KR100364101B1

KR100364101B1 - 열처리 방법

Info

Publication number: KR100364101B1
Application number: KR1019950012199A
Authority: KR
Inventors: 고바야시준이치; 다카나베에이이치로
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 2003-02-07
Also published as: TW280007B; US5688116A; JPH07312351A; JP3474261B2; KR950034616A

Abstract

다수의 반도체 웨이퍼를 레더보트에 가령 웨이퍼 W의 배열피치를 3/16인치로 설정하여 유지시키고, 래더보트를 세로형 열처리로 내로 반입한 후, 가열온도가 900℃가 될 때까지는 예로서 30℃/분의 고속 승온 속도로 승온시킨다. 그 후, 단계적으로 저속으로 가령 980℃의 온도 영역까지는 14℃/분 이하에서, 또 1100℃의 가열온도까지는 5℃이하의 승온속도로 승온시킨다.

이 승온속도는, 웨이퍼의 배열피치마다 여러가지로 승온속도패턴을 바꾸어서, 슬립 발생의 유무를 관찰한 결과에 따라 설정한다. 이와 같이 하면, 효율적으로 더욱이 슬립의 발생을 방지하여 열처리 가능하다. 또, 상기 피치를 3/8인치까지 넓히면, 승온속도를 보다 더 크게 설정하는 것이 가능하게 된다.

Description

열처리방법

본 발명은, 여러 개의 피처리체에 대하여 배치식(batch type)으로 열처리를 하는 열처리방법에 관한 것이다.

피처리체, 즉 반도체웨이퍼(이하, [웨이퍼]라 한다)의 제조 프로세스의 하나로서, 웨이퍼 산화막의 형성과 도팬트의 확산 등을 행하기 위하여 고온 하에서 열처리를 행하는 프로세스가 있다.

이 열처리를 행하는 장치로서, 종래에는, 가로형 열처리로가 주류였으나, 최근에는, 웨이퍼의 면내 균일처리, 반출입의 용이성, 노내로의 외기유입이 적은 등의 이유에서 세로형 열처리로가 많이 사용되기에 이르렀다.

이 세로형 열처리로를 사용한 세로형 열처리장치에 있어서는, 다수의 웨이퍼를 상하로 간격을 두고 탑재하여 열처리로 내에 로드 및 언로드하기 위해서 유지구인, 세로로 긴 웨이퍼보트의 1종인 래더보트(Ladder Boat)가 사용된다. 이 래더보트는, 상하 수직방향으로 서로 대향하여 배치된 천정판 및 저면판 사이에, 예로서 석영으로 된 4개의 지주가 설치되고 각 지주에 형성된 홈 내에 웨이퍼의 둘레가장자리를, 소정 방향으로 삽입해서 유지하도록 구성되어 있다.

그리고, 래더보트에 웨이퍼 W가 소정수(예로서 60개) 탑재한 후, 엘리베이터가 상승해서 래더보트가 열처리로 내로 반입되고, 이에 의하여 웨이퍼가 노 내로 로드되어서, 소정의 열처리가 배치식으로 행하여진다. 특히 최근에는, 웨이퍼의 고집적화(예컨대 60M이상), 대형화(12인치)로부터 열처리의 고속화, 나아가서는 높은 슬루우풋트가 요구되도록 되었다.

그런데, 웨이퍼의 기초재인 실리콘의 융점이 1410℃이므로, 이 온도에 가까운 온도, 즉 1000℃에서 웨이퍼에 열처리를 하였을 때, 제 5도와 같이 래더보트의 지주(63,64,65,66)에 의하여 지지되고 있는 웨이퍼 개소 부근에 슬립(격자의 미끄러짐)이라고 불리는 결정(結晶) 결함이 웨이퍼에 발생하기 쉽다(제 5 도에 S로 표시한 부분). 이 슬립은, 눈으로는 확인하기 어려울 정도의 미소한 단층이며, 확대경이나 금속현미경 따위에 의하여 볼 수가 있다(제 5도에 도시한 슬립은, 일부는 눈으로 확인 가능하나, 50배의 금속현미경으로 슬립을 재확인하였다).

여기에서 슬립이 발생하는 원인으로서는, ① 웨이퍼의 자중에 의한 내부응력, ② 웨이퍼의 면내 온도 불균일에 의한 열변형 응력을 들 수가 있다. 즉, 발생이유로서는 명확하지 않으나, 상기 발생원인 ①에 대해서는, 래더보트에 의하여 지지위치가 웨이퍼의 둘레 가장자리부에 있으며, 더욱이 4개소의 부분적인 지지라는 점에서, 지지개소 부근에서 열처리 중 웨이퍼의 자중에 의한 큰 내부응력이 생기고, 이 내부응력이 어떤 크기를 넘었을 때에 슬립이 발생하는 것으로 생각된다. 그리고, 또, 웨이퍼에는, 규격치 내에서도 휨이 있으며, 가열 시에 온도분포에 의한 휨도 생긴다. 또한 지주의 홈의 가공에서 그 제작상 오차가 있다. 이러한 원인에 의하여 4개소의 웨이퍼 지지점 중 1개소가 떨어져 버리는 경우에는, 웨이퍼의 지지점은 3개소가 되어, 각 지지점에서 받는 하중은 언밸런스가 되어, 그 중의 1개소에 슬립의 발생한계를 넘은 큰 응력이 생기게 되는 경우가 많은 것으로 생각된다.

또, 상기의 발생원인 ②에 관해서는, 웨이퍼를 승온시킬 때에 열 처리용 보오트의 지주를 경유하여 열이 웨이퍼에 출입하므로, 웨이퍼의 중심부와 둘레 가장자리부와의 사이에 온도차가 생겨서 열변형 응력이 발생한다. 그리고, 이 열변형 응력이 어떤 크기를 넘었을 때에 슬립이 발생하는 것으로 생각된다. 한편, 최근에 열처리로 자체의 구조나 히터의 개량이 진보되어 100℃/분이나 되는 고속으로 노 내의 온도를 승강온시키는 열처리로가 제작되고 있다. 이와 같은 고속로에서는, 웨이퍼에 대한 서멀버제트(열이력)를 작게 할 수 있으며, 또 슬루우풋을 향상시킬 수가 있다. 그러나, 반면 승강온 시에 웨이퍼의 면내온도차가 커져서 웨이퍼에 생기는 열변형 응력이 커지고, 특히 웨이퍼의 기초재의 융점에 가까운 고온에서 열처리할 때에 슬립이 발생한다는 문제가 있었다.

그리고, 이 문제를 해결하기 위하여 유지구의 구조에 대해서도 여러 가지로 검토가 되고, 예로서 링보트라는 유지구가 사용되는 일도 있다. 이 링보트는, 보오트의 지주에 형성된 홈에 웨이퍼를 유지시키는 것이 아니라, 이들 홈에 링을 유지시키고, 이 링 위에 웨이퍼를 유지시키는 구조이다. 이에 의하여 웨이퍼의 둘레 가장자리부와 링이 면에서 접촉하므로, 웨이퍼의 내부응력이 완화되며, 따라서 슬립의 발생을 억제할 수가 있다.

그러나, 이와 같은 링보트는, 제작이 귀찮고 또한 고가이며, 더욱이 웨이퍼 이재 시에 래더보트의 경우처럼 로보트 반송아암을 보트의 지주 사이로부터 진입시킬 수가 없으므로, 더욱이 밑으로부터 이재하기 위하여 웨이퍼를 밀어 올리기 위한 기구(機構)가 필요하며, 웨이퍼 반송계의 구조가 복잡하게 된다는 문제점도 있었다. 또한 보트의 구조를 변경함이 없이 슬립을 방지하는 것이 강하게 요망되고 있다.

본 발명은, 이와 같은 문제점을 참작하여 이루어진 것이며, 그 목적은 웨이퍼를 열처리함에 있어서 슬립의 발생을 방지할 수가 있는 열처리방법을 제공하는데 있다.

본 발명은, 열처리로 내에서 서로 수직방향 간격을 두고 유지구에 의해 유지되는 다수의 피처리체를 열처리하는 방법에 있어서, 피처리체의 슬립발생에 관련된 사전에 정하여진 한계 승온속도보다도 작은 제 1 승온속도로 피처리체를 열처리하는 공정과, 열처리로 내의 열처리영역이 약 900℃에 도달한 후에, 제 1 승온속도보다 작은 제 2 승온속도로 피처리체를 열처리하는 공정을 포함하여 구성되는 열처리방법에 관한 것이다.

웨이퍼의 열처리 시에 있어서의 슬립은, 어느 정도 고온이 되었을 때에 열 변형 응력이 커지면 일어나는 것으로 생각되며, 본 발명자의 실험에서는, 가열온도가 900℃를 넘은 온도범위에서는, 상당히 완만하게 승온시키지 않으면 슬립을 볼수 있었다. 여기에서 고온영역이라고 하여도, 가령 900∼980℃와 그 이상의 온도범위와의 한계의 승강온 속도 패턴이 다르며, 또 이것은 웨이퍼의 수직방향의 배열피치에 의하여 좌우된다.

그래서 본 발명과 같이, 배열피치를 소정의 값으로 설정하고, 고온 영역에서 대략 한계의 승강온 속도 패턴을 구하여 열처리하면 효율적으로 승강온시킬 수가 있어서, 높은 슬루풋을 얻을 수가 있으며, 또한 슬립의 발생도 방지할 수 있다. 그리고 슬립의 발생이 일어나지 않는 한계의 승강온 속도는 고온이 될수록 작아지므로, 900℃ 이상의 고온영역, 즉 13℃/분 및 5℃/분 등과 같은 식으로 2단계에서 승온시키면, 슬립의 발생 없이 효율적으로 프로세스할 수가 있다.

제 1 도는 본 발명 방법을 실시하기 위한 세로형 열처리장치의 전체 구성을 나타내는 종단면도이다. 세로형 열처리로(20)는, 반응관(2)의 주위에 가열부(3)를 설치하여 구성된다. 반응관(2)은, 가령 상단이 폐쇄되고 하단이 개구하고 있는 내열성 내식성재료(예로서 석영튜브)로서 이루어지며, 또한 반응관(2)을 둘러싸듯이 가령 석영으로 된 균열관(21)이 설치되어 있다. 가열부(3)는 균열관(21)을 둘러싸듯이, 단열체(31)의 내부 둘레면에 저항 발열선(32)을 상하로 반복해서 굴곡시키면서, 둘레방향을 따라 설치된 가열블록을 여러 단 배열해서 구성된다. 저항 발열선(32)의 재료로서는, 고속 승강온이 가능하게 하기 위하여, 예로서 2규화몰리브덴(MoSi₂)을 사용할 수가 있으며, 이 발열선(32)에 의하면, 반응관(2)내를 50∼100℃/분의 고속 승온속도로 승온시킬 수가 있다. 또, 발열선(32)에는, 각각의온도를 측정하는 열전대 TC가 부설 되어 있다.

또, 반응관(2)에는, 도시하지 않은 가스공급원에 접속된 처리가스 공급관(41)이 꽂혀져 설치되고, 그 선단(41a)은 반응관(2)의 천정면에 대향하는 위치까지 뻗고 있다. 또, 반응관(2)에는, 진공펌프(42)에 접속된 배기관(43)이 설치되어 있다.

또한, 반응관(2) 하부측에는, 나사축(51a)(제 2 도 참조)을 따라서 상하하는 보트엘리베이터가 설치되고, 그 위에는, 덮개체(52)가 탑재되어 있으며, 이 덮개체(52)는 상한위치에 있을 때에는, 반응관(2)의 하단 개구부를 기밀하게 폐쇄한다.

덮개체(52)에는, 보온통(53)을 통해서, 지지구인 래더보트(6)가 탑재되어 있다. 래더보트(6)에는, 제 2 도와 같이, 상하로 서로 소정간격을 두고 대향 배치된 천정판(61), 저면판(62)사이에, 예로서 석영으로 된 4개의 지주(63∼66)가 설치되어 있다. 이 중의 2개의 지주(63,64)는, 웨이퍼 W의 반송아암(60)에 의한 진입방향 앞측의 좌우위치를 각각 지지하고, 또 나머지 2개의 지주(65,66)는 웨이퍼 W의 진입방향 안쪽의 좌우위치에 각각 지지하는 그러한 위치관계로 배치되어 있다.

그리고, 각 지주(63∼66)는, 제 3 도에 확대해서 도시하는 바와 같이, 각 웨이퍼 W가 삽입되어서, 그 둘레 가장자리부 하면을 지지하도록 웨이퍼 W의 두께보다도 약간 상하의 폭이 긴 홈(67)이 형성되어 있으며, 앞측의 2개의 지주(63,64)사이로부터 반송아암(60)에 의하여, 홈(67)에 대해서 웨이퍼 W의 탈착이 행하여진다. 또, 이 실시예에서는 제 3 도와 같이 홈부(67)의 피치 d는 3/16 인치이며, 각홈(67)에 웨이퍼 W를 삽입하였을 때의 웨이퍼 W의 배열피치(상하로 정연한 웨이퍼 W의 저면(혹은 표면)서로의 거리)는 3/16인치로 한다.

또한, 세로형 노(20)본체의 상단부 및 하단부에는, 각각 가열부(3)와 반응관(2)과의 사이에 개구하는 흡기로(71) 및 배기로(72)가 설치되어 있다. 이들은 예컨대 반응관(2)의 둘레방향 4개소에 형성되어 있다. 흡기로(71) 및 배기로(72)에는, 각각 도시하지 않은 송풍팬 및 배기팬이 설치되고 있으며, 반응관(2)내를 강제적으로 냉각시키는 강제 냉각수단을 구성하고 있다.

다음에, 위에 설명한 세로형 열처리장치를 사용해서 행하는 본 발명의 열처리방법의 실시예에 관하여 설명한다. 우선, 반응관(2)내를 온도 400℃로 설정하고, 예로서 60개의 웨이퍼 W를 래더보트(6)에 얹고, 보트엘리베이터(51)로 반응관(2)내로 그 하단 개구부로부터 반입한다. 여기에서 래더보트(6)의 홈(67)(제 3 도 참조)의 세로방향 피치는 예로서 3/16인치이므로, 본 예와 같이 각 홈(67)에 웨이퍼 W를 유지시킨 경우, 웨이퍼 W의 세로방향 배열피치는 3/16인치이다.

이어서, 저항 발열선(32)으로의 외부로부터 전력을 공급하고, 그 공급전력을 제어해서 반응관(2)내의 열처리 영역이, 제 4 도와 같이 약 900℃의 온도로 될 때까지는, 100℃/분 이상의 고온승온, 즉 34℃/분의 고속으로 반응관(2)내를 승온시킨다. 그리고, 여기에서 말하는 반응관(2)내의 열처리영역이 약 900℃라는 것은, 레더보트(6)에 얹은 웨이퍼 W열중 보트(6)의 상하단부에 배열된 더미웨이퍼를 제외한, 피처리체로서의 웨이퍼 W가 배열되어 있는 영역은 완전히 균일한 온도가 아니므로, 웨이퍼 W가 놓여져 있는 영역의 온도가 그 온도분포를 고려한 정도의 온도,즉 900℃로 온도분포의 온도차 분을 가산, 또는 뺀 정도의 온도범위를 말한다.

이후의 설명에서 반응관(2)내의 온도를 나타낼 때에는, 같은 의미이다. 또, 34℃/분의 승온속도는 제어계의 설정치가 아니고, 반응관(2) 내의 열처리영역에서 실제로 TC로 측정한 승온속도이다.

그리고, 반응관(2)내의 열처리 영역의 온도가 900℃에 달한 후는 제 4 도와 같이, 단계적으로 또는 연속적으로 승온속도를 작게 한다. 예로서 900℃ ∼980℃ 사이에서는, 9℃/분 이상, 10℃/분 정도의 저속의 승온속도로 승온시키고, 또한 980℃를 넘은 후 1100℃까지는 5℃/분 정도의 승온속도로 반응관(2)내를 승온시킨다. 반응관(2)내가 가령 약 1,100℃의 열처리 온도로 된 후, 소정의 산화처리가스, 즉 O₂가스 및 HCl가스를 가스공급관(41)을 통해서 반응관(2)내로 공급함과 동시에, 배기관(43)으로부터 배기해서 반응관(2)내를 소정의 압력, 예컨대 상압을 유지한 상태에서 웨이퍼 W에 산화처리를 한다.

사전에 정하여진 시간의 처리가 종료된 후, 다음 프로세스를 위한 준비공정을 실행한다. 예로서 반응관(2)내를 불활성가스(예로서 N₂가스)에 의하여 퍼지함과 동시에, 제 4 도와 같이, 반응관(2)내를 소정의 강온속도(예로서 8℃/분 정도)에서 980℃까지 강온시키고, 계속해서 15℃/분 정도의 강온속도로 900℃까지 강온시킨다. 그 후, 강제냉각수단의 흡기로(71)로부터 강제적으로 반응관(2)과 가열부(3)와의 사이에 송풍하면서 배기로(72)로부터 배기하여 반응관(2)내를 강제적으로 냉각시키고, 예로서 30℃/분 정도의 강온속도로 400℃까지 강온시키며, 그 후,덮개체(52)를 열어서 래더보트(6)를 반응관(2)으로부터 반출시킨다.

위에 설명한 본 발명의 열처리방법에 의하면, 이하의 실험결과에서도 알 수 있듯이, 웨이퍼 W에 슬립이 발생하지 않고, 또 높은 슬루우풋을 얻을 수 있다. 즉, 웨이퍼 W로서 6인치 웨이퍼를 사용하고, 래더보트(6)에서의 웨이퍼 W의 세로방향 배열피치를 3/16인치로 설정하여, 승강속도 패턴을 여러 가지로 변경시켜서, 각 승강속도 패턴마다 슬립의 발생유무를 조사하였다. 승강속도에 관해서는, 웨이퍼 W의 반입시(400℃)로부터 900℃까지를 고속(예로서 30℃/분 정도)으로 승온시키고, 900℃이상에서는, 저속으로 승온하고 있다. 여기에서 온도범위, 승온속도 및 슬립의 유무를 표 1에 도시한다. 단, 승온속도의 측정에 있어서는, 예로서 레더보트(6)의 홈의 열의 밑에서 10단 째 및 31단 째(표 1의 좌측 난에서[10],[31]로 표시하였다)의 웨이퍼에 대해서는, 둘레가장자리로부터 내측 10mm의 선상에서 둘레방향으로 4등분한 개소와 중심점과의 합계 5개소의 온도를 열전대에 의하여 측정해서 그 평균을 구하였다.

[표 1] 웨이퍼의 배열피치 (3/16인치)

이와 같이 승온속도 패턴을 여러 가지로 바꾸어서 슬립 발생의 유무를 조사(예로서 눈으로 확인함과 동시에, 100배의 금속현미경 혹은 에칭에 의해서 재확인한다)함으로써, 적절한 승온속도 패턴을 알 수 있다. 즉, 표 1에서 알 수 있듯이, 테스트 RUN 1에서는 900∼1100℃까지의 온도범위에서, 13℃/분(래더보트(6)의, 밑에서 10개째와 31개째의 웨이퍼와의 승온속도 중, 빠른 쪽을 택하였다)의 승온속도로 승온시키면 슬립이 발생하나, 테스트 RUN3 과 같이 980℃ 이상의 온도범위에서 승온속도를 6℃/분까지 늦게 하면 슬립이 발생하지 않는다.

또, 900∼980℃의 온도범위에서는 RUN3, RUN4에 의하여 승온속도를 14℃/분까지 빠르게 하여도 슬립이 발생하지 않는다. 따라서, 900∼980℃ 및 980∼1100℃의 온도범위에서 승온속도가 각각 14℃/분 이하 혹은 6℃/분 이하라면 웨이퍼에 슬립이 발생하지 않음을 알 수 있다. 이와 같이 900℃이상의 온도대역에서 단계적으로 승온속도를 늦게 하여(위 설명 실시예에서는, 2단계로 늦게 하고 있다), 슬립이 발생하지 않는 한계 승온속도 패턴을 사전에 조사하여, 이에 의거해서 승온속도를 설정함으로써, 높은 슬루우풋을 얻으면서 웨이퍼의 슬립을 방지할 수가 있다.

여기에서, 900℃이하의 온도영역에서는, RUN4에서 보는 바와 같이, 예로서 43℃/분이라는 고속으로 승온하여도 슬립이 일어나지 않는다. 이것은 본 발명자의 예비 실험에서 900℃ 부근을 넘었을 때부터, 승온속도의 영향이 커짐을 파악하고 있는 사실에 의거한다. 따라서, 래더보트를 반응관(2)내로 반입 후, 우선 900℃로 될 때까지는 고속으로 승온하고, 900℃이상인 온도영역에서는, 저속에서 또한 단계적으로 승온시키는 것이 슬립을 없애고, 높은 슬루우풋을 확보하는데 필요하다.

그리고, 강온 과정에서는, 승온의 경우와 같은 경향에 있다고 추측된다. 강온속도의 제어는 어렵기 때문에, 강제 냉각수단의 풍량을 조절하는 등으로 한계의 강온속도 패턴을 구하는 것이 바람직하다.

또, 위 설명과 같이 900℃ 이상의 온도영역이 되면 승온속도를 늦게 하여야 하는 이유는 실리콘의 융점이 1,410℃이며, 가열온도가 900℃ 부근을 초과하면 실리콘 기초재가 내부응력에 민감하게 됨과 동시에, 그 정도는 온도가 높아질수록 커지며, 이 때문에 승온속도를 작게 억제하지 않으면 슬립이 발생하는 것으로 생각된다.

다음에 웨이퍼 W로서, 마찬가지로 6인치 웨이퍼를 사용하고, 레더보트에서의 웨이퍼 W의 배열피치를 3/8인치로 설정하며, 위 설명과 같은 장치(제 1 도 참조)를 사용하고 승온속도 패턴을 여러 가지로 변경하며, 각 승온속도 패턴마다 슬립의 발생 유무를 조사하였다. 그 결과를 표 2에 도시한다.

[표 2] 웨이퍼의 배열피치 (3/8인치)

이 표 2 의 RUN2,3 에서 알 수 있듯이, 980℃ ∼1,100℃의 온도 영역에서는 승온속도가 8℃/분 이하이면 웨이퍼에 슬립이 발생하지 않는다. 또 표 2 의 RUN 3 및 4에서 알 수 있듯이, 900℃ ∼980℃의 온도영역에서 승온속도가 18℃/분이면 슬립이 발생하지 않는다. 여기에서 래더보트에서의 웨이퍼의 배열피치가 3/16인치인 경우와 그 배인 3/8인치의 경우를 비교하면, 배열피치를 3/8인치로 설정하였을 때 슬립이 일어나지 않는 승온속도의 한계가 커지며, 따라서 슬립의 발생방지 확실성에서 보면 웨이퍼의 배열피치를 넓게 한 편이 유효함을 알 수 있다. 그 이유에 대해서는, 웨이퍼 서로의 간격을 넓힘으로써, 주위의 가열부(3)로부터의 복사열이 웨이퍼의 중심부측까지 직접 도달하므로, 과도적으로 웨이퍼의 면내온도 균일성이 높아지기 때문인 것으로 추정된다. 그리고, 위 설명의 실험데이터에서 보면, 웨이퍼의 배열피치가 3/16인치 이상인 경우 및 3/8인치 이상인 경우에는, 각각 이미 설명한 한계의 승온 속도 보다도 작은 승온속도로 승온시키면 슬립의 발생은 방지된다.

이와 같이, 웨이퍼의 배열피치에 의하여 승온속도의 한계가 변하므로, 웨이퍼의 배열피치에 대하여 승온속도 패턴을 여러 가지로 바꾸어 그 한계를 발견하고, 한계 승온속도 패턴에 의거하여 승온속도 패턴을 설정하여 열처리 장치를 운전하면, 웨이퍼의 이재가 귀찮고 고가인 링 보트를 사용하지 않아도, 웨이퍼의 이재가 용이하고 값이 싼 제 2 도와 같은 래더보트를 사용하면서, 높은 슬루우풋으로 처리하면서 슬립 발생을 방지할 수 있으며, 공업상 유리한 열처리 방법을 실시할 수가 있다. 그리고 한계 승온속도는 특히 900℃를 넘으면 작아지고, 또한 가열온도의 영역이 높을 수록 작아져가므로, 900℃까지는 고속으로 승온하고 그 후는, 단계적으로 승온 속도를 작게하여가는 것이, 슬립 발생을 방지하며 또한 높은 슬루우풋을 얻는데 있어서 바람직하다. 금후, 열처리장치의 개량이 진척되고, 보다 고속으로 승강온시키는 것이 가능하게 될 것이 예상되는데, 본 발명은 이와 같은 장치를 활용함에 있어서 유효한 방법이다.

단, 본 발명은 래더보트에 한하지 않고 링보트를 사용하는 경우에 적용하여도 가하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 다수의 웨이퍼를 열처리로내로 반입하여 열처리함에 있어, 슬립의 발생을 방지할 수가 있다.

제 1 도는 본 발명의 열처리방법에 사용되는 세로형 열처리장치의 한 예를 나타내는 종단 단면도,

제 2 도는 본 발명의 열처리방법에 사용하는 래더보트의 한 예를 나타내는 사시도,

제 3 도는 제 2 도에 도시한 래더보트의 홈과 웨이퍼의 재치상태를 나타내는 종단 단면도,

제 4 도는 본 발명의 열처리방법의 실시예에 있어서의 세로형 열처리로 내의 승온속도 패턴을 나타내는 특성도,

제 5 도는 종래의 열처리방법에 있어서의 웨이퍼의 슬립발생부위를 나타내는 평면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 반응관 3 : 가열부

6 : 래더보트 20 : 열처리로

21 : 균열관 31 : 단열체

32 : 저항 발열선 41 : 공급관

41a : 공급관 선단 42 : 진공펌프

43 : 배기관 51 : 보트엘리베이터

51a : 나사축 52 : 덮개체

53 : 보온통 60 : 반송아암

61 : 천정판 62 : 저면판

63∼66 : 지주 67 : 홈

71 : 흡기로 72 : 배기로

Claims

열처리로 내에서 서로 수직방향 간격을 두고 유지구에 의해 유지되는 다수의 피처리체를 열처리하는 방법에 있어서,

피처리체의 슬립발생에 관련된 사전에 정하여진 한계 승온속도보다도 작은 제 1 승온속도로 피처리체를 열처리하는 공정과,

열처리로 내의 열처리영역이 약 900℃에 도달한 후에, 제 1 승온 속도보다 작은 제 2 승온 속도로 피처리체를 열처리하는 공정을 포함하여 구성되는 열처리방법.
수직방향으로 간격을 두고 형성된 다수의 홈을 갖춘 여러 개의 지주를 가지는 유지구를 사용하여 다수의 피처리체를 열처리를 하며, 피처리체는 선반 형상으로 각 홈에 지지되어 열처리로 내로 반입되며, 열처리로내를 피처리체의 열처리를 행하는 열처리온도까지 승온시켜서 피처리체에 대하여 열처리를 하는 방법으로서,

초기에는 상기 열처리로 내를 고속으로 승온시키는 공정과,

상기 열처리로 내부가 소정의 가열온도로 가열된 후에는 상기 고속의 승온속도보다 낮은 승온속도로 열처리로 내를 승온시키는 공정을 포함하여 구성되는 열처리방법.
수직방향으로 간격을 두고 형성된 다수의 홈을 갖춘 여러 개의 지주를 가지는 유지구를 사용하여 다수의 피처리체를 열처리를 하며, 피처리체는 선반 형상으로 각 홈에 지지되어 열처리로 내로 반입되며, 열처리로내를 피처리체의 열처리를 행하는 열처리온도까지 승온시켜서 피처리체에 대하여 열처리를 하는 방법으로서,

피처리체를 3/16 인치 이상의 피치로 배열하는 공정과,

열처리로내의 열처리영역의 온도가 900∼980℃에서는, 승온속도가 14℃/분 이하의 승온속도로 피처리체를 가열하는 공정을 포함하여 구성되는 열처리방법.
제 3 항에 있어서, 열처리로 내의 열처리영역의 온도가 980∼1100℃에 있어서는, 6℃/분 이하의 승온속도로 피처리체를 가열하는 공정을 더욱 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열처리방법.
수직방향으로 간격을 두고 형성된 다수의 홈을 갖춘 여러개의 지주를 가지는 유지구를 사용하여 다수의 피처리체를 열처리를 하며, 피처리체는 선반 형상으로 각 홈에 지지되어 열처리로 내로 반입되며, 열처리로내를 피처리체의 열처리를 행하는 열처리온도까지 승온시켜서 피처리체에 대하여 열처리를 하는 방법으로서,

초기에는 상기 열처리로 내를 고속으로 승온시키는 공정과,

상기 열처리로 내부가 소정의 가열온도로 가열된 후에는 상기 고속의 승온속도보다 낮은 승온속도로 열처리로 내를 승온시키는 공정을 포함하여 구성되며,

피처리체를 3/8 인치 이상의 피치로 배열하는 공정과,

열처리로내의 열처리영역의 온도가 900∼980℃에서는, 승온속도가 19℃/분이하의 승온속도로 피처리체를 가열하는 공정을 더욱 포함하여 구성되는 열처리방법.
제 5 항에 있어서, 열처리로내의 열처리영역의 온도가 980∼1100℃에 있어서는, 승온속도가 8℃/분 이하인 것을 특징으로 하는 열처리방법.
처리로 내에서 래더보트에 탑재된 반도체 웨이퍼를 열처리하는 방법으로서,

예정된 제 1 온도까지 제 1 가열속도로 상기 웨이퍼를 가열하는 공정과,

예정된 제 2 온도까지 제 2 가열속도로 상기 웨이퍼를 가열하는 공정과,

예정된 제 3 온도까지 제 3 가열속도로 상기 웨이퍼를 가열하는 공정을 포함하여 구성되는 열처리방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제 2 가열속도는 상기 제 1 가열속도보다 낮은 것을 특징으로 하는 열처리방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제 3 가열속도는 상기 제 2 가열 속도보다 낮은 것을 특징으로 하는 열처리방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 가열속도는 34℃/분 이하이고,

상기 제 2 가열속도는 14℃/분 이하이며,

상기 제 3 가열속도는 6℃/분 이하인 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 예정된 제 1 온도는 약 900℃이고,

상기 예정된 제 2 온도는 약 980℃이며,

상기 예정된 제 3 온도는 약 1100℃인 것을 특징으로 하는 열처리 방법.