KR20070025381A - Apparatus for fabricating semiconductor device - Google Patents

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Abstract

Semiconductor device manufacturing equipment is provided to prevent the attachment of particles, to reduce the contamination of a process chamber and to improve the yield of wafer by restraining an abrupt temperature change in the process chamber using a temperature retaining layer. Semiconductor device manufacturing equipment includes a process chamber and a temperature retaining layer. The process chamber(10) is used for performing a semiconductor device manufacturing process. The temperature retaining layer(100) is formed on an inner wall of the process chamber. The temperature retaining layer is used for preventing an inner temperature of the process chamber from being abruptly changed.

Description

반도체 소자 제조용 장비{Apparatus for fabricating semiconductor device}Apparatus for fabricating semiconductor device

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of equipment for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 공정 챔버의 사시도이다.2 is a perspective view of the process chamber of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정 챔버의 사시도이다.3 is a perspective view of a process chamber in accordance with another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명> <Explanation of symbols on main parts of the drawings>

10 : 공정 챔버 20 : 웨이퍼 지지대10 process chamber 20 wafer support

30 : 가열부재 100 : 온도 유지막30: heating member 100: temperature holding film

200 : 히터200: heater

본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 급속열처리 공정 챔버 내부에서 발생하는 파티클 응착 현상을 방지하는 반도체 소자 제조용 장비를 제공하는 것이다.The present invention relates to a device for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to provide a device for manufacturing a semiconductor device that prevents particle adhesion from occurring inside a rapid heat treatment process chamber.

반도체 소자의 제조공정은 열처리의 반복으로 이루어져 있으며, 열처리가 필요한 공정은 열산화, 열확산, 각종 어닐링(Annealing) 등이다. 어닐링은 불순물 이온을 넣은 후의 결정성 회복의 어닐링, Al·Si의 콘택트(contact) 특성과 Si· SiO2 계면특성 향상을 위한 어닐링, 실리사이드(silicide) 형성을 위한 신터링(sintering) 등 용도가 매우 광범위하다.The manufacturing process of a semiconductor device consists of repetition of heat treatment, and processes requiring heat treatment include thermal oxidation, thermal diffusion, and various annealing. Annealing is very useful for annealing crystals after impurity ions, annealing to improve Al and Si contact characteristics and Si-SiO 2 interfacial properties, and sintering to form silicides. Extensive

열처리 공정을 수행하는 장치로는 퍼니스(Furnace)외에 급속열처리 공정(Rapid Thermal Processing; RTP) 장치가 이용된다. 이러한 급속열처리 장치는 짧은 시간 내에 온도를 빠르게 변화시킬 수 있어 온도의 상승 또는 하강시 소비되는 불필요한 열부하(thermal buget)을 줄일 수 있다.As an apparatus for performing the heat treatment process, a rapid thermal processing (RTP) apparatus in addition to a furnace is used. Such a rapid heat treatment apparatus can change the temperature rapidly within a short time, thereby reducing unnecessary thermal buget consumed when the temperature rises or falls.

고온의 급속열처리 공정이 진행되고 나면, 공정 챔버 내부는 급속히 온도가 하강된다. 따라서, 공정 챔버 내의 반응 가스는 급속한 온도 변화로 인해 파티클(particle)이 유발된다. 파티클은 온도가 낮은 곳에 응착하는 특성이 있다. 그러므로, 파티클이 상대적으로 온도가 낮은 알루미늄 재질의 공정 챔버 바디(body)에 응착하는 현상이 발생한다. 이와 같이 공정 챔버 내에서 파티클 응착 현상이 발생하면 공정 챔버 내부를 오염시켜 웨이퍼의 생산 수율을 감소시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 발생한 파티클 때문에 공정 챔버에 대해 비정기적인 사전예방정비(PM; Preventive Maintenance)를 수행하여야 한다. After the high temperature rapid heat treatment process proceeds, the temperature inside the process chamber is rapidly lowered. Thus, the reactant gas in the process chamber causes particles to be caused by rapid temperature changes. Particles have the property of adhering to low temperatures. Therefore, a phenomenon in which particles adhere to a process chamber body made of aluminum having a relatively low temperature occurs. As such, when particle adhesion occurs in the process chamber, the inside of the process chamber may be contaminated to reduce the yield of the wafer. In addition, due to the particles thus generated, preventive maintenance (PM) must be performed on the process chamber.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 급속열처리 공정 챔버 내부의 파티클 응착 방지를 위해 공정 챔버 내부에 온도 유지막이 형성되는 반도체 소자 제조용 장비를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a device for manufacturing a semiconductor device in which a temperature maintaining film is formed in a process chamber to prevent particle adhesion within the rapid heat treatment process chamber.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 급속열처리 공정 챔버 내부의 파티 클 응착 방지를 위해 공정 챔버 외부에 히터가 형성되는 반도체 소자 제조용 장비를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a device for manufacturing a semiconductor device in which a heater is formed outside the process chamber to prevent particle adhesion within the rapid heat treatment process chamber.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비는 반도체 소자 제조 공정이 수행되는 공정 챔버, 공정 챔버 내벽에 형성되어 공정 챔버 내부의 급속한 온도 변화를 방지하는 온도 유지막을 포함한다.In order to achieve the above technical problem, a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber in which a semiconductor device manufacturing process is performed, and a temperature maintaining film formed on an inner wall of the process chamber to prevent rapid temperature change inside the process chamber. do.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 열처리장치의 공정 챔버를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device manufacturing apparatus including a process chamber of a rapid heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비는, 공정 챔버(10), 웨이퍼 지지대(20) 및 가열부재(30)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a process chamber 10, a wafer support 20, and a heating member 30.

공정 챔버(10)는 고온으로 가열되어, 웨이퍼(W)에 급속 열처리(RTP: Rapid Thermal Process) 공정을 수행하는 공간으로써 급속 열처리 공정 수행시 내부는 약 400℃~1000℃ 정도의 고온으로 유지된다. 공정 챔버(10)의 중앙에 웨이퍼(W)가 위치한다. The process chamber 10 is heated to a high temperature, and is a space for performing a rapid thermal process (RTP) process on the wafer W. When the rapid heat treatment process is performed, the inside of the process chamber 10 is maintained at a high temperature of about 400 ° C to 1000 ° C. . The wafer W is positioned at the center of the process chamber 10.

특히, 본 발명에 따른 공정 챔버(10)는 챔버 바디의 내부 사면에 온도 유지막(100)이 형성된다. 온도 유지막(100)은 공정 챔버(10) 바디의 급속한 온도 변화를 방지할 수 있다. 급속열처리 공정이 진행되고 난 후, 공정 챔버(10)의 온도는 급속히 하강한다. 이처럼, 급속히 온도가 하강시, 온도 변화로 인한 반응 가스의 파티클은 상대적으로 온도가 낮은 공정 챔버(10)의 바디에 응착하려는 특징이 있다. 하지만, 온도 유지막(100)으로 인하여 공정 챔버(10) 바디의 온도가 급속히 변하는 것을 방지할 수 있음으로, 발생된 파티클의 응착 현상을 방지할 수 있다. 여기서 온도 유지막(100)은 온도 유지에 뛰어난 석영 재질의 막일 수 있다. In particular, in the process chamber 10 according to the present invention, the temperature maintaining film 100 is formed on the inner slope of the chamber body. The temperature maintaining film 100 may prevent a rapid temperature change of the body of the process chamber 10. After the rapid heat treatment process is performed, the temperature of the process chamber 10 is rapidly lowered. As such, when the temperature is rapidly lowered, particles of the reaction gas due to the temperature change have a characteristic of adhering to the body of the process chamber 10 having a relatively low temperature. However, since the temperature of the body of the process chamber 10 may be prevented from rapidly changing due to the temperature maintaining film 100, adhesion of the generated particles may be prevented. Here, the temperature maintaining film 100 may be a film made of quartz excellent in temperature maintenance.

슬릿 밸브(11)가 공정 챔버(10)의 일측에 형성된다. 슬릿 밸브(11)를 통해 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지대(20)로 로딩되거나 언로딩된다. The slit valve 11 is formed on one side of the process chamber 10. The wafer W is loaded or unloaded into the wafer support 20 through the slit valve 11.

한편, 가스공급부(12)는 공정 챔버(10)는 일측에 배치된다. 가스 공급부(12)는 급속열처리 공정을 수행하기 전에 공정 챔버(10) 내로 반응 가스를 공급한다. 여기서, 공정 챔버(10) 내로 공급되는 반응 가스로는 N2나 NH3일 수 있다. 공정 챔버(10)로 공급할 반응 가스의 유량을 셋팅하여 일정량의 반응 가스를 공급한다.On the other hand, the gas supply unit 12, the process chamber 10 is disposed on one side. The gas supply unit 12 supplies a reaction gas into the process chamber 10 before performing the rapid heat treatment process. Here, the reaction gas supplied into the process chamber 10 may be N 2 or NH 3 . The flow rate of the reaction gas to be supplied to the process chamber 10 is set to supply a certain amount of reaction gas.

가스배기부(13)는 공정 챔버(10)의 일측 또는 타측에 배치된다. 급속열처리 공정이 완료되면, 공정 챔버(10)의 내부의 반응 가스 및 반응 가스에서 유발된 파티클들을 공정 챔버(10)의 외측으로 배기시킨다. The gas exhaust unit 13 is disposed at one side or the other side of the process chamber 10. When the rapid heat treatment process is completed, the reaction gas inside the process chamber 10 and particles generated from the reaction gas are exhausted to the outside of the process chamber 10.

웨이퍼 지지대(20)는 웨이퍼(W)를 고정시킨다. 웨이퍼 지지대(20)는 스테인레스 스틸 재질로 형성되고, 상측에 웨이퍼(W)를 상하로 이동시키는 리프트핀(lift pins; 21)이 수직되게 슬라이딩 결합되며, 내측에 중심으로부터 위치를 달리하여 분포되는 복수의 온도감지센서(미도시)가 구비된다.The wafer support 20 fixes the wafer (W). The wafer support 20 is formed of a stainless steel material, and lift pins 21 for vertically sliding the wafer W on the upper side thereof are vertically slidably coupled to each other. The temperature sensor (not shown) is provided.

가열부재(30)는 공정 챔버(10) 내부를 일정한 온도로 급속하게 가열시킨다. 복수의 램프(31)가 방사상의 다수의 존(zone)으로 배열되어 있으며, 하측에 쿼츠 윈도우 어셈블리(quartz window assembly; 32)가 구비된다. 가열부재(30)는 가열 방식에 따라 할로겐 램프를 열원으로 이용하는 램프 가열식이거나 저항 가열식 히터를 이용하는 핫 월(hot wall)형 또는 램프 가열식과 저항 가열식을 함께 이용할 수 있다.The heating member 30 rapidly heats the inside of the process chamber 10 to a constant temperature. A plurality of lamps 31 are arranged in a plurality of radial zones, the lower side is provided with a quartz window assembly (32). The heating member 30 may be a lamp heating type using a halogen lamp as a heat source or a hot wall type using a resistance heating heater or a lamp heating type and a resistance heating type depending on the heating method.

도 2는 도 1의 공정 챔버의 사시도이다.2 is a perspective view of the process chamber of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하여, 공정 챔버(10)의 파티클 응착이 방지되는 과정을 설명한다.1 and 2, a process of preventing particle adhesion of the process chamber 10 will be described.

가스공급부(12)에서 공정 챔버(10)로 반응 가스인 N2나 NH3 가스를 공급한 다. 공정 챔버(10)의 복수의 램프(31)에 의해 복사열로 공정 챔버(10) 내부가 가열된다. 이때 공정 챔버(10)의 내부 온도는 약 400℃~1000℃ 정도 일 수 있다. 급속열처리 공정이 진행되고 난 후, 반응 가스는 가스배기부(13)에 의해 외기로 배기된다. 이때, 급속열처리 공정이 끝난 공정 챔버(10)의 온도는 급속히 하강한다. 따라서, 반응 가스는 온도변화에 따른 파티클을 유발한다. 하지만, 온도 유지막(100)이 형성된 공정 챔버(10) 바디는 고온을 유지하므로, 반응 가스에 의한 파티클이 공정 챔버(10) 바디에 응착하는 현상을 방지할 수 있다.The gas supply unit 12 supplies the reaction gas N 2 or NH 3 gas to the process chamber 10. The inside of the process chamber 10 is heated by radiant heat by the plurality of lamps 31 of the process chamber 10. At this time, the internal temperature of the process chamber 10 may be about 400 ℃ ~ 1000 ℃. After the rapid heat treatment process is performed, the reaction gas is exhausted to the outside air by the gas exhaust unit 13. At this time, the temperature of the process chamber 10 after the rapid heat treatment process is rapidly lowered. Thus, the reaction gas causes particles to change with temperature. However, since the process chamber 10 body on which the temperature maintaining film 100 is formed maintains a high temperature, it is possible to prevent a phenomenon in which particles caused by the reactive gas adhere to the process chamber 10 body.

도 2에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(10) 바디 내부의 사면을 온도 유지막(100)으로 형성함을 알 수 있다. 온도 유지막(100)의 두께는 온도 유지에 적합한 소정의 두께이면 가능하다. 예컨대, 소정의 두께는 1㎛이상일 수 있다. 이로써, 급속열처리 공정이 완료된 후라도, 공정 챔버(10) 바디의 급속한 온도 변화를 방지할 수 있다. As shown in FIG. 2, it can be seen that a slope inside the body of the process chamber 10 is formed of the temperature maintaining film 100. The thickness of the temperature holding film 100 can be any predetermined thickness suitable for temperature holding. For example, the predetermined thickness may be 1 μm or more. As a result, even after the rapid heat treatment process is completed, rapid temperature change of the body of the process chamber 10 can be prevented.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사시도이다.3 is a perspective view according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 공정 챔버(10)의 외부 일측에 히터(200)를 더 형성함을 알 수 있다. 외부의 히터(200)는 공정 챔버(10) 바디의 일정한 온도 유지를 위해 형성된다. 공정 챔버(10)의 외부 히터(200)가 소정의 온도로 히팅됨으로써, 공정 챔버(10) 바디의 온도를 일정하게 유지한다. 따라서, 공정 챔버(10) 내부의 온도 유지막(100)이 소정의 시간이 흐르면서 온도 유지력이 떨어질 수 있다. 이때, 외부의 히터(200)가 공정 챔버(10) 바디의 온도 변화를 방지한다. 여기서, 히터(200)는 히팅할 수 있는 히터 블록(heater block)이거나, 열선일 수 있다. 특히, 히터 블록은 패드 형태이므로 공정 챔버(10) 바디의 외부에 간단히 부착할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the heater 200 is further formed on an outer side of the process chamber 10. The external heater 200 is formed to maintain a constant temperature of the process chamber 10 body. The external heater 200 of the process chamber 10 is heated to a predetermined temperature, thereby keeping the temperature of the process chamber 10 body constant. Therefore, the temperature holding force of the temperature holding film 100 inside the process chamber 10 may be reduced as a predetermined time passes. At this time, the external heater 200 prevents the temperature change of the body of the process chamber 10. Here, the heater 200 may be a heater block that can be heated or may be a hot wire. In particular, since the heater block has a pad shape, the heater block may be simply attached to the outside of the process chamber 10 body.

이로써, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 장비는, 공정 챔버 바디의 온도가, 공정 진행이 끝나도 일정 온도를 유지함으로써, 반응 가스에 의한 파티클이 발생되어도 공정 챔버 바디에 응착하는 현상을 방지할 수 있다.As a result, in the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention, the temperature of the process chamber body is maintained at a constant temperature even after the process proceeds, thereby preventing the phenomenon of adhering to the process chamber body even when particles generated by the reactive gas are generated.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자 제조용 장비에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.As described above, the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention has one or more of the following effects.

첫째, 공정 챔버의 일정한 온도를 유지함으로써, 파티클 응착 현상을 방지할 수 있다.First, by maintaining a constant temperature of the process chamber, it is possible to prevent the particle adhesion phenomenon.

둘째, 파티클 응착 현상을 방지함으로써, 공정 챔버의 오염을 감소시킬 수 있다.Second, by preventing particle adhesion, contamination of the process chamber can be reduced.

셋째, 공정 챔버의 오염이 감소됨으로써, 웨이퍼의 수율이 향상될 수 있다.Third, the contamination of the process chamber is reduced, so that the yield of the wafer can be improved.

넷째, 공정 챔버의 오염이 감소됨으로써, 비정기적인 사전예방점검을 방지할 수 있다.Fourth, contamination of the process chamber is reduced, thereby preventing occasional preventive maintenance.

Claims (4)

반도체 소자 제조 공정이 수행되는 공정 챔버; 및A process chamber in which a semiconductor device manufacturing process is performed; And 상기 공정 챔버 내벽에 형성되어 상기 공정 챔버 내부의 급속한 온도 변화를 방지하는 온도 유지막을 포함하는 반도체 소자 제조용 장비. And a temperature holding film formed on the inner wall of the process chamber to prevent rapid temperature change inside the process chamber. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 온도 유지막은 석영 재질로 형성되는 반도체 소자 제조용 장비. The temperature maintaining film is a device for manufacturing a semiconductor device is formed of a quartz material. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공정 챔버 외벽에 형성되어, 상기 공정 챔버의 온도를 유지시키는 히터를 더 포함하는 반도체 소자 제조용 장비.And a heater formed on an outer wall of the process chamber to maintain a temperature of the process chamber. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 히터는 열선 또는 히터 블록으로 형성되는 반도체 소자 제조용 장비.And the heater is formed of a hot wire or a heater block.
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