KR20040019049A - 궁형 웨이퍼 지지 암을 갖는 웨이퍼 보트 - Google Patents

궁형 웨이퍼 지지 암을 갖는 웨이퍼 보트 Download PDF

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생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 소정의 반경(R)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 지지하기 위한 수직 세라믹 웨이퍼 보트(20)를 제공한다. 웨이퍼 보트는 베이스(24)와 한 쌍의 컬럼 랙(22)을 포함한다. 컬럼 랙은 베이스로부터 일반적으로 상향으로 연장한다. 각각의 컬럼 랙은 궁형 섹션(50)을 갖는 하나 이상의 암(44)을 포함한다. 각각의 궁형 섹션은 0.7R의 웨이퍼의 경계 영역을 실질적으로 지지해주고 180도 미만의 원호로 걸쳐 있는 사이즈를 갖는다.

Description

궁형 웨이퍼 지지 암을 갖는 웨이퍼 보트{Wafer boat with arcuate wafer support arms}
다른 재료, 예를 들어 실리콘-게르마늄(SiGe) 또는 갈륨 비소(GaAs)가 사용될 수도 있지만, 실리콘은 전자 산업계에 있어 현재 가장 중요한 반도체이다. 초대규모 집적(VLSI) 회로 기술(즉, 칩당 약 100,000소자 이하)과, 초고밀도 집적(ULSI) 회로 기술(즉, 즉, 칩당 약 100,000소자 이상, 몇몇 경우, 칩당 10억 소자 이상)은 거의 전적으로 실리콘에 기반한다.
실리콘 기판 상에서 이루어지는 VLSI와 ULSI 회로의 제조는 매우 높은 결정 완전성 또는 순도로 억제됨이 중요하다. 즉, 결정질 고체에서, 고체를 구성하는 원자들이 공간적으로 주기적인 방식으로 배열된다. 주기적 배열이 전체 고체에 걸쳐 존재하면, 그 물질은 단결정으로 형성되었다고 정의된다. 결정 내 원자들의 주기적 배열은 격자(lattice)로 불린다. 매우 높은 결정질 완전성은 실리콘 기판이 그 단결정 실리콘 격자에 걸쳐 최소의 불순물 및 구조적 결함을 가질 것을 요구한다.
일반적으로 희소 물질, 예를 들어 규암(quartzite)이 전자용 등급의 다결정 실리콘(EGS)으로 정련 및 용융된다. 실리콘 종자 결정(seed crystal)이 사용되어 용융된 EGS로부터 단결정 실리콘 잉곳(ingot)으로 성장한다. 실리콘 웨이퍼는 복잡한 일련의 웨이퍼 제조 공정을 거쳐 최종적으로 VLSI와 ULSI 회로가 그 위에 형성되는 기판을 제공한다.
실리콘 웨이퍼의 사이즈의 증가는 실리콘 재료 기술의 가장 뚜렷한 추세 중의 하나이다. 현재, 300mm 직경의 웨이퍼가 결국 대부분의 150mm 및 200mm 웨이퍼 용도를 대체할 것으로 기대되고 있다. 또한, 바람직하게는 400mm 웨이퍼가 멀지않은 미래에 도입될 것으로 예측되고 있다. 생산성을 유지하기 위해 보다 큰 직경의 웨이퍼를 사용하는 것은 반도체 제조에 있어 몇가지 중요한 난점이 있다. 예를 들어, 예를 들어 수직 노(furnace)와 같은 보다 넓은 웨이퍼를 취급할 수 있는 장비를 갖는 시설들이 건조되어야 한다. 보다 넓은 면적에 걸쳐 보다 작은 특징부(feature)를 인쇄하기 위해 새로운 패터닝 기술이 개발되어야 한다. 웨이퍼가 넓을수록 울음(warping) 및 다른 구조적 결함에 대한 저항성을 증대시키기 위해 두꺼워져야 한다. 더욱이, 웨이퍼가 넓어질수록 무거워져, 자동화된 웨이퍼 수송 시스템을 사용할 필요가 있다.
실리콘 웨이퍼가 보다 커지고 무거워짐에 따라, 격자에 대한 구조적 결함 및 불순물을 방지하는, 즉 매우 높은 결정질 완전성을 유지하는 문제가 훨씬 더 중요해진다. 300mm 이상의 실리콘 웨이퍼에서 특히 문제가 되는, 이러한 두 가지 구조적 결함으로 격자 구조에서의 "배면 손상(backside damage)" 및 "슬립(slip)"이 있다.
배면 손상은 웨이퍼 지지 장치의 표면에 걸쳐 웨이퍼가 이동할 때 웨이퍼의 배면이 긁히게 되는 것이다.
실리콘 웨이퍼에서의 슬립은 웨이퍼에 가해지는 응력의 함수이다. 이러한 응력은 기계적(예를 들어, 마찰로 인한), 및/또는 열적일 수 있다. 웨이퍼가 응력을 받음에 따라, 결정 격자가 탄성 변형을 겪으며, 이 탄성 변형은 응력이 해제될 때 고체 결정이 원래의 위치로 복귀함에 따라 사라진다. 그러나, 가혹한 응력을 받게 되면 슬립이 발생하며, 이는 결정 결자 내의 소성적(plastic) 또는 영구적인 변형이며, 응력이 해제된 후에도 남는다. 슬립은 실리콘의 탄성 한계(또는 항복 강도)를 초과하여 격자가 영구적으로 오정렬(misaligned)될 때 발생한다.
슬립은 열 응력이 가열 온도에 비례하기 때문에 열처리용 노 내에서 실리콘 웨이퍼를 고온 처리(노 내에서의 가열 작업)하는 동안, 일반적이다. 웨이퍼의 취성으로부터 연성 거동으로의 천이 온도는 일반적으로 약 720 내지 1000℃의 범위 내이다. 그러므로, 열 응력에 인한 것이든 또는 기계적 응력에 인한 것이든 슬립은 약 720℃ 이상의 처리 온도일 때 특히 문제가 된다.
웨이퍼 보트는 반도체 웨이퍼 처리 중에 노 내에서의 가열 작업을 받는 웨이퍼 지지 장치이다. 수평형 웨이퍼 보트는 전형적으로 고온 처리를 위해 수평형 노에 넣어질 때 수평 열(horizontal row)의 웨이퍼를 지지하도록 설계된다. 수직형 웨이퍼 보트는 전형적으로 수직형 노에 넣어질 때 수직으로 적층된 웨이퍼(vertical stack of wafer)를 지지하도록 설계된다. 일반적으로, 예를 들어 300mm의 대직경 실리콘 웨이퍼에 대해 수직형 웨이퍼 보트가 보다 일반적으로 사용된다. 이는 수직형 노가 수평형 노보다 작은 자국(footprint)을 남기므로, 값비싼 제조 공간을 적게 차지하기 때문이다. 부가적으로, 수직형 노는 일반적으로 수평형 노보다 좋은 온도 제어성을 보인다.
웨이퍼 보트는 일반적으로 세라믹 재료로 구성된다. 이온 또는 공유 결합으로 결합되는 세라믹 재료는 전형적으로 금속 및 비금속 소재 모두를 함유하는 복합 합성물질로 구성된다. 세라믹은 전형적으로 경질, 취성 및 고 용융점과 낮은 전기 및 열 전도성과 양호한 화학적 및 열적 안정성과 높은 압축 강도를 갖는 재료이다. 세라믹 재료의 예로는, 석영, 실리콘 카바이드(SiC), 재결정된 SiC가 있다. 이러한 재결정된 SiC중 하나를 크리스타(CRYSTAR®)라는 상표명으로 미국 매사추세츠 우스터 소재의 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드로부터 구할 수 있다. 이 재료는 고순도 실리콘 금속으로 함침된(impregrnated) 실리콘 카바이드 물질이다.
도 1을 참조하면, 전형적인 종래기술의 수직형 웨이퍼 보트(10)가 일반적으로 3개 또는 4개의 일반적으로 원형인 수평 베이스(14; base)로부터 수직 상향으로연장하며 베이스의 주변을 따라 방사형으로 이격된 지지 로드(12; support rod)를 포함한다. 로드(12)는 일단부에서만 지지된 다수의 일단 지지형 웨이퍼 지지 암(16; 또는 치형부)을 가지며, 이 암은 베이스(14)의 중심을 향해 내측으로 연장하며 일련의 슬롯(slot)을 그 사이에 형성한다. 슬롯은 노 내에서의 가열 작업 동안 암(16)에 의해 지지되는 실리콘 웨이퍼를 수용하는 사이즈를 갖는다.
대형 웨이퍼에서 문제가 되는 것은, 종래기술의 웨이퍼 지지 암(16)이 웨이퍼의 외주에서 그 지지력 대부분이 제공된다는 것이다. 따라서, 웨이퍼의 무게 대부분이 지지되지 않고 중심을 향해 분산된다. 그러므로, 고온 열처리 중에, 웨이퍼의 중앙부가 내려앉아, 웨이퍼의 결정 격자에서 슬립이 발생하는 것을 촉진한다.
원형 웨이퍼의 기하학적 형성 때문에, 웨이퍼의 무게의 거의 반, 즉 내측 웨이퍼 무게가 원형 영역 내, 즉 웨이퍼의 반경(R)의 70퍼센트 내에 분산된다. 역으로, 웨이퍼의 무게의 반, 즉, 외측 웨이퍼 무게는 0.7R의 내경 및 1.0R의 외경을 갖는 도우넛 형상의 영역에 걸쳐 분포되어 있다. 결과적으로, 웨이퍼의 원형 경계 영역인 0.7R에서 또는 0.7R부근, 예를 들어 0.6R 내지 0.8R에서 웨이퍼들을 지지하면 내측 및 외측 웨이퍼 무게에 균형이 잡히고 고온의 열처리 중에 처짐(sagging)이 발생할 가능성이 크게 감소된다.
현재의 종래기술의 보트 디자인은 깊은 슬롯을 필요로 하여, 0.7R 지점까지 연장하기에 충분한 길이의 지지 로드(12)의 암(16)을 형성한다. 그러나, 이러한 기하학적 형상으로 제조하는 것은 요구되는 정밀한 기계가공 및 고유의 낮은 수율로 인해 성가시다. 또한, 일단지지 암의 부가된 길이는 암이 로드 본체에 부착될 때단일 지지점에 큰 우력(moment force)을 부여하여, 파단 또는 파손의 가능성이 크게 증가한다. 더욱이 암이 웨이퍼 상의 3 또는 4개의 작은 이산된 영역들만을 지지해주기 때문에, 배면 손상이 일어날 가능성이 무거운 웨이퍼일수록 커진다.
이러한 문제를 해결하고자 시도한 한가지 종래 기술은 0.7R 이하의 내경 및 0.7R 이상의 외경을 갖는 다수의 이산된 원형 세라믹 링을 제공하는 것이다. 이 링들이 각각의 슬롯으로 슬라이딩한 다음에, 웨이퍼들이 각각의 세라믹 링 상에 놓여진다.
그러나, 각각의 링은 전형적으로 제조하는데 있어 1000 내지 2000 달러 정도비용이 들어, 보트의 비용을 크게 증가시킨다. 부가적으로, 링들은 웨이퍼가 놓여질 때 그 지지 영역을 실질적으로 둘러싼다. 이는 슬롯으로부터 웨이퍼를 제거하기 위해 종래의 이송 장비가 링과 웨이퍼 사이에 있기 힘들게 한다. 부가적으로, 이러한 둘러싸는 디자인은 웨이퍼를 처리하는데 종종 중요한 가스의 자유유동을 방해한다. 또한, 링이 전형적으로 보트에 100 이하의 부가적인 개별적 운동 부품을 더하기 때문에(각각의 슬롯 당 1개), 미립자 또는 다른 불순물이 발생할 가능성이 크게 증가한다. 즉, 세라믹 링이 처리 또는 취급 중에 웨이퍼 지지 암에 마찰되어, 웨이퍼의 반도체 회로를 손상시킬 수 있는 미세(microscopic) 입자를 마찰에 의해 발생시킬 수 있다.
따라서, 대직경 실리콘 웨이퍼에서의 슬립을 최소화하고 웨이퍼의 처짐을 감소시키도록 지지성을 개선하면서, 합리적인 비용으로 재료를 취급하기 위한 최대의 개방성을 제공하는 개선된 웨이퍼 보트가 요구된다.
본원에 공개된 자료의 일부는 본원에 참고문헌으로 포함되며 본원과 동시에 출원된 알. 버클리 등의 발명의 명칭이 "Y자형 컬럼 랙을 갖는 단일 주조 수직 웨이퍼 보트"인 미국 특허 출원(변호사 서류번호 제 6096-02, 미국 출원번호 제09/904,143호)에 공개 및 청구되어 있다.
본 발명은 반도체 제조에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 원의 원호를 따라 웨이퍼와 접촉 및 지지하는 웨이퍼 지지 암(wafer supporting arm)을 갖는 웨이퍼 보트에 관한 것이다.
도 1은 종래기술의 수직형 웨이퍼 보트의 일 실시예의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 수직형 웨이퍼 보트의 일 실시예의 사시도.
도 3은 도 2의 웨이퍼 보트의 전방 측면도.
도 4는 도 2의 웨이퍼 보트의 좌측 측면도.
도 5는 선 5-5에 따라 취한 도 4의 웨이퍼 보트의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 궁형 지지 암의 일 실시예의 평면도.
도 7은 본 발명에 따라 상승된 웨이퍼 지지 패드를 갖는 궁형 지지 암의 일 실시예의 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 웨이퍼 보트의 다른 실시예의 단면도.
본 발명은 R의 소정의 반경으로 실리콘 웨이퍼를 지지하기 위해 웨이퍼 보트를 제공하여 종래기술에 대해 장점 및 대안을 제공한다. 웨이퍼 보트는 약 0.7R이고 원호의 180° 미만에 걸친 원호를 따라 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지 암을 갖는다.
본 발명은 종래 기술에 대해 상당한 장점을 제공한다. 각각의 웨이퍼가 0.7 경계 영역에 상당하는 부분을 따라 지지되므로, 웨이퍼의 중앙 부분의 처짐이 크게 감소된다. 부가적으로, 궁형 섹션(50)은 완전한 원으로 둘러싸지 않으므로, 가스 유동 및 재료 취급 장비를 위한 실질적인 개방 영역을 남긴다.
이들 및 이외의 장점들은 소정의 반경 R을 갖는 실리콘 웨이퍼를 지지하는 수직형 세라믹 웨이퍼 보트를 제공하여 본 발명의 실시예에 의해 달성된다. 웨이퍼 보트는 베이스 및 한 쌍의 컬럼 랙(column rack)을 포함한다. 컬럼 랙은 베이스로부터 일반적으로 수직 상향으로 연장한다. 각각의 컬럼 랙은 궁형 섹션을 갖는 하나 이상의 암을 포함한다. 각각의 궁형 섹션은 웨이퍼의 0.7R 경계 영역을 실질적으로 지지하며 180°미만의 원호에 걸쳐 있는 사이즈를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 궁형 섹션은 0.6R 내지 0.8R의 반경을 포함하거나, 또는 90 내지 135°의 원호에 걸칠 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 웨이퍼 보트의 컬럼 랙 쌍과 베이스는 웨이퍼를 지지하기 위한 단일 모노리스 구조(monolithic structure)를 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 하나의 컬럼 랙의 각각의 궁형 섹션에 대해, 동일한 웨이퍼를 지지하기 위한 다른 컬럼 랙의 대향 궁형 섹션이 존재한다. 각각의 대향 궁형 섹션은 웨이퍼의 무게의 거의 반을 지지하도록 배향(orientation)된다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 수직형 웨이퍼 보트가 일반적으로 도면부호 20으로 도시되어 있다. 전체 웨이퍼 보트(20), 즉 웨이퍼 보트의 본체는 주조 재결정된 SiC로 구성되고, 한 쌍의 대향하는 지지 컬럼 랙(22)과 베이스(24)와 일반적으로 원형인 상부판(26)을 포함한다. 하기에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 모노리스 컬럼 랙(22)은 유익하게는 0.7R 경계영역에서 실리콘 웨이퍼에 궁형 지지부를 제공하면서 웨이퍼를 쉽게 다룰 수 있도록 이송 장비용 개방 영역을 유지하는 사이즈를 갖는다.
베이스(24)는 일반적으로 원 형상이고, 예정된 직경을 갖는 일반적으로 수평인 편평한 베이스 판(28; base plate)을 포함한다. 베이스(24)는 베이스 판(28)의 하부 표면으로부터 하향으로 연장하는 수직 림(30)을 또한 포함한다. 림(30)은 베이스 판(28)과 동심 관계이고 베이스 판의 직경보다 작아 수평 베이스 판(28)의 외주가 수직 림(30) 너머로 연장하여 원형 립(31; lip)을 형성한다. 팽창 슬롯(32; 도 5 참조)은 중앙 구멍(34)으로부터 반경방향 외측으로 절취된다. 팽창 슬롯(32)은 베이스 판(28)의 외주 및 림(40)을 통해 연장한다. 슬롯(32)은 열처리 작업, 예를 들어, 노 내에서의 가열 작업 중에 베이스(24)가 열 팽창 및 수축할 수 있게 한다. 수직 림(30)은 직사각형 위치결정용 노치(36; locating notch)를 또한 포함하며, 이 노치는 노 내에서의 가열 작업 중에 수직형 노(도시되지 않음) 내에 배치되었을 때 웨이퍼 보트(20)를 정확히 배향시킨다.
지지 컬럼 랙(22)은 일반적으로 궁형의 단면을 갖는 기다란 구조물이다(도 5 참조). 컬럼 랙(22)의 외측 에지(37)는 베이스 판(28)의 외주와 동일한 높이로 배향되고, 컬럼 랙(22)은 예정된 직경, 예를 들어 300mm의 실리콘 웨이퍼를 수용하도록 베이스 판(28) 상에 배향된다. 컬럼 랙(22)은 하부 말단부(38)에서 베이스 판(28)의 상부 표면에 용접되고, 그로부터 실질적으로 수직 상방향으로 연장한다. 컬럼 랙(22)의 상부 말단부(40)는 상부 판(26)의 하부 표면에 용접되고, 상부 판은 베이스 판(28)에 대해 실질적으로 평행하게 연장하는 원형의 편평한 판이다.
컬럼 랙(22), 베이스(24), 상부 판(26)이 함께 용접되어 단일 모노리스 구조물을 형성하는 것으로 설명하였지만, 다른 조립 기술, 예를 들어, 구성 요소들의볼트 결합, 가압 장착(press fitting) 또는 화학적 접합도 본 발명의 범위 내에 있다. 부가적으로, 장착용 슬롯이 베이스(24)에 형성될 수 있고, 이 슬롯으로 컬럼 랙(22)이 가압 장착되어 서로에 관해 고정된 관계를 유지할 수 있다.
각각의 컬럼 랙(22)은 각각의 외측 에지(37)에 가깝게 위치된 한 쌍의 연속 수직 부분(42)을 포함하고, 외측 에지로부터 다수의 세라믹 암(44)이 베이스 판(28)의 중심을 향해 연장하여 컬럼 랙을 형성한다. 세라믹 암(44)은 세라믹 암(44)을 이중으로 지지하는 한 쌍의 고정된 말단부를 포함한다. 한 쌍의 직선 암 섹션(48)은 고정된 말단부(46)로부터 베이스 판(28)의 중심부의 일반적 방향으로 및 베이스 판(28)에 일반적으로 평행하게 연장한다. 직선 암 섹션(48) 쌍은 세라믹 암(44)의 궁형 섹션(50; 도 5 참조)에 일체로 연결된다.
궁형 섹션(50)은 소정의 반경(R)을 갖는 0.7R 경계 영역을 실질적으로 지지하도록 설계된다. 컬럼 랙(22)의 각각의 궁형 섹션(50)에 대해, 다른 컬럼 랙(22)에 대향하는 궁형 섹션이 존재한다. 두 대향하는 궁형 섹션(50)은 웨이퍼의 무게의 실질적으로 반을 지지하도록 배향된다. 이 실시예에서 궁형 섹션(50)은 전형적으로 0.6R 내지 0.8R의 반경을 포함한다. 또한, 궁형 섹션은 전형적으로 90 내지 135°의 원호에 걸쳐 있지만, 후술하는 바와 같이 가스 유동 및 재료 취급을 위한 개방 영역이 남도록 항상 180°미만의 원호로 배치되어야 한다.
암(44)의 디자인은 종래기술에 대해 다수의 장점을 제공한다. 각각의 웨이퍼가 0.7 경계 영역에 상당하는 부분을 따라 지지되므로, 웨이퍼의 중앙 부분의 처짐이 크게 감소된다. 각각의 암(44)이 서로 대향하도록 두 고정된 말단부(46)에서 지지되므로, 무거운 웨이퍼가 보다 쉽게 지지되고 암(44)이 파괴될 가능성이 크게 감소된다. 부가적으로, 궁형 섹션(50)은 완전한 원으로 둘러싸지 않아, 즉 각각의 원호가 180°미만으로 걸쳐 있어, 가스 유동 및 재료 취급 장비를 위한 실질적 개방 영역이 남게 된다. 또한, 각각의 컬럼 랙(22)은 0.7R 경계영역에서 웨이퍼를 지지하는 모노리스 구조물이다. 그러므로, 링(ring)과 같은 커다란 다수의 개별적으로 운동하는 부품을 사용하는 종래기술에 대조적으로, 손상을 입히는 입자가 발생될 가능성이 크게 감소된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 세라믹 암(44)의 두 가지 상이한 실시예가 도시된다. 실리콘 웨이퍼와 접촉하여 실리콘 웨이퍼의 무게를 지지하는 웨이퍼 보트(20)의 세라믹 암(44) 상의 표면들은 전형적으로 웨이퍼 접촉면으로 불린다. 도 6에서, 웨이퍼 접촉면은 세라믹 암(44)의 상부 편평한 표면(52) 전체이다. 이는 넓은 표면적에 걸친 최대의 지지력을 제공한다. 도 7에서, 상승된 패드(54; raised pad)는 암(44)의 상부에 배치되고, 패드(54)의 상부 표면(56)은 웨이퍼 접촉면이다. 이 경우, "배면 손상", 예를 들어, 긁힐 가능성이 감소되고, 0.7R 경계영역에서 계속 지지된다.
도 8을 참조하면, 다른 실시예의 상이한 단면 형상을 갖는 웨이퍼 보트가 도면부호 60으로 도시되어 있다. 웨이퍼 보트(60)는 베이스(64)로부터 일반적으로 수직으로 연장하는 한 쌍의 대향 컬럼 랙(62)을 포함한다. 컬럼 랙(62)은 다수의 세라믹 암(66)을 포함한다. 각각의 세라믹 암은 궁형 섹션(68)과, 한 쌍의 직선 지지 암 섹션(70, 72)을 갖는다. 웨이퍼 보트(60)의 배면에 위치하는 지지 암 섹션(72)으로, 노 자동화 장비(furnace automation equipment)가 이들을 사용하여 처리 중에 웨이퍼 위치결정에 대한 피드백을 얻을 수 있다.
이들 실시예는 300mm 직경의 웨이퍼에 대한 사이즈를 갖는 웨이퍼 보트에 대해 설명하지만, 본 발명에 따른 웨이퍼 보트는 다른 웨이퍼 직경, 예를 들어, 150mm, 200mm, 또는 400mm에 대한 사이즈를 가질 수도 있다. 부가적으로, 웨이퍼 보트는 재결정된 SiC이외의 세라믹, 예를 들어, 석영, 소결된 SiC, 또는 다결정 실리콘으로 구성될 수도 있다.
양호한 실시예들이 설명 및 도시되었지만, 다른 수정 및 대체가 본 발명의 진의 및 범위를 벗어나지 않고 이에 대해 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 예시를 위해 설명된 것으로 본 발명을 제한하기 위해 설명된 것이 아닌 것으로 이해하여야 한다.

Claims (12)

  1. 소정의 반경(R)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 지지하기 위한 수직형 세라믹 웨이퍼 보트에 있어서,
    상기 웨이퍼 보트는
    베이스와;
    베이스로부터 일반적으로 수직 상방향으로 연장하며, 궁형 섹션(arcuate section)을 갖는 하나 이상의 암(arm)을 포함하는, 한 쌍의 컬럼 랙을 포함하고;
    각각의 궁형 섹션은 웨이퍼의 0.7R 경계 영역을 실질적으로 지지하고 180°미만의 원호에 걸쳐 있는 사이즈를 갖는 수직 세라믹 웨이퍼 보트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 궁형 섹션은 0.6R 내지 0.8R의 반경을 포함하는 웨이퍼 보트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 궁형 섹션은 90 내지 135°의 원호에 걸쳐 있는 웨이퍼 보트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    베이스 및 컬럼 랙의 쌍은 웨이퍼를 지지하는 모노리스 구조물을 형성하는 웨이퍼 보트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    암의 궁형 섹션은 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 접촉면을 형성하는 상부 표면을 포함하는 웨이퍼 보트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    암의 궁형 섹션은 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 접촉면을 형성하는 상부 표면을 갖는 상승된 패드(raised pad)를 포함하는 웨이퍼 보트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    세라믹은 석영, 실리콘 카바이드(SiC), 및 재결정된 SiC 중의 하나인 웨이퍼 보트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 암이 다수의 암을 포함하는 웨이퍼 보트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    컬럼 랙의 쌍 중의 하나의 각각의 궁형 섹션에 대해, 동일한 웨이퍼를 지지하는 컬럼 랙 쌍의 다른 하나에 대향하는 궁형 섹션이 있는 웨이퍼 보트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    대향하는 궁형 섹션들의 각각의 궁형 섹션은 웨이퍼의 무게의 실질적으로 반을 지지하는 웨이퍼 보트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    컬럼 랙은 베이스로부터 상방향으로 연장하는 한 쌍의 연속적이며 실질적으로 수직인 부분을 포함하고;
    각각의 암은 각각의 수직 부분에 부착된 한 쌍의 고정된 말단부를 포함하는 웨이퍼 보트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    각각의 암은 베이스에 일반적으로 평행한 고정된 말단부로부터 연장하는 한 쌍의 실질적으로 직선형 암 섹션을 포함하고, 상기 직선형 암 섹션은 궁형 섹션에 연결되어 있는 웨이퍼 보트.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101247695B1 (ko) * 2005-05-03 2013-03-26 페로텍 (유에스에이) 코포레이션 실리콘 선반 타워

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6455395B1 (en) * 2000-06-30 2002-09-24 Integrated Materials, Inc. Method of fabricating silicon structures including fixtures for supporting wafers
US6811040B2 (en) * 2001-07-16 2004-11-02 Rohm And Haas Company Wafer holding apparatus
TW200305228A (en) * 2002-03-01 2003-10-16 Hitachi Int Electric Inc Heat treatment apparatus and a method for fabricating substrates
KR100870661B1 (ko) * 2002-03-15 2008-11-26 엘지디스플레이 주식회사 기판 수납용 카세트
US20030233977A1 (en) * 2002-06-20 2003-12-25 Yeshwanth Narendar Method for forming semiconductor processing components
US20040188319A1 (en) * 2003-03-28 2004-09-30 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Wafer carrier having improved processing characteristics
US6825123B2 (en) * 2003-04-15 2004-11-30 Saint-Goban Ceramics & Plastics, Inc. Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby
JP4506125B2 (ja) * 2003-07-16 2010-07-21 信越半導体株式会社 熱処理用縦型ボート及びその製造方法
US7501370B2 (en) * 2004-01-06 2009-03-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. High purity silicon carbide wafer boats
US20050145584A1 (en) * 2004-01-06 2005-07-07 Buckley Richard F. Wafer boat with interference fit wafer supports
JP2005340480A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Nippon Oil Corp 基板カセット用サポートバー
KR100953707B1 (ko) * 2004-08-24 2010-04-19 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 반도체 프로세싱 부품 및 이를 사용하는 반도체 제조방법
US7033168B1 (en) 2005-01-24 2006-04-25 Memc Electronic Materials, Inc. Semiconductor wafer boat for a vertical furnace
US20070029268A1 (en) * 2005-08-04 2007-02-08 King Yuan Electronics Co., Lt Wafer cassette used in high temperature baking process
CN101884099B (zh) * 2007-12-20 2012-07-25 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 用于处理半导体加工部件的方法以及由此形成的部件
KR100951688B1 (ko) * 2008-02-20 2010-04-07 주식회사 테라세미콘 열처리 장치
US8042697B2 (en) * 2008-06-30 2011-10-25 Memc Electronic Materials, Inc. Low thermal mass semiconductor wafer support
US20100098519A1 (en) * 2008-10-17 2010-04-22 Memc Electronic Materials, Inc. Support for a semiconductor wafer in a high temperature environment
TW201129719A (en) * 2009-10-20 2011-09-01 Saint Gobain Ceramics Microelectronic processing component having corrosion-resistant layer, microelectronic workpiece processing apparatus incorporating same, and method of forming an article having the corrosion-resistant layer
FR2995394B1 (fr) * 2012-09-10 2021-03-12 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de support d'une pluralite de substrats pour un four vertical
US10072892B2 (en) 2015-10-26 2018-09-11 Globalwafers Co., Ltd. Semiconductor wafer support ring for heat treatment
JP1563649S (ko) * 2016-02-12 2016-11-21
JP6770461B2 (ja) * 2017-02-21 2020-10-14 クアーズテック株式会社 縦型ウエハボート
TW202247335A (zh) * 2021-02-08 2022-12-01 荷蘭商Ａｓｍ Ｉｐ私人控股有限公司 晶舟、用於對準及旋轉晶舟之總成、用於處理晶圓之垂直批式熔爐總成

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5207324A (en) * 1991-03-08 1993-05-04 Fluoroware, Inc. Wafer cushion for shippers
US5492229A (en) * 1992-11-27 1996-02-20 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Vertical boat and a method for making the same
JP3280438B2 (ja) * 1992-11-30 2002-05-13 東芝セラミックス株式会社 縦型ボート
JP3245246B2 (ja) * 1993-01-27 2002-01-07 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
KR0135049B1 (ko) * 1994-05-31 1998-04-20 양승택 반도체 제조장비의 웨이퍼 장착 카세트
JP3151118B2 (ja) * 1995-03-01 2001-04-03 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JPH10106965A (ja) * 1996-09-27 1998-04-24 Sumitomo Sitix Corp 縦型熱処理用ボート
US6099645A (en) * 1999-07-09 2000-08-08 Union Oil Company Of California Vertical semiconductor wafer carrier with slats

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101247695B1 (ko) * 2005-05-03 2013-03-26 페로텍 (유에스에이) 코포레이션 실리콘 선반 타워

Also Published As

Publication number Publication date
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CN1526062A (zh) 2004-09-01
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