KR20070065644A - Wafer cassette - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 반도체 제조 공정에서 사용되는 웨이퍼 카세트를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a wafer cassette used in a conventional semiconductor manufacturing process.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트를 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view showing a wafer cassette according to the present invention.
도 3은 도 2의 웨이퍼 카세트를 Ⅲ-Ⅲ 따라 절취한 단면을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the wafer cassette of FIG. 2 taken along line III-III.
도 4는 도 2의 웨이퍼 카세트를 Ⅳ-Ⅳ 방향으로 절취한 단면을 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along the IV-IV direction of the wafer cassette of FIG. 2.
도 5는 도 2의 웨이퍼 카세트의 상면도를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a top view of the wafer cassette of FIG. 2.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 웨이퍼 카세트 201 : 몸체100
202 : 파지부 203 : 제 1 결합부202: grip portion 203: first coupling portion
300 : 지지부 301 : 쐐기형 슬릿300: support portion 301: wedge-shaped slit
302 : 경사면 303 : 홈302: slope 303: groove
304 : 제 2 결합부304: second coupling part
본 발명은 웨이퍼 카세트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 실리콘온절연체 웨이퍼(silicon on insulator; 이하 SOI이라 함)와 같은 나노 두께의 반도체층을 갖는 웨이퍼를 습식 식각하기 위한 웨이퍼 카세트에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer cassette, and more particularly, to a wafer cassette for wet etching a wafer having a nano-thick semiconductor layer, such as a silicon on insulator (hereinafter referred to as SOI).
일반적으로, 반도체 소자는 포토리소그래피공정, 화학기상증착공정, 식각공정 또는 세정공정 등 다양한 단위공정을 거쳐 제조된다. 이들 단위공정 중 상기 식각공정은 포토리소그래피공정 등에 의하여 웨이퍼 상에 식각 마스크 패턴을 형성한 후 상기 식각 마스크 패턴을 이용하여 그 하부에 소정의 패턴을 형성하는 공정이다. 식각공정은 플라즈마를 이용한 건식 식각방법 또는 식각액을 이용한 습식 식각방법에 의해 수행된다. In general, semiconductor devices are manufactured through various unit processes such as photolithography, chemical vapor deposition, etching or cleaning. Among these unit processes, the etching process is a process of forming an etching mask pattern on a wafer by a photolithography process or the like, and then forming a predetermined pattern under the etching mask pattern. The etching process is performed by a dry etching method using a plasma or a wet etching method using an etching solution.
특히, 습식 식각공정은 통상적으로 식각액을 담고 있는 처리조(process bath)를 구비하는 습식 식각장치에서 수행된다. 일반적으로, 습식 식각 공정은 복수의, 예를 들면 25 매 이상의 웨이퍼를 한꺼번에 침지시켜 식각하는 배치(batch)형 공정이다. 따라서, 배치형 식각공정을 수행하기 위하여, 복수의 웨이퍼를 웨이퍼 카세트에 수용하여 상기 웨이퍼 카세트와 함께 처리조에 침지시킨다.In particular, the wet etching process is typically performed in a wet etching apparatus having a process bath containing an etchant. Generally, a wet etching process is a batch type process in which a plurality of wafers, for example, 25 or more wafers are immersed and etched at once. Therefore, in order to perform a batch etching process, a plurality of wafers are accommodated in a wafer cassette and immersed in a processing tank together with the wafer cassette.
도 1은 종래의 반도체 제조 공정에서 사용되는 웨이퍼 카세트를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a wafer cassette used in a conventional semiconductor manufacturing process.
도 1을 참조하면, 웨이퍼 카세트(10)는 몸체(21) 및 몸체의 내부 측면에 형성된 웨이퍼(50)를 분리하여 수용하는 복수의 슬릿들(30)을 구비한다. 통상적으로, 슬릿(30)은 웨이퍼(50)의 가장자리 부분을 지지하기 위하여 수용된 웨이퍼(50) 의 가장자리와 선접촉을 할 수 있도록 일정한 길이(L)로 연장된 형태를 가진다. 또한, 슬릿(30)의 내부 간격은 웨이퍼의 장착과 탈착을 용이하게 하기 위하여 웨이퍼의 두께보다 크다. Referring to FIG. 1, the
일반적으로, 습식 식각공정은 건식 식각공정에 비하여 공정 윈도우가 넓고 식각이 요구되는 정도가 크기 때문에, 웨이퍼 카세트(10)의 슬릿(30)과 접촉하는 웨이퍼(50) 가장자리의 식각 불균일도 및 웨이퍼 카세트(10)의 슬롯(30)과 접촉시 충격으로 인한 웨이퍼 가장 자리의 손상 등이 크게 문제되지 않는다.In general, the wet etching process has a wider process window and a larger degree of etching than the dry etching process, so that the etching irregularity and the wafer cassette edge of the
그러나, SOI 웨이퍼는 절연체 상에 형성된 반도체층인 실리콘층의 두께가 500 Å 내지 3000 Å 으로 형성되므로, 웨이퍼 가장자리에 크랙(crack) 또는 스크래치(scratch)와 같은 손상이 발생하는 경우 상기 반도체층을 따라 손상이 전파될 수 있다. 최근, SOI의 반도체 층은 100 Å 내지 500 Å 의 두께를 갖도록 형성되기 때문에 웨이퍼 가장자리의 손상은 웨이퍼의 중심 방향으로 더욱 용이하게 전파될 수 있다. 따라서, 종래의 웨이퍼 카세트를 이용하여 SOI 웨이퍼의 습식 식각공정을 수행하는 경우, SOI 웨이퍼가 웨이퍼 카세트 내에서 흔들리면서 그 가장자리가 웨이퍼 카세트의 슬릿과 빈번하게 접촉하기 때문에, SOI 웨이퍼의 가장자리에 손상이 초래될 수 있다. 또한, 슬릿으로 인하여 SOI 웨이퍼 가장자리에 식각 용액이 균일하게 닿지 않기 때문에, 식각 불균일이 발생할 수 있다. 이러한 손상이나 식각 불균일은 SOI 기판 상에 형성된 반도체 소자의 성능에 결함을 초래할 수 있다. However, since the SOI wafer is formed with a thickness of 500 to 3000 GPa, which is a semiconductor layer formed on the insulator, the SOI wafer is formed along the semiconductor layer when damage such as cracks or scratches occurs at the edge of the wafer. Damage can spread. Recently, since the semiconductor layer of the SOI is formed to have a thickness of 100 GPa to 500 GPa, damage of the wafer edge can be more easily propagated toward the center of the wafer. Therefore, when performing the wet etching process of the SOI wafer using the conventional wafer cassette, the edge of the SOI wafer is damaged because the SOI wafer is shaken in the wafer cassette and its edge frequently contacts the slits of the wafer cassette. Can be. In addition, etching irregularities may occur because the slit does not uniformly contact the etching solution on the edge of the SOI wafer. Such damage or etching irregularity may cause defects in the performance of the semiconductor device formed on the SOI substrate.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, SOI 웨이퍼의 식각 공정 동안 SOI 웨이퍼 가장자리에서 발생하는 식각 불균일이나 손상을 방지할 수 있는 웨이퍼 카세트를 제공하는 것이다.Accordingly, a technical object of the present invention is to provide a wafer cassette capable of preventing etching irregularities or damage occurring at the edge of the SOI wafer during the etching process of the SOI wafer.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트는, 웨이퍼의 일부분을 수용하는 내부 공간을 갖는 몸체; 상기 몸체의 내부 측면에 배치되고, 상기 웨이퍼 가장자리와 접촉하는 접점을 각각 지지하는 쐐기형 슬릿들을 구비하는 적어도 2 이상의 분리된 지지부를 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 웨이퍼 카세트는 상기 몸체의 외부 측면에 상기 웨이퍼 카세트를 핸들링하기 위한 파지부를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wafer cassette comprising: a body having an internal space accommodating a portion of a wafer; At least two separate supports disposed on an inner side of the body and having wedge shaped slits, each supporting a contact in contact with the wafer edge. Preferably, the wafer cassette of the present invention may further include a grip for handling the wafer cassette on the outer side of the body.
웨이퍼 카세트는 상기 몸체의 내부에 상기 지지부를 고정하는 적어도 2 이상의 제 1 결합부가 형성되어 있고, 상기 지지부의 양단에 상기 제 1 결합부와 결합되는 제 2 결합부가 형성되어 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 결합부와 상기 제 2 결합부는 상기 지지부의 위치를 변경할 수 있도록, 서로 탈부착이 가능하게 제작함으로써, 지지부의 위치와 개수를 자유롭게 변경할 수 있도록 한다.In the wafer cassette, at least two or more first coupling parts for fixing the support part are formed inside the body, and second coupling parts are coupled to the first coupling part at both ends of the support part. Preferably, the first coupling portion and the second coupling portion are made to be detachably attached to each other so that the position of the support portion can be changed, so that the position and the number of the support portions can be freely changed.
또한, 바람직하게는, 웨이퍼 카세트는 상기 웨이퍼당 상기 접점이 4 개가 되도록, 4 개의 지지부를 포함함으로써, 4 개의 지지부만으로 습식 식각 공정, 세정 공정 또는 웨이퍼를 운반하는 과정에서, 웨이퍼가 전후면 방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있으며, 웨이퍼 전면에 걸쳐 균일한 식각 공정을 제공할 수 있다.Also, preferably, the wafer cassette includes four supports such that the contact points per wafer are four, so that the wafer is oriented in the front-to-rear direction during the wet etching process, the cleaning process, or the process of transporting the wafer with only four supports. Shaking can be prevented and a uniform etching process can be provided over the entire wafer surface.
바람직하게는, 상기 쐐기형 슬릿에는 상기 쐐기형 슬릿의 내부로 상기 웨이 퍼의 가장자리를 유도하기 위한 경사면이 형성될 수 있으며, 상기 경사면의 경사각은 20° 내지 45°일 수 있다. 또한, 바람직하게는, 상기 쐐기형 슬릿의 내부 끝단에는 상기 웨이퍼의 가장자리가 삽입되는 홈이 형성될 수 있으며, 홈의 깊이는 0.5 mm 내지 1.5 mm 일 수 있다.Preferably, the wedge-shaped slit may be formed with an inclined surface for inducing the edge of the wafer into the inside of the wedge-shaped slit, the inclination angle of the inclined surface may be 20 ° to 45 °. In addition, preferably, the inner end of the wedge-shaped slit may be formed with a groove into which the edge of the wafer is inserted, the depth of the groove may be 0.5 mm to 1.5 mm.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.The embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is It is not limited to an Example. In addition, the thickness or size of each component in the drawings are exaggerated for convenience and clarity of description, the same reference numerals in the drawings refer to the same elements.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트를 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view showing a wafer cassette according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 웨이퍼 카세트(100)는 웨이퍼(50)의 일부분을 수용하는 내부 공간을 갖는 몸체(201); 및 몸체(201)의 내부 측면에 배치되고, 웨이퍼(50)의 가장자리와 접촉하여 웨이퍼(50)를 지지하는 지지부(300)들을 포함한다. 각 지지부(300)는 웨이퍼(50)의 가장자리를 수용할 수 있는 복수의 쐐기형 슬릿들(301)을 구비한다. 또한, 바람직하게는, 웨이퍼 카세트(100)는 몸체(201)의 외부 측면에 웨이퍼 카세트(100)를 핸들링할 수 있도록 파지부(202)를 더 포함할 수 있다. 습식 식각공정 동안 식각 균일성을 향상시키기 위하여, 로봇암(미도시)이 파지부(202)에 결합되어, 처리조 내에서 웨이퍼 카세트(100)를 상하 운동시킬 수 있다.2, the
바람직하게는, 몸체(201)의 내부에는 지지부(300)를 고정하는 다수의 제 1 결합부(203)를 형성할 수 있으며, 지지부(300)의 양단에는 제 1 결합부(203)와 결합할 수 있는 제 2 결합부(도 4의 303)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 제 1 결합부(203)는 오목 형상을 갖고, 제 2 결합부(303)는 오목 형상에 수용될 수 있도록 볼록 형상으로 형성할 수 있다. 바람직하게는, 제 1 결합부(203)와 제 2 결합부(303)가 서로 탈부착이 가능하도록 함으로써, 지지부(300)의 위치와 개수를 자유롭게 변경할 수 있다. 바람직하게는, 웨이퍼 카세트(100)는 복수의 웨이퍼(50)를 수용한 채로 식각액이 담겨 있는 처리조(미도시)에 침지되고, 공정에 따라 식각액을 가열할 수 있으므로 내식성 및 내열성을 가지는 재료로 형성할 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 카세트는 테프론 등으로 형성할 수 있다. Preferably, a plurality of
도 3은 도 2의 웨이퍼 카세트를 Ⅲ-Ⅲ 따라 절취한 단면을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the wafer cassette of FIG. 2 taken along line III-III.
도 3을 참조하면, 웨이퍼 카세트(100)는 웨이퍼(50)를 지지하기 위하여 4 개의 접점을 갖도록 4 개의 지지부(300)를 포함할 수 있다. 본 발명의 웨이퍼 카세트(100)는 4 개의 지지부(300)만으로 습식 식각공정, 세정 공정 또는 웨이퍼를 운반하는 과정에서, 웨이퍼(50)가 전후면 방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 특히, 습식 식각공정에서 웨이퍼 카세트(100)는 웨이퍼(50)를 지지하기 위하여 웨이퍼(50)의 가장자리와 4 개의 지점에서만 접하게 되어, 웨이퍼(50) 가장자리의 손상을 최소화할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
도 4는 도 2의 웨이퍼 카세트를 Ⅳ-Ⅳ 방향으로 절취한 단면을 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along the IV-IV direction of the wafer cassette of FIG. 2.
도 4를 참조하면, 지지부(300)의 쐐기형 슬릿(301)은 내부로 웨이퍼(50)의 가장자리를 용이하게 유도하기 위하여 경사면(302)을 구비할 수 있다. 바람직하게는, 경사면의 경사각(θ)은 20° 내지 45°일 수 있다. 또한, 쐐기형 슬릿(301)의 내부 끝단에는 웨이퍼(50)의 가장자리가 삽입되는 홈(303)이 형성될 수 있다. 바람직하게는, 홈(303)의 깊이는 0.5 mm 내지 1.5 mm 이다. 홈(303)의 넓이는 웨이퍼(50)의 두께에 따라 소정의 마아진(margin)을 갖도록 형성할 수 있다. 예를 들면, SOI 웨이퍼가 800 ㎛ 의 두께를 가질 때, 홈(303)의 넓이는 700 ㎛ 내지 900 ㎛ 일 수 있다. 본 발명에 따르면, 홈(303)에 웨이퍼(50)가 삽입됨으로써, 최소의 접촉면적으로 웨이퍼(50)를 고정할 수 있게 된다. Referring to FIG. 4, the wedge-
습식 식각공정 동안 식각 균일성을 향상시키기 위하여 웨이퍼 카세트(100)는 처리조(미도시) 내에서 일정한 속도로 상하운동을 한다. 이 때, 몸체(201)의 상부 모서리에 웨이퍼 카세트(100)의 바깥 쪽으로 경사진 경사면(204)을 형성함으로써, 웨이퍼 카세트(100)가 처리조(미도시) 내에서 상승할 때 식각액이 웨이퍼 카세트(100) 밖으로 용이하게 배출되도록 할 수 있다. 바람직하게는 경사면(204)의 경사각(θ)은 20°내지 40°일 수 있다. In order to improve the etching uniformity during the wet etching process, the
도 5는 도 2의 웨이퍼 카세트의 상면도를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a top view of the wafer cassette of FIG. 2.
도 5를 참조하면, 실제 습식 식각공정에서 웨이퍼(50) 가장자리의 접점 영역을 제외한 웨이퍼(50)의 전체 영역에 식각 용액이 고르게 닿기 때문에, 웨이퍼(50) 가 전체 영역에 걸쳐 균일하게 식각될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 미세한 습식 식각공정 예를 들면 100 Å 내지 500 Å 미만인 두께 갖는 반도체층에 대한 식각이 요구되는 SOI 웨이퍼의 습식 식각공정에서, 특히 장시간의 식각 시간이 요구되는 경우에도, SOI 웨이퍼 전면에 대하여 균일한 식각 공정을 제공할 수 있다.Referring to FIG. 5, in the actual wet etching process, since the etching solution uniformly contacts the entire region of the
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and alterations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention, which are common in the art. It will be apparent to those who have knowledge.
상술한 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 카세트는, 미세 식각 공정이 요구되는 SOI 웨이퍼에 대한 식각 공정에서 웨이퍼 가장자리와 접촉하는 접점을 각각 지지하는 쐐기형 슬릿들을 구비하는 지지부에 의하여 웨이퍼를 지지함으로써, 웨이퍼 가장 자리의 손상과 식각 불균일성을 방지하여 SOI 반도체 소자의 신뢰성과 수율을 향상시킬 수 있다.As described above, the wafer cassette of the present invention supports wafers by supporting portions having wedge-shaped slits that respectively support contacts in contact with the wafer edge in an etching process for an SOI wafer requiring a fine etching process. It is possible to improve the reliability and yield of SOI semiconductor devices by preventing site damage and etching nonuniformity.
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