KR20050112205A - 반도체 소자 제조를 위한 웨이퍼 보트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더미웨이퍼와 보트가 일체형으로 구성된 웨이퍼 보트에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체소자 제조를 위한 웨이퍼 보트는, 상부 지지부와, 상기 상부지지부와 대향하는 하부 지지부와, 상기 상부지지부 및 하부지지부의 원주방향으로 각각 일정거리 이격되어 위치하고 상기 상부지지부 및 하부지지부에 의해 상부 및 하부가 각각 고정되어 있으며, 각각은 일정간격으로 웨이퍼가 안착될 슬롯이 구비되어 있는 복수개의 지지대들과, 상기 지지대의 상부지지부와의 근접부위에 상기 지지대에 일체형으로 성형되어 있는 상부 더미 웨이퍼와, 상기 지지대의 하부지지부와의 근접부위에 상기 지지대에 일체형으로 성형되어 있는 하부 더미 웨이퍼를 구비함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 비용이 절감되고 파티클 예방이 가능해진다.

Description

반도체 소자 제조를 위한 웨이퍼 보트{Wafer boat for fabricating semiconductor device}

본 발명은 반도체 소자제조를 위한 웨이퍼 보트에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 더미 웨이퍼를 보트와 일체형으로 구성한 웨이퍼 보트에 관한 것이다.

반도체 제조의 대부분의 공정에서는 캐리어 단위로 웨이퍼를 처리하고 있다. 그러나 로를 사용하는 확산공정과 화학기상도포(CVD)공정 등의 공정에서는 다른 공정에 비해서 웨이퍼 가공에 많은 시간이 소모되므로 한 번의 처리에 작은 단위의 웨이퍼만을 처리하게 되면 생산을 위한 다수의 웨이퍼를 처리하기 위해서는 그만큼 많은 시간이 걸리거나 많은 단위의 처리설비가 필요하게 된다.

많은 설비의 설치에는 많은 공간이 소요되고 또한 많은 비용이 소모된다. 그러므로 이러한 경우에는 웨이퍼를 캐리어 단위로 처리하지 않고, 한 번에 많은 웨이퍼를 적재, 이송할 수 있는 웨이퍼 보트에 옮겨서, 다수의 웨이퍼를 한 번에 처리하도록 이루어진 공정챔버나 공정로에서 처리하게 된다. 즉, 일종의 배치방식 처리방법을 사용한다.

또한, 이러한 공정들은 대개 고온공정에 속하며, 보통 웨이퍼를 적재하고 이송시키는 캐리어는 테프론 등의 재질로 되어 고온공정에 적합하지 않다. 그러므로, 고온에서 웨이퍼를 적재하고 공정을 진행시킬 수 있는 재질의 웨이퍼 보트(boat)가 필요하였다.

이러한 웨이퍼 보트는 주로 석영(quartz)재질로 이루어지며, 웨이퍼를 고정시키기 위해 웨이퍼 보트의 지지대(Bar)에 홈 또는 슬롯을 형성하여 ,이 홈 또는 슬롯에 웨이퍼를 끼워 적재할 수 있도록 구성된다. 따라서, 홈의 수와 간격에 따라 많은 수의 웨이퍼를 적재할 수 있다.

한편, 공정 중에 반응기체가 공정공간의 한 쪽에 치우쳐서 공급되거나 반응로의 발열부가 부분적으로 설치된 경우 웨이퍼의 부분간에 또는 웨이퍼와 웨이퍼 사이에 반응의 불균일성을 초래하고, 결국은 공정불량을 유발하는 문제가 있었다.

특히, 보트의 제일 상부나 가장 아랫부분의 웨이퍼는 다른 웨이퍼들로 가려져 있지 않고, 반응기체와 가장 먼저 접하게 되는 등의 이유로 인하여 다른 부분의 웨이퍼에 비해 불량으로 되는 확률이 높았다.

이러한 문제점을 예방하기 위해, 웨이퍼 보트의 제일 상부와 제일 하부에 반도체장치의 생산을 위한 웨이퍼가 아닌 공정보조용 더미(Dummy) 웨이퍼를 적재하여 공정을 진행하는 경우가 많았다.

도 1은 종래의 웨이퍼 보트의 구조를 보인 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 웨이퍼 보트는 수십 매의 반도체 웨이퍼를 종형 확산로 내부에 로딩시키기 위한 것이다. 상기 보트는 원판 형상의 상부지지부(12)와 하부지지부(22) 사이에 수직으로 세 개 또는 네 개의 지지대(18)가 개재된 형상으로 되어 있으며, 상기 지지대(18)에는 그 높이 방향으로 소정 간격을 갖고, 웨이퍼의 가장자리부가 끼워지는 다수의 슬롯(미도시)이 형성되어 있다.

한편, 이와 같은 보트는 슬롯들에 웨이퍼가 적재될 경우 상측 포지션(16)과 하측 포지션(20)에는 더미용 웨이퍼(14)가 적재되어 있다.

도 2는 도 1에서의 더미웨이퍼와 보트의 결합관계를 보인 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 더미웨이퍼(14)는 상기 보트를 구성하는 지지대(18)의 슬롯에 가장자리부가 끼워지는 형태를 가지고 있다.

이러한 구조를 갖는 종래의 웨이퍼 보트는 다음과 같은 문제점이 발생된다. 우선, 종래의 웨이퍼 보트에 적재되는 더미 웨이퍼에는 공정의 영향으로 그 표면에 이질적 막이 형성되며, 공정에 거듭됨에 따라 그 표면에 형성된 이질적인 막은 두꺼워 진다.

두꺼워지고 이질화된 막에는 열공정이 거듭됨에 따라 기판과의 사이에 열 스트레스가 크게 작용하게 되고 이러한 열 스트레스에 의해 균열되고 박리된 이질막은 기판에서 떨어져 나와 주위 환경을 오염시키는 파티클을 형성하게 된다. 그러므로, 이질막이 기판에서 떨어지는 소위 '리프팅' 현상을 방지하기 위해 더미 웨이퍼는 공정에 일정 회수 사용되면 교체되어야 한다. 대략적으로 더미웨이퍼는 일정기간 사용되면 교체되어야 한다. 현재 더미 웨이퍼의 교체는 5일 내지 6일을 주기로 이루어지며, 이로 인해 발생하는 설비의 다운(down)으로 인해 시간이 낭비되며, 또한 일정한 시간동안 사용하면 폐기되어야 하므로 비용 증가의 요인이 될 수 있다

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 문제점을 극복할 수 있는 반도체 소자 제조를 위한 웨이퍼 보트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 더미 웨이퍼를 적재하여 사용함으로 인한 비용 증가 및 파티클 오염의 염려를 줄일 수 있는 반도체 소자 제조를 위한 웨이퍼 보트를 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따라, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 웨이퍼 보트는, 상부 지지부와, 상기 상부지지부와 대향하는 하부 지지부와, 상기 상부지지부 및 하부지지부의 원주방향으로 각각 일정거리 이격되어 위치하고 상기 상부지지부 및 하부지지부에 의해 상부 및 하부가 각각 고정되어 있으며, 각각은 일정간격으로 웨이퍼가 안착될 슬롯이 구비되어 있는 복수개의 지지대들과, 상기 지지대의 상부지지부와의 근접부위에 상기 지지대에 일체형으로 성형되어 있는 상부 더미 웨이퍼와, 상기 지지대의 하부지지부와의 근접부위에 상기 지지대에 일체형으로 성형되어 있는 하부 더미 웨이퍼를 구비함을 특징으로 한다.

상기 지지대는 3 내지 4개로 구성될 수 있으며, 상기 더미웨이퍼는 석영을 재질로 할 수 있다.

상기한 구성에 따르면, 비용이 절감되며, 파티클 발생의 예방이 가능해진다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조를 위한 웨이퍼 보트의 구조를 개략적으로 나타낸 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 보트는 수직으로 확산로에 설치되도록 형성되어 있다. 보트의 주된 몸체는 수직으로 형성된 복수개의 수직 지지대(118)로 이루어진다. 수직 지지대(118)들의 상단과 하단에는 원판형 석영 플레이트로 구성된 상부지지부(112) 및 하부지지부(122)가 있어서 석영재질의 수직 지지대(118)들을 고정시키는 역할을 한다. 수직 지지대(118)들에는 웨이퍼를 끼워 넣을 수 있도록 다수의 슬롯이 형성되어 있다. 따라서, 캐리어에 담겨 확산장비로 이송된 웨이퍼들은 로봇 암에 의해 직립형 석영재질의 보트의 수직 지지대(118)에 성형된 슬롯에 차례로 적재된다. 수직 지지대들(118)은 웨이퍼가 적재되는 것을 가로막지 않도록 서로 연결된 형태가 각각 일정거리 이격되어 원주를 형성하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 보트에는 특징적으로 종래에 더미 웨이퍼가 장착되던 상 하단 일정 부분(116,120)에 더미웨이퍼(114)가 성형되어 있다. 상기 더미 웨이퍼(114)는 보트의 재질과 같은 석영재질로 형성되어 공정진행시 이질막의 형성을 예방할 수 있도록 구성된다.

도 4는 도 3에서의 보트와 더미웨이퍼의 연결관계를 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 더미웨이퍼(114)는, 예를 들어 상기 지지대들(118)의 더미웨이퍼 형성부위(116,120)에 슬롯이 형성되어 있다고 가정한다면, 상단 슬롯 가운데 위쪽 8단위 정도와 하단 슬롯 가운데 최하 10 단위정도에는 더미 웨이퍼(114)가 상기 지지대(118)들과 접촉부분이 서로 연결된 상태로 성형되어 있는 구조로 되어 있다.

상기 더미웨이퍼(114)는 상기 지지대들의 형성시 동시에 성형될 수도 있으며. 더미 웨이퍼(114)를 별개로 성형하여 석영 보트에 적재하고 용접등의 접착기술을 통해 고정시킬 수도 있다.

따라서, 웨이퍼 보트를 세정할 때에는 석영 재질의 더미 웨이퍼(114)도 함께 세정해야 한다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 보트는 상기 웨이퍼 보트와 같은 재질을 가지는 더미웨이퍼를 상기 보트의 지지대에 각각 고정되도록 성형하여 보트와 일체형으로 더미웨이퍼를 형성함에 의하여 원가절감 및 더미 웨이퍼 교체에 따른 비용을 절감할 수 있다.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 보트와 일체형으로 더미웨이퍼를 구성함에 의하여 더미웨이퍼 교체에 따른 비용절감을 이룰 수 있으며, 보트와 같은 재질을 사용함으로 인해 이질막이 형성되지 않아 파티클을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 보트의 구조를 개략적으로 보인 개략도

도 2는 도 1에서 더미웨이퍼와 보트의 결합관계를 보인 단면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 구조를 개략적으로 보인 개략도

도 4는 도 3에서 더미웨이퍼와 보트의 결합관계를 보인 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

112 : 상부지지부 114 : 더미웨이퍼

116,120 : 더미 웨이퍼 형성부

118 : 지지대 122 : 하부지지부

Claims (3)

1. 반도체 소자 제조용 웨이퍼 보트에 있어서:

   상부 지지부와;

   상기 상부지지부와 대향하는 하부 지지부와;

   상기 상부지지부 및 하부지지부의 원주방향으로 각각 일정거리 이격되어 위치하고 상기 상부지지부 및 하부지지부에 의해 상부 및 하부가 각각 고정되어 있으며, 각각은 일정간격으로 웨이퍼가 안착될 슬롯이 구비되어 있는 복수개의 지지대들과;

   상기 지지대의 상부지지부와의 근접부위에 상기 지지대에 일체형으로 성형되어 있는 상부 더미 웨이퍼와;

   상기 지지대의 하부지지부와의 근접부위에 상기 지지대에 일체형으로 성형되어 있는 하부 더미 웨이퍼를 구비함을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지대는 3 내지 4개로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.
3. 제2항에 있어서,

   상기 더미웨이퍼는 석영을 재질로 함을 특징으로 하는 웨이퍼 보트.