KR20060110555A - Rapid thermal process apparature having an edge ring - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 에지링을 갖는 급속열처리장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a rapid heat treatment apparatus having an edge ring of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 에지링을 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view showing the edge ring shown in FIG.
도 3은 도 1에 도시된 에지링의 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.3 is a perspective view showing another embodiment of the edge ring shown in FIG.
** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings **
100 : 챔버100: chamber
120 : 램프어레이120: lamp array
130 : 가스공급구130: gas supply port
140 : 가스배기구140: gas exhaust
200 : 에지링200: edge ring
210 : 몸체210: body
210a : 핀홀210a: pinhole
210b : 고정핀210b: fixed pin
본 발명은 에지링을 갖는 급속열처리장치에 관한 것으로, 가스유동에 의해 에지링이 이탈되지 않도록 4개의 몸체로 구성된 에지링을 갖는 급속열처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rapid heat treatment apparatus having an edge ring, and relates to a rapid heat treatment apparatus having an edge ring composed of four bodies so that the edge ring is not separated by gas flow.
일반적으로 열처리공정은 실리콘기판(silicon wafer) 상에 산소를 공급하여 절연층(SiO2)을 형성하는데 이용하거나, 에칭 마스크(etching mask) 및 트랜지스터용 게이트 옥사이드(gate oxide)를 형성하는데 이용한다.In general, the heat treatment process is used to form an insulating layer (SiO 2 ) by supplying oxygen on a silicon wafer, or to form an etching mask and a gate oxide for a transistor.
이와 같은 열처리 공정을 수행하는 장치로는 종형 또는 횡형 퍼니스(furnace)가 있다. 그러나, 근래에는 반도체 소자가 고집적화 됨에 따라 제조공정의 전체 열이력(thermal burget)을 줄이기 위해 급속열처리(RTP; Rapid Thermal Process)장치를 사용하고 있는 추세이다.An apparatus for performing such a heat treatment process is a vertical or horizontal furnace (furnace). However, in recent years, as semiconductor devices have been highly integrated, a rapid thermal processing (RTP) device has been used to reduce the overall thermal history of the manufacturing process.
급속열처리장치는 고온을 사용해서 원하는 효과를 얻을 수 있는 것과 동시에 단시간(보통 수십초에서 수분정도)동안에 열처리 공정이 진행되므로 웨이퍼 상에 불순물이 확산되는 부작용도 최소한으로 줄일 수 있는 장점이 있어 열처리공정에 많이 사용되고 있다.Rapid heat treatment device can achieve the desired effect by using high temperature and at the same time, heat treatment process is carried out for a short time (usually tens of seconds to a few minutes). It is used a lot in.
여기서 종래의 급속열처리장치의 구성을 개략적으로 설명하기로 한다.Here, the configuration of the conventional rapid heat treatment apparatus will be described schematically.
종래의 급속열처리장치는 웨이퍼에 대해 열처리공정을 수행하는 공정챔버와, 공정챔버내에 설치되어 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 안착부와, 공정챔버에 설치되어 웨이퍼 상에 소정온도를 제공하기 위해 가열되는 복수개의 램프등으로 이루어진 가 열부와, 공정챔버에 설치되어 웨이퍼 측부를 향해 반응가스 및 퍼지가스를 공급하는 가스공급구와, 공정챔버에 설치되어 웨이퍼로 공급된 반응가스 및 퍼지가스를 배기하는 가스배기구로 구성된다.Conventional rapid thermal processing apparatus includes a process chamber for performing a heat treatment process on a wafer, a wafer seating portion installed in the process chamber, and a plurality of wafers installed in the process chamber and heated to provide a predetermined temperature on the wafer. It consists of a heating part made up of a lamp, a gas supply port provided in the process chamber to supply the reaction gas and purge gas toward the wafer side, and a gas exhaust mechanism installed in the process chamber to exhaust the reaction gas and purge gas supplied to the wafer. do.
웨이퍼 안착부는 웨이퍼 가장자리가 걸쳐 안착되는 에지링과, 에지링을 지지하는 지지부로 구성된다. 에지링은 6개의 몸체로 나누어져 결합된다. 6개의 몸체에는 지지핀이 관통되고 지지핀은 지지부에 고정된다.The wafer seat is composed of an edge ring on which the wafer edge is seated, and a support for supporting the edge ring. The edge ring is divided into six bodies and joined. The support body is penetrated through the six bodies, and the support pin is fixed to the support part.
상기와 같은 구성을 갖는 급속열처리장치를 통해 웨이퍼 상에 소정의 반응가스가 공급되어 일련의 공정이 끝나면, 웨이퍼를 반출하고, 가스공급구를 통해 질소가스등의 퍼지가스를 공정챔버로 공급하여 공정챔버 내부를 퍼지한다.When a predetermined reaction gas is supplied on the wafer through the rapid heat treatment apparatus having the above configuration and a series of processes are completed, the wafer is taken out and the purge gas such as nitrogen gas is supplied to the process chamber through the gas supply port. Purge the inside.
이때, 가스공급구를 통해 웨이퍼 측부를 향하여 공급되는 퍼지가스가 소정유량, 예컨데, 30ℓ/min 정도로 공급되면, 공급되는 측의 에지링의 몸체가 질소가스 유동에 의해 지지부로부터 들떠 다른 몸체들로부터 이탈된다. 왜냐하면, 에지링을 구성하는 각 몸체의 모게가 가볍기 때문이다.At this time, when the purge gas supplied toward the wafer side through the gas supply port is supplied at a predetermined flow rate, for example, about 30 L / min, the body of the edge ring on the supplied side is separated from the supporting body by the flow of nitrogen gas from the support body. do. This is because the mow of each body constituting the edge ring is light.
따라서, 상기와 같이 에지링의 어느 하나의 몸체가 이탈되어 다른 몸체들 상부에 걸쳐지면, 공정이 진행될 웨이퍼가 에지링 상에 정상적으로 안착되지 못할 뿐아니라, 공정챔버 내로 웨이퍼 인입시 이탈된 몸체에 웨이퍼 일부가 부딪쳐 파손되는 문제가 발생한다.Therefore, if any one body of the edge ring is separated and spread over the other bodies as described above, the wafer to be processed will not be properly seated on the edge ring, and the wafer will be removed from the body when the wafer is inserted into the process chamber. Some of them hit and break.
이로인해 급속열처리장치의 에러발생 및 장치 에러로 인한 작업시간의 손실과 공수비용이 상승하는 문제점이 있다.Due to this, there is a problem that the loss of working time and the airborne cost increase due to the error of the rapid heat treatment apparatus and the device error.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 급속열처리장치의 에지링의 몸체를 4개로 구성하여 각 몸체 무게를 증가시킴으로써, 에지링 측부로 공급되는 퍼지가스의 유동에 의해 개개의 몸체가 쉽게 이탈되지 않도록 하며, 이로 인해 에지링으로 웨이퍼 로딩 및 언로딩시 웨이퍼 파손 및 공정사고를 방지하도록 한 에지링을 갖는 급속열처리장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to configure the four body of the edge ring of the rapid heat treatment apparatus to increase the weight of each body, purge supplied to the edge ring side It is to provide a rapid heat treatment apparatus having an edge ring to prevent individual body from being easily separated by the flow of gas, thereby preventing wafer breakage and process accidents during wafer loading and unloading.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 에지링을 갖는 급속열처리장치는 웨이퍼를 열처리하는 챔버와, 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내에 퍼지가스를 공급하는 가스공급구와, 상기 챔버 내에 설치되어 웨이퍼 가장자리를 지지하는 4개의 몸체들로 구성된 에지링 및 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내에 퍼지가스를 배기하는 가스배기구를 포함한다.According to an aspect of the present invention for solving the above problems, a rapid thermal processing apparatus having an edge ring includes a chamber for heat treating a wafer, a gas supply port connected to the chamber and supplying a purge gas into the chamber, and within the chamber. And an edge ring having four bodies installed to support the wafer edge, and a gas exhaust device connected to the chamber to exhaust purge gas in the chamber.
본 발명의 일 양태에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 가스공급구는 상기 에지링 측부에 배치될 수도 있다.In one embodiment according to an aspect of the present invention, the gas supply port may be disposed on the edge ring side.
다른 실시예에 있어서, 상기 에지링은 4개 이하의 복수개의 몸체들로 구성될 수도 있다.In another embodiment, the edge ring may be composed of up to four bodies.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 챔버 내에는 지지부가 설치되고, 상기 몸체들은 상기 지지부에 고정핀들로 고정될 수도 있다.In another embodiment, the support may be installed in the chamber, and the bodies may be fixed to the support by fixing pins.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 몸체들과 상기 지지부에는 상기 고정핀들이 끼워지는 핀홀이 마련될 수 있고, 상기 핀홀은 상기 몸체들의 결합부 근방에 마련 될 수 있다.In another embodiment, the body and the support portion may be provided with a pin hole into which the fixing pins are fitted, and the pin hole may be provided near the coupling portion of the bodies.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 양태에 따르는 일 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described an embodiment according to an aspect of the present invention.
도 1은 본 발명의 에지링을 갖는 급속열처리장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a rapid heat treatment apparatus having an edge ring of the present invention.
도 1을 참조로 하면, 본 발명의 에지링을 갖는 급속열처리장치는 웨이퍼(W)를 열처리하기 위한 소정 공간이 마련된 챔버(100)를 갖는다. 상기 챔버(100) 내 상부에는 상기 챔버(100)의 소정 공간에 열을 제공하는 램프어레이(120, lamp array)가 설치되고, 상기 램프어레이(120) 하부에는 석영창(110, quartz window)이 설치된다.Referring to FIG. 1, the rapid thermal processing apparatus having the edge ring of the present invention has a
상기 챔버(100) 내 하부 중앙에 상기 웨이퍼(W)를 승하강시키는 복수개의 리프트핀(150)이 관통되어 장착된 지지부(160)가 설치된다. 상기 리프트핀(150)이 관통된 상기 지지부(160) 상면에는 하방으로 소정 깊이를 갖는 원형의 홀(161)이 마련된다. 상기 홀(161) 상부에는 본 발명에 따른 에지링(200)이 장착된다.The
상기 에지링(200)은 상기 지지부(160)에 고정되되, 고정핀(210b)이 핀홀(210a)에 끼워져 고정될 수 있다.The
상기 지지부(160)와 상기 석영창(110) 사이에 소정 공간이 마련되고, 상기 지지부(160)에 장착된 에지링(200) 측방으로, 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 챔버(100)에 연통된 좌측에는 질소가스(N2)와 같은 퍼지가스가 공급되는 가스공급 구(130)가 마련될 수 있고, 상기 챔버(100) 우측에는 상기 공간 내 공급된 퍼지가스가 배기되는 가스배기구(140)가 마련될 수 있다.A predetermined space is provided between the
다음은 도 1 및 도 2를 참조하여 상기 에지링(200)의 구성에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.Next, a configuration of the
도 2를 참조로 하면, 상기 에지링(200)은 링형상으로 형성되고, 상기 에지링(200)은 4개의 몸체들(210)로 구성될 수 있다. 상기 4개의 몸체들(210)은 각각 상기 웨이퍼(W) 가장자리부가 안착될 수 있는 단차진 안착면(201)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
상기 가스공급구(130)로부터 공급되는 퍼지가스가 상기 4개의 몸체(210)들 중 어느 하나의 몸체(210) 측방 중앙부를 향하여 공급되도록 상기 에지링(200)을 상기 지지부(160) 상에 장착할 수 있다. 즉, 각 몸체(210)의 결합부(A)에 직접적으로 퍼지가스가 공급되지 않도록 할 수 있다.The
그리고 상기 결합부(A) 근방의 상기 몸체들(210)과 상기 지지부(160)에는 상기 고정핀(210b)이 삽입되는 핀홀(210a)이 마련될 수 있다.A
다음은 상기 일 실시예에서 작용 및 효과를 설명하도록 한다.The following describes the operation and effect in the above embodiment.
도 1을 참조하면, 상기 에지링(200) 상에 상기 웨이퍼(W)가 안착되고, 외부로부터 전원을 인가받아 상기 램프어레이(120)가 발열되며, 상기 챔버(100) 내의 소정 공간에 상기 가스공급구(130)를 통해 반응가스가 공급되면 소정 시간동안 상기 웨이퍼(W)에 대한 열처리공정을 마친다.Referring to FIG. 1, the wafer W is seated on the
이어, 상기 리프트핀(150)이 상승되어 상기 웨이퍼(W) 하면을 지지하여 웨이퍼(W)를 상승시키고, 도시되지 않은 웨이퍼 이송로봇을 통해 상기 웨이퍼(W)를 상 기 챔버(100)로부터 반출시킨다.Subsequently, the
이어, 퍼지가스는 상기 가스공급구(130)를 통해 상기 챔버(100) 내를 퍼지하기 위해 공급된다. 이때, 발생하는 퍼지가스 분출력은 소정의 가스유동을 발생시킨다.Subsequently, purge gas is supplied to purge the inside of the
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 가스공급구(130)에서 화살표방향(→)으로 분사되는 퍼지가스는 상기 에지링(200)의 복수개의 몸체(210)들 중 어느 하나의 몸체(210) 측방 중앙부를 향해 공급된다. 여기서, 도 2 및 도 3에 도시된 X-Y-Z 좌표에서 X축은 상기 에지링(200) 상부로의 방향이고, Y축은 상기 에지링(200) 상부 방향과 바닥면과의 직교되는 축이며, Z축은 도 1에 도시된 상기 가스공급구(130)로부터 공급되는 질소가스와 같은 퍼지가스의 유동방향이다. 1 and 2, the purge gas injected in the arrow direction (→) from the
이때, 상기 에지링(200)은 4개의 몸체(210)들로 구성되어 고정핀(210b)으로 상기 지지부(160)에 고정되며, 또한, 종래의 6개의 몸체들로 구성된 것에 비해 각 몸체(210)의 무게가 더 무겁게 됨으로써 퍼지가스 유동에 의해 다른 몸체(210)들로 얹혀 이탈되는 현상을 방지 할 수 있다.At this time, the
그러므로, 다음 공정 진행시 새로운 웨이퍼(W)를 상기 챔버(100) 내에 인입시켜 상기 에지링(200)에 안착시키는 경우, 상기 웨이퍼(W)가 상기 에지링(200)의 몸체(210) 일부분에 부딪쳐 파손되거나, 이로인한 공정사고를 용이하게 방지할 수 있다.Therefore, when a new wafer W is introduced into the
한편, 도 3에는 상기 에지링(200)의 4개의 몸체(210)를 2개의 몸체(210)로 분리 구성한 경우의 본 발명에 따른 다른 실시예를 보여주고 있다.On the other hand, Figure 3 shows another embodiment according to the present invention when the four
도 3을 참조하면, 상기 에지링(200)을 2개의 몸체(210)로 분리 구성할 수도 있다. 또한, 상기 2개의 몸체(210)는 상기 지지부(160)에 상기 일 실시예에서와 같이 상기 고정핀(210b)으로 고정될 수 있다. 여기서, 상기 고정핀들(210b)이 삽입되는 핀홀들(210a)은 상기 몸체들(210)의 결합부(A) 근방과 상기 지지부(160, 도 1참조)에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
따라서, 상기 에지링(200)을 상기 2개의 몸체(210)로 분리 구성함으로써 각각의 상기 몸체(210)의 무게를 증가 시킬 수 있다. 이어, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 가스공급구(130)로부터 공급되는 퍼지가스가 화살표방향(→)으로 공급되더라도 상기 몸체들(210) 중 어느 하나가 들뜨거나, 다른 몸체(210)로 얹혀져 이탈되는 현상을 용이하게 방지할 수 있다.Accordingly, by separating the
물론, 상기 에지링(200)의 몸체(210)를 3개로 구성할 수도 있으며, 이와 같은 경우에도 상기 실시예들과 같은 효과를 갖을 수 있다.Of course, it is also possible to configure the
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 에지링을 2개 이상 4개이하의 몸체들로 구성하여 각 몸체들의 무게를 증가시킴으로써, 상기 챔버 내부에 퍼지가스를 공급함에 따라 발생하는 가스유동에 의해 각 몸체들이 움직여 들뜨거나, 어느 하나의 몸체가 다른 몸체에 얹혀 이탈되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.Therefore, according to the present invention constituted as described above, by increasing the weight of each of the body by configuring the edge ring of two or more than four body, to the gas flow generated by supplying the purge gas into the chamber As a result, each of the bodies can be easily moved and lifted, or one body can be easily prevented from being placed on another body.
따라서, 상기 챔버내를 퍼지하고, 새로운 웨이퍼를 상기 에지링으로 안착할 경우, 이탈된 몸체에 부딪쳐 발생하는 웨이퍼 파손을 방지할 수 있다.Therefore, when the inside of the chamber is purged and a new wafer is seated by the edge ring, it is possible to prevent wafer breakage caused by hitting the detached body.
또한, 상기와 같이 웨이퍼 파손을 방지하여 이에 따른 작업시간, 작업 노동 력 손실 및 공수비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to prevent wafer breakage as described above, thereby reducing work time, work labor loss, and airborne cost.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |