KR100274753B1 - 열처리 장치 - Google Patents

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KR100274753B1
KR100274753B1 KR1019940008332A KR19940008332A KR100274753B1 KR 100274753 B1 KR100274753 B1 KR 100274753B1 KR 1019940008332 A KR1019940008332 A KR 1019940008332A KR 19940008332 A KR19940008332 A KR 19940008332A KR 100274753 B1 KR100274753 B1 KR 100274753B1
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heat treatment
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KR1019940008332A
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잇세이 이마하시
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히가시 데쓰로
동경엘렉트론주식회사
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
    • C30B31/12—Heating of the reaction chamber

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Abstract

본 발명의 열처리 장치는 열선을 투과하도록 한 프로세스 튜브와, 이 프로세스 튜브내에서 피처리체를 유지하는 유지체와, 이 프로세스 튜브로 웨이퍼를 반입, 반출하는 반송수단과, 이 유지체에 의하여 유지된 피처리체에 근접 대면하여 설치되고, 피처리체에 도달하는 열선양을 조정하는 온도조정판과, 웨이퍼가 상기 반송수단에 의해 프로세스 튜브로 반송되었을때 상기 온도조정판을 가열하는 가열수단과, 이 가열수단에 의하여 가열된 피처리체를 냉각하는 냉각수단과, 상기 온도조정판의 온도를 검출하는 온도검출수단과, 미리 파악되고 저장된 온도조정판과 더미 웨이퍼의 온도 프로파일(시간에 따른 온도의 변화)과 온도 조정판의 검출온도에 따라서 가열단계에서 상기 가열수단을 제어하는 제어수단을 가진다.

Description

열처리 장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 열처리 장치를 나타내는 단면 블록도.
제2도는 프로세스 튜브의 횡단면도.
제3도는 유지체와 반송아암과의 사이에서 반도체 웨이퍼를 주고 받은 상태를 나타내는 사시도.
제4도는 설정한 온도 프로파일(profile)(온도조정판의 온도 프로파일과 웨이퍼의 온도 프로파일)을 나타내는 블록도.
제5도는 열처리 장치의 동작을 나타내는 프로우챠트.
제6도는 본 발명의 제2실시예에 관한 열처리 장치를 나타내는 단면블록도.
제7도는 제2실시예의 열처리 장치에 설치된 가열장치를 모식적으로 나타내는 개요 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 열처리 장치 11 : 프로세스 튜브
11A : 플랜지 11B : 가스공급부
11C : 배기관 12 : 유지체
12A : 본체부 13 : 가열장치
13A : 램프 13D : 반사판
14 : 냉각장치 14A : 본체부재
14B : 냉매 유통로 15,16,45 : 온도조정판
18,19,48,49 : 온도센서 20 : 로드록실
20A,20B : 개구부 21 : 반송장치
21A : 구동부 21B : 포크
22, 23 : 게이트 밸브 30 : cpu
31,32 : 콘트롤러 45a : 발열체
47 : 도전부 G,H : 곡선
W : 웨이퍼
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판에 열선을 조사하여 가열하는 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조공정에서는 반도체 웨이퍼를 열확산처리, 열산화처리 또는 어닐처리하기 위하여 열선조사형의 열처리 장치가 사용되고 있다. 열선조사형의 열처리 장치는 웨이퍼에 대하여 램프광을 직접 조사하기 때문에 복수의 할로겐 램프를 프로세스 튜브내에 가진다. 웨이퍼의 열처리에 있어서는 온도 콘트롤러를 최적화하기 위하여 웨이퍼를 포함한 처리시스템 내에 온도를 고정밀도로 검출하고 있다. 종래의 장치에서는 방사온도계에 의하여 웨이퍼 온도를 검출하고 있다.
따라서 종래의 장치에서는 램프광의 직접 조사에 의하여 웨이퍼를 가열하므로 웨이퍼로부터 방사되는 열선이 웨이퍼 표면상태에 의하여 영향을 받고, 검출온도에 오차를 발생한다. 이것은 웨이퍼 표면상태는 웨이퍼에 형성된 박막의 종류에 의하여 여러 가지 상이한 것이고, 웨이퍼의 일부로부터 방사 열선을 검출하는 것으로는 검출된 열선의 양이나 파장이 꽤 배러크(barrack)하기 때문이다.
이 때문에 웨이퍼 전체의 온도를 고정 밀도로 제어하는 것이 곤란하고, 각 웨이퍼등에 열처리 온도에 차가 생겨 불균일한 열처리로 되어 버린다.
일본국 특개소 61-129834 호(특공평 2-34164호)공보에는 프로세스 튜브의 주위에 할로겐 램프를 설치하고, 투명의 프로세스 튜브벽을 통하여 웨이퍼에 열선을 조사하는 열처리 장치가 기재되어 있다. 이 장치에서는 프로세스 챔버벽과 웨이퍼 사이에 열선 흡수판을 설치하고 있다. 열선 흡수판은 석영 또는 석영과 동일 정도의 적외선 투과 특성을 가지는 재료로 만들어져 있다. 열선 흡수판은 챔버벽으로부터 복사열선(주로 파장 4㎛이상의 긴 파장의 2 차열선)의 일부를 흡수하는 것이고, 이것에 의하여 과열을 방지하고 있다.
따라서 이와같은 장치에서는 튜브벽으로부터 웨이퍼에 도달하는 2차열선을 열선 흡수판에 의하여 제한하는 것은 할 수가 있으나, 웨이퍼의 온도를 고정밀도로 콘트롤할 수는 없다. 또한 챔버벽 및 열선 흡수판을 통하여 웨이퍼를 간접적으로 가열하므로 열응답이 지연되고, 목표 온도까지 웨이퍼 전체를 신속하게 승온 또는 강하하는 일은 할 수 없다.
본 발명의 목적은 기판을 균일하게 가열할 수가 있음과 동시에 기판전체를 신속하게 승온 또는 하온할 수가 있고, 더구나 열처리 온도를 고정밀도로 제어할 수가 있는 열처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 열처리 장치는 열선을 투과하도록 한 프로세스 튜브와, 이 프로세스 튜브내에서 피처리체를 유지하는 유지체와, 이 프로세스 튜브로 웨이퍼를 반입, 반출하는 반송수단과, 이 유지체에 의하여 유지된 피처리체에 근접 대면하여 설치되고, 피처리체에 도달하는 열선양을 조정하는 온도조정판과, 웨이퍼가 상기 반송수단에 의해 프로세스 튜브로 반송되었을때 상기 온도조정판을 가열하는 가열수단과, 이 가열수단에 의하여 가열된 피처리체를 냉각하는 냉각수단과, 상기 온도조정판의 온도를 검출하는 온도검출수단과, 미리 파악되고 저장된 온도조정판과 더미 웨이퍼의 온도 프로파일(시간에 따른 온도의 변화)과 온도 조정판의 검출온도에 따라서 가열단계에서 상기 가열수단을 제어하는 제어수단을 가진다.
온도조정판은 긴 파장의 적외선을 흡수하기 쉬운 재질로 만드는 것이 바람직하고, 흑연 또는 실리콘 등으로 만드는 것이 바람직하다.
이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 여러 가지 실시예에 대하여 설명한다.
제1도에 나타낸 바와같이, 열처리 장치(10)는 프로세스 튜브(11) 및 로드록실(20)을 가진다. 프로세스 튜브(11)의 상방 및 하방에는 가열장치(13) 및 냉각장치(14)의 양자가 각각 설치되어 있다. 프로세스 튜브(11)는 편평형상 또는 원통형상이고, 그 훈육부는 1∼10 mm 이다. 또 프로세스 튜브(11)는 투명한 석영으로 만들어지고, 가열장치(13)의 램프(13A)로부터의 열선(주로 적외선)을 투과시키록 되어 있다. 로드록실(20)은 스테인레스 동판이나 알루미늄판으로 만들어진 박스이고, 그 전후면에는 개구부(20A),(20B)가 각각 형성되어 있다. 전면쪽의 개구부(20A)에는 게이트밸브(22)가 설치되고, 후면쪽의 개구부(20B)에는 게이트밸브(23)가 설치되어 있다. 전면쪽의 게이트 밸브(22)를 열면, 로드록실(20)내는 크린룸 분위기에 연이어 통하고, 후면쪽의 게이트 밸브(23)를 열면, 로드록실(20)내는 프로세스 튜브(11)의 분위기에 연통하도록 되어 있다.
프로세스 튜브(11)의 양 끝단은 함께 개구되어 있다. 한쪽 끝단 개구부에는 플랜지(11A)가 설치되고, 플랜지(11A)는 로드록실(20)에 연결되어 있다. 게이트밸브(23)를 열면, 개구(20B)를 통하여 프로세스 튜브(11)와 로드록실(20)이 서로 연통한다. 프로세스 튜브(11)의 다른 끝단개구부에는 가스 공급부(11B)및 가스 배기관(11C)이 설치되어있다. 가스 공급부(11B)는 프로세스 튜브(11)내에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급원(도시하지 않음)에 연이어 통해 있다. 가스 공급원에는 프로세스 가스로서 예를들면, 산소가스, 수소가스, 수증기등이 수용되어 있다. 가스 배기부(11C)는 프로세스 튜브(11)내를 배기하는 배기장치(도시하지 않음)에 연이어 통해 있다.
프로세스 튜브(11)내에는 유지체(12)가 설치되어 있다. 유지체(12)는 프로세스 튜브(11)의 다른 끝단 개구부로부터 램프관 조사영역에 향하여 수평 방향으로 연장되어 있다. 유지체(12)의 기초 끝단부는 가스공급부(11B) 및 가스 배기부(11C)의 상호 사이에 설치되고, 지지부재(도시하지 않음)에 의하여 지지되어 있다. 이 유지체(12)에 의하여 1 매씩의 반도체 웨이퍼(W)가 수평방향으로 유지되어 있다. 또 웨이퍼(W)의 직경은 8 인치이다.
로드록실(20)내에는 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송장치(21)가 설치되어 있다. 반송장치(21)의 다관절 아암은 구동부(21A)의 구동축에 지지 연결 되어있다. 구동부(21A)는 다관절 아암을 선회시키고, 승강시키는 제기구를 가진다. 다관절 아암의 앞끝단에는 포크(21B)가 설치되어 있다. 포크(21B)의 상면에는 웨이퍼(W) 유지용 오목개소가 형성되어 있다.
제3도에 나타낸 바와 같이 유지체(12)는 링형상의 본체부(12A)와, 3 개의 지지핀(12B)를 구비하고 있다. 본체부(12A)는 포크(21B)와 간섭하지 않도록 링 선단부가 절결되어 있고, 그 내경은 웨이퍼(W)보다도 크다. 각핀(12B)은 웨이퍼(W)의 배면에 접촉하여 웨이퍼(W)를 지지하기 위하여 본체부(12A)로부터 안쪽을 향하여 각각 돌출 설치되어 있다. 3 개의 핀(12B)의 앞끝단부는 핀(12B)과 간섭하지 않도록 일부가 절결되어 있다. 또 유지체(12)는 탄화규소, 흑연등의 열선흡수 기능에 우수한 재료로 만들어져 있다.
2매의 온도조정판(15),(16)이 프로세스 튜브(11)내에 설치되어 있다. 한쪽의 온도조정판(15)은 웨이퍼(W)의 위쪽에 설치되고, 다른쪽의 온도조정판(16)은 웨이퍼(W)의 아래쪽에 설치되어 있다. 온도조정판(15)으로부터 웨이퍼(W)의 상면까지의 거리는 온도조정판(16)으로부터 웨이퍼(W)의 하면까지의 거리와 실질적으로 동일하고, 각각 2~40 mm로 설정되어 있다. 이들의 상호간 거리는 웨이퍼(W)의 온도분포를 균일하게 한다는 관점으로부터 말하면, 가능한 한 적은 쪽이 유리하지만, 웨이퍼(W)에 대하여 프로세스 가스의 반응효율을 향상시킨다고 하는 관점에서 말하면, 될 수 있는 한 큰 것이 유리하다. 따라서 온도조정판(15),(16)으로부터 웨이퍼(W)까지의 상호거리는 적어도 2 mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
온도조정판(15),(16)은 긴 파장의 적외선을 흡수하기 쉬운 재료로 만들어져 있는 것이 바람직하고 흑연 또는 실리콘 등으로 만드는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 탄화규소, 흑연, 실리콘 등의 판은 웨이퍼(W)를 오염 하도록 한 이물이 발생하지 않기 때문이다. 또 열용량을 적게하기 위하여 온도조정판(15),(16)은 두께 0.5∼5 mm의 박판이다. 온도조정판(15),(16)의 가장 바람직한 상태는 두께 1∼2 mm 의 규화판이다. 온도조정판(15),(16)의 형태는 특히 한정하는 것은 아니지만, 사각형 또는 원형인 것이 바람직하다. 또 본 실시예에서는 웨이퍼(W)의 양면쪽에 온도조정판을 각각 배치하였으나, 웨이퍼(W)의 한쪽면쪽만 온도조정판을 배치해도 좋다.
가열장치(13)는 실질적으로 동등 피치 간격으로 배열된 복수의 할로겐 램프(13A)을 구비하고 있다. 한쪽 열램프(13A)는 프로세스 튜브(11)의 위쪽에 소정의 거리를 두고 설치되고, 다른쪽 열램프(13A)는 프로세스 튜브(11)의 아래쪽에 소정의 거리를 두고 설치되어 있다. 위쪽 램프(13A)의 전원은 제1 콘트롤러(31)에 접속되고, 아래쪽 램프(13A)의 전원은 제2 콘트롤러(32)에 접속되어 있다.
제1 및 제2 콘트롤러(31),(32)는 CPU(온도 프로파일 콘트롤러)(30)에 접속되어 있고, CPU(30)로부터 온도 프로파일 신호(S1)를 각각 수신하도록 되어 있다. 이 온도 프로파일 신호(S1)는 온도조정판(15),(16) 및 웨이퍼(W)의 각 온도 프로파일에 대응하여 입력된 데이타에 따른 신호이다. “온도조정판(15),(16) 및 웨이퍼(W)의 각 온도 프로파일에 대응하여 입력된 데이타”라는 것은 더미(dummy) 웨이퍼를 사용하여 미리 실측한 결과를 CPU(30)의 메모리에 데이타를 입력하기 위한 것을 말한다.
온도 센서(18)가 온도조정판(15)에 부착되어 있고, 온도검출신호(S2)가 제1 콘트롤러(31)에 입력되도록 되어 있다. 동일하게 온도센서(19)가 온도 조정판(16)에 부착되고, 온도 검출신호(S2)가 제2 콘트롤러(32)에 입력 되도록 되어 있다. 온도센서(18),(19)에는 열전대를 사용한다. 또 도면중에서는 온도센서(18),(19)는 온도조정판(15),(16)의 끝단부에 부착되어 있으나, 온도조정판(15),(16)의 중앙부 등 외의 다른 개소에 부착하여도 좋다.
콘트롤러(31),(32)는 온도센서(18),(19)로부터 신호(S2)를 수신하면, 이것과 온도 프로파일신호(S1)를 비교하여 가열장치(13)의 램프(13A)로 급전량을 제어하도록 되어 있다.
냉각장치(14)의 본체부재(14A)내에 냉매 유통로(14B)가 형성되어 있다. 냉매 통로(14B)는 냉각수 공급원(도시하지 않음)에 연이어 통해 있다. 냉각수 공급원의 유량제어 밸브에는 제1 및 제2의 콘트롤러(31),(32)가 접속되고, 냉매 유통로(14B)로의 냉각수 공급양이 제한 되도록 되어 있다. 본체부재(14A)는 탄화규소, 흑연, 실리콘 등의 열선을 흡수하기 쉬운 재료로 만들어져 있다.
또 본체부재(14A)에는 반사면(13D)이 형성되고, 램프(13A)로부터의 조사광이 반사 되도록 되어 있다. 이들 반사면(13D)에 의하여 각 램프(13A)로부터 반사열을 효율좋게 프로세스 튜브(11)의 쪽으로 집중시킬수 있도록 되어 있다.
온도조정판(15),(16)은 열용양이 적기 때문에 열응답성이 높고, 램프(13A)로부터 방사열을 전면으로 균등하게 흡수하여 신속하게 소정의 온도 프로파일에 따라서 승온하고, 또 냉각장치(14)에 의한 흡열에 의하여 신속하게 소정의 온도 프로파일에 따라 승온한다. 이 온도 프로파일은 웨이퍼(W)와 온도 조정판(15),(16)과의 상호간 거리 및 웨이퍼(W)의 열처리 조건에 의하여 설정되는 것이다.
제4도는 횡축으로 시간을 취하고, 종축으로 온도를 취하여 웨이퍼(W)(더미 웨이퍼)의 온도 프로파일 및 온도조정판(15),(16)의 온도 프로파일에 따라 조사한 실시결과를 나타내는 그래프도이다. 도면중에서 곡선(G)은 가열장치(13) 및 냉각장치(14)에 의하여 가열냉각된 온도 조정판(15),(16)의 온도이력을 나타내고, 곡선(H)은 웨이퍼(W)의 온도 이력을 나타낸다. 도면으로부터 명백한 바와같이 웨이퍼(W)를 프로세스 온도 1000℃를 넘은 온도까지 가열할 필요가 있다. 각 온도조정판(15),(16)으로부터 복사열 및 대류가스에 의하여 웨이퍼(W)는 가열된다. 각 램프(13A)의 점등후 약 1 분간으로 각 온도 조정판(15),(16)의 온도는 1000℃ 이상에 도달하고, 웨이퍼(W)의 온도는 1000℃ 전후를 유지한다. 그 약 2 분반후에는 가열장치(13)의 동작을 정지하고, 냉각장치(14)의 동작을 개시한다. 본체부재(14A)가 냉각되고, 이것에 온도 조정판(15),(16)으로부터의 복사열이 흡수된다. 약 4 분간 후에는 온도 조정판(15),(16)은 최초의 온도로 돌아온다.
한편 웨이퍼(W)는 온도조정판(15),(16)를 통하여 냉각작용을 받기 위하여 온도조정판(15),(16)보다도 완만하게 승온한다. 약 5 분후에는 웨이퍼(W)의 온도는 약 300℃로 되므로 어닐처리를 종료한다. 어닐처리 종료후에는 게이트밸브(23)를 개방하여 로드록실(20)를 통하여 웨이퍼(W)를 소정의 장소로 반송한다. 그리고, 후속의 반도체 웨이퍼(W)를 동일한 수순으로 반복 처리한다.
다음에 제5도를 참조하면서 열처리 장치(10)를 사용하여 반도체 웨이퍼(W)를 질소 분위기 중에서 어닐처리를 하는 경우에 대하여 설명한다.
더미 웨이퍼의 온도 프로파일 데이타 및 온도조정판의 온도 프로파일 데이타를 각각 파지하고, 이들의 데이타를 CPU(30)의 메모리에 입력한다(공정 61). CPU(30)의 ROM에는 미리 소정의 수식이 스토어되어 있다. 온도 프로파일 데이타를 입력하면, CPU(30)는 이 수식을 불어내어 이것에 따라 온도 프로파일 데이타를 신호화 하고, 온도 프로파일 신호(S1)로서 콘트롤러(30)에 보낸다.
게이트 밸브(22)를 열고, 반송장치(21)에 의하여 프로세스 챔버(도시하지 않음)로부터 로드록실(20)내에 웨이퍼(W)를 반입한다. 게이트 밸브(22)를 닫고, 배기부(20D)를 통하여 로드록실(20)을 배기함과 동시에 가스 배급부(20C)로부터 질소가스를 공급하여 내부를 질소 분위기로 한다. 이것과 병행하여 프로세스 튜브(11)내도 동일하게 질소가스를 치환하여 내부를 질소 분위기로 한다. 이어서 게이트 밸브(23)를 열고, 프로세스 튜브(11)내의 유지체(12)상에 웨이퍼(W)를 재치한다.
게이트 밸브(23)를 닫고, 각 램프(13A)를 접등시키어 프로세스 튜브(11)내의 온도조정판(15),(16)에 램프광(열선)을 조사한다(공정 62). 온도조정판(15),(16)은 열선을 흡수하여 승온한다. 온도조정판(15),(16)은 프로세스 온도보다 약간 높은 온도까지 실질적으로 균일하게 가열된다. 또한 온도조정판(15),(16)으로부터 웨이퍼(W)에 향하여 열선이 방사되고, 웨이퍼(W)는 방열선을 흡수하여 승온한다.
또한 프로세스 튜브(11)내에서의 복사열선에 의하여 질소가스가 가열되고, 이들이 프로세스 튜브(11)내에서 대류한다. 이 가열가스와 접속하는 것에 의하여도 온도조정판(15),(16) 및 웨이퍼(W)는 승온한다. 온도조정판(15),(16)은 열용량이 적고, 열선 흡수기능이 우수하므로 쉽게 가열된다.
콘트롤러(31),(32)에 의하여 램프(13A)로부터의 열선 방사량은 제어된다(공정 63). 당초는 온도 프로파일 데이타 만에 따라서 열선 조사량을 설정하나, 그후는 후술하는 공정(63∼66)에 나타낸 피드백 제어 루프에 따라 최적의 열선 조사량이 얻어 지도록 열선 조사량은 미조정된다.
온도센서(18),(19)로부터 온도 검출신호(S2)를 제1 및 제2의 콘트롤러(31),(32)의 각각에서 수신한다(공정 64). 각 콘트롤러(31),(32)는 온도 프로파일신호(S1)를 불러낸다(공정 65). 그리고 CPU(30) 또는 각 콘트롤러(31),(32)는 하기의 부등식 (1)을 만족하는가 아닌가를 판정한다.(공정 66)
다만 T1은 온도조정판의 온도 프로파일에 의하여 부여되는 목표온도이고, T2은 온도조정판의 온도검출신호(S2)에 따른 실측온도이며, k1, k2의 각각은 보정 계수(정수)이다.
판정 결과가 NO 의 경우는 실측온도(T2)가 상기의 부등식 (1)을 만족하도록 될때까지 공정(63∼66)을 반복한다. 판정결과가 YES의 경우는 램프(13A)를 소등한다(공정 67). 그리고 냉각장치(14)에 의하여 온도조정판(15),(16)을 냉각한다(공정 68).
본 실시예에 의하면, 온도조정판(15),(16)에 의하여 웨이퍼(W)를 간접적으로 가열하도록 하기 위하여 웨이퍼(W)전체를 균등하고 신속하게 가열할 수가 있다.
또 온도조정판(15),(16)의 온도를 온도센서(18),(19)에 의하여 검출하고, 검출온도에 따라 열선 조사량을 피드백 제어하므로 온도조정판(15),(16)의 온도가 프로파일에 따라 옮겨간다.
또 2 매의 온도 조정판(15),(16)의 사이에 웨이퍼(W)가 설치되어 있으므로 웨이퍼(W)가 소정 위치로부터 조금 위치 어긋나 있어도 웨이퍼(W)를 고정밀도로 온도 제어할 수가 있다.
다음에 제6도 및 제7도를 참조하면서 제2실시예에 대하여 설명한다.
제6도에 나타낸 바와 같이 열처리 장치(40)의 가열장치(43)는 가열원으로서 램프를 가지지 않고, 가열원으로서 온도조정판(45),(46)을 가진다. 웨이퍼(W)는 2 매의 온도조정판(45),(46)에 의하여 직접적으로 가열하도록 되어 있다. 각 온도 조정판(45),(46)의 중앙에는 온도센서(48),(49)가 각각 부착되어 있다. 한편 온도센서(48)는 제1 콘트롤러(31)에 접속되고, 다른쪽의 온도 센서(49)는 제2 콘트롤러(32)에 접속되어 있다. 온도 센서(48),(49)에는 열전대를 사용한다.
제7도에 나타낸 바와 같이 온도 조정판(45)은 저항 발열체(45a) 및 1 쌍의 열전부(47)를 가진다. 1 쌍의 도전부(47)는 직선 형상이고, 저항 발열체(45a)의 양단부에 각각 부착되어 있다. 저항 발열체(45a)는 탄화규소, 흑연, 실리콘등으로 만들어져 있다. 또 저항 발열체(45a)를 열양도체로 덮어도 좋다.
도전체(47)는 동 또는 알루미늄 등으로 만들어져 있다. 도전부(47)는 콘트롤러(31)의 내장전원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 도전부(47)에 전류를 흘리면, 저항 발열체(45a)의 전면에 전류가 균등하게 승온하도록 되어 있다.
상기 제2실시예에서는 가열장치(43)를 간소화 하여 제조 코스트를 저감할 수 있다.
또 처리용기(11)내에서 온도조정판(45),(46)에 의하여 웨이퍼(W)를 직접 가열하도록 하기 때문에 웨이퍼(W)의 열처리를 신속화 할수가 있다.
또 상기 각 실시예에서는 어닐 처리를 하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이 발명의 열처리 장치는 처리 용기의 가스 분위기를 적절 변경 함으로써 어닐 처리이외의 열확산처리, 산화처리, CVD처리 등의 열처리에 넓게 적용할 수가 있다.
또 상기 실시예에서는 웨이퍼(W)의 양면쪽에 온도조정판을 각각 배치하였으나, 웨이퍼(W)의 한쪽면 쪽만 온도 조정판을 배치하여도 좋다.

Claims (14)

  1. 열선을 투과하도록 한 프로세스 튜브와, 이 프로세스 튜브내에서 피처리체를 유지하는 유지체와, 이 프로세스 튜브로 웨이퍼를 반입, 반출하는 반송수단과, 이 유지체에 의하여 유지된 피처리체에 근접 대면하여 설치되고, 피처리체에 도달하는 열선양을 조정하는 온도조정판과, 웨이퍼가 상기 반송수단에 의해 프로세스 튜브로 반송되었을때 상기 온도조정판을 가열하는 가열수단과, 이 가열수단에 의하여 가열된 피처리체를 냉각하는 냉각수단과, 상기 온도조정판의 온도를 검출하는 온도검출수단과, 미리 파악되고 저장된 온도조정판과 더미 웨이퍼의 온도 프로파일(시간에 따른 온도의 변화)과 온도 조정판의 검출온도에 따라서 가열단계에서 상기 가열수단을 제어하는 제어수단을 가지는 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 온도조정판은 2 개이고, 피처리체가 상기 2개의 판에 끼워진 것과 같이, 한쪽의 온도조정판은 피처리체의 한쪽면내 대면하고, 다른쪽의 온도조정판은 피처리체의 다른면에 대면하고 있는 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 온도 조정판은 긴 파장의 적외선을 흡수하기 쉬운 재료로 만들어져 있는 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 온도 조정판은 탄화규소, 흑연 또는 실리콘으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 재질로 만들어져 있는 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 프로세스 튜브는 실질적으로 투명한 석영으로 만들어져 있는 열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 온도조정판 자체가 발열하는 열처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 온도조정판은 저항 발열체를 포함하는 열처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은, 가열단계에서 온도조정판이 웨이퍼의 타겟(target) 온도보다 더 높은 온도로 가열하기 위해, 상기 온도조정판의 온도 프로파일에 따라서 상기 가열수단을 제어하는 열처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은, 온도조정판이 적어도 1,000℃로 가열되기 위하여, 상기 온도조정판의 온도 프로파일에 따라서 상기 가열수단을 제어하는 열처리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 온도조정판은 상기 유지체에 의해 유지된 웨이퍼로부터 적어도 2mm 떨어져 배치되는 열처리 장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 온도조정판의 하나는 제1 제어수단에 의해 제어되고, 다른 온도조정판은 제2 제어수단에 의해 제어되는 열처리 장치.
  12. 제4항에 있어서, 상기 온도조정판은 0.5mm에서 5.0mm의 두께를 가지고, 표면적이 적어도 8 인치의 웨이퍼보다 큰 열처리 장치.
  13. 제4항에 있어서, 상기 온도조정판은 1.0mm에서 2.0mm의 두께를 가지고, 표면적이 적어도 8 인치의 웨이퍼보다 큰 열처리 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 온도조정판은 웨이퍼를 균등하게 가열하고 웨이퍼에 충분한 공간을 주어 처리가스와 반응하도록 열처리 동안 2mm에서 40mm의 범위로 웨이퍼로부터 분리되는 열처리 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100886177B1 (ko) * 2001-05-16 2009-02-27 에이에스엠 인터내쇼날 엔.브이. 기판들의 열처리방법 및 장치
KR20140009017A (ko) * 2012-07-12 2014-01-22 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 히터 유닛 및 열처리 장치

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1007224A3 (nl) * 1993-06-16 1995-04-25 Dinamec Nv Werkwijze en inrichting voor het thermisch reinigen van voorwerpen.
US5551985A (en) * 1995-08-18 1996-09-03 Torrex Equipment Corporation Method and apparatus for cold wall chemical vapor deposition
JPH09157846A (ja) * 1995-12-01 1997-06-17 Teisan Kk 温度調節装置
JP3166065B2 (ja) * 1996-02-08 2001-05-14 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法
JPH09237789A (ja) * 1996-02-29 1997-09-09 Toshiba Corp 遮蔽体および熱処理装置および熱処理方法
US5934357A (en) * 1996-11-13 1999-08-10 Aluminum Company Of America System for manufacturing metal matrix composites
US5960158A (en) 1997-07-11 1999-09-28 Ag Associates Apparatus and method for filtering light in a thermal processing chamber
US5960159A (en) * 1997-10-14 1999-09-28 Kokusai Electric Co., Ltd. Heat treatment of semiconductor wafers where upper heater directly heats upper wafer in its entirety and lower heater directly heats lower wafer in its entirety
US5990453A (en) * 1997-12-02 1999-11-23 Applied Materials, Inc. High pressure/high temperature process chamber
US6222990B1 (en) * 1997-12-03 2001-04-24 Steag Rtp Systems Heating element for heating the edges of wafers in thermal processing chambers
US6204484B1 (en) * 1998-03-31 2001-03-20 Steag Rtp Systems, Inc. System for measuring the temperature of a semiconductor wafer during thermal processing
KR100339685B1 (ko) * 1998-05-02 2002-10-25 삼성전자 주식회사 반도체웨이퍼상의레지스트를베이킹하기위한장치
US5970214A (en) 1998-05-14 1999-10-19 Ag Associates Heating device for semiconductor wafers
US5930456A (en) 1998-05-14 1999-07-27 Ag Associates Heating device for semiconductor wafers
US6210484B1 (en) 1998-09-09 2001-04-03 Steag Rtp Systems, Inc. Heating device containing a multi-lamp cone for heating semiconductor wafers
JP4625183B2 (ja) * 1998-11-20 2011-02-02 ステアーグ アール ティ ピー システムズ インコーポレイテッド 半導体ウェハのための急速加熱及び冷却装置
US6771895B2 (en) 1999-01-06 2004-08-03 Mattson Technology, Inc. Heating device for heating semiconductor wafers in thermal processing chambers
JP2000349081A (ja) * 1999-06-07 2000-12-15 Sony Corp 酸化膜形成方法
US6450805B1 (en) * 1999-08-11 2002-09-17 Tokyo Electron Limited Hot plate cooling method and heat processing apparatus
US6949143B1 (en) * 1999-12-15 2005-09-27 Applied Materials, Inc. Dual substrate loadlock process equipment
US7037797B1 (en) 2000-03-17 2006-05-02 Mattson Technology, Inc. Localized heating and cooling of substrates
JP2002118072A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Seiko Instruments Inc 半導体製造装置
US6559424B2 (en) * 2001-01-02 2003-05-06 Mattson Technology, Inc. Windows used in thermal processing chambers
JP2002286665A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Fujikin Inc 未反応ガス検出装置及び未反応ガス検出センサ
WO2003038145A2 (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Genus, Inc. Chemical vapor deposition system
JP2004319754A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置
JP4586333B2 (ja) * 2003-05-02 2010-11-24 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置、熱処理システム及び熱処理装置の温度制御方法
US7022627B2 (en) 2003-10-31 2006-04-04 Asm International N.V. Method for the heat treatment of substrates
US7410355B2 (en) * 2003-10-31 2008-08-12 Asm International N.V. Method for the heat treatment of substrates
US6940047B2 (en) * 2003-11-14 2005-09-06 Asm International N.V. Heat treatment apparatus with temperature control system
US7283734B2 (en) * 2004-08-24 2007-10-16 Fujitsu Limited Rapid thermal processing apparatus and method of manufacture of semiconductor device
US7217670B2 (en) * 2004-11-22 2007-05-15 Asm International N.V. Dummy substrate for thermal reactor
JP4860167B2 (ja) * 2005-03-30 2012-01-25 東京エレクトロン株式会社 ロードロック装置，処理システム及び処理方法
JP4410147B2 (ja) * 2005-05-09 2010-02-03 東京エレクトロン株式会社 加熱装置、塗布、現像装置及び加熱方法
US7194199B2 (en) * 2005-06-03 2007-03-20 Wafermasters, Inc. Stacked annealing system
JP5120585B2 (ja) * 2006-03-16 2013-01-16 株式会社Ｉｈｉ 基板アニール装置用の遮熱板
JP5176364B2 (ja) * 2007-03-29 2013-04-03 日本電気株式会社 光加熱装置及び光加熱方法
US7977258B2 (en) * 2007-04-06 2011-07-12 Mattson Technology, Inc. Method and system for thermally processing a plurality of wafer-shaped objects
JP5291965B2 (ja) * 2008-03-25 2013-09-18 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理装置
US20100152582A1 (en) * 2008-06-13 2010-06-17 Vytronus, Inc. Handheld system and method for delivering energy to tissue
JP5371831B2 (ja) * 2010-02-25 2013-12-18 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
US20160327339A1 (en) * 2015-05-07 2016-11-10 Pei-Ti Lin Foaming paper cup heating structure
JP6863041B2 (ja) * 2017-04-21 2021-04-21 東京エレクトロン株式会社 基板加熱装置
JP2023032160A (ja) 2021-08-26 2023-03-09 芝浦メカトロニクス株式会社 加熱処理装置
JP7465855B2 (ja) 2021-09-27 2024-04-11 芝浦メカトロニクス株式会社 加熱処理装置、搬入搬出治具、および有機膜の形成方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4081313A (en) * 1975-01-24 1978-03-28 Applied Materials, Inc. Process for preparing semiconductor wafers with substantially no crystallographic slip
US4481406A (en) * 1983-01-21 1984-11-06 Varian Associates, Inc. Heater assembly for thermal processing of a semiconductor wafer in a vacuum chamber
US4554437A (en) * 1984-05-17 1985-11-19 Pet Incorporated Tunnel oven
JPH0696020B2 (ja) * 1988-07-26 1994-11-30 勲 長田 歯肉圧排用具
US5324920A (en) * 1990-10-18 1994-06-28 Tokyo Electron Sagami Limited Heat treatment apparatus
JPH079036Y2 (ja) * 1990-11-13 1995-03-06 東京エレクトロン東北株式会社 縦型熱処理炉
US5308955A (en) * 1991-07-11 1994-05-03 Tokyo Electron Sagami Kabushiki Kaisha Vertical heat treatment apparatus with vented heat insulation cover means

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100886177B1 (ko) * 2001-05-16 2009-02-27 에이에스엠 인터내쇼날 엔.브이. 기판들의 열처리방법 및 장치
KR20140009017A (ko) * 2012-07-12 2014-01-22 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 히터 유닛 및 열처리 장치
KR101969044B1 (ko) * 2012-07-12 2019-04-15 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 히터 유닛 및 열처리 장치

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JPH06310448A (ja) 1994-11-04
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