KR20070071504A - 산화막 형성 장치 - Google Patents

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film forming
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이창주
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삼성전자주식회사
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산화막 형성 과정에서 발생되는 열로부터 웨이퍼 감지 센서를 보호하기 위한 산화막 형성 장치가 개시된다. 산화막 형성 장치 내에서 웨이퍼를 감지하기 위한 웨이퍼 감지부는 방열 수단을 구비한다. 방열 수단 내부에는 웨이퍼 감지 센서가 구비된다. 고온의 열은 방열 수단에 의해 웨이퍼 감지 센서로 전달되는 것이 차단된다. 따라서, 고온의 열에 기인한 웨이퍼 감지 센서의 동작 불량은 방지된다.

Description

산화막 형성 장치{Apparatus of forming Oxide Film}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화막 형성 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 감지부를 도시한 투시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 웨이퍼 케리어 120 : 이송 랙
140 : 웨이퍼 감지부 141 : 방열 수단
146 : 웨이퍼 감지 센서 170 : 이송 로봇
본 발명은 웨이퍼의 산화막 형성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화막 형성 장치에 웨이퍼를 감지하는 센서를 고온으로부터 차단하기 위한 산화막 형성 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 산화막은 절연막으로 사용된다. 특히, 산화막은 트랜지스터 등의 소자가 형성되는 활성 영역을 정의하고, 인접한 활성 영역들을 분리하 는 소자 분리막으로 사용되며, 트랜지스터의 게이트를 이루는 유전막으로도 사용된다. 또한, 서로 다른 금속 배선들이 층을 달리하여 형성되는 경우, 층을 분리하는 데도 사용된다.
이러한 산화막의 형성은 실리콘 단결정으로 이루어진 웨이퍼의 표면에 자동으로 형성되는 자연 산화막(native oxide) 및 SOG(Spin On Glass) 등의 제조 공정을 제외하고는, 열을 이용하여 형성한다.
열을 이용하여 산화막을 형성하는 것으로는 열 산화막 공정 및 산화막 증착 공정이 있다.
열 산화막 공정은 고온의 온도 분위기에서 실리콘 단결정 기판에 산소를 공급하여, 실리콘 단결정을 산화시키는 것이다. 또한, 산화막 증착 공정은 소스 가스 등을 이용하여 산화물을 증착하는 것이다. 이외에도, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition)에 따른 산화막의 형성 및 물리적 기상 층착(Physical Vapor Deposition) 등이 사용될 수도 있다.
특히, 고온에서 산화막의 증착 공정 또는 열 산화막 형성 공정이 사용되는 경우, 산화막 형성 장치의 내부는 높은 온도를 가지게 된다. 상기 산화막 형성 장치의 내부에 구비된 부품들이 열에 약한 재질을 가지는 경우, 이러한 부품들은 높은 열에 의해 손상되는 것은 피할 수 없는 문제점이라 할 것이다.
상술한 산화막 형성 장치는 장치 내부에 투입된 웨이퍼를 감지하는 센서를 구비한다. 산화막 형성 장치에서 사용되는 센서의 경우, 광 센서가 대다수를 차지하는데, 광 센서는 열에 취약한 특성을 가진다. 통상적인 광 센서가 약 100℃ 이하 이나, 산화막 형성 장치에서 산화막 제조 공정이 진행되는 경우, 장치 내부의 온도는 이를 상회하며, 적절한 동작 온도를 상회하는 장치 내부의 열로 인하여 광 센서는 잦은 불량을 발생시킨다.
예컨대, 산화막 형성이 완료된 웨이퍼를 보트(boat)로부터 이탈시키는 언로딩시, 광 센서 주위의 온도는 약 130℃를 상회한다. 따라서, 이러한 과도한 온도로 인하여 산화막 형성 장치 내의 광 센서는 자주 교체되어야 한다. 광 센서의 잦은 교체로 인하여 산화막 형성 장치의 동작 시간은 감소되며, 장치 운용의 효율성이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 산화막 형성 장치 내부의 온도로부터 상기 광 센서를 보호하고, 고온의 환경으로 인하여 발생되는 광 센서의 불량을 방지할 수 있는 수단이 요청된다할 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 내부의 온도로부터 광 센서를 보호할 수 있는 산화막 형성 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부로부터 웨이퍼를 전달받거나, 외부에 웨이퍼를 전달하기 위한 웨이퍼 케리어; 상기 웨이퍼 케리어로부터 웨이퍼를 전달받기 위한 이송 랙; 상기 이송 랙 하부에 구비된 반사판을 이용하여 상기 웨이퍼의 유무를 확인하고, 열을 차단하기 위한 방열 수단을 구비하는 웨이퍼 감지부; 상기 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 로봇; 상기 이송 로봇을 통해 상기 웨이퍼를 전 달받기 위한 웨이퍼 보트; 및 상기 웨이퍼 보트에 배치된 웨이퍼 상에 산화막을 형성하기 위한 챔버를 포함하는 산화막 형성 장치를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화막 형성 장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 산화막 형성 장치는, 웨이퍼 케리어(100), 이송 랙(transfer rack)(120), 웨이퍼 감지부(140), 이송 로봇(170), 웨이퍼 보트(180) 및 챔버(190)를 가진다.
웨이퍼 케리어(100)는 산화막 형성 장치 외부로부터 제공되는 웨이퍼를 보관하거나, 산화막 형성 장치로부터 웨이퍼를 외부로 제공하는데 사용된다. 또한, 상기 웨이퍼 케리어(100)에 보관된 웨이퍼는 상기 이송 랙(120)으로 이동된다.
이송 랙(120)은 챔버(190)에서 산화막 형성 공정이 완료된 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼 보트(180)로 로딩하고자 하는 웨이퍼를 보관한다. 상기 이송 랙(120)의 상부에는 웨이퍼 감지부(140)가 구비되고, 이송 랙(120)의 하부에는 반사판(150)이 구비된다. 이송 랙(120)의 상부에 구비된 웨이퍼 감지부(140)에 의해 이송 랙(120)의 웨이퍼는 감지된다. 또한, 상기 반사판(150)은 웨이퍼 감지부(140)로부터 발광되는 광신호를 반사한다. 만일 이송 랙(120)에 웨이퍼가 위치하는 경우, 반사판 (150)으로 광신호는 도달하지 못하며, 반사광은 웨이퍼 감지부(140)에 도달하지 못하므로, 웨이퍼는 감지될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 감지부(140)는 방열 수단을 구비한다. 상기 방열 수단은 산화막 형성 장치의 내부로부터 전달되는 열을 차단하여 웨이퍼 감지부(140)를 보호한다.
상기 이송 로봇(170)은 웨이퍼를 웨이퍼 보트(180)로 이동시키거나, 웨이퍼 보트(180)의 웨이퍼를 이송 랙(120)으로 이동시킨다. 즉, 지지축(160)을 상하로 이동하면서 웨이퍼를 이송 랙(120)으로 이동시키거나, 웨이퍼 보트(180)로 이송시킨다. 산화막을 형성하고자 하는 경우, 웨이퍼는 웨이퍼 보트(180)로 이송된다. 또한, 챔버(190) 내에서 산화막 형성 공정이 완료된 경우, 웨이퍼는 웨이퍼 보트(180)로부터 이송 로봇(170)을 통해 이송 랙(120)으로 전달된다.
이송 로봇(170)에 의해 웨이퍼 보트(180)로 전달된 웨이퍼는 챔버(190)로 이송된다. 웨이퍼의 이송은 상기 웨이퍼를 장착한 웨이퍼 보트(180)가 수직 운동에 의해 챔버(190) 내로 이동함에 의해 달성된다. 챔버(190)에서 산화막의 형성이 완료된 경우, 웨이퍼를 장착한 웨이퍼 보트(180)는 챔버(190)로부터 이탈되며, 다시 이송 로봇(170)은 웨이퍼를 이송 랙(120)으로 이동시킨다.
상술한 산화막 형성 장치의 동작에서 산화막 형성 장치 내의 온도는 고온을 유지하며, 고온에 따른 열의 전달은 웨이퍼 감지부(140)에 구비된 방열 수단에 의해 차단된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 감지부를 도시한 투시도이 다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 감지부(140)는 방열 수단(141) 및 웨이퍼 감지 센서(146)를 가진다.
상기 방열 수단(141)은 SUS 재질로 구성됨이 바람직하다. 또한, 상기 방열 수단(141)에는 좌우측 측면에 개구부(142,143)가 구비된다. 예컨대 좌측 개구부(142)로는 웨이퍼 감지 센서(146)의 동작에 필요한 배선들이 배치되며, 우측 개구부(143)를 통해 웨이퍼 감지 센서(146)의 상태를 육안으로 확인할 수 있다. 즉, 웨이퍼 감지 센서(146)의 상태는 적어도 하나의 표시 수단(147)에 의해 표시된다. 바람직하게는 상기 표시 수단(147)은 발광 다이오드로 구성된다. 즉, 이송 랙(120)에 웨이퍼가 배치된 경우와 이송 랙(120)에 웨이퍼가 없는 경우, 색깔을 달리하여 디스플레이될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 감지 센서(146)의 하부에는 발광 센서(148) 및 수광 센서(149)가 구비된다. 만일 이송 랙(120)에 웨이퍼가 배치된 경우, 발광 센서(148)로부터 방출되는 광신호는 웨이퍼 표면에서의 난반사로 인하여 반사판(150)까지 전달되지 않는다. 따라서, 수광 센서(149)로 광신호는 전달되지 않는다. 만일 이송 랙(120)에 웨이퍼가 없는 경우, 발광 센서(148)로부터 방출된 광신호는 반사판(150)까지 전달되며, 반사판(150)은 광신호를 반사한다. 반사된 광신호는 수광 센서(149)에 의하여 감지된다. 따라서, 수광 센서(149)의 광신호 수신 상태에 따라 표시 수단(147)에서 점등되는 표시색의 색깔은 달라진다.
또한, 발광 센서(148)로부터 방출되는 광신호가 이송 랙(120)에 구비된 웨이 퍼 또는 이송 랙(120) 하부의 반사판(150)에 입사될 수 있도록, 상기 방열판(141) 하부에는 소정의 넓이를 가진 하부 개구부(145)가 형성된다. 하부 개구부(145)를 통하여 광신호는 전송되며, 반사판(150)으로부터 반사된 광신호는 수광 센서(149)에 의해 감지된다.
또한, 산화막 형성 장치 내부에서 발생된 열은 방열판(141)에 의해 상당부분 차단될 수 있다. 즉, 상기 방열판(141)은 산화막 형성 장치 내부의 열로부터 웨이퍼 감지 센서(146)를 보호한다.
예컨대, 모델명이 KE_DJ_853인 산화막 형성 장치의 경우, 방열판(141)이 제거된 상황에서 웨이퍼 감지 센서(146)의 온도는 118℃ 내지 132℃로 분포하였다. 그러나 방열판(141)을 사용하는 경우, 특히 SUS 재질의 방열판을 상기 도 2에 도시된 바와 같이 구성한 경우, 웨이퍼 감지 센서(146)의 온도는 48℃ 내지 73℃로 분포하는 것을 확인하였다. 이를 비교하면 방열판(146)의 사용에 의해 약 70℃ 정도의 온도를 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 산화막 형성 장치에서 고온의 열로부터 웨이퍼 감지 센서를 보호하기 위하여 방열판을 사용한다. 특히, SUS 재질의 방열판을 사용하여 산화막 형성 장치 내부의 열로부터 웨이퍼 감지 센서를 보호할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 감지 센서가 고온의 열로 인하여 동작 불량을 일으키는 것을 방지할 수 있으며, 장비의 교체에 따른 시간 손실을 최소화할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 외부로부터 웨이퍼를 전달받거나, 외부에 웨이퍼를 전달하기 위한 웨이퍼 케리어;
    상기 웨이퍼 케리어로부터 웨이퍼를 전달받기 위한 이송 랙;
    상기 이송 랙 하부에 구비된 반사판을 이용하여 상기 웨이퍼의 유무를 확인하고, 열을 차단하기 위한 방열 수단을 구비하는 웨이퍼 감지부;
    상기 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 로봇;
    상기 이송 로봇을 통해 상기 웨이퍼를 전달받기 위한 웨이퍼 보트; 및
    상기 웨이퍼 보트에 배치된 웨이퍼 상에 산화막을 형성하기 위한 챔버를 포함하는 산화막 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 감지부는 상기 이송 랙의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 산화막 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 감지부는,
    광신호를 방출하고, 상기 이송 랙 내의 웨이퍼의 유무를 감지하기 위한 웨이퍼 감지 센서; 및
    고온의 열로부터 상기 웨이퍼 감지 센서를 보호하기 위한 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화막 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 방열판은 SUS 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화막 형성 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방열판은 좌우측에 형성된 개구부들 및 광신호가 통과하기 위해 하부에 형성된 개구부를 가지는 것을 특징으로 하는 산화막 형성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 웨이퍼 감지 센서는,
    광신호를 방출하기 위한 발광 센서;
    상기 반사판으로부터 반사되는 광신호를 수신하기 위한 수광 센서; 및
    상기 수광 센서의 수신 상태를 표시하기 위한 표시 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화막 형성 장치.
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