KR19980070146A

KR19980070146A - 갈륨비소 가열냉각 보트 설계 및 그 이용방법

Info

Publication number: KR19980070146A
Application number: KR1019970067620A
Authority: KR
Inventors: 최동기; 유형모
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1998-10-26
Also published as: KR100254318B1; US5817179A

Abstract

본 발명은 가열냉각 이전에 제1, 제2갈륨비소 웨이퍼 및 실리콘 웨이퍼를 슬롯구조에 홀딩하기 위하여 개선된 갈륨비소 가열냉각 보트 및 그 방법에 관한 것이다. 실리콘 웨이퍼는 수직 위치를 유지하도록 중앙슬롯내에 타이트하게 홀딩되며, 갈륨비소 웨이퍼는 슬립라인이 형성되는 것을 방지하도록 외측슬롯내에 느슨하게 홀딩되어 있다. 갈륨 비소 웨이퍼는 벤딩을 방지하기 위한 수직위치를 유지하도록 실리콘 웨이퍼에 약간 접착되어 있다. 또한, 웨이퍼-스택은 대략 1.25인치 이상 분리되어 있음, 해이징을 방지하도록 대략 1atm의 압력으로 비소가스내에서 처리된다.

Description

갈륨비소 가열냉각 보트 설계 및 그 이용방법

본 발명은 갈륨비소(GaAs) 웨이퍼를 처리하는 방법에 관한 것으로써, 특히 갈륨비소 웨이퍼를 가열냉각하기 위한 개선된 장치 및 방법에 관한 것이다.

초소형 전자기술에 대한 혁명은, 대부분의 반도체 제품이 실리콘 기판 상에서 제조하기 때문에 때때로 실리콘 혁명이라 불리어져 왔다. 그러나, n-형 캐리어의 이동도는 실리콘보다 갈륨비소가 훨씬 더 높기 때문에 고주파제품에는 갈륨비소가 실리콘보다 우수하게 적용되는 것으로 알려져 있다.

갈륨비소 장치의 대다수 제조공정은 실리콘 제조공정과 유사하다. 특히, 주입에 이어 갈륨비소 웨이퍼는 가열냉각되어야 한다. 잘 알려진 바와 같이, 가열냉각 처리는 패들의 보트에 갈륨비소 웨이퍼를 위치시키고, 적재된 보트를 오븐으로 이동시킨 후, 대기상태의 아르신(AsH3)내에서 웨이퍼를 가열하는 공정을 수반한다. 가열냉각 처리는 웨이퍼의 수율을 저하시키는 등의 결함을 야기할 수 있다.

이러한 결함의 한 종류로서 웨이퍼내의 슬립라인의 형성을 들 수 있다. 이 슬립라인의 형성은 가열냉각중에 웨이퍼의 열적팽창에 의하여 야기되는 웨이퍼의 대항압력이 그 원인이다. 가열냉각 보트에 유용하게 형성되는 슬롯이 도 6에 도시되어 있다. 웨이퍼가 슬롯내에 안착됨에 따라 열적팽창은 슬립라인을 생성하는 웨이퍼의 대항압력을 발생한다. 이 라인은 라인의 일측상의 구조들간의 공간적인 관련성을 파괴하는 것으로써 웨이퍼의 비연속성을 나타내는 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 슬롯을 더 크게 하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 만일 웨이퍼가 슬롯내에 안착되지 않으면 웨이퍼가 벤딩됨에 따라 가열냉각 처리되는 동안에 틸트될 것이다. 잘 알려진 바와 같이, 웨이퍼가 편평하게 형성되지 않는 한, 후속하는 제조스텝은 정확하게 수행되지 않을 것이다.

가열냉각 처리에 의해 야기되는 또 다른 웨이퍼 결함으로는 해이징(Hazing)을 들 수 있다. 갈륨비소 웨이퍼에서 갈륨 및 비소분자의 증발성의 온도에 대한 의존정도는 서로 다르다. 따라서, 가열냉각중에 갈륨비소 웨이퍼의 비소 성분은 해이징이 야기되는 웨이퍼 표면상에서 갈륨의 비말(작은 물방울)이 제거되도록 점점 감소한다. 가열냉각 처리중에 비소를 첨가하는 것은 해이징을 감소시키기 위한 비소의 증발성을 보상한다.

고주파로 동작하는 휴대용장치의 사용이 늘어남에 따라 갈륨비소를 응용한 제품도 증가하고 있다. 갈륨비소 장치는 생산의 비효율성이 완화되는 신종제품에 대부분 이용되어 왔다. 갈륨비소 장치는 수율이 향상되어야 한다는 일반적인 요구 사항을 반영하여야만 경제적인 소비자 제품으로 정착될 수 있다.

따라서, 각 갈륨비소 웨이퍼로부터 우수한 회로의 수율을 증대시키기 위한 새로운 기술은 갈륨비소 장치의 제조원가를 감소시키고, 그 같은 장치가 소비자 제품으로 정착될 수 있도록 엄격하게 적용되어야 한다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 갈륨비소(GaAs) 웨이퍼를 처리하는 방법에 있어서, 갈륨 비소 웨이퍼를 가열 냉각하기 위한 개선된 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면, 개선된 가열냉각보트는 그 자체내에 슬롯구조가 형성된 횡로드를 포함하고 있다. 각 슬롯구조는 수직위치에서 중간 실리콘 웨이퍼를 타이트하게 홀딩하기 위한 중간 슬롯과, 제1 및 제2갈륨비소 웨이퍼를 느슨하게 홀딩하기 위한 측면 슬롯을 포함하고 있다. 제1 및 제2갈륨비소 웨이퍼는 벤딩 방지를 위해 수직방향을 유지하도록 수직 중간 실리콘 웨이퍼에 접착시킨다. 그러나, 갈륨비소 웨이퍼는 측면 슬롯에 느슨하게 홀딩되므로 가열냉각 스텝 동안에 슬립라인이 형성되지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 웨이퍼 스택은 해이징을 방지하기 위하여 가열냉각동안에 대략 1.25인치로 분리된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 가열냉각은 1atm보다 약간 높도록 압축된 비로서 채워진 챔버내에서 수행된다.

도 1은 슬롯의 개략적인 구조도.

도 2은 슬롯구조의 웨이퍼스택에 대한 개략도,

도 3은 가열냉각 보트의 구체적인 실시예의 평면도,

도 4는 가열냉각 보트의 측면도.

도 5는 도 4의 A부분의 상세도.

도 6은 종래의 가열냉각 보트에 형성된 슬롯의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:슬롯구조12:중앙슬롯

20:웨이퍼-스택30,32:횡로드

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 적용된 슬롯구조(10)에 대한 단면도이다. 중앙슬롯(12)은 두 개의 외측 슬롯(14)보다 깊게 형성되어 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 그 두께가 대략 25mills이고, 3 혹은 4인치의 갈륨비소 웨이퍼가 처리된다. 집적회로를 형성하기 위한 구조는 웨이퍼의 앞쪽에 형성된다. 웨이퍼의 뒤쪽은 다이싱이 행해지기 이전에 대략 4mils로 웨이퍼의 두께를 감소시킬 수 있도록 광택연마된다.

외부슬롯의 단면 두께는 갈륨비소 웨이퍼의 두께보다 두꺼운 2-3mills이다. 따라서, 슬롯으로 부터의 압력없이 가열냉각동안에 웨이퍼가 열적으로 팽창할 여지가 있다.

실리콘 웨이퍼는 가열냉각하는 동안에 중앙 슬롯에 재치된다. 실리콘 웨이퍼의 두께가 중앙 슬롯의 두께와 동일하므로 실리콘 웨이퍼는 슬롯내에 수직으로 위치된다. 갈륨 비소 웨이퍼는 제1갈륨비소 웨이퍼(22)의 웨이퍼-스택(20), 중간 실리콘 웨이퍼(24) 및 제2갈륨비소 웨이퍼(26)를 형성하도록 각 갈륨비소 웨이퍼의 뒤쪽을 웨이퍼에 인접시킴으로써 각 외부 슬롯에 위치된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 갈륨비소 웨이퍼(22)(26)의 전면(28)(29)은 중간 실리콘 웨이퍼(24)로 부터 이격되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 바람직한 실시예의 가열냉각 보트(30)에 있어서, 슬롯구조(10)는 제1 및 제2단부 로드(34)(36)에 의해 홀딩된 제1 및 제2횡로드(30)(32)내에 형성되어 있다. 이 횡로드(34)(36)내의 슬롯구조(10)는 서로 반대방향으로 배치되어 있다. 도 3에 도시한 치수는 4-인치 웨이퍼를 홀딩하고 있는 가열냉각 보트에 대한 것이다.

도 4는 점선에 도시된 4-인치 웨이퍼를 구비하는 가열냉각 보트(30)의 단면도이다. 도 5는 도 4의 A부분의 상세도로써, 슬롯구조(10)의 저부가 4-인치에 대해서 수평으로 50°정도로 정렬되어 있다.

갈륨비소 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼에 약간 접착되어 있고, 가열냉각 처리되는 동안에 수직위치를 유지하게 된다. 따라서, 갈륨비소 웨이퍼가 열적으로 팽창할 때 외측슬롯에 의해 핀치되지 않으므로 슬립라인이 발생되는 것을 방지하며, 웨이퍼가 수직위치를 유지하고 있으므로 갈륨비소 웨이퍼가 벤딩되는 것을 방지할 수 있다.

가열냉각 보트는 석영 혹은 실리콘 카바이드로 구성될 수 있다. 실리콘 카바이드는 그 열팽창 계수가 갈륨비소와 거의 동일하므로 가열냉각 처리되는 동안에 슬립라인이 형성되는 것을 효과적으로 방지하도록 실리콘 카바이드를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 만일 웨이퍼-스택이 1.25인치이상 분리되면 해이징은 필연적으로 제거되며, 가열냉각은 1atm이상으로 압축된 비소가스내에서 수행된다.

실험결과

도6에 도시된 홈을 이용하여 설계된 본 발명의 이점 및 수평스택이 테이블에 기재되어 있다.

시트 저항성(Rsh)은 활성 균일성 인덱스를 위하여 사용된다.

본 발명은 구체적인 실시예에 의거하여 설명되었으나, 당업자의 통상적인 기술지식 범위내에서 여러 가지 수정 및 변경실시가 가능하다. 따라서, 본 발명은 클레임에 기재된 기술적 특징에 한정되는 것은 아니다.

내용없음

Claims

소정두께로 전면 및 후면이 형성된 각각의 갈륨비소 웨이퍼중 후면이 형성된 한쌍의 갈륨비소 웨이퍼가 가열냉각 처리되는 동안에 제2소정두께로 제조된 실리콘 웨이퍼에 인접 홀딩됨에 있어서,

그 단면적이 갈륨비소 웨이퍼의 제1소정께보다 두꺼운 2-3mills인 두 개의 외측슬롯 및 그 단면적이 제2소정두께와 대략 동일한 한 개의 중앙슬롯이 구성된 제1슬롯구조를 갖추고 횡으로 연장된 제1 및 제2횡부재;

각 조각은 단부조각에 상기 횡부재의 상기 횡부재의 일측단부를 접착하기 위한 결합구조를 채택하고, 상기 단부조각들은 상기 횡부재가 실질적으로 평행이고, 각 횡부재의 제1슬롯구조가 서로 반대방향으로 배치되도록 상기 제1 및 제2횡부재를 홀딩하는 제1 및 제2단부조각으로 구성된 것을 특징으로 하는 가열냉각 처리되는 동안에 갈륨비소 웨이퍼를 홀딩하도록 이용되는 개선된 보트.
제1항에 있어서,

상기 각 슬롯은 실질적으로 편평한 저부가 형성되어 있으며, 이 저부는 상기 슬롯에 배치된 원형 웨이퍼의 엣지에 접하도록 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 보트.
제1항에 있어서,

상기 연장된 횡부재는 상기 제1슬롯구조로 부터 대략 1.25인치 정도 분리된 제2슬롯구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 보트.
소정두께로 전면 및 후면이 형성된 각 갈륨비소 웨이퍼 자체에 슬롯구조가 형성된 보트를 유용화하는 방법으로서, 상기 슬롯구조는 그 단면적이 갈륨비소 웨이퍼의 제1소정두께보다 두꺼운 3-3mills인 두 개의 외측슬롯 및 그 단면적이 제2소정두께와 대략 동일한 한 개의 중앙슬롯으로 구성된 상태에서,

제2소정두께로 제조된 실리콘 웨이퍼를 구비하는 스텝;

수직방향을 유지하기 위하여 상기 중앙슬롯에 의해 타이트하게 홀딩되도록 이 중앙슬롯내에 실리콘 웨이퍼를 위치시키는 스텝; 및

상기 갈륨비소 웨이퍼가 상기 제2슬롯에 의해 타이트하게 홀딩되지 않더라도 수직방향을 유지하기 위하여 이 갈륨비소 웨이퍼의 후측을 상기 실리콘 웨이퍼에 접착시켜서 슬립라인이 형성되는 것을 방지하기 위하여, 상기 후면을 수평 웨이퍼스택의 형성을 위해 상기 중앙슬롯에 홀딩된 실리콘 웨이퍼에 인접시키고, 상기 외측 슬롯의 각각에 갈륨비소 웨이퍼를 위치시키는 스텝으로 구성된 것을 특징으로 하는 갈륨비소를 가열냉각시키기 위한 방법.
제4항에 있어서,

대략 1atm의 압력을 유지하도록 비소가스를 가열냉각 처리하는 스텝;

직경이 대략 3-4인치인 갈륨비소 웨이퍼를 구비하는 스텝; 및

가열냉각 처리되는 동안의 해이징을 방지하도록 적어도 1.25인치만큼 상기 웨이퍼 스택을 분리하는 스택을 분리하는 스텝으로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.