KR0129656B1

KR0129656B1 - 종형보트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR0129656B1
Application number: KR1019930025212A
Authority: KR
Inventors: 다까시 다나까; 준 요시까와; 에이치 도야; 아추오 기따자와; 가주노리 메구로; 다뚜오 노자와; 유따까 이시쥬까; 요시유끼 와따나베; 마사루 세이노; 히데오 나카니시
Original assignee: 가스야 기요히꼬; 도시바 세라믹스 가부시끼가이샤
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1998-04-06
Also published as: KR940012571A; DE4340288C2; DE4340288A1; GB2272964B; US5492229A; GB2272964A; GB9324463D0

Abstract

본 발명의 목적은 규모가 큰 웨이퍼가 적재되어 있을 때에도 슬립전이가 발생되지 않고 웨이퍼의 휘어짐이 상당히 감소하는 종형보트를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 종형보트상의 정상과 바닥에 위치하는 두개의 엔드부재(2)와, 웨이퍼를 지지하기 위해 엔드부재(2)상에 수직으로 설치된 다수의 지지부재(3, 4, 5, 6, 104)를 포함하고, 다수의 웨이퍼를 적재하기 위한 종형보트는, 각 지지부재(3, 4, 5, 6, 104)는 다수의 지지암이 슬릿(9, 10, 7, 8, 108)에 의해 소정의 간격으로 한정되고, 각 지지암은 그 끝에 형성된 지지돌기(11, 12, 13, 14, 112)를 가지는 방법으로 형성된 일련의 슬릿(9, 10, 7, 8, 108)을 가지는 판형부재로 형성되고, 웨이퍼(1)의 원주는 지지부재(3, 4, 5, 6, 104)와 접촉하지 않는 반면 웨이퍼(1)의 내부(P)는 지지돌기(11, 12, 13, 14, 112)에 의해 지지되는 종형보트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

슬릿은 판형부재의 2개 측벽이 남도록 세로 방향을 따라 소정의 간격으로 판형부재상의 일련의 제 1 슬릿부를 형성하고, 제 1 슬릿부에 대응하여 각각의 제 2 슬릿부가 접촉하도록 한개의 측벽상에 일련의 작은 제 2 슬릿부를 형성하는 두가지 단계로 형성된다.

Description

종형보트 및 그 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 종형보트의 제 1 실시예를 나타내는 개략 단면도.

제2도는 제1도의 종형보트의 지지부재 중 하나를 나타내는 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타내는 제4도의 1~1선을 따른 개략 단면도.

제4도는 상부와 하부상의 슬릿은 도시되었지만 중앙부상의 슬릿은 생략된 제3도의 종형보트를 나타내는 개략 정면도.

제5도는 중앙부상의 슬릿이 생략된 제3도의 종형보트를 나타내는 좌측면도.

제6(A), 6(B)도는 제3도의 지지부재 중 하나의 제조과정을 나타내는 도면이며, 제6(A)도는 도6(B)의 지지부재의 좌측을 나타내는 도면이며, 제6(B)도는 제6(A)도의 Ⅳ~Ⅳ선에 따른 단면을 나타내는 도면.

제7(A),7(B)도는 제3도의 지지부재 중 하나를 나타내는 도면이며, 제7(A)도는 도7(B)의 지지부재의 좌측을 나타내는 도면이며, 제7(B)도는 제7(A)도의 Ⅴ~Ⅴ선에 따른 단면을 나타내는 도면.

제8(A),8(B)도는 제3도의 다른 지지부재의 제조공정을 나타내는 도면이며, 제8(A)도는 도8(B)의 지지부재의 좌측을 나타내는 도면이며, 제8(B)도는 제8(A)도의 Ⅵ~Ⅵ선에 따른 단면을 나타내는 도면.

제9(A),9(B)도는 제3도의 다른 지지부재를 나타내는 도면이며, 제9(A)도는 도9(B)의 지지부재의 좌측을 나타내는 도면이며, 제9(A)도의 Ⅴ~Ⅴ선에 따른 단면을 나타내는 도면.

제10도는 본 발명에 의한 제 3 실시예를 부분적으로 나타내는 개략단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 웨이퍼 1a : 웨이퍼의 중심

3,4,104 : 지지부재 7,8,108 : 슬릿

7a,8a : 제 1 슬릿 7b,8b : 제 2 슬릿

11,12,112 : 지지돌기

본 발명은 두개의 엔드부재와 그 엔드부재상에 수직으로 설치된 다수의 지지부재를 포함하는 다수의 반도체 웨이퍼를 적재하기 위한 종형보트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

산화 및 또는 확산처리공정에서는 종형(縱型)보트와 횡형(橫型)보트 중 하나가 선택된다.

종래의 종형보트는 두개의 엔드판과 엔드판상에 설치된 다수의(일예로 4개의) 수직 지지막대를 가진다. 다수의 웨이퍼가 수명 혹은 그보다 약간 기울어진 상태로 수직보트상에 적재된다. 상기 지지부재에는 다수의 반도체 웨이퍼를 적재하기 위해 소정의 간격으로 다수의 슬릿이 형성되어 있다.

종래의 종형보트에서는 일반적으로 모든 지지부재가 동일 단면구조를 가진다. 지지부재는 일예로 삼각형 막대 혹은 사각형 막대이다. 이와 같은 막대부재에 형성된 슬릿은 웨이퍼의 외주에 대응하여 원호 형태의 내부바닥을 가진다. 그러므로 스릿상에 형성된 지지표면은 웨이퍼의 외주방향으로 약간만 연장된다.

한편, 일본 실용신안 62-128633호는 대형 웨이퍼의 하중응력을 다수 완화시키는 수단으로서 지지 막대에 고정된 원호판을 포함하는 보트를 나타낸다. 그러나, 이 보트는 웨이퍼가 놓여지는 원호판이 매우 정밀한 표면을 가져야 하기 때문에 고가로 된다.

열처리과정에서는 웨이퍼뿐만 아니라 보트도, 그 형상에 상관없이 고온으로 가열된다. 고온으로 가열될 때, 웨이퍼가 크면 클수록 자체 무게에 의해 웨이퍼는 더 많이 휘어진다. 이것은 종래의 종형보트에서 웨이퍼가 그 원주부에 의해서만 지지되기 때문이다. 그러므로 웨이퍼가 변형되고 슬립되기 쉬워 소위 결정전이가 발생하고, 따라서 제품수율이 떨어진다.

한편, 웨이퍼의 통로가 지지부재사이에 균일하게 분포되어 있지 않다. 즉, 통로가 특정 지지부재에 집중되어 있다. 그 결과, 웨이퍼가 크면 클수록 슬립이 자주 발생된다.

종래의 보트에서는 웨이퍼를 넣고 빼기 위한 1쌍의 지지부재사이의 충분한 공간을 형성하기 위하여 웨이퍼의 삽입측에 위치하는 1쌍의 정면지지부재의 간격을 웨이퍼의 직경보다도 크게 하고 있었다. 웨이퍼를 지지부재에 적당히 적재한 상태에서, 웨이퍼의 무게중심과 정면지지부재의 선단을 연결하는 선과 웨이퍼의 삽입방향이 이루는 각도가 약 90도이다.

이와 같은 위치에서, 웨이퍼의 무게중심이 2개의 정면지지부재의 선단 또는 그 근방에 위치하게 되므로, 웨이퍼의 2개의 지지부재에 하중이 기울게 된다. 그 결과, 한쌍의 정면지지부재는 웨이퍼 무게의 70~90%를 부담하게 된다.

또한 웨이퍼와 웨이퍼에 결합된 지지부분의 슬릿부분 사이의 온도차로부터 열적응력이 생긴다.

그러므로, 웨이퍼의 규격이 클수록, 슬립전이의 발생빈도가 증가한다.

웨이퍼가 열처리를 받는 경우에, 열은 확산로로부터 복사뿐만 아니라 에이퍼와 결합하는 지지부재의 슬릿으로부터의 직접열전달에 의해 웨이퍼로 전달된다. 특히, 후자는 각 웨이퍼에 부분 온도차를 일으킨다. 그 자체의 무게뿐만 아니라 온도차에 의해서 발생된 웨이퍼의 응력은 특별히 2개의 정면지지부재 근처에서 웨이퍼의 슬립전이를 일으킨다.

본 발명에 의하면, 종형보트의 정상과 바닥에 위치하는 두개의 엔드부재(2)와 웨이퍼를 지지하기 위해 엔드부재(2) 상에 수직으로 설치된 다수의 지지부재(3, 4, 5, 6, 104)를 포함하고, 각 지지부재(3, 4, 5, 6, 104)는 다수의 지지암이 슬릿(9, 10, 7, 8, 108)에 의해 소정의 간격으로 한정되고, 각 지지암은 그 끝에 형성된 지지돌기(11, 12, 13, 14, 112)가 있는 식으로 형성된 일련의 슬릿(9, 10, 7, 8, 108)을 가지는 판형부재에 의해 형성되고, 웨이퍼(1)의 원주는 지지부재(3, 4, 5, 6, 104)의 암과 접촉하지 않는 반면 웨이퍼(1)의 내부(P)는 지지돌기(11, 12, 13, 14, 112)에 의해 지지되는 다수의 반도체 웨이퍼를 적재하기 위한 종형보트가 제공된다.

각 슬릿은 지지부재의 폭은 2/3 혹은 그 이상에 걸쳐있고, 지지부재의 폭의 3/4에 걸쳐있는 것이 더욱 바람직하다.

지지돌기에 의해 지지되는 내부는 바람직하게는 웨이퍼의 중앙주위의 동심원이다. 내부는 웨이퍼의 반경의 50~90% 더욱 바람직하게는 65~85%만큼 웨이퍼의 중심으로부터 떨어져 있다.

지지부재 사이에 거의 동일하게 웨이퍼가 적재되는 방법으로 내부는 위치하고 있다.

지지부재의 단면계수는 0.3~3.0㎤ 지지부재로서 충분한 힘을 실행하기 위하여 더욱 적당하게는 0.5~2.5㎤이다.

본 발명의 종형보트에 따르면, 웨이퍼의 휘어짐과 곡률이 상당히 감소하고, 슬립이 효과적으로 방지된다. 그러므로, 본 발명의 보트상에 적재된 웨이퍼가 열처리를 받을 때, 웨이퍼의 품질과 수율이 개선되고, 열처리에 필요한 시간이 감소될 수 있다.

본 발명에 따르면, 지지돌기는 주변부에 의해서가 아니라 내부에 의해서 웨이퍼를 지지하므로 웨이퍼의 주변부는 지지부재와 결합되지 않는다.

그 결과, 특정한 지지부재의 하중집중은 감소될 수 있다. 이것은 웨이퍼가 보트에 적절히 놓여지면 웨이퍼의 무게중심은 모두 지지부재로부터 동일하게 위치하도록 놓여질 수 있기 때문이다. 즉, 웨이퍼의 적재는 모든 지지부재 사이에 동일하게 분포된다. 그러므로, 웨이퍼의 슬립전이가 효과적으로 방지된다.

본 발명에 따르면, 지지돌기가 웨이퍼의 주변부에 의해서가 아니라 내부에 의해서 웨이퍼를 지지하기 때문에, 그 자체 무게만에 의한 웨이퍼의 휘어짐은 감소한다. 따라서, 종래기술에서 웨이퍼의 변형과 응력에 의해 발생된 웨이퍼상의 결정전이는 웨이퍼의 크기가 큰 경우에도 방지될 수 있다. 이 결과 수율이 개선된다.

본 발명에 따르면, 종래의 기술에서 지지부재와 결합한 웨이퍼의 주변부로부터의 직접 열전달에 의해 주로 생기는 각 웨이퍼상의 온도차와 열응력은 효과적으로 감소한다. 이것은 웨이퍼의 주변부가 지지부재와 결합되지 않는 반면, 지지부재가 작은 내부에 의해 웨이퍼를 지지하기 때문이다. 그러므로 웨이퍼상의 결정전이가 보다 효과적으로 방지되고 수율이 개선된다.

본 발명에 따르면, 판형부재의 두개의 세로 측벽이 잔존하는 식으로 소정의 간격으로 판형부재상에 일련의 제 1 슬릿부를 형성하고, 종형보트의 중심축 근처의 말단에 작은 지지돌기를 가지는 일련의 각 암을 한정하기 위하여 제 1, 제 2 슬릿부가 서로 연결하는 식으로 소정의 간격으로 한개의 세로 측벽상에 일련의 제 2 슬릿부를 형성하는 절차를 포함하는 종형보트를 생성하는 처리가 또한 제공된다.

판형부재는 일예로 평판, 관, 관형판등이다. 판형부재는 J형, U형, L형, V형의 단면을 가질 수 있다. L형이나 V형의 단면인 경우에는, 모서리각이 일예로 45~150도로 구성된다.

발명상의 방법에 따라, 매우 정확한 슬릿을 가지는 종협보트가 양산가능하다. 특히, 슬릿의 폭과 간격은 매우 정확하게 형성가능하다.

[실시예]

제1,2도는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타낸다. 다수의 웨이퍼를 가지는 종형보트는 보트의 정상과 바닥에 위치하는 두개의 엔드판(2)과, 엔드판(2)에 수직으로 설치된 셋이상, 일반적으로 네개의 지지부재(5, 6)를 포함한다. 바닥 엔드판(2)만이 제1도에 도시되어 있다. 지지부재(5, 6)는 일반적으로 그 단면이 긴 직사각형인 판이다. 웨이퍼(1)를 지지하는 일련의 슬릿(9, 10)은 각 지지부재(5, 6)에 형성되어 있다.

슬릿(9, 10)은 지지부재(5, 6)의 폭의 2/3이상, 바람직하게는 3/4이상에 걸쳐있다. 슬릿(9, 10)에 의해 웨이퍼(1)를 지지하기 위한 다수의 암은 제2도에 나타낸 것과 같이 한정되어 수평하게 뻗어있고 서로 평행하다. 작은 지지돌기(13, 14)는 내부(P)에 의해 지지돌기(13, 14)가 웨이퍼를 지지하는 식으로 각암의 끝에 형성되는 반면, 암은 웨이퍼의 주변부에 서로 접촉하지 않고 뻗어 있다. 지지돌기(13, 14)에 의해 지지될 웨이퍼(1)의 내부(P)는 바람직하게는 웨이퍼(1)의 중심(1a)으로부터 웨이퍼(1)의 반경의 50~90%만큼 떨어져 있다. 그리고 웨이퍼(1)의 내부(P)는 바람직하게는 웨이퍼(1)의 중심(1a)에 대해 동심원이다.

웨이퍼(1)의 어떤 주변부도 암의 지지돌기(13, 14)와 접촉하고 있지 않으므로 열은 주변부를 통해 지지부재(5, 6)로부터 웨이퍼(1)로 직접 전달되지 않는다. 그리고 웨이퍼의 주변부상에 응력집중은 감소한다.

지지돌기(13, 14)의 높이는 가스가 충분히 순환하도록 하기 위해 0.3~3㎜가 바람직하다. 슬릿(9, 10)의 폭은 보트로부터 웨이퍼로 열전달을 억제하고 가스가 웨이퍼와 암사이에 쌓이는 것을 방지할 수 있도록 충분히 크다.

종형보트는 높은 순도, 큰 내열성과 큰 내부식성을 적당히 가지는 실리카글래스, 실리콘카바이드, 탄소, 단결정실리콘, 다결정실리콘, 실리콘이 함유된 실리콘카바이드 등으로 구성된다. 실리카글래스의 경우에는 부재들을 연결하는 데에 용접이 편리한 반면, 다른 경우에는 소정의 방법으로 조립된다.

두가지 유형의 지지부재(5, 6)가 이 실시예에서는 사용되고, 그것들은 서로 평행한 엔드부재(2)상에 수직으로 설치된다.

지지부재(5, 6)는 단면의 길이와 폭이 다르다. 웨이퍼상에 삽입측에 위치하는 두개의 정면지지부재(5, 5)는 비교적 얇은 판으로 형성된다. 판(5)의 단면은 일반적으로 쐐기형이다. 슬릿은 소정의 간격으로 지지부재상에 제2도에 나타낸 것처럼 형성된다. 슬릿(9)은 서로 평행이고 지지부재(5)상의 폭의 약 4/5에 걸쳐있다. 슬릿(9)에 의해 다수의 암이 한정되므로 지지부재(5)는 빗과 같은 모양이다. 슬릿(9)은 제 1 슬릿부(9a)와 제 2 슬릿부(9b)에 의해 제2도에 나타낸 것처럼 형성된다.

제 1 슬릿부(9a)는 제 2 슬릿부(9b)보다 더 넓고 길다. 그러므로 작은 지지돌기(13)가 각 암의 끝에 형성된다. 지지돌기(13)는 예를 들어 12㎟의 비교적 작은 영역을 가진다. 두개의 지지부재(5, 5)는 서로 마주보도록 위치한다.

후면의 다른 두 지지부재(6, 6)는 지지부재(5)보다 두꺼운 판으로 형성된다. 판(6)의 단면은 일반적으로 쐐기형상이다. 슬릿(10)은 소정의 간격으로 지지부재(6, 6) 상에 지지부재(5)와 유사한 방법으로 형성되어 있다. 슬릿은 서로 평행이고 지지부재(6) 폭의 약 3/4에 걸쳐있다. 슬릿(10)에 의해 다수의 암이 한정되므로 지지부재(6)는 또한 빗과 같은 모양을 하고 있다. 슬릿(10)은 슬릿(9)와 유사한 방법으로 형성된다. 지지돌기(14)는 또한 각 암의 끝에 형성된다. 지지돌기(14)는 예를 들어 12㎟의 비교적 작은 영역을 가진다. 지지부재(6, 6)는 웨이퍼(1)의 중심(1a)를 서로 마주보도록 위치한다.

웨이퍼(1)는 웨이퍼(1)의 내부(P)가 지지돌기(13, 14)에 의해 지지되는 식으로 지지부재(5, 6)에 의해 지지되는 반면, 웨이퍼의 어떤 주변부도 지지부재(5, 6)의 암과 접촉하지 않는다.

정면지지부재(5)의 슬릿(9)은 슬릿바닥(9c)의 웨이퍼와 삽입방향(X)에 평행하도록 형성되어 있다. 반면, 후면 지지부재(6)의 슬릿(10)은 그 슬릿바닥(10a)이 웨이퍼(1)의 둘레원의 접선과 평행이 되도록 형성되어 있다.

웨이퍼(1)가 보트상에 적절히 놓여지면, 지지돌기(9,10)는 웨이퍼를 주변부에 의해서가 아니라 내부(P)에 의해서 지지한다. 이 내부(P)는 바람직하게는 웨이퍼(1)의 중심(1a) 주위의 동심원이고, 바람직하게는 웨이퍼(1)의 중심(1a)으로부터의 웨이퍼의 반경의 50~90%, 바람직하게는 65~85%만큼 떨어져 있다.

지지돌기(13, 14)에 의해 지지되는 웨이퍼(1)의 내부(P)는 후면지지부재(6)의 지지돌기(14)와 웨이퍼(1)의 중심(1a)과의 연결선과 웨이퍼의 삽입방향(X) 사이의 각도가 75~180도, 바람직하게는 95~140도가 되는 식으로 원주방향에 분포되어 있다. 반면 정면지지부재(5)의 지지돌기(13)와 웨이퍼(1)의 중심(1a)과의 연결선과 삽입방향(X) 사이의 각도가 30~120도, 바람직하게는 30~80도이다.

지지돌기(13, 14)는 다른 식으로 분포될 수 있다. 예를 들면, 정면지지부재(5, 5)의 두개의 돌기(13, 13)와 후면 지지부재(6, 6)의 두개의 돌기(14, 14)의 제1도에 M, N선에 대해 대칭이 되도록 위치한다. M선은 웨이퍼(1)의 중심 (1a)을 통과하고, 웨이퍼의 삽입방향(X)에 평행인 반면, N선은 웨이퍼(1)의 중심 (1a)를 통과하고, 웨이퍼의 삽입방향(X)에 수직이다. 이와 같은 방법으로 웨이퍼(1)의 부하는 4개의 지지돌기(13, 14) 사이에 동일하게 분포됨으로 웨이퍼(1)는 균형된 방법으로 지지될 수 있다. 웨이퍼(1)는 보트상에 이와 같은 방법으로 놓여지므로 웨이퍼의 중심 (1a)은 종형보트의 중심선과 거의 일치한다.

지지부재(5, 6)는 다음과 같은 방법으로 생성될 수 있다. 먼저 제1도에 나타낸 것처럼 그 단면이 일반적으로 쐐기형인 판형부재(5(6))가 제공된다. 그 다음 크기가 일예로 29×5.35㎜인 일련의 제 1 슬릿부(9a)가 물분사등에 의해 일예로 3㎜의 소정의 간격으로 두 측면 사이의 판형부재(9(10))상에 형성된다. 그러므로 다수의 창이 판형부재(5(6))의 세로방향을 따라 일렬로 형성되고 측벽(5a, 5b)이 남아있다. 한측벽(5b)은 일예로 다른 측벽(5a)의 두배 혹은 세배의두께이다.

다음 제 2 슬릿부(9b)는 얇은 측벽(5a)상에 일예로 3㎜이 소정의 간격으로 다이아몬드 커터에 의해 형성된다. 제 2 슬릿부(9b)은 작은 폭을 가지고 제 1 슬릿부(9a)와 대응하여 접촉한다. 그러므로 지지돌기(13(14))를 그 끝에 가지는 일련의 암이 제 1, 제 2 슬릿부(9a, 9b)에 의해 한정된다. 암은 두꺼운 측벽(5b)으로부터 수평으로 돌출하므로 두꺼운 측벽(5b)은 지지칼럼으로 작용한다. 지지돌기(13(14))는 일예로 높이가 1㎜이고 웨이퍼(1)의 내부(P)를 지지하기 위한 작은 정상표면을 가진다. 그래서 제 2 도에 나타낸 것처럼 빗형의 지지부재(9(10))가 형성된다.

판형지지부재상에 제 1 슬릿부를 형성한 후, 판형부재는 한개 혹은 두개의 엔드 부재상에 고정될 수 있고, 그 후에 제 2 슬릿부가 판형부재상에 형성될 수 있다. 이와 같은 방법으로 슬릿은 매우 정확하게 형성될 수 있다.

판형부재상에 제 1 슬릿부를 형성한 후, 판이 Si을 함침하여, 제 2 슬릿이 형성될 수 있다. 이와 같은 방법으로, 제 2 슬릿부는 쉽게 기계화된다.

슬릿이 지지부재상에 상기와 같은 방법으로 형성되면, 제2단계에서 절단부피가 매우 작기 때문에, 매우 정확한 슬릿이 형성될 수 있다.

제3~9도와 제10도는 본 발명에 따른 종형보트의 제 2, 제 3 실시예를 각각 나타낸다. 각 경우에서, 종형보트는 보트의 정상과 바닥에 위치하는 두개의 엔드부재와 엔드부재상에 수직으로 설치된 세개 혹은 그 이상의 일반적으로 4개의 지지부재(3, 4, 104)를 가진다. 각 지지부재(3, 4, 104)는 소정의 간격으로 세로방향을 따라 일련의 슬릿(7, 8, 108)을 가진다. 각 지지부재(3, 4, 104)는 일반적으로 세로판 혹은 세로 판형부재이다.

슬릿(7, 8, 108)은 지지부재(3, 4, 104)의 폭의 2/3이상, 바람직하게는 3/4이상에 걸쳐있다. 슬릿(7, 8, 108)에 의해 일련의 암은 지지부재(3, 4, 104)에서 한정된다. 각 암은 지지돌기(11, 12, 112)가 웨이퍼(1)의 내부(P)를 지지하는 식으로 끝에 지지돌기(11, 12, 112)를 가지는 반면, 암은 비접촉식으로 웨이퍼의 원주에 걸쳐 있다. 지지돌기(11, 12, 112)에 의해 지지되는 웨이퍼(1)의 상기 내부(P)는 바람직하게는 웨이퍼(1)의 중앙(1a)주위로 동심원이고, 바람직하게는 웨이퍼의 반경의 50~90%만큼 웨이퍼(1)의 중앙(1a)으로부터 적당히 떨어져 있다.

제 2 실시예에서, 각 지지부재(3, 4)는 단면이 원호 혹은 원형호이다. 지지부재의 단면은 L형, J형, 부메랑형 다른 곡선형일 수 있다. 지지부재(3, 4)는 세로 절단된 관에 의해 형성될 수 있다. 반면, 제 3 실시예에서 지지부재(104)는 일반적으로 관형이다. 각 지지부재(3, 4, 104)의 두께는 일정하지만, 그 끝으로 갈수록 줄어들 수도 있다. 그러므로 지지부재는 여러가지 형으로 변형될 수 있고 지지부재의 조합은 설명한 실시예에 한정되지 않는다.

웨이퍼의 어떤 주변부도 지지부재(3, 4, 104)의 지지돌기(11, 12, 112)에 접촉하지 않으므로 열은 주변부를 통하여 지지부재로부터 웨이퍼로 전달되지 않고 주변부상에서의 하중집중은 감소한다.

각 지지돌기(11, 12, 112)의 높이는 웨이퍼의 주변이 지지부재(3, 4, 104)의 암과 접촉하지 않을 정도로 충분하다. 그러나, 충분한 가스순환을 보장하기 위해서는 0.3~3㎜가 바람직하다. 그러므로 슬릿의 폭은 보트로부터 웨이퍼로 열전달이 억제될 수 있고 가스가 웨이퍼와 암사이에 쌓이는 것을 방지할 수 있을 정도로 충분히 크다.

지지돌기(11, 12, 112)는 웨이퍼(1)의 하중이 모든 지지부재(3, 4, 104) 사이에 동일하게 분포되는 방법으로 위치하므로 각 웨이퍼(1)의 휘어짐이 상당히 감소된다.

제 2, 제 3 실시예에 대하여 이하 더욱더 자세히 설명한다.

제3~9도에 나타낸 것과 같은 제 2 실시예에서, 종형보트는 두종류의 지지부재(3, 4)를 가진다. 지지부재(3, 4)는 일반적으로 다른 곡률반경을 가지는 반원호판이다. 두개의 정면 지지부재(3, 3)가 웨이퍼 삽입측 근처에 위치하여 서로 마주 본다. 지지부재(3)의 곡률반경은 지지부재(4)의 곡률반경보다 크다. 지지부재(3)는 제4,5도에 나타낸 것처럼 다수의 슬릿(7)을 간격(D1)으로 가진다. 슬릿(7)은 지지부재(3)의 폭의 약 5/6에 결쳐있다. 다수의 암은 슬릿(7)에 의해 한정된다. 각 암은 그 끝에 작은 지지돌기(11)를 가진다. 지지돌기(11)는 그 정상에 작은 지지표면을 가지고, 그 면적은 일예로 10~150㎟이다. 지지돌기(11)는 웨이퍼(1)의 내부(P)를 지지하도록 형성되어 있는 반면, 암의 다른 돌기는 웨이퍼(1)의 주변과 접촉하지 않는다.

다른 지지부재(4, 4)는 후측상에 위치하고 비교적 작은 곡률반경을 가진다. 지지부재(4)는 다수의 슬릿(8)을 제6,7도에 나타낸 것처럼 간격(D2)으로 가진다. 슬릿(8)은 지지부재(4)의 폭의 약 4/5에 결쳐있다. 다수의 암은 슬릿(8)에 의해 한정된다. 각 암은 그 끝에 작은 지지돌기(12)를 가진다. 지지돌기(12)는 그 정상에 작은 지지표면을 가지고, 그 면적은 일예로 10~50㎟이다. 지지돌기(12)는 웨이퍼(1)의 내부(P)를 지지하도록 형성되어 있는 반면, 암의 다른 부분은 웨이퍼(1)의 주변과 접촉하지 않는다.

슬릿(7)은 상대적으로 큰 폭을 갖는 제 1 장슬릿부(7a)와 상대적으로 작은 폭을 갖는 제 2 단슬릿부(7b)에 의해 형성된다. 슬릿(8)은 또한 상대적으로 큰 폭을 갖는 제 1 장슬릿부(8a)와 상대적으로 작은 폭을 갖는 제 2 단슬릿부(8b)에 의해 형성된다.

지지돌기(11, 12)에 의해 지지되는 웨이퍼(1)의 내부(P)는 바람직하게는 웨이퍼(1)의 중앙(1a) 주위에 동심원으로 위치하고, 바람직하게는 웨이퍼(1)의 중앙(1a)으로부터 웨이퍼(1)의 반경이 50~90%, 더욱 바람직하게는 65~85%만큼 떨어져 위치한다. 그러므로 웨이퍼(1)의 주변부는 지지돌기(11, 12)에 의해 지지되지 않는다.

지지돌기(11, 12)는 후면지지부재(4)의 지지돌기(12)와 웨이퍼(1)의 중심(1a)과의 연결선과 웨이퍼의 삽입방향(X) 사이의 각도(A)가 75~180도, 바람직하게는 95~140가 되는 식으로 원주방향으로 분포되어 있다. 한편 정면지지부재(3)의 지지돌기(11)와 웨이퍼(1)의 중심(1a)과의 연결선과 웨이퍼 삽입방향(X) 사이의 각도(B)는 바람직하게는 30~120도, 바람직하게는 30~80도이다.

지지돌기(11, 12)는 정면 지지부재(3, 3)의 두개의 돌기(11, 11)와 후면 지지부재(4, 4)의 두개의 돌기(12, 12)가 제3도에 M, N선에 대칭이 되는 상기와 다른 식으로 분포될 수 있다. M선은 웨이퍼(1)의 중심(1a)을 통과하고, 웨이퍼의 삽입방향(X)에 평행인 반면, N선은 웨이퍼(1)의 중심(1a)를 통과하고, 웨이퍼의 삽입방향(X)에 수직이다. 이와 같은 방법으로 웨이퍼(1)의 하중은 4개의 지지돌기(11, 12) 사이에 동일하게 분포됨으로 웨이퍼(1)는 균형되게 지지될 수 있다.

제3~9도에 나타낸 제 2 실시예의 지지부재(3)는 다음과 같은 방법으로 생성될 수 있다. 먼저 상대적으로 큰 지름을 가지는 관부재가 그 단면이 거의 1/4 원형호인 긴 판형부재를 제공하기 위해 수직으로 절단된다. 관부재는 일예로 바깥반지름(R1)이 40㎜이고 내부 반지름(R2)이 34㎜이다. 긴 판부재는 일예로 단면에서 중앙(01)주위를 일예로 100도에 걸쳐 원주상으로 연장된다.

다음 일련의 제 1 슬릿부(7a)가 판형부재상에 일예로 12.7㎜의 간격(D1)으로 형성되어 있다. 제 1 슬릿부(7a)는 일예로 7㎜의 폭(W1)를 가지고 중앙(01)주위에 60~80도에 결쳐 제4도에서 길이(L1)에 대응하며 원주상으로 뻗어 있다. 길이(L1)는 일예로 30㎜이다. 제 1 슬릿부는 레이저빔기계, 고압분사, 밀링커터, 선반, 다이아몬드 커터등에 의해 형성가능하다. 양 세로측벽(3b, 3c)은 제6(A),(B)도에 나타낸 것처럼 남아있다. 측벽(3c)는 다른 측벽(3b)보다 두꺼우므로 기둥역할을 한다. 더 얇은 벽(3b)은 중앙(01) 주위를 몇도에 걸쳐 원주상으로 연장된다.

그다음, 일련의 제 2 슬릿부(7b)가 다이아몬드 커터에 의해 측벽(3b)상에 형성된다. 제 2 슬릿부(7b)는 일예로 3.2㎜의 폭(W2)을 가진다. 제 2 슬릿부(7b)는 바깥쪽 표면(3b)으로부터 절단되어 대응하는 제 1 슬릿부(7a)와 연결된다. 이에 의해 그 끝에 지지돌기를 각각 가지는 일련의 암은 제 7(A),(B)에 나타낸 것처럼 제 1 슬릿부(7a)와 제 2 슬릿부(7b)에 의해 한정된다. 지지돌기(11)는 일예로 1.9㎜의 높이(H)와 작은 지지표면을 가진다.

제3~9도에서 또다른 지지부재(4)는 다음과 같은 방법으로 생성될 수 있다. 비교적 작은 지름을 가지는 관부재는 수직으로 절단되어 그 단면이 거의 반원호인 긴 판부재를 제공한다. 예를 들면, 관부재는 외부반지름(R3)이 17.5㎜이고 내부 반지름(R4)이 10㎜이다. 긴 판부재는 일예로 단면에서 중앙(02)주위를 일예로 225도에 걸쳐 원주상으로 뻗어있다.

다음 일련의 제 1 슬릿부(8a)가 일예로 12.7㎜의 간격(D2)으로 판형부재(3)상의 슬릿(7)의 간격(D1)에 대응하여 형성되어 있다. 제 1 슬릿부는 일예로 7㎜의 폭(W3)을 갖고, 중앙(01)주위에 180도로 원주상으로 뻗어 있다. 제 1 슬릿부는 레이저빔 기계, 고압분사, 밀링커터, 선반, 다이아몬드 커터등에 의해 형성될 수 있다. 양 수직측벽(4b,4c)은 제8A,8B도에 나타난 것과 같다. 측벽(4C)은 기둥으로서 기능할 수 있도록 다른 측벽(4b)보다 두껍다. 얇은 벽(4b)은 중앙(02)주위에 20도 정도 원주상에 걸쳐 있는 반면, 두꺼운 벽(4C)은 40도 정도 뻗어 있다.

그러면 일련의 제 2 슬릿부(8b)는 일예로 12.7㎜의 간격(D2)으로 측벽(4b)상에 다이아몬드 커터에 의해 형성되어 있다. 제 2 슬릿부(8b)는 일예로 3.2㎜의 폭을 가진다. 제 2 슬릿부(8b)는 바깥표면(4a)으로부터 절단되어 대응하는 제 1 슬릿부(8a)에 연결된다. 이에 의해 그 끝에 지지돌기(12)를 가지는 일련의 암이 제 1 슬릿부(8a)와 제 2 슬릿부(8b)에 의해 제9A,9B도에 나타낸 것처럼 한정된다. 지지돌기(12)는 일예로 1.9㎜의 높이와 3㎜의 폭(W5)을 가진다.

4개의 지지부재(3, 4)와 슬릿(7, 8)은 보트의 중심축을 포함하는 판에 대하여 대칭이고 웨이퍼삽입방향(X)에 대하여 평행이다. 그러나 이것들은 다른 방법으로 놓여질 수 있다.

제10도는 본 발명에 따른 제 3 실시예를 나타낸다. 4개의 관형 지지부재(104)가 종형보트의 정상과 바닥에 위치하는 두개의 엔드부재(2)상에 수직으로 설치되어 있다. 웨이퍼 삽입측에 위치하는 두개의 정면지지부재(104)는 웨이퍼를 넣고 빼기에 충분한 공간을 형성하기 위해 상대적으로 큰 지름을 가지는 반면 후측에 위치하는 두개의 후면 지지부재(104)는 경량구조를 도모하기 위하여 비교적 작은 지름을 가진다. 그러나 모든 지지부재(104)는 같은 지름을 가질 수 있다. 한편, 지지부재의 두께는 기계적인 강도를 고려하여 변화가능하다. 어떠한 경우에서도 지지부재(104)의 단면 계수는 0.3~3.0㎤이 바람직하고, 0.5~2.5㎤이라면 더욱좋다.

지지부재(104)는 같은 간격으로 형성된 일련의 슬릿(108)을 갖는다. 슬릿(108)은 다음과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 먼저 두개의 일련의 제 1 슬릿부는 같은 간격으로 관부재(5)의 양측으로부터 형성된다. 제 1 슬릿부는 정면지지부재와 후면지지부재의 경우에 각각 관부재(5)의 지름의 2/3, 3/4에 뻗어있다.

다음 일련의 제 2 슬릿부는 다이아몬드 커터에 의해 한개의 벽상에 제 1 슬릿부와 같이 다이아몬드 커터에 의해 같은 간격으로 형성된다. 각 제 2 슬릿부는 대응하는 제 1 슬릿부와 연결된다. 제 2 슬릿부는 제 1 슬릿부보다 작은 폭을 가진다. 제 2 슬릿부는 일예로 3.2㎜의 폭을 가진다. 이에 의해 종형보트의 중심축 근처의 단부에 형성된 지지돌기(112)를 각각 가지는 일련의 각 암이 제 1 슬릿부와 제 2 슬릿부에 의해 한정된다. 이 경우에 단부는 자유단이 아닌 중간단부이다.

지지돌기(112)는 그 정상에 형성된 작은 지지표면을 가진다. 일예로 5~50㎟의 면적을 가진다. 웨이퍼는 웨이퍼의 내부가 지지돌기(112)에 의해 지지되는 반면 웨이퍼의 주변은 슬릿(108)에 의해 한정된 암과 접촉하지 않는다. 내부는 웨이퍼(1)의 중앙(1a) 주위로 동심원이고 웨이퍼의 반경의 50~90%만큼 중앙(1a)으로부터 떨어져 있으므로 웨이퍼 주변은 암의 지지돌기(112)에 의해 지지되지 않는다.

지지돌기(112)의 주변 위치는 제 2 실시예의 지지돌기(11, 12)와 같다.

지지부재(3, 4, 104)를 생성하는 데 있어서, 제 1 슬릿부를 판형부재상에 형성한 후, 모든 판부재는 엔드부재의 한쪽 혹은 양쪽에 고정될 수 있고 그러면 제 2 슬릿부는 판형부재상에 형성될 수 있다. 이와 같은 방법으로, 슬릿은 매우 정확하게 형성될 수 있다.

한편, 제 1 슬릿부를 판형부재상에 형성한 후, 판형부재는 Si를 함침하여 제 2 슬릿부가 형성될 수 있다. 이 방법으로, 제 2 슬릿부는 쉽게 기계화될 수 있다.

8인치 웨이퍼용 종형보트는 단결정실리콘에 의해 형성된다. 보트는 제3~9도에 나타낸 것과 같은 구조를 가진다. 4개의 지지부재를 가지는 종래의 종형보트를 비교 시험하기 위해 준비하였다.

웨이퍼의 휘어지는 량은 컴퓨터 이용 시뮬레이션에 의해 계산되고 실제값은 레이저마이크로미터에 의해 본 발명과 종래의 종형보트의 경우에 각각 검출된다. 그 결과는 다음의 표1에 나타내었다.

(표 1)

표 1에 나타낸 것처럼, 종래의 보트에 적재된 웨이퍼는 30㎛ 혹은 그 이상만큼 휘어지는 반면, 본 발명의 보트에 적재된 웨이퍼는 5㎛ 혹은 그 보다 작다. 그래서 본 발명의 웨이퍼의 보트 휘어짐은 종래의 기술에서 보다 작다.

다음 열처리에서의 곡률치를 감지하였다. 결과치는 표 2에 나타내었다.

(표 2)

열처리는 100시간동안 1000℃의 온도에서 산화처리된다. 곡률치는 레이저 마이크로미터에 의해 감지된다.

그리고 열처리((1)~(3))동안에 생긴 슬립의 수와 길이가 감지된다. 결과치는 표 3에 나타내었다.

(표 3)

열처리((1)~(3))는 표 4에 따라 이행된다.

(표 4)

*상기 열처리는 질소+산소 환경에서 행하였다.

표 2,3에 나타낸 것처럼, 본 발명의 보트에 있어서 곡률은 종래의 기술보다 작고 슬립은 거의 발생되지 않았다.

따라서, 본 발명에 따른 종형보트를 사용함으로 웨이퍼의 휘어짐과 곡률이 감소하고 슬립은 열처리동안 효과적으로 방지된다. 이것을 주로 웨이퍼의 내부는 암의 지지돌기에 의해 지지되는 반면 웨이퍼의 주변부는 지지부재의 암과 접촉하지 않기 때문이다.

Claims

각각 웨이퍼는 주변부와 내부를 갖고, 종형보트는 정상부와 바닥부를 갖는, 다수의 반도체웨이퍼를 지지하기 위한 종형보트에 있어서, 상기 종형보트의 정상부와 바닥부에 위치한 두 엔드부재와, 상기 웨이퍼를 지지하기 위해 상기 엔드부재 사이에 수직으로 뻗어있는 다수의 지지부재와 각 지지부재는 소정의 간격으로 형성된 일련의 슬릿은 갖는 판형부재이고, 지지암은 웨이퍼의 내부는 지지돌기에 의해 지지되고 접촉하고 있는 반면 웨이퍼의 주변부는 상기 지지돌기 및 상기 지지부재와 접촉하지 않는 식으로 지지돌기를 가지고, 상기 슬릿에 의해 한정되는 다수의 지지암을 포함하여 구성되고, 상기 지지돌기에 의해 지지되는 웨이퍼의 내부는 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼반경의 50~90%만큼 뻗어 있고, 상기 종형보트는 실리카글래스, 실리콘카바이드, 탄소, 단결정실리콘, 다결정실리콘, 실리콘이 함유된 실리콘카바이드로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 구성되고, 상기 지지부재의 지지암과 지지돌기는 단일 블록체를 구성하도록 서로 일체로된 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 1 항에 있어서, 상기 지지돌기에 의해 지지되는 상기 웨이퍼의 내부는 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 반경이 65~85%만큼 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 1 항에 있어서, 상기 지지돌기에 의해 지지되는 상기 웨이퍼의 내부는 웨이퍼의 중심 주위에 위치한 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 1 항에 있어서, 상기 슬릿은 상기 판형부재의 폭의 2/3이상에 걸쳐 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 1 항에 있어서, 상기 슬릿은 상기 판형부재의 폭의 3/4이상에 걸쳐 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 종형보트.
제1항에 있어서, 상기 슬릿은 판형부재의 폭의 4/5이상에 걸쳐 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 1 항에 있어서, 상기 지지부재는 두 정면지지부재와 두 후면지지부재를 포함하고, 상기 네 지지부재는 종형보트의 중심축을 포함하는 평면에 대해 대칭이고 웨이퍼삽입방향에 평행한 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 7 항에 있어서, 상기 지지돌기에 의해 지지되는 웨이퍼의 내부는, 웨이퍼의 삽입방향과 상기 후면지지부재의 지지돌기를 웨이퍼의 중심과 연결하는 선에 의해 형성된 각이 75~180도이고, 상기 웨이퍼삽입방향과 웨이퍼의 정면지지부재의 지지돌기를 웨이퍼의 중심과 연결하는 선에 의해 형성된 각이 30~120도가 되는 식으로 원주방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 7 항에 있어서, 지지돌기에 의해 지지되는 웨이퍼의 내부는, 웨이퍼의 삽입방향과 상기 후면지지부재의 지지돌기를 웨이퍼의 중심과 연결하는 선에 의해 형성된 각이 95~140도이고, 웨이퍼삽입방향과 상기 정면지지부재의 지지돌기를 웨이퍼의 중심과 연결하는 선과의 사이에 형성된 각이 30~80도가 되는 식으로 원주방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 7 항에 있어서, 상기 지지돌기에 의해 지지되는 웨이퍼의 내부는 종형보트의 중심축을 포함하는 평면에 대해 대칭이고 웨이퍼삽입방향에 수직인 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 1 항에 있어서, 상기 지지부재의 단면계수는 0.3~3.0㎤인 것을 특징으로 하는 종형보트.
제11항에 있어서, 상기 지지부재의 단면계수는 0.5~2.5㎤인 것을 특징으로 하는 종형보트.
제 1 항에 의한 종형보트를 제조하는 방법에 있어서, 판형부재의 두 측벽이 남아 있도록 그의 수직방향을 따라 소정의 간격으로 판형부재에 일련의 제 1 슬릿부를 형성하는 단계와, 상기 대응하는 제 1 슬릿부에 각 제 2 슬릿부가 연결되도록 같은 간격으로 측벽중 하나에 일련의 작은 제 2 슬릿부를 형성하는 단계와, 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 종형보트제조방법.
제13항에 있어서, 상기 제 2 슬릿부는 다이아몬드커터에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 종형보트제조방법.
제13항에 있어서, 상기 제 1 슬릿부를 형성한 후에, 상기 판형부재는 하나 또는 두개의 엔드부재상에 세워지고, 그 후에 상기 제 2 슬릿부가 형성되는 것을 특징으로 하는 종형보트제조방법.
제13항에 있어서, 상기 제 1 슬릿부를 형성한 후에, 상기 판형부재는 Si가 주입되고, 그 후에 상기 제 2 슬릿부가 형성되는 것을 특징으로 하는 종형보트제조방법.
각 웨이퍼는 그 주위에 주변부와 내부를 가지고, 보트는 정상부와 바닥부를 가지는, 다수의 반도체웨이퍼를 지지하기 위한 종형보트에 있어서, 상기 종형보트의 정상부와 바닥부에 위치한 두 엔드부재와, 각 지지부재는 소정의 간격으로 빠짐없이 형성된 일련의 슬릿을 가지는 판형부재이고, 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 앤드부재사이에 수직으로 뻗어 있는 다수의 지지부재와, 지지암은 웨이퍼의 내부는 상기 지지돌기에 의해 지지되고 접촉하고 있는 반면, 상기 웨이퍼의 주변부는 상기 지지돌기와 상기 지지부재의 암과 접촉하지 않는 식으로 지지돌기를 가지고, 상기 슬릿에 의해 한정되는 다수의 지지암과, 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 종형보트.
제17항에 있어서, 상기 지지돌기에 의해 지지될 웨이퍼의 내부는 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 반경이 50~90%만큼 뻗어 있고, 상기 지지보트는 실리카글래스, 실리콘카바이드, 탄소, 단결정실리콘, 다결정실리콘, 실리콘이 함유된 실리콘카바이드로 구성되는 그룹으로부터 선택된 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 종형보트.