KR19980016834A - Rapid heat treatment equipment - Google Patents

Abstract

본 발명은 급속 열처리 장치(Rapid Thermal Processing : RTP)를 개시한다. 본 발명은, 그 내부가 진공처리된 챔버와, 챔버의 상단부에 위치하여 실리콘 웨이퍼를 가열하기 위한 램프히터와, 램프히터의 열을 실리콘 웨이퍼로 반사시키는 리플렉터와, 상기 챔버 내부의 하단부에 실리콘 웨이퍼의 가장자리부와 소정의 간격을 두고 위치하도록 장착하여 상기 실리콘 웨이퍼의 가장자리부에 열을 균일하게 가해주는 열손실 방지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses Rapid Thermal Processing (RTP). The present invention relates to a chamber in which the inside is vacuumed, a lamp heater for heating a silicon wafer located at an upper end of the chamber, a reflector for reflecting heat from the lamp heater to the silicon wafer, and a silicon wafer at a lower end inside the chamber. It is mounted so as to be positioned at a predetermined interval with the edge of the silicon wafer characterized in that it comprises a heat loss preventing means for applying heat evenly to the edge of the silicon wafer.

Description

급속 열처리 장치Rapid heat treatment equipment

본 발명은 급속 열처리 장치(Rapid Thermal Processing : RTP)에 관한 것으로, 특히 웨이퍼를 회전시켜 에이퍼 중앙부의 온도를 균일하게 하는 급속 열처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to Rapid Thermal Processing (RTP), and more particularly, to a rapid thermal processing apparatus that rotates a wafer to uniformize the temperature of the center of the aper.

반도체 소자의 제조공정에 널리 이용되고 있는 RTP의 주요한 이점은 짧은 가열시간과 램프가열에 의한 높은 온도에서의 처리로 웨이퍼가 받는 열다발(thermal budget)을 줄일 수 있다는 것이다. 이는 일반적인 반응로 내에서 진행되는 제조공정이 낮은 온도 및 긴 시간으로 진행되어 결과적으로 웨이퍼가 받는 열다발을 크게하는 것과는 대조적이다.A major advantage of RTP, which is widely used in the manufacturing process of semiconductor devices, is that a short heating time and a high temperature treatment by lamp heating reduce the thermal budget of the wafer. This is in contrast to the manufacturing process that takes place in a typical reactor at low temperatures and long time periods, resulting in larger thermal bundles on the wafer.

도 1은 종래 기술에 의한 램프 가열 방식의 RTP 장치의 개략도로서, 도면부호 11은 램프히터를 나타내고, 12는 리플렉터(reflectors)를 나타내고, 13은 석영윈도우(window)를 나타내고, 14는 챔버를 나타내고, 15은 실리콘 웨이퍼를 나타낸다.Fig. 1 is a schematic diagram of a lamp heating type RTP apparatus according to the prior art, in which reference numeral 11 denotes a lamp heater, 12 denotes a reflector, 13 denotes a quartz window, and 14 denotes a chamber. And 15 represents a silicon wafer.

상기 챔버(14)의 상부에 석영윈도우(13)가 탑재되어 있고, 그 상부에 석영윈도우(13)와는 소정의 간격을 유지한 채 다수의 램프히터(11)가 놓여져 있으며, 램프히터(11)의 열은 그 일부는 직접 실리콘 웨이퍼(15)로 전달되고 일부는 리플렉터(12)에 의해 반사되어 실리콘 웨이퍼(15)에 가해진다. 실리콘 웨이퍼(15)는 챔버(14) 내에 고정되어 있고, 램프히터(10)에서 복사되는 열에 의해 가열된다.The quartz window 13 is mounted on an upper portion of the chamber 14, and a plurality of lamp heaters 11 are placed on the upper portion of the chamber 14 while maintaining a predetermined distance from the quartz window 13. Part of the heat is transferred directly to the silicon wafer 15 and part is reflected by the reflector 12 and applied to the silicon wafer 15. The silicon wafer 15 is fixed in the chamber 14 and is heated by heat radiated from the lamp heater 10.

상기와 같은 종래의 램프 가열 방식의 RTP 장치는, RTP 공정의 특징 중의 하나인 높은 온도와 짧은 램핑(ramping) 시간을 얻기 위해서는 실리콘 웨이퍼에 요구되어지는 목표 온도보다 더 높은 온도로 상기 실리콘 웨이퍼를 가열해야 한다. 이때, 실리콘 웨이퍼의 대구경화 추세에 따라 실리콘 웨이퍼의 중앙부 및 가장자리부에서의 열이 불균일하게 가해지는 문제점이 발생하였다. 특히, 실리콘 웨이퍼의 가장자리부에서는 열손실이 발생하는 문제점이 발생하였다.The conventional lamp heating type RTP apparatus heats the silicon wafer to a temperature higher than the target temperature required for the silicon wafer in order to obtain a high temperature and a short ramping time, which is one of the characteristics of the RTP process. Should be. At this time, a problem arises in that heat is unevenly applied at the center portion and the edge portion of the silicon wafer according to the trend of large diameter of the silicon wafer. In particular, a problem occurs that heat loss occurs at the edge of the silicon wafer.

따라서, 본 발명은 이러한 기술적 배경하에서 안출된 것으로서, 그 목적은 실리콘 웨이퍼의 가장자리에 열을 균일하게 가하기 위한 열손실 방지수단을 구비함으로서 열 균일성을 향상시킬 수 있는 급속 열처리 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a rapid heat treatment apparatus capable of improving thermal uniformity by providing heat loss preventing means for uniformly applying heat to the edge of a silicon wafer. .

도 1은 종래 기술에 의한 램프가열 방식의 RTP 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a RTP device of a lamp heating method according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 급속 열처리 장치의 제1 실시예의 구성을 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing the configuration of a first embodiment of a rapid heat treatment apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing a second embodiment of the present invention.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 그 내부가 진공처리된 챔버와, 챔버의 상단부에 위치하여 실리콘 웨이퍼를 가열하기 위한 램프히터와, 램프히터의 열을 실리콘 웨이퍼로 반사시키는 리플렉터를 포함하는 급속 열처리 장치에 있어서,The present invention for achieving the above-described technical problem, the chamber is a vacuumed inside thereof, a lamp heater for heating the silicon wafer is located in the upper end of the chamber, and a reflector for reflecting the heat of the lamp heater to the silicon wafer In the rapid heat treatment apparatus,

상기 실리콘 웨이퍼의 가장자리부에 열을 균일하게 가해주기 위한 열손실 방지수단을 챔버 내부의 하단부에 실리콘 웨이퍼의 가장자리부와 소정의 간격을 두고 위치하도록 장착하여 구성된 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치를 제공한다.It provides a rapid heat treatment apparatus comprising a heat loss preventing means for uniformly applying heat to the edge of the silicon wafer to be positioned at a predetermined distance from the edge of the silicon wafer in the lower end of the chamber. .

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 열손실 방지수단은 콜리메이티드 리플렉터 링(collimated reflector ring) 또는 블랙바디 에미터(blackbody emitter)를 사용한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the heat loss preventing means uses a collimated reflector ring or a blackbody emitter.

상기의 본 발명은 열손실 방지수단에 의해 램프히터의 열을 실리콘 웨이퍼의 중앙부 및 가장자리부에 균일하게 가할 수 있는 잇점이 있다.The present invention has the advantage that the heat of the lamp heater can be uniformly applied to the center portion and the edge portion of the silicon wafer by the heat loss preventing means.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 급속 열처리 장치의 개략도로서, 도면부호 1은 그 내부가 진공처리된 챔버를 나타내고, 2는 상기 챔버(1)의 상단부에 위치하여 실리콘 웨이퍼(3)를 가열하기 위한 램프히터를 나타내고, 4는 상기 램프히터(2)의 열을 실리콘 웨이퍼(3)로 반사시키는 리플렉터를 나타내고, 5는 상기 챔버(1) 내부의 하단부에 실리콘 웨이퍼(3)의 가장자리부와 소정의 간격을 두고 위치하도록 장착되어 상기 실리콘 웨이퍼(3)의 가장자리부에 열을 균일하게 가해주기 위한 콜리메이티드 리플렉터 링(collimated reflector ring)을 나타낸다.2 is a schematic view of a rapid heat treatment apparatus according to the present invention, in which reference numeral 1 denotes a chamber in which the inside is vacuumed, and 2 denotes a lamp for heating the silicon wafer 3 at an upper end of the chamber 1. A heater represents a heater, 4 represents a reflector for reflecting the heat of the lamp heater 2 to the silicon wafer 3, and 5 represents a predetermined distance from the edge of the silicon wafer 3 at the lower end inside the chamber 1. And a collimated reflector ring for uniformly applying heat to the edge of the silicon wafer 3.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 개략도로서 도 2와 동일부호는 동일부재를 나타낸다. 여기서 도면부호 6은 상기 도 2의 콜리메이티드 리플렉터 링(collimated reflector ring)을 대신할 수 있는 열손실 방지수단으로서 블랙바디 에미터(blackbody emitter)를 나타낸다.Figure 3 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention, the same reference numerals as those of Figure 2 denote the same member. Here, reference numeral 6 denotes a blackbody emitter as a heat loss preventing means that can replace the collimated reflector ring of FIG. 2.

이때, 상기 블랙바디 에미터(6)의 재료로는 흡수계수가 큰 Sodium, Potassium, Cesium, Vanadium, Niobium, Gadolinium, Holmium, Yttrium, Scandium, Osmium 등을 사용한다.At this time, as the material of the black body emitter 6, Sodium, Potassium, Cesium, Vanadium, Niobium, Gadolinium, Holmium, Yttrium, Scandium, Osmium and the like having a large absorption coefficient are used.

본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이 가능함은 물론이다.The present invention is not limited thereto, and various modifications are possible by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 급속 열처리 장치는 열손실 방지수단을 사용하여 실리콘 웨이퍼의 중앙부와 가장자리부에 열을 균일하게 가할 수 있기 때문에 제조공정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the rapid heat treatment apparatus according to the present invention has an effect of improving the reliability of the manufacturing process because heat can be uniformly applied to the center portion and the edge portion of the silicon wafer using the heat loss preventing means.

Claims (3)

그 내부가 진공처리된 챔버와, 챔버의 상단부에 위치하여 실리콘 웨이퍼를 가열하기 위한 램프히터와, 램프히터의 열을 실리콘 웨이퍼로 반사시키는 리플렉터를 포함하는 급속 열처리 장치에 있어서,A rapid heat treatment apparatus comprising a chamber vacuumed inside thereof, a lamp heater for heating a silicon wafer at an upper end of the chamber, and a reflector for reflecting heat from the lamp heater to the silicon wafer, 상기 실리콘 웨이퍼의 가장자리부에 열을 균일하게 가해주기 위한 열손실 방지수단을 챔버 내부의 하단부에 실리콘 웨이퍼의 가장자리부와 소정의 간격을 두고 위치하도록 장착하여 구성된 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치.And a heat loss preventing means for uniformly applying heat to the edge portion of the silicon wafer so as to be positioned at the lower end portion of the chamber at a predetermined distance from the edge portion of the silicon wafer. 제1항에 있어서, 상기 열손실 방지수단은 콜리메이티드 리플렉터 링(collimated reflector ring) 인 것을 특징으로 하는 RTP 장치.The RTP apparatus according to claim 1, wherein the heat loss preventing means is a collimated reflector ring. 제1항에 있어서, 상기 열손실 방지수단은 블랙바디 에미터(blackbody emitter) 인 것을 특징으로 하는 RTP 장치.The RTP apparatus according to claim 1, wherein the heat loss preventing means is a blackbody emitter.