KR0157706B1 - 기판의 열처리장치 - Google Patents

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KR0157706B1
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도오루 사토
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이시다 아키라
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Abstract

기판의 열처리장치는 전체가 편평한 형상이고, 내부에 기판이 수용되는 공간을 가지는 열처리노를 갖는다. 열처리노는 일측 단면측에 가스공급부를 가지고, 타측 단면에 공간이 외부로 연이어 통하는 개구와 개구의 근방에 배치된 공간내에서 가스를 배출하기 위한 가스배출부를 갖는다. 열처리노는 또 개구를 개폐 가능하게 폐쇄하는 뚜껑을 갖는다. 가스배출부에는 타측의 측단면상에 개구에 따라서, 또 개구와 칸막이 벽을 떨어지게 해서 배기실이 형성되어 있다. 배기실에는 외부와 연이어 통하는 배기구가 형성된다. 칸막이 벽의 선단이 뚜껑의 내측면에서 떨어지도록 칸막이 벽이 형성되어 있다. 그것에 의해 개구를 폐쇄한 경우 뚜껑과 칸막이 벽의 사이에 공간의 폭방향으로 연장하는 슬리트 형상의 통기로가 형성된다. 기판의 열처리노에서 기판의 반입/반출의 경우도, 열처리중도, 통기로의 근방에서는 가스의 흐름은 동일하게 되고, 외기가 노내로 침입하는 것도, 처리가스의 막임이 노내에 생기는 것도 없다.

Description

기판의 열처리장치
제1도는 종래의 램프(lamp)어닐장치의 주요부를 나타내는 측면의 종단면도.
제2도는 제1도에 도시한 장치의 부설부가 설치된측의 단부를 확대해서 나타내는 평면 횡단면도.
제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선 방향으로 본 단면도.
제4도는 제1도에 도시한 장치의 부설부가 설치된측의 단부를 확대해서 나타내는 측부에서 본 종단면도로서, 뚜껑을 개방해서 개구를 통해 처리실로/에서의 기판의 반입/반출시의 장치를 나타내는 도면.
제5도는 제1도에 도시한 장치의 부설부가 설치된측의 단부를 확대해서 나타내는 평면 횡단면도.
제6도는 본원발명의 제1실시예인 램프 어닐장치의 주요부를 나타내고, 그 측면에서본 종단면도.
제7도는 제6도에 도시한 장치의 부설부가 설치된측의 단부를 확대해서 나타내는,측면에서 본 종단면도.
제8도는 제6도에 도시한 장치의 부설부가 설치된측의 단부를 확대해서 나타내는 평면 횡단면도.
제9도는 제8도의 IX-IX선 방향으로 본 단면도.
제10도는 제6도에 도시한 장치의 부설부가 설치된측의 단부를 확대해서 나타내는 측면에서 본 종단면도로서, 뚜껑을 개방해서 개구를 통해 처리실로/에서 기판을 반입/반출할 때의 장치를나타내는 도면.
제11도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 평면횡단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 노본체 12 : 부설부(付說部)
14 : 가스도입부 16 : 열처리실
18 : 전실(前室) 20 : 개구
22 : 뚜껑 32 : 가스배출부
34 : 칸막이벽 35 : 배기실
36 : 단차부면 38 : 통기로
40 : 배기구 42 : 배기관
본 발명은, 예를들면 램프(lamp) 어닐장치나 CVD장치 등과 같이 가스를 노(爐)내에 도입해서 노내에 놓여진 기판을 어닐, 산화, 질화하고 또는 기판표면에 성막한다는 등의 열처리를 기판에 대해서 시행하기 위한 기판의 열처리장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 열처리 노내에 도입된 가스를 배출하기 위한 구조의 개량에 관한 것이다.
기판을 1매씩 열처리하기 위한 장치로해서 편평한 형상으로 형성되고, 또 일측면에 형성된 개구를 가지는 열처리 노를 구비하는 종류의 것이 있다. 이러한 종류의 열처리장치에 있어서는 그 개구를 통해서 기판이 1매 열처리 노내로 반입된 후 뚜껑에 의해 그 개구가 폐쇄된다. 열처리 노내에 활성 또는 불활성 가스를 도입해서 기판을 어닐, 산화, 질화하고, 기판표면에 성막을 형성하는 등의 각종 열처리가 기판에 대해서 행해진다.
그와 같은 종류의 기판 열처리장치에 있어서는 열처리 품질 등의 균일성 및 재현성을 높이기 위해, 또 스루풋(throughput)을 높이기 위해 열처리 노내에 도입된 가스가 노내에서 균일한 흐름을 형성하고, 막힘을 발생하지 않게 노내에서 부드럽게 노외로 배출되도록 할 필요가 있다. 또, 기판을 노내에 반입한다든지 노내에서 반출한다든지 하기 위해 열처리 노의 개구를 개방한 경우, 외부에서 노내로 외기가 유입하는 것을 억제할 필요가 있다.
제1도는 종래 이러한 열처리 장치의 일예의 램프 어닐장치의 주요부의 구성을 나타내는 장치의 측면 종단면도이다. 제1도를 참조해서, 이 램프 어닐장치는 편평하고, 또 평면형상이 사각형이 되도록, 또 일측면에 개구를 갖도록 형성된 석영 글라스 등으로 되는 노본체(10)와, 노본체(10)의 개구측에 노본체(10)와 일체적으로 되도록 부설된 부설부(付設部)(12)로 되는 열처리 노를 포함한다. 노본체(10)는 기판을 수용하는 공간일 열처리실(16)을 갖는다.
노본체(10)의 개구된 측과 반대의 일단측에 가스도입부(14)가 설치된다. 이 가스도입부(14)를 통해서 노본체(10)내의 열처리실(16)내로 가스가 도입된다. 또한, 개구를 통해서 노본체(10)의 열처리실(16)내에 기판(W)이 1매씩 수용된다.
제1도의 우단을 참조해서, 부설부(12)는 열처리실(16)에 연이어 통한 전실(前室)(18)을 갖는다. 부설부(12)는 그 일측면에 형성된 전실(18)의 개구(20)와, 개구(20)의 근방에 배치된 가스배출부(1)를 갖는다.
부설부(12)의 개구(20)는 뚜껑(22)에 의해 개폐 자유로이 폐쇄된다. 뚜껑(22)의 내측측면에는 도시되지 않은 연결관(lever)이 고착되어 있고, 이 연결관이 또 기판(W)을 지지하는 서셉터(susceptor)(24)에 연결되어 있다. 뚜껑(24)과 부설부(12)의 측벽과의 사이 및 부설부(12)의 측벽과 노본체의 개구를 가지는 측면과의 사이에는 실링(sealing)용 ○링(30)이 설치되어 있다.
노본체(10)의 외측, 노본체(10)의 상면노벽 및 하면노벽에 각각 대향하도록 각각 복수개의 가열용 램프(26)가 배열되어 있다. 상면노벽에 대향하는 가열용 램프와, 하면노벽에 대향하는 가열용 램프는 각각 직교하는 방향으로 정렬되어 있다.
가스도입부(14)는 가스공급부(28)를 가지고, 가스공급부(28)에는 도시되지 않지만, 배관을 통해서 매스 플로우 콘트롤러나 절환밸브 등을 구비한 가스공급유니트가 연이어 통해 접속되어 있다. 해당 가스공급유니트는 산소, 암모니아, 질소, 아르곤, 일산화탄소 등의 활성 또는 불활성 가스를 배관을 통해서 선택적으로 가스도입부(14)에 공급한다.
제1도에 나타낸 종래의 램프 어닐장치의 부설부(12)측의 평면횡단면도를 제2도에, 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 본 단면도를 제3도에 각각 나타낸다.
제2도 및 제3도를 참조해서, 종래의 램프 어닐장치는 내벽면에 열처리노의 폭 방향으로 같은 간격을 두고 형성된 배기구를 갖는다. 가스도입부(14)를 통해서 열처리 노의 열처리실(16)내로 도입된 가스는 열처리실(16)내를 기판(W)의 표면에 따라 흐르고, 열처리실(16)에서 전실(18)내로 유입한다. 전실(18)내로 유입된 가스는 열처리의 폭 방향 전체에 걸쳐 같은 간격을 가지고 배치된 복수개의 배기구(2)를 통해서 배출된다.
상기한 램프 어닐장치에 있어서는 뚜껑(22)을 개방해서 전실(18)의 개구(20)를 통해서 기판을 열처리실(16)로 반입하는 경우에도, 기판을 열처리실(16)에서 반출하는 경우에도, 가스배출부(1)를 통해서 가스를 단속하여 배출하고 있다. 이 이유는 이하와 같다.
예를 들면, 직경 8인치의 반도체 웨이퍼를 기판(W)으로해서 다루는 장치에 있어서, 열처리노의 개구(20)를 폐쇄한 상태에서 기판(W)의 열처리를 행하고 있는 한창일 때에는, 열처리실(16)내로는 가스도입부(14)를 통해서 일반적으로 3 내지 10ℓ/분 정도의 비율(rate)로 가스가 도입된다. 기판(W)을 열처리실(16)내로 반입하거나 또는 열처리실(16)내에서 반출하는 경우에는 개구(20)가 개방된다. 이때, 열처리실(16)에서 열처리에 사용된 가스를 완전히 배출하기 위해, 또 열처리실(16)내에 개구(20)를 통해서 외기가 유입되지 않도록 하기 위해 통상 20 내지 40ℓ/분 정도의 비율로 질소가스 등의 퍼지(purge)용 가스를 가스도입부(14)를 통해서 열처리실(16)내로 도입해서 열처리실(16)내로 흐른다.
이 경우, 가스의 흐름을 균일하게 해서 열처리시의 사용가스를 신속하게 완전히 배출시키기 위해서는 가스배출부(1)에서 배기를 정지시켜 개구(20)에서 퍼지용 가스와 함께 사용가스를 배출하는 것이 고려되었다. 그러나, 가스배출부(1)에 접속되는 배관중에 끼워서 삽입되어 배기를 정지시키는 밸브의 신뢰성에 현상태에서는 문제가 있다. 그 때문에, 열처리하는 기판을 열처리실내로 반입한 후 뚜껑(22)으로 개구(20)를 폐쇄한 경우에, 밸브 동작시간의 여하에 의해서는 열처리내의 압력상승을 발생시킬 우려가 있다. 열처리에 사용되는 가스가 위험성 가스인 경우, 작업자는 위험에 처하게 된다. 따라서, 개구(20)를 개방해서 기판(W)을 열처리실로 반입한다든지 열처리실에서 기판을 반출한다든지 하는 경우에도 가스배출부(1)를 통해서 단속하여 가스를 배출하고 있다.
그러나, 제4도 및 제5도를 참조해서, 개구(20)를 개방한 상태에서 열처리실(16)내로 도입되어 열처리실(16)에서 전실(18)내로 흐른가스를 배기구(2)를 통해서 흡입하여 배출하는 것을 상정한다. 이 경우, 배기구(2)의 각각에 주변에서 국소적으로 가스의 빠른 흐름이 발생하고, 외부에서 열처리실(16)내로 향해서 흐름이 발생한다. 그 결과, 제5도에 나타낸 바와 같이, 인접하는 배기구(2)끼리의 사이에 공간을 통해서 열처리실(16)내로 외기가 침입하는 것이 발생할 수 있다. 열처리실(16)내가 가열되면 대류에 의해 열처리실(16)의 상단 내부까지 외기(5)가 도달할 수 있다.
그러한 상황하에서 기판(W)을 열처리실(16)내로 반입하여 뚜껑(22)으로 개구(20)를 폐쇄한 후에도 대기성분이 열처리실(16)내에 잔존하는 것이 있고, 그 결과 기판의 열처리에 악영향을 미칠 수 있다.
열처리 전에 비교적 긴 시간에 걸쳐 열처리실(16)내를 불활성 가스로 퍼지하고, 열처리실(16)내에서 완전히 대기성분을 배출하도록 하는 것도 고려되었다. 그러나, 그 경우 열처리를 개시하기까지 긴 시간이 걸리고, 열처리의 스루풋이 저하한다. 또한, 가스의 소비량이 증가하는 결과 장치의 러닝(running)코스트가 상승할 수 있다.
열처리 중에 잇어서, 제1도 내지 제3도를 참조해서, 부설부(12)의 내벽면에 설치된 배기구(2)를 통해서 배기가 행해지면, 배기구(2)의 위치와, 뚜껑(22) 사이의 공간에 가스 흐름의 막힘부(4)가 발생한다. 그 결과, 도입가스의 종류를 변경하고자 할 때, 열처리실(16)내의 가스가 부드럽게 치환되지 않고, 가스의 치환에 장시간을 필요로하여 장치의 스루풋이 저하할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 열처리의 품질의 균일성과 재현성이 보다 높고, 또 보다 높은 스루풋을 실현하며, 기판을 1매씩 처리하는 열처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 열처리노 로/에서 기판을 반입/반출할 때, 외부에서 개구를 통해 노내로 외기가 침입하는 것을 억제하는 것으로, 열처리품질의 균일성과 재현성이 보다 높고, 또 보다 높은 스루풋을 실현하며, 기판을 1매씩 처리하는 열처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 열처리노 로/에서 기판을 반입/반출할 때, 외부에서 개구를 통해 노내로 외기가 침입하는 것을 억제함과 동시에, 열처리중 노내에서 배출되는 가스가 노내에 막히는 것을 없게하고, 그것에 의해 열처리 품질의 균일성과 재현성이 보다 높고, 또 보다 높은 스루풋을 실현하며, 기판을 1매씩 처리하는 열처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 기판의 열처리장치는 적어도 2개의 측단면을 가지고, 전체가 편평한 상태이며, 내부에 기판이 수용되는 공간을 가지는 열처리노를 갖는다. 열처리노는 2개의 측단면이 일측에 공간내로 가스를 공급하는 가스공급부를 가지고, 또 타측의 측단면에 공간이 외부로 연이어 통하는 개구와, 개구의 근방에 배치된 공간내부로부터 가스를 배출하기 위한 가스배출부를 갖는다. 열처리노는 또, 개구를 개폐 가능하게 폐쇄하는 뚜껑을 갖는다. 가스배출부에는 타측의 측단면상에 개구에 따라서, 또 개구와 칸막이벽을 사이에 두고, 배기실이 적어도 일부가 타측의 선단면보다도 일츠그이 측단면측에 위치하도록 칸막이벽이 형성되어 있다. 이것에 의해 개구를 폐쇄한 경우, 뚜껑의 내측면과 칸막이 벽의 선단 사이에 폭 방향으로 연장하는 통기로가 형성된다.
본 발명의 다른 국면에서는 기판의 열처리장치는 적어도 2개의 측단면을 가지고, 전체가 편평한 형태이며, 내부에 기판이 수용되는 공간을 가지는 열처리노를 갖는다. 열처리노는 2개의 측단면의 일측에 공간내로 가스를 공급하는 가스공급부를 가지고, 또 타측이 측단면에 공간이 외부로 연이어 통하는 개구와, 개구의 근방에 배치된 공간내부로부터 가스를 배출하기 위한 가스배출부를 갖는다. 열처리노는 이 개구를 개폐 가능하게 폐쇄하는 뚜껑을 갖는다. 공간은 타측의 측단면에서 다른 부분의 높이 보다도 큰 높이로 되도록 타측의 측단면의 부근에 형성된 단차부면을 갖는다. 이 단차부면에서는 외부와 연이어 통하는 배기구가 형성된다. 가스배출부는 단차부면의 단차에 따라서, 공간폭의 전체에 걸쳐, 또 타측으 측단면으로 향해 형성된 칸막이 벽을 포함한다. 칸막이 벽의 선단의 적어도 일부가 타측의 측단면보다도 일측의 측단면측에 위치하도록 칸막이 벽이 형성되어 있다. 그것에 의해, 개구를 폐쇄한 경우 뚜껑의 내측면과 칸막이 벽의 선단 사이에 폭 방향으로 연장하는 통기로가 형성된다.
열처리노의 개구를 개방해서 기판을 열처리노 로/에서 반입/반출하는 경우, 가스도입부에서 노내로 도입되어 개구 근방까지 유동된 퍼지용 가스는 칸막이 벽의 선단을 우회하도록해서 배기실 또는 배기구가 형성된 단차부면의 근방 영역으로 들어간다. 가스는 또 배기실내 도는 단차부면상의 배기구로 유입하여 외부로 배출된다. 퍼지용 가스는 배기구로 직접 유입하는 것이 아니고, 노내에서 칸막이 벽의 선단을 우회해서 배기구로 유입한다. 배기구의 주변에서는 국소적으로 가스의 빠른 흐름이 발생하는 것은 있어도, 열처리 노의 개구근방에서 가스의 흐름은 그 폭방향 전체에 걸쳐 노내에서 배기실로 또는 노내에서 단차부면의 근방영역으로 균일한 흐름을 형성한다. 개구근방에서 국소적으로 가스의 빠른 흐름이 발생하는 것은 아니다. 개구주변의 외기는 칸막이 벽에 의해 노내의 공간과는 간격이 두어진 배기구의 방향으로 끌려져 외부에서 노내로 향하는 외기의 흐름은 발생하지 않는다. 그 결과, 개구를 통해서 외기가 노내로 침입하는 것이 억제된다.
열처리중에 있어서, 가스도입부에서 노내로 도입되어 노내부를 흘러서 개구부근까지 이동한 가스는 개구를 폐쇄한 뚜껑의 내측면과, 칸막이 벽의 선단으로 형성된 통기로를 통해서 칸막이 벽에 의해 노내 공간과 간격을 둔 배기구로 유입한다. 흐름은 뚜껑의 내측면에 따러서 생기지 않으므로 뚜껑 부근에서 가스 흐름의 막힘이 생기지 않는 것은 아니다. 따라서, 도입되는 가스의 종류를 변경하고자 할 때, 가스의 치환이 신속하게 행해져 장치의 스루풋이 향상한다.
칸막이 벽의 선단이 공간 폭의 거의 전체에 걸쳐 타측의 측단면보다 일측의 측단면 측에 위치하도록 칸막이 벽이 형성되어도 좋다. 그것에 의해, 개구를 폐쇄한 경우, 뚜겅의 내측면과 칸막이 벽의 선단 사이에 공간 폭의 거의 전체에 걸친 길이를 가지는 연속한 통기로가 형성된다. 바람직하게는, 통기로의 폭은 일정하다.
칸막이 벽의 선단이 공간 폭의 복수 개소에 있어서, 타측의 측단면보다도 일측의 측단면측에 위치하도록, 또 다른 개소에서는 타측의 측단면과 면일(面一)하게 되도록 칸막이 벽이 형성되어도 좋다. 그것에 의해, 개구를 폐쇄한 경우, 뚜껑과 칸막이 벽의 선단 사이에 공간의 폭 방향으로 배치된 복수개의 통기로가 형성된다. 통기로가 공간 폭방향의 거의 전체에 걸쳐 거의 등간격으로 배치되도록 칸막이 벽이 형성되어도 좋다. 통기로의 각각이 거의 일정한 폭을 가지는 슬리트(slit) 형태가 되도록 칸막이 벽이 형성되어도 좋다. 또한, 복수개의 통기로가 동일 형상을 가져도 된다.
또, 열처리노가 열처리 노본체와 부설부를 포함해도 좋다. 열처리 노본체는 일측의 측단면측에 가스공급부를 가지고, 또 타측의 측단면 측에 개구하는 공간을 규정한다. 부설부는 열처리 노본체의 개구를 가지는 단면에 설치된다. 부설부는 공간과 연이어 통함과 동시에 열처리노의 개구를 형성하는 전실을 가지고, 가스 배출부가 부설부에 설치된다.
본 발명의 상기 및 그외의 목적과 신규한 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부된 도면에서 명확하게 된다.
제6도 내지 제9도에서 본 발명에 관한 기판의 열처리장치의 바람직한 실시예인 램프어닐장치를 나타낸다. 제6도 내지 제9도에 있어서, 제1도 내지 제4도에 나타낸 부품과 동일한 부품에는 동일한 참조부호 및 동일한 명칭이 부여되고 있다. 그들 기능도 동일하다. 따라서, 여기서는 이것에 대해서 상세한 설명은 반복하지 않는다.
특히, 제7도 내지 제9도를 참조해서, 이 실시예의 램프 어닐장치는 제1도 내지 제5도에 나타낸 종래의 램프 어닐장치 그것과 다른 구조의 가스 배출을 위한 부설부(112)를 가지는 것을 특징으로 한다.
이 장치에서는 노본체(10)는 석영 글라스 재료에 의해 형성된다. 노본체(10)는 종래의 노본체와 동일한 형태로, 일단측에 개구를 가진 편평한 형상을 가지고, 또 그 내부에 열처리실(16)을 갖는다. 개구측에는 스테인레스강에 의해 형성된 부설부(112)가 부설되어 있다.
부설부(112)는 종래 장치의 부설부(112)와는 다른 구조를 갖는다. 즉, 부설부(112)는 열처리실(16)에 연이어 통한 전실(118)을 갖는다. 부설부(112)의 열처리실(16)과 반대측의 측면(외측면이라 한다)에는 개구(120)가 형성되어 있다. 해당 외측면의 개구(120)의 하부에는 칸막이 벽(34)을 사이에 두고, 그 폭방향 전체에 걸쳐 외측면에서 열처리실(16)측으로 향해 배기실(35)이 잘라져 형성되어 있다.
칸막이 벽(34)은 그 외측면측의 선단 테두리가 외측면보다도 내측이 되도록, 즉 외측면의 위치보다도 열처리실(16)에 가깝게 되도록 잘라져 형성된다. 따라서, 개구(120)를 뚜껑(122)으로 폐쇄하면 칸막이 벽(34)의 선단면과 뚜껑(122)의 내측면 사이에 열처리 노의 폭방향 전체에 걸쳐 연장되는 슬리트 형상의 통기로(38)가 형성된다. 이 슬리트 형상의 통기로(38)의 폭은 전체에걸쳐 일정한 것이 바람직하지만 일정하지 않아도 좋다.
제9도를 참조해서, 부설부(112)의 개구(120)측에서 보면, 개구(120)의 하부내벽면(36)은 높이 H의 단이 되도록 형성되고, 그것에 의해 개구(120)의 높이는 열처니 노의 열처리실(16)의 내주 횡단면의 높이 h보다도 크다. 배기실(35)의 하단면인 단차부면(36)에는 복수개의 배기구(40)가 열처리노의 폭 방향에 걸쳐 서로 같은 간격으로 또 칸막이 벽(34)의 하면으로 향해 위로 개구하도록 형성되어 있다. 그들 배기구(40)는 각각 배기관(42)을 통해서 배기펌프에 연이어 통하여 가스배출부(31)가 구성된다.
상술의 가스배출부(32)를 가지는 본 실시예의 램프 어닐장치에서의 열처리 중 가스의 흐름은 이하와 같이 된다. 뚜껑(122)은 페쇄되어 있다. 가스도입부(14)에서 열처리실(16)내로 도입된 활성 또는 불활성 가스는 열처리실(16)내를 제6도에서 좌측에서 우측으로 흐르고, 전실(118)내로 유입한다. 가스는 칸막이 벽(34)의 선단면과 뚜껑(122)의 내측면 사이에 형성된 통기로(38)을 통해 칸막이 벽(34)의 하면과, 부설부(112)의 하면벽부의 부의 단부내면과 단차부면(36)과, 뚜껑(122)의 내측면으로 규정되는 배기실(35), 즉 단차부면(36)의 근방 영역으로 유입한다. 가스는 또 단차부면(36)에 형성된 복수개의 배기구(40)로 유입하여 배기관(42)을 통해 배출된다.
이와 같이 해서, 가스가 노공간에서 부설부(112)내의 개구(120) 부근에 형성된 열처리 노의 폭방향 전체에 걸쳐 연장되는 슬리트 형상으로 형성된 통기로(38)를 통해 유출된다. 또한, 칸막이 벽(34)에 의해 노내공간과 떨어진 배기실(35)의 하면에 형성된 배기구(40)를 통해 열처리 노에서 배출된다. 따라서, 제7도 내지 제9도에서 화살표를 나타낸 바와 같이, 노내 공간의 말단 뚜껑(122) 부근에서 가스가 막힘이 없다. 그 결과, 열처리실(16)로 도입되는 가스의 종류가 변경될 때에는 그 가스의 치환이 부드럽게 행해진다.
개구(120)를 통해서 기판을 열처리실(16)내로 반입하고, 또는 열처리실(16)에서 반출할때, 가스의 흐름은 이하와 같다. 제10도를 참조해서, 뚜껑(122)은 개방된다. 가스도입부(14)에서 통상 20~40ℓ/분 정도의 비율로 질소가스 등의 퍼지용 가스가 열처리실(16)내로 도입되어, 열처리실(16)내로 흐른다.
개구(120)부근까지 흐르게된 퍼지용 가스는 칸막이 벽(34)의 선단을 돌아서, 칸막이 벽(34)의 하면과 부설부(112)의 하면벽부에 형성된 凹부 내부단면과 단차부면(36)으로 둘려싸여진 배기실(35)로 돌아 들어간다. 퍼지용 가스는 그곳에서 개구(120)의 주변 외기(6)와 함께 단차부면(36)에 형성된 복수개의 배기구(40)로 흡입되어 배기관(42)을 통해 배출된다.
칸막이 벽(34)에 의해 노내 공간과 떨어진 배기구(40)의 주변에 극소적으로 빠른 가스의 흐름이 발생하는 것은 있을 수 있다. 그러나, 개구(102) 부근에서는 열처리 노의 폭 전체에 걸쳐 균일한 가스의 흐름이 얻어지고, 빠른 가스의 흐름이 극소적으로 발생하는 것은 아니다.
따라서, 종래 장치와 같이, 외부에서 열처리 노내로 향해서 빠른 가스의 흐름이 발생하는 것은 아니고, 개구(120)를 통해 외기가 노내로 침입하는 것이 억제된다.
본 발명을 램프 어닐장치를 예로해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 램프 어닐장치에 한정되지 않고, 활성 또는 불활성가스를 노내로 도입해서 기판을 1매씩 열처리하기 의한 장치에는 일반적으로 적용할 수 있다. 일예는 CVD장치이다.
설명한 램프 어닐장치에 있어서는 열처리노는 석영 글라스 등에 의해 형성된 노본체와, 스테인레스강 등의 금속재를 가공하는 것으로 형성된 부설부를 포함한다. 부설부에 가스배출부가 설치된다. 노본체에 시행하는 가공은 간단한 것이므로 좋다. 따라서, 열처리 노를 용이하게 제작할 수 있다.
그러나, 본 발명은 이 램프 어닐장치와 같이, 별개의 노본체와 부설부로 형성하는 경우만 유효한 의미는 아니다. 동일 재료로 형성되고, 또 그 단부에 배기실, 칸막이벽, 단차부면 및 배기구가 상술한 형태로 형성된 일체 구조의 열처리노도 본원 발명의 범위에 포함된다.
또한, 실시예의 장치에서는 배기실과, 칸막이벽과, 단차부면과, 배기구가 어느 것도 열처리노의 하면 벽부에 형성되어 있다. 그러나, 그들의 위치는 본 실시예에서의 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 이것들은 상면 벽부에만 또는 상면 벽부와 하면 벽부의 양쪽에 또는 열처리노의 전체 주변의 벽부에 설치해도 좋다. 또한, 본 실시예에서는 단차부면에 복수개의 배기구가 열처리노의 폭 전체에 걸쳐 같은 간격을 가지고 배치되어 있지만, 배기구의 배치 또는 형상은 그와 같은 것에는 한정되지 않는다. 예를들면, 배기구는 열처리 노의 폭과 거의 전체에 걸쳐 연장되는 1개 또는 복수개의 슬리트 형상이어도 좋다.
또한, 본 실시예에서는 뚜껑의 내면과 칸막이 벽의 선단면 사이의 통기로가 폭방향 전체에 걸쳐 연속한 슬리트가 되도록 칸막이 벽의 선단면과 뚜껑의 내측면의 형태가 선택되었다. 그러나, 본 발명은 그것에 한정되는 의미는 아니다. 예를들면, 제11도에 나타내는 부설부(212)와 같이, 전실(218)에서 배기실로의 통기로(238)가 불연속한 복수개의 슬리트 형상이 되도록 칸막이 벽(234)의 선단면과 뚜껑(222)의 내측면과의 형상을 선택해도 좋다. 제11도에 있어서, 제1도에서 제10도까지 나타낸 부품에 상당하는 부품에는 동일한 참조부호를 붙이고 있다. 그들 기능도 동일하다. 따라서, 여기서는 이것에 대해서 상세한 설명은 반복하지 않는다.
제11도에 나타낸 예에서는 슬리트가 등간격으로 배치되어 있고, 또 그들형상은 동일하다. 또한, 슬리트의 폭은 일정하게 되어 있다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 실시예에 한정되는 의미는 아니고, 슬리트의 간격, 형상 또는 폭이 일정하지 않아도 좋다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 기판의 열처리장치에 있어서, 열처리 노의 일측면의 개구를 개방해서 그것을 통해 열처리 노내에 기판을 반입 또는 열처리 노내에서 기판을 반출할 때, 외부에서 이 개구를 통해서 노내로 외기가 침입하는 것이 억제된다. 또한, 개구를 닫아서 기판을 열처리하고 있는 동안은 가스배출부 부근에 가스가 막힘없이 노 내에서의 배기가 부드럽게 행해진다. 따라서, 기판의 열처리 품질의 균일성 및 재현성이 보다 높고, 도 보다 높은 스루풋을 가지는 기판의 열처리 장치를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명자에 의해 완성된 본 발명을 실시예에 의거해서 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 수정 및 변경이 가능하다.

Claims (17)

  1. 적어도 2개의 측단면을 가지고, 전체가 편평한 형상이며, 내부에 기판이 수용되는 공간을 가지는 열처리 노(爐)를 구비는 기판의 열처리장치에서, 상기 열처리 노는, 상기 2개 측단면의 일측에 상기 공간내로 가스를 공급하는 가스공급부와, 또 상기 2개 측단면의 타측에 상기 공간이 외부로 연통하는 개구와, 상기 개구 근방에 배치되어 상기 공간내부로부터 가스를 배출하기 위한 가스 배출부 및 상기 개구를 개폐 가능하게 폐쇄하는 뚜껑을 가지며, 상기 가스배출부에는 상기 타측의 측단면 상에서 상기 개구에 따라서, 또 상기 개구와는 칸막이 벽을 사이에 두고 배기실이 형성되어 있고, 상기 배기실에는 외부와 연이어 통하는 배기구가 형성되며, 상기 칸막이 벽의 선단의 적어도 일부가 상기 타측의 측단면보다도 상기 일측의 측단면에 위치하도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있고, 이것에 의해서 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 상기 공간의 폭방향으로 연장하는 통기로가 형성되게 한 기판의 열처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 칸막이 벽의 선단이, 상기 공간 폭의 거의 전체에 걸쳐 상기 타측의 측단면보다도 상기 일측의 측단면 측에 위치하도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있고, 이것에 의해 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 상기 공간폭의 거의 전체에 걸치는 길이를 가지는 연속한 통기로가 형성되게 한 기판의 열처리장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 칸막이 벽의 선단이, 상기 공간 폭의 거의 전체에 걸쳐 상기 타측의 측단면보다도 상기 일측의 측단면 측에 소정의 길이만큼 가까운 위치에 위치하도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있고, 이것에 의해 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 상기 공간 폭의 거의 전체에 걸치는 길이를 가지며, 또 일정의 폭을 가지는 연속한 통기로가 형성되게 한 기판의 열처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 칸막이 벽의 선단이, 상기 공간폭의 복수개 개소에서 상기 타측의 측단면보다도 상기 일측의 측단면 측에 위치하고, 또 다른 개소에서는 상기 타측의 측단면과 면이 일치하게 되도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있고, 이것에 의해, 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 상기 공간 폭방향으로 배치된 복수개의 통기로가 형성되게 한 기판의 열처리장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복수개의 통기로가 상기 공간 폭 방향으로 거의 전체에 걸쳐 거의등간격으로 배치되도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있게 한 기판의 열처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 열처리 노의 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 형성되는 상기 복수개의 통기로 각각이 거의 일정한 폭을 가지는 슬리트 형상이 되도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있게 한 기판의 열처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수개의 통기로가 동일 형상을 가지도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있게 한 기판의 열처리장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 복수개의 통기로가 동일 형상을 가지도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있게 한 기판의 열처리장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열처리 노가, 상기 일측의 측단면 측에 상기 가스공급부를 가지며, 또 상기 타측의 측단면 측에 개구하는 상기 공간을 규정하는 열처리 노본체와, 상기 열처리 노본체의 상기 개구를 가지는 단면에 부착되는 부설부(付設部)를 포함하고, 상기 부설부는 상기 공간과 연이어 통함과 동시에 상기 열처리 노의 상기 개구를 형성하는 전실(前室)을 가지며, 상기 가스배출부가 상기 부설부에 설치되어 있게 한 기판의 열처리장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 칸막이 벽의 선단이, 상기 공간 폭의 거의 전체에 걸쳐서 상기 타측의 측단면보다도 상기 일측의 측단면측에 위치하도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있고, 이것에 의해 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 상기 공간 폭의 거의 전체에 걸친 길이를 가지는 연속한 통기로가 형성되게 한 기판의 열처리장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 칸막이 벽의 선단이, 상기 공간 폭의 거의 전체에 걸쳐 상기 타측의 측단면보다도 상기 일측의 측단면측에 소정의 일정 길이 만큼 가까운 위치에 위치하도록 상기 상기 칸막이 벽이 형성되어 있고, 이것에 의해 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 상기 공간 폭의 거의 전체에 걸친 길이를 가지며, 또 일정의 폭을 가지는 연속한 통기로가 형성되게 한 기판의 열처리장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 칸막이 벽의 선단이, 상기 공간 폭의 복수 개소에서 상기 타측의 측단면보다도 상기 일측의 측단면 측에 위치하고, 또 다른 개소에서는 상기 다른쪽 측의 측단면과 면이 일치하도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있으며, 이것에 의해 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 상기 공간 폭방향으로 배치된 복수개의 통기로가 형성되게 한 기판의 열처리장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 복수개의 통기로가 상기 공간 폭방향의 거의 전체에 걸쳐 거의 등간격으로 배치되도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있게 한 기판의 열처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 열처리 노의 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과, 상기 칸막이 벽의 선단 상이에 형성되는 상기 복수개의 통기로 각각이 거의 일정한 폭을 가지는 슬리트 형상이 되도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있게 한 기판의 열처리장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 복수개의 통기로가 동일 형상을 갖도록 상기 카막이 벽이 형성되어 있게 한 기판의 열처리장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 복수개의 통기로가 동일 형상을 갖도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있게 한 기판의 열처리장치.
  17. 적어도 2개의 측단면을 가지고, 전체가 편평한 형상이며, 내부에 기판이 수용되는 공간을 가지는 열처리 노를 구비하는 기판의 열처리 장치에서, 상기 열처리 노는 상기 2개 측단면의 일측에 상기 공간내로 가스를 공급하는 가스공급부를 가지고, 또 상기 2개 측단면의 타측에 상기 공간이 외부로 연통하는 개구와 상기 개구근방에 배치된 상기 공간내에서 가스를 배출하기 위한 가스배출부를 가지며, 또 상기 열처리 노는 상기 개구를 개폐 가능하게 폐쇄하는 뚜껑을 가지고, 상기 공간은 상기 타측의 측단면에서 다른 부분의 높이보다도 큰 높이가 되도록 상기 타측의 측단면의 부근에 형성된 단차부면을 가지며, 상기 단차부면에는 외부와 연통하는 배기구가 형성되고, 상기 가스배출부는 상기 단차부면의 단차에 따라서 상기 공간폭의 전체에 걸쳐, 또 상기 타측의 측단면으로 향해 형성된 칸막이 벽을 포함하고, 상기 칸막이 벽의 선단의 적어도 일부가 상기 타측의 측단면보다도 상기 일측의 측단면측에 위치하도록 상기 칸막이 벽이 형성되어 있고, 이것에 의해 상기 개구를 폐쇄한 경우 상기 뚜껑의 내측면과 상기 칸막이 벽의 선단 사이에 상기 공간 폭방향으로 연장하는 통기로가 형성되게 한 기판의 열처리장치.
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