KR100536025B1 - 웨이퍼 보트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼가 대구경화되면서 웨이퍼 보트에 다수개의 웨이퍼를 장착한 상태에서 공정을 진행하는 중에 웨이퍼의 중앙까지 공정가스가 골고루 유입되지 않아 웨이퍼의 중앙과 테두리 사이에 온도차이가 발생한다는 점을 감안하여 제안된 것으로, 이는 웨이퍼 보트를 2중으로 설치하고, 공정을 진행하는 중에 각 웨이퍼 보트의 높이를 조절하여 공정가스의 유입이 원활하도록 대구경화된 웨이퍼 간의 피치를 적절하게 조절할 수 있도록 된 웨이퍼 보트에 관한 것이다.

Description

웨이퍼 보트

본 발명은 반도체 장치 제조설비 중 여러 매의 웨이퍼를 한 번에 진행할 수 있는 배치형 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 보트의 구조를 개선하여 공정진행 중 각 웨이퍼 간의 피치(pitch)를 적절하게 조절할 수 있도록 하는 웨이퍼 보트(wafer boat)에 관한 것이다.

다시 말하면, 대구경화된 웨이퍼에 공정가스를 골고루 공급하면서 웨이퍼 전면의 온도를 일정하게 조절할 수 있도록 공정진행 중 웨이퍼 간의 피치를 넓게 조절할 수 있도록 웨이퍼 보트의 구조를 변경한 것이다.

반도체 장치 제조설비 중 여러 매의 웨이퍼를 한 번에 진행할 수 있는 배치형 설비는 확산 및 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 공정에서 쓰여지고 있는 데, 웨이퍼가 대구경화되면서 웨이퍼 중앙과 테두리 간의 온도차이가 심해져 열팽창 차이가 발생하여 생기는 슬립현상이 일어난다.

즉, 종래의 웨이퍼 보트는 도1에 도시한 바와 같이, 두 개의 고정판(101) (102)이 다수개의 지지대(103)에 의해 상하로 수평되게 고정되고, 이 지지대(103)의 내면에서 웨이퍼를 장착할 수 있도록 다수개의 슬롯(104)이 형성되어 있다. 이에 따라 웨이퍼 보트에 다수개의 웨이퍼를 장착하여 확산공정이나 LPCVD공정 등을 진행할 수 있는 것이다.

그러나, 위에서 언급한 바와 같이 웨이퍼가 대구경화되면서 웨이퍼 중앙과 테두리 간의 온도차이가 심해져 열팽창으로 인해 슬립현상이 발생되고, 각 웨이퍼 간의 피치는 좁고 웨이퍼의 테두리로부터 중앙까지는 폭이 넓기 때문에 공정가스가 웨이퍼의 중앙까지 원활하게 공급되지 않아 웨이퍼 내의 막질의 도포상태가 나빠지는 결점이 있다.

상기한 바와 같은 결점을 제거하기 위하여 제안된 본 발명의 목적은 공정을 진행하는 중에 웨이퍼 간의 피치를 적절하게 늘려 공정가스가 고르게 공급되도록 하는 한편, 웨이퍼 전면의 온도를 일정하게 조절하여 웨이퍼 막질의 도포상태를 균일하게 하면서 열팽창 차이로 인한 웨이퍼의 슬립현상을 방지할 수 있도록 하는 웨이퍼 보트를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 보트는 외곽에 다수개의 관통공이 형성된 제1상판과 중앙에 관통공이 형성된 제1하판이 다수개의 지지대에 의해 수평지게 고정되고, 이 지지대의 내면에 다수개의 슬롯이 형성되어 있는 고정 보트와, 이 제1상판 위에 위치한 제2상판과 외곽에 다수개의 관통공을 가지며 제1하판 위에 위치한 제2하판이 다수개의 지지대에 의해 수평지게 고정되고, 이 지지대의 내면에 다수개의 슬롯이 형성되어 있는 가동 보트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 고정 보트와 가동 보트의 슬롯이 등간격으로 형성되고, 이 고정 보트의 슬롯과 가동 보트의 슬롯이 서로 교차되게 형성되며, 이 고정 보트의 슬롯과 가동 보트의 슬롯이 서로 등간격의 높이로 설치되어 있으며, 이 고정 보트의 지지대와 가동 보트의 지지대가 상판과 하판의 동일 동심원상에 설치되어 각 지지대의 슬롯에 동일한 구경을 갖는 웨이퍼를 장착할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 웨이퍼 보트는 제3상판과 중앙에 관통공이 형성된 제3하판이 다수개의 지지대에 의해 수평지게 고정되고, 이 지지대의 내면에 다수개의 차단막이 형성되어 있는 차단막 보트를 더 포함하여 구성되는 데, 이 차단막은 고정 보트의 슬롯이나 가동 보트의 슬롯의 간격과 동일한 간격으로 형성되고, 이 제3하판의 관통공의 직경이 제1,2하판의 직경보다 크게 형성되어 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도2를 참조하면, 웨이퍼 보트는 고정 보트와 가동 보트에 의해 2중으로 구성되는 데, 이 고정 보트는 웨이퍼보다 큰 직경을 갖으며 중앙에 관통공(5)이 형성된 제1하판(1a)과 외곽에 지지대(3b)과 외곽에 지지대(2b)에 대응되는 수의 관통공(6a)이 형성된 제1상판(2a)이 다수개의 지지대(3a)에 의해 수평지게 고정 설치되어 있고, 이 지지대(3a)의 내면에는 다수개의 웨이퍼를 장착할 수 있는 다수개의 슬롯(4a)이 등간격으로 설치되어 있다. 이 때, 지지대(3a)의 내면에 설치되는 슬롯(4a)의 간격은 종래 슬롯의 간격보다 2배 넓은 간격을 가지고 등간격으로 설치되어 있다.

이 고정 보트와 한 쌍이 되는 가동 보트는 웨이퍼보다 큰 직경을 갖으며 외곽에 지지대(3a)에 대응되는 수의 관통공(6b)이 형성된 제2하판(1b)과 제2상판(2b)이 다수개의 지지대(3b)에 의해 수평지게 고정 설치되어 있고, 이 지지대(3b)의 내면에는 다수개의 웨이퍼를 장착할 수 있는 다수개의 슬롯(4b)이 등간격으로 설치되어 있다. 이 때, 지지대(3b)의 내면에 설치되는 슬롯(4b)의 간격은 종래 슬롯의 간격보다 2배 넓은 간격을 가지고 등간격으로 설치되어 있다.

다시 말하면, 고정 보트의 지지대(3a)에 형성된 슬롯(4a)의 간격과 가동 보트의 지지대(3b)에 형성된 슬롯(4b)의 간격이 서로 동일한 간격을 가지며, 두 슬롯(4a)(4b)이 서로 교차되게 위치하면, 종래의 웨이퍼 보트에서 보이는 바와 같이 각각의 슬롯(4a)(4b)의 간격이 동일함을 알 수 있다.

이렇게 2중으로 구성된 웨이퍼 보트는 도3과 도4에 도시한 바와같이, 고정판(8) 위에 2중으로 구성된 웨이퍼 보트가 안착된 상태에서 고정판(8)의 저면으로부터 구동수단에 의해 회전되는 나사형 보트 지지대(9)가 관통공(5)을 통해 승강되어 가동 보트의 승강이 이루어지면서 고정 보트의 슬롯(4a)과 가동 보트의 슬롯(4b) 간의 간격, 즉 웨이퍼 보트에 안착된 웨이퍼 간의 피치가 조절되는 것이다.

가동 보트를 승강하는 다른 방법으로는 도5와 도6에 도시한 바와같이, 고정판(8)에 입설된 지지대(10)가 제1하판(1a)의 관통공(5)을 통해 제2하판(1b)의 저면에 맞닿아 가동 보트를 소정의 높이로 지지하는 상태에서 고정 보트를 지지하고 있는 수평 지지대(11)가 이에 연장되어 있으며 구동수단에 의해 상하로 작동되는 작동링크(12)에 의해 상하로 작동되면서 고정 보트의 높이가 조절되어 고정 보트의 슬롯(4a)과 가동 보트의 슬롯(4b) 간의 간격, 즉 웨이퍼 보트에 안착된 웨이퍼 간의 피치가 조절되는 것이다.

이와 같이 구성된 웨이퍼 보트의 작동에 대해서 도7 내지 도9에 의해 보다 상세히 설명한다.

먼저, 웨이퍼 보트에 웨이퍼를 로딩하거나, 웨이퍼 보트의 웨이퍼를 언로딩하는 중이나 혹은 공정챔버 내에 다수개의 웨이퍼를 장착한 웨이퍼 보트를 이송한 직후에는 도7에서와 같이, 고정 보트의 슬릿(4a)과 가동 보트의 슬릿(4b)에 안착된 웨이퍼 간의 피치가 일정한 간격을 갖는다.

즉, 미도시된 로봇 아암에 의해 웨이퍼 보트에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위해서는 각 웨이퍼 간의 피치가 소정의 간격을 유지해야 하기 때문에 종래와 같이 공정을 수행하기 전에는 각 웨이퍼 간의 피치가 일정하게 유지되는 것이다.

이어서, 다수개의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 보트를 공정챔버로 이송한 후 웨이퍼에 산화막을 형성하는 확산공정 등을 수행하게 되면, 미도시된 구동수단의 작동으로 도8에 도시한 바와 같이, 고정 보트나 혹은 가동 보트의 높이가 조절되어 웨이퍼 간의 피치가 넓어지거나 혹은 좁아지게 된다.

이에 따라 확산공정을 진행하기 위해 공급되는 공정가스가 넓어진 웨이퍼 사이의 공간으로 확산되어 웨이퍼의 상면과 이면에 고르게 닿으면서 웨이퍼의 위치에 관계없이 웨이퍼의 온도가 일정하게 유지되어 웨이퍼에 형성되는 막질의 특성이 일정하게 유지되는 것이다.

물론, 좁아진 웨이퍼 사이로는 공정가스가 거의 유입되는 않아 웨이퍼의 온도나 막질 형성에 영향을 주지 않는다.

그리고 나서, 소정시간이 경과되면 구동수단의 구동으로 가동 보트나 고정 보트의 높이를 도9에 도시한 바와 같이 조절하여 도8과는 반대로 웨이퍼 간의 피치를 조절한 후 공정을 계속해서 진행한다.

이에 따라 공정가스가 거의 유입되지 않던 웨이퍼 사이에 다량의 공정가스가 유입되어 막질이 형성되지 않은 웨이퍼의 상면과 이면에 고르게 닿으면서 웨이퍼의 위치에 관계없이 웨이퍼의 온도가 일정하게 유지되어 웨이퍼에 형성되는 막질의 특성이 일정하게 유지되는 것이다.

이 때에도, 좁아진 웨이퍼 사이로는 공정가스가 거의 유입되는 않아 웨이퍼의 온도나 막질 형성에 영향을 주지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에서는 도10에 도시한 바와 같은 차단막 보트를 도2에서 도시한 바와 같이 구성된 웨이퍼 보트의 외곽에 장착하여 위에서 언급한 바와 길이 공정을 진행하는 중에 좁아진 웨이퍼 사이로 유입되는 공정가스를 보다 긴밀하게 차단하도록 한다.

이러한 차단막 보트는 도10에 도시한 바와 같이, 중앙에 제1하판(1a) 혹은 제2하판(1b)의 직경보다 큰 직경의 관통공(6c)이 형성된 제3하판(1c)과 상판(2c)이 다수개의 지지대(3c)에 의해 수평지게 고정 설치되어 있고, 이 지지대(3c)의 내면에는 다수개, 즉 고정 보트나 가동 보트의 슬릿(4a)(4b)과 같은 수의 차단막(7)이 설치되어 있다.

도2의 웨이퍼 보트와 도10의 차단막 보트의 위치를 조절하기 구동수단의 설 치예로서는 도11과 도l2에 도시한 바와같이, 고정판(8) 위에 2중으로 구성된 웨이퍼 보트와 차단막 보트가 안착된 상태에서 고정판(8)의 저면으로부터 구동수단에 의해 회전되는 나사형 보트 지지대(9)가 관통공(5)을 통해 승강되어 가동 보트의 승강이 이루어지면서 고정 보트의 슬롯(4a)과 가동 보트의 슬롯(4b) 간의 간격, 즉 웨이퍼 보트에 안착된 웨이퍼 간의 피치가 조절된다. 또한, 차단막 보트를 지지하는 수평 지지대(13)가 구동수단에 의해 작동되는 작동링크(14)에 연동되어 승강되면서 차단막 보트, 즉 차단막(7)의 높이를 조절하게 되는 것이다.

웨이퍼 보트와 차단막 보트를 승강하는 다른 방법으로는 도13과 도14에 도시한 바와같이, 고정판(8)에 입설된 지지대(10)가 제1하판(1a)의 관통공(5)을 통해 제2하판(1b)의 저면에 맞닿아 가동 보트를 소정의 높이로 지지하는 상태에서 고정 보트를 지지하고 있는 수평 지지대(11)가 이에 연장되어 있으며 구동수단에 의해 상하로 작동되는 작동링크(12)에 의해 상하로 작동되면서 고정 보트의 높이가 조절되어 고정 보트의 슬롯(4a)과 가동 보트의 슬롯(4b) 간의 간격, 즉 웨이퍼 보트에 안착된 웨이퍼 간의 피치가 조절된다. 또한, 차단막 보트를 지지하는 수평 지지대(15)가 구동수단에 의해 작동되는 작동링크(16)에 연동되어 승강되면서 차단막 보트, 즉 차단막(7)의 높이를 조절하게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 차단막 보트를 갖는 웨이퍼 보트의 다른 실시예의 동작에 대하여 도15에 의해 설명한다.

확산공정을 진행하는 중에 공정가스가 원활하게 공급되도록 웨이퍼 보트가 작동되는 상태는 위에서 언급한 바와 같이 동일하게 이루어지기 때문에 생략한다.

그리고, 가동 보트나 고정 보트의 높이를 조절하여 각 웨이퍼 사이의 피치가 도8이나 도9에 도시한 바와같이 적절하게 조절된 상태에서 구동수단의 작동으로 차단막 보트가 상승 혹은 하강하여 차단막(7)의 위치를 조절하게 된다.

다시 말하면, 가동 보트나 고정 보트의 높이를 조절하여 일부 웨이퍼 사이의 피치를 넓게 조절하는 한편, 다른 웨이퍼 사이의 피치를 좁게 조절했을 때 넓게 조절된 웨이퍼 사이로는 공정가스가 보다 원활하게 공급되고 좁게 조절된 웨이퍼 사이로는 공정가스가 공급되지 않아 웨이퍼가 넓게 조절된 공간으로 유입되는 공정가스에 의해서만 이루어지도록 하는 것이다.

즉, 좁게 조절된 웨이퍼 사이로 유입되는 공정가스에 의해 웨이퍼의 공정특성이 결정되는 것을 사전에 방지할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 다수개의 웨이퍼를 공정챔버 내로 이송하는 웨이퍼 보트를 2중으로 구성하여 웨이퍼 보트에 장착된 웨이퍼 간의 피치를 적절하게 조절함으로써, 공정챔버 내로 유입된 공정가스가 각각의 웨이퍼 사이로 보다 원활하고 고르게 유입되는 것이다.

특히, 좁아진 웨이퍼 사이로 공정가스가 유입되지 않기 때문에 좁아진 웨이퍼 사이로 유입되는 공정가스에 의해 웨이퍼의 온도나 특성이 변하는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도1은 종래의 웨이퍼 보트를 나타내는 사시도이다.

도2는 본 발명에 따른 웨이퍼 보트를 나타내는 사시도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 의해 웨이퍼 보트를 작동시키기 전의 상태를 나타내는 정면도이다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 의해 웨이퍼 보트를 작동 시킨 후의 상태를 나타내는 정면도이다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동장치에 의해 웨이퍼 보트를 작동시키기 전의 상태를 나타내는 정면도이다.

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동장치에 의해 웨이퍼 보트를 작동시킨 후의 상태를 나타내는 정면도이다.

도7은 웨이퍼 로딩시 웨이퍼 보트의 상태를 나타내는 정면도이다.

도8은 웨이퍼 보트를 1단계 작동시킨 상태를 나타내는 정면도이다.

도9는 웨이퍼 보트를 2단계 작동시킨 상태를 나타내는 정면도이다.

도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 보트를 나타내는 사시도이다.

도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 의해 웨이퍼 보트를 작동시키기 전의 상태를 나타내는 정면도이다.

도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 의해 웨이퍼 보트를 작동시킨 후의 상태를 나타내는 정면도이다.

도13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동장치에 의해 웨이퍼 보트를 작동시키기 전의 상태를 나타내는 정면도이다.

도14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동장치에 의해 웨이퍼 보트를 작동시킨 후의 상태를 나타내는 정면도이다.

도15는 본 발명에 따른 차단막의 작동상태를 설명하기 위한 정면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1a,1b,1c : 하판 2a,2b,2c : 상판

3a,3b,3c : 지지대 4a,4b : 슬롯

5,6a,6b,6c : 관통공 7 : 차단막

Claims (6)

1. 외곽에 다수개의 관통공이 형성된 제1상판과 중앙에 관통공이 형성된 제1하판이 다수개의 지지대에 의해 수평지게 고정되고, 이 지지대의 내면에 다수개의 슬롯이 형성되어 있는 고정 보트; 및

   이 제1상판 위에 위치한 제2상판과 외곽에 다수개의 관통공을 가지며 제1하판 위에 위치한 제2하판이 다수개의 지지대에 의해 수평지게 고정되고, 이 지지대의 내면에 다수개의 슬롯이 형성되어 있는 가동 보트;

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.
2. 제1항에 있어서,

   이 고정 보트와 가동 보트의 슬롯이 등간격으로 형성되고, 이 고정 보트의 슬롯과 가동 보트의 슬롯이 서로 교차되게 형성되며, 이 고정 보트의 슬롯과 가동 보트의 슬롯이 서로 등간격의 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 보트.
3. 제1항에 있어서,

   이 고정 보트의 지지대와 가동 보트의 지지대가 상판과 하판의 동일 동심원 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 보트.
4. 제1항에 있어서,

   제3상판과 중앙에 관통공이 형성된 제3하판이 다수개의 지지대에 의해 수평지게 고정되고, 이 지지대의 내면에 다수개의 차단막이 형성되어 있는 차단막 보트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 보트.
5. 제4항에 있어서,

   이 차단막은 고정 보트의 슬롯이나 가동 보트의 슬롯의 간격과 동일한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 보트.
6. 제4항에 있어서,

   이 제3하판의 관통공의 직경이 제1,2하판의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 보트.