KR100807120B1 - Rapid thermal processing apparatus - Google Patents

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KR100807120B1
KR100807120B1 KR1020060114959A KR20060114959A KR100807120B1 KR 100807120 B1 KR100807120 B1 KR 100807120B1 KR 1020060114959 A KR1020060114959 A KR 1020060114959A KR 20060114959 A KR20060114959 A KR 20060114959A KR 100807120 B1 KR100807120 B1 KR 100807120B1
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lamps
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radiant heat
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연강흠
이진용
김철수
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코닉시스템 주식회사
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Abstract

A rapid thermal processing apparatus is provided to prevent deterioration of temperature uniformity due to interference of radiant heat irradiated from adjacent lamps, by heating a wafer in uniform temperature distribution. A rapid thermal processing apparatus include a process chamber rotatably supporting a wafer, and a heating unit(1) installed on an upper portion of the process chamber for heating a wafer. The heating unit has plural ramps irradiating radiant heat onto the wafer, at least one lamp support(30) disposed outside the lamps, a lamp receiving portion(40) provided in the lamp support and separated from the adjacent lamps by a partition, and a reflective plate(45) reflecting the radiant heat irradiated from the lamps to the wafer. Each partition of the lamp receiving potion is sloped so that the radiant heat is overlapped over a predetermined section.

Description

급속열처리 장치{RAPID THERMAL PROCESSING APPARATUS}Rapid heat treatment device {RAPID THERMAL PROCESSING APPARATUS}

도 1a 및 도 1b는 종래의 급속열처리 장치에 포함된 램프의 배열을 나타낸 정면도, 1a and 1b is a front view showing the arrangement of the lamp included in the conventional rapid heat treatment apparatus,

도 2는 본 발명에 따른 급속열처리 장치의 가열유닛의 외관을 보인 사시도, Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the heating unit of the rapid heat treatment apparatus according to the present invention,

도 3은 도 2에 도시된 가열유닛에 형성된 램프수용부를 나타낸 단면사시도, 3 is a cross-sectional perspective view showing a lamp housing formed in the heating unit shown in FIG.

도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 램프수용부의 확대 단면도, 4A and 4B are enlarged cross-sectional views of the lamp housing shown in FIG. 3;

도 5는 동일한 동심원 상에 인접하여 형성된 램프수용부의 격벽 경사각과 램프 복사열의 간섭관계를 나타낸 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing the interference relationship between the inclination angle of the partition wall and the lamp radiant heat formed adjacent to the same concentric circle.

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

1 : 가열유닛 20 : 램프 1: heating unit 20: lamp

30 : 램프지지부 40 : 램프수용부 30: lamp support part 40: lamp receiving part

41 : 격벽 45 : 반사판 41: bulkhead 45: reflector

70 : 웨이퍼 70: wafer

본 발명은 급속열처리 장치에 관한 것으로서, 특히, 가열유닛에 포함된 램프 의 배열 및 장착구조를 개선함으로써 웨이퍼의 열처리 공정시 온도 균일성을 향상시킬 수 있는 급속열처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a rapid heat treatment apparatus, and more particularly, to a rapid heat treatment apparatus capable of improving temperature uniformity during a heat treatment process of a wafer by improving the arrangement and mounting structure of a lamp included in a heating unit.

일반적으로 급속열처리 장치는 고속열처리(Rapid Thermal Anealing), 고속 열세정(Rapid Thermal Cleaning), 고속 열화학 증착(Rapid Thermal Chemical Vap. or Deposition)등의 웨이퍼의 열처리를 위한 장비로서, 대한민국 특허출원 제2002-0067387호에 개시된 바와 같이, 웨이퍼를 회전가능하게 지지하는 웨이퍼지지부를 포함하는 공정챔버와, 공정챔버의 상부에 마련되어 웨이퍼를 향해 복사열을 조사하는 다수의 램프를 갖는 가열유닛과, 상기 웨이퍼의 온도를 측정하여 피드백함으로써 웨이퍼의 온도균일성을 유지하기 위한 온도제어부를 포함한다. In general, a rapid heat treatment apparatus is a device for heat treatment of wafers such as Rapid Thermal Anealing, Rapid Thermal Cleaning, and Rapid Thermal Chemical Vapor or Deposition. As disclosed in -0067387, a process chamber including a wafer support portion rotatably supporting a wafer, a heating unit having a plurality of lamps provided on top of the process chamber for irradiating radiant heat toward the wafer, and the temperature of the wafer. It includes a temperature control unit for maintaining the temperature uniformity of the wafer by measuring the feedback.

이러한 급속열처리 장치에서는 웨이퍼의 승온 및 감온이 매우 짧은 시간에 넓은 온도범위에서 이루어지므로 정밀한 온도제어가 매우 중요하게 된다. In such a rapid heat treatment apparatus, since the temperature rise and temperature decrease of the wafer are performed in a wide temperature range in a very short time, precise temperature control becomes very important.

그러나, 이와 같은 정밀한 온도제어에 앞서 필수적으로 선행되어야 하는 것은 바로 웨이퍼에 열을 고르게 공급하기 위한 가열유닛의 설계이다. However, prior to such precise temperature control, it is essential to design a heating unit for evenly supplying heat to the wafer.

도 1a 및 도 1b는 종래의 급속열처리 장치의 가열유닛을 나타낸 개략도이다. 1A and 1B are schematic views showing a heating unit of a conventional rapid heat treatment apparatus.

도 1a를 참조하면, 복수 개의 전구형 텅스텐 할로겐 램프(120)가 일정간격을 유지하면서 직경이 다른 여러개의 동심원들을 형성하도록 램프지지부(130)에 형성된 램프수용부(140)에 장착되어 있다. Referring to FIG. 1A, a plurality of bulb-type tungsten halogen lamps 120 are mounted on a lamp receiving unit 140 formed on the lamp support unit 130 to form a plurality of concentric circles having different diameters while maintaining a predetermined interval.

그러나, 이러한 가열유닛의 경우, 각 동심원과 이웃하는 동심원은 격벽에 의하여 분리되어 있으나, 동일한 동심원 내의 램프들은 별도의 격벽에 의하여 분리되어 있지 않다. In this heating unit, however, each concentric circle and neighboring concentric circles are separated by partition walls, but lamps in the same concentric circles are not separated by separate partition walls.

따라서, 동일한 동심원 내의 램프들은 복사열 조사시 인접한 램프와의 간섭현상이 발생하게 되어 국부적인 온도제어가 용이하지 않다는 문제점이 있었다. Therefore, lamps in the same concentric circle have a problem that interference occurs with adjacent lamps when irradiating radiant heat, so that local temperature control is not easy.

한편, 도 1b에 도시된 바와 같이, 벌집모양으로 벌브형(bulb Type) 램프(120')가 배치된 가열유닛의 경우, 각각의 램프수용부(140')는 격벽에 의해 인접한 램프(120')들 사이에 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있으나, 웨이퍼의 회전시 동일한 램프(120')가 웨이퍼의 각기 다른 영역을 조사하게 되어, 균일한 복사열 조사가 용이하지 않으며, 동심원상의 불규칙하게 배치되는 램프(120')로 인하여 정밀한 온도제어가 어렵고, 조사면에 국부적인 틈이 생길 수 있다는 문제점이 있었다. Meanwhile, as shown in FIG. 1B, in the case of a heating unit in which a bulb type lamp 120 'is arranged in a honeycomb shape, each lamp receiving portion 140' is adjacent to the lamp 120 'by a partition wall. Although there is an advantage of preventing interference from occurring, the same lamp 120 'irradiates different areas of the wafer when the wafer rotates, so that uniform radiant heat irradiation is not easy and concentric irregularities Due to the lamps 120 ′ disposed precisely, precise temperature control is difficult and there is a problem that a local gap may be generated on the irradiation surface.

따라서, 본 발명의 목적은, 복수 개의 램프를 하나 이상의 동심원으로 순차적으로 배치하고, 각 램프는 격벽에 의하여 인접한 램프들과 분리되게 함으로써 온도균일성을 향상시키고 정밀한 온도제어를 할 수 있는 급속열처리 장치를 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a rapid heat treatment apparatus which can arrange a plurality of lamps sequentially in one or more concentric circles, and separate each lamp from adjacent lamps by a partition wall, thereby improving temperature uniformity and enabling precise temperature control. To provide.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 웨이퍼를 회전가능하게 지지하며 열처리 공간을 제공하는 공정챔버와, 상기 공정챔버의 상부에 마련되어 상기 웨이퍼를 가열하는 가열유닛을 포함하는 급속열처리 장치에 있어서, 상기 가열유닛은, 상기 웨이퍼에 복사열을 조사하는 복수의 램프와; 상기 램프들이 중심으로부터 외부를 향하여 순차적으로 배치되는 하나 이상의 동심원을 이루도록 지지하는 램프지지부와; 상기 램프지지부에 마련되어 상기 각 램프들이 인접한 램프들과 격벽에 의해 분리된 상태로 수용되는 램프수용부;를 포함한다. According to the present invention, the object is a rapid heat treatment apparatus comprising a process chamber rotatably supporting a wafer and providing a heat treatment space, and a heating unit provided on the process chamber to heat the wafer. The unit includes a plurality of lamps for radiating radiant heat to the wafer; A lamp support for supporting the lamps to form one or more concentric circles sequentially arranged from the center toward the outside; And a lamp accommodating part provided in the lamp support part to receive the lamps separated from each other by adjacent lamps and partition walls.

바람직하게는, 상기 램프수용부의 내부에는 상기 램프로부터 조사된 복사열을 상기 웨이퍼를 향하여 반사시키는 반사판이 마련될 수 있다. Preferably, the lamp receiving portion may be provided with a reflecting plate for reflecting the radiant heat irradiated from the lamp toward the wafer.

바람직하게는, 상기 램프수용부의 각 격벽은 인접한 램프수용부에 수용된 각 램프에서 조사된 복사열이 상호 소정 구간 중복하여 조사될 수 있도록 경사를 이루며 마련되는 것이 바람직하다. Preferably, each of the partition walls of the lamp receiving portion is preferably provided to be inclined so that the radiant heat radiated from each lamp accommodated in the adjacent lamp receiving portion can be irradiated in a predetermined interval overlapping each other.

여기서, 상기 격벽은 수직면으로부터 인접한 램프수용부 방향으로 1 ~ 20 °의 각도를 이루도록 할 수 있다. Here, the partition wall may be made an angle of 1 ~ 20 ° in the direction of the lamp receiving portion adjacent to the vertical plane.

바람직하게는, 상기 램프수용부의 웨이퍼 측 단부는 대략 직사각형의 형상을 갖도록 할 수 있다. Preferably, the wafer-side end of the lamp receiving portion may have a substantially rectangular shape.

여기서, 상기 램프는 단부의 장방향이 상기 램프수용부의 길이방향을 향하는 상기 각 동심원의 원주방향으로 설치되는 T형 막대램프인 것이 바람직하다. Here, the lamp is preferably a T-shaped bar lamp is installed in the circumferential direction of each of the concentric circles in the longitudinal direction of the end portion in the longitudinal direction of the lamp receiving portion.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 급속열처리 장치는 웨이퍼(70, 도 5참조)를 회전가능하게 지지하며 열처리 공간을 제공하는 공정챔버(미도시)와, 공정챔버의 상부에 마련되어 웨이퍼(70)를 가열하는 가열유닛(1)을 포함한다. The rapid thermal processing apparatus according to the present invention includes a process chamber (not shown) rotatably supporting a wafer 70 (see FIG. 5) and providing a heat treatment space, and a heating unit provided on the process chamber to heat the wafer 70. It includes (1).

공정챔버는 대기로부터 웨이퍼(70)를 분리시켜 급속 열처리 공정을 진행하는 동안 일정한 분위기를 유지시켜 주고, 대기 중의 먼지 등의 오염물질로부터 웨이 퍼(70)를 보호하는 한편, 가열유닛(1)으로부터 조사되는 복사열을 투과시켜주는 역할을 한다. The process chamber separates the wafer 70 from the atmosphere to maintain a constant atmosphere during the rapid heat treatment process, protects the wafer 70 from contaminants such as dust in the atmosphere, and from the heating unit 1 It transmits the radiant heat to be irradiated.

가열유닛(1)은 공정챔버의 상부에 마련되어 웨이퍼(70)를 가열하도록 마련된다. The heating unit 1 is provided above the process chamber to heat the wafer 70.

가열유닛(1)은 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어, 웨이퍼(70)에 복사열을 조사하는 복수의 램프(20)와, 램프(20)들이 하나 이상의 동심원을 이루도록 지지하는 램프지지부(30)와, 램프지지부(30)에 마련되어 각 램프(20)가 분리된 상태로 수용되는 램프수용부(40)를 포함할 수 있다. The heating unit 1 may be provided in various ways, for example, a plurality of lamps 20 for radiating radiant heat to the wafer 70, and a lamp support unit 30 for supporting the lamps 20 to form one or more concentric circles. And, it may include a lamp receiving portion 40 provided in the lamp support 30 to receive each lamp 20 in a separated state.

가열유닛(1)은 다양한 크기로 마련될 수 있으나, 웨이퍼(70)의 크기와 동일하거나 그 이상으로 마련되는 것이 바람직하다. The heating unit 1 may be provided in various sizes, but preferably, the heating unit 1 is the same as or larger than the size of the wafer 70.

램프(20)는 웨이퍼(70)의 상부에 마련되어 웨이퍼(70)로 복사열을 조사하도록 마련된다. The lamp 20 is provided on the wafer 70 so as to radiate radiant heat to the wafer 70.

램프(20)는 램프수용부(40)의 형상 및 크기에 따라 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 단부의 장방향이 각 동심원의 원주방향으로 설치되는 T 형 막대램프로 마련될 수 있다. Lamp 20 may be provided in various ways according to the shape and size of the lamp receiving portion 40, for example, as shown in Figure 4b, the longitudinal direction of the end is installed in the circumferential direction of each concentric circle It may be provided with a type bar lamp.

램프(20)가 전술한 T형 막대램프로 마련되는 경우에는 램프(20)로부터 조사되는 영역과 램프(20)의 장착방향이 일치되므로 보다 균일한 온도분포를 달성할 수 있게 된다. When the lamp 20 is provided with the above-described T-type bar lamp, the area irradiated from the lamp 20 and the mounting direction of the lamp 20 coincide with each other, thereby achieving a more uniform temperature distribution.

여기서, 램프(20)는 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 적외선 램 프, 즉 텅스텐-할로겐 램프로 마련될 수 있다. Here, the lamp 20 may be provided in various kinds, for example, may be provided as an infrared lamp, that is, a tungsten-halogen lamp.

도 2는 가열유닛(1)의 하부면을 나타낸 사시도이다. 2 is a perspective view showing a lower surface of the heating unit 1.

도면을 참조하면, 웨이퍼(70)를 향하는 가열유닛(1)의 하부면에는 램프(20)를 지지하는 램프수용부(40)가 하나 이상의 동심원을 이루며 규칙적으로 배열되어 있다. Referring to the drawings, on the lower surface of the heating unit 1 facing the wafer 70, the lamp receiving portion 40 for supporting the lamp 20 is regularly arranged in one or more concentric circles.

여기서, 상기 동심원의 개수는 장착되는 램프(20)의 크기 및 웨이퍼(70)의 크기에 따라 다양한 수로 마련될 수 있다. Here, the number of concentric circles may be provided in various numbers depending on the size of the lamp 20 and the size of the wafer 70 to be mounted.

여기서, 램프(20)가 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 동심원을 이루며 배치되는 경우에는 웨이퍼(70)를 더 많은 수의 분할영역으로 나누어 가열할 수 있으므로, 승온시 급속 가열이 용이하다. Here, when the lamp 20 is arranged in a plurality of concentric circles, as shown in FIG. 2, the wafer 70 may be divided into a larger number of divided regions to be heated, and thus, rapid heating may be easily performed at a temperature increase.

한편, 동일한 동심원 내에 장착된 램프(20)들은 웨이퍼(70)의 회전에 따라 일정한 영역을 지속적으로 가열하게 되므로, 해당 영역의 온도를 감지하여 램프(20)에의 전원공급을 제어함으로써 국부적인 온도제어가 가능하게 된다. On the other hand, since the lamps 20 mounted in the same concentric circle continuously heat a predetermined area according to the rotation of the wafer 70, local temperature control is performed by sensing the temperature of the corresponding area and controlling the power supply to the lamp 20. Becomes possible.

램프수용부(40)는 다양한 형상으로 마련될 수 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(70)를 향하는 단부가 대략 직사각형의 형상을 갖도록 마련되는 것이 바람직하다. The lamp accommodating part 40 may be provided in various shapes, but as shown in FIG. 2, it is preferable that the end portion facing the wafer 70 has a substantially rectangular shape.

램프수용부(40)가 직사각형의 형상을 갖는 경우에는, 원형 기타 다른 형상에 비하여 램프지지부(30)내에 조밀하게 배치될 수 있기 때문에 유효 가열면적이 향상되어 열효율이 향상되게 된다. When the lamp accommodating part 40 has a rectangular shape, since it can be densely arranged in the lamp support part 30 compared with a circular other shape, the effective heating area improves and thermal efficiency improves.

한편, 각 램프수용부(40)는 위치에 따라 그 형상 및 크기가 달리 마련될 수 있음은 물론이다. On the other hand, each lamp receiving portion 40 may be provided in a different shape and size depending on the position of course.

램프수용부(40)의 내부 즉, 램프(20)를 향하는 면에는 램프(20)에서 조사된 복사열을 웨이퍼(70)를 향하여 반사시키는 반사판(45)이 마련될 수 있다. In the lamp receiving portion 40, that is, the surface facing the lamp 20, a reflector 45 may be provided to reflect the radiant heat radiated from the lamp 20 toward the wafer 70.

상기 반사판(45)에는 반사율을 향상시킬 수 있도록 별도의 코팅층(미도시)이 더 마련될 수 있다. The reflective plate 45 may be further provided with a separate coating layer (not shown) to improve the reflectance.

반사판(45)은 램프(20)에 바로 인접하여 설치되므로, 지속되는 열처리 과정에서 바로 가열되어지고, 이로 인해 일정온도 이상에서는 반사판(45)이 증발하거나 흘러내려 코팅이 벗겨져 효과적인 반사가 이루어지지 않을 수 있다. Since the reflector 45 is installed immediately adjacent to the lamp 20, it is directly heated during the continuous heat treatment process, and thus, the reflector 45 is evaporated or flowed off at a predetermined temperature or more, so that the coating is peeled off, thereby preventing effective reflection. Can be.

따라서, 이를 방지하기 위하여, 냉각수가 흐르는 수냉관(미도시)을 램프수용부(40)의 측벽 내부에 설치할 수 있다. Therefore, in order to prevent this, a water cooling pipe (not shown) through which cooling water flows may be installed inside the side wall of the lamp accommodating part 40.

반사판(45)의 냉각은 전술한 수냉방법 이외에도 공냉에 의하여 냉각될 수도 있음은 물론이다. Cooling of the reflecting plate 45 may be cooled by air cooling in addition to the above-described water cooling method.

램프수용부(40)는 램프지지부(30)에 마련되어 각 램프(20)들이 인접한 램프(20)들과 격벽(41)에 의해 분리된 상태로 수용되도록 한다. The lamp accommodating part 40 is provided in the lamp support part 30 so that each lamp 20 is received in a separated state by the adjacent lamps 20 and the partition wall 41.

격벽(41)은 동심원과 동심원 사이 및 동일한 동심원 내의 인접한 램프(20)와 램프(20) 사이에 마련된다. The partition wall 41 is provided between the concentric circles and the concentric circles and between the adjacent lamps 20 and the lamps 20 in the same concentric circles.

램프수용부(40)의 격벽은 인접한 램프수용부(40)에 수용된 각 램프(20)에서 조사된 복사열이 상호 소정 구간 중복하여 조사될 수 있도록 경사를 이루며 마련될 수 있다. The partition wall of the lamp receiving portion 40 may be inclined so that the radiant heat radiated from each lamp 20 accommodated in the adjacent lamp receiving portion 40 may be irradiated in a predetermined interval.

도 5를 참조하면, 격벽(41)은 수직방향으로부터 인접한 램프수용부(40)를 향하여 소정의 경사각(α)을 이루도록 마련되어 있다. Referring to FIG. 5, the partition wall 41 is provided to form a predetermined inclination angle α from the vertical direction toward the adjacent lamp receiving portion 40.

이에 의해, 램프(20)로부터 웨이퍼(70)로 복사열이 반사될 때, 웨이퍼(70)에는 조사 위치에 따라 복사열의 휘도가 발생하게 되는데, A 영역은 일반적으로 균일한 휘도를 나타내나, 격벽(41)이 존재하는 B영역으로 갈수록 휘도가 낮아지는 특성을 나타낸다. As a result, when radiant heat is reflected from the lamp 20 to the wafer 70, the luminance of the radiant heat is generated in the wafer 70 according to the irradiation position. The area A generally exhibits uniform luminance, but the partition wall ( The luminance is lowered toward the B region in which 41) exists.

따라서, B영역에서 인접한 램프(20)에서 조사된 복사열이 서로 일정부분 보강간섭을 하도록 함으로써 A 영역과 B 영역의 휘도 차이를 줄일 수 있게 된다. Therefore, the radiant heat irradiated from the lamps 20 adjacent to each other in the region B may reinforce each other partially, thereby reducing the luminance difference between the regions A and B.

여기서, 상기 경사각(α)은 도 4a에 도시된 바와 같이, 각 동심원 사이의 격벽은 물론, 동일한 동심원 내의 인접한 램프(20) 사이의 격벽에도 마련될 수 있다. Here, the inclination angle α may be provided on partition walls between concentric circles as well as partition walls between adjacent lamps 20 in the same concentric circles, as shown in FIG. 4A.

상기 경사각(α)은 다양한 각도로 마련될 수 있으나, 수직면으로부터 인접한 램프수용부(40) 방향으로 1 ~ 20 °의 각도를 이루는 것이 바람직하다. The inclination angle α may be provided at various angles, but it is preferable to form an angle of 1 to 20 ° from the vertical surface toward the adjacent lamp receiving portion 40.

또한, 도시하지는 않았지만, 램프(20)를 소정의 분할영역별로 독립하여 전원을 인가하는 전원부와, 웨이퍼(70)의 온도를 감지하는 온도감지부와, 온도감지부의 감지결과에 기초하여 전원부의 전원공급을 분배하고 제어하는 온도제어부를 더 포함할 수 있다. Although not shown, a power supply unit for independently applying power to the lamp 20 for each predetermined region, a temperature sensing unit for sensing a temperature of the wafer 70, and a power supply unit based on a sensing result of the temperature sensing unit. The apparatus may further include a temperature controller configured to distribute and control the supply.

이 경우, 상기 각 램프(20)는 온도제어부에 의하여 제어된 동일한 전력량이 각각 인가되는 복수 개의 존(Zone) 또는 그룹(group)으로 분할된다. In this case, the lamps 20 are divided into a plurality of zones or groups to which the same amount of power controlled by the temperature controller is applied.

여기서, 상기 존 또는 그룹이란, 동일한 세기의 전력이 인가되는 램프들의 집합으로, 존 또는 그룹의 개수는 램프(20)들의 설치위치에 그에 따른 웨이퍼(70)의 소정영역들 각각의 온도분포를 고려하여 정해질 수 있다. Here, the zone or group is a set of lamps to which electric power of the same intensity is applied, and the number of zones or groups takes into account the temperature distribution of each of the predetermined regions of the wafer 70 according to the installation position of the lamps 20. Can be determined.

예를 들어, 상기 존 또는 그룹은 도 2에 도시된 동일한 동심원에 속하는 램프(20)의 집합 전체 또는 동일한 동심원을 4개의 등각도로 분할한 집합으로 정해질 수 있다. For example, the zone or group may be defined as a whole set of lamps 20 belonging to the same concentric circles shown in FIG. 2 or a set obtained by dividing the same concentric circles into four equal angles.

이 때, 각각의 존 또는 그룹 내의 램프는 제어소프트웨어에서 개별적으로 특정한 비율로 조절될 수 있으므로, 동일한 존 또는 그룹 내의 램프의 세기는 그 비율에 따라서 동일한 비율로 제어될 수 있다. At this time, since the lamps in each zone or group can be individually adjusted at a specific ratio in the control software, the intensity of lamps in the same zone or group can be controlled at the same ratio according to the ratio.

한편, 온도제어부는 웨이퍼(70)의 각 영역의 온도를 감지하여 각 램프(20)를 개별적으로 제어할 수도 있다. Meanwhile, the temperature controller may individually control the lamps 20 by sensing the temperature of each area of the wafer 70.

웨이퍼(70)의 온도를 측정하기 위한 온도감지부는 비접촉 방식으로 웨이퍼(70)의 온도를 빠르게 측정하기 위하여 사용되는데, 예를 들어 적외선 센서인 파이로미터(Pyrometer)가 사용될 수 있다. The temperature sensing unit for measuring the temperature of the wafer 70 is used to quickly measure the temperature of the wafer 70 in a non-contact manner. For example, a pyrometer, which is an infrared sensor, may be used.

파이로미터는 웨이퍼(70)의 하부에 설치되어 웨이퍼(70)에서 방출되는 복사광 중 일정 파장을 갖는 복사광을 감지하는 적외선 센서로 마련될 수 있다. The pyrometer may be provided as an infrared sensor installed under the wafer 70 to detect radiation having a predetermined wavelength among the radiation emitted from the wafer 70.

이하에서는, 전술한 구조를 갖는 급속열처리 장치의 설치 및 작동과정을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the installation and operation of the rapid heat treatment apparatus having the above-described structure will be described in detail.

먼저, 공정챔버(미도시) 내에는 웨이퍼(70)를 회전가능하게 지지하는 웨이퍼지지부(미도시)가 마련되며, 웨이퍼(70)의 상부에는 웨이퍼(70)를 향하여 복사열을 조사하는 다수의 램프(20)가 장착된 가열유닛(1)이 마련된다. First, a wafer support part (not shown) for rotatably supporting the wafer 70 is provided in a process chamber (not shown), and a plurality of lamps irradiating radiant heat toward the wafer 70 on the wafer 70. A heating unit 1 equipped with 20 is provided.

도 2를 참조하면, 웨이퍼(70)를 향하는 가열유닛(1)의 하부면에는 다수의 램프(20)α가 규칙적으로 배치되도록 지지하는 램프수용부(40)가 형성되어 있다. Referring to FIG. 2, a lamp accommodating part 40 is formed on the lower surface of the heating unit 1 facing the wafer 70 so as to regularly arrange the plurality of lamps 20α.

램프수용부(40)는 램프지지부(30)에 중심으로부터 외부를 향하여 순차적으로 배치되는 하나 이상의 동심원을 이루며 형성된다. The lamp accommodating part 40 is formed in one or more concentric circles sequentially disposed toward the outside from the center of the lamp support part 30.

각 램프수용부(40)는 인접하는 램프수용부(40)와는 격벽(41)에 의해 분리되어 있다. Each lamp receiving portion 40 is separated from an adjacent lamp receiving portion 40 by a partition wall 41.

각 램프수용부(40)는 각 동심원의 원주방향으로 장방향을 갖는 대략 직사각형의 형상을 가지며, 각 램프수용부(40)에는 램프수용부(40)에 대응하는 T형 막대램프가 장착된다. Each lamp receiving portion 40 has a substantially rectangular shape having a longitudinal direction in the circumferential direction of each concentric circle, and each lamp receiving portion 40 is equipped with a T-shaped bar lamp corresponding to the lamp receiving portion 40.

한편, 각 격벽(41)은 상호 인접하는 방향으로 소정의 경사각(α)을 이루며 마련된다. On the other hand, each partition 41 is provided to form a predetermined angle of inclination (α) in the direction adjacent to each other.

이에, 도 5에 도시된 바와 같이, 인접한 램프(20)에서 조사된 복사열이 경계면에서 소정구간만큼 보강간섭을 하게 되므로, 웨이퍼(70)의 가열 구간 전체에 걸쳐 균일한 온도분포를 유지하도록 할 수 있다. Thus, as shown in FIG. 5, since radiant heat irradiated from adjacent lamps 20 interferes with reinforcement by a predetermined section at an interface, it is possible to maintain a uniform temperature distribution over the entire heating section of the wafer 70. have.

상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명에 따른 급속열처리 장치는 공정챔버의 웨이퍼지지부에 웨이퍼(70)가 안착된 후에, 웨이퍼(70)의 회전과 함께 램프(20)에 전원이 인가된다. According to the above configuration, in the rapid heat treatment apparatus according to the present invention, after the wafer 70 is seated on the wafer support portion of the process chamber, power is applied to the lamp 20 with the rotation of the wafer 70.

이 때, 램프(20)는 웨이퍼(70)의 중심에 대응하여 동심원을 이루며 배치되어 있으므로, 동일한 동심원에 배치된 복수의 램프(20)는 웨이퍼(70)의 반경방향 중 일정 영역을 분할하여 가열하게 된다. At this time, since the lamps 20 are arranged concentrically in correspondence with the center of the wafer 70, the plurality of lamps 20 arranged in the same concentric circles are heated by dividing a predetermined region in the radial direction of the wafer 70. Done.

한편, 웨이퍼(70)의 하부에는 온도감지부가 상기 분할 영역별로 웨이퍼(70)의 온도를 감지하여 온도제어부에 송신하게 되는데, 온도제어부는 온도감지부의 결과에 기초하여 각 영역이 균일한 온도분포를 갖도록 제어한다. On the other hand, the lower portion of the wafer 70, the temperature sensing unit senses the temperature of the wafer 70 for each of the divided regions and transmits to the temperature control unit, the temperature control unit based on the result of the temperature sensing unit, each region has a uniform temperature distribution To control.

즉, 과열된 구간의 경우에는 해당 구간을 가열하는 램프(20)에의 전력공급을 차단/감소하며, 상대적으로 온도가 낮은 구간의 경우에는 전력공급을 인가/증가시키게 되는 것이다. That is, in the case of overheated section, the power supply to the lamp 20 for heating the section is cut off / reduced, and in the case of the section with relatively low temperature, the power supply is applied / increased.

따라서, 본 발명에 따른 급속열처리 장치는, 가열유닛의 각 램프들이 중심으로부터 외부를 향하여 동심원을 이루며 순차적으로 배치되므로, 웨이퍼에 국부적인 틈새 없이 보다 균일한 온도분포를 가지며 가열되도록 할 수 있다. Therefore, the rapid heat treatment apparatus according to the present invention, since each lamp of the heating unit is arranged in a concentric circle from the center toward the outside, it can be heated with a more uniform temperature distribution without a local gap in the wafer.

또한, 본 발명에 따른 가열유닛의 각 램프들은 인접한 램프들과 격벽에 의해 분리되어 있으므로, 인접한 램프에서 조사된 복사열이 서로 간섭을 일으켜 온도균일성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. In addition, since the lamps of the heating unit according to the present invention are separated by the adjacent lamps and the partition wall, it is possible to prevent the radiant heat radiated from the adjacent lamps from interfering with each other to lower the temperature uniformity.

또한, 각 램프에의 전력공급을 개별적으로 제어함으로써 웨이퍼의 국부적인 온도제어가 가능하다. In addition, local temperature control of the wafer is possible by individually controlling the power supply to each lamp.

또한, 램프수용부(40)를 대략 직사각형으로 형성하고, 이의 형상에 대응하는 T형 막대램프를 사용함으로써 복사열이 조사되는 영역에 정확하게 일치하게 함으로 써 보다 높은 온도균일성과 고효율의 빠른 온도 응답성을 기대할 수 있다. In addition, the lamp receiving portion 40 is formed in a substantially rectangular shape, and by using a T-shaped bar lamp corresponding to its shape, the lamp accommodating portion 40 is exactly matched to a region to which radiant heat is irradiated, thereby achieving higher temperature uniformity and high efficiency and fast temperature response. You can expect

Claims (6)

웨이퍼를 회전가능하게 지지하며 열처리 공간을 제공하는 공정챔버와, 상기 공정챔버의 상부에 마련되어 상기 웨이퍼를 가열하는 가열유닛을 포함하는 급속열처리 장치에 있어서, A rapid heat treatment apparatus comprising a process chamber rotatably supporting a wafer and providing a heat treatment space, and a heating unit provided on the process chamber to heat the wafer. 상기 가열유닛은, The heating unit, 상기 웨이퍼에 복사열을 조사하는 복수의 램프와; A plurality of lamps radiating radiant heat to the wafer; 상기 램프들이 중심으로부터 외부를 향하여 순차적으로 배치되는 하나 이상의 동심원을 이루도록 지지하는 램프지지부와;A lamp support for supporting the lamps to form one or more concentric circles sequentially arranged from the center toward the outside; 상기 램프지지부에 마련되어 상기 각 램프들이 인접한 램프들과 격벽에 의해 분리된 상태로 수용되는 램프수용부;를 포함하며,And a lamp accommodating part provided in the lamp support part to receive the lamps separated from each other by adjacent lamps and partition walls. 상기 램프수용부의 내부에는 상기 램프로부터 조사된 복사열을 상기 웨이퍼를 향하여 반사시키는 반사판이 마련되며,Inside the lamp receiving portion is provided with a reflecting plate for reflecting the radiant heat radiated from the lamp toward the wafer, 상기 램프수용부의 각 격벽은 인접한 램프수용부에 수용된 각 램프에서 조사된 복사열이 상호 소정 구간 중복하여 조사될 수 있도록 경사를 이루며 마련되는 것을 특징으로 하는 급속열처리 장치. Each partition wall of the lamp receiving portion is provided with an inclination so that the radiant heat radiated from each lamp accommodated in the adjacent lamp receiving portion can be irradiated in a predetermined interval overlap each other. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 격벽은 수직면으로부터 인접한 램프수용부 방향으로 1 ~ 20 °의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 급속열처리 장치. The partition wall is a rapid heat treatment apparatus, characterized in that to form an angle of 1 ~ 20 ° in the direction of the adjacent lamp receiving portion from the vertical plane. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 램프수용부의 웨이퍼 측 단부는 직사각형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 급속열처리 장치. The wafer-side end of the lamp receiving portion has a rectangular shape. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 램프는 단부의 장방향이 상기 램프수용부의 길이방향을 향하는 상기 각 동심원의 원주방향으로 설치되는 T형 막대램프인 것을 특징으로 하는 급속열처리 장치. And said lamp is a T-shaped bar lamp installed in the circumferential direction of each concentric circle in the longitudinal direction of the end of the lamp receiving portion in the longitudinal direction of the lamp receiving portion.
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