KR20050121879A - Apparatus for supporting wafer - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 웨이퍼가 안착되는 에지링과 상기 에지링을 지지하는 에지링 가이드가 구비된 웨이퍼 지지장치에 있어서, 분리된 공간을 제공하기 위한 적어도 하나 이상의 방사형의 에지링홈이 상부에 구비된 에지링과, 상기 에지링을 지지하여 상기 웨이퍼가 상기 에지링에 안착시 상기 에지링과 함께 회전하는 에지링 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치를 제공한다. 본 발명은 웨이퍼가 안착되는 에지링 부분을 공간을 분리할 수 있는 적어도 하나 이상의 에지링홈을 갖게 구성함으로써, 고온에 따른 스트레스로 웨이퍼 휨 현상 또는 파손 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다. In the present invention, a wafer support apparatus having an edge ring on which a wafer is seated and an edge ring guide for supporting the edge ring, the edge ring having at least one radial edge ring groove provided thereon to provide a separated space; And an edge ring guide supporting the edge ring to rotate together with the edge ring when the wafer is seated on the edge ring. According to the present invention, since the edge ring portion on which the wafer is seated has at least one edge ring groove capable of separating the space, there is an effect of minimizing wafer warpage or breakage due to stress due to high temperature.
Description
본 발명은 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 지지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 휨 현상(warpage)과 파티클(particle) 발생을 최소화하기 위한 웨이퍼 지지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wafer support apparatus on which a wafer is seated, and more particularly, to a wafer support apparatus for minimizing warpage and particle generation of a wafer.
고집적화된 반도체 소자의 제조와 수율 향상등은 모든 반도체 소자 제조용 공정 설비에 공통적으로 요구되는 사항으로 웨이퍼의 가열이 필요한 공정에서는 웨이퍼의 균일한 열처리가 요구된다.Manufacturing of highly integrated semiconductor devices and improvement of yield are common requirements for all semiconductor device manufacturing process equipment. In a process requiring wafer heating, uniform heat treatment of the wafer is required.
웨이퍼를 열처리하는 장비의 대표적인 예로 급속 열처리(Rapid Thermal Process, RTP)장치를 들 수 있는데, 이러한 급속 열처리 장치에서는 웨이퍼의 승온 및 감온이 극히 짧은 시간에 넓은 온도범위에서 이루어지므로 정밀한 온도제어가 요구된다. 그리고, 웨이퍼의 온도 분포를 균일하게 유지한 상태로 열처리 공정을 수행하기 위해서는 웨이퍼의 모든 지점에서 열적 특성이 동일하도록 유지하는 것이 매우 중요하다. 특히 웨이퍼와 웨이퍼의 고정 장치가 접촉한 지점은 열적 특성이 달라져서 균일한 온도 분포를 유지하는데 방해가 되므로 이러한 현상을 최소화하기 위하여 가장자리만을 지지하는 웨이퍼 고정 장치인 에지링이 사용되어진다.A representative example of the equipment for heat treatment of the wafer is a rapid thermal process (RTP) apparatus, which requires precise temperature control because the temperature rise and temperature of the wafer are performed in a wide temperature range in a very short time. . In order to perform the heat treatment process while maintaining the temperature distribution of the wafer uniformly, it is very important to maintain the same thermal characteristics at all points of the wafer. In particular, since the contact point between the wafer and the fixing device of the wafer is different in thermal properties, it interferes with maintaining a uniform temperature distribution. Therefore, an edge ring, which is a wafer fixing device supporting only an edge, is used to minimize this phenomenon.
에지링은 웨이퍼의 가장자리를 지지하여 내부를 지지할 경우에 지지부분의 온도차이로 인하여 발생하는 결함을 방지하며, 웨이퍼의 온도를 더욱 균일하게 유지하기 위하여 회전시킬 경우에 웨이퍼의 위치를 고정하여 안정적인 공정이 수행되어질 수 있도록 한다.The edge ring prevents defects caused by the temperature difference between the supporting portions when supporting the inside of the wafer by supporting the edge of the wafer, and by fixing the position of the wafer when rotating to maintain the temperature of the wafer more uniformly, Allow the process to be carried out.
이하에서는 종래의 웨이퍼 지지장치가 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.Hereinafter, a conventional wafer support apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 웨이퍼 지지장치가 구비된 급속 열처리 장치의 일부를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1에서 웨이퍼 지지장치를 분리하여 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a portion of a conventional rapid heat treatment apparatus equipped with a wafer support device, Figure 2 is a perspective view showing a separate wafer support device in FIG.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 에지링(2), 에지링 가이드(4), 웨이퍼(6), 파이로미터(8), 열원장치(10), 석영창(12)이 나타나 있다. 1 to 2, an edge ring 2, an edge ring guide 4, a wafer 6, a pyrometer 8, a heat source device 10, and a quartz window 12 are shown.
상기 에지링(2)은 상기 웨이퍼(6)가 안착되는 곳으로서, 상기 에지링 가이드(4)의 상단에 설치되고, 링 모양으로 이루어지며, 상기 웨이퍼(6)와 열적 특성이 비슷한 재료로 구성되어져 있다. 이 때, 상기 에지링(2)은 상기 웨이퍼(6)의 에지(edge) 부분을 지지하여 내부를 지지할 경우에 지지부분의 온도차이로 인하여 발생하는 결함을 방지하고, 상기 웨이퍼(6)의 에지 부분이 노출되어 발생할 수 있는 온도 구배 및 이로 인하여 야기될 수 있는 선결함을 방지하며, 상기 웨이퍼(6)의 방사에너지로부터 상기 웨이퍼(6)의 온도를 측정할 경우 상기 웨이퍼(6)로부터 방출되는 방사에너지 이외의 에너지가 측정부로 유입되는 것을 방지한다. 또한, 상기 웨이퍼(6)의 온도를 균일하게 유지하기 위하여 회전시킬 경우에 상기 웨이퍼(6)의 위치를 고정하여 안정적인 공정이 수행될 수 있도록 한다. 그리고 상기 에지링(2)은 공정 챔버 상부의 열원장치(10)로부터 방사되는 적외선이 직접 파이로미터(8)에 도달되지 않도록 설치되어져 있다.The edge ring 2 is a place where the wafer 6 is seated, is installed on the top of the edge ring guide 4, is formed in a ring shape, made of a material similar in thermal properties to the wafer 6 It is done. In this case, the edge ring 2 supports an edge portion of the wafer 6 to prevent defects caused by a temperature difference between the supporting portions when supporting the inside of the wafer 6 and prevents defects. It prevents temperature gradients that can occur due to exposure of edge portions and predecessors that can be caused, and is emitted from the wafer 6 when the temperature of the wafer 6 is measured from the radiant energy of the wafer 6. Prevent energy other than the radiated energy from entering the measuring unit. In addition, when rotating to maintain the temperature of the wafer 6 uniformly, the position of the wafer 6 is fixed so that a stable process can be performed. The edge ring 2 is provided so that infrared rays emitted from the heat source device 10 in the upper part of the process chamber do not directly reach the pyrometer 8.
상기 에지링 가이드(4)는 상기 에지링(2)을 지지하며, 상기 에지링(2)에 상응하게 속이 빈 원통형으로 이루어져 있다.The edge ring guide 4 supports the edge ring 2 and has a hollow cylindrical shape corresponding to the edge ring 2.
상기 웨이퍼(6)는 반도체 소자로 만들어지기 위하여 급속 열처리 과정을 거치는 단계의 반도체 기판이다.The wafer 6 is a semiconductor substrate subjected to a rapid heat treatment process to be made of a semiconductor device.
상기 파이로미터(8)는 비접촉 방식으로 상기 웨이퍼(6)의 온도를 바르게 측정하기 위해, 상기 웨이퍼(6)의 후면에 사용되어지는데, 상기 웨이퍼(6)의 상태 즉, 온도에 따른 방사율(emissivity), 챔버의 기하학적 특성, 파이로미터의 파장, 웨이퍼상에 형성된 박막의 종류 및 두께 등에 의해 매우 민감하게 반응한다. The pyrometer 8 is used on the back side of the wafer 6 in order to measure the temperature of the wafer 6 in a non-contact manner, in which the emissivity according to the state of the wafer 6, i. emissivity), the geometry of the chamber, the wavelength of the pyrometer, and the type and thickness of the thin film formed on the wafer.
상기 열원장치(10)는 주로 텅스텐-할로겐 램프가 사용되며, 텅스텐-할로겐 램프로부터 방사되는 적외선에 의하여 상기 웨이퍼(6)를 가열하게 된다. The heat source device 10 mainly uses a tungsten-halogen lamp, and heats the wafer 6 by infrared rays emitted from the tungsten-halogen lamp.
상기 석영창(12)은 대기로부터 상기 웨이퍼(6)를 분리시켜 급속 열처리 공정을 진행하는 동안 일정한 상태를 유지시켜 주고 대기 중의 먼지 등의 오염물질로부터 상기 웨이퍼(6)를 보호하는 한편, 상기 열원장치(10)로부터 방사되는 적외선을 투과시키는 역할을 한다. The quartz window 12 separates the wafer 6 from the atmosphere, maintains a constant state during the rapid heat treatment process, protects the wafer 6 from contaminants such as dust in the air, and the heat source. Serves to transmit infrared radiation emitted from the device 10.
상기한 바와 같이 웨이퍼가 안착되는 에지링이 종래에는 속이 빈 하나의 원통형으로 되어 있음과 동시에, 에지링과 에지링 가이드가 별도로 구성되어져 있어 고온에 따른 스트레스(stress)로 웨이퍼 휨 현상과 웨이퍼 파손이 유발되고, 또한 회전할 경우 상기 에지링과 상기 에지링 가이드의 상호 마찰로 인하여 파티클이 발생하는 문제점이 있다. As described above, the edge ring on which the wafer is seated is conventionally one hollow cylinder, and the edge ring and the edge ring guide are separately configured to prevent wafer warpage and wafer breakage due to stress caused by high temperature. In addition, there is a problem that particles are generated due to mutual friction between the edge ring and the edge ring guide when it is rotated.
또한, 파티클 발생으로 인하여 피엠 손실(PM loss) 및 웨이퍼의 불량이 발생하여 수율을 저하시키는 문제점이 있다. In addition, due to the generation of particles (PM loss) and the defect of the wafer is generated there is a problem that lowers the yield.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 원통형으로 되어 있음에 기인한고온에 따른 웨이퍼 휨 현상의 문제점을 최소화할 수 있는 공간을 분리할 수 있는 적어도 하나 이상의 홈을 갖는 웨이퍼 지지장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer support apparatus having at least one groove that can separate a space capable of minimizing the problem of wafer warpage due to the high temperature due to being cylindrical as described above. .
본 발명의 다른 목적은 회전으로 인한 에지링과 에지링 가이드의 상호 마찰에 기인한 파티클 발생을 최소화할 수 있는 일체형으로 이루어진 웨이퍼 지지장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an integrated wafer support apparatus capable of minimizing particle generation due to mutual friction of edge rings and edge ring guides due to rotation.
본 발명의 또 다른 목적은 파티클 발생으로 인하여 피엠 손실 및 웨이퍼의 불량을 최소화하여 수율을 높일 수 있는 웨이퍼 지지장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a wafer support apparatus capable of increasing yield by minimizing PM loss and wafer defects due to particle generation.
상기의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은, 웨이퍼가 안착되는 에지링과 상기 에지링을 지지하는 에지링 가이드가 구비된 웨이퍼 지지장치에 있어서, 분리된 공간을 제공하기 위한 적어도 하나 이상의 방사형의 에지링홈이 상부에 구비된 에지링과, 상기 에지링을 지지하여 상기 웨이퍼가 상기 에지링에 안착시 상기 에지링과 함께 회전하는 에지링 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치를 제공한다.In order to achieve the above objects, the present invention is a wafer support device having an edge ring on which a wafer is seated and an edge ring guide for supporting the edge ring, the at least one radial edge ring groove for providing a separated space An edge ring provided in the upper portion and an edge ring guide for supporting the edge ring to rotate together with the edge ring when the wafer is seated on the edge ring provides a wafer support apparatus.
나아가, 상기 에지링은 상기 에지링 가이드에 장착되어져 일체형으로 구성되어짐이 바람직하다. Furthermore, it is preferable that the edge ring is mounted to the edge ring guide and configured integrally.
또한, 웨이퍼가 안착되기 위한 링 형상으로 이루어진 웨이퍼 지지장치에 있어서, 분리된 공간을 제공하기 위하여 링 형상의 상부에 형성된 적어도 하나 이상의 방사형 에지링홈과, 웨이퍼가 안착되기 위하여 상기 링 형상의 상부의 내측에 형성되어지며 내측으로부터 외측으로 상향 경사지는 경사면을 갖는 제1상면과, 상기 링 형상의 상부의 외측에 상기 제1상면보다 높게 위치되는 제2상면을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치를 제공한다. In addition, a wafer support device having a ring shape for seating a wafer, comprising: at least one radial edge ring groove formed in an upper portion of a ring shape to provide a separated space, and an inner side of the upper portion of the ring shape for mounting a wafer; And a first upper surface having an inclined surface inclined upward from an inner side to an outer side, and having a second upper surface positioned at an outer side of the upper portion of the ring shape than the first upper surface. .
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다양한 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니 될 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The descriptions in the various embodiments are only shown and limited by way of example and without intention other than the intention to help those of ordinary skill in the art to more thoroughly understand the present invention, and thus the scope of the present invention. It should not be used as a limitation. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 지지장치의 사시도이다.3 is a perspective view of a wafer support apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제1상면(102), 제2상면(106), 에지링홈(120)을 구비한 웨이퍼 지지장치(104)가 나타나 있다.Referring to FIG. 3, there is shown a wafer support device 104 having a first top surface 102, a second top surface 106, and an edge ring groove 120.
상기 제1상면(102)은 웨이퍼가 선접촉하는 부위로서 상기 웨이퍼 지지장치(104)의 링 형상의 상면의 내측에 형성되어져 있다. 그리고, 상기 제1상면(102)은 내측에서 외측으로 상향 경사지게 형성되어져 있다.The first upper surface 102 is a portion where the wafer is in line contact, and is formed inside the ring-shaped upper surface of the wafer support device 104. The first upper surface 102 is inclined upward from the inner side to the outer side.
상기 제2상면(106)은 상기 웨이퍼 지지장치(104)의 링 형상의 상면에 상기 제1상면(102)를 제외한 부분에 형성되어져 있다.The second upper surface 106 is formed on a ring-shaped upper surface of the wafer support device 104 except for the first upper surface 102.
상기 에지링홈(120)은 상기 웨이퍼 지지장치(104)의 링 형상의 상면에 적어도 하나 이상의 방사형으로 구성되어져 있다. 상기 에지링홈(120)은 상기 제1상면(102)과 상기 제2상면(106)을 종단하여 방사형으로 이루어지는데, 열로 인한 스트레스로 웨이퍼가 파손되는 것을 방지하는데 효율적이기 위해서는 상기 제1상면(102)은 종단하여 형성되는게 바람직하고, 상기 제2상면(106)에는 부분적으로 형성되어져도 상관없다. 또한, 상기 에지링홈(120)은 적어도 하나 이상, 바람직하게는 3 내지 8개로 구성되어짐이 바람직하다.The edge ring groove 120 is composed of at least one radial on the ring-shaped upper surface of the wafer support device 104. The edge ring groove 120 is radially formed by terminating the first upper surface 102 and the second upper surface 106. In order to be effective in preventing the wafer from being damaged by stress due to heat, the first upper surface 102 ) Is preferably formed vertically, and may be partially formed on the second upper surface 106. In addition, the edge ring groove 120 is preferably composed of at least one, preferably three to eight.
도 3을 참조하여 웨이퍼가 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 지지장치에 안착되어 공정이 진행되는 과정을 개략적으로 설명하면 이하와 같다.Referring to FIG. 3, a process in which a wafer is mounted on a wafer support apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below.
제1상면(102)에 웨이퍼가 안착되어, 챔버 상부에 위치된 텅스텐-할로겐 램프로 이루어진 열원장치에서 방사되는 적외선이 상기 웨이퍼(6)를 가열하게 된다. 이 때, 웨이퍼를 골고루 가열시키기 위해서 상기 웨이퍼가 안착된 상기 웨이퍼 지지장치(104)는 회전하게 된다. The wafer is seated on the first top surface 102, and the infrared radiation emitted from the heat source device made of a tungsten-halogen lamp positioned above the chamber heats the wafer 6. At this time, the wafer support device 104 on which the wafer is seated rotates to evenly heat the wafer.
그리고, 상기 열원장치와 상기 웨이퍼가 안착된 상기 웨이퍼 지지장치(104) 사이에는 석영창이 배치되어지는데, 상기 석영창은 대기로부터 상기 웨이퍼를 분리시켜 급속 열처리 공정을 진행하는 동안 일정한 온도를 유지시켜 주고 대기 중의 먼지등이 오염 물질로부터 웨이퍼를 보호하며, 상기 열원장치로부터 방사되는 적외선을 투과시켜 상기 웨이퍼로 방사되어지게 한다.In addition, a quartz window is disposed between the heat source device and the wafer support device 104 on which the wafer is seated. The quartz window separates the wafer from the atmosphere and maintains a constant temperature during the rapid heat treatment process. Atmospheric dust or the like protects the wafer from contaminants and transmits infrared rays emitted from the heat source device to be emitted to the wafer.
또한, 상기 웨이퍼의 온도를 균일하게 유지하기 위하여 회전하는 경우에 상기 웨이퍼 지지장치(104)가 상기 웨이퍼를 고정하여 더욱 안정적인 공정이 수행될 수 있도록 한다.In addition, when rotating to maintain the temperature of the wafer uniformly, the wafer support device 104 fixes the wafer so that a more stable process can be performed.
본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 지지장치는 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다. The wafer supporting apparatus according to an embodiment of the present invention is not limited to the above embodiments, and various designs and applications can be made without departing from the basic principles of the present invention. It will be obvious to those who have.
상술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼가 안착되는 에지링 부분을 공간을 분리할 수 있는 적어도 하나 이상의 에지링홈을 갖게 구성함으로써, 고온에 따른 스트레스로 웨이퍼 휨 현상 또는 파손 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has at least one edge ring groove for separating the space of the edge ring portion on which the wafer is seated, thereby minimizing wafer warpage or breakage due to stress due to high temperature. It works.
또한, 본 발명은 에지링과 에지링 가이드를 싱글 타입으로 구성함으로써, 회전할 경우 상기 에지링과 상기 에지링 가이드의 상호 마찰로 인한 파티클이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of minimizing the generation of particles due to the friction between the edge ring and the edge ring guide when rotating, by configuring the edge ring and the edge ring guide in a single type.
또한, 회전시 웨이퍼의 위치를 고정하여 안정적인 공정이 수행되게 하며, 파티클의 발생으로 인한 피엠 손실을 줄이고 웨이퍼의 불량을 줄임으로써 수율을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, by fixing the position of the wafer during rotation to perform a stable process, there is an effect that can increase the yield by reducing the PM loss due to the generation of particles and reducing the defect of the wafer.
도 1은 종래의 웨이퍼 지지장치가 구비된 급속 열처리 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a part of a rapid heat treatment apparatus equipped with a conventional wafer support apparatus.
도 2는 도 1에서 웨이퍼 지지장치를 분리하여 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating the wafer support apparatus separated from FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 지지장치의 사시도이다. 3 is a perspective view of a wafer support apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
102 : 제1상면 104 : 웨이퍼 지지장치 102: first upper surface 104: wafer support apparatus
106 : 제2상면 120 : 에지링홈 106: second upper surface 120: edge ring groove
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |