KR100954859B1

KR100954859B1 - Temperature measuring apparatus

Info

Publication number: KR100954859B1
Application number: KR1020090059597A
Authority: KR
Inventors: 남원식
Original assignee: (주)앤피에스
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2010-04-28

Abstract

PURPOSE: A temperature measuring device is provided to accurately measure temperature of a substrate and prevent a top surface from contamination film being formed by a tube-shaped rod of a temperature measuring device. CONSTITUTION: A temperature measuring device(600) comprises: a tube-shaped rod(620) which receives radiation emitted from an object; an optical fiber(640) which is connected on the bottom of the tube-shaped rod and transfers the radiation; a window(650) which is placed between the tube-shaped rod and the optical fiber; a rod connection body which protects a connection of the tube shaped rod and the optical fiber; and a pyrometer(680).

Description

Temperature measuring apparatus {Temperature measuring apparatus}

본 발명은 온도 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판의 열처리 과정에서 기판의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 온도 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature measuring apparatus and a substrate processing apparatus having the same, and more particularly, to a temperature measuring apparatus capable of accurately measuring the temperature of the substrate during the heat treatment process of the substrate and a substrate processing apparatus having the same.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하는데 있어서 여러 가지 열처리 공정이 사용된다. 예를 들면, 실리콘 기판을 산화시켜 실리콘산화막(SiO₂)을 만들고 절연층, 에칭 마스크 또는 트랜지스터용 게이트 산화막으로 사용하기 위한 박막의 어닐링(annealing) 공정 및 BPSG(borophosphosilicate glass)막과 같은 유동성 막의 평탄화를 위한 리플로우(reflow) 공정 등 여러 가지 목적으로 열처리 공정이 사용되고 있다.In general, various heat treatment processes are used to manufacture semiconductor devices. For example, annealing of thin films for oxidizing a silicon substrate to form a silicon oxide film (SiO ₂ ), and for use as an insulating layer, an etching mask or a gate oxide film for a transistor, and planarization of a flow film such as a borophosphosilicate glass (BPSG) film. Heat treatment processes are used for various purposes, such as reflow processes.

최근, 열처리 공정이 사용되는 반도체 소자가 점점 고집적화 됨에 따라 소자의 크기가 작아지게 되었다. 이에 기판을 신속하게 가열 또는 냉각시킬 수 있어서 열소모 비용(thermal budget)이 절감되는 급속 열처리(Rapid Thermal Processing; RTP) 장치가 많이 이용되고 있다.In recent years, as the semiconductor devices used for the heat treatment process are increasingly integrated, the size of the devices is reduced. Accordingly, a rapid thermal processing (RTP) apparatus that can rapidly heat or cool a substrate to reduce a thermal budget has been widely used.

이러한 급속 열처리 장치는 기존의 확산로(furnace)에서 수행하던 다양한 공정을 대부분 수행할 수 있다. 즉, 어닐링, 도펀트 활성화, 산화 및 질화 등을 포함하는 몇 가지 타입의 열처리(열적 프로세스)에 적용될 수 있으며, 전구체(precursor) 또는 에칭 가스의 존재 하에서 화학기상증착 및 에칭하는 경우에도 적용될 수 있다.This rapid heat treatment apparatus can perform most of various processes performed in a conventional diffusion furnace (furnace). That is, it can be applied to several types of heat treatments (thermal processes) including annealing, dopant activation, oxidation and nitriding, and the like, and also to chemical vapor deposition and etching in the presence of a precursor or an etching gas.

급속 열처리 장치에서 공정 진행시 기판의 온도균일성은 기판에 주입된 불순물층의 균일한 확산과, 산화막과 같은 물질막을 균일하게 성장시키는데 매우 중요하다. 따라서 기판의 온도를 정확하게 측정하는 것은 급속 열처리 공정의 신뢰성과 반도체 소자의 질을 결정하는 중요한 요소이다.The temperature uniformity of the substrate during the process in the rapid heat treatment apparatus is very important for uniform diffusion of the impurity layer injected into the substrate and uniform growth of a material film such as an oxide film. Therefore, accurately measuring the temperature of the substrate is an important factor in determining the reliability of the rapid heat treatment process and the quality of the semiconductor device.

도 1은 종래 기술에 따른 온도 측정 장치의 내부 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 온도 측정 장치가 장착된 기판 처리 장치의 개략적인 내부 구성도이다.(도 2에서 기판 처리 장치의 외부 구성은 생략하였다.)1 is an internal cross-sectional view of a temperature measuring apparatus according to the prior art, and FIG. 2 is a schematic internal configuration diagram of a substrate processing apparatus equipped with the temperature measuring apparatus shown in FIG. 1 (external configuration of the substrate processing apparatus in FIG. 2). Is omitted.)

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 온도 측정 장치(60)는 기판(S)에서 방출되는 방사선(R₂)을 입사받는 라드(rod; 62)와, 라드(62)의 하단에 연결되어 방사선(R₂)을 일측으로 전달하는 광학 파이버(optical fiber; 64)와, 라드(62) 및 광학 파이버(64)의 연결부위를 감싸고 챔버(20)의 하부면을 관통하는 라드연결몸체(66) 및 챔버(20)의 외측에 구비되어 광학 파이버(64)에 의해 전달된 방사선(R₂)을 통해 기판(S)의 온도를 측정하는 고온계(68)를 포함한다.1 and 2, the temperature measuring device 60 according to the related art includes a rod 62 receiving the radiation R ₂ emitted from the substrate S and a lower end of the rod 62. An optical fiber 64 connected to transmit radiation R ₂ to one side, and a rod connecting body which surrounds the connection portion of the rod 62 and the optical fiber 64 and penetrates the lower surface of the chamber 20. And a pyrometer 68 provided outside the chamber 20 to measure the temperature of the substrate S through the radiation R ₂ transmitted by the optical fiber 64.

또한, 위와 같은 온도 측정 장치(60)가 장착되는 종래의 기판 처리 장치(10)는 기판(S)이 처리되는 공간을 제공하는 챔버(20)와, 챔버(20) 내부에 구비되어 기판(S)을 지지하기 위한 기판 지지수단(30)과, 챔버(20)의 상부에서 결합되고 기판(S)을 가열하는 히팅블럭(40)과, 챔버(20)와 히팅블럭(40) 사이에 구비되어 히팅블럭(40)에서 방출된 복사 광선(R₁)을 기판(S)에 투과시키는 동시에 챔버(20) 내부의 기밀을 유지시키는 석영창(50) 및 챔버(20)의 하부면을 관통하여 기판(S)으로부터 방출된 일정 파장의 방사선(R₂)을 입사받아 기판(S)의 온도를 측정하는 온도 측정 장치(60)를 포함한다.In addition, the conventional substrate processing apparatus 10 equipped with the above-described temperature measuring device 60 includes a chamber 20 that provides a space in which the substrate S is processed, and a substrate S provided inside the chamber 20. Is provided between the substrate support means 30 for supporting), a heating block 40 coupled to an upper portion of the chamber 20, and heating the substrate S, and between the chamber 20 and the heating block 40. The substrate penetrates the lower surface of the chamber 20 and the quartz window 50 which transmits the radiation ray R ₁ emitted from the heating block 40 to the substrate S and maintains the airtight inside the chamber 20. It includes a temperature measuring device 60 for receiving the radiation (R ₂ ) of a predetermined wavelength emitted from (S) to measure the temperature of the substrate (S).

종래의 온도 측정 장치(60)에서 라드(62)는 투과성이 높은 석영을 재질로 하고, 속이 가득 차 있는 봉 또는 막대 형상으로 이루어지며, 챔버(20)의 하부면을 관통하여 기판(S)과 챔버(20)의 하부면 사이의 공간에서 기판(S)에 인접되도록 챔버(20)의 하부면으로부터 돌출된다.In the conventional temperature measuring device 60, the rod 62 is made of quartz having a high permeability, and is formed in a rod or rod shape filled with the inside, and penetrates the lower surface of the chamber 20 to allow the substrate S and It protrudes from the lower surface of the chamber 20 to be adjacent to the substrate S in the space between the lower surfaces of the chamber 20.

그런데, 종래의 기판 처리 장치(10)에서 열처리 공정이 수행되면, 챔버(20)의 내부에서는 공정가스의 반응 등에 의해 오염물 또는 파티클(particle)이 생성되고, 고온으로 유지되는 챔버(20)의 내측벽 내지 챔버(20) 내부의 여러 부속 장치들에 쉽게 부착된다. 특히, 오염물은 고온으로 가열된 기판(S)에 인접되는 라드(62)의 상단면에 부착되어 오염막(F)을 형성한다.However, when the heat treatment process is performed in the conventional substrate processing apparatus 10, contaminants or particles are generated in the chamber 20 by reaction of the process gas, and the inside of the chamber 20 maintained at a high temperature. It is easily attached to the various accessories within the sidewall to the chamber 20. In particular, the contaminants are attached to the top surface of the rod 62 adjacent to the substrate S heated to a high temperature to form a contaminant film (F).

따라서, 종래의 온도 측정 장치(60)를 통해 기판(S)의 온도를 측정하게 되면, 기판(S)에서 방출되는 방사선(R₂)이 라드(62)의 상단면에 부착된 오염막(F)에 의해 가로막혀 라드(62)의 내부로 제대로 입사되지 못하는 문제점이 있었다. 이로 인해 기판(S)의 온도를 정확하게 측정하지 못하는 문제점이 있었다.Therefore, when the temperature of the substrate S is measured through the conventional temperature measuring device 60, the radiation film F having the radiation R ₂ emitted from the substrate S adhered to the top surface of the rod 62. There was a problem that is not blocked properly by the inside of the rod (62). As a result, there was a problem in that the temperature of the substrate S could not be measured accurately.

또한, 기판(S)의 실시간 온도를 바탕으로 하는 온도 제어가 이루어지지 못해 급속 열처리 공정의 신뢰성이 떨어지고, 공정에 의해 생산되는 반도체 소자의 질이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, since the temperature control based on the real-time temperature of the substrate (S) is not achieved, the reliability of the rapid heat treatment process is deteriorated, and the quality of the semiconductor device produced by the process is deteriorated.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 기판의 열처리 과정에서 기판의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 온도 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a temperature measuring device that can accurately measure the temperature of the substrate during the heat treatment process of the substrate and a substrate processing apparatus having the same.

본 발명에 따른 온도 측정 장치는 대상물에서 방출되는 방사선을 입사받는 튜브형 라드와, 상기 튜브형 라드의 하단에 결합되고 상기 방사선을 전달하는 광학 파이버와, 상기 튜브형 라드와 상기 광학 파이버 사이에 구비되는 투과창과, 상기 튜브형 라드 및 상기 광학 파이버의 연결부위를 감싸는 라드연결몸체 및 상기 광학 파이버에서 전달된 방사선을 통해 상기 대상물의 온도를 측정하는 고온계를 포함한다.The temperature measuring device according to the present invention includes a tubular rod receiving incident radiation emitted from an object, an optical fiber coupled to a lower end of the tubular rod and transmitting the radiation, and a transmission window provided between the tubular rod and the optical fiber. And, the rod-shaped body surrounding the tubular rod and the connection portion of the optical fiber and a pyrometer for measuring the temperature of the object through the radiation transmitted from the optical fiber.

또한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 대상물이 안착되는 챔버와, 상기 챔버의 상부에서 결합되어 내부 공간을 형성하고, 적어도 하나의 열원이 장착되는 히팅블럭과, 상기 챔버와 상기 히팅블럭 사이에 구비되는 석영창과, 상기 챔버의 하부면을 관통하여 상기 대상물의 온도를 측정하는 다수의 온도 측정 장치 및 상기 챔버의 외부 일측에 마련되어 상기 내부 공간 및 상기 온도 측정 장치의 내부로 가스를 공급하는 가스공급부를 포함한다.In addition, the substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber in which an object is mounted, a heating block coupled to an upper portion of the chamber to form an internal space, and at least one heat source is mounted between the chamber and the heating block. And a plurality of temperature measuring devices for measuring the temperature of the object by penetrating the lower surface of the chamber and a gas supply unit provided at one outside of the chamber to supply gas to the internal space and the temperature measuring device. Include.

본 발명에 따르면 기판을 열처리하는 과정에서 기판이 가열되는 온도에 따라 기판으로부터 방출되는 방사선을 입사받는 온도 측정 장치의 라드를 튜브형으로 형성함으로써 상단면 전체에 오염막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, by forming the rod of the temperature measuring device receiving the radiation emitted from the substrate in a tubular shape in the process of heat-treating the substrate, it is possible to prevent the contamination film from being formed on the entire upper surface.

또한, 고온의 환경에 노출되는 튜브형 라드의 상단면에서 이격되어 상대적으로 저온의 환경에 투과창 및 광학 파이버를 연결시키고, 투과창의 상측으로 퍼지가스를 분사시킴으로써 튜브형 라드의 내부로 유입된 오염물이 투과창의 상면에 부착되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the contaminants introduced into the tubular rod are permeated by connecting the transmission window and the optical fiber to a relatively low temperature environment and being spaced apart from the upper surface of the tubular rod exposed to the high temperature environment, and spraying purge gas to the upper side of the transmission window. It can be prevented from adhering to the upper surface of the window.

따라서, 기판의 열처리시 챔버 내부에서 발생하는 오염물의 영향을 받지 않고 기판의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 기판의 온도를 정확하게 측정함으로써 기판의 온도 제어가 가능해지며, 열처리 공정의 신뢰성 및 반도체 소자의 질이 향상되는 효과가 있다.Therefore, the temperature of the substrate can be accurately measured without being affected by contaminants generated in the chamber during the heat treatment of the substrate. In addition, by accurately measuring the temperature of the substrate it is possible to control the temperature of the substrate, there is an effect that the reliability of the heat treatment process and the quality of the semiconductor device is improved.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 온도 측정 장치의 내부 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 선 A-A'에 따른 수평 단면도 및 변형예를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 온도 측정 장치의 튜브형 라드에 반사막이 형성된 상태를 나타 낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 온도 측정 장치가 장착된 기판 처리 장치의 구성도이다.3 is an internal cross-sectional view of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing a horizontal cross-sectional view and a modification according to the line A-A 'shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a view illustrating a state in which a reflective film is formed on a tubular rod of a temperature measuring device, and FIG. 6 is a block diagram of a substrate processing apparatus equipped with a temperature measuring device according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 온도 측정 장치(600)는 기판(S)에서 방출되는 방사선(R₂)을 입사받는 튜브형 라드(620)와, 튜브형 라드(620)의 하단에 결합되고 방사선(R₂)을 일측으로 전달하는 광학 파이버(optical fiber; 640)와, 튜브형 라드(620)와 광학 파이버(640) 사이에 구비되는 투과창(650)과, 튜브형 라드(620) 및 광학 파이버(640)의 연결부위를 감싸는 라드연결몸체(660) 및 광학 파이버(640)에서 전달된 방사선(R₂)을 통해 기판(S)의 온도를 측정하는 고온계(pyrometer; 680)를 포함한다. 또한, 온도 측정 장치(600)에는 투과창(650)의 상면과 접하는 튜브형 라드(620)의 하단면 및 라드연결몸체(660)에는 수평으로 관통되는 적어도 하나 이상의 가스분사통로(670)가 형성된다. 여기서, 열처리가 요구되는 피처리체 예를 들어, 박막이 형성된 기판 또는 웨이퍼는 이하 통칭하여 기판(S)이라 정의한다.3 to 6, the temperature measuring device 600 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a tubular rod 620 and a tubular rod 620 that receive the radiation R ₂ emitted from the substrate S. Optical fiber (640) coupled to the bottom of the () and transmits the radiation (R ₂ ) to one side, the transmission window 650 provided between the tubular rod 620 and the optical fiber 640, and the tubular rod 620 and a pyrometer for measuring the temperature of the substrate (S) through the radiation (R ₂ ) transmitted from the rod connecting body 660 and the optical fiber 640 surrounding the connecting portion of the optical fiber 640; ). In addition, the temperature measuring device 600 is formed with at least one gas injection passage 670 horizontally penetrating the lower surface of the tubular rod 620 and the rod connecting body 660 in contact with the upper surface of the transmission window 650. . Here, the object to be processed, for example, a substrate or a wafer on which a thin film is formed is collectively defined as a substrate S.

튜브형 라드(620)는 속이 비어있는, 즉 상하 양단이 수직으로 관통되는 형상으로 이루어지고, 개방된 상단이 기판(S)의 하부에 인접되도록 챔버(200)의 하부면을 수직으로 관통하여 돌출된다. 튜브형 라드(620)는 기판(S)이 가열되면서 자체적으로 방출하는 방사선(R₂)을 입사받는 탐침부의 역할을 하는데, 고온의 기판(S)에 인접하기 때문에 열적 내구성이 우수하면서 광투과성이 높은 석영(quartz)을 재질 로 하여 이루어진다. 이때, 방사선(R₂)은 기판(S)이 가열되는 온도에 따라 특정 스펙트럼의 성분과 세기를 갖는 다양한 파장으로 기판(S)으로부터 방출된다.The tubular rod 620 has a hollow shape, that is, the upper and lower ends thereof vertically penetrate, and protrudes vertically through the lower surface of the chamber 200 so that the open upper end is adjacent to the lower part of the substrate S. . The tubular rod 620 serves as a probe unit for receiving radiation R ₂ that emits itself as the substrate S is heated. Since the tubular rod 620 is adjacent to a high temperature substrate S, the tubular rod 620 has excellent thermal durability and high light transmittance. It is made of quartz. In this case, the radiation R ₂ is emitted from the substrate S at various wavelengths having components and intensities of a specific spectrum depending on the temperature at which the substrate S is heated.

또한, 튜브형 라드(620)는 좁은 내부 직경을 갖도록 형성되어 챔버(200)의 내부에서 순환되는 가스(G)가 튜브형 라드(620)의 상단부에서 석션(suction)되는 벤트리(ventri) 효과를 발생시킨다. 즉, 튜브형 라드(620)의 내측으로 인입되는 오염물의 양을 감소시킨다.In addition, the tubular rod 620 is formed to have a narrow inner diameter to generate a ventri effect in which gas G circulated in the chamber 200 is suctioned at the upper end of the tubular rod 620. . That is, the amount of contaminants introduced into the tubular rod 620 is reduced.

챔버(200)의 하부면을 관통하여 돌출되는 튜브형 라드(620)의 외주면에는 도 5에 도시된 바와 같이 반사막(695)이 추가로 형성될 수 있다. 튜브형 라드(620)는 석영 재질로 이루어지기 때문에 기판(S)에서 방출되는 방사선(R₂)이 튜브형 라드(620)의 개방된 상단면을 통해 입사될 수 있으며, 튜브형 라드(620)의 외측면을 통해 내부로 미량이 입사될 수 있다. 따라서, 튜브형 라드(620)의 외주면에 반사막(695)을 형성함으로써 튜브형 라드(620)의 외측면을 통해 내부로 방사선(R₂)이 입사되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 반사막(695)의 형성을 통해 보다 정확한 기판(S)의 온도를 검출할 수 있다. 한편, 반사막(695)은 튜브형 라드(620)의 외주면 전체에 형성될 수 있으며, 챔버(200)의 내측 하부면에 구비되는 피팅고정판(360)으로부터 상측으로 돌출되는 부분에만 반사막(695)을 형성시킬 수 있다.A reflective film 695 may be further formed on the outer circumferential surface of the tubular rod 620 protruding through the lower surface of the chamber 200, as shown in FIG. 5. Since the tubular rod 620 is made of quartz, radiation R ₂ emitted from the substrate S may be incident through the open top surface of the tubular rod 620, and the outer surface of the tubular rod 620. A small amount may be incident into the through. Therefore, by forming the reflective film 695 on the outer circumferential surface of the tubular rod 620, it is possible to prevent the radiation (R ₂ ) to enter inside through the outer surface of the tubular rod 620. That is, the formation of the reflective film 695 can detect the temperature of the substrate S more accurately. Meanwhile, the reflective film 695 may be formed on the entire outer circumferential surface of the tubular rod 620, and the reflective film 695 may be formed only on a portion protruding upward from the fitting fixing plate 360 provided on the inner lower surface of the chamber 200. You can.

본 실시예에서 반사막(695)으로는 알루미늄 합금이 사용되며, 분말 형태로 튜브형 라드(620)에 도포되거나, 시트 형태로 형성하여 튜브형 라드(620)에 감쌀 수 있다.In this embodiment, an aluminum alloy is used as the reflective film 695, and may be applied to the tubular rod 620 in a powder form, or may be formed in a sheet form and wrapped in the tubular rod 620.

광학 파이버(640)는 튜브형 라드(620)에 입사된 방사선(R₂)을 직선 및 곡선 경로를 갖는 플렉시블(flexible)한 몸체를 따라 이송시키는 광전송 수단이다. 광학 파이버(640)는 유리나 플라스틱을 이용해 만들어지기 때문에 고온에 노출시 변형이 야기되는 문제가 있어 기판(S)의 하측에 바로 위치되지 않고 상대적으로 온도가 낮은 튜브형 라드(620)의 하부에서 결합된다.The optical fiber 640 is an optical transmission means for transferring the radiation (R ₂ ) incident on the tubular rod 620 along a flexible body having straight and curved paths. Since the optical fiber 640 is made of glass or plastic, there is a problem that deformation is caused when exposed to high temperature, and thus is not directly located under the substrate S, but is coupled to the lower portion of the tubular rod 620 having a relatively low temperature. .

투과창(650)은 플레이트 형상의 석영창(quartz window)로서 튜브형 라드(620)와 광학 파이버(640) 사이에 구비된다. 본 실시예에서 투과창(650)은 수평 단면의 형상이 원형으로 이루어지는데, 수평 단면의 면적이 튜브형 라드(620)의 수평 단면적보다 크게 형성되면 타원형 또는 다각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 투과창(650)은 튜브형 라드(620)에 형성된 관통구의 연장선상에 위치되어 튜브형 라드(620)의 관통구를 통해 낙하된 오염물이 바로 광학 파이버(640)의 상단에 부착되는 것을 방지한다. 또한, 광학 파이버(640)가 챔버(200)의 내부 압력 등의 외적 요인에 영향을 받지 않도록 챔버(200)의 내부 공간으로부터 광학 파이버(640)을 기밀 유지시킨다. 이러한 투과창(650)은 라드연결몸체(660)의 내부, 보다 구체적으로 상하로 나뉘어지는 라드연결몸체(660) 중에서 하부 라드연결몸체(660b)의 상단면에 형성된 안착홈(664)에 삽입된다.(안착홈(664)에 관해서는 후술되는 라드연결몸체(660)에서 보다 상세히 살펴본다.)The transmission window 650 is a plate-shaped quartz window provided between the tubular rod 620 and the optical fiber 640. In the present embodiment, the transmissive window 650 has a circular cross-sectional shape. If the area of the horizontal cross-section is larger than the horizontal cross-sectional area of the tubular rod 620, the transmission window 650 may have various shapes such as oval or polygon. The transmission window 650 is positioned on an extension line of the through hole formed in the tubular rod 620 to prevent contaminants dropped through the through hole of the tubular rod 620 from being directly attached to the top of the optical fiber 640. In addition, the optical fiber 640 is hermetically maintained from the internal space of the chamber 200 so that the optical fiber 640 is not affected by external factors such as the internal pressure of the chamber 200. The transmission window 650 is inserted into the mounting groove 664 formed on the upper surface of the lower rod connecting body 660b among the rod connecting body 660 divided into the upper and lower portions of the rod connecting body 660. (The seating groove 664 will be described in more detail in the rod connection body 660 to be described later.)

라드연결몸체(660)는 튜브형 라드(620)가 수직으로 삽입되도록 상하로 관통되고, 가스분사통로(670)가 형성되는 상부 라드연결몸체(660a)와, 상부 라드연결몸 체(660a)와 튜브형 라드(620) 사이에 결합되는 제1기밀수단(670)과, 상부 라드연결몸체(660a)의 하부에 결합되어 광학 파이버(640)가 수직으로 삽입되도록 상하로 관통되며 투과창(650)이 안착되는 안착홈(664)이 상단면에 형성되는 하부 라드연결몸체(660b)와, 투과창(650)의 둘레를 따라 투과창(650)과 안착홈(664) 사이에 결합되는 제2기밀수단(680) 및 상부 라드연결몸체(660a)와 하부 라드연결몸체(660b)의 결합 부위를 둘러싸며, 가스분사통로(670)의 내부 압력을 조절하는 압력제어블럭(690; 690a, 690b)을 포함한다.The rod connecting body 660 penetrates up and down so that the tubular rod 620 is inserted vertically, and the upper rod connecting body 660a in which the gas injection passage 670 is formed, and the upper rod connecting body 660a and the tube type. The first hermetic means 670 coupled between the rod 620 and the lower rod connecting body 660a is coupled to the bottom of the optical fiber 640 to be inserted vertically and the transmission window 650 is seated. Second sealing means coupled between the transmission window 650 and the seating groove 664 along the circumference of the lower rod connecting body 660b and the seating groove 664 is formed on the upper surface ( 680 and surrounding the coupling portion of the upper rod connecting body (660a) and the lower rod connecting body (660b), and includes a pressure control block (690; 690a, 690b) for adjusting the internal pressure of the gas injection passage (670) .

라드연결몸체(660) 중에서 상부 라드연결몸체(660a)는 챔버(200)의 하측에서 상측 방향으로 챔버(200)의 하부면을 수직으로 관통한다. 이러한 상부 라드연결몸체(660a)에는 튜브형 라드(620)가 수직으로 삽입될 수 있도록 상하 양단이 관통된 홀이 형성된다. 한편, 상부 라드연결몸체(660a)의 수직 길이(L₂)는 챔버(200)의 하부면 두께(t₁)보다 크고, 튜브형 라드(620)의 수직 길이(L₁) 보다는 작게 형성된다. 따라서, 상부 라드연결몸체(660a)에 튜브형 라드(620)가 삽입되면, 튜브형 라드(620)의 상부는 상부 라드연결몸체(660)의 개방된 상단면을 통해 챔버(200)의 내부 공간에 노출된다.(이때, 튜브형 라드(620)가 상부 라드연결몸체(660a)의 개방된 하단면으로 돌출되지 않는다.)The upper rod connecting body 660a of the rod connecting body 660 vertically penetrates the lower surface of the chamber 200 in an upward direction from a lower side of the chamber 200. The upper rod connecting body 660a is formed with a hole through which the upper and lower ends penetrate the tubular rod 620 vertically. Meanwhile, the vertical length L ₂ of the upper rod connecting body 660a is greater than the thickness t ₁ of the lower surface of the chamber 200 and smaller than the vertical length L ₁ of the tubular rod 620. Therefore, when the tubular rod 620 is inserted into the upper rod connecting body 660a, the upper portion of the tubular rod 620 is exposed to the internal space of the chamber 200 through the open top surface of the upper rod connecting body 660. (At this time, the tubular rod 620 does not protrude to the open bottom surface of the upper rod connecting body 660a.)

투과창(650)과 접하는 상부 라드연결몸체(660a)의 하단면 및 튜브형 라드(620)의 하단면에는 가스분사통로(670; 662, 622)가 각각 형성된다. 또한, 가스분사통로(670)는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 복수개로 형성될 수 있다.Gas injection passages (670; 662, 622) are formed on the lower surface of the upper rod connecting body (660a) and the lower surface of the tubular rod (620) in contact with the transmission window (650). In addition, a plurality of gas injection passages 670 may be formed as shown in FIG. 4 (b).

챔버(200)의 외측에는 가스공급부(800)가 구비되는데, 가스공급부(800)에서 공급되는 퍼지가스(purge gas)가 가스분사통로(670)를 통과하면서 투과창(650)의 상면에 가스막, 즉 에어커튼(air curtain)을 형성한다. 이렇게 가스막은 튜브형 라드(620)의 내부로 인입되어 낙하되는 오염물이 투과창(650)의 상면에 부착되는 것을 방지한다. 투과창(650)의 상면에 형성되는 가스막은 가스분사통로(670)를 통해 분사되는 가스량 및 분사속도에 의해 그 두께가 결정되며, 본 실시예에서는 가스공급부(800) 내부에 퍼지가스 제어수단(미도시)를 구비하여 가스막이 방사선(R₂)의 전달에 방해가 되지 않도록 얇은 두께로 형성된다. 본 실시예에서 퍼지가스로 Ar, N₂ 등과 같은 비활성가스(inert gas)가 사용된다.A gas supply unit 800 is provided outside the chamber 200, and a purge gas supplied from the gas supply unit 800 passes through the gas injection passage 670 and is disposed on an upper surface of the transmission window 650. That is, to form an air curtain (air curtain). As such, the gas membrane prevents contaminants introduced into the tubular rod 620 from falling down and attached to the upper surface of the transmission window 650. The thickness of the gas film formed on the upper surface of the transmission window 650 is determined by the amount of gas injected through the gas injection passage 670 and the injection speed, and in this embodiment, the gas purge control means ( It is provided with a thin film so that the gas film does not interfere with the transmission of the radiation (R ₂ ). In this embodiment, an inert gas such as Ar or N ₂ is used as the purge gas.

하부 라드연결몸체(660b)는 상부 라드연결몸체(660a)의 하단면과 맞닿아져 결합되는데, 본 실시예에서는 두 몸체의 결합을 보다 용이하고 견고하게 하기 위해서 상부 라드연결몸체(660a)와 하부 라드연결몸체(660b)의 마주보는 부위에 테두리가 확장되는 플랜지(flange; 661a, 661b)를 형성하였다.The lower rod connecting body 660b is brought into contact with the bottom surface of the upper rod connecting body 660a, and in this embodiment, the upper rod connecting body 660a and the lower part in order to more easily and firmly combine the two bodies. Flange (661a, 661b) was formed to extend the border on the opposite portion of the rod connecting body (660b).

하부 라드연결몸체(660b)는 광학 파이버(640)가 하측에서 상측으로 끼워질 수 있는 소켓(socket) 역할을 한다. 이를 위해 하부 라드연결몸체(660b)에는 광학 파이버(640)가 수직으로 삽입될 수 있도록 상하 양단이 관통된 홀이 몸체 중앙부에 형성된다. 이러한, 하부 라드연결몸체(660b)는 챔버(200)의 외측 하부에 위치하기 때문에 하부 라드연결몸체(660b)에 삽입되는 광학 파이버(640)는 튜브형 라드(620)가 챔버(200) 내부의 고온의 환경에 노출되는 것과 달리 챔버(200) 외부의 저온의 환경에 노출된다.The lower rod connecting body 660b serves as a socket through which the optical fiber 640 can be fitted from the lower side to the upper side. To this end, holes in the upper and lower ends of the lower rod connecting body 660b are formed in the center of the body so that the optical fiber 640 can be inserted vertically. Since the lower rod connecting body 660b is located at an outer lower portion of the chamber 200, the optical fiber 640 inserted into the lower rod connecting body 660b has a tubular rod 620 having a high temperature inside the chamber 200. Unlike being exposed to the environment of the chamber 200 is exposed to a low temperature environment outside.

하부 라드연결몸체(660b)의 상단면 중앙부에는 투과창(650)이 안착될 수 있는 안착홈(664)이 형성된다. 하부 라드연결몸체(660b)의 상단면에 파인 홈의 깊이, 즉 안착홈(664)의 높이는 투과창(650)의 두께와 동일하게 형성되어, 투과창(650)이 하부 라드연결몸체(660b)에 안착되면 투과창(650)의 상면과 하부 라드연결몸체(660b)의 상단면은 동일한 수평면 상에 위치하게 된다.A mounting groove 664 through which the transmission window 650 may be seated is formed at the center of the upper end surface of the lower rod connecting body 660b. The depth of the groove, that is, the height of the seating groove 664 is formed on the upper surface of the lower rod connecting body 660b is formed to be the same as the thickness of the transmission window 650, the transmission window 650 is the lower rod connecting body 660b When seated in the upper surface of the transmission window 650 and the upper surface of the lower rod connecting body 660b is located on the same horizontal surface.

또한, 하부 라드연결몸체(660b)의 상단면에 파인 홈의 폭, 즉 안착홈(664)의 폭은 투과창(650)의 직경보다 크게 형성되며, 안착홈(664)에 투과창(650)이 안착되었을 때 투과창(650)의 둘레를 따라 형성되는 여유 공간, 즉 투과창(650)의 둘레를 따라 투과창(650)의 외측면과 안착홈(664)의 내측면에는 제2기밀수단(680)이 결합된다. 제2기밀수단(680)은 상부 라드연결몸체(660a)와 하부 라드연결몸체(660b) 사이의 기밀을 유지시키는 동시에 투과창(650)과 하부 라드연결몸체(660b) 사이의 기밀도 유지시킨다.In addition, the width of the groove, that is, the width of the recess groove 664 is formed on the upper surface of the lower rod connecting body 660b is formed larger than the diameter of the transmission window 650, the transmission window 650 in the mounting groove 664 The second hermetic means is provided in the free space formed along the perimeter of the transmission window 650 when the seat is seated, that is, the outer surface of the transmission window 650 and the inner surface of the mounting groove 664 along the perimeter of the transmission window 650. 680 is combined. The second hermetic means 680 maintains the airtight between the upper rod connecting body 660a and the lower rod connecting body 660b and also maintains the airtight between the transmission window 650 and the lower rod connecting body 660b.

압력제어블럭(690; 690a, 690b)는 상부 라드연결몸체(660a)와 하부 라드연결몸체(660b)의 플랜지(661a, 661b)를 감쌀 수 있도록 원통형으로 이루어지는데, 설치를 용이하게 하기 위하여 수평으로 나뉘어지는 2개의 몸체(690a, 690b)로 이루어진다. 압력제어블럭(690)은 가스분사통로(670)의 내부 압력을 조절하는 차폐수단으로서, 가스(G)의 공급 및 배기는 자유롭게 이루어지도록 하는 동시에 가스분사통로(670)의 내부 압력을 일정하게 유지시킨다. 즉, 챔버(200)의 내부 압력이 튜브형 라드(620) 및 이와 연통된 가스분사통로(670)를 통해 외부의 대기 압력에 의해 영 향을 받아 변동되는 것을 방지해준다.The pressure control blocks 690 (690a, 690b) are cylindrical to wrap the flanges 661a, 661b of the upper rod connecting body (660a) and the lower rod connecting body (660b), horizontally to facilitate installation It consists of two bodies 690a and 690b which are divided. The pressure control block 690 is a shielding means for controlling the internal pressure of the gas injection passage 670, and the supply and exhaust of the gas G is free, while maintaining a constant internal pressure of the gas injection passage 670. Let's do it. That is, the internal pressure of the chamber 200 is prevented from being influenced and fluctuated by the external atmospheric pressure through the tubular rod 620 and the gas injection passage 670 connected thereto.

본 실시예에서 제1기밀수단(670)과 제2기밀수단(680)으로 신축성이 있는 오링(O-ring)이 사용된다.In this embodiment, an elastic O-ring is used as the first hermetic means 670 and the second hermetic means 680.

광학 파이버(640)의 일단에 투과창(650)이 밀착되고, 광학 파이버(640)의 타단에는 고온계(680)가 연결된다. 고온계(680)는 광학 파이버(640)를 통해 전달된 방사선(R₂)을 입력받아 방사선(R₂)의 파장을 판독하고, 이를 통해 열을 받아 가열된 기판(S)의 온도를 실시간으로 측정한다. 미도시되었지만, 고온계(680)의 일측에 측정된 기판(S)의 온도를 표시하기 위한 디스플레이 장치를 추가로 설치할 수 있다.The transmission window 650 is in close contact with one end of the optical fiber 640, and the pyrometer 680 is connected to the other end of the optical fiber 640. The pyrometer 680 receives the radiation R ₂ transmitted through the optical fiber 640, reads the wavelength of the radiation R ₂ , and receives the heat to measure the temperature of the heated substrate S in real time. do. Although not shown, a display device for displaying the temperature of the substrate S measured on one side of the pyrometer 680 may be additionally installed.

이하, 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 온도 측정 장치가 장착되는 기판 처리 장치를 살펴보기로 한다.(여기에서 후술하는 기판 처리 장치는 단시간에 고온으로 기판을 열처리하는 급속열처리 장치를 중심으로 설명하기로 한다.)Hereinafter, a substrate processing apparatus equipped with a temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described. (The substrate processing apparatus described below is based on a rapid heat treatment apparatus for heat treating a substrate at a high temperature in a short time. I will explain.)

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(100)는 기판(S)이 안착되어 열처리되는 공간을 제공하는 챔버(chamber; 200)와, 챔버(200)의 상부에서 결합되어 내부 공간을 형성하고, 적어도 하나의 열원(420)이 장착되는 히팅블럭(heating block; 400)과, 챔버(200)와 히팅블럭(400) 사이에 구비되는 석영창(500)과, 챔버(200)의 하부면을 관통하여 기판(S)의 온도를 측정하는 다수의 온도 측정 장치(600) 및 챔버(200)의 외부 일측에 마련되어 챔버(200)의 내부 공간 및 온도 측정 장치(600)의 내부로 가스(G)를 공급하는 가스공급부(800)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the substrate processing apparatus 100 according to the present invention has a chamber 200 that provides a space in which the substrate S is seated and heat treated, and is coupled to an upper portion of the chamber 200. Forming a space, a heating block 400 in which at least one heat source 420 is mounted, a quartz window 500 provided between the chamber 200 and the heating block 400, and the chamber 200. A plurality of temperature measuring devices 600 for measuring the temperature of the substrate S and penetrate the lower surface of the chamber 200 are provided at one outside of the chamber 200 to the interior space of the chamber 200 and the temperature measuring device 600. It includes a gas supply unit 800 for supplying the gas (G).

또한, 상기의 기판 처리 장치(100)에 장착되는 온도 측정 장치(600)는 기판(S)에서 방출되는 방사선(R₂)을 입사받는 튜브형 라드(620)와, 튜브형 라드(620)의 하단에 결합되고 방사선(R₂)을 일측으로 전달하는 광학 파이버(640)와, 튜브형 라드(620)와 광학 파이버(640) 사이에 구비되는 투과창(650)과, 튜브형 라드(650) 및 광학 파이버(640)의 연결부위를 감싸는 라드연결몸체(660) 및 광학 파이버(640)에서 전달된 방사선(R₂)을 통해 기판(S)의 온도를 측정하는 고온계(680)를 포함하고, 투과창(650)의 상면과 접하는 튜브형 라드(620)의 하단면 및 라드연결몸체(660)에는 가스공급부(800)에서 공급된 가스(G)가 통과하는 가스분사통로(670)가 적어도 하나 이상 수평으로 형성된다.In addition, the temperature measuring device 600 mounted on the substrate processing apparatus 100 includes a tubular rod 620 that receives radiation R ₂ emitted from the substrate S and a lower end of the tubular rod 620. An optical fiber 640 coupled to and transmitting radiation R ₂ to one side, a transmission window 650 provided between the tubular rod 620 and the optical fiber 640, a tubular rod 650 and an optical fiber ( And a pyrometer 680 for measuring the temperature of the substrate S through the Rd connecting body 660 surrounding the connection part of the 640 and the radiation R ₂ transmitted from the optical fiber 640, and a transmission window 650. At least one gas injection passage 670 through which the gas G supplied from the gas supply part 800 passes is formed horizontally on the bottom surface of the tubular rod 620 and the rod connecting body 660 in contact with the upper surface of the rod. .

챔버(200)는 상부가 개방된 블럭 형상으로서, 양측벽에는 기판(S)의 반입 및 반출을 위한 게이트(210a, 210b)가 형성된다. 본 실시예에서는 챔버(200)의 양측벽에 게이트(210a, 210b)를 각각 형성하였지만, 일측벽에만 하나의 게이트를 형성하고 이를 공용하여 기판(S)을 반입 및 반출시킬 수 있다. 챔버(200)의 외부에는 챔버(200)의 내부 공간으로 가스(G)를 공급하는 가스공급부(800)가 구비되며, 챔버(200)의 측면 및 하부면에는 가스공급부(800)에서 공급된 가스(G)가 챔버(200)의 내부 공간으로 공급 및 순환될 수 있도록 가스공급구(210, 220) 및 가스배기구(230. 240)가 형성된다. 가스공급부(800)의 내부에는 가스(G)의 종류에 따라 여러 가지의 가스탱크가 구비되어 챔버(200)의 내부 공간 및 온도 측정 장치(600)에 서로 다른 종류의 가스를 선택적으로 공급할 수 있다. 또한, 가스공급부(800)의 내 부에는 가스 제어수단(미도시)이 구비되어 가스공급부(800)에서 공급되는 가스(G)의 공급량 등을 자유롭게 조절할 수 있다.The chamber 200 has a block shape with an open upper portion, and gates 210a and 210b for loading and unloading the substrate S are formed on both side walls. In the present exemplary embodiment, gates 210a and 210b are formed on both side walls of the chamber 200, but one gate may be formed only on one side wall, and the substrate S may be carried in and out. The outside of the chamber 200 is provided with a gas supply unit 800 for supplying the gas (G) to the internal space of the chamber 200, the gas supplied from the gas supply unit 800 on the side and bottom surface of the chamber 200 Gas supply ports 210 and 220 and gas exhaust ports 230 and 240 are formed to allow (G) to be supplied and circulated to the internal space of the chamber 200. Various gas tanks may be provided in the gas supply unit 800 according to the type of the gas G to selectively supply different kinds of gases to the internal space of the chamber 200 and the temperature measuring device 600. . In addition, a gas control unit (not shown) is provided inside the gas supply unit 800 to freely adjust a supply amount of the gas G supplied from the gas supply unit 800.

또한, 챔버(200)의 일측벽에는 챔버(200)의 내부 압력을 조절할 수 있는 펌프부(700)가 구비된다. 본 실시예에서는 가스공급부(800)를 통해 챔버(200) 및 온도 측정 장치(600)에 공급된 가스(G)를 배기시켰지만, 펌프부(700)를 동시에 적용하여 보다 적극적으로 가스(G)를 챔버(200)로부터 배기시킬 수 있다.In addition, one side wall of the chamber 200 is provided with a pump 700 that can adjust the internal pressure of the chamber 200. In the present embodiment, the gas G supplied to the chamber 200 and the temperature measuring device 600 is exhausted through the gas supply part 800, but the gas part G is actively applied by simultaneously applying the pump part 700. The chamber 200 may be exhausted.

챔버(200)의 내부에는 기판(S)을 챔버(200)의 내측 하부면으로부터 이격시켜 지지하고, 열처리시 기판(S)을 회전시키는 기판 지지수단(300)이 구비된다. 기판 지지수단(300)은 챔버(200)의 내측 하부면에 결합되는 회전링(310)과, 회전링(310)에 상부에 결합되어 수직으로 세워지는 실린더링(320) 및 실린더링(320)의 상측에서 수평으로 놓여져 기판(S)의 테두리를 지지하는 에지링(330)을 포함한다.The inside of the chamber 200 is provided with a substrate supporting means 300 for supporting the substrate S spaced apart from the inner lower surface of the chamber 200 and rotating the substrate S during heat treatment. Substrate support means 300 is a rotary ring 310 coupled to the inner bottom surface of the chamber 200, the cylinder ring 320 and the cylinder ring 320 is vertically coupled to the top of the rotary ring 310 The edge ring 330 is placed horizontally on the upper side of the substrate to support the edge of the substrate (S).

또한, 챔버(200)의 내측 하부면에는 챔버(200)의 하부면을 관통하여 돌출되는 온도 측정 장치(600)의 튜브형 라드(620)를 감싸 보호하는 피팅고정판(360)이 구비된다. 피팅고정판(360)에는 챔버(200)에 형성된 가스공급구(210) 및 가스배기구(240)와 각각 연통되는 가스순환통로(362, 364)가 형성되어 있으며, 이를 통해 가스공급부(800)에서 공급된 가스(G)가 기판(S)의 하부 및 피팅고정판(360)의 상면이 형성하는 공간상에서 순환된다.In addition, the inner lower surface of the chamber 200 is provided with a fitting fixing plate 360 to surround and protect the tubular rod 620 of the temperature measuring device 600 protruding through the lower surface of the chamber 200. The fitting fixing plate 360 has gas circulation passages 362 and 364 communicating with the gas supply port 210 and the gas exhaust port 240 formed in the chamber 200, respectively, and are supplied from the gas supply unit 800. The gas G is circulated in the space formed by the lower surface of the substrate S and the upper surface of the fitting fixing plate 360.

히팅블럭(400)은 기판(S)에 복사 광선(R₁)을 조사하여 기판(S)을 가열시키는 수단으로서, 히팅블럭 몸체(410) 내부에는 다수의 열원(420)이 장착된다.The heating block 400 is a means for heating the substrate S by irradiating the radiation beam R ₁ to the substrate S. A plurality of heat sources 420 are mounted in the heating block body 410.

본 실시예에서는 열원(420)으로 선형 램프가 사용된다. 선형 램프는 길이가 긴 발광부를 가지며, 선형 램프의 양측으로는 전력이 인가되는 전원도입부(미도시)가 형성된다. 한편, 열원(420)은 히팅블럭(400)에 바로 장착되거나 또는 관형 윈도우(430)에 삽입되어 장착될 수 있다. 관형 윈도우(430)는 열원(420)을 보호하는 역할을 하며, 복사 광선의 투과가 잘 일어나는 투명한 재질, 즉 석영(quartz)을 재질로 하여 형성된다. 또한, 미도시되었지만, 히팅블럭(400)의 내부에 냉각유체가 순환될 수 있는 냉각통로를 형성하여 열원(420)의 주변에 형성하여 열원(420)을 냉각시킬 수 있다.In this embodiment, a linear lamp is used as the heat source 420. The linear lamp has a long light emitting part, and power supply parts (not shown) to which electric power is applied are formed at both sides of the linear lamp. On the other hand, the heat source 420 may be mounted directly to the heating block 400 or inserted into the tubular window 430 to be mounted. The tubular window 430 serves to protect the heat source 420, and is formed of a transparent material, that is, a quartz material, which easily transmits radiation. In addition, although not shown, a cooling passage through which a cooling fluid can be circulated is formed in the heating block 400 to be formed around the heat source 420 to cool the heat source 420.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 온도 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 통해 기판을 열처리하는 과정에서 기판이 가열되는 온도에 따라 기판으로부터 방출되는 방사선을 입사받는 온도 측정 장치의 라드를 튜브형으로 형성함으로써 상단면 전체에 오염막이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고온의 환경에 노출되는 튜브형 라드의 상단면에서 이격되어 상대적으로 저온의 환경에서 투과창 및 광학 파이버를 연결시키고, 투과창의 상측으로 퍼지가스를 분사시킴으로써 튜브형 라드의 내부로 유입된 오염물이 투과창의 상면에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판의 열처리시 챔버 내부에서 발생하는 오염물의 영향을 받지 않고 기판의 온도를 정확하게 측정할 수 있으며, 기판의 온도를 정확하게 측정함으로써 기판의 온도 제어가 가능해진다. 결국, 열처리 공정의 신뢰성 및 반도체 소자의 질이 향상된다.As described above, the rod of the temperature measuring device receiving the radiation emitted from the substrate according to the temperature at which the substrate is heated in the process of heat-treating the substrate through the temperature measuring device and the substrate processing apparatus having the same according to the present invention forms a tubular shape. As a result, the contamination film can be prevented from being formed on the entire upper surface. In addition, the contaminants introduced into the tubular rod are permeated by connecting the transmission window and the optical fiber in a relatively low temperature environment and spaced from the upper surface of the tubular rod exposed to the high temperature environment, and spraying purge gas to the upper side of the transmission window. It can be prevented from adhering to the upper surface of the window. Therefore, the temperature of the substrate can be accurately measured without being affected by contaminants generated in the chamber during the heat treatment of the substrate, and the temperature of the substrate can be controlled by accurately measuring the temperature of the substrate. As a result, the reliability of the heat treatment process and the quality of the semiconductor device are improved.

상기에서는 기판 처리 장치로서 급속열처리 장치를 예시하여 설명하였으나, 본 발명은 급속열처리 장치 외에 다양한 기판 처리 장치에 적용되어 기판의 온도를 측정할 수 있다.In the above, the rapid thermal processing apparatus has been described as an example of the substrate processing apparatus, but the present invention can be applied to various substrate processing apparatuses in addition to the rapid thermal processing apparatus to measure the temperature of the substrate.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned Example and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.

도 1은 종래 기술에 따른 온도 측정 장치의 내부 단면도.1 is an internal cross-sectional view of a temperature measuring device according to the prior art.

도 2는 도 1에 도시된 온도 측정 장치가 장착된 기판 처리 장치의 개략적인 내부 구성도.FIG. 2 is a schematic internal configuration diagram of a substrate processing apparatus equipped with the temperature measuring device shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 온도 측정 장치의 내부 단면도.Figure 3 is an internal cross-sectional view of the temperature measuring device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 선 A-A'에 따른 수평 단면도 및 변형예를 나타낸 도면.4 is a horizontal cross-sectional view and a modification according to the line A-A 'shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 온도 측정 장치의 튜브형 라드에 반사막이 형성된 상태를 나타낸 도면.5 is a view showing a state in which a reflective film is formed on the tubular rod of the temperature measuring device according to the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 온도 측정 장치가 장착된 기판 처리 장치의 구성도.6 is a block diagram of a substrate processing apparatus equipped with a temperature measuring device according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 기판 처리 장치 200 : 챔버100: substrate processing apparatus 200: chamber

400 : 히팅블럭 600 : 온도 측정 장치400: heating block 600: temperature measuring device

620 : 튜브형 라드 640 : 광학 파이버620: tubular rod 640: optical fiber

650 : 투과창 670 : 가스분사통로650: transmission window 670: gas injection passage

680 : 고온계 690 : 압력제어블럭680: pyrometer 690: pressure control block

695 : 반사막 700 : 펌프부695 reflection film 700 pump portion

800 : 가스공급부 S : 기판800 gas supply unit S substrate

Claims

A tubular rod receiving the radiation emitted from the object;

An optical fiber coupled to the bottom of the tubular rod and transmitting the radiation;

A transmission window provided between the tubular rod and the optical fiber;

A rod connecting body surrounding the connecting portion of the tubular rod and the optical fiber; And

And a pyrometer for measuring the temperature of the object through the radiation transmitted from the optical fiber.

At least one gas injection passage formed horizontally through the lower surface of the tubular rod and the rod connecting body in contact with the upper surface of the transmission window.

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The method of claim 1,

The rod connecting body,

An upper rod connecting body which vertically penetrates the tubular rod so as to be inserted vertically, and the gas injection passage is formed;

First sealing means coupled between the upper rod connecting body and the tubular rod;

A lower rod connecting body coupled to a lower portion of the upper rod connecting body and vertically penetrating so that the optical fiber is inserted vertically, and a mounting groove in which the transmission window is seated is formed on an upper surface thereof;

A second hermetic means coupled between the transmission window and the seating groove along a circumference of the transmission window; And

A pressure control block surrounding a coupling portion of the upper rod connecting body and the lower rod connecting body and adjusting an internal pressure of the gas injection passage;

Temperature measuring device comprising a.

The method of claim 3,

O-ring is used as the first hermetic means and the second hermetic means.

The method according to any one of claims 1, 3 or 4,

Temperature measuring device is formed with a reflective film on the outer peripheral surface of the tubular rod.

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