KR20010063341A - Device for heating wafer for semiconductor annealing process - Google Patents

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최영권
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윤종용
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for heating a wafer for a semiconductor annealing process is provided to minimize loss of a lamp caused by excessive current, by installing a dummy lamp to reduce the heat loss of a lamp in an outermost region so that similar power supplied to other regions is supplied to the lamp in the outermost region. CONSTITUTION: A plurality of lamps(20) radiates radiant heat which can be applied to a wafer(30). A lamp supporting unit(10) divides the plurality of lamps into various regions, and radially disposes the lamps. A dummy lamp(22) is additionally disposed in the circumference of the edge of the lamp supporting unit to directly apply heat to an outermost lamp.

Description

반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치{Device for heating wafer for semiconductor annealing process}Device for heating wafer for semiconductor annealing process

본 발명은 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 최외각 영역의 램프 쪽에서 받는 열 손실을 줄일 수 있도록 보조 램프가 더 구비됨으로써 과도한 전력 공급에 따른 램프의 손실을 줄일 수 있도록 하는반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer heating apparatus for a semiconductor annealing process, and more particularly, an auxiliary lamp is further provided to reduce heat loss received from the lamp side of the outermost region, thereby reducing the lamp loss due to excessive power supply. A wafer heating apparatus for a semiconductor annealing process.

일반적으로 반도체의 이온 주입 공정에서 이온 주입 후, 웨이퍼의 격자 결함과 격자 손상 덩어리(Cluster)들이 그대로 있으면 전자나 정공의 이동도가 감소하고 수명도 짧아지며, 또한 이들로 인하여 발생된 기계적 응력들이 어긋나기 결함(Dislocation) 등을 만들어 접합부의 누설 전류를 증가시키게 된다. 그리고 이온 주입된 대부분의 불순물 도펀트(Dopant)는 격자 위치가 아닌 틈새에 위치하게되어 활성화되어 있지 않으므로 이들을 활성화시켜 줄 필요가 있다. 이러한 목적을 위한 열처리 과정을 어닐링(Annealing)이라 한다.In general, after ion implantation in a semiconductor ion implantation process, if lattice defects and lattice damage clusters remain intact, the mobility of electrons or holes decreases and the lifespan is shortened. Dislocations may be generated to increase leakage current at the junction. Most of the impurity dopants implanted with ions are located in the gap, not the lattice position, and thus are not activated. Therefore, it is necessary to activate them. The heat treatment process for this purpose is called annealing.

이러한 어닐링 공정을 통하여 웨이퍼 상에 손상된 격자의 재결정이 이루어지고, 비 활성화되어 있던 이온 주입된 불순물 원자들이 격자 위치로 활성화되는 현상이 나타나게 된다. 이와 같은 어닐링 열처리에 필요한 적정 온도는 대략 400℃ ~ 1000℃ 영역이며, 그 방법으로는 노 내부에서의 히터 열선 등을 이용한 노열 처리 공정과, RTP(Rapid Thermal Process)공정, 레이저 열처리 공정 등이 있다.Through this annealing process, the recrystallization of the damaged lattice on the wafer is performed, and the phenomenon that the deactivated ion implanted impurity atoms are activated to the lattice position appears. The proper temperature required for such annealing heat treatment is in the range of 400 ° C. to 1000 ° C., and the method includes a furnace heat treatment process using a heater heating wire, an RTP (Rapid Thermal Process) process, a laser heat treatment process, and the like. .

여기서, RTP(Rapid Thermal Process) 공정은 다수의 램프(Lamp) 사용하여 이 램프로부터 발산되는 복사열을 이용하여 웨이퍼를 가열시키는 것이다.Here, a rapid thermal process (RTP) process uses a plurality of lamps to heat the wafer using radiant heat emitted from the lamps.

도 1 은 종래의 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치의 램프 배치 상태를 나타낸 평면도이다. 여기에서는 CENTURA RTP 공정 설비 모듈에 사용되는 것을 예시하고 있다.1 is a plan view showing a lamp arrangement state of a wafer heating apparatus for a conventional semiconductor annealing process. This example illustrates the use in the CENTURA RTP process equipment module.

도 1 에서 보면, 원형의 램프 지지대(1) 상에 복수의 램프(Lamp)(2)가 방사상으로 복렬 배치된다. 이러한 램프(2)는 주로 할로겐 램프(Halogen)가 사용되고, 12 개의 영역으로 나뉘어 총 187 개로 구성된다. 즉, 각 영역마다 1, 6, 12, 18,18, 6, 24, 12, 24, 18, 24, 24 개의 램프(2)가 배열되어 있다. 또한 12 개의 영역을 6 개의 그룹으로 나누어 각 그룹에 대하여 1 개의 고온 측정계(도시 생략)가 온도를 감지하여 램프(2)의 전력을 조절케 되어 있다.In FIG. 1, a plurality of lamps 2 are arranged radially in a row on a circular lamp support 1. The lamp 2 is mainly used a halogen lamp (Halogen), divided into 12 areas composed of a total of 187. That is, 1, 6, 12, 18, 18, 6, 24, 12, 24, 18, 24, 24 lamps 2 are arranged in each area. In addition, by dividing the 12 areas into six groups, one high temperature measuring system (not shown) for each group senses the temperature to adjust the power of the lamp 2.

이러한 램프(2)의 가열 영역은 웨이퍼(3)의 크기에 따라 변화되고, 상기 웨이퍼(3)는 웨이퍼 지지링(4)에 의하여 고정케 된다.The heating area of the lamp 2 is changed according to the size of the wafer 3, and the wafer 3 is fixed by the wafer support ring 4.

그러나, 종래의 가열 장치에서 최외각에 위치한 램프(2)의 영역은 바깥쪽으로 열을 빼앗기기 때문에 다른 영역에 비하여 항상 전력이 더 많이 가해져야 하므로, 항상 램프가 손상되는 부분(2a)은 까맣게 표시된 바와 같이 최외각 영역의 램프(2) 쪽에 치우쳐지게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional heating apparatus, since the area of the lamp 2 located at the outermost part is deprived of heat to the outside, more power must always be applied as compared to other areas, so that the lamp 2 is always damaged as shown in black. As described above, there is a problem that is biased toward the lamp 2 in the outermost region.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 최외각 영역의 램프 쪽의 열 손실을 줄일 수 있게 함으로써 최외각 영역에 위치한 램프에도 다른 영역과 비슷한 전력을 공급시킬 수 있도록 된 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the heat loss of the lamp side of the outermost region, thereby supplying similar power to other regions of the lamp located in the outermost region. The present invention provides a wafer heating apparatus for a semiconductor annealing process.

도 1 은 종래의 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치의 램프 배치 상태를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing a lamp arrangement state of a wafer heating apparatus for a conventional semiconductor annealing process.

도 2 는 본 발명에 따른 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치의 램프 배치 상태를 나타낸 평면도.2 is a plan view showing a lamp arrangement of the wafer heating apparatus for semiconductor annealing process according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 램프 지지대, 20 : 램프,10: lamp support, 20: lamp,

22 : 더미 램프, 30 : 웨이퍼,22: dummy lamp, 30: wafer,

40 : 웨이퍼 지지링.40: wafer support ring.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치는, 웨이퍼 상에 가해질 수 있는 복사열을 발산하는 복수의 램프와, 상기 램프들을 여러 영역으로 구분하여 방사상으로 복렬 배치시키는 램프 지지대와, 상기 램프 지지대의 가장자리 둘레에 최외각 램프 쪽에 직접적인 열을 가할 수 있도록 부가 배치되는 더미 램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.A wafer heating apparatus for a semiconductor annealing process according to the present invention for achieving the above object, a plurality of lamps for radiating radiant heat that can be applied to the wafer, and a lamp support for radially arranging the lamps divided into several areas And a dummy lamp which is additionally arranged to apply direct heat to the outermost lamp side around the edge of the lamp support.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 따른 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치의 램프 배치 상태를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view showing a lamp arrangement state of the wafer heating apparatus for semiconductor annealing process according to the present invention.

상기 도면에서, 부호 20 은 램프(Lamp)로서, 이는 RTP 공정에서 사용되는 가열 수단으로 주로 할로겐 가스가 봉입된 석영관으로 이루어진다.In the figure, reference numeral 20 denotes a lamp, which consists of a quartz tube mainly filled with halogen gas as a heating means used in the RTP process.

상기 램프(20)는 원형의 램프 지지대(10) 상에 여러 영역으로 나누어 방사상으로 복렬 배치된다. 즉, 상기 램프(20)는 12 개의 영역으로 나뉘어 총 187 개로 구성되고, 각 영역마다 1, 6, 12, 18, 18, 6, 24, 12, 24, 18, 24, 24 개로 구분하여 배열된다. 또한 12 개의 영역을 6 개의 그룹으로 나누어 각 그룹에 대하여 1 개의 고온 측정계(도시 생략)가 온도를 감지하여 램프(20)의 전력을 조절케 되어 있다.The lamp 20 is arranged radially in a row divided into several areas on the circular lamp support (10). That is, the lamp 20 is divided into 12 areas and is composed of a total of 187, and each area is divided into 1, 6, 12, 18, 18, 6, 24, 12, 24, 18, 24, and 24 areas. . In addition, by dividing the 12 areas into six groups, one high temperature measuring system (not shown) for each group senses the temperature to adjust the power of the lamp 20.

이러한 램프(20)의 가열 영역은 웨이퍼(30)의 크기에 따라 변화되고, 상기 웨이퍼(30)는 웨이퍼 지지링(40)에 의하여 고정케 된다.The heating area of the lamp 20 is changed according to the size of the wafer 30, and the wafer 30 is fixed by the wafer support ring 40.

특히, 본 실시예에서는 상기 램프 지지대(10)의 가장자리 부분의 둘레를 따라 최외각 램프(20) 쪽에 직접적인 열을 가할 수 있도록 링 형태의 더미 램프(Dummy Lamp)(22)가 더 부가 배치된다.In particular, in the present embodiment, a dummy lamp 22 having a ring shape is further disposed to directly apply heat to the outermost lamp 20 along the circumference of the edge of the lamp support 10.

이와 같이 구비된 본 발명에 따른 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치의 작용 관계를 살펴본다.The working relationship of the wafer heating apparatus for a semiconductor annealing process according to the present invention provided as described above will be described.

램프 지지대(10)의 가장자리 둘레에 더미 램프(22)를 더 부가 배치하여 특히최외각 램프(20) 쪽에 직접적인 열을 가할 수 있도록 하는 구조를 취한다.The dummy lamp 22 is further disposed around the edge of the lamp support 10 so that the heat can be applied directly to the outermost lamp 20 in particular.

이는 최외각 램프(20) 쪽의 영역이 그 이외의 램프 영역보다는 외부로 빼앗기는 열 손실이 더 많게 되므로, 이를 해소하기 위하여 최외각 쪽에 더 많은 전력이 가해짐으로 인하여 램프(20)의 손실이 집중적으로 이루어지기 때문이다.This is because the heat loss that the area of the outermost lamp 20 side is taken out to the outside than the other lamp area is more, the loss of the lamp 20 is concentrated because more power is applied to the outermost side to solve this problem. Because it is made.

따라서, 더미 램프(22)로부터 발산되는 열이 최외각 램프 영역에 직접적으로 미치게 함으로써 전력의 균일한 사용을 유도하고, 이로 인하여 종래와 같이 최외각 쪽으로 편중되어 발생되던 램프(20)의 손실을 상당히 줄일 수 있게 한다.Therefore, the heat emitted from the dummy lamp 22 directly reaches the outermost lamp area, thereby inducing a uniform use of power, thereby significantly reducing the loss of the lamp 20 generated by biasing toward the outermost as in the prior art. To reduce it.

상술한 본 발명에 의하면, 최외각 영역의 램프 쪽의 열 손실을 줄일 수 있게 보조 램프를 더 구비함으로써 최외각 영역에 위치한 램프 쪽에도 다른 영역과 비슷한 전력을 공급시킬 수 있으므로 과도 전력에 의한 램프의 손실을 최대한으로 줄일 수 있다.According to the present invention described above, by further comprising an auxiliary lamp to reduce the heat loss of the lamp side of the outermost region can be supplied to the lamp side located in the outermost region similar power to other regions, so the loss of the lamp due to excessive power Can be reduced as much as possible.

Claims (1)

웨이퍼 상에 가해질 수 있는 복사열을 발산하는 복수의 램프와,A plurality of lamps for radiating radiant heat that may be applied on the wafer, 상기 램프들을 여러 영역으로 구분하여 방사상으로 복렬 배치시키는 램프 지지대와,A lamp support for radially arranging the lamps into a plurality of areas; 상기 램프 지지대의 가장자리 둘레에 최외각 램프 쪽에 직접적인 열을 가할 수 있도록 부가 배치되는 더미 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 어닐링 공정용 웨이퍼 가열 장치.Wafer heating apparatus for a semiconductor annealing process characterized in that it comprises a dummy lamp that is additionally arranged to apply a direct heat to the outermost lamp side around the edge of the lamp support.
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