KR20070027130A - 웨이퍼 이송 보우트 - Google Patents

Abstract

반도체 웨이퍼 이송 보우트들은 서로 이격되게 배치된 복수개의 보우트 몸체들을 구비한다. 상기 보우트 몸체들로부터 수평으로 연장되고 복수개의 모서리들을 갖는 보우트 바들이 위치하되, 상기 모서리들은 라운드 형상(rounded shape)을 갖는다.

웨이퍼, 웨이퍼 이송 보우트, 보우트 바, 라운드 형상

Description

웨이퍼 이송 보우트{Boat for transferring wafers}

도 1은 종래의 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 종래의 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 증착장비의 구성도이다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 사시도이다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 정면도이다.

도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명은 반도체 웨이퍼들을 이송하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼들을 이송하기 위한 보우트(boat)에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정 도중에 반도체 웨이퍼들을 이송하기 위한 장치들이 필요하다. 반도체 웨이퍼들을 이송하기 위한 장치들은 웨이퍼들을 운송하기 위한 캐리어 및 상기 캐리어로부터 웨이퍼들을 운송하여 반도체 제조장치로 이송하기 위한 보우트 등이 있다.

예를 들면, 반도체 소자의 증착공정을 수행하기 위하여 웨이퍼들을 확산장비로 웨이퍼들을 이송한다. 이 경우에, 상기 웨이퍼들은 상기 보우트에 탑재되어 이송된다. 상기 확산장비는 종형로를 구비한다.

도 1은 종래의 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 종래의 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 이송 보우트(1)는 서로 대향하여 상하로 이격되게 배치된 상판(3) 및 하판(5)을 구비한다. 상기 상판(3) 및 하판(5) 사이에 서로 이격되게 배치된 보우트 몸체들(7)을 구비한다. 상기 보우트 몸체들(7) 각각으로부터 수평하게 연장되고 상하 이격된 복수개의 보우트 바들(boat bars; 9)이 구비된다. 이 경우에, 종래의 보우트 바들의 단부들(end portions)은 사각 기둥의 단부와 같은 형상을 갖는다.

상기와 같이 구성되는 종래의 웨이퍼 이송 보우트(1)는 동일 레벨 상의 보우트 바들(9) 상에 웨이퍼들(10)이 안착된다. 따라서, 복수개의 웨이퍼들이 상기 보우트 몸체들(7)을 사이에 두고 수직하게 적층된다.

웨이퍼 이송 보우트는 웨이퍼 캐리어(미도시)로부터 상기와 같이 복수개의 웨이퍼들을 탑재한다. 증착공정을 수행하기 위하여, 웨이퍼들이 탑재된 웨이퍼 이 송 보우트는 종형로(미도시) 내부로 이동하여 배치된다. 그 결과, 상기 웨이퍼 이송 보우트에 의해 웨이퍼들이 종형로 내부로 이송된다.

상기 종형로 내부에서 고온의 공정가스들이 상기 웨이퍼들 상에 제공된다. 그 결과, 상기 웨이퍼들 상에 질화막이나 산화막 같은 층들이 형성된다. 이와 같은 증착 공정 동안에, 상기 보우트 바들 상에도 질화막이나 산화막이 형성된다. 따라서, 보우트 바들 상에 형성된 질화막이나 산화막을 제거하기 위하여 보우트 바들은 세정공정이 필요하다. 세정된 보우트 바들을 갖는 보우트는 종형로나 공정챔버들 내부로 이송하여 재활용된다. 상기 세정공정은 통상적으로 초순수(deionized water)와 HF의 혼합 용액을 세정제로 사용함으로써 진행된다. 따라서, 상기 세정공정을 통해 보우트 바들 상에 형성된 질화막이나 산화막을 제거하는 도중에, 보우트 바들의 표면 역시 식각된다. 특히, 상기 세정공정 후에, 보우트 바들의 표면이 완전하게 식각되지 않고 불완전하게 식각된 영역들이 잔존하게 된다. 예를 들면, 상기 세정공정 후에 보우트 바들의 표면에 벗겨지지 않은 각질들이 잔존하게 된다.

또한, 상기 증착공정 도중에 상기 질화막이나 산화막의 성분들이 보우트 바들의 내부로 침투(penetration)하게 된다. 보우트 바들의 내부로 침투된 질화막이나 산화막 같은 성분들은 상기 세정공정을 통해 완전하게 세정되지 아니한다.

상기 세정공정에 의해 세정된 보우트 바들을 갖는 보우트를 종형로 내로 이송시켜 재사용하는 경우에, 상기 세정된 보우트 바들은 상기 종형로 내부에서 고온의 공정가스 같은 확산 분위기에 노출된다. 상기 고온의 공정가스는 700℃ 이상의 온도를 유지하고 있다. 따라서, 보우트 바들의 표면에 잔존하는 불완전하게 식각된 영역들, 예를 들면 보우트 바들로부터 이탈되지 않은 보우트 표면의 각질들은 상기 고온의 공정가스에 의해 식각되거나 벗겨져서 불순한 입자들로 된다. 도 2에 나타나 있는 영역들(A), 예를 들면 모서리 영역들이 보우트 바들의 다른 영역들에 비해 상대적으로 많이 식각되거나 벗겨진다.

또한, 보우트 바들의 내부로 침투된 질화막 또는 산화막 같은 성분들 역시 상기 고온의 확산 분위기에 의해 여기되어(exited) 불순한 입자들로 된다. 상기 불순한 입자들은 보우트 바들로부터 이탈되어 보우트에 안착되어 있는 웨이퍼들 상에 제공됨으로써 후속공정에서 오염원(particle source)으로 작용한다.

특히, 재사용을 위해 종형로 내에 배치된 보우트는 보우트 바들의 단부들의 모서리부(A)가 보우트 바들의 다른 영역에 비해 상대적으로 많이 식각되거나 벗겨지는 경향이 있다. 즉, 상기 보우트 바들의 단부를 형성하는 사각 기둥들의 단부들의 모서리부(A)가 상대적으로 많이 식각되거나 벗겨진다. 그 결과, 상기 사각 기둥의 단부의 모서리부(A)에 잔존하는 상기 불완전하게 세정된 각질들이 식각되거나 벗겨져서 후속 공정에서 오염원으로 작용하는 문제점이 있다. 이에 더하여, 상기 사각 기둥의 단부의 모서리부(A)가 고온의 확산 분위기에 노출됨으로써 다른 영역들에 비해 상기 모서리부(A)에 침투해 있던 질화막 또는 산화막 같은 성분들이 여기되어 후속 공정에서 오염원으로 작용하는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 신뢰성이 개선된 반도체 소자를 제조하는 데 적합한 웨이퍼 이송 보우트들을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 신뢰성이 개선된 반도체 소자를 제조하는 데 적합한 웨이퍼 이송 보우트들을 제공한다. 상기 웨이퍼 이송 보우트들은 서로 이격되게 배치된 복수개의 보우트 몸체들을 포함한다. 상기 보우트 몸체들로부터 수평으로 연장되고 복수개의 모서리들을 갖는 보우트 바들이 위치하되, 상기 모서리들은 라운드 형상(rounded shape)을 갖는다.

본 발명의 몇몇 실시예들에 있어, 상기 보우트 바들은 사각 기둥 형일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예들에 있어, 상기 보우트 바들은 연장되는 방향으로 점점 작아지는 두께를 갖는 단부들(end portions)을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예들에 있어, 상기 보우트 바들은 열처리된 영역들을 갖는 것을 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에서 설명되어지는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 설명의 편의를 위해 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 증착장비의 구성도이다. 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위 한 사시도이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 정면도이다. 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 이송 보우트를 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명에 따른 웨이퍼 이송 보우트는 반도체 소자 제조용 확산장비에 웨이퍼를 이송하는 데 적용할 수 있다. 상기 반도체 소자 제조용 확산장비는 반도체 소자의 증착장비를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 증착장비는 종형로(20)를 구비한다. 상기 종형로(20)는 내부 튜브(24)와 상기 내부 튜브(24)를 감싸는 외부 튜브(26)를 구비한다. 상기 내부 튜브(24) 및 상기 외부 튜브(26)의 하부에 위치하고, 상기 내부 튜브(24)와 상기 외부 튜브(26)를 고정시키는 플랜지(32)가 배치될 수 있다. 상기 플랜지(32)의 하부에 위치하여, 상기 종형로(20)의 하부를 밀폐시키기 위하여 승강 및 하강 가능한 실링 캡(sealing cap; 40)이 배치될 수 있다. 상기 내부 튜브(24) 내로 공정 가스를 공급하는 공정가스 유입구(36)가 상기 플랜지(32)를 관통하여 상기 내부 튜브(24)에 연결 될 수 있다. 상기 종형로(20)를 이용하여 소정의 증착공정이 진행된 후 반응가스 또는 미반응 가스가 배기되는 공정가스 배기구(38)가 상기 플랜지(32)를 관통하여 상기 외부 튜브(26)에 연결될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 반도체 소자 제조용 증착장비는, 승강 또는 하강 가능한 상기 실링 캡(40) 상에 웨이퍼 이송 보우트(50)가 안착될 수 있다. 상기 실링 캡(40)이 승강함으로써 상기 내부 튜브(24) 내부에 상기 보우트(50)를 배치할 수 있다. 상기 보우트(50)에 복수개의 웨이퍼들(55)이 탑재될 수 있다. 그 결과, 상기 보우트(50)는 웨이퍼 캐리어(미도시)로부터 웨이퍼들을 인수하여 상기 종형로(20) 내부에 웨이퍼들(55)을 배치할 수 있다. 상기 보우트(50)는 석영으로 형성될 수 있다. 상기 공정가스 유입구(36)를 통해 상기 내부 튜브(24) 내로 유입된 고온의 공정가스에 의해 증착공정이 진행될 수 있다. 즉, 상기 내부 튜브(24) 내부에 배치된 반도체 웨이퍼들(55) 상에 공정가스가 제공되어 질화막이나 산화막 같은 증착공정이 진행될 수 있다. 상기 증착공정이 종료된 후 상기 증착공정으로부터 발생된 반응가스 또는 미반응 가스는 상기 공정가스 배기구(38)를 통해 배출될 수 있다.

도 3 및 도 4a 내지 4c를 참조하면, 상기 웨이퍼 이송 보우트(50)는 상판(52) 및 상기 상판(52)으로부터 이격된 위치에 하판(53)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 하판(53)의 상부에 상기 상판(52)이 배치될 수 있다. 상기 상판(5) 및 하판(53) 사이에 복수개의 보우트 몸체들(57)이 서로 이격되게 배치된다. 상기 보우트 몸체들(57)의 측부에 일정한 상하 간격을 갖고 수평하게 연장된 복수개의 보우트 바들(60)이 위치한다. 즉, 상기 보우트 몸체들(57)은 서로 대응되는 높이에 상기 보우트 바들(60)을 갖는다. 서로 대응되는 높이를 갖는 보우트 바들(60) 상에 상기 웨이퍼들(55)이 안착된다. 이 경우에, 상기 보우트 바들(60) 상에 상기 웨이퍼들(55)의 가장자리가 위치할 수 있다. 웨이퍼들의 안정적인 정렬을 위하여 상기 보우트 몸체들(57)은 적어도 3개가 배치될 수 있다. 이와 같이 서로 대응되는 높이를 갖는 보우트 바들(60) 상에 웨이퍼들(55)이 안착되는 경우에, 복수개의 웨이퍼들은 상하 일정한 간격을 갖고 보우트(50)에 적층될 수 있다.

상기 보우트 바들(60)은 상기 보우트 몸체들(57)로부터 수평하게 연장된 사 각기둥의 형상을 갖되, 연장되는 방향으로 그 일 단부들의 두께가 점점 작아진다. 즉, 상기 보우트 바들(60)이 상기 사각 기둥의 형상을 갖는 경우에, 상기 보우트 바들(60)의 일 단부들에서 상기 사각 기둥의 모서리는 상기 보우트 바들(60)의 중심부를 향해 경사지게 배치될 수 있다. 그 결과, 상기 보우트 바들(60)의 일 단부들의 영역에서 수평하게 연장되는 방향으로 위치하는 사각 기둥의 모서리(B)의 각도들은 둔각을 가질 수 있다. 따라서, 상기 보우트 바들(60)의 모서리(B)는 상대적으로 완만한 형상을 갖게 된다.

이에 더하여, 상기 보우트 바들(60)이 복수개의 모서리들(C)을 갖는 사각기둥 모양으로 형성되는 경우에, 상기 모서리들(C)은 라운드 형으로 이루어질 수 있다. 따라서, 사각기둥의 모서리들(C)은 상대적으로 완만하게 형성될 수 있다.

한편, 상기 보우트 몸체들(57) 및 보우트 바들(60)은 열처리될 수 있다. 즉, 상기 보우트 바들(60)은 열처리된 영역들을 가질 수 있다. 따라서, 상기 보우트 바들(60)에 상기 열처리를 함으로써, 증착공정 도중에 질화막이나 산화막의 성분들이 열처리된 보우트 바들(60)의 내부로 침투하는 것을 억제할 수 있다.

상기와 같은 보우트 바들(60)을 갖는 보우트를 이용하여 질화막 또는 산화막 같은 증착공정을 수행한 후, 보우트 바들 상에 있는 질화막 또는 산화막의 성분들을 제거하기 위하여 보우트 바들을 세정한다. 세정제로서 초순수(deionized water) 및 HF를 혼합한 용액을 사용할 수 있다. 세정된 보우트는 웨이퍼들을 탑재하여 또 다른 증착공정에 재사용될 수 있다. 상기 또 다른 증착공정 도중에 재사용되는 보우트의 보우트 바들의 표면이 식각되거나 벗겨진다. 이 경우에, 보우트 바들의 가 장자리 영역들, 예를 들면 모서리 영역들이 뾰족할 할수록 상대적으로 많이 식각되거나 벗겨진다. 종래의 보우트 바들은 사각기둥으로 형성된다. 즉, 종래의 보우트 바들(60)의 사각기둥들의 모서리들은 약 90°를 가지고 형성된다. 그러나, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 보우트 바들은 사각기둥들의 형상을 갖되, 상기 사각기둥들의 모서리들(C)이 라운드 형을 갖기 때문에 종래의 보우트 바들에 비해 상대적으로 적게 식각되거나 벗겨진다. 이에 더하여, 본 발명의 보우트 바들의 단부 영역들, 예를 들면 상기 사각기둥들의 단부 영역들의 모서리들(B)이 라운드 형을 갖기 때문에 상대적으로 적게 식각되거나 벗겨진다. 따라서, 재사용되는 보우트 바들 상에 잔존하는 각질들이 상대적으로 적게 식각되거나 벗겨지기 때문에, 재사용되는 보우트 바들로부터 발생되는 오염원들이 적다.

이에 더하여, 상기 보우트 바들이 열처리되기 때문에, 선행 증착공정 시에 질화막이나 산화막 같은 성분들이 보우트 바들의 내부로 침투되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 선행 증착공정 시에 보우트 바들의 내부로 침투되는 질화막이나 산화막 같은 성분들의 양이 그 만큼 적게 된다. 따라서, 또 다른 증착공정을 위해 보우트 바들을 재사용하는 경우에, 고온의 확산 분위기에 의해 보우트 바들의 내부에서 여기되는 불순한 입자들의 양이 적어짐으로써 재사용되는 보우트 바들로부터 발생되는 오염원들이 적게 된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은, 웨이퍼 이송 보우트의 보우트 바들의 모서리 영역들이 라운드 형을 갖도록 함으로써, 보우트의 재사용 시에 종래의 보우 트 바들에 비해 상대적으로 적게 식각되거나 벗겨질 수 있다.

이에 더하여, 상기 보우트 바들을 열처리함으로써 선행 증착공정 도중에 보우트 바들 내로 막질의 성분들이 침투하는 것을 억제하여, 재사용되는 보우트로부터 오염원이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

Claims (4)

1. 웨이퍼들을 이송하는 웨이퍼 이송 보우트에 있어서,

   서로 이격되게 배치된 복수개의 보우트 몸체들; 및

   상기 보우트 몸체들로부터 수평으로 연장되고 복수개의 모서리들을 갖는 보우트 바들이 위치하되, 상기 모서리들은 라운드 형상(rounded shape)을 갖는 것을 포함하는 웨이퍼 이송 보우트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보우트 바들은 사각 기둥 형인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 보우트.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 보우트 바들은 연장되는 방향으로 점점 작아지는 두께를 갖는 단부들(end portions)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 보우트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 보우트 바들은 열처리된 영역들을 갖는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 보우트.

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