KR20090017190A - 반도체 기판 이송용 캐리어 박스 - Google Patents

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Abstract

반도체 기판을 안정적으로 이송할 수 있는 캐리어 박스가 제공된다. 이러한 캐리어 박스는 하나 이상의 반도체 기판을 안치시키기 위한 하나 이상의 슬롯을 포함한다. 탄성 부재는 상기 하나 이상의 반도체 기판이 상기 하나 이상의 슬롯과 접촉되지 않도록 상기 하나 이상의 슬롯의 표면을 따라서 상기 하나 이상의 슬롯의 일부분을 덮도록 배치된다. 그리고, 상기 하나 이상의 반도체 기판은 상기 하나 이상의 슬롯 내에서 상기 탄성 부재와 접촉되도록 배치된다.
반도체 기판, 캐리어 박스, 탄성 부재, 이송

Description

반도체 기판 이송용 캐리어 박스{Carrier box for transferring semiconductor substrates}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 기판을 내부에 안치시켜 반도체 기판을 운송하는 데 사용되는 캐리어 박스에 관한 것이다.
반도체 기판, 예컨대 웨이퍼(wafer)는 반도체 소자의 제조에 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 웨이퍼 상에 집적회로를 제조한 후, 반도체 칩 단위로 패키징하여 복수의 반도체 소자들을 제조할 수 있다. 최근 반도체 소자의 생산성을 늘이기 위해서, 웨이퍼의 크기가 커지고 있다. 하지만, 웨이퍼의 크기가 커짐에 따라서, 이러한 웨이퍼를 다루는 것이 매우 어려워지고 있다.
나아가, 반도체 소자의 소형화 및 경량화 추세에 따라서, 웨이퍼는 패키징되기 전에 얇은 두께로 연마될 수 있다. 이러한 얇은 두께의 웨이퍼는 깨지기 쉽기 때문에, 이 웨이퍼를 다루거나 이송하는 것은 상당히 조심스럽다. 통상적으로, 이러한 웨이퍼는 캐리어 박스를 이용하여 이송된다.
예를 들어, 한국특허공개번호 제2004-0028156호는 웨이퍼 이송용 캐리어를 개시하고 있다. 여기에서, 웨이퍼들은 슬롯(slot)들에 안치되어 서로 분리되어 배 치될 수 있다.
하지만, 웨이퍼들을 슬롯들에 안치하는 경우, 대향된 슬롯들 사이의 상부 거리는 웨이퍼들보다 클 수밖에 없다. 따라서, 웨이퍼들이 슬롯들 내부에서 조금씩 움직일 수 있기 때문에, 웨이퍼들이 슬롯들의 가장자리와 부딪혀서 깨질 수 있다. 특히, 캐리어 박스가 옆으로 낙하되는 경우, 웨이퍼들이 슬롯들의 한쪽으로 기울어지면서 웨이퍼들이 깨지는 경우가 많다. 나아가, 이러한 웨이퍼 깨짐은, 전술한 바와 같이, 웨이퍼의 두께가 얇은 경우 더 심해질 수 있고, 따라서 연마된 웨이퍼들은 이러한 웨이퍼 깨짐에 매우 취약하다.
이에, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 기판을 안정적으로 이송할 수 있는 캐리어 박스를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따른 캐리어 박스가 제공된다. 하나 이상의 반도체 기판을 안치시키기 위한 하나 이상의 슬롯이 제공된다. 탄성 부재는 상기 하나 이상의 반도체 기판이 상기 하나 이상의 슬롯과 접촉되지 않도록 상기 하나 이상의 슬롯의 표면을 따라서 상기 하나 이상의 슬롯의 일부분을 덮도록 배치된다. 그리고, 상기 하나 이상의 반도체 기판은 상기 하나 이상의 슬롯 내에서 상기 탄성 부재와 접촉되도록 배치된다.
상기 본 발명에 따른 캐리어 박스의 일 예에 따르면, 상기 하나 이상의 슬롯은 카세트의 몸체 내부 표면에 대향되게 쌍으로 한정되고, 상기 탄성 부재는 상기 하나 이상의 슬롯의 하부를 덮도록 배치될 수 있다.
상기 본 발명에 따른 캐리어 박스의 다른 예에 따르면, 상기 하나 이상의 슬롯은 복수의 슬롯들을 포함하고, 상기 탄성 부재는 상기 복수의 슬롯들의 표면을 따라서 일체로 배치될 수 있다.
상기 본 발명에 따른 캐리어 박스의 또 다른 예에 따르면, 상기 카세트가 안치되는 케이스 부재; 및 상기 케이스 부재를 덮는 커버 부재가 더 제공되고, 나아가 상기 커버 부재는 내부에 상판 홀더를 더 포함하고, 상기 상판 홀더는 상기 하나 이상의 반도체 기판의 상면과 접촉되는 탄성 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 캐리어 박스의 더 다른 예에 따르면, 상기 탄성 부재는 상기 하나 이상의 슬롯의 깊이 방향으로 볼 때, 상기 슬롯의 바닥으로 갈수록 그 두께가 두꺼워질 수 있다. 나아가, 상기 탄성 부재는 상기 하나 이상의 슬롯의 아래로 갈수록 그 두께가 얇아질 수 있다.
본 발명에 따른 캐리어 박스에 따르면, 탄성 부재가 반도체 기판과 슬롯들이 직접 부딪치는 것을 막아주기 때문에 캐리어 박스의 이송 중에도 반도체 기판이 깨지지 않고 보관될 수 있다. 특히, 이러한 탄성 부재는 종래 캐리어 박스가 옆으로 낙하될 때, 반도체 기판이 깨지는 문제를 해결할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 캐리어 박스는 대형 크기의 얇은 반도체 기판을 포장하여 이송하는 데 적합하게 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 캐리어 박스에 따르면, 평평하고 탄성을 갖는 상판 플 레이트를 이용하기 때문에 커버 부재를 케이스 부재에 끼울 때 반도체 기판에 맞출 필요가 없다. 나아가, 상판 홀더가 반도체 기판에 부딪혀 반도체 기판이 깨지는 것을 막아줄 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 과장될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 캐리어 박스는 반도체 기판을 운송하기 위해서 내부에 공간이 한정된 다양한 형태를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 캐리어 박스는 카세트(cassette), 박스, 카세트 박스 등 다양한 형태로 불릴 수 있고, 이러한 명칭은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 박스(100)를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 캐리어 박스(100)를 보여주는 상면도이다. 도 3은 도 2의 캐리어 박스(100)의 III-III'선에서 절취한 단면도이고, 도 4는 도 2의 캐리어 박스(100)의 IV-IV'선에서 절취한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 박스(100)에 반도체 기판이 안치된 형태를 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 캐리어 박스(100)는 카세트의 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 캐리어 박스(100)는 카세트 또는 카세트 박스로 불릴 수도 있다. 몸체 부재(105) 내에는 하나 이상의 반도체 기판(50)을 안치하기 위한 내부 공간(110)이 한정될 수 있다. 손잡이 부재(135)는 몸체 부재(105)에 결합되고, 사람 또는 기계를 이용하여 캐리어 박스(100)를 운송하는 데 이용될 수 있다.
예를 들어, 몸체 부재(105)는 좌우 측벽들(115, 120), 전면(125) 및 후면(130)을 포함할 수 있다. 좌우 측벽들(115, 220)은 위에서 아래로 갈수록 그들 사이의 이격거리가 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 손잡이 부재(135)는 전면(125)에 부착될 수 있다. 후면(130)은 좌우 측벽들(115, 120)을 지지하도록 배치되고, 내부 공간(110)이 노출되도록 전면(125)에 비해서 작은 면적을 가질 수 있다.
이 실시예의 변형된 예에서, 좌우 측벽들(115, 120)은 수용하고자 하는 반도체 기판(50)의 모양에 따라서 적절하게 변형될 수 있다. 나아가, 전면(125) 및 후면(130)은 좌우 측벽들(115, 120)을 지지하는 역할을 하는 범위 내에서 적절한 형상으로 변형될 수 있음은 자명하다.
하나 이상의 슬롯들(140)은 몸체 부재(105) 내부 표면에 한정되어, 하나 이상의 반도체 기판(50)을 안치할 수 있다. 반도체 기판(50)은 슬롯들(140)의 위에서부터 삽입되어 슬롯들(140)을 따라서 아래로 슬라이딩된다. 따라서, 슬롯들(140)의 모양은 반도체 기판(50)의 모양에 따라서 적절하게 변형될 수 있다.
예를 들어, 반도체 기판(50)은 반도체 웨이퍼, 예컨대 실리콘 웨이퍼, 게르마늄 웨이퍼 또는 실리콘-게르마늄 웨이퍼를 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명의 범위는 이러한 예에 제한되지 않고, 반도체 기판(50)은 반도체 소자의 제조에 쓰이 는 다양한 기판을 지칭할 수 있다. 나아가, 반도체 기판(50)은 다양한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 통상적인 벌크 웨이퍼와 같이 500 내지 1000 ㎛의 두께를 갖거나 또는 연마된 웨이퍼와 같이 10 내지 500 ㎛의 두께를 가질 수도 있다.
슬롯들(140)은 좌우 측벽들(115, 120)에 대향되게 쌍으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 슬롯들(140)은 좌우 측벽들(115, 120) 각각에 13개 또는 25개 배치될 수 있다. 하지만, 슬롯들(140)의 수는 캐리어 박스(100)의 용량에 따라서 적절하게 선택될 수 있고, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
탄성 부재(150)는 슬롯들(140)의 일부분을 덮도록 슬롯들(140)의 표면을 따라서 배치될 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(150)는 반도체 기판(50)이 안치되어 있는 슬롯들(140)의 하부를 덮도록 배치될 수 있다. 탄성 부재(150)는 반도체 기판(50)이 슬롯들(140) 내에 안치될 때, 반도체 기판의 높이의 절반보다 소정 높이만큼 높게 신장되도록 배치될 수 있다.
탄성 부재(150)는 슬롯들(140)의 표면을 따라서 연결되어 일체형으로 제공되는 것이 경제적일 수 있다. 이 경우, 탄성 부재(150)는 몸체 부재(105)와 용이하게 결합되거나 또는 몸체 부재(105)로부터 용이하게 탈착될 수 있다. 하지만, 본 발명의 범위가 이러한 예에 제한되는 것은 아니며, 탄성 부재(150)는 슬롯들(140) 상에 개별적으로 복수 개로 배치될 수도 있다.
예를 들어, 탄성 부재(150)는 탄성력을 갖는 고무 또는 실리콘을 포함할 수 있다. 캐리어 박스(100) 내에서 반도체 기판(50)은 탄성 부재(150)와 직접 접촉되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 탄성 부재(150)는 반도체 기판(50)이 슬롯 들(140)과 직접적으로 접촉되는 것을 막아줄 수 있다. 따라서, 탄성 부재(150)는 그 탄성력 때문에 반도체 기판(50)과 직접 부딪치더라도 반도체 기판(50)을 깨뜨리지 않는다. 따라서, 탄성 부재(150)는 캐리어 박스(100)가 옆으로 흔들리거나 또는 낙하되더라도 반도체 기판(50)이 슬롯들(140)과 직접 부딪쳐 깨지는 것을 막아줄 수 있다.
탄성 부재(150)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬롯들(140)의 아래로 갈수록 그 두께가 작아질 수 있다. 따라서, 슬롯들(140)의 아래로 갈수록 탄성 부재(150) 위로 노출된 슬롯들(140)의 깊이가 깊어질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(50)이 원판 형태를 갖는 경우, 슬롯들(140)의 위로 갈수록 반도체 기판(50)과 슬롯들(140)의 사이의 거리가 멀어질 수 있다.
하지만, 탄성 부재(150)의 두께가 슬롯들(140)의 위로 갈수록 두꺼워지기 때문에, 탄성 부재(150) 및 반도체 기판(50) 사이의 거리는 좁게 유지될 수 있다. 따라서, 캐리어 박스(100)가 옆으로 흔들리거나 옆으로 낙하되더라도 반도체 기판(50)이 크게 움직일 공간이 없고, 따라서 반도체 기판(50)이 탄성 부재(150)와 약하게 부딪쳐 깨지지 않게 될 수 있다. 하지만, 탄성 부재(150)의 탄성이 큰 경우에는 탄성 부재(150)의 두께에 큰 상관없이, 반도체 기판(50)이 탄성 부재(150)에 강하게 부딪치더라도 반도체 기판(50)에 손상이 가지 않을 수도 있다.
나아가, 탄성 부재(150)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬롯들(140) 사이에 다양한 두께의 반도체 기판(50)을 안치하도록 슬롯들(140)의 내부로 깊어질수록 더 큰 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 슬롯들(140) 입구에서 제 1 이격 거리(W1)는 통상적인 초기의 반도체 기판(50)을 안치하도록 약 700 내지 800 ㎛ 범위를 가질 수 있다. 슬롯들(140)의 중간 깊이에서 제 2 이격 거리(W2)는 로직 소자가 형성되어 연마된 반도체 기판(50)을 안치하도록 약 300 내지 400 ㎛ 범위를 가질 수 있다. 슬롯들(140)의 바닥 부근에서 제 3 이격 거리(W3)는 메모리 소자가 형성되어 연마된 반도체 기판(50)을 안치하도록 약 80 내지 100 ㎛ 범위를 가질 수 있다.
이 실시예의 변형된 예에서, 슬롯들(140)의 깊이 방향으로, 슬롯들(140)의 폭이 작아지는 경우, 탄성 부재(150)는 슬롯들(140)의 깊이 방향으로는 일정한 두께를 가질 수도 있다.
반도체 기판(50)이 플랫존(55)을 갖는 경우, 반도체 기판(50)은 플랫존(55)이 반도체 기판(50)의 상면으로부터 약간 벗어나게 슬롯들(140) 내부로 삽입될 수 있다. 하지만, 반도체 기판(50)의 모양 및 크기에 따라서 이러한 제약 없이 반도체 기판(50)이 슬롯들(140) 내부로 삽입될 수도 있다. 예를 들어, 반도체 기판(50)의 크기가 다소 크거나 또는 노치 구조를 갖는 경우에 이러한 제약은 필요 없다.
전술한 바에 따르면, 캐리어 박스(100)는 그 크기 및 두께에 제약되지 않고 다양한 반도체 기판(50)을 수용할 수 있다. 나아가, 캐리어 박스(100)가 위아래 또는 옆으로 낙하되더라도 반도체 기판(50)은 깨지지 않고 안전하게 보관될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어 박스(200)를 보여주는 전개된 사시도이다. 도 7은 도 6의 캐리어 박스(200)에서 상판 홀더를 보여주는 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 카세트(100)는 도 1 내지 도 5의 캐리어 박스(100)와 동일하고, 따라서 참조부호도 동일하게 사용한다. 카세트(100)는 케이스 부재(230) 내에 안치될 수 있다. 커버 부재(210)는 케이스 부재(230)와 결합되어 카세트(100)를 캐리어 박스(200) 내에 밀봉할 수 있다. 예를 들어, 케이스 부재(230) 및 커버 부재(210)는 실링 부재(미도시), 예컨대 오-링(O-ring)을 이용하여 서로 결합될 수 있다.
이에 따라, 카세트(100) 내의 반도체 기판(도 5의 50)은 캐리어 박스(200) 내에 밀봉되어 보관될 수 있다. 따라서, 캐리어 박스(200)는 반도체 제품이 완성되어 외부 공기와 차단이 필요한 반도체 기판(50)의 이송에도 유용하게 이용될 수 있다. 케이스 부재(230) 및 커버 부재(210)는 카세트(100)를 수용하도록 적절하게 변형될 수 있음은 자명하다.
상판 홀더(220)는 카세트(100) 내의 반도체 기판(50)을 눌러서 고정시키기 위해서 커버 부재(210)의 내부에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상판 홀더(220)는 지지부(222)에 끼움 결합된 탄성 플레이트(224)를 포함할 수 있다. 탄성 플레이트(224)는 탄성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 탄성 플레이트(224)는 종래의 하드 슬롯 형태와 비교될 수 있다.
나아가, 상판 홀더(220)는 온도 변화에 따른 신축성 변화가 없는 것이 바람직하다. 반도체 기판(50)이 항공으로 운송되는 경우, 캐리어 박스(200)는 극저온, 예컨대 -40 내지 -50℃에서도 신축성 변화가 거의 없을 것이 요구된다. 따라서, 상판 홀더(220)는 극 저온에서도 신축성 변화가 없는 재질이 요구될 수 있다. 예를 들어 탄성 플레이트(224)는 실리콘, 고무, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 포함할 수 있다.
이에 따라, 커버 부재(210)가 케이스 부재(230)에 결합되는 경우, 탄성 플레이트(224)는 카세트(100) 내의 반도체 기판(50)의 상면을 탄성적으로 압착할 수 있다. 반도체 기판(50)이 플랫존(55)을 갖는 경우, 플랫존(55)과 탄성 플레이트(224)가 서로 대면되지 않도록 반도체 기판(50)을 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 왜냐하면, 플랫존(55)의 높이가 낮아서, 플랫존(55)과 탄성 플레이트(224)가 서로 압착되지 않을 수도 있기 때문이다. 하지만, 전술한 바와 같이, 노치 구조의 경우에는 이러한 제약이 따르지 않는다.
이 실시예에서, 상판 홀더(220)는 평평할 수 있다. 따라서, 종래 슬롯 형태의 것에 비해서, 상판 홀더(220)를 반도체 기판(50)에 맞출 필요가 없다. 따라서, 커버 부재(210)는 반도체 기판(50)에 맞출 필요 없이 케이스 부재(230)에 용이하게 결합시킬 수 있다. 왜냐하면, 캐리어 박스(200)에서, 반도체 기판(50)은 탄성 부재(150)에 의해서 고정될 수 있기 때문이다.
하판 홀더(240)는 케이스 부재(230)의 바닥면 상에 배치될 수 있다. 하판 홀더(240)는 케이스(100)의 바닥으로 돌출된 반도체 기판(50)을 고정시키는 역할을 할 수 있다. 하판 홀더(240)는 종래의 슬롯 형태와는 달리 전술한 탄성 플레이트(224)와 유사한 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 도 6의 카세트(100)가 생략되고, 슬롯들(140) 및 탄성 부재(150)가 케이스 부재(230) 및 커버 부재(210)의 내부 표면에 배치될 수도 있다. 이 경우, 케이스 부재(230)는 반도체 기판(50)을 수용하도록 카세트(100)와 유사한 모양으로 변형될 수도 있다.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 박스를 보여주는 사시도이고;
도 2는 도 1의 캐리어 박스를 보여주는 상면도이고;
도 3은 도 2의 캐리어 박스의 III-III'선에서 절취한 단면도이고;
도 4는 도 2의 캐리어 박스의 IV-IV'선에서 절취한 단면도이고;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 박스에 반도체 기판이 안치된 형태를 보여주는 단면도이고;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어 박스를 보여주는 전개된 사시도이고; 그리고
도 7은 도 6의 캐리어 박스에서 상판 홀더를 보여주는 단면도이다.

Claims (6)

  1. 하나 이상의 반도체 기판을 안치시키기 위한 하나 이상의 슬롯; 및
    상기 하나 이상의 반도체 기판이 상기 하나 이상의 슬롯과 접촉되지 않도록 상기 하나 이상의 슬롯의 표면을 따라서 상기 하나 이상의 슬롯의 일부분을 덮도록 배치된 탄성 부재를 포함하고,
    상기 하나 이상의 반도체 기판은 상기 하나 이상의 슬롯 내에서 상기 탄성 부재와 접촉되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송용 캐리어 박스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 슬롯은 카세트의 몸체 내부 표면에 대향되게 쌍으로 한정되고, 상기 탄성 부재는 상기 하나 이상의 슬롯의 하부를 덮도록 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송용 캐리어 박스.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 슬롯은 복수의 슬롯들을 포함하고, 상기 탄성 부재는 상기 복수의 슬롯들의 표면을 따라서 일체로 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송용 캐리어 박스.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 카세트가 안치되는 케이스 부재; 및
    상기 케이스 부재를 덮는 커버 부재를 더 포함하고,
    상기 커버 부재는 내부에 상판 홀더를 더 포함하고, 상기 상판 홀더는 상기 하나 이상의 반도체 기판의 상면과 접촉되는 탄성 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송용 캐리어 박스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 부재는 상기 하나 이상의 슬롯의 깊이 방향으로 볼 때, 상기 슬롯의 바닥으로 갈수록 그 두께가 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송용 캐리어 박스.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 부재는 상기 하나 이상의 슬롯의 아래로 갈수록 그 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송용 캐리어 박스.
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