KR100509085B1

KR100509085B1 - 열 처리 시스템

Info

Publication number: KR100509085B1
Application number: KR10-2002-7014011A
Authority: KR
Inventors: 사쿠마다케시; 시게오카다카시; 리이쳉
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2005-08-18
Also published as: JP2004514269A; TW497175B; WO2001082348A1; US6891131B2; US20040013419A1; JP5049443B2; KR20020089504A

Abstract

열 처리 시스템은 가열 램프 시스템에 의해 피처리체에 복사열을 가함으로써 대략 원형의 피처리체상에서 소정의 열 처리를 실행한다. 가열 램프 시스템은 피처리체에 대응하도록 동심으로 배치된 다수의 램프를 포함한다. 다수의 램프는 피처리체의 각 영역에 대해 개별적으로 제어된다.

Description

열 처리 시스템{THERMAL PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 예를 들면 가열 램프 시스템을 사용하여 반도체 웨이퍼와 같은 피처리체상에서 어닐링 프로세스, CVD(화학증착) 등과 같은 열 처리를 실행하기 위한 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 집적 회로를 제조하기 위해서는, 증착 프로세스, 어닐링 프로세스, 산화 및 확산 프로세스, 스패터링 프로세스, 에칭 프로세스, 질화 프로세스 등과 같은 다양한 열 프로세스가 반도체 웨이퍼와 같은 실리콘 기판상에서 몇 번 반복적으로 실행된다.

이러한 경우에, 집적 회로의 전기 특성 및 제품의 처리량을 높은 수준으로 유지하기 위해서, 상술한 다양한 열 프로세스가 웨이퍼의 전체 표면상에서 보다 일정하게 실행되어야 한다. 이를 위해서, 열 프로세스의 발달은 웨이퍼의 온도에 따라 상당히 좌우되기 때문에, 웨이퍼의 온도는 열 처리에서 그 전체 표면에 걸쳐서 높은 정밀도로 일정해야 한다. 예를 들면, 단일-웨이퍼-형태 열 처리 시스템에 사용된 하나의 방법에 있어서, 반도체 웨이퍼가 위치되는 탑재대는 온도의 분균일성의 발생이 회피하도록 회전된다.

도 1 및 도 2는 종래 기술의 열 처리 시스템의 2개 실시예를 도시한 것이다.

도 1에 있어서, 진공이 생성될 수 있는 처리 챔버(2)에 있어서, 얇은 탑재대(4)는 챔버(2)의 바닥상에 지지되게 설정되며, 반도체 웨이퍼(W)는 상기 대치대상에 위치된다. 증착 가스와 같은 필요한 처리 가스를 처리 챔버(2)내로 공급하기 위한 샤워 헤드 부분(6)은 처리 챔버(2)의 상부에 설정된다. 또한, 처리 챔버(2)의 바닥상에는 예를 들면 석영 유리로 제조된 투과 윈도우(8)가 기밀 방식으로 장착되며, 투과 윈도우 아래에는 예를 들면 할로겐 램프와 같은 다수의 가열 램프(10)가 반사판으로서 또한 작용하는 회전 테이블(12)상에 장착되어 있다. 웨이퍼(W)는 회전 테이블(12)이 회전되는 동안에 가열 램프(10)로부터의 복사열에 의해 그 후방측이 가열된다. 이에 의해 웨이퍼(W)의 표면을 균일하게 가열하도록 시도된다.

도 2에 도시된 열 처리 시스템에 있어서, 처리 가스를 공급하기 위한 가스 공급 노즐(14)은 일 측면상에 처리 챔버(2)의 측벽에 제공되는 반면에, 진공을 생성하기 위한 배기 마우스(16)가 다른 측면상에 제공된다. 석영 유리로 제조된 투과 윈도우(18, 20)는 처리 챔버(2)의 상부 및 바닥상에 제공된다. 또한, 상부 투과 윈도우(18)상에 그리고 하부 투과 윈도우(20) 아래에는 가열 램프(22)가 배치되며, 이에 의해 웨이퍼(W)가 그 상부측 및 바닥측 양자로부터 가열된다. 탑재대(4)는 처리 챔버(2)의 바닥판을 통해 통과하는 회전 샤프트(24)상에 기밀 방식으로 지지되며, 그 결과 회전가능하다. 이러한 시스템에 있어서, 웨이퍼(W)가 회전되는 동안에, 웨이퍼(W)는 양 측면으로부터 가열되며, 그에 따라 웨이퍼(W)의 표면을 균일하게 가열하고자 하였다.

도 1에 도시된 시스템에 있어서, 가열 램프(10)가 회전된다. 그러나, 이러한 시스템은 게이트 밸브(26)가 웨이퍼(W)를 이동시키기 위해 처리 챔버(2)의 측벽에 제공되게 하는 구성을 갖고 있다. 따라서, 온도와 관련하여 필요한 충분한 등방성이 없다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면에 걸쳐서 충분히 균일한 온도 분포를 성취할 수 없다.

도 2에 도시된 시스템에 있어서, 웨이퍼(W) 자체가 회전될 때 처리 챔버(2)의 측벽의 온도의 등방성이 문제가 되지 않을 수 있다. 그러나, 상부 투과 윈도우(18)가 특히 증착 프로세스의 경우에 가열 램프(22)로부터 그리고 웨이퍼(W)로부터의 복사열로 인해 매우 고온으로 될 때, 증착막 또는 반응 부산물이 투과 윈도우(18)에 부착될 수 있으며, 이에 의해 투과 윈도우(18)에 의해 전달된 광도가 변경될 수 있으며, 그 결과 반복정밀도가 저하되거나, 그로부터 입자가 생성될 수 있다. 또한, 탑재대(4)의 후방 표면쪽으로 비활성 질소 가스를 조금씩 제공하는 것과 같이 N₂ 퍼지가 실행될지라도, 증착막 또는 반응 부산물의 부착과 같은 이러한 문제점이 하부 투과 윈도우(20)에 대해서 발생될 수 있는 가능성은 매우 약간 있다.

또한, 증착막 또는 반응 부산물의 이러한 부착 문제는 고온일 때 처리 챔버(2)의 내부 벽에서도 발생될 수 있다. 따라서, 처리 챔버(2)의 세정을 자주 실행해야 할 필요가 있다.

또한, 상술한 투과 윈도우(8, 18, 20)는 각각 그 내압성을 증가시키기 위해서 큰 두께를 갖고 있다. 그 결과, 그 열 용량이 크며, 이에 의해 웨이퍼(W)의 온도의 제어성이 저하된다. 더욱이, 투과 윈도우의 두께가 증가하면 가열 램프와 웨이퍼(W) 사이의 거리는 증가된다. 그 결과, 가열 램프의 지향성이 저하된다.

가열 램프의 지향성을 개선하기 위해서는, 웨이퍼(W)의 표면과 가열 램프(22, 예를 들면 도 2에 도시되어 있음) 사이의 거리(D)를 단축시켜서 가열 램프의 복사열의 확산을 감소시키는 것이 효율적이다.

예를 들면, 도 3a 및 도 3b는 가열 램프의 지향성과 상술한 거리(D) 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 3a는 55㎜의 D에 대한 지향성을 도시한 반면에, 도 3b는 35㎜의 D에 대한 지향성을 도시한 것이다. 도면에서 각 곡선은 각 가열 램프에 대한 웨이퍼의 온도 종속상태를 나타낸 것이다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 3a의 경우에 각 곡선의 피크는 완만하다. 따라서 웨이퍼의 특정 영역을 가열하는데 기여하는 가열 램프가 수가 많으며, 그에 따라 지향성이 낮다. 이와 반대로, 도 3b의 경우에, 각 곡선의 피크가 뽀족하기 때문에, 웨이퍼의 특정 영역을 가열하는데 기여하는 가열 램프의 수가 적으며, 그에 따라 지향성이 높다.

따라서, 가열 램프의 지향성을 개선하기 위해서, 거리(D)를 짧게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 웨이퍼의 열 처리가 진공 대기(감압 대기)에서 실행되는 경우에, 석영 유리로 제조된 투과 윈도우(20)의 두께(t)는 예를 들면 투과 윈도우(20)의 높은 내압성을 보장하도록 400㎜ 정도의 직경에 대해서 30㎜ 내지 40㎜ 정도이어야 한다. 이에 의해, 가열 램프의 지향성이 저하되며, 또한 온도 제어성이 저하되며, 그 결과 투과 윈도우(20)의 열용량이 그 증가된 두께(t)로 인해서 증가된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 투과 윈도우(20)의 내압성은 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이 대략 반구 형상을 가진 돔 형상으로 투과 윈도우를 형성함으로써 증가될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 투과 윈도우(20) 자체의 두께를 10㎜ 내지 20㎜ 정도로 감소시킬지라도, 돔형상 투과 윈도우(20)의 전체 높이(H)는 60㎜ 내지 70㎜ 정도이다. 따라서, 이러한 방법은 상술한 거리(D)가 짧아지는 문제를 해결할 수 없다.

도 5 및 도 6은 종래 기술의 열 처리 시스템의 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 5는 열 처리 시스템의 일반적인 구성을 도시한 것이며, 도 6은 열 처리 시스템의 가열 램프의 배열을 도시하는 평면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 처리 챔버(109)내에는 링형상 탑재대(104)가 제공된다. 그 바닥측상의 반도체 웨이퍼(W)의 주변부는 그 상부측상의 탑재대(104)의 내부 원주와 접촉되도록 형성되며, 그에 따라 웨이퍼(W)가 탑재대(104)에 의해 지지된다. 이러한 탑재대(104)는 링형상 베어링 부분(103)을 거쳐서 처리 챔버(109)의 바닥에 의해 지지된 원통형 레그 부분(106)의 상단부상에 고정된다. 따라서, 탑재대(104)는 원통형 레그 부분(106)의 원주방향을 따라 회전가능하다.

랙(110)은 레그 부분(106)의 원주방향을 따라 레그 부분(106)의 내부벽상에 제공된다. 더욱이, 챔버(102) 아래에 제공된 구동 모터(112)의 구동 샤프트(114)는 챔버(102)의 바닥을 통해 기밀 방식으로 상방향으로 돌출되어 있다. 구동 샤프트(114)는 그 상부에 고정된 피니언(116)을 구비하며, 이 피니언은 상술한 랙(110)과 맞물린다. 이에 의해 레그 부분(106)과, 이와 일체인 탑재대(104)가 회전된다. 더욱이, 예를 들면 석영 유리로 제조된 편평 투과 윈도우(118)는 기밀 방식으로 처리 챔버(104)의 상부에 제공된다. 또한, 투과 윈도우(118)상에는 다수의 가열 램프(120)가 제공된다. 다음에, 램프(120)로부터의 복사열에 의해서 웨이퍼(W)는 소정의 온도로 가열된다. 탑재대(4)가 가열의 시점에 회전되는 결과로, 탑재대(4)상에 위치된 웨이퍼(W)는 회전되는 동안에 가열된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도는 그 표면에 걸쳐서 일정하게 된다.

이러한 시스템에 있어서, 가열 램프(120)는 도 6에 도시된 바와 같이 예를 들면 대략 구형 램프 본체(122)와, 램프 본체(122)의 후방측에 제공되고 압축되어 형성되는 반사판(124)을 포함한다. 이에 의해 복사열이 효율적으로 이용될 수 있다. 더욱이, 많은 전력을 공급할 수 있도록, 램프 본체(122)는 그 내부에 웨이퍼(W)를 향해 나선형으로 연장되는 필라멘트(126)를 포함하고 있다. 이러한 형태의 램프 본체는 소위 단일-단부 형태 램프 본체라고 한다. 이러한 경우에, 다수의 가열 램프(120)는 상술한 반도체 웨이퍼(W)의 상부 표면을 커버하도록 배열된다.

도 7 및 도 8은 종래 기술의 다른 열 처리 시스템을 도시한 것이다. 이러한 시스템에 있어서, 상술한 구형 램프 본체(122) 대신에 로드형 램프 본체(128)가 가열 램프(130)에 이용된다. 램프 본체(128)의 후방측에는 각각 대략 반구의 단면 형상을 가진 반사판(132)들이 배치된다. 각 램프 본체(128)에 있어서, 예를 들면 나선형으로 권취된 필라멘트(134)는 램프 본체(128)의 종방향을 따라 연장되도록 수용되며, 전기 단자(136)는 램프 본체(128)의 본체 단부상에 제공된다. 이러한 형태의 램프 본체(128)는 소위 이중-단부 형태 램프 본체라고 한다. 가열 램프(130)는 소정의 간격으로 평행하게 배치된다.

압축된 반사판(124)을 구비한 구형상 램프(120)가 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 이용되는 경우에, 복사열의 지향성 및 제어성은 만족스럽다. 그러나, 이러한 각 램프(120)의 구조체에 있어서, 수평방향에서의 복사열의 양은 크며, 웨이퍼를 향하도록 반사되며, 에너지가 각 반사 시간에 손실된다. 따라서 많은 양의 에너지가 손실된다.

이와 반대로, 도 7 및 도 8에 도시된 로드형상 램프(130)가 사용되는 경우에, 많은 양의 복사열이 웨이퍼에 직접적으로 조사된다. 따라서, 에너지 손실이 비교적 적다. 그러나, 이러한 경우에 각 램프 본체(128)는 웨이퍼의 표면의 비교적 많은 영역을 커버해야 한다. 더욱이, 램프 본체(128)가 웨이퍼를 가로질러 배치되어 있기 때문에, 그 지향성이 저하된다. 따라서, 웨이퍼의 온도를 높은 정밀도로 일정하게 하기가 곤란하다.

또한, 복사열의 지향성을 개선하기 위해서, 예를 들면 웨이퍼(W)와 가열 램프(120)(도 5 참조) 사이의 거리(D)는, 복사열의 확산이 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상술한 바와 같이 보다 적게되도록 짧아야 한다. 또한, 이러한 경우에, 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이 투과 윈도우의 두께를 감소시키기 위해서 투과 윈도우(118)로서 돔형상 투과 윈도우를 이용하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 이러한 방법에 의해서 문제점이 실질적으로 해결될 수 없다.

발명의 요약

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 고안된 것이며, 본 발명의 목적은 높은 지향성 및 높은 온도 제어성을 가진 가열 램프를 이용하는 열 처리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 가열 램프 시스템에 의해 피처리체에 복사열을 가함으로써 대략 원형의 피처리체상에서 소정의 열 처리를 실행하는 열 처리 시스템에 있어서, 상기 가열 램프 시스템은 피처리체에 대응하도록 동심으로 배치된 다수의 램프를 포함하며, 상기 다수의 램프는 피처리체의 각 영역에 대해서 개별적으로 제어되는 열 처리 시스템이 제공된다.

이에 의해, 예를 들면 각 동심 영역에 대해서 개별적으로 피처리체를 가열할 수 있다. 따라서, 램프의 복사열의 지향성 및 웨이퍼(W)와 같은 피처리체의 온도의 제어성을 개선시킬 수 있다. 또한, 개별적으로 웨이퍼(W)의 각 동심으로 분할된 영역에 대해서 웨이퍼(W)의 온도를 제어함으로서, 각 영역에 대해서 하나씩 웨이퍼(W)의 온도를 제어할 수 있으며, 이에 의해 웨이퍼(W)의 입구 표면에 걸쳐서 웨이퍼(W)의 온도를 보다 높은 정밀도로 일정하게 할 수 있다.

특히, 예를 들면 웨이퍼(W)의 주변부가 본래 쉽게 냉각될 수 있기 때문에, 보다 많은 전력이 웨이퍼(W)의 중심으로부터 보다 멀리 위치된 각 램프로 공급된다. 이에 의해 웨이퍼(W)를 일정하게 가열할 수 있다. 따라서, 램프가 원형 웨이퍼(W)에 동심으로 대응하게 배치될 때, 각 동심으로 배치된 영역에 대해서 각 램프로 공급된 전력을 제어함으로써 웨이퍼(W)의 표면에 걸쳐서 웨이퍼(W)의 온도를 일정하게 할 수 있도록 제어하는 것이 용이하게 된다. 즉, 본 발명에 따르면, 가열 램프의 구성은 원형 웨이퍼(W)의 동심 온도 변화 특성/분포에 대응하도록 이뤄진다.

열 처리 시스템은 상기 가열 램프 시스템과 피처리체 사이의 투과 윈도우와, 상기 투과 윈도우를 보강하는 보강 부재를 더 포함한다. 보강 부재를 제공함으로써, 처리 챔버가 기밀 방식으로 웨이퍼(W)를 밀봉시키도록 제공되고 그리고 열 처리가 그 내부의 감압 또는 진공 대기하에서 실행되는 경우에도 투과 윈도우의 두께를 효율적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 가열 램프 시스템과 웨이퍼(W) 사이의 거리를 감소시킬 수 있다. 이에 의해 복사열의 지향성을 더욱 개선할 수 있다. 더욱이, 그 두께의 감소로 인해서 투과 윈도우의 열용량을 감소시킬 수 있으며, 또한 각 영역에 대한 웨이퍼(W)의 온도의 제어성을 개선할 수 있다.

또한, 동심으로 배치된 다수의 램프에 대응하는 동심 슬릿을 보강 부재내에 형성함으로써, 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 램프의 복사열을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 보강 부재내에 슬릿을 제공한 결과로서 투명 또는 반투명 투과 윈도우 이외에는 램프와 웨이퍼(W) 사이에 아무것도 존재하지 않아서 웨이퍼(W)의 가열을 보다 정확하게 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 다른 특징은 첨부 도면을 참조하여 취한 하기의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 종래 기술에서의 열 처리 시스템의 제 1 실시예를 도시한 도면,

도 2는 종래 기술에서의 열 처리 시스템의 제 2 실시예를 도시한 도면,

도 3a 및 도 3b는 가열 램프의 지향성과 램프로부터의 거리 사이의 관계를 도시하는 그래프,

도 4는 일 실시예에 있어서 돔형 투과 윈도우의 단면도,

도 5는 종래 기술에서의 열 처리 시스템의 제 3 실시예를 도시하는 도면,

도 6은 도 5에 도시된 시스템의 가열 램프의 배열을 도시하는 도면,

도 7은 종래 기술에서의 열 처리 시스템의 제 4 실시예를 도시하는 도면,

도 8은 도 7에 도시된 시스템의 가열 램프의 배열을 도시하는 도면,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 있어서 열 처리 시스템의 측단면도,

도 10은 도 9의 A-A 라인을 따라 취한 것으로 도 9에 도시된 열 처리 시스템의 단면도,

도 11은 도 9에 도시된 열 처리 시스템의 지지 프레임 부재의 평면도,

도 12는 도 9에 도시된 열 처리 시스템의 가열 램프 시스템중 가열 램프의 배열의 평면도,

도 13은 도 9에 도시된 열 처리 시스템에 또한 이용될 수 있는 가열 램프 시스템의 가열 램프의 다른 배열의 평면도,

도 14는 도 9에 도시된 열 처리 시스템에 또한 이용될 수 있는 가열 램프 시스템의 가열 램프의 다른 배열의 평면도,

도 15는 도 9에 도시된 열 처리 시스템에 있어서 도 14에 도시된 가열 램프 시스템과 함께 이용될 수 있는 다른 지지 프레임 부재의 평면도,

도 16은 도 9에 도시된 열 처리 시스템에 또한 이용될 수 있는 가열 램프 시스템의 가열 램프의 다른 배열의 평면도,

도 17은 도 9에 도시된 본 발명의 실시예의 변형 실시예에 있어서 열 처리 시스템의 측단면도로서, 온도 제어를 위한 매체 경로가 처리 챔버의 측벽 및 바닥 플레이트에서 생략된, 측단면도,

도 18은 도 9에 도시된 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형 실시예에 있어서 열 처리 시스템의 측단면도로서, 열 처리가 대기압에서 실행되는, 측단면도.

이제 본 발명의 일 실시예의 열 처리 시스템을 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 있어서 열 처리 시스템의 구성을 도시한 것이며, 도 10은 도 9에서의 A-A 선을 따라 취한 동일한 열 처리 시스템의 단면도이다. 도 11은 지지 프레임 부재의 평면도이며, 도 12는 튜브형 가열 램프의 배열을 도시하는 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 이러한 열 처리 시스템(40)은 예를 들면 스테인리스강, 알루미늄 등으로 실린더 형태로 형성되는 처리 챔버(42)를 포함한다. 처리 챔버의 상부 근처의 처리 챔버(42)의 측벽에 있어서, 필요한 처리 가스를 처리 챔버(42)내로 공급하기 위한 처리 가스 노즐(44)이 제공되며, 상술한 노즐(44)에 대향된 처리 챔버(42)의 측벽에는 배기 마우스(46)가 제공된다. 상기 마우스(46)에는 도면에 도시하지 않은 진공 펌프 등이 연결되어 있어서, 처리 챔버(42)가 상기 진공 펌프 등에 의해 진공으로 될 수 있다.

처리 챔버(42)에 있어서, 예를 들면 반도체 웨이퍼(W)와 같은 피처리체를 지지하기 위한 순환 링으로서 형성된 탑재대로서 작용하는 지지 링(48)이 제공된다. 이러한 지지 링(48)은 실린더와 유사하게 되도록 형성된 레그 부분(50)의 상단부에 연결되어 있다. 다음에, 상술한 지지 링(48)은 링(48)의 상단부의 내부 부분이 원주방향으로 L자형 단면을 갖도록 절취됨으로써 형성된 웨이퍼 유지 부분(51)을 구비한다. 피처리체로서 간주되는 반도체 웨이퍼(W)의 주변의 후방측은 웨이퍼 유지 부분(51)과 접촉하도록 되어 있다. 따라서, 웨이퍼(W)는 지지 링(48)에 의해 지지/유지된다.

웨이퍼(W)의 온도가 예를 들면 최대 1000℃와 같은 고온으로 될 때, 지지 링(48)은 예를 들면 SiC와 같은 내열성이 우수한 세라믹으로 제조된다. 또한, 레그 부분(50)상에 제공된 것으로 후술하는 자석 등을 열적으로 보호하기 위해서, 석영 유리와 같은 단열재가 지지 링(48)과 레그 부분(50) 사이의 연결 부분(53)으로서 이용된다.

자석 부분(52) 및 코일 부분(54)은 각각 레그 부분(50)의 측벽과, 처리 챔버의 바닥 근처의 처리 챔버(42)상에 제공된다. 특히 도 10에 도시된 바와 같이, 자석 부분(52)은 예를 들면 직경 방향에 있어서 레그 부분(50)의 외부 원주 표면상에 서로 이격 배치된 한쌍의 영구 자석을 포함한다.

코일 부분(54)은 소정의 간격(전기각)으로 처리 챔버(42)의 내부 원주 벽상에 원주방향으로 배치된 다수의 코일 유닛(56)을 포함한다. 이들 코일 유닛(56)은 수평방향 높이에서 약간의 갭을 두고 상술한 자석 부분(52)에 접하도록 위치가 설정된다. 교류(전류)는 원주방향으로 시퀀스로 소정의 위상차를 가진 각 코일 유닛(56)을 통해 흐르도록 야기된다. 이에 의해, 그 회전 속도가 제어될 수 있는 회전 자기장이 처리 챔버(42)의 바닥 근처에 형성될 수 있다. 다음에, 회전 자기장에 의해 자기적으로 흡인된 자석 부분(52)은 회전 자기장의 회전을 추종하도록 흡인된다. 따라서, 레그 부분(50)이 회전된다.

이러한 경우에, 레그 부분(50)의 바닥 단부는 처리 챔버(42)의 바닥에 결합되지 않으며, 그로부터 부유될 것이다. 특히, 도 9에 도시된 바와 같이, 레그 부분(50)의 중간 높이에서, 원형 링형 부유 자석 부분(58)은 플랜지와 마찬가지로 되도록 레그 부분(50)의 외부 원주방향 벽에 원주방향으로 장착 및 고정된다. 부유 자석 부분(58)은 예를 들면 박판으로 제조된 원형 링형 영구 자석이며, 수평방향으로 연장된다.

부유 자석 부분(58)의 상부측은 N 극인 반면에 바닥측은 S 극이다. 자석 보유 리세스 부분(60)이 수평방향으로 그리고 원주방향으로 연장되는 처리 챔버(42)의 내부 원주방향 벽내에 형성되어, 상술한 플랜지형 부유 자석 부분(58)을 상기 리세스 부분내에 자유 이동가능한 상태로 유지한다.

자석 보유 리세스 부분(60)은 처리 챔버(42)의 내부 원주방향 벽을 따라서 링과 마찬가지로 원주방향으로 형성된다. 또한, 다수의 자석 유닛(62)은 부유력을 부유 자석 부분(58)에 자기적으로 가하기 위해서 소정의 위치에서 자석 보유 리세스 부분(60)내에 제공된다. 특히, 도 10에 도시된 바와 같이, 자석 유닛(62)은 동일한 간격을 두고 처리 챔버(42)의 원주방향 내부 벽을 따라 3개의 유닛(62)을 포함한다. 각 자석 유닛(62)은 상술한 부유 자석 부분(58)을 수직방향으로 압착시키기 위해서 상부 코일 유닛(62A, 62B, 62C) 및 하부 코일 유닛(62a, 62b, 62c)을 포함한다.

예를 들면, 각 코일 유닛(62A, 62B, 62C, 62a, 62b, 62c)에 의해 생성된 반발력과 같은 전자기력은 개별적으로 이 코일 유닛을 통해 흘러서 야기된 전류의 제어에 의해 제어가능하다. 이러한 경우에, 전류는 전자기 반발력이 생성되게 하는 방향에서 각 코일 유닛을 통해 흐르게 되며, 이에 의해 이들 코일 유닛이 상술한 부유 자석 부분(58)을 반발되게 한다. 그 결과, 레그 부분(50), 즉 부유 자석 부분(58)이 부유된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 센서는 레그 부분(50)의 수평방향 및 수직방향 위치를 검출하기 위해 레그 부분(50)내에 제공된다. 이에 의해 코일 유닛을 통해 흐르는 전류가 적절하게 제어된다.

실시예에 있어서, 레그 부분(50) 및 지지 링(48)은 자기 부유에 의해 비접촉 상태로 회전된다. 그러나, 레그 부분(50)은 처리 챔버(42)의 바닥상에 베어링에 의해 회전가능하게 지지되며, 처리 챔버(42)의 외측에 배치된 자석에 의해서 레그 부분이 자기 커플링을 통해 회전되는 것이 가능하다. 선택적으로, 지지 링이 도 2에 도시된 바와 같이 회전 샤프트에 의해 또한 회전되는 것이 가능하다.

처리 챔버(42)의 상부는 개방되며, 이러한 위치에서 상술한 지지 프레임 부재(66)는 예를 들면 O링과 같은 밀봉 부재(64)를 거쳐서 제공된다. 또한, 석영으로 제조된 투명 투과 윈도우(68)는 O링과 같은 밀봉 부재(70)를 거쳐서 기밀 방식으로 지지 프레임 부재(66)상에 장착된다. 특히 지지 프레임 부재(66)의 상부 표면은 투과 윈도우(68)의 바닥 표면과 접촉되며, 이에 의해 투과 윈도우(68)의 내압성이 개선된다. 예를 들면, 지지 프레임 부재(66) 전체는 금속 오염물질 등과 같은 어떠한 문제점을 야기시키지 않는 알루미늄, 스테인리스강 등과 같은 재료로 제조된다. 이러한 지지 프레임 부재(66)는 원형 링형상 주변부를 구비하며, 상기 주변부 내측에는 도 11에 도시된 바와 같이 대략 동일한 간격으로 서로 평행하게 다수의 지지 프레임(72)이 형성되어 있다. 도면에서, 지지 프레임의 개수가 5이다. 그러나, 실제로 상기 개수는 웨이퍼(W)의 직경에 대응하는 10여개이다.

또한, 다수의 지지 프레임(72)이 이러한 예에 있어서 서로 평행하게 제공되어 있지만, 지지 프레임의 구성은 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들면 다수의 지지 프레임이 격자 형태로 되도록 서로 수직으로 또한 제공될 수 있다. 투과 윈도우(68)를 지지하는 지지 프레임(66)을 평면으로 제공함으로써, 투과 윈도우(68)의 두께(t)가 보다 적게 제조되는 경우에도 투과 윈도우(68)의 높은 내압성을 유지할 수 있다. 지지 프레임(72)의 수가 증가되면, 투과 윈도우의 내압성이 개선된다. 그러나, 투과 윈도우(68)에 의해 투과되는 것으로 가열 램프 시스템(86)에 의해 발생된 복사열의 양을 고려하여, 60%로 또는 이보다 크게 개구비(복사열이 통과될 수 있는 영역의 비율)를 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 예를 들면 각 지지 프레임(72)의 폭(L1)이 12㎜ 정도인 반면에, 각 인접한 지지 프레임(72) 사이의 간격(L2)은 16㎜ 정도이다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 온도 제어 매체 경로(74)는 드릴을 이용하여 드릴링함으로써 지지 프레임(72)과, 지지 프레임 부재(66)의 주변부에 형성된다. 각 경로(74)의 일 단부는 공통으로 매체 입구(76)를 구비하는 입구 헤더(78)와 연통된다. 또한, 경로의 타 단부는 공통으로 출구(80)를 구비하는 출구 헤더(82)와 연통된다. 이에 의해 가열이 실행될 때, 고온 물 등이 이를 통해 유동되게 된다. 냉각이 실행될 때, 냉각 물 등이 이를 통해 유동되게 된다. 따라서, 지지 프레임 부재(66)와 투과 윈도우(68)는 가열 또는 냉각되며, 이에 의해 그 온도 제어 실행될 수 있다. 이러한 경우에, 예를 들면 각 매체 경로(74)의 직경(L3)은 대략 4㎜이다.

투과 윈도우(68)상에는 램프 박스(84)가 제공되어 있다. 상술한 가열 램프 시스템(86)은 상기 램프 박스(84)내에 제공되며, 램프 박스로부터의 복사열에 의해서 처리 챔버(42) 내측의 반도체 웨이퍼(W)를 가열한다. 특히 도 12에 도시된 바와 같이, 가열 램프 시스템(86)은 다수의 튜브형 가열 램프(90)를 포함하며, 각 램프(90)는 대략 원형 형상의 반도체 웨이퍼(W)에 대응하도록 동심으로 배치된 전기 단자(92)를 양 단부에 구비하고 있다. 도 12에 도시된 예에 있어서, 상이한 굽힘 반경을 가지며, 대략 반원 형상이며, 호 형상을 가진 다수 형태 쌍의 대략 반원 튜브형 이중-단부 가열 램프(90)는 대략 원형 형상인 웨이퍼(W)에 대응하도록 동심으로 배치된다. 각 가열 램프(90)의 전기 단자(92)는 전력 공급 와이어(도면에 도시하지 않음)에 연결되어 있다. 각 튜브형 가열 램프(90) 내측에는 필라멘트(94)(도 9 참조)가 제공되어 2개의 단자(92) 사이를 연결한다. 따라서, 각 가열 램프(90)는 예를 들면 할로겐 램프이다.

상술한 동심으로 배치된 튜브형 가열 램프(90)는 예를 들면 도 12에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 표면의 다수의 동심 영역, 즉 내부 영역(96A), 중간 영역(96B) 및 외부 영역(96C)을 가열하기 위해 이용된다. 도 12의 실시예에 있어서, 가열 램프(90)는, 램프(90)의 단일 원이 내부 영역(96A)을 위해 제공되고, 이중 원이 중간 영역(96B)을 위해 제공되고 그리고 이중 원이 외부 영역(96C)을 위해 제공되도록 배치되어 있다. 그러나, 실제로 램프의 보다 많은 개수의 상이한 직경의 원이 제공된다.

다음에, 각 튜브형 가열 램프(90)의 각각 위에는 도 9에 도시된 바와 같이 대략 반원 단면 또는 사다리꼴 단면을 가진 반사판(98)이 장착되어 있다. 이에 의해 반사판에 의해 반사된 광선이 웨이퍼(W)에 가해질 수 있다. 도 12에 있어서, 반사판(98)의 표시는 생략되어 있다.

상술한 튜브형 가열 램프(90)는 각 영역에 대해서 램프 제어 부분(200)과 연결되어 있다. 또한, 처리 챔버(42)의 바닥상에는 각 영역에 대응하는 다수의 복사 온도계(202)가 도 9에 도시된 바와 같이 제공되며, 가열 램프(90)의 온도는 각기 개별적으로 각 복사 온도계(202)를 통해 입수된 웨이퍼 온도에 의거하여 피드백 방식에 따라 각 영역에 대해서 제어된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도는 특히 반경방향을 따라서 웨이퍼(W)의 전체 표면에 걸쳐 소정의 균일한 온도로 되게 유지된다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 매체 경로(204)는 온도 제어 매체를 관통시키기 위해 처리 챔버(42)의 전체 주변부를 통해 대략 처리 챔버(42)의 측벽 및 바닥판에 형성되어 있다. 측벽의 일부분에 제공된 매체 입구(204A)로부터 온도 제어 매체가 매체 경로(204)내에 공급되며, 측벽의 다른 부분에 제공된 매체 출구(204B)로부터 온도 제어 매체가 배출된다. 이러한 온도 제어 매체는 지지 프레임 부재(66)에 제공된 매체 경로(74)를 통해 유동시키는데 사용된 온도 제어 매체와 동일할 수 있다. 웨이퍼(W)상에서 실행될 프로세스에 관한 요구조건에 따라서, 온도 제어 매체는 처리 챔버(42)를 냉각 또는 가열시키기 위해 사용되어 처리 챔버의 온도를 제어한다. 지지 프레임 부재(66)의 매체 경로(74)를 통해 유동되는 온도 제어 매체와, 처리 챔버(42)의 매체 경로를 통해 유동되는 온도 제어 매체가 개별적으로 그 온도가 제어될 수 있도록 독립적인 시스템을 제공할 수 있다. 대신에, 온도 제어 매체가 매체 경로(74, 204)를 통해 연속적으로 유동되게 하도록 하나의 시스템을 제공할 수도 있다.

도 9에 있어서, 게이트 밸브(206)는 반도체 웨이퍼(W)가 처리 챔버(42) 내외로 운반될 때 개방/폐쇄된다. 더욱이, 도면에 도시하지 않았지만, 웨이퍼(W)를 상승/하강시키기 위한 리프터 핀은 또한 처리 챔버(42)의 바닥 부분에 제공되어 웨이퍼(W)의 운반 동안에 작동한다.

이제 상술한 본 발명의 실시예에 있어서 열 처리 시스템의 작동을 설명한다.

우선, 반도체 웨이퍼(W)는 도면에 도시하지 않은 로드 록실 등으로부터 개방된 게이트 밸브(206)를 거쳐서, 진공 상태로 유지되는 처리 챔버(42)내로 운반된다. 이러한 웨이퍼(W)는 상술한 리프터 핀에 의해서 지지 링(48)의 웨이퍼 유지 부분(51)상에 위치되며, 웨이퍼 유지 부분에 의해 유지된다.

다음에, 웨이퍼(W)의 이동이 완료된 후에, 게이트 밸브(206)는 폐쇄되며, 이에 의해 처리 챔버(42)는 밀봉되고, 또한 웨이퍼(W)상에서 실행될 프로세스에 대응하는 소정의 처리 가스가 처리 가스 노즐(44)을 거쳐서 처리 챔버(42)내에 공급되는 반면에, 처리 챔버(42)내의 압력은 그 내부에 진공을 형성하도록 감소된다. 다음에, 소정의 프로세스 압력이 처리 챔버(42)내에서 유지된다. 예를 들면, 증착 프로세스가 열 처리로서 웨이퍼(W)상에서 실행되는 경우에, 증착 가스는 N₂ 가스와 같은 캐리어 가스와 함께 처리 챔버(42)내의 처리 공간(S)내로 제공된다.

다음에, 처리 챔버(42)의 상부에 제공된 가열 램프 시스템은 가열 램프(90)가 켜지도록 작동된다. 다음에, 가열 램프 시스템(86)에 의해 방사된 적외선은 투명 투과 윈도우(68)를 통해서 처리 공간(S)내로 입사된다. 다음에, 적외선은 반도체 웨이퍼(W)의 상부 표면상에 가해지며, 이에 의해 웨이퍼(W)의 표면은 소정의 온도로 가열된다. 다음에, 이러한 온도로 유지된다.

동시에, 처리 챔버(42)의 내측의 하부 부분에 제공된 상술한 코일 부분(54)의 각 코일 유닛(56)은 시퀀스로 이를 통해 흐르는 소정의 위상차를 가진 교류(전류)를 갖고 있다. 이에 의해, 소정의 회전 속도를 가진 회전 자기장이 처리 챔버(42) 내측에 형성된다(도 10 참조). 다음에, 레그 부분(50)의 자석 부분(52)은 회전 자기장을 추종하도록 이동된다. 따라서, 레그 부분(50) 및 지지 링(48)은 이에 의해 회전된다. 그 결과, 지지 링(48)에 의해 유지된 반도체 웨이퍼(W)는 열 처리 간격 동안에 회전된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 온도가 웨이퍼(W)의 표면에 걸쳐서 균일하게 제조될 수 있는 조건이 유지된다.

또한, 이러한 때에, 처리 챔버(42)의 자석 보유 리세스 부분(60)내에 제공된 3개의 각 부유 자석 부분(62)의 상부 및 하부 코일 유닛(62A, 62B, 62C, 62a, 62b, 62c)이 이를 통해 흐르는 전류를 갖게 되어, 이들 코일 유닛과, 코일 유닛 사이에 위치된 플랜지형 부유 자석 부분(58) 사이에서 반발력이 생성된다. 이러한 반발력에 의해서, 플랜지형 부유 자석 부분(58)과, 이 부분과 일체인 레그 부분(50)이 부유된다. 따라서, 레그 부분(50)은 자기적으로 부유되는 상태에서 회전된다. 그 결과, 레그 부분(50)은 자기적으로 부유되는 상태에서 안정되게 회전된다. 따라서, 레그 부분(50)은 어떠한 베어링 등도 이용하지 않고 비접촉 상태로 지지된다. 그 결과, 마찰로 인한 입자, 금속 오염물질 등의 생성과 같은 문제점이 회피될 수 있다.

또한, 투과 윈도우(68)는, 표면 접촉 상태에서 다수의 지지 프레임(72)을 구비한 지지 프레임 부재(66)에 의해서 투과 윈도우(68)의 바닥면이 확고하게 지지되는 것에 의해서 보강되고, 그에 따라 투과 윈도우(68)의 내압성이 상당히 개선된다. 따라서, 투과 윈도우(68)의 두께를 감소시킬 수 있다. 예를 들면 도 5에 도시된 종래 기술의 시스템에 있어서, 투과 윈도우의 두께는 400㎜의 직경에 대해서 30㎜ 내지 40㎜이여야 한다. 그러나, 상술한 본 발명의 실시예에 있어서, 단지 2㎜ 내지 5㎜ 정도의 두께면 충분하다. 따라서, 투과 윈도우(58)의 두께(t)를 상당히 감소시킬 수 있다. 투과 윈도우(68)의 두께(t)를 감소시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면과 가열 램프 시스템(86) 사이의 거리(D)를 감소시킬 수 있다. 이에 의해 가열 램프 시스템(86)으로부터의 복사열의 지향성을 개선할 수 있다.

또한, 매체 경로(74)는 도 11에 도시된 바와 같이 지지 프레임 부재(66)의 지지 프레임(72)에 제공된다. 예를 들면 냉각이 실행될 때 냉각제, 즉 냉각수와 같은 온도 제어 매체를 통과시켜 유동시킴으로써, 지지 프레임 부재(66)와 이 부재 위치의 투과 윈도우(68)를 처리 챔버(42)의 실온 정도의 온도로 냉각시킬 수 있다. 따라서, 특히 증착 프로세스의 경우에 있어서, 지지 프레임 부재(66)의 용융으로 인한 금속 오염물질의 발생과, 투과 윈도우(68)의 바닥 표면 또는 지지 프레임 부재(66)의 표면에 반응 부산물의 부착 등이 회피될 수 있다. 또한, 냉각제의 온도 및/또는 유동 속도를 제어하여 냉각 온도를 일정한 온도를 제어함으로써, 지지 프레임 부재(66) 및 투과 윈도우(68)에 의해 웨이퍼(W)에 가해지는 열적 영향이 항상 일정하게 될 수 있다. 따라서, 온도에 의해 민감하게 쉽게 영향을 받을 수 있는 각 와이퍼(W)상에서 차례로 실행된 열 처리의 정도의 변화를 제거할 수 있다. 이에 의해 반복정밀도를 상당히 개선할 수 있다. 투과 윈도우(68)가 프로세스에 따른 요구로 인해서 가열되어야 하는 경우에, 가열 매체는 경로(74)를 통해서 유동되게 된다.

유사하게, 냉각이 실행될 때 예를 들면 냉각수와 같은 냉각제인 온도 제어 매체는 상술한 처리 챔버(42)의 측벽 및 바닥판에 설치된 매체 경로(204)를 통해 유동되게 된다. 이에 의해, 처리 챔버(42)의 측벽 및 바닥판이 냉각되어, 처리 챔버의 측벽 및 바닥판의 거의 모든 표면이 완전 냉각 벽 상태로 된다. 이에 의해, 증착 프로세스 등의 경우에 생성된 부산물 또는 증착막이 처리 챔버(42)의 내부벽에 부착되는 것을 회피할 수 있다. 또한, 이러한 경우에, 냉각 온도가 일정하게 되도록 냉각제의 온도 및/또는 유동 속도를 제어함으로써, 상술한 것과 동일한 이유에 의해서 웨이퍼(W)상에서 실행된 열 처리의 반복정밀도를 개선할 수 있다.

따라서, 처리 챔버(42)의 상부, 즉 투과 윈도우, 바닥 벽 등이 반응 부산물, 증착막 등에 의해 부착되는 것이 방지된다. 따라서, 생성된 입자의 양을 감소시킬 수 있으며, 처리 챔버(42) 등에서 실행된 세정 작업의 시간의 빈도수를 감소시킬 수 있다.

이제 증착 처리가 열 처리로서 실시되는 경우에 처리 챔버(42)의 투과 윈도우(68), 측벽 및 바닥판의 특정 제어 온도를 설명한다. 반응 부산물 또는 증착막의 부착을 회피하기 위해서, 예를 들면 SiH₂Cl₂ 및 NH₃을 이용하는 질화규소의 증착의- 경우에 반응 부산물인 NH₄Cl 등의 부착을 회피하기 위해서 150℃ 내지 500℃ 정도로 온도가 유지된다. 예를 들면 SiH₄ 또는 Si₂H₆을 이용하는 폴리실리콘 막의 증착의 경우에 0 내지 400℃ 정도로 온도가 유지된다. 예를 들면 Ta₂(OC₂H₅) ₅(펜타에톡시탄탈) 등을 이용하는 Ta₂O₅ 막의 증착의 경우에 원료 가스 또는 액화된 부산물의 부착을 회피하기 위해서 150℃ 이하로 온도가 유지된다. 예를 들면 TEOS를 이용하는 Si₂O 막의 증착의 경우에 TEOS 자체의 부착을 회피하기 위해서 100℃ 내지 200℃ 정도로 온도가 유지된다.

상술한 실시예에 있어서, 가열 램프 시스템(86)은 대략 반원 형상을 갖도록 형성된 동심으로 배치된 튜브형 가열 램프(90)를 포함하며, 또한 램프(90)에 공급된 전력은 각각 제어 부분(200)에 의한 독립적인 제어를 통해서 각 영역에 대해서 제어된다. 따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 단일 단부 램프를 이용하는 경우와 비교할 때, 램프(90)로부터 방사된 많은 양의 복사열이 반사되지 않고 웨이퍼(W)에 직접 가해진다. 따라서, 웨이퍼(W)를 효율적으로 가열할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주변부는 그 중심과 비교할 때 램프로부터 방사된 상대적으로 많은 양의 열을 갖고 있다. 이러한 상황을 다루기 위해서, 상술한 실시예에 있어서, 램프(90)가 상술한 바와 같이 동심으로 배치되고 그리고 공급 전력이 각각 개별적으로 각 동심 영역에 대해서 제어됨으로써, 그 지향성이 개선되고, 또한 웨이퍼(W)의 반경방향을 따라 고정밀도로 온도 제어를 실행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 표면의 온도가 웨이퍼(W)의 표면에 걸쳐서 효율적으로 균일하게 될 수 있도록 제어될 수 있다. 상술한 지향성은 또한 상술한 바와 같이 투과 윈도우(68)의 두께(t)를 감소시킴으로써 개선될 수 있다. 따라서, 지향성이 더욱 개선될 수 있다.

도 12의 실시예에 있어서, 각 가열 램프(90)는 반원과 유사하게 형성된다. 그러나, 호 형상의 개구 각도는 이것으로 제한되지 않으며, 90°(1/4 호)의 개구 각도를 가진 호 형상, 60°(1/6 호)의 개구 각도를 가진 호 형상 등으로 각 가열 램프(90)를 형성할 수 있다. 또한, 상이한 영역을 위한 상이한 개구 각도를 가진 호 형상을 가진 튜브형 가열 램프가 조합될 수 있다.

더욱이, 원의 단지 일부분만이 도 13에 도시된 바와 같이 절취된 대략 원형 링형상 튜브형 가열 램프(90A)를 이용할 수도 있다.

더욱이, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 지지 프레임 부재(66)에 있어서 온도 제어 매체 경로(74A)를 포함하는 지지 프레임(72A)은, 이들 지지 프레임(72A)이 도 14에 도시된 동심으로 배치된 호 형상 튜브형 가열 램프(90C)로부터 방사된 복사열을 차단하는 것을 방지하도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 도 15에 도시된 바와 같이, 슬릿(72B)은 각기 도 14에 도시된 각 호 형상 튜브형 가열 램프(90C)의 위치에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 따라서, 램프(90C)에 의해 방사된 복사열은 투과 윈도우(68)를 통해 웨이퍼(W)에 효율적으로 도달될 수 있으며, 그에 따라 웨이퍼(W)를 가열하는데 효율적으로 이용된다. 또한, 도 14 및 도 15에 도시된 구성에 있어서, 각 램프(90C)가 각 슬릿(72B)을 통해 지지 프레임(72A)에 의해 차단됨이 없이 웨이퍼(W)에 접촉할 때, 각 램프(90C)가 웨이퍼(W)의 각 영역을 직접적으로 가열할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도를 보다 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 그에 따라 웨이퍼(W)의 온도 제어성이 개선된다.

더욱이, 도 16에 도시된 바와 같이, 각 영역에 대략 동심으로 배치된 것으로 일반적인 목적에 부합하고 저렴할 수 있는 다수이 직선-로드-형상 튜브형 가열 램프(90B)를 이용할 수도 있다. 이러한 경우에, 각 직선-로드-형상 가열 램프(90B)의 길이는 각 영역의 곡률에 대응하도록 상이해야 한다.

또한, 상술한 호 형상 튜브형 가열 램프(90, 90A)와 이들 직선 튜브형 가열 램프(90B)를 적절하게 조합할 수도 있다.

더욱이, 증착막 또는 반응 부산물이 프로세스에 따라 심각하지 않고 및/또는 문제가 없는 상황에 있어서는 도 17에 도시된 바와 같이 처리 챔버(42)의 측벽 및 바닥 플레이트로부터 매체 경로(204)를 제공하는 것을 생략할 수도 있다.

더욱이, 상술한 실시예에 있어서, CVD 프로세스와 같은 감압 대기 또는 진공 대기하에서 처리가 실행된다. 그러나, 열 처리가 어닐링 프로세스, 확산 프로세스 등과 같이, 대기압 대기 또는 대기압 대기 근처의 대기에서 실행되는 경우에, 도 9에 도시된 투과 윈도우의 내압성을 증가시키기 위해서 지지 프레임 부재(66)를 제공할 필요는 없다. 이러한 경우에, 도 18에 도시된 바와 같이, 투과 윈도우(68)는 단지 O-링(64)을 거쳐서 처리 챔버(42)의 상부에 직접 설정된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면과 가열 램프 시스템(86) 사이의 거리(D)를 더 감소시킬 수 있다. 따라서, 가열 램프 시스템(86)의 지향성이 더욱 개선되며, 그에 따라 각 영역에 대한 온도 제어의 정밀도를 더욱 개선할 수 있다.

더욱이, 상술한 실시예에 있어서, 지지 프레임 부재(66), 투과 윈도우(68) 및 가열 램프 시스템(86)은 처리 챔버(42)의 상부 부분에 설정된다. 그러나, 이들을 처리 챔버(42)의 바닥 부분에 설정하거나, 이들을 각각 상부 부분 및 바닥 부분에 설정할 수도 있다.

더욱이, 피처리체가 실시예에 있어서 반도체 웨이퍼(W)이지만, 유리 기판, LCD 기판 등에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 모든 처리 시스템은 상술한 어닐링 프로세스 외에 CVD 프로세스, 산화 프로세스 등과 같은 증착 프로세스에 대해서도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 각 실시예에 있어서 웨이퍼(W)의 위치 부분에 대해서 가열 램프 시스템을 회전시킬 수도 있다. 이에 의해 웨이퍼(W)를 더욱 균일하게 가열할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시예로 제한되지 않으며, 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 변경 및 수정이 이뤄질 수 있다.

본 출원은 일본 특허 출원 제 2000-119997 호 및 제 2000-119998 호를 우선권 주장하여 출원된 것이며, 그 전체 내용은 참고로 본원에 인용된다.

Claims

가열 램프 시스템에 의해 피처리체에 복사열을 가함으로써 대략 원형의 피처리체상에서 소정의 열 처리를 실행하는 열 처리 시스템에 있어서,

상기 가열 램프 시스템은 피처리체에 대응하도록 동심으로 배치된 다수의 램프를 포함하며,

상기 다수의 램프는 피처리체의 각 영역에 대해서 개별적으로 제어되며,

상기 피처리체가 처리되는 벽 챔버는 상기 벽에 제공된 벽 관통 매체 경로로 냉각 매체를 제공함으로써 냉각되며,

평면형상 투과 윈도우가 기밀 방식으로 상기 가열 램프 시스템을 밀봉하도록 제공되며,

투과 윈도우는 상기 가열 램프 시스템과 피처리체 사이에 제공되며,

상기 투과 윈도우를 보강하는 보강 부재가 제공되며,

상기 보강 부재는 평행하게 배치된 다수의 부재를 포함하는

열 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 영역은 각기 동심 원형 형상인

열 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 램프는 호 형상 램프를 포함하는

열 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 램프는 로드형상 램프를 포함하는

열 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 램프는 상이한 반경을 가진 다수의 동심 원을 형성하도록 배치된

열 처리 시스템.
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가열 램프 시스템에 의해 피처리체에 복사열을 가함으로써 대략 원형의 피처리체상에서 소정의 열 처리를 실행하는 열 처리 시스템에 있어서,

상기 가열 램프 시스템은 피처리체에 대응하도록 동심으로 배치된 다수의 램프를 포함하며,

상기 다수의 램프는 피처리체의 각 영역에 대해서 개별적으로 제어되며,

상기 피처리체가 처리되는 벽 챔버는 상기 벽에 제공된 벽 관통 매체 경로로 냉각 매체를 제공함으로써 냉각되며,

평면형상 투과 윈도우가 기밀 방식으로 상기 가열 램프 시스템을 밀봉하도록 제공되며,

투과 윈도우는 상기 가열 램프 시스템과 피처리체 사이에 제공되며,

상기 투과 윈도우를 보강하는 보강 부재가 제공되며,

상기 보강 부재가, 동심으로 배치된 다수의 램프에 대응하게 동심 슬릿이 그 내부에 형성되도록 구성된

열 처리 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 각 슬릿이 호 형상인

열 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

피처리체가 감압 대기하에서 밀봉 및 처리되는 밀봉된 처리 챔버를 더 포함하며,

상기 투과 윈도우가 기밀 방식으로 상기 처리 챔버의 일 부분으로서 제공되며,

상기 가열 램프 시스템이 상기 처리 챔버의 외측에 제공되며, 상기 투과 윈도우를 통해 처리 챔버의 피처리체 내측에 복사열을 가하는

열 처리 시스템.
제 8 항에 있어서,

피처리체가 감압 대기하에서 밀봉 및 처리되는 밀봉된 처리 챔버를 더 포함하며,

상기 투과 윈도우가 기밀 방식으로 상기 처리 챔버의 일 부분으로서 제공되며,

상기 가열 램프 시스템이 상기 처리 챔버의 외측에 제공되며, 상기 투과 윈도우를 통해 처리 챔버의 피처리체 내측에 복사열을 가하는

열 처리 시스템.