KR20110060760A - 대구경 웨이퍼의 홀더 - Google Patents

대구경 웨이퍼의 홀더 Download PDF

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문병삼
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Abstract

본 발명은 450mm 웨이퍼의 두께를 증가시키지 않고 새그 및 스트레스에 의한 휨 현상을 방지할 수 있는 대구경 웨이퍼의 홀더를 제공하기 위한 것으로서, 본 발명의 웨이퍼 홀더는 대구경 웨이퍼의 가장자리 저면을 지지하는 내측 지지대; 및 상기 내측지지대에 연결되며 상기 대구경 웨이퍼의 가장자리 측면을 지지하는 외측 지지대를 포함하고, 상술한 본 발명은 대구경 웨이퍼의 홀더가 내측 지지대와 외측 지지대로 이루어짐에 따라 새그 현상 및 스트레스에 의한 웨이퍼 휨을 방지할 수 있는 효과가 있다.
대구경웨이퍼, 홀더, 지지대, 새그, 웨이퍼 휨

Description

대구경 웨이퍼의 홀더{HOLDER FOR LONG DIAMETER WAFER}
본 발명은 웨이퍼 홀더에 관한 것으로서, 특히 450mm 이상의 대구경 웨이퍼의 홀더에 관한 것이다.
반도체 소자는 고속화, 고집적화, 저생산비용 방향으로 발전되고 있다. 반도체소자의 높은 집적도 및 낮은 생산비용을 위해 반도체소자의 기판으로 사용되는 웨이퍼의 대구경화가 진행 중에 있다. 현재 양산되는 웨이퍼 지름 300mm 공정에서 2013년 부터는 450mm의 대구경 웨이퍼가 도입될 전망이다. 웨이퍼의 크기가 커짐에 따라 생산비용의 효율성을 높일 수 있는 방법이 되지만, 극복해야 할 장애물이 많이 있다.
반도체소자의 기판으로 사용되는 웨이퍼는 두께가 얇을 경우, 웨이퍼의 휨(Warpage)이 발생하여 제조공정 중 문제를 발생시킨다.
이러한 웨이퍼 휨 현상은 원인이 크게 2가지로 나뉘는데, 먼저 중력에 의해서 웨이퍼 자체가 아래로 처지는 '새그(SAG) 현상'과 공정 중에 진행되는 박막층의 열팽창 계수 차이 등에 의해 발생하는 '스트레스에 의한 휨 현상'이 있다.
300mm 웨이퍼 대비 450mm 웨이퍼가 동일한 새그(SAG) 크기를 가지기 위해서는 1.8mm까지 웨이퍼의 두께가 두꺼워야 한다. 즉, 300mm 웨이퍼에서는 0.775mm 두께를 갖지만, 450mm 웨이퍼에서는 동일한 새그 크기를 갖기 위해서는 1.8mm까지 두꺼워져야 한다는 것이다. 이렇게 웨이퍼가 두꺼워지면 웨이퍼에 사용되는 실리콘의 양이 증가함에 따라 제조 비용이 증가하는 원인으로 작용한다.
도 1은 450mm 웨이퍼의 두께에 따른 웨이퍼 휨(Wafer SAG) 정도를 계산한 값을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 450mm 웨이퍼의 두께가 0.925mm 이면 새그 값이 300mm 대비하여 4배로 증가 된다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 450mm 웨이퍼의 두께를 증가시키지 않고 새그 및 스트레스에 의한 휨 현상을 방지할 수 있는 대구경 웨이퍼의 홀더를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 홀더는 대구경 웨이퍼의 가장자리 저면을 지지하는 내측 지지대; 및 상기 내측지지대에 연결되며 상기 대구경 웨이퍼의 가장자리 측면을 지지하는 외측 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 내측 지지대와 외측 지지대의 연결부분이 라운딩처리된 것을 특징으로 한다. 상기 내측 지지대와 외측 지지대의 재질은 실리콘카바이드(SiC)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 내측 지지대의 두께는 상기 외측 지지대의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하며, 상기 외측 지지대의 두께는 200∼300㎛인 것을 특징으로 한다. 상기 내측 지지대 및 외측 지지대의 폭은 7.5∼10.0mm를 갖는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명은 대구경 웨이퍼의 홀더가 내측 지지대와 외측 지지대로 이루어짐에 따라 새그 현상 및 스트레스에 의한 웨이퍼 휨을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 홀더가 실리콘카바이드의 견고한 재질을 사용함에 따라 재활용이 가능 하고 오염에도 안정성을 확보하여 제조 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에서는 450mm 대구경 웨이퍼 사용시 300mm 웨이퍼보다 새그 현상에 의한 웨이퍼 휨 현상이 크게 발생되는 것을 방지하는 방법을 제시하고자 한다.
먼저, 본 발명은 소자 제조 공정 중에 발생되는 새그현상을 방지하기 위해서 대구경 웨이퍼의 가장자리에 휨 발생이 상대적으로 적게 일어나는 재질을 사용한다. 바람직하게, 실리콘카바이드(SiC) 계열의 재질은 웨이퍼의 휨을 받쳐 줄 수 있을 정도의 기계적 특성을 갖고, 아울러 화학적으로도 안정성이 뛰어나다.
웨이퍼 홀더는 웨이퍼의 두께보다 작아야 하며, 공정 중 핸들링(Handling)하는 것에서도 안정성이 보장되어야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대구경 웨이퍼의 홀더를 도시한 도면이다. 도 3a는 홀더의 사시도이고, 도 3b는 홀더의 상세도이다.
도 2를 참조하면, 대구경 웨이퍼(100)가 안착되는 홀더(101)는 내측 지지대(Inner Supporter, 101A)와 외측 지지대(Outer Supporter, 101B)로 이루어진다.내측지지대(101A)는 대구경 웨이퍼(100)의 가장자리 저면을 지지하고 있고, 외측 지지대(101B)는 대구경 웨이퍼(100)의 가장자리 측면을 지지하는 형태이다.
홀더(101)는 대구경 웨이퍼(100)의 가장자리를 지지하는 링 형태(Ring type)의 구조물로서, 내측 지지대(101A)는 웨이퍼 휨에 대해 저항하여 수평을 유지하는 역할을 하고, 외측 지지대(101B)는 중력에 의한 웨이퍼 휨 현상을 저항하는 역할을 한다.
내측지지대(101A)와 외측지지대(101B)로 이루어진 홀더(101)의 두께(T20)는 휨 현상을 더욱 방지하기 위해 대구경 웨이퍼(100)의 두께(T10)보다 더 작아야 한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여 홀더를 자세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 내측 지지대(101A)는 폭(W1)이 7.5∼10.0mm으로서 웨이퍼의 가장 자리에 닿는 부분이므로 웨이퍼 휨 현상을 지지할 수 있는 폭을 가져야 한다. 그리고, 두께(T1)는 외측 지지대(101B)의 두께(T2)보다 절반 정도의 두께를 갖는다. 내측 지지대(101A)의 재질은 외측 지지대(101B)와 동일한 재질을 사용하며, 바람직하게는 실리콘카바이드(SiC)를 사용한다.
다음으로, 외측지지대(101B)는 폭(W2)이 7.5∼10.0mm를 갖는데, 이 폭은 홀더의 휨에 대해서 저항력이 있는 폭이다. 두께(T2)는 웨이퍼의 두께와 웨이퍼 캐리어의 티스피치(Teeth Pitch) 고려하여 200∼300㎛ 정도로 제어되어야 한다. 재질은실리콘카바이드(SiC)를 사용하는 것이 바람직하다, 실리콘카바이드는 화학적 오염에 대비하여 실링층(Sealing Layer)의 역할도 수행한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀더를 도시한 도면으로서, 홀더(201)는 웨이퍼 가장자리의 물리적 충격을 최소화 하기 위해 내측지지대(201A)와 외측지 지대(201B)의 연결부분을 라운딩(Rounding, 도면부호 'R') 처리하고 있다.
상술한 바에 따르면, 웨이퍼 대구경화에 따른 휨 방지를 위한 홀더가 내측지지대와 외측지지대로 이루어지고 있고, 이에 따라 웨이퍼의 두께를 증가시키지 않아도 휨을 방지할 수 있다. 결국, 제조 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 450mm 웨이퍼의 두께에 따른 웨이퍼 휨(Wafer SAG) 정도를 계산한 값을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대구경 웨이퍼의 홀더를 도시한 도면.
도 3a는 홀더의 사시도.
도 3b는 홀더의 상세도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대구경 웨이퍼의 홀더를 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명
100 : 대구경 웨이퍼
101 : 홀더
101A : 내측 지지대
101B : 외측 지지대

Claims (7)

  1. 대구경 웨이퍼의 가장자리 저면을 지지하는 내측 지지대; 및
    상기 내측지지대에 연결되며 상기 대구경 웨이퍼의 가장자리 측면을 지지하는 외측 지지대
    를 포함하는 웨이퍼 홀더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내측 지지대와 외측 지지대의 연결부분이 라운딩처리된 웨이퍼 홀더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내측 지지대와 외측 지지대는 동일한 재질인 웨이퍼 홀더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내측 지지대와 외측 지지대의 재질은 실리콘카바이드(SiC)를 포함하는 웨이퍼 홀더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내측 지지대의 두께는 상기 외측 지지대의 두께보다 얇은 웨이퍼 홀더.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 외측 지지대의 두께는 200∼300㎛인 웨이퍼 홀더.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내측 지지대 및 외측 지지대의 폭은 7.5∼10.0mm를 갖는 웨이퍼 홀더.
KR1020090117449A 2009-11-30 2009-11-30 대구경 웨이퍼의 홀더 KR20110060760A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011056836A1 (de) 2011-06-22 2012-12-27 Lg Display Co., Ltd. Organische lichtemittierende Anzeigevorrichtung

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