KR100790721B1 - 급속 열처리 장치의 공정 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원형 실린더에 철(凸) 형상을 형성시키고 에지 링에 요(凹) 형상을 형성시켜 한 쌍의 요철 형상의 결착 수단에 의해 에지 링과 원형 실린더를 고정시킴으로써 회전 기판을 통해 원형 실린더로 전달되는 회전 구동력이 그대로 에지 링으로 전달되어 에지 링에 안착되어 있는 웨이퍼를 안전하게 회전시켜 궁극적으로 급속 열처리 공정을 원활하게 진행시킬 수 있는 급속 열처리 장치의 공정 챔버에 관한 것으로서,
본 발명의 급속 열처리 장치는 급속 열처리 장치의 공정 챔버에 있어서, 웨이퍼를 안착하는 안착부를 구비하며 테두리에 요(凹) 형상의 홈을 하나 이상 구비하는 에지 링과, 상기 에지 링의 하부에 구비되어 에지 링의 회전 구동을 매개하며 상기 에지 링의 요(凹) 형상의 홈 위치에 대응되는 부위에 철(凸) 형상의 돌출 부위를 하나 이상 구비하는 원형 실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
급속 열처리 장치, RTP, 에지 링, 실린더

Description

급속 열처리 장치의 공정 챔버{Process chamber in rapid thermal processing system}
도 1은 급속 열처리 장치의 개략 구성을 나타낸 평면도.
도 2는 급속 열처리 장치의 공정 챔버의 단면도.
도 3은 급속 열처리 장치의 공정 챔버의 사시도.
도 4는 본 발명의 급속 열처리 장치의 공정 챔버의 사시도.
도 5는 본 발명의 에지 링과 원형 실린더의 결착 관계를 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
402 : 회전 기판 403 : 에지 링
403a : 안착부 403b : 에지 링의 요(凹)부
405 : 원형 실린더 405a : 원형 실린더의 철(凸)부
406 : 웨이퍼
본 발명은 급속 열처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원형 실린더에 철(凸) 형상을 형성시키고 에지 링에 요(凹) 형상을 형성시켜 한 쌍의 요철 형 상의 결착 수단에 의해 에지 링과 원형 실린더를 고정시킴으로써 회전 기판을 통해 원형 실린더로 전달되는 회전 구동력이 그대로 에지 링으로 전달되어 에지 링에 안착되어 있는 웨이퍼를 안전하게 회전시켜 궁극적으로 급속 열처리 공정을 원활하게 진행시킬 수 있는 급속 열처리 장치의 공정 챔버에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 표면에 불순물 확산 공정 실시되는 경우 재결정(recrystalline) 작업을 위해 열처리 공정을 실시하게 된다. 상기 반도체 웨이퍼의 열처리 공정을 급속히 처리하기 위해 급속 열처리 장치가 사용된다. 급속 열처리 장치는 공정 챔버(Process chamber), 카세트 장착부, 냉각 챔버 및 이송장치로 구성된다.
상기 카세트 장착부에 반도체 웨이퍼가 장입되어 있는 카세트가 장착되면 이송장치는 카세트에 보관된 반도체 웨이퍼를 공정 챔버로 이송한다. 공정 챔버로 이송된 반도체 웨이퍼는 소정 온도에서 급속 열처리된 후 이송장치에 의해 냉각 챔버로 이송된다. 냉각 챔버로 이송된 반도체 웨이퍼는 다시 이송장치에 의해 카세트 장착부에 위치한 비어 있는 카세트에 장착된다. 이상과 같이 반도체 웨이퍼의 로딩(loading), 열처리, 냉각 및 언로딩(unloading)의 연속적인 과정을 통해 반도체 웨이퍼의 급속 열처리 공정이 진행된다.
반도체 웨이퍼를 급속 열처리하기 위한 공정 챔버와 이송장치의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 급속 열처리 장치의 개략 구성을 나타낸 평면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 급속 열처리 장치는 크게 이송장치(도시하지 않음) 및 공정 챔버(100)로 구성된다. 상기 이송장치는 세부적으로 블레이드(blade)와 이송 암(arm)으로 구성된다. 한편, 공정 챔버(100)의 입구에는 안내부재(101)가 구비되며, 공정 챔버(100)의 내측에는 회전 기판(rotation substrate)(102)이 설치되며, 회전 기판(102)의 위에는 원형 실린더(105)과 에지 링(103)이 차례대로 설치된다.
상기 회전 기판(102) 내에는 공정이 완료된 반도체 웨이퍼를 언로딩(unloading)하기 위한 다수의 리프트 핀(lift pin)(104)이 설치된다. 상기 리프트 핀(104)은 반도체 웨이퍼를 언로딩할 때 반도체 웨이퍼(106)를 상기 이송장치가 이송할 수 있도록 소정 높이로 상승시키기 위해 사용된다.
상기 공정 챔버의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 도 1에 도시된 종래의 급속 열처리 장치의 공정 챔버의 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 공정 챔버의 사시도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 에지 링(103)은 웨이퍼(106)가 안착되는 안착부(103a)를 구비하며, 에지 링(103)의 내측 단면은 도 2에 도시한 바와 같이 수직면으로 구성된다.
내측면이 수직으로 형성된 에지 링(103)의 안착부(103a)에 웨이퍼(106)가 장착되며, 상기 에지 링(103)의 하부에는 원형 실린더(105)가 구비되어 있다. 공정 챔버(100) 일단에 구비되어 있는 소정의 구동 장치(도시하지 않음)에 의해 상기 회전 기판(102)이 회전하게 되고 이에 따라 회전 기판 상에 차례대로 놓여져 있는 원형 실린더(105) 및 에지 링(103)이 회전하게 되어 웨이퍼의 급속 열처리 공정을 실시하게 된다.
그러나, 상기 원형 실린더(105)와 에지 링(103)의 결합은 별도의 결합 수단 에 의해 고정되어 있는 것이 아니기 때문에 회전 기판의 회전시 상기 원형 실린더와 에지 링의 사이에 틈(slip)이 발생되어 회전 불균형을 야기하는 문제가 발생되고, 이와 같은 회전 불균형에 따라 웨이퍼가 에지 링의 안착부에서 이탈되어 공정 챔버의 내측 벽면과 충돌하는 경우가 발생한다. 이로 인해 반도체 웨이퍼가 부서지거나 손상이 가해지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 급속 열처리 장치의 공정 챔버 내에서 웨이퍼를 장착하는 에지 링 및 상기 에지 링의 회전 구동을 매개하는 원형 실린터의 결착관계를 변형시켜 원활한 급속 열처리 공정을 진행할 수 있는 급속 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 급속 열처리 장치는 급속 열처리 장치의 공정 챔버에 있어서, 웨이퍼를 안착하는 안착부를 구비하며 테두리에 요(凹) 형상의 홈을 하나 이상 구비하는 에지 링과, 상기 에지 링의 하부에 구비되어 에지 링의 회전 구동을 매개하며 상기 에지 링의 요(凹) 형상의 홈 위치에 대응되는 부위에 철(凸) 형상의 돌출 부위를 하나 이상 구비하는 원형 실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 에지 링과 원형 실린더를 회전시키는 회전 기판을 더 구비하며, 상기 회전 기판 내에는 웨이퍼를 상승시키는 리프트 핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따르면, 요철 형상의 결착 수단에 의해 에지 링과 원형 실린더는 고정되어 회전 기판을 통해 원형 실린더로 전달되는 회전 구동력이 그대로 에지 링으로 전달되어 에지 링에 안착되어 있는 웨이퍼를 안전하게 회전시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 급속 열처리 장치를 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 급속 열처리 장치의 공정 챔버의 개략적인 구성을 나타낸 사시도이고 도 5는 도 4의 에지 링과 원형 실린더의 결착 관계를 나타낸 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 급속 열처리 장치의 공정 챔버는 크게 웨이퍼(406)가 장착되는 에지 링(403), 상기 에지 링(403)을 지지하며 에지 링의 회전을 매개하는 원형 실린더(405), 그리고 상기 에지 링(403) 및 원형 실린더(405)의 회전 구동을 일으키는 회전 기판(402)으로 구성된다.
상기 에지 링(403)과 원형 실린더(405)는 소정의 결착 수단을 통해 결착되는데, 구체적으로 상기 원형 실린더(405)의 철(凸)부위(405a)와 에지 링(403)의 요(凹)부위(403b)에 끼워지는 형상으로 결착된다. 즉, 상기 원형 실린더의 철(凸)부위(405a)와 에지 링의 요(凹)부위(403b)는 한 쌍의 결착 수단이 된다. 상기와 같은 요철(凹凸)의 결착 수단은 상기 에지 링(403)과 원형 실린더(405)에 복수개의 쌍으로 형성될 수 있다.
이와 같이 소정의 결착 수단에 의해 에지 링(403)과 원형 실린더(405)는 고정되어 회전 기판을 통해 원형 실린더로 전달되는 회전 구동력이 그대로 에지 링으로 전달되어 에지 링에 안착되어 있는 웨이퍼를 안전하게 회전시킬 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
급속 열처리 장치는 안내 부재와 공정 챔버가 구비되고 공정 챔버의 내측에는 회전 기판(402)이 설치되며, 상기 회전 기판(402)의 내측에는 웨이퍼(406)를 안착하는 에지 링(403)이 설치된다. 상기 회전 기판(402) 내에는 공정이 완료된 반도체 웨이퍼(406)를 언로딩하기 위한 다수의 리프트 핀(404)이 설치되며 상기 리프트 핀(404)은 에어 실린더(air cylinder)로 동작된다. 에어 실린더로 동작되는 상기 리프트 핀(404)은 웨이퍼를 언로딩할 때 웨이퍼(406)를 이송장치가 이송할 수 있도록 소정 높이로 상승시키는 동작을 하게 된다.
한편, 상기 에지 링(403)은 내측에 단(段)이 구비되어 웨이퍼(406)를 안착할 수 있는 공간이 형성되어 있다. 이송장치에서 이송된 웨이퍼(406)는 공정 챔버 내측에 설치된 에지 링(403)에 장착된다. 이송장치에 의해 이송된 반도체 웨이퍼(406)가 에지 링(403)에 로딩시 정확한 위치로 이송되면 반도체 웨이퍼(406)는 이송장치의 안착부재에 정확하게 로딩된다. 반대로 반도체 웨이퍼(406)가 정확한 위치로 이송되지 않은 상태에서 안착장치로 로딩하게 되면 반도체 웨이퍼(406)가 반도체 웨이퍼의 로딩 위치로 로딩되지 않는다.
이상과 같이 본 발명의 급속 열처리 장치는 웨이퍼(406)를 안착시키는 에지 링(403)과 상기 에지 링(403)의 회전을 매개하는 원형 실린더(405)를 요철 형상의의 결착 수단을 통해 고정시킴으로써 안정적인 급속 열처리 공정을 수행할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 급속 열처리 장치의 공정 챔버는 다음과 같은 효과가 있다.
원형 실린더에 철(凸) 형상을 형성시키고 에지 링에 요(凹) 형상을 형성시켜 한 쌍의 요철 형상의 결착 수단에 의해 에지 링과 원형 실린더를 고정시킴으로써 회전 기판을 통해 원형 실린더로 전달되는 회전 구동력이 그대로 에지 링으로 전달되어 에지 링에 안착되어 있는 웨이퍼를 안전하게 회전시켜 궁극적으로 급속 열처리 공정을 원활하게 진행시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

  1. 급속 열처리 장치의 공정 챔버에 있어서,
    웨이퍼를 안착하는 안착부를 구비하며 테두리에 요(凹) 형상의 홈을 하나 이상 구비하는 에지 링;
    상기 에지 링의 하부에 구비되어 에지 링의 회전 구동을 매개하며 상기 에지 링의 요(凹) 형상의 홈 위치에 대응되는 부위에 철(凸) 형상의 돌출 부위를 하나 이상 구비하는 원형 실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치의 공정 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 에지 링과 원형 실린더를 회전시키는 회전 기판을 더 구비하며, 상기 회전 기판 내에는 웨이퍼를 상승시키는 리프트 핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치의 공정 챔버
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