하여 수직으로 이동하고 수평축(1350)을 축으로하여 수평으로 이동한다. 캐리어반송로봇 (1308)은 수직축(1308a)를 축으로 하여 수직으로 이동하고 수평축(1350)을 축으로 하여 수평으로 이동한다.
이 자동화양극화성장치에서는, 양극화성조(1303), 수세조(1304), 탈수기(1305)의 캐리어수취부(1305a)를 평면도상에서 대해 직선상으로 배치함과 동시에, 웨이퍼반송로봇(1307) 및 캐리어반송로봇(1308)의 이동방향에 대하여 수직인 방향으로 웨이퍼의 면이 위치하도록 하다, 이와 같은 구성을 함으로써, 각 공정(양극화성, 세정, 건조)사이에서 웨이퍼를 반송하는 효율이 향상되고, 생산성을 높일 수 있다. 또한, 상기 설명한 바와 같이 로봇이 2방향으로만 이동하기 때문에 구성을 간소화하는 것이 가능하다.
이하, HF용액의 순환여과시스템에 대하여 설명한다. 도 13에 도시한(1309)는, 순환여과시스템에 있어서 필터부이고, 이 필터부(1309)는 양극화성조(1303)에서 넘치는 HF용액을 순환시켜, 여과하여 양극화성조(1303)에 HF용액을 되돌리는 기능을 가진다. 이 순환여과시스템은, 양극화성조(1303)내에서 발생한 파티클 등을 제거하는 기능과, 양극화성반응에 의해 발생한, 웨이퍼표면에 부착한 상태 그대로의 미소한 기포를 효율적으로 제거하는 기능을 가진다.
도 16은, 순환여파시스템의 구체적인 구성예를 도시한 개략도이다. HF용액은, 먼저, 저유탱크(1319)내에 저유된다. 다음에, 저유탱크(1319)내의 HF용액은, 이송관(1320)을 통하여 펌프(1315)에 의해 위쪽으로 밀려올라간다. 이송관(1320)의 중간에는 필터(1316)가 배치되어 있고, 이것에 의해 HF용액내의 파티클이 제거된다. 필터(1316)를 통과한 HF용액은, 매니폴드(분배기)(1317)에 의해, 26개의 라인에 분배되고, 양극화성조(1303)의 하부로부터, 25개의 홀더(1303a)에 의해 분할된 각 부옥에 공급된다, 그리고, 양극화성조(1303)의 각 부옥으로부터 넘치는 HF용액은, 일단 오버플로우조(1318)에서 받아서, 저유탱크(1319)내로 보내진다.
[제 8구성]
본 구성은, 제 7구성에 의한 자동양극화성장치를 개선시킨 것이다. 도 19는, 본 구성에 의해 개선한 자동양극화성장치의 개략적인 평면도이다. 본 구성에 의한자동양극화성장치는, 캐리어반송로봇(1308)에 의해, 세정이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼캐리어(1313)에 수용하여 수세조(1304)로부터 탈수기(1305)상의 캐리어수취부 (1305a)까지 반송한 후에, 캐리어반송로봇(1308)의 아암(1308b)을 건조시키기 위한 건조기(1360)를 가진다.
아암(1308b)을 건조시키는 방식으로서는, 예를 들면, 질소가스 또는 그 외의 기체를 아암(1308b)에 스프레이하는 방식이 바람직하다.
이하, 본 구성에 의한 자동양극화성장치에 의한 웨이퍼의 처리수순을, 제 7구성에 의한 자동양극화성장치의 웨이퍼의 처리수순과 대비하여 설명한다.
제 7구성에 의한 자동양극화성장치의 경우와 동일한 수순을 따라서, 수세조(1304)에서 세정처리가 완료된 웨이퍼는, 캐리어반송로봇(1308)에 의해, 웨이퍼캐리어(1313)에 수용되어 탈수기(1305)상의 캐리어수취부(1305a)까지 반송된다.
이 반송시에, 캐리어반송로봇(1308)의 아암(1308b)에 세정용의 순수가 부착된다. 따라서, 이 순수가 부착한 캐리어반송로봇(1308)에 의해 탈수기(1305)에 의한 건조처리가 완료된 웨이퍼캐리어(1313)를 언로더(1306)에 반송하면, 건조된 웨이퍼에 다시 순수가 부착할 가능성이 있다.
여기서, 본 구성에 의한 자동양극화성장치에서는, 수세조(1304)로부터 탈수기(1305)에 웨이퍼캐리어(1313)를 반송한 후에, 아암(1308b)이 건조기(1360)상에 위치하도록 캐리어반송로봇(1308)을 이동시킨다. 이 건조기(1360)에 의해, 예를 들면, 질소가스를 아암(1308b)에 스프레이함으로써 아암(1308b)을 건조시킨다.
건조기(1360)에 의해 아암(1308b)이 건조되고, 또, 탈수기(1305)에 의해 웨이퍼 및 웨이퍼캐리어(1313)가 건조된 후에, 반송로봇(1308)은, 그 아암(1308b)에 의해 웨이퍼캐리어(1313)를 집고, 언로더(1306)의 스테이지에 웨이퍼캐리어(1313)를 반송한다.
상기 설명한 실시예에 있어서, 기판의 지지방법을 개선함으로써 양극화성처리의 효율화가 가능하다.
보다 구체적으로는, 상기 실시예는 반도체기판의 표면을 다공질화처리할 때에, 반도체기판의 이면을 원형상 또는 원형상에 가까운 형상의 밀봉부재에 의해 흡착·유지하고, 그 밀봉부재 안쪽영역의 반도체기판 이면을 플러스의 전해질용액에 접촉시키고, 반도체기판의 표면을 마이너스의 전해질용액에 접촉시키는 바와 같은 구조의 양극화성장치를 이용한다. 그 결과 반도체기판의 전체표면영역을 양극화성처리할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 극히 단순한 동작으로 반도체기판을 양극화성장치에 장착할 수 있다. 따라서, 지금까지 실시하기 곤란했던 다수매 일괄처리를 실현시킨 자동양극화성장치를 얻을 수 있다.
[제 2실시예]
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 의한 양극화성장치의 개략적구성을 도시한 단면도이다. (2101)은 실리콘기판(예를 들면, 웨이퍼)이다. 일반적으로, 양극 화성을 위해서는 정공의 존재가 중요하기 때문에, P형의 실리콘기판이 적절하다. 그러나, N형의 실리콘기판 역시 광의 조사 등에 의해 정공의 생성을 촉진시킴으로써 사용가능하다.
(2102)는, 실리콘기판을 지지하기 위한 흘더이다. 이 홀더(2102)는 내(耐)HF성의 재질인 4플루오르화에틸렌수지(상품명: 테플론)등에 의해 구성된다. 홀더(2102)에는, 지지하고자 하는 실리콘기판의 직경보다 더 작은 직경을 가지는 원형상 또는 원형에 가까운 형상의 개구부(2103)가 형성되어 있다.
홀더(2102)의 한쪽면에는, 실리콘기판(2101)을 지지하기 위한 흡착기구가 설치되어 있다. 이 흡착기구로서는 여러 가지의 형태를 생각할 수 있다.
이 흡착기구로서, 도 20의 단면이 직사각형상이고 전체가 원형상을 이루는 흡착패드(2105)를 사용한다. 이 흡착패드(2105)에는 실리콘기판(2101)을 흡착하여 유지하는 면에 홈이 형성되어 있다. 이 홈내의 공간을 흡인공(2110) 및 감압 라인(2121)을 개재하여 펌프(2120)로 감압함으로써, 실리콘기판(2101)을 흡착패드(2105)에 의해 흡착하여 유지할 수 있다. 흡인공(2110)은, 흡착패드(2105)의 홈의 수개소에 연결되어도 좋다. 흡착패드(2105)의 재질로서는, 예를 들면, 내HF성의 고무 등이 바람직하다.
다른 흡착기구로서, 홀더(2102)의 개구부(2103)를 따라서 이중구조를 형성하는 2개의 홈을 형성하고, 이 이중의 홈 각각에 O형상링을 끼워넣고, 2개의 O형상링 사이의 공간을 흡인공(2110) 및 감압라인(2121)을 개재하여 펌프(2120)로 감압하는 것에 의해 실리콘기판(2101)을 흡착함으로써 유지하는 기구가 바람직하다.
또 다른 흡착기구로서, 단면이 凹형, U형의 그외 다른 형상을 가지는 환형상의 흡착패드를 개구부(2103)를 따라서 배치한다, 이 흡착패드의 개구부(예를 들면,凹형 형상의 곡부분)와 실리콘기판(2101)에 의해 형성되는 공동(空洞)부분을 펌프(2120)로 감압하는 것에 의해 실리콘기판(2101)을 흡착함으로써 유지하는 기구도 바람직하다.
또 다른 흡착기구로서, 홀더(2102)의 흡착표면쪽에 홈을 형성하고, 이 홈을 펌프(2120)로 감압함으로써 실리콘기판(2101)을 흡착하여 유지하는 기구가 바람직하다.
실리콘기판(2101)의 표면쪽과 이면쪽은, 상기 설명한 바와 같은 흡착기구에 의해 완전히 분리되는 것이 바람직하다, 그러나, 본 발명의 본 실시예는 완전한 분리를 필수적으로 요구하지는 않는다. 예를 들면, 실리콘기판(2101)의 일부분 또는 여러부분을 유지하고 실리콘기판과 홀더가 완전히 밀봉되지 않는 흡착기구를 사용하는 것도 가능하다.
개구부(2103)의 형상은, 실리콘기판(2101)의 이면이 HF용액(2115)과 접촉하는 부분의 형상과 대략 일치한다. 그러나, 이 개구부(2103)의 크기는, 실리콘기 판(2101)보다 어느정도 작아도 좋다.
예를 들면, 실리콘기판(2101)의 직경보다 약 60㎜더 작은 개구경, 즉, 실리콘기판(2101)이 HF용액(2115)과 접촉하지 않는 영역이 실리콘기판(2101)의 가장자리로부터 약 30㎜되는 개구경을 사용하는 것도 가능하다. 이와 같은 개구경을 사용하는 경우에도 실리콘기판(2101)이 양극화성된 부분의 두께는, 그 중심부로부터 가장자리까지 대략 일정하게 되는 것을 본 발명자 등은 확인했다.
따라서, 예를 들면, 개구부(2103)의 직경이 90㎜의 홀더(2102)일때에는, 직경이 100㎜(4인치), 125㎜(5인치), 150㎜(6인치)인 실리콘기판중 어느 것이라도 처리가능하다. 양극화성처리한 결과물의 분포는 상기 직경중 어떠한 직경의 실리콘 기판에 있어서도 모두 양호하고, 그 품질도 동등하다.
그러나, 직경이 100㎜(4인치)인 실리콘기판을 흡착하여 유지하는 경우, 지향평면의 부분을 완전히 밀봉하기 위한 마진이나 흡착중에 틀어지는 것을 허용하기 위한 마진 등을 고려한다면, 개구부(2103)의 직경은, 90㎜이하인 것이 바람직하다.
그러나, 개구부(2103)의 직경을 90㎜이하로 하면, 직경이 150㎜(6인치)인 실리콘기판을 흡착패드(2105)에 흡착 유지시켜 양극화성처리한 경우에, 균일한 다공질막을 형성하는 것이 곤란하게 된다.
또한, 직경이 200㎜(8인치)인 실리콘기판을 흡착패드(2105)에 흡착·유지시켜 양극화성처리할 경우에는, 해당 실리콘기판의 직경과 개구부(2103)의 직경과의 차가 60㎜을 크게 초과한다. 이 때문에, 균일한 다공질막을 형성하는 것이 한층 더 어렵게 된다.
본 실시예에서는, 개구부(2103)의 직경보다도 일정치만큼 큰 직경을 가지는 실리콘기판도 양호하게 양극화성처리하기 위하여 흡착패드(2108)를 설치하고 있다. 이 흡착패드(2108)는, 직경이 다르다는 것 이외는 흡착패드(2105)와 실질적으로 동일한 구성을 가진다. 이 흡착패드(2108)는 흡인공(2111) 및 감압라인(2122)을 개재하여 펌프(2120)로, 홈내의 공간을 감압하으로써 실리콘기판을 흡착하여 유지할 수 있다.
이 흡착패드(2108)가 설치된 흘더표면(2107)과, 흡착패드(2105)가 설치된 중간면(2104)과의 사이에는 단차가 형성되어 있다. 이와 같은 단차를 형성함으로써, 직경이 큰 실리콘기판(예를 들면, 200㎜)을 양극화성처리할 경우에 있어서도, 해당 실리콘기판의 이면에 HF용액(2115)을 접촉시킬 면적을 대단히 크게할 수 있다. 따라서, 형성된 다공질막을 균일하게 할 수 있다.
양호한 분포의 다공질막을 얻기 위해서는, 흡착면(2104)와 흡착면(2107)과의 단차를 5㎜이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 단차가 5㎜미만인 경우에는, 예를 들면, 처리중에 발생하는 H2가스를 제거하고, 흡착패드(2108)에 의해 유지된 실리콘기판의 이면에 HF용액(2115)을 충분히 공급하기 위한 수단을 설치함으로써, 양호한 분포의 다공질막을 얻을 수 있다. 그 일례를 들면, 중간면(2104)에 홀더(2102)를 관통하는 바와 같은 복수의 구멍을 형성하고, 이 구멍을 통하여, 실리콘기판의 이면으로부터 H2가스를 제거하는 것이 바람직하다. 이 경우, 흡착패드 (2105)에 의해 실리콘기판을 흡착·유지하여 양극화성처리할때는, 상기의 구멍을 폐쇄하는 것이 바람직하다.
이하, 다른 구성요소에 대하여 설명한다. (2109a)는 마이너스전극, (2109b)는 플러스전극이고, 각각 화학적으로는 안정한 백금재료로 형성하는 것이 바람직하다. (2112),(2113)은, 각각 감압라인(2121), (2122)에 설치된 스톱밸브이고, 이 스톱밸브(2112), (2113)를 제어함으로써 실리콘기판의 흡착을 제어할 수 있다. (2114)는, 매니폴드이고, (2115)는, HF용액이다. 반응생성물인, 예를 들면, H2의 기포를 실리콘기판표면으로부터 직접 제거하기 위하여 필요한 곳에 에탄폴등의 알코올을 HF용액(2115)에 혼입시켜도 좋다. 도 20에서 화살표(2117)는, 전계의 방향을 표시하고 있다. (2118)은, 양극화성처리된 실리콘기판(2101)의 단면을 확대한 것이고, 실리콘기판표면으로부터 다공질막이 형성되고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 20에 도시한 실시예는, 2개의 흡착면을 포함한다. 그러나, 3개이상의 흡착면을 포함해도 좋고, 이 경우, 또한 다양한 사이즈의 실리콘기판을 취할 수가 있다.
본 발명에 있어서 바람직한 본 실시예에 의하면, 대량생산에 적합하고 다양한 사이즈를 가지는 기판을 처리할 수 있는 양극화성장치를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로는, 처리할 기판을 홀더에 고정하기 위해서는, 기판의 이면을 홀더의 흡착면을 향해서 누르기만 하면 이면이 흡착·유지된다. 이에 의해 기판의 취급이 용이하게 된다.
또한, 처리할 기판의 사이즈에 맞추어, 최적의 흡착기구를 선택하여 처리할 기판을 홀더에 고정할 수 있다. 그러므로, 기판의 사이즈에 관계없이, 균일한 다공질막을 형성할 수 있다 예를 들면, 1개의 홀더만 준비해도, 4인치 또는 그 이하 사이즈의 기판으로부터 12인치 또는 그 이상의 사이즈의 기판까지를 적절히 처리할 수 있다.
또한, 예를 들면, 흘더의 각 흡착기구의 직경을, 대응하는 기판의 직경보다 충분히 크게 함으로써 흡착·유지하고자 하는 기판의 지향평면의 위치를 제한할 필요가 없게 된다. 또한, 기판의 중심위치가홀더의 중심위치로부터 약간 벗어나는 것도 무방하다.
또한, 기판을 유지하는 동작이 간략화되기 때문에, 양극화성처리의 자동화가 용이하게 된다.
이하에 본 발명에 있어서 본 실시예의 바람직한 구성을 열거하여 설명한다.
[제 1구성]
도 21A는, 본 실시예의 제 1구성에 의한 홀더의 정면도이고, 도 21B는 도 21A에 도시된 홀더를 세로방향으로 절단한 단면도이다.
(2201)은, 양극화성처리될 4 또는 5인치의 실리콘기판이고, (2202)는, 4플루오르화에틸렌수지(상품명:테플론)제의 홀더이다. 홀더(2202)의 중심에 직경 75㎜의 개구부(2203)가 형성되어 있다.
이 홀더(2202)는, 4인치의 실리콘기판(2201)을 흡착하여 유지하기 위한 중간면(2204)과, 6인치이상의 실리콘기판(2210)을 흡착하여 유지하기 위한 홀더표면(2207)을 가진다. 중간면(2204)은, 홀더표면(2207)으로부터 개구부(2203)를 향하는 방향으로 단차를 이루도록 형성되어 있다.
이 단차는, 실리콘기판(2210)을 양극화성처리할 때에 발생하는 H2가스를 제거하고 실리콘기판(2210)의 이면에 HF용액이 충분히 공급되도록 하기 위해 5㎜이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 중간면(2204)의 외부주위는, 개구부(2203)와 동심원을 이루는 것이 바람직하다. 이 구성에 있어서, 중간면(2204)의 외부직경은 130㎜이다.
중간면(2204)에는, 개구부(2203)의 가장자리를 따라서 이중구조를 형성하는2개의 원형상 홈이 형성되어 있다. 각각의 홈에는 플루오르소수지계인 퍼플루오로에틸렌제의 O형상링(2205a),(2205b)이 끼워넣어져 있다. 외측의 O형상링(2205a)의 내부직경은 92mm, 내측의 O형상링(22O5b)의 내부직경은 79㎜이고, 각 O형상링단면의 직경은 모두 2.5㎜이다.
외측의 O형상링(2205a)과 내측의 O형상링(2205b)의 사이에는, 이들 두 O형상링과 실리콘기판(2201)에 의해 구성되는 공간을 감압하기 위한 흡인공(2206)이 형성되어 있다. 이 흡인공(2206)은 홀더(2202)의 상부를 향해 뻗어있다. 실리콘 기판(2201)을 흡착하여 유지하기 위해서, 흡인공(2206)에 감압라인을 통해 접속된 펌프(도시하지 않음)에 의해 O형상링 사이의 공간을 감압만 해주면 된다
4인치의 실리콘기판(2201)의 직경은 100㎜이다. 그러므로, 실리콘기판(2201)의 중심과 개구부(2203)의 중심이 대략 일치하는 한, 지향평면의 위치는 어떤 방향이어도 좋다. 따라서, 실리콘기판(2201)을 홀더(2202)에 흡착하여 유지할 경우에, 지향평면의 위치를 고려할 필요가 없다.
또한, 홀더표면(2207)에는 중간면(2204)의 외부주위를 따라서 이중구조를 형성하는 2개의 원형상 홈이 형성되어 있다. 각각의 홈에는 플루오르소수지계인 퍼플루오로에틸렌제의 O형상링(2208a),(2208b)이 끼워넣어져 있다. 외측의 O형상링(2208a)의 내부직경은 141㎜, 내측의 O형상링(2208b)의 내부직경은 133㎜이고, 각 O형상링단면의 직경은 모두 2.5㎜이다.
외측의 O형상링(2208a)과 내측의 O형상링(2208b)의 사이에는, 이들 두 O형상링과 실리콘기판(2210)에 의해 구성되는 공간을 감압하기 위한 흡인공(2209)이 형성되어 있다. 이 흡인공(2209)은 홀더(2202)의 상부를 향해 뻗어있다. 실리콘 기판(2210)을 흡착하여 유지하기 위해서, 흡인공(2209)에 감압라인을 통해 접속된 펌프(도시하지 않음)에 의해 O형상링 사이의 공간을 감압만 해주면 된다.
6인치의 실리콘기판(2210)의 직경은 150㎜이다. 그러므로, 실리콘기판(2210)의 중심과 개구부(2203)의 중심이 대략 일치하는 한, 지향평면의 위치는 어떤 방향이어도 좋다. 따라서, 실리콘기판(2210)을 홀더(2202)에 흡착하여 유지할 경우에, 지향평면의 위치를 고려할 필요가 없다. 이것은 6인치 이상의 실리콘기판에 마찬가지로 적용된다.
이 홀더(2202)는, 4인치(또는 5인치)의 실리콘기판(2201)과 6인치이상의 실 리콘기판(2210)의 양쪽에 또는 그 이상의 크기에도 사용할 수 있다. 물론 이들 두가지 형의 실리콘기판을 동시에 흡착·유지하여 양극화성처리를 행하는 것이 아니라, 어느 한 가지 형의 기판만을 동시 처리한다.
홀더(2202)의 각 부분의 크기는, 처리될 실리콘기판의 사이즈에 따라서 적절히 변경할 수 있다.
실리콘기판을 실제로 양극화성화할 때에는, 실리콘기판(2201)을 흡착하여 유지하고 있는 홀더(2202)를 양극화성조에 설치한다. 도 22는, 홀더(2202)를 양극화성조에 설치하는 방식을 도시한 도이다. 또한, 홀더(2202)와 양극화성조(2211)는, 일체화된 것이어도 좋다.
양극화성조(2211)는, 홀더(2202)와 동일한 4플루오르화에틸렌수지로 구성되어 있다. 양극화성조(2211)의 양쪽에는 백금전극(2213a),(2213b)이 부착되어 있다.또, 양극화성조(2211)의 중간에는, 홀더(2202)를 유지하기 위한 홀더홈(2212)이 형성되어 있다. 실리콘기판(2201)을 흡착하여 유지하고 있는 홀더(2202)를 이 홀더홈(2212)에 끼워넣음으로써, 양극화성조(2111)는 좌우로 2분되고, 조내에 채워져 있는 HF용액(2214)이 분리된다.
이 상태에서, 백금전극(2213a)을 마이너스전극, 백금전극(2213b)을 플러스전극으로 하여 DC전압을 인가하면, 실리콘기판 표면의 전체영역과, 이면중 외측의 O형상링(2205a)보다 바깥쪽 부분(이하, 이면주변부로 칭함)이 양극화성된다. 결과적으로, 실리콘기판의 표면전체와 이면주변부에 걸쳐 다공질실리콘층을 형성할 수 있다.
도 23은, 복수의 홀더(2202)를 유지할 수 있는 양극화성조의 일예를 도시한 단면도이다. 도 23에 도시한 바와 같이, 양극화성조(2211')에 복수의 홀더홈(2212)을 형성하여, 복수의 홀더(2202)를 유지할 수 있는 구성에 의해, 생산성을 보다 더 향상시킬 수 있다. 여기에 도시한 양극화성조의 일례는, 홀더를 직렬로 배치한 것이지만, 병렬이나 매트릭스방식으로 배치하여도 좋다. 또한, 홀더(2202)와 양극화성조(2211')는, 일체화시켜도 좋다.
이하 홀더(2202)에 실리콘기판을 자동적으로 부착 및 분리하는 웨이퍼반송로봇의 일례를 설명한다.
도 24는 본 구성에 적절한 싱글웨이퍼반송로봇의 구성을 개락적으로 도시한 도이다. 이 웨이퍼반송로봇은, 2개의 웨이퍼반송로봇(1307), (1330)을 조합시켜 이루어진다.
제 1반송로봇(1307)은, 실리콘기판(2220)의 이면을 진공흡착하여 유지한다. 화살표(a)로 표시한 바와 같이, 제 1반송로봇(1307)은 홀더(2202)의 앞면부근까지실리콘기판(2220)을 반송하고, 제 2반송로봇(1330)에 실리콘기판(2220)을 인도한다. 제 2반송로봇(1330)이 실리콘기판(2220)을 진공흡착하여 유지할 때, 제 1반송로봇(1307)은, 도 24에 있어서, 일단 위쪽방향으로 이동한 후에, 화살표(a)의 역방향으로 이동하여, 양극화성조로부터 떨어져나간다.
제 2반송로봇(1330)은, 실리콘기판(2220)의 이면을 진공흡착하여 유지한 후, 화살표(b)로 표시한 바와 같이 실리콘기판(2220)을 반송한다. 이러한 제 2반송로 봇(1330)의 동작은 실리콘기판(2220)의 사이즈에 따라 다르다. 즉, 실리콘기판(2220)의 사이즈가 4인치(또는 5인치)인 경우에는, 제 2반송로봇(1330)은, 실리콘기판(2220)을 O형상링(2205)의 위치까지 반송한다. 한편, 실리콘기판(2220)의 사이즈가 6인치(또는 그 이상)인 경우에는, 제 2의 웨이퍼반송로봇(1330)은, 실리콘기판(2220)을 O형상링(2208)의 위치까지 반송한다.
실리콘기판(2220)이, O형상링(2205) 또는 (2208)과 접촉하는 위치까지 반송되고, 형상링(2205) 또는 (2208)에 의해 흡착될 때, 제 2의 웨이퍼반송로봇(1330)은, 실리콘기판(2220)을 놓아준다. 그후 제 2의 웨이퍼반송로봇(1330)은 화살표(b)방향으로 이동하고, 다음에, 화살표(c)에 도시한 바와 같이 위쪽으로 이동하여 양극화성조(2211')로부터 분리된다.
제 2의 반송로봇(1330)은, 실리콘기판(2220)을 반송하기 전에, 화살표(c)(b)의 역방향으로 제 2반송로봇(1330)이 실리콘기판(2220)을 진공흡착하여 유지하는위치(도 24에 도시)로 이동한다.
상기 설명한 바와 같은 동작을 행하는 웨이퍼반송로봇을 사용함으로써, 양극화성처리의 자동화가 가능하게 된다.
[제 2구성]
도 25는, 본 실시예의 제 2구성에 의한 홀더의 단면도이다. 이 홀더(2303)는, 예를 들면, 제 1구성에 의한 양극화성조(2211) 또는 (2211')과 조합시켜 사용할 수 있다. 또한, 실리콘기판의 부착 및 분리에는 도 24에 도시한 싱글웨이퍼반송로봇이 적절하다.
본 구성에 의한 홀더(2303)는 제 1구성에 의한 홀더에 있어서, 2중의 O형상링을 다른 흡착기구로 치환하여 얻은 것으로서, 4인치(또는 5인치)의 실리콘기판(2301)을 흡착하여 유지하기 위한 흡착기구와, 6인치이상의 실리콘기판(2302)을 흡착하여 유지하기 위한 흡착기구를 포함한다.
이 구성에 있어서는, 실리콘기판의 흡착기구로서, 단면이 U형상이고 전체가 환형상인 흡착패드(2305),(2306)를 사용하고 있다.
이 흡착패드(2305),(2306)의 일부에는, 각각 감압라인(2307),(2308)과 통하는 흡인공(2312),(2313)이 설치되어 있다. 감압라인(2307),(2308)의 끝에는, 스톱밸브(2309),(2310)가 설치되어 있고, 또, 그 위에는 매니폴드(2311)가 설치되어 있고, 그 매니폴드(2311)에 의해 2개의 감압라인이 1개로 합체되어 있다. 실리콘 기판(2301),(2302)을 유지하기 위하여, 각각 스톱밸브(2309),(2310)를 개방시키기만 하면 된다.
본 구정에서와 같이, 흡착기구로서, 단면이 U형상인 흡착패드를 사용하면, 제 1구성에 비교하여, 실리콘기판과의 접촉부분의 자유도가 크기 때문에, 실리콘기판을 접촉부분에 정확하게 반송할 필요가 없게 된다.
[제 3구성]
도 26은, 본 실시예의 제 3구성에 의한 홀더의 단면도이다. 이 홀더(2303')는, 예를 들면, 제 1구성에 의한 양극화성조(2211) 또는 (2211')과 조합시켜 사용할 수 있다. 또, 실리콘기판의 부착 및 분리에는, 도 24에 도시한 바와 같은 싱글웨이퍼반송로봇이 바람직하다.
본 구성에 의한 홀더(2303')는, 제 1구성에 의한 홀더(2303)에 있어서 흡착패드(2305),(2306)를 다른 흡착기구, 즉, 단면이 凹형상인 흡착패드(2305'),(2306')에 의해 치환하는 것이다. 또한 도 25와 동일한 구성부재에 관해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명은 생략한다.
본 구성과 같이, 흡착기구로서, 단면에 凹형상인 흡착패드를 채용하면, 제 2구성과 동일하게 되고, 실리콘기판과의 접촉부분의 자유도가 크기 때문에, 실리콘 기판을 접촉부분에 정확하게 반송할 필요가 없게 된다.
[제 4구성]
도 27는, 본 실시예의 제 4구성에 의한 홀더의 단면도이다. 이 홀더(2403)는, 예를 들면, 제 1구성에 의한 양극화성조(2211) 또는 (2211')과 조합시켜 사용할 수 있다. 또한 실리콘기판의 부착 및 분리에는 도 24에 도시한 싱글웨이퍼반송로봇이 적절하다.
본 구성에 의한 홀더(2403)는 제 1구성에 의한 홀더에 있어서, 2중의 O형상링을 다른 흡착기구로 치환하여 얻은 것으로서, 4인치(또는 5인치)의 실리콘기판(2401)을 흡착하여 유지하기 위한 흡착기구와, 6인치이상의 실리콘기판(2402)을 흡착하여 유지하기 위한 흡착기구를 포함한다.
이 구성에 있어서는, 실리콘기판의 흡착기구로서, 단면이 직사각형상이고 전체가 환형상인 흡착패드(2405),(2406)을 사용하고 있다.
이 흡착패드(2405),(2406)에는, 각각 실리콘기판(2401),(2402)을 흡착하여 유지하기 위한 홈이 형성되어 있다. 그리고, 각 홈에는, 감압라인(2411),(2412)과 통하는 흡인공(2407), (2408)이 형성되어 있다. 감압라인(2411),(2412)의 단부에는 각각 스톱밸브(2409),(2410)가 설치되어 있고, 또, 그 위에는 매니폴드(2413)가 설치되어 있고, 그 매니폴드(2413)에 의해 2개의 감압라인이 1개로 합체되어 있다. 실리콘기판(2401),(2402)을 유지하기 위하여, 각 스톱밸브(2409),(2410)를 개방시키면 된다.
본 구성에 의한 홀더(2403)를 양극화성조(2211) 또는 (2211')와 조합시켜 사용하야, 실리콘기판에 양극화성처리를 실시하면, 실리콘기판의 표면만이 양극화성되고, 이면은 양극화성되지 않는다, 이것은, 흡착패드(2405) 또는 (2406)이 실리콘기판(2401) 또는 (2402)의 이면과 밀착하기 때문에, O형상링 등의 흡착기구를 사용한 경우와 같이 실리콘기판의 표면쪽의 HF용액이 실리콘기판의 이면으로 돌아들어가지 않기 때문이다. 즉, 이 홀더(2403)를 사용하여 양극화성처리를 행하면, 실리콘기판의 표면만이 다공질화되고, 이면은 다공질층이 형성되지 않기 때문에, 유효영역(예를 들면, SOI기판을 작성할 때에 이용할 수 있는 영역)을 확대시킬 수 있다.
[제 5구성]
도 28은, 본 실시예의 제 5구성에 의한 홀더의 단면도이다. 이 홀더(2505)는, 예를 들면, 제 1구성에 의한 양극화성조(2211) 또는 (2211')과 조합시켜 사용할 수 있다. 또한 실리콘기판의 부착 및 분리에는 도 24에 도시한 싱글웨이퍼반송로봇이 적절하다.
본 구성에 의한 홀더(2505)는, 다양한 사이즈의 실리콘기판에 대응하도록, 복수의 흡착기구를 구비하고 있다. 즉, 홀더본체에 단차식으로 된 구멍이 홀더본체의 표면쪽에서 이면쪽을 향하여 형성되어 있고, 홀더(2505)는 이 홀더본체의 각 단(중간면)에 실리콘기판의 흡착기구를 가진다.
(2505)는, 실리콘기판을 지지하기 위한 홀더이고, 내HF성의 재질인 4플루오르화메틸렌수지(상품명:테플론)등으로 이루어진다. 홀더(2505)는, 그 표면쪽으로 부터 이면쪽을 향해서, 12인치기판용, 8인치기판용, 6인치기판용, 5인치기판용(4인치기판과 겸용)의 흡착기구를, 순서대로 홀더표면(2524), 중간면(2523), 중간면(2522), 중간면(2521)에 각각 구비하고 있다. 12인치를 초과하는 실리콘기판을 유지하기 위하여, 또한 단의 수(흡착기구)를 증대하여도 좋고, 불필요한 중간면을 없애도 좋다.
도 28에 도시한 본 구성에서는, 흡착기구로서, 2중의 O형상링(2507), (2508),(2509),(2510)을 사용한 것이다. 그러나, 상기 설명한 제 2구성 내지 제 4구성과 같은 흡착기구를 사용하는 것 또한 유효하다.
본 구성에 있어서는, 8인치기판용의 중간면(2523)의 외부직경을 280㎜, 6인치기판용의 중간면(2522)의 외부직경을 180㎜, 4인치(5인치기판용과 겸용)의 중간면(2521)의 외부직경을 130㎜, 개구부(2506)의 직경을 75㎜로 하고 있지만, 다른 크기로 하여도 좋다.
이들 사이즈의 실리콘기판에 대하여 양호한 분포의 다공질막을 얻기 위해서는, 인접한 흡착면사이의 단차를 5㎜이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 단차가 5㎜미만인 경우에도, 처리중에 발생하는 H2가스를 제거하고, 처리될 실리콘 기판의 이면에 HF용액을 충분히 공급하기 위한 수단을 설치함으로써, 양호한 분포의 다공질막을 얻을수 있다. 그 일례를 들면, 각 흡착면(2521) 내지 (2523)에, 홀더(2505)를 관통하도록 복수의 구멍(2531)내지 (2533)을 각각 형성하고, 이 구멍을 통하여, 실리콘기판의 이면으로부터 H2가스를 제거하는 것이 바람직하다. 또, 이 경우, 실리콘기판의 표면쪽과 이면쪽과의 사이에서 HF용액이 이동하는 것을 방지하기 위하여, 처리할 실리콘기판의 사이즈에 따라서 구멍을 막는 것이 바람직하다, 예를 들면, 실리콘기판(2503)을 처리할 경우에는, 구멍(2533)의 존재는 바람직하지 않기 때문에, 이 구멍(2533)을 막는 것이 바람직하다. 또, 다른 예를 들면, 중간면 중 흡착기구로서 O형상링을 지지하는 부분이외를 홀더(2505)의 이면쪽으로 오목하게 뒤로 물려서, 실리콘기판의 이면의 공간을 확대하는 것이 바람직하다.
각 O형상링(2507)내지 (2510)에 대해서, 각각의 2중의 O형상링사이의 공간을감압하기 위한 흡인공(2511)내지 (2514)가 형성되고, 홀더(2505)의 위쪽에서 각각의 감압라인(2541)내지 (2544)에 접속되어 있다. 감압라인(2541)내지 (2544)는, 스톱벨브(2515)내지 (2518)에 접속되고, 그 위에서 매니폴드(2519)에 접속되고, 4개의 감압라인이 1개로 합체되어 있다. 실리콘기판(2501)내지 (2504)를 흡착하기 위해서는, 각각의 스톱밸브(2515)내지 (2518)을 개방시키면 된다.
본 구성에서는, 복수의 흡착기구를 설치함으로써, 다양한 사이즈의 실리콘기판을 취급할 수 있다.
상기의 여러 가지 구성에 있어서, 복수의 홀더를 가지는 양극화성조에 의해 양극화성처리를 행한 경우, 사이즈가 다른 실리콘기판을 동시에 취급하여도 좋다. 이 경우, 처리할 실리콘기판의 사이즈에 따라서 각 홀더의 스톱밸브를 독립적으로 제어하게 된다. 예를 들면, 4인치의 실리콘기판과 6인치의 실리콘기판을 동시에 처리하는 경우, 4인치의 실리콘기판을 처리할 홀더에 대해서는 4인치용의 스톱밸브를 제어함으로써 4인치 실리콘기판의 부착 및 분리를 행하게 된다. 마찬가지로 6인치의 실리콘기판을 처리할 홀더에 대해서는 6인치용의 스톱밸브를 제어함으로써 6인치 실리콘기판의 부착 및 분리를 행한다.
[제 6구성]
본 구성은, 제 1구성에 의한 양극화성조(2111'), 제 1웨이퍼반송로봇(1307), 제 2웨이퍼반송로봇(1330)을 구비한 자동양극화성조를 제공한다. 도 29는 자동양극화성장치의 개략평면도이다. 이 구성에서는, 양극화성조(2111')에는 25개의 홀더(2102)가 구비되어 있고, 25개의 웨이퍼를 동시에 처리할 능력을 가진다.
(1301)은, 자동양극화성장치본체이다, 이 양극화성장치는, 예를 들면, 컴퓨터에 의해 그 동작이 제어된다. (1302)는 로더이고, 웨이퍼캐리어가 위치되어 있고, 싱글웨이퍼반송로봇(1307)이 웨이퍼를 접는 위치까지 그 웨이퍼캐리어를 이동시키는 기능을 가진다.
도 30은, 웨이퍼캐리어에 수용된 웨이퍼를 양극화성조(2211')에 설치하는 수순을 설명하기 위한 도이다. 작업자가 웨이퍼캐리어(1312)를 로더(1302)의 스테이지(1302a)에 재치하면, 웨이퍼캐리어(1312)는, 컴퓨터제어하에, 자동적으로 스테이지(1302b)에 반송되고, 다음에, 스테이지(1302c)에 반송된다. 다음에, 스테이지 (1302c)위의 웨이퍼캐리어(1312)의 아래쪽으로부터, 웨이퍼유지용의 홈이 형성된 보드(board)(1311)가, 웨이퍼캐리어(1312)의 하부의 창(개구부)을 통하여 상승한다. 그 결과, 웨이퍼캐리어(1312)내에 수용된 웨이퍼전체가 보드(1311)의 홈에 의해 유지되고, 웨이퍼캐리어(1312)의 위쪽으로 이동하게 된다(도 30에 도시한 상태).
이 상태에서, 제 1웨이퍼반송로봇(1307)이 끝에서부터 순서대로 웨이퍼를 진공흡착하고, 화살표(d)에 도시한 바와 같이 양극화성조(2211')내의 해당하는 홀더(2202)의 표면까지 반송한다. 이때, 제 2웨이퍼반송로봇(1330)은, 웨이퍼를 수취하는 위치까지 이동하여 대기하고 있고, 반송된 웨이퍼를 흡착하여 해당 웨이퍼를 해당하는 홀더의 O형상링에 접촉하는 위치까지 반송한다.
이 상태에서, 컴퓨터제어하에, 해당하는 스톱밸브를 개방함으로써, 웨이퍼를 흡착할 수 있다. 웨이퍼가 흡착되어 유지되면, 제 2의 웨이퍼반송로봇(1330)은, 그웨이퍼를 놓게되고, 다음의 웨이퍼를 설치할 준비를 한다.
상기의 수순을 반복함으로써, 보드(1311)상의 모든 웨이퍼가 앙극화성조(2211')의 홀더(2202)에 설치된다.
다음에, 양극화성조(2211')의 양단에 형성된 백금전극(2213a)와 (2213b)의 사이에 DC전압을 인가하면, 컴퓨터제어하에 양극화성처리가 행해진다.
다음에, 양극화성처리가 완료된 웨이퍼는 순수로 세정된다. 도 15A는, 양극화성처리가 완료된 웨이퍼를 수세조에 반송하고, 이 웨이퍼를 세정하는 수순을 설명하기 위한 도이다. 도 15B는, 도 15A에 도시한 수세조내에 있어서 보드 및 웨이퍼캐리어의 배치를 도시한 평면도이다. 또, 도 15C는, 세정이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼캐리어에 수용하여 수세조로부터 분리해내는 수순을 설명하기 위한 도이다.
양극화성처리가 완료된 웨이퍼는, 제 2의 웨이퍼반송로봇(1330)에 의해 O형상링으로부터 분리되어, 제 1웨이퍼반송로봇(1307)에게 인도된다. 그리고, 제 1 반송로봇(1307)은, 화살표(e)(도 30참조)로 표시한 바와 같이, 제 2웨이퍼반송로봇(1330)을 가로질러, 웨이퍼를 수세조(1304)의 상부까지 반송하고, 다음에, 해당 웨이퍼를 수세조(1304)내의 순수속에 침적시킨다. 수세조(1304)내에는 웨이퍼유지용의 25개의 홈을 가지는 보드(1314)가 고정되어 있고, 웨이퍼는, 이 홈에 하나씩 설치되어 있다.
수세조(1304)내에는, 웨이퍼캐리어(1313)가 미리 침적되어 있다. 이 웨이퍼캐리어(1313)는, 위쪽으로 이동할때에, 보드(1314)의 홈에 의해 유지되어 있는 웨이퍼전체를 받쳐올리도록 하여 수취할 수 있는 형상을 가진다. 또, 웨이퍼캐리어(1313)에는, 보드(1314)상의 웨이퍼를 받쳐올릴때에, 보드(1314)를 통과시키기 위한 개구부(1313a)가 있다.
웨이퍼의 세정이 완료된 후, 도 15C에 도시한 바와 같이, 캐리어반송로봇(1308)은, 웨이퍼캐리어(1313)를 위쪽으로 끌어올려서, 보드(1314)상의 웨이퍼전체를 웨이퍼캐리어(1313)내에 수용하여, 이 웨이퍼캐리미(1313)를 탈수기(1305)상의 캐리어수취부(1305a)까지 반송한다. 이 캐리어수취부(1305a)에는, 웨이퍼의 면이 캐리어반송로봇(1308)의 이동방향에 대하여 수직인 방향을 따르도록 웨이퍼가 배열되는 상태에서 웨이퍼캐리어(1313)가 재치되어 있다. 이 상태는 탈수기(1305)의 축에 대하여 웨이퍼캐리어(1313)를 회전시키기에 적합하다.
탈수기(1305)에 의해 건조된 웨이퍼는, 웨이퍼캐리어(1313)에 수용된 상태 그대고, 캐리어반송로봇(1308)에 의해 언로더(1306)의 스테이지에 반송된다. 이러한 일련의 동작에 의해, 25매의 다공질화된 웨이퍼를 얻는다.
이 장치에서는, 제 1웨이퍼반송로봇(1307)이 수직축(1307a)을 축으로 하여 수직으로 이동하고 수평축(1350)을 축으로하여 수평으로 이동한다. 또 제 2웨이퍼반송로봇(1330)은, 수직축(1330a)을 축으로 하여 수직으로 이동하고 수평축(1351)을 축으로 하여 수평으로 이동한다.
캐리어반송로봇(1308)은 수직축(1308a)을 축으로 하여 수직으로 이동하고 수평축(1350)을 축으로 하여 수평으로 이동한다.
이하, HF용액의 순환여과시스템에 대하여 설명한다. (1309)는, 순환여과시스템에 있어서, 필터부이고, 이 필터부(1309)는 양극화성조(2211')에서 넘치는 HF용액을 순환시켜, 여과하여 양극화성조(2211')에 HF용액을 다시 되돌리는 기능을 가진다. 이 순화여과시스템은, 양극화성조(2211')내에서 발생한 파티클등을 제거하는 기능과, 양극화성반응에 의해 발생한, 웨이퍼표면에 부착한 상태그대로의 미소한 기포를 효율적으로 제거하는 기능을 가진다.
이 자동화양극화성장치에서는, 양극화성조(2211'), 수세조(1304), 탈수기(1305)의 캐리어수취부(1305a)를 평면도상에서 대략 직선상으로 배치함과 동시에, 제 1 및 제 2웨이퍼반송로봇(1307) 및 (1330)의 이동방향에 대하여 수직인 방향으로 웨이퍼의 면이 위치하도록 한다. 이와 같은 구성을 함으로써, 각 공정(양극화성, 세정, 건조)사이에서 웨이퍼를 반송하는 효율이 향상되고, 생산성을 높일 수 있다. 또한, 상기 설명한 바와 같이 로봇이 2방향으로만 이동하기 때문에 구성을 간소화하는 것이 가능하다,
상기의 자동양극화성장치에 있어서, 웨이퍼반송로봇(1307), (1330)의 양자를 동일한 수평축을 사용하여 구동하는 구성을 채용하는 것이 가능하다.
이 구성은, 예를 들면, 웨이퍼반송로봇(1307),(1330)의 본체(1307b),(1330b)를 일체화하여 웨이퍼반송로봇(1307),(1330)을 수평축(1350)을 축으로 하여 수평방향으로 구동시키고, 웨이퍼반송로봇(1307)의 흡착부(1307a)를 위아래로 승강시키는 승강기구와, 웨이퍼반송로봇(1330)의 흡착부(1330a)를 수평축(1350)의 축방향(수평방향)으로 이동시키는 수평구동기구를 설치함으로써 실현시킬 수 있다.
이 구성에 있어서, 웨이퍼를 양극화성조(2211')에 설치하기 위해, 보드(1311)에 유지된 웨이퍼를 흡착부(1307a)에 의해 흡착·유지하여, 도 30의 화살표(d)로 표시한 바와 같이 양극화성조(2211')내의 해당하는 홀더(2202)의 표면까지 반송한다. 그리고, 웨이퍼반송로봇(1330)의 흡착부(1330a)를 상기 수평구동기구에 의해 도 30의 왼쪽으로 이동시켜 웨이퍼를 흡착·유지한 후에, 승강기구에 의해 흡착부(1307a)를 위쪽으로 이동시킨다. 그후, 웨이퍼가 홀더(2202)의 O형상링에 접촉하는 위치까지 수평구동기구에 의해 흡착부(1330a)를 도 30의 오른쪽으로 이동시키고, 웨이퍼를 홀더(2202)에 흡착하여 유지한다.
한편, 웨이퍼를 양극화성조(2211')로부터 수세조(1304)로 옮기는 경우에는, 흡착부(1330a)에 의해 웨이퍼의 이면을 흡착한 후, 홀더(2202)의 O형상링에 의한 웨이퍼의 흡착을 제거하고, 흡착부(1330a)를 도 30의 왼쪽으로 이동시켜, 웨이퍼와 홀더(2202)와의 사이에 소정의 간격을 형성한다. 그리고 웨이퍼와 홀더(2202)와의 사이에, 상기 승강기구에 의해 흡착부(1307a)를 하강시키고, 흡착부(1307a)에 의해 웨이퍼의 이면을 유지한다. 흡착부(1330a)에 의한 흡착을 해제하고, 흡착부(1330a)를 상기 수평구동기구에 의해 도 30의 오른쪽으로 이동시킨다. 그후, 일체화한 웨이퍼반송로봇(1307),(1330)을 도 30의 화살표(e')로 표시한 바와같이 수세조(1304)로 이동시킨다.
이 구성에 의하면, 양극화성조(2211')로부터 수세조(1304)에 웨이퍼를 옮길때에, 화살표(e)로 표시한 바와 같이 웨이퍼반송로봇(1330)을 가로지르도록 하여 웨이퍼반송로봇(1307)을 이동시킬 필요가 없게 된다. 따라서, 일체화한 웨이퍼반송로봇(1307),(1330)을 도 30의 화살표(e')로 표시한 바와 같이 이동시킬 수 있다. 결과적으로 웨이퍼의 반송경로를 단축할 수 있다.
[제 7구성]
본 구성은, 제 6구성에 의한 자동양극화성장치를 개선시킨 것이다. 도 31은, 본 구성에 의한 개선한 자동양극화성장치의 개략평면도이다. 본 구성에 의한 자동양극화성장치는, 캐리어반송로봇(1308)에 의해, 세정이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼캐리어(1313)에 수용하여 수세조(1304)로부터 탈수기(1305)상의 캐리어수취부(1305a)까지 반송한 후에, 캐리어반송로봇(1308)의 아암(1308b)을 건조시키기 위한 건조기(1360)를 가진다.
아암(1308b)을 건조시키는 방식으로서는, 질소가스 또는 그 외의 기체를 아암(1308b)에 스프레이하는 방식이 바람직하다.
이하, 본 구성에 의한 자동양극화성장치에 의한 웨이퍼의 처리수순을, 제 6구성에 의한 자동양극화성장치의 웨이퍼의 처리수순과 대비하여 설명한다.
제 6구성에 의한 자동양극화성장치의 경우와 동일한 수순을 따라서, 수세조(1304)에서 세정처리가 완료된 웨이퍼는, 캐리어반송로봇(1308)에 의해, 웨이퍼캐리어(1313)에 수용되어 탈수기(1305)상의 캐리어수취부(1305a)까지 반송된다.
이 반송중에, 캐리어반송로봇(1308)의 아암(1308b)에 세정용의 순수가 부착된다. 따라서, 이 순수가 부착한 캐리어반송로봇(1308)에 의해 탈수기(1305)에 의해 건조처리가 완료된 웨이퍼캐리어(1313)를 언로더(1306)에 반송하면, 건조된 웨이퍼에 다시 순수가 부착할 가능성이 있다.
여기서, 본 구성에 의한 자동양극화성장치에서는, 수세조(1304)로부터 탈수기(1305)에 웨이퍼캐리어(1313)를 반송한 후에, 아암(1308b)이 건조기(1360)상에 위치하도록 캐리어반송로봇(1308)을 이동시킨다. 이 건조기(1360)에 의해, 예를 들면, 질소가스를 아암(1308b)에 스프레이함으로써 아암(1308b)을 건조시킨다.
건조기(1360)에 의해 아암(1308b)이 건조되고, 또, 탈수기(1305)에 의해 웨이퍼 및 웨이퍼캐리어(1313)가 건조된 후에, 반송로봇(1308)은, 그 아암(1308b)으로 웨이퍼캐리어(1313)를 집어서, 언로더(1306)의 스테이지에 웨이퍼캐리어(1313)를 반송한다.
상기 설명한 실시예에 있어서, 기판의 지지방법을 개선함으로써 양극화성처리의 효율성을 증대시키고 처리가능한 기판의 사이즈를 다양화할 수 있다.
[제 3실시예]
본 실시예는, 상기 설명한 제 1 또는 제 2실시예에 의한 장치를 제조공정의 일부로 사용하여 반도체기체(基??)를 제조하는 방법을 제공한다.
도 32A내지 32F는 반도체기체의 제조방법을 도시한 공정도이이다. 이하, 이 제조방법에 대하여 개략적으로 설명한다. 즉, 단결정실리콘기판에 다공질실리콘층을 형성하고, 해당 다공질실리콘층의 위에 비다공질층을 형성한다. 바람직하게는 위에 절연막을 형성한 제 1기판과, 별도로 준비한 제 2기판을, 해당 절연막을 사이에 끼워서 접합시킨다. 그후, 제 1기판의 이면으로부터 단결정실리콘기판을 제거한다. 또 다공질실리콘층을 에칭하여 반도체기판을 제조한다.
이하, 도 32A내지 32F를 참조하여 반도체기체의 구체적인 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 제 1기판을 형성하기 위한 단결정Si기판(51)을 준비하여, 그 주표면상에 다공질Si층(52)을 형성한다(도 32A참조). 이 다공질Si층(52)은, 단결정기판(51)의 주표면상을 상기 설명한 제 1 또는 제 2실시예에 의한 양극화성장치를 사용하여 처리함으로써 형성할 수 있다,
다음에, 다공질Si층(52)의 위에 1층 이상의 비다공질층(53)을 형성한다(도 32B참조). 이 비다공질층(53)으로서는, 예를 들면, 단결정Si층, 다결정Si층, 비정질Si층, 금속막층, 화합물반도체층, 초전도체층등이 바람직하다. 또, 비다공질 층(53)으로는, MOSFET등의 소자를 형성하여도 좋다.
비다공질층(53)의 위에는, SiO2층(54)을 형성하고, 이 구조를 제 1의 기판으로 하는 것이 바람직하다(도 32C참조), 이 SiO2층(54)은, 후속공정에서 제 1기판과 제 2기판(55)을 접합시킬 때에, 그 접합시킨 계면의 계면준위를 활성층으로부터 분리할 수 있다는 의미로서도 유용하다.
다음으로, SiO2층(54)을 개재하여 제 1기판과 제 2기판(55)을 실온에서 밀착시킨다(도 32D참조). 그후, 양극접합처리, 가압처리, 또는 필요에 따라서 어닐링 중 하나를 실시하거나, 또는 이들의 처리를 조합시킴으로써, 접합을 또한 강고하게 할 수도 있다.
비다공질층(53)으로서, 단결정Si층을 형성한 경우에는, 이 단결정Si층의 표면에, 예를 들면 열산화등에 의해 SiO2층(54)을 형성한 후에 제 2기판(55)과 접합시키는 것이 바람직하다.
제 2기판(55)으로서는, 예를 들면, Si기판, Si기판상에 SiO2층을 형성하여 얻은 기판, 석영 등의 광투과성기판, 사파이어 등을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 제 2기판(55)은, 접합시킬 표면이 충분히 평평하다면 그 외 다른 종류의 기판도 좋다.
도 32D는, SiO2층(54)을 개재하여 제 1기판과 제 2기판을 접합시킨 상태를 도시하고 있다. 그러나, 이 SiO2층(54)은, 비다공질층(53) 또는 제 2기판이 Si로 이루어지지 않은 경우에는, 형성할 필요가 없다.
또한, 접합시킬 때에는, 제 1기판과 제 2기판과의 사이에 절연성의 박판을 개재하여도 좋다.
다음에는, 다공질Si층(53)이 잔류하도록, 제 1기판을 제 2기판으로부터 제거한다(도 32E참조). 제거방법으로서는, 연삭, 연마, 혹은 에칭등에 의한 제 1방법(제 1기판을 폐기)과, 다공질층(53)으로부터 제 1기판과 제 2의 기판을 분리하는 제 2방법을 사용할 수 있다. 제 2방법을 사용할 경우, 분리된 제 1기판은 기판에 잔류하고 있는 다공질Si를 제거하고, 필요에 따라서 기판표면을 평평하게 함으로써 재사용할 수 있다.
다음은, 다공질Si층(52)을 선택적으로 에칭하여 제거한다(도 32F참조).
도 32E는, 상기 제조방법에 의해 얻은 반도체기판을 모식적으로 도시하고 있다. 이 제조방법에 있어서, 제 2기판(55)의 표면의 전체영역에 걸쳐, 비다공질층 (53)(예를 들면, 단결정Si층)이 평평하고 또 균일하게 형성된다.
예를 들면, 제 2기판(55)으로서 절연성의 기판을 사용하면, 상기 제조방법에 의해 얻어진 반도체기판은, 절연된 전자소자의 형성에 매우 유용하다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 다양한 변화 및 조정을 할 수가 있다.
본 발명에 의하면, 기판의 지지방법을 개선함으로써, 양극화성처리를 효율적으로 행할 수 있다. 즉, 반도체기판을 다공질화처리할 때, 반도체기판의 이면을 밀봉부재에 의해 흡착·유지하고, 그 밀봉부재의 안쪽영역의 반도체이면을 양극의 전해질용액에 접촉시키고, 반도체기판의 표면을 음극의 전해질용액에 접촉시키는 구조의 양극화성장치를 이용하여, 반도체기판의 전체표면영역을 양극화성처리하고, 또한 단순한 동작으로 반도체기판을 양극화성장치에 장착하여 반도체기판의 일괄처리를 실현함으로써 양극화성처리를 효율적으로 행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 대량생산에 적합하고 다양한 사이즈를 가지는 기판을 처리할 수 있는 양극화성장치를 제공할 수 있다. 즉, 기판의 이면을 홀더의 흡착면을 향해서 누르기만 하면, 이면에 홀더에 흡착유지되고, 이에 의해 기판의 취급이 용이하게 된다.
또한, 처리할 기판의 사이즈에 맞추어서 최적의 흡착기구를 선택하여 기판을 홀더에 고정함으로써 기판의 사이즈에 관계없이 균일한 다공질막을 형성할 수 있다.
또한, 홀더의 각 흡착기구의 직경을 대응하는 기판의 직경보다 충분히 크게함으로써 흡착·유지하고자하는 기판의 지향평면의 위치를 제어할 필요가 없고, 기판의 중심위치가 홀더의 중심위치로부터 약간 벗어나도 무방하다.
또 기판을 유지하는 동작이 간략화되기 때문에, 양극화성처리의 자동화가 용이하다.

Claims (57)

  1. 전해질용액에서 기판을 양극화성하기 위한 양극화성장치로서,
    양극화성조와;
    상기 양극화성조에 위치하여 대향하는 플러스전극 및 마이너스전극과;
    상기 플러스전극 및 마이너스전극으로부터 떨어져 있거나 또한 플러스전극 및 마이너스전극 사이에 위치하고, 기판의 플러스전극측면의 일부를 흡착하여 유지하는 복수의 유지부와;
    를 구비하는 양극화성장치에 있어서,
    상기 복수의 유지부의 각각은 전해질용액이 기판의 플러스전극측면과 접촉하는 개구부와, 상기 개구부의 외주부를 따라서 배치되는 대략 환형상의 흡착부재를 부가하여 구비하고, 상기 개구부의 직경이 상기 기판의 직경보다 60㎜이상 작은 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 흡착부재는 2중구조를 형성하는 2개의 O형상링과 이 2개의 O형상링 사이의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 흡착부재는 단면형상이 凹형상인 흡착패드와 상기 흡착패드의 곡부의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 흡착부재는 단면형상이 U형상인 흡착패드와 이 흡착패드의 곡부의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 흡착부재는 유지될 기판의 이면과 접촉하는 평면접촉부와 접촉부의 표면에 형성된 대략 환형상의 홈과, 상기 흡착패드의 홈의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 흡착부재는 유지할 기판의 표면쪽의 전해질용액이 기판의 이면으로 이동하는 것을 방지하도록 유지할 기판과 밀착되는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 복수의 상기 유지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  8. 전해질용액에서 양극화성처리될 기판을 유지하기 위한 기판홀더에 있어서,
    본체는,
    기판의 플러스전극측면의 일부를 흡착하여 대향하는 플러스전극 및 마이너스전극 사이에 기판을 유지하기 위한 환형상의 흡착부재와;
    전해질용액이 기판의 플러스전극측면과 접촉하는 개구부와;
    를 포함하고,
    상기 환형상의 흡착부재는, 상기 개구부의 외주부를 따라서 배치되고, 상기 개구부의 직경이 상기 기판의 직경보다 60mm이상 작은 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 흡착부재는 2중구조를 형성하는 2개의 O형상링과 이 2개의 O형상링 사이의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 흡착부재는 단면형상이 凹형상인 흡착패드와 이 흡착패드의 곡부의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 흡착부재는 단면형상이 U형상인 흡착패드와 이 흡착패드의 곡부의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 흡착부재는 유지될 기판의 이면과 접촉하는 평면접촉부와 접촉부의 표면에 형성된 대략 환형상의 홈과, 상기 흡착패드의 홈의 공간을 감압함으로써, 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 흡착부재는 유지할 기판의 표면쪽의 전해질용액이 기판의 이면으로 이동하는 것을 방지하도록 유지할 기판과 밀착되는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  14. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 의한 양극화성장치와, 양극화성된 기판을 세정하기 위한 세정장치와, 세정된 기판을 건조시키기 위한 건조장치와, 상기 장치사이의 기판을 반송하기 위한 반송장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 건조장치는 세정된 기판을 수취하기 위한 수취부를 구비하고 있고, 상기 양극화성장치와 상기 세정장치와, 상기 수취부는 대략 일직선상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 건조장치는 세정된 기판을 수취하기 위한 수취부를 구비하고 있고, 상기 양극화성장치와 상기 세정장치와, 상기 수취부는 대략 일직선상으로 배치되고, 상기 반송장치는 기판의 표면이 일직선의 직각방향과 평행하도록 하여 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 반송장치는 상기 양극화성장치로부터 상기 세정장치로 기판을 반송하기 위한 제 1반송로봇과, 상기 세정장치로부터 상기 건조장치의 수취부까지 기판을 수용하고 있는 캐리어를 반송시키기 위한 제 2반송로봇을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2반송로봇의 각각은, 기판 또는 캐리어를 반송하기 위한 구동축으로서 기판 또는 캐리어를 상기 각 장치부까지 이동시키기 위한 제 1구동축과 기판 또는 캐리어를 일직선을 따라서 이동시키기 위한 제 2구동축만을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  19. 제 14항에 있어서, 상기 양극화성장치에서 전해질용액을 청정화시키기 위한 필터장치를 부가하여 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 필터장치는 전해질용액을 저유하기 위한 탱크와 상기 탱크에 저유된 전해질용액을 상기 양극화성장치로 공급하고 상기 양극화성장치로부터 오버플로우하는 전해질용액을 상기 탱크로 되돌리는 순환기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  21. 제 1항에 기재된 양극화성장치를 사용하여 다공질층을 가진 기판을 제조하는 방법으로서,
    상기 양극화성장치의 대향하는 플러스전극 및 마이너스전극 사이에 양극화성장치의 복수의 유지부에 의해 양극화성장치의 양극화성조에 기판을 유지하는 단계와,
    전해질용액을 양극화성조에 채우고, 플러스전극 및 마이너스전극 사이에 전압을 인가함으로써 기판을 양극화성처리하는 단계와를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  22. 한 쌍의 대향전극과,
    상기 전극 사이에서 기판의 한쪽표면을 흡착하여 유지하기 위한 유지부와,
    를 구비하고, 전해질용액에서 기판을 양극화성처리하기 위한 양극화성장치에 있어서,
    상기 유지부의 본체는 상기 본체의 표면 및 이면사이에 대략 환형상의 적어도 하나의 중간면을 가지는 대략 원형개구부를 가지고, 상기 본체의 표면 및 적어도 하나의 중간면은 단차형상을 형성하도록 배치되고, 상기 본체의 표면 및 적어도 하나의 중간면은 크기가 다른 환형상의 흡착부재를 각각 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 각각의 흡착부재는 2중구조를 형성하는 2개의 O형상링과 이 2개의 O형상링 사이의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  24. 제 22항에 있어서, 상기 각각의 흡착부재는 단면형상이 凹형상인 흡착패드와 상기 흡착패드의 곡부의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  25. 제 22항에 있어서, 상기 각각의 흡착부재는 단면형상이 U형상인 흡착패드와 상기 흡착패드의 곡부의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  26. 제 22항에 있어서, 상기 각각의 흡착부재는 유지될 기판의 이면과 접촉하는 평면접촉부와 접촉부의 표면에 형성된 대략 환형상의 홈과, 상기 흡착패드의 홈의 공간을 감압함으로써, 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  27. 제 22항 내지 26항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 상기 유지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  28. 제 22항 내지 26항중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착부재에 의한 기판흡착 동작을 독립적으로 제어하기 위한 제어부를 부가하여 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  29. 제 22항 내지 26항에 있어서, 상기 본체의 표면과 중간면에 의해 형성된 단차형상의 단차는 5㎜이상인 것을 특징으로 하는 양극화성장치.
  30. 전해질용액내에 양극화성될 기판을 유지하기 위한 기판홀더에 있어서, 기판을 유지하기 위한 복수의 대략 환형상의 흡착부재, 각각 서로 다른 크기의 상기 흡착부재를 가지는 본체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 본체는 대략 원형상의 개구부를 가지고, 상기 개구부는 상기 본체의 표면과 이면과의 사이에 1개 이상의 대략 환형상의 중간면을 가지고, 상기 본체의 표면 및 중간면은 단차형상을 이루도록 배치되고, 상기 본체의 표면 및 중간면은 각각 서로 크기를 다르게 한 상기 흡착부재를 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  32. 제 30항에 있어서, 상기 흡착부재는 2종구조를 형성하는 2개의 O형상링과 이 2개의 O형상링 사이의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  33. 제 30항에 있어서, 상기 각각의 흡착부재는 단면형상이 凹형상인 흡착패드와 상기 흡착패드의 곡부의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  34. 제 30항에 있어서, 상기 각각의 흡착부재는 단면형상이 U형상인 흡착패드와 상기 흡착패드의 곡부의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  35. 제 30항에 있어서, 상기 각각의 흡착부재는 유지될 기판의 이면과 접촉하는 평면접촉부와 접촉부의 표면에 형성된 대략 환형상의 홈을 구비한 흡착패드와, 상기 흡착패드의 홈의 공간을 감압함으로써 기판을 흡착하여 유지하기 위한 흡인공을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.
  36. 제 31항 내지 35항중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체의 표면과 중간면에 의해 형성된 단차형상의 단차는 5mm이상인 것을 특징으로 하는 홀더.
  37. 제 22항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 의한 상기 양극화성장치를 사용하여 기판을 양극화성처리함으로써 다공질층을 가지는 기판을 제조하는 방법.
  38. 제 22항 내지 26항중 어느 한 항에 기재된 양극화성장치와, 양극화성된 기판을 세정하기 위한 세정장치와, 세정된 기판을 건조시키기 위한 건조장치와, 상기 장치사이의 기판을 반송하기 위한 반송장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 건조장치는 세정된 기판을 수취하기 위한 수취부를 구비하고 있고, 상기 양극화성장치와 상기 세정장치와, 상기 수취부는 대략 일직선상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  40. 제 38항에 있어서, 상기 건조장치는 세정된 기판을 수취하기 위한 수취부를구비하고 있고, 상기 양극화성장치와, 상기 세정장치와, 상기 수취부는 대략 일직선상으로 배치되고, 상기 반송장치는 기판의 표면이 일직선의 직각방향과 평행하도록 하여 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  41. 제 40항에 있어서, 상기 반송장치는 상기 양극화성장치로부터 상기 세정장치로 기판을 반송하기 위한 제 1반송로봇과, 상기 세정장치로부터 상기 건조장치의 수취부까지 기판을 수용하고 있는 캐리어를 반송시키기 위한 제 2반송로봇을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2반송로봇의 각각은, 기판 또는 캐리어를 반송하기 위한 구동축으로서 기판 또는 캐리어를 상기 각 장치부까지 이동시키기 위한 제 1구동축과 기판 또는 캐리어를 일직선을 따라서 이동시키기 위한 제 2구동축만을 가지는 것을 특징으로 하는 양극화성시스템.
  43. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 기재된 상기 양극화성장치를 사용하여 기판을 양극화성처리함으로써 다공질층을 가지는 기판을 제조하는 방법.
  44. 기판의 한쪽표면의 일부를 한 쌍의 대향전극 사이에서 흡착하여 유지하고, 전해질용액이 채워져 있는 상기 전극사이에 전압을 인가하여 기판을 양극화성처리함으로써 얻어진 다공질층을 가지는 것을 특징으로 하는 기판.
  45. 2매의 기판을 사용하여 반도체물품을 제조하는 방법으로서,
    제 1항에 기재된 양극화성장치를 사용하여 반도체기판의 표면위에 다공질층을 형성하도록 반도체기판을 양극화성처리하는 단계와,
    반도체기판의 다공질층위에 단결정실리콘층을 형성하는 단계와;
    반도체기판과 다른 기판을 접착하는 단계와;
    2매의 접착된 기판을 다공질층으로부터 분리하는 단계와를 포함하는 반도체 물품의 제조방법에 있어서,
    상기 반도체기판은 양극화성장치의 대향하는 플러스전극 및 마이너스전극 사이에 양극화성장치의 유지부에 의해 전해질용액에 유지되고 반도체기판은 대향하는플러스전극 및 마이너스전극 사이에 전압을 인가함으로써 양극화성되는 것을 특징으로 하는 반도체물품의 제조방법.
  46. 다공질층을 가지는 기판의 제조방법으로서,
    제 1항에 기재된 양극화성장치의 양극화성조에 전해질용액을 채우고 기판을 침적시켜 양극화성장치의 대향하는 플러스전극 및 마이너스전극사이에서 양극화성 장치의 유지부에 의해 기판을 유지하는 단계와;
    기판의 한쪽표면상에 다공질층을 형성하기 위해 상기 대향하는 플러스전극 및 마이너스전극사이에 전압을 인가하여 기판을 양극화성처리하는 단계와;
    다공질층이 형성된 기판을 상기 양극화성조로부터 분리하고 기판을 세정하기 위해 수세조내로 기판을 침적시키는 단계와;
    세정이 완료된 기판을 상기 수제조로부터 분리하고 기판을 건조시키기 위해 건조장치로 기판을 반송하는 단계와;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  47. 제 46항에 있어서, 상기 앙극화성조, 상기 수세조, 상기 건조장치는 위에서 보아 대략 일직선상으로 배열되고, 이에 의해 상기 양극화성조에서 상기 수세조까지의 기판반송경로와 상기 수세조에서 상기 건조장치까지의 기판반송경로가 위에서 보다 대략 일직선상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  48. 제 46항에 있어서, 상기 건조장치로부터 건조된 기판을 언로더에 반송하는 단계를 부가하여 구비하고, 상기 기판은 상기 수세조로부터 상기 건조장치까지 그리고 상기 건조장치에서 상기 언로더까지 싱글로봇에 의해 반송되는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 로봇이 상기 수세조로부터 상기 건조장치까지 기판을 반송한 후와 상기 로봇이 상기 건조장치로부터 상기 언로더까지 기판을 반송하기 전에 상기 로봇을 건조시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  50. 제 49항에 있어서, 상기 로봇을 건조시키는 단계는 일직선으로 행해지는 것을 특징으로 하는 기판제조방법.
  51. 화학적 처리용액으로 채워진 처리조에 기판을 침적하여 기판을 화학적으로 처리하는 단계와,
    화학적으로 처리된 기판을 상기 처리조로부터 분리하여 수세조내로 기판을 침적시켜 기판을 세정하는 단계와,
    세정이 완료된 기판을 상기 수세조로부터 분리하여 건조장치로 기판을 반송시켜 기판을 건조시키는 단계로 이루어진 기판을 처리하는 기판처리방법에 있어서,
    상기 처리조, 상기 수세조, 상기 건조장치는 위에서 보아 대략 일직선상으로배열되고, 이에 의해 상기 처리조에서 상기 수세조까지의 기판반송경로와 상기 수세조에서 상기 건조장치까지의 기판반송경로가 위에서 보아 대략 일직선상으로 배열되고, 기판의 표면이 일직선상과 직각의 방향으로 향한 상태에서 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  52. 제 51항에 있어서, 상기 건조장치로부터 건조된 기판을 언로더에 반송하는 단계를 또한 구비하고, 상기 기판은 상기 수세조로부터 상기 건조장치까지 그리고 상기 건조장치에서 상기 언로더까지 싱글로봇에 의해 반송되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  53. 제 52항에 있어서, 상기 로봇이 상기 수세조로부터 상기 건조장치까지 기판을 반송한 후와 상기 로봇이 상기 건조장치로부터 상기 언로더까지 기판을 반송하기 전에 상기 로봇을 건조시키는 단계를 또한 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  54. 제 21항에 기재된 상기 방법에 의해 제조된 기판,
  55. 제 45항에 기재된 상기 방법에 의해 제조된 기판.
  56. 제 46항 내지 50항 중 어느 한 항에 기재된 상기 방법에 의해 제조된 기판.
  57. 제 51항 내지 53항중 어느 한 항에 기재된 상기 방법에 의해 처리된 기판.
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