KR100880966B1 - 열처리 장치 및 열처리 장치를 조립하는 방법 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 열처리 장치는 피처리체를 수용하기 위한 반응실과, 상기 반응실을 둘러싸도록 설치된 단열체와, 상기 단열체에 마련된 복수의 구멍과, 상기 복수의 구멍의 내부에 각각 설치된 복수의 환형의 스페이서 부재와, 상기 복수의 환형 스페이서 부재 내에 각각 삽입된 복수의 히터 요소를 구비한다.
열처리 장치, 반응실, 단열체, 스페이서 부재, 히터 요소

Description

열처리 장치 및 열처리 장치를 조립하는 방법{HEAT-TREATING APPARATUS AND METHOD FOR ASSEMBLING HEAT-TREATING APPARATUS}
본 발명은 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼를 열처리하는 열처리 장치에 이용되는 열처리 장치용 히터의 고정 방법 및 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서는 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼의 성막 처리나 산화 처리 등의 각종 처리를 행하기 위해 열처리 장치가 이용되고 있다. 열처리 장치는 반도체 웨이퍼를 수용하는 반응실을 구비하고 있다. 상기 반응실을 둘러싸도록 히터와 단열체를 갖는 가열 부재가 설치되어 있다. 상기 히터에 의해 반응실이 소정의 온도로 가열되어 반도체 웨이퍼에 각종 처리가 행해진다.
열처리 장치의 히터로서는, 예를 들어 선형의 저항 발열체를 밀봉 부재에 봉입하여 형성된 긴 형상의 히터 요소가 이용되고 있다. 또한, 단열체는, 예를 들어 스테인레스강(SUS)으로 형성되어 있다. 단열체에는 복수의 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 단열체의 구멍에 히터 요소가 삽입된다. 복수의 구멍은 히터 요소가 반응실로부터 소정의 간격을 갖도록 배치된다.
이상과 같이, 종래의 열처리 장치에서는 히터 요소가 단열체의 구멍에 직접적으로 삽입된다. 따라서, 히터 요소와 단열체의 구멍의 내벽이 마찰되어 금속 가 루(금속 오염물)와 같은 오염 물질을 발생해 버릴 우려가 있다. 이와 같은 오염 물질이 발생한 상태에서 열처리를 행하면, 상기 오염 물질이 반도체 웨이퍼에 부착될 수 있다. 그 경우, 형성된 반도체 장치의 특성이 악화되어, 결과적으로 수율이 나빠져 버린다. 실제로, 오염 물질이 금속 오염물인 경우, 형성된 반도체 장치의 특성이 뚜렷하게 악화된다. 또한, 히터 요소와 단열체의 구멍의 내벽이 마찰됨으로써 히터 요소 자체가 파손될 우려가 있다.
또한, 히터 요소의 단부에는 전원에 접속된 케이블이 접속되어 있지만, 예를 들어 케이블이 다른 부재에 얽힌 경우와 같이 케이블에 부하가 가해지면 히터 요소가 케이블로 인장되어 파손될 우려가 있다.
본 발명은 상기 문제에 비추어 이루어진 것으로, 오염 물질의 발생이 방지되는 열처리 장치용 히터의 고정 방법 및 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 히터의 파손을 방지할 수 있는 열처리 장치용 히터의 고정 방법 및 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 피처리체를 수용하기 위한 반응실과, 상기 반응실을 둘러싸도록 설치된 단열체와, 상기 단열체에 마련된 복수의 구멍과, 상기 복수의 구멍의 내부에 각각 설치된 복수의 환형의 스페이서 부재와, 상기 복수의 환형 스페이서 부재 내에 각각 삽입된 복수의 히터 요소를 구비한 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 복수의 히터 요소가 복수의 환형 스페이서 부재에 의해 고정된다. 이로 인해, 히터 요소와 단열체의 구멍의 내벽이 마찰되는 일이 없어져 오염 물질이 발생하지 않게 된다. 또한, 히터 요소가 파손될 우려가 없어진다.
바람직하게는, 상기 스페이서 부재는 탄성을 갖고 있다. 예를 들어, 상기 스페이서 부재는 O링이다.
예를 들어, 상기 히터 요소는 직관형 부분을 갖고 있다. 이 경우, 상기 히터 요소의 직관형 부분은 상기 반응실에 대해 소정의 간격으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 피처리체를 수용하기 위한 반응실과, 상기 반응실을 둘러싸도록 설치된 금속제의 단열체와, 상기 단열체에 마련된 복수의 구멍과, 상기 복수의 구멍의 내부에 각각 삽입된 복수의 히터 요소를 구비하고, 상기 복수의 구멍의 내벽은 세라믹으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 복수의 히터 요소는 세라믹으로 코팅된 구멍의 내벽과 접촉하고, 단열체의 금속 부분과는 접촉하지 않는다. 이로 인해, 금속 오염물(오염 물질)이 발생하지 않고, 히터 요소가 파손될 우려도 저감된다.
바람직하게는, 상기 세라믹은 알루미나, 실리카 또는 이트리아이다.
바람직하게는, 상기 세라믹은 다공질이다. 이 경우, 열충격성이 향상된다.
또한, 바람직하게는, 상기 단열체의 상기 반응실측의 면은 세라믹으로 코팅되어 있다. 이 경우, 히터 요소가 단열체의 금속면과 접촉하는 것이 완전히 방지되므로, 금속 오염물의 발생이 방지되어 히터 요소가 파손될 우려가 한층 저감된 다.
또한, 바람직하게는, 상기 히터 요소는 케이블에 접속되어 있고, 상기 케이블은 상기 히터 요소의 단부 근방에서 고정 부재에 의해 장치 외벽에 고정되어 있다. 이 경우, 케이블에 부하가 가해져도 히터 요소가 파손될 우려가 작다. 또한 이 경우, 케이블이 정렬되어 얽히기 어렵다.
상기 고정 부재는, 예를 들어 타이랩(tie wrap)이다.
또한, 본 발명은 피처리체를 수용하기 위한 반응실과, 상기 반응실을 둘러싸도록 설치된 단열체와, 상기 단열체에 마련된 복수의 구멍과, 상기 복수의 구멍의 내부에 각각 설치된 복수의 환형의 스페이서 부재와, 상기 복수의 환형 스페이서 부재 내에 각각 삽입된 복수의 히터 요소를 구비한 열처리 장치를 조립하는 방법이며, 상기 복수의 구멍의 내부에 각각 복수의 환형의 스페이서 부재를 배치하는 공정과, 상기 복수의 환형 스페이서 부재 내에 각각 복수의 히터 요소를 삽입하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 방법이다.
본 발명에 따르면, 복수의 히터 요소가 복수의 환형 스페이서 부재에 의해 고정된다. 이로 인해, 히터 요소와 단열체의 구멍의 내벽이 마찰되는 일이 없어져 오염 물질이 발생하지 않게 된다. 또한, 히터 요소가 파손될 우려가 없어진다.
바람직하게는 상기 히터 요소에 접속된 케이블을 상기 히터 요소의 단부 근방에서 고정 부재에 의해 장치 외벽에 고정하는 공정을 더 구비한다.
혹은, 바람직하게는 상기 히터 요소에 접속된 케이블을 상기 히터 요소의 단부 근방에서 타이랩에 의해 장치 외벽에 고정하는 공정을 더 구비한다.
도1은 본 발명의 일 실시 형태의 열처리 장치의 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시 형태의 단열체의 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시 형태의 단열체의 구멍에 히터 요소가 삽입된 상태를 도시한 사시도이다.
도4는 본 발명의 일 실시 형태의 단열체의 구멍에 히터 요소가 삽입된 상태의 상기 구멍 부근의 확대도이다.
도5는 본 발명의 일 실시 형태의 히터 요소의 측면도이다.
도6은 본 발명의 일 실시 형태의 히터 요소와 케이블의 접속 상태를 도시하는 측면도이다.
도7a는 본 발명의 일 실시 형태의 제1 서브 히터의 사시도이고, 도7b는 본 발명의 일 실시 형태의 제1 서브 히터의 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치용 히터의 고정 방법 및 열처리 장치에 대해 도1에 도시하는 배치식 종형 처리 장치를 이용한 경우를 예로 설명한다.
도1에 도시한 바와 같이, 열처리 장치(1)는 길이 방향이 수직 방향을 향하게 된 대략 원통형의 반응관(2)을 구비하고 있다. 반응관(2)은 내관(3)과 상기 내관(3)을 덮는 동시에 내관(3)과 소정의 간격을 갖는 천정이 있는 외관(4)으로 구성된 2중관 구조를 갖는다. 내관(3) 및 외관(4)은 단열 재료, 예를 들어 석영에 의해 형성되어 있다.
외관(4)의 하방에는 통형으로 형성된 스테인레스강(SUS)으로 이루어지는 매니폴드(5)가 배치되어 있다. 매니폴드(5)는 외관(4)의 하단부와 기밀하게 접속되어 있다. 또한, 내관(3)은 매니폴드(5)의 내벽으로부터 돌출되는 동시에 매니폴드(5)와 일체로 형성된 지지 링(6)에 지지되어 있다.
매니폴드(5)의 하방에는 덮개(7)가 배치되어 있다. 보트 엘리베이터(8)에 의해 덮개(7)는 상하 이동 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 보트 엘리베이터(8)에 의해 덮개(7)가 상승하면 매니폴드(5)의 하방측이 폐쇄된다.
덮개(7)에는 덮개(7)를 관통하는 동시에, 모터(M)에 의해 회전하는 회전축(9)이 형성되어 있다. 회전축(9) 상에는 회전 가능한 턴테이블(10)이 형성되어 있다. 턴테이블(10) 상에는 보온 유닛(11)을 거쳐서, 예를 들어 석영으로 이루어지는 웨이퍼 보트(12)가 적재되어 있다. 웨이퍼 보트(12)에는 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼(W)가 수직 방향에 소정의 간격을 두고 복수매 수용되어 있다. 그리고, 모터(M)에 의해 회전축(9)이 회전함으로써 턴테이블(10), 보온 유닛(11)을 거쳐서 웨이퍼 보트(12)가 회전되고, 즉 반도체 웨이퍼(W)가 회전된다.
매니폴드(5)의 측벽을 복수의 처리 가스 도입관(13)이 관통하고 있다[도1에서는 도시의 편의상 단지 하나의 처리 가스 도입관(13)만이 도시되어 있음]. 처리 가스 도입관(13)은 내관(3)의 내부까지 연장 설치되어 있다. 예를 들어, 도1에 도시한 바와 같이 지지 링(6)보다 하방[내관(3)의 하방]의 매니폴드(5)의 측벽을 처리 가스 도입관(13)이 관통하고, 처리 가스 도입관(13)의 선단부가 내관(3)에 따라 서 상방으로 구부러져 있다. 이에 의해, 도시하지 않은 가스 공급원으로부터 공급되는 처리 가스가 처리 가스 도입관(13)을 통해 내관(3) 내로 도입된다.
또한, 매니폴드(5)의 측벽에는 배기관(14)이 접속되어 있다. 배기관(14)은 지지 링(6)보다 상방의 매니폴드(5)의 측벽에 접속되어 반응관(2)의 내관(3)과 외관(4) 사이에 형성된 공간에 연통한다. 이에 의해, 반응관(2) 내의 배기 가스는 내관(3)과 외관(4) 사이의 공간 및 배기관(14)을 통해 열처리 장치(1) 밖으로 배출되도록 되어 있다. 배기관(14)은, 도시하지 않은 진공 펌프 등으로 이루어지는 배기 유닛에 접속되어 있다. 배기 유닛은 반응관(2) 내의 압력을 소정의 압력으로 설정 가능하다.
반응관(2)의 주위에는 반응관(2)을 둘러싸도록 스테인레스강(SUS)으로 이루어지는 단열체(15)가 설치되어 있다. 도2에 단열체(15)의 사시도를 도시한다. 도2에 도시한 바와 같이, 단열체(15)는 통형의 본체(15a)와 천정판(15b)과 바닥판(15c)으로 이루어진다. 본체(15a)의 직경은 반응관(2)보다 대직경이다. 천정판(15b)은 본체(15a)의 상부를 덮는 원판형의 판이다. 바닥판(15c)은 링형으로, 그 내주벽이 반응관(2)의 외주벽에 대응하는 크기로 형성되어 있다. 단열체(15)의 본체(15a)의 내부에는 도시하지 않은 냉매 유로(예를 들어 냉각수로)가 마련되어 있다. 이에 의해, 냉각수로에 냉각수를 공급함으로써 반응관(2)의 온도를 냉각할 수 있다.
단열체(15)의 천정판(15b)에는 복수의 구멍(16a)이 형성되어 있다. 구멍(16a)은 그 주연부에 따라서, 예를 들어 수㎜ 간격으로 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 단열체(15)의 바닥판(15c)에는 복수의 구멍(16a)에 대응하는 위치[복수의 구멍(16a)의 수직 하방 위치]에 복수의 구멍(17a)이 형성되어 있다.
그리고, 도3에 도시한 바와 같이, 구멍(16a) 및 구멍(17a)에 히터 요소(18)가 수직으로 삽입된다. 즉, 히터 요소(18)는 단열체(15)의 천정판(15b)과 바닥판(15c)을 관통하여 배치된다. 또한, 도3에서는 히터 요소(18)가 삽입된 상태를 알기 쉽게 하기 위해, 일부의 히터 요소(18)만이 도시되어 있다. 이와 같은 복수의 히터 요소(18)에 의해 열처리 장치용 히터가 구성된다.
본 실시 형태에서는 또한 천정판(15b)에 후술하는 제1 서브 히터가 삽입되는 구멍(16b)이 형성되고, 바닥판(15c)에 후술하는 제2 서브 히터가 삽입되는 구멍(17b)이 형성되어 있다.
그런데, 각 구멍(16a, 17a)에는 O링(19)이 배치되어 있다. 도4에 히터 요소(18)가 삽입된 상태의 구멍(16a) 부근의 개략도를 도시한다. 도4에 도시한 바와 같이 구멍(16a)의 내벽에 O링(19)이 배치되고, 상기 O링(19) 내에 히터 요소(18)가 삽입되어 있다. 이로 인해, 히터 요소(18)는 O링(19)을 거쳐서 구멍(16a)의 내벽에 견고하게 고정되어 구멍(16a) 내에서 덜걱거리는 일이 없어진다. 따라서, 히터 요소(18)와 구멍(16a)의 내벽이 마찰되는 일이 없어져 분말체(오염 물질)를 발생할 우려가 없어진다. 또한, 히터 요소(18)와 구멍(16a)의 내벽이 마찰되는 일이 없어지므로, 히터 요소(18)가 파손될 우려도 없어진다. 또한, 이상은 구멍(16a)에 대해 설명되었지만, 구멍(17a)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 단열체(15)의 내벽은 세라믹으로 코팅되어 있다. 단열체(15)의 내벽 이 세라믹으로 코팅되어 있으므로, 히터 요소(18)는 단열체(15)의 금속면(스테인레스강)과 절대로 접촉하지 않는다. 이로 인해, 금속 오염물이 발생하지 않게 된다. 또한, 히터 요소(18)가 단열체(15)의 금속면과 접촉하지 않으므로, 히터 요소(18)는 더욱 파손되기 어려워진다. 세라믹으로서는, 예를 들어 알루미나, 실리카, 또는 이트리아가 이용된다. 이 세라믹은 다공질(폴라스)로 형성되어 있다. 세라믹이 폴라스이면, 열충격성이 향상된다.
도5에 히터 요소(18)의 개략도를 도시한다. 도5에 도시한 바와 같이 히터 요소(18)는 저항 발열체(18a)와, 밀봉 부재(18b)를 구비하고 있다. 저항 발열체(18a)는, 예를 들어 선형이고 가요성이 있는 고순도의 카본 와이어로 구성되어 있다. 이 카본 와이어는, 예를 들어 선 직경 10 ㎛ 전후의 카본 부재인 카본 파이버의 복수의 다발을 직조함으로써 형성된다. 밀봉 부재(18b)는 세라믹으로 이루어져 저항 발열체(18a)를 밀봉한다. 본 실시 형태에서는 카본 와이어가, 외경이 수십㎜의 투명한 석영관 중에 봉입되어 있다. 저항 발열체(18a)의 양단부는 전극 부재(20)에 접속되어 있다. 밀봉 부재(18b)는 한 쪽 전극 부재(20)의 단부로부터 다른 쪽 전극 부재(20)의 단부까지를 밀봉하고, 그것에 의해 저항 발열체(18a)가 밀봉 부재(18b)에 봉입되어 있다.
전극 부재(20)는 외부의 케이블(21)에 접속된다. 케이블(21)은 도시하지 않은 전원에 접속된다. 도6에 히터 요소(18)와 케이블(21)의 접속 상태를 도시한다. 도6에 도시한 바와 같이, 히터 요소(18)에 접속된 전극 부재(20)는 케이블(21)의 코어선(21a)에 접속되어 있다. 전극 부재(20)와 코어선(21a)은, 예를 들어 고온 납땜 또는 압착에 의해 접속되어 있다. 그리고, 전원으로부터 케이블(21), 전극 부재(20)를 거쳐서 저항 발열체(18a)로 전력이 공급되어 히터 요소(18)가 가열된다.
또한, 히터 요소(18)에 접속된 케이블(21)은 히터 요소(18)의 단부 근방에서 고정 부재(22)에 의해 외벽 또는 외벽 커버(도시하지 않음)에 고정되어 있다. 고정 부재(22)로서는, 예를 들어 타이랩이 이용된다. 이 경우, 케이블(21)은 타이랩에 의해 협지됨으로써 외벽 또는 외벽 커버에 고정된다. 이와 같이 케이블(21)은 히터 요소(18)의 단부 근방에서 고정 부재(22)에 의해 외벽 또는 외벽 커버에 고정되어 있으므로, 만약 케이블(21)이 다른 부재에 걸렸거나 하여 케이블(21)에 부하가 가해져도 히터 요소(18)가 파손될 우려가 없다. 또한, 케이블(21)은 히터 요소(18)의 단부 근방에서 고정되어 있으므로, 정렬되어 얽히기 어렵게 되어 있다.
또한, 전원으로부터 히터 요소(18)에의 전력 공급 방법으로서는 모든 히터 요소(18)를 병렬 또는 직렬로 접속하고 공통의 전원으로부터 전력을 공급해도 좋다. 혹은, 히터 요소(18)를 복수의 그룹으로 나누고, 각 그룹마다 히터 요소(18)를 직렬로 접속하여 그들 직렬의 히터 요소(18)군을 서로 병렬로 접속해도 좋다.
단열체(15)의 천정부[천정판(15b)]의 하방측에는 반응관(2)과 대향하도록 면형의 제1 서브 히터(23)가 설치되어 있다. 도7a에 제1 서브 히터(23)의 사시도, 도7b에 제1 서브 히터(23)의 측면도를 도시한다. 도7a 및 도7b에 도시한 바와 같이, 제1 서브 히터(23)는, 예를 들어 두께 8 ㎜ 정도의 석영제의 원판형체(23a) 중에 저항 발열체(23b)를 삽입함으로써 형성되어 있다. 저항 발열체(23b)는 상술한 저항 발열체(18a)와 마찬가지로, 예를 들어 카본 와이어로 구성되어 있다. 원판형체(23a)의 주연부의 2군데에는 석영관(24)이 용접되어 있다. 석영관(24)은 케이블(25)을 거쳐서 도시하지 않은 전원에 접속되어 있다. 제1 서브 히터(23)의 석영관(24)이 단열체(15)에 마련된 구멍(16b)에 삽입되고, 제1 서브 히터(23)는 단열체(15)의 천정부에 서포트(26)를 거쳐서 지지되어 있다.
단열체(15)의 하단부[바닥판(15c)]에는 제2 서브 히터(27)가 설치되어 있다. 제2 서브 히터(27)는 히터 요소(18)보다 짧은 히터 요소로, 구멍(17a)보다 내측에 형성된 구멍(17b)에 삽입되어 있다. 구멍(17b)에는 O링(19)이 배치되고, O링(19)에 의해 제2 서브 히터(27)가 고정되어 있다. 제2 서브 히터(27)는 케이블(28)을 거쳐서 도시하지 않은 전원에 접속되어 있다. 또한, 케이블(28)은 제2 서브 히터(27)의 단부 근방에서 고정 부재(22)에 의해 외벽 또는 외벽 커버에 고정되어 있다.
보트 엘리베이터(8), 모터(M), 처리 가스 도입관(13), 히터 요소(18)[케이블(21)], 제1 서브 히터(23)[케이블(25)], 제2 서브 히터(27)[케이블(28)]에는 도시하지 않은 제어부가 접속되어 있다. 제어부는 마이크로 프로세서, 프로세스 제어기 등으로 구성되어 열처리 장치(1)의 각 부분의 온도, 압력 등을 측정하고, 측정 데이터를 기초로 하여 상기 각 부에 제어 신호 등을 출력하여 제어한다.
다음에, 이상과 같이 구성된 열처리 장치(1)를 이용한 열처리에 대해 간단하게 설명한다. 우선, 보트 엘리베이터(8)에 의해 덮개(7)가 내려진 상태에서 반도체 웨이퍼(W)가 웨이퍼 보트(12)에 소정 매수 수용된다. 다음에, 보트 엘리베이터 (8)를 상승시킴으로써 반도체 웨이퍼(W)가 반응관(2)[내관(3)] 내로 로드된다. 계속해서, 히터 요소(18), 제1 서브 히터(23) 및 제2 서브 히터(27)에 의해 반응관(2) 내의 온도가 소정의 온도로 승온되는 동시에, 배기관(14)에 접속된 도시하지 않은 배기 유닛에 의해 반응관(2) 내의 압력이 소정의 압력으로 설정된다.
반응관(2) 내가 소정의 압력 및 온도에서 안정되면, 처리 가스 공급관(13)으로부터 처리 가스가 공급되어 소정의 열처리가 행해진다. 또한, 열처리 중에는 모터(M)에 의해 웨이퍼 보트(12)가 회전된다. 열처리 후, 반응관(2) 내의 온도가 소정의 온도로 강온되는 동시에, 반응관(2) 내의 압력이 상압으로 복귀되어 웨이퍼 보트(12)[반도체 웨이퍼(W)]가 반응관(2)으로부터 언로드된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면 구멍(16a), 구멍(17a)[및 구멍(16b), 구멍(17b)]의 내벽에 O링(19)이 배치되고, O링(19) 내에 히터 요소(18)[제2 서브 히터(27)]가 삽입되어 있으므로, 히터 요소(18)[제2 서브 히터(27)]는 견고하게 고정되어 구멍(16a), 구멍(17a)[및 구멍(16b), 구멍(17b)] 내에서 덜걱거리는 일이 없어진다. 따라서, 히터 요소(18)[제2 서브 히터(27)]와, 구멍(16a), 구멍(17a)[및 구멍(16b), 구멍(17b)]의 내벽이 마찰되는 일이 없어져 분체(오염 물질)를 발생할 우려가 없어진다. 또한, 히터 요소(18)[제2 서브 히터(27)]가 파손될 우려가 없어진다.
본 실시 형태에 따르면, 케이블(21)[케이블(28)]이 히터 요소(18)[제2 서브 히터(27)]의 단부 근방에서 고정 부재(22)에 의해 외벽 또는 외벽 커버에 고정되어 있으므로, 히터 요소(18)[제2 서브 히터(27)]가 파손될 우려가 없어진다. 또한, 케이블(21)[케이블(28)]이 정렬되어 얽히기 어렵다.
본 실시 형태에 따르면, 단열체(15)의 내벽이 세라믹으로 코팅되어 있으므로, 히터 요소(18)가 단열체(15)의 금속면과 절대로 접촉하지 않는다. 이로 인해, 금속 오염물이 발생하지 않게 된다. 또한, 히터 요소(18)가 단열체(15)의 금속면과 접촉하지 않으므로, 히터 요소(18)는 더욱 파손되기 어려워진다. 또한, 세라믹에 다공질을 이용하고 있으므로, 단열체(15)의 열충격성이 향상된다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 반응관(2)의 상부 및 하부에 제1 서브 히터(23) 및 제2 서브 히터(27)가 배치되어 있으므로, 반응관(2) 내의 온도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 변형, 응용이 가능하다. 이하, 본 발명에 적용 가능한 다른 실시 형태에 대해 설명한다.
상기 실시 형태에서는 구멍(16a) 및 구멍(17a)의 내벽에 O링(19)이 배치되어 있지만, 구멍(16a) 및 구멍(17a)의 내벽 중 적어도 한 쪽에 O링(19)이 배치되어 있으면 된다. 적어도 한 쪽에 O링(19)이 배치되어 있으면, 히터 요소(18)는 견고하게 고정되어 히터 요소(18)가 구멍 내에서 덜걱거리는 일이 없어진다.
혹은, 상기 실시 형태에서는 구멍(16a) 및 구멍(17a)의 내벽에 O링(19)이 배치되어 있지만, 구멍(16a) 및 구멍(17a)의 내벽에 O링(19)을 배치하는 대신에, 각 구멍(16a), 구멍(17a)의 내벽이 세라믹으로 코팅되어도 좋다. 이 경우, 히터 요소(18)와 구멍(16a), 구멍(17a)의 내벽이 마찰되어도 히터 요소(18)가 단열체(15)의 금속면과 접촉하는 일이 없으므로, 금속 오염물의 발생을 방지할 수 있다.
상기 실시 형태에서는 구멍(16a)과 구멍(17a)을 관통하는 직관형의 히터 요소(18)가 이용되고 있지만, 히터 요소는 U자관형이라도 좋다. 이 경우, 예를 들어 U자관형의 히터 요소는 인접한 2개의 구멍(16a)에 삽입됨으로써 열처리 장치(1)에 부착된다. 또한, 가열하는 영역이 상하로 2분할되고, 구멍(16a)에 삽입된 히터 요소(18)가 상부의 영역을 가열하고, 구멍(17a)이 삽입된 히터 요소(18)가 하부의 영역을 가열하도록 구성해도 좋다.
상기 실시 형태에서는 히터 요소(18)의 저항 발열체(18a)가 카본 와이어로 구성되어 있지만, 저항 발열체(18a)는 카본 와이어 이외의 선형이고 가요성이 있는 고순도의 저항 발열체라도 좋다.
상기 실시 형태는 반응관(2)이 내관(3)과 외관(4)으로 구성된 2중관 구조인 배치식 종형의 열처리 장치이지만, 단일관 구조의 열처리 장치에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 또한, 피처리체는 반도체 웨이퍼(W)로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 LCD용 유리 기판 등에도 적용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 피처리체를 수용하기 위한 반응실과,
    상기 반응실을 둘러싸도록 설치된 단열체와,
    상기 단열체에 마련된 복수의 구멍과,
    상기 복수의 구멍의 내부에 각각 설치된 복수의 환형의 스페이서 부재와,
    상기 복수의 환형 스페이서 부재 내에 각각 삽입된 복수의 히터 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서 부재는 탄성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스페이서 부재는 O링인 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터 요소는 직관형 부분을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 히터 요소의 직관형 부분은 상기 반응실에 대해 소정의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  6. 피처리체를 수용하기 위한 반응실과,
    상기 반응실을 둘러싸도록 설치된 금속제의 단열체와,
    상기 단열체에 마련된 복수의 구멍과,
    상기 복수의 구멍의 내부에 각각 삽입된 복수의 히터 요소를 구비하고,
    상기 복수의 구멍의 내벽은 세라믹으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 세라믹은 알루미나, 실리카 또는 이트리아인 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 세라믹은 다공질인 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  9. 제1항 내지 제3항, 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열체의 상기 반응실측의 면은 세라믹으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  10. 제1항 내지 제3항, 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터 요소는 케이블에 접속되어 있고,
    상기 케이블은 상기 히터 요소의 단부 근방에서 고정 부재에 의해 장치 외벽에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 고정 부재는 타이랩인 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  12. 피처리체를 수용하기 위한 반응실과,
    상기 반응실을 둘러싸도록 설치된 단열체와,
    상기 단열체에 마련된 복수의 구멍과,
    상기 복수의 구멍의 내부에 각각 설치된 복수의 환형의 스페이서 부재와,
    상기 복수의 환형 스페이서 부재 내에 각각 삽입된 복수의 히터 요소를 구비한 열처리 장치를 조립하는 방법이며,
    상기 복수의 구멍의 내부에 각각 복수의 환형의 스페이서 부재를 배치하는 공정과,
    상기 복수의 환형 스페이서 부재 내에 각각 복수의 히터 요소를 삽입하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치를 조립하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 히터 요소에 접속된 케이블을 상기 히터 요소의 단부 근방에서 고정 부재에 의해 장치 외벽에 고정하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치를 조립하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 히터 요소에 접속된 케이블을 상기 히터 요소의 단부 근방에서 타이랩에 의해 장치 외벽에 고정하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치를 조립하는 방법.
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