KR20060020943A - 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트 - Google Patents

Abstract

반도체 제조장치용 웨이퍼 보트가 제공된다. 이 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트는 상하방향으로 상호 소정간격 이격된 상부플레이트 및 하부플레이트와, 상부플레이트 및 하부플레이트의 사이에 수직으로 개재되며 상부플레이트 및 하부플레이트의 사이로 웨이퍼가 진입가능하게 배치된 다수의 연결바와, 웨이퍼의 가장자리가 안착되도록 연결바들로부터 각각 소정길이 돌출형성되며 연결바의 상하방향으로 다수 배치된 웨이퍼 안착편 및 연결바의 바텀부에 배치된 웨이퍼 안착편에 적재되며 바텀부의 열손실을 방지하는 단열플레이트를 포함한다. 이때, 상기 단열플레이트에는 단열플레이트가 웨이퍼 안착편에서 미끄러지는 것을 방지하도록 미끄럼 방지부가 마련된다. 따라서, 제공된 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트에 따르면, 바텀부의 열손실 방지를 위해 적재되는 단열플레이트에 미끄럼 방지부가 마련되기 때문에 진동 등이 발생되는 상황에서 장시간 동안 웨이퍼 보트를 사용할 경우에도 단열플레이트는 웨이퍼 안착편에서 이탈되거나 미끄러지지 않게 된다. 따라서, 제공된 웨이퍼 보트에 따르면, 종래 단열플레이트의 브로큰 및 이 브로큰으로 인한 파티클 유발 등의 문제를 모두 미연에 방지할 수 있다.

반도체, 웨이퍼 보트

Description

반도체 제조장치용 웨이퍼 보트{Wafer boat for semiconductor manufacturing apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 보트의 일실시예를 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 A 부분을 확대도시한 사시도,

도 3은 도 2에 도시한 웨이퍼 보트와 이 웨이퍼 보트에 끼워지는 단열플레이트의 분해사시도,

도 4는 도 1의 웨이퍼 보트를 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절개한 단면도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

20 : 웨이퍼 보트 21 : 상부플레이트

22 : 연결바 23 : 하부플레이트

24 : 웨이퍼 안착편 25 : 웨이퍼 삽입슬롯

40 : 웨이퍼 50 : 단열플레이트

본 발명은 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 웨이퍼가 안착되는 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 디바이스를 제조하기 위해서는 포토(Photo)공정, 박막증착공정, 식각공정, 금속배선공정 등 다수의 반도체 제조공정을 반복해야만 한다.

이와 같은 공정 중 박막증착공정은 실리콘 웨이퍼의 표면에 여러가지 막질을 형성하는 공정으로, 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition;CVD)공정과 물리기상증착공정(Physical Vapor Deposition;PVD) 등이 있다.

한편, 화학기상증착공정은 통상 장치 내 압력에 따라 상압(대기압)에서 공정이 진행되는 상압CVD(Atmospheric Pressure CVD)공정과, 저압(대기압보다 낮은 압력)에서 공정이 진행되는 저압CVD(Low Pressure CVD)공정 등으로 구분되는데, 저압CVD 공정 같은 경우는 대부분 배치타입(batch type)의 종형로에서 진행되고 있다.

이하, 종래 종형로에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

종래 종형로는 다수의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 보트가 진입되도록 그 하부가 개구된 튜브(Tube)와, 튜브의 하부를 밀폐시켜주는 플랜지(Flange)와, 웨이퍼 보트를 지지하며 튜브의 내부로 웨이퍼 보트를 진입시켜주는 보트승하강수단과, 튜브의 내부를 적정 반응온도로 가열하는 튜브히팅수단과, 튜브의 내부로 소정 반응가스를 분사하는 가스분사수단을 포함한다.

따라서, 종래 종형로는 다음과 같이 구동된다.

즉, 웨이퍼 보트에 약 150여매의 웨이퍼가 적재되면, 보트승하강수단은 웨이퍼 보트를 상승시켜 튜브의 내부로 웨이퍼 보트를 진입시키게 된다.

이후, 웨이퍼 보트가 진입되면, 플랜지는 튜브의 하부를 밀폐시키게 되고, 튜브히팅수단은 튜브의 내부를 적정 반응온도로 가열하게 된다.

계속해서, 튜브의 내부가 적정 반응온도로 가열되면, 가스분사수단은 튜브의 내부로 소정 반응가스를 분사하게 된다. 이에, 웨이퍼 보트에 적재된 웨이퍼 상에는 반응가스가 반응되어 소정 막질을 형성하는 것이다.

한편, 이와 같은 공정시 웨이퍼 보트의 바텀부(Bottom part) 곧, 튜브 내부 중 웨이퍼 보트가 진입되도록 개구된 부분에 근접한 부분에는 열손실이 매우 커 공정에 필요한 적정 반응온도로의 가열이 정확히 이루어지지 않게 된다. 이에, 웨이퍼 보트의 바텀부에 적재된 웨이퍼 상에는 공정에 필요한 적정 반응이 이루어지지 않아 이 반응으로 인한 소정 막질 또한 형성되지 않게 된다.

따라서, 최근에는 이를 방지하고자 웨이퍼 보트의 바텀부에 다수의 단열플레이트를 계속 적재하게 된다.

이에 따라, 웨이퍼 보트의 바텀부는 이 다수의 단열플레이트로 인하여 열손실이 계속 방지되기 때문에 웨이퍼 보트의 바텀부 또한 공정에 필요한 적정 반응온도로 가열된다. 따라서, 웨이퍼 보트에 적재된 모든 웨이퍼 상에는 공정에 필요한 적정반응이 이루어져 이 반응으로 인한 소정 막질 또한 모든 웨이퍼 상에 형성되는 것이다.

그러나, 종래 웨이퍼 보트의 단열플레이트의 경우 웨이퍼 보트에 고정되어 있는 것이 아니고, 단순히 적재되어 있기 때문에 장시간 동안 웨이퍼 보트를 사용할 때에는 보트승하강수단의 승하강시 발생되는 진동 등으로 인하여 단열플레이트가 웨이퍼 보트에서 이탈되어 브로큰(Broken)되는 문제가 발생된다. 그리고, 이러한 단열플레이트의 브로큰은 파티클 유발을 초래하게 되어 웨이퍼를 오염시키게 되 는 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 웨이퍼 보트의 승하강시 단열플레이트의 이탈을 미연에 방지할 수 있는 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트는 상하방향으로 상호 소정간격 이격된 상부플레이트와 하부플레이트(Plate); 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 사이에 수직으로 개재되며 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 사이로 웨이퍼가 진입가능하게 배치된 다수의 연결바(Bar); 상기 웨이퍼의 가장자리가 안착되도록 상기 연결바들로부터 각각 소정길이 돌출형성되며, 상기 연결바의 상하방향으로 다수 배치된 웨이퍼 안착편; 및, 상기 연결바의 바텀부에 배치된 상기 웨이퍼 안착편에 적재되며 상기 바텀부의 열손실을 방지하는 단열플레이트를 포함한다.

이때, 상기 단열플레이트에는 상기 단열플레이트가 상기 웨이퍼 안착편에서 미끄러지는 것을 방지하도록 미끄럼 방지부가 마련된다.

여기서, 상기 미끄럼 방지부는 상기 웨이퍼 안착편들에 각각 끼워지도록 상기 단열플레이트의 밑면 가장자리에 형성된 다수의 끼움홈을 포함할 수 있다.

한편, 상기 단열플레이트는 퀄츠(Quartz) 재질로 형성됨이 바람직하다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트의 바람직한 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 보트의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시한 웨이퍼 보트와 이 웨이퍼 보트에 끼워지는 단열플레이트의 분해사시도이다. 그리고, 도 4는 도 1의 웨이퍼 보트를 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절개한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트(20)는 상하방향으로 상호 소정간격 이격되게 배치되는 상부플레이트(21)와 하부플레이트(23) 및, 이 상부플레이트(21)와 하부플레이트(23)의 사이에 수직으로 개재되며 상부플레이트(21)와 하부플레이트(22)를 연결하는 다수의 연결바(22)를 포함한다.

상부플레이트(21)와 하부플레이트(23)는 다양한 재질 및 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 상호 동일한 형상으로도 형성될 수 있다. 예를 들면, 상부플레이트(21)와 하부플레이트(23)는 퀄츠(Quartz) 등의 재질로 형성될 수 있으며, 원판형태로 형성될 수 있다.

연결바(22)들은 상부플레이트(21)와 하부플레이트(23)를 연결하되, 그들 사이로 웨이퍼(40)가 진입가능하도록 호(弧) 형태로 배치될 수 있다. 이때, 연결바(22)들은 적어도 3개이상으로 구성됨이 바람직하고, 상ㆍ하부플레이트(21,23)와 동일한 퀄츠 등의 재질로 형성됨이 바람직하다. 보다 바람직하게, 연결바(22)들은 4개로 구성될 수 있다.

한편, 연결바(22)들에는 상부플레이트(21)와 하부플레이트(23)의 사이로 진입되는 웨이퍼(40)의 가장자리가 각각 안착되도록 연결바(22)들로부터 각각 소정길 이 돌출형성된 웨이퍼 안착편(24)이 마련된다. 이때, 웨이퍼 안착편(24)은 연결바(22)의 상하방향을 따라 일정간격으로 다수 배치될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 안착편(24)은 연결바(22)의 상하방향으로 따라 약 150여개 이상 배치됨이 바람직하다. 따라서, 상부플레이트(21)와 하부플레이트(23)의 사이에는 이와 같은 웨이퍼 안착편(24)으로 인하여 약 150여매 정도의 웨이퍼(40)가 적재가능한 것이다.

또한, 상하방향을 따라 배치된 다수의 웨이퍼 안착편(24)들 중 연결바(22)의 바텀부(27)에 배치된 웨이퍼 안착편(24)들에는 바텀부(27)의 열손실을 방지하는 원판형상의 단열플레이트(50)가 다수 적재된다. 이때, 단열플레이트(50)는 퀄츠재질 등으로 형성될 수 있다. 따라서, 바텀부(27)의 상측 곧, 단열플레이트(50)의 상측에 적재되는 웨이퍼(40)는 이러한 단열플레이트(50)로 인하여 연결바(22)의 하측으로부터 단열되는 것이다. 이에 바텀부(27)의 상측에 적재되는 웨이퍼(40)는 이 다수의 단열플레이트(50)로 인하여 그 하측으로부터 발생되던 열손실이 계속 방지되기 때문에 공정에 필요한 적정 반응온도로 가열될 수 있게 된다. 그러므로, 바텀부(27)의 상측에 적재되는 웨이퍼(40) 상에는 공정에 필요한 적정반응이 이루어져 이 반응으로 인한 소정 막질이 형성되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 단열플레이트(50)에는 단열플레이트(50)가 웨이퍼 안착편(24)에서 미끄러지는 것을 방지하도록 미끄럼 방지부가 마련된다. 이때, 미끄럼 방지부는 단열플레이트(50)가 웨이퍼 안착편(24)에서 미끄러지는 것을 방지할 수 있는 수단이면 다양한 형태가 모두 가능하다. 예를 들면, 미끄럼 방지부는 웨이퍼 안착편(24)들에 각각 끼워지도록 단열플레이트(50)의 밑면 가장자리에 형성된 다수의 끼움홈(55)으로 구현될 수 있다. 따라서, 단열플레이트(50)가 웨이퍼 안착편(24)에 적재될 시 이 단열플레이트(50)에 형성된 끼움홈(55)들은 각각 대응되는 웨이퍼 안착편(24)들에 끼워지게 되는 바, 종래와 같이 장시간 동안 웨이퍼 보트(20)를 사용함에 있어서 보트승하강수단(미도시)의 승하강시 진동 등이 계속 발생될 경우에도 단열플레이트(50)가 웨이퍼 안착편(24)에서 미끄러져 웨이퍼 보트(20)의 외부로 이탈되는 문제는 미연에 방지되는 것이다.

이상에서, 미설명부호 25는 웨이퍼 안착편들(24)에 의해 마련된 웨이퍼 삽입슬롯(Slot)을 지칭한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트(20)의 작용 및 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트(20)는 보트승하강수단에 의하여 상하방향(도 1의 X방향) 이동됨으로써, 종형로 내부에 삽입되어 화학기상증착공정을 수행하게 된다.

이때, 종래 단열플레이트의 경우 단순히 웨이퍼 보트에 적재되어 있기 때문에 장시간 동안 웨이퍼 보트를 사용할 때에는 보트승하강수단의 승하강시 발생되는 진동 등으로 인하여 단열플레이트가 웨이퍼 보트에서 이탈되어 브로큰되는 문제가 발생되었는데, 본 발명에 따른 웨이퍼 보트(20)의 경우, 웨이퍼 보트(20)에 적재된 단열플레이트(50)가 단순히 웨이퍼 안착편(24)에 적재되는 것이 아니라 그 밑면 가장자리에 형성된 다수의 끼움홈(55)을 통하여 각각 대응되는 웨이퍼 안착편(24)들에 끼워지기 때문에 장시간 동안 웨이퍼 보트(20)를 사용함에 있어서 진동 등이 계 속 발생될 경우에도 본 발명에 따른 단열플레이트(50)는 웨이퍼 안착편(24)에서 전혀 이탈되거나 미끄러지지 않게 된다.

이에, 본 발명에 따르면, 종래 단열플레이트의 브로큰 및 이 브로큰으로 인한 파티클 유발 등의 문제를 모두 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트에 따르면, 웨이퍼 보트의 바텀부에서 발생되는 열손실 방지를 위해 적재되는 단열플레이트가 웨이퍼 안착편에 끼워지기 때문에 진동 등이 발생되는 상황에서 장시간 동안 웨이퍼 보트를 사용할 경우에도 단열플레이트는 웨이퍼 안착편에서 전혀 이탈되거나 미끄러지지 않게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 종래 단열플레이트의 브로큰 및 이 브로큰으로 인한 파티클 유발 등의 문제를 모두 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 발명은 도시된 특정 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (3)

1. 상하방향으로 상호 소정간격 이격된 상부플레이트와 하부플레이트;

   상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 사이에 수직으로 개재되며, 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 사이로 웨이퍼가 진입가능하게 배치된 다수의 연결바;

   상기 웨이퍼의 가장자리가 안착되도록 상기 연결바들로부터 각각 소정길이 돌출형성되며, 상기 연결바의 상하방향으로 다수 배치된 웨이퍼 안착편; 및,

   상기 연결바의 바텀부에 배치된 상기 웨이퍼 안착편에 적재되며, 상기 바텀부의 열손실을 방지하는 단열플레이트를 포함하며,

   상기 단열플레이트에는 상기 단열플레이트가 상기 웨이퍼 안착편에서 미끄러지는 것을 방지하도록 미끄럼 방지부가 마련된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 미끄럼 방지부는 상기 웨이퍼 안착편들에 각각 끼워지도록 상기 단열플레이트의 밑면 가장자리에 형성된 다수의 끼움홈을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트.
3. 제 2항에 있어서, 상기 단열플레이트는 퀄츠 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 웨이퍼 보트.

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