KR20000074726A - 매엽식 반도체 제조장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼의 표면 온도를 모니터링하여 일정하게 유지시킬 수 있는 매엽식 반도체 제조장치를 개시한다. 이 매엽식 반도체 제조장치는, 가공될 웨이퍼가 안착되는 서셉터와, 서셉터의 하부에 설치되어 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 가열장치와, 가열장치의 하부에 설치된 온도측정수단을 구비하는 매엽식 반도체 제조장치에 있어서, 웨이퍼 후면의 온도를 직접 측정할 수 있는 웨이퍼 온도 측정장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

매엽식 반도체 제조장치{Single wafer type apparatus for fabricating a semiconductor device}

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 실제 표면온도를 정확히 측정, 조절할 수 있는 적외선 온도감지기와 온도 제어장치를 구비하는 반도체 제조장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정은 고온에서 막의 성장이나 이온을 확산하는 확산로(diffusion furnace), 고진공하에서 화학기상반응 및 식각을 행하는 플라즈마 장비, 이온주입 또는 금속증착 장비 등 다양한 장비를 거쳐 진행된다. 이러한 반도체 제조공정 중 주로 웨이퍼에 산화막 또는 폴리실리콘막과 같은 막질을 형성시키는 확산 설비에 있어서 가장 중요한 것은 웨이퍼 주변의 온도이다. 따라서, 막질을 형성하는 확산로의 온도 제어도 중요하지만 제어한 온도의 상태를 항상 일정하게 모니터링하는 것도 매우 중요하다.

확산공정에 사용되는 설비는, 한 개의 확산로를 이용하여 한 번에 여러 매의 웨이퍼를 처리하는 배치식(batch tupe)과, 여러 개의 소형 챔버를 이용하여 한 번에 한 매씩을 처리하는 매엽식(single type)으로 나뉘어진다. 이 중 웨이퍼의 온도나 외부온도의 변화에 대한 영행은 배치식 설비에 비해 매엽식 설비에서 더욱 민감하게 나타난다. 그 이유는, 소형 챔버의 내벽(wall)이 웨이퍼의 크기와 비슷한 크기로 구성되어 온도의 영향이 즉시 반영되기 때문이다. 따라서, 매엽식 확산설비에 있어서는 웨이퍼의 온도가 일정하게 유지되고 있는지를 모니터링하여 설비를 안정적으로 제어할 수 있는 장치가 요구된다.

도 1은 종래의 매엽식 확산설비를 개략적으로 도시한 개략도이다.

도면 참조부호 "10"은 매엽식 확산설비의 소형 챔버 내벽을, "12"는 가공될 웨이퍼가 안착되는 서셉터(susceptor)를, "14"는 소정의 막질을 증착하기 위한 웨이퍼를, "16"은 상기 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 내부 히터(heater)를, "18"은 상기 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 외부 히터를, "20"은 상기 내부 히터의 온도를 측정하기 위한 내부 열전대(thermocouple)를, "22"는 상기 외부 히터의 온도를 측정하기 위한 외부 열전대를, 그리고 "24"는 챔버의 온도를 측정하기 위한 챔버 열전대를 각각 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 챔버 내에는 웨이퍼를 안착시키는 서셉터라는 평판이 설치되어 있고, 이 서셉터는 저항코일, 고주파 가열장치, 적외선 램프 가열장치 및 레이저 등의 히터(16, 18)에 의해 표면의 온도가 조절되도록 되어 있다. 그리고, 상기 서셉터의 온도는 히터의 하단부에 위치한 내, 외부 열전대(20, 22) 또는 챔버 열전대(24)를 이용하여 측정된다. 따라서, 실제로 막이 형성되는 웨이퍼의 정확한 온도를 측정하는 것이 불가능하다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼의 표면 온도를 모니터링하여 일정하게 유지시킬 수 있는 매엽식 반도체 제조장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 매엽식 확산설비를 개략적으로 도시한 개략도이다.

도 2는 본 발명에 의한 매엽식 반도체 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 30.....챔버 12, 32.....서셉터

14, 34.....웨이퍼 16, 36.....내부 히터

18, 38.....외부 히터 20, 40.....내부 열전대

22, 42.....외부 열전대 24, 44.....챔버 열전대

46.........중앙 열전대

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 매엽식 반도체 제조장치는, 가공될 웨이퍼가 안착되는 서셉터와, 상기 서셉터의 하부에 설치되어 상기 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 가열수단과, 상기 가열수단의 하부에 설치된 온도측정수단을 구비하는 매엽식 반도체 제조장치에 있어서, 상기 웨이퍼 후면의 온도를 직접 측정할 수 있는 웨이퍼 온도 측정수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 웨이퍼 온도 측정수단은, 상기 서셉터에 형성된 관통공을 통해 상기 웨이퍼의 온도를 측정하도록 구성되며, 열전대(thermocouple)로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 웨이퍼의 온도를 직접적으로 정확히 측정하여 조절할 수 있으므로, 공정이 진행되는 동안 웨이퍼의 온도를 실제 공정온도에 적합하게 일정하게 유지 및 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 매엽식 반도체 제조장치를 첨부된 도면을 이용하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 매엽식 반도체 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에서, 도면 참조부호 "30"은 매엽식 확산설비의 소형 챔버 내벽을, "32"는 가공될 웨이퍼가 안착되는 서셉터(susceptor)를, "34"는 소정의 막질을 증착하기 위한 웨이퍼를, "36"은 상기 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 내부 히터(heater)를, "38"은 상기 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 외부 히터를, "40"은 상기 내부 히터의 온도를 측정하기 위한 내부 열전대(thermocouple)를, "42"는 상기 외부 히터의 온도를 측정하기 위한 외부 열전대를, "44"는 챔버의 온도를 측정하기 위한 챔버 열전대를, 그리고 "46"은 웨이퍼의 온도를 직접 측정하기 위한 중앙 열전대를 각각 나타낸다.

본 발명의 매엽식 제조장치에 따르면, 내, 외부 열전대 외에, 웨이퍼 중심부의 온도를 직접 측정할 수 있는 중앙 열전대(46)가 설치되어 있다. 상기 중앙 열전대(46)는 웨이퍼가 안착되는 서셉터(32)의 중심부에 관통공을 파서 웨이퍼의 온도를 직접 읽을 수 있도록 설치되어 있다. 따라서, 웨이퍼의 온도를 직접적으로 정확히 측정하여 조절할 수 있으므로, 공정이 진행되는 동안 웨이퍼의 온도를 실제 공정온도에 적합하게 일정하게 조절할 수 있다.

이상 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 당업자에 의해 많은 변형 및 개량이 가능하다.

상술한 본 발명에 의한 매엽식 반도체 제조장치에 의하면, 웨이퍼의 온도를 직접적으로 정확히 측정하여 조절할 수 있으므로, 공정이 진행되는 동안 웨이퍼의 온도를 실제 공정온도에 적합하게 일정하게 유지 및 조절할 수 있다.

Claims (3)

1. 가공될 웨이퍼가 안착되는 서셉터와, 상기 서셉터의 하부에 설치되어 상기 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 가열수단과, 상기 가열수단의 하부에 설치된 온도측정수단을 구비하는 매엽식 반도체 제조장치에 있어서,

   상기 웨이퍼 후면의 온도를 직접 측정할 수 있는 웨이퍼 온도 측정수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매엽식 반도체 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 온도 측정수단은,

   상기 서셉터에 형성된 관통공을 통해 상기 웨이퍼의 온도를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 매엽식 반도체 제조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 온도 측정수단은,

   열전대(thermocouple)로 구성된 것을 특징으로 하는 매엽식 반도체 제조장치.