KR19980020123A - 반도체 웨이퍼 열처리장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 제조공정에서 도프드 폴리(Doped-Poly) 단위공정 적용후 저항을 측정하기 전에 웨이퍼를 열처리하기 위한 반도체 웨이퍼 열처리(Anneal)장치에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 배치타입으로 단위공정이 수행된 웨이퍼를 저항 측정전에 열처리하기 위한 반도체 웨이퍼 열처리장치에 있어서, 상부에 히팅챔버(22), 대기실(23) 및 카세트 스테이지(24)가 나란하게 구비된 테이블(21)과, 열처리하기 위한 웨이퍼를 탑재하여 히팅챔버내에 넣기 위한 보트(25)와, 상기 보트를 대기실에서 히팅챔버 내부로 왕복 이동시키는 보트이송부(40)와, 카세트(26)에 탑재된 웨이퍼를 보트로 이송시켜 탑재시키는 웨이퍼이송부(30)와, 보트에 탑재된 웨이퍼를 카세트로 이송시켜 탑재시키는 웨이퍼반송부(50)로 이루어진 것이다.
따라서 모니터 웨이퍼에 대한 열처리가 효율적으로 이루어지고 구성이 매우 간단하게 이루어져 운용비가 절감되는 것이고, 열처리 시간이 단축되어 생산 웨이퍼에 대한 다음 공정이 신속하게 이루어지는 효과가 있다.

Description

반도체 웨이퍼 열처리장치
본 발명은 반도체 제조공정에서 도프드 폴리(Doped-Poly) 단위공정 적용후 저항을 측정하기 전에 웨이퍼를 열처리하기 위한 반도체 웨이퍼 열처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 배치타입(Batch Type)으로 공정을 수행하는 도프드 폴리(Doped-Poly)공정에서는 단위공정 적용후 저항을 측정하기 위해 배치당 3매의 모니터웨이퍼(Monitor Wafer)를 양쪽 가장자리부와 중앙부에서 각각 1매씩 샘플링하여 열처리하게 된다.
이러한 웨이퍼 열처리를 위해 종래에는 별도의 열처리장치가 없어 확산공정에 사용되는 설비를 이용하였던 것으로, 확산설비를 이용한 열처리장치는 도1에 도시된 바와 같이 열처리장치(1)의 일측에 열처리하고자 하는 웨이퍼가 탑재된 카세트(도시 안됨)를 열처리장치(1)내의 카세트 스테이지(2)에 투입하기 위한 프론트 셔터(3)가 구비되어 있고, 카세트 스테이지(2)에 넣어진 카세트는 오토 카세트 로더(4)에 의해 상측 카세트(5)단으로 이동되어 보관되어진다.
상측 카세트단(5)에 보관된 카세트는 오토 카세트 로더(4)에 의해 차례로 하측 카세트단(6)으로 옮겨지고, 웨이퍼 트랜스퍼(7)가 하측 카세트단(6)의 카세트로부터 웨이퍼를 꺼내어 보트(8)로 이동시키게 되며, 웨이퍼가 적재된 보트(8)는 보트 엘리베이터(9)에 의해 히팅챔버(10)내로 이동되어 열처리가 이루어지도록 구성되어 있다.
열처리를 마치게 되면, 다시 보트(8)가 보트 엘리베이터(9)에 의해 하강하여 히팅챔버(10)로부터 빠져나오게 되고, 웨이퍼 트랜스퍼(7)는 보트(8)로부터 웨이퍼를 꺼내어 다시 하측 카세트단(6)의 카세트에 적재시키게 되며, 오토 카세트 로더(4)는 카세트를 다시 상측 카세트단(5)으로 이동시켜 보관하게 된다.
이러한 종래의 열처리장치는 기존의 확산설비를 이용한 것이므로 히팅 챔버(10)에서 한 번에 열처리할 수 있는 웨이퍼수가 약 100∼150 매로 히팅공간이 매우 넓고, 많은 카세트를 설비내에 대기시키기 위한 상,하측 카세트단(5)(6)등 설비가 매우 복잡하게 되어 있다.
따라서 이러한 열처리장치를 이용하여 매 배치에서 3매의 모니터 웨이퍼만을 열처리하는 경우 열처리 시간이 길어지는등 매우 비효율적이고, 설비의 운용비가 가중되는 문제점이 있고, 열처리장치를 효율적으로 사용하기 위해 한 번에 열처리하기 위한 모니터 웨이퍼수를 늘리는 경우 적정수의 모니터 웨이퍼가 모여질 때 까지 대기시켜야 하므로 나머지 생산 웨이퍼에 대한 다음 공정을 신속하게 진행할 수 없으며, 생산 웨이퍼에 대하여 공정을 신속하게 진행시키기 위해 저항 측정전에 다음 공정을 수행하는 경우 저항 측정이 무의미해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 모니터 웨이퍼에 대한 열처리가 효율적으로 이루어지고 구성이 매우 간단하게 이루어져 운용비를 절감할 수 있는 반도체 웨이퍼 열처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 열처리 시간을 단축시켜 생산 웨이퍼에 대한 다음 공정이 신속하게 이루어질 수 있는 반도체 웨이퍼 열처리장치를 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 열처리장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 열처리장치를 나타낸 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 열처리장치에서 웨이퍼이송부를 나타낸 정면도이다.도4는 본 발명에 따른 열처리장치에서 보트이송부를 나타낸 정면도이다.
도5는 본 발명에 따른 열처리장치에서 웨이퍼반송부를 나타낸 사시도이다.
도6 및 도7은 본 발명에 따른 열처리장치의 동작상태를 나타낸 사시도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 테이블 22 : 히팅챔버
23 : 대기실24 : 카세트 스테이지
25 : 보트26 : 카세트
27 : 챔버도어28 : 프론트도어
30 : 웨이퍼이송부31, 41, 55, 59 : 감속모터
32, 33, 42, 43 : 풀리34, 44 : 와이어
35 : 이송푸셔40 : 보트이송부
45 : 보트가이드50 : 웨이퍼반송부
51 : 베이스52, 56 : 나사봉
53, 57 : 가이드봉58 : 웨이퍼푸셔
상기의 목적은 배치타입으로 단위공정이 수행된 웨이퍼를 저항 측정전에 열처리하기 위한 반도체 웨이퍼 열처리장치에 있어서, 상부에 히팅챔버, 대기실 및 카세트 스테이지가 나란하게 구비된 테이블과, 열처리하기 위한 웨이퍼를 탑재하여 히팅챔버내에 넣기 위한 보트와, 상기 보트를 대기실에서 히팅챔버 내부로 왕복 이동시키는 보트이송부와, 카세트에 탑재된 웨이퍼를 보트로 이송시켜 탑재시키는 웨이퍼이송부와, 보트에 탑재된 웨이퍼를 카세트로 이송시켜 탑재시키는 웨이퍼반송부를 포함하여 됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 열처리장치를 제공하는 데 있다.
이때 상기 히팅챔버와 대기실 사이에 챔버도어를 설치하고, 대기실과 카세트 스테이지 사이에 프론트도어를 설치하는 것이 바람직하고, 카세트 스테이지에 각종 스위치와 모니터를 설치하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 열처리장치를 나타낸 사시도로서, 테이블(21)상에 히팅챔버(22), 대기실(23) 및 카세트 스테이지(24)가 나란히 배치되어 구비되고, 웨이퍼를 탑재하여 히팅챔버(22)내에 넣기 위한 보트(25)가 대기실(23)내에 마련되어 있으며, 상기 카세트 스테이지(24)에는 열처리하기 위한 웨이퍼를 탑재한 카세트(26)가 놓이게 된다.
또한 상기 테이블(21)에는 카세트 스테이지(24)상의 카세트(26)에서 웨이퍼를 대기실(23)내의 보트(25)에 탑재시키는 웨이퍼이송부(30)가 설치되고, 보트(25)를 대기실(23)에서 히팅챔버(22)로 또는 히팅챔버(22)에서 대기실(23)로 왕복이송시키는 보트이송부(40)가 설치되며, 대기실(23)내의 보트(25)에서 웨이퍼를 카세트 스테이지(24)상의 카세트(26)에 탑재시키는 웨이퍼반송부(50)가 설치되어 있다.
상기 웨이퍼이송부(30)는 도3에 도시된 바와 같이 감속모터(31)로 구동하는 한 쌍의 풀리(32)(33)와 이를 연결하는 와이어(34)로 이루어지고, 와이어(34)에 이송푸셔(35)가 고정되어 직선왕복이동이 가능하도록 구성된다.
상기 보트이송부(40)는 도4에 도시된 바와 같이 또 다른 감속모터(41)로 구동하는 한 쌍의 풀리(42)(43)와 이를 연결하는 와이어(44)로 이루어지고, 와이어(44)에 보트가이드(45)가 고정되어 직선왕복이동이 가능하도록 구성된다.
상기 웨이퍼반송부(50)는 도5에 도시된 바와 같이 베이스(51)상의 일측에 나사봉(52)과 양쪽에 한 쌍의 가이드봉(53)이 웨이퍼 이송방향으로 설치되고, 상기 나사봉(52) 및 가이드봉(53)에 수평프레임(54)이 설치되어 제 1 감속모터(55)의 구동에 의해 직선왕복이동하도록 설치되며, 상기 수평프레임(54)에는 웨이퍼의 이송방향에 대하여 직각방향으로 나사봉(56) 및 가이드봉(57)이 설치되고, 이 나사봉(56) 및 가이드봉(57)에 웨이퍼푸셔(58)가 설치되어 제 2 감속모터(59)의 구동에 의해 직선왕복이동하도록 설치된다.
이때 상기 웨이퍼푸셔(58)는 나사봉(56) 및 가이드봉(57)으로부터 수직부(58a)와 수평부(58b)로 연장형성하여 웨이퍼의 반송시 보트(25)에 접촉되지 않도록 한다. 또한 히팅챔버(22)와 대기실(23) 사이에 보트(25)의 이동시 개폐되는 챔버도어(27)를 설치하고, 대기실(23)과 카세트 스테이지(24) 사이에 웨이퍼의 이동시 개폐되는 프론트도어(28)를 설치하는 것이 바람직하고, 카세트 스테이지(24)에는 각종 스위치(24a)와 모니터(24b)를 설치하는 것이 바람직하다.
이러한 구성의 본 발명은 배치타입으로 단위공정을 수행한 매 배치에서 3매의 모니터웨이퍼를 샘플링하여 적어도 3∼5배치에서 9∼15매의 모니터웨이퍼를 모아 도2에서와 같이 카세트(26)에 탑재시킨후 카세트 스테이지(24)에 놓고 장치를 작동시키게 되면, 먼저 프론트도어(28)가 열림과 동시에 웨이퍼이송부(30)의 감속모터(31)가 구동하여 이송푸셔(35)가 직선이동함으로써 카세트(26)내에 탑재된 웨이퍼들이 대기실(23)내의 보트가이드(45)상에 놓여진 보트(25)로 이동되어 탑재되어지고, 감속모터(31)의 역회전으로 이송푸셔(35)는 다시 원위치됨과 동시에 프론트도어(28)는 닫히게 된다.
웨이퍼가 보트(25)로 이송되어지면 도6에 도시된 바와 같이 챔버도어(27)가 열림과 동시에 보트이송부(40)의 감속모터(41)가 구동하여 보트가이드(45)를 직선이동시키게 되고, 이로써 웨이퍼를 탑재한 보트(25)는 히팅챔버(22) 내부로 이동되어 보트 플레이트(29)상에 놓여지게 되며, 감속모터(41)의 역구동으로 보트가이드(45)는 다시 대기실(23)로 원위치되고, 챔버도어(27)가 닫힘으로써 히팅챔버(22)내에서 보트(25)에 탑재된 웨이퍼를 열처리할 수 있게 된다.
이때 히팅챔버(22)는 9∼15매의 웨이퍼를 열처리하는 것이므로 내부용적이 작아 원하는 열처리온도로 상승시키는 시간이 짧아지게 되고, 이로써 열처리시간을 단축시킬 수 있다.
이와 같이 열처리가 끝나게 되면, 챔버도어(27)가 열림과 동시에 보트이송부(40)의 감속모터(41) 구동으로 보트가이드(45)가 이동하여 보트(25)를 히팅챔버(22)에서 대기실(23)로 이동시키게 되고, 보트(25)가 대기실(23)로 이동되면 챔버도어(27)가 닫히고 프론트도어(28)가 열림과 동시에 웨이퍼반송부(50)의 제 2 감속모터(59)가 구동하여 웨이퍼푸셔(58)가 대기위치에서 푸싱위치로 이동하게 된다.
이어서 제 1 감속모터(55)가 구동하여 수평프레임(54)을 직선이동시켜 웨이퍼푸셔(58)가 보트(25)에 탑재된 웨이퍼를 카세트 스테이지(24)상의 카세트(26)로 이송시키도록 함으로써 웨이퍼의 열처리작업이 끝나게 되는 것이고, 웨이퍼푸셔(58)는 다시 대기위치로 원위치됨으로써 다음 열처리를 위한 웨이퍼 및 보트(25)의 이동이 가능하게 한다.
이와 같이 동작하는 열처리장치는 자동제어로 모든 동작이 자동으로 이루어지고, 카세트 스테이지(24)에 구비된 각종 스위치(24a)에 의해 수동으로 동작시킬 수도 있으며, 카세트 스테이지(24)에 마련된 모니터(24b)로 열처리과정을 볼 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 열처리장치에 의하면, 모니터 웨이퍼에 대한 열처리가 효율적으로 이루어지고 구성이 매우 간단하게 이루어져 운용비가 절감되는 것이고, 열처리 시간이 단축되어 생산 웨이퍼에 대한 다음 공정이 신속하게 이루어지는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (7)

  1. 배치타입으로 단위공정이 수행된 웨이퍼를 저항 측정전에 열처리하기 위한 반도체 웨이퍼 열처리장치에 있어서,
    상부에 히팅챔버, 대기실 및 카세트 스테이지가 나란하게 구비된 테이블;
    열처리하기 위한 웨이퍼를 탑재하여 히팅챔버내에 넣기 위한 보트;
    상기 보트를 대기실에서 히팅챔버 내부로 왕복 이동시키는 보트이송부;
    카세트에 탑재된 웨이퍼를 보트로 이송시켜 탑재시키는 웨이퍼이송부; 및
    보트에 탑재된 웨이퍼를 카세트로 이송시켜 탑재시키는 웨이퍼반송부;
    를 포함하여 됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 열처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 히팅챔버와 대기실 사이에 설치된 챔버도어와, 대기실과 카세트 스테이지 사이에 설치된 프론트도어를 더 포함하여 됨을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 열처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 카세트 스테이지에 각종 스위치와 열처리과정을 볼 수 있도록 하는 모니터가 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 열처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이퍼이송부는,
    와이어로 연결된 한 쌍의 풀리;
    상기 풀리를 정,역회전시키는 감속모터; 및
    상기 와이어에 고정되어 감속모터의 회전방향에 따라 직선왕복이동하는 이송푸셔;
    로 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 열처리장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보트이송부는,
    와이어로 연결된 한 쌍의 풀리;
    상기 풀리를 정,역회전시키는 감속모터; 및
    상기 와이어에 고정되어 감속모터의 회전방향에 따라 직선왕복이동하는 보트가이드;
    로 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 열처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이퍼반송부는,
    베이스;
    상기 베이스의 양쪽에 웨이퍼의 이송방향으로 설치된 나사봉 및 가이드봉;
    상기 나사봉 및 가이드봉에 설치된 수평프레임;
    상기 수평프레임을 직선왕복이송시키기 위해 나사봉을 정,역회전시키는 감속모터;
    상기 수평프레임에 웨이퍼의 이송방향에 대하여 직각방향으로 설치된 나사봉 및 가이드봉;
    상기 나사봉 및 가이드봉에 설치된 웨이퍼푸셔; 및
    상기 웨이퍼푸셔를 직선왕복이송시키기 위해 나사봉을 정,역회전시키는 감속모터;
    로 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 열처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 웨이퍼푸셔는 수직바와 수평부에 의해 연장되어 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체 웨이퍼 열처리장치.
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