WO2020048833A1

WO2020048833A1 - Waferboot

Info

Publication number: WO2020048833A1
Application number: PCT/EP2019/072885
Authority: WO
Inventors: Andreas Reichart
Original assignee: centrotherm international AG
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2020-03-12
Also published as: DE102019212796A1; EP3847691A1; CN110880466A

Abstract

Es wird ein Waferboot zur Aufnahme von Wafern, insbesondere Halbleiterwafern beschrieben. Das Waferboot weist wenigstens zwei langgestreckte Aufnahmeelemente auf. Jedes Aufnahmeelement besteht aus Quarz und weist jeweils eine Vielzahl von parallelen, sich quer zur Längserstreckung erstreckenden Aufnahmeschlitzen auf. Weiter weist das Waferboot langgestreckte Stützelemente auf, wobei jedem Aufnahmeelement wenigsten ein Stützelement zugeordnet ist. Die Stützelemente bestehen aus einem zweiten Material, welches von Quarz verschieden ist. Die Stützelemente befinden sich bei einer Arbeitsausrichtung des Waferbootes zumindest teilweise in Schwerkraftrichtung unterhalb des jeweiligen Aufnahmeelementes. Das Waferboot weist weiter zwei Endplatten auf, zwischen denen die Aufnahmeelemente derart angeordnet und befestigt sind, dass die Aufnahmeschlitze der Aufnahmeelemente zueinander ausgerichtet sind. Als zweites Material kann beispielsweise SiC und Si-SiC verwendet werden, jedoch auch jedes andere Material, welches durch eine höhere Festigkeit, Formstabilität und/oder Temperaturbeständigkeit als das Material der Aufnahmeelemente dazu geeignet ist, die Aufnahmeelemente zu stützen. Zudem ist die Anforderung an das Material der Stützelemente die Wafer nicht zu verunreinigen leichter zu erfüllen, da die Wafer nicht in direktem Kontakt zu den Stützelementen stehen.

Description

Waferboot

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferboot zum Halten von Wafern, insbesondere von Halbleiterwafern, wobei der Begriff Wafer wie er hier verwen- det wird, allgemein scheibenförmige Substrate beliebiger Umfangsform um- fasst.

Waferboote dienen häufig dazu eine Vielzahl von Wafern innerhalb einer Pro- zessanlage, wie beispielsweise einer Diffusionsanlage für Halbleiterwafer zu halten, in denen die Halbleiterwafer thermischen Prozessen ausgesetzt wer- den. Dabei müssen die Waferboote neben thermischen Belastungen während der Prozessierung insbesondere mechanische Belastungen durch das Halten und die Be- und Entladung der Wafer aushalten. Darüber hinaus sind sie auch den jeweiligen Prozessatmosphären, denen die Wafer ausgesetzt sind, aus- gesetzt, so dass der Prozess die Waferboote möglichst auch auf Dauer nicht beeinträchtigen sollte. Dabei besteht in der Regel nicht nur das Bedürfnis, dass die Waferboote durch die jeweiligen Prozesse nicht beeinträchtigt werden, sondern auch, dass die Waferboote selbst die Prozesse nicht beeinträchtigen. Insbesondere in der Halbleitertechnologie ist darauf zu achten, dass die Waferboote keine Verunreinigungen in den Prozess einführen.

Ein Quarz Waferboot ist in der DE 10 2014 002 280 A beschrieben. Ein Quarz Waferboot besteht aus zwei Endplatten zwischen denen mehrere langgestreckte stabförmige Aufnahmeelemente angebracht sind. Die Aufnahmeelemente weisen jeweils eine Vielzahl paralleler Aufnahmeschlitze quer zur Längserstreckung auf. In die Aufnahmeschlitze werden die Wafer geladen, so dass jeder Wafer durch Aufnahmeelemente an mehreren Punkten gehalten wird.

In der Vergangenheit wurden daher beispielsweise Waferboote aus Quarz eingesetzt, welche einerseits gegenüber den meisten Prozessen unempfindlich sind und andererseits keine Verunreinigungen in den Halbleiterprozess einbringen. Jedoch besteht das Bedürfnis immer größere Quarzboote einzu- setzen, um größere Massenbeladungen der Prozessvorrichtungen zu errei- chen. Insbesondere soll ein größerer Durchsatz von Wafern/Prozessfahrt er- reicht werden. Dies kann zum Beispiel durch eine Verlängerung der Boote und/oder eine Reduzierung der Schlitzabstände erreicht werden, sodass die Anzahl der aufgenommenen Wafer pro Boot steigt. Hierbei steigt insgesamt die Masse der geladenen Wafer, wobei die Masse des Waferbootes möglichst nicht im gleichen Maße ansteigt. Bevorzugt sollte ein vollständig beladenes Waferboot ein Vielfaches der Masse an Wafern im Vergleich zur Masse des Waferbootes aufnehmen können. Eine reduzierte Masse des Waferbootes ermöglicht eine Energieeinsparung beim thermischen Prozessieren und er- möglicht ferner raschere Erwärmungs- und Abkühlzyklen. Insbesondere im Aufnahmebereich für die Wafer sollte das Waferboot ferner möglichst filigran sein, um eine geringe Abschattung der Wafer und somit eine homogene Pro- zessierung zu gewährleisten.

Dabei ergibt sich jedoch das Problem, dass das Quarzmaterial, welches als ein sprödes Material gilt, den mechanischen Belastungen nicht mehr ohne Weiteres standhalten kann. Dies gilt insbesondere, da jede mechanische Be- arbeitung beispielsweise zur Ausbildung von Aufnahmeschlitzen eine Verlet- zung des Materials darstellt, welche zu Mikrorissen (Kerbwirkung) führen kann. Zudem verformt sich das Quarzmaterial zunehmend unter Belastung bei Temperaturen insbesondere ab 1000°C. Solch eine Verformung ist irreversibel und kann das Waferboot im Verlauf der Zeit unbrauchbar machen.

Alternativ wurde in der Vergangenheit für große Waferboote statt Quarz beispielsweise Siliziumcarbid (SiC) oder siliziuminfiltriertes Siliziumcarbid (Si- SiC) als Werkstoff eingesetzt. Diese Waferboote haben sich zwar durch gute mechanische Eigenschaften ausgezeichnet, jedoch wurden durch dieses Ma- terial zum Teil unerwünschte Verunreinigungen in dem Prozess eingebracht. Zudem ist Si-SiC gegenüber Quarz wesentlich teurer in der Anschaffung und aufwendiger in der Bearbeitung. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Waferboot vorzuse- hen, das wenigstens einen der obigen Nachteile überwindet.

Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 ist ein Waferboot zur Aufnahme von Wafern, insbesondere Halbleiterwafern beschrieben. Das Waferboot weist wenigstens zwei langgestreckte Aufnahmeelemente auf. Jedes Aufnahme- element besteht aus Quarz und weist jeweils eine Vielzahl von parallelen, sich quer zur Längserstreckung erstreckenden Aufnahmeschlitzen auf. Weiter weist das Waferboot langgestreckte Stützelemente auf, wobei jedem Aufnah- meelement wenigsten ein Stützelement zugeordnet ist. Die Stützelemente be- stehen aus einem zweiten Material, welches von Quarz verschieden ist. Die Stützelemente befinden sich bei einer Arbeitsausrichtung des Waferbootes zumindest teilweise in Schwerkraftrichtung unterhalb des jeweiligen Aufnah- meelementes. Das Waferboot weist weiter zwei Endplatten auf, zwischen de nen die Aufnahmeelemente derart angeordnet und befestigt sind, dass die Aufnahmeschlitze der Aufnahmeelemente zueinander ausgerichtet sind.

Quarz ist jedoch nur ein beispielhaftes Material und kann durch jedes andere Material ersetzt werden, welches den notwendigen thermischen und mechani schen Belastungs- und den zusätzlichen Reinheitsanforderungen der Auf- nahmeelemente genügt. Als zweites Material kann beispielsweise SiC und Si- SiC verwendet werden, jedoch auch jedes andere Material, welches durch eine höhere Festigkeit, Formstabilität und/oder Temperaturbeständigkeit als das Material der Aufnahmeelemente dazu geeignet ist, die Aufnahmeelemen- te zu stützen. Zudem ist die Anforderung an das Material der Stützelemente die Wafer nicht zu verunreinigen leichter zu erfüllen, da die Wafer nicht in di- rektem Kontakt zu den Stützelementen stehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Waferbootes ge- mäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische, schematische Teilansicht des Waferbootes im

Bereich einer Endplatte;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch das Waferboot gemäß eines

Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Waferbootes;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht durch das Waferboot gemäß eines

Ausführungsbeispiels;

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht durch das Waferboot gemäß eines

Ausführungsbeispiels;

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht durch das Waferboot gemäß eines

Ausführungsbeispiels.

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht durch das Waferboot gemäß eines

Ausführungsbeispiels.

Fig. 9 eine schematische Schnittansicht durch das Waferboot gemäß eines

Ausführungsbeispiels.

Fig. 10 eine schematische Schnittansicht durch das Waferboot gemäß eines

Ausführungsbeispiels.

In der Beschreibung verwendete Begriffe, wie oben, unten, links und rechts beziehen sich auf die Darstellung in den Zeichnungen und sind nicht ein- schränkend zu sehen.

Im nachfolgenden wird der Grundaufbau eines Waferbootes 1 anhand der Fi- guren näher erläutert. Über die Figuren hinweg werden dieselben Bezugszei chen verwendet, sofern dieselben oder ähnliche Elemente beschrieben wer- den.

Das Waferboot 1 wird im Wesentlichen durch Endplatten 3, Aufnahmeelemen te 5,6 und Stützelemente 7,8 gebildet. Wie in der Draufsicht gemäß Figur 1 zu erkennen ist, besitzt das Waferboot 1 eine langgestreckte Konfiguration, d.h. es besitzt in Längserstreckung eine wesentlich größere Länge als in den übrigen Abmessungen. An den Enden des Waferbootes 1 ist jeweils eine Endplatte 3 vorgesehen, die bevorzugt aus Quarz ausgebildet ist. Sie kann aber auch aus einem anderen geeigneten Ma- terial aufgebaut sein. Zwischen den Endplatten 3 erstrecken sich sowohl die Aufnahmeelemente 5,6 als auch die Stützelemente 7,8, die jeweils an den Endplatten 3 gelagert sind, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.

An den Endplatten 3 sind ferner an den nach außen weisenden Seiten Trä- gerelemente 9 angebracht, die wie in der Technik bekannt für eine automati- sche Handhabung der Waferboote vorgesehen sind. Die Endplatten 3 besit- zen insgesamt eine angepasste Form mit unterschiedlichen Ausnehmungen und Öffnungen. So sind wie dargestellt untere Ausnehmungen 10 vorgesehen, welche zum Beispiel eine ordnungsgemäße Platzierung ermöglichen. Zusätz lich können auch noch Positionierungslöcher und/oder andere Kennzeichen an den Endplatten 3 vorgesehen sein, welche zum Beispiel den Typ, die Aus- richtung und/oder andere Eigenschaften signalisieren.

Die Aufnahmeelemente 5,6 bestehen aus oberen Aufnahmeelementen 5 und unteren Aufnahmeelementen 6. Während die oberen Aufnahmeelemente 5 die Wafer halten übernehmen die unteren Aufnahmeelemente 6 eine Führungs- funktion ohne das Gewicht der Wafer zu tragen. Die Aufnahmeelemente 5,6 erstrecken sich, wie zuvor erwähnt, zwischen den Endplatten 3 und sind an diesen befestigt, insbesondere durch Verschweißen oder Bonden, wie nach- folgend noch näher erläutert wird. Die Aufnahmeelemente 5,6 bestehen aus Quarz und besitzen jeweils eine langgestreckte Stabform. Dabei besitzen die Aufnahmeelemente 5,6 jeweils einen mittleren Aufnahmebereich und Befesti- gungsbereiche an den entgegen gesetzten Enden.

Die oberen Aufnahmeelemente 5 besitzen im Wesentlichen einen rechtecki- gen Querschnitt, wobei„im Wesentlichen“ insbesondere auch Rechtecke mit abgerundeten Ecken umfassen soll. Die unteren Aufnahmeelemente 6 besit- zen einen im Wesentlichen runden Querschnitt. Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, dass ein Aufnahmeelement 5,6 andere Formen aufweist, wie nachfolgend noch näher erläutert. In einer Schmalseite der oberen Aufnah- meelemente 5 und in den unteren Aufnahmeelementen 6 ist jeweils eine Vielzahl von oberen Aufnahmeschlitzen 13 beziehungsweise unteren Aufnahme- schlitzen 14 ausgebildet, die sich quer zur Längserstreckung des jeweiligen Aufnahmeelements 5,6 erstrecken, und zwar bevorzugt in einem 90° Winkel zur Längserstreckung. Aufnahmeschlitze 13, 14 sind jeweils mit gleichmäßi- gem Abstand zueinander vorgesehen und sie besitzen eine vorbestimmte (gleichbleibende) Tiefe zur Aufnahme eines Randbereichs eines jeweiligen aufzunehmenden Wafers. Bevorzugt wird die Tiefe ungefähr einem Randaus- schussbereich der Wafer entsprechend oder kleiner sein.

Die stabförmigen oberen Aufnahmeelemente 5 sind bevorzugt über die Befes- tigungsansätze 12 und die stabförmigen unteren Aufnahmeelemente bevor- zugt ohne zusätzliche Befestigungsansätze jeweils derart an den Endplatten 3 angebracht, dass die Böden der Aufnahmeschlitze 13,14 um 45° zur Senk- rechten geneigt sind. Dabei weisen die oberen Aufnahmeschlitze 13 zueinan- der hin, sodass die oberen Aufnahmeschlitze 13 im Wesentlichen einen 90° Winkel zueinander bilden. Analog dazu weisen die unteren Aufnahmeschlitze 14 zueinander hin, sodass die unteren Aufnahmeschlitze 14 im Wesentlichen einen 90° Winkel bilden. Die Aufnahmeschlitze 13,14 sind im Wesentlichen über die gesamte Länge der Aufnahmeelemente 5,6 hinweg vorgesehen. In den Endbereichen, benachbart zu den Befestigungsbereichen der Aufnahme- elemente 5,6, sind jeweilige Entspannungsschlitze 15 vorgesehen, welche keine Aufnahmefunktion für Wafer besitzen. Die Entspannungsschlitze 15 be- sitzen eine geringere Tiefe als die jeweiligen Aufnahmeschlitze 13, 14, was zu einer Reduzierung der mechanischen Spannung führt. Obwohl zwei dieser Entspannungsschlitze 15 gezeigt sind kann auch eine größere oder kleinere Anzahl der Entspannungsschlitze 15 vorgesehen sein oder es kann ganz auf Entspannungsschlitze 15 verzichtet werden. Die Schlitztiefe der Entspannungsschlitze 15 kann sich ausgehend von dem letzten Aufnahmeschlitz in Richtung des Befestigungbereichs verringern. Auftretenden Spannungen wer- den somit stufenweise abgebaut. Der Entspannungsschlitz 15 mit geringerer Tiefe ermöglicht im Einsatz eine verringerte mechanische Spannung im ersten Schlitz.

Die Befestigungsansätze 12 besitzen jeweils im Wesentlichen eine Platten- form, und bestehen in der Regel ebenfalls aus Quarz. Bei der derzeitig bevor zugten Ausführungsform sind die Befestigungsansätze 12 einteilig mit den Endplatten 3 ausgebildet und werden zum Beispiel durch herausfräsen aus einem die Endplatten bildenden Plattenmaterial gebildet. Bei dieser Ausfüh- rung sind die oberen Aufnahmeelemente 5 dann an die Befestigungsansätze 12 geschweißt oder gebondet, um eine Verbindung mit den Endplatten 3 zu erreichen. Es ist aber auch möglich, dass die Befestigungsansätze 12 einteilig mit den oberen Aufnahmeelementen 5 ausgebildet sind und die Befestigungs ansätze 12 dann an die Endplatten 3 geschweißt oder gebondet sind. Bei ei ner weiteren Ausführungsform sind die Befestigungsansätze 12 als separate Elemente ausgebildet und sie sind sowohl an die Endplatten 3 als auch die oberen Aufnahmeelemente 5 geschweißt oder gebondet. In jedem Fall erfolgt eine Verbindung der Endplatten 3 mit den oberen Aufnahmeelementen 5 über jeweilige Befestigungsansätze 12. In anderen Ausführungsformen können die Aufnahmeelemente 5 aber auch über anders gestaltete Befestigungsansätze oder direkt mit den Endplatten 3 verbunden werden.

In der DE 10 2014 002 280 A werden spezielle Befestigungsansätze be schrieben, welche durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen sind.

Die Stützelemente 7,8 erstrecken sich ebenfalls zwischen den Endplatten 3 und sind an diesen gelagert, wobei jedem oberen Aufnahmeelement 5 ein oberes Stützelement 7 und jedem unteren Aufnahmeelement 6 ein unteres Stützelement 8 zugeordnet ist. Die Stützelemente 7,8 bestehen aus einem geeigneten Material, welches durch eine höhere Festigkeit, Formstabilität und/oder Temperaturbeständigkeit als das Material der Aufnahmeelemente dazu geeignet ist, die Aufnahmeelemente zu stützen wie zum Beispiel Silizi- umcarbid (SiC) oder siliziuminfiltriertes Siliziumcarbid (Si-SiC). Die Stützele- mente 7,8 besitzen jeweils eine langgestreckte Stabform. Sie können jedoch auch aus einem anderen geeigneten Material gefertigt sein.

Die Stützelemente 7,8 befinden sich bei einer Arbeitsausrichtung des Wafer- bootes in Schwerkraftrichtung zumindest teilweise unterhalb des jeweiligen Aufnahmeelements 5,6.

In einer Ausführungsform (siehe Figur 3) befinden sich obere Stützelemente 7 mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt in einer zum Abstützen ausreichender Nähe unter den oberen Aufnahmeelementen 5. Hierdurch wer- den die oberen Aufnahmeelemente 5 auf einer den oberen Aufnahmeschlitzen 13 abgewandten Seite durch die jeweiligen oberen Stützelemente 7 gestützt. Weiter befinden sich untere Stützelemente 8 mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt vertikal unter den unteren Aufnahmeelementen 6 in einem größeren Abstand als der Abstand zwischen den oberen Aufnahmeelementen 5 und den oberen Stützelementen 7. Die unteren Aufnahmeelemente 6 kön- nen über eine Vielzahl von Stützen 16 in Schwerkraftrichtung abgestützt wer- den, die den Abstand zwischen den unteren Aufnahmeelementen 6 und den unteren Stützelementen 8 zum Abstützen ausreichend überbrücken. Die Stützen 16 können als Teil der unteren Stützelemente 8, als Teil der unteren Auf- nahmeelemente 6 oder als separate Teile ausgebildet sein.

Die Stützfunktion wird über eine ausreichende Nähe zum Abstützen gewährleistet. Dabei können die jeweiligen Aufnahmeelemente 5 und Stützelemente 7 in Kontakt stehen oder eng beabstandet sein. Eng beabstandet bedeutet ein Abstand kleiner einem Millimeter. Der Abstand wird mindestens so groß gewählt, dass die jeweiligen Aufnahmeelemente 5 bei thermischer Belastung nicht aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten durch die Stützelemente 7 beeinträchtigt werden. Weiter wird der Abstand mindestens so klein gewählt, dass eine wesentliche Verformung der Aufnahmeelemente 5 durch die Stützelemente 7 verhindert wird. Alternativ kann der Abstand auch größer gewählt werden, wenn die Stützfunktion über Stützen 16 gewährleistet wird. Analog stehen in diesem Fall die Stützen 16 in Kontakt mit sowohl dem jeweiligen Aufnahmeelement 6 als auch dem Stützelement 8 oder sie sind zu einem der dieser beiden Elemente eng beabstandet. Für diesen Abstand zwischen den Stützen 16 und dem jeweiligen Aufnahmeelement 6 und Stützelement 8 gelten analog die gleichen Bedingungen wie für den Abstand zwischen dem jeweiligen Aufnahmeelement 5 und Stützelement 7.

Stehen die jeweiligen Aufnahmeelemente 5 und Stützelemente 7 in Kontakt, sind die Oberflächen der Kontaktflächen möglichst glatt gestaltet, sodass die Kontaktpartner gut aufeinander gleiten können.

In Figur 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, in der die Stützelemente 7,8 an den Endplatten 3 lose gelagert sind, sodass sie sich horizontal in Längsrichtung des Waferbootes unter Temperatureinfluss ausdehnen kön- nen ohne das Waferboot durch mechanische Spannungen zu belasten. Die gestrichelten Linien zeigen dabei Bereiche, die in der Seitenansicht des Waferbootes von anderen Elementen verdeckt sind. Zumindest in Richtung der Schwerkraftwirkung sind die Stützelemente 7,8 fest gelagert. Zur losen Lagerung werden die Stützelemente 7,8 durch entsprechende Löcher in den Endplatten 3 gesteckt und mit Kappen 17 gegen ein Herausrutschen gesichert. Auch andere geeignete Methoden können zur losen Lagerung verwendet werden. Ebenso ist eine feste Lagerung der Stützelemente analog zu den Aufnahmeelementen zumindest an einer Endplatte 3 möglich. Im Bereich der Befestigungsansätze 12 wird die Auflagefläche für die Stützelemente 7,8 verlängert, was für die Lagerung vorteilhaft sein kann.

Figur 5 zeigt einen Spielraum 11 als Teil der losen Lagerung der Stützelemente 7, 8 an den Endplatten 3 Dieser Spielraum 11 entstehet dadurch, dass die Löcher in den Endplatten 3 größer gewählt werden als der Querschnitt der jeweiligen Stützelemente 7, 8. Der Spielraum ist dabei so dimensioniert, dass sich die Stützelemente 7, 8 unter Temperatureinfluss in alle Richtungen ausdehnen können ohne in den Löchern an den Endplatten 3 zu verklemmen. In Figur 5 und 6 sind Ausführungsformen dargestellt, bei denen die Stützele- mente 7, 8 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Aufnahmeelemente 5, 6 haben ebenfalls einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei die Aufnahmeelemente 5, 6 jedoch bevorzugt diagonal ge- genüber einer Tragfläche zusätzlich eine Aussparung aufweisen. Die Stütze- lemente 7, 8 sind in jeweiligen Aussparungen der Aufnahmeelemente 5, 6, sodass die jeweiligen Aufnahmeelemente 5, 6 in mehreren Kraftwirkungsrich- tungen insbesondere vertikal und horizontal gestützt werden können.

In den Figuren 6 bis 10 sind alternative Ausführungsformen der Stützelemente 7,8 in Kombination mit den Aufnahmeelementen 5,6 dargestellt.

Figur 6 zeigt Aufnahmeelemente 5 und Stützelemente 7, die um 45° gegen- über Figur 5 (zur Schwerkraftrichtung) gedreht sind. Ein um ebenfalls 45° zur Schwerkraftrichtung gedrehter Wafer erzeugt verstärkt eine seitlich, also senkrecht zur Schwerkraftrichtung wirkende Kraft. Dieser aus Schwerkraft und Seitenwirkung resultierenden Kraft kann die gedrehte Anordnung der Aufnah meelemente 5 und Stützelemente 7 vorteilhaft entgegenwirken.

In Figur 7 haben die Stützelemente 7, 8 ebenfalls einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Aufnahmeelemente 5, 6 hingegen weisen ei- nem im Wesentlichen runden Querschnitt auf, wobei der Querschnitt der Auf- nahmeelemente 5, 6 zusätzlich eine Aussparung ähnlich zu der Anordnung in Figuren 5 und 6 aufweist. In dieser Aussparung befindet sich zumindest teil- weise das jeweilige Stützelement 7, 8, sodass die jeweiligen Aufnahmeele- mente 5, 6 in mehreren Kraftwirkungsrichtungen ähnlich zu Figur 6 gestützt werden können.

In Figur 8 und Figur 9 haben die Stützelemente 7,8 und die Aufnahmeelemen te 5,6 jeweils einen im Wesentlichen rechteckigen (siehe Figur 8) oder runden (siehe Figur 9) Querschnitt. Der Querschnitt der Aufnahmeelemente 5,6 ist hohl, sodass sich die Stützelemente 7,8 im Inneren der jeweiligen Aufnahme- elemente 5,6 befinden. In diesen Ausführungsbeispielen sind die Aufnahme- schlitze 13, 14 der Aufnahmeelemente so tief, dass sie die Wafer aufnehmen können, jedoch keinen Kontakt der aufgenommenen Wafer zu den inneren Stützelementen ermöglichen.

In Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform der oberen Stützelemente 7 und oberen Aufnahmeelemente 5 dargestellt. Die oberen Aufnahmeelemente 5 haben einen im Wesentlichen runden Querschnitt und befinden sich auf obe- ren Stützelementen 7 mit einem schalenförmigen Querschnitt. Schalenförmig bedeutet, dass die oberen Stützelemente 7 die jeweiligen oberen Aufnahme- elemente 5 wenigstens teilweise umgreifen.

Auch andere geeignete Ausführungsformen der Stützelemente 7,8 und der Aufnahmeelemente 5,6, wie zum Beispiel halbkreisförmige Querschnitte sind möglich.

Nachfolgend wird nunmehr der Betrieb des Waferbootes näher erläutert. Ein leeres Waferboot 1 wird zunächst in eine Beladposition im Bereich eines Be-/Entladekammes gebracht, wobei beispielsweise die unteren Ausnehmun- gen in den Plattenelementen 3 als Führungs- und Platzierungsausnehmungen dienen. Dann werden in Vertikalrichtung Be-/Entladekämme in Vertikalrich- tung zwischen die Aufnahmeelement 5,6 eingeführt. Auf diesen werden Wafer abgesetzt welche dann durch Absenken der Be-/Entladekämme in die jeweili- gen Aufnahmeschlitze 13,14 der Aufnahmeelemente 5,6 eingeführt werden. Die Wafer kommen in den Aufnahmeschlitzen 13,14 zum Aufliegen.

Anschließend kann ein so beladenes Waferboot in einer Prozesskammer eingebracht werden. Insbesondere ist das dargestellte Waferboot beispielsweise für eine Prozesskammer eines Diffusionsofens gedacht, in dem die Wafer mit Wärme und bestimmten Prozessgasen beaufschlagt werden. Dadurch dass das Waferboot aus Quarz besteht, ist es in der Regel gegenüber der Erwär- mung als auch der Prozessgasatmosphäre unempfindlich. Auch führt der Quarz in dem Prozess keine Verunreinigungen ein. Durch die Stützelemente 7,8 werden Verformungen der Aufnahmeelemente verhindert. Nach einer ent- sprechenden Behandlung der Wafer wird das Waferboot in umgekehrter Rei- henfolge aus dem Prozess genommen und entsprechend entladen.

Durch die Stützelemente 7,8 ist es möglich trotz der großen Länge der Auf- nahmeelemente 5 Quarz einzusetzen. Da die Stützelemente nicht mit den Wafern in Kontakt kommen, werden Verunreinigungen ausgeschlossen, so dass in der bevorzugten Ausführung SiC oder Si-SiC für die Stützelemente eingesetzt werden kann. Die Befestigung der Stützelemente 7,8 über die lose Lagerung ermöglicht eine Reduzierung mechanischer Spannungen im Wafer- boot.

Die Erfindung wurde zuvor anhand einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung näher erläutert, ohne auf die konkrete Ausführungsform beschränkt zu sein.

Insbesondere können sich die Querschnittsformen sowohl der Aufnahmeele- mente als auch der Stützelemente von der dargestellten Form unterscheiden. Ebenso kann sich die Form der Lagerung der Aufnahmeelemente und Stütze- lemente an den Endplatten von der dargestellten Form unterscheiden.

Claims

Patentansprüche

1. Waferboot (1 ) zur Aufnahme von Wafern, insbesondere Halbleiterwafern, das folgendes aufweist:

wenigstens zwei langgestreckte Aufnahmeelemente (5,6) , wobei jedes Aufnahmeelement aus Quarz besteht und jeweils eine Vielzahl von paral- lelen, sich quer zur Längserstreckung erstreckenden Aufnahmeschlitzen (13,14) aufweist;

langgestreckte Stützelemente (7,8), wobei jedem Aufnahmeelement wenigsten ein Stützelement zugeordnet ist, wobei die Stützelemente aus einem zweiten Material bestehen, das von Quarz verschieden ist, und wobei sich die Stützelemente bei Arbeitsausrichtung zumindest teilweise in Schwerkraftrichtung unterhalb des jeweiligen Aufnahmeelementes be- finden; und

zwei Endplatten (3), zwischen denen die Aufnahmeelemente derart an geordnet und befestigt sind, dass die Aufnahmeschlitze der Aufnahme- elemente zueinander ausgerichtet sind.

2. Waferboot nach Anspruch 1 , wobei die Aufnahmeelemente und die jewei- ligen Stützelemente eng beabstandet sind, in Kontakt stehen oder über Stützen (16) eng beabstandet oder in Kontakt sind.

3. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stütze- lemente an den Endplatten fest oder in Längsausrichtung lose gelagert sind.

4. Waferboot nach Anspruch 3, wobei die Stützelemente an den Endplatten mit Spielraum (1 1 ) gelagert sind.

5. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei das zwei- te Material eine höhere Festigkeit, Formstabilität und/oder Temperaturbe- ständigkeit aufweist als Quarz.

6. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material Siliziumcarbid oder siliziuminfiltriertes Siliziumcarbid ist.

7. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auf- nahmeelemente und/oder die Stützelemente einen im Wesentlichen rechteckigen, im Wesentlichen kreisförmigen oder im Wesentlichen halb- kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

8. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Quer- schnitt der Aufnahmeelemente zusätzlich eine Aussparung aufweist, so- dass sich jedes Stützelement teilweise in der Aussparung des Quer schnitts des jeweiligen Aufnahmeelements erstreckt.

9. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich jedes Stützelement auf einer den Aufnahmeschlitzen abgewandten Seite des jeweiligen Aufnahmeelementes befindet.

10. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Auf nahmeelement einen hohlen Querschnitt aufweist; und

wobei sich jedes Stützelement zumindest teilweise im Inneren des jewei- ligen Aufnahmeelements erstreckt.

11. Waferboot nach einem der Ansprüche 1 -7 oder 9, wobei die Stützelemen- te einen im Wesentlichen schalenförmigen Querschnitt aufweisen und die jeweiligen Aufnahmeelemente wenigstens teilweise umgreifen.

12. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auf- nahmeschlitze von wenigstens zwei Aufnahmeelementen mit einem Win- kel von 30°-60°, vorzugsweise von ungefähr 45°, zur Horizontalen zuei- nander geneigt sind.