KR20030026387A

KR20030026387A - 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는받침히터와 그 제조방법

Info

Publication number: KR20030026387A
Application number: KR1020010056293A
Authority: KR
Inventors: 정현일
Original assignee: 주식회사 아이앤에스
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-04-03

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터와 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조에 따른 공정이 단축되어 생산성이 향상되며 용접부위가 없어 아웃개스가 발생하지 않아 반도체 공정에서 공정불량이 없도록 된 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터와 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은, 히터블록에 설치된 히터에 의해 열을 가하면서 개스간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시키도록 된 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터의 제조방법에 있어서, 상기 히터블록은 상부면에 소정형상의 흡탈착홈과 개스배출구 및 소정형상의 홈을 일체로 형성하여 히터블록을 준비하는 단계와, 상기 히터블록의 하부면에 히터를 지지하도록 안착되는 알루미늄백커버의 상부면에 알루미늄파우더를 도포하는 단계와, 일정온도와 압력을 가하면서 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터와 그 제조방법{The pedestal heater to be used at a chemical vapor deposition justice of a semiconductor wafer and the method}

일반적으로 반도체의 제조공정은 도 6에 도시된 것과 같이, 모래로부터 고순도 단결정 실리콘웨이퍼를 만들어내는 과정의 웨이퍼제조공정(S1)과 웨이퍼상에 구현될 전자회로를 설계하는 과정인 회로설계공정(S2)에 각층별로 나누어 유리마스크에 그리는 과정인 마스크제작공정(S3)이 이루어진 후에 웨이퍼의 표면에 여러 종류의 막을 형성시켜 이미 만든 마스크를 사용하여 특정부분을 선택적으로 깍아내는 작업을 되풀이함으로써 전자회로를 구성해 나가는 전과정인 웨이퍼가공공정(S4)이 이루어진 다음, 웨이퍼상의 칩을 개개로 잘라서 리드프레임과 결합하여 완제품으로 조립하는 과정인 웨이퍼조립공정(S5)이 끝난 후 완성된 제품이 제대로 동작하는지를 검사하는 검사공정(S6)의 순으로 진행된다.

여기서 상기 웨이퍼제조공정(S1)은, 규소봉성장(S11)과 규소봉절단(S12) 및 표면연마(S13)의 공정으로 이루어져 있다.

그리고 상기 웨이퍼가공공정(S4)은, 산화(S41), 감광액도포(S42), 노광 (S43), 현상(S44), 식각(S45), 이온주입(S46), 화학기상증착(S47), 금속배선의 공정으로 이루어져 있다.

또한 상기 웨이퍼조립공정(S5)은, 웨이퍼자동선별(S51), 웨이퍼절단(S52), 웨이퍼표면연마(S53), 금속연결(S54), 성형(S55)의 공정을 포함한다.

여기서 상기 화학기상증착공정(S47:chemical vapor deposition justice)은, 개스간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시키는 공정이다.

이때 로봇에 의해 웨이퍼가 공급되면 서포트핀(도시않됨)이 받아서 하강하면 진공에 의해 흡착하고 공정이 끝나면 공기 또는 개스의 배출에 의해 웨이퍼를 밀어내는 것이 받침히터이다.

종래 받침히터(1)가 도 7에 도시되어 있는 바, 소정형상의 흡탈착홈(11)이 상부에 형성되고 내부상측에 개스배출구(12)가 형성되며 하부에는 환형으로 계단지게 홈(13,14)이 형성된 히터블록(10)과, 상기 홈(13)의 내부에 용접으로 고정되는 히터(20)와, 상기 홈(14)에 안착됨과 더불어 용접에 의해 고정되는 환형받침판(30)과, 상기 히터블록(10)의 하부에 용접으로 고정되는 연장부재(40)를 포함한다.

한편 상기 받침히터(1)의 제조방법은, 상기 히터블록(10)에 소정형상의 흡탈착홈(11)을 상부에 형성시키고 내부상측에는 개스배출구(12)를 형성시키며 하부에는 환형으로 계단지게 홈(13,14)을 형성시킨다.

이후 상기 홈(13)의 내부에 환형의 히터(20)을 용접에 의해 고정하고, 다음상기 홈(14)에 환형받침판(30)을 밀착시키고 용접에 의해 고정뒤, 상기 히터블록(10)의 하부에 연장부재(40)를 용접한다.

따라서 상기 히터블록(10)의 상부면에 웨이퍼가 공급되면 흡탈착홈(11)으로 진공흡입력이 발생해 웨이퍼를 고정시킨 상태로 히터(20)에 의해 열을 가하면서 개스간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시킨다.

이때 발생되는 개스는 상기 개스배출구(12)로 대부분 방출되게 된다.

이후 공정이 끝나면 상기 흡탈착홈(11)으로 배기 공기가 유입되어 웨이퍼를 상부로 부터 이탈시킨다.

그러나 이러한 받침히터(1)는 상기 히터(20)를 홈(13)에 용접시 점착되어 있던 아르곤등의 각종 용접 개스등이 상기 히터(20)에 열을 가하게 되면 고온으로 될 때 외부로 배출되어 반도체 공정에 공정불량을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

또 히터의 표면온도에 편차가 발생하는 한편, 용접등에 의해 공정이 복잡하므로 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 어려움을 해소하기 위해 안출된 것으로, 제조에 따른 공정이 단축되어 생산성이 향상되며 용접부위가 없어 아웃개스가 발생하지 않아 반도체 공정에서 공정불량이 없도록 된 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터를 제공함에 그 목적이 있다.

또 다른 목적은 받침히터의 제조에 따른 공정이 단축되어 생산성이 향상되며 용접부위가 없어 아웃개스가 발생하지 않아 반도체 공정에서 공정불량이 없도록 된 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 받침히터의 일실시예에서 일부분을 절단한 상태를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 받침히터를 설명하는 종단면도,

도 3은 도 2의 우측면도,

도 4는 도 2의 좌측면도,

도 5는 도 2의 A - A선 단면도,

도 6은 일반적인 반도체의 제조공정을 나타내는 순서도,

도 7은 도 6의 화학기상증착공정중에 사용되는 종래 받침히터의 일부분을 절단한 상태를 나타내는 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 받침히터 110: 히터블록

120: 히터 130: 알루미늄백커버

140: 연장부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웨이퍼가 공급되면 흡탈착홈으로 진공흡입력이 발생해 웨이퍼를 고정시킨 상태로 히터에 의해 열을 가하면서 개스간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시키도록 된 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정에 사용되는 받침히터에 있어서, 상기 흡탈착홈이 상부에 형성되고 내부상측에 개스배출구가 상부와 연통되게 형성되며 하부에는 환형으로 홈이 형성된 히터블록과, 상기 홈의 내부에 배치되는 히터와, 상기 홈에 알루미늄파우더를 도포하고 소정온도와 압력을 가하면서 접합한 알루미늄백커버와, 이 알루미늄백커버의 하부에 용접으로 고정되는 연장부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 히터블록에 설치된 히터에 의해 열을 가하면서 개스간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시키도록 된 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터의 제조방법에 있어서, 상기 히터블록은 상부면에 소정형상의 흡탈착홈과 개스배출구 및 소정형상의 홈을 일체로 형성하여 히터블록을 준비하는 단계와, 상기 히터블록의 하부면에 히터를지지하도록 안착되는 알루미늄백커버의 상부면에 알루미늄파우더를 도포하는 단계와, 450℃~700℃온도와 2㎏~7㎏압력을 가하면서 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도는 650℃이고 압력은 7㎏에서 최적의 결과을 얻는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 받침히터의 일실시예에서 일부분을 절단한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 받침히터를 설명하는 종단면도이며, 도 3은 도 2의 우측면도이고, 도 4는 도 2의 좌측면도이며, 도 5는 도 2의 A - A선 단면도이다.

본 발명의 받침히터(100)는, 소정형상의 흡탈착홈(111)이 상부에 형성되고 내부상측에 개스배출구(112)가 상부와 연통되게 형성되며 하부에는 환형으로 홈(113,114)이 형성된 히터블록(110)과, 상기 홈(113)의 내부에 배치되는 히터(120)와, 상기 홈(114)에 알루미늄파우더를 도포하고 450℃~700℃온도와 2㎏~7㎏압력을 가하면서 접합한 알루미늄백커버(130)와, 이 알루미늄백커버(130)의 하부에 용접으로 고정되는 연장부재(140)를 포함한다.

상기 온도는 650℃에서 압력은 7㎏에서 가장 적합한 접합 조건을 갖는다.

미설명부호 114는 로봇에 의해 웨이퍼가 받침히터(100)의 상부면으로 공급될 때 지지핀(도시않됨)이 상승하여 웨이퍼를 받게 되면 로봇이 빠져나가고, 이후 하강하여 웨이퍼가 받침히터(100)의 히터블록(110)상부면에 안착시킬 수 있도록 한지지핀안내구멍이다.

또 150은 진공파이프이고, 160은 상기 히터(120)가 연결되는 히터설치구멍이며, 170은 온도계, 180은 헬륨공급구, 190은 연장부재위치고정부재이다.

한편, 본 발명의 받침히터을 제조하는 방법은, 소정형상의 흡탈착홈(111)을 상부에 형성시키고 상측에는 개스배출구(112)를 형성시키며 하부에는 환형으로 계단지게 홈(113,114)을 형성하여 히터블록(110)을 준비하는 단계와, 이후 상기 홈(113)의 내부에 환형의 히터(120)을 안착시키는 단계와, 상기 홈(114)에 안착되는 알루미늄백커버(130)의 상부면에 알루미늄파우더를 도포하는 단계와, 450℃~700℃온도와 2㎏~7㎏압력을 가하면서 접합하게 단계로 이루어져 있다.

상기 온도는 650℃에서 압력은 7㎏에서 가장 적합한 접합 조건이고, 이때 상기 알루미늄파우더가 녹으면서 접합이 이루어진다.

다음 상기 알루미늄백커버(130)의 하부에 진공파이프(150)와 온도계(170)등이 설치되는 연장부재(140)를 용접하는 단계를 거친다.

따라서 상기 히터블록(110)의 상부면에 웨이퍼가 공급되면 흡탈착홈(111)으로 진공흡입력이 발생해 웨이퍼를 고정시킨 상태로 히터(120)에 의해 열을 가하면서 개스간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시킨다.

이때 발생되는 개스 또는 공기가 상기 개스배출구(112)로 대부분 방출되게 되어 웨이퍼의 에지(Egde)가 냉각되게 된다.

이후 공정이 끝나면 상기 흡탈착홈(111)으로 배기 공기가 유입되어 웨이퍼를상부로 부터 이탈시킨다.

또한 상기 히터블록(110)에 히터(120)을 배치하고 알루늄백커버(130)로 고정시킬 때 알루미늄파우터의 도포와 일정온도와 압력으로 가압하는 것만으로 접합이 이루어져 제조가 용이하게 된다.

또 상기 히터(120)을 고정할 때 용접을 하지 않게 되어 공정이 단축되므로 생산성이 향상되고, 상기 받침히터(100)을 고온으로 상승시 종래와 같이 개스가 반도체 공정중에 비산되지 않아 공정불량이 발생하지 않는다.

상기와 같이 설명한 바에 의하면, 공정이 단축되어 생산성이 향상되며 용접부위가 없어 아웃개스가 발생하지 않아 반도체 공정에서 공정불량이 없게 되는 효과가 있다.

한편 본 발명의 바람직한 실시예에 의거 설명하였으나, 당해 기술분야의 업자라면 본 발명의 사상과 기술적수단으로 부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 물론이다.

Claims

웨이퍼가 공급되면 흡탈착홈으로 진공흡입력이 발생해 웨이퍼를 고정시킨 상태로 히터에 의해 열을 가하면서 개스간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시키도록 된 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정에 사용되는 받침히터에 있어서,

상기 흡탈착홈이 상부에 형성되고 내부상측에 개스배출구가 상부와 연통되게 형성되며 하부에는 환형으로 홈이 형성된 히터블록과, 상기 홈의 내부에 배치되는 히터와, 상기 홈에 알루미늄파우더를 도포하고 소정온도와 압력을 가하면서 접합한 알루미늄백커버와, 이 알루미늄백커버의 하부에 용접으로 고정되는 연장부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터.
히터블록에 설치된 히터에 의해 열을 가하면서 개스간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시키도록 된 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터의 제조방법에 있어서,

상기 히터블록은 상부면에 소정형상의 흡탈착홈과 개스배출구 및 소정형상의 홈을 일체로 형성하여 히터블록을 준비하는 단계와, 상기 히터블록의 하부면에 히터를 지지하도록 안착되는 알루미늄백커버의 상부면에 알루미늄파우더를 도포하는 단계와, 450℃~700℃온도와 2㎏~7㎏압력을 가하면서 접합하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터의 제조방법.
제 2항에 있어서,

상기 온도는 650℃이고 압력은 7㎏인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 화학기상증착공정중에 사용되는 받침히터의 제조방법.