KR101070464B1 - 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법 - Google Patents

급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101070464B1
KR101070464B1 KR1020090059005A KR20090059005A KR101070464B1 KR 101070464 B1 KR101070464 B1 KR 101070464B1 KR 1020090059005 A KR1020090059005 A KR 1020090059005A KR 20090059005 A KR20090059005 A KR 20090059005A KR 101070464 B1 KR101070464 B1 KR 101070464B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
chamber
substrate holder
heat treatment
space
Prior art date
Application number
KR1020090059005A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110001460A (ko
Inventor
이병일
Original Assignee
주식회사 테라세미콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 테라세미콘 filed Critical 주식회사 테라세미콘
Priority to KR1020090059005A priority Critical patent/KR101070464B1/ko
Publication of KR20110001460A publication Critical patent/KR20110001460A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101070464B1 publication Critical patent/KR101070464B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

열 쇼크를 방지하면서 불필요한 열 손실을 최소화할 수 있는 급속 열처리 장치(100)가 개시된다. 본 발명에 따른 급속 열처리 장치(100)는, 기판(10)의 열처리 공간을 제공하는 챔버(110); 기판(10)을 가열하기 위한 열을 공급하는 히터(140); 기판(10)이 안착되는 기판 홀더(150); 기판 홀더(150)를 지지하며 기판 홀더(150)를 상하로 이동시키는 기판 홀더 지지핀(160); 및 기판(10)을 지지하며 기판(10)을 상하로 이동시키는 기판 지지핀(170)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
급속 열처리 장치, 급속 열처리 방법, RTA, RTP

Description

급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법{Rapid Thermal Apparatus And Rapid Thermal Method}
본 발명은 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 열 쇼크를 방지하면서 불필요한 열 손실을 최소화할 수 있는 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법에 관한 것이다.
최근 평판 디스플레이에 대한 수요가 폭발적으로 증가할 뿐만 아니라 점점 대화면 디스플레이를 선호하는 경향이 두드러지기 때문에, 평판 디스플레이 제조용 대면적 기판처리 시스템에 대한 관심이 고조되고 있다.
평판 디스플레이 제조시 사용되는 대면적 기판처리 시스템을 이용하는 기판처리 공정에 있어서 기판 상에 형성되어 있는 소정의 박막에 열을 공급하는 열처리 공정은 필수적이다. 이러한 열처리 공정으로는 오랜 시간 동안 열처리를 진행하는 퍼니스(furnace) 공정과, 짧은 시간 내에 열처리를 진행하는 급속 열처리 공정(rapid thermal annealing)이 있다.
한편 급속 열처리 공정은 퍼니스 공정보다 상대적으로 불순물의 불필요한 확산을 제어하는 것이 용이하고 열 소모 비용(thermal budget)을 크게 줄일 수 있기 때문에, 평판 디스플레이 제조시 비정질 실리콘 내의 댕글링(dangling) 본드를 제거하기 위한 수소화(hydrogenation) 공정이나 원하는 저항치를 얻기 위한 도펀트 활성화(dopant activation) 공정 등에 이용되고 있다.
그러나, 종래의 급속 열처리 공정은 필연적으로 급격한 온도 변화(예를 들어, 급격한 온도의 상승 및 하강)를 수반하기 때문에 열처리 과정에서 기판이 열 쇼크(thermal shock)를 받아 손상을 입거나 파손되는 문제점이 있었다. 이는 평판 디스플레이의 품질 및 수율을 저하시킴으로써 결국에는 평판 디스플레이의 제조 단가가 상승하는 결과를 초래하였다. 또한, 종래의 급속 열처리 공정은 기판이 기판 홀더 상에 안착된 상태에서 열처리 공정이 수행되기 때문에 기판 홀더도 불필요하게 가열 및 냉각되는 과정을 반복함으로써 급속 열처리 공정의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다. 이 역시 평판 디스플레이의 제조 단가가 상승하는 결과를 초래하였다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기판이 기판 홀더 상에 안착된 상태에서 이루어지는 제1 냉각 과정 및 기판과 기판 홀더 가 분리된 상태에서 이루어지는 제2 냉각 과정에 의하여, 기판의 열 쇼크를 방지하면서 불필요한 열 손실을 최소화할 수 있는 급속 열처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 급속 열처리 장치는, 기판의 열처리 공간을 제공하는 챔버; 상기 기판을 가열하기 위한 열을 공급하는 히터; 상기 기판이 안착되는 기판 홀더; 상기 기판 홀더를 지지하며 상기 기판 홀더를 상하로 이동시키는 기판 홀더 지지핀; 및 상기 기판을 지지하며 상기 기판을 상하로 이동시키는 기판 지지핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 홀더에는 상기 기판 지지핀이 관통하는 관통 홀이 형성될 수 있다.
상기 기판 홀더 지지핀과 상기 기판 지지핀은 독립적으로 구동될 수 있다.
상기 기판의 가열 과정에서는 상기 기판과 상기 기판 홀더가 접촉되며, 상기 기판의 냉각 과정에서는 상기 기판과 상기 기판 홀더가 접촉 또는 분리될 수 있다.
상기 기판의 냉각을 위하여 상기 기판에 가스를 분사하는 가스 분사부를 더 포함할 수 있다.
기판의 열처리 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 하측에 설치되며 상기 기판을 가열하기 위한 열을 공급하는 히터; 상기 챔버의 내부에 위치되며 상기 기판이 안착되는 기판 홀더; 상기 챔버에 설치되어 상기 기판 홀더를 지지하며 상기 기판 홀더를 상하로 이동시키는 기판 홀더 지지핀; 및 상기 챔버에 설치되어 상기 기판을 지지하며 상기 기판을 상하로 이동시키는 기판 지지핀을 포함하는 급속 열처리 장치를 이용하는 급속 열처리 방법으로서,
(a) 상기 챔버의 내부 상측 공간인 제1 공간에 위치한 상기 기판 지지핀 상에 상기 기판이 안착되는 단계; (b) 상기 챔버의 내부 하측 공간인 제2 공간에 위치한 상기 기판 홀더 상에 상기 기판이 안착되는 단계; (c) 상기 기판이 가열되는 단계; (d) 상기 기판이 상기 기판 홀더 상에 안착된 상태로 상기 챔버의 상기 제1 공간으로 이동되는 단계; (e) 상기 기판이 상기 기판 홀더 상에 안착된 상태로 상기 기판이 제1 온도 범위까지 냉각되는 제1 냉각 단계; (f) 상기 기판 홀더가 상기 챔버의 상기 제2 공간으로 이동되어 상기 기판과 상기 기판 홀더가 분리되는 단계; (g) 상기 기판이 상기 기판 홀더와 분리된 상태로 상기 기판이 제2 온도 범위까지 냉각되는 제2 냉각 단계; 및 (f) 상기 챔버의 상기 제1 공간에 위치한 상기 기판 지지핀 상에서 상기 기판이 제거되는 단계를 포함하며,
상기 기판은 상기 챔버의 상기 제1 공간에서 냉각이 이루어지고, 상기 챔버의 상기 제2 공간에서 가열이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 기판 지지핀은 상기 기판 홀더에 형성된 관통 홀을 통하여 상하로 이동될 수 있다.
상기 제1 및 제2 냉각 단계 중 적어도 하나의 단계에서는 상기 기판의 냉각을 위하여 상기 기판에 가스를 분사할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 지지핀 및 기판 홀더 지지핀을 작동시켜 기판이 기 판 홀더에 안착된 상태에서 냉각(제1 냉각)이 이루어지도록 함으로써, 기판의 열 쇼크를 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 급속 열처리 장치는, 기판 지지핀 및 기판 홀더 지지핀을 작동시켜 기판과 기판 홀더가 분리된 상태에서 냉각(제2 냉각)이 이루어지도록 함으로써, 불필요한 열 손실을 최소화 할 수 있고, 이에 따라 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 열처리 장치(100)의 구성을 개략적 으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 급속 열처리(100) 장치는 챔버(110), 히터(140), 기판 홀더(150), 기판 홀더 지지핀(160) 및 기판 지지핀(170)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버(110)는 급속 열처리 공정이 수행되는 공간을 제공하며, 상기 열처리 공정이 수행되는 동안 실질적으로 내부 공간이 밀폐되도록 구성된다. 또한, 챔버(110)는 최적의 공정 조건을 유지하도록 구성(예를 들면, 히터(140)로부터 방사된 자외선 등을 효율적으로 분산시킬 수 있는 구성)되며, 형태는 사각형 또는 원형의 형태로 제조될 수 있다. 또한, 계속되는 열처리 과정에서도 변형이 일어나지 않도록, 챔버(110)의 재질은 석영(quartz)인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 히터(140)는 열처리 공정에 필요한 열을 공급하기 위하여 기판(10)을 가열하는 역할을 한다. 히터(140)는 챔버(110)의 하측에 설치되는 것이 바람직한데, 이는 후술할 기판 홀더 지지핀(160) 및 기판 지지핀(170)의 수용 및 이동 공간을 고려한 것이다. 히터(140)는 할로겐 램프를 사용하는 것이 바람직하고, 이때 할로겐 램프의 열선의 재질은 텅스텐인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더(150)는 기판(10)이 안착되어 지지되게 함으로써 열처리 과정 중에 발생할 수 있는 기판(10)의 변형 등을 방지하는 역할을 한다. 기판 홀더(150)에는 후술하는 기판 지지핀(170)이 관통될 수 있도록 관통 홀(151)이 형성될 수 있다. 이 경우, 기판 홀더(150)의 면적은 열처리 대상인 기판(10)의 면적보다 크게 하는 것이 바람직하며, 이렇게 될 때 기판(10)을 보 다 용이하게 기판 홀더(150) 상에 안착시킬 수 있다. 또한, 반복되는 열처리 과정에서도 변형이 발생하지 않도록, 기판 홀더(150)의 재질은 석영인 것이 바람직하다.
한편, 도 1을 참조하면, 기판 홀더(150)에는 모두 4개의 관통 홀(151)이 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 다만, 기판(10)을 보다 안정적으로 지지하여 이동시키기 위해서는 기판 지지핀(170)은 4개를 초과하여 설치할 수도 있으며, 이 경우에는 관통홀(151) 역시 4개를 초과하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더 지지핀(160)은 기판 홀더(150)를 지지하며 기판 홀더(150)를 상하로 이동시키는 역할을 한다. 본 발명에서 기판 홀더(150)를 상하로 이동시키기 위하여 공지의 구동 수단의 구성 원리가 채용될 수 있다. 예를 들면, 챔버(110)의 외부에, 보다 상세하게는 히터(140)의 하부에 구동 모터(미도시) 및 구동 모터의 구동력을 기판 홀더 지지핀(160)에 전달하는 동력 전달 수단(미도시)을 설치하여 기판 홀더 지지핀(160)을 구동함으로써 기판 홀더(150)가 기판 홀더 지지핀(160)에 지지되어 챔버(110) 내에서 상하로 이동될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지핀(170)은 기판(10)을 지지하며 기판(10)을 상하로 이동시키는 역할을 한다. 본 발명에서 기판(10)을 상하로 이동시키기 위하여 상술한 바와 같은 공지의 구동 수단의 구성 원리가 채용될 수 있다.
한편, 본 발명에서 기판 홀더(150)와 기판(10)의 이동 관계를 고려할 때 기 판 홀더 지지핀(160)과 기판 지지핀(170)은 각각 독립적으로 구동되게 하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 목적을 적절하게 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 열처리 장치(100)는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는 외부로부터 전기 신호를 수신하여 기판 홀더 지지핀(160) 및/또는 기판 지지핀(170)의 구동을 제어함으로써 기판 홀더(150) 및/또는 기판(10)이 챔버(110) 내에서 소정의 순서에 따라 원활하게 이동될 수 있도록 한다.
더 나아가, 본 발명의 목적을 적절하게 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 열처리 장치(100)는 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 위한 기판 로딩부(120) 및 기판 언로딩부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 기판 로딩부(120)와 기판 언로딩부(130)는 서로 대칭되는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 공정의 생산성을 더욱 향상시키기 위하여 기판(10)의 로딩 및 언로딩 과정은 공지의 기판 트랜스퍼 로봇(미도시) 등에 의하여 수행되게 하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 본 발명의 목적을 적절하게 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 열처리 장치(100)는 기판(10)에 냉각 가스를 분사하는 가스 분사부(180) 및 분사된 냉각 가스를 배출하는 가스 배출부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 기판(10)에 냉각 가스의 공급이 원활히 이루어지도록 하기 위하여 가스 분사부(180)는 챔버(110)의 상측에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 냉각 가스 분사 과정에서 기판 홀더(150)에 전달되는 냉각 가스의 양을 최소화하기 위하여, 가스 배출부(190)는 챔버(110) 내부의 상측(후술하는 제1 공간(110b)측)에 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 냉각 가스는 고온의 열처리 과정에서도 기판에 미치는 영향을 최소화 할 수 있는 불활성 가스(Ar이나 He) 또는 질소(N2)인 것이 바람직하다.
이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 열처리 방법의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 이해를 돕기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 가열이 이루어질 수 있는 챔버(110)의 내부 하측 공간을 편의상 제2 공간(110a)이라 하고 기판(10)의 냉각이 이루어질 수 있는 챔버(110)의 내부 상측 공간을 제1 공간(110b)으로 상정하기로 한다.
도 1을 참조하면, 기판(10)의 로딩 단계로서, 기판 홀더 지지핀(160)으로 지지되는 기판 홀더(150)는 챔버(110)의 제2 공간(110a)에 위치하고, 기판 지지핀(170)은 제1 공간(110b)에 위치하며, 이 상태에서 기판 트랜스퍼 로봇(미도시)에 의해 기판 로딩부(120)를 통하여 기판 지지핀(170) 상에 기판(10)이 로딩되어 안착된다. 이 단계에서 히터(140)는 작동시키지 않는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 예를 들어 기판 홀더(150)의 예열 등을 위해서는 히터(140)는 작동시킬 수도 있다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 기판(10)의 가열 단계로서, 도 1의 상태에서 기판 지지핀(170)이 수직으로 하강하여 기판(10)이 제2 공간(110a)에 위치하는 기판 홀더(150) 상에 안착되며, 그 후 챔버(110)의 내부 공간은 밀폐시킨 상태에서 히터(140)를 작동시켜 기판(10)을 가열한다. 즉, 본 발명에서 기판(10)의 가열은 제2 공간(110a) 내에서 이루어진다. 가열 온도 및 시간은 열처리 공정에 따라 자유롭게 변경이 가능하나 대개 700 내지 1,000℃의 온도와 1 내지 30분의 시간 범위에서 조절될 수 있다.
이때, 기판(10)은 기판 홀더(150) 상에 지지되어 안착된 상태[기판(10)의 전면적에 걸쳐서 기판 홀더(150)와 서로 접촉되어 있는 상태]에서 급속 가열되기 때문에 이 과정에서 발생할 수 있는 기판(10)의 변형, 예를 들어 기판(10)의 휨, 미소 굴곡 등이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 기판(10)의 제1 냉각 단계로서, 도 3의 상태에서 기판 홀더 지지핀(160)과 기판 지지핀(170)이 수직으로 승강하여 기판(10)과 기판 홀더(150)가 제1 공간(110b)으로 이동하며, 이 상태에서 기판(10)은 히터(140)로부터 멀어짐에 따라 제1 온도 범위까지 냉각된다. 즉, 본 발명에서 기판(10)의 제1 냉각은 제1 공간(110b) 내에서 기판 홀더(150)와 접촉된 상태에서 이루어진다. 제1 온도 범위는 기판(10)의 온도가 급격하게 하강하는 것을 방지하여 기판(10)이 열 쇼크에 의한 손상을 입거나 파손되는 것을 예방할 수 있는 온도 범위로서, 대개 열처리 온도보다 낮은 400 내지 500℃의 온도 범위이다.
이때, 기판(10)은 기판 홀더(150) 상에 지지되어 안착된 상태[기판(10)의 전면적에 걸쳐서 기판 홀더(150)와 서로 접촉되어 있는 상태]에서 냉각되기 때문에 기판(10)이 보다 천천히 냉각될 수 있어서 열 쇼크를 받을 가능성을 더욱 줄일 수 있다. 이는 열 용량(heat capacity)이 높은 석영으로 이루어지는 기판 홀더(150) 의 영향을 받아 기판 홀더(150)와 접촉하고 있는 기판(10)의 냉각 속도가 감소될 수 있기 때문이다.
한편, 도 4의 기판(10)의 제1 냉각 단계에서, 기판(10)을 냉각시키기 위하여 가스 공급부(180)를 통하여 기판(10)에 냉각 가스를 공급할 수 있다. 그러나, 제1 냉각 단계는 기판(10)이 냉각 과정에서 열 쇼크를 받는 것을 방지해야 하는 단계이므로 냉각 가스를 사용하지 않고 기판(10)을 자연 냉각시키는 것도 가능하다. 냉각 가스로는 질소(N2) 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 사용된 냉각 가스는 가스 배출부(190)를 통하여 챔버(110)의 외부로 배출될 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 기판(10)의 제2 냉각 단계로서, 도 4의 상태에서 기판 홀더 지지핀(160)이 수직으로 하강하여 기판(10)은 제1 공간(110b)에 남겨둔 채 기판 홀더(150)는 제2 공간(110a)으로 이동되며, 이 상태에서 기판(10)은 제2 온도 범위까지 냉각된다. 즉, 본 발명에서 기판(10)의 제2 냉각은 제1 공간(110b) 내에서 기판 홀더(150)와 분리된 상태에서 이루어진다. 제2 온도 범위는 챔버(110)로부터 기판(10)의 언로딩이 가능한 온도 범위로서 대개 50 내지 100℃의 온도 범위이다.
이때, 기판 홀더(150)는 제2 공간(110a)에 위치하여 히터(140)에 근접함에 따라 기판(10)과는 달리 제2 온도 범위까지 냉각되지 않는다. 즉, 기판 홀더(150)는 챔버(110)로부터 언로딩되지 않아서 굳이 제2 온도까지 냉각될 필요가 없다. 따라서, 기판 홀더(150)는 열처리 과정 중에 적어도 제1 온도 범위를 유지할 수 있어서 불필요한 열 손실을 최소화할 수 있다.
한편, 도 5의 기판(10)의 제2 냉각 단계에서, 기판(10)을 냉각시키기 위하여 가스 공급부(180)를 통하여 기판(10)에 냉각 가스를 공급할 수 있다. 냉각 가스로는 질소(N2) 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 사용된 냉각 가스는 가스 배출부(190)를 통하여 챔버(110)의 외부로 배출될 수 있다. 본 발명에서 기판 배출부(190)는 제1 공간(110b) 측에 위치하기 때문에 사용된 냉각 가스를 배출하는 과정에서 제2 공간(110a)에 위치하는 기판 홀더(150)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
끝으로, 기판의 언로딩 단계로서, 도 5의 상태에서 기판 트랜스퍼 로봇(미도시)에 의해 기판 언로딩부(130)를 통하여 기판 지지핀(170) 상에 안착되어 있는 기판(10)을 챔버(110)로부터 언로딩한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 급속 열처리 방법은 기판(10)이 기판 홀더(150)와 접촉된 상태에서 가열 및 제1 냉각되고 기판(10)이 기판 홀더(150)와 분리된 상태에서 제2 냉각되기 때문에 기판의 변형과 파손이 방지되고 급속 열처리 공정의 생산성이 향상되어 최종적으로 평판 디스플레이의 품질 및 수율 향상을 기대할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 기판
100: 급속 열처리 장치
110: 챔버
110b: 제1 공간
110a: 제2 공간
120: 기판 로딩부
130: 기판 언로딩부
140: 히터
150: 기판 홀더
151: 관통 홀
160: 기판 홀더 지지핀
170: 기판 지지핀
180: 가스 분사부
190: 가스 배출부

Claims (9)

  1. 기판의 열처리 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버의 하측에 설치되며 상기 기판을 가열하기 위한 열을 공급하는 히터;
    상기 챔버의 내부에 위치되며 상기 기판이 안착되는 기판 홀더;
    상기 챔버에 설치되어 상기 기판 홀더를 지지하며 상기 기판 홀더를 상하로 이동시키는 기판 홀더 지지핀; 및
    상기 챔버에 설치되어 상기 기판을 지지하며 상기 기판을 상하로 이동시키는 기판 지지핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 홀더에는 상기 기판 지지핀이 관통하는 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 홀더 지지핀과 상기 기판 지지핀은 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 가열 과정에서는 상기 기판과 상기 기판 홀더가 접촉되며, 상기 기판의 냉각 과정에서는 상기 기판과 상기 기판 홀더가 접촉 또는 분리되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 챔버에는 상기 기판의 냉각을 위하여 상기 기판에 가스를 분사하는 가스 분사부가 더 설치된 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치.
  6. 기판의 열처리 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 하측에 설치되며 상기 기판을 가열하기 위한 열을 공급하는 히터; 상기 챔버의 내부에 위치되며 상기 기판이 안착되는 기판 홀더; 상기 챔버에 설치되어 상기 기판 홀더를 지지하며 상기 기판 홀더를 상하로 이동시키는 기판 홀더 지지핀; 및 상기 챔버에 설치되어 상기 기판을 지지하며 상기 기판을 상하로 이동시키는 기판 지지핀을 포함하는 급속 열처리 장치를 이용하는 급속 열처리 방법으로서,
    (a) 상기 챔버의 내부 상측 공간인 제1 공간에 위치한 상기 기판 지지핀 상에 상기 기판이 안착되는 단계;
    (b) 상기 챔버의 내부 하측 공간인 제2 공간에 위치한 상기 기판 홀더 상에 상기 기판이 안착되는 단계;
    (c) 상기 기판이 가열되는 단계;
    (d) 상기 기판이 상기 기판 홀더 상에 안착된 상태로 상기 챔버의 상기 제1 공간으로 이동되는 단계;
    (e) 상기 기판이 상기 기판 홀더 상에 안착된 상태로 상기 기판이 제1 온도 범위까지 냉각되는 제1 냉각 단계;
    (f) 상기 기판 홀더가 상기 챔버의 상기 제2 공간으로 이동되어 상기 기판과 상기 기판 홀더가 분리되는 단계;
    (g) 상기 기판이 상기 기판 홀더와 분리된 상태로 상기 기판이 제2 온도 범위까지 냉각되는 제2 냉각 단계; 및
    (f) 상기 챔버의 상기 제1 공간에 위치한 상기 기판 지지핀 상에서 상기 기판이 제거되는 단계를 포함하며,
    상기 기판은 상기 챔버의 상기 제1 공간에서 냉각이 이루어지고, 상기 챔버의 상기 제2 공간에서 가열이 이루어지는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판 지지핀은 상기 기판 홀더에 형성된 관통 홀을 통하여 상하로 이동되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 냉각 단계 중 적어도 하나의 단계에서는 상기 기판의 냉각을 위하여 상기 기판에 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 방법.
KR1020090059005A 2009-06-30 2009-06-30 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법 KR101070464B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090059005A KR101070464B1 (ko) 2009-06-30 2009-06-30 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090059005A KR101070464B1 (ko) 2009-06-30 2009-06-30 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110001460A KR20110001460A (ko) 2011-01-06
KR101070464B1 true KR101070464B1 (ko) 2011-10-06

Family

ID=43610023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090059005A KR101070464B1 (ko) 2009-06-30 2009-06-30 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101070464B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110001460A (ko) 2011-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8148271B2 (en) Substrate processing apparatus, coolant gas supply nozzle and semiconductor device manufacturing method
US5716207A (en) Heating furnace
US6780251B2 (en) Substrate processing apparatus and method for fabricating semiconductor device
JP5101665B2 (ja) 基板載置台、基板処理装置および基板処理システム
JP5029435B2 (ja) 載置台構造及び熱処理装置
US20070122936A1 (en) System for heat treatment of semiconductor device
US7432475B2 (en) Vertical heat treatment device and method controlling the same
JP2000323487A (ja) 枚葉式熱処理装置
JPH11204442A (ja) 枚葉式の熱処理装置
JP6864564B2 (ja) 熱処理方法
JP2008034463A (ja) 基板処理装置
GB2317497A (en) Semiconductor wafer thermal processing apparatus
KR101120029B1 (ko) 배치식 기판 처리 장치
KR101706270B1 (ko) 기판 처리 장치
JP4796056B2 (ja) 半導体素子の熱処理システム
KR101016061B1 (ko) 열처리 장치용 히터
KR101015596B1 (ko) 반도체 소자의 열처리 장치
KR101070464B1 (ko) 급속 열처리 장치 및 급속 열처리 방법
JP4516318B2 (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP2007242850A (ja) 半導体製造装置及び半導体製造方法
JP2010073787A (ja) 熱処理装置
JP2007227773A (ja) 基板の熱処理装置及び基板の熱処理方法
KR102211817B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101167989B1 (ko) 기판 처리 장치
JP2004228462A (ja) ウエーハの熱処理方法及び熱処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140917

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150706

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160824

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190128

Year of fee payment: 9