불활성가스 분위기에서의 정전기 제거장치의 개발

Abstract

반도체 웨이퍼는 노즐로부터 이송된 가스가 웨이퍼와 접촉할 때 수 kV로 충전한다. 이 때 발생한 정전기 인력에 의해 먼지가 부착되는 등의 오염으로 반도체 제조수율이 저하되거나 정전기 방전으로 인해 웨이퍼가 손상되므로 이에 대한 대책이 반드시 필요하다. LCD 제조 및 반도체 제조공정에서 정전기를 제거하는 방식으로는 코로나 방전에 의해 이온을 발생시키는 방식과 연 X선(Soft X-ray, 파장 1.5Å)의 전리 작용을 이용하여 주위 공기 및 가스분자를 이온화하여 제전대상 물체의 정전기를 중화·완화 시키는 방법이 있다. 최근에는 LCD 및 반도체 제조공정 중에는 감압 진공상태 및 불활성가스(N2 gas, Ar gas 등)를 취급하는 특수한 환경에서도 정전기를 제거하여야 하는 경우가 있다. 이 때 코로나 방전을 사용한 정전기 제거장치는 전계에너지가 약하기 때문에 감압 질소가스에서는 공기 전리를 할 수 없어 정전기를 제거할 수 없는 문제점이 있고, 연 X선을 이용한 정전기 제거장치는 대기압의 공기 중에서는 제전성능이 우수하지만, 진공상태 및 불활성 가스를 취급하는 특수한 환경에서는 연 X선으로 (+),(-)이온을 생성할 수 없어, 즉 공기를 전리시켜 수 없어 정전기를 제거할 수가 없다. 현재 공기중의 개방된 공간에서 반도체 제조공정의 대전방지기술은 각 공정에서의 웨이퍼가 반송되는 동안 공기중에 노출되는 경우에 사용되고 있다. 향후 반도체 제조공정에서 중요성이 높아질 것으로 예상되는 산화막의 형성, 불순물 등으로 웨이퍼의 표면을 오염시키는 문제를 극복하기 위해 고순도 질소가스로 밀폐된 제조시스템을 도입하여 웨이퍼를 처리하는 방식으로 변화할 것이다. 본 연구에서 감압 불활성 가스의 분위기에서 정전기를 제거할 수 있는 진공자외선(Vacuum Ultra Violet ray)을 이용한 정전기 제거장치를 개발하고자 한다. 감압환경의 변화, 조사 방식 및 불활성 가스의 종류에 따라 진공자외선을 이용한 정전기 제거장치의 제전성능변화에 대한 연구결과를 발표한다.