KR20030028052A - 확산로의 웨이퍼 보트 - Google Patents

Abstract

확산로의 웨이퍼 보트가 개시된다. 이 보트는 웨이퍼 적재 공간의 양 단부에 소정 갯수의, 보트와 동일 재질의 더미 웨이퍼가 부착된 것을 특징으로 한다. 사용되는 웨이퍼 보트는 통상 석영 재질로 이루어지며, 더미 웨이퍼는 보트와 별도로 제작되어 공정 중에 보트에 적재될 수도 있으나, 바람직하게는 개별 형성된 더미 웨이퍼가 영구적으로 보트에 부착되거나, 보트와 일체로 성형될 수 있다.

Description

확산로의 웨이퍼 보트 {WAFER BOAT FOR DIFFUSION FURNACE}

본 발명은 반도체 장치 제조에 사용되는 확산로에 관한 것이며, 보다 상세하게는 웨이퍼를 배치 처리하는 배치식 확산로의 웨이퍼 보트에 관한 것이다.

웨이퍼의 대구경화와 반도체 장치의 고집적화에 의해 웨이퍼내 가공 편차 및 웨이퍼간 가공 편차가 늘어나고 있다. 이들 편차를 줄이기 위해, 특히, 배치식 웨이퍼 가공 장비에서 웨이퍼 적재 위치에 따른 웨이퍼 사이의 가공 편차를 줄이기 위해 반도체 장치 제조를 위한 웨이퍼 가공 장비는 배치식 장비에서 웨이퍼를 개별로 처리하는 개별식 장비로 바뀌고 있다.

그러나, 확산 공정 가운데 상당 부분은 웨이퍼를 개별로 처리할 경우, 그 공정 시간이 오래 걸리고 열효율이 매우 떨어지기 때문에 배치 처리를 유지하고있다. 웨이퍼를 배치 처리하기 위해서 장비로 투입되는 웨이퍼들은 하나의 단위 혹은 수개의 단위에 해당하는 갯수가 도1에 도시된 것과 같은 웨이퍼 보트에 먼저 적재된다. 웨이퍼 보트는 상하단이 판재(13,15)로 마감되고 이 판재들은 슬롯이 형성된 수직 보(11)들을 상하에서 고정하는 역할을 한다. ,

웨이퍼 보트에 적재된 웨이퍼들은 적재된 상태에서 확산로 등의 열처리 공간으로 투입된다. 단, 이런 배치처리 방식 확산로도 배치 방식 장비의 하나이므로 이미 언급된 배치 방식 장비의 단점, 즉, 적재 위치에 따른 가공 편차를 가지게 된다. 특히, 보트의 제일 위쪽과 제일 아래쪽의 일정 부분(19,21)은 공정 초기의 불안정한 단계 및 외부 환경과의 교차 과정에 따른 많은 영향을 집중적으로 받는다. 즉, 이 부분에 적재된 웨이퍼는 허용된 가공 편차 내를 벗어날 경우가 많고, 불량율을 높이게 된다.

이런 배치 처리 방식의 문제점을 경감시키기 위해 확산로에 사용되는 웨이퍼 보트의 양단의 일정 부분(19,21)에는 공정 웨이퍼를 적재하는 대신 더미 웨이퍼(17)를 적재하게 된다. 더미 웨이퍼(17)에는 공정의 영향으로 그 표면에 이질적 막이 형성된다. 그리고, 더미 웨이퍼(17)가 공정에 거듭 이용됨에 따라 그 표면에 형성된 이질적인 막은 두껍게 된다. 두꺼워지고 이질화된 막에는 열공정이 거듭됨에 따라 기판과의 사이에 열 스트레스가 크게 작용하게 된다. 그리고, 열스트레스에 의해 균열되고 박리된 이질막은 기판에서 떨어져 나와 주위 환경을 오염시키는 파티클을 형성하게 된다.

그러므로, 이질막이 기판에서 떨어지는 소위 '리프팅' 현상을 방지하기 위해더미 웨이퍼는 공정에 일정 회수 사용되면 교체되어야 한다. 그런데, 현재 더미 웨이퍼에 대한 이력 관리가 어려운 실정이며, 이력 관리가 제대로 되지 않아 사용 회수를 넘겨 더미 웨이퍼를 사용하는 경우가 많다. 따라서, 더미 웨이퍼의 일부는 파티클 요인으로 작용하고 있다. 또한, 더미 웨이퍼에 대한 이력 관리가 정상적으로 이루어지는 경우에도 일정 회수 사용하면 폐기되므로 비용 증가의 요인이 될 수 있다.

본 발명은 종래의 배치 처리 방식 확산로에서 상술한 파티클 발생과 비용 증가의 문제를 경감시키기 위한 것으로, 확산로 공정에서 더미 웨이퍼를 사용 하지 않으면서 공정 웨이퍼의 가공 편차를 줄일 수 있도록 하는 확산로 웨이퍼 보트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 더미 웨이퍼를 사용하지 않도록 하여 더미 웨이퍼 사용으로 인한 비용 증가 및 파티클 오염의 염려를 줄일 수 있는 확산로 웨이퍼 보트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 종래의 확산로 웨이퍼 보트 및 적재 구성을 설명하기 위한 구성도,

도2는 본 발명에 따른 확산로 웨이퍼 보트를 설명하기 위한 구성도,

도3은 도2의 더미 웨이퍼 및 슬롯의 결합 상태를 나타내기 위해 부분 단면을 확대한 확대도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 보트는, 웨이퍼 적재 공간의 양 단부에 일정 갯수의, 보트와 동일 재질의 더미 웨이퍼가 부착된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 확산로에 사용되는 웨이퍼 보트는 통상 석영 재질을 사용하므로 석영 웨이퍼를 만들어 웨이퍼 적재 공간에 배치시켜 사용할 수 있다. 본 발명에서웨이퍼는 보트와 별도로 제작되어 공정 중에 보트에 적재될 수도 있으나, 바람직하게는 개별 형성된 더미 웨이퍼가 영구적으로 보트에 부착되거나, 보트와 일체로 성형될 수 있다. 일체로 성형되는 경우에는 개별 웨이퍼를 적재시키기 위해 형성하는 슬롯에 일일이 더미 웨이퍼를 적재할 필요가 없고, 더미 웨이퍼와 슬롯 사이의 좁은 공간에 파티클 원이 되는 물질이 발생할 가능성이 줄어든다.

보트 양단부에 적재하는 더미 웨이퍼의 숫자는 확산로의 특징과 성능에 따라 달라질 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 웨이퍼 보트의 한 실시예를 나타낸 것이며, 도3은 도2에서 더미 웨이퍼와 보트의 슬롯을 형성하는 수직보가 결합된 상태를 특징적으로 확대하여 나타낸 확대도이다.

도2를 참조하면서 설명하면, 보트는 수직으로 확산로에 설치되도록 형성되어 있다. 보트의 주된 몸체는 수직으로 형성된 몇 개의 수직 보(11)로 이루어진다. 수직 보들의 상단과 하단에는 원판형 석영 플레이트 즉, 판재(13,15)가 있어서 석영재 수직 보(11)들을 고정시키는 역할을 한다. 수직 보(11)들에는 웨이퍼를 끼워넣을 수 있도록 다수의 슬롯이 형성되어 있다. 따라서 캐리어에 담겨 확산장비로 이송된 웨이퍼들은 로봇 암에 의해 직립형 석영재 보트의 수직 보(11)에 성형된 슬롯에 차례로 적재된다. 수직 보(11)들은 웨이퍼가 적재되는 것을 가로막지 않도록 서로 연결된 형태가 반원 정도의 원주를 형성하게 된다. 따라서, 수직 보(11)로 막힌 반원에 대향하는 반원 부분은 수직 보(11) 기타 웨이퍼의 진입을 막는 구조물이 존재하지 않는다.

이상의 구조에 특징적으로 종래에 더미 웨이퍼가 장착되던 상하단 일정 부분(29,31), 가령, 상단 슬롯 가운데 위쪽 8 단위와 하단 슬롯 가운데 최하 10 단위에는 석영 재질의 더미 웨이퍼(27)가 이 부분의 슬롯에 끼워진 형태로 도3의 부분 단면도와 같이 성형되어 있다. 따라서 웨이퍼 보트를 세정할 때에는 석영 재질의 더미 웨이퍼(27)도 함께 세정해야 한다. 만약, 더미 웨이퍼(27)를 별개로 성형하여 석영 보트에 적재하고 고정시킬 경우에는, 더미 웨이퍼(27)를 수직 보(11)의 슬롯에 고정시키는 재질로는 확산로가 통상 운용되는 온도보다 큰 온도에서 녹는 물질을 사용해야 한다. 더욱 바람직하게는, 별개의 고정재보다는 석영에 부분적으로 높은 온도를 가하여 더미 웨이퍼(27)와 슬롯 부분의 수직 보(11)를 융착시킬 수 있다.

석영재 더미 웨이퍼(27)를 별도로 형성하고, 석영재 보트에 융착 없이 적재시켜 사용하는 경우는 실리콘 더미 웨이퍼에 비해 이질막 형성과 '리프팅' 현상을 막을 수 있다는 점에서 유리하고, 보트 세정에 유리할 수 있다. 그러나, 공정시마다 보트에 석영 더미 웨이퍼(27)를 적재를 해야하는 불편이 있고, 취급 과정에서 손상되기 쉽다.

본 발명에 따르면, 더미 웨이퍼를 보트와 동일 재질을 사용하므로 일체로 형성하여 적재의 불편을 줄일 수 있고, 고온 공정에서 이질막을 형성하고 리프팅을 일으키지 않으므로 파티클 소오스가 되는 것을 방지할 수 있으며, 더미 웨이퍼를교체할 필요 없이 보트 손상시까지 사용할 수 있다.

Claims (5)

1. 웨이퍼 적재 공간의 양 단부에 일정 갯수로, 보트와 동일 재질의 더미 웨이퍼가 부착된 것을 특징으로 하는 확산로의 웨이퍼 보트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 재질은 석영인 것을 특징으로 하는 확산로의 웨이퍼 보트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 웨이퍼는 상기 보트와 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 확산로의 웨이퍼 보트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 웨이퍼는 상기 보트와 별개로 성형된 뒤 융착된 것을 특징으로 하는 확산로의 웨이퍼 보트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 웨이퍼는 상기 보트와 별개로 성형된 뒤 상기 보트와 다른 재질로 융접된 것을 특징으로 하는 확산로의 웨이퍼 보트.