KR20110076879A

KR20110076879A - 열처리 프로세스 동안 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 홀더

Info

Publication number: KR20110076879A
Application number: KR1020117006017A
Authority: KR
Inventors: 존 에이. 피트니; 토마스 에이. 토랙
Original assignee: 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈, 인크.
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-07-06
Also published as: EP2327091A1; US8186661B2; WO2010033454A1; US20100065696A1; JP2012503312A; TW201025492A

Abstract

열적 웨이퍼 처리 프로세스 동안 반도체 웨이퍼를 홀드하기 위한 웨이퍼 홀더. 웨이퍼 홀더는 적어도 3개의 웨이퍼 지주들을 포함한다. 각각의 웨이퍼 지주는 직립 샤프트와, 웨이퍼가 웨이퍼 지주들 상에 재치되었을 때 섬유들의 적어도 일부가 반도체 웨이퍼에 맞물리게 하는 위치들에서 샤프트에 의해 지지되는 복수의 유연한 섬유들을 포함한다.

Description

열처리 프로세스 동안 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 홀더{WAFER HOLDER FOR SUPPORTING A SEMICONDUCTOR WAFER DURING A THERMAL TREATMENT PROCESS}

본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼를 위한 열 처리 장치에 관한 것으로, 특히 열 처리 프로세스 동안 반도체 웨이퍼를 홀드하기 위한 홀더에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼들의 열 가공은 반도체 제조 산업에서 일반적이다. 급속 열 가공("RTP")은 한 일반적 유형의 열 가공이다. RTP는 챔버 내에서 반도체 웨이퍼를 급속하게 가열하는 것을 수반한다. 반도체 웨이퍼는 초크랄스키 방법과 같은 방법에 의해 성장된 단결정 잉곳으로부터 슬라이스될 수 있다. RTP는 빠른 온도 상승률들을 수반한다. 예를 들어, 전형적인 RTP 시스템은 단 몇초 내에 실온으로부터 약 1200 ℃ 이상까지 웨이퍼를 가열할 수 있다. 온도 상승률들은 초당 약 200 ℃ 또는 그 이상만큼 빠를 수 있다. 어떤 경우들에 있어서, 가열은 고-파워 백열 램프들에 의해 제공된다. 웨이퍼를 가열하기 위해 핫 플레이트들 또는 마이크로파들을 사용하는 열 가공 시스템들도 사용될 수 있다. RTP 시스템은 가열 후에 웨이퍼를 급속하게 냉각시키고, 또한 피크 온도에 체류시간을 최소화함으로써 웨이퍼를 "스파이크 어닐링" 할 수 있다.

통상의 RTP 시스템들은 프로세스 챔버 내에 웨이퍼 홀더 상에 웨이퍼가 재치된 동안 웨이퍼를 처리한다. 일반적으로, 웨이퍼 홀더는 챔버 내에 높인 위치에 웨이퍼를 홀드하는 지지 핀들을 포함한다. 일부 RTP 시스템들에서, 웨이퍼는 열원을 스위치 온 오프 함으로써 제어될 수 있는 RTP 처리 동안 고정된 채로 있는다. 대안적으로, 열원은 연속적 가열을 제공할 수 있는데, 이 경우 웨이퍼 홀더는 가열을 위해 열원에 매우 근접하게 웨이퍼를 이동시키고 이어서 냉각을 위해 웨이퍼를 열원에서 멀리 이동시킨다. RTP는 단지 몇 가지만을 나열하면, 소스 및 드레인 접촉 접합들, 얕은 확장 접합들, 및 전기적 활성 다결정질 실리콘 게이트 전극들을 형성하는 것을 포함하여, 매우 다양한 목적들을 위해 사용되었다. 또한, RTP는 참조로 여기에 포함시키는 미국특허 6,361,619(Falster)에 기술된 바와 같이 실리콘 웨이퍼들에서 내부 게터링을 개선하기 위해 사용될 수도 있다.

반도체 산업에서는 점점 더 결함들이 없는 웨이퍼들에 대한 요구가 증가하였다. RTP와 같은 열 가공 처리 동안 지지 핀들에 인접한 웨이퍼의 영역들은 웨이퍼의 다른 영역들보다 결함들이 더 많이 있음이 발견되었다. 지지 핀들에 의해 유발되는 기계적 스트레스들은 웨이퍼의 이면 상에 전위 결함(dislocation defect)의 형성에 기여하며 이것은 웨이퍼의 전면(front surface)으로 전파할 수 있어 이들은 웨이퍼의 전면 상에 제조되는 반도체 소자들을 열화시키는 것으로 이론화되었다. 이에 따라, 반도체 제조업자들은 지지 핀들에 의해 유발되는 기계적 스트레스들을 감소시키려고 시도하였다.

또한, 반도체 제조업자들은 지지 핀들에 의해 야기되는 웨이퍼의 불균일한 가열도 감소 또는 제거하려고 하였다. 불균일한 가열은 웨이퍼 내에 열적 스트레스들을 야기하며, 이것은 웨이퍼에 결함들을 유발시킬 수 있다. 백열 램프들로 웨이퍼를 가열하는 것들과 같은 일부 RTP 시스템들에서 웨이퍼는 지지 핀들보다 더 가열될 수 있다. 결국, 더 저온의 지지 핀들은 열을 웨이퍼로부터 멀리 전도시킬 수 있어, 지지 핀들 부근에 국부화된 냉각을 초래할 수 있다. 가열된 서셉터 또는 핫 플레이트 위에 웨이퍼가 지지되는 것들과 같은 다른 웨이퍼 열 가공 시스템들에서 지지 핀들은 웨이퍼보다 더 온도가 높아지게 될 수 있다. 이것이 일어났을 때, 지지 핀들을 통해 웨이퍼에 전도되는 열은 열적으로 상반되는 상황을 나타낼 수 있다.

지지 핀들에 의해 야기되는 웨이퍼의 불균일한 가열을 감소시키려는 노력은 지지 핀들과 웨이퍼 간에 접촉을 최소화하려는 쪽으로 나아갔다. 예를 들어, 미국특허 6,214,122(Thompson)은 접촉 지점들과 웨이퍼 간에 기계적 접촉을 감소시키기 위해 "최소 접촉 지점들"을 가진 지지 핀들을 개시한다. 즉, 지지 핀들은 매우 예리한 지점들을 가져 지지 핀들과 웨이퍼 간에 작은 접촉영역만이 있다. 웨이퍼와 지지 핀들 간에 접촉 영역을 최소화하는 것은 보다 균일한 웨이퍼 가열이 되게 하고 지지 핀들과 웨이퍼 간에 전도성 열전달을 감소시킴으로써 웨이퍼 내에 열 스트레스들을 감소시키려는 것이다.

발명의 일면은 열적 웨이퍼 처리 프로세스 동안 반도체 웨이퍼를 홀드하기 위한 웨이퍼 홀더를 포함한다. 웨이퍼 홀더는 적어도 3개의 웨이퍼 지주들을 포함한다. 각각의 웨이퍼 지주는 직립 샤프트와, 웨이퍼가 웨이퍼 지주들 상에 재치되었을 때 섬유들의 적어도 일부가 반도체 웨이퍼에 맞물리게 하는 위치들에서 샤프트에 의해 지지되는 복수의 유연한 섬유들을 포함한다.

또 다른 면에서, 본 발명은 반도체 웨이퍼를 처리하는 방법을 포함한다. 방법은 반도체 웨이퍼의 무게가 복수의 유연한 섬유들에 분배되게 반도체 웨이퍼를 지지하고, 웨이퍼가 섬유들에 의해 지지된 동안 적어도 약 900 ℃의 온도까지 웨이퍼를 가열하는 것을 포함한다.

또 다른 면에서, 본 발명은 반도체 웨이퍼를 처리하는 방법을 포함한다. 방법은 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 홀더 상에 재치하는 것을 포함한다. 웨이퍼 홀더는 적어도 3개의 웨이퍼 지주들을 포함한다. 지주들 각각은 복수의 유연한 섬유들을 포함한다. 재치단계는 (a) 웨이퍼를 복수의 웨이퍼들의 제 1 섬유 상에 재치하는 단계; (b) 제 1 섬유를 웨이퍼의 무게 하에 휘어지게 하는 단계; (c) 웨이퍼를 또 다른 섬유 상에 재치하는 단계; (d) 상기 다른 섬유를 웨이퍼의 무게 하에 휘어지게 하는 단계; (e) 웨이퍼의 무게가 섬유들을 더 휘어지지 않게 할 때까지 단계(c) 및 단계(d)를 반복하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 웨이퍼가 섬유들에 의해 지지된 동안 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함한다.

그외 목적들 및 특징들은 부분적으로 명백하게 될 것이고 이하 부분적으로 언급될 것이다.

도 1은 본 발명의 웨이퍼 홀더의 일실시예의 사시도이다.
도 2는 홀더의 웨이퍼 지주의 부분 확대 입단면도이다.
도 3은 열 가공 챔버 내에서 반도체 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 홀더의 측입면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 지주 상에 재치되는 순서를 도시한 웨이퍼 홀더의 부분의 확대한 개략적 입면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 웨이퍼 지주 대신에 사용될 수 있는 본 발명의 웨이퍼 지주의 제 2 실시예의 부분 입단면도이다.
도 6은 도 2 및 도 5에 도시된 웨이퍼 지주들 대신에 사용될 수 있는 본 발명의 웨이퍼 지주의 제 3 실시예의 부분 입단면도이다.
도 7은 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 웨이퍼 지주들 대신에 사용될 수 있는 본 발명의 웨이퍼 지주의 제 4 실시예의 부분 입단면도이다.
도면들에서 대응하는 참조부호들은 대응하는 구성요소들을 나타낸다.

도면들 및 먼저 도 1의 일실시예를 참조하면 웨이퍼 홀더 전체를 참조부호 101로 나타내었다. 홀더(101)의 제 1 실시예는 기대(103)와, 기대 위에 반도체 웨이퍼(W)(예를 들면, 실리콘 웨이퍼)(도 3 참조)를 지지하기 위해 기대로부터 상향으로 확장하는, 전체를 105로 나타낸, 적어도 3개의 지주들을 포함한다. 웨이퍼 홀더(101)는 웨이퍼가 비교적 고온에 노출되었을 때 반도체 웨이퍼(W)를 지지하기에 적합하다. 예를 들어 도 3은 전체를 R로 나타낸 급속 열 가공("RTP") 장치의 챔버(C) 내에서 반도체 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 홀더(101)를 도시한 것이다. 웨이퍼 홀더(101)는 발명의 범위 내에서 웨이퍼가 고온들에 노출되는 다른 열 처리 프로세스들(예를 들면, 에피택셜 피착, 등)에서 반도체 웨이퍼들(W)을 지지하기 위해 사용될 수도 있음을 알 것이다.

기대(103)는 적합하게는, 석영, 혹은 고온 열적 웨이퍼 가공 환경에서 웨이퍼 지주들(105) 및 반도체 웨이퍼(W)를 지지할 수 있는 그외 다른 물질로 만들어진다. 예시된 실시예에서, 기대(103)는 실질적으로 평탄한 단일의 평판이다. 그러나, 기대(103)의 구조는 발명의 범위 내에서 매우 다양할 수 있다. 발명의 일실시예에 적합하게 하기 위해서, 기대(103)는 과도한 바람직하지 못한 웨이퍼 오염물질들을 환경에 방출함이 없이 고온들에서 웨이퍼 지주들(105) 및 웨이퍼(W)를 지지할 수 있어야 한다. 지지 핀들을 구비한 실질적으로 임의의 통상의 반도체 웨이퍼 홀더로부터 기대를 본 발명의 웨이퍼 홀더(101)를 위한 기대(103)로서 사용되게 맞출 수 있을 것으로 생각된다.

도면들에 도시된 실시예에서, 웨이퍼 지주들(105)의 각각(이들 중 하나가 도 2에 도시되었다)은 실질적으로 동일하다. 각각의 웨이퍼 지주(105)는 적합하게, 기대가 직립으로, 또한, 대체로 수직한 방위로 샤프트를 홀드하도록 기대(103)에 고정되는 긴 샤프트(107)를 포함한다. 샤프트(107)는 필요시 수시로 웨이퍼 지주들(105)의 교체를 용이하게 하도록 기대(103)에 착탈가능하게 고정될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 샤프트(107)는 기대(103) 내 개구(도시되지 않음)에 미끄럼 끼워맞춤을 할 수 있다. 웨이퍼 지주들(105)은 실질적으로 임의의 통상의 교체가능한 웨이퍼 지주들(예를 들면, 교체가능한 지지 핀들)와 동일한 혹은 동등한 방식으로 기대(103)에 착탈가능하게 고정되게 맞출 수 있다. 따라서, 통상의 웨이퍼 홀더는 통상의 웨이퍼 지주들을 본 발명에 따라 구성된 웨이퍼 지주들(105)로 대체함으로써 본 발명의 웨이퍼 홀더(101)로 개조될 수 있다.

샤프트(107)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼가 웨이퍼 지주들(105) 상에 재치되었을 때, 섬유들의 적어도 일부가 반도체 웨이퍼(W)에 맞물리게 하는 위치들에서 복수의 유연한 섬유들(111)을 지지한다. 예를 들어, 샤프트(107)는 표면이 대체로 수평이 되게 한 방위로 놓인 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 섬유들이 맞물릴 수 있게 하는 위치들에서 섬유들(111)을 적합하게 지지한다. 샤프트(107)는, 웨이퍼(W)가 열 처리 프로세스에 연관된 고온들에 노출된 동안 고온들에서 섬유들(111) 및 웨이퍼 무게의 적어도 일부를 지지하기에 충분한 구조적 완결성(structural integrity)을 유지할 수 있는 물질(예를 들면, 석영)로 만들어진다. 샤프트(107)는 바람직하게는, 가열되었을 때 상당량의 바람직하지못한 웨이퍼 오염물질들을 환경에 방출하지 않는 물질로 만들어진다. 샤프트(107)의 크기 및 형상은 발명의 범위 내에서 매우 다양할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 예를 들어, 샤프트(107)는 실질적으로 원통형의 형상과, 약 4 mm 내지 약 12 mm 범위의 직경을 갖는다. 샤프트(107)는 적합하게, 기대(103)에 고정되었을 때 약 5 mm 내지 약 12 mm의 범위의 거리만큼 기대(103)로부터 신장하게 만들어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 기대(103)에 고정되는 측의 반대편 끝에서 샤프트(107) 내로 축선 방향으로 공동(113)이 연장한다. 일실시예에서, 이 공동(113)은 중공관(hollow tube)을 고형 포스트에 용접함으로써 형성된다. 공동(113)은 적합하게, 약 3 mm 내지 약 11 mm 범위의 직경을 갖는다. 섬유들(111)은 섬유들이 적어도 부분적으로 공동 내에서 연장하게 샤프트(107)에 고정된다. 섬유들(111)은 적합하게, 유연한 섬유들의 적어도 일부가 샤프트에 고정된 제 1 단부(즉, 하측 단부) 및 제 1 단부의 반대쪽에 제 2 단부(즉, 상측 단부)를 갖도록 샤프트(107)에 고정된다. 예를 들어, 섬유들(111)은 충분한 수의 섬유들을 번들로 모아 번들의 단부가 공동 내에 삽입될 때 공동(113) 내 섬유들의 단부들을 마찰로 홀드하게 하여 샤프트(107)에 고정될 수 있다. 이러한 식으로 번들로 만들기 위한 적합한 섬유들(111)은 석영 섬유들을 포함한다. 번들에 섬유들(111)의 수는 공동(113)의 직경 및 섬유들의 두께에 따라 다양할 것이다. 일실시예에서, 번들에는 약 5 내지 약 100 범위의 다량의 섬유들(111)이 있다.

도 2에 도시된 실시예에서 섬유들(111)은 적합하게, 약 5 mm 내지 약 15 mm (예를 들면, 약 8 mm) 범위로 샤프트(107) 위에서 측정된 평균 자유 길이를 갖는다. 섬유들(111)은 적합하게, 약 50 마이크론 내지 약 125 마이크론(예를 들면, 약 100 마이크론) 범위의 평균 직경을 갖는다. 섬유 번들의 직경은 적합하게는 적어도 약 2 mm이다. 일부 실시예들에서, 인접 섬유가 샤프트에 고정되는 위치로부터 적어도 약 2 mm의 거리만큼 샤프트 상에서 측방으로 이격된 위치에서 샤프트(107)에 고정된 적어도 한 섬유가 있다.

웨이퍼 지주(105)는 웨이퍼 지주를 통해 웨이퍼(W)에 및 이로부터 전도되는 열을 제한시키게 구성된다. 예를 들어, 섬유들(111)은 적합하게, 열 전도(예를 들어 석영, 등)에 저항하는 물질로부터 만들어진다. 결국, 섬유들(111)은 적합하게, 켈빈도(degree kelvin) 당 미터 당 약 1.4 와트(W/m/K) 미만의 열 전도율을 갖는다. 또한, 섬유들(111)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 섬유들 사이에 적어도 한 공간, 더 적합하게는 섬유들 사이에 적어도 2개의 공간들, 더 적합하게는 섬유들 사이에 적어도 많은 공간들이 있도록 배열된다. 열은 한 번들의 섬유들(111) 내 이들 공간들 통해 효율적으로 전도되지 않는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 샤프트(107)의 단부에 공동(113)은 원주상 측벽(115)에 의해 정의된다. 일부 실시예들에서, 측벽(115)은 측벽의 열 전도율을 감소시키기 위해서 이를 관통하여 확장한 복수의 개구들(117)을 갖는다. 개구들(117)은 드릴링과 같은 통상적인 기술들을 사용하여 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 개구(117)는 샤프트(107)의 외직경의 약 1/4의 직경을 갖는다. 또한, 일부 이들 실시예들에서는 샤프트(107)에 고밀도의 개구들(117)이 바람직하다. 또한, 샤프트(107)는 약 1 mm 내지 약 4 mm 범위의 측벽 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 샤프트(107)는 중공관이며, 다른 실시예들에서 측벽은 약 10 mm의 높이를 갖는다. 일부 실시예들에서, 개구들(117)은 측벽의 전체 높이로 계속 이어질 수 있다.

도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 홀더(101) 상에 재치되었을 때(예를 들면, 자동 로딩 프로세스에서 로봇에 의해서), 웨이퍼는 섬유들(111a) 중 하나 이상과 접촉하는데(도 4a), 이들은 웨이퍼의 무게 하에 탄력있게 휘어진다(도 4b). 접촉하는 첫번째 섬유(들)을 휘게 하는 프로세스에서, 웨이퍼(W)는 하나 이상의 추가의 섬유들(111b)과 접촉한다(도 4b). 추가의 섬유(들) 또한 웨이퍼(W)의 무게 하에 탄력있게 휘어진다(도 4c). 그후에, 웨이퍼(W)는 하나 이상의 추가의 섬유들(111c)과 접촉하여 이들을 휘게 한다. 이 프로세스는 섬유들(111)이 더 휘어짐이 없이 웨이퍼(W)의 무게를 견딜 때까지 계속된다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)는 웨이퍼가 웨이퍼 지주(105)의 샤프트(107)로부터 이격되도록(예를 들면, 약 2 mm 내지 약 15 mm 범위의 거리만큼) 복수의 섬유들(111)에 의해 지지된다. 일실시예에서, 웨이퍼(W)의 무게는 웨이퍼 지주 당 약 2 섬유들 내지 약 50 섬유들 범위로 다수의 섬유들(111)에 의해 적합하게 지지된다. 예를 들어, 웨이퍼 홀더(101)가 3개의 웨이퍼 지주들(105)을 갖고 있을 때 적어도 45 섬유들(111)은 웨이퍼(W)의 무게를 지지할 수 있다. 각각의 웨이퍼 지주(105)의 섬유들(111)은 웨이퍼의 이면 상에 여러 다른 위치들에서 반도체 웨이퍼(W)와 접촉한다. 예를 들어, 웨이퍼 지주(105)의 한 섬유(111)는 동일 웨이퍼 지주의 다른 섬유가 웨이퍼와 접촉하는 위치에서 적어도 약 2 mm 이격된 위치에서 웨이퍼(W)와 접촉할 수 있다.

이어서, 웨이퍼가 웨이퍼 홀더(101)에 의해 지지된 동안 수행되고 있는 특정한 열 프로세스를 위한 명세들에 따라 웨이퍼(W)가 가열된다. 예를 들어, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 지주(105)에 의해 지지된 동안 적어도 약 900 ℃까지, 더 특정하게는 적어도 약 1100 ℃까지, 더 특정하게는 적어도 약 1200 ℃까지 가열될 수 있다. 일부 예들에서, 웨이퍼 홀더(101)는 웨이퍼에 RTP 프로세스, 에피택셜 피착 프로세스, 등이 행해질 때 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다. 웨이퍼(W) 및 웨이퍼 지주(105)(혹은 이의 구성성분들)의 온도들에서 어떤 차이가 있을지라도, 웨이퍼 지주도 열 처리 프로세스에서 웨이퍼의 온도와 유사한 고온으로 가열된다.

웨이퍼 홀더(101)가 웨이퍼(W)와 접촉하는 영역을 최소화하게 설계된 예리한 지점들을 갖는 종래기술의 지지 핀들과는 반대로, 본 발명의 웨이퍼 홀더는 웨이퍼 상에 집중되는 기계적 및 열적 스트레스들을 웨이퍼 지주들(105)의 복수의 섬유들(111)에 분배시킴으로써 이들의 영향을 감소시킨다. 탄력적으로 휘어지는 섬유들(111) 중 어느 하나에 의한 임의의 특정한 위치에서 웨이퍼 상에 가해지는 힘의 량은 비교적 작기 때문에, 웨이퍼(W)의 이면에의 기계적 손상은 제한된다. 마찬가지로, 웨이퍼 지주들(105)의 낮은 열 전도율은 열 스트레스에 의해 야기되는 웨이퍼(W)에의 손상을 제한시킨다. 마찬가지로, 섬유들(111)의 비교적 낮은 열 전도율은 섬유들 중 어느 하나에 의해 웨이퍼(W)에 혹은 이로부터 단지 최소한의 열만이 전도되게 한다. 또한, 웨이퍼 지주들(105)에 연관된 웨이퍼(W) 상에 기계적 및 열 스트레스들은 복수의 섬유들(111)에 의해 웨이퍼의 더 넓은 영역에 분배되고, 그럼으로써 종래 기술의 예리한 지지 핀들의 사용에 연관된 기계적 및 열적 스트레스들의 매우 국부화된 집중을 회피한다.

발명의 범위 내에서 반도체 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 복수의 유연한 섬유들(111)을 갖는 웨이퍼 지주(105)를 만드는 다양한 방법들이 있다. 도 5는 웨이퍼 지주(205)의 제 2 실시예를 도시한 것이다. 웨이퍼 지주(205)는 위에 기술된 웨이퍼 지주(105)와 실질적으로 유사하며 위에 기술된 웨이퍼 지주 대신 웨이퍼 홀더(101)에서 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 유연한 섬유들(211)은 전체를 220으로 나타낸, 울 바디를 형성하게 배열된다. 예를 들어, 웨이퍼 지주를 제작하는데 사용하기에 적합한 휴즈드 석영 울(fused quartz wool)은 오하이오주에 Painesville Township의 Technical Glass Products로부터 시판되고 있다. 울 바디(220)에 섬유들(211)은 적합하게는 약 1.5 마이크론 내지 약 50 마이크론 범위의 평균 직경을 갖는다. 울 바디(220)는 울 바디의 한 부분을 공동(213) 안에 삽입하고 울 바디와 샤프트 단부에 측벽(215) 간에 마찰 끼워맞춤이 생기게게 함으로써 샤프트(207)에 적합하게 고정된다. 울 바디(220)의 대향 단부(즉, 상측 단부)는 제 1 단부가 공동(213) 내에 고정될 때 약 1 mm 내지 약 5 mm 범위의 거리만큼 샤프트(207)로부터 적합하게 이격된다. 울 바디(220)는 적합하게, 약 15 mm³ 내지 약 100 mm³ 범위의 총용적을 갖는다. 울 바디(220)는 울 바디의 열 전도율을 감소시키는, 섬유들(211) 사이에 복수의 공간들을 갖는다. 이 웨이퍼 지주(205)는 위에 기술된 웨이퍼 지주(105)와 실질적으로 동일한 방식으로 동작한다.

도 6는 본 발명의 웨이퍼 지주(305)의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 이 웨이퍼 지주(305)는 도 2에 도시된 웨이퍼 지주(105)와 실질적으로 동일한 방식으로 만들어지고 동작한다. 샤프트(307)의 단부에 공동(313)은 샤프트의 상측 단부에 더 큰 직경으로부터 샤프트의 단부에서 멀어지면서 더 작은 직경으로 테이퍼 되어 있다. 예를 들어, 공동(313)은 적합하게, 약 0.1°내지 약 20°범위의 테이퍼를 갖는다. 이에 따라, 공동(313)은 적어도 약간 테이퍼 되며 이의 입구가 가장 넓다. 이 테이퍼된 공동(313)은 공동 안으로 섬유 번들의 단부의 삽입을 용이하게 함으로써 웨이퍼 지주(305)의 제조성을 개선할 수 있다.

도 7은 본 발명의 웨이퍼 지주(405)의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 이 웨이퍼 지주(405)는, 도 6에 도시되고 위에서 논의된 웨이퍼 지주(305)에 대해 실질적으로 기술된 바와 같이 공동 안으로 울 바디(420)의 삽입을 용이하게 하기 위해 테이퍼된 공동(413)을 갖는 샤프트(407)를 구비하는 것을 제외하고, 도 5에 도시된 울 바디 웨이퍼 지주(205)와 실질적으로 동일한 방식으로 구성되고 동작한다.

본 발명 혹은 이의 바람직한 실시예들의 요소들을 도입할 때, "상기"는 하나 이상의 이들 요소들이 있음을 의미하게 한 것이다. "포함하다", "구비하다"라는 용어들은 열거된 요소들 이외의 추가의 요소들이 있을 수 있음을 포함하고 이를 의미하게 한 것이다.

위로부터, 발명의 몇몇 목적들이 달성되고 다른 잇점이 있는 결과들이 얻어짐을 알 것이다.

발명의 범위 내에서 위에 구성들 및 방법들에 다양한 변경들이 행해질 수도 있기 때문에, 위에 설명에 포함되고 동반된 도면들에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 해석되고 한정의 의미로 해석되지 않아야 한다.

Claims

열적 웨이퍼 처리 프로세스 동안 반도체 웨이퍼를 홀드하기 위한 웨이퍼 홀더에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더는 적어도 3개의 웨이퍼 지주들을 포함하며, 각각의 웨이퍼 지주는 직립 샤프트와, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 지주들 상에 재치되었을 때 섬유들의 적어도 일부가 상기 반도체 웨이퍼에 맞물리게 하는 위치들에서 상기 샤프트에 의해 지지되는 복수의 유연한 섬유들을 포함하는, 웨이퍼 홀더.
청구항 1에 있어서, 상기 섬유들은 약 1.4 W/m/K 미만의 열 전도율을 갖는, 웨이퍼 홀더.
청구항 1에 있어서, 적어도 한 웨이퍼 지주의 상기 섬유들 중 적어도 일부는 제 1 단부 및 제 2의 대향 단부를 갖는 울 바디를 형성하게 배열되며, 상기 제 1 단부는 상기 샤프트에 고정되며, 상기 제 2 단부는 약 1 mm 내지 약 5 mm 범위의 거리만큼 상기 샤프트로부터 이격된, 웨이퍼 홀더.
청구항 3에 있어서, 상기 울 바디는 약 15 mm³ 내지 약 100 mm³범위의 총용적을 갖는, 웨이퍼 홀더.
청구항 3에 있어서, 상기 섬유들은 약 15 마이크론 내지 약 50 마이크론 범위의 평균 직경을 갖는, 웨이퍼 홀더.
청구항 1에 있어서, 상기 유연한 섬유들 중 적어도 일부는 상기 샤프트에 고정된 제 1 단부, 및 상기 샤프트로부터 이격된 상기 제 1 단부에 대향한 제 2 단부를 갖는, 웨이퍼 홀더.
청구항 6에 있어서, 적어도 한 웨이퍼 지주는 제 1 위치에서 상기 샤프트에 고정된 제 1 섬유, 및 적어도 약 2 mm만큼 상기 제 1 위치로부터 상기 샤프트 상에서 측방향으로 이격된 제 2 위치에서 상기 샤프트에 고정된 제 2 섬유를 포함하는, 웨이퍼 홀더.
청구항 6에 있어서, 상기 섬유들은 약 5 mm 내지 약 15 mm 범위의 평균 길이를 갖는, 웨이퍼 홀더.
청구항 6에 있어서, 상기 섬유들은 약 50 마이크론 내지 약 125 마이크론 범위의 평균 직경을 갖는, 웨이퍼 홀더.
청구항 1에 있어서, 상기 웨이퍼 지주들 상에 재치된 반도체 웨이퍼와 결합하여, 복수의 웨이퍼 지주들의 상기 섬유들은 상기 웨이퍼의 무게가 웨이퍼 지주 당 적어도 약 5 섬유들에 분배되게 하여 상기 웨이퍼를 지지하는, 웨이퍼 홀더.