KR200151977Y1 - Wafer instant heating apparatus for heat diffusion for semiconductor fabrication - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 제조 공정용 웨이퍼 순간 가열장치의 도어 및 튜브 구조를 개선하여 산화막의 오염을 억제하는 한편, 온도 균일성을 향상시킬 수 있도록 하므로써 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention improves the yield of the wafer by improving the door and tube structure of the wafer instantaneous heating device for semiconductor manufacturing process while suppressing contamination of the oxide film and improving the temperature uniformity.
이를 위해, 본 고안은 웨이퍼(1)가 장입되며 외면과 내면 사이에 원주형의 질소가스 유동덕트(2a)가 형성되는 튜브(3)와, 상기 튜브(3)의 질소가스 유동덕트(2a)에 연결되어 상기 질소가스 유동덕트(2a) 내로 질소가스를 공급하는 질소가스 공급라인(4)과, 상기 튜브(3) 일측에 장착되며 튜브(3)의 입구를 밀폐하도록 닫음에 따라 상기 튜브(3) 일측에 장착되며 튜브(3)의 입구를 밀폐하도록 닫음에 따라 상기 튜브(3) 선단의 원주형 질소가스 유동덕트(2a)에 연결되는 질소가스 유동덕트(2b)가 내부에 형성된 도어(5)로 구성된 반도체 제조를 위한 열적 확산 공정용 웨이퍼 순간 가열장치이다.To this end, the present invention is a tube (3) in which a wafer (1) is charged and a cylindrical nitrogen gas flow duct (2a) is formed between the outer surface and the inner surface, and the nitrogen gas flow duct (2a) of the tube (3) A nitrogen gas supply line 4 connected to the nitrogen gas supply duct 2a for supplying nitrogen gas into the nitrogen gas flow duct 2a and mounted on one side of the tube 3 and closing to close the inlet of the tube 3. 3) A door having a nitrogen gas flow duct 2b mounted therein and connected to the cylindrical nitrogen gas flow duct 2a at the tip of the tube 3 as it closes to close the inlet of the tube 3. It is a wafer instantaneous heating device for thermal diffusion process for semiconductor manufacturing.
Description
본 고안은 반도체 제조를 위한 열적 확산 공정용 웨이퍼 순간 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 순간 가열장치의 도어 및 튜브 구조 개선을 통해 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a wafer instantaneous heating device for a thermal diffusion process for semiconductor manufacturing, and more particularly, to improve the yield of the wafer through the door and tube structure of the wafer instantaneous heating device.
일반적으로, 종래의 반도체 제조 공정용 웨이퍼 순간 가열장치는 제1도 및 제2도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1)가 장입되는 튜브(3a)와, 상기 튜브(3a)입구를 밀페하는 작용을 하는 도어(5a)와, 상기 튜브(3a)내의 지지대(7)에 로딩된 웨이퍼(1)를 가열하기 위한 히팅용 램프(8)로 구성된다.In general, a conventional wafer instantaneous heating apparatus for a semiconductor manufacturing process has a function of sealing the tube 3a into which the wafer 1 is inserted and the inlet of the tube 3a, as shown in FIGS. 1 and 2. And a heating lamp 8 for heating the wafer 1 loaded on the support 7 in the tube 3a.
이 때, 상기 튜브(3a) 일측에는 튜브(3a)내로 공정가스를 주입하기 위한 공정가스 주입구(9)가 형성된다.At this time, one side of the tube (3a) is formed with a process gas inlet (9) for injecting the process gas into the tube (3a).
따라서, 종래에는 튜브(3a) 입구의 도어(5a)가 열리면 웨이퍼(1)가 튜브(3a) 속으로 장입되어 웨이퍼(1) 지지대(7) 위에 로딩되고, 이에 따라 도어(5a)가 닫히게 된다.Therefore, conventionally, when the door 5a at the inlet of the tube 3a is opened, the wafer 1 is charged into the tube 3a and loaded onto the wafer 7 support 7, thereby closing the door 5a. .
또한, 도어(5a)가 닫힌 다음에는 튜브(3a) 외주면에 설치된 램프(8)에 전원이 인가되어 램프(8)가 가열되며, 이 열에 의해 튜브(3a) 내의 웨이퍼(1)가 순간적으로 가열된다.In addition, after the door 5a is closed, power is applied to the lamp 8 provided on the outer circumferential surface of the tube 3a to heat the lamp 8, and the heat of the wafer 1 in the tube 3a is instantaneously heated by this heat. do.
이 때, 튜브(3a) 일측의 공정가스 주입구(9)로 공정가스가 주입되어 웨이퍼(1) 상면에 공정가스가 증착되는 단위 공정이 진행된다.At this time, the process gas is injected into the process gas inlet 9 on one side of the tube 3a, and the unit process of depositing the process gas on the upper surface of the wafer 1 is performed.
한편, 공정이 완료된 후에는 공정가스의 공급 및 램프(8)의 가열이 중단되며, 튜브(3a) 및 웨이퍼(1)가 일정 온도까지 냉각시킨 다음, 튜브(3a)로부터 웨이퍼(1)를 언로딩 시키게 된다.On the other hand, after the process is completed, the supply of the process gas and the heating of the lamp 8 are stopped, the tube 3a and the wafer 1 are cooled to a certain temperature, and then the wafer 1 is removed from the tube 3a. Will be loaded.
그러나, 이와 같은 종래의 웨이퍼(1) 순간 가열장치는 도어(5a)를 열고 닫는 과정에서 외부로부터 공기가 유입될 뿐만 아니라, 도어(5a)가 닫힌 상태에서도 튜브(3a)와 도어(5a) 사이의 접촉부에 외부로부터 공기가 유입되므로써 불순물에 의해 오염된 산화막이 웨이퍼(1) 표면에 형성된다.However, the conventional wafer 1 instantaneous heating device not only introduces air from the outside in the process of opening and closing the door 5a, but also between the tube 3a and the door 5a even when the door 5a is closed. The air is introduced from the outside into the contact portion of the oxide film formed on the surface of the wafer 1 contaminated by impurities.
또한, 튜브(3a) 내의 온도가 중앙부와 도어(5a) 입구측의 각 영역 별로 차이가 나게 되므로 인해 웨이퍼(1) 상에 형성되는 각 소자에 결함이 발생하거나 특성 저하가 발생하여 웨이퍼(1)의 수율이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, since the temperature in the tube 3a is different for each region of the central portion and the inlet side of the door 5a, defects or deterioration of the elements formed on the wafer 1 occur, resulting in a wafer 1 There was a problem that the yield is lowered.
뿐만 아니라, 온도를 내리는 과정에서 종래에는 대기와의 온도차를 이용한 냉각 방식이므로 온도를 내리는 속도가 느려, 양산시 생산능력이 떨어지게 되는 등 많은 문제점이 있었다.In addition, in the process of lowering the temperature, conventionally, since the cooling method using a temperature difference with the atmosphere, there are many problems such as slowing down the temperature and decreasing production capacity during mass production.
본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 제조 공정용 웨이퍼 순간 가열장치의 도어 및 튜브 구조를 개선하여 불순물에 의한 산화막 오염을 억제하는 한편, 온도 균일성을 향상시킬 수 있도록 하므로써 웨이퍼의 수율을 향상 시킬 수 있도록 한 반도체 제조를 위한 열적 확산 공정용 웨이퍼 순간 가열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, by improving the door and tube structure of the wafer instantaneous heating device for semiconductor manufacturing process to suppress the oxide film contamination by impurities, while improving the temperature uniformity It is an object of the present invention to provide a wafer instantaneous heating device for a thermal diffusion process for semiconductor manufacturing that can improve the yield.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 웨이퍼가 장입되며 외면과 내면사이에 원주형의 질소가스 유동덕트가 형성되는 튜브와, 상기 튜브의 질소가스 유동덕트에 연결되어 상기 질소가스 유동덕트 내로 질소가스를 공급하는 질소가스 공급라인과, 상기 튜브 일측에 장착되며 튜브의 입구를 밀폐하도록 닫음에 따라 상기 튜브 선단의 원주형 질소가스 유동덕트에 연결되는 질소가스 유동덕트가 내부에 형성된 도어로 구성된 반도체 제조를 위한 열적 확산 공정용 웨이퍼 순간 가열장치이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a tube in which a wafer is loaded and a cylindrical gas flow duct of a cylindrical shape is formed between an outer surface and an inner surface thereof, and a nitrogen gas flow duct connected to the nitrogen gas flow duct of the tube. A semiconductor consisting of a nitrogen gas supply line for supplying gas and a door mounted inside the tube and having a nitrogen gas flow duct connected to the cylindrical nitrogen gas duct at the tip of the tube as the tube inlet is closed to close the inlet of the tube. Wafer flash heater for thermal diffusion process for manufacturing.
제1도는 종래의 웨이퍼 가열장치를 나타낸 종단면도로서,1 is a longitudinal sectional view showing a conventional wafer heating apparatus.
제la도는 가열장치가 닫힌 상태를 나타낸 종단면도.La is a longitudinal sectional view showing a state in which a heating device is closed.
제lb도는 가열장치가 열린 상태를 나타낸 종단면도.FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an open state of a heating apparatus. FIG.
제2도는 본 고안을 나타낸 종단면도로서,2 is a longitudinal sectional view showing the present invention,
제2a도는 가열장치가 닫힌 상태를 나타낸 종단면도.Figure 2a is a longitudinal cross-sectional view showing a state in which the heating device is closed.
제2b도는 가열장치가 열린 상태를 나타낸 종단면도.Figure 2b is a longitudinal sectional view showing a state in which the heating device is open.
제3도는 제2a도의 A-A선을 나타낸 횡단면도.3 is a cross sectional view taken along the line A-A of FIG. 2a.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 웨이퍼 2a, 2b : 질소가스 유동덕트1 Wafer 2a, 2b Nitrogen gas flow duct
3 : 튜브 4 : 질소가스 공급라인3: tube 4: nitrogen gas supply line
5 : 도어 6 : 요입홈5: door 6: recessed groove
7 : 웨이퍼 지지대 8 : 가열용 램프7: wafer supporter 8: heating lamp
9 : 공정가스 주입구9: process gas inlet
이하, 본 고안의 일 실시예를 첨부도면 제2도 및 제3도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 of the accompanying drawings.
제2도는 본 고안을 나타낸 종단면도이고, 제3도는 제2a도의 A-A선을 나타낸 횡단면도로서, 본 고안은 웨이퍼(1)가 장입되는 튜브(3)의 외면과 내면 사이에 원주형의 질소가스 유동덕트(2a)가 형성되고, 상기 튜브(3)의 질소가스 유동덕트(2a)에는 덕트 내부로 질소가스를 공급하는 질소가스 공급라인(4)이 연결되며, 상기 튜브(3) 일측에는 튜브(3)의 입구를 밀폐하도록 닫음에 따라 상기 튜브(3) 선단의 원주형 질소가스 유동덕트(2a)에 연결되는 질소가스 유동덕트(2b)가 내부에 형성된 도어(5)가 장착되어 구성된다.FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the present invention, and FIG. 3 is a cross sectional view showing the AA line of FIG. 2a. A duct 2a is formed, and a nitrogen gas flow duct 2a of the tube 3 is connected to a nitrogen gas supply line 4 for supplying nitrogen gas into the duct. 3) The door 5 having a nitrogen gas flow duct 2b connected to the cylindrical nitrogen gas flow duct 2a at the tip of the tube 3 is closed by closing the inlet of the tube 3.
이 때, 상기 튜브(3)의 입구를 밀폐하는 도어(5)의 면상에는 튜브(3)와 도어(5)와의 밀착성이 향상되도록 튜브(3)의 일측 선단이 형합하는 요입홈(6)이 원주 방향을 따라 형성되어 구성된다.At this time, on the surface of the door (5) sealing the inlet of the tube 3, the recessed groove (6) in which one end of the tube (3) is formed so that the adhesion between the tube (3) and the door (5) is improved It is formed along the circumferential direction.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 튜브(3) 입구의 도어(5)가 열리면 웨이퍼(1)가 튜브(3) 속으로 장입되어 웨이퍼 지지대(7) 위에 로딩되고, 이에 따라 도어(5)가 닫히게 된다.First, when the door 5 at the inlet of the tube 3 is opened, the wafer 1 is loaded into the tube 3 and loaded onto the wafer support 7, thereby closing the door 5.
이 때, 본 고안은 도어(5)가 닫히기 시작하면서 질소가스 공급탱크(도시는 생략함)에 저장된 질소가스가 튜브(3) 일측으로 연결된 질소가스 공급라인(4)을 통해 튜브(3) 벽면 내의 질소가스 유동덕트(2a)를 통해 외부로 배출된다.At this time, the present invention is the wall (3) wall surface through the nitrogen gas supply line 4 is connected to one side of the tube 3 nitrogen gas stored in the nitrogen gas supply tank (not shown) as the door 5 begins to close It is discharged to the outside through the nitrogen gas flow duct 2a inside.
즉, 질소가스 공급라인(4)의 밸브가 온됨에 따라 질소가스가 튜브(3) 벽면 내의 원주형 질소가스 유동덕트(2a)내로 유동하여 튜브(3) 일측 선단을 통해 배출된다.That is, as the valve of the nitrogen gas supply line 4 is turned on, nitrogen gas flows into the cylindrical nitrogen gas flow duct 2a in the wall of the tube 3 and is discharged through one end of the tube 3.
이때, 배출되는 질소가스는 도어(5)측에서 바라볼 때 원형을 이루며 분사되며, 이에 따라 질소가스는 일종의 커튼(curtain) 역할을 하게 되므로써 외부의 공기가 열려진 튜브(3)의 입구를 통해 튜브(3) 내로 유입되는 현상을 방지하게 된다.At this time, the discharged nitrogen gas is formed in a circular shape when viewed from the door (5) side, accordingly the nitrogen gas serves as a kind of curtain (curtain) through the inlet of the tube (3) in which the outside air is opened (3) It will prevent the phenomenon flowing into.
한편, 도어(5)가 닫힌 다음에는 튜브(3) 외주면에 설치된 램프(8)에 전원이 인가되어 램프(8)가 가열되면, 이 열에 의해 튜브(3) 내의 웨이퍼(1)가 순간적으로 가열되며, 이와 함께 튜브(3) 일측의 공정가스 주입구(9)로 공정가스가 주입되어 웨이퍼(1) 상면에 공정가스가 증착되는 단위 공정이 진행된다.On the other hand, after the door 5 is closed, when power is applied to the lamp 8 provided on the outer circumferential surface of the tube 3 and the lamp 8 is heated, the wafer 1 in the tube 3 is instantaneously heated by this heat. In addition, the process gas is injected into the process gas inlet 9 on one side of the tube 3, and the unit process of depositing the process gas on the upper surface of the wafer 1 is performed.
즉, 상기 도어(5)가 완전히 닫혀 튜브(3) 입구가 밀폐되고, 공정 가스가 주입되어 증착 공정이 진행되는 상태에서도 질소가스는 튜브(3)의 내면과 외면 사이에 형성된 질소가스 유동덕트(2a) 내로 지속적으로 공급되며, 상기 질소가스 유동덕트(2a) 내로 공급되는 질소가스는 튜브(3) 내의 질소가스 유동덕트(2a)내를 유동한 다음 튜브(3)입구를 밀폐하는 도어(5) 면상에 원주방향을 따라 형성된 요입홈(6) 중앙부의 질소가스 유동덕트(2b) 쪽으로 유동하여 외부로 배출된다.That is, even when the door 5 is completely closed and the inlet of the tube 3 is closed and the process gas is injected so that the deposition process proceeds, the nitrogen gas flows between the inner and outer surfaces of the tube 3. 2a) is continuously supplied into the nitrogen gas flow duct (2a), the nitrogen gas flows into the nitrogen gas flow duct (2a) in the tube (3) and then the door (5) for sealing the inlet of the tube (3) It flows toward the nitrogen gas flow duct 2b at the center of the recessed groove 6 formed along the circumferential direction on the surface and is discharged to the outside.
이와 같이 상기 튜브(3)에 형성된 질소가스 유동덕트(2a) 및 도어(5)에 형성된 질소가스 유동덕트(2b)는 서로 관통하도록 연결되므로 질소가스는 도어(5) 내부에 반경 방향으로 형성된 질소가스 유동덕트(2b)를 통해 외부로 빠져나가게 되는 것이다.As such, the nitrogen gas flow duct 2a formed in the tube 3 and the nitrogen gas flow duct 2b formed in the door 5 are connected to each other so that the nitrogen gas is radially formed inside the door 5. The gas flow duct (2b) is to exit to the outside.
한편, 상기한 바와 같이 증착 공정이 진행되는 동안에는 질소가스 공급라인(4) 상에 설치된 압력제어밸브(10)를 이용하여 공급되는 질소가스의 압력을 낮추어 주게 된다.Meanwhile, as described above, the pressure of the nitrogen gas supplied is reduced by using the pressure control valve 10 installed on the nitrogen gas supply line 4 during the deposition process.
한편, 공정이 완료된 후에는 공정가스의 공급 및 히팅용 램프(8)의 가열 작용이 중단되고, 튜브(3) 및 웨이퍼(1)가 일정 온도까지 냉각시킨 다음, 튜브(3)로부터 웨이퍼(1)를 언로딩 시키게 되는데, 대기와의 온도차를 이용하여 튜브(3) 및 웨이퍼(1)를 냉각시키던 종래와는 달리 질소가스에 의해 튜브(3) 및 웨이퍼(1)를 강제 냉각시켜 빠른 시간 내에 웨이퍼(1)를 언로딩할 수 있게 되므로 인해 양산시 생산능력이 증가하게 된다.On the other hand, after the process is completed, the heating action of the lamp 8 for supplying and heating the process gas is stopped, the tube 3 and the wafer 1 are cooled to a predetermined temperature, and then the wafer 1 is removed from the tube 3. Unlike the conventional method of cooling the tube 3 and the wafer 1 by using the temperature difference with the atmosphere, the tube 3 and the wafer 1 are forcibly cooled by nitrogen gas in a short time. Since the wafer 1 can be unloaded, production capacity increases due to mass production.
이와 같이, 본 발명의 웨이퍼 순간 가열장치는 도어(5)를 열고 닫는 과정에서부터 외부로부터의 공기유입을 질소가스의 커튼 작용에 의해 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 도어(5)가 닫힌 상태에서도 튜브(3)와 도어(5) 사이의 접촉부 간극을 통해 외부로부터 공기가 유입되는 현상을 튜브(3)에서 도어(5) 쪽으로 흐르는 질소가스에 의해 효과적으로 차단하므로써 증착 공정이 진행되는 동안 불순물에 의해 웨이퍼(1) 표면에 형성되는 산화막이 오염되는 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.As described above, the instantaneous wafer heating apparatus of the present invention not only blocks the inflow of air from the outside from the process of opening and closing the door 5 by the curtain action of nitrogen gas, but also the tube 3 even when the door 5 is closed. Air from the outside through the contact gap between the door and the door 5 is effectively blocked by the nitrogen gas flowing from the tube 3 toward the door 5 so that the wafer 1 The contamination of the oxide film formed on the surface can be prevented in advance.
또한, 이와 같이 외기가 튜브(3) 내로 유입되지 못함에 따라 튜브(3) 내의 온도가 전체적으로 균일해지므로 인해 웨이퍼(1) 상에 형성되는 각 반도체 소자에 발생하는 특성 저하를 방지하여 웨이퍼(1)의 수율을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.In addition, as the outside air is not introduced into the tube 3 as described above, the temperature in the tube 3 becomes uniform as a whole, thereby preventing the deterioration of characteristics occurring in each semiconductor element formed on the wafer 1, thereby preventing the wafer 1 Yields can be significantly improved.
이상에서와 같이, 본 고안은 반도체 제조 공정용 웨이퍼 순간 가열장치의 도어(5) 및 튜브(3) 구조를 개선하여 산화막의 오염을 억제하는 한편, 온도 균일성을 향상시킬 수 있도록 하므로써 웨이퍼(1)의 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 가져오게 된다.As described above, the present invention improves the structure of the door 5 and the tube 3 of the wafer instantaneous heater for semiconductor manufacturing process, thereby suppressing contamination of the oxide film and improving the temperature uniformity. This will have the effect of improving the yield.
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Family Applications (1)
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