KR20010087467A - 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버 - Google Patents

듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치에서 급속 열처리가 완료된 반도체 웨이퍼를 냉각시키는 냉각챔버에 관한 것으로, 듀얼 공정챔버에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치에 의해 이송된 반도체 웨이퍼를 로딩하는 제1작업대와 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼를 이송장치가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제1승강장치로 구성된 제1반도체 웨이퍼 로딩부와, 제1반도체 웨이퍼 로딩부의 직하방에 설치되어 듀얼 공정챔버에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치에 의해 이송된 반도체 웨이퍼를 로딩하는 제2작업대와 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼를 이송장치가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제2승강장치로 구성된 제2반도체 웨이퍼 로딩부로 구성하여 냉각챔버로 반도체 웨이퍼의 로딩 및 언로딩하기 위한 대기 시간을 줄여 열처리 공정 작업의 생산성을 향상시키는데 있다.

Description

듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버{Cooling chamber of rapid thermal processing apparatus with dual process chamber}
본 발명은 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버에 관한 것으로, 특히 듀얼 공정챔버(dual process chamber)를 갖는 급속열처리장치에서 급속 열처리가 완료된 반도체 웨이퍼를 냉각시키는 냉각챔버에 관한 것이다.
급속열처리장치는 반도에 웨이퍼의 표면에 이온을 주입하거나 확산공정 실시 후에 결정을 재결정화 하기 위해 사용된다. 반도체 웨이퍼에 이온을 주입하는 공정은 반도체 웨이퍼의 표면에 트랜지스터의 활성영역을 형성하거나 반도체 웨이퍼 표면에 형성되는 막질의 전기전도도 등을 개선하기 위해 사용된다.
첨부된 도면을 이용하여 반도체 웨이퍼에 이온을 주입하는 열처리하는 급속열처리장치의 구성을 설명하면 다음과 같다. 도 1은 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 개략적 구성을 나타낸 평면도이다. 도시된 바와 같이, 급속열처리장치(10)는 이송장치(11)와 이송작업 챔버(12)로 크게 구별된다. 이송작업 챔버(12)의 주변에는 복수의 카세트 장착챔버(13), 듀얼 공정챔버(14) 및 냉각챔버(15)가 부가되어 구성된다.
복수의 카세트 장착챔버(13)는 다수의 반도체 웨이퍼(W)가 장착된 카세트(13a)에 장착된다. 카세트(13a)에 장착된 반도체 웨이퍼(W)는 이송장치(11)에 의해 듀얼 공정챔버(14)로 이송된다. 듀얼 공정챔버(14)의 내측에는 반도체 웨이퍼(W)가 로딩(loading)되는 작업대(14a)가 각각 설치된다. 이송장치(11)에 의해듀얼 공정챔버(14)의 작업대(14a)로 이송되어 로딩된 반도체 웨이퍼(W)는 소정 온도에서 열처리된다. 급속 열처리가 완료되면 이송장치(11)에 의해 냉각챔버(15)의 작업대(15a)로 이송되어 로딩된다.
냉각챔버(15)의 작업대 이송되어 로딩된 반도체 웨이퍼(W)는 냉각챔버(15)에서 상온으로 냉각된다. 반도체 웨이퍼(W)를 냉각시키는 냉각챔버(15)의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래의 급속열처리장치의 냉각장치의 구성을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 냉각챔버(15)는 작업대(15a), 프레임(frame)(15b) 및 승강장치(20)로 구성된다. 승강장치(20)는 다수의 승강핀(pin)(21∼23)과 공기 실린더(24)로 구성된다. 다수의 승강핀(21∼23)은 공기 실린더(24)에 의해 공급되는 공기(AIR)를 배관(25)을 통해 공급받아 상승 동작되도록 구성된다.
다수의 승강핀(21∼23)은 공기 실린더(24)에 의해 공급되는 공기(AIR)를 공급받아 상승되어 이송장치(11)가 반도체 웨이퍼(W)를 집을 수 있도록 반도체 웨이퍼(W)를 소정 높이로 상승시키게 된다. 냉각이 완료되어 소정 높이로 상승된 반도체 웨이퍼(W)를 집은 이송장치(11)는 반도체 웨이퍼(W)를 복수의 카세트 장착챔버(13)에 장착된 빈 카세트(13a)에 이송시킨다.
이송장치(11)에 의해 듀얼 공정챔버(14)로 반도체 웨이퍼(W)를 각각 이송하여 로딩한 후 급속열처리공정이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 냉각챔버(15)로 이송시 냉각챔버(15)는 하나의 작업대(15a)로 구성되어 있다. 이로 인해 듀얼 공정챔버(14)에서 공정이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 냉각챔버로 로딩시 지연되어반도체 웨이퍼(W)를 듀얼 공정챔버(14)로 로딩하는 시간보다 공정이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 언로딩하는 시간이 길어지게 된다.
반도체 웨이퍼를 로딩하는 시간보다 언로딩 시간이 길어짐과 함께 듀얼 챔버에서 냉각챔버로 로딩하는 시간 또한 길어져 전체적으로 급속열처리 공정 진행 시간이 길어져 급속열처리장치의 생산성이 감소되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치에서 듀얼 공정챔버에서 열처리가 완료된 반도체 웨이퍼를 냉각챔버로 로딩하는 시간과 냉각챔버에서 카세트로 언로딩하기 위한 대기 시간을 줄일 수 있는 냉각챔버를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 급속 열처리가 완료된 반도체 웨이퍼를 냉각챔버로 로딩하는 시간과 카세트로 언로딩하기 위해 대기하는 시간을 줄임으로써 급속열처리 공정 작업의 생산성을 향상시킴에 있다.
도 1은 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 개략적 구성을 나타낸 평 면도,
도 2는 종래의 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각장치의 구성 을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각장치 의 구성을 나타낸 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 제1승강장치와 제2승강장치의 구성을 나타낸 단면 도이다.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호 설명＊
10: 급속열처리장치 11: 이송장치
12: 이송작업 챔버 13: 복수의 카세트 장착챔버
14: 듀얼 공정챔버 30: 제1반도체 웨이퍼 로딩부
31: 제1작업대 32: 제1승강장치
40: 제2반도체 웨이퍼 로딩부 41: 제2작업대
42: 제2승강장치
본 발명의 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버는 듀얼 공정챔버에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치에 의해 이송된 반도체 웨이퍼를 로딩하는 제1작업대와 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼를 이송장치가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제1승강장치로 구성된 제1반도체 웨이퍼 로딩부와, 제1반도체 웨이퍼 로딩부의 직하방에 설치되어 듀얼 공정챔버에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치에 의해 이송된 반도체 웨이퍼를 로딩하는 제2작업대와 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼를 이송장치가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제2승강장치로 구성된 제2반도체 웨이퍼 로딩부로 구성됨을 특징으로 한다.
제1반도체 웨이퍼 로딩부와 제2반도체 웨이퍼 로딩부는 소정 높이로 이격되어 이송장치가 각각의 제1작업대와 제2작업대로 반도체 웨이퍼를 이송시킬 수 있도록 설치되며, 제1반도체 웨이퍼 로딩부의 제1승강장치와 제2반도체 웨이퍼 로딩부의 제2승강장치는 각각 다수의 제1승강핀 및 제2승강핀과 다수의 제1승강핀 및 제2승강핀을 각각 수직 방향으로 상승/하강시키기 위해 공기의 공급을 개폐하는 제1공기 실린더 및 제2공기 실린더로 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 제1승강장치와 제2승강장치의 구성을 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 듀얼 공정챔버(14: 도 1에 도시됨)에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치(11: 도 1에 도시됨)에 의해 이송된 반도체 웨이퍼(W)를 로딩하는 제1작업대(31)와 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 이송장치(11)가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제1승강장치(32)로 구성된 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)와, 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)의 직하방에 설치되어 듀얼 공정챔버(14)에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치(11)에 의해 이송된 반도체 웨이퍼(W)를 로딩하는 제2작업대(41)와 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 이송장치(11)가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제2승강장치(42)로 구성된 제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)로 구성된다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 냉각챔버는 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)와 제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)로 구성된다. 제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)는 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)의 직하방에 소정 거리(M)로 이격되어 이송장치(11)가 반도체 웨이퍼(W)를 각각의 제1작업대(31)와 제2작업대(41)로 이송시킬 수 있도록 설치된다.
제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)는 듀얼 공정챔버(14)에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치(11)에 의해 이송된 반도체 웨이퍼(W)를 로딩하는 제1작업대(31)가 상측에 설치되며, 제1작업대(31)의 하측에는 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 이송장치(11)가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제1승강장치(32)로 구성된다. 제1승강장치(32)는 반도체 웨이퍼(W)를 수직으로 상승/하강시키는 다수의 제1승강핀(32b)이 설치되며 다수의 제1승강핀(32b)은 제1공기 실린더(32a)로 연결 접속 설치된다.
제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)는 듀얼 공정챔버(14)에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치(11)에 의해 이송된 반도체 웨이퍼(W)를 로딩하는 제2작업대(41)가 상측에 설치되며, 제2작업대(41)의 하측에는 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 이송장치(11)가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제1승강장치(42)로 구성된다. 제1승강장치(42)는 반도체 웨이퍼(W)를 수직으로 상승/하강시키는 다수의 제2승강핀(42b)이 설치되며 다수의 제2승강핀(42b)은 제2공기 실린더(42a)로 연결 접속 설치된다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 냉각챔버의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
복수의 카세트 장착챔버(13)에 다수의 반도체 웨이퍼(W)가 장착된 카세트(13a)에 장착되면 이송장치(11)에 의해 듀얼 공정챔버(14)로 반도체 웨이퍼(W)를 이송한다. 반도체 웨이퍼(W)가 듀얼 공정챔버(14)로 각각 이송이 완료되면 약 1000℃에서 반도체 웨이퍼(W)를 열처리한다. 열처리가 완료된 반도체 웨이퍼(W)는 이송장치(11)에 의해 냉각챔버의 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)로 이송된다.
제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)에 열처리가 완료된 반도체 웨이퍼(W)가 로딩되면 이송장치(11)는 복수의 카세트 장착챔버(13: 도 1에 도시됨)에서 새로운 반도체 웨이퍼(W)를 듀얼 공정챔버(14)로 이송시킨다. 새로운 반도체 웨이퍼(W)의 이송이 완료된 상태에서 이전에 듀얼 공정챔버(14)에 장착된 반도체 웨이퍼(W)를 제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)로 이송한다.
제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)에 반도체 웨이퍼(W)가 로딩되면 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)에서 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 복수의 카세트 장착챔버(13)의 빈 카세트(13a)로 이송시켜 언로딩한다. 전술한 과정을 연속적으로 실행하여 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30) 및 제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)로 로딩된 반도체 웨이퍼(W)를 언로딩하기 위한 동작을 설명하면 다음과 같다.
열처리가 완료된 반도체 웨이퍼(W)는 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)의 제1작업대(31)에 로딩된다. 제1작업대(31)에 로딩이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 소정 시간 냉각시키고 냉각 작업이 완료되면 이송장치(11)에 의해 복수의 카세트 장착챔버(13)에 장착된 빈 카세트(13a)에 언로딩하게 된다. 이송장치(11)가 반도체웨이퍼(W)를 집을 수 있도록 제1작업대(31)에 장착된 반도체 웨이퍼(W)를 소정 높이로 상승시킨다. 이를 위해 제1승강장치(32)가 사용된다.
제1승강장치(32)는 제1작업대(31)에 로딩된 반도체 웨이퍼(W)를 소정 높이로 상승시키기 위해 다수의 제1승강핀(32b)을 구동시킨다. 다수의 제1승강핀(32b)은 공기관(32c)을 통해 접속 연결된 공기 실린더(32a)를 통해 외부에서 공기(AIR)를 공급받아 구동된다. 공기 실린더(32a)는 다수의 제1승강핀(32b)을 상승시키기 위해 다수의 제1승강핀(32b)으로 공기(AIR)를 주입한다. 공기(AIR)가 주입되면 다수의 제1승강핀(32b)이 소정 높이로 수직 상승하여 반도체 웨이퍼(W)를 소정 높이로 상승시킨다.
반도체 웨이퍼(W)가 소정 높이로 상승되면 이송장치(11)는 반도체 웨이퍼(W)를 집어 복수의 카세트 장착챔버(13)의 빈 카세트(13a)에 언로딩시키게 된다. 반도체 웨이퍼(W)를 언로딩시키기 위한 제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)는 공기 실린더(42a), 다수의 제2승강핀(42b) 및 배관(42c)으로 구성되어 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30)와 동일한 동작을 통해 반도체 웨이퍼(W)를 이송장치(11)가 집을 수 있도록 동작한다.
전술한 과정의 반복을 통해 듀얼 복수의 카세트 장착챔버(13), 듀얼 공정챔버(14), 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30) 및 제2반도체 웨이퍼 로딩부(40) 순서로 반도체 웨이퍼(W)를 이송하여 로딩시키고 다시 제1반도체 웨이퍼 로딩부(30) 및 제2반도체 웨이퍼 로딩부(40)에서 복수의 카세트 장착챔버(13)로 반도체 웨이퍼(W)를 언로딩시킴으로써 전체적으로 반도체 웨이퍼(W)의 이송 작업시 대기 시간을 줄여열처리 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 냉각챔버에서 복수의 반도체 웨이퍼 로딩부를 설치하여 냉각챔버로 반도체 웨이퍼를 로딩하는 시간 및 언로딩 하는 시간을 줄임으로써 반도체 웨이퍼의 이송 대기 시간을 제거하여 열처리 공정 작업의 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Claims (4)

  1. 듀얼 챔버를 갖는 급속열처리장치에서 반도체 웨이퍼를 냉각시키는 장치에 있어서,
    상기 듀얼 공정챔버에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치에 의해 이송된 반도체 웨이퍼를 로딩하는 제1작업대와, 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼를 이송장치가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제1승강장치로 구성된 제1반도체 웨이퍼 로딩부; 및
    상기 제1반도체 웨이퍼 로딩부의 직하방에 설치되어 듀얼 공정챔버에서 열처리 공정이 완료되어 이송장치에 의해 이송된 반도체 웨이퍼를 로딩하는 제2작업대와, 냉각이 완료된 반도체 웨이퍼를 이송장치가 집을 수 있도록 소정 높이 상승시키는 제2승강장치로 구성된 제2반도체 웨이퍼 로딩부로 구성됨을 특징으로 하는 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1반도체 웨이퍼 로딩부와 제2반도체 웨이퍼 로딩부는 소정 높이로 이격되어 이송장치가 각각의 제1작업대와 제2작업대로 반도체 웨이퍼를 이송시킬 수 있도록 설치됨을 특징으로 하는 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1반도체 웨이퍼 로딩부의 제1승강장치는 다수의제1승강핀; 및
    다수의 승강핀을 수직 방향으로 상승/하강시키기 위해 공기의 공급을 개폐하는 제1공기 실린더로 구성됨을 특징으로 하는 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2반도체 웨이퍼 로딩부의 제2승강장치는 다수의 제2승강핀; 및
    다수의 승강핀을 수직 방향으로 상승/하강시키기 위해 공기의 공급을 개폐하는 제2공기 실린더로 구성됨을 특징으로 하는 듀얼 공정챔버를 갖는 급속열처리장치의 냉각챔버.
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