KR920009368B1 - 광화학 증착 및 급속열처리 장치용 웨이퍼 지지대 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광화학 증착 및 급속열처리 장치용 웨이퍼 지지대

제1도는 본 발명의 열전대용 웨이퍼 지지대의 평면도.

제2도는 제1도의 단면도.

제3도는 본 발명의 파이로미터용 웨이퍼 지지대의 평면도.

제4도는 제3도의 단면도.

제5a도는 본 발명의 열전대를 설치한 상태의 단면도.

제5b도는 본 발명의 열전대를 설치한 상태의 일부를 나타낸 평면도.

제6a도는 본 발명의 다양한 직경의 웨이퍼 지지핀을 나타낸 요부 평면도.

제6b도는 본 발명의 다양한 직경의 웨이퍼 지지핀을 나타낸 요부 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 열전대용 웨이퍼 지지대 4 : 열전대용 러이드선

5, 13 : 지지핀 10 : 파이로미터용 웨이퍼 지지대

본 발명은 반도체 고집적 회로의 제조공정 중 광화학 증착 및 급속열처리 장치에 있어서, 반응로 내에서 낱장 공정 수행시 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지대에 관한 것이다.

반도체 소자의 고집적화 추세에 따라 웨이퍼상의 박막증착이나 열처리 방법에도 새로운 공정의 필요성이 요구되고 있으며, 이에 부합되는 장비들이 개발되고 있음은 잘알려진 사실이다. 광화학 공정반응은 현재까지 주로 사용되어온 화학반응가스를 고온에서 열분해하는 열화학 반응공정 대신 화학 반응가스를 광에너지가 높은 자외선으로 분해하여 50~250℃정도의 비교적 낮은 온도에서 화학반응을 일으켜 박막이 증착되도록 하는 공정을 주로 이용하고 있다. 그리고 상기와 같은 광화학 반응공정에 의하여서는 고집적 회로의 제조를 위한 열화학 반응공정시 화학 반응가스를 고온(500~900℃)으로 유지하므로써 발생하는 반응로 오염이나 불필요한 화합물 생성, 이물질의 난입 등을 방지할 수 있다. 또한 급속열처리 공정은 열처리 시간과 온도조절이 용이하고 응답속도가 빠른 조정기를 이용하여 광에너지를 웨이퍼 표면에 짧은 시간동안 전달하여 열화학 공정에서 발생하는 기판의 온도영향과 불순물들의 재분포를 최소화 시키면서 불순물 이온의 활성화와 재결정화를 동시에 수행하여 고품위의 박막을 얻도록 한다.

그러나 상기와 같은 광화학공정 반응과 급속열처리 공정을 이용하여 고집적 IC에의 응용을 위해서는 표면특성이 우수하고 균일한 박막증착, 높은 증착률을 얻을 수 있도록 적절한 공정변수와 구조가 필요하게 된다. 증착된 박막의 증착특성과 전기적, 화학적 특성을 결정하는데는 여러가지의 요소들이 있지만 그중 반응가스의 조성비와 유량, 가스압과 가스유속, 증착면의 온도 등의 공정조건에 따라 서로 달라지게 되고, 특히 고집적화 및 웨이퍼 직경(크기)의 대형화 추세에 따라 위와 같은 조건들은 중요한 인자로 부각되며, 이와 같은 장비에서의 공정수행시 웨이퍼를 지지하는 방법과 상태에 따라 웨이퍼의 가열상태와 공정가스의 흐름에 따른 웨이퍼 박막증착 및 열처리 상태에 커다란 영향을 주게 된다.

이에 따라 본 발명은 웨이퍼를 효율적으로 지지하도록 하면서 최적의 공정조건 및 상태에 최소한의 영향을 주도록 한 광화학 증착 및 급속열처리 장치용 웨이퍼 지지대를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이를 위하여 본 발명은 공정을 수행할 때 반응가스의 정숙한 층류적인 흐름을 방해하지 않으면서 웨이퍼로 하여금 높은 온도 균일도를 얻을 수 있도록 하여 고집적 반도체의 균일한 박막증착 및 급속열처리로 인한 우수한 박막특성을 얻을 수 있도록 한다.

본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.

제1도 및 제2도는 공정을 수행하는 중에 웨이퍼의 온도를 열전대에 의해 측정할 수 있는 열전대용 웨이퍼 지지대를 나타낸 것으로, 반응로 본체(1)의 저면 일측의 두 위치 맞춤핀(1a)에 끼워지는 위치맞춤 구멍(2a)이 일측에 형성되고 타측의 위치맞춤편 (1b)에는 타측의 걸림편(3)에 형성한 슬롯홈(3a)이 걸리도록 한 열전대용 웨이퍼 지지대(2)의 측면상에는 다수의 리이드선 구멍(2b)을 2열의 교호로 형성하여 2개의 열전대용 리이드선(4)을 끼울수 있도록 하고, 석영판인 열전대용 웨이퍼 지지대(2)의 중앙에는 일측이 개방된 원형공간부(2c)를 형성하고 이의 둘레에는 저면에 부착되는 끝이 뽀쪽한 단부가 상향 노출되도록 한 ＂L＂형의 지지판(5)을 일정한 간격(120°)으로 3개 설치하여 웨이퍼(6)가 지지되도록 한 것이다.

그러므로 열전대용 웨이퍼 지지대(2)를 반응로 본체(1)의 일측의 입구를 통하여 내부로 밀어 넣으면서 걸림편(3)의 슬롯홈(3a)이 타측의 위치맞춤핀(1b)에 걸리도록 한 후 일측의 위치맞춤 구멍(2a)이 위치맞춤핀(1a)에 끼워 지도록 함으로써 반응로 내부에 설치 및 해체가 간단히 이루어지도록 하고, 지지핀(5)의 단부를 뽀쪽하게 형성하고 그 사이의 간격이 일정한 3개의 지지핀(5)의 단부에 웨이퍼(6)가 얹혀지도록 하여 접촉부위가 최소로 되면서 웨이퍼(6)에서 지지핀(5)으로 열이 이동되어 열손실되는 현상을 줄여줌은 물론, 웨이퍼(6)의 상면에서 공정가스의 층류적인 흐름 및 적외광이 웨이퍼(6)로 전달되는 광에너지가 방해되는 것을 막도록 한 것이다. 그리고 열전대용 웨이퍼 지지대(2)의 측면상에 2열의 교호로 형성한 리이드선 구멍(2b)으로 제5a, b도에 도시한 것과 같이 2개의 열전대용 리이드선(4)을 서로 어긋나게 설치하여 열전대용 리이드선(4)의 단락을 방지하고 단락방지를 위한 별도의 절연재를 사용하지 않도록 한 것이다.

제3도 및 제4도는 공정을 수행하는 중에 파이로미터(pyrometer)를 이용하여 웨이퍼의 온도를 측정할 수 있는 파이로미터용 웨이퍼 지지대를 나타낸 것으로, 반응로 본체(1)의 저면 일측의 두 위치맞춤핀(1a)에 끼워지는 위치맞춤 구멍(11a)이 일측의 돌출부(11)에 각각 형성되고, 타측의 위치맞춤핀(1b)에는 타측의 걸림편(12)에 형성한 슬롯홈(12a)에 걸리도록 한 ＂ㄷ＂형 석영봉의 파이로미터용 웨이퍼 지지대(10)의 안쪽에는 일정한 간격(120°)을 띄운채 단부의 뽀쪽한 부분이 중심을 향하도록 한 3개의 ＂ㄴ＂형 지지핀(13)을 설치하여 웨이퍼(6)가 지지되도록 한 것이다.

그러므로 파이로미터용 웨이퍼 지지대(10)를 반응로 본체(1)의 내부에 설치하거나 분리하는 방식은 열전대용 웨이퍼 지지대(2)와 동일하지만 석영판 대신 ＂ㄷ＂형 석영봉을 이용하여 웨이퍼(6)의 지지핀(13)을 교정하므로써 최적의 공정조건에 미치는 영향이 거의 없어지게 되고, 이에 따라 공정가스의 정숙한 층류적인 흐름을 방해하지 않아 웨이퍼 상의 증착 및 열처리의 균일화를 얻을 수 있으며, 웨이퍼 지지대에 흡수되는 열이 현저히 줄어들어 급속가열과 냉각이 반복되는 급속열처리 공정을 효과적으로 할수 있고, 석영판이 휘는 현상을 방지하도록 한 것이다.

그리고 제6도는 본 발명의 다른 실시예로서, 웨이퍼의 크기가 다양하므로 여러 크기의 웨이퍼를 지지할 수 있도록 한 것이다. 작은 직경의 웨이퍼(6a)와 중간직경의 웨이퍼(6b),(6c) 및 큰 직경의 웨이퍼(6d)를 모두 지지할 수 있도록 웨이퍼 지지대(도면에 도시되지 않음)의 지지핀의 단부의 거리와 높이가 각각 다르게 형성하여 거리가 멀고 높이가 낮은 단부(5a)에는 작은 직경의 웨이퍼(6a)가 지지되도록 하고, 거리가 짧아지면서 높이가 높아지도록 한 다수의 단부(6b), (6c), (6d)에 적당한 크기의 웨이퍼(6b ), (6c), (6d)가 안정되게 지지되도록 한다.

그리고 모든 웨이퍼(6a)~(6d)의 중심이 항상 일치하도록 단부(6a)~(6d)을 정확하게 형성한 것이다.

따라서 본 발명의 웨이퍼 지지대는 열전대용과 파이로미터용으로 이용할 수 있으며 공정시 반응가스의 층류적인 흐름을 방해하지 않고 웨이퍼가 높은 온도 균일도를 유지하도록 하여 고집적 반도체의 균일한 박막 증착 및 급속 열처리에 인해 우수한 박막특성을 얻도록 한 것임을 알수 있다.

Claims (4)

1. 광화학 박막증착 및 급속열처리를 낱장으로 행하는 장치에 있어서, 반응로 본체(1)의 위치맞춤핀(1a)에 일측의 위치 맞춤 구멍(2a)이 끼워지면서 타측의 위치맞춤된(1b)에는 걸림편(3)의 슬롯홈(3a)이 걸리도록 한 석영판의 열전대용 웨이퍼 지지대(2)의 측면상에는 다수의 리이드선 구멍(2b)을 형성하여 열전대용 리이드선(4)을 끼우도록 하고, 중앙 원형공간부(2c)의 둘레에는 3개의 ＂ㄴ＂형의 지지핀(5)을 일정한 간격으로 설치하여서 구성함을 특징으로 하는 광화학증착 및 급속열처리 장치용 웨이퍼 지지대.
2. 제1항에 있어서, 열전대용 웨이퍼 지지대(2)의 리이드선 구멍(2b)은 2열의 교호로 다수개 형성하여 2개의 열전대용 리이드선(4)을 서로 엇갈리게 끼우도록 한 광화학증착 및 급속열처리 장치용 웨이퍼 지지대.
3. 제1항에 있어서, 웨이퍼 지지대(2)의 각각의 ＂ㄴ＂형 지지핀(5)은 높이와 거리가 다른 단부(5a),(5b),(5c),(5d)를 다수개 형성하여 웨이퍼 지지대(2)의 교체없이 크기가 다른 웨이퍼를 사용하도록 한 광화학증착 및 급속열처리 장치용 웨이퍼 지지대.
4. 반응로 본체(1)의 위치맞춤편(1a)과 (1b)에 돌출부(11)의 위치맞춤 구멍(11a )과 걸림편912)의 슬롯홈(12a)이 끼워지거나 걸리도록 한 ＂ㄷ＂형 석영봉의 파이로미터용 웨이퍼 지지대(10)에는 ＂ㄴ＂형의 지지핀(13)을 일정한 간격으로 3개 설치하여 구성함을 특징으로 하는 광화학증착 및 급속열처리 장치용 웨이퍼 지지대.

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