KR20000018784U

KR20000018784U - Thermal processing apparatus of semiconductor wafer

Info

Publication number: KR20000018784U
Application number: KR2019990004982U
Authority: KR
Inventors: 최진관
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1999-03-27
Filing date: 1999-03-27
Publication date: 2000-10-25

Abstract

본 고안은 반도체 웨이퍼 열처리장치에 관한 것으로, 공정챔버(11)와, 이 공정챔버(11)의 내부에 웨이퍼(W)가 수직으로 로딩될 수 있도록 잡아주는 웨이퍼홀더(12)와, 이 웨이퍼홀더(12)의 외곽에 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 설치되어 웨이퍼(W)에 열원을 공급하는 히터(13)와, 이 히터(13)의 내측에 설치되어 히터(13)로부터 공급되는 열원이 직접 웨이퍼(W)에 전달되는 것을 방지하기 위한 쿼츠 튜브(14)를 포함하여 구성되는데, 상기와 같이 웨이퍼(W)를 공정챔버(11)에 수직으로 로딩하고 그 외곽에 히터(13)를 둘러싸도록 설치하여 웨이퍼(W)의 전면에 걸쳐 온도 구배없는 균열장을 형성하도록 함으로써 웨이퍼에 써멀 스트레스나 슬립이 발생되는 것을 최소화하게 된다.The present invention relates to a semiconductor wafer heat treatment apparatus, the process chamber 11, the wafer holder 12 for holding the wafer (W) to be vertically loaded inside the process chamber 11, and the wafer holder The heater 13 which is provided to surround the wafer W so as to surround the wafer W and supplies the heat source to the wafer W, and the heat source which is installed inside the heater 13 and supplied from the heater 13 directly It comprises a quartz tube 14 for preventing the transfer to the wafer (W), so as to load the wafer (W) perpendicular to the process chamber 11 as described above and surround the heater 13 in the outer By installing a crack field without a temperature gradient over the entire surface of the wafer (W) to minimize the occurrence of thermal stress or slip on the wafer.

Description

Semiconductor Wafer Heat Treatment Equipment {THERMAL PROCESSING APPARATUS OF SEMICONDUCTOR WAFER}

본 고안은 반도체 웨이퍼 열처리장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼를 수직으로 로딩하여 열처리공정을 진행함으로써 균일한 온도 균열장을 형성할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a semiconductor wafer heat treatment apparatus, and in particular, it is possible to form a uniform temperature cracking field by performing a heat treatment process by vertically loading the wafer.

도 1은 종래 기술에 의한 열처리장치를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 공정챔버(1)의 내부에 수평으로 누운 원통형의 쿼츠 튜브(2)를 설치하고, 이 쿼츠 튜브(2)의 내부에는 웨이퍼(W)가 수평으로 안착될 수 있도록 웨이퍼 지지핀(3)을 설치한다.Figure 1 shows a heat treatment apparatus according to the prior art, as shown in this, a cylindrical quartz tube 2 lying horizontally lying inside the process chamber 1, and inside the quartz tube 2 The wafer support pin 3 is installed to allow the wafer W to be horizontally seated.

그리고 상기 쿼츠 튜브(2)의 상하측에는 웨이퍼(W)에 열원을 공급하기 위해 수개의 할로겐램프(4a)가 구비된 히터(4-1)(4-2)를 설치함으로써, 공정챔버(1)의 내부에 웨이퍼(W)가 유입되어 웨이퍼 지지핀(3) 위에 놓이게 되면 공정챔버(1) 내부를 공정 진행 온도로 맞추게 된다.In the upper and lower sides of the quartz tube 2, a process chamber 1 is provided by installing heaters 4-1 and 4-2 provided with several halogen lamps 4a to supply a heat source to the wafer W. When the wafer (W) is introduced into the inside and placed on the wafer support pin (3), the inside of the process chamber 1 is adjusted to the process progress temperature.

또한, 상기 공정챔버(1)의 일측에는 웨이퍼(W)에 반응가스를 주입하기 위한 가스주입구(5)가 형성되고, 타측에는 반응가스를 배출하기 위한 가스배기구(6)를 형성한다.In addition, a gas inlet 5 for injecting a reaction gas into the wafer W is formed at one side of the process chamber 1, and a gas exhaust port 6 for discharging the reaction gas is formed at the other side.

따라서, 상기 히터(4)에 의해 공정챔버(1) 내부가 공정 진행 온도에 이르게 되면, 가스주입구(5)를 통해 반응가스가 공정챔버(1) 내부로 유입되어 어닐링(Annealing)을 실시하게 된다.Therefore, when the inside of the process chamber 1 reaches the process progress temperature by the heater 4, the reaction gas is introduced into the process chamber 1 through the gas inlet 5 to perform annealing. .

이때, 공정 온도의 균열장을 형성하기 위해 하측 히터(4-2)의 상면에 플레이트(7)나 링(8)을 설치하며, 이때의 웨이퍼(W)의 온도를 리딩하기 위해 각종 파이로미터(9)를 설치한다.At this time, the plate 7 or the ring 8 is provided on the upper surface of the lower heater 4-2 to form the crack field of the process temperature, and various pyrometers are used to read the temperature of the wafer W at this time. Install (9).

이와 같이 어닐링이 완료되면 히터(4-1)(4-2)의 온도가 떨어지게 되고, 공정이 완료된 웨이퍼(W)는 공정챔버(1) 외부로 인출되어 냉각공정을 진행하게 된다.When the annealing is completed as described above, the temperature of the heaters 4-1 and 4-2 is lowered, and the wafer W having the process completed is taken out of the process chamber 1 to proceed with the cooling process.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지핀(3)에 수평으로 안착되어 공정이 진행됨에 따라 온도구배에 취약하며, 온도 균열장을 형성하기 위해 각종 플레이트(7)나 링(8)을 사용하지만 여전히 써멀 스트레스(THERMAL STRESS)나 슬립(SLIP)이 발생하는 문제점이 있었다.However, the prior art as described above is susceptible to temperature gradient as the wafer W is horizontally seated on the wafer support pin 3 and the process proceeds, and various plates 7 and rings ( 8), but there was still a problem that thermal stress (THERMAL STRESS) or slip (SLIP) occurs.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼를 수직으로 로딩하여 열처리공정을 진행함으로써 균일한 온도 균열장을 형성할 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 열처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer heat treatment apparatus capable of forming a uniform temperature crack field by performing a heat treatment process by vertically loading a wafer.

도 1은 종래 기술에 의한 반도체 웨이퍼 열처리장치를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a semiconductor wafer heat treatment apparatus according to the prior art.

도 2는 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼 열처리장치를 보인 평면도.Figure 2 is a plan view showing a semiconductor wafer heat treatment apparatus according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

11 ; 공정챔버 12 ; 웨이퍼홀더11; Process chamber 12; Wafer holder

13 ; 히터 14 ; 쿼츠 튜브13; Heater 14; Quartz tube

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 공정챔버와, 이 공정챔버의 내부에 웨이퍼가 수직으로 로딩될 수 있도록 잡아주는 웨이퍼홀더와, 이 웨이퍼홀더의 외곽에 웨이퍼를 둘러싸도록 설치되어 웨이퍼에 열원을 공급하는 히터와, 이 히터의 내측에 설치되어 히터로부터 공급되는 열원이 직접 웨이퍼에 전달되는 것을 방지하기 위한 쿼츠 튜브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a process chamber, a wafer holder for holding a wafer to be vertically loaded inside the process chamber, and is installed to surround the wafer outside the wafer holder to supply a heat source to the wafer And a quartz tube which is installed inside the heater to prevent the heat source supplied from the heater from being directly transferred to the wafer.

이하, 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼 열처리장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the semiconductor wafer heat treatment apparatus according to the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.

본 고안의 반도체 웨이퍼 열처리장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 장방형으로 이루어진 공정챔버(11)와, 이 공정챔버(11)의 내부 중앙에 웨이퍼(W)가 수직으로 로딩될 수 있도록 잡아주는 웨이퍼홀더(12)와, 이 웨이퍼홀더(12)의 외곽에 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 타원형으로 설치되어 웨이퍼(W)에 열원을 공급하는 히터(13)와, 이 히터(13)의 내측에 역시 타원형으로 설치되어 히터(13)로부터 공급되는 열원이 직접 웨이퍼(W)에 전달되는 것을 방지하기 위한 쿼츠 튜브(14)를 포함하여 구성된다.In the semiconductor wafer heat treatment apparatus of the present invention, as shown in FIG. 2, a rectangular process chamber 11 and a wafer for holding the wafer W vertically loaded in the inner center of the process chamber 11 are shown. The holder 12, the heater 13 which is provided in an elliptical shape so as to surround the wafer W on the outer side of the wafer holder 12, and supplies a heat source to the wafer W, and inside the heater 13 also. It is configured to include a quartz tube 14 installed in an elliptical shape to prevent the heat source supplied from the heater 13 from being directly transferred to the wafer (W).

상기 웨이퍼홀더(12)의 일측에는 웨이퍼(W)와 근접된 위치에서 공정챔버(11)의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(15)가 부착된다.One side of the wafer holder 12 is attached with a temperature sensor 15 for measuring the temperature of the process chamber 11 in a position close to the wafer (W).

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 열처리장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the heat treatment apparatus according to the present invention configured as described above are as follows.

산화막 확산공정 등을 거친 웨이퍼(W)를 이송장치가 공정챔버(11) 내부로 이송하여 웨이퍼홀더(12)에 로딩하면, 히터(13)의 할로겐램프(13a)로부터 공정 진행 온도에 필요한 열원을 공급한다.When the wafer W, which has undergone the oxide diffusion process, is transferred into the process chamber 11 and loaded into the wafer holder 12, the heat source required for the process temperature is transferred from the halogen lamp 13a of the heater 13. Supply.

이때, 상기 히터(13)는 수직으로 로딩된 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸고 있으므로 공정온도에서 온도 구배가 없이 웨이퍼(W)의 전면에 일정하게 열원이 공급됨에 따라 기존에서처럼 웨이퍼에 써멀 스트레스나 슬립이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.At this time, since the heater 13 surrounds the vertically loaded wafer W, the heat source is constantly supplied to the front surface of the wafer W without a temperature gradient at the process temperature, so that thermal stress or slip is applied to the wafer as in the conventional art. This can minimize the occurrence.

한편, 상기 웨이퍼홀더(12)에 부착된 온도감지센서(15)에 의해 웨이퍼(W)의 근접 위치에서 공정챔버(11) 내부의 온도를 리딩하게 되므로 보다 정확한 공정 진행 온도를 설정하게 된다.Meanwhile, since the temperature inside the process chamber 11 is read by the temperature sensor 15 attached to the wafer holder 12 in the vicinity of the wafer W, a more accurate process progress temperature is set.

이와 같이 어닐링이 완료된 웨이퍼(W)는 이송장치에 의해 냉각공정으로 이송됨으로써 열처리공정이 완료된다.In this way, the annealing is completed, the wafer W is transferred to the cooling process by the transfer apparatus, thereby completing the heat treatment process.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 웨이퍼 열처리장치는 웨이퍼를 공정챔버에 수직으로 로딩하고 그 외곽에 히터를 둘러싸도록 설치하여 웨이퍼의 전면에 걸쳐 온도 구배없는 균열장을 형성하도록 함으로써 웨이퍼에 써멀 스트레스나 슬립이 발생되는 것을 최소화하게 된다.As described above, the wafer heat treatment apparatus according to the present invention loads the wafer vertically in the process chamber and is installed to surround the heater on the outside so as to form a crack field without a temperature gradient over the entire surface of the wafer, thereby providing thermal stress to the wafer. Or slippage is minimized.

Claims

A process chamber, a wafer holder for holding the wafer vertically loaded inside the process chamber, a heater disposed around the wafer holder to supply a heat source to the wafer, and inside the heater And a quartz tube installed to prevent the heat source supplied from the heater from being directly transferred to the wafer.