KR20210076254A - 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트는 상하부를 이루는 상판부재 및 하판부재와, 상기 상판부재와 하판부재 사이에 수직으로 설치되어 다수의 웨이퍼들이 적재되도록 상하 일정 간격을 두고 다수의 슬롯들이 형성된 다수의 중공체의 튜브슬롯부재들을 포함하는 구조이기 때문에 웨이퍼 보트와 웨이퍼들과의 접촉 면적을 최소화하고 웨이퍼들 상에 화학적 공정 가스의 분사 면적을 최대한 넓게 확보할 수 있으므로 웨이퍼 막의 증착율을 높일 수 있는 장점이 있고, 보다 많은 양의 웨이퍼들을 적재하여 공정 처리할 수 있으므로 생산성 향상은 물론 제작 원가를 낮출 수 있는 장점이 있으며, 경량화하였으므로 운반 및 설치가 용이하고 제작 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

Description

반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트{A WAFER BOAT FOR A SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION}
본 발명은 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존 웨이퍼 보트의 지지로드를 튜브 슬롯으로 구조 변경하여 웨이퍼의 접촉 면적을 최소화시킨 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트에 관한 것이다.
최근 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다.
일반적으로, 반도체 장치는 실리콘 웨이퍼 상에 증착 공정, 확산 공정, 사진 및 식각 공정 등을 수행하여 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.
반도체 제조 공정 중 화학기상증착(chemical vapor deposition) 장치는 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 반도체 웨이퍼 상에 특정한 막질을 증착시키는 공정이다. 최근에는 증착막의 균일도(uniformity)가 좋으며, 많은 양의 웨이퍼에 대해 동시에 공정을 진행할 수 있는 배치식 장치가 주로 사용된다.
이러한 배치식 장치에서 공정을 진행하기 위해서는 수십장의 웨이퍼를 로딩하기 위한 웨이퍼 보트가 사용되며, 이 웨이퍼 보트의 형상에는 주로 수직 타입이 많이 사용된다.
즉, 종래에 제안된 공개특허공보 제2009-0110625호(2009.10.22.)의 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트는, 반도체 제조장치 내부에 다수의 웨이퍼를 로딩하기 위한 웨이퍼 보트에 있어서: 상기 보트의 상하부를 이루는 상판부재와 하판부재; 상기 상판부재와 상기 하판부재 사이에 수직으로 설치되는 3개 이상 복수개의 지지로드; 상기 지지로드에 높이방향으로 일정간격을 갖고 설치되며, 웨이퍼의 저면을 지지하는 상면을 갖는 복수개의 지지플레이트를 포함하되; 상기 지지플레이트는 웨이퍼를 반송하는 반송로봇의 엔드이펙터가 통과할 수 있도록 개방된 회피부; 웨이퍼가 상면에 놓여질 때 공기 저항으로 인한 웨이퍼 슬립을 방지하기 위해 공기통로들 그리고 상면에 웨이퍼와의 마찰을 최소화하기 위한 복수의 돌기들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트는 웨이퍼의 지지면을 넓게 하여 처짐을 방지해서 공정 균일성을 개선함과 동시에 웨이퍼의 슬립 현상 및 이탈을 방지하여 반송 로봇과의 충돌을 예방하도록 웨이퍼를 지지해 주는 지지플레이트를 적용하고 있으나, 이러한 지지플레이트는 웨이퍼를 지지해 주는 플랜지부분에 다수의 공기통로를 형성하더라도 공기통로가 없는 나머지 면적으로 인하여 웨이퍼와 필요 이상으로 많은 접촉 면적이 발생되기 때문에 웨이퍼 상에 화학적 공정 가스가 골고루 분사되지 못하여 웨이퍼 막의 증착율을 현저히 저하시킨다는 문제점이 있었다.
또한, 웨이퍼 보트의 지지로드에 높이방향으로 일정간격을 갖고 설치된 다수 개의 지지플레이트가 차지하는 면적 만큼 수십장의 웨이퍼를 적재해서 공정 처리할 수 없기 때문에 생산성 저하는 물론 지지플레이트의 적용으로 인하여 구조가 복잡하고 무거워지는 등 제작 원가를 상승시킨다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2009-0110625호(2009.10.22.)
본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 웨이퍼 보트와 웨이퍼의 접촉 면적을 최소화하여 웨이퍼 상에 화학적 공정 가스의 분사 면적을 최대한 넓게 확보함으로써 웨이퍼 막의 증착율을 높일 수 있는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 보트에서 지지로드를 구성하는 튜브 슬롯에 의해 다수의 웨이퍼들이 직접 지지되도록 적재 공간을 확보함으로써 최대한 많은 양의 웨이퍼를 공정 처리하여 생산성을 높여주고, 기존의 제품(지지플레이트)를 배제하여 구조를 단순화 및 경량화함으로써 제작 원가를 낮출 수 있는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트는, 반도체 제조장치 내부에 다수의 웨이퍼를 로딩하기 위한 웨이퍼 보트에 있어서, 상기 웨이퍼 보트는, 상하부를 이루는 상판부재 및 하판부재와, 상기 상판부재와 하판부재 사이에 수직으로 설치되어 다수의 웨이퍼들이 적재되도록 상하 일정 간격을 두고 다수의 슬롯들이 형성된 다수의 튜브슬롯부재들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 하판부재는, 중앙에 개구홀이 형성되고, 가장자리에 대해 상기 개구홀과 인접한 둘레에 공정튜브 내의 턴테이블에 상기 웨이퍼 보트가 설치되도록 일정 간격을 두고 다수의 결합핀홀과 자리맞춤홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 다수의 튜브슬롯부재들은 상기 상판부재와 하판부재 사이에 대해 상판부재와 하판부재의 가장자리 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 후방 중앙과 좌,우측에 각각 설치된 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 다수의 슬롯들은, 좌,우 폭이 상기 튜브슬롯부재들의 둘레 일측에 대해 상기 웨이퍼 보트 내의 중앙을 향하도록 각각 형성된 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 다수의 튜브슬롯부재들 사이에는 상기 상판부재와 하판부재를 연결하도록 다수의 지지로드들이 수직으로 설치된 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 다수의 지지로드들은 무게 감소를 위해 중공체로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트는 다수의 튜브슬롯부재에 형성된 다수의 슬롯들에 의해 다수의 웨이퍼들을 직접 적재할 수 있기 때문에 웨이퍼 보트와 웨이퍼들과의 접촉 면적을 최소화하고 웨이퍼들 상에 화학적 공정 가스의 분사 면적을 최대한 넓게 확보할 수 있으므로 웨이퍼 막의 증착율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트는 기존의 웨이퍼들을 각각 받쳐주는 지지플레이트를 사용하지 않고 다수의 웨이퍼들을 튜브슬롯부재들에 직접 지지할 수 있도록 구조를 단순화하였기 때문에 보다 많은 양의 웨이퍼들을 적재하여 공정 처리할 수 있으므로 생산성 향상은 물론 제작 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트는 튜브슬롯부재들과 지지로드들을 무게 감소를 위해 중공체로 제작하고, 하판부재의 중앙에 개구홀을 형성하여 경량화하였기 때문에 운반 및 설치가 용이하고, 제작 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 정면도,
도 2는 도 1의 A-A선에 대한 종단면도,
도 3은 도 1의 B-B선에 대한 횡단면도,
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 평면도,
도 5는 본 발명에 일 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 저면도,
도 6은 본 발명에 다른 실시예에 따른 웨이퍼 보트의 정면도,
도 7은 도 6의 C-C선에 대한 횡단면도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 보트(10)는 고열에 강하고 화학적으로도 변화가 적은 석영재질로 제작되는 것이 바람직하며, 다수의 웨이퍼(W)들을 적재한 상태에서 확산로의 공정튜브(미도시)로 삽입되어 확산 공정의 수행을 위해 웨이퍼(W)들을 고정 및 지지하는 역할을 한다.
즉, 상기 웨이퍼 보트(10)는, 상하부를 이루는 상판부재(20) 및 하판부재(30)와, 상기 상판부재(20)와 하판부재(30) 사이에 수직으로 설치되어 다수의 웨이퍼(W)들을 상하 일정 간격을 두고 직접 적재할 수 있는 다수의 튜브슬롯부재(40)들을 포함한다.
이때, 상기 하판부재(30)는, 중앙에 무게 감소를 위해 개구홀(32)이 형성되고, 가장자리에 대해 상기 개구홀(32)과 인접한 둘레에 공정튜브(미도시) 내의 턴테이블에 상기 웨이퍼 보트(10)가 설치되도록 일정 간격을 두고 3개의 결합핀홀(34)과 1개의 자리맞춤홈(36)이 형성되어 있다.
상기 다수의 튜브슬롯부재(40)들은 상기 상판부재(20)와 하판부재(30) 사이에 대해 상판부재(20)와 하판부재(30)의 가장자리 둘레 방향을 따라 90-95°간격을 두고 3곳에 수직으로 설치되는 것으로서, 1곳은 웨이퍼 보트(10)의 후방 중앙에 설치되고, 2곳은 상기 1곳을 중심으로 좌,우측에 90-95°간격을 두고 각각 설치된다.
상기 다수의 튜브슬롯부재(40)들은 무게 감소를 위해 중공체로 형성된 것으로서, 그 둘레 일측에 다수의 웨이퍼(W)들이 적재되도록 상하 일정 간격을 두고 다수의 슬롯(42)들이 형성되어 있다.
상기 다수의 슬롯(42)들은, 좌,우 폭이 상기 튜브슬롯부재(40)들의 둘레 일측에 대해 상기 웨이퍼 보트(10) 내의 중앙을 향하도록 각각 형성되고, 상하 폭이 다수의 웨이퍼(W)들이 여유있게 끼워지도록 웨이퍼(W)들의 두께보다 크게 형성되어 있다.
즉, 상기 다수의 슬롯(42)들의 상하 간격은 미도시된 반송로봇이 웨이퍼 보트(10) 내로 다수의 웨이퍼(W)들을 로딩하거나 반대로 다수의 웨이퍼(W)들을 언로딩하는 과정에서 반송로봇의 엔드이펙터(EndEffector)가 통과할 수 있는 정도의 상하 폭으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 보트(10)는 상하부를 이루는 상판부재(20) 및 하판부재(30)와, 상기 상판부재(20)와 하판부재(30) 사이에 수직으로 설치되어 다수의 웨이퍼(W)들을 상하 일정 간격을 두고 직접 적재할 수 있는 다수의 튜브슬롯부재(40)들과, 상기 다수의 튜브슬롯부재(40)들 사이에서 상기 상판부재(20)와 하판부재(30)를 연결하도록 수직으로 설치되는 다수의 지지로드(50)들을 포함한다.
이때, 상기 다수의 지지로드(50)들은 무게 감소를 위해 중공체로 형성된 것으로서, 상기 3곳의 튜브슬롯부재(40)들 사이 2곳에 설치되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 다수의 지지로드(50)들은 상기 웨이퍼 보트(10) 중력 방향으로의 하중을 지탱하면서 상기 다수의 튜브슬롯부재(40)들이 뒤틀지지 않도록 보강해 주는 역할을 한다.
이처럼, 본 발명의 웨이퍼 보트(10)는 다수의 튜브슬롯부재(40)에 형성된 다수의 슬롯(42)들에 의해 다수의 웨이퍼(W)들을 직접 적재할 수 있기 때문에 웨이퍼 보트(10)와 웨이퍼(W)들과의 접촉 면적을 최소화하고 웨이퍼(W)들 상에 화학적 공정 가스의 분사 면적을 최대한 넓게 확보할 수 있으므로 웨이퍼(W) 막의 증착율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 웨이퍼 보트(10)는 기존의 웨이퍼들을 각각 받쳐주는 지지플레이트를 사용하지 않고 다수의 웨이퍼(W)들을 튜브슬롯부재(40)들에 직접 지지할 수 있도록 구조를 단순화하였기 때문에 보다 많은 양의 웨이퍼(W)들을 적재하여 공정 처리할 수 있으므로 생산성 향상은 물론 제작 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
또, 웨이퍼 보트(10)는 튜브슬롯부재(40)들과 지지로드(50)들을 무게 감소를 위해 중공체로 제작하고, 하판부재(30)의 중앙에 개구홀(32)을 형성하여 경량화하였기 때문에 운반 및 설치가 용이하고, 제작 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10 : 웨이퍼 보트 20 : 상판부재
30 : 하판부재 32 : 개구홀
34 : 결합핀홀 36 : 자리맞춤홈
40 : 튜브슬롯부재 42 : 슬롯
50 : 지지로드

Claims (6)

  1. 반도체 제조장치 내부에 다수의 웨이퍼(W)를 로딩하기 위한 웨이퍼 보트(10)에 있어서,
    상기 웨이퍼 보트(10)는,
    상하부를 이루는 상판부재(20) 및 하판부재(30)와,
    상기 상판부재(20)와 하판부재(30) 사이에 수직으로 설치되어 다수의 웨이퍼(W)들이 적재되도록 상하 일정 간격을 두고 다수의 슬롯(42)들이 형성된 다수의 튜브슬롯부재(40)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하판부재(30)는,
    중앙에 개구홀(32)이 형성되고,
    가장자리에 대해 상기 개구홀(32)과 인접한 둘레에 공정튜브 내의 턴테이블에 상기 웨이퍼 보트(10)가 설치되도록 일정 간격을 두고 다수의 결합핀홀(34)과 자리맞춤홈(36)이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 튜브슬롯부재(40)들은 상기 상판부재(20)와 하판부재(30) 사이에 대해 상판부재(20)와 하판부재(30)의 가장자리 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 후방 중앙과 좌,우측에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 슬롯(42)들은, 좌,우 폭이 상기 튜브슬롯부재(40)들의 둘레 일측에 대해 상기 웨이퍼 보트(10) 내의 중앙을 향하도록 각각 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 튜브슬롯부재(40)들 사이에는 상기 상판부재(20)과 하판부재(30)를 연결하도록 다수의 지지로드(50)들이 수직으로 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 다수의 지지로드(50)들은 무게 감소를 위해 중공체로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 보트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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