KR100850086B1 - 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스에 관한 것으로서, 보트가 내측으로 로딩되며, 웨이퍼에 대한 열처리 공정시 가열되는 프로세스튜브와, 보트가 안착되며, 프로세스튜브로 보트를 로딩/언로딩시키는 패들과, 프로세스튜브의 내측 천정에 고정되며, 프로세스튜브 내측의 온도를 측정하는 써멀 커플을 포함한다. 따라서, 본 발명은 프로세스튜브 내측에 위치하는 웨이퍼의 온도를 측정하는 써멀 커플이 보트를 이송하기 위한 패들의 이동경로로부터 벗어나도록 위치함으로써 패들의 처짐에 의한 써멀 커플과의 충돌 및 손상을 방지하며, 써멀 커플이 프로세스튜브 내측에 안정적으로 고정되도록 하는 효과를 가지고 있다.

Description

반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스{HORIZONTAL TYPE FURNACE FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스를 도시한 측면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스를 도시한 측면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스의 프로세스튜브를 도시한 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 보트 120 : 프로세스튜브
130 : 패들 140 : 써멀 커플
150 : 지지대 160 : 고정링
본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로세스튜브 내측에 위치하는 웨이퍼의 온도를 측정하는 써멀 커플 이 처짐이 발생한 패들과 충돌하는 것을 방지하는 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위해서 퍼니스(furnace)를 사용하여 웨이퍼에 열을 가하는 열처리 공정은 여러 가지 경우에 사용되는데, 예를 들면 이온 주입 후의 이온들의 활성화를 위한 고온 열처리, 저압방식에 의한 산화막의 성장, 산화막 내지 금속막의 열적 안정성을 위한 열처리 등에 사용된다.
웨이퍼의 열처리 공정에 사용되는 퍼니스는 열처리 공정이 실시되는 프로세스튜브가 설치되는 형상에 따라 수평형 퍼니스(horizontal type furnace)와 수직형 퍼니스(vertical type furnace)로 나뉜다.
종래의 퍼니스에서 수평되게 설치되는 프로세스튜브에 다수의 웨이퍼가 장착된 보트를 수평방향으로 로딩 및 언로딩시키는 수평형 퍼니스를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 수평형 퍼니스를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 수평형 퍼니스(10)는 수평되게 형성되는 프로세스튜브(11)의 일측에 출입구(미도시)가 형성되고, 프로세스튜브(11)의 출입구(미도시)측에 열처리 공정을 실시시 밀폐를 위한 셔터(미도시)가 개폐 가능하도록 설치되며, 프로세스튜브(11)의 출입구(미도시)측에 일정 개수의 웨이퍼(W)가 장착됨과 아울러 쿼츠(quartz) 재질로 형성된 보트(12)를 지지하는 지지대(13)가 설치되며, 지지대(13)로부터 프로세스튜브(11)로 보트(12)를 로딩 및 언로딩시키는 패들(paddle; 14)이 구비된다.
패들(14)은 보트(12)가 안착되는 공간을 제공하고, 탄화규소(SiC)로 제작되며, 모터(미도시)의 회전력을 리드스크루(미도시), 볼스크루(미도시) 등으로 전달받아 위에 놓여지는 보트(12)를 프로세스튜브(11) 내측으로 로딩/언로딩시킨다.
이와 같은 종래의 기술에 따른 수평형 퍼니스(10)는 수십매 또는 수백매의 정해진 개수에 해당하는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 이송로봇(미도시)에 의해 보트(12)에 장착한 다음 보트(12)를 패들(14)에 의해 지지대(13)로부터 출입구(미도시)가 개방된 프로세스튜브(11) 내측으로 로딩한다.
프로세스튜브(11) 내측으로 보트(12)가 로딩되면 출입구(미도시)를 셔터(미도시)로 폐쇄시킨 다음 히터와 같은 가열수단으로 프로세스튜브(11)를 가열하여 정해진 온도로 열처리 공정을 실시한다.
한편, 프로세스튜브(11)는 웨이퍼(W)를 정해진 온도로 가열하기 위해 웨이퍼(W)의 온도를 측정하기 위한 써멀 커플(thermal couple; 15)이 내측 바닥에 설치된다.
그러나, 이와 같은 종래의 수평형 퍼니스(10)는 패들(14)이 많은 수의 웨이퍼(W)를 장착한 보트(12)를 지지한 상태에서 보트(12)가 왕복 운동을 반복하면 보트(12)를 포함한 웨이퍼(W)의 하중에 의해 패들(14)의 레벨(level)이 아래로 조금씩 쳐지게 되며, 이러한 패들(14)의 처짐에 의해 프로세스튜브(11) 내측 바닥에 장착된 써멀 커플(15)과의 충돌로 인해 써멀 커플(15)이 파손되거나, 써멀 커플(15)의 파편으로 인해 프로세스튜브(11)를 오염시킬 뿐만 아니라 파티클(particle)을 유발시켜서 웨이퍼(W)에 결함을 발생시키는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 프로세스튜브 내측에 위치하는 웨이퍼의 온도를 측정하는 써멀 커플이 보트를 이송하기 위한 패들의 이동경로로부터 벗어나도록 위치함으로써 패들의 처짐에 의한 써멀 커플과의 충돌 및 손상을 방지하며, 써멀 커플이 프로세스튜브 내측에 안정적으로 고정되도록 하는 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 보트에 장착된 다수의 웨이퍼에 대해 열처리 공정을 실시하는 수평형 퍼니스에 있어서, 보트가 내측으로 로딩되며, 웨이퍼에 대한 열처리 공정시 가열되는 프로세스튜브와, 보트가 안착되며, 프로세스튜브로 보트를 로딩/언로딩시키는 패들과, 프로세스튜브의 내측 천정에 고정되며, 프로세스튜브 내측의 온도를 측정하는 써멀 커플을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스를 도시한 측면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스(100)는 보트(110)가 내측으로 로딩되는 프로세스튜브(120)와, 프로 세스튜브(120)에 보트(110)를 로딩/언로딩시키는 패들(paddle; 130)과, 프로세스튜브(120)의 내측 천정에 고정되는 써멀 커플(140)을 포함한다.
프로세스튜브(120)는 수평되게 형성되고, 일측에 셔터(미도시)에 의해 개폐되는 출입구(미도시)가 마련되며, 출입구를 통해 보트(110)가 로딩/언로딩된다.
보트(110)는 쿼츠(quartz) 재질로 제작되고, 일정 개수의 웨이퍼(W)가 수평되게 배열되어 장착되며, 지지대(150)에 의해 지지된다.
지지대(150)는 프로세스튜브(120)의 외측에 수평되게 마련되어 보트(110)를 지지하는데, 상측에 보트(110)를 프로세스튜브(120)로 로딩/언로딩시키기 위한 패들(130)이 설치된다.
패들(130)은 상측에 보트(110)가 안착되기 위한 공간을 제공하고, 탄화규소(SiC)로 제작되며, 모터(미도시)의 회전력을 리드스크루(미도시), 볼스크루(미도시) 등으로 전달받아 위에 놓여지는 보트(110)를 프로세스튜브(120)의 내측으로 로딩/언로딩시킨다.
써멀 커플(140)은 프로세스튜브(120)의 내측 천정에 고정되며, 프로세스튜브(120) 내측의 온도를 측정함으로써 웨이퍼(W)의 온도 제어를 가능하도록 하며, 온도를 측정하는 측정 포인트가 길이방향을 따라 다수로 마련된다.
한편, 프로세스튜브(120)는 써멀 커플(140)의 고정을 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 내측 천정에 길이방향을 따라 간격을 두고서 배열되는 다수의 고정링(160)이 마련된다. 따라서, 써멀 커플(140)은 고정링(160에 차례로 삽입되어 프로세스튜브(120)의 천정에 고정된다.
이와 같은 구조로 이루어진 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
웨이퍼 이송로봇(미도시)에 의해 정해진 개수의 웨이퍼(W)가 보트(110)에 장착되면 패들(130)의 구동에 의해 보트(110)는 지지대(150)로부터 출입구(미도시)가 개방된 프로세스튜브(120) 내측으로 로딩된다. 보트(110)가 프로세스튜브(120) 내측으로 로딩되면 프로세스튜브(120)의 출입구를 셔터로 폐쇄시킨 다음 히터(미도시) 등과 같은 가열수단으로 프로세스튜브(120)를 가열함과 아울러 프로세스튜브(120) 천정에 설치된 써멀 커플(140)에 의해 내부 온도를 측정함으로써 웨이퍼(W)가 정해진 온도에 따라 열처리되도록 한다.
또한, 웨이퍼(W)와 보트(110)의 중량에 의해 패들(130)이 보트(110)를 왕복 이송시킴에 따라 레벨(level)이 쳐지게 되더라도 써멀 커플(140)이 프로세스튜브(120)의 천정에 위치하게 되어 패들(130)의 이동경로로부터 벗어남으로써 패들(130)과 써멀 커플(140)간에 간섭을 일으키지 않으며, 이로 인해 써멀 커플(140)이 패들(130)과의 충돌로 인해 파손되는 것을 방지할 뿐만 아니라 파손에 의한 파티클(particle)의 유발을 미연에 방지한다.
그리고, 써멀 커플(140)이 프로세스튜브(120) 내측에 마련되는 고정링(160)에 순차적으로 삽입되어 고정됨으로써 써멀 커플(140)의 설치를 용이하도록 하는 한편, 나아가서 써멀 커플(140)이 프로세스튜브(120) 내측에 안정적으로 고정되도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스는 프로세스튜브 내측에 위치하는 웨이퍼의 온도를 측정하는 써멀 커플이 보트를 이송하기 위한 패들의 이동경로로부터 벗어나도록 위치함으로써 패들의 처짐에 의한 써멀 커플과의 충돌 및 손상을 방지하며, 써멀 커플이 프로세스튜브 내측에 안정적으로 고정되도록 하는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (2)

  1. 보트에 장착된 다수의 웨이퍼에 대해 열처리 공정을 실시하는 수평형 퍼니스에 있어서,
    수평되게 형성되고, 상기 보트가 내측으로 로딩되며, 상기 웨이퍼에 대한 열처리 공정시 가열되는 프로세스튜브와,
    상기 보트가 안착되며, 상기 프로세스튜브로 상기 보트를 로딩/언로딩시키는 패들과,
    상기 프로세스튜브의 내측 천정에 고정되며, 상기 프로세스튜브 내측의 온도를 측정하는 써멀 커플을 포함하고,
    상기 프로세스튜브는,
    내측 천정에 상기 써멀 커플이 삽입되어 고정되기 위하여 다수의 고정링이 마련되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자를 제조하기 위한 수평형 퍼니스.
  2. 삭제
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