KR19990048105A - 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 플랫존을 기준으로 정렬하기 위하여 웨이퍼와 접촉하여 회전하는 가이드롤러에 발생된 정전기를 외부로 흘려보낼 수 있는 가이드롤러를 갖는 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치는, 웨이퍼(2)들을 수납하는 카셋트가 얹혀지는 카셋트받침대(1)와, 상기 카셋트내의 웨이퍼(2)와 접촉하면서 회전하는 가이드롤러(4) 및 가이드롤러(4)에 의하여 회전되어 정렬된 웨이퍼(2)들을 받쳐주는 웨이퍼받침대(3)를 포함하여 구성되며, 상기 가이드롤러(4)가 탄소섬유로 보강된 폴리에테르로 이루어진다.

따라서, 웨이퍼(2)와 마찰하면서 회전하는 가이드롤러(4)가 낮은 표면비저항을 갖도록 함으로써 정전기의 표면에서의 누적을 방지하여 정전기의 누적에 따른 파티클의 집적이나 누적된 정전기의 방전에 의한 웨이퍼(2) 표면의 침식 등을 예방하여 반도체장치의 수율을 높여 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

Description

반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치

본 발명은 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 플랫존을 기준으로 정렬하기 위하여 웨이퍼와 접촉하여 회전하는 가이드롤러에 발생된 정전기를 외부로 흘려보낼 수 있는 가이드롤러를 갖는 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치에 관한 것이다.

통상적으로 웨이퍼는 사진공정, 확산공정, 식각공정, 이온주입공정 및 금속배선공정 등 여러 공정들의 반복수행을 통하여 가공되어 반도체장치로 제조되며, 이들 각 공정들을 수행하기 위하여는 포토설비, 식각설비, 이온주입설비 등에의 적용이 필요하다.

그러나, 각 설비에의 웨이퍼의 적용시 웨이퍼 상면에 대하여 소정의 방향에 따라 정확히 정렬되어 로딩되어야 하며, 정렬되지 않은 상태로의 로딩에 의한 가공의 경우, 정확한 공정수행이 곤란하게 되고, 반도체장치의 수율의 저하는 물론 소정의 반도체장치를 제조할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

한편, 웨이퍼 자체의 결정방향을 나타내기 위하여 원형으로 된 웨이퍼 자체의 모서리 일측을 절단하여 형성된 플랫존(flat zone)을 기준으로 하여 웨이퍼를 정렬시키는 웨이퍼 정렬장치가 개발되어 널리 사용되어 왔으며, 특히 배치처리용으로 다수의 웨이퍼들이 수납된 카셋트내의 웨이퍼들을 플랫존들이 모두 하향되도록 하여 정렬시키기 위한 웨이퍼 정렬장치의 일례를 도 1에 나타내었으며, 웨이퍼(2)들을 수납하는 카셋트가 얹혀지는 카셋트받침대(1)와, 상기 카셋트내의 웨이퍼(2)와 접촉하면서 회전하는 가이드롤러(4) 및 가이드롤러(4)에 의하여 회전되어 정렬된 웨이퍼(2)들을 받쳐주는 웨이퍼받침대(3)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 갖는 웨이퍼 정렬장치는 웨이퍼(2)를 플랫존을 기준으로 정렬시키고자 할 때, 다수의 웨이퍼(2)들이 수납된 카셋트(도면의 단순화를 위하여 점선으로 도시함)를 카셋트받침대(1)에 올려놓으면, 카셋트내의 웨이퍼(2)들의 가장자리가 상기 카셋트받침대(1)의 하단부 근처에 회전가능하게 고정된 가이드롤러(4)와 접촉하게 되고, 상기 가이드롤러(4)를 회전시키므로써 어느 순간 웨이퍼(2)의 플랫존 부분이 가이드롤러(4)가 위치하는 쪽으로 하향되며, 그에 따라 웨이퍼(2)의 중심으로부터의 거리가 짧은 플랫존이 가이드롤러(4)와 접촉하게 됨에 따라 중력에 의하여 웨이퍼(2)가 하향되어 웨이퍼(2)의 플랫존이 상기 가이드롤러(4)와 동일선상에 위치하는 웨이퍼받침대(3)와 접촉하게 된다. 일단 웨이퍼(2)의 플랫존이 상기 웨이퍼받침대(3)와 접촉하는 경우, 가이드롤러(4)가 계속 회전하여도 웨이퍼(2)는 그 플랫존이 웨이퍼받침대(3)와 접촉하고 있기 때문에 더 이상 회전하지 못하게 되고, 따라서 소정의 시간만큼의 가이드롤러(4)의 회전만으로 카셋트내의 모든 웨이퍼(2)들은 그 플랫존이 하향되는 방향으로 정렬된다.

그러나, 이러한 종래의 웨이퍼 정렬장치에서 웨이퍼(2)와 접촉하면서 웨이퍼(2)를 회전시켜 플랫존을 중심으로 정렬시키는 수단으로서의 가이드롤러(4)는 금속제의 중심축과 이 중심축을 둘러싸는 롤러표면으로 이루어져 있으며, 롤러표면은 주로 고무류나 테프론과 같은 합성수지를 소재로 하여 구성되어 있어, 롤러표면과 웨이퍼(2) 간의 마찰로 인하여 발생하는 정전기의 발생을 피할 수 없다는 문제점이 있었다. 정전기의 발생은 곧 주위의 파티클들을 정렬중의 웨이퍼(2)나 또는 웨이퍼(2)를 정렬시키는 가이드롤러(4)에 집적시켜 웨이퍼(2)를 오염시키고, 정전기가 축적되었다가 일시에 방전되는 경우, 방전에 의하여 웨이퍼(2)에 표면손상을 일으키는 문제점에 직결된다. 더욱이, 롤러표면이 고무류로 이루어지는 경우, 웨이퍼(2)와의 마찰에 의하여 쉽게 마모되고, 마모에 의하여 가이드롤러(4) 자체로부터 파티클들이 발생되는 문제점이 있었으나, 이러한 마모 및 대전방지 등에 대하여 뚜렷한 개선책이 없이 그대로 사용되어 왔다.

따라서, 웨이퍼(2)의 정렬을 위하여 웨이퍼(2)와 접촉하여 회전하는 가이드롤러(4)에 정전기가 발생하는 것을 억제하거나, 또는 발생된 정전기를 외부로 흘려주어 정전기의 누적을 방지하여 정전기에 의한 파티클의 집적이나 웨이퍼(2)의 표면손상을 억제할 필요가 있었다.

본 발명의 목적은, 발생된 정전기를 외부로 흘려보낼 수 있는 가이드롤러를 갖는 웨이퍼 정렬장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따라 도 1의 웨이퍼 정렬장치에 사용되는 가이드롤러의 일 실시예를 개략적으로 도시한 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따라 도 1의 웨이퍼 정렬장치에 사용되는 가이드롤러의 다른 일 실시예를 개략적으로 도시한 측단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 카셋트받침대 2 : 웨이퍼

3 : 웨이퍼받침대 4 : 가이드롤러

5 : 중심축 6 : 롤러표면

7 : 축일체형롤러

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치는, 웨이퍼들을 수납하는 카셋트가 얹혀지는 카셋트받침대와, 상기 카셋트내의 웨이퍼와 접촉하면서 회전하는 가이드롤러 및 가이드롤러에 의하여 회전되어 정렬된 웨이퍼들을 받쳐주는 웨이퍼받침대를 포함하여 구성되며, 상기 가이드롤러가 탄소섬유로 보강된 폴리에테르로 이루어진다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치는, 웨이퍼(2)들을 수납하는 카셋트가 얹혀지는 카셋트받침대(1)와, 상기 카셋트내의 웨이퍼(2)와 접촉하면서 회전하는 가이드롤러(4) 및 가이드롤러(4)에 의하여 회전되어 정렬된 웨이퍼(2)들을 받쳐주는 웨이퍼받침대(3)를 포함하여 구성되며, 상기 가이드롤러(4)가 탄소섬유로 보강된 폴리에테르로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 가이드롤러(4)를 구성하는 탄소섬유로 보강된 폴리에테르는 바람직하게는 10 내지 20μm의 길이를 가지며, 7 내지 9μm의 직경을 갖는 탄소섬유 10 내지 20중량%가 상기 폴리에테르에 포함될 수 있다.

상기에서 폴리에테르는 폴리머의 주쇄 중에 에테르결합(-C=O-)을 포함하는 것으로서, 주로 알데히드나 에폭사이드 또는 그와 유사한 작용기들의 반응에 의하여 형성되는 것으로서, 내약품성과 기계적특성이 우수하여 각종의 화학장치, 화학물질 저장조 또는 밸브 등을 구성하는 구성재료로 널리 사용되는 것으로서, 유수의 국,내외 제조업자들에 의하여 제조되어 상용적으로 공급되는 것으로서, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이를 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다. 상기 폴리에테르의 예로서는 바람직하게는 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone)을 들 수 있다.

상기 폴리에테르에 포함된 탄소섬유는 가이드롤러(4)를 형성하는 폴리에테르 자체의 기계적성질을 보강하는 역할을 할 뿐만 아니라, 탄소섬유 자체가 전도성을 갖기 때문에 발생된 정전기를 외부로 흘려보내어 정전기가 축적되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 폴리에테르 중의 탄소섬유의 함량이 20중량% 이상으로 너무 높은 경우에는 전체적으로 폴리에테르의 물성이 저하될 수 있는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 탄소섬유의 함량이 5중량% 미만으로 너무 낮은 경우에는 특히 정전기의 방류효과가 저하될 수 있는 문제점이 있을 수 있다.

본 발명에서는 폴리에테르 중에 탄소섬유를 일정량 포함시키는 것에 의해 10^-5내지 10^-9Ω/cm²의 표면비저항을 갖도록 하여 표면비저항을 낮추므로써 시간의 경과에 따른 정전기량의 감소를 촉진시켜 정전기가 표면에 잔류하는 시간을 줄이고, 정전기의 축적을 방지하므로써 정전기의 누적에 따른 파티클의 집진이나 정전기의 방전에 따른 웨이퍼(2)의 표면의 침식문제를 예방토록 한 점에 특징이 있는 것이다. 상기한 바와 같은 10^-5내지 10^-9Ω/cm²의 표면비저항을 갖는 물질을 사용하여 가이드롤러(4)를 제작하므로써 정전기 소실시간(static decay time)은 0.01 내지 1초의 범위로 일단 발생된 정전기가 표면에 누적되지 않고 빠른 속도로 외부로 흘려보낼 수 있는 특성을 가질 수 있게 된다.

상기 가이드롤러(4)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 금속으로 된 중심축(5)에 탄소섬유로 보강된 폴리에테르로 이루어진 롤러표면(6)을 동심축상으로 결합시켜 이루어진 구조를 갖거나 또는, 도 3에 도시한 바와 같이, 중심축과 롤러표면이 일체로 성형된 축일체형롤러(7)로 이루어질 수 있으며, 어떠한 경우에도 웨이퍼(2)와 접촉하여 회전하는 상기 가이드롤러(4)의 표면이 탄소섬유로 보강된 폴리에테르로 이루어지기 때문에 회전 동안의 마찰에 의하여 발생될 수 있는 정전기를 탄소섬유에 의하여 외부로 흘려보낼 수 있어 웨이퍼(2)나 가이드롤러(4)에 정전기가 누적되는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 탄소섬유를 함유하는 폴리에테르에테르케톤의 경우, 18.6kgf/cm²의 압력하에서의 열변형온도가 310℃나 되어, 녹는점도 344℃로 열적으로도 매우 안정한 것으로 나타났으며, 일반적인 유기용제로 많이 사용되는 아세톤과 같은 메틸에틸케톤류, 아세토니트릴과 같은 니트릴류, 디클로로메탄과 같은 할로겐화물류, 이소프로필알코올과 같은 알코올류, 이소옥탄과 같은 탄화수소류, 테트라히드로푸란과 같은 에테르류 등에 대하여 반응성을 나타내지 않아, 열적으로나, 화학적으로 모두 안정한 것으로 나타나, 가혹한 공정조건을 수행하는 반도체장치 제조공정들에서도 비교적 안전하게 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 의하면 낮은 표면비저항으로 정전기의 표면에서의 누적을 방지하여 정전기의 누적에 따른 파티클의 집적이나 누적된 정전기의 방전에 의한 웨이퍼(2) 표면의 침식 등을 예방하여 반도체장치의 수율을 높여 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (7)

1. 웨이퍼들을 수납하는 카셋트가 얹혀지는 카셋트받침대와, 상기 카셋트내의 웨이퍼와 접촉하면서 회전하는 가이드롤러 및 가이드롤러에 의하여 회전되어 정렬된 웨이퍼들을 받쳐주는 웨이퍼받침대를 포함하여 구성되며, 상기 가이드롤러가 탄소섬유로 보강된 폴리에테르로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 폴리에테르가 폴리에테르에테르케톤임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 폴리에테르에 10 내지 20중량%의 탄소섬유가 포함됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 탄소섬유가 10 내지 20μm의 길이 및 7 내지 9μm의 직경을 갖는 탄소섬유임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 가이드롤러를 구성하는 탄소섬유로 보강된 폴리에테르가 10^-5내지 10^-9Ω/cm²의 표면비저항을 가짐을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드롤러가 금속으로 된 중심축에 탄소섬유로 보강된 폴리에테르로 이루어진 롤러표면을 동심축상으로 결합시켜 이루어진 구조를 가짐을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드롤러가 중심축과 롤러표면이 일체로 성형된 축일체형롤러로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 웨이퍼 정렬장치.