KR100385818B1 - 종형열처리장치 - Google Patents

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KR100385818B1
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Abstract

본 발명에 따른 종형 열처리장치는, 열처리로의 하단개구를 개폐하는 캡의 상부에 다수의 피처리기판을 수직간격으로 지지하는 기판지지체를 단열구조체를 매개로 재치(載置)하고, 상기 피처리체를 노내의 균일한 열영역에서 열처리하는 종형 열처리장치에 있어서, 기판지지체를 지지하는 지주를 구비한 단열구조체와, 지주에 느슨하게 삽입되고 지주에 의해 지지되는 삽입홀을 갖추고, 상기 지주의 높이방향에 소정 간격으로 스페이스에 의해 서로 분리된 얇은 복수개의 단열판으로 구성된다. 따라서, 단열구조체는 구조를 간소화할 수 있고, 열용량을 감소시킬 수 있으며, 드로우풋이 향상될 수 있다.

Description

종형 열처리장치
본 발명은 반도체장치용 종형 열처리장치에 관한 것이다.
반도체장치의 제조에 있어서, 다양한 열처리장치는 통상 산화, 확산, CVD(Chemical Vapor Deposition), 어닐링 등에 이용된다. 상기 열처리장치중, 다수매의 웨이퍼의 배치 처리가 가능한 종형 열처리장치에 있어서, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 상기 열처리장치의 주위에 배치된 히터(9)를 갖춘 종장의 열처리로(4)의 하단 개구(throat)를 개폐하는 캡(13)상에 다수의 웨이퍼(W)를 수평상태에서 수직간격으로 수용하는 캡/지지체로서의 웨이퍼보트(15)가 단열구조체(16)를 매개로 캡(13)상에 재치됨으로써, 단열구조체(16)가 웨이퍼보트(15) 아래쪽으로의 열의 회피를 차단하면서 균일 열영역에서의 웨이퍼(W)를 열처리로의 노심에서 열처리할 수 있다. 도 15의 종형 열처리장치의 단열구조체(16)는, 예컨대 4개의 스페이서축(50)과 이 스페이서축(50)의 상단에 설치된 단열핀(51)으로 각각 이루어진 핀유니트(52)의 복수단을 캡(13)상에 준비된 수신대(17)상에 포함되는 핀구조체(16a)로 형성된다. 홀(53)은 최상단의 단열핀(또한, 상단보드로도 칭함)의 중앙부에 형성되고, 웨이퍼보트(15)의 하단의 철(凸)부(54)가 웨이퍼보트(15)를 지지하도록 홀(52)로 삽입된다.
도 16의 종형 열처리장치의 단열구조체(16a)에 있어서, 핀구조체(16a)와, 핀구조체(16a)를 덮는 중공용기(53)는 수신대(17)상에 재치되고, 웨이퍼보트(15)가 중공용기(53)의 상단에 재치되어 있다.
그러나, 도 15의 종래의 종형 열처리장치는 단열구조체로서의 핀구조체(16a)에 의해 웨이퍼보트가 지지되기 때문에, 핀구조체(16a)를 구성하는 핀유니트(52)의 단열핀(51)의 두께를 감소시키기에는 강도상의 한계가 있다. 단열핀(51)중에서도 특히 상단보드(51a)가 충분한 기계적 강도를 가져야만 하기 때문에 상단보드(51a)는 특히 두꺼울 필요가 있다. 단열막(51)은 석영 등의 소결체를 절삭가공하여 얻어지지만, 단열핀(51)의 두께를 얇게 하는 것이 기계적으로 곤란하고, 현재로서는 약 3mm 정도의 두께가 한계이다.
따라서, 단열구조체(16)는 큰 열용량을 갖게 되고, 급속승온 및 급속강온에 의한 드로우풋을 향상하는데 한계를 갖는다. 핀구조체(16a)는 핀유니트(52)의 단수를 변경함으로써 단열효과를 조절할 수 있다. 그러나, 핀유니트(52)의 단수를 변경함에 있어서, 스페이서축(50)의 높이는 웨이퍼보트(15)의 설정위치를 바꾸지 않도록 변경되어야만 하고, 결국 높이가 다른 스페이서축(50)을 이용해야만 한다.
한편, 도 16의 열처리장치에 있어서, 웨이퍼보트(15)는 단열구조체(16)의 일부를 구성하는 중공용기(53)에 의해 지지되고, 핀유니트(52)의 단수가웨이퍼보트(15)의 설정위치를 일정하게 유지하도록 변경될 수 있으며, 열처리온도에 따라 단열효과가 조절될 수 있다.
그러나, 열처리장치는 핀구조체(16a)외에 중공용기(53)를 필요로 하며, 단열구조체(16)의 구조가 복잡하게 된다. 단열구조체(16)의 조립 및 분해에 힘이 들고, 단열구조체(16)의 열용량이 증가하는 경향이 있다. 단열핀(15)의 직경은 중공용기(53)의 내벽의 크기에 의해 규제되기 때문에, 단열성을 향상시키는데에는 설계상의 한계가 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 간소한 구조 및 작은 열용량을 갖는 단열구조체를 구비하고, 드로우풋을 향상시킬 수 있는 종형 열처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 종형 열처리장치의 주요부를 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 종형 열처리장치의 단열구조체를 나타낸 단면도,
도 3은 도 2의 단열구조체의 지주를 갖춘 베이스를 나타낸 평면도,
도 4는 도 3의 X방향에서 바라본 베이스상의 지주의 측면도,
도 5A ~ 5C는 도 2의 단열구조체의 단열판을 형성하는 방법을 설명한 단면도,
도 6A ~ 6B는 단열구조체의 단열판를 형성하는 다른 방법을 설명한 단면도,
도 7A ~ 7B는 단열구조체의 단열판를 형성하는 또 다른 방법을 설명한 단면도,
도 8A ~ 8B는 스페이서의 위치를 다르게 한 단열판을 나타낸 평면도,
도 9는 적층된 단열판을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 10A ~ 10B는 단열판의 변형예를 나타낸 도면으로서, 도 10A는 평면도, 도 10B는 도 10A의 X-X선에 따른 단면도,
도 11A ~ 11B는 단열판의 다른 변형예를 나타낸 도면으로서, 도 11A는 평면도, 도 11B는 도 11A의 XI-XI선에 따른 단면도,
도 12는 단열구조체의 다른 변형예를 나타낸 단면도,
도 13은 상기 도 12의 단열구조체의 평면도,
도 14는 도 13의 단열구조체의 지주의 일부를 나타낸 확대 투시도,
도 15는 종래의 종형 열처리장치의 변형예를 나타낸 단면도,
도 16은 종형 열처리장치의 단열구조체의 변형예를 나타낸 단면도.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 종형 열처리장치는, 종형 열처리로의 하단개구를 개폐하는 캡의 상부에 다수의 피처리기판을 수직간격으로 지지하는 기판지지체를 단열구조체를 매개로 재치하고, 상기 피처리체를 노내의 균일한 열영역에서 열처리하는 종형 열처리장치에 있어서, 기판지지체를 지지하는 지주를 구비한 단열구조체와, 지주에 느슨하게 삽입되고 지주에 의해 지지되는 삽입홀을 갖추고, 상기 지주의 높이방향에 소정 간격으로 스페이스에 의해 서로 분리된 얇은 복수개의 단열판으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 종형 열처리장치는 단열구조체의 일부를 구성하는 지주에 의해 기판지지체를 직접 지지하는 구조이고, 지주에는 삽입홀을 매개로 단열판이 느슨하게 삽입된 상태로 스페이서를 매개로 복수단 적층된다. 단열구조체의 구조가 간소화 됨으로써, 단열판이 지주로부터 쉽게 제거될 수 있고, 그 조립 및 분해/세정이 용이해진다. 기판지지체의 하중이 단열판에 직접 인가되기 때문에, 단열판은 낮은 기계적 강도를 가질 수 있고, 두께를 얇게 할 수 있으며, 열용량을 감소시킬 수 있고, 급속 승온 및 급속 강온에 의한 드로우풋의 향상이 달성될 수 있다. 단열판이 열처리로의 내부듀튜브에 의해 허용되는 최대직경을 가질 수 있기 때문에, 단열성이 향상될 수 있다. 기판지지체의 설정위치를 지주에 일정하게 유지한 채로 단열판의 단수를 변경할 수 있기 때문에, 단열효과가 단열온도에 따라 조절될 수 잇다.
(실시예)
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 본 실시예에 따른 종형 열처리장치를 도 1에 개략적으로 도시하였다. 본 실시예에 따른 종형 열처리장치는, 예컨대 반도체 웨이퍼(W)와 같은 피처리기판상에 감압 CVD법으로 성막을 실시하기에 적합하다. 이 종형 열처리장치(1)는 플로어와 평행하게 배치된, 예컨대 스테인레스 스틸의 베이스플레이트(2)를 포함한다. 베이스플레이트(2)는 중앙부에 원형의 개구부(2a)를 갖추고 있고, 프레임 또는 다른 수단(도시하지 않음)에 의해 지지된다.
예컨대, 상기 베이스플레이트(2)의 상단 및 하단으로부터 각각 바깥방향으로 방사상으로 설계된 플랜지(3a, 3b)를 갖춘 스테인레스 스틸의 원통형 매니폴드(3)는 베이스 플레이트(2) 아래에 설치된다. 종장의 열처리로를 형성하는 예컨대 석영으로 이루어진 내열성 및 내식성 재료의 반응관(프로세스 튜브)은 O링(5)을 매개로 매니폴드(3)에 기밀하게 접속되어 있다.
반응관(4)은 닫혀진 상단 및 개구된 하단을 갖추고 있고, 하단상에 바깥 방향의 플랜지(4a)를 갖추고 있다. 상단 및 하단이 개구된 석영제의 내관(6)은 플랜지(3c)와 계합(係合)되는 하단을 갖춘 반응관(4)의 내측에 원추형으로 배치된다. 따라서, 2중관 구조의 종형 열처리로가 구성된다.
처리가스 공급원 및 불활성가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 반응관(4)으로 처리가스 및 불활성가스를 도입시키기 위한 복수의 도입관부(7)가 상기 매니폴드(3)에 설치되어 있다. 배기관부(8)는 진공펌프 등과 같이 도시한 감압수단에 의해, 예컨대 10 ~ 10-8Torr 정도로 반응관(4)의 내부를 감압하기 위해 반응관(4)에 배치된다.
상기 반응관(4)의 주위에는, 예컨대 400 ~ 1200℃ 정도로 반응관(4)의 내부를 가열하기 위한, 칸탈선(kanthal wire) 등과 같은 전열선(저항 발열체)으로 형성된 히터(9)가 배치되어 있다. 히터(9)의 외부는 단열재(10)를 매개로 냉각자켓 구조의 스테인레스 스틸제 아웃터쉘(11; outer shell)로 덮여 있다. 따라서, 핫월(hot wall)형 가열로가 형성된다. 히터(9), 단열재(10) 및 아웃터쉘(11)은 적절한 수단에 의해 베이스플레이트상에 지지되어 있다.
매니폴드(3)의 아래에는 그 하단 개구, 즉 열처리로의 하단 개구(12)를 개폐하는 스테인레스 스틸제의 캡(13)이 로딩기구와 같은 승강구(14)에 의해 승강 가능하게 설치되어 있다. 소정의 수직간격으로 수평한 복수단상의 예컨대 30 ~ 150매 정도의 복수의 웨이퍼(W)를 보유하기 위한 기판지지체인, 예컨대 석영제의 웨이퍼보트(15)가, 예컨대 석영제의 단열구조체(16)를 매개로 캡(13)상에 재치되어 있다.
캡(13)의 상부에는 단열구조체(16)가 재치되는 수신대(17)가 설치되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 단열구조체(16)의 수평이동을 규제하기 위한 엣지(17a)가 수신대(17)의 주변에 형성되어 있다. 바람직하게는, 수신대(17a)는 웨이퍼(W)의 균일한 열처리를 위해 회전구동수단에 의해 회전되는 것이 좋지만, 회전되지 않아도 된다. O링(18)은 캡(13)과 매니폴드(3)사이를 기밀하게 실링하기 위해 상기 캡(13)과 매니폴드(3)사이에 설치되고, 예컨대 석영제의 단열부재(19a, 19b)가 캡(13)과 수신대(17)의 주위를 둘러싸도록 설치되어 있다(도 2 참조).
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼보트(15)는 원판상의 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸도록 배치되고, 상단 및 하단판(20, 21)을 가로지르는 복수의 종형 프레임(22)으로 구성되고, 종형 프레임(22)에는 소정의 수직간격으로 다단상에, 예컨대 약 150매 정도의 복수의 웨이퍼를 수평으로 지지하도록 계지(係止)부(23)가 설치되어 있다. 종형 프레임(22)은 이재(移載)기구(도시하지 않음)에 의해 웨이퍼(W)가 수평하게 이재되도록 한쪽이 개방되어 있다. 이재기구는 혀 모양의 이재암을 갖추고 있고, 이 이재암은 반응관(4)보다 낮게 위치한 이재영역에서 웨이퍼보트(13) 등에 대한 웨이퍼(W)를 이재하도록 하나 또는 몇매의 웨이퍼(W)를 운반한다.
한편, 도 2에 나타낸 바와 같이 단열구조체(16)는 웨이퍼보트(15)를 지지하는 지주(24)와, 이 지주(24)에 의해 지지되고, 이 지주(24)가 느슨하게 삽입되는 삽입홀을 갖춘 복수의 얇은 단열판(27)으로 구성되고, 상기 단열판은 지주(24)의 높이방향에 소정 간격으로 배열된 스페이서(26)에 의해 소정의 수직간격으로 서로 떨어져 있다. 단열구조체(6)로 웨이퍼보트(15)의 지지를 안정하게 하기 위해, 지주(24)는 수신대에 재치되는 원판상의 베이스(28)를 갖추고, 복수의 지주(도 3에서는 3개)가 베이스(28)상에 설치되어 있다. 지주(24) 및 베이스(28)는 석영과 같은 내열재로 형성되고, 보다 바람직하게는 단열성을 갖춘 불투명 석영 또는 실리콘주입 등에 의해 서로 접속되거나 샌드블래스트(sand-blasted) 처리된 석영으로 형성된다.
지주(24)는 단열구조체(16)의 경량화에 의한 핸들링의 향상, 강도의 확보 및 열용량의 감소를 위해 중공원통상으로 형성되어 있다. 감압 열처리에서의 감압성을 향상시키기 위해, 도 4에 나타낸 바와 같이 지주(24)의 측벽에는 지주(24)의 내부와 외부를 관통하는 통기홀(29)이 소정의 수직간격으로 형성되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 단열구조체(16)의 상부에 웨이퍼보트(15)를 지지하기 위한 탑보드 등과 같은 여분의 부재를 생략하여 열용량을 감소시키기 위해, 상기 웨이퍼보트(15)의 하단판(21)의 하면에는 상기 지주(24)의 상단 개구(30)에 삽입 계합되는 철(凸)형상의 복수의 계합부(31)가 형성되어 있다. 웨이퍼보트(15)의 하단판(21)에 설치되어 있는 계합부로서는 지주(24)의 상단이 삽입 계합되도록 요(凹)상으로 형성되어도 된다.
단열판(27)을 얇게 하여 열용량을 감소시키기 위해, 단열판(27)은 CVD로 형성된, 예컨대 0.2 ~ 0.8mm 정도의 소정 두께의 탄화규소막(SiC)으로 형성되어 있다. 단열판(27)을 CVD처리로 형성함에 있어서, 도 5A에 나타낸 바와 같이 연소제거 또는 용해제거될 수 있는 원판상 또는 판상의 섹션(32)이 이용된다. 탄화규소막(33)은 도 5B에 나타낸 바와 같이, SiC 원료가스를 이용한 CVD에 의해 섹션의 표면상에 소정 두께로 형성된다. 연소제거될 수 있는 재료로서는, 탄소, 합성수지 등이 이용될 수 있다. 용해제거될 수 있는 재료로서는, 산으로 용해될 수 있는 알루미늄과 같은 금속, 또는 유기용제로 용해될 수 있는 합성수지 등이 이용될 수 있다.
다음에, 도 5C에 나타낸 바와 같이, 탄화규소막(33)의 중공체를 얻기 위해 섹션(32)이 연소제거 또는 용해제거된다. 중공체는 2장의 단열판(27)을 설치하기에 적당한 크기(C1)로 절단된다. 섹션(32)이 용해제거 또는 연소제거될 경우에는, 개구(34)가 탄화규소막(33)에 형성되어, 그 섹션(32)이 연소 및 용해에 의해 생성된 가스 또는 액체로서 상기 개구(34)를 통해 배출된다.
단열판(27)은 실질적으로 웨이퍼(W)의 직경과 같거나 조금 큰 직경을 갖는 원판상에 형성된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 지주(24)의 직경보다 조금 큰 삽입홀(25)이 지주(24)에 대응하는 부분에 형성된다. 단열판(27) 사이에 소정의 간격을 형성하기 위한 스페이서(26)는 탄화규소로 형성되어 있고, 단열판(27) 사이의 지주(24)에 느슨하게 삽입된다. 단열판(27) 사이의 간격은 열처리로 내의 환경을 고려하여 웨이퍼(W) 사이의 간격과 거의 같은 것이 바람직하다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 스페이서(35)는 최하위 단열판(27)과 베이스(28) 사이에 설치되어 있다.상기 스페이서(26)중, 지주(24)의 통기홀(29)에 위치하는 스페이서(26)에는 통기용 홀이 형성되어 있다.
스페이서(26)는 단열판(27)에 일체 형성되어도 된다. 스페이서(26)와 일체인 단열판(27)을 형성함에 있어서, 예컨대 도 6A에 나타낸 바와 같이 지주(24)에 대응하는 직경의 홀(36)을 갖춘 섹션(32)이 설치되어 있다. 탄화규소막(33)은 섹션(32)의 표면상에 형성된다. 탄화규소막(33)은 또한 홀(36)의 내면에 형성된다. 다음에, 도 6B에 나타낸 바와 같이 섹션(32)이 연소제거 또는 용해제거되고, 탄화규소막(33)이 소정 크기(C1)로 절단되고 스페이서(26)와 일체인 2장의 단열판을 얻기 위해 두께방향에 2분할로 절단(C2)된다. 단열판(27)과 스페이서(26)를 일체로 형성함으로서, 부품수가 감소되고, 부품간 접촉부에서의 파티클의 생성이 억제될 수 있다.
스페이서(26)는 지주가 삽입되는 삽입홀(25)의 주위에 형성될 필요는 없고, 단열판(27)의 면내에 적절하게 스페이서축으로서 형성해도 된다. 축 형상의 스페이서(26)를 갖춘 단열판(27)을 형성함에 있어서, 블라인드홀(37)을 갖춘 섹션(32)이 이용되고, 탄화규소막(33)이 섹션(32)의 표면상에 형성된다. 축 형상의 스페이서(26)는 블라인드홀(37)의 내면에 연하여 형성된다.
다음에, 섹션(32)이 연소제거 또는 용해제거되고, 도 7B에 나타낸 바와 같이 탄화규소막(33)의 중공체가 얻어진다. 중공체는 C1으로 표시된 바와 같이 절단되고, 그 때 지주용 삽입홀(25)이 통과되도록 개방된다.
상기 축 형상의 스페이서(26)을 갖춘 단열판(27)을 이용함에 있어서, 도 8A및 도 8B에 나타낸 바와 같이 축 형상의 스페이서(26)의 위치에서의 서로 다른 2종류(27a, 27b)의 단열판(27)이 이용되고, 단열스페이서(27a, 27b)가 도 9에 나타낸 바와 같이 선택적으로 적층된다. 이는 축 형상의 스페이서(26)가 블라인드홀에 형성되어 있기 때문에, 같은 종류의 단열판(27)을 적층하면 스페이서(26)의 중공부가 막히게 되고, 중공부의 감압성이 나쁘게 되기 때문이다.
상기한 구조를 갖춘 종형 열처리장치에 있어서, 도 1에 나타낸 바와 같이 캡(13)이 반응관(14) 아래에 위치한 이재영역으로 승강기구(14; 보트 엘리베이터)에 의해 하강되고, 웨이퍼(W)가 단열구조체(16)를 매개로 캡(13)에 재치된 웨이퍼보트(15)로 다른 이재기구에 의해 이재된다. 다음에, 캡(13)을 상승 이재시켜, 웨이퍼보트 및 단열구조체(16)를 반응관내에 반입함과 더불어, 캡(13)을 매니폴드(3)의 하단플랜지(3b)에 접합하여 반응관(4)을 밀폐한다. 이로 인해, 웨이퍼보트(15)가 노내의 균일한 열영역에 위치하게 된다.
다음에, 반응관(4)의 내부가 배기관(8)을 통해 감압되고, 예컨대 질소가스와 같은 불활성가스가 반응관(4)의 내부를 질소가스로 치환하기 위해 도입관(7)을 통해 반응관으로 도입된다. 다음에, 웨이퍼는 소정의 처리온도로 빠르게 히터(9)에 의해 가열된다. 도입관을 통해 소정의 처리가스를 도입하면서 반응관(4) 내부를 소정의 감압상태로 유지한다. 성막처리 등의 열처리가 피처리기판(웨이퍼)상에 실시된다. 열처리가 종료되면, 웨이퍼의 온도를 예컨대 실온으로 신속하게 내리고, 반응관(4) 외부의 웨이퍼보트(15)상으로 운반한다.
본 발명에 따른 종형 열처리장치(1)는 단열구조체(16)의 일부를 구성하는 지주(24)로 웨이퍼보트(15)를 직접 지지하는 구조이고, 지주(24)에는 삽입홀(25)을 매개로 단열판(27)이 느슨하게 삽입된 상태에서 스페이서(26)를 매개로 복수단 적층되어 있다. 따라서, 단열구조체(16)의 구조는 간소화 되고, 단열판(27)은 지주(24)로부터 용이하게 제거될 수 있으며, 조립 및 분해/세정이 용이해진다. 웨이퍼보트(15) 및 웨이퍼(W)의 하중이 단열판(27)에 직접 인가되지 않기 때문에, 단열판(27)은 낮은 기계적 강도를 가질 수 있고, 급속온도상승 및 급속온도하강이 가능하게 되어 열용량을 감소시키며, 드로우풋이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 종형 열처리장치에 있어서, 단열판(7)이 열처리로의 내관(6)에 의해 허용되는 최대 직경을 갖기 때문에, 단열성이 향상될 수 있다. 단열판(27)의 단수가 지주(24)에 의한 위치설정으로 웨이퍼보트(15)와 같이 바꿔지기 때문에, 단열효과가 열처리온도에 따라 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 종형 열처리장치(1)에 있어서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 지주(24)가 캡(13)의 상부에 설치된 수신대(17)에 재치되는 베이스(28)를 갖추고 있고, 이 베이스(28)에 지주(24)가 복수개 세워져 있기 때문에, 단열구조체(16)에 의한 웨이퍼보트(15)의 지주의 안정성이 도모된다. 지주(24)가 중공에 형성되고, 측부에 통기홀(29)을 갖추고 있기 때문에, 단열구조체(16)의 경량화에 의한 핸들링의 향상, 강도의 확보 및 열용량의 감소가 도모됨과 더불어 지주(24)의 측부에 연하여 형성된 복수의 통기홀(29)로부터 지주(24) 내부의 기체분자를 효율좋게 배출할 수 있어 감압 열처리에서의 감압성을 향상시킬 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼보트(15)의 하단이 지주(24)의 상단에 계합되는 계합부(31)를 갖추고 있기 때문에, 단열구조체(16)의 상부에 웨이퍼보트(15)를 지지하기 위한 탑보드와 같은 여분의 부재가 필요없게 된다. 따라서, 단열구조체(16)가 간소화되고, 보다 작은 열용량을 갖게 되며, 웨이퍼보트(15)를 안정하게 지지할 수 있게 된다. 단열판(27)이 CVD처리에 의해 형성된 탄화규소막으로 형성됨으로서, 단열판(27)이 보다 얇아지고, 더욱 낮은 열용량을 가질 수 있게 된다.
도 10A 및 도 10B, 도 11A 및 도 11B는 단열판의 변형예를 나타낸다. 도 10A 및 도 10B에 나타낸 단열판은 방사상의 리브(rib) 또는 보강부(39)를 갖추고 있고, 도 11A 및 도 11B에 나타낸 단열판은 동심원상의 리브 또는 보강부(40)를 갖추고 있다. 양쪽 모두 기복을 갖는 부분을 갖고 있다. 각각 기복을 갖는 단면형상의 단열판은 강도를 확보하면서 두께를 줄일 수 있다. 열응력에 의한 피해를 방지하기 위해, 슬리트(41)가 단열판(27)의 주변부 엣지에 적당하게 형성되어 있다. 바람직하게는, 슬리트(41)가 단열판에 방사상으로 형성되는 것이 좋지만, 단열판에 원주방향으로 형성해도 된다.
도 12 ~ 도 14에 나타낸 바와 같이, 6개의 지주(24)는 서로 같은 거리만큼 원주방향으로 견고하게 배열되어 있다. 지주(24)의 상단부 바깥 방향으로 방사상의 절단부(24a)가 절단된다. 절단부(24a)는 웨이퍼보트(15)의 하단판(21)의 내부 원주방향으로 계합해도 된다. 이 경우, 단열판(27)은 스페이서(26a)에 의해 서로 수직방향으로 간격을 두고 있다.
본 발명에 따른 종형 열처리장치는 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형될 수 있다. 예컨대, 상기실시예에 있어서, 중공원주상의 스페이서가 지주를 매개로 통과되지만, 스페이서가 반드시 중공 원주상일 필요는 없고, 지주를 매개로 통과될 필요도 없다. 스페이서의 재료는 탄화규소 이외에 석영이어도 된다. 바람직하게는, 단열판이 CVD에 의해 탄화규소로 형성되는 것이 좋지만, 탄화규소가 산화규소(SiO)와 흑연의 박판을 화학적으로 반응시켜 형성해도 된다.
단열판의 재료로서는, 탄화규소가 바람직하지만, 석영의 박막 가공이 기술적으로 해결되면 석영이어도 된다. 이 경우, 석영은 바람직하게는 단열성을 갖는 불투명한 석영 또는 샌드블래스트 처리된 석영이 좋다. 본 발명에 따른 종형 열처리장치는 CVD 이외에, 산화, 확산, 어닐링 등과 같은 열처리에 적용될 수 있다. 피처리기판은 반도체 웨이퍼 이외에, 예컨대 LCD기판이어도 된다.

Claims (18)

  1. 열처리로의 균일한 열영역에서 피처리체의 열처리를 행하는 종형 열처리장치에 있어서,
    열처리로의 하단 개구를 개폐하는 캡과,
    이 캡상에 재치된 단열구조체 및,
    수직간격으로 단열구조체상의 복수의 피처리기판을 지지하는 기판지지체를 구비하여 구성되고,
    상기 단열구조체가 기판지지체를 지지하는 복수의 직립 지주와, 이 지주가 삽입되는 삽입홀을 갖추고, 스페이서에 의해 수직간격으로 분리된 복수의 얇은 단열판으로 구성된 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지주가 캡의 상단에 설치된 수신대에 재치되는 원형의 베이스를 갖추고, 상기 복수의 지주가 베이스에 직립상태로 설치된 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지주가 그 중앙에 중공부를 갖추고, 복수의 통기홀이 상기 지주의 한쪽 또는 양쪽에 형성된 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기판지지체의 하단으로부터 돌출된 철(凸)형상의 계합부가 지주의 중공부에 계합되는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판지지체는 그 하단에 계합부를 갖추고, 상기 계합부는 상기 지주들중 보다 아래에 위치된 지주의 상단과 계합되는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 지주가 고체이고, 상기 기판지지체의 내부 원주방향으로 계합되는 절단부를 갖춘 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단열판은 CVD처리에 의해 형성된 탄화규소막으로 형성된 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 단열판은 기복부를 갖춘 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 지주는 그 중심에 중공부를 갖춘 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 지주는 내부 중공통로 및 복수의 통기홀을 갖춘 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 복수의 얇은 단열판은 상단판과, 하단판 및 복수의 중간판을 포함하고, 상기 각 단열판 사이에는 개구가 있으며, 그 공간은 공기가 채워진 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 수직 스페이서는 지주가 연장하는 원통형 스페이서인 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  13. 열처리로의 균일한 열영역에서 피처리체의 열처리를 행하는 종형 열처리장치에 있어서,
    열처리로의 하단 개구를 개폐하는 캡과,
    이 캡상에 재치된 단열구조체 및,
    수직간격으로 단열판상의 복수의 피처리기판을 지지하는 기판지지체를 구비하여 구성되고,
    상기 단열구조체가 기판지지체를 지지하는 복수의 직립 지주와, 이 지주가 삽입되는 삽입홀을 갖추고, 스페이서에 의해 수직간격으로 분리된 복수의 얇은 단열판으로 구성되며,
    상기 지주는 중공부와 이 중공부에 개구되는 복수의 통기홀을 갖춘 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 얇은 단열판은 상단판과, 하단판 및 복수의 중간판을 포함하고, 상기 각 단열판 사이에는 개구가 있으며, 그 공간은 공기가 채워진 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 수직 스페이서는 상기 지주가 연장하는 원통형 스페이서인 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  16. 열처리로의 균일한 열영역에서 피처리체의 열처리를 행하는 종형 열처리장치에 있어서,
    열처리로의 하단 개구를 개폐하는 캡과,
    이 캡상에 재치된 단열구조체 및,
    수직간격으로 단열구조체상의 복수의 피처리기판을 지지하는 기판지지체를 구비하여 구성되고,
    상기 단열구조체가 기판지지체를 지지하는 복수의 직립 지주와, 이 지주가 삽입되는 삽입홀을 갖추고, 스페이서에 의해 수직간격으로 분리된 복수의 얇은 단열판으로 구성되며,
    상기 지주가 상기 얇은 단열판의 삽입홀에 느슨하게 수용되고, 상기 복수의 스페이서가 상기 얇은 단열판중 보다 아래에 위치된 얇은 단열판에 의해 지지되며, 상기 복수의 스페이서가 상기 얇은 단열판중 보다 위에 위치된 얇은 단열판을 지지하는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 얇은 단열판은 상단판과, 하단판 및 복수의 중간판을 포함하고, 상기 각 단열판 사이에는 개구가 있으며, 그 공간은 공기가 채워진 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 수직 스페이서는 상기 지주가 연장하는 원통형 스페이서인 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
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