KR20010085408A - 전등 어닐링 장치와 반도체 장치 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
이 전등 어닐링 장치는 반사기의 흐림을 방지하고 열처리시 온도의 안정성과 반도체 웨이퍼 앞면의 산화 방지를 제공한다. 이 전등 어닐링 장치는 챔버 (10) 의 상부에서 가열하기 위한 전등 장치 (1) 를 포함하고 챔버 (10) 의 하부에서 온도의 안정을 위한 반사기 (7a) 를 포함한다. 공정 가스는 챔버 (10) 의 회전 실린더 (4) 위에서 회전하는 반도체 웨이퍼 (2) 의 앞면 (21) 쪽으로 공급되고, 반사기 (7a) 의 흐림을 방지하기 위한 배면 가스는 반도체 웨이퍼 (2) 의 배면 (22) 쪽으로 공급된다. 원하는 배면가스를 얻기 위해서 가스를 혼합시키는 질량 흐름 제어기 (15a 내지 15d) 가 더 포함되어 있다. 이 배면 가스는 반사기 (7a) 의 주위를 돌아서 배기 된다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼의 산화, 질화, 열처리나 그 비슷한 것에 사용되는 전등 어닐링 장치와 반도체 장치의 제조 방법에 관련되어 있다.
최근에, 빠른 가열과 냉각을 할 수 있는 전등 어닐링 장치가 반도체 웨이퍼위에 산화막이나 질화막을 형성하는데 사용되어 왔다. 종래의 전등 어닐링 장치는 수정 챔버나 금속 챔버안에 장착된 반도체 웨이퍼를 제논 전등 등에서 방출되는 빛으로 가열하고, 복수의 공정 가스 소스을 필요한 처리단계에 따라 챔버에 연결하는 방식이다.
이러한 종래의 전등 어닐링 장치의 구성은 참고로 개략적으로 도 1 에 도시되어 있다. 도 1 에 보여진 이 종래 기구는, 전등 광원으로 제논(xenon) 전등 등을 포함하는 전등 유닛 (1), 전등 유닛 (1) 을 분할하는 수정 판 (11), 한 개의 반도체 웨이퍼 (2) 를 수평으로 지지하기 위한 지지 링 (3), 및 지지 링 (3) 을 받치는 회전 실린더 (4) 가 장착된 수정 챔버 또는 금속 챔버 (10) 을 가지고 있다.
챔버 (10) 안에서 반도체 웨이퍼 (2) 를 회전시킬 수 있는 이 회전 실린더 (4) 는 (도시되지 않은) 구동 메커니즘에 의해 회전된다. 챔버 (10) 의 내부 바닥에는 온도의 안정성을 확보하기 위해서 반사기 (알루미늄 반사경) (7) 가 있고 또한 챔버 (10) 내부로 공정 가스를 공급하기 위해서 가스 공급 선 (5) 과 처리된 가스를 배기하기 위한 가스 배기 선 (6) 이 장착되어 있다.
열처리 동안 발생된 반사기 (7) 흐림(cloud)을 방지하기 위해서, 챔버 (10) 의 하부에는 반도체 웨이퍼 (2) 의 배면 (22) 으로 배면 가스를 내뿜기 위한 배면 가스 공급 선 (8) 이 장착되어 있다. 배면 가스 공급 선 (8) 은 복수의 선으로 분기되어 각각 반사기 (7) 로 열린 복수의 배면 가스 공급 포트 (12) 에 연결되어 있고 이러한 방식으로 배면 가스가 배면 가스 공급 포트 (12) 를 통하여 챔버 (10) 안으로 내뿜어져 나온다.
배면 가스의 배기를 위한 복수의 배면 가스 배기 포트 (13) 는 반사기 (7) 표면 경계부에 뚫려있고 배면 가스 배기 포트 (13) 는 배면 가스 배기 선 (9) 과 연결되어 챔버 (10) 으로부터 배면 가스를 배기시킬 수 있다. 반도체 웨이퍼 (2) 전체에 온도의 고른 분포를 위해 (도시되지 않은) 온도 조절 센서가 반사기 (7) 약간 아래에서 배면 가스 공급 선에 내장된다.
이러한 구성을 가진 종래의 전등 어닐링 장치를 사용하여 반도체 웨이퍼 (2) 를 가열하는 경우에 , 우선, 반도체 웨이퍼 (2) 는 (도시되지 않은) 입구로부터 지지 링 (3) 위에 위치한 챔버 (10) 로 이동된다. 그러면, 배면 가스 공급 선 (8) 으로부터의 배면 가스 뿐만아니라 가스 공급 선 (5) 으로부터의 적당한 공정 가스가 공급되고, 전등 유닛 (1) 이 회전 반도체 웨이퍼 (2) 에 빛을 조사하여 더 높은 온도로 가열시킨다.
이 종래 전등 어닐링 장치에서, 온도의 안정성을 확보하기 위한 반사기 (7) 의 상부면은 이따금 열처리 동안 반도체 웨이퍼 (2) 로부터의 외부 확산(out-diffusion)에 의해 흐려진다. 그리고 그런 흐림의 발생을 방지하기 위해서, 배면 가스로서 질소 가스가 배면 가스 포트 (12) 로 부터 반도체 웨이퍼 (2) 의 배면 (22) 방향으로 뿜어져 나와 외부 확산(out-diffusion)을 불어 흩트린다.
그러나 반도체 웨이퍼 (2) 인 실리콘 웨이퍼에는 열처리 전에 자연 산화 박막이 형성되어 있고 자연 산화 박막은 배면 가스인 질소 가스와 반응하여 산화규소의 미립자가 생성된다. 이 산화규소의 미립자가 반사기를 흐린다.
이 새로운 문제점은 소량의 산소 가스를 배면 가스인 질소 가스에 주입함으로써 효과적으로 해결할 수 있다. 이 경우에, 산소 가스의 양을 조절해야 하는 이유는 지지 링 (3) 주위의 구멍을 통하여 배면 가스가 이따금 웨이퍼 (2) 의 앞면 (21) 방향으로 갈 수도 있기 때문인데, 이것은 웨이퍼 (2) 의 앞면 (21) 인 소자 형성면에 원하지 않는 산화를 시키기 때문에 주입된 산소 가스량에 따라 트랜지스터특성이 다양해진다. 그러므로, 산소 가스와 배면 가스인 질소 가스에 넣는 혼합비의 조절이 중요하다.
이런 식으로, 종래 전등 어닐링 장치에서 일본 특개평 2-280319에서 공개된 데로 유량 제어가 공정 가스에서 수행되었으나, 배면 가스에는 수행되지 않았다.
따라서, 본 발명의 목적은 효과적인 전등 어닐링 장치를 제공하여 반사기의 흐림을 방지하여 열처리 온도의 안정성을 얻고, 반도체 웨이퍼 앞면인 소자형성면의 산화를 막는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 전등 어닐링 장치를 사용하는 반도체 장치의 효과적인 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징은, 챔버, 반도체 소자가 형성되어 있는 앞면과 배면이 있는 반도체 웨이퍼를 지지해 주는 지지 부재, 챔버내의 앞면 방향에 있는 전등 유닛, 챔버내 배면 방향에서의 온도 안정성을 위한 반사기, 반도체 웨이퍼의 앞면에서의 공정을 다루기 위해 챔버내 앞면 방향에 공정 가스를 공급하기 위한 제 1 수단, 및 반사기 표면의 흐림을 방지하기 위한 챔버내 배면 방향으로 배면 가스를 공급하는 제 2 수단으로 이루어진 전등 어닐링 장치를 제공한다. 배면 가스는 혼합가스로서 주 가스인 제 1 가스와 제 1 가스에 첨가되는 종속 가스인 제 2 가스를 포함하고 있고, 제 2 수단들은 제 1 가스와 제 2 가스를 혼합시켜 원하는 혼합비를 만드는 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 특징은, 챔버 상부에서 가열하는 전등 유닛과 챔버의 하부에서 온도의 안정성을 위한 반사기를 포함하는 전등 어닐링 장치가 있다. 이 챔버에서 공정 가스는 챔버내의 회전 실린더 위에 놓여져 있어 움직일 수 있는 반도체 웨이퍼의 소자형성면을 가진 앞면 방향으로 공급되고, 반사기의 흐림을 방지하기 위한 배면 가스는 반도체 웨이퍼의 배면 방향으로 공급된다. 공정 가스와 배면 가스는 조성이 서로 다르게 되어있다.
본 발명의 다른 태양은, 반도체 장치 제조 방법에 있어서 다음과 같은 단계를 갖는다.: 챔버 상부에서 가열하기 위한 전등 유닛과 챔버 하부에서 온도의 안정성을 위한 반사기를 가지고 있는 챔버 내 지지 부재 위에, 반도체 소자가 형성되는 앞면과 배면을 가지는 반도체 웨이퍼를 설정하는 단계; 공정 가스를 반도체 웨이퍼의 앞면 방향으로 공급하고 반사기 표면의 흐림을 방지하기 위해 소량의 산소 가스를 함유한 질소가스인 배면 가스를 반도체 웨이퍼의 배면 방향으로 공급하는 단계; 및 상기 전등 유닛으로 상기 반도체 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함한다.
앞에서 언급한 장치 또는 방법에서, 배면 가스의 주 가스인 제 1 가스는 질소 가스가 선호되고 배면 가스의 종속 가스인 제 2 가스는 질소 가스에 비해서 20ppm(parts per million)부터 20000ppm 사이의 산소 가스를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 배면 가스는 반사기의 경계부를 돌아 배기되는 것이 바람직하다.
또한, 복수의 질량 흐름 제어기는 병렬로 배열되어 있으며 배면 가스인 제 1 및 제 2 가스의 혼합비를 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 복수의 질량 흐름 제어기는 서로 다른 크기 ppm 의 비율로 조절되는 것이 바람직하며, 질량 흐름 제어기 중 하나는 질소 가스를 위한 것이고 다른 것들은 산소 가스를 위한 것이다.
또한, 질소 가스를 위한 질량 흐름 제어기로 조절되는 질소 가스는 산소 가스를 위한 질량 흐름 제어기 중에서 선택된 하나의 질량 흐름 제어기로 조절되는 산소 가스와 혼합될 수 있다.
아래에서 언급될 것들과 이 발명의 다른 목적들, 특징들, 장점들은 첨부된 도면과 관련하여 다음에 따르는 발명의 상세한 설명을 참고하면 더 확실해질 것이다.
도 1 은 종래 전등 어닐링 장치의 개략도이다.
도 2 은 본 발명의 실시 예에 따른 전등 어닐링 장치의 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
1. 전등 유닛 2. 반도체 웨이퍼
3. 지지 링 4. 회전 실린더
5. 가스 공급선 6. 가스 배기선
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전등 어닐링 장치는 그것에 대한 개략도인 도 2 를 참고로 설명되어 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전등 어닐링 장치는, 전원으로서제논 전등 등을 포함하는 전등 유닛 (1), 전등 유닛 (1) 을 분할하는 수정판 (11) , 반도체 웨이퍼인 실리콘 웨이퍼 (2) 를 수평으로 지지하는 지지 링 (3), 및 지지부재로서 지지 링 (3) 을 받치는 회전 실린더 (4) 가 장착된 수정 이나 금속 챔버 (10) 를 가지고 있다.
회전 실린더 (4) 는 챔버 (10) 에서 지지 링 (3) 으로 반도체 웨이퍼 (2) 를 회전시키는 (도시되지 않은) 구동 메카니즘에 의해 회전한다. 챔버 (10) 내부 밑면에 있는 반사기 (알루미늄 반사경) (7a) 는 온도의 안정성을 주고 또한 가스 공급 선 (5) 은 공정 가스를 챔버 (10) 에 공급하고 가스 배기 선 (6) 은 처리된 가스를 배기한다.
열처리 동안 반도체 웨이퍼 (2) 의 배면 (22) 으로부터의 외부 확산에 의해 생기는 반사경 (7a) 의 상부면 흐림을 방지하기 위해서, 챔버 (10) 의 하부로부터 반도체 웨이퍼 (2) 의 배면 (22) 으로 뿜는 배면 가스를 공급하는 배면 가스 공급 선 (8) 이 있다. 배면 가스 공급 선 (8) 은 각각 반사기 (7a) 으로 열린 복수의 배면 가스 공급 포트 (12) 에 연결된 복수의 선으로 분기하여 배면 가스 공급 포트 (12) 를 통해 챔버 (10) 으로 배면 가스를 뿜어낸다.
배면 가스를 내보내기 위한 복수의 배면 가스 배기 포트 (13a) 는 반사기 (7a) 가 위치한 반사기 (7a) 의 경계부를 따라서 챔버 (10) 의 밑면에 뚫려있고 배면 가스 배기 포트 (13a) 는 각각 배면 가스 배기 선 (9) 에 연결되어 있어 챔버 (10) 로부터 배면 가스를 배기 시킨다.
즉, 챔버 (10) 로 공급된 배면 가스는 반사기 (7a) 의 경계부를 돌아서 반사기 (7a) 와 회전 실린더 (4) 사이의 구멍을 통해서 배면 가스 배기 포트 (13a) 로 들어가고, 배면 가스 배기 선 (9) 을 통해서 밖으로 배기된다. 또한 반도체 웨이퍼 (2) 전체에 고른 온도 분포를 얻기 위해서 온도를 조절하기 위해 (도시되지 않은) 센서가 반사기 (7a) 조금 아래에 있는 배면 가스 공급 선에 내장된다.
배면 가스 공급 선 (8) 에 공급되는 배면 가스는 각각의 질소 가스 관과 산소 가스 관의 질량 흐름 제어기 (15a, 15b, 15c, 15d) 에 의해 제공하는 조절을 받아 질소와 산소 가스의 혼합비가 원하는 데로 되는 방식이다. 질량 흐름 제어기(15a 내지 15d) 에 의해 조절되는 배면 가스는 가스 혼합기 (14) 를 통하여 배면 가스 공급 선 (8) 으로 공급된다. 본 실시예에서, 산소 가스 관은 3개의 관으로 분기되며 다양한 방법으로 산소 가스의 공급율을 조절하고, 전환되어 사용될 수 있는 질량 흐름 제어기 (15b, 15c, 15d) 에 제공된다.
질량 흐름 제어기 (15a) 는 질소 가스 흐름을 20000 cc/min. (minute)에서 2000 cc/min. 까지 제어할 수 있다. 질량 흐름 제어기 (15b) 는 산소 가스 흐름을 200 cc/min. 에서 20 cc/min. 까지 조절할 수 있다. 질량 흐름 제어기 (15c) 는 산소 가스 흐름을 20 cc/min. 에서 2 cc/min. 까지 조절할 수 있다. 질량 흐름 제어기 (15d) 는 산소 가스 흐름을 2.0 cc/min. 에서 0.2 cc/min. 까지 조절할 수 있다.
질소 가스 부피당 2000 ppm - 20000 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스를 필요로 할 때, 질량 흐름 제어기 (15b 내지 15d) 중에서 스위치 (16) 로 질량 흐름 제어기 (15b) 를 선택한다. 그러면, 질량 흐름 제어기 (15a) 로 질소 가스 흐름을 10000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15b) 로 산소 가스 흐름을 20 cc/min. 으로 조절하면, 2000 ppm 의 산소 가스를 포함하는 배면 가스를 얻을 수 있다. 또한, 질량 흐름 제어기 (15a) 로 질소 가스 흐름을 10000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15b) 에서 산소 가스 흐름을 100 cc/min. 으로 조절하면, 10000 ppm 의 산소 가스를 포함하는 배면 가스를 얻을 수 있다. 또한, 질량 흐름 제어기 (15a) 에서 질소 가스 흐름을 9000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15b) 에서 산소 가스 흐름을 180 cc/min.을 조절하면 20000 ppm 의 산소 가스를포함하는 배면 가스를 얻을 수 있다.
질소 가스 부피당 200 ppm - 2000 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스를 필요로 할 때, 질량 흐름 제어기 (15b 내지 15d) 중에서 스위치 (16) 로 질량 흐름 제어기 (15c) 를 선택한다. 그러면, 질량 흐름 제어기 (15a) 에서 질소 가스 흐름을 10000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15c) 로 산소 가스 흐름을 2 cc/min. 로 조절하면, 200 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스를 얻을 수 있다. 또한, 질량 흐름 제어기 (15a) 에서 질소 가스 흐름을 10000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15c) 로 산소 가스 흐름을 10 cc/min. 로 조절하면, 1000 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스를 얻을 수 있다. 또한, 질량 흐름 제어기 (15a) 에서 질소 가스 흐름을 9000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15c) 로 산소 가스 흐름을 18 cc/min. 로 조절하면, 2000 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스를 얻을 수 있다.
질소 가스 부피당 20 ppm- 200 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스가 필요할 때, 질량 흐름 제어기 (15b 내지 15d) 중에서 스위치 (16) 로 질량 흐름 제어기 (15d) 를 설정한다. 그리고, 질량 흐름 제어기 (15a) 에서 질소 가스 흐름을 10000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15d) 로 산소 가스 흐름을 0.2 cc/min. 로 조절하면, 20 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스를 얻을 수 있다. 또한, 질량 흐름 제어기 (15a) 에서 질소 가스 흐름을 10000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15d) 로 산소 가스 흐름을 1.0 cc/min. 로 조절하면, 100 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스를 얻을 수 있다. 또한, 질량 흐름 제어기 (15a) 에서 질소 가스 흐름을 9000 cc/min. 로 하고 질량 흐름 제어기 (15d) 로 산소 가스 흐름을 1.8 cc/min. 로 조절하면, 200 ppm 의 산소 가스를 가진 배면 가스를 얻을 수 있다.
본 실시예의 작동은 도 2 를 참조하여 아래에 설명하였다. 도 2 에 도시된 본 발명에 따르면 전등 어닐링 장치를 사용하여 반도체 웨이퍼 (2) 를 가열하는 경우에, 우선 하나의 반도체 웨이퍼 (2) 를 (도시되지 않은) 입구에서 챔버 (10) 로 이동시켜 회전 실린더 (4) 위에 장착된 지지 링 (3) 위에 위치시킨다.
배면 가스 공급 선 (8) 에서 나오는 배면 가스 뿐만 아니라 가스 공급 선 (5) 에서 나오는 원하는 공정 가스가 챔버 (10) 로 공급된다.
회전 실린더 (4), 지지 링 (3), 및 반도체 웨이퍼 (2) 는 (도시되지 않은) 구동 메커니즘에 의해 회전하고, 전등 유닛 (1) 은 회전하는 반도체 웨이퍼 (2) 에 빛을 조사하여 더 높은 온도로 가열한다.
공정 가스로는 예를 들어 질소 가스, 산소 가스, 암모니아 가스, 아르곤 가스, 수증기가 있다. 각각의 공정 가스는 (도시되지 않은) 질량 흐름 제어기와 산화, 질화, 열처리 같은 가공에 따라 선택된 가스에 의해 조절되고, 가스 공급 선 (5) 으로 부터 챔버 (10) 로 공급되어 열처리하는 반도체 웨이퍼 (2) 의 앞면 (21) 와 접촉한다.
챔버 (10) 의 내부가 반사기 (7a) 에 의해 일정 온도로 유지될 수 있다. 열처리 동안 반도체 웨이퍼 (2) 로부터의 외부 확산에 의해 반사기 (7a) 의 흐림을 방지하기 위해서, 배면 가스는 배면 가스 공급 선 (8) 으로부터 공급된다. 공급된 배면 가스는 배면 가스 배기 선 (9) 으로부터 배기 된다.
그 때, 배기될 배면 가스가 반사기 (7a) 의 주위와 회전 실린더 (4) 사이의 구멍을 통해서 챔버 (10) 의 배면 가스 배기 포트 (13a) 로 흘러 들어가고, 배면 가스 배기 포트 (13a) 를 통해 배면 가스 선 (9) 으로부터 배기되어, 배면쪽의 배면 가스로부터 앞면쪽의 공정 가스의 분리를 효과적으로 할 수 있게 한다.
즉, 종래의 장치에서 배면 가스 포트 (13) (도 1) 는 반사기 경계부에 직접 연결되어 있어서 반사기 주위에 자주 흐림이 생기는 반면에, 본 발명에서는 배면 가스가 반사기 경계부를 돌아 배면 가스 배기 포트 (13a) (도 2) 로 들어가 배기되어, 반사기의 전면의 가스 흐름을 안정화 시키고 흐림이 생기는 것을 방지한다.
또한, 배면 가스 공급 선 (8) 으로 들어가는 배면 가스는 희석되고 복수의 질량 흐름 제어기 (15a 내지 15d) 로 원하는 혼합비가 되도록 그리고 반도체 웨이퍼 (2) 의 배면 (22) 에 산소를 20 ppm 에서 20000 ppm 까지 포함하는 질소 가스의 안정된 공급을 해주는 가스 혼합기 (14) 에서 혼합되도록 조절된다.
예를 들어, 도 2 에서 보여진 실시예와 전 설명에서, 배면의 질소 가스는 질량 흐름 제어기 (15a) 를 사용한 조절로 공급된다. 산소 가스는 질량 흐름 제어기 (15b, 15c, 15d) 중 필요한 것 하나를 사용하여 조절하여 공급하고 가스 혼합기 (14) 에서 질소 가스와 함께 혼합한다. 이 경우, 질량 흐름 제어기 (15b, 15c, 15d) 가 분당 각각 200 cc 에서 20 cc 까지, 20 cc 에서 2 cc 까지, 2.0 cc 에서 0.2 cc 까지로 조절된다.
이것은 반도체 웨이퍼 (2) 의 배면 (22) 으로부터의 외부 확산을 막아 줄 수 있고 질소 가스와 반응하여 실리콘 표면에 형성된 자연 산화 박막 반응의 산화규소의 미립자 생성의 발생을 막아줄 수 있어 반사기 (7a) 의 흐림을 방지하고 온도의 안정성을 얻게 해준다.
위에서 설명했듯이, 본 발명에 따른 전등 어닐링 기구는 아래에 언급할 장점들이 있다. 첫번째 장점은 원하는 가스를 얻기위해 혼합하는 장치를 포함한 장치로서 반도체 웨이퍼의 배면에 20 ppm 에서 20000 ppm 까지의 산소를 포함하는 질소 가스의 안정한 공급을 가능하게 하고, 질소가스와 반응하여 실리콘 표면에 형성된 자연 산화 박막의 발생을 막아주고, 반사기의 흐림을 방지하여 온도의 안정성을 얻을 수 있게 해준다는 점이다.
두번째 효과는 반도체 웨이퍼의 앞면과 배면이 서로 다른 조성을 가진 조성의 가스와 접촉할 수 있어 배면의 실리콘 표면에는 산소를 포함하는 질소 가스를 공급 가능하게 하고 앞면의 소자 형성면에 질소 가스의 공급을 가능하게 하여, 위에서 설명한 첫번째 효과를 가지며 또한 앞면에 소자 형성면의 산화를 막아준다.
위에서 설명했듯이, 본 발명에 따른 전등 어닐링 기구는 아래에 언급할 장점들이 있다. 첫번째 장점은 원하는 가스를 얻기위해 혼합하는 장치를 포함한 장치로서 반도체 웨이퍼의 배면에 20 ppm 에서 20000 ppm 까지의 산소를 포함하는 질소 가스의 안정한 공급을 가능하게 하고, 질소가스와 반응하여 실리콘 표면에 형성되는 자연 산화 박막의 발생을 막아주고, 반사기의 흐림을 방지하여 온도의 안정성을 얻을 수 있게 해준다는 점이다.
두번째 효과는 반도체 웨이퍼의 앞면과 배면이 서로 다른 조성을 가진 조성의 가스와 접촉할 수 있어 배면의 실리콘 표면에는 산소를 포함하는 질소 가스를 공급 가능하게 하고 앞면의 소자 형성면에 질소 가스의 공급을 가능하게 하여, 위에서 설명한 첫번째 효과를 가지며 또한 앞면에 소자 형성면의 산화를 막아준다.
Claims (17)
- 전등 어닐링 장치로서,챔버;반도체 소자들이 형성되는 앞면과 배면을 갖는 반도체 웨이퍼를 지지하는 지지 부재;상기 챔버내의 상기 앞면 쪽에 제공되는 전등 유닛;상기 챔버내의 상기 배면 쪽에 제공되는 온도 안정화를 위한 반사기;상기 반도체 웨이퍼의 상기 앞면위에서의 공정 처리를 위해 상기 챔버내의 상기 앞면 쪽에 공정 가스를 공급하는 제 1 수단; 및상기 반사기 표면의 흐림을 방지하기 위해 상기 챔버내의 상기 배면 쪽에 배면 가스를 공급하는 제 2 수단을 포함하고;상기 배면 가스는 주 가스로서 제 1 가스와 상기 제 1 가스에 첨가하는 종속 가스로서 제 2 가스를 포함하는 혼합 가스이며, 상기 제 2 수단은 상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스를 원하는 혼합비로 혼합시키는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 배면 가스의 상기 제 1 가스는 질소 가스이고 상기 배면 가스의 상기 제 2 가스는 산소 가스인 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 배면 가스는 20 ppm 에서 20000 ppm 사이의 상기 산소를 함유하는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 배면 가스는 상기 반사기의 경계부를 돌아 배기되는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 수단의 상기 장치는, 상기 배면 가스에서 상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스의 혼합비를 조절하도록 병렬로 배열된 복수의 질량 흐름 제어기를 가진 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 복수의 질량 흐름 제어기를 조절하여 서로 다른 크기의 ppm을 주고, 상기 질량 흐름 제어기중 하나는 상기 제 1 가스를 위한 것이고 나머지 제어기들은 제 2 가스를 위한 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 5 항에 있어서, 질소 가스를 위한 상기 질량 흐름 제어기로 조절된 상기 제 1 가스인 질소 가스는 산소 가스를 위한 상기 질량 흐름 제어기로부터 선택된 질량 흐름 제어기중의 하나로 조절된 상기 제 2 가스인 산소 가스와 혼합되는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 전등 어닐링 장치로서,챔버의 상부에서 가열하는 전등 유닛; 및상기 챔버 하부의 온도를 안정시키는 반사기를 포함하고,공정 가스는 상기 챔버내에서 회전되는 회전 실린더가 위치한 반도체 웨이퍼의 소자형성면을 가진 앞면 쪽으로 공급되고,상기 반사기 표면의 흐림을 방지하기 위한 배면가스는 상기 반도체 웨이퍼의 배면 쪽으로 공급되며,상기 반도체 웨이퍼의 상기 앞면과 상기 배면은 서로 상이한 조성을 가진 가스와 접촉하는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 배면 가스는 소량의 산소 가스를 포함하는 질소 가스인 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 9 항에 있어서, 상기 배면 가스는 20 ppm 에서 20000 ppm 사이의 산소 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 배면 가스는 상기 반사기의 경계부을 돌아 배기되는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 9 항에 있어서, 복수의 질량 흐름 제어기는 병열 배열되어 상기 배면 가스인 상기 질소와 산소 가스의 혼합비를 조절하는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링장치.
- 제 12 항에 있어서, 복수의 질량 흐름 제어기를 조절하여 서로 다른 크기의 ppm을 주고, 상기 질량 흐름 제어기중 하나는 질소 가스를 위한 것이고 다른 제어기들은 산소가스를 위한 것임을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 제 12 항에 있어서, 질소 가스를 위한 상기 질량 흐름 제어기로 조절되는 질소 가스는, 산소 가스를 위한 상기 질량 흐름 제어기로부터 선택되는 질량 흐름 제어기중의 하나로 조절된 산소 가스와 혼합되는 것을 특징으로 하는 전등 어닐링 장치.
- 반도체 장치를 제조하는 방법으로서,챔버 상부에서 가열하는 전등 유닛과 상기 챔버 하부에서 온도의 안전성을 주는 반사기를 갖는 챔버내의 지지 부재 위에, 반도체 소자가 형성되는 앞면과 배면을 갖는 반도체 웨이퍼를 설정하는 단계;상기 반도체 웨이퍼의 앞면 쪽으로 공정 가스를 공급하고, 상기 반사기의 표면의 흐림을 방지하기 위해 소량의 산소 가스를 포함하는 질소 가스인 배면 가스를 상기 반도체 웨이퍼의 상기 배면 쪽으로 공급하는 단계; 및상기 전등 유닛으로 상기 반도체 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 배면 가스는 20 ppm 에서 20000 ppm 사이의 산소 가스를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서, 복수의 질량 흐름 제어기는 병렬 배열되어 있고 상기 배면 가스인, 상기 질소 가스와 상기 산소 가스의 혼합비를 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
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