KR19990023469U

KR19990023469U - Wafer Loading Structure of Vertical Furnace

Info

Publication number: KR19990023469U
Application number: KR2019970035851U
Authority: KR
Inventors: 신성철
Original assignee: 구본준; 엘지반도체 주식회사
Priority date: 1997-12-06
Filing date: 1997-12-06
Publication date: 1999-07-05

Abstract

본 고안은 종형로의 웨이퍼 적재구조에 관한 것으로서, 웨이퍼가 지면에 나란하게 보트에 낱개로 적재되던 종래 적재구조의 문제점을 인식하여 이를 해결하기 위해 안출된 것으로, 웨이퍼가 지면에 대해 수직으로 적재되도록 하여, 우선 반응가스의 흐름을 방해하지 않아 원활한 반응가스의 흐름이 확보되게 하고, 다음으로는 웨이퍼와 내열성 웨이퍼 카세트간의 마찰로 파티클이 발생하는 경우에도 바닥으로 떨어져 내릴뿐 웨이퍼의 상면에 안착되지 않도록 하며, 마지막으로 웨이퍼 휘어짐 현상을 방지할 수 있도록 하여 전체적으로 수율이 향상되도록 하고, 웨이퍼를 수십장 단위로 일반적인 웨이퍼 카세트로부터 내열성 웨이퍼 카세트로 덤핑한 후 보트에 적재하도록 구성하여 웨이퍼를 보트에 적재하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있어 생산성이 향상되도록 한 것이다.The present invention relates to a wafer stacking structure in a vertical furnace, and was conceived to solve the problem by recognizing the problem of the conventional stacking structure in which the wafers are individually stacked on the boat side by side on the ground, so that the wafers are stacked vertically with respect to the ground. Therefore, first, the flow of the reaction gas is ensured by not disturbing the flow of the reaction gas, and then, even when particles are generated by friction between the wafer and the heat-resistant wafer cassette, the particles fall to the bottom so that they do not settle on the upper surface of the wafer. Finally, the overall yield can be improved by preventing wafer warpage, and the wafers are dumped into a heat-resistant wafer cassette from a general wafer cassette in a number of sheets and then loaded into a boat. You can save time, Is one such phase.

Description

Wafer Loading Structure of Vertical Furnace

본 고안은 종형로의 웨이퍼 적재구조에 관한 것으로서, 특히 수십장의 웨이퍼를 내열성 웨이퍼 카세트에 수납한 상태에서 수납된 웨이퍼가 지면과 수직이 되도록 상기 내열성 웨이퍼 카세트를 보트에 장착하는 방식으로 되어, 웨이퍼를 종형로의 내부에 적재하는데 소요되는 시간을 절감하고, 반응가스의 원활한 흐름을 도모할 수 있으며, 웨이퍼 대구경화에 따른 휘어짐현상을 방지하는데 적합한 종형로의 웨이퍼 적재구조에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer stacking structure in a vertical furnace. In particular, the heat resistant wafer cassette is mounted on a boat such that the wafers are perpendicular to the ground in the state where the dozens of wafers are stored in the heat resistant wafer cassette. The present invention relates to a wafer stacking structure of a vertical furnace suitable for reducing the time required for loading into a vertical furnace, facilitating a smooth flow of reaction gas, and preventing warpage due to wafer large diameter.

반도체 공정 중에는 증착공정, 확산공정 등 공정에 따른 소정의 고온을 유지하여 진행하여야 하는 공정들이 있는데, 이러한 공정에서 고온을 만들고 이를 유지하기 위한 목적으로 사용되는 장비를 노(FURNACE)라 하며 반도체 고엉에서는 주로 옴의 법칙에 따른 발열을 이용하는 전기로를 사용하는 것이 보통이다.Among the semiconductor processes, there are processes that must be carried out by maintaining a predetermined high temperature according to a process such as a deposition process and a diffusion process. The equipment used for the purpose of making a high temperature in this process and maintaining it is called a furnace (FURNACE). It is common to use an electric furnace that mainly uses heat generated according to Ohm's law.

이러한 노는 형태에 따라 종형로(VERTICAL FURNACE)와 수평로(HORIZENTAL FURNACE)로 나눌 수 있는데, 종형로의 경우가 장비의 규격을 작게할 수 있다는 장점과 반응가스의 흐름을 위해서 아래로 흐르도록 할 수 있어 중력의 영향에 의해 보다 용이하게 반응가스가 흐를 수 있다는 장점이 있어 대부분의 고온을 요하는 공정에서 종형로가 사용되고 있다.This furnace can be divided into vertical furnace (VERTICAL FURNACE) and horizontal furnace (HORIZENTAL FURNACE). The vertical furnace can reduce the size of equipment and flow down for the flow of reaction gas. Since there is an advantage that the reaction gas can flow more easily under the influence of gravity, vertical furnaces are used in most high temperature processes.

도 1은 종래의 종형로의 웨이퍼 적재구조를 도시한 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 종래 종형로는 히터블락(미도시)이 외주에 설치된 아웃터튜브(1)의 내측에 인너튜브(2)가 설치되고 반응가스는 상기 아웃터튜브(1)와 인너튜브(2)의 사이에 설치된 반응가스 유도관(3)을 통해 인너튜브(2)의 상측에서 공급되는 구조로 되어 있다. 상기 인너튜브(2)의 하부에는 반응가스 배출관(4)이 형성되어 있고, 인너튜브(2)의 하면은 개방되어 있다가 보트(5)를 상측에 탑재한 보트받침대(6)에 의해 밀폐되는 구조로 되어 있다. 상기 보트(5)는 일정한 간격으로 다수개의 웨이퍼 받침대(5a)가 내측으로 돌출 형성된 네 개의 보트기둥(5b)이 원주상에 설치되어 구성된 것으로서, 공정을 진행할때는 웨이퍼(W) 가장자리의 네군데가 상기 웨이퍼 받침대(5a)에 얹혀 지지되도록 하여 지면과 나란하게 수십장의 웨이퍼(W)를 보트(5)에 수납한 상태에서 진행하게 된다.1 is a cross-sectional view illustrating a wafer stacking structure in a conventional vertical furnace. As shown in the drawing, a conventional vertical furnace has an inner tube 2 inside an outer tube 1 provided with a heater block (not shown). Is installed and the reaction gas is supplied from the upper side of the inner tube (2) through the reaction gas induction pipe (3) provided between the outer tube (1) and the inner tube (2). A reaction gas discharge pipe 4 is formed at a lower portion of the inner tube 2, and a lower surface of the inner tube 2 is opened, and is closed by a boat support 6 having a boat 5 mounted thereon. It is structured. The boat 5 is configured by four boat pillars 5b having a plurality of wafer pedestals 5a protruding inwardly at regular intervals. The boat 5 is formed at four edges of the wafer W during the process. The wafer pedestal 5a is supported on the wafer pedestal 5a so that dozens of wafers W are stored in the boat 5 in parallel with the ground.

한편, 상기한 바와 같은 구조의 보트(5)에 공정을 진행할 웨이퍼(W)를 수납하는 과정을 보면, 공정처리를 위해 카세트(미도시)에 수십장 단위로 수납되어 공급된 웨이퍼가 웨이퍼 카세트에 수납된 상태로 트랜스퍼 스테이지(미도시)로 이송되고, 상기 트랜스퍼 스테이지의 트위저(TWEEZER)(미도시)에 의해 5매 단위로 웨이퍼 카세트로부터 보트(5)로 이송되게 된다. 웨이퍼(W)를 보트(5)에 적재할 때 웨이퍼(W)의 배면 전체가 지지되지않고 가장자리의 네군데만이 보트기둥(5b)에 설치된 웨이퍼 받침대(5a)에 의해 지지되도록 하는 것은 상기 트위저에 의하여 이송될 때 스크래치가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다. 그리고 상기 아웃터튜브(1)와 인너튜브(2) 그리고 보트(5)는 공히 석영재질로 만들어지는 이는 고온에서 견딜 수 있도록 하기 위한 것이다. 이에 반해 상기 웨이퍼 카세트는 플라스틱재질로 만들어지게 된다.On the other hand, the process of storing the wafer (W) to be processed in the boat 5 of the structure as described above, the wafer is stored in the cassette cassette (not shown) dozens of units for the process is stored in the wafer cassette It is conveyed to the transfer stage (not shown) in the state of being transferred, and is transferred from the wafer cassette to the boat 5 in units of five by a tweezer (not shown) of the transfer stage. When the wafer W is loaded onto the boat 5, the entire back surface of the wafer W is not supported and only four edges are supported by the wafer pedestal 5a installed on the boat post 5b. It is to prevent the occurrence of scratches when transported by. And the outer tube (1), inner tube (2) and the boat (5) are all made of a quartz material is to withstand high temperatures. In contrast, the wafer cassette is made of a plastic material.

이렇게 하여 여러개의 웨이퍼 카세트에 있던 웨이퍼(W)가 보트(5)로 수납된 후에는 상기 보트받침대(6)가 위로 올려져서 인너튜브(2)의 하면을 밀폐하게 되고, 상기 반응가스 유도관(3)을 통해 반응가스가 공급되어 반응가스 배출관(4)을 통해 배출되면서 히터블락(미도시)에 의해 가열되어 공정이 진행되게 된다.In this manner, after the wafers W in the plurality of wafer cassettes are accommodated in the boat 5, the boat support 6 is lifted up to seal the lower surface of the inner tube 2, and the reaction gas induction pipe ( The reaction gas is supplied through 3) and discharged through the reaction gas discharge pipe 4 to be heated by a heater block (not shown) to proceed with the process.

공정이 종료된 후에는 공정완료된 웨이퍼를 다시 웨이퍼 카세트에 옮겨 다른 공정을 향해 이동시키게 되는데, 보트(5)로부터 웨이퍼 카세트로 웨이퍼를 옮기는 것도 상기한 바와 같이 트랜스퍼 스테이지에서 트위저에 의해 한번에 5매씩 옮겨지게 된다.After the process is completed, the processed wafer is moved back to the wafer cassette to move toward another process. The wafer is transferred from the boat 5 to the wafer cassette by the tweezer at the transfer stage as described above. do.

그런데 상기한 바와 같은 구조로 되는 종형로의 웨이퍼 적재구조에는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the wafer loading structure of the vertical furnace having the above structure has the following problems.

먼저, 종래 종형로의 웨이퍼 적재구조에서는 웨이퍼(W)가 지면과 수평으로 적재되게 되므로 위에서 아래로 흐르는 반응가스의 유동이 웨이퍼(W)에 의해 방해받게 되어 바응가스가 원활하게 흐르지 못하게 되고 이에 따라 반응에 의해 형성된 막의 두께가 불균일하게 되는 문제점이 있었다.First, in the wafer loading structure of the conventional vertical furnace, since the wafer W is loaded horizontally with the ground, the flow of the reaction gas flowing from the top to the bottom is disturbed by the wafer W, and thus the response gas does not flow smoothly. There was a problem that the thickness of the film formed by the reaction became nonuniform.

그리고, 보트(5)에 웨이퍼(W)를 수납할 때 웨이퍼 받침대(5a)에 웨이퍼(W)의 배면이 마찰되어 파티클이 발생될 수 있는데, 종래에는 지면과 수평으로 웨이퍼(W)가 적재되게 되므로 이러한 파티클이 아래에 있는 웨이퍼(W)의 상면에 안착되게 되고 이러한 상태로 반응이 진행됨에 따라 불량이 발생하여 수율이 저하되는 문제점도 있었다.When the wafer W is accommodated in the boat 5, the back surface of the wafer W may rub against the wafer pedestal 5a to generate particles. In the related art, the wafer W may be loaded horizontally with the ground. Therefore, such particles are settled on the upper surface of the wafer (W) below, and as the reaction proceeds in this state, there is a problem that a defect occurs and the yield is lowered.

그리고, 웨이퍼 받침대(5a)에 의해 웨이퍼(W) 가장자리 네군데가 지지되고 웨이퍼의 중앙부는 지지되지 못하므로 공정진행시의 고온에 의해 웨이퍼(W)가 연화될 때 웨이퍼(W)의 중앙부가 아래로 쳐져 웨이퍼(W)가 휘어지는 현상이 발생하여 수율을 저하시키게 되는 문제점도 있었다.Since the four edges of the wafer W are supported by the wafer pedestal 5a and the center portion of the wafer is not supported, the center portion of the wafer W is lowered when the wafer W is softened by the high temperature during the process. There was also a problem in that the wafer W was bent and the yield was lowered.

아울러 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼(W)를 보트(5)로 이송하거나 공정이 종료된 후 보트(5)로부터 웨이퍼 카세트로 웨이퍼(W)를 이송할 때 트위저에 의해 5매 단위로 진행되게 되므로 이러한 작업에 소요되는 시간이 작지 않은 문제점도 있었다.In addition, when the wafer W is transferred from the wafer cassette to the boat 5 or after the process is completed, the wafer W is transferred from the boat 5 to the wafer cassette in the unit of five sheets by the tweezers. There was also a problem that the time required was not small.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 인식하여 안출된 본 고안의 목적은 종형로에 웨이퍼를 수직으로 적재하도록 하여 상기한 바와 같은 문제점을 해결할 수 있는 종형로의 웨이퍼 적재구조를 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention devised by recognizing the problems described above is to provide a wafer stacking structure in a vertical furnace which can solve the problems as described above by vertically loading the wafer in the vertical furnace.

도 1은 종래의 종형로의 웨이퍼 적재구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a wafer stacking structure in a conventional vertical furnace.

도 2는 본 고안의 일실시례에 의한 종형로의 웨이퍼 적재구조를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a wafer stacking structure in a vertical furnace according to one embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 아웃터튜브 2 : 인너튜브1: outer tube 2: inner tube

3 : 반응가스 유도관 4 : 반응가스 배출관3: reaction gas induction pipe 4: reaction gas discharge pipe

5,10 : 보트 5a : 웨이퍼 받침대5,10: Boat 5a: Wafer Pedestal

5b : 보트기둥 6 : 보트받침대5b: Boat post 6: boat stand

10a : 웨이퍼 카세트 받침대 11 : 내열성 웨이퍼 카세트10a: wafer cassette holder 11: heat resistant wafer cassette

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 반도체 공정진행을 위해 보트에 웨이퍼를 수납하여 종형로의 내부에 장치하는 종형로의 웨이퍼 적재구조에 있어서; 상기 웨이퍼는 수십장 단위로 내열성 웨이퍼 카세트에 수납되고, 상기 보트는 수개의 상기 내열성 웨이퍼 카세트를 적층하여 지지하되 각각의 내열성 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼가 지면과 수직인 상태로 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 종형로의 웨이퍼 적재구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, in the wafer loading structure of the vertical furnace for storing the wafer in the boat for the semiconductor process proceeds and installed in the vertical furnace; The wafer is stored in a heat resistant wafer cassette in units of tens of sheets, and the boat is formed by supporting a plurality of heat resistant wafer cassettes in a stacked manner so that the wafers stored in each heat resistant wafer cassette are perpendicular to the ground. A wafer stacking structure in a furnace is provided.

이하, 첨부도면에 도시한 본 고안의 일실시례에 의거하여 본 고안을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.

도 2는 본 고안의 일실시례에 의한 종형로의 웨이퍼 적재구조를 도시한 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의한 종형로의 웨이퍼 적재구조에서는 종래와 달리 웨이퍼(W)가 보트(10)에 직접 수납되는 것이 아니라 내열성 웨이퍼 카세트(11)에 수납된 상태로 보트(10)에 적재되게 되며, 내열성 웨이퍼 카세트(11)는 이에 수납된 웨이퍼(W)가 지면과 수직이 되도록 수개가 보트(10)에 적재되게 된다.2 is a cross-sectional view showing a wafer loading structure of a vertical furnace according to an embodiment of the present invention, as shown in the wafer loading structure of a vertical furnace according to the present invention, unlike the conventional wafer (W) boat ( 10 is not directly stored in the heat-resistant wafer cassette 11 is stored in the boat 10 in a state of being stored in the heat-resistant wafer cassette 11, the heat-resistant wafer cassette 11 is a number of wafers (W) accommodated therein so as to be perpendicular to the ground The boat 10 is to be loaded.

상기 내열성 웨이퍼 카세트(11)의 구조는 원래의 일반적인 웨이퍼 카세트와 유사하게 형성하되 하면이 개방되어 반응가스가 원활하게 흐를 수 있도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기 보트(10)에는 내열성 웨이퍼 카세트(11)의 가장자리를 지지할 수 있도록 일정한 간격으로 웨이퍼 카세트 받침대(10a)가 형성되는 것이 바람직하다. 내열성 웨이퍼 카세트(11)의 재질은 일반적인 보트의 재질과 마찬가지로 석영으로 형성하는 것이 바람직하다.The heat resistant wafer cassette 11 has a structure similar to that of the original wafer cassette, but the bottom surface thereof is opened so that the reaction gas flows smoothly, and the boat 10 has a heat resistant wafer cassette 11. The wafer cassette pedestal 10a is preferably formed at regular intervals so as to support the edge of the wafer. The material of the heat resistant wafer cassette 11 is preferably formed of quartz like the material of a general boat.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 고안에 의한 종형로의 웨이퍼 적재구조에서 웨이퍼가 종형로의 내부에 적재되는 과정을 설명하면 다음과 같다.In the wafer loading structure of a vertical furnace according to the present invention having a structure as described above, a process of loading a wafer into a vertical furnace is as follows.

일반적인 플라스틱 재질의 웨이퍼 카세트에 수십장 단위로 수납되어 라인을 통해 공급된 웨이퍼는 종래와 같이 트위저에 의해 5매 단위로 보트로 이송되는 대신, 일반적인 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼 전체가 내열성 웨이퍼 카세트(11)에 덤핑된 후 각각의 내열성 웨이퍼 카세트(11)가 보트(10)의 웨이퍼 카세트 받침대(10a)에 얹혀지게 된다.The wafers, which are housed in units of tens of sheets in a general plastic wafer cassette and supplied through a line, are transferred to a boat by a tweezer in units of five sheets as in the prior art, but the entire wafers stored in the general wafer cassette are heat-resistant wafer cassettes 11. After being dumped on, each heat resistant wafer cassette 11 is placed on the wafer cassette pedestal 10a of the boat 10.

도면상 미설명 부호는 종래와 동일한 것을 나타낸 것이며, 아웃터튜브(1)와 인너튜브(2)등으로 구성되는 도시된 종형로 외에도 내부에 보트가 있는 임의의 종형로에 대해서도 본 고안은 적용 가능하며, 특히 확산 공정을 위해 종형로에 유용하다.In the drawings, reference numerals refer to the same as in the related art, and the present invention is applicable to any vertical furnace with a boat in addition to the illustrated vertical furnace consisting of the outer tube 1 and the inner tube 2. It is useful in vertical furnaces, especially for diffusion processes.

상기한 바와 같은 종형로의 웨이퍼 적재구조하에서 공정이 진행되는 것은 종래와 유사하게 이루어지게 되는데 다만 일반적인 웨이퍼 카세트로부터 보트에 웨이퍼를 적재하는 공정은 상기한 바와 같이 종래와 차이가 나게 되며 그 역과정 즉 공정이 종료된 웨이퍼를 보트로부터 일반적인 웨이퍼 카세트로 이송하는 과정도 이에 따라 차이가 있게 된다.As described above, the process is carried out under the wafer stacking structure in the vertical furnace as described above. However, the process of loading the wafer into the boat from the general wafer cassette is different from the conventional process as described above. The process of transferring the finished wafer from the boat to the general wafer cassette is accordingly different.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 고안에 의한 종형로의 웨이퍼 적재구조에서는 웨이퍼가 지면에 대해 수직으로 적재되므로, 우선 반응가스의 흐름을 방해하지 않아 원활한 반응가스의 흐름이 확보되게 되고, 다음으로는 웨이퍼와 내열성 웨이퍼 카세트간의 마찰로 파티클이 발생하는 경우에도 바닥으로 떨어져 내릴뿐 웨이퍼의 상면에 안착되지 않으며, 마지막으로 웨이퍼 휘어짐 현상을 방지할 수 있어 전체적으로 수율이 향상되게 되고, 웨이퍼를 수십장 단위로 일반적인 웨이퍼 카세트로부터 내열성 웨이퍼 카세트로 덤핑한 후 보트에 적재하도록 구성되므로 웨이퍼를 보트에 적재하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있어 생산성이 향상되는 효과도 있다.In the wafer loading structure of the vertical furnace according to the present invention having the structure as described above, since the wafer is vertically loaded with respect to the ground, first, a smooth flow of the reaction gas is ensured without disturbing the flow of the reaction gas. Even if particles are generated due to friction between the wafer and the heat-resistant wafer cassette, they fall to the bottom and are not seated on the top surface of the wafer. Finally, the wafer warpage can be prevented and the overall yield is improved. Since the dumping from the wafer cassette to the heat resistant wafer cassette is configured to load the boat, it is possible to reduce the time required to load the wafer into the boat, thereby improving productivity.

Claims

A wafer stacking structure in a vertical furnace in which a wafer is stored in a boat for semiconductor processing and installed inside the vertical furnace; The wafer is housed in a heat resistant wafer cassette in units of tens of sheets, and the boat is formed so that the wafers stored in each heat resistant wafer cassette are stacked so as to be perpendicular to the ground. Wafer Loading Structure in Furnace.

The wafer stacking structure of a vertical furnace according to claim 1, wherein the heat resistant wafer cassette is formed such that a lower surface thereof is opened to allow a reaction gas to flow smoothly.

The wafer stacking structure of a vertical furnace according to claim 1, wherein the boat has a wafer cassette supporter formed at regular intervals so as to support the edge of the heat resistant wafer cassette.