KR20050040035A - 웨이퍼가 로딩되는 보트를 구비하는 증착 공정 설비 - Google Patents

웨이퍼가 로딩되는 보트를 구비하는 증착 공정 설비 Download PDF

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Abstract

생산성을 높이는 동시에 웨이퍼를 균일하게 처리할 수 있는 보트를 구비하는 증착 공정 설비를 제공한다. 이 장비는 웨이퍼들을 수용하기 위한 복수개의 슬롯(slot)들을 구비하는 보트(boat); 상기 보트를 감싸는 튜브; 상기 튜브에 연결된 가스 공급기 및 가스 배출기를 구비하되, 상기 슬롯들은 교대로 제 1 간격 및 제 2 간격만큼 이격되어 있으며, 상기 제 1 간격은 상기 제 2 간격보다 작은 것을 특징으로 한다. 상기 슬롯들에 수용되는 상기 웨이퍼들 중에서, 상기 제 1 간격만큼 이격되어 있는 슬롯들 상에 위치하는 웨이퍼들은 바람직하게는 서로 뒷면을 마주보며, 상기 제 2 간격 만큼 이격되어 있는 슬롯들 상에 위치하는 웨이퍼들은 바람직하게는 서로 앞면을 마주본다.

Description

웨이퍼가 로딩되는 보트를 구비하는 증착 공정 설비{Deposition equipments with wafer-loaded boat}
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로 좀더 상세하게는 웨이퍼가 로딩되는 보트를 구비하는 증착 공정 설비에 관한 것이다.
복수개의 웨이퍼들이 로딩되는 보트를 구비하는 증착 공정 설비에 있어서, 생산성을 높이기 위해 한번에 처리할 수 있는 웨이퍼의 수를 늘리는 것이 중요하다. 그러나 장비의 크기는 제한될 수 밖에 없다. 따라서 생산성을 높이기 위해 웨이퍼들이 놓이는 보트의 슬롯들의 간격을 줄이는 방법이 제시될 수 있으나 이는 생성 막의 불균일성등때문에 부적합하다.
도 1은 종래 기술에 따라 웨이퍼가 로딩된 링보트를 구비하는 증착 설비의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 복수개의 웨이퍼(W)가 로딩된 보트(1)는 내부튜브(5) 안에 위치하고 상기 내부튜브(5)는 외부튜브(7)안에 위치한다. 상기 외부튜브(7)는 히터(9)에 의해 둘러싸여진다. 상기 내부튜부(5) 안으로 가스주입기(11)에 의해 소스가스등이 공급되고, 공급된 가스는 내부튜브(5)안의 웨이퍼(W)들을 지나 외부튜브(7)를 거쳐 가스배출기(13)로 나간다.
상기 내부튜브(5)안의 보트(1)에 로딩된 웨이퍼들의 모습은 도 2A 및 도 2B를 거쳐 나타낼 수 있다. 도 2A는 도 1의 A 부분을 확대한 것으로 웨이퍼가 로딩된 링보트의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 도 2B는 링 보트를 위에서 본 모습이다.
도 2A 및 도 2B를 참조하면, 보트(1)는 복수개의 슬롯(20)을 구비하는 라드(4)와, 상기 슬롯(20)에 끼워져 있는 링(3)과 상기 링(3)의 표면에서 상부로 돌출된 돌출부(21)를 구비한다. 상기 돌출부(21) 상에 웨이퍼(W)가 놓인다. 종래에는 모든 웨이퍼(W)들은 앞면(31)을 위로 향해 놓이게 된다. 웨이퍼의 뒷면(32)은 모두 아래를 향하고 있다.
상기 웨이퍼(W)들의 간격이 충분히 넓으면 소스가스의 흐름이 원할하여 웨이퍼(W) 전체에 걸쳐 막의 성장이 균일하며 원할하다. 그러나 하나의 보트(1)에 수용할 수 있는 웨이퍼들의 수가 작아져 생산성이 저하된다. 반면에 생산성을 높이기 위해 상기 웨이퍼들의 간격을 매우 좁게 하면, 소스가스의 흐름이 나빠져 상기 웨이퍼의 가장자리에 비해 상기 웨이퍼의 중심부에서는 막이 잘 증착되지 않는다. 따라서, 생산성을 높이면서도 균일한 막을 증착시키기 위하여 상기 웨이퍼(W)들은 일정거리인 L만큼의 간격을 유지하여야만한다. 상기 라드(4)에 있는 슬롯(20)들의 간격은 상기 L과 동일하다. 예를 들어 300mm 웨이퍼를 저압화학기상증착 설비에서 처리시 웨이퍼들의 간격은 8mm이상이어야 한다. 따라서 제한된 장비의 크기에서 한번에 처리할 수 있는 웨이퍼들의 수는 한정된다.
본 발명에 따른 기술적 과제는 종래에 비해 생산성을 더욱 높이는 동시에 웨이퍼들을 균일하게 처리할 수 있는 보트를 구비하는 증착 공정 설비를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 증착 공정 설비는 웨이퍼들을 수용하기 위한 복수개의 슬롯(slot)들을 구비하는 보트(boat); 상기 보트를 감싸는 내부 튜브; 상기 내부 튜브를 감싸는 외부 튜브; 상기 외부 튜브를 감싸는 히터; 상기 내부 튜브 안으로 가스를 공급하는 가스 공급기; 및 상기 외부 튜브에 연결되며 가스를 배출하는 가스 배출기를 구비하는 반도체 제조 장비에 있어서, 상기 슬롯들은 교대로 제 1 간격 및 제 2 간격만큼 이격되어 있으며, 상기 제 1 간격은 상기 제 2 간격보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 슬롯들에 수용되는 상기 웨이퍼들 중에서, 상기 제 1 간격만큼 이격되어 있는 슬롯들 상에 위치하는 웨이퍼들은 바람직하게는 서로 뒷면을 마주보며, 상기 제 2 간격 만큼 이격되어 있는 슬롯들 상에 위치하는 웨이퍼들은 바람직하게는 서로 앞면을 마주본다.
상기 보트는 링(Rign) 형 또는 래더(Ladder) 형일 수 있다. 또한 상기 증착 공정 설비는 수직형 또는 수평형일 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 웨이퍼가 로딩된 보트를 구비하는 증착설비의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 내부튜브(104) 안에 웨이퍼(W)가 로딩되는 보트(100)가 놓인다. 상기 웨이퍼(W)들은 도 1의 웨이퍼들과는 다른 간격으로 보트(100) 안에 배치된다. 상기 보트(100)는 내열성 쿼츠(quartz)로 제작된다. 상기 내부튜브(104)는 외부튜브(106)안에 위치한다. 상기 내부튜브(104)와 상기 외부튜브(106)은 쿼츠(quartz), 스테인레스 등의 내열성 재질로 만들어진다. 상기 외부튜브(106)는 히터(108)에 의해 둘러싸여진다. 상기 내부튜부(104) 안으로 가스주입기(110)에 의해 소스가스등이 공급된다. 상기 보트(100)는 균일한 처리를 위해 회전모터(미도시)에 의해 회전되며, 공급된 소스가스는 내부튜브(104)안의 웨이퍼(W) 상에 증착되고, 나머지 소스가스 또는 부산물등은 상기 외부튜브(106)를 거쳐 가스배출기(112)로 나간다. 상기 증착설비가 저압화학기상증착과 같은 저압 증착 설비일 경우 상기 가스배출기(112)에 펌프가 장착될 수 있다.
도 4는 도 3의 B 부분을 확대한 것으로 웨이퍼가 로딩된 링보트의 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상기 보트(100)는 링보트(ring boat)로서 복수개의 슬롯(slot, 120)을 구비하는 라드(rod, 101)와, 상기 슬롯(120)에 끼워져 있는 링(ring, 102)과 상기 링(102)의 표면에서 상부로 돌출된 돌출부(121)를 구비한다. 상기 링(102)은 가스의 흐름을 원할히 하기 위해 도우넛 형태를 가지며 상기 라드(101)에 의해 지지된다. 상기 돌출부(121) 상에 웨이퍼(W)가 놓인다. 상기 슬롯(120)들은 교대로 제 1 간격(M) 및 제 2 간격(L) 이격되어 있다. 상기 제 1 간격(M) 이격된 상기 슬롯(120) 상의 웨이퍼(W)들은 서로 뒷면(132)을 마주보며 상기 제 2 간격(L) 이격된 상기 슬롯(120) 상의 웨이퍼(W)들은 서로 앞면(131)을 마주보도록 배치된다. 도면에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 간격(M)은 상기 제 2 간격(L) 보다 작다. 상기 제 2 간격(L)은 균일한 막 성장을 위해 가스의 흐름을 원할히 하기 위한 이격되어야할 최소 간격으로서, 예를 들면 300mm 웨이퍼 처리시 8mm일 수 있다. 그러나, 상기 제 1 간격(M)은 제조할 수 있는 범위내에서 최소 간격일 수 있으며, 예를 들면 300mm 웨이퍼 처리시 1~4mm 일 수 있다.
웨이퍼의 앞면은 막의 성장이 매우 중요하므로 웨이퍼 앞면들 간의 간격은 일정하게 유지되어야 한다. 그러나 웨이퍼 뒷면에서 막의 성장은 중요하지 않다. 따라서 웨이퍼 뒷면들 간의 간격을 줄여 전체 웨이퍼 처리 수를 늘릴 수 있다. 예를 들어, 100개의 웨이퍼를 제 2 간격으로 일정하게 수용하는 종래의 보트에서, 본 발명에서와 같이 웨이퍼를 배치를 하되 상기 제 1 간격을 상기 제 2 간격의 절반으로 할 경우, 133개의 웨이퍼를 수용할 수 있다. 상기 제 1 간격을 더 줄일 경우 더욱 더 많은 웨이퍼를 수용할 수 있음은 당연한 것이다.
따라서, 본 발명에서는 웨이퍼 앞면들의 간격은 일정하게 유지하되, 웨이퍼 뒷면들의 간격을 줄여 웨이퍼를 균일하게 처리할 수 있는 동시에 생산성을 높일 수 있다.
도 5는 도 3의 B 부분을 확대한 것으로 웨이퍼가 로딩된 래더보트의 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상기 보트(100)은 래더 보트(ladder boat)로써 웨이퍼를 수용하는 복수개의 슬롯(201)들을 구비하는 라드(200)을 구비한다. 상기 슬롯(201)들은 교대로 제 1 간격(M) 및 제 2 간격(L) 이격되어 있다. 상기 제 1 간격(M) 이격된 상기 슬롯(201) 상의 웨이퍼(W)들은 서로 뒷면(132)을 마주보며 상기 제 2 간격(L) 이격된 상기 슬롯(201) 상의 웨이퍼(W)들은 서로 앞면(131)을 마주보도록 배치된다.
본 발명은 수평형 증착 공정 설비에도 응용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 웨이퍼가 로딩된 보트의 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 6을 참조하면, 수평형 증착 공정 설비(미도시)에 구비되는 보트(300)는 교대로 제 1 간격(M) 및 제 2 간격(L) 이격된 슬롯들(301)을 구비한다. 상기 1 간격(M) 이격된 상기 슬롯(301) 상의 웨이퍼(W)들은 서로 뒷면(132)을 마주보며 상기 제 2 간격(L) 이격된 상기 슬롯(301) 상의 웨이퍼(W)들은 서로 앞면(131)을 마주보도록 배치된다.
본 발명에 의한 보트를 구비하는 증착 공정 설비에 의하면 웨이퍼 앞면들의 간격은 일정하게 유지하되, 웨이퍼 뒷면들의 간격을 줄여 웨이퍼를 균일하게 처리할 수 있는 동시에 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 웨이퍼가 로딩된 보트를 구비하는 증착 설비의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2A는 도 1의 A 부분을 확대한 것으로 웨이퍼가 로딩된 링보트의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2B는 링 보트를 위에서 본 모습이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 웨이퍼가 로딩된 보트를 구비하는 증착설비의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 3의 B 부분을 확대한 것으로 웨이퍼가 로딩된 링보트의 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 도 3의 B 부분을 확대한 것으로 웨이퍼가 로딩된 래더보트의 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 웨이퍼가 로딩된 보트의 개략적인 단면도를 나타낸다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 100, 300: 보트(boat) 2, 101, 200: 라드(rod)
3, 102: 링(ring) 5, 104: 내부튜브
7, 106: 외부튜브 9, 108: 히터
11, 110: 가스주입구 13, 112: 가스배기구
20, 120, 201, 301: 슬롯 21, 121: 돌출부
31, 131: 웨이퍼 앞면 32, 132: 웨이퍼 뒷면

Claims (4)

  1. 웨이퍼들을 수용하기 위한 복수개의 슬롯(slot)들을 구비하는 보트(boat);
    상기 보트를 감싸는 내부 튜브;
    상기 내부 튜브를 감싸는 외부 튜브;
    상기 외부 튜브를 감싸는 히터;
    상기 내부 튜브 안으로 가스를 공급하는 가스 공급기; 및
    상기 외부 튜브에 연결되며 가스를 배출하는 가스 배출기를 구비하는 반도체 제조 장비에 있어서,
    상기 슬롯들은 교대로 제 1 간격 및 제 2 간격만큼 이격되어 있으며, 상기 제 1 간격은 상기 제 2 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 증착 공정 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬롯들에 수용되는 상기 웨이퍼들 중에서,
    상기 제 1 간격만큼 이격되어 있는 슬롯들 상에 위치하는 웨이퍼들은 서로 뒷면을 마주보며,
    상기 제 2 간격 만큼 이격되어 있는 슬롯들 상에 위치하는 웨이퍼들은 서로 앞면을 마주보는 것을 특징으로 하는 증착 공정 설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보트는 링(Ring) 형 또는 래더(Ladder) 형인 것을 특징으로 하는 증착 공정 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 증착 공정 설비는 수직형 또는 수평형인 것을 특징으로 하는 증착 공정 설비.
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