KR20060098441A - 급속 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급속 열처리 장치에 관한 것으로서, 이를 위한 구성으로 본 발명은 챔버의 내부에서 회전 가능하게 구비되는 웨이퍼 홀더(10)와, 상기 웨이퍼 홀더(10)가 미세하게 승강되도록 저부에서 에어를 공급하는 에어 베어링(20)을 구비하는 급속 열처리 장치에 있어서, 상기 에어 베어링(20)으로 에어를 공급하는 에어 튜브(30)의 상기 에어 베어링(20)에 근접하는 부위를 유동이 방지되게 유동 방지 수단(40)에 의해 고정되도록 하는 것으로, 설비의 진동이나 웨이퍼 홀더(10)의 회전에 의해서도 항상 일정한 위치에서 에어의 공급에 의해 웨이퍼 홀더(10)의 승강이 안정되게 이루어지도록 하고, 공정의 안정된 수행에 의해 공정 수행 효율 및 제품 생산성이 향상되도록 하는데 특징이 있다.

급속 열처리 장치, 웨이퍼 홀더, 에어 베어링, 에어 튜브

Description

급속 열처리 장치{Apparatus of rapid thermal processing}

도 1은 종래의 급속 열처리 장치를 개략적으로 도시한 측단면도,

도 2는 종래의 급속 열처리 장치에서 챔버의 내부에 구비되는 웨이퍼 홀더를 상부에서 본 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 요부 확대도,

도 4는 본 발명에 따른 유동 방지 수단의 다른 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 웨이퍼 홀더 20 : 에어 베어링

30 : 에어 튜브 40 : 유동 방지 수단

50 : 베이스 플레이트

본 발명은 급속 열처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 베어링에 근접하는 에어 튜브의 일부를 베이스 플레이트에 고정시킨 유동 방지 수단에 의 해 지지되게 함으로써 설비의 진동이나 웨이퍼 홀더의 회전에 의한 충격에도 에어 베어링이 항상 정위치에서 에어 공급에 의해 웨이퍼 홀더의 안정된 회전이 제공되도록 하여 공정 수행 효율이 향상되도록 하는 급속 열처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체를 제조하기 위한 단위 공정에는 여러 가지 열처리 공정이 요구된다. 이런 열처리 공정을 수행하는 장비로는 급속 열처리(Rapid Thermal Processing; 이하 'RTP') 장치가 있으며, RPT 장치는 기존의 확산로에서 수행하던 다양한 공정을 수행하면서 가열과 냉각이 고속으로 이루어지게 함으로써 초고집적 회로 공정에 적합한 불순물 재확산과 확산로 벽면으로부터 방출되는 오염 등을 방지할 수 있다는 점에서 널리 사용되고 있다.

또한 이런 RTP 장치는 외부로부터 웨이퍼를 장비 내부로 로딩/언로딩시키는 로드락 챔버와, 웨이퍼의 급속 열처리 공정을 실시하는 RTP 챔버와, RTP 챔버로부터 RTP 공정이 완료된 웨이퍼를 냉각시키기 위한 쿨다운 챔버와, 각각의 챔버로 웨이퍼를 이송시키는 웨이퍼 이송로봇이 설치된 트랜스퍼 챔버를 포함하고 있다.

도 1은 종래의 급속 열처리 장치의 챔버 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 챔버(1)는 일측에 슬릿(2)을 형성하고, 그와 대응되는 타측에는 가스 유입구(3)가 구비되며, 챔버(1)의 상부와 하부에는 각각 챔버(1) 내부에서 웨이퍼를 가열하기 위한 가열 수단인 다수의 적외선 램프(4)가 구비된다.

이와 같은 챔버(1)의 내부에는 웨이퍼가 안치되는 평판의 웨이퍼 홀더(5)가 회전 가능하게 구비되고, 이 웨이퍼 홀더(5)의 하부에는 통상 복수의 에어 베어링(6)이 구비되도록 하고 있다.

이때 웨이퍼 홀더(5)는 중앙에 회전 가능하게 축지지되면서 미세한 높이를 승강할 수 있도록 하고 있으며, 이 웨이퍼 홀더(5)는 복수의 에어 베어링(6) 상단부에 안치되도록 하고 있다.

도 2는 종래의 급속 열처리 장치에서 챔버의 내부에 구비되는 웨이퍼 홀더를 상부에서 본 평면도로서, 웨이퍼 홀더(5)는 원형의 평판으로 이루어지면서 쿼츠(석영)로 형성되는 구성이며, 외주면에는 일정하게 기어(5a)가 형성되도록 하고 있다.

따라서 웨이퍼 홀더(5)는 이러한 외주면의 기어(5a)를 강한 에어의 분사에 의해 웨이퍼 홀더(5)를 회전시킬 수 있도록 하고 있으며, 이러한 웨이퍼 홀더(5)의 저부로 구비되는 에어 베어링(6)은 소정의 직경으로 이루어지는 링형상으로 형성되는 구성이다.

이때의 에어 베어링(6)은 링형상의 내부로 외측으로부터 에어 튜브(6a)가 삽입되어 내부 특히 에어 베어링(6)의 중심부에서 에어가 분사되도록 하는 구성이다.

즉 에어 베어링(6)의 상부에 안치되어 있는 웨이퍼 홀더(5)는 에어 튜브(6a)를 통해 에어 베어링(6)의 내부에 공급되는 에어 토출압에 의해서 에어 베어링(6)으로부터 미세한 높이로 상승되게 한 상태에서 웨이퍼 홀더(5)의 외주면에 형성한 기어(5a)에 에어를 분사하여 웨이퍼 홀더(5)를 회전시키도록 하고 있다.

한편 에어 베어링(6)의 상부면 내측에 형성되어 있는 링형상의 구성은 에지 링(7)이며, 결국 웨이퍼는 이 에지 링(7)의 내부에 안치되는 것이다.

하지만 종래의 급속 열처리 장치에서 웨이퍼 홀더(5)를 미세하게 상승시키게 되는 에어 베어링(6)은 단순히 그 저부의 쿼츠로 이루어지는 베이스 플레이트(1a) 에 얹혀져 있게 되므로 공정 수행 중 자칫 에어 베어링(6)이 설비의 진동이나 웨이퍼 홀더(5)의 회전 작용 시 정위치에서 벗어나게 되는 경우가 많은데 이렇게 에어 베어링(6)의 위치가 유동하게 되면 에어 베어링(6)에 의한 웨이퍼 홀더(5)의 상승 압력에 불균형이 초래되면서 공정 수행 중 웨이퍼 홀더(5)의 회전 오류와 함께 공정 불량을 발생시키게 되는 심각한 문제점이 있게 된다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 공정 수행 중 에어 베어링의 장착 위치가 항상 일정하게 유지되게 함으로써 웨이퍼 홀더의 안정된 상승과 회전을 제공하면서 공정 수행 효율이 향상되도록 하는 동시에 제품 생산성이 향상되도록 하는 급속 열처리 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 챔버의 내부에서 회전 가능하게 구비되는 웨이퍼 홀더와, 상기 웨이퍼 홀더가 미세하게 승강되도록 저부에서 에어를 공급하는 에어 베어링을 구비하는 급속 열처리 장치에 있어서, 상기 에어 베어링으로 에어를 공급하는 에어 튜브의 상기 에어 베어링에 근접하는 부위를 유동이 방지되게 유동 방지 수단에 의해 고정되도록 하는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명 하면 다음과 같다.

본 발명의 급속 열처리 장치는 쿼츠 재질로 이루어지는 챔버의 내부에서 웨이퍼가 안치되도록 하는 웨이퍼 홀더를 구비하고, 이 웨이퍼 홀더는 회전이 가능하면서 그 저부의 에어 베어링에 의해 미세한 높이로 상승이 가능하도록 한 구성이다.

이때 웨이퍼 홀더와 에어 베어링도 통상 챔버와 마찬가지로 쿼츠 재질로 이루어지며, 에어 베어링은 링형상으로 형성되면서 그 내부로는 에어 튜브가 삽입되어 이 에어 튜브를 통해 에어가 공급되도록 하고 있다.

이와 같은 에어 베어링과 에어 튜브는 동시에 챔버의 하부를 이루는 베이스 플레이트에 얹혀져 있게 되며, 이때의 에어 베어링은 세 개가 웨이퍼 홀더의 저면을 균등하게 받치도록 한다.

상기와 같은 구성은 전술한 종래의 구성과 대동소이하다.

이에 본 발명은 베이스 플레이트에 얹혀져 있게 되는 에어 베어링과 에어 튜브가 유동하지 않도록 유동 방지 수단에 의해 지지되도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

도 3은 본 발명에 따른 요부 구성을 도시한 것으로서, 도면 부호 10은 웨이퍼 홀더이다.

웨이퍼 홀더(10)는 쿼즈 재질로 이루어지는 원판의 형상이고, 외주면에는 기어(11)가 형성되며, 상부면으로는 안치되는 웨이퍼의 외주연 단부를 안내하도록 하는 에지 링(12)이 구비된다.

이러한 웨이퍼 홀더(10)의 저부에는 챔버의 하부를 이루는 베이스 플레이트(50)에 복수로 에어 베어링(20)이 안치되도록 한다.

에어 베어링(20)은 웨이퍼 홀더(10)의 저면이 안치되는 부위이며, 동시에 웨이퍼 홀더(10)를 에어의 압력에 의해 미세한 높이로 상승시키게 되므로 웨이퍼 홀더(10)의 저면에서 균등한 위치에 각각 구비되도록 하는 것이 매우 중요하다.

에어 베어링(20)은 통상 도시한 바와 같은 링형상으로 형성되도록 하고 있으며, 이러한 에어 베어링(20)에는 쿼츠 재질로 이루어지는 에어 튜브(30)의 일단이 연결되도록 한다.

이때의 에어 튜브(30)는 에어 베어링(20)의 내부를 일측에서 그와 마주보는 타측면으로까지 연결되도록 삽입되며, 이렇게 삽입된 에어 튜브(30)의 에어 베어링(20) 중앙에 위치하는 부위로부터 에어가 공급되도록 한다.

이러한 구성에서 본 발명은 에어 베어링(20)에 일단이 삽입되는 에어 튜브(30)의 에어 베어링(20)에 인접하는 부위가 유동 방지 수단(40)에 의해서 지지되도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

본 발명의 유동 방지 수단(40)은 에어 튜브(30)가 유동하지 않도록 베이스 플레이트(50)에서 견고하게 고정되도록 하는 구성으로, 이런 유동 방지 수단(40)은 에어 튜브(30)를 보다 폭넓게 지지하기 위하여 도 3에서와 같이 소정의 길이를 갖는 형상으로서 에어 튜브(30)를 사이에 두고 평행하게 형성시키거나 도 4에서와 같이 단면이 원형인 한 쌍의 핀을 에어 튜브(30)의 양측으로 형성하는 구성으로도 형성이 가능하다.

다만 본 발명에서의 유동 방지 수단(40)은 베이스 플레이트(50)에 유동 방지 수단(40)의 저면 형성과 동일한 홈이 형성되게 하여 유동 방지 수단(40)의 하단부를 베이스 플레이트(50)에 강제 끼움에 의해 조립되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 웨이퍼의 급속 열처리를 위한 공정 수행에 사용되는 것으로, 본 발명에서의 유동 방지 수단(40)은 이미 챔버의 베이스 플레이트(50)의 일정한 위치에 고정되어 있다.

따라서 베이스 플레이트(50)에 에어 튜브(30)가 연결된 에어 베어링(20)을 안치시키고자 할 때에는 이미 고정시킨 유동 방지 수단(40)에 의해 에어 베어링(20)에 근접한 에어 튜브(30)가 지지되도록 조립한다.

이렇게 유동 방지 수단(40)에 의해 지지되도록 에어 튜브(30)를 끼우게 되면 에어 베어링(20)의 장착 위치는 거의 일정하게 된다.

이와 같이 에어 튜브(30)를 고정되게 한 상태에서 공정을 수행하게 되면 비록 설비가 진동을 하거나 웨이퍼 홀더(10)가 회전하게 되더라도 항상 정위치를 유지하게 되므로 안정되고 정확한 공정 수행이 가능해지도록 한다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특 허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 에어 베어링(20)과 에어 튜브(30)가 안치되는 베이스 플레이트(50)에 에어 베어링(20)에 근접하는 에어 튜브(30)의 일부를 유동되지 않도록 유동 방지 수단(40)을 구비하여 지지되게 함으로써 설비의 진동이나 웨이퍼 홀더(10)의 회전에 의해서도 항상 일정한 위치에서 에어의 공급에 의해 웨이퍼 홀더(10)의 승강이 안정되게 이루어지도록 하고, 이로써 공정의 안정된 수행에 의해 공정 수행 효율 및 제품 생산성을 향상시키게 되는 매우 유용한 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 챔버의 내부에서 회전 가능하게 구비되는 웨이퍼 홀더와, 상기 웨이퍼 홀더가 미세하게 승강되도록 저부에서 에어를 공급하는 에어 베어링을 구비하는 급속 열처리 장치에 있어서,

   상기 에어 베어링으로 에어를 공급하는 에어 튜브의 상기 에어 베어링에 근접하는 부위를 유동이 방지되게 유동 방지 수단에 의해 고정되도록 하는 급속 열처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유동 방지 수단은 상기 챔버의 하부를 이루는 베이스 플레이트의 상부면에 형성한 홈으로 억지 끼움에 의해 조립되도록 하는 급속 열처리 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 방지 수단은 상기 에어 튜브의 일정 길이를 양측에서 평행하게 지지하도록 하는 구성인 급속 열처리 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 방지 수단은 상기 에어 튜브의 일부를 단면이 원형인 한 쌍의 핀에 의해서 지지하도록 하는 구성인 급속 열처리 장치.

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