KR20010010558A - 웨이퍼 보트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균일한 두께의 막이 증착될 수 있도록 한 웨이퍼 보트에 관해 개시된다. 원판형의 링과, 상기 링의 상부에 고정된 다수의 지지핀으로 이루어지며, 상기 지지핀에 웨이퍼의 가장자리부가 놓이도록 구성된 웨이퍼 보트에 있어서, 상기 링에 다수의 홈이 형성되거나, 상기 링의 내측에 다수의 홀이 형성된 보조링이 결합된다.

Description

웨이퍼 보트 {Wafer Boat}

본 발명은 웨이퍼 보트에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 제조 공정에 사용되는 증착 장비에 구비되며, 균일한 두께의 막이 증착될 수 있도록 한 웨이퍼 보트에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조 공정에서 고온 산화막(High Temperature Oxide)은 저압화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition; LPCVD) 공정을 통해 형성된다. 저압화학기상증착 공정은 고온 및 저압 상태의 반응로(Furance)에서 이루어지며, SiH₄및 N₂O 가스와 같은 소오스 가스(Source Gas)의 반응에 의해 웨이퍼상에 박막이 증착되도록 하는 공정이다. 참고적으로 SiH₄및 N₂O를 소오스 가스로 이용하는 경우 산화막이 증착되는 과정은 하기의 화학식 1과 같다.

SiH₄+ 2N₂O → SiO₂+ 2H₂+ 2N₂

이와 같이 이루어지는 증착 공정시 웨이퍼는 반응로내에 구비된 웨이퍼 보트에 적재되며, 이때 웨이퍼와 웨이퍼의 사이는 균일한 증착이 이루어지도록 일정 간격 이격된다. 웨이퍼 보트는 웨이퍼가 놓이는 형태에 따라 수직형과 수평형으로 구분되는데, 그러면 종래의 수직형 웨이퍼 보트를 도 1 내지 도 3을 통해 설명하면 다음과 같다.

종래의 웨이퍼 보트는 도 1에 도시된 바와 같이 수정(Quartz)으로 이루어진 원판(圓板)형의 링(1)과, 상기 링(1)의 상부에 고정된 다수의 지지핀(2)으로 이루어지며, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 지지핀(2)에 웨이퍼(3)의 가장자리부가 놓이도록 구성된다.

상기 웨이퍼(3)상에 산화막을 증착하기 위하여 먼저, 상기 웨이퍼 보트에 웨이퍼(3)를 장착한 후 상기 반응로 내부로 소오스 가스를 공급한다. 그러면 상기 소오스 가스는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 링(1)과 다른 링(1) 그리고 웨이퍼(3)와 링(1) 사이로 흐르게 되고, 소오스 가스의 반응에 의해 상기 웨이퍼(3)상에는 산화막이 증착되는데, 증착되는 막의 두께는 소오스 가스가 흐르는 량에 비례한다.

이때, 상기 웨이퍼(3)보다 크기가 큰 링(1)을 사용하므로써 상기 링(1)을 포함하는 넓은 면적에 산화막이 증착되기 때문에 웨이퍼(3)상에 증착되는 산화막의 두께 균일도는 양호해진다. 예를들어 증착 공정의 특성상 가장자리부에 산화막이 두껍게 증착된다 하더라도 8 인치(inch) 크기의 웨이퍼를 사용하는 경우보다 10 인치 크기의 웨이퍼를 사용하면 균일한 두께의 막을 얻을 수 있는 면적이 넓어 진다.

그런데 상기 웨이퍼 보트를 사용하는 경우, 첫째, 상기 링(1)과 링(1) 사이를 통해 흐르는 소오스 가스의 량과 상기 링(1)과 웨이퍼(3) 사이를 통해 흐르는 소오스 가스의 량이 서로 다르기 때문에 웨이퍼(3)상에 증착된 막의 두께가 부분적으로 다르며, 둘째, 상기 링(1)과 웨이퍼(3) 사이를 통해 흐르는 소오스 가스가 하부의 웨이퍼(3) 방향으로 흐르기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼(3)의 가장자리부에 증착된 산화막(4)의 두께가 중심부보다 두껍게 된다. 또한, 셋째, 상기 링(1)의 표면적이 적기 때문에 소오스 가스의 반응에 의해 상기 링(1)에도 막이 증착되지만, 그 량이 적어 상기 웨이퍼(3)의 가장자리부에 증착되는 막의 두께가 중심부보다 두껍게 된다. 즉, 소오스 가스의 흐르는 량에 따라 증착되는 막의 두께가 결정되는데, 이 경우 상기 링(1)에 증착되는 량이 적으므로 상대적으로 상기 웨이퍼(3)의 가장자리부에 많이 증착된다.

이러한 문제점은 소오스 가스가 웨이퍼의 표면으로 균일하게 공급되지 않기 때문에 발생되는데, 이를 방지하기 위해서는 상기 링(1)간의 간격과 상기 링(1)과 웨이퍼(3)간의 간격이 동일하게 유지되도록 해야 한다. 그러나 웨이퍼(3)가 수평으로 적재되는 수직형 웨이퍼 보트의 경우 웨이퍼를 이동시키기 위한 공간이 필요하기 때문에 웨이퍼 보트간의 간격을 조절하기 어려운 실정이다.

따라서 본 발명은 링의 표면적이 증가되도록 링에 다수의 홈을 형성하거나, 링의 내측에 다수의 홀이 형성된 보조 링을 결합시키므로써 상기한 단점을 해소할 수 있는 웨이퍼 보트를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원판형의 링과, 상기 링의 상부에 고정된 다수의 지지핀으로 이루어지며, 상기 지지핀에 웨이퍼의 가장자리부가 놓이도록 구성된 웨이퍼 보트에 있어서, 상기 링에 다수의 홈이 형성되거나, 상기 링의 내측에 다수의 홀이 형성된 보조링이 결합된 것을 특징으로 하며, 상기 홈의 깊이는 상기 링 두께의 1/2이며, 넓이는 0.1 내지 2 mm이고, 상기 보조 링의 두께는 상기 링 두께의 20 내지 90%이며, 폭은 1 내지 30mm인 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 웨이퍼 보트의 평면도.

도 2는 종래의 웨이퍼 보트에 웨이퍼가 장착된 상태를 도시한 단면도.

도 3은 웨이퍼상에 증착된 산화막을 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 웨이퍼 보트에 웨이퍼가 장착된 상태를 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 평면도.

도 7은 도 6에 도시된 웨이퍼 보트의 단면도.

도 8은 도 6에 도시된 웨이퍼 보트에 웨이퍼가 장착된 상태를 도시한 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명〉

1, 11 및 21: 링 2, 12 및 22: 지지핀

3, 13 및 23: 웨이퍼 4: 산화막

16: 홈 24: 홀

26: 보조 링

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 사시도로서, 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 웨이퍼 보트는 수정으로 이루어진 원판형의 링(11)과, 상기 링(11)의 상부에 고정된 다수의 지지핀(12)으로 이루어지며, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 지지핀(12)에 웨이퍼(13)의 가장자리부가 놓이도록 구성되는데, 상기 링(11)에는 예를들어 깊이가 상기 링(11) 두께의 1/2 정도이며, 깊이가 0.1 내지 2 mm인 다수의 홈(16)이 형성된다.

상기 웨이퍼 보트를 사용하면 증착 공정이 진행되는 동안 상기 링(11)에 형성된 홈(16)을 통해서 소오스 가스가 흐르게 된다. 그러므로 상기 링(11)에 증착되는 막의 량이 종래보다 증가되고, 이에 의해 상기 웨이퍼(13)의 가장자리부에 증착되는 막의 두께가 감소되어 중앙부와 가장자리부의 증착 두께 차이가 감소된다. 여기서 본 발명의 효과를 극대화시키기 위하여 상기 홈(16)이 형성된 링(11) 표면의 거칠기를 예를들어 분사처리(Sand Blast) 등을 하여 증가시키면 상기 링(11)의 표면적이 극대화되어 상기 링(11)에 증착되는 막의 량이 증가되기 때문에 웨이퍼(13)에 증착되는 막의 균일도는 더욱 향상된다.

또한, 본 발명은 다른 형태의 웨이퍼 보트를 제공하는데, 그러면 도 6 내지 도 8을 통해 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기로 한다.

도 6 및 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 평면도 및 단면도로서, 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 보트는 수정으로 이루어진 원판형의 링(21)과, 상기 링(21)의 상부에 고정된 다수의 지지핀(22)으로 이루어지며, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 지지핀(22)에 웨이퍼(23)의 가장자리부가 놓이도록 구성되는데, 상기 링(21)의 내측에는 다수의 원형, 타원형 또는 다각형의 홀(24)이 형성된 보조 링(26)이 결합된다. 이때 상기 웨이퍼(23)의 가장자리부와 중첩되는 상기 보조 링(26)의 폭은 1 내지 30mm 정도가 되도록 하고, 상기 보조 링(26)의 두께는 상기 링(21) 두께의 20 내지 90% 정도가 되도록 한다.

상기 웨이퍼 보트는 상기 링(21)과 보조 링(26)이 갖는 표면적으로 인해 증착 공정이 진행되는 동안 상기 링(21)에 증착되는 막의 량이 종래보다 증가되고, 이에 의해 상기 웨이퍼(23)의 가장자리부에 증착되는 막의 두께가 감소된다. 이때 상기 보조 링(26)에 형성된 홀(24)을 통해 적당량의 소오스 가스가 상기 웨이퍼(23)의 가장자리부로 흐르게 되므로 상기 웨이퍼(23)의 가장자리부의 막 두께가 중앙부보다 감소되는 현상이 방지된다. 따라서 전체적으로 균일한 두께의 막이 형성된다. 여기서 본 발명의 효과를 극대화시키기 위하여 상기 제 1 실시예에서와 마찬가지로 상기 링(21) 및 보조 링(26)의 표면 거칠기를 예를들어 분사처리 등을 하여 증가시키면 상기 링(21)과 보조 링(26)의 표면적이 극대화되어 상기 링(21) 및 보조 링(26)에 증착되는 막의 량이 증가되기 때문에 웨이퍼(23)에 증착되는 막의 균일도는 더욱 향상된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 링의 표면적이 증가되도록 링에 다수의 홈을 형성하거나, 링의 내측에 다수의 홀이 형성된 보조 링을 결합시킨다. 그러므로 링의 표면적이 증가됨에 따라 링 부위에서 증착에 소모되는 소오스 가스의 량이 증가되고, 이에 의해 소오스 가스의 흐름이 웨이퍼 전면으로 균일하게 이루어진다. 따라서 웨이퍼의 가장자리부에 증착되는 막의 두께가 종래에 비해 효과적으로 감소되어 전체적으로 균일한 두께의 막을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 원판형의 링과, 상기 링의 상부에 고정된 다수의 지지핀으로 이루어지며, 상기 지지핀에 웨이퍼의 가장자리부가 놓이도록 구성된 웨이퍼 보트에 있어서,

   상기 링에 다수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 링은 수정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 홈의 깊이는 상기 링 두께의 1/2이며, 넓이는 0.1 내지 2 mm인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.
4. 원판형의 링과, 상기 링의 상부에 고정된 다수의 지지핀으로 이루어지며, 상기 지지핀에 웨이퍼의 가장자리부가 놓이도록 구성된 웨이퍼 보트에 있어서,

   상기 링의 내측에 다수의 홀이 형성된 보조링이 결합된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 링은 수정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조 링의 두께는 상기 링 두께의 20 내지 90%이며, 폭은 1 내지 30mm인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.