KR20050038763A - Rapid thermal processing apparatus - Google Patents
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Abstract
급속열처리장치는 웨이퍼가 안착되는 에지링과 에지링 상측에 설치되며 램프어레이를 갖는 열원장치 및 에지링의 상면에 설치되어 웨이퍼 이탈을 방지하고 에지링의 내부 상면에 설치되되 에지링의 높이보다 높게 설치되고 광투과성재질로 된 원형관형태의 이탈방지부재와 에지링 하부에 설치된 수광기를 포함하는 것을 특징으로한다. The rapid heat treatment device is installed on the edge ring and the upper edge ring where the wafer is seated, and is installed on the heat source device having the lamp array and the upper surface of the edge ring to prevent the detachment of the wafer and is installed on the inner upper surface of the edge ring but higher than the height of the edge ring. It is characterized in that it comprises a light-receiving member is installed in the lower portion of the edge ring and the separation prevention member of a circular tube type of light transmitting material.
Description
본 발명은 급속열처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정 진행시 웨이퍼(wafer)의 이탈 방지와 웨이퍼의 온도편차로 인한 웨이퍼 휨 현상을 해소할 수 있는 급속열처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rapid heat treatment apparatus, and more particularly, to a rapid heat treatment apparatus capable of eliminating wafer departure during processing and eliminating the warpage of the wafer due to temperature deviation of the wafer.
고성능 반도체 소자의 제작과 단위시간당 확보할 수 있는 소자의 수율향상, 그리고 공정의 지속적인 재연성은 반도체 공정이 이루어지는 모든 장치에서 요구되어지는 사항으로 웨이퍼의 가열이 필요한 급속열처리공정에서는 웨이퍼의 균일한 열처리가 요구된다.The fabrication of high-performance semiconductor devices, the improvement of device yields per unit time, and the continuous reproducibility of the process are required for all devices in which semiconductor processing is performed. Required.
급속열처리공정에서는 웨이퍼의 온도 승온 및 감온이 매우 짧은 시간에 넓은 온도 범위내에서 이루어지므로 정밀한 온도제어가 필수적으로 요구된다. 그리고 웨이퍼의 온도분포를 균일하게 유지한 상태로 열처리 공정을 수행하기 위해서는 웨이퍼의 모든 지점에서 열적 특성이 동일하도록 유지하는것이 매우 중요하다. 특히 웨이퍼와 웨이퍼의 고정장치가 접촉한 지점은 열적 특성이 달라져서 균일한 온도분포를 유지하는데 방해가 되므로 이런 현상을 최소화하기 위하여 가장자리만을 지지하는 고정장치 즉, 에지링을 사용한다.In the rapid heat treatment process, precise temperature control is indispensable because the temperature rise and temperature of the wafer are performed within a wide temperature range in a very short time. In order to perform the heat treatment process while keeping the temperature distribution of the wafer uniform, it is very important to maintain the same thermal characteristics at all points of the wafer. In particular, the point where the contact between the wafer and the fixing device of the wafer is different from each other and the thermal properties are hindered to maintain a uniform temperature distribution. Therefore, a fixing device that supports only the edge, that is, an edge ring, is used to minimize this phenomenon.
에지링의 기능은 첫째, 웨이퍼의 가장자리를 지지하여 내부를 지지할 경우에 지지부분의 온도차이로 인하여 발생하는 결함을 방지하고 둘째, 웨이퍼의 가장자리가 노출되어 발생할 수 있는 온도구배 및 이로 인하여 야기 될 수 있는 선결함을 방지하며 세째, 웨이퍼의 온도를 더욱 균일하게 유지하기 위하여 회전시킬 경우에 웨이퍼의 위치를 고정하여 안정적인 공정이 수행될 수 있도록 한다.The function of the edge ring is to firstly prevent the defects caused by the temperature difference between the supporting parts when supporting the inside of the wafer and to support the inside. Third, in order to prevent possible predefecture and to maintain the temperature of the wafer more uniformly, the position of the wafer is fixed when it is rotated so that a stable process can be performed.
도 1은 종래의 급속열처리장치용 에지링에 웨이퍼가 안착된 형상을 나타낸 측단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 에지링에 웨이퍼의 비정상 안착상태를 보여주는 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing a shape in which a wafer is seated on an edge ring for a rapid thermal processing apparatus according to the related art. FIG. 2 is a side cross-sectional view showing an abnormal seating state of a wafer in the edge ring shown in FIG.
도면에 도시된 바와 같이 소정의 방향으로 회전하는 실린더(13)의 상면에 에지링(12)이 설치된다. 에지링(12)은 웨이퍼(W)가 안착되는 곳으로서, 환형의 몸체(12a)를 이루며 그 내부에 웨이퍼(W)가 안착되는 웨이퍼 지지부(12b)가 마련된다.As shown in the figure, an edge ring 12 is installed on the upper surface of the cylinder 13 that rotates in a predetermined direction. The edge ring 12 is a place where the wafer W is to be seated. The edge ring 12 forms an annular body 12a and is provided with a wafer support 12b on which the wafer W is seated.
여기서, 웨이퍼 지지부(12b)의 상면과 몸체(12a)의 상면과는 소정의 높이(h)차를 이룬다.Here, the upper surface of the wafer support 12b and the upper surface of the body 12a have a predetermined height h.
이와 같이 구성된 에지링(12)은 웨이퍼(W)를 안착시킨 상태에서 실린더(13)의 회전동작에 따라 회전하여 급속열처리공정을 진행하게 된다. The edge ring 12 configured as described above is rotated in accordance with the rotation operation of the cylinder 13 in the state in which the wafer W is seated to perform the rapid heat treatment process.
그런데, 도 2에서와 같이 급속열처리공정 실시전 이송장치의 이상동작으로 인하여 웨이퍼(W)가 에지링(12)에 정확히 안착되지 못하고 몸체(12a)의 상면에 얹혀졌을 경우 웨이퍼(W)는 에지링(12)으로부터 미끄러져 파손되는 첫번째 문제점이 있다. 그 다음 웨이퍼(W)에 온도편차가 발생하여 웨이퍼 휨 현상이나 후속 공정시 웨이퍼의 파손을 가져오는 두번째 문제점이 있다.However, as shown in FIG. 2, when the wafer W is not correctly seated on the edge ring 12 and is placed on the upper surface of the body 12a due to an abnormal operation of the transfer device before the rapid heat treatment process, the wafer W is edged. There is a first problem of slipping and breaking from the ring 12. Then, there is a second problem that a temperature deviation occurs in the wafer W, resulting in wafer warpage or breakage of the wafer during subsequent processing.
여기서, 온도편차가 발생되는 이유는 에지링 몸체(12a)의 상면에 얹혀진 부분이 상대적으로 열원장치와 가까이 있기 때문이다.Here, the temperature deviation is generated because the portion placed on the upper surface of the edge ring body 12a is relatively close to the heat source device.
본 발명의 목적은 급속열처리장치의 공정챔버내에서 웨이퍼 안착 또는 공정 진행시 웨이퍼의 미끄러짐 및 웨이퍼 휨 현상을 방지하는 에지링을 포함하는 급속열처리장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rapid heat treatment apparatus including an edge ring that prevents wafer slippage and wafer warpage during wafer seating or processing in a process chamber of a rapid heat treatment apparatus.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1관점에 의하면, 웨이퍼가 안착되는 에지링과; 상기 에지링의 상측에 설치되며 램프어레이를 갖는 열원장치; 및 상기 에지링의 상면에 설치되어 웨이퍼의 이탈을 방지하는 이탈방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 급속열처리장치가 제공된다. According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, an edge ring on which a wafer is seated; A heat source device installed above the edge ring and having a lamp array; And provided on the upper surface of the edge ring is provided a rapid heat treatment apparatus comprising a departure preventing member for preventing the separation of the wafer.
이탈방지부재는 상기 에지링의 내부 상면에 설치되되 상기 에지링의 높이보다 높게 설치된 원형관으로 함이 바람직하다.The anti-separation member is installed on the inner upper surface of the edge ring, it is preferable to be a circular pipe installed higher than the height of the edge ring.
본 발명의 제2관점에 의하면, 웨이퍼가 안착되는 에지링과; 상기 에지링의 상측에 설치되며 램프어레이를 갖는 열원장치와; 상기 에지링의 내부 상면에서 상기 에지링의 높이보다 높게 설치되며 광투과성재질로 된 원형관; 및 상기 원형관을 통해 투과된 광을 수광하는 수광기를 포함하는 것을 특징으로하는 급속열처리장치가 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided an edge ring on which a wafer is seated; A heat source device installed above the edge ring and having a lamp array; A circular tube installed at an inner upper surface of the edge ring than a height of the edge ring and made of a light transmissive material; And a light receiver for receiving the light transmitted through the circular tube.
상기 수광기는 상기 에지링의 하부에 설치됨이 바람직하며 상기 광은 상기 열원장치의 램프어레이로부터 조사된 광을 사용함이 바람직하다.The light receiver is preferably installed below the edge ring, and the light is preferably used to emit light from the lamp array of the heat source device.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 의한 구성 및 작용에 대해서 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and operation according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 급속열처리장치의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이다. 도 4는 도 3의 A표시부를 나타낸 일부 절개 사시도이다. 도 5는 본 발명에 의한 급속열처리장치에 웨이퍼가 정상적으로 안착된 상태를 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명에 의한 급속열처리장치에 웨이퍼가 비상적으로 안착된 상태를 도시한 도면이다.Figure 3 is a side cross-sectional view schematically showing the configuration of a rapid heat treatment apparatus according to the present invention. 4 is a partially cutaway perspective view illustrating the display portion A of FIG. 3. 5 is a view illustrating a state in which a wafer is normally seated in the rapid thermal processing apparatus according to the present invention. 6 is a view showing a state in which the wafer is emergency seated in the rapid thermal processing apparatus according to the present invention.
도 3에서 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 급속열처리장치는 공정챔버(10) 상부에 설치되며 램프어레이(11a)를 갖는 열원장치(11)와 에지링(30) 상부에 설치된 석영창(15)과 웨이퍼(W)의 가장자리를 지지하는 에지링(30)과 상기 에지링(30) 내측에 수직으로 소정의 높이를 갖고 돌출 형성되어 있는 원형관 형태의 이탈방지부재(31)를 포함한다. 상기 에지링(30)은 도시되지 않은 구동수단에 의해 회전하는 실린더(20) 상단에 설치 된다. 3, the rapid heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is installed on the process chamber 10, the heat source device 11 having a lamp array (11a) and the quartz window installed on the edge ring 30 ( 15) and an edge ring 30 for supporting the edge of the wafer W and a separation prevention member 31 in the form of a circular tube protrudingly formed at a predetermined height perpendicular to the inside of the edge ring 30. . The edge ring 30 is installed on the upper end of the cylinder 20 to rotate by a driving means not shown.
도 4 및 5에서 보면, 이탈방지부재(31)는 상기 에지링(30)의 외측 상면보다 높게 에지링(30) 내측에 수직으로 소정의 높이를 갖으며 환형을 이룬다. 따라서 공정 진행시 발생하는 웨이퍼 미끄러짐과 이탈을 예방함으로써 웨이퍼 파손 현상을 방지하고, 정상적인 공정 진행이 가능하다.4 and 5, the separation preventing member 31 has an annular shape having a predetermined height perpendicular to the inside of the edge ring 30 higher than the outer upper surface of the edge ring 30. Therefore, the wafer breakage phenomenon can be prevented by preventing wafer slippage and separation that occur during the process, and the normal process can be performed.
이러한 구성과 더불어 웨이퍼(W)의 비정상적인 안착상태를 감지하여 더 이상의 열처리 공정을 수행하지 않도록 하는 연동제어기능을 수행하도록 구성된다. 그 구성에 보다 구체적으로 설명하면, 먼저, 이탈방지부재(31)는 광을 투과시키는 광투과성재질로 형성되며, 이탈방지부재(31)를 통해 투과된 광을 수광하는 수광기(40)를 포함한다. 여기서 수광기(40)는 에지링(30)의 하부에 설치함이 바람직하다. 이탈방지부재(31)를 통해 투과되는 광은 별도의 광원에 의할 수도 있으나 열원장치(11)의 광을 활용함이 바람직하다. 또한, 광투과성재질은 고온의 열처리 분위기를 고려하여 내열성이 우수한 것을 채용함이 바람직하다.In addition to this configuration, it is configured to perform an interlocking control function to detect an abnormal seating state of the wafer W so that no further heat treatment process is performed. In more detail, the separation preventing member 31 is formed of a light transmissive material that transmits light, and includes a light receiver 40 that receives light transmitted through the separation preventing member 31. do. The light receiver 40 is preferably installed below the edge ring 30. The light transmitted through the separation preventing member 31 may be by a separate light source, but it is preferable to utilize the light of the heat source device 11. In addition, it is preferable that the light-transmitting material adopts an excellent heat resistance in consideration of a high temperature heat treatment atmosphere.
도 6은 웨이퍼(W)가 에지링(30)의 상면에 비정상적으로 안착된 상태를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)가 이탈방지부재(31)의 상단 일측에 걸쳐졌을 경우 열원장치(11)의 광이 이탈방지부재(31)를 통해 투과된다. 한편, 에지링(30)의 하부에 설치된 수광기(40)는 그 이탈방지부재(31)를 통해 투과된 광을 수광하여 이상상태를 감지한다. 이와같은 감지상태에 이르면 연동제어부(미도시)를 통해 공정 정지 신호가 발생되어 더 이상의 열처리 공정을 수행하지 않게 된다. 따라서 비정상적인 안착상태에서 열처리 공장이 계속 진행될 경우 웨이퍼(W)상에 온도편차가 유발되어 웨이퍼가 휘는 현상이 방지됨으로써 후속 공정에까지 영향을 미치게 되는 것을 사전에 방지한다.FIG. 6 illustrates a state in which the wafer W is abnormally seated on the top surface of the edge ring 30, and as illustrated, when the wafer W is spread over one side of the upper end of the release preventing member 31, the heat source device ( The light of 11 is transmitted through the separation preventing member 31. Meanwhile, the light receiver 40 installed below the edge ring 30 receives the light transmitted through the separation preventing member 31 to detect an abnormal state. When such a detection state is reached, a process stop signal is generated through an interlocking control unit (not shown), and thus no further heat treatment process is performed. Therefore, if the heat treatment plant continues to operate in an abnormal seating state, a temperature deviation is caused on the wafer W, thereby preventing the wafer from bending, thereby preventing the influence on subsequent processes.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 급속열처리장치에 의하면 이탈방지부재에 의해 웨이퍼가 에지링으로부터 이탈되는것이 방지되어 웨이퍼가 파손되는 것을 방지하는 이점이 있다.As described above, according to the rapid heat treatment apparatus according to the present invention, the wafer is prevented from being separated from the edge ring by the separation preventing member, thereby preventing the wafer from being broken.
다음, 웨이퍼의 비정상적인 안착상태를 감지하여 설비 정지 신호를 발생시킴으로써 웨이퍼상의 온도 편차가 발생되어 휨 현상이 발생되는 것을 최소화시키는 이점이 있다.Next, there is an advantage of minimizing the occurrence of a warpage phenomenon by generating a temperature deviation on the wafer by generating an equipment stop signal by detecting an abnormal seating state of the wafer.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.
도 1은 종래의 급속열처리장치용 에지링에 웨이퍼가 안착된 형상을 나타낸 측단면도, 1 is a side cross-sectional view showing a shape in which a wafer is seated on an edge ring for a rapid thermal processing apparatus according to the related art;
도 2는 도 1에 도시된 에지링에 웨이퍼의 비정상 안착상태를 보여주는 측단면도,Figure 2 is a side cross-sectional view showing an abnormal seating state of the wafer in the edge ring shown in FIG.
도 3은 본 발명에 따른 급속열처리장치의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도, Figure 3 is a side cross-sectional view schematically showing the configuration of a rapid heat treatment apparatus according to the present invention,
도 4는 도 3의 A표시부를 나타낸 일부 절개 사시도,4 is a partially cutaway perspective view showing the display portion A of FIG.
도 5는 본 발명에 의한 급속열처리장치에 웨이퍼가 정상적으로 안착된 상태를 도시한 도면,5 is a view showing a state in which the wafer is normally seated in the rapid thermal processing apparatus according to the present invention,
도 6은 본 발명에 의한 급속열처리장치에 웨이퍼가 비상적으로 안착된 상태를 도시한 도면이다.6 is a view showing a state in which the wafer is emergency seated in the rapid thermal processing apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
10 : 공정 챔버 11 : 열원장치 10 process chamber 11 heat source device
11a : 램프 15 : 석영창 11a: lamp 15: quartz window
20 : 실린더 31 : 이탈방지부재 20: cylinder 31: release preventing member
40 : 수광기 W : 웨이퍼40: Receiver W: Wafer
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2003
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| WITN | Withdrawal due to no request for examination |