KR100976369B1 - A wafer boat for a semiconductor device fabrication - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퍼니스형 반도체 설비에 사용되는 웨이퍼 보트에 관한 것으로, 본 발명의 웨이퍼 보트는 상기 보트의 상,하부를 이루는 상판부재와 하판부재; 상기 상판부재와 상기 하판부재 사이에 수직으로 설치되는 3개 이상 복수개의 지지로드; 상기 지지로드에 높이방향으로 일정간격을 갖고 설치되며, 웨이퍼의 저면을 지지하는 상면을 갖는 복수개의 지지플레이트를 포함하되; 상기 지지플레이트는 웨이퍼를 반송하는 반송로봇의 엔드이펙터가 통과할 수 있도록 개방된 회피부; 웨이퍼가 상면에 놓여질 때 공기 저항으로 인한 웨이퍼 슬립을 방지하기 위해 공기통로들 그리고 상면에 웨이퍼와의 마찰을 최소화하기 위한 복수의 돌기들을 포함한다. The present invention relates to a wafer boat used in a furnace-type semiconductor equipment, the wafer boat of the present invention comprises an upper plate member and a lower plate member constituting the upper and lower parts of the boat; Three or more support rods installed vertically between the upper plate member and the lower plate member; A plurality of support plates installed on the support rods at a predetermined interval in the height direction and having a top surface supporting a bottom surface of the wafer; The support plate may include an evacuation unit opened to allow an end effector of a transfer robot to transfer a wafer; Air passages and a plurality of protrusions on the top surface to minimize friction with the wafer to prevent wafer slip due to air resistance when the wafer is placed on the top surface.

보트, 지지플레이트, 회피부 Boats, Support Plates, Avoidances

Description

반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트{A WAFER BOAT FOR A SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION} Wafer boat for semiconductor manufacturing {A WAFER BOAT FOR A SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 사시도이다.1 is a perspective view of a wafer boat according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 정면도이다. 2 is a front view of a wafer boat according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 표시된 a-a선을 따라 절취한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view taken along the line a-a shown in FIG. 2.

도 4는 도 3에 표시된 b-b선을 따라 절취한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view taken along the line b-b of FIG. 3.

도 5 및 도 6은 돌기들을 갖는 지지플레이트를 보여주는 도면들이다.5 and 6 are views showing a support plate having protrusions.

도 7은 사각형상의 지지플레이트를 보여주는 도면이다.7 is a view showing a rectangular support plate.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 웨이퍼 보트 110 : 상판부재100 wafer wafer 110 top plate member

120 : 하판부재 130 : 지지로드120: lower plate member 130: support rod

140 : 지지플레이트140: support plate

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 퍼니스형 반도체 설비에 사용되는 웨이퍼 보트에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a wafer boat used in a furnace type semiconductor facility.

최근 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 실리콘 웨이퍼 상에 증착 공정, 확산 공정, 사진 및 식각 공정 등을 수행하여 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다. Recently, the manufacturing technology of semiconductor devices has been developed to improve the degree of integration, reliability, response speed, etc. in order to satisfy various needs of consumers. In general, a semiconductor device is manufactured by forming a pattern having electrical characteristics by performing a deposition process, a diffusion process, a photo and an etching process on a silicon wafer.

반도체 제조 공정 중 화학기상증착(chemical vapor deposition) 장치는 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 반도체 웨이퍼 상에 특정한 막질을 증착시키는 공정이다. 최근에는 증착막의 균일도(uniformity)가 좋으며, 많은 양의 웨이퍼에 대해 동시에 공정을 진행할 수 있는 배치식 장치가 주로 사용된다. A chemical vapor deposition apparatus in a semiconductor manufacturing process is a process of depositing a specific film quality on a semiconductor wafer by chemical reaction after decomposing a gaseous compound. In recent years, the uniformity of the deposited film is good, and a batch type device capable of simultaneously processing a large amount of wafers is mainly used.

이러한 배치식 장치에서 공정을 진행하기 위해서는 수십장의 웨이퍼를 로딩하기 위한 웨이퍼 보트가 사용된다. 웨이퍼 보트의 형상에는 주로 수직 타입이 많이 사용된다. In order to proceed with such batch devices, wafer boats are used to load dozens of wafers. The vertical shape is mainly used for the shape of the wafer boat.

수직 타입의 웨이퍼 보트는 3개 또는 4개의 지지대에 슬롯을 가공하고, 가공된 슬롯면에 웨이퍼를 올려놓는 구조로 되어 있다. 그런데, 웨이퍼의 대구경화로 인하여 배치식 장치의 보트에 웨이퍼를 수납하고 공정을 진행할 때 고온의 열에 의한 웨이퍼의 처짐으로 인하여 면내 균일성이 악화되는 현상이 발생하고, 웨이퍼 지지면이 작기 때문에 웨이퍼가 보트의 슬롯을 이탈하여 웨이퍼 반출시 이송로봇과 충돌해서 웨이퍼가 손상될 가능성을 내포하고 있다. 물론, 싱글 이송 타입의 반송 로봇을 사용하면 이런 현상이 발생될 가능성이 매우 희박하지만, 한번에 수십장 이상 처리할 수 있는 배치 타입의 장치가 생산성 면에서 우수하기 때문에 이에 대한 보완이 필요한 시점이다.Vertical wafer boats have a structure in which slots are processed on three or four supports and wafers are placed on the processed slot surfaces. However, due to the large diameter of the wafer, when the wafer is accommodated in the boat of the batch type device and the process is performed, the in-plane uniformity may be deteriorated due to the sagging of the wafer due to the high temperature heat, and the wafer may have a small wafer support surface. Leaving the boat slot away from the wafer implies the possibility of colliding with the transfer robot and damaging the wafer. Of course, it is very unlikely that such a phenomenon will occur when using a single transfer type transfer robot, but it is time to compensate for this, because a batch type device capable of processing dozens or more at a time is excellent in productivity.

본 발명의 목적은 웨이퍼의 처짐을 방지할 수 있는 반도체 제조용 웨이퍼 보트를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a wafer boat for semiconductor manufacturing that can prevent the sag of the wafer.

본 발명의 목적은 웨이퍼의 슬립 현상을 방지할 수 있는 반도체 제조용 웨이퍼 보트를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a wafer boat for semiconductor manufacturing that can prevent the slip phenomenon of the wafer.

상술한 목적을 달성하기 위한 웨이퍼 보트는 상기 보트의 상,하부를 이루는 상판부재와 하판부재; 상기 상판부재와 상기 하판부재 사이에 수직으로 설치되는 3개 이상 복수개의 지지로드; 상기 지지로드에 높이방향으로 일정간격을 갖고 설치되며, 웨이퍼의 저면을 지지하는 상면을 갖는 복수개의 지지플레이트를 포함한다.A wafer boat for achieving the above object is an upper plate member and a lower plate member constituting the upper and lower portions of the boat; Three or more support rods installed vertically between the upper plate member and the lower plate member; The support rod is provided with a predetermined interval in the height direction, and includes a plurality of support plates having an upper surface for supporting the bottom surface of the wafer.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지플레이트는 웨이퍼를 반송하는 반송로봇의 엔드이펙터가 통과할 수 있도록 개방된 회피부를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the support plate further includes an avoiding part opened to allow the end effector of the conveying robot to convey the wafer to pass therethrough.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지플레이트는 웨이퍼가 상면에 놓여질 때 공기 저항으로 인한 웨이퍼 슬립을 방지하기 위해 공기통로들을 더 포함한다.According to an embodiment of the invention, the support plate further comprises air passages to prevent wafer slip due to air resistance when the wafer is placed on the top surface.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지플레이트는 가장자리에 웨이퍼의 이탈을 방지하기 위해 돌출된 플랜지를 더 포함한다.According to an embodiment of the invention, the support plate further comprises a flange protruding to prevent the separation of the wafer at the edge.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지플레이트는 중앙에 웨이퍼의 미끄럼 방지를 위한 관통홀이 형성된다.According to an embodiment of the invention, the support plate is formed in the center through-holes for preventing the slip of the wafer.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지플레이트는 상면에 웨이퍼와의 마찰을 최소화하기 위한 복수의 돌기들이 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the support plate has a plurality of protrusions formed on the top surface to minimize friction with the wafer.

상술한 목적을 달성하기 위한 반도체 제조장치 내부에 다수의 웨이퍼를 로딩하기 위한 웨이퍼 보트는 상기 보트의 상,하부를 이루는 상판부재와 하판부재; 상기 상판부재와 상기 하판부재 사이에 수직으로 설치되는 3개 이상 복수개의 지지로드; 상기 지지로드에 높이방향으로 일정간격을 갖고 설치되며, 웨이퍼의 저면을 지지하는 상면을 갖는 복수개의 지지플레이트를 포함하되; 상기 지지플레이트는 웨이퍼를 반송하는 반송로봇의 엔드이펙터가 통과할 수 있도록 개방된 회피부; 웨이퍼가 상면에 놓여질 때 공기 저항으로 인한 웨이퍼 슬립을 방지하기 위해 공기통로들 그리고 상면에 웨이퍼와의 마찰을 최소화하기 위한 복수의 돌기들을 포함한다.A wafer boat for loading a plurality of wafers into a semiconductor manufacturing apparatus for achieving the above object includes an upper plate member and a lower plate member constituting the upper and lower portions of the boat; Three or more support rods installed vertically between the upper plate member and the lower plate member; A plurality of support plates installed on the support rods at a predetermined interval in the height direction and having a top surface supporting a bottom surface of the wafer; The support plate may include an evacuation unit opened to allow an end effector of a transfer robot to transfer a wafer; Air passages and a plurality of protrusions on the top surface to minimize friction with the wafer to prevent wafer slip due to air resistance when the wafer is placed on the top surface.

예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다. For example, embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. In addition, in the drawings, the same reference numerals are denoted together for components that perform the same function.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 사시도 및 정면도이다. 도 3은 도 2에 표시된 a-a선을 따라 절취한 단면도이다. 도 4는 도 3에 표시된 b-b선을 따라 절취한 단면도이다. 1 and 2 are a perspective view and a front view of a wafer boat according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along the line a-a shown in FIG. 2. 4 is a cross-sectional view taken along the line b-b of FIG. 3.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼 보트(100)는 고열에 강하고 화학적으로도 변화가 적은 석영 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 복수의 웨이퍼(w)들을 적재한 상태에서 확산로의 공정 튜브(미도시됨)로 삽입되어 확산 공정의 수행을 위해 웨이퍼(w)들을 고정 및 지지하는 역할을 한다. As shown in Figures 1 to 4, the wafer boat 100 of the present invention is preferably made of a quartz material which is resistant to high heat and has little chemical change, and diffuses in a state where a plurality of wafers w are loaded. It is inserted into a process tube (not shown) of the furnace to serve to fix and support the wafers w for performing the diffusion process.

이러한 웨이퍼 보트(100)는 보트의 상,하부를 이루는 상판부재(110)와 하판부재(120), 상판부재(110)와 하판부재(120) 사이에 수직으로 설치되는 4개의 지지로드(130)들 그리고 지지로드(130)들에 설치되는 지지플레이트(140)들을 포함한다. The wafer boat 100 has four support rods 130 installed vertically between the upper plate member 110 and the lower plate member 120, the upper plate member 110, and the lower plate member 120 forming the upper and lower portions of the boat. And support plates 140 installed on the support rods 130.

지지플레이트(140)들은 지지로드(130)들의 높이방향으로 일정간격 배치되며 지지플레이트(140)의 가장자리 4곳은 지지로드(130)들에 의해 지지된다. 지지플레이트(140)는 원판 형상으로 웨이퍼 보트(100)에 적재되는 웨이퍼(w)가 놓여지는 상면을 갖는다. 지지플레이트(140)들은 확산로와 같은 고온의 퍼니스에서 견딜 수 있는 석영 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. The support plates 140 are disposed at regular intervals in the height direction of the support rods 130, and four edges of the support plates 140 are supported by the support rods 130. The support plate 140 has a top surface on which a wafer w to be loaded on the wafer boat 100 in a disc shape is placed. The support plates 140 are preferably made of a quartz material that can withstand high temperature furnaces such as diffusion furnaces.

지지플레이트(140)는 회피공간(142)과, 관통공(144) 그리고 가장자리에 플랜지부분(146)을 갖는다. 회피공간(142)은 반송로봇이 지지플레이트(140)에 웨이퍼를 로딩하거나 반대로 지지플레이트로(140)부터 웨이퍼를 언로딩하는 과정에서 반송로봇의 엔드이펙터(EndEffector)(22)가 통과하기 위해 제공된다. 회피공간(142)은 반송로봇의 엔드이펙터(22) 형태에 따라 그 형상이 달라질 수 있다. 본 실시예에서의 회피 공간(142)은 듀얼 포크 타입의 엔드이펙터에 대응되도록 형성되었다. The support plate 140 has an evacuation space 142, a through hole 144, and a flange portion 146 at an edge thereof. The avoidance space 142 is provided for the end effector 22 of the transport robot to pass through while the transport robot loads the wafer onto the support plate 140 or unloads the wafer from the support plate 140. do. The avoidance space 142 may vary in shape depending on the shape of the end effector 22 of the transport robot. The avoidance space 142 in this embodiment is formed to correspond to the end effector of the dual fork type.

관통공(144)은 지지플레이트(140)에 중앙에 형성되는데, 이 관통홀(144)은 반송로봇의 엔드이펙터(22)가 웨이퍼를 지지플레이트(140) 상면(141)에 내려놓는 과정에서 공기 저항으로 인한 웨이퍼 슬립을 방지하기 위한 공기통로(웨이퍼와 지 지플레이트 사이의 공기가 빠져나가는 통로)이다. 특히, 웨이퍼의 중앙부분이 쳐지는 경우 그 부분이 관통공(144)에 살짝 얹혀지면서 웨이퍼 슬립이 방지될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 관통공이 지지플레이트 중앙에 하나만 형성된 것으로 도시하였으나, 관통공은 지지플레이트의 중앙뿐만 아니라 여러곳에 형성될 수 있다.The through hole 144 is formed at the center of the support plate 140. The through hole 144 is formed by air in the process of the end effector 22 of the transport robot lowering the wafer on the upper surface 141 of the support plate 140. An air passage (the passage of air between the wafer and the support plate) to prevent wafer slip due to resistance. In particular, when the center portion of the wafer is struck, the portion may be slightly placed in the through hole 144 and the wafer slip may be prevented. In the exemplary embodiment of the present invention, only one through hole is formed in the center of the support plate, but the through hole may be formed in various places as well as the center of the support plate.

플랜지부분(146)은 지지플레이트(140) 상면의 가장자리로부터 돌출되게 형성되며, 웨이퍼의 이탈을 방지하기 위한 용도로 사용된다. 특히, 이 플랜지부분(146)의 내측면은 경사지게 형성될 수 있으며, 또한 웨이퍼와 지지플레이트(140) 사이의 공기가 빠져나갈 수 있도록 다수의 공기통로(147)들이 제공된다. The flange portion 146 is formed to protrude from the edge of the upper surface of the support plate 140, it is used for the purpose of preventing the separation of the wafer. In particular, the inner surface of the flange portion 146 may be inclined, and a plurality of air passages 147 are provided to allow the air between the wafer and the support plate 140 to escape.

이처럼, 본 발명의 웨이퍼 보트(100)는 웨이퍼의 저면을 넓게 지지하는 지지플레이트(140)들을 구비함으로써 웨이퍼의 처짐을 방지하여 공정 균일성을 개선하고 웨이퍼의 슬롯간 이탈을 방지하여 반송 로봇과의 충돌을 방지할 수 있다. As such, the wafer boat 100 of the present invention includes support plates 140 that support the bottom surface of the wafer to prevent sagging of the wafer, thereby improving process uniformity, and preventing separation between the slots of the wafer. The collision can be prevented.

도 5 및 도 6은 돌기들을 갖는 지지플레이트를 보여주는 도면들이다.5 and 6 are views showing a support plate having protrusions.

도 5 및 도 6에서와 같이, 지지플레이트(140a)는 상면(141)에 웨이퍼의 저면을 지지하는 돌기(148)들이 포함한다. 이처럼, 웨이퍼의 저면은 지지플레이트(140a)의 상면에 형성된 돌기(148)들에 안착됨으로써, 도 1과 같은 면접촉에서 점접촉으로 웨이퍼와의 접촉 면적이 대폭적으로 줄어들었기 때문에 웨이퍼 저면에 발생하는 접촉 흔적(마찰)으로 인한 파티클 발생을 최소화할 수 있다. 5 and 6, the support plate 140a includes protrusions 148 supporting the bottom surface of the wafer on the top surface 141. As such, the bottom surface of the wafer is seated on the protrusions 148 formed on the upper surface of the support plate 140a, so that the contact area with the wafer is greatly reduced from the surface contact as shown in FIG. Particle generation due to contact traces (friction) can be minimized.

도 7에서와 같이, 지지플레이트(140)는 웨이퍼의 형상에 따라 원형 플레이트 형상뿐만 아니라 사각형 플레이트 형상으로도 구성될 수 있다.As shown in FIG. 7, the support plate 140 may be configured in a rectangular plate shape as well as a circular plate shape according to the shape of the wafer.

이상으로 본 발명에 따른 웨이퍼 보트를 설명하였지만, 상술한 실시예로 인해서 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상은 웨이퍼들을 적재하는 보트에 있어서, 웨이퍼 저면을 지지하는 플레이트 형상의 지지플레이트들을 갖는 구조를 제공하는 것에 있으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다. Although the wafer boat according to the present invention has been described above, the present invention is not limited by the above-described embodiment. The technical idea of the present invention is to provide a structure having plate-shaped support plates for supporting a wafer bottom in a boat for loading wafers, and various changes and modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. Of course.

상술한 바와 같이, 본 발명은 웨이퍼를 지지하는 플레이트들을 구비함으로써 웨이퍼의 지지면을 넓게 하여 웨이퍼의 처짐을 방지해서 공정 균일성을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명은 웨이퍼의 슬립 현상 및 이탈을 방지하여 반송 로봇과의 충돌을 예방할 수 있다.As described above, the present invention can improve the process uniformity by preventing the wafer from sagging by widening the supporting surface of the wafer by providing plates for supporting the wafer. In addition, the present invention can prevent the slip phenomenon and separation of the wafer to prevent the collision with the transfer robot.

Claims (7)

반도체 제조장치 내부에 다수의 웨이퍼를 로딩하기 위한 웨이퍼 보트에 있어서:In a wafer boat for loading a plurality of wafers into a semiconductor manufacturing apparatus: 상기 보트의 상,하부를 이루는 상판부재와 하판부재;An upper plate member and a lower plate member forming the upper and lower portions of the boat; 상기 상판부재와 상기 하판부재 사이에 수직으로 설치되는 3개 이상 복수개의 지지로드;Three or more support rods installed vertically between the upper plate member and the lower plate member; 상기 지지로드에 높이방향으로 일정간격을 갖고 설치되며, 웨이퍼의 저면을 지지하는 상면을 갖는 복수개의 지지플레이트를 포함하되;A plurality of support plates installed on the support rods at a predetermined interval in the height direction and having a top surface supporting a bottom surface of the wafer; 상기 지지플레이트는 The support plate 상면 중앙에 웨이퍼의 미끄럼 방지를 위한 관통홀; 웨이퍼를 반송하는 반송로봇의 엔드이펙터가 통과할 수 있도록 개방된 회피부; 및 상면 가장자리로부터 돌출되게 형성되어 웨이퍼 이탈을 방지하기 위한 플랜지를 포함하며, Through hole for preventing the slip of the wafer in the center of the upper surface; An evacuation portion opened to allow an end effector of the conveying robot to convey the wafer to pass therethrough; And a flange formed to protrude from the top edge to prevent wafer departure. 상기 플랜지는 내측면이 외측으로 경사지게 형성되며, 웨이퍼와 상기 지지플레이트 사이의 공기가 빠져나갈 수 있도록 다수의 공기통로들이 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트.The flange is formed in the inner side is inclined outward, the wafer boat used in the manufacture of the semiconductor, characterized in that a plurality of air passages are provided to allow the air between the wafer and the support plate to escape. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지지플레이트는The support plate 상면에 웨이퍼와의 마찰을 최소화하기 위한 복수의 돌기들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트.A wafer boat for use in semiconductor manufacturing, characterized in that a plurality of protrusions are formed on the upper surface to minimize friction with the wafer. 삭제delete
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