KR100695217B1 - Heating method and heating apparatus for furnace - Google Patents

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장택용
이병일
이영호
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Abstract

A heating method for a reaction chamber is provided to precisely control a temperature by adjusting a heating value applied to high-temperature and low-temperature heater coils sharing a heating region. A process space for a heat treatment of a substrate is supplied by a reaction chamber. In a heating region divided along the reaction chamber, a heater coil unit(14) is separated into a high-temperature heater coil(10) in charge of a high-temperature region in a heating range as a substrate heating temperature and a low-temperature heater coil(12) in charge of a low-temperature region of the substrate heating temperature as compared with the high-temperature heater coil. The high-temperature heater coil and the low-temperature heater coil share the heating region by using an additional apply line. A mounting groove of a screw type for avoiding the high-temperature heater coil and the low-temperature heater coil is installed in the heating region divided in an adiabatic insulation wall surrounding the outer part of the reaction chamber so that the high-temperature heater coil and the low-temperature heater coil are installed in the entire part of the heating region. The high-temperature heater coil and the low-temperature heater coil are installed in the mounting groove.

Description

반응챔버의 히팅방법 및 히팅장치{Heating Method and Heating Apparatus for Furnace}Heating Method and Heating Apparatus of Reaction Chamber {Heating Method and Heating Apparatus for Furnace}

도 1 은 열처리 공정이 포함되는 반도체 제조장치를 나타낸 개념설명도,1 is a conceptual diagram illustrating a semiconductor manufacturing apparatus including a heat treatment process;

도 2 는 종래 히팅장치를 나타낸 개념설명도,2 is a conceptual diagram showing a conventional heating apparatus,

도 3 은 본 발명에 따른 히팅장치를 나타낸 개념설명도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a heating apparatus according to the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

1 - 반응챔버, 7 - 온도조절장치,1-reaction chamber, 7-thermostat,

10 - 고온히터코일, 12 - 저온히터코일,10-high temperature heater coil, 12-low temperature heater coil,

14 - 히터코일유닛, 16 - 단열벽,14-heater coil unit, 16-insulation wall,

18 - 장착홈, 20 - 온도센서,18-mounting groove, 20-temperature sensor,

22 - 컨트롤유니트, 24 - 온도조절모드,22-control unit, 24-temperature control mode,

본 발명은 반도체 제조공정 등에 각 단위공정이 다양한 온도 조성을 요구함에 따라, 이러한 다양한 열처리공정에 맞추어 온도조성과 온도조절이 용이한 반응챔버의 히팅방법 및 히팅장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating method and a heating apparatus of a reaction chamber that is easy to form and control the temperature according to the various heat treatment process, as each unit process requires a variety of temperature composition, such as a semiconductor manufacturing process.

일반적으로 반도체 제조공정 또는 이것이 응용되는 평판표시기판(LCD, PDP)d의 제조공정에는 다수의 열처리공정을 포함하고 있으며, 예를 들어 박막 증착공정이나 액티베이션공정 또는 결정화공정에는 열처리공정이 단위공정으로 포함되어 있다.In general, a semiconductor manufacturing process or a manufacturing process of a flat panel display substrate (LCD, PDP) d to which it is applied includes a plurality of heat treatment processes. For example, a heat treatment process is a unit process in a thin film deposition process, an activation process, or a crystallization process. Included.

박막형성의 대표적 방법으로 화학기상증착(CVD:Chemical Vapour Deposition)이 있으며, 이는 기체상태의 화합물을 가열된 모재표면에서 반응시켜 생성물을 모재표면에 증착시키는 방법으로, 특히 반도체나 이것이 응용되는 평판표시기판(예를 들어 LCD,PDP) 등의 생산공정에서는 매우 중요한 단위공정이다.Chemical vapor deposition (CVD) is a representative method of thin film formation, and is a method of depositing a product on a substrate surface by reacting a gaseous compound on a heated substrate surface, in particular, a semiconductor or a flat plate on which it is applied. It is a very important unit process in the production process of substrates (eg LCD, PDP).

예시도면 도 1 은 화학기상증착장치로서 예를 들어 실리콘 박막을 반도체기판에 증착시키기 위한 반도체 제조장치를 나타내고 있으며, 다수의 기판을 처리하기 위한 배치(Batch)방식의 공정장치를 나타내고 있다. Exemplary Drawing FIG. 1 shows a semiconductor manufacturing apparatus for depositing a silicon thin film on a semiconductor substrate as a chemical vapor deposition apparatus, for example, and shows a batch process apparatus for processing a plurality of substrates.

박막의 미세구조와 성장결과는 성장계면위에서 핵생성과정과 표면확산에 의해서 결정되고 기판온도, 반응기 압력, 가스조성에 의해서 영향을 받으며, 열처리나 후속공정에 의해 미세구조의 변화가 일어나는데, 그 변화는 박막의 특성에 직접적인 영향을 미치게 된다.The microstructure and growth results of the thin film are determined by the nucleation process and surface diffusion on the growth interface, and are affected by substrate temperature, reactor pressure, and gas composition, and microstructure changes occur by heat treatment or subsequent processes. Has a direct effect on the properties of the thin film.

이에 따라 반도체 제조장치는 크게 공정공간을 제공하는 반응챔버(1)와 이 반응챔버(1) 내에서 열처리 환경을 조성하기 위한 히터장치(2)와 박막의 재료로서 기상의 소스가스를 공급하기 위한 가스공급장치(3)로 이루어진다.Accordingly, the semiconductor manufacturing apparatus includes a reaction chamber 1 that provides a large process space, a heater device 2 for creating a heat treatment environment within the reaction chamber 1, and a material for supplying gaseous source gas as a thin film material. It consists of a gas supply device (3).

그리고, CVD에서는 부식성, 유독성가스를 많이 사용하기 때문에 콜드트랩이나 스크러버 등이 포함된 가스배출장치가 부가되며, 공정의 청정도를 유지시키기 위한 이송장치가 포함된다.In addition, since CVD uses a lot of corrosive and toxic gases, a gas discharge device including a cold trap or a scrubber is added, and a transfer device for maintaining the cleanliness of the process is included.

한편, 반도체 기판(100)을 다량으로 탑재하기 위한 배치식의 보트(4)는 반응챔버(1)로의 투입을 위해 승강장치(5)가 포함되며, 보트로의 반도체 기판 로딩/언로딩을 위해 스테이션과는 엔드이펙터(6)로 매개되어 있다.On the other hand, the batch type boat 4 for mounting a large amount of the semiconductor substrate 100 includes a lifting device 5 for input into the reaction chamber 1, for loading and unloading the semiconductor substrate into the boat The station is mediated by the end effector 6.

이러한 배치식의 처리방식에 따라 다량의 반도체 기판의 열처리환경을 조성하기 위한 히팅장치(2)로서, 도시된 것은 반응챔버(1)에서 배치형으로 투입된 다량의 반도체 기판을 열처리하기 위하여 반응챔버(1)에 코일형으로 권취된 전기히터를 나타내고 있다.(도 2 참조)A heating apparatus 2 for creating a heat treatment environment for a large amount of semiconductor substrates in accordance with such a batch-type processing method, which is shown in FIG. 1 is a reaction chamber for heat-treating a large amount of semiconductor substrates introduced in a batch type from the reaction chamber 1. 1) shows an electric heater wound in a coil shape. (See Fig. 2).

히팅장치는 배치식의 기판 처리장치임에 따라 상하의 영역을 가열담당영역(T1,T2,T3)으로 구분하여 섹터별로 독립된 제어로서 구동되며, 온도조절장치(가변저항기:7)를 통해 단계적인 발열이 수행된다.As the heating device is a batch type substrate processing device, the upper and lower areas are divided into heating areas (T1, T2, and T3) and driven as independent control for each sector, and stepwise heating is performed through a temperature control device (variable resistor: 7). This is done.

그러나, 종래의 히팅장치는 정밀한 온도제어가 불편하고, 또한 다양한 열처리환경을 감당하지 못한다는 문제점이 있다.However, the conventional heating apparatus has a problem in that precise temperature control is inconvenient and inability to handle various heat treatment environments.

예를 들어, 상기 배치식의 증착장치에서 소스가스의 열분해온도, 반도체 기판의 온도는 성막속도나 입자생성속도에 가장 강하게 영향을 미치는 인자이며, 생성물의 조성이나 미세조직에 대해서도 지배적인 영향을 끼치므로, 히팅장치의 온도제어는 보다 정밀해질 필요가 있다.For example, in the batch deposition apparatus, the pyrolysis temperature of the source gas and the temperature of the semiconductor substrate are the factors that most strongly influence the deposition rate and the particle formation rate, and dominate the product composition and the microstructure. As a result, the temperature control of the heating apparatus needs to be more precise.

상술된 바와 같이 반도체 제조공정은 다수의 열처리 공정을 포함하고 있으며, 그 열처리 공정은 서로 다른 온도가 조성되어야 한다.As described above, the semiconductor manufacturing process includes a plurality of heat treatment processes, and the heat treatment processes must be formed at different temperatures.

또한 상기 증착장치는 기본적으로 히팅장치를 포함하고 있으므로, 다른 열처 리공정을 수행할 수 있는 공정처리장치로서 공용될 수 있다.In addition, since the deposition apparatus basically includes a heating apparatus, the deposition apparatus may be commonly used as a processing apparatus capable of performing other heat treatment processes.

예를 들어, 증착공정에는 200℃~300℃, 액티베이션공정에는 450℃~550℃, 결정화공정에는 500℃~700℃의 열처리 환경이 조성되고, 에피텍셜 공정에는 1000℃ 정도의 열처리 환경이 조성된다.For example, a heat treatment environment of 200 ° C. to 300 ° C. in the deposition step, 450 ° C. to 550 ° C. in the activation step, and 500 ° C. to 700 ° C. is formed in the crystallization step, and a heat treatment environment of about 1000 ° C. is formed in the epitaxial step. .

이에 따라, 히팅장치는 열처리를 위하여 저온구역을 감당하는 것과 고온구역을 감당하는 것으로 나누어지며, 이것은 히팅코일의 발열량(단면적)에 따라 구분되어 있다.Accordingly, the heating apparatus is divided into a low temperature zone and a high temperature zone for heat treatment, which are classified according to the heating value (cross-sectional area) of the heating coil.

즉, 저온 열처리 공정을 위한 히팅장치와 고온열처리를 위한 히팅장치가 별개이며, 이에 따라 공정공간을 별도로 마련하여야 하는 것이다.That is, the heating device for the low temperature heat treatment process and the heating device for the high temperature heat treatment are separate, and accordingly the process space should be provided separately.

이것은 상기된 바와 같이 특히 배치형 처리를 위한 온도제어에서 더욱 그러하며, 온도조절장치를 통해 실온에서 1200도의 가열을 수행하는 히팅장치에서 10단계의 가변온도를 수행하더라도 그 단차는 약 120도로서 저온영역에서의 정밀한 온도제어가 어렵기 때문이다.This is especially true for temperature control for batch-type processing as described above, even if a 10-step variable temperature is performed in a heating apparatus that performs heating at 1200 degrees at room temperature through a thermostat, the step is about 120 degrees and a low temperature range. This is because it is difficult to precisely control the temperature.

반대로, 상대적으로 저온 열처리 공정에서는 보다 정밀한 단계로서 온도조절이 가능하지만, 고온의 열처리환경을 조성시키기 곤란하게 되는 것이다.On the contrary, in the low temperature heat treatment process, temperature control is possible as a more precise step, but it becomes difficult to create a high temperature heat treatment environment.

따라서, 온도환경에 따른 개별의 제조장치의 조성은 제조장치의 복잡성과 생산성 하락의 요인으로 작용하게 되는 것이다.Therefore, the composition of the individual manufacturing apparatus according to the temperature environment is to act as a factor of the complexity and productivity of the manufacturing apparatus.

아울러, 어느 하나의 열처리공정에서 이것이 요구하는 온도가 반응챔버 전체 공간에 걸쳐 균일하게 조성되어야 할 것이 필요한데, 반응챔버의 온도는 복사와 대류가 지배적인 요소로서 작용되고 있다.In addition, in any one heat treatment step, the temperature required for this is required to be uniformly formed over the entire space of the reaction chamber.

이에 의해 상대적으로 반응챔버의 상부의 온도가 높게 조성되는데, 이를 제어하기 위하여 그 가열온도를 T1〈T2〈T3로 수행하여 반응챔버내의 전체온도를 균일하게 조성시킴이 일반적이다.As a result, the temperature of the upper portion of the reaction chamber is relatively high. To control this, the heating temperature is generally T1 < T2 < T3 to uniformly form the entire temperature in the reaction chamber.

그런데, 특히 고온의 영역을 담당하는 히터코일은 단계별의 정밀한 제어가 곤란함에 따라 T1에서의 미세한 온도조절이 힘들고, 이에 의해 반응챔버에서 균일한 온도분포를 충분히 기대하기 어렵게 되는 것이다.However, the heater coil, which is particularly in charge of the high temperature region, is difficult to precisely control the temperature at T1 due to difficulty in precise step-by-step control, thereby making it difficult to sufficiently expect a uniform temperature distribution in the reaction chamber.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 다양한 온도로 조성되는 기판의 열처리 공정에 맞추어 온도조성과 온도조절이 용이한 반응챔버의 히팅방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for heating a reaction chamber that is easy to form and control temperature in accordance with a heat treatment process of a substrate formed at various temperatures.

이를 위한 본 발명은 반응챔버의 공간을 복수의 가열담당영역으로 구분하고 가열담당영역에서 기판 열처리 온도인 가온범위를 고온의 영역과 저온의 영역을 담당하는 히터코일로 구분하여 설치하되, 각각의 전원인가라인과 온도조절장치의 제어를 통해 가열담당영역에서 고온히터코일과 저온히터코일의 발열량 컴비네이션으로 정밀하고 용이한 온도조성이 수행되도록 한 것이다.To this end, the present invention divides the space of the reaction chamber into a plurality of heating charge zones, and installs a heating range that is a substrate heat treatment temperature in a heating charge zone by dividing a heater coil in charge of a high temperature zone and a low temperature zone, respectively. Through the control of the application line and the temperature control device, it is possible to perform precise and easy temperature composition by the calorific value combination of the high temperature heater coil and the low temperature heater coil in the heating area.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람 직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the purpose, working effects, and the like of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.For reference, the embodiments disclosed herein are presented by selecting the most preferable examples to help those skilled in the art among various possible examples, and the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by the embodiments. Various changes, modifications, and other equivalent embodiments may be made without departing from the spirit of the invention.

예시도면 도 3 은 본 발명에 따른 기판 열처리장치를 나타낸 개념도로서, 본 발명은 기판의 열처리를 위한 공정공간을 제공하는 반응챔버(1)에서 이를 따라 구분된 가열담당영역(T)에서 상기 기판 열처리 온도인 가온범위를 고온의 영역을 담당하는 고온히터코일(10)과 상기 고온히터코일(10) 대비 기판 열처리 온도에서 저온의 영역을 담당하는 저온히터코일(12)로 구분하여 별도의 인가라인으로서 상기 고온히터코일과 저온히터코일이 상기 가열담당영역을 공용공간으로 하는 히터코일유닛(14)으로 설치된 것을 특징으로 하는 반응챔버의 히팅장치이다.3 is a conceptual view showing a substrate heat treatment apparatus according to the present invention, the present invention is heat treatment of the substrate in the heating charge zone (T) divided according to this in the reaction chamber (1) providing a process space for heat treatment of the substrate The heating range, which is a temperature, is divided into a high temperature heater coil 10 that is in charge of a high temperature region and a low temperature heater coil 12 that is in charge of a low temperature region at a substrate heat treatment temperature compared to the high temperature heater coil 10 as a separate application line. The heating apparatus of the reaction chamber, wherein the high temperature heater coil and the low temperature heater coil are installed as a heater coil unit 14 having the heating area as a common space.

여기서, 히터코일유닛(14)은 상기 반응챔버(1)의 외곽을 포위하는 단열벽(16)에 구분된 가열담당영역에서 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)이 서로 상기 가열담당영역의 전구역에 걸쳐 설치되도록 상기 가열담당영역에는 이들을 회피시키는 나사선상으로 장착홈(18)이 형성되어, 이 장착홈(18)에 상기 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)이 설치된 것을 특징으로 한다.Here, the heater coil unit 14 is in charge of heating the hot heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 mutually in the heating charge zone divided by the insulating wall 16 surrounding the outer portion of the reaction chamber (1). Mounting grooves 18 are formed in a threaded line for avoiding them in the heating area, so that the high temperature heater coils 10 and the low temperature heater coils 12 are installed in the heating portion. It is characterized by.

아울러, 히터코일유닛(14)은 가열담당영역(T)에 온도센서(20)가 설치되고 이 온도센서를 검출수단으로 컨트롤유니트(22)의 입력단과 연결되며, 컨트롤유니트 (22)에는 설정된 반응챔버(1)의 온도에 따라 고온히터코일(10)이 제공하는 단계영역에서의 온도를 기초온도로 저온히터코일(12)이 제공하는 세분화된 단계영역의 온도를 세부조절온도로 하는 피드백을 수행하여 각 가열담당영역의 온도를 균일화시키는 온도조절모드(24)가 형성되어 이 온도조절모드(24)가 포함된 상기 컨트롤유니트(20)의 출력단에 각 히터코일의 온도조절장치(7)와 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the heater coil unit 14 is a temperature sensor 20 is installed in the heating charge area (T) is connected to the input terminal of the control unit 22 using the temperature sensor as a detection means, the reaction set in the control unit 22 According to the temperature of the chamber 1, feedback is performed based on the temperature in the step region provided by the high temperature heater coil 10 based on the temperature of the subdivided step region provided by the low temperature heater coil 12 as the detailed control temperature. A temperature control mode 24 is formed to equalize the temperature of each heating charge zone, and is connected to the temperature control device 7 of each heater coil at the output terminal of the control unit 20 including the temperature control mode 24. It is characterized by.

이러한 본 발명의 열처리장치에 따라 본 발명은 일실예로서 기판의 열처리를 위한 열처리방법을 제공하며, 본 발명은 복수의 가열담당영역으로 구분되어진 반응챔버에서 이 가열담당영역을 공유하게 가온의 범위에서 고온히터코일과 저온히터코일을 설치하여 하나의 반응챔버에서 열처리 온도범위의 구분에 따른 열처리 온도조성을 선택적으로 수행하도록 한 것이다.According to the heat treatment apparatus of the present invention, the present invention provides a heat treatment method for heat treatment of a substrate as an example, and the present invention is in the range of heating to share this heating zone in the reaction chamber divided into a plurality of heating zones By installing a high temperature heater coil and a low temperature heater coil to selectively perform the heat treatment temperature composition according to the classification of the heat treatment temperature range in one reaction chamber.

즉, 반응챔버(1)에서기판 열처리 공정에 적용되기 위하여 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)로 구분하여 기판 열처리 공정의 전체 가온범위에서 고온의 공정과 이 고온공정 대비 저온공정의 담당을 구분하고, 이 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)을 반응챔버(1)의 각 가열담당영역(T)에서 그 공간을 서로 공유하게 설치하여 상기 고온히터코일 또는 저온히터코일의 선택적인 구동으로 하나의 반응챔버에서 기판 열처리 공정이 요구하는 온도에 따라 온도조성을 수행하는 반응챔버의 히팅방법이다.That is, in order to be applied to the substrate heat treatment process in the reaction chamber 1, the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 are divided into a high temperature process and a low temperature process in comparison with the high temperature process in the entire heating range of the substrate heat treatment process. The high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 are installed in the respective heating charge zones T of the reaction chamber 1 so as to share the space therebetween, so that the high temperature heater coil or the low temperature heater coil is shared. A method of heating a reaction chamber to perform temperature composition according to the temperature required by the substrate heat treatment process in one reaction chamber by the selective driving of.

아울러, 더 발전되어 다른 실시예로서 본 발명은 복수의 가열담당영역으로 구분되어진 반응챔버에서 하나의 가열담당영역을 가열유닛으로 이 가열유닛에서 담당하는 기판 열처리온도를 저온과 고온으로 조합하도록 하고, 이 조합된 열처리 온 도를 복수의 가열담당영역의 조합으로 전체 반응챔버의 온도조성이 수행되도록 한 것이다.In addition, as a further embodiment of the present invention, in the reaction chamber divided into a plurality of heating zones, one heating zone is used as a heating unit to combine the substrate heat treatment temperature in charge of the heating unit into a low temperature and a high temperature, The combined heat treatment temperature is a combination of a plurality of heating zones to perform the temperature composition of the entire reaction chamber.

즉, 반응챔버(1)에서 기판 열처리 공정에 적용되기 위하여 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)로 구분하여 기판 열처리 공정의 전체 가온범위에서 고온의 공정과 이 고온공정 대비 저온공정의 담당을 구분하고, 이 고온히터코일과 저온히터코일을 반응챔버(1)의 각 가열담당영역(T)에서 그 공간을 서로 공유하게 설치하여 고온히터코일(10)이 제공하는 단계영역의 온도를 주온도로하고, 상기 고온히터코일 대비 저온히터코일(12)이 제공하는 세분화된 단계영역의 온도를 세부조절온도로 하여 고온의 히터코일이 제공하는 단계영역내에서 저온담당 히터코일의 세부단계가 조합되어 하나의 가열담당영역에서 온도조절이 수행되고, 이 가열담당영역(T)의 복수의 조합으로 전체 반응챔버의 온도조성이 수행되는 것을 특징으로 한다.That is, in order to be applied to the substrate heat treatment process in the reaction chamber 1, the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 are divided into a high temperature process and a low temperature process in comparison with the high temperature process in the entire heating range of the substrate heat treatment process. The charges are divided, and the high temperature heater coils and the low temperature heater coils are installed so as to share the spaces in the respective heating charge regions T of the reaction chamber 1 so that the temperature of the step region provided by the high temperature heater coils 10 is increased. The detailed steps of the low temperature charge heater coil in the step area provided by the high temperature heater coil are set as the main temperature, and the temperature of the subdivided step area provided by the low temperature heater coil 12 as the detailed control temperature is compared with the high temperature heater coil. The temperature control is performed in one heating charge zone, and the temperature composition of the entire reaction chamber is performed by a plurality of combinations of the heating charge zones (T).

상술된 바와 같이 본 발명은 본 발명은 반응챔버의 공간을 복수의 가열담당영역으로 구분하고 가열담당영역에서 기판 열처리 온도인 가온범위를 고온의 영역과 저온의 영역을 담당하는 히터코일로 구분하여 설치하되, 각각의 전원인가라인을 별도로 두어 각 가열담당영역과 이 가열담당영역에서 고온히터코일과 저온히터코일의 조합으로 다양한 열처리환경에 맞추어 온도환경 조성이 가능하도록 하고, 반응챔버내에서 균일한 온도환경이 조성되도록 한 것이다.As described above, the present invention divides the space of the reaction chamber into a plurality of heating zones and installs the heating range, which is the substrate heat treatment temperature, in the heating zones by dividing the heater coil into a high temperature zone and a low temperature zone. Each power supply line should be set separately, so that the heating environment and the combination of the high temperature heater coil and the low temperature heater coil in this heating control area enable the temperature environment to be made in accordance with various heat treatment environments, and the uniform temperature in the reaction chamber. The environment was created.

이를 위한 본 발명은 반응챔버에서 가열담당영역(T)을 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)이 서로 공유하여 점유한다.The present invention for this purpose is occupied by the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 share the heating charge region (T) in the reaction chamber.

상기 가열담당영역의 공유는 가열담당영역(T)을 서로 절반하게 나누어 점유 하는 것을 의미하는 것이 아니고, 각자가 하나의 가열담당영역당 전 구간에 걸쳐 발열구역을 갖게된다.The sharing of the heating charge zone does not mean that the heating charge zones T are divided and occupied in half, and each of them has a heating zone over all sections per one heating charge zone.

이것은 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)이 서로 회피되는 나사선을 갖고 설치됨으로써 수행되며, 하나의 가열담영역에서 이러한 고온히터코일과 저온히터코일이 조합되어 히터코일유닛(14)을 이루게된다.This is performed by installing the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 with the threads avoiding each other, and in the heating wall region, the high temperature heater coil and the low temperature heater coil are combined to provide the heater coil unit 14. Is achieved.

즉, 히터코일유닛(14)은 상기 반응챔버(1)의 외곽을 포위하는 단열벽(16)이 형성되고, 이 단열벽(16)에 구분된 가열담당영역(T)에서 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)을 회피시키는 나사선상으로 장착홈(18)이 형성되며, 이 장착홈(18)에 상기 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)이 가열담당영역(T)을 서로 공유하게 설치된 것이다.That is, the heater coil unit 14 is formed with a heat insulating wall 16 surrounding the outside of the reaction chamber 1, the high temperature heater coil 10 in the heating area T divided by the heat insulating wall 16. ) And a mounting groove 18 is formed in a threaded line to avoid the low temperature heater coil 12, wherein the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 in the heating groove (T). ) Are installed to share each other.

그리고, 각각의 인가라인은 별도로 형성되며, 온도조절장치(7) 역시 별도로 형성된다.And, each application line is formed separately, the temperature control device 7 is also formed separately.

이에 의해 하나의 히터코일유닛(14)은 하나의 가열담당영역에서 서로 다른 열처리 환경을 조성하게 된다.As a result, one heater coil unit 14 forms a different heat treatment environment in one heating area.

즉, 고온의 열처리를 위한 환경과 저온의 열처리를 위한 환경을 조성시킬 수 있으며, 하나의 히터코일유닛(14)에서 어느 하나의 히터코일에 대한 선택적인 구동과 이것이 조합되면 전체 반응챔버(1)의 영역에서 온도조절이 용이하게 된다.That is, it is possible to create an environment for high temperature heat treatment and an environment for low temperature heat treatment, and when combined with the selective driving of any one heater coil in one heater coil unit 14, the entire reaction chamber 1 Temperature control in the region of is easy.

이것은 히터코일유닛(14)이 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)을 공유함에 따라 각 히터코일이 담당하는 열처리 환경의 조성에 의해 수행되며, 선택적인 구동에 의해 각 공정을 감당하게 된다.This is performed by the composition of the heat treatment environment that each heater coil is in charge as the heater coil unit 14 shares the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12, and can handle each process by selective driving. do.

즉, 기판 열처리 공정에 적용되기 위하여 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)로 구분하여 기판 열처리 공정의 전체 가온범위에서 고온의 공정과 이 고온공정 대비 저온공정의 담당을 구분하고, 이 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)을 반응챔버(1)의 각 가열담당영역(T1,T2,T3)에서 그 공간을 서로 공유하게 설치하여 상기 고온히터코일(10) 또는 저온히터코일(12)의 선택적인 구동으로 하나의 반응챔버에서 기판 열처리 공정이 요구하는 온도에 따라 온도조성을 수행하는 것이다.That is, in order to be applied to the substrate heat treatment process, the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 are divided into a high temperature process in the entire heating range of the substrate heat treatment process and the low temperature process in comparison with the high temperature process. The high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 are installed to share the space with each other in the heating charge regions T1, T2, and T3 of the reaction chamber 1 so that the high temperature heater coil 10 or the low temperature heater Selective driving of the coil 12 is to perform temperature composition according to the temperature required by the substrate heat treatment process in one reaction chamber.

그리고, 더 발전되어 복수의 가열담당영역으로 구분되어진 반응챔버(1)에서 하나의 가열담당영역을 가열유닛으로 이 가열유닛에서 담당하는 기판 열처리온도를 저온과 고온으로 조합하도록 하고, 이 조합된 열처리 온도를 복수의 가열담당영역의 조합으로 전체 반응챔버의 온도조성이 수행되도록 할 수 있다.Further, in the reaction chamber 1 further developed and divided into a plurality of heating charge zones, one heating charge zone is used as a heating unit to combine the substrate heat treatment temperatures in charge of the heating unit into a low temperature and a high temperature. The temperature composition of the entire reaction chamber may be performed by combining the temperature with a plurality of heating charge zones.

즉, 기판 열처리 공정에 적용되기 위하여 고온히터코일과 저온히터코일로 구분하여 기판 열처리 공정의 전체 가온범위에서 고온의 공정과 이 고온공정 대비 저온공정의 담당을 구분하고, 이 고온히터코일과 저온히터코일을 반응챔버(1)의 각 가열담당영역에서 그 공간을 서로 공유하게 설치하여 고온히터코일(10)이 제공하는 단계영역의 온도를 주온도로하고, 상기 고온히터코일 대비 저온히터코일(12)이 제공하는 세분화된 단계영역의 온도를 세부조절온도로 하여 고온의 히터코일이 제공하는 단계영역내에서 저온담당 히터코일의 세부단계가 조합되어 하나의 가열담당영역에서 온도조절이 수행되고, 이 가열담당영역의 복수의 조합(T1,T2,T3)으로 전체 반응챔버(1)의 온도조성이 수행되는 것이다.That is, in order to be applied to the substrate heat treatment process, it is divided into a high temperature heater coil and a low temperature heater coil to distinguish between the high temperature process and the low temperature process in comparison with the high temperature process in the entire heating range of the substrate heat treatment process. The coil is installed in each heating charge zone of the reaction chamber 1 so as to share the space with each other so that the temperature of the step region provided by the high temperature heater coil 10 is the main temperature, and the low temperature heater coil 12 is compared with the high temperature heater coil. The temperature control is performed in one heating control area by combining the detailed steps of the low temperature charge heater coil in the step area provided by the high temperature heater coil using the temperature of the subdivided step area provided as the detailed control temperature. The temperature composition of the entire reaction chamber 1 is performed by a plurality of combinations T1, T2, and T3 of the area in charge.

예를 들어, 전술된 바와 같이 고온공정에서 T1〉T2〉T3 로 조성시켜 반응챔 버의 전체온도를 균일하게 유도시킴이 일반적이고, 이때 고온히터코일이 구동되고 있다.For example, as described above, it is common to induce the entire temperature of the reaction chamber uniformly by forming T1> T2> T3 in a high temperature process, and the high temperature heater coil is driven at this time.

그런데, 특히 고온의 영역을 담당하는 히터코일은 단계별의 정밀한 제어가 곤란함에 따라 T1에서의 미세한 온도조절이 힘들고, 이에 의해 반응챔버에서 균일한 온도분포를 충분히 기대하기 어렵게 되는데, T1의 가열담당구역에서 고온히터코일과 저온히터코일이 함께 구동되어 어느 정도의 가열온도를 고온히터코일이 감당하고, 세부온도조절을 저온히터코일이 감당하여 두 코일의 발열량 합으로 정밀한 온도제어가 수행될 수 있는 것이다.However, in particular, the heater coil, which is in charge of the high temperature region, is difficult to precisely control the temperature at T1 due to difficulty in precise control of each step, thereby making it difficult to sufficiently expect a uniform temperature distribution in the reaction chamber. The high temperature heater coil and the low temperature heater coil are driven together at the high temperature heater coil to cover a certain heating temperature, and the low temperature heater coil can handle the detailed temperature control so that precise temperature control can be performed by the sum of the heating values of the two coils. .

따라서, 하나의 반응챔버에서 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12) 자체가 수행하는 온도조성과 더불어, 이러한 히터코일의 컴비네이션 구동은 다양한 온도를 조성하게 되고, 이에 의해 반응챔버 전체에서의 온도제어는 보다 정밀하고 용이하게 되며, 히터코일유닛(14)을 통한 각 가열담당구역(T)에서의 온도조절은 컨트롤유니트(22)를 통해 제어될 수 있다.Therefore, in combination with the temperature composition performed by the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil 12 itself in one reaction chamber, the combination driving of the heater coils creates a variety of temperatures. Temperature control is more precise and easier, and the temperature control in each heating charge zone (T) through the heater coil unit 14 can be controlled through the control unit 22.

이것은 히터코일유닛(14)은 가열담당영역에 온도센서(20)가 설치되고 이 온도센서(20)를 검출수단으로 컨트롤유니트(22)의 입력단과 연결되며, 컨트롤유니트(22)에는 설정된 반응챔버의 온도에 따라 피드백을 수행하여 각 가열담당영역의 온도를 균일화시키는 온도조절모드(24)가 형성되어 이 온도조절모드가 포함된 상기 컨트롤유니트의 출력단에 각 히터코일의 온도조절장치(7)와 연결됨으로써 수행된다.The heater coil unit 14 is a temperature sensor 20 is installed in the heating area, the temperature sensor 20 is connected to the input terminal of the control unit 22 as a detection means, the control unit 22 is set in the reaction chamber A temperature control mode 24 is formed to perform a feedback according to the temperature of the heating area to equalize the temperature of each heating area, and at the output terminal of the control unit including the temperature control mode, By being connected.

상기 피드백을 수행하기 위하여 먼저 적절한 온도설정범위가 형성되고, 이를 조성하기 위한 히터유닛이 구동되며, 이 온도설정범위를 유지시키기 위하여 저온히터코일로의 발열량조절을 위해 온도조절장치를 제어하게 된다.In order to perform the feedback, an appropriate temperature setting range is first formed, and a heater unit for driving the feedback is driven, and the temperature control device is controlled to control the amount of heat generated by the low temperature heater coil in order to maintain the temperature setting range.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 고온히터코일과 저온히터코일이 가열담당영역을 공유하여 설치되고, 이 히터코일로의 발열량이 조절되어 정밀한 온도제어가 수행됨으로써, 하나의 반응챔버에서 기판의 열처리 공정을 위한 다양한 온도환경에 맞추어, 온도조성이 가능하며 정밀한 온도조절이 수행되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the high temperature heater coil and the low temperature heater coil are installed to share a heating area, and the calorific value of the heater coil is controlled to perform precise temperature control, thereby heat treating the substrate in one reaction chamber. According to the various temperature environment for the process, temperature composition is possible and there is an effect that precise temperature control is performed.

Claims (5)

기판의 열처리를 위한 공정공간을 제공하는 반응챔버(1)에서 이를 따라 구분된 가열담당영역(T)에서 상기 기판 열처리 온도인 가온범위를 고온의 영역을 담당하는 고온히터코일(10)과 상기 고온히터코일(10) 대비 기판 열처리 온도에서 저온의 영역을 담당하는 저온히터코일(12)로 구분하여 별도의 인가라인으로서 상기 고온히터코일과 저온히터코일이 상기 가열담당영역을 공용공간으로 하는 히터코일유닛(14)으로 설치된 것을 특징으로 하는 반응챔버의 히팅장치.In the reaction chamber 1 which provides a process space for the heat treatment of the substrate, the high temperature heater coil 10 and the high temperature in the heating range T divided according to the high temperature region in the heating range which is the substrate heat treatment temperature. The heater coil 10 is divided into a low temperature heater coil 12 which is in charge of a low temperature region at a substrate heat treatment temperature compared to the heater coil 10, and the high temperature heater coil and the low temperature heater coil are heater coils having the heating area as a common space. Heating device of the reaction chamber, characterized in that installed in the unit (14). 제 1 항에 있어서, 히터코일유닛(14)은 상기 반응챔버(1)의 외곽을 포위하는 단열벽(16)에 구분된 가열담당영역에서 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)이 서로 상기 가열담당영역의 전구역에 걸쳐 설치되도록 상기 가열담당영역에는 이들을 회피시키는 나사선상으로 장착홈(18)이 형성되어, 이 장착홈(18)에 상기 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)이 설치된 것을 특징으로 하는 반응챔버의 히팅장치.The heater coil unit (14) according to claim 1, wherein the high temperature heater coil (10) and the low temperature heater coil (12) are formed in a heating charge zone divided by a heat insulating wall (16) surrounding the outer portion of the reaction chamber (1). Mounting grooves 18 are formed in a threaded line to avoid them in the heating area, so that the heating area is installed over the entire area of the heating area, the high temperature heater coil 10 and the low temperature heater coil ( Heating device of a reaction chamber, characterized in that 12) is installed. 제 1 항에 있어서, 히터코일유닛(14)은 가열담당영역(T)에 온도센서(20)가 설치되고 이 온도센서를 검출수단으로 컨트롤유니트(22)의 입력단과 연결되며, 컨트롤유니트(22)에는 설정된 반응챔버(1)의 온도에 따라 고온히터코일(10)이 제공하 는 단계영역에서의 온도를 기초온도로 저온히터코일(12)이 제공하는 세분화된 단계영역의 온도를 세부조절온도로 하는 피드백을 수행하여 각 가열담당영역의 온도를 균일화시키는 온도조절모드(24)가 형성되어 이 온도조절모드(24)가 포함된 상기 컨트롤유니트(20)의 출력단에 각 히터코일의 온도조절장치(7)와 연결된 것을 특징으로 하는 반응챔버의 히팅장치.The heater coil unit 14 is a temperature sensor 20 is installed in the heating charge area (T), the temperature sensor is connected to the input terminal of the control unit 22 as a detection means, the control unit 22 ), The temperature of the subdivided step area provided by the low temperature heater coil 12 based on the temperature in the step area provided by the high temperature heater coil 10 according to the set temperature of the reaction chamber 1. A temperature control mode 24 is formed so as to equalize the temperature of each heating area by performing feedback, and the temperature control device of each heater coil at the output end of the control unit 20 including the temperature control mode 24. Heating device of the reaction chamber, characterized in that connected to (7). 반응챔버(1)에서 기판 열처리 공정에 적용되기 위하여 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)로 구분하여 기판 열처리 공정의 전체 가온범위에서 고온의 공정과 이 고온공정 대비 저온공정의 담당을 구분하고, 이 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)을 반응챔버(1)의 각 가열담당영역(T)에서 그 공간을 서로 공유하게 설치하여 상기 고온히터코일 또는 저온히터코일의 선택적인 구동으로 하나의 반응챔버에서 기판 열처리 공정이 요구하는 온도에 따라 온도조성을 수행하는 반응챔버의 히팅방법.In order to be applied to the substrate heat treatment process in the reaction chamber (1), it is divided into a high temperature heater coil 10 and a low temperature heater coil 12 to handle the high temperature process and the low temperature process in comparison with the high temperature process in the entire heating range of the substrate heat treatment process. The high-temperature heater coil 10 and the low-temperature heater coil 12 are installed in each heating charge zone T of the reaction chamber 1 so as to share the space therebetween, so as to select the high temperature heater coil or the low temperature heater coil. Method of heating the reaction chamber to perform the temperature composition according to the temperature required by the substrate heat treatment process in one reaction chamber by a conventional drive. 반응챔버(1)에서 기판 열처리 공정에 적용되기 위하여 고온히터코일(10)과 저온히터코일(12)로 구분하여 기판 열처리 공정의 전체 가온범위에서 고온의 공정과 이 고온공정 대비 저온공정의 담당을 구분하고, 이 고온히터코일과 저온히터코일을 반응챔버(1)의 각 가열담당영역(T)에서 그 공간을 서로 공유하게 설치하여 고 온히터코일(10)이 제공하는 단계영역의 온도를 주온도로하고, 상기 고온히터코일 대비 저온히터코일(12)이 제공하는 세분화된 단계영역의 온도를 세부조절온도로 하여 고온의 히터코일이 제공하는 단계영역내에서 저온담당 히터코일의 세부단계가 조합되어 하나의 가열담당영역에서 온도조절이 수행되고, 이 가열담당영역(T)의 복수의 조합으로 전체 반응챔버의 온도조성이 수행되는 것을 특징으로 하는 반응챔버의 히팅방법.In order to be applied to the substrate heat treatment process in the reaction chamber (1), it is divided into a high temperature heater coil 10 and a low temperature heater coil 12 to handle the high temperature process and the low temperature process in comparison with the high temperature process in the entire heating range of the substrate heat treatment process. The high temperature heater coil and the low temperature heater coil are installed in each heating charge zone T of the reaction chamber 1 so as to share the spaces with each other, and thus the temperature of the step region provided by the high temperature heater coil 10 is maintained at a main temperature. The detailed steps of the low temperature charge heater coil in the step area provided by the high temperature heater coil are combined by using the temperature of the subdivided step area provided by the low temperature heater coil 12 as the detailed control temperature. The temperature control of the heating chamber is performed in one heating control zone, the temperature composition of the entire reaction chamber is performed by a plurality of combinations of the heating control zone (T).
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KR20200076766A (en) * 2018-12-19 2020-06-30 삼성전자주식회사 Apparatus for semiconductor process and heating device for it

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