KR102342156B1 - 미끄럼 방지 패드를 포함한 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어 - Google Patents

미끄럼 방지 패드를 포함한 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어는, 개구부를 포함하며 개구부를 통해 유입된 복수의 웨이퍼를 보관하여 이송하는 프레임, 복수의 웨이퍼를 프레임 내부에 이격되어 쌓이도록 지지하는 하나 이상의 홀더, 하나 이상의 홀더가 이격되어 프레임 내부에 탈착되도록 하는 탈착부, 및 홀더 위에 장착되어 웨이퍼의 이탈을 방지하도록 지지하는 미끄럼 방지 패드를 포함하며, 캐리어의 급격한 가감속에도 내부에 적재된 웨이퍼들이 장착된 위치를 이탈하지 않도록 하여 웨이퍼의 파손을 방지하고, 웨이퍼 훼손에 따른 파티클 발생을 방지하여 공정 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

미끄럼 방지 패드를 포함한 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어{SEMICONDUCTOR WAFER TRANSFER CARRIER COMPRISING ANTI-SLIP PAD}
본 발명은 반도체 웨이퍼 이송 중 웨이퍼가 이탈하거나 파손되는 문제를 해결하기 위한 웨이퍼 이송용 캐리어에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 단결정의 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer) 상에 원하는 회로 패턴에 따라 다층막을 형성하여 제조된다. 이를 위해 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 산화 공정, 식각 공정, 이온주입 공정 및 금속배선 공정 등 다수의 단위 공정들이 단계에 따라 반복적으로 수행된다.
이러한 각 단위 공정들이 절차에 따라 진행되기 위해서는 각각의 공정이 완료된 후 후속공정이 행해질 장비로 웨이퍼가 이동된다. 이 때 웨이퍼는 각각 개별적으로 이송되거나, 카셋트 또는 FOUP이라 불리우는 캐리어 장비에 복수 매의 웨이퍼가 적재되어 이송될 수 있다.
웨이퍼가 적재된 캐리어는 후속 공정을 위해 공정 라인의 미리 설정된 경로를 따라 고속의 직선 이동은 물론 급격한 코너를 따라 회전 이동을 하거나 수직 이동을 하게 된다.
종래의 캐리어는 전체적인 몸체를 이루는 프레임 내부에 웨이퍼들을 일정 간격으로 분리하여 지지, 적재할 수 있는 홀더를 포함하며, 웨이퍼가 홀더 위에 단순히 얹혀진 상태로 적재가 이루어진다. 홀더는 일반적으로 금속, 세라믹 또는 폴리머로 이루어지며, 표면이 매끄러워 실리콘 웨이퍼의 매끄러운 표면과의 사이에 작은 마찰계수를 갖게 된다. 캐리어가 고속으로 불규칙한 경로로 이동하는 경우, 웨이퍼는 홀더 위에 고정되지 못하고 끊임 없이 흔들리게 된다. 이 과정에서, 웨이퍼가 이탈하여 캐리어 내벽을 충격하여 파손되거나, 스크래치 등으로 인해 파티클이 발생하여 반도체 제조 라인을 오염시킬 수 있다.
관련 선행기술로는, 대한민국특허 공개번호 10-2013-0084498호(발명의 명칭: 웨이퍼 카세트용 쿠션) 등이 있다.
본 발명의 실시예는 반도체 제조 공정 중 후속 공정을 위한 웨이퍼 이송 과정에서 캐리어 내에 적재된 웨이퍼가 이탈하여 파손되는 문제점을 해결하기 위한 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어는 개구부를 포함하며 상기 개구부를 통해 유입된 복수의 웨이퍼를 보관하여 이송하는 프레임, 상기 복수의 웨이퍼를 상기 프레임 내부에 이격되어 쌓이도록 지지하는 하나 이상의 홀더, 상기 하나 이상의 홀더가 이격되어 상기 프레임 내부에 탈착되도록 하는 탈착부 및 상기 홀더 위에 장착되어 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하도록 지지하는 미끄럼 방지 패드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 미끄럼 방지 패드는 상기 홀더의 상면에 장착되는 베이스부 및 상기 베이스부의 상면에 형성되며 하나 이상의 미세패턴을 포함하는 패턴부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 하나 이상의 미세패턴은 기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 기둥의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며, 상기 기둥의 높이는 10㎚ 내지 1000㎛이고, 상기 기둥의 직경은 10㎚ 내지 1000㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 하나 이상의 미세패턴은 홈 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 홈의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며, 상기 홈의 깊이는 10㎚ 내지 1000㎛이고, 상기 홈의 너비는 10㎚ 내지 1000㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 웨이퍼의 하면과 상기 패턴부의 상면 사이에는 반데르발스 힘(Van der Waals)에 의한 장착력이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 베이스부 및 상기 패턴부는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 패턴부는 상부 표면에 상기 웨이퍼와 전기적으로 접촉되도록 전도성을 갖는 전도층부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 전도층부와 상기 홀더를 전기적으로 연결하는 통전부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 베이스부의 하면에 상기 홀더의 상면과의 접착을 위한 접착층 및 상기 전도층부와 상기 접착층을 전기적으로 연결하는 통전부를 더 포함하고, 상기 접착층은 상기 웨이퍼와 전기적으로 연결되도록 전도성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서 상기 전도층부의 두께는 5㎚ 내지 200㎛ 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서 상기 통전부는 상기 베이스부의 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 전도층부는 그래핀, CNT(carbon nano tube), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon), 흑연, 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에서, 상기 통전부는 그래핀, CNT(carbon nano tube), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon), 흑연, 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 웨이퍼와 접촉되는 캐리어의 홀더 상면에 미끄럼 방지 패드를 장착하고, 홀더를 프레임에 탈부착이 가능하도록 탈착부를 포함하여, 웨이퍼의 이송 중 캐리어의 급격한 가감속에도 웨이퍼가 캐리어의 홀더에 안정적으로 안착될 수 있도록 함으로써, 웨이퍼의 이탈에 따른 파손이나 스크레치 등으로 인한 오염을 방지하여 공정 안정성을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어의 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 홀더 및 미끄럼 방지 패드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탈착부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전도층부를 포함한 미끄럼 방지 패드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 통전부를 포함한 미끄럼 방지 패드를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 접착층을 포함한 미끄럼 방지 패드를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어(100)의 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어(100)는 개구부를 포함하는 프레임(110), 프레임(110) 내부에 장착되는 하나 이상의 홀더(120), 홀더(120)를 프레임(110)에 탈부착이 가능하도록 하는 탈착부(130) 및 웨이퍼의 이탈 방지를 위한 미끄럼 방지 패드(140)를 포함할 수 있다. 이전 공정이 완료된 웨이퍼는 로봇암에 로딩되어 프레임(110)의 개구부를 통해 유입된다. 이 경우, 하나 이상의 홀더 중 어느 하나의 상면으로 웨이퍼가 유입되고, 적정 위치에 도달 후 유입된 웨이퍼는 로봇암으로부터 언로딩되어 홀더(120)에 안착된다. 안착된 웨이퍼와 홀더(120) 사이에는 미끄럼 방지 패드(140)가 위치하며, 미끄럼 방지 패드(140)는 홀더(120)에 웨이퍼가 더욱 견고하게 안착될 수 있도록 한다.
도 2를 참조하면, 캐리어(100) 내부에 웨이퍼(150)의 유출입을 위해 프레임(110) 내부 폭은 웨이퍼(150)의 직경보다 크게 형성되어 그 사이에 간격이 존재한다. 캐리어(100)의 급격한 가감속으로 인해 내부에 적재된 웨이퍼(150)는 상기 간격 내에서 불안정하게 움직일 수 있으며, 이로 인해 파손 등의 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드(140)로 인해 웨이퍼(150)가 홀더(120) 위에 안정적으로 안착됨으로써 상기한 바와 같은 파손 등의 문제를 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 홀더(120) 및 미끄럼 방지 패드(140)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 홀더(120)는 일 예로서 'ㄷ' 형태로 도시되어 있지만, 로봇암의 유출입과 웨이퍼(150)의 로딩 및 언로딩이 가능하다면 'ㅌ' 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 미끄럼 방지 패드(140)는 웨이퍼(150)의 장착 위치를 고려하여 홀더(120)의 적정 위치에 장착될 수 있다. 도 3에서는 미끄럼 방지 패드(140)가 홀더(120) 상면의 세 위치에 장착된 예를 도시하였으나, 홀더(120)의 형태에 따라 다양한 위치에 장착될 수 있다. 미끄럼 방지 패드(140)의 평면 형태는 넓은 접촉 면적을 고려하여 도 3(a)와 같이 형성될 수 있으나, 웨이퍼(150)와 미끄럼 방지 패드(140) 사이의 적정한 장착력, 홀더(120)에의 탈부착 편의성 등을 고려하여 도 3(b)의 원형 등 다양한 평면 형태로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탈착부(130)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
1기의 캐리어에 일반적으로 25매의 웨이퍼가 적재된다. 홀더에 안착되는 웨이퍼들 사이의 수직 간격은 대략 1cm정도로 매우 촘촘하다.
한편, 캐리어의 반복적인 사용 즉, 웨이퍼의 수많은 접촉으로 미끄럼 방지 패드는 마찰로 인해 마모될 수 있다. 미끄럼 방지 패드의 마모로 인해 웨이퍼가 홀더에 안정적으로 안착되지 못하고 이탈, 파손 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에, 미끄럼 방지 패드의 마모 수준이 적정선을 넘어서는 경우 이를 교환할 필요가 있다. 미끄럼 방지 패드는 하부에 접착층을 포함하여 홀더 상면에 장착됨으로써 필요 시 용이하게 제거 가능하도록 할 수 있다.
홀더와 프레임이 일체로 형성되어 분리가 안되는 경우, 홀더들 사이의 촘촘한 간격으로 인해 홀더 안쪽에 장착되는 미끄럼 방지 패드를 교환하는 것이 용이하지 않다. 홀더를 프레임과 분리하여 탈부착이 가능하도록 하면, 홀더를 탈착하여 미끄럼 방지 패드를 교환 후 프레임에 부착함으로써 교환 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 프레임(110)에 홀더(120)를 탈부착하기 위한 탈착부(130)의 다양한 형태를 도시하였으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다. 프레임(110)과 홀더(120)에 각각 요철 형태를 형성하였으나, 위치를 바꿔 홀더(120)와 프레임(110)에 각각 요철 형태를 형성할 수도 있다. 요철 형태 이외에도 도웰(dowel) 등을 통해 홀더(120)가 프레임(110)에 탈부착될 수 있다.
도 5 및 도 6은 미끄럼 방지 패드(140)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 미끄럼 방지 패드(140)는 베이스부(141) 및 패턴부(143)를 포함할 수 있다. 베이스부(141)는 패턴부(143)를 지지하도록 형성되며, 패턴부(143)는 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)는 베이스부(141)의 상면에 대해 수직으로 연장되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 수직이 아닌 소정의 각도를 이루며 형성될 수도 있으며, 각각의 기둥 또는 돌기(1431)들이 베이스부(141)의 상면과 이루는 각도는 동일하지 않을 수 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들이 일직선으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 휘어진 형태로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 이격되게 배치되며, 이격 거리는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 단면이 삼각형, 사각형 또는 오각형 등의 다각형이거나 타원형 등 다양한 단면 형상으로 형성될 수도 있다. 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들의 상부 끝단은 평평할 수도 있지만, 라운딩 형상으로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 10㎚ 내지 1000㎛의 높이로 형성될 수 있으며, 각각의 기둥 또는 돌기(1431)들은 동일한 높이로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 높이로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 10㎚ 내지 1000㎛의 직경 또는 두께로 형성될 수 있으며, 각각의 기둥 또는 돌기(1431)들은 동일한 직경 또는 두께로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 직경 또는 두께로 형성될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 미끄럼 방지 패드에서 패턴부(143)는 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)은 베이스부(141)의 상면을 향해 하방으로 수직 연장되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 수직이 아닌 소정의 각도를 이루며 형성될 수도 있으며, 각각의 홈 또는 홀(1433)들이 베이스부(141)의 상면과 이루는 각도는 동일하지 않을 수 있다.
하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들이 일직선으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 휘어진 형태로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 이격되게 배치되며, 이격 거리는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 단면이 원형의 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 단면이 삼각형, 사각형 또는 오각형 등의 다각형이거나 타원형 등 다양한 단면 형상으로 형성될 수도 있다. 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들의 바닥은 평평할 수도 있지만, 라운딩 형상으로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 10㎚ 내지 1000㎛의 깊이로 형성될 수 있으며, 각각의 홈 또는 홀(1433)들은 동일한 깊이로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 깊이로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 10㎚ 내지 1000㎛의 너비로 형성될 수 있으며, 각각의 홈 또는 홀(1433)들은 동일한 너비로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 너비로 형성될 수도 있다.
베이스부(141) 및 패턴부(143)는 일체로 동시에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 순차적으로 형성되거나 별도로 형성된 후 결합될 수도 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)가 일체로 형성되는 경우 미리 제작된 몰드를 이용해 일체로 형성될 수 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 동일한 소재로 형성될 수 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 고분자 소재로 형성될 수 있으며, 그래핀, 탄소나노튜브 등의 탄소계 소재와 고분자 소재를 혼합하여 형성될 수도 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 포함하여 형성될 수 있다.
패턴부(143)는 웨이퍼의 중력에 의한 수직항력에 대응하여 고마찰력을 제공함으로써 웨이퍼가 홀더(120)에 장착되는 장착력을 강화시킬 수 있다. 또한, 패턴부(143)의 상면과 웨이퍼의 하면 사이에는 반데르발스 힘(Van der Waals force)에 의한 인력이 발생될 수 있다.
도 7은 전도층부(145)를 포함한 미끄럼 방지 패드(140)를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 미끄럼 방지 패드(140)는 패턴부(143)의 상부에 웨이퍼와 접촉하는 표면 부분에 전도성을 갖는 전도층부(145)를 포함할 수 있다. 전도층부(145)는 전도성을 갖기 때문에 홀더(120)에 안착되는 웨이퍼의 하면과 전기적으로 연결된다. 전도층부(145)의 두께는 5㎚ 내지 200㎛ 일 수 있으며, 전체적으로 균일한 두께를 가질 수 있지만 이에 한정되지 않고, 불규칙한 두께를 가질 수 있다. 도 7에는 전도층부(145)의 두께가 기둥 또는 돌기의 높이보다 작은 경우를 예로 들어 도시하였지만 이에 한정되지 않고, 전도층부(145)의 두께가 기둥 또는 돌기의 높이보다 클 수도 있다.
도 7을 통해 패턴부(143)가 기둥 또는 돌기(1431)를 포함하는 경우를 예로 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 홈 또는 홀을 포함하는 경우에도 적용 가능하다. 이 경우, 전도층부의 두께가 홈 또는 홀의 깊이보다 작을 수 있지만 이에 한정되지 않고, 전도층부의 두께가 홈 또는 홀의 깊이보다 클 수도 있다. 또한, 전도층부의 두께는 전체적으로 균일할 수 있지만 이에 한정되지 않고, 패턴부의 형상에 따라 불규칙할 수도 있다.
도 8 내지 도 10은 통전부(147)를 포함한 미끄럼 방지 패드(140)를 설명하기 위한 도면이다.
이전 공정으로 인해 양전하 또는 음전하로 대전된 웨이퍼가 미끄럼 방지 패드에 안착 시, 미끄럼 방지 패드가 절연체로 형성되었다면 상하부에 걸쳐 분극현상이 일어나게 된다. 웨이퍼와 근접하는 미끄럼 방지 패드의 상부 즉, 패턴부에는 웨이퍼와 다른 극성의 전하가 응집되고, 서로 다른 극성의 전하들로 인해 웨이퍼와 패턴부 사이에는 정전기적 인력이 작용하게 된다. 위와 같은 정전기적 인력은 웨이퍼와 미끄럼 방지 패드 사이에서 과도한 장착력을 발생시키기 때문에, 언로딩 과정에서 웨이퍼를 홀더로부터 분리하기 위해서는 과도한 힘이 필요하게 된다. 이 과정에서 웨이퍼가 홀더에서 갑작스럽게 튀어오르는 파핑(popping) 현상이 발생하게 되고, 과도한 경우 상부 홀더나 측면 프레임에 웨이퍼가 충격하여 스크레치가 발생하거나 파손되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 충격 과정에서 파티클이 발생할 수 있으며 이로 인한 오염으로 인해 수율 하락 등의 중대한 문제가 발생할 수도 있다.
도 8을 참조하면, 미끄럼 방지 패드는 전도층부(145)와 홀더(120)를 전기적으로 연결하는 통전부(147)를 포함할 수 있다. 도 9를 참조하면, 로딩 이후 웨이퍼(150)는 전도층부(145) 및 통전부(147)를 통해 홀더(120)까지 전기적으로 연결되고, 웨이퍼(150)에 응집된 전하 및 미끄럼 방지 패드의 상부에 응집되는 전하들은 홀더(120)를 통해 접지됨으로써 중성화될 수 있다. 이로 인해 웨이퍼(150)와 미끄럼 방지 패드(140) 사이에 발생하는 불필요한 정전기적 인력을 제거함으로써, 웨이퍼(150)를 홀더(120)로부터 분리하는 과정에서 발생하는 파핑 현상을 용이하게 제거할 수 있기 때문에 공정 안정성을 기할 수 있다.
통전부(147)는 베이스부(141)의 측면을 따라 연장되어 홀더(120)와 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 통전부(147)는 베이스부(141)의 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있지만, 접지가 안정적으로 이루어진다면 베이스부(141)의 일부 측면만을 둘러싸면서 형성될 수 있다.
전도층부(145) 및 통전부(147)는 일체로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 순차적으로 형성되거나 별도로 형성된 후 전기적으로 연결될 수 있다. 미리 제작된 몰드에 전도층부(145) 또는 통전부(147)의 원료 용액을 주입하여 순차적으로 또는 일체로 전도층부(145) 및 통전부(147)를 형성할 수 있다.
전도층부(145) 및 통전부(147)는 전도성을 갖는 소재들로 형성될 수 있으며, 탄소계 소재 또는 전도성 고분자를 포함하거나 이들을 혼합하여 형성할 수 있다. 탄소계 소재는 그래핀, CNT(carbon nano tube), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon) 또는 흑연을 포함할 수 있다. 전도성 고분자는 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene)을 포함할 수 있다.
도 11은 접착층(160)을 포함한 미끄럼 방지 패드를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 미끄럼 방지 패드는 접착층(160)을 포함하며, 접착층(160)을 통해 홀더(120)에 장착될 수 있다. 통전부(147)는 전도층부(145)와 전기적으로 연결되어 베이스부 측면을 따라 접착층(160)까지 연장되어 형성될 수 있으며, 통전부(147)는 접착층(160)과 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 즉, 미끄럼 방지 패드가 접착층(160)을 통해 블레이드에 장착되는 경우, 전도층부(145)로부터 홀더(120)까지 통전부(147) 및 접착층(160)을 통해 전하들을 중성화시키는 전기적인 통로가 형성될 수 있다.
접착층(160)은 전도성을 갖는 소재들로 형성될 수 있으며, 폴리이미드(polyimide)와 같은 접착성을 갖는 소재들에 탄소계 소재 또는 전도성 고분자를 포함하여 형성될 수 있다. 탄소계 소재는 접착성 소재 내에서 네트워크 구조의 전기적인 통로를 형성하고, 이로써 접착층(160)의 상부에서 하부까지 전기적인 통로가 형성될 수 있다.
웨이퍼가 로딩되면 도 10에 따른 원리와 동일하게 웨이퍼 및 미끄럼 방지 패드에 응집되는 전하들이 전도층부(145), 통전부(147) 및 접착층(160)을 통해 홀더(130)로 접지됨으로써 중성화될 수 있다. 이로 인해 웨이퍼와 미끄럼 방지 패드 사이에 발생하는 불필요한 정전기적 인력을 제거함으로써, 웨이퍼를 홀더로부터 분리하는 과정에서 발생하는 파핑 현상을 용이하게 제거할 수 있기 때문에 공정 안정성을 기할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위 뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 캐리어
110: 프레임
120: 홀더
130: 탈착부
140: 미끄럼 방지 패드
141: 베이스부
143: 패턴부
1431: 기둥 또는 돌기
1433: 홈 또는 홀
145: 전도층부
147: 통전부
150: 웨이퍼
160: 접착층

Claims (13)

  1. 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어에 있어서,
    개구부를 포함하며 상기 개구부를 통해 유입된 복수의 웨이퍼를 보관하여 이송하는 프레임;
    상기 복수의 웨이퍼를 상기 프레임 내부에 이격되어 쌓이도록 지지하는 하나 이상의 홀더;
    상기 하나 이상의 홀더가 이격되어 상기 프레임 내부에 탈부착되도록 하는 탈착부; 및
    상기 홀더 위에 장착되어 상기 웨이퍼의 이탈을 방지하도록 지지하는 미끄럼 방지 패드;를 포함하고,
    상기 탈착부는 요철 형태로 형성되며, 상기 홀더가 상기 탈착부를 통해 상기 프레임 내부에 깊이 방향에 대해 수평으로 탈부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미끄럼 방지 패드는,
    상기 홀더의 상면에 장착되는 베이스부; 및
    상기 베이스부의 상면에 형성되며 하나 이상의 미세패턴을 포함하는 패턴부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미세패턴은 기둥 형상으로 형성되며,
    상기 기둥의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며,
    상기 기둥의 높이는 10㎚ 내지 1000㎛이고,
    상기 기둥의 직경은 10㎚ 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미세패턴은 홈 형상으로 형성되며,
    상기 홈의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며,
    상기 홈의 깊이는 10㎚ 내지 1000㎛이고,
    상기 홈의 직경은 10㎚ 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 하면과 상기 패턴부의 상면 사이에는 반데르발스 힘(Van der Waals)에 의한 장착력이 발생되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 베이스부 및 상기 패턴부는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 패턴부는 상부 표면에 상기 웨이퍼와 전기적으로 접촉되도록 전도성을 갖는 전도층부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전도층부와 상기 홀더를 전기적으로 연결하는 통전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 베이스부의 하면에 상기 홀더의 상면과의 접착을 위한 접착층; 및
    상기 전도층부와 상기 접착층을 전기적으로 연결하는 통전부;를 포함하고,
    상기 접착층은 상기 웨이퍼와 전기적으로 연결되도록 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전도층부의 두께는 5㎚ 내지 200㎛ 인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 통전부는 상기 베이스부의 측면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 전도층부는 그래핀, CNT(carbon nano tube), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon), 흑연, 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 통전부는 그래핀, CNT(carbon nano tube), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon), 흑연, 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어.
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