KR20040079551A - Semiconductor manufacturing system for thermal processes and operation method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 특히, 한 번에 다량의 반도체 기판을 공정처리 할 수 있는 기판 로딩용 보트를 가진 반도체 제조장치 및 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and a driving method thereof, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus and a driving method having a substrate loading boat capable of processing a large amount of semiconductor substrates at a time.
일반적으로 다량의 반도체 기판을 공정 처리하는 반도체 제조장치는, 내부에 반도체 기판을 다량으로 로딩하기 위한 기판 로딩용 보트가 포함되어 있는 것이 일반적이다. 이러한 기판 로딩용 보트는, 복수의 지지기둥이 원기둥형으로 이루면서 수직으로 나란히 배치되어 있고 길이방향의 양측 단부에는 이들 각 지지기둥을 동일 판 면에 지지하는 원형 판 상의 상부 및 하부 지지판을 포함한다. 그리고 각 지지기둥에는 반도체 기판을 걸쳐놓을 수 있도록 길이방향으로 일정한 간격을 두고 슬롯이 형성되어 있다. 그리하여, 다량의 반도체 기판을 이 슬롯에 끼워 수평하게 로딩(loading)할 수 있다. 이러한 기판 로딩용 보트는, 반도체 기판을 올려놓을 수 있는 기판 홀더를 이용하여 만곡에 의해서 발생하는 기계적 결함을 방지하고자 하였고, 반도체 기판이 기판 홀더와 접하는 면적을 최소화하여 고온 공정 도중에 반도체 기판에 슬립(slip)과 같은 결함들이 인입되는 것을 방지하도록 하였다.In general, a semiconductor manufacturing apparatus for processing a large amount of semiconductor substrates generally includes a substrate loading boat for loading a large amount of the semiconductor substrate therein. The substrate loading boat includes a plurality of support pillars arranged vertically side by side in a cylindrical shape, and includes upper and lower support plates on circular plates that support these support pillars on the same plate surface at both ends in the longitudinal direction. In addition, slots are formed in each support column at regular intervals in the longitudinal direction so as to span the semiconductor substrate. Thus, a large amount of semiconductor substrate can be inserted into this slot and loaded horizontally. The substrate loading boat is intended to prevent mechanical defects caused by curvature by using a substrate holder on which a semiconductor substrate can be placed, and minimizes an area where the semiconductor substrate is in contact with the substrate holder, thereby slipping on the semiconductor substrate during a high temperature process. defects such as slip) are prevented from entering.
도 1은 일반적인 반도체 제조장치의 열공정을 시간에 따른 온도 변화로 나타낸 레시피이다. 이를 참조하면, 먼저, 반도체 기판을 반도체 제조장치의 기판 로딩용 보트에 로딩한다. 그런 다음, 반응 튜브 내의 온도를 대기 온도(Ts)에서 예비 공정온도(Tp1)까지 가열한다(I 단계). 예비공정 온도(Tp1)에서부터 공정온도(Tp)까지는 I 단계보다 낮은 상승온도로 가열한다(II단계). 공정온도(Tp)에 이르면, 소정의 반응가스를 공급하면서 열공정을 진행한다(III). 공정이 완료되면, 반응튜브 내의 온도를 I단계와 II단계의 역순으로 냉각시킨다(IV,V).1 is a recipe showing a thermal process of a general semiconductor manufacturing apparatus as a temperature change with time. Referring to this, first, the semiconductor substrate is loaded into the substrate loading boat of the semiconductor manufacturing apparatus. The temperature in the reaction tube is then heated from ambient temperature Ts to preliminary process temperature Tp1 (step I). The preliminary process temperature Tp1 to the process temperature Tp are heated to an elevated temperature lower than step I (step II). When the process temperature Tp is reached, the thermal process is performed while supplying a predetermined reaction gas (III). When the process is complete, the temperature in the reaction tube is cooled in the reverse order of steps I and II (IV, V).
그런데, 이러한 종래의 기판 로딩용 보트를 가진 반도체 제조장치는, 공정을 진행하는 동안(III 단계)에, 도 2에 도시된 바와 같이, 1100 ?? 이상의 고온에서 반도체 기판(100)의 직경이 12인치(300 mm) 이상 또는 400 mm 까지 확장될 때는 고온을 받은 반도체 기판(100)이 심각한 만곡현상(curving)이 일어나 반도체 기판(100)의 중앙부분이 하향 왜곡되는 경향이 있다. 그리하여, 공정이 완료된 후에는 이 만곡현상이 탄성 한계를 넘어서 제자리로 돌아오지 못하여 기판 휨 현상으로 남아 반도체 기판(100)의 기지 실리콘에 수많은 문제점들을 야기시킬 수 있다. 그리고, 이러한 문제점을 방지하기 위해서 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 홀더(1250)를 사용한다 하더라도, 반도체 기판(100)이 기판 지지부(1251)에 지지되는 가장자리 부분에는 반도체 기판(100)의 단부로부터 발전되어 지지점 부분에 슬립(slip)과 같은 기계적 결함이 발생하기 쉽다.However, such a conventional semiconductor manufacturing apparatus having a boat for loading a substrate, during the process (step III), as shown in FIG. When the diameter of the semiconductor substrate 100 is extended to 12 inches (300 mm) or 400 mm or more at a high temperature or more, a severe curving occurs in the semiconductor substrate 100 subjected to the high temperature, thereby causing a central portion of the semiconductor substrate 100. This tends to be downwardly distorted. Thus, after the process is completed, the curvature may not return to its original position beyond the elastic limit and may remain as a substrate warpage phenomenon, causing numerous problems in the known silicon of the semiconductor substrate 100. In order to prevent such a problem, as shown in FIG. 2, even when the substrate holder 1250 is used, an edge portion of the semiconductor substrate 100 may be provided at an edge portion of the semiconductor substrate 100 supported by the substrate support part 1251. It is easy to generate mechanical defects, such as slip, in the support points.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 대구경의 반도체 기판이 고온에서 공정이 진행되더라도 반도체 기판이 공정 중에 완만히 굽어지는 현상을 효과적으로 방지할 수 있어, 반도체 기판의 결함을 크게 감소시킬 수 있고, 반도체 기판의 평탄도가 충분히 높아 후속공정에서의 공정 신뢰성을 높일 수 있는 반도체 제조 장치를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is that even if a large-diameter semiconductor substrate is processed at a high temperature, the phenomenon that the semiconductor substrate is gently bent during the process can be effectively prevented, so that defects of the semiconductor substrate can be greatly reduced, and the semiconductor substrate The flatness of is sufficiently high to provide a semiconductor manufacturing apparatus that can increase the process reliability in subsequent steps.
도 1은 고온 열처리용 반도체 단위공정을 나타낸 레시피이다.1 is a recipe showing a semiconductor unit process for high temperature heat treatment.
도 2는 기판 홀더 상에 올려진 반도체 기판과 지지점에서 슬립이 발생된 상태를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view illustrating a state in which slip is generated at a support point and a semiconductor substrate mounted on a substrate holder.
도 3a는 본 발명의 반도체 제조장치를 나타낸 개략도이다.3A is a schematic diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
도 3b는 도 3a를 개념적으로 나타낸 개념도이다.3B is a conceptual diagram conceptually illustrating FIG. 3A.
도 4는 도 3a의 'A'부분을 절개하여 위에서 본 평면도이다.4 is a plan view, viewed from above, taken along the portion 'A' of FIG. 3A;
도 5는 도 3a의 'A'부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of portion 'A' of FIG. 3A.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 기판 로딩용 듀얼 보트에 로딩되는 기판 홀더의 일예를 나타낸 사시도와 단면도이다.6A to 6B are perspective views and cross-sectional views illustrating one example of a substrate holder loaded on a dual boat for loading a substrate of the present invention.
도 7a는 내지 도 7b는 본 발명의 기판 로딩용 듀얼 보트에 로딩되는 기판 홀더의 다른 예를 나타낸 사시도와 단면도이다.7A to 7B are a perspective view and a cross-sectional view showing another example of a substrate holder loaded on a dual boat for loading a substrate of the present invention.
도 8은 본 발명의 반도체 제조장치의 구동방법을 나타낸 흐름도(flowchart)이다.8 is a flowchart illustrating a method of driving a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 고온 공정 중에 반도체 기판의 상태를 단계별로 나타낸 단면도들이다.9A through 9C are cross-sectional views illustrating stages of a semiconductor substrate during a high temperature process of the present invention.
도 10a 와 도 10b는 도 9a 내지 도 9b에 대응하여 반도체 기판의 지지점을 표시한 단면도이고, 도 10c는 도 10a 내지 도 10b의 상태를 위에서 본 평면도이다.10A and 10B are cross-sectional views showing support points of a semiconductor substrate corresponding to FIGS. 9A to 9B, and FIG. 10C is a plan view of the state of FIGS. 10A to 10B seen from above.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 반도체 제조장치는, 고온공정을 진행할 수 있고 내부에 원통형의 수용공간을 갖는 반응튜브와, 반응튜브 내에 장착되어 복수의 반도체 기판을 상하로 적층하여 로딩하기 위하여 내측에 배치되어 독립적으로 상하 이동 가능하도록 구성되고, 반도체 기판의 가장자리 부분을 지지할 수 있는 복수의 기판 지지부를 가진 제1기판 로딩용 보트와 이 제1기판 로딩용 보트를 외측으로 둘러싸고 인접한 제2기판 로딩용 보트로 구성된 기판 로딩용 듀얼 보트와, 제2기판 로딩용 보트에 로딩되며 반도체 기판의 중앙부분을 부분적으로 지지할 수 있도록 원형 판 상의 기판 홀더와, 기판 로딩용 듀얼 보트의 하부에 장착되어 제1 및 제2기판 로딩용 보트 중 적어도 어느 하나를 상하로 구동시켜 반도체 기판의 가장자리 부분이 기판 홀더와 기판 지지부에 교대로 지지되도록 간격을 임의로 조절하는 간격조절 구동장치를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is capable of carrying out a high temperature process, the reaction tube having a cylindrical accommodating space therein, and mounted in the reaction tube to stack a plurality of semiconductor substrates up and down loading A first substrate loading boat having a plurality of substrate supporting portions capable of supporting an edge portion of the semiconductor substrate, the first substrate loading boat disposed outside and surrounding the first substrate loading boat to the outside A dual boat for board loading consisting of a two substrate loading boat, a substrate holder on a circular plate to be partially loaded on the second substrate loading boat and partially supporting a central portion of the semiconductor substrate, and a lower portion of the dual boat for loading the substrate Mounted to drive at least one of the first and second substrate loading boats up and down to an edge of the semiconductor substrate. And a spacing driver for arbitrarily adjusting the spacing such that portions are alternately supported on the substrate holder and the substrate support.
여기서, 제1기판 로딩용 보트는, 내부에 원통형의 수용공간을 형성할 수 있도록 원형으로 배치된 복수의 제1지지기둥들과, 제1지지기둥들을 상단부 및 하단부에서 동일한 평면에 고정시키는 제1상부판 및 제1하부판과, 제1지지기둥의 길이방향을 따라서 일정한 간격으로 형성되어 반도체 기판을 수평으로 로딩(loading)할 수 있도록 형성된 기판 지지부를 포함한다. 이때, 제1지지기둥은, 일측벽이 개방된원기둥 형태를 구성하면서 적어도 세 개가 배치되어 있는 것이 반도체 기판의 지지점을 세 포인트 이상 확보할 수 있어 바람직하다. 그리고 제1지지기둥의 단면형태는 원형일 수도 있지만, 다각형으로 형성되는 것이 추후 제2기판 로딩용 보트의 제2지지기둥과의 배치를 합리적으로 할 수 있어 바람직하다.Here, the first substrate loading boat, a plurality of first support pillars arranged in a circular shape to form a cylindrical receiving space therein, and a first fixing the first support pillars in the same plane at the upper end and the lower end An upper plate and a first lower plate, and a substrate support is formed at regular intervals along the longitudinal direction of the first support pillar to form a horizontal loading of the semiconductor substrate. At this time, it is preferable that at least three of the first supporting columns are arranged while forming a cylindrical shape in which one side wall is opened, since three or more points of supporting points of the semiconductor substrate can be secured. And although the cross-sectional shape of the first support column may be circular, it is preferable that it is formed in a polygon because it can reasonably arrange the second support column of the second substrate loading boat later.
기판 지지부는, 제1지지기둥의 길이 방향에 수직으로 돌출 형성된 돌출 지지부이거나, 기판 지지부는, 지지기둥의 수용 공간 내측으로 함몰 형성된 슬롯으로 형성할 수도 있다.The substrate support portion may be a protruding support portion protruded perpendicularly to the longitudinal direction of the first support pillar, or the substrate support portion may be formed as a slot recessed into the accommodation space of the support pillar.
제2기판 지지용 보트는, 제1기판 로딩용 보트와 외접하여 소정의 간격으로 배치된 제2지지기둥과, 제2지지기둥에 길이방향으로 형성되어 기판 홀더를 지지할 수 있도록 형성된 복수의 홀더 지지부를 포함한다. 제2지지기둥은 내부에 소정의 원기둥 공간이 형성되도록 적어도 세 개인 것이 바람직하다.The second substrate support boat includes a second support column disposed at a predetermined interval outside the first substrate loading boat, and a plurality of holders formed in the second support column in a longitudinal direction to support the substrate holder. And a support. It is preferable that at least three second support columns are provided so that a predetermined cylindrical space is formed therein.
이때, 기판 홀더에는 제2지지기둥에 해당하는 영역에 가장자리로부터 연장 형성된 복수 개의 열개부가 형성되어 있어 지지기둥이 통과할 수 있도록 하였다. 이때, 홀더 지지부는 제2지지기둥을 함몰하여 형성된 슬롯(slot)일 수도 있고, 제2지지기둥으로부터 내측으로 돌출 형성된 돌출 지지부일 수도 있다.At this time, the substrate holder is formed with a plurality of ten portions extending from the edge in a region corresponding to the second support pillar to allow the support pillar to pass through. In this case, the holder support portion may be a slot formed by recessing the second support pillar, or may be a protruding support portion protruding inwardly from the second support pillar.
기판 홀더는, 원형 판 상의 홀더 본체 및 홀더 본체의 중앙부분에 판 면으로부터 소정 높이 돌출 형성되어 반도체 기판의 중앙 하부면을 지지하는 기판 지지돌출부를 포함한다. 여기서, 기판 지지돌출부의 높이는 0.01mm 내지 20 mm 인 것이 바람직하다.The substrate holder includes a holder main body on a circular plate and a substrate support protrusion protruding a predetermined height from a plate surface at a central portion of the holder body to support a central lower surface of the semiconductor substrate. Here, the height of the substrate support protrusion is preferably 0.01 mm to 20 mm.
한편, 기판 홀더는, 홀더 본체의 판 면상에는 기판 지지돌출부의 높이보다낮게 형성되어 반도체 기판 하부의 가장자리 부분에 배치되도록 돌출 형성된 복수의 보조 돌출부를 더 포함할 수 있다. 그리하여, 반도체 기판이 고온에서 만곡되면 반도체 기판의 가장자리 부분이 보조 돌출부에 지지될 수 있다. 이때, 기판 지지돌출부와 상기 보조 돌출부 사이의 높이차는 0.01mm 내지 20mm인 것이 바람직하다.Meanwhile, the substrate holder may further include a plurality of auxiliary protrusions formed on the plate surface of the holder body so as to be lower than the height of the substrate support protrusion and protruded to be disposed at an edge portion of the lower portion of the semiconductor substrate. Thus, when the semiconductor substrate is bent at a high temperature, the edge portion of the semiconductor substrate can be supported on the auxiliary protrusion. At this time, the height difference between the substrate support protrusion and the auxiliary protrusion is preferably 0.01mm to 20mm.
간격조절 구동장치는, 제1기판 로딩용 보트와 제2기판 로딩용 보트 중 적어도 어느 하나의 하부를 유동적으로 지지하는 보트 지지부와, 이 보트 지지부와 연결되어 제1기판 로딩용 보트와 제2기판 로딩용 보트 중 적어도 어느 하나와 연결되어 연결 해당된 보트를 타 보트에 대해서 상대적으로 미세하게 승강시키는 보트 승강구동부를 포함한다. 여기서, 보트 승강구동부는 미세하게 조절 가능한 전기모터나 유체의 압력에 의해서 구동하는 유압식 구동체인 것이 구동의 정확성과 유연성을 확보할 수 있어 바람직하다.The gap adjusting drive device includes a boat support part that fluidly supports a lower portion of at least one of the first substrate loading boat and the second substrate loading boat, and is connected to the boat support part and the first substrate loading boat and the second substrate. It is connected to at least one of the boat for loading includes a boat lift drive unit for relatively fine lifting the boat corresponding to the other boat. Here, the boat lift driving unit is preferably a hydraulic motor driven by a finely adjustable electric motor or the pressure of the fluid, it is preferable to ensure the accuracy and flexibility of the drive.
이러한 구성을 가진 본 발명의 반도체 제조장치의 구동방법은, a) 반도체 기판을 올려놓는 기판 홀더를 지지할 수 있도록 복수의 홀더 지지부를 가진 제1기판 로딩용 보트와 반도체 기판의 가장자리 부분을 지지할 수 있는 기판 지지부를 가진 제2기판 로딩용 보트로 구성된 기판 로딩용 듀얼보트의 기판 홀더에 반도체 기판을 로딩한다. b) 기판 로딩용 듀얼보트를 가열장치가 되어 있는 반응튜브 내에 인입하고, 반도체 기판을 기판 홀더에 지지되도록 하여 반응튜브 내의 온도를 공정 온도까지 상승시킨다. c) 그런 다음, 소정의 시간 인터벌을 가지고서 반도체 기판의 가장자리 부분을 기판 홀더와 기판 지지부에 교대로 접촉하면서 열공정을 진행한다.The driving method of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention having such a configuration is to support a first substrate loading boat having a plurality of holder support portions and an edge portion of the semiconductor substrate so as to support a substrate holder on which the semiconductor substrate is placed. The semiconductor substrate is loaded into a substrate holder of a dual boat for substrate loading, which is composed of a second substrate loading boat having a substrate support. b) A dual boat for loading a substrate is introduced into a reaction tube equipped with a heating device, and the temperature of the reaction tube is raised to the process temperature by allowing the semiconductor substrate to be supported by the substrate holder. c) Then, the thermal process is performed while alternately contacting the edge of the semiconductor substrate with the substrate holder and the substrate support with a predetermined time interval.
여기서, 기판 홀더는 중앙 부분에 기판 홀더의 판 면으로부터 소정 높이 돌출 형성되어 반도체 기판을 올려놓을 수 있도록 기판 지지면이 형성되어 있어 반도체 기판의 가장자리 부분은 판 면으로부터 소정 높이 이격된 채로 공정을 진행한다. 그리고, 기판 지지면의 높이는 상기 기판 홀더로부터 0.01 mm 내지 20 mm 인 것이 고온 공정에서 반도체 기판이 자연스럽게 만곡되어 홀더 본체 판 면에 지지될 수 있어 바람직하다.Here, the substrate holder has a substrate support surface formed to protrude a predetermined height from the plate surface of the substrate holder in the center portion to place the semiconductor substrate, so that the process is performed while the edge portion of the semiconductor substrate is spaced apart from the plate surface by a predetermined height. do. In addition, the height of the substrate support surface is preferably 0.01 mm to 20 mm from the substrate holder because the semiconductor substrate may naturally bend and be supported on the holder body plate surface in a high temperature process.
공정온도까지 반응튜브 온도를 상승시키는 단계는, 먼저, 반응튜브 내의 온도를 공정온도 보다 낮은 예비 공정온도까지 상승시키고, 그 다음, 반응튜브 내의 온도를 예비 공정온도에서 공정온도까지 상승시키는 2단계를 온도 상승을 하여야 반도체 기판에 인입되는 기계적 결함을 효과적으로 방지할 수 있다. 이때, 예비 공정온도는 공정온도 보다 적어도 50?? 내지 100 ?? 정도 낮은 온도인 것이 바람직하다.The step of raising the reaction tube temperature to the process temperature, first, the step of raising the temperature in the reaction tube to the preliminary process temperature lower than the process temperature, and then raising the temperature in the reaction tube from the preliminary process temperature to the process temperature The temperature must be raised to effectively prevent mechanical defects entering the semiconductor substrate. At this time, the preliminary process temperature is at least 50 ?? To 100 ?? It is preferable that the temperature is low.
열공정을 진행하는 동안, 반도체 기판의 중앙 부분이 기판 홀더에 지지되어 소정 시간 유지하는 단계 및 반도체 기판의 가장자리 부분이 기판 지지부에 지지되어 소정 시간 유지하는 단계를 소정의 시간 간격으로 반복한다. 그리하여, 공정이 진행되는 동안에 반도체 기판의 하부를 지지하는 지지점이 일정한 시간 간격을 두고서 계속적으로 변화한다. 그리하여, 반도체 기판의 어느 한 부분에 스트레스가 집중되는 것을 방지할 수 있다.During the thermal process, the steps of maintaining the center portion of the semiconductor substrate by the substrate holder for a predetermined time and the step of holding the edge portion of the semiconductor substrate by the substrate supporting portion for a predetermined time are repeated at predetermined time intervals. Thus, the support points for supporting the lower portion of the semiconductor substrate continuously change at regular time intervals during the process. Thus, it is possible to prevent the concentration of stress on any part of the semiconductor substrate.
이러한 연속적인 지지위치 변화반복을 위해서, 제1기판 로딩용 보트와 제2기판 로딩용 보트 중 어느 하나가 소정의 시간 간격을 가지고 소정의 이동거리로서 상승과 하강을 반복하면서 진행된다.In order to repeat the change of the support position continuously, either one of the first substrate loading boat and the second substrate loading boat proceeds ascending and descending with a predetermined moving distance at a predetermined time interval.
이렇게 본 발명의 반도체 제조장치는, 듀얼 보트를 마련하여 공정 진행되는 동안에 반도체 기판의 하부 지지점을 연속적으로 변화시킴으로써, 반도체 기판의 어느 한 부분에 스트레스가 집중되어 기계적 결함이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리하여, 양질의 반도체 공정을 제공할 수 있다.Thus, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, by providing a dual boat and continuously changing the lower support points of the semiconductor substrate during the process, stress concentration can be effectively prevented in any part of the semiconductor substrate and mechanical defects are generated. have. Thus, a high quality semiconductor process can be provided.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; However, embodiments of the present invention illustrated in the following may be modified in many different forms, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described in the following. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
도 3a는 본 발명의 반도체 제조 장치를 나타낸 개략도이다. 그리고, 도 3b는 도 3a를 개념적으로 나타낸 개략도이다.3A is a schematic view showing a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention. 3B is a schematic diagram conceptually illustrating FIG. 3A.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 반도체 제조장치는, 반도체 기판(100)을 공정 처리하기 위하여 내부에 일단이 개방된 원통형의 공정용 수용공간을 갖는 관상의 반응튜브(30)를 포함하고 있다. 이 반응튜브(30) 내에는 반도체 기판(100)을 로딩하기 위해서 마련된 제1기판 로딩용 보트(20)와, 이 제1기판 로딩용 보트(20)의 하부를 지지하면서 반응튜브(30) 내로 인입 및 인출시키는 도어부(50)를 포함한다. 그리고 제1기판 로딩용 보트(20)에 로딩된 반도체 기판(100) 하부를 적어도 부분적으로 접촉 지지할 수 있는 기판 홀더(25)를 로딩할 수 있도록 복수의 홀더 지지부(도 5의 11a)를 갖는 제2기판 로딩용 보트(10)를 포함한다. 도어부(50)에는 제1기판 로딩용 보트(20)와 제2기판 로딩용 보트(10)의 하단부를 지지하면서 반도체 기판(100)과 기판 홀더(25) 사이의 접촉을 임의로 조절하는 간격조절 구동장치(60)가 설치되어 있다.3A and 3B, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention includes a tubular reaction tube 30 having a cylindrical accommodating space having one end opened therein for processing the semiconductor substrate 100. Doing. In the reaction tube 30, the first substrate loading boat 20 provided for loading the semiconductor substrate 100 and the lower portion of the first substrate loading boat 20 are supported into the reaction tube 30. It includes a door unit 50 for entering and withdrawing. And a plurality of holder supports (11a of FIG. 5) to load a substrate holder 25 capable of at least partially contacting and supporting a lower portion of the semiconductor substrate 100 loaded in the first substrate loading boat 20. A second substrate loading boat 10 is included. The door part 50 supports the lower end portions of the first substrate loading boat 20 and the second substrate loading boat 10 while arbitrarily adjusting the contact between the semiconductor substrate 100 and the substrate holder 25. The drive device 60 is provided.
반응 튜브(30)는 하부에 개구부를 가진 관상으로 형성되어 있다. 반응튜브(30)를 둘러싸고 외각으로는 반응튜브(30)를 가열할 수 있는 저항형 코일과 같은 가열장치(35)가 설치되어 있다. 그리하여, 반응튜브(30) 내를 소정의 공정온도까지 상승시켜 공정을 진행할 수 있다.The reaction tube 30 is formed in a tubular shape with an opening at the bottom. A heating device 35 such as a resistance coil that surrounds the reaction tube 30 and heats the reaction tube 30 at the outer shell is provided. Thus, the process may be performed by raising the inside of the reaction tube 30 to a predetermined process temperature.
그리고 반응튜브(30)의 하부 개구부에는 판 상의 도어부(50)가 설치되어 있어, 제1 및 제2기판 로딩용 보트(10,20)가 올려져서 상하로 상승 및 하강하도록 형성되어 있고, 공정을 진행할 경우에는 반응튜브(30)의 개구부를 밀폐하는 역할을 한다.In addition, the plate-shaped door part 50 is installed in the lower opening of the reaction tube 30, and the first and second substrate loading boats 10 and 20 are formed to be raised and lowered up and down. When proceeding to serve to seal the opening of the reaction tube (30).
그리고, 간격조절 구동장치(60)는, 기판 로딩용 듀얼 보트(10,20)의 하부를 지지하면서 제1 및 제2 기판 로딩용 보트(20,10) 중 어느 하나를 유동적으로 지지하는 보트 지지부(61)와, 이 보트 지지부(61)와 하부에서 지지 연결되어 소정의 구동장치를 통해서 제1 및 제2 기판 로딩용 보트(20,10) 중 어느 하나를 상하로 미세하게 상승 및 하강시킬 수 있는 보트 승강구동부(65)를 포함하고 있다. 그리하여, 제2기판 로딩용 보트(10)에 대해서 제1기판 로딩용 보트(20)를 상하로 소정 거리 움직여서 반도체 기판(100)을 기판 지지부(21a)에 로딩할 수도 있고, 기판 홀더(25) 상에만 지지될 수 있도록 할 수도 있다. 이때, 보트 승강 구동부(65)는, 미세하게 이동하는 것을 조절할 수 있는 전기모터를 사용할 수 있다. 그리고, 실린더 형으로 형성되어 소정의 유압에 의해서 정교하게 움직이는 유압용 구동장치를사용할 수도 있다. 여기서, 설명되지 않는 참조번호 10a,10b는 각각 제2기판 로딩용 보트(10)의 하부판과 상부판이고, 20a 및 20b는 각각 제1기판 로딩용 보트(20)의 상부판과 하부판이며, 21은 제2지지기둥을 나타낸 것이다. 이에 대해서는 추후에 도면과 함께 설명한다.In addition, the gap adjusting drive device 60 supports a lower portion of the dual boats 10 and 20 for loading the substrate, and a boat support part for fluidly supporting any one of the first and second substrate loading boats 20 and 10. 61 is supported by the boat support portion 61 and the lower portion thereof to finely raise and lower any one of the first and second substrate loading boats 20 and 10 through a predetermined driving device. The boat lift drive section 65 is included. Thus, the semiconductor substrate 100 may be loaded onto the substrate support 21a by moving the first substrate loading boat 20 up and down with respect to the second substrate loading boat 10 up and down, and the substrate holder 25. It can also be supported only on the bed. At this time, the boat lift driving unit 65 may use an electric motor that can adjust the fine movement. In addition, it is also possible to use a hydraulic drive device formed in a cylindrical shape and precisely moved by a predetermined hydraulic pressure. Here, reference numerals 10a and 10b, which are not described, are lower and upper plates of the second substrate loading boat 10, respectively, and 20a and 20b are upper and lower plates of the first substrate loading boat 20, respectively. Denotes the second support pillar. This will be described later together with the drawings.
도 4는 기판 로딩용 보트의 구조를 설명하기 위해서 도 3a의 'A'부분을 절개하여 상부에서 본 평면도이다.FIG. 4 is a plan view viewed from the top of the portion 'A' of FIG. 3A to explain the structure of the boat for loading the substrate.
이를 참조하면, 제1기판 로딩용 보트(20)는, 일측벽이 부분적으로 개방된 원기둥형의 수용공간을 형성하도록 복수의 제1지지기둥들(21)이 나란히 평행하게 배치되어 있다. 이때, 제1지지기둥(21)의 단면은 원형일 수도 있고, 다각형일 수도 있다. 이들 제1지지기둥(21)을 상부 및 하부에서 동일 평면상에 고정 지지하는 원형 판 상의 제1상부판(20a) 및 제1하부판(20b)이 형성되어 있다. 제1기판 로딩용 보트(20)는 하단부가 소정의 지지 구조체(supporting structure)를 형성하는 보트캡(40)에 의하여 도어부(50)에 지지되어 있다.Referring to this, in the first substrate loading boat 20, a plurality of first support pillars 21 are arranged side by side in parallel to form a cylindrical receiving space in which one side wall is partially opened. In this case, the cross section of the first support pillar 21 may be circular or polygonal. A first upper plate 20a and a first lower plate 20b on a circular plate are formed to fix and support these first support pillars 21 on the same plane from the top and the bottom. The first substrate loading boat 20 is supported by the door portion 50 by a boat cap 40 whose lower end forms a predetermined supporting structure.
제2기판 로딩용 보트(10)는, 제1기판 로딩용 보트(20)를 외측으로 둘러싸고 외곽에 형성되거나, 혹은 내측으로 인접하여 형성될 수 있다. 여기서는, 외접하여 형성된 제2기판 로딩용 보트(10)를 실시예로서 설명한다. 즉, 복수의 제2지지기둥들(11)이 제1지지기둥(21)과 나란히 평행하게 배치되되 제1지지기둥(21)이 형성하는 원주보다 외각에 배치되고, 일측벽이 개방된 원기둥형 통형 공간을 형성한다. 이때, 제1지지기둥(11)의 상단부와 하단부는 각각 동일 면상에서 지지되어 고정될 수 있도록 원형 판 상의 제2상부판(10b)과 제2하부판(10a)이 형성되어 있다. 그리고 제1기판 로딩용 보트(20)에 로딩(loading)된 반도체 기판(100)의 하부를 적어도 부분적으로 지지하는 기판 홀더(25)를 가장자리 부분에서 지지할 수 있도록 제2지지기둥(11)으로부터 수평으로 연장 형성된 홀더 지지부(11a)가 형성되어 있다.The second substrate loading boat 10 may be formed on the outer side of the first substrate loading boat 20 to the outside or adjacent to the inner side. Here, the second substrate loading boat 10 formed to be external is described as an embodiment. That is, the plurality of second support pillars 11 are arranged in parallel with the first support pillar 21, but are arranged at an outer angle than the circumference formed by the first support pillar 21, and have a cylindrical wall having one side wall open. To form a cylindrical space. At this time, the upper and lower end portions of the first support pillar 11 are formed on the second upper plate 10b and the second lower plate 10a on the circular plate so as to be supported and fixed on the same plane, respectively. The substrate holder 25 supporting at least a portion of the lower portion of the semiconductor substrate 100 loaded in the first substrate loading boat 20 from the second support pillar 11 may be supported by the edge portion. The holder support part 11a extended horizontally is formed.
도 5는 제1기판 로딩용 보트(20)와 제2기판 로딩용 보트(10)를 상세히 설명하기 위하여 도 1a의 'A'부분을 확대하여 도시한 측부 단면도이다.FIG. 5 is an enlarged side cross-sectional view of a portion 'A' of FIG. 1A for explaining the first substrate loading boat 20 and the second substrate loading boat 10 in detail.
도 4와 함께 도 5를 참조하면, 본 발명의 반도체 제조장치의 제1기판 로딩용 보트(20)는, 각 제1지지기둥(21)에 길이 방향에 대해서 소정 간격을 이격하여 반도체 기판(100)을 가장자리 부분으로부터 지지하도록 기판 지지부(21a)가 형성되어 있다. 즉, 반도체 기판(100)을 수평 방향으로 걸쳐놓을 수 있도록 제1지지기둥(21)을 수용 공간 내측으로 함몰하여 형성된 슬롯 형태(slot type)이다(이후 기판 지지부(21a)는 슬롯과 동일한 참조번호를 갖는다). 그리하여, 이 슬롯들(21a)에 반도체 기판(100)을 수평으로 끼워 넣어 길이 방향의 수직방향으로 적층하여 다량의 반도체 기판(100)을 로딩 할 수 있다.Referring to FIG. 4 along with FIG. 4, the first substrate loading boat 20 of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention may have a semiconductor substrate 100 spaced apart from each other by a predetermined interval with respect to a length direction of each first support pillar 21. ) Is supported so that the substrate supporting portion 21a is formed. That is, a slot type formed by recessing the first support pillar 21 into the receiving space so as to span the semiconductor substrate 100 in the horizontal direction (hereinafter, the substrate support 21a is the same reference numeral as the slot). ). Thus, the semiconductor substrate 100 may be horizontally inserted in the slots 21a and stacked in the vertical direction in the longitudinal direction to load a large amount of the semiconductor substrate 100.
제2기판 로딩용 보트(10)는, 반도체 기판(100)을 하부에서 적어도 부분적으로 지지할 수 있도록 형성된 판 상의 기판 홀더(25)를 갖는다. 그리고, 이 기판 홀더(25)를 가장자리 부분에서 지지할 수 있도록 각 제2지지기둥들(11)에 홀더 지지부(11a)가 형성되어 있다. 이 홀더 지지부(11a)는, 제2기판 로딩용 보트(10)의 수용 공간 내측으로 제2지지기둥(11)에 함몰 형성된 슬롯(slot type)일 수도 있고, 제2지지기둥(11)으로부터 내측으로 돌출 형성된 지지 돌출부(protrusion type)일 수도 있다. 여기서, 기판 홀더(25)는 제1지지기둥(21)과 대응하는 부분에열개부(25a)가 형성되어 있다. 그리하여, 제1기판 로딩용 보트(20)가 제2기판 로딩용 보트(10)에 대해서 상하로 소정 높이 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 열개부의 형태는 기판 홀더(25)의 가장자리 부분에서 제1지지기둥(21)이 상하로 움직일 때 닿지 않게 제1지지기둥(21) 형태로 형성될 수 있다.The second substrate loading boat 10 has a plate-shaped substrate holder 25 formed to support the semiconductor substrate 100 at least partially from the bottom. In addition, a holder support portion 11a is formed in each of the second support pillars 11 so as to support the substrate holder 25 at the edge portion. The holder support portion 11a may be a slot type recessed in the second support pillar 11 into the accommodation space of the second substrate loading boat 10, and is inward from the second support pillar 11. It may be a support protrusion (protrusion type) formed to protrude. Here, the substrate holder 25 is formed with dehisces 25a at portions corresponding to the first support pillars 21. Thus, the first substrate loading boat 20 may be configured to move up and down a predetermined height with respect to the second substrate loading boat 10. At this time, the form of the depressed portion may be formed in the form of the first support pillar 21 so as not to touch when the first support pillar 21 moves up and down at the edge portion of the substrate holder 25.
도 6a 내지 도 6b는 제2기판 로딩용 보트에 로딩된 기판 홀더의 예를 나타낸 사시도와 단면도이다.6A to 6B are perspective views and cross-sectional views illustrating an example of a substrate holder loaded on a second substrate loading boat.
이들을 참조하면, 기판 홀더(25)는, 원형 판 상의 홀더 본체(251)와, 이 홀더 본체(251)의 중앙 부분에 반도체 기판(100)을 홀더 본체(251)의 판 면으로부터 소정 높이 이격시켜 지지할 수 있도록 홀더 본체(251) 판 면으로부터 소정 높이 돌출 형성된 기판 지지용 돌출부(253)가 형성되어 있다. 그리하여, 반도체 기판(100)을 기판 홀더(25)에 올려놓으면 반도체 기판(100)은 기판 지지용 돌출부(253)에 안착하고 홀더 본체(251)의 판 면으로부터는 소정 높이 이격된다. 이때, 기판 지지용 돌출부(253)의 높이(d)는 0.01mm 내지 20mm 인 것이 바람직하다.Referring to these, the substrate holder 25 is spaced apart from the plate surface of the holder body 251 by the holder body 251 on the circular plate and the semiconductor substrate 100 at the center of the holder body 251. The substrate support protrusion 253 is formed to protrude a predetermined height from the surface of the holder main body 251 so as to be supported. Thus, when the semiconductor substrate 100 is placed on the substrate holder 25, the semiconductor substrate 100 rests on the substrate supporting protrusion 253 and is spaced a predetermined height from the plate surface of the holder body 251. At this time, the height d of the substrate support protrusion 253 is preferably 0.01 mm to 20 mm.
도 7a 내지 도7b는 기판 홀더의 다른 예를 나타낸 사시도와 단면도이다.7A to 7B are perspective views and cross-sectional views showing another example of the substrate holder.
이들을 참조하면, 도 6a 내지 도6b의 예와 같이, 기판 홀더(25)는, 원형 판 상의 홀더 본체(251)와, 이 홀더 본체(251)의 중앙 부분에 반도체 기판(100)을 홀더 본체(251)의 판 면으로부터 소정 높이 이격시켜 지지할 수 있도록 홀더 본체(251) 판 면으로부터 소정 높이 돌출 형성된 기판 지지용 돌출부(253)가 형성되어 있다. 이에 더하여, 홀더 본체(251)의 판 면상에는 홀더 본체(251)판 면으로부터 소정 높이 돌출되어 반도체 기판(100)의 가장자리 부분을 따라서 원형으로 배치된 보조 돌출부(255)를 더 포함하고 있다. 이 보조 돌출부(255)는, 기판 지지용 돌출부(253)의 높이 보다 소정 높이 낮게 형성된다. 반도체 기판(100)을 기판 홀더(25)에 올려놓으면 반도체 기판(100)은 기판 지지용 돌출부(253)에 안착하고 홀더 본체(251)의 판 면으로부터는 소정 높이 이격된다. 그리하여, 고온으로 반도체 기판(100)이 만곡되면 반도체 기판(100)의 가장자리 부분은 보조 돌출부(255)에 지지된다. 이때, 기판 지지용 돌출부(253)와 보조 돌출부(255)의 높이차(d)는 0.01mm 내지 20mm 인 것이 바람직하다.6A to 6B, the substrate holder 25 includes a holder main body 251 on a circular plate, and a semiconductor substrate 100 at a central portion of the holder main body 251. The substrate support protrusion 253 is formed to protrude a predetermined height from the plate surface of the holder main body 251 so as to be spaced apart from the plate surface of the 251 by a predetermined height. In addition, on the plate surface of the holder body 251 further includes an auxiliary protrusion 255 protruding a predetermined height from the plate surface of the holder body 251 and disposed in a circle along the edge portion of the semiconductor substrate 100. The auxiliary protrusion 255 is formed lower than the height of the substrate supporting protrusion 253 by a predetermined height. When the semiconductor substrate 100 is placed on the substrate holder 25, the semiconductor substrate 100 is seated on the substrate supporting protrusion 253 and spaced a predetermined height from the plate surface of the holder body 251. Thus, when the semiconductor substrate 100 is curved at a high temperature, the edge portion of the semiconductor substrate 100 is supported by the auxiliary protrusion 255. At this time, the height difference d between the substrate support protrusion 253 and the auxiliary protrusion 255 is preferably 0.01 mm to 20 mm.
도 8은 본 발명의 반도체 제조장치의 구동방법을 나타낸 흐름도(flowchart)이고, 도 9a 내지 도 9c는 도 8의 S3단계에서 고온 공정이 진행되는 동안 반도체 기판이 기판 로딩용 보트(20)에 로딩 된 후 공정 시각전과 공정 도중의 상태를 나타낸 단면도들이다. 여기서, 빗금친 부분은 기본적으로 제2기판 로딩용 보트(10)에 인가되는 부분이고, 그렇지 않은 부분은 제1기판 로딩용 보트(20)에 인가되는 부분이다. 한편, 반도체 기판(100)은 하중이 양측에 분산되어 인가될 수 있다.FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of driving a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, and FIGS. 9A to 9C are diagrams illustrating a method of loading a semiconductor substrate into a substrate loading boat 20 during a high temperature process in step S3 of FIG. 8. After the process, the sectional views showing the state before and during the process time. Here, the hatched portion is basically a portion applied to the second substrate loading boat 10, and the other portion is a portion applied to the first substrate loading boat 20. On the other hand, the semiconductor substrate 100 may be applied to the load is distributed on both sides.
도 8을 참조하면, 본 발명의 반도체 제조장치에서 반도체 공정을 진행하는 방법은, 먼저, 반도체 기판(100)을 기판 로딩용 듀얼보트(10+20)의 기판 홀더(25)에 로딩한다(S1). 그런 다음, 기판 로딩용 듀얼보트(10+20)를 반응튜브 내로 인입하고, 반응튜브(도 3a의 30) 내의 온도를 스탠바이 온도(약 600 ℃, Stand-by Temperature)에서부터 공정온도(1100℃ 내지 1250℃ 정도)까지 가열한다(S2). 이때, 한 번에 스탠바이 온도에서 공정온도까지 한 번에 상승시키는 것이 아니고, 먼저, 예비 공정온도까지 가열시킨다. 그 다음, 예비 공정온도에서부터 공정온도까지가열시킨다. 이때, 예비 공정온도는 설정된 공정온도보다 50 ℃ 내지 100 ℃ 정도 낮게 설정된다. 그런 다음, 공정을 진행하면서 간격조절 구동장치(60)를 작동하여 제1기판 로딩용 보트(20) 또는 제2기판 로딩용 보트(10)를 상하로 소정 간격으로 구동시키면서, 반도체 기판(100)의 가장자리 부분이 기판 홀더(25)와 기판 지지부(21a)에 소정시간의 간격을 두고 교대로 지지되도록 한다. 여기서는, 제1기판 로딩용 보트(20)를 구동하여 조정하는 것을 일예로 들었다.Referring to FIG. 8, in the method of performing a semiconductor process in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, first, the semiconductor substrate 100 is loaded on the substrate holder 25 of the dual boat 10 + 20 for substrate loading (S1). ). Subsequently, the dual boat 10 + 20 for loading the substrate is introduced into the reaction tube, and the temperature in the reaction tube (30 in FIG. 3A) is changed from the standby temperature (about 600 ° C., stand-by temperature) to the process temperature (1100 ° C. or more). 1250 ° C.) (S2). At this time, the temperature is not increased at once from the standby temperature to the process temperature at first, and is first heated to the preliminary process temperature. Then, it is heated from the preliminary process temperature to the process temperature. At this time, the preliminary process temperature is set to about 50 to 100 ℃ lower than the set process temperature. Then, the semiconductor substrate 100 is operated while the gap adjusting driving device 60 is operated to drive the first substrate loading boat 20 or the second substrate loading boat 10 up and down at predetermined intervals while the process is in progress. The edge portions of are alternately supported by the substrate holder 25 and the substrate support portion 21a at intervals of a predetermined time. Here, the driving and adjustment of the first substrate loading boat 20 is taken as an example.
도 9a 내지 도 9c를 참조하여, S3단계를 전체적으로 설명하면, 먼저, 반도체 기판(100)이 기판 홀더(25)에만 지지될 수 있도록 기판 로딩용 듀얼 보트(10+20)의 기판 홀더(25)의 판 면이 기판 지지부(21a)와 수평하게 일치하도록 정렬하여 고정한다. 그러면, 반도체 기판(100)의 하부면은 기판 지지부(21a)로부터 d1만큼 이격되어 기판 홀더에 지지된다. 소정의 시간이 지난 후, 제1기판 로딩용 보트(20)를 원점으로부터 소정거리(d2)만큼 상향 이동시켜 반도체 기판(100)의 가장자리 부분이 기판 지지부(21a)에 지지되도록 하여 지지점(P)을 변화시킨다. 소정의 시간이 지난 후, 제1기판 로딩용 보트(20)를 소정거리(도 9a의 d1+d2) 하향 이동시켜 도 9a의 최초의 상태와 마찬가지로 반도체 기판(100)의 가장자리 부분이 기판 홀더(25)의 판 면상에 지지되도록 한다. 고온 공정이 진행되는 전술한 단계들을 소정의 시간 간격을 두고 반복한다.9A to 9C, the overall step S3 will be described. First, the substrate holder 25 of the dual boat 10 + 20 for substrate loading so that the semiconductor substrate 100 may be supported only on the substrate holder 25. The plate surface of is aligned and fixed so as to horizontally coincide with the substrate support 21a. Then, the lower surface of the semiconductor substrate 100 is supported by the substrate holder spaced apart from the substrate support portion 21a by d1. After a predetermined time elapses, the first substrate loading boat 20 is moved upward from the origin by a predetermined distance d2 so that the edge portion of the semiconductor substrate 100 is supported by the substrate supporting portion 21a so that the supporting point P is supported. To change. After a predetermined time elapses, the first substrate loading boat 20 is moved downward by a predetermined distance (d1 + d2 in FIG. 9A), so that the edge portion of the semiconductor substrate 100 is the substrate holder ( 25) to be supported on the plate surface. The above-described steps of the high temperature process are repeated at predetermined time intervals.
도 9a를 참조하면, 반도체 기판(100)이 기판 홀더(25) 상에만 지지되도록 하는 단계이다. 즉, 반도체 기판(100)이 제1기판 로딩용 보트(20)에 로딩 되었을 때, 반도체 기판(100)은 기판홀더(25)에만 지지되어 있도록 기판 홀더(25)의 위치는 기판 홀더(25)면의 상부면이 기판 지지부(21a)와 수평하도록 하거나 또는 그 이상의 위치에 놓이도록 한다. 그러면, 기판 홀더(25)와 반도체 기판(100) 사이에는 'd1'만큼의 틈이 형성된다. 그러면, 공정이 진행되는 동안 반도체 기판(100)의 중앙 단부는 기판 홀더(25) 상에 지지된다.Referring to FIG. 9A, the semiconductor substrate 100 is supported only on the substrate holder 25. That is, when the semiconductor substrate 100 is loaded in the first substrate loading boat 20, the position of the substrate holder 25 is positioned so that the semiconductor substrate 100 is only supported by the substrate holder 25. The upper surface of the surface is flush with the substrate support 21a or placed at a higher position. Then, a gap as much as 'd1' is formed between the substrate holder 25 and the semiconductor substrate 100. Then, the central end of the semiconductor substrate 100 is supported on the substrate holder 25 during the process.
도 9b를 참조하면, 반도체 기판(100)을 기판 지지부(21a)가 지지하도록 제1기판 로딩용 보트(20) 또는 제2기판 로딩용 보트(10) 중 어느 하나를 상하로 구동한다. 그러면, 기판 지지부(21a)의 위치는 기판 홀더(25) 판 면의 위로 이동하여 반도체 기판(100)을 지지하고 있던 기판 홀더(25)에 의해서 중앙부가 지지되던 것이 기판 지지부(21a)에 의해서 지지되어 지지점(P)이 반도체 기판(100)의 가장자리로 변화된다. 이와 같은 상태를 소정 시간 유지한다. 이때, 기판 지지부(21a)와 기판 홀더(25)의 기판 지지용 돌출부(253) 사이의 간격은 d2 만큼의 간격이 형성된다. d2가 기판 지지용 돌출부(253)의 높이(d)보다 크면 반도체 기판(100)은 기판 지지부(21a)에만 지지되고, 기판 지지용 돌출부(253)의 높이보다 낮으면 반도체 기판(100)은 기판 홀더(25)와 기판 지지부(21a)에 동시에 지지된다.Referring to FIG. 9B, either the first substrate loading boat 20 or the second substrate loading boat 10 is driven up and down so that the substrate support 21a supports the semiconductor substrate 100. Then, the position of the substrate support part 21a is moved by the board | substrate holder 25 plate surface, and the center part was supported by the substrate holder 25 which supported the semiconductor substrate 100 by the board | substrate support part 21a. As a result, the support point P is changed to the edge of the semiconductor substrate 100. This state is maintained for a predetermined time. At this time, the interval between the substrate support 21a and the substrate support protrusion 253 of the substrate holder 25 is equal to d2. If d2 is greater than the height d of the substrate support protrusion 253, the semiconductor substrate 100 is supported only on the substrate support portion 21a. If d2 is lower than the height of the substrate support protrusion 253, the semiconductor substrate 100 is the substrate. It is simultaneously supported by the holder 25 and the substrate support 21a.
도 9c를 참조하면, 도 9a의 상태와 마찬가지로 기판 홀더(25)와 기판 지지부(21a)가 동일한 위치와 동일하거나 그 이상의 위치에서 정렬시킨다. 그러면, 다시 반도체 기판(100)의 중앙부가 기판 홀더(25)의 기판 로딩용 돌기부(253)에 의해서 지지된다.Referring to FIG. 9C, the substrate holder 25 and the substrate support portion 21a are aligned at the same position or at the same position as in the state of FIG. 9A. Then, the central portion of the semiconductor substrate 100 is supported by the substrate loading protrusion 253 of the substrate holder 25 again.
도 10a 내지 도 10b는 고온 공정이 진행되는 동안에 반도체 기판(100)이 기판 홀더(25)에 지지될 경우와 기판 지지부(21a)에 지지될 경우의 지지점을 나타낸단면도이고, 도 10c를 도 10a 및 도 10b를 평면도로 나타낸 것이다.10A to 10B are cross-sectional views illustrating the support points when the semiconductor substrate 100 is supported by the substrate holder 25 and when the substrate support portion 21a is supported during the high temperature process. 10b is shown in plan view.
도 10a와 도 10c를 참조하면, 고온 공정이 진행되는 동안에 반도체 기판(100)이 기판 홀더(25)에 지지되는 경우(도 9a의 경우)로서 반도체 기판(100)의 가장자리 부분이 전체적으로 기판 홀더(25)의 홀더 본체 (251)상에 지지점(p1)이 형성된다.Referring to FIGS. 10A and 10C, when the semiconductor substrate 100 is supported by the substrate holder 25 during the high temperature process (in the case of FIG. 9A), the edge portion of the semiconductor substrate 100 is entirely formed of the substrate holder ( The support point p1 is formed on the holder main body 251 of 25).
도 10b와 도 10c를 참조하면, 도 9b의 경우를 나타낸 것으로서, 기판 홀더(25)의 위치가 낮아져서 반도체 기판(100)의 가장자리가 기판 지지부(21a)에 지지된다. 그리하여, 반도체 기판(100)의 지지점(p2)이 반도체 기판(100)을 세 개의 포인트에서 지지하는 기판 로딩용 보트(20)의 제1지지기둥(21)에 형성된다. 그리하여, 도 9a의 경우와는 다른 지점에서 지지점(p2)이 형성된다.Referring to FIGS. 10B and 10C, as shown in FIG. 9B, the position of the substrate holder 25 is lowered so that the edge of the semiconductor substrate 100 is supported by the substrate support portion 21a. Thus, the support point p2 of the semiconductor substrate 100 is formed in the first support pillar 21 of the substrate loading boat 20 that supports the semiconductor substrate 100 at three points. Thus, the support point p2 is formed at a point different from that of FIG. 9A.
이와 같이, 반도체 기판(100)은 공정이 진행되는 동안에 기판 홀더(25)와 기판 지지부(21a) 사이에서 일정 주기를 가지고 교대로 지지되도록 구동하여 반도체 기판(100)의 어느 한 부분에 스트레스가 집중됨으로써, 스트레스가 집중된 부분에 나타나는 기계적 결함(슬립(slip)과 같은)을 감소시킬 수 있다.As described above, the semiconductor substrate 100 is driven to be alternately supported at regular intervals between the substrate holder 25 and the substrate support portion 21a during the process to concentrate stress on any part of the semiconductor substrate 100. This can reduce mechanical defects (such as slip) that appear in stressed areas.
이상과 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조장치는, 고온의 공정이 진행되는 동안, 기판 로딩용 보트(20)나 기판 로딩용 보조보트(10)가 상하로 미세하게 구동되어 기판 지지부(21a)와 반도체 기판(100)이 올려진 기판 홀더(25) 사이의 간격을 주기적으로 변화시킬 수 있다. 그리하여, 반도체 기판(100)이 하부에서 지지되는 점을 시간에 따라서 변화시킴으로써, 열적 및 기계적 스트레스가 어느 일정 부분에 집중되는 현상을 방지할 수 있다. 그리하여, 반도체 기판의 지지점에서 발생하기쉬운 슬립과 같은 기계적 결함의 발생을 억제할 수 있다.As described above, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, the substrate loading boat 20 and the substrate loading auxiliary boat 10 are finely driven up and down while the high temperature process is performed, The interval between the substrate holders 25 on which the semiconductor substrate 100 is mounted may be periodically changed. Thus, by changing the point where the semiconductor substrate 100 is supported at the bottom with time, it is possible to prevent the phenomenon that the thermal and mechanical stress is concentrated in a certain portion. Thus, it is possible to suppress the occurrence of mechanical defects such as slip easily occurring at the support points of the semiconductor substrate.
상술한 바와 같이 본 발명의 반도체 제조장치는, 공정 진행되는 동안에 반도체 기판의 지지점이 시간별로 다르게 지지되도록 할 수 있기 때문에, 지지점에 집중되는 열적 및 물리적 스트레스의 집중을 방지할 수 있어 반도체 기판의 휨 현상에 의한 기계적 결함의 발생을 방지할 수 있다.As described above, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, since the support point of the semiconductor substrate can be supported differently during the process, the concentration of thermal and physical stress concentrated on the support point can be prevented, and thus the bending of the semiconductor substrate can be prevented. The occurrence of mechanical defects due to development can be prevented.
그리고, 반도체 기판과 기판 홀더 사이의 간격을 임의로 조절할 수 있어, 공정의 용도에 따라서 반도체 기판에 결함이 유입되지 않도록 반도체 기판을 다양한 방법으로 로딩(loading)할 수 있다.In addition, the gap between the semiconductor substrate and the substrate holder can be arbitrarily adjusted, so that the semiconductor substrate can be loaded in various ways so that defects do not flow into the semiconductor substrate depending on the purpose of the process.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113437001A (en) * | 2021-08-30 | 2021-09-24 | 杭州盾源聚芯半导体科技有限公司 | Double-support silicon boat with adjustable relative height and heat treatment device |
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2003
- 2003-03-07 KR KR10-2003-0014473A patent/KR100537734B1/en not_active IP Right Cessation
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