KR100899564B1 - Papid thermal process apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 튜브(20), 적치대(50), 복수개의 광원(80), 온도계(60) 및 컨트롤러(70)를 구비하여 반도체 제조공정에서 기판(1)을 가열하기 위해 급속 열처리 프로세스 장치(10)를 제공한다. 여기서, 튜브(20)는 밀폐되는 내부 공간(21)을 갖고, 투명한 수정재질로 형성된다. 적치대(50)는 튜브(20)의 내부 공간(21)내에서 튜브(20)의 중심에 위치되도록 설치되어 기판(1)이 놓인다. 복수개의 광원(80)은 튜브(20)의 외측 둘레에서 튜브(20)의 중심에 대해 균등한 각도로 배치되어 튜브(20)내의 적치대(50) 방향으로 열복사가 이루어지도록 한다. 온도계(60)는 적치대(50)상의 온도를 검출하여, 검출된 온도에 따른 전기신호를 발생한다. 그리고, 컨트롤러(70)는 온도계(60)로부터 발생된 전기신호를 인가받고, 복수개 이상의 광원(80)을 제어하여 설정된 공정온도를 조절한다. 이때, 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치(10)에서 복수개 이상의 광원(80) 각각은 적외선 램프(84)와, 반사갓(82)을 구비하고, 반사갓(82)은 적외선 램프(84)에서 발생된 광이 적치대(50)의 방향으로 반사되도록 하며, 적외선 램프(84)에서 발생된 광의 초점(C)이 튜브(20)의 중심에서 동일한 거리에 형성되도록 하므로써, 적치대(50) 주위에 가열 영역(H)이 형성되도록 한다. The present invention includes a tube 20, a loading rack 50, a plurality of light sources 80, a thermometer 60, and a controller 70 to heat the substrate 1 in a semiconductor manufacturing process. 10) to provide. Here, the tube 20 has an inner space 21 to be sealed, it is formed of a transparent crystal material. The holder 50 is installed to be located at the center of the tube 20 in the inner space 21 of the tube 20 so that the substrate 1 is placed. The plurality of light sources 80 are disposed at an equal angle with respect to the center of the tube 20 at the outer circumference of the tube 20 so that thermal radiation is made in the direction of the loading table 50 in the tube 20. The thermometer 60 detects a temperature on the loading stand 50 and generates an electric signal according to the detected temperature. The controller 70 receives an electric signal generated from the thermometer 60 and controls the plurality of light sources 80 to adjust the set process temperature. At this time, in the rapid heat treatment process apparatus 10 according to the present invention, each of the plurality of light sources 80 includes an infrared lamp 84 and a reflection shade 82, and the reflection shade 82 is generated by the infrared lamp 84. The light is reflected in the direction of the loading stand 50 and the focus C of the light generated by the infrared lamp 84 is formed at the same distance from the center of the tube 20, thereby heating around the loading stand 50. Allow region H to be formed.

Description

급속 열처리 프로세스 장치{PAPID THERMAL PROCESS APPARATUS} Rapid Heat Treatment Process Apparatus {PAPID THERMAL PROCESS APPARATUS}

본 발명은 급속 열처리 프로세스 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조시 산화(oxidation), 어닐링(annealing), 실리사이드 형성(silicide formation), 증착(deposition) 등의 공정에서 상대적으로 짧은 시간에 기판을 가열하는데 사용되는 급속 열처리 프로세스 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rapid heat treatment process apparatus, and more particularly, to a substrate in a relatively short time in a process such as oxidation, annealing, silicide formation, and deposition in semiconductor manufacturing. A rapid heat treatment process apparatus used to heat the

반도체 제조공정에서 급속 열처리 프로세스(rapid thermal process ; RTP) 장치는 상대적으로 짧은 시간(통상 1~2분 이내)에 기판을 가열하는데 이용된다. 급속 열처리 프로세스는 산화(oxidation), 어닐링(annealing), 실리사이드 형성(silicide formation), 증착(deposition) 등의 공정에서 널리 이용되기 때문에 수년 전부터 반도체 제조공정에서 중요한 위치를 차지하고 있다. In semiconductor manufacturing processes, rapid thermal process (RTP) devices are used to heat substrates in a relatively short time (usually within 1 to 2 minutes). The rapid heat treatment process has been important in semiconductor manufacturing since many years since it is widely used in processes such as oxidation, annealing, silicide formation, and deposition.

반도체 공정에서 도펀트(dopent) 확산을 방지하기 위해서는 열적 에너지를 최소화하기 위해 고온에서 짧은 시간 동안 유지시키는 것이 매우 중요한 요소이다. 또한, 짧은 공정시간은 경제적인 관점에서도 매우 유리하다. 이때, 급속 열처리 프로세스는 200 ~ 1000℃의 온도범위에서 빠른 가열과 냉각이 이루어지는 공정으로, 가열 또는 냉각속도는 일반적으로 20 ~ 100℃/sec이므로, 반도체 공정에서 매우 유용한 기술이다. 일반적으로 급속 열처리 프로세스 장치는 에너지소스(energy source), 소스의 배열, 온도 제어방법 등에 따라 다양한 형태가 제안되어 있다. In order to prevent dopant diffusion in the semiconductor process, it is very important to maintain at high temperature for a short time to minimize thermal energy. In addition, the short process time is very advantageous from an economic point of view. At this time, the rapid heat treatment process is a process in which rapid heating and cooling is performed in the temperature range of 200 ~ 1000 ℃, heating or cooling rate is generally 20 ~ 100 ℃ / sec, it is a very useful technology in the semiconductor process. In general, various types of rapid heat treatment process apparatuses have been proposed according to energy sources, arrays of sources, temperature control methods, and the like.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0368092호 "급속열처리가열장치기술및사용방법"은 제1 외피는 필라멘트에 의해 발생된 에너지가 외피를 통해 전달되도록 에너지 전달 재질로 구성되고, 에너지 전달 재질로 구성된 제2 외피는 제1 외피를 내장하며, 제2 외피는 반사 층으로 피막되며 에너지 전달 재질로 된 제3 외피 내에 내장되고, 제3 외피는 에너지 방출 필라멘트에 전압이 가해질 때 반사 피막이 가열 장치 내에 유지되도록 반사 피막을 둘러싸며, 가열 장치는 반도체 기판의 외주 영역을 가열하기 위한 제1 가열 구역 및 반도체 기판의 중심 영역을 가열하기 위한 제2 가열 구역인 적어도 두 개의 가열 구역에 배치되고, 제1 가열 구역을 형성하는 제1 그룹의 가열 장치는 기판으로부터 제1 거리로 이격되어 있으며, 제2 가열 구역을 형성하는 제2 그룹의 가열 장치는 기판으로부터 제2 거리로 이격되어 있고, 제1 거리는 제2 거리보다 짧아서 보다 많은 에너지가 중심 영역보다 기판의 외주 영역으로 향해지도록 하는 급속 열처리 프로세스 장치를 제안하고 있다. Republic of Korea Patent Publication No. 10-0368092 "Rapid heat treatment heating technology and method of use" is the first shell is composed of an energy transfer material so that the energy generated by the filament is transmitted through the outer shell, consisting of an energy transfer material The second sheath contains a first sheath, the second sheath being encapsulated with a reflective layer and embedded within a third sheath of an energy transfer material, the third sheath retaining the reflective film in the heating device when voltage is applied to the energy emitting filament. Surrounding the reflective coating, wherein the heating device is disposed in at least two heating zones, the first heating zone for heating the peripheral region of the semiconductor substrate and the second heating zone for heating the central region of the semiconductor substrate, and the first heating The first group of heating devices forming the zone is spaced at a first distance from the substrate and the second group of heating devices forming the second heating zone is formed. A heating apparatus is proposed for a rapid heat treatment process apparatus that is spaced apart from a substrate by a second distance and the first distance is shorter than the second distance so that more energy is directed to the outer periphery of the substrate than to the central region.

이와 같이 선형 적외선 램프 등과 같이 기판(웨이퍼)를 가열하기 위한 광 에 너지를 방출하는 광원을 가열대상물(기판)의 상부 또는 하부에 배열하여 구성되는 급속 열처리 프로세스 장치로 제안된 기술에는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0077972호 "급속 열처리 장치", 제10-2006-0078004호 "급속 열처리 장치", 제10-2005-0007451호 "가열원들의 조합제들을 이용한 펄스 처리 반도체 가열방법들", 등록특허공보 등록번호 제10-0728407호 "핫 플레이트 어닐링 시스템", 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0093025호 "열처리 방법 및 열처리 장치", 공개특허공보 공개번호 특2001-0107966호 "자외선 웨이퍼 가열처리 및 광화학적 프로세스 장비" 및 공개번호 제10-2005-0117336호 "선형 또는 비선형적인 국부가열방법" 등이 있다. As such, a technique proposed as a rapid heat treatment process apparatus configured by arranging a light source emitting light energy for heating a substrate (wafer), such as a linear infrared lamp, on or above a heating object (substrate). Publication Nos. 10-2006-0077972 "Rapid Heat Treatment Apparatus", 10-2006-0078004 "Rapid Heat Treatment Apparatus", 10-2005-0007451 "Pulse Processing Semiconductor Heating Methods Using Combinations of Heating Sources" , Patent Publication No. 10-0728407 "Hot Plate Annealing System", Patent Publication No. 10-2006-0093025 "Heat treatment method and heat treatment apparatus", Patent Publication No. 2001-0107966 "Ultraviolet rays Wafer heat treatment and photochemical process equipment, and Publication No. 10-2005-0117336, "Linear or Nonlinear Local Heating Methods."

그러나, 이와 같은 종래기술은 선형 적외선 램프와 같은 광원이 기판의 상부 또는 하부에 연속적으로 배열되는 구조를 가지므로 높은 고열에 의한 진공시스템의 진공누설 및 주변장치의 안정을 위해 열원 외부에 새롭게 냉각 챔버를 구비해야 하는 이차적 문제와 이에 따른 경제적 문제가 있다. However, such a prior art has a structure in which a light source such as a linear infrared lamp is continuously arranged on the upper or lower portion of the substrate, so that the cooling chamber is newly outside the heat source for the vacuum leakage of the vacuum system and the stability of the peripheral device due to the high heat. There is a secondary problem that must be provided and the resulting economic problems.

한편, 이와 같이 급속 열처리 프로세스는 산화막 형성 공정에서 매우 중요한 공정이므로, 급속 열처리 프로세스 장치는 반도체 제조공정에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 즉, 급속 열처리 프로세스 장치는 기판에 정확한 산화막 두께를 제어해야하고, 고온에서 짧은 프로세스 타임이 요구되며, 다양한 가스 환경에서 높은 품질의 박막을 형성해야 하는데 적합하기 때문이다. On the other hand, since the rapid heat treatment process is a very important process in the oxide film forming process, the rapid heat treatment process apparatus occupies an important position in the semiconductor manufacturing process. That is, the rapid heat treatment process apparatus is required to control the exact thickness of the oxide film on the substrate, requires a short process time at a high temperature, and is suitable for forming a high quality thin film in various gas environments.

그러나, 종래기술에 따라 제공되고 있는 급속 열처리 프로세스 장치는 일반 실험실 수준에서 사용하기에는 너무 규모가 크고, 여러 가지 부대 시설을 관리하는데 너무나 큰 경제적 비용이 투입되는 문제점이 있으므로, 실험실에서 사용이 적합하게 간단하면서 경제적인 급속 열처리 프로세스 장치가 필요하다. However, the rapid heat treatment process apparatus provided in accordance with the prior art is too large to be used at a general laboratory level, and there is a problem in that it costs too much economic cost to manage various auxiliary facilities. And economical rapid heat treatment process apparatus is required.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 복잡하지 않은 비교적 단순한 방식으로 기판(반도체 웨이퍼)을 균일하게 가열할 수 있는 새로운 형태의 급속 열처리 프로세스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a new type of rapid heat treatment process apparatus capable of uniformly heating a substrate (semiconductor wafer) in a relatively simple manner that is not complicated. It is done.

특히, 본 발명은 용이하게 적용할 수 있는 적외선 램프를 적용하면서도 종래 선형 적외선 램프 구조가 아닌 반사 초점 적외선 램프 구조를 갖도록 하므로써 열 효율을 높게 할 수 있으면서도 냉각 챔버가 필요없어 상대적으로 간단하게 구성할 수 있는 새로운 형태의 급속 열처리 프로세스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In particular, the present invention can be configured relatively simply because it does not require a cooling chamber while having a high thermal efficiency by having a reflective focus infrared lamp structure instead of a conventional linear infrared lamp structure while applying an infrared lamp that can be easily applied. It is an object of the present invention to provide a new type of rapid heat treatment process apparatus.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 제조공정에서 기판(1)을 가열하기 위해 사용되는 급속 열처리 프로세스 장치에 있어서, 밀폐되는 내부 공간(21)을 갖고, 투명한 수정재질로 형성되는 튜브(20)와; 상기 튜브(20)의 내부 공간(21)내에서 상기 튜브(20)의 중심에 위치되도록 설치되어 상기 기판(1)이 놓이는 적치대(50)와; 상기 튜브(20)의 외측 둘레에서 상기 튜브(20)의 중심에 대해 균등한 각도로 배치되어 상기 튜브(20)내의 적치대(50) 방향으로 열복사가 이루어지도록 하는 복수개 이상의 광원(80)과; 상기 적치대(50)상의 온도를 검출하여, 검출된 온도에 따른 전기신호를 발생하기 위한 온도계(60) 및; 상기 온도계(60)로부터 발생된 전기신호를 인가받고, 상기 복수개 이상의 광원(80)을 제어하여 설정된 공정온도를 조절하기 위한 컨트롤러(70)를 포함하고; 상기 복수개 이상의 광원(80) 각각은 적외선 램프(84)와, 상기 적외선 램프(84)에서 발생된 광이 상기 적치대(50)의 방향으로 반사되도록 하는 반사갓(82)을 구비하되; 상기 반사갓(82)은 상기 적외선 램프(84)에서 발생된 광의 초점(C)이 상기 튜브(20)의 중심에서 동일한 거리에 형성되도록 하므로써, 상기 적치대(50) 주위에 가열 영역(H)이 형성되도록 한다. In order to achieve the above object, the present invention is a rapid heat treatment process apparatus used to heat the substrate 1 in a semiconductor manufacturing process, the tube 20 is formed of a transparent crystal material having an inner space 21 is sealed )Wow; A loading stand 50 installed in the inner space 21 of the tube 20 so as to be positioned at the center of the tube 20 and on which the substrate 1 is placed; A plurality of light sources 80 arranged at an equal angle with respect to the center of the tube 20 at the outer circumference of the tube 20 so that heat radiation is made in the direction of the placing table 50 in the tube 20; A thermometer (60) for detecting a temperature on the loading stand (50) and generating an electrical signal according to the detected temperature; A controller (70) for receiving an electric signal generated from the thermometer (60) and controlling a plurality of light sources (80) to adjust a set process temperature; Each of the plurality of light sources 80 includes an infrared lamp 84 and a reflector 82 for reflecting light generated from the infrared lamp 84 in the direction of the loading table 50; The reflection shade 82 allows the focal point C of the light generated by the infrared lamp 84 to be formed at the same distance from the center of the tube 20, so that the heating area H is formed around the placement table 50. To form.

이와 같은 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치에서 상기 온도계(60)는 광온도계, 복사온도계, 광전고온계 및 색고온계로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고, 상기 튜브(20)의 외측에 설치되어 상기 적치대(50)상에 놓이는 상기 기판(1)상의 온도를 검출할 수 있다. In the rapid heat treatment process apparatus according to the present invention, the thermometer 60 is made of any one selected from the group consisting of photometer, radiation thermometer, photoelectric thermometer and color thermometer, and is installed outside the tube 20 to The temperature on the substrate 1 lying on the teeth 50 can be detected.

이와 같은 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치에서 상기 광원(80)은 4개로 이루어져 90도 간격으로 설치되고, 상기 반사갓(82)은 반구형으로 이루어질 수 있다. In the rapid heat treatment process apparatus according to the present invention as described above, the light source 80 is composed of four and installed at intervals of 90 degrees, and the reflection shade 82 may be formed in a hemispherical shape.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 반도체 제조공정에서 기판(1)을 가열하기 위해 사용되는 급속 열처리 프로세스 장치에 있어서, 길이 방향으로 일측의 제 1 오프닝(22)으로부터 타측의 제 2 오프닝(22')까지 평행하게 형성되는 내부 공간(21)을 갖고, 상기 길이 방향에 대한 수직 단면의 형상이 원형을 가지며, 투명한 수정재질로 형성되는 튜브(20)와; 상기 튜브(20)의 제 1 오프닝(22)측에 끼워져 결합되어 상기 튜브(20)의 제 1 오프닝(22)이 밀폐되도록 하는 제 1 씰링 케이스(30)와; 상기 튜브(20)의 제 2 오프닝(22')측에 끼워져 결합되어 상기 튜브(20)의 제 2 오프닝(22')이 밀폐되도록 하는 제 2 씰링 케이스(30')와; 상기 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 상기 튜브(20)의 내측으로 연장되어 설치되고, 외부의 진공형성장치(100)와 접속되어 상기 튜브(20)의 내부 공 간(21)을 진공분위기로 형성하도록 하는 진공게이트(40)와; 상기 제 1 씰링 케이스(30)를 통해 상기 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 설치되고, 외부의 공정가스공급장치(102)와 접속되어 상기 튜브(20)의 내부 공간(21)으로 공정가스가 공급되도록 하기 위한 가스 주입구(42)와; 상기 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 상기 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 설치되고, 외부의 공정가스배출장치(104)와 접속되어 상기 튜브(20)의 내부 공간(21)으로부터 공정가스가 배출되도록 하기 위한 가스 배출구(44)와; 상기 튜브(20)의 외측 둘레에서 상기 튜브(20)의 중심에 대해 균등한 각도로 배치되어 상기 튜브(20)내의 적치대(50) 방향으로 열복사가 이루어지도록 하는 복수개 이상의 광원(80)과; 상기 제 1 씰링 케이스(30)를 통해 상기 튜브(20)의 중심축상으로 평행하게 상기 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되는 제 1 지지대(52)와; 상기 제 1 지지대(52)에 지지되어 상기 튜브(20)의 내부 공간(21)내에서 상기 복수개 이상의 광원(80)의 열복사가 이루어지는 가열 영역(H)에 위치되도록 설치되어 상기 기판(1)이 놓이는 적치대(50)와; 상기 적치대(50)상의 온도를 검출하여, 검출된 온도에 따른 전기신호를 발생하기 위한 온도계(60) 및; 상기 온도계(60)로부터 발생된 전기신호를 인가받고, 상기 복수개 이상의 광원(80)의 온도를 조절하기 위한 컨트롤러(70)를 포함하고; 상기 복수개 이상의 광원(80) 각각은 적외선 램프(84)와, 상기 적외선 램프(84)에서 발생된 광이 상기 적치대(50)의 방향으로 반사되도록 하는 반사갓(82)을 구비하되; 상기 반사갓(82)은 상기 적외선 램프(84)에서 발생된 광의 초점(C)이 상기 튜브(20)의 중심에서 동일한 거리에 형성되도록 하므로써, 상기 적치대(50) 주위에 가열 영역(H)이 형성되도록 한다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a rapid heat treatment process apparatus used for heating a substrate 1 in a semiconductor manufacturing process, from the first opening 22 on one side in the longitudinal direction A tube (20) having an inner space (21) formed in parallel to the second opening (22 ') on the other side, and having a circular shape in a vertical cross section with respect to the longitudinal direction, and formed of a transparent crystal material; A first sealing case 30 fitted to the first opening 22 side of the tube 20 to seal the first opening 22 of the tube 20; A second sealing case (30 ') fitted to the second opening (22') side of the tube (20) to seal the second opening (22 ') of the tube (20); It is installed to extend inside the tube 20 through the second sealing case 30 ', and is connected to an external vacuum forming apparatus 100 to vacuum the inner space 21 of the tube 20 in a vacuum atmosphere. A vacuum gate 40 to be formed as; It extends to the inner space 21 of the tube 20 through the first sealing case 30, is connected to the external process gas supply device 102 and the inner space 21 of the tube 20 A gas injection port 42 for supplying a process gas to the gas; It is installed to extend into the inner space 21 of the tube 20 through the second sealing case 30 ', and is connected to the external process gas discharge device 104, the inner space 21 of the tube 20 A gas outlet 44 for discharging the process gas from the; A plurality of light sources 80 arranged at an equal angle with respect to the center of the tube 20 at the outer circumference of the tube 20 so that heat radiation is made in the direction of the placing table 50 in the tube 20; A first support (52) extending through the first sealing case (30) to the inner space (21) of the tube (20) in parallel on the central axis of the tube (20); The substrate 1 is installed so as to be positioned in the heating region H supported by the first support 52 and in which heat radiation of the plurality of light sources 80 is performed in the internal space 21 of the tube 20. A placing stand 50; A thermometer (60) for detecting a temperature on the loading stand (50) and generating an electrical signal according to the detected temperature; A controller (70) for receiving an electric signal generated from the thermometer (60) and for controlling the temperatures of the plurality of light sources (80); Each of the plurality of light sources 80 includes an infrared lamp 84 and a reflector 82 for reflecting light generated from the infrared lamp 84 in the direction of the loading table 50; The reflection shade 82 allows the focal point C of the light generated by the infrared lamp 84 to be formed at the same distance from the center of the tube 20, so that the heating area H is formed around the placement table 50. To form.

이와 같은 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치는 상기 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 상기 튜브(20)의 중심축상으로 평행하게 상기 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 상기 제 1 지지대(52)의 반대측에 위치되는 제 2 지지대(54) 및; 상기 적치대(50)를 사이에 두고, 상기 제 1 지지대(52)와 제 2 지지대(54)에 결합되는 차단 플레이트(56)를 더 구비할 수 있다. The rapid heat treatment process apparatus according to the present invention extends into the inner space 21 of the tube 20 in parallel to the central axis of the tube 20 through the second sealing case 30 ′, and thus the first heat treatment process apparatus. A second support 54 located on the opposite side of the support 52; A blocking plate 56 coupled to the first support 52 and the second support 54 may be further provided with the loading stand 50 interposed therebetween.

이와 같은 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치에서 상기 온도계(60)는 저항온도계, 서미스터 온도계, 열전온도계, 바이메탈식 온도계 및 아네로이드형 온도계로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고, 상기 적치대(50)상에 설치되어 상기 가열 영역(H)내의 온도를 검출할 수 있다. In the rapid heat treatment process apparatus according to the present invention, the thermometer 60 is made of any one selected from the group consisting of resistance thermometers, thermistor thermometers, thermoelectric thermometers, bimetal thermometers and aneroid thermometers, It is installed in the can detect the temperature in the heating area (H).

본 발명에 의한 급속 열처리 프로세스 장치에 의하면, 종래기술에 비해 부대적인 냉각 시스템이 필요없이 단순하게 구성되고, 조작이 간편하면서 기능도 양호하므로, 그 제조단가를 낮출 수 있어 중소규모의 실험실에도 급속 열처리 프로세스 장치를 사용한 실험 제작이 가능하므로 학문적 연구의 질적향상을 기대할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치는 튜브 주위로 광원이 균등한 각도 간격으로 설치하고, 광원의 열반사 초점에 의해 기판이 놓이는 적치대 주위로 가열 영역이 형성되도록 하므로, 종래기술에 비해 상대적으로 간단한 구성을 통해서도 기판을 균일하게 가열할 수 있는 장점이 있다. According to the rapid heat treatment process apparatus according to the present invention, since it is simply configured without the need for an additional cooling system compared to the prior art, the operation is simple and the function is good. Experimental production using process equipment is possible, so the quality of academic research can be improved. In particular, the rapid heat treatment process apparatus according to the present invention is installed at equal angular intervals of light sources around the tube, so that the heating zone is formed around the loading zone where the substrate is placed by the heat reflection focus of the light source, and thus, relative to the prior art. As a result, the substrate can be heated evenly through a simple configuration.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3에 의거하여 상세히 설명한다. 한편 각 도면에서 일반적으로 급속 열처리 프로세스 장치를 사용하여 공정을 진행하기 위한 기술 즉, 기판의 이송을 위한 구성 및 작용, 튜브내의 진공환경을 형성하기 위한 진공성형장치의 구성 및 작용, 튜브내 공정가스의 입출입을 위한 공정가스공브장치 및 공정가스배기장치의 구성 및 작용, 공정시 온도관리를 위한 온도 컨트롤러 및 센서의 구성 및 작용 등 통상 이 분야의 관련 기술로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. Meanwhile, in each of the drawings, a technique for performing a process using a rapid heat treatment process apparatus, that is, a structure and an operation for transferring a substrate, a composition and an operation of a vacuum forming apparatus for forming a vacuum environment in a tube, and a process gas in a tube Configuration and action of the process gas vent device and process gas exhaust device for the entry and exit of the process, and the configuration and action of the temperature controller and sensor for the temperature management during the process, and the configuration and action that can be easily known from related technologies in this field And the drawings and the detailed description of the effects have been briefly or omitted and are shown centering on the parts related to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 급속 열처리 프로세스 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 3에서 보인 급속 열처리 프로세스 장치의 가열 및 냉각 특성 그래프이다. 1 is a view for explaining the technical idea of the rapid heat treatment process apparatus according to the present invention, Figure 2 is a view for explaining a rapid heat treatment process apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is shown in FIG. Graph of heating and cooling characteristics of a rapid heat treatment process apparatus.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치(10)는 튜 브(20), 적치대(50), 복수개의 광원(80), 온도계(60) 및 컨트롤러(70)를 구비하여 반도체 제조공정에서 기판(1)을 가열하기 위해 사용된다. 여기서, 튜브(20)는 밀폐되는 내부 공간(21)을 갖고, 투명한 수정재질로 형성된다. 적치대(50)는 튜브(20)의 내부 공간(21)내에서 튜브(20)의 중심에 위치되도록 설치되어 기판(1)이 놓인다. 복수개의 광원(80)은 튜브(20)의 외측 둘레에서 튜브(20)의 중심에 대해 균등한 각도로 배치되어 튜브(20)내의 적치대(50) 방향으로 열복사가 이루어지도록 한다. 온도계(60)는 적치대(50)상의 온도를 검출하여, 검출된 온도에 따른 전기신호를 발생한다. 그리고, 컨트롤러(70)는 온도계(60)로부터 발생된 전기신호를 인가받고, 복수개 이상의 광원(80)을 제어하여 설정된 공정온도를 조절한다. Referring to FIG. 1, the rapid thermal processing apparatus 10 according to the present invention includes a tube 20, a loading rack 50, a plurality of light sources 80, a thermometer 60, and a controller 70. It is used to heat the substrate 1 in the manufacturing process. Here, the tube 20 has an inner space 21 to be sealed, it is formed of a transparent crystal material. The holder 50 is installed to be located at the center of the tube 20 in the inner space 21 of the tube 20 so that the substrate 1 is placed. The plurality of light sources 80 are disposed at an equal angle with respect to the center of the tube 20 at the outer circumference of the tube 20 so that thermal radiation is made in the direction of the loading table 50 in the tube 20. The thermometer 60 detects a temperature on the loading stand 50 and generates an electric signal according to the detected temperature. The controller 70 receives an electric signal generated from the thermometer 60 and controls the plurality of light sources 80 to adjust the set process temperature.

이때, 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치(10)에서 복수개 이상의 광원(80) 각각은 적외선 램프(84)와, 반사갓(82)을 구비하고, 반사갓(82)은 적외선 램프(84)에서 발생된 광이 적치대(50)의 방향으로 반사되도록 하며, 적외선 램프(84)에서 발생된 광의 초점(C)이 튜브(20)의 중심에서 동일한 거리에 형성되도록 하므로써, 적치대(50) 주위에 가열 영역(H)이 형성되도록 한다. At this time, in the rapid heat treatment process apparatus 10 according to the present invention, each of the plurality of light sources 80 includes an infrared lamp 84 and a reflection shade 82, and the reflection shade 82 is generated by the infrared lamp 84. The light is reflected in the direction of the loading stand 50 and the focus C of the light generated by the infrared lamp 84 is formed at the same distance from the center of the tube 20, thereby heating around the loading stand 50. Allow region H to be formed.

이와 같이 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치(10)는 적외선 반사갓(82)이 구비된 복수개의 램프(84)로 이루어지는 광원(80)을 튜브(20) 주위로 균등하게 배치하고, 각각의 초점(C)을 정확히 제어하여 하나의 핫스팟(hot spot)을 만들어 높은 온도에서 균일한 존(zone)을 이루는 가열 영역(Z)을 형성하므로써 열 효율이 높고, 별도의 냉각 챔버를 설치할 필요없도록 한다. As described above, the rapid heat treatment process apparatus 10 according to the present invention evenly arranges the light source 80 including the plurality of lamps 84 provided with the infrared reflector 82 evenly around the tube 20, and controls each focal point ( By precisely controlling C), a single hot spot is formed to form a heating zone (Z) that forms a uniform zone at a high temperature so that the thermal efficiency is high and there is no need to install a separate cooling chamber.

본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치(10)는 박막증착 후 온도에 따른 박막성장을 정확하게 제어하기 위해 기판을 급속 가열 및 냉각할 수 있도록 한다. 특히, 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치(10)는 적외선 램프(84)에서 발생된 광이 튜브(20)내로 열반사되도록 하는 반사갓(82, 반사경)이 각각 구비된 여러개(바람직하게는 4개로 이루어져 90도 간격으로 설치한다)의 광원(80)의 초점(C)이 모아져 가열 영역(Z)을 형성하므로써, 도 3에서 보는 바와 같이, 20초 이내에 1000℃정도까지 승온할 수 있고, 적치대(50)의 열전도도 및 비열을 감안하여 1분 내에 상온까지 냉각할 수 있도록 한다. 이와 같은 급속 열처리 프로세스 장치(10)는 진공분위기는 물론, 산소, 질소, 알곤 등 가스 분위기에서 열처리가 가능토록 설계된 고융점 금속재질의 적치대(50)에 온도계(60)가 설치되는 형태로 간단하게 제조가능하다. The rapid heat treatment process apparatus 10 according to the present invention enables rapid heating and cooling of a substrate in order to accurately control thin film growth according to temperature after thin film deposition. In particular, the rapid heat treatment process apparatus 10 according to the present invention is provided with a plurality (preferably four) each provided with reflectors 82 (reflectors) which allow the light generated by the infrared lamp 84 to be heat reflected into the tube 20. The focus C of the light source 80 of the light source 80 of the light source 80 is collected to form the heating zone Z, and as shown in FIG. 3, the temperature can be raised to about 1000 ° C. within 20 seconds. The thermal conductivity and specific heat of (50) are taken into consideration to allow cooling to room temperature within 1 minute. Such a rapid heat treatment process apparatus 10 is simple in that the thermometer 60 is installed on the mounting table 50 of the high melting point metal material designed to be heat-treated in a gas atmosphere such as oxygen, nitrogen, and argon as well as a vacuum atmosphere. It is possible to manufacture.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 급속 열처리 프로세스 장치(10)는 튜브(20), 제 1 씰링 케이스(30), 제 2 씰링 케이스(30'), 진공게이트(40), 가스 주입구(42), 가스 배출구(44), 복수개 이상의 광원(80), 제 1 지지대(52), 적치대(50), 온도계(60) 및 컨트롤러(70)를 구비하여 반도체 제조공정에서 기판(1)을 가열하기 위해 사용된다. Referring to FIG. 2, the rapid thermal processing apparatus 10 according to the preferred embodiment of the present invention may include a tube 20, a first sealing case 30, a second sealing case 30 ′, a vacuum gate 40, A gas injection hole 42, a gas discharge hole 44, a plurality of light sources 80, a first support 52, a loading stand 50, a thermometer 60, and a controller 70 may be provided. Used to heat 1).

이때, 튜브(20)는 원통관의 형태로 형성되는 것으로, 길이 방향으로 일측의 제 1 오프닝(22)으로부터 타측의 제 2 오프닝(22')까지 평행하게 형성되는 내부 공간(21)을 갖고, 길이 방향에 대한 수직 단면의 형상이 원형을 가지며, 투명한 수정재질로 형성된다. 그리고, 제 1 씰링 케이스(30)와 제 2 씰링 케이스(30')는 튜브(20)의 양측을 밀폐시키고, 공정가스의 입출입을 위한 가스 주입구(42) 및 배출구(44), 진공형성을 위한 진공 게이트(40) 및 기판(1)이 놓이는 적치대(50)의 지지와 가열 영역(H, 도 1 참조) 외측으로의 열복사를 차단하기 위한 차단 플레이트(56)를 지지하기 위한 제 1 및 제 2 지지대(52, 54)가 결합되도록 한다. 여기서, 제 1 씰링 케이스(30)는 튜브(20)의 제 1 오프닝(22)측에 끼워져 결합되어 튜브(20)의 제 1 오프닝(22)이 밀폐되도록 하고, 제 2 씰링 케이스(30')는 튜브(20)의 제 2 오프닝(22')측에 끼워져 결합되어 튜브(20)의 제 2 오프닝(22')이 밀폐되도록 한다. 제 1 씰링 케이스(30)와 제 2 씰링 케이스(30')는 오링(32) 등을 사용하여 튜브(20)내의 진공형성이 가능하도록 하고, 공정가스를 사용한 공정이 가능하도록 밀폐된다. 이때, 제 1 및 제 2 씰링 케이스(20, 30')는 일측이 개구되는 원통형의 통체로 형성되는데, 적외선 반사를 잘하는 양호한 금속을 적용하고, 1000~1500℃에서 쉽게 녹지 않으며, 산화가 잘 일어나지 않고, 열전도가 낮은 재질(코발트, 니켈 또는 이들의 합금 등)을 적용한다. 그리고, 오링(32)은 튜브(20)내의 진공을 잘 유지하기 위해 너무 단단하지 않으면서 기밀성이 좋은 내열 실리콘 고무 계열을 적용한다. At this time, the tube 20 is formed in the form of a cylindrical tube, and has an internal space 21 formed in parallel from the first opening 22 on one side to the second opening 22 'on the other side in the longitudinal direction, The shape of the vertical cross section with respect to the longitudinal direction has a circular shape, and is formed of a transparent crystal material. In addition, the first sealing case 30 and the second sealing case 30 ′ seal both sides of the tube 20, and the gas inlet 42 and the outlet 44 for inlet and outlet of the process gas, and the vacuum for forming First and second to support the blocking plate 56 for blocking the heat transfer outside the heating zone H (see FIG. 1) and the support of the loading table 50 on which the vacuum gate 40 and the substrate 1 are placed. 2 Let the supports 52, 54 engage. Here, the first sealing case 30 is fitted to the first opening 22 side of the tube 20 to be coupled to seal the first opening 22 of the tube 20, the second sealing case 30 ' Is fitted to the second opening 22 'side of the tube 20 so that the second opening 22' of the tube 20 is sealed. The first sealing case 30 and the second sealing case 30 ′ are sealed to allow vacuum formation in the tube 20 using the O-ring 32 and the like, and to allow a process using a process gas. At this time, the first and second sealing cases 20, 30 'is formed of a cylindrical cylinder that is open at one side, applying a good metal that is good for infrared reflection, does not easily melt at 1000 ~ 1500 ℃, oxidation does not occur well Instead, a material having low thermal conductivity (cobalt, nickel, or an alloy thereof) is applied. In addition, the O-ring 32 applies a heat-resistant silicone rubber series having good airtightness without being too hard to maintain the vacuum in the tube 20 well.

한편, 복수개 이상의 광원(80)은 튜브(20)의 외측 둘레에서 튜브(20)의 중심에 대해 균등한 각도로 배치되어 튜브(20)내의 적치대(50) 방향으로 열복사가 이루어지도록 한다. 이와 같은 복수개 이상의 광원(80) 각각은 적외선 램프(84)와, 이 적외선 램프(84)에서 발생된 광이 적치대(50)의 방향으로 반사되도록 하는 반사갓(82)을 구비하여 이루어진다. 반사갓(82)은 적외선 램프(84)에서 발생된 광의 초점(C)이 튜브(20)의 중심에서 동일한 거리에 형성되도록 하므로써, 적치대(50) 주위에 가열 영역(H)이 형성되도록 한다. 본 실시예에서 광원(80)은 4개로 이루어져 90도 간격으로 설치되고, 반사갓(82)은 반구형으로 이루어진다. 물론, 광원(80)의 개수는 적외선 램프(84)의 용량 및 반사갓(82)의 크기, 튜브(20)와의 거리에 따라 조절할 수 있지만, 최고 공정온도를 1300℃ 정도를 갖도록 튜브(20)의 외측 둘레에서 등간격으로 설치되어 핫스팟을 형성하도록 4개의 광원(80)으로 구성하는 것이 바람직하다. On the other hand, the plurality of light sources 80 are disposed at an equal angle with respect to the center of the tube 20 around the outer periphery of the tube 20 to be thermal radiation in the direction of the loading table 50 in the tube 20. Each of the plurality of light sources 80 includes an infrared lamp 84 and a reflector 82 for reflecting light generated by the infrared lamp 84 in the direction of the loading table 50. The reflector 82 allows the focal point C of the light generated by the infrared lamp 84 to be formed at the same distance from the center of the tube 20 so that the heating region H is formed around the loading table 50. In this embodiment, the light source 80 is composed of four and installed at intervals of 90 degrees, the reflector 82 is made of a hemispherical shape. Of course, the number of the light source 80 can be adjusted according to the capacity of the infrared lamp 84, the size of the reflector 82, the distance to the tube 20, but the maximum process temperature of the tube 20 to have about 1300 ℃ It is preferable to configure four light sources 80 to be installed at equal intervals on the outer circumference to form a hot spot.

한편, 제 1 씰링 케이스((30)와 제 2 씰링 케이스(30')에는 진공게이트(40), 가스 주입구(42), 가스 배출구(44), 제 1 지지대(52) 및 제 2 지지대(54)가 결합된다. 이들을 보면, 진공게이트(40)는 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 튜브(20)의 내측으로 연장되어 설치되고, 외부의 진공형성장치(100)와 접속되어 튜브(20)의 내부 공간(21)을 진공분위기로 형성하도록 한다. 그리고, 가스 주입구(42)는 제 1 씰링 케이스(30)를 통해 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 설치되고, 외부의 공정가스공급장치(102)와 접속되어 튜브(20)의 내부 공간(21)으로 공정가스가 공급되도 록 한다. 또한, 가스 배출구(44)는 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 설치되고, 외부의 공정가스배출장치(104)와 접속되어 튜브(20)의 내부 공간(21)으로부터 공정가스가 배출되도록 한다. 제 1 지지대(52)는 제 1 씰링 케이스(30)를 통해 튜브(20)의 중심축상으로 평행하게 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 설치된다. 이 제 1 지지대(52)의 끝단에는 적치대(50)가 결합되어 제 1 지지대(52)의 인입을 통해 적치대(50)를 튜브(20)로 넣어 위치시키도록 한다. 이때, 적치대(50)는 제 1 지지대(52)에 지지되어 튜브(20)의 내부 공간(21)내에서 복수개 이상의 광원(80)의 열복사가 이루어지는 가열 영역(H)에 위치되도록 설치되어 기판(1)이 놓이도록 한다. 그리고, 제 2 지지대(54)는 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 튜브(20)의 중심축상으로 평행하게 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 제 1 지지대(52)의 반대측에 위치되도록 설치된다. Meanwhile, the first sealing case 30 and the second sealing case 30 ′ may include a vacuum gate 40, a gas inlet 42, a gas outlet 44, a first support 52, and a second support 54. The vacuum gate 40 is installed to extend inside the tube 20 through the second sealing case 30 ', and is connected to the external vacuum forming apparatus 100 to connect the tube 20 to the tube 20. The inner space 21 of the () is formed into a vacuum atmosphere, and the gas inlet 42 extends into the inner space 21 of the tube 20 through the first sealing case 30, and It is connected to the process gas supply device 102 so that the process gas is supplied to the internal space 21 of the tube 20. In addition, the gas outlet 44 is the tube 20 through the second sealing case 30 '. Is installed to extend into the inner space 21 of the c) and is connected to an external process gas discharge device 104 so that the process gas is discharged from the inner space 21 of the tube 20. The first support 52 is installed to extend in the inner space 21 of the tube 20 in parallel to the central axis of the tube 20 through the first sealing case 30. The first support 52 is installed. At the end of the), the loading stand 50 is coupled to place the loading stand 50 into the tube 20 through the introduction of the first support 52. At this time, the loading stand 50 is the first support stand. Supported by 52 to be positioned in the heating area (H) of the thermal radiation of the plurality of light sources 80 in the inner space 21 of the tube 20 so that the substrate 1 is placed. The second support 54 extends into the inner space 21 of the tube 20 parallel to the central axis of the tube 20 through the second sealing case 30 'such that it is located opposite the first support 52. Is installed.

한편, 제 1 지지대(52)와 제 2 지지대(54) 각각에는 적치대(50)를 사이에 두고, 차단 플레이트(56)가 설치된다. 이와 같은 차단 플레이트(56)는 튜브(20)의 단면형상과 대응되도록 원형으로 형성되어 가열 영역의 외측으로 복사되는 열을 가능한 감소시키도록 한다. 이와 같은 차단 플레이트(56)는 적외선 반사를 잘하는 양호한 금속이라야 하고, 1000~1500℃에서 쉽게 녹지 않으며, 산화가 잘 일어나지 않아야 하고, 열전도가 낮아야 한다. 이와 같은 점을 고려하여 차단 플레이트(56)는 코발트, 니켈 또는 이들의 합금이 바람직하다. On the other hand, the blocking plate 56 is provided in each of the 1st support 52 and the 2nd support 54 with the loading stand 50 interposed. Such a blocking plate 56 is formed in a circle to correspond to the cross-sectional shape of the tube 20 to reduce as much as possible the heat radiated to the outside of the heating area. Such a blocking plate 56 should be a good metal that reflects infrared rays well, does not easily melt at 1000-1500 ° C., should not easily oxidize, and should have low thermal conductivity. In view of this, the blocking plate 56 is preferably cobalt, nickel or an alloy thereof.

한편, 본 실시예의 급속 열처리 프로세서 장치(10)는, 도 1에서 보는 바와 같이, 적치대(50)상의 온도를 검출하여, 검출된 온도에 따른 전기신호를 발생하기 위한 온도계(60)와, 이 온도계(60)로부터 발생된 전기신호를 인가받고, 복수개 이상의 광원(80)의 온도를 조절하기 위한 컨트롤러(70)를 구비한다. 이때, 본 실시예에의 급속 열처리 프로세스 장치(10)에서 온도계(60)는 금속이나 반도체의 저항 변화를 응용하는 저항온도계, 서미스터 온도계, 열기전력의 변화를 응용하는 열전온도계, 2개의 다른 금속을 접착시켜 열팽창의 차이를 이용한 바이메탈식 온도계, 압력의 변화 또는 증기장력의 변화를 이용한 아네로이드형 온도계를 선택적으로 적용하고, 적치대(50)상에 설치하여 가열 영역(H)내의 온도를 검출하도록 한다. 이때, 온도계(60)와 컨트롤러(70)를 접속시키는 케이블은 내열성이 강한 난연 소재가 바람직하며, 테프론이 재질 계열이 가장 바람직하다. 그리고, 컨트롤러(70)는 응답속도가 아주 빠른 것이 바람직하며, 10msec이하가 가장 바람직하다. 또한, 본 발명의 급속 열처리 프로세스 장치(10)에서 온도계(60)는 물체가 고온이 되면 열복사가 강해져 적색에서 백색으로 변해가는 것을 이용하여 색이나 강도를 측정하여 온도를 측정하는 특수한 광온도계, 복사온도계, 광전고온계, 색고온도계를 선택적으로 튜브(20)의 외측에 설치하여, 적치대(50)상에 놓이는 기판(1)상의 온도를 검출하도록 할 수 있을 것이다. 이와 같은 후자의 온도계(60)는 공정중의 기판(1)상의 온도를 직접 대지 않고 측정할 수 있으므로, 온도 측정의 편리함을 제공할 수 있다. On the other hand, the rapid heat treatment processor apparatus 10 of the present embodiment, as shown in Figure 1, by detecting the temperature on the loading table 50, the thermometer 60 for generating an electrical signal according to the detected temperature, and The controller 70 is provided to receive an electric signal generated from the thermometer 60 and to adjust the temperatures of the light sources 80. At this time, in the rapid heat treatment process apparatus 10 according to the present embodiment, the thermometer 60 includes a resistance thermometer for applying a resistance change of a metal or a semiconductor, a thermistor thermometer, a thermoelectric thermometer for applying a change in thermoelectric power, and two other metals. By applying a bimetal thermometer using a difference in thermal expansion and an aneroid thermometer using a change in pressure or a change in steam tension, it is installed on a loading stand 50 to detect the temperature in the heating zone H. . In this case, the cable connecting the thermometer 60 and the controller 70 is preferably a flame-resistant material having a high heat resistance, and Teflon is most preferably a material series. In addition, the controller 70 preferably has a very high response speed, most preferably 10 msec or less. In addition, in the rapid heat treatment process apparatus 10 of the present invention, the thermometer 60 is a special optical thermometer and radiation measuring temperature by measuring color or intensity by using a heat radiation that becomes strong when an object becomes high and changes from red to white. A thermometer, photoelectric thermometer, and color thermometer may be optionally installed outside the tube 20 to detect the temperature on the substrate 1 placed on the loading table 50. Since the latter thermometer 60 can measure the temperature on the board | substrate 1 in a process directly, it can provide the convenience of temperature measurement.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 급속 열처리 프로세스 장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. As described above, the rapid heat treatment process apparatus according to a preferred embodiment of the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, various changes and within the scope without departing from the spirit of the invention It will be appreciated by those skilled in the art that modifications are possible.

도 1은 본 발명에 따른 급속 열처리 프로세스 장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining the technical spirit of the rapid heat treatment process apparatus according to the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 급속 열처리 프로세스 장치를 설명하기 위한 도면;2 is a view for explaining a rapid heat treatment process apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3은 도 3에서 보인 급속 열처리 프로세스 장치의 가열 및 냉각 특성 그래프이다. 3 is a graph of heating and cooling characteristics of the rapid heat treatment process apparatus shown in FIG. 3.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 기판1: substrate

10 : 급속 열처리 프로세스 장치10: rapid heat treatment process apparatus

20 : 튜브20: tube

21 : 내부 공간21: interior space

22 : 제 1 오프닝22: first opening

22' : 제 2 오프닝22 ': second opening

30 : 제 1 씰링 케이스30: first sealing case

30' : 제 2 씰링 케이스30 ': second sealing case

40 : 진공게이트40: vacuum gate

42 : 가스 주입구42: gas inlet

44 : 가스 배출구44: gas outlet

50 : 적치대50: loading deck

52 : 제 1 지지대52: first support

54 : 제 2 지지대54: second support

56 : 차단 플레이트56: blocking plate

60 : 온도계60: thermometer

70 : 컨트롤러70: controller

80 : 광원80: light source

82 : 반사갓82: reflection shade

84 : 적외선 램프84: infrared lamp

102 : 공정가스공급장치102: process gas supply device

104 : 공정가스배출장치104: process gas discharge device

C : 광의 초점C: light focus

H : 가열 영역H: heating zone

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 반도체 제조공정에서 기판(1)을 가열하기 위해 사용되는 급속 열처리 프로세스 장치에 있어서, In the rapid heat treatment process apparatus used to heat the substrate 1 in a semiconductor manufacturing process, 길이 방향으로 일측의 제 1 오프닝(22)으로부터 타측의 제 2 오프닝(22')까지 평행하게 형성되는 내부 공간(21)을 갖고, 상기 길이 방향에 대한 수직 단면의 형상이 원형을 가지며, 투명한 수정재질로 형성되는 튜브(20)와;It has an internal space 21 formed in parallel from the first opening 22 on one side to the second opening 22 'on the other side in the longitudinal direction, and the shape of the vertical cross section with respect to the longitudinal direction has a circular shape and is transparent. A tube 20 formed of a material; 상기 튜브(20)의 제 1 오프닝(22)측에 끼워져 결합되어 상기 튜브(20)의 제 1 오프닝(22)이 밀폐되도록 하는 제 1 씰링 케이스(30)와;A first sealing case 30 fitted to the first opening 22 side of the tube 20 to seal the first opening 22 of the tube 20; 상기 튜브(20)의 제 2 오프닝(22')측에 끼워져 결합되어 상기 튜브(20)의 제 2 오프닝(22')이 밀폐되도록 하는 제 2 씰링 케이스(30')와;A second sealing case (30 ') fitted to the second opening (22') side of the tube (20) to seal the second opening (22 ') of the tube (20); 상기 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 상기 튜브(20)의 내측으로 연장되어 설치되고, 외부의 진공형성장치(100)와 접속되어 상기 튜브(20)의 내부 공간(21)을 진공분위기로 형성하도록 하는 진공게이트(40)와;Installed inside the tube 20 through the second sealing case 30 'and connected to an external vacuum forming apparatus 100 to convert the internal space 21 of the tube 20 into a vacuum atmosphere. A vacuum gate 40 to be formed; 상기 제 1 씰링 케이스(30)를 통해 상기 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 설치되고, 외부의 공정가스공급장치(102)와 접속되어 상기 튜브(20)의 내부 공간(21)으로 공정가스가 공급되도록 하기 위한 가스 주입구(42)와;It extends to the inner space 21 of the tube 20 through the first sealing case 30, is connected to the external process gas supply device 102 and the inner space 21 of the tube 20 A gas injection port 42 for supplying a process gas to the gas; 상기 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 상기 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 설치되고, 외부의 공정가스배출장치(104)와 접속되어 상기 튜브(20)의 내부 공간(21)으로부터 공정가스가 배출되도록 하기 위한 가스 배출구(44)와;It is installed to extend into the inner space 21 of the tube 20 through the second sealing case 30 ', and is connected to the external process gas discharge device 104, the inner space 21 of the tube 20 A gas outlet 44 for discharging the process gas from the; 상기 튜브(20)의 외측 둘레에서 상기 튜브(20)의 중심에 대해 균등한 각도로 배치되어 상기 튜브(20)내의 적치대(50) 방향으로 열복사가 이루어지도록 하는 복수개 이상의 광원(80)과;A plurality of light sources 80 arranged at an equal angle with respect to the center of the tube 20 at the outer circumference of the tube 20 so that heat radiation is made in the direction of the placing table 50 in the tube 20; 상기 제 1 씰링 케이스(30)를 통해 상기 튜브(20)의 중심축상으로 평행하게 상기 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되는 제 1 지지대(52)와;A first support (52) extending through the first sealing case (30) to the inner space (21) of the tube (20) in parallel on the central axis of the tube (20); 상기 제 1 지지대(52)에 지지되어 상기 튜브(20)의 내부 공간(21)내에서 상기 복수개 이상의 광원(80)의 열복사가 이루어지는 가열 영역(H)에 위치되도록 설치되어 상기 기판(1)이 놓이는 적치대(50)와;The substrate 1 is installed so as to be positioned in the heating region H supported by the first support 52 and in which heat radiation of the plurality of light sources 80 is performed in the internal space 21 of the tube 20. A placing stand 50; 상기 적치대(50)상의 온도를 검출하여, 검출된 온도에 따른 전기신호를 발생하기 위한 온도계(60) 및;A thermometer (60) for detecting a temperature on the loading stand (50) and generating an electrical signal according to the detected temperature; 상기 온도계(60)로부터 발생된 전기신호를 인가받고, 상기 복수개 이상의 광원(80)의 온도를 조절하기 위한 컨트롤러(70)를 포함하고;A controller (70) for receiving an electric signal generated from the thermometer (60) and for controlling the temperatures of the plurality of light sources (80); 상기 복수개 이상의 광원(80) 각각은 적외선 램프(84)와, 상기 적외선 램프(84)에서 발생된 광이 상기 적치대(50)의 방향으로 반사되도록 하는 반사갓(82)을 구비하되;Each of the plurality of light sources 80 includes an infrared lamp 84 and a reflector 82 for reflecting light generated from the infrared lamp 84 in the direction of the loading table 50; 상기 반사갓(82)은 상기 적외선 램프(84)에서 발생된 광의 초점(C)이 상기 튜브(20)의 중심에서 동일한 거리에 형성되도록 하므로써, 상기 적치대(50) 주위에 가열 영역(H)이 형성되도록 하고,The reflection shade 82 allows the focal point C of the light generated by the infrared lamp 84 to be formed at the same distance from the center of the tube 20, so that the heating area H is formed around the placement table 50. To form, 상기 제 2 씰링 케이스(30')를 통해 상기 튜브(20)의 중심축상으로 평행하게 상기 튜브(20)의 내측 공간(21)으로 연장되어 상기 제 1 지지대(52)의 반대측에 위치되는 제 2 지지대(54) 및;A second extending in the inner space 21 of the tube 20 in parallel to the central axis of the tube 20 through the second sealing case (30 ') located on the opposite side of the first support 52 Support 54 and; 상기 적치대(50)를 사이에 두고, 상기 제 1 지지대(52)와 제 2 지지대(54)에 결합되는 차단 플레이트(56)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 프로레서 장치.A rapid heat treatment process apparatus, characterized in that further comprising a blocking plate (56) coupled to the first support (52) and the second support (54) with the loading stand (50) in between. 삭제delete
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