KR101070667B1 - 기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101070667B1
KR101070667B1 KR1020090030752A KR20090030752A KR101070667B1 KR 101070667 B1 KR101070667 B1 KR 101070667B1 KR 1020090030752 A KR1020090030752 A KR 1020090030752A KR 20090030752 A KR20090030752 A KR 20090030752A KR 101070667 B1 KR101070667 B1 KR 101070667B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wall
temperature
substrate
contact
processing apparatus
Prior art date
Application number
KR1020090030752A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100019312A (ko
Inventor
마사카즈 시마다
Original Assignee
가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 filed Critical 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Publication of KR20100019312A publication Critical patent/KR20100019312A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101070667B1 publication Critical patent/KR101070667B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof

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)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은, 처리실 내를 단시간에 냉각할 수 있는 기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
기판 처리 장치(10)는, 웨이퍼(1)를 처리하는 처리실(12)과, 처리실(12)의 외주측에 설치된 히터(39)와, 히터(39)의 외주측에 설치된 내측벽(34)과, 내측벽(34)과의 사이에 공간(36)을 형성하여 설치되는 외측벽(35)과, 공간(36)에 설치되는 냉각된 수냉 재킷(60)과, 내측벽(34) 및 외측벽(35)의 한쪽과 접촉하는 접촉 위치와, 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 비접촉 위치와의 사이에서 수냉 재킷(60)을 이동시키는 이동 기구(64)와, 이동 기구(64)를 제어하는 컨트롤러(100)를 포함한다.
발열체, 냉각 부재

Description

기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, HEATING DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
기판을 처리하는 처리실과, 이 처리실을 가열하는 히터 유닛을 구비하고 있는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 히터 유닛은 상기 처리실의 외측을 둘러싸도록 부설(敷設)된 발열체(發熱體)와, 이 발열체를 둘러싸도록 부설된 제1 반사체(反射體)와, 이 제1 반사체의 외측을 공간을 두고 둘러싸도록 부설된 제2 반사체와, 상기 공간을 배기하는 배기관과, 상기 공간에 가스를 공급하는 공급관을 구비하고 있는 기판 처리 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1).
<특허 문헌 1> 일본 공개 특허 제2004-311648호 공보
그러나, 종래의 기판 처리 장치에서는, 처리실 내를 냉각하는 것에 시간을 요한다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 처리실 내를 단시간에 냉각할 수 있는 기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 기판을 처리하는 처리실과, 상기 처리실의 외주측에 설치되고, 상기 처리실을 가열하는 발열체와, 상기 발열체의 외주측에 설치되는 환(環) 형상의 내측벽과, 상기 내측벽의 외주측과의 사이에 극간(隙間)을 형성하여 설치되는 환 형상의 외측벽과, 상기 극간에 설치되는 냉각된 환 형상의 냉각 부재와, 상기 내측벽 및 상기 외측벽의 적어도 어느 한쪽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 비(非)접촉 위치와의 사이에서 상기 냉각 부재를 이동시키는 이동 기구와, 적어도 상기 이동 기구를 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치이다.
본 발명에 의하면, 처리실 내를 단시간에 냉각할 수 있는 기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
다음에, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라서 설명한다.
도 1 및 도 2에는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)가 도시되어 있다. 기판 처리 장치(10)는, 배치(batch)식 종형(縱型) 핫월(hot-wall)형 산화·확산 장치로서 구성되어 있다.
기판 처리 장치(10)는, 중심선이 수직이 되도록 세로로 배치(配置)되고 고정적으로 지지된 종형의 프로세스 튜브(11)를 갖는다. 프로세스 튜브(11)는, 석영(SiO2)이 사용되고 상단이 폐색(閉塞)하고 하단이 개구한 원통(圓筒) 형상으로 형성되어 있다.
프로세스 튜브(11)의 원통 형상의 중공부(中空部)에 의해, 기판으로서 사용되는 웨이퍼(1)를 처리하는 처리실(12)이 형성된다. 처리실(12)에서는, 복수의 웨이퍼(1)가 일괄적으로 처리된다. 또한, 프로세스 튜브(11)의 하단부에 형성된 개구부는 노구(爐口, 13)로서 사용된다. 노구(13)를 개재하여, 처리실(12) 내로 웨이퍼(1)가 출입된다.
프로세스 튜브(11)의 외측에는, 균열(均熱) 튜브(14)가, 프로세스 튜브(11)를 덮도록 설치되어 있다. 균열 튜브(14)는, 예를 들면 탄화 실리콘으로 형성되며, 상단이 폐색하고, 하단이 개구하고 있으며, 프로세스 튜브(11)보다 대경(大徑)의 원통 형상을 하고 있다. 또한, 균열 튜브(14)에는, 상단 폐색벽에는 통기공(通氣孔, 14a)이 개설(開設)되어 있다.
프로세스 튜브(11)와 균열 튜브(14)와의 사이에는, 통기로(通氣路, 15)가 도넛 형상으로 형성되어 있고, 통기로(15)에는 냉매로서 사용되는, 예를 들면 클린(clean) 공기가 유통하도록 되어 있다. 통기로(15) 내의 클린 공기는, 통기공(14a)으로부터 배출된다. 한편, 통기공(14a)은 설치하지 않아도 된다.
또한, 기판 처리 장치(10)는, 광체(筐體, 16)를 갖는다. 광체(16)는, 프로세 스 튜브(11) 및 균열 튜브(14)를 중력(重力) 방향 하방으로부터 지지한다.
또한, 기판 처리 장치(10)는, 배기관(17)을 갖는다. 배기관(17)은, 일단부가, 프로세스 튜브(11)의 측벽의 하단부에 접속되어 있다. 배기관(17)의 타단부는, 배기 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 배기 장치는, 배기에 의해, 처리실(12)을 소정의 압력으로 유지하기 위하여 사용되고 있다.
또한, 기판 처리 장치(10)는, 가스 도입관(18)을 갖는다. 가스 도입관(18)은, 프로세스 튜브(11) 측벽의 하단부의 배기관(17)과는 다른 위치에 설치되어 있다.
프로세스 튜브(11)의 하방에는, 씰 캡(seal cap, 21)이 설치되어 있다. 씰 캡(21)은 원판 형상으로 형성되며, 프로세스 튜브(11)의 중심선의 연장선 상을, 보트 엘리베이터(도시하지 않음)에 의해 승강되도록 설치되어 있다.
씰 캡(21)의 상방에는, 단열(斷熱)캡(22)이 설치되어 있다. 단열캡(22)은, 프로세스 튜브(11)의 노구(13)의 근방을 단열하기 위하여 사용되어 있고, 복수 개의 보지(保持) 부재(23)에 의해 복수 매의 단열판(24)을 수평이면서 서로 중심을 맞춘 상태로 정렬하여 보지할 수 있도록 되어 있다.
단열캡(22) 위에는, 원판 형상으로 형성된 서브 히터 유닛(25)이, 단열캡(22)과 동축(同軸)이면서 수평으로 설치되어 있다. 서브 히터 유닛(25) 위에는, 보트(26)가 수직으로 입설(立設)되어 있다. 보트(26)는 복수 개의 보지 부재(27)에 의해 복수 매의 웨이퍼(1)를 수평이면서 서로 중심을 맞춘 상태로 정렬하여 보지하도록 구성되어 있다. 씰 캡(21)에는, 처리실(12) 내의 온도를 검지하는 온도 검지 기로서 사용되는 온도 센서(28)가 상하 방향으로 삽입되어 있다.
균열 튜브(14)의 외측에는, 히터 유닛(30)이 균열 튜브(14)를 전체적으로 둘러싸도록 설치되어 있다. 히터 유닛(30)은, 광체(16)에 의해 수직으로 지지되어 있다. 또한, 히터 유닛(30)은 얇은 강판(鋼板) 등에 의해 원통 형상으로 형성된 케이스(31)를 포함하고 있으며, 케이스(31)의 내주면(內周面)에는 세라믹 파이버(ceramic fiber) 등의 단열재(斷熱材, 32)가 얇게 안쪽에 붙여져 있다.
단열재(32)는, 그 내측에, 소위 보온병 구조의 단열조(斷熱槽, 33)가 동심원(同心円)으로 설치되어 있다. 단열조(33)는, 내측벽(34)과 외측벽(35)을 갖고 있다.
내측벽(34)은, 후술하는 발열체로서의 히터(39)의 외주측에 설치되는 환(環) 형상의 내측벽으로서 사용되고, 균열 튜브(14)의 외경보다 대경(大徑)의 원통 형상을 하고 있다. 외측벽(35)은, 내측벽(34)과 동축(同軸) 형상으로서, 내측벽(34)의 외주측과의 사이에 공간(36)을 형성하여 설치되는 환 형상의 외측벽으로서 사용되고 있으며, 내측벽(34)보다 대경의 원통 형상을 하고 있다. 내측벽(34)에 의해 가열 공간(420)이 형성되어 있다.
또한, 내측벽(34) 및 외측벽(35)은, 금속이나 세라믹 및 절연물 등의 내열성을 갖는 재료로 본체가 형성되고, 본체의 표면은 전해 연마(電解硏磨) 등에 의해 경면(鏡面) 처리되어 있다. 바람직하게는, 내측벽(34) 및 외측벽(35)의 본체의 표면에는, 산화실리콘(SiO2), 혹은 질화실리콘(SiN), 또는 산화실리콘(SiO2) 및 질화 실리콘(SiN)의 다중 코팅층으로 형성된 반사 코팅막이 피착(被着)되어 있어서, 이 반사 코팅막에 의해 내측벽(34) 및 외측벽(35)의 반사율을 높일 수 있으면 좋다.
내측벽(34) 및 외측벽(35)의 재질은, 후술하는 히터(39)와 동(同) 소재로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 내측벽(34) 및 외측벽(35)의 내열성 및 열특성을 열원(熱源)인 히터(39)와 동일하게 할 수 있다. 또한, 내측벽(34)을 히터(39)와 동 소재로 하는 경우, 내측벽(34)과 히터(39)와의 사이의 통전(通電)을 방지하기 위한 절연재를 사용하여, 내측벽(34)과 히터(39)를 격리(隔離)하는 것이 바람직하다.
공간(36)은, 내측벽(34)의 외주측과, 외측벽(35)의 내주측과의 사이에 형성되는 극간으로 사용되고 있으며, 내측벽(34)과 외측벽(35)이 동심원으로 배치됨으로써 형성되어 있다.
또한, 공간(36)의 상하 유단부(流端部)에는, 냉각 매체로서, 예를 들면 기체인 공기[클린(clean) 공기], 혹은 불활성 가스로서의 질소 가스를 유통시키기 위한 공급관(37)과 배기관(38)이 각각 접속되어 있다.
바람직하게는, 공간(36)은 기밀(氣密) 공간으로 하고, 공기 단열부(斷熱部)로서 사용하면 좋다. 공간(36)의, 예를 들면 상단부에, 예를 들어 덮개 등에 의해 형성된 개폐 기구를 설치하고, 통상(通常)은 덮개 등을 닫아서, 공간(36)을 폐쇄 공간으로 하며, 냉각이 이루어질 때에는, 공간(36)의 내압(內壓)과 외압(外壓)과의 차에 의해 덮개 등이 열리고, 공간(36) 내가 냉각되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 냉각 속도의 향상을 도모할 수 있다.
덮개 등의 개폐 기구는, 구동원으로부터의 구동 전달을 받아서 개폐하도록 해도 된다. 이 경우, 구동원은, 후술하는 이동 기구(64)와 겸용해서, 이동 기구(64)를 전환하여 사용하도록 해도 되고, 이동 기구(64)와는 다른 구동원을 사용해도 된다.
내측벽(34)의 내측에는, 처리실(12)을 가열하는 발열체로서 사용되는 히터(39)가 설치되어 있다. 히터(39)는, 예를 들면 규화몰리브덴(MoSi2)으로 형성되고, 균열 튜브(14)의 주위를 포위하도록 동심원으로 설치되어 있다. 히터(39)는, 규화몰리브덴(MoSi2) 대신에, 금속 발열재, 카본(carbon)을 사용해도 된다.
또한, 히터(39)는, 수직 방향으로 복수의 히터부로 분할되어 있다. 히터(39)의 분할된 부분은, 온도 컨트롤러(도시하지 않음)와 접속되어 있고, 온도 컨트롤러에 의해, 서로 연계하고, 독립하여 시퀀스 제어되도록 구성되어 있다.
또한, 히터(39)로서는, 단면(斷面) 형상이 원형, 또는 타원형인 봉(棒) 형상의 히터나, 평면에 패턴을 형성한 히터를 사용해도 된다. 또한, 히터(39)를 조밀하게 배치하여, 히터의 표면적을 크게 하면, 크게 한 표면적에 대응하여, 웨이퍼(1)를 고속으로 가열할 수 있도록 된다. 또한, 방열(放熱)이 다른 부분보다 큰 상부 및 하부에 배치된 히터(39)의 밀도를, 다른 부분에 배치된 히터(39)의 밀도보다 조밀하게 하면, 처리실(12)을 균일하게 가열할 수 있다.
단열조(33)와 균열 튜브(14)와의 사이에는 냉각 공기(41)를 유통시키기 위한 냉각 공기 통로(42)가, 균열 튜브(14)를 전체적으로 포위하도록 형성되어 있다.
또한, 단열조(33)의 하단부에는 냉각 공기(41)를 냉각 공기 통로(42)에 공급 하는 급기관(給氣管, 43)이 접속되어 있고, 급기관(43)에 공급된 냉각 공기(41)는 냉각 공기 통로(42)의 전주(全周)에 확산하도록 되어 있다.
또한, 단열조(33)의 상단에는 단열재 등에 의해 형성된 커버(44)가 덮여져 있고, 커버(44)의 중앙부에는 배기구(排氣口, 45)가 개설되고, 배기구(45)에는 배기로(46)가 접속되어 있다. 배기구(45)에 대향하는 위치에 서브 히터 유닛(47)이 설치되어 있다.
공간(36) 내에는, 냉각 부재로서의 수냉(水冷) 재킷(60)이 설치되어 있다. 수냉 재킷(60)은, 예를 들면 강제적으로 냉각되는 환 형상의 냉각 부재로서 사용되고 있고, 내측벽(34) 및 외측벽(35)과 동축 형상이고, 원통 형상으로 형성되어 있다.
수냉 재킷(60)에는, 수냉 재킷(60)을 수냉하기 위하여 사용되는 수냉 장치(62)와, 수냉 재킷(60)을 이동시키기 위하여 사용되는 이동 기구(64)가 장착되어 있다.
이동 기구(64)는, 수냉 재킷(60)을, 내측벽(34) 및 외측벽(35)의 적어도 어느 한쪽과 접촉하는 접촉 위치와, 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 비접촉 위치와의 사이에서 이동시킨다. 도 1 및 도 2에는, 수냉 재킷(60)이, 내측벽(34) 및 외측벽(35)과 비접촉 위치에 있는 상태가 도시되어 있다.
수냉 재킷(60)이 내측벽(34)에 접촉하면, 내측벽(34)보다 수냉 재킷(60)의 온도가 낮기 때문에, 수냉 재킷(60)으로 열이 전도(傳導)되고, 내측벽(34)이 냉각된다. 또한, 수냉 재킷(60)이 외측벽(35)에 접촉하면, 외측벽(35)보다 수냉 재 킷(60)의 온도가 낮기 때문에, 수냉 재킷(60)으로 열이 전도되고, 외측벽(35)이 냉각된다.
도 3(a)에는, 수냉 재킷(60)의 제1예가 도시되어 있다.
도 3(a)에 도시되는 바와 같이, 수냉 재킷(60)의 제1예는, 2 개의 재킷 본체(66, 66)를 갖는다. 재킷 본체(66, 66)는, 각각 반원통형(半圓筒形)으로 형성되며, 2 개의 재킷 본체(66, 66)의 양단부(兩端部)가 서로 당접(當接)함으로써, 원통 형상이 된다. 또한, 재킷 본체(66, 66)에는, 앞서 설명한 이동 기구(64)가 각각 접속되어 있다.
바람직하게는, 수냉 재킷(60)이 내측벽(34)과 접촉한 상태에서, 수냉 재킷(60)의 양단부가 서로 당접하도록 형성하면 좋다. 이와 같이 하면, 외측벽(35)에 비하여 고온으로 되기 쉽고, 기판의 온도 제어에 직접 영향을 주기 쉬운 내측벽(34)을 골고루 효율적으로 냉각할 수 있다.
재킷 본체(66, 66)의 외측벽(35, 도 1참조)과 대향하는 면에는, 각각 파이프(68, 68)가 설치되어 있다. 파이프(68)는 재킷 본체(66)의 길이 방향을 따른 길이 방향 부분(68a)과, 서로 이웃하는 길이 방향 부분(68a)을 연결하는 연결 부분(68b)을 갖고 있다. 파이프(68, 68)에는, 각각 일단부 측에 수냉 장치(62)로부터의 물의 공급이 이루어지며, 타단부 측으로부터 수냉 장치(62)로 물이 되돌려진다.
도 3(b)에는, 수냉 재킷(60)의 제2예가 도시되어 있다.
앞서 설명한 제1예에서는, 재킷 본체(66, 66)는, 각각 반원통형이었던 것에 반하여, 이 제2예에서는, 재킷 본체(66, 66)는 상하로도 분할되어 배치되어 있다. 또한, 이 제2예에서는, 파이프(68)는, 재킷 본체(66, 66)의 주방향(周方向)을 따른 주방향부(68c)와, 서로 이웃하는 주방향부(68c)를 연결하는 연결부(68d)를 갖고 있다.
한편, 제1예 및 제2예에서는, 2 개의 재킷 본체(66, 66)에 각각 설치된 파이프(68, 68)는, 서로 연결되어 있지 않지만, 신축(伸縮)이 자유자재로 가능한 플렉시블 튜브(flexible tube)를 사용하여 2 개의 파이프(68, 68)를 연결하고, 냉각수를 도통(導通) 가능하게 구성해도 된다.
또한, 제1예, 또는 제2예에 있어서, 파이프(68)를 재킷 본체(66)에 나선(螺線) 형상으로 감도록 장착해도 된다. 또한, 이 실시 형태에서는, 내측벽(34), 외측벽(35)을 냉각하기 위하여, 수냉 장치(62)를 사용하고, 파이프(68) 내에 흘리는 냉각용 매체로서 물을 사용하고 있는데, 물 이외의 액체나 기체를 냉각용 매체로 하여, 내측벽(34), 외측벽(35)을 냉각해도 된다. 단, 냉각용 매체로서는, 기체보다 액체를 사용하는 것이 바람직하다. 액체를 냉각용의 매체로서 사용하면, 기체를 사용하는 경우와 비교하여, 높은 냉각 효율이 얻어진다.
또한, 제1예 및 제2예에서는, 재킷 본체(66)의 외주측에 파이프(68)를 장착하고 있는데, 이를 대신하여, 재킷 본체(66)의 내주측에 파이프(68)를 장착해도 된다. 또한, 바람직하게는, 재킷 본체(66)의 내주측과 외주측과의 쌍방에 파이프(68)를 장착하면, 보다 한층 높은 냉각 효과가 얻어진다.
또한, 재킷 본체(66)의 내주측 및 외주측의 적어도 어느 한쪽에 파이프(68) 를 장착하는 대신에, 재킷 본체(66) 내에, 냉각수 등의 냉각 매체가 흐르는 유로를 형성해도 된다. 재킷 본체(66) 내에 유로를 형성하는 경우, 예를 들면, 재킷 본체(66)를 2층화(블록화)하고, 2 개의 층 사이에 유로(流路)를 형성하면 된다.
파이프(68)를 장착하는 경우, 외측벽(35), 또는 내측벽(34)에 대하여, 파이프(68)만이 접촉하고, 재킷 본체(66)는 접촉하지 않을 가능성이 생겨 버린다. 이에 비해, 재킷 본체(66) 내에 냉각수가 흐르는 유로를 형성하면, 재킷 본체(66)와, 외측벽(35), 내측벽(34)과의 접촉 면적을 크게 할 수 있다.
도 4 및 도 5에는, 이동 기구(64)가 도시되어 있다.
이동 기구(64)는, 재킷 본체(66)를 이동시키기 위한 구동원으로서 사용되는 공기 실린더(70)를 갖는다. 공기 실린더(70)는, 외측벽(35)에 고정된 실린더 본체(72)와, 실린더 본체(72)에 장착되고, 실린더 본체(72)로부터의 돌출량이 변하도록 이동하는 이동편(移動片, 74)을 갖는다. 또한, 이동 기구(64)는, 재킷 본체(66)를 이동 가능하게 지지하는 지지 기구(76)를 갖는다. 지지 기구(76)는, 외측벽(35)에 대하여 접동(摺動)할 수 있도록 설치된 접동 부재(78)를 가지며, 접동부(78)의 단부가, 재킷 본체(66)에 접속되어 있다.
이상과 같이 구성된 이동 기구(64)에서는, 공기 실린더(70)를 구동시킴으로써, 접동 부재(78)에 지지된 상태로, 수냉 재킷(60)이, 내측벽(34)에 접촉하는 위치와, 외측벽(35)에 접촉하는 위치와, 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 위치와의 사이에서 이동한다.
이 실시 형태에서는, 공기 실린더(70)를 사용하여 수냉 재킷(60)을 이동시키 고 있는데, 공기 실린더(70)를 사용하는 대신에, 예를 들면 전동 실린더를 사용하여 수냉 재킷(60)을 이동시켜도 된다. 또한, 공기 실린더(70)를 사용하는 대신에, 예를 들면, 모터와 볼나사 등을 사용하여 수냉 재킷(60)을 이동시켜도 된다. 이 때, 진동 실린더를 사용하는 경우에도, 모터와 볼나사를 사용하는 경우에도, 공기 실린더(70)를 사용하는 경우와 마찬가지로, 지지 기구(76)를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 이 실시 형태에서는, 수냉 재킷(60)은, 2 개의 재킷 본체(66, 66)를 가지고 있는데, 재킷 본체(66)는 3 개 이상이어도 된다.
도 6에는, 내측벽(34), 외측벽(35) 및 재킷 본체(66)의 형상의 일례가 설명되어 있다.
재킷 본체(66)의 내측의 면(661)의 곡률(曲率), 즉, 재킷 본체(66)의 내측벽(34)에 대향하는 면의 곡률은, 내측벽(34)의 외측의 면(340)의 곡률, 즉 내측벽(34)의 재킷 본체(66)와 대향하는 면의 곡률과 동일하게 되어 있다. 이 때문에, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)과, 내측벽(34)의 외측의 면(340)은 극간없이 접촉 가능하다.
또한, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)의 곡률, 즉, 재킷 본체(66)의 외측벽(35)에 대향하는 면의 곡률은, 외측벽(35)의 내측의 면(351)의 곡률, 즉 외측벽(35)의 재킷 본체(66)와 대향하는 면의 곡률과 동일하게 되어 있다. 이 때문에, 예를 들면, 냉각수의 유로를 재킷 본체(66) 내에 매입하도록 형성한 경우, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)과, 외측벽(35)의 내측의 면(351)은 극간없이 접촉 가능하 다.
도 7에는, 내측벽(34), 외측벽(35) 및 재킷 본체(66)의 형상의 제1 변형예가 설명되어 있다.
이 변형예에서는, 앞서 설명한 예와 마찬가지로, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)의 곡률은, 내측벽(34)의 외측의 면(340)의 곡률과 동일하게 되어 있다. 이 때문에, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)과, 내측벽(34)의 외측의 면(340)은 극간없이 접촉 가능하다.
또한, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)의 곡률은, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)의 곡률과 동일하다. 이 때문에, 외측벽(35)의 내측의 면(351)의 곡률은, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)의 곡률보다 크고, 외측벽(35)의 내측의 면(351)과, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)과의 사이에는 극간이 형성된다.
그래서, 이 제1 변형예에서는, 외측벽(35)의 내측의 면(351)에, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)과 내측의 곡률이 동일한 플레이트(80)를 설치하고, 또한, 이 플레이트(80)와 외측벽(35)과의 사이에 열전도용의 연결 부재(80a, 80a)를 설치하여, 재킷 본체(66)와 플레이트(80)가 극간없이 접촉하고, 열전도를 촉진할 수 있도록 하고 있다.
도 8에는, 내측벽(34), 외측벽(35) 및 재킷 본체(66)의 형상의 제2 변형예가 설명되어 있다.
이 변형예에서는, 앞서 설명한 예와 같이, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)의 곡률은, 내측벽(34)의 외측의 면(340)의 곡률과 동일하게 되어 있다. 이 때문 에, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)과, 내측벽(34)의 외측의 면(340)은 극간없이 접촉 가능하다.
또한, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)의 곡률은, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)의 곡률과 동일하며, 또한, 외측벽(35)의 내측의 면(351)의 곡률도 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)의 곡률과 동일하게 되도록 변형되어 있다. 이 때문에, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)과 외측벽(35)의 내측의 면(351)은, 극간없이 접촉 가능하다.
도 9에는, 내측벽(34), 외측벽(35) 및 재킷 본체(66)의 형상의 제3 변형예가 설명되어 있다.
이 변형예에서는, 앞서 설명한 예와 마찬가지로, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)의 곡률은, 내측벽(34)의 외측의 면(340)의 곡률과 동일하게 되어 있다. 이 때문에, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)과, 내측벽(34)의 외측의 면(340)은 극간없이 접촉 가능하다.
또한, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)의 곡률은, 재킷 본체(66)의 내측의 면(661)의 곡률과 동일하다. 이 때문에, 외측벽(35)의 내측의 면(351)의 곡률은, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)의 곡률보다 크고, 외측벽(35)의 내측의 면(351)과, 재킷 본체(66)의 외측의 면(660)과의 사이에는 극간(d)이 형성된다.
그래서, 이 제3 변형예에서는, 극간(d)에 맞춘 균열(均熱) 블록(82, 82)이, 예를 들면 소정의 간격으로 외측벽(35)의 내측의 면(351)에 설치되어 있다.
도 10에는, 외측벽(35)의 변형예가 도시되어 있다.
이 변형예에서는, 재킷 본체(66)의 외주측에 파이프를 장착하고 있는 타입의 수냉 재킷(60)에 대응하도록, 외측벽(35)에 요부(凹部, 35a)가 형성되어 있다. 요부(35a)에는, 수냉 재킷(60)이 외측벽(35)에 접촉하도록 이동했을 때, 재킷 본체(66)의 외측벽(35)이 대향하는 면에 설치된 파이프(68)가 감입(嵌入)한다. 이 때문에, 수냉 재킷(60)의 파이프(68)만이 외측벽(35)에 접하는 것이 아니라, 수냉 재킷(60)이 외측벽(35)에 접하도록 된다.
도 11에는, 기판 처리 장치(10)가 갖는 컨트롤러(100)가 도시되어 있다.
컨트롤러(100)는, 적어도 이동 기구(64)를 제어하는 제어부로서 사용되고, 제어 회로(102)를 가지며, 제어 회로(102)에 온도 센서(28)로부터의 출력이 입력되고, 제어 회로(102)로부터의 출력으로, 적어도 수냉 장치(62), 이동 기구(64), 히터(39), 서브 히터 유닛(25) 및 서브 히터 유닛(47)이 제어된다. 또한, 제어 회로(102)에는, 조작 수단으로서 사용되는 조작 패널(104)이 설치되어 있다.
이상과 같이 구성된 기판 처리 장치(10)에 있어서는, 처리실(12) 내에 있어서의 웨이퍼(1)의 처리 온도와, 처리실 내의 온도를 상승시키는 승온 공정인가, 처리실 내의 온도를 처리 온도로 안정시켜서 소정의 범위 내로 유지하고 기판을 처리하는 처리 공정인가, 처리실 내의 온도를 하강시키는 강온(降溫) 공정인가에 따라서, 컨트롤러(100)에 의한 제어가 이루어진다. 또한, 컨트롤러(100)에 의한 제어에서는, 히터(39)가 발하는 열의 온도에 대응한 파장(波長)의 변화와, 웨이퍼(1)의 열특성이 고려된다.
도 12에는, 히터(39)가 발하는 발열 온도와, 피크(peak) 파장과의 관계가 도 시되어 있다. 도 12에 있어서, 종축(縱軸)은 파장(μm)을 나타내고, 횡축(橫軸)은 온도(℃)를 나타내고 있다.
또한, 도 13에는, 실리콘으로 구성되는 웨이퍼(1)의 열특성으로서, 온도와, 웨이퍼(1)가 열을 반사하는 반사율 및 열을 방사(放射)하는 방사율과의 관계가 도시되어 있다. 도 13에 있어서는, 종축은, 웨이퍼(1)가 열을 방사하는 방사율과, 웨이퍼(1)가 열을 반사하는 반사율을 나타내고, 횡축은 온도(℃)를 나타내고 있다.
도 12에 도시되는 바와 같이, 히터(39) 등이 발하는 열의 파장은, 온도가 50℃ 이상 250℃ 미만 정도의 저온(低溫) 영역에 있어서는, 4μm에서 6μm 정도이다. 그리고, 온도가 250℃ 이상 500℃ 미만의 중온(中溫) 영역 및 온도가 500℃ 이상 1050℃ 미만의 고온(高溫) 영역에서는, 파장은 2.2μm에서 4μm 정도로 되어 있다.
도 13에 도시되는 바와 같이, 웨이퍼(1)는, 온도가 50℃ 이상 250℃ 미만 정도까지의 저온 영역에서는, 반사율이 높고 반대로 방사율(흡수율)은 낮다. 이 때문에, 이 온도 영역에서는, 웨이퍼(1)에 열은 흡수되기 어렵고, 웨이퍼(1)는 가열되기 어렵다. 한편, 온도가 250℃ 이상이 되면, 웨이퍼(1)가 열을 흡수하는 비율이, 온도 상승에 따라서 상승하는 것을 알 수 있다.
한편, 웨이퍼(1)가 가장 흡수하기 쉬운 피크 파장은, 0.9μm 정도이다. 또한, 프로세스 튜브(11)는 석영(SiO2)으로 형성되고, 파장이 4μm 이상의 열을 흡수하기 때문에, 파장이 4μm 이상의 열에서는 웨이퍼(1)의 온도가 상승하기 어렵다.
이상의 히터(39)가 발하는 열선(熱線)의 파장과 온도와의 관계 및 웨이퍼(1) 의 열특성으로부터, 저온 영역에서 웨이퍼(1)를 효율적으로 가열하기 위해서는, 히터(39) 자체의 온도를 올리고, 발광 파장을 짧게 하는 것이 유효한 것을 알 수 있다. 즉, 히터(39)의 주변의 온도와, 히터(39)와의 온도에 온도차를 마련하고, 히터(39)로부터 발생되는 열의 온도를 250℃ 이상 1050℃ 미만으로 하면, 파장이 2.2μm에서 4μm 정도가 되어, 웨이퍼(1)가 열을 흡수하기 쉽게 된다. 따라서, 히터(39)의 주변의 온도와, 히터(39)와의 온도차를 마련하기 위해서는, 내측벽(34)을 냉각하는 것이 유효하다. 한편, 500℃ 이상의 온도 영역에서는, 내측벽(34)을 너무 냉각하면 가열 공간(420)이 지나치게 냉각되어 버리는 문제가 발생하기 쉽고 히터에의 전력, 냉각 매체의 소비량 등, 에너지 효율이 나빠진다.
컨트롤러(100)는, 온도 영역이 25℃ 이상 250℃ 미만 정도의 저온 영역으로서, 승온 공정에 있는 경우나 혹은 처리 공정에 있는 경우에는, 히터(39)의 출력을 올림과 함께, 이동 기구(64)를 제어하여, 수냉 재킷(60)을 내측벽(34)에 접촉시킨 상태로 한다.
즉, 저온 영역에서는, 히터(39)가 발하는 열의 피크 파장이 4μm에서 6μm로 웨이퍼(1)에 흡수되기 어려운 파장이며, 게다가, 석영(SiO2)으로 구성되는 프로세스 튜브(11)에, 파장이 4μm 이상의 열선이 흡수되기 때문에, 웨이퍼(1)의 온도가 상승하기 어렵다.
그래서, 컨트롤러(100)는, 히터(39)가 발하는 열의 피크 파장을 짧게 하도록, 히터(39)의 출력을 올림과 함께, 내측벽(34)이 냉각되도록 수냉 재킷(60)을 내 측벽(34)에 접촉하는 상태로 한다. 또한, 수냉 재킷(60)을 내측벽(34)에 접촉시킨 상태로 함으로써, 온도의 오버슈트(overshoot, 온도가 목표 온도보다 높아져 버리는 것)가 발생하기 어려워지고, 제어성이 향상됨과 함께, 온도를 안정시키는 안정 시간이 단축된다. 또한, 처리실에 처리 가스를 공급하여 기판을 처리할 때에도, 안정된 온도로 처리하는 것이 가능해지며, 막두께 균일성이나 막질(膜質) 균일성이 향상한다.
여기서, 온도의 오버슈트가 발생하는 원인은, 처리실(12)을 형성하는 프로세스 튜브가 일정한 열용량을 갖기 때문에, 이 프로세스 튜브로부터의 방열(放熱)에 의해, 온도 변화에 브레이크가 듣지 않는 경우가 있다. 그 대책으로서, 피드백 제어인 PID 제어의 적분(積分) 동작을 고정적으로 패턴화해서 설정해도, 오버슈트를 억제하기 어려웠다. 이에 비하여, 본 발명의 실시 형태에 의한 기판 처리 장치(10)에서는, 수냉 재킷(60)을 이동시킴으로써, 냉각의 상태를 신속하고 미세하게 조정할 수 있으며, 온도의 오버슈트를 억제할 수 있다.
또한, 컨트롤러(100)는, 온도 영역이 25℃ 이상 250℃ 미만의 저온 영역으로서, 강온 공정에 있는 경우에는, 처리실(12) 내의 온도의 강하에 요하는 시간인 강온 시간을 단축하기 위하여, 수냉 재킷(60)을 내측벽(34)에 접촉한 상태로 한다.
또한, 컨트롤러(100)는, 온도 영역이 250℃ 이상 500℃ 미만의 중온 영역으로서, 승온 공정에 있는 경우에는, 열의 피크 파장을 더욱 짧게 하기 위하여, 히터(39)의 출력을 올림과 함께, 내측벽(34)이 냉각되도록 수냉 재킷(60)을 내측벽(34)에 접촉시킨 상태로 한다. 또한, 수냉 재킷(60)을 내측벽(34)에 접촉시킨 상 태로 함으로써, 온도의 오버슈트가 발생하기 어려워지고, 제어성이 향상한다.
여기서, 피드백 제어인 PID 제어만으로는 방지하는 것이 어려운 오버슈트를 발생하기 어렵게 할 수 있는 이유는, 수냉 재킷(60)을 이동시킴으로써, 냉각의 상태를 신속하고 미세하게 조정할 수 있기 때문이다.
또한, 컨트롤러(100)는, 온도 영역이 250℃ 이상 500℃ 미만의 중온 영역으로서, 처리 공정에 있는 경우에는, 온도 상승에 따른 히터 유닛(30) 외부로의 방열량의 증대를 억제하도록, 수냉 재킷(60)을 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 상태로 하고, 내측벽(34)의 냉각을 정지시킨다. 이에 의해, 히터(39)에서 소비되는 전력이 적어지고, 에너지 효율이 향상한다. 또한, 예를 들면, 클린 룸 등의 기판 처리 장치(10)가 설치된 장소의 온도 상승을 억제할 수 있고, 이 장소를 냉각하기 위한 에너지 소비를 억제할 수 있다.
한편, 온도 영역이 중온 영역으로서, 처리 공정에 있는 경우에는, 냉각 재킷(60)을 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 상태로 하는 대신에, 수냉 재킷(60)을 외측벽(35)에 접촉시키도록 해도 된다. 이에 의해, 히터 유닛(30) 외부로의 방열량이 더욱 감소하기 때문에, 히터(39)에서 소비되는 전력이 적어지고, 에너지 효율이 향상한다. 또한, 예를 들면, 클린 룸 등의 기판 처리 장치(10)가 설치된 장소의 온도 상승을 더욱 제어할 수 있으며, 이 장소를 냉각하기 위한 에너지 소비를 억제할 수 있다.
또한, 컨트롤러(100)는, 온도 영역이 250℃ 이상 500℃ 미만의 중온 영역으로서, 강온 공정에 있는 경우에는, 처리실(12)의 온도를 단시간에 강하시키기 위하 여, 수냉 재킷(60)을 내측벽(34)에 접촉한 상태로 한다.
또한, 컨트롤러(100)는, 온도 영역이 500℃ 이상 1050℃ 미만의 고온 영역으로서, 승온 공정에 있는 경우에는, 히터(39)의 출력을 확보함과 함께, 처리실(12) 내의 온도를 고온으로 유지하기 위하여, 수냉 재킷(60)이 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 상태로 한다. 이에 의해, 히터(39)에서 소비되는 전력이 적어지고, 에너지 효율이 향상한다. 또한, 예를 들면, 클린 룸 등의 기판 처리 장치(10)가 설치된 장소의 온도 상승을 억제할 수 있고, 이 장소를 냉각하기 위한 에너지 소비를 억제할 수 있다.
한편, 수냉 재킷(60)을 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 상태로 하는 대신에, 수냉 재킷(60)을 외측벽(35)에 접촉시키도록 해도 된다. 이에 의해, 히터 유닛(30) 외부로의 방열량이 더욱 감소하기 때문에, 히터(39)에서 소비되는 전력이 적어지고, 에너지 효율이 향상한다. 또한, 예를 들면, 클린 룸 등의 기판 처리 장치(10)가 설치된 장소의 온도 상승을 억제할 수 있고, 이 장소를 냉각하기 위한 에너지 소비를 억제할 수 있다.
또한, 컨트롤러(100)는, 온도 영역이 500℃ 이상 1050℃ 미만의 고온 영역으로서, 처리 공정에 있는 경우에는, 이동 기구(64)를 제어하여, 수냉 재킷(60)을 외측벽(35)에 접촉시키는 상태로 한다. 수냉 재킷(60)을 외측벽(35)에 접촉시킴으로써, 기판 처리 장치(10) 외부로 방출되는 열의 양을 억제할 수 있고, 예를 들면, 클린 룸 등의 기판 처리 장치(10)가 설치된 장소의 온도 상승을 억제할 수 있고, 이 장소를 냉각하기 위한 에너지 소비를 억제할 수 있다.
또한, 컨트롤러(100)는, 온도 영역이 500℃ 이상 1050℃ 미만의 고온 영역으로서, 강온 공정에 있는 경우에는, 처리실(12)의 온도를 단시간에 강하시키기 위하여, 수냉 재킷(60)을 내측벽(34)에 접촉한 상태로 한다.
한편, 고온 영역의 상한은, 예를 들면 O링 등의 내열(耐熱) 온도가 낮은 부재의 열화(劣化)를 억제하기 위하여, 본 실시 형태와 같은 확산로(擴散爐)에서는 1050℃ 정도로, CVD로에서는 850℃ 정도로 정해지는데, 내열 온도가 낮은 부재의 열 열화(熱劣化)의 문제가 해소되는 경우, 1050℃ 이상의 온도로 해도 된다.
다음에, 기판 처리 장치(10)를 사용한, 예를 들면 IC 등의 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
기판 처리 장치(10)에서 이루어지는 반도체 장치의 제조 방법은, 처리실(12)을 가열하는 히터(39)의 외주측에 설치되는 환 형상의 내측벽(34)과, 내측벽(34)의 외주측에, 내측벽(34)과의 사이에 극간을 형성하여 설치되는 환 형상의 외측벽(35)과의 사이의 극간에 설치되는 환 형상의 수냉 재킷(60)을, 내측벽(34) 및 외측벽(35)의 적어도 어느 한쪽과 접촉하는 접촉 위치와, 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 비접촉 위치와의 사이에서 이동시키는 이동 기구(64)에 의해, 내측벽(34)에 접촉하는 접촉 위치로 이동시키는 공정과, 처리실(12)에서 웨이퍼(1)를 처리하는 공정을 갖는다.
이하, 기판 처리 장치(10)에서 이루어지는 반도체 장치의 제조 방법을, 공정마다, 더욱 구체적으로 설명한다. 한편, 이하에서 설명하는 각 공정은, 컨트롤러(100)에 의해, 기판 처리 장치(10)의 각 부가 제어됨으로써 실현된다.
반도체 장치를 제조할 때에는, 먼저, 복수 매의 웨이퍼(1)를 정렬한 상태로 보지(保持)한 보트(26)가, 씰 캡(21) 위에 복수 매의 웨이퍼(1)가 연직(鉛直) 방향으로 늘어선 상태가 되도록 놓여진다. 다음에, 보트(26)가, 보트 엘리베이터(도시하지 않음)에 의해 상방으로 들어올려져, 프로세스 튜브(11)의 노구(13)로부터 처리실(12)로 반입(보트 로딩)되고, 씰 캡(21)에 지지된 상태로 처리실(12)에 세트된다.
다음에, 처리실(12)이 소정의 압력이 되도록 배기관(17)에 의해 배기되고, 소정의 온도가 되도록 히터(39)에 의해 승온된다.
다음에, 처리실(12)의 압력 및 온도가 소정의 값에 달하여 안정되면, 가스 도입관(18)을 개재하여, 처리 가스가, 처리실(12)에 예를 들면 소정의 유량(流量)으로 도입되고, 웨이퍼(1)에 원하는 처리가 이루어진다.
다음에, 소정의 처리 시간이 경과한 후로서, 예를 들면, 처리 가스의 도입이 정지된 후에, 질소 가스 등의 퍼지 가스가 가스 도입관(18)으로부터 처리실(12)로 도입됨과 함께, 처리실(12) 내가 배기관(17)을 사용하여 배기된다. 또한, 프로세스 튜브(11)와 균열 튜브(14)와의 사이의 통기로(通氣路, 15), 균열 튜브(14)와 단열조(33)와의 사이의 냉각 에어 통로(42) 및 단열조(33)의 공간(36)에, 냉각 에어(41)가 각각 공급되어 유통됨으로써, 처리실(12)이 냉각된다.
다음에, 처리실(12)의 온도가 소정의 온도까지 하강하면, 보트(26)는, 씰 캡(21)에 지지된 상태로 보트 엘리베이터(도시하지 않음)에 의해, 하방으로 이동되어, 처리실(12)의 노구(13)로부터 반출(보트 언로딩)된다. 이후, 이들의 공정이 반 복됨으로써, 기판 처리 장치(10)에 의해 웨이퍼(1)에 대한 원하는 처리가 실시된다.
이상에서 설명한 각 공정 중에 있어서의, 적어도 처리실(12)이 승온되는 공정으로부터 처리실(12)이 냉각되는 공정까지에 있어서, 수냉 재킷(60)은, 처리실(12) 내의 온도에 대응하여, 소정의 위치에 배치되도록 이동한다. 이하, 처리실(12) 내의 온도 영역이 25℃ 이상 250℃ 미만인 경우를 예로서, 수냉 재킷(60)의 동작(이동)을 설명한다.
수냉 재킷(60)은, 히터(39)의 출력이 올라가는 공정이며, 처리실(12)이 승온되는 공정(승온 공정)이거나, 혹은 처리실(12) 내의 온도를 안정시켜서 소정의 범위 내로 유지하고, 웨이퍼(1)를 처리하는 공정(처리 공정)에 있는 경우에는, 내측벽(34)에 접촉한 상태에 있다. 처리실(12) 내의 온도가, 25℃ 이상 250℃ 미만의 온도 영역에서는, 히터(39)가 발하는 열의 피크 파장이 4μm에서 6μm이면 웨이퍼(1)에 흡수되기 어려운 파장이며, 게다가, 석영(SiO2)으로 구성되는 프로세스 튜브(11)에, 파장이 4μm 이상의 열선이 흡수되기 때문에, 웨이퍼(1)의 온도가 상승하기 어렵다. 그래서, 히터(39)가 발하는 열의 피크 파장을 짧게 하기 위하여, 수냉 재킷(60)은, 내측벽(34)이 냉각되도록 내측벽(34)에 접촉한 상태로 된다.
또한, 수냉 재킷(60)은, 처리실(12)을 냉각하는 공정에 있어서도, 수냉 재킷(60)은, 내측벽(34)에 접촉한 상태에 있다. 이에 의해, 처리실(12) 내의 온도의 강하에 필요한 강온 시간이 단축된다.
도 14에는, 본 발명의 제2 실시 형태에 사용되는 처리실(12)이 모식적으로 도시되어 있다.
앞서 설명한 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)는, 배치(batch)식, 종형으로, 복수의 웨이퍼(1)를 처리하도록 구성되어 있었다. 이에 비하여, 제2 실시 형태에 의한 기판 처리 장치(10)는, 처리실(12) 내에서 1 매의 웨이퍼(1)를 처리하도록 구성되어 있다.
즉, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에서는, 처리실(12) 내에 설치된 서셉터(84)에 1 매의 웨이퍼(1)가 재치(載置)되고, 이 웨이퍼(1)가 가스 도입관(18)으로부터 처리실(12) 내로 도입된 가스에 의해 처리된다.
또한, 앞서 설명한 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에서는, 히터(39), 내측벽(34), 수냉 재킷(60) 및 외측벽(35)은, 원통 형상을 하고 있었다. 이에 비하여, 제2 실시 형태에서는, 히터(39), 내측벽(34), 수냉 재킷(60) 및 외측벽(35)은, 웨이퍼(1)와 동일 형상인 원판 형상을 하고 있다.
또한, 앞서 설명한 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에서는, 히터(39), 내측벽(34), 수냉 재킷(60) 및 외측벽(35)은, 동축 형상으로 내측으로부터 외측을 향하여 배치되어 있었다. 이에 비하여, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에서는, 히터(39), 내측벽(34), 수냉 재킷(60) 및 외측벽(35)은, 종방향(縱方向)으로 배치되어 있다. 즉, 처리실(12)의 상방과 하방에, 히터(39), 내측벽(34), 수냉 재킷(60) 및 외측벽(35)이, 각각 처리실(12)로부터 가까운 순서로 배치되어 있다.
또한, 앞서 설명한 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에서는, 이동 기구(64)는, 수냉 재킷(60)을, 원통 형상을 이루는 수냉 재킷(60)의 반경(反徑) 방향으로 이동시켰다. 이에 비하여, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에서는, 수냉 재킷(60)을 상하 방향으로 이동시킨다.
즉, 이동 기구(64)는, 수냉 재킷(60)을 상하 이동시킴으로써, 외측벽(35)에 접촉하는 위치와, 내측벽(34)에 접촉하는 위치와, 외측벽(35) 및 내측벽(34) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 위치의 사이에서 이동시킨다. 한편, 도 14에는, 수냉 재킷(60)이, 외측벽(35) 및 내측벽(34) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 위치에 배치된 상태가 도시되어 있다.
한편, 이상에서 설명한 것 이외의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)의 구성 및 제어는, 앞서 설명한 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)와 동일하다.
이상과 같이 구성된 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10) 및 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에 의하면, 막질, 막두께 균일성이 뛰어난 웨이퍼(1)의 처리가 가능하다.
즉, 열전달의 종류로서, 전도(傳導), 전달[대류(對流)], 복사(輻射)의 세 가지 작용이 있는데, 예를 들면, 50℃에서 250℃ 정도까지의 저온 영역에서, 웨이퍼(1)를 처리할 때, PID 제어를 사용하여 제어를 수행하면, 특히 열복사에 의한 가열 효율이 나쁘다는 폐해(弊害)를 해소하기 위하여, 고속으로 승온시키도록, 히터(39) 등의 발열체에 의해 많은 파워(power)를 인가하도록 제어가 이루어진다.
이 경우, 처리실(12)을 형성하는 프로세스 튜브가 일정한 열용량을 갖기 때문에, 이 프로세스 튜브로부터의 방열에 의해, 온도 변화에 브레이크가 듣지 않는 경우가 있으며, 승온 공정으로부터 안정화 공정으로 이행(移行)할 때, 온도의 오버슈트가 발생해 버린다. 여기서, 온도의 오버슈트를 회피하기 위하여, 설정치(設定値)와 실측치(實測値)와의 편차로부터 제어량을 산출하는 피드백 제어인 PID 제어로, 히터(39) 등에 의한 과대한 가열을 수행하지 않도록 하는 조정을 하고자 하면, 예를 들면, 온도를 200℃까지 상승시키고, 안정될 때까지 긴 시간을 필요로 해 버린다.
또한, 가령, 과대한 가열의 원인이 되는 PID 연산(演算)에 있어서, 적분 동작을 사전(事前)에 실행한 온도 특성 결과로부터 최적치를 구하고, 패턴화하여 설정함으로써 원하는 특성이 얻어지는 제어 방식을 사용했다고 하더라도, 출력치가 완전히 제로로 되어 버리는 구간이 발생해 버리고, 온도 제어할 수 없는 상태가 발생해 버릴 우려가 있다. 이 때문에, 종래의 기술에 있어서는, 웨이퍼(1)의 열이력(熱履歷)을 양호하게 제어하는 것이 어렵고, 웨이퍼(1)의 막질·막두께 균일성이 나쁘게 되어 버리는 경우가 있다는 문제가 있었다.
이에 비하여, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10) 및 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에 의하면, 처리 온도, 가열 온도에 따른 플렉시블한 대응이 가능하고 또한 온도 이력의 신속하고 미세한 조정이 가능하며, 막질, 막두께 균일성이 뛰어난 웨이퍼(1)의 처리가 가능하다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10) 및 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)는, 내측벽(34) 및 외측벽(35)과는 다른 부재로 하여 수냉 재킷(60)을 설치하고, 수냉 재킷(60)을, 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과 접촉하는 상태로 하거나, 비접촉의 상태로 하도록 이동시키는 이동 기구(64)를 갖고 있다. 이 때문에, 예를 들면 파이프(68)에 흐르는 냉각수에 의해, 미리 강제적으로 냉각된 수냉 재킷(60)을, 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 한쪽과 접촉하는 상태로 했을 때에는, 고체끼리의 열전도 작용에 의해 신속하게, 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 한쪽에 축적된 열을 빼앗을 수 있다.
한편, 예를 들면, 600℃ 등, 높은 온도에서 웨이퍼(1)를 처리하는 경우, 처리실(12) 내의 온도가 충분히 높으면, 수냉 재킷(60)을, 내측벽(34) 및 외측벽(35)과 비접촉 상태로 함으로써, 수냉 재킷(60)에 의해, 내측벽(34) 및 외측벽(35)이 열을 빼앗기는 일 없이, 고온으로 유지된 처리실(12) 내에서의 웨이퍼(1)의 처리가 가능하게 된다.
여기서, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에 있어서, 수냉 재킷(60)을, 내측벽(34) 및 외측벽(35) 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 위치, 내측벽(34)에 접촉하는 위치 및 외측벽(35)에 접촉하는 위치에서 이동시키는 대신에, 수냉 재킷(60) 대신에 설치된 단열재를 상하로 이동시키거나, 이 단열재를 처리실(12)의 외주측에서 회전시키더라도, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘한다고 생각된다.
그러나, 단열재를 상하로 이동시키거나, 단열재를 처리실(12)의 외주측에서 회전시키더라도, 단열재 자체가 큰 열용량을 가지고 있기 때문에, 단열재에 축적되는 열을 효율적으로 빼앗을 수 없어, 결과적으로 처리실(12) 내의 온도를 낮추는 시간이 오래 걸려 버린다. 이 때문에, 예를 들면, 소정의 처리 온도로부터, 예를 들면, 웨이퍼(1)를 처리실(12)로부터 반출하는 온도까지 낮추는 경우 등에, 강온 시의 강온 속도(온도 강하 레이트)를, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)와 동일한 크기로 하는 것은 어렵다.
본 발명은, 특허 청구의 범위에 기재한 사항을 특징으로 하는데, 다음에 부기한 사항도 추가로 포함된다.
<부기 1>
기판을 처리하는 처리실과,
상기 처리실의 외주측에 설치되고, 상기 처리실을 가열하는 발열체와,
상기 발열체의 외주측에 설치되는 환(環) 형상의 내측벽과,
상기 내측벽의 외주측과의 사이에 극간을 형성하여 설치되는 환 형상의 외측벽과,
상기 극간에 설치되는 냉각된 환 형상의 냉각 부재와,
상기 내측벽 및 상기 외측벽의 적어도 어느 한쪽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 비(非)접촉 위치와의 사이에서 상기 냉각 부재를 이동시키는 이동 기구와,
적어도 상기 이동 기구를 제어하는 제어부
를 포함하는 기판 처리 장치.
<부기 2>
상기 냉각 부재는, 상기 내측벽에 대향(對向)하는 면의 곡률이, 상기 내측벽 의 상기 냉각 부재에 대향하는 면의 곡률과 동등한 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 3>
상기 냉각 부재는, 상기 외측벽에 대향하는 면의 곡률이, 상기 외측벽의 상기 냉각 부재에 대향하는 면의 곡률과 동등한 부기 2에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 4>
상기 제어부는, 상기 처리실 내의 온도 및 상기 온도의 변화 중 적어도 어느 하나에 대응하여, 상기 이동 기구를 제어하는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 5>
상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가, 25℃ 이상 250℃ 미만으로 설정되어 있을 때, 상기 냉각 부재를 상기 내측벽에 접촉시키도록 상기 이동 기구를 제어하는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 6>
상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가, 25℃ 이상 250℃ 미만으로 설정되어 있을 때, 상기 처리실 내의 온도를 상승시키는 공정, 상기 처리실 내의 온도를 상승시킨 온도로 안정시키는 공정, 상기 처리실 내에서 기판을 처리하는 공정 및 상기 처리실 내의 온도를 강하(降下)시키는 공정 중 어느 공정 중이더라도, 상기 냉각 부재가 상기 내측벽에 접촉하도록, 상기 이동 기구를 제어하는 부기 5에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 7>
상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가 25℃ 이상 500℃ 미만으로 설정되어 있을 때, 적어도 상기 처리실 내의 온도를 상승시키는 공정 중에는, 상기 냉각 부재가 상기 내측벽에 접촉하도록 상기 이동 기구를 제어하는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 8>
상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가 500℃ 이상 1050℃ 이하로 설정되어 있을 때, 적어도 상기 처리실 내에서 기판을 처리하는 공정 중에는, 상기 냉각 부재가 상기 외측벽에 접촉하도록 상기 이동 기구를 제어하는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 9>
상기 이동 기구는, 상기 냉각 부재를, 상기 내측벽의 상기 냉각 부재에 대향하는 면에 수직인 방향으로 이동시키는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 10>
적어도 상기 내측벽은, 상기 발열체와 동(同) 재질로 구성되는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 11>
상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가, 미리 정해진 소정 온도 이상의 경우에는, 상기 냉각 부재를 상기 외측벽에 접촉시키고, 상기 처리실 내에서의 처리 온도가 상기 소정 온도보다 낮은 경우에는, 상기 냉각 부재를 상기 내측벽에 접촉시키도록 상기 이동 기구를 제어하여 기판을 처리하는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 12>
상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가, 미리 범위가 정해진 복수의 온도 영역 중 어느 범위 내에 있는지에 따라서, 상기 냉각 부재가, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 위치, 상기 내측벽에 접촉하는 위치 및 상기 외측벽에 접촉하는 위치 중 어느 한쪽에 배치되도록 상기 이동 기구를 제어하는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 13>
상기 제어부는, 상기 처리실 내의 온도의 변동 상태와, 상기 처리실 내에 있어서의 기판의 처리 온도가 미리 범위가 정해진 복수의 온도 영역 중 어느 범위 내에 있는지에 따라서, 상기 냉각 부재가, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 위치, 상기 내측벽에 접촉하는 위치 및 상기 외측벽에 접촉하는 위치 중 어느 한쪽에 배치되도록 상기 이동 기구를 제어하는 부기 1에 기재한 기판 처리 장치.
<부기 14>
처리실의 외측에 설치되고, 상기 처리실을 가열하는 발열체와,
상기 발열체의 외측에 설치되는 내측벽과,
상기 내측벽의 외측과의 사이에 극간을 형성하여 설치되는 외측벽과,
상기 극간에 설치되는 냉각된 냉각 부재와,
상기 내측벽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 외측벽과 접촉하는 접촉 위치와 의 사이에서 상기 냉각 부재를 이동시키는 이동 기구
를 포함하는 가열 장치.
<부기 15>
처리실을 가열하는 발열체의 외주측에 설치되는 환 형상의 내측벽과, 상기 내측벽의 외주측에 설치되는 환 형상의 외측벽과의 사이의 극간에 설치되는 환 형상의 냉각 부재를, 상기 내측벽 및 상기 외측벽의 적어도 어느 한쪽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 비접촉 위치와의 사이에서 이동시키는 이동 기구에 의해, 상기 내측벽에 접촉하는 접촉 위치로 이동시키는 공정과,
상기 처리실에서 기판을 처리하는 공정
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 예를 들면 웨이퍼 등의 기판을 처리하는 기판 처리 장치와, 반도체 장치의 제조 방법에 적용할 수 있다.
아울러, 본 발명에 의하면, 처리실 내를 단시간에 냉각할 수 있는 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 도시하는 개략 횡단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 수냉 재킷을 도시하는 것으로, 도 3(a)는 수냉 재킷의 제1예를 도시한 사시도이며, 도 3(b)는 수냉 재킷의 제2예를 도시하는 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 이동 기구를 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 이동 기구를 확대하여 도시하는 것으로, 도 5(a)는 도 4에 있어서의 점선 A로 둘러싼 부분을 확대하여 도시하는 단면도이며, 도 5(b)는 도 4에 있어서의 B-B선 단면을 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 내측벽, 외측벽 및 재킷 본체의 형상의 일례를 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 내측벽, 외측벽 및 재킷 본체의 형상의 제1 변형예를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 내측벽, 외측벽 및 재킷 본체의 형상의 제2 변형예를 도시하는 단면도.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 내측벽, 외측벽 및 재킷 본체의 형상의 제3 변형예를 도시하는 단면도.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 외측벽의 변형예를 도시하는 것으로, 도 10(a)는 단면도이며, 도 10(b)는 도 10(a)의 C-C선 측에서 본 도면.
도 11은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 컨트롤러를 도시하는 블록도.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 갖는 히터가 발하는 발열 온도와, 피크 파장과의 관계를 도시하는 그래프.
도 13은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서 처리되는 웨이퍼의 열특성을 도시하는 그래프.
도 14는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 도시하는 모식도.
<도면 주요 부호의 설명>
1 : 웨이퍼 10 : 기판 처리 장치
12 : 처리실 28 : 온도 센서
34 : 내측벽 35 : 외측벽
36 : 공간 39 : 히터
60 : 수냉 재킷 62 : 수냉 장치
64 : 이동 기구 66 : 재킷 본체
68 : 파이프 76 : 지지 기구
100 : 컨트롤러 102 : 제어 회로

Claims (15)

  1. 기판을 처리하는 처리실과,
    상기 처리실의 외주측에 설치되고, 상기 처리실을 가열하는 발열체와,
    상기 발열체의 외주측에 설치되는 환(環) 형상의 내측벽과,
    상기 내측벽의 외주측과의 사이에 극간(隙間)을 형성하여 설치되는 환 형상의 외측벽과,
    상기 극간에 설치되는 냉각된 환 형상의 냉각 부재와,
    상기 내측벽 및 상기 외측벽의 적어도 어느 한쪽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 비(非)접촉 위치와의 사이에서 상기 냉각 부재를 이동시키는 이동 기구와,
    적어도 상기 이동 기구를 제어하는 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 부재는, 상기 내측벽에 대향(對向)하는 면의 곡률이, 상기 내측벽의 상기 냉각 부재에 대향하는 면의 곡률과 동등한 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉각 부재는, 상기 외측벽에 대향하는 면의 곡률이, 상기 외측벽의 상기 냉각 부재에 대향하는 면의 곡률과 동등한 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 온도 및 상기 온도의 변화 중 적어도 어느 하나에 대응하여, 상기 이동 기구를 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가, 25℃ 이상 250℃ 미만으로 설정되어 있을 때, 상기 냉각 부재를 상기 내측벽에 접촉시키도록 상기 이동 기구를 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가, 25℃ 이상 250℃ 미만으로 설정되어 있을 때, 상기 처리실 내의 온도를 상승시키는 공정, 상기 처리실 내의 온도를 상승시킨 온도로 안정시키는 공정, 상기 처리실 내에서 기판을 처리하는 공정 및 상기 처리실 내의 온도를 강하(降下)시키는 공정 중 어느 공정 중이더라도, 상기 냉각 부재가 상기 내측벽에 접촉하도록, 상기 이동 기구를 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가 25℃ 이상 500℃ 미만으로 설정되어 있을 때, 적어도 상기 처리실 내의 온도를 상승시키는 공정 중에는, 상기 냉각 부재가 상기 내측벽에 접촉하도록 상기 이동 기구를 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가 500℃ 이상 1050℃ 이하로 설정되어 있을 때, 적어도 상기 처리실 내에서 기판을 처리하는 공정 중에는, 상기 냉각 부재가 상기 외측벽에 접촉하도록 상기 이동 기구를 제어하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이동 기구는, 상기 냉각 부재를, 상기 내측벽의 상기 냉각 부재에 대향하는 면에 수직인 방향으로 이동시키는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 적어도 상기 내측벽은, 상기 발열체와 동(同) 재질로 구성되는 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가, 미리 정해진 소정 온도 이상의 경우에는, 상기 냉각 부재를 상기 외측벽에 접촉시키고, 상기 처리실 내에서의 처리 온도가 상기 소정 온도보다 낮은 경우에는, 상기 냉각 부재를 상기 내측벽에 접촉시키도록 상기 이동 기구를 제어하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내에서의 기판의 처리 온도가, 미리 범위가 정해진 복수의 온도 영역 중 어느 범위 내에 있는지에 따라서, 상기 냉각 부재가, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 위치, 상 기 내측벽에 접촉하는 위치 및 상기 외측벽에 접촉하는 위치 중 어느 한쪽에 배치되도록 상기 이동 기구를 제어하는 기판 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 온도의 변동 상태와, 상기 처리실 내에 있어서의 기판의 처리 온도가 미리 범위가 정해진 복수의 온도 영역 중 어느 범위 내에 있는지에 따라서, 상기 냉각 부재가, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 위치, 상기 내측벽에 접촉하는 위치 및 상기 외측벽에 접촉하는 위치 중 어느 한쪽에 배치되도록 상기 이동 기구를 제어하는 기판 처리 장치.
  14. 처리실의 외측에 설치되고, 상기 처리실을 가열하는 발열체와,
    상기 발열체의 외측에 설치되는 내측벽과,
    상기 내측벽의 외측과의 사이에 극간을 형성하여 설치되는 외측벽과,
    상기 극간에 설치되는 냉각된 냉각 부재와,
    상기 내측벽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 외측벽과 접촉하는 접촉 위치와의 사이에서 상기 냉각 부재를 이동시키는 이동 기구
    를 포함하는 가열 장치.
  15. 처리실을 가열하는 발열체의 외주측에 설치되는 환 형상의 내측벽과, 상기 내측벽의 외주측에 설치되는 환 형상의 외측벽과의 사이의 극간에 설치되는 환 형 상의 냉각 부재를, 상기 내측벽 및 상기 외측벽의 적어도 어느 한쪽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 내측벽 및 상기 외측벽 중 어느 쪽과도 접촉하지 않는 비접촉 위치와의 사이에서 이동시키는 이동 기구에 의해, 상기 내측벽에 접촉하는 접촉 위치로 이동시키는 공정과,
    상기 처리실에서 기판을 처리하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
KR1020090030752A 2008-08-08 2009-04-09 기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 KR101070667B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008204968A JP5043776B2 (ja) 2008-08-08 2008-08-08 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JPJP-P-2008-204968 2008-08-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100019312A KR20100019312A (ko) 2010-02-18
KR101070667B1 true KR101070667B1 (ko) 2011-10-07

Family

ID=41651936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090030752A KR101070667B1 (ko) 2008-08-08 2009-04-09 기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8030599B2 (ko)
JP (1) JP5043776B2 (ko)
KR (1) KR101070667B1 (ko)
CN (1) CN101645393B (ko)
TW (1) TWI406350B (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200802553A (en) * 2006-05-17 2008-01-01 Eagle Ind Co Ltd Heating apparatus
JP5159629B2 (ja) * 2006-09-11 2013-03-06 株式会社アルバック 真空蒸気処理装置
JP2010016225A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Tokyo Electron Ltd 温度調節機構および温度調節機構を用いた半導体製造装置
IT1392068B1 (it) * 2008-11-24 2012-02-09 Lpe Spa Camera di reazione di un reattore epitassiale
JP5572447B2 (ja) * 2010-05-25 2014-08-13 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置
US20140117005A1 (en) * 2010-10-27 2014-05-01 Tangteck Equipment Inc. Diffusion furnace
TWI408327B (zh) * 2010-12-03 2013-09-11 Tangteck Equipment Inc 擴散爐裝置的加熱冷卻方法
US20120168143A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Poole Ventura, Inc. Thermal Diffusion Chamber With Heat Exchanger
JP2012195565A (ja) * 2011-02-28 2012-10-11 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
FR2981667B1 (fr) * 2011-10-21 2014-07-04 Riber Systeme d'injection pour dispositif de depot de couches minces par evaporation sous vide
JP6164776B2 (ja) * 2012-03-22 2017-07-19 株式会社日立国際電気 基板処理装置および基板処理方法
KR20140071058A (ko) * 2012-12-03 2014-06-11 코닝정밀소재 주식회사 롤투롤 스퍼터링 장치
JP6158025B2 (ja) * 2013-10-02 2017-07-05 株式会社ニューフレアテクノロジー 成膜装置及び成膜方法
CN103757595B (zh) * 2014-01-17 2015-10-28 北京交通大学 一种磁控溅射镀膜机传热装置
JP6255267B2 (ja) * 2014-02-06 2017-12-27 株式会社日立国際電気 基板処理装置、加熱装置、天井断熱体及び半導体装置の製造方法
CN105789084B (zh) * 2014-12-17 2019-04-23 北京北方华创微电子装备有限公司 加热腔室以及半导体加工设备
JP6358977B2 (ja) * 2015-03-31 2018-07-18 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置、熱処理方法、及び、プログラム
JP6710130B2 (ja) * 2016-09-13 2020-06-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP6730513B2 (ja) * 2017-03-29 2020-07-29 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、ヒータユニットおよび半導体装置の製造方法
US10571337B2 (en) * 2017-05-26 2020-02-25 Applied Materials, Inc. Thermal cooling member with low temperature control
CN110736345B (zh) * 2018-07-18 2021-01-29 北京北方华创微电子装备有限公司 用于SiC高温氧化工艺的工艺腔室及热处理炉
JP7126425B2 (ja) * 2018-10-16 2022-08-26 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板の搬入方法及び基板処理方法
US11339466B2 (en) 2020-03-20 2022-05-24 Applied Materials, Inc. Heated shield for physical vapor deposition chamber
CN113637953B (zh) * 2021-08-06 2023-09-01 苏州步科斯新材料科技有限公司 一种快速冷却的碳化硅涂层沉积装置及使用方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001148351A (ja) 1999-11-22 2001-05-29 Sukegawa Electric Co Ltd 縦型加熱装置
KR100299113B1 (ko) 1993-06-30 2001-11-30 히가시 데쓰로 열처리장치및열처리방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4545327A (en) * 1982-08-27 1985-10-08 Anicon, Inc. Chemical vapor deposition apparatus
JPH03112672A (ja) 1989-09-27 1991-05-14 Canon Inc 印字記録装置
JPH06333841A (ja) * 1993-05-20 1994-12-02 Canon Inc 非単結晶シリコン系半導体膜の形成方法および装置
JP3451137B2 (ja) 1994-08-29 2003-09-29 大日本スクリーン製造株式会社 基板の熱処理装置
JPH08195351A (ja) 1995-01-17 1996-07-30 Kokusai Electric Co Ltd 半導体反応炉
US6307184B1 (en) * 1999-07-12 2001-10-23 Fsi International, Inc. Thermal processing chamber for heating and cooling wafer-like objects
JP3479020B2 (ja) * 2000-01-28 2003-12-15 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
US6547922B2 (en) * 2000-01-31 2003-04-15 Canon Kabushiki Kaisha Vacuum-processing apparatus using a movable cooling plate during processing
JP3912208B2 (ja) * 2002-02-28 2007-05-09 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP4158386B2 (ja) * 2002-02-28 2008-10-01 東京エレクトロン株式会社 冷却装置及びこれを用いた熱処理装置
JP4180424B2 (ja) 2003-04-04 2008-11-12 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法およびｉｃの製造方法
US20070137794A1 (en) * 2003-09-24 2007-06-21 Aviza Technology, Inc. Thermal processing system with across-flow liner
JP4498362B2 (ja) * 2004-11-01 2010-07-07 株式会社日立国際電気 基板処理装置および半導体デバイスの製造方法
JP2007066934A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
DE102006018515A1 (de) * 2006-04-21 2007-10-25 Aixtron Ag CVD-Reaktor mit absenkbarer Prozesskammerdecke
DE102007009145A1 (de) * 2007-02-24 2008-08-28 Aixtron Ag Vorrichtung zum Abscheiden kristalliner Schichten wahlweise mittels MOCVD oder HVPE

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299113B1 (ko) 1993-06-30 2001-11-30 히가시 데쓰로 열처리장치및열처리방법
JP2001148351A (ja) 1999-11-22 2001-05-29 Sukegawa Electric Co Ltd 縦型加熱装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010040952A (ja) 2010-02-18
TW201007869A (en) 2010-02-16
CN101645393B (zh) 2011-08-17
TWI406350B (zh) 2013-08-21
US8030599B2 (en) 2011-10-04
CN101645393A (zh) 2010-02-10
JP5043776B2 (ja) 2012-10-10
KR20100019312A (ko) 2010-02-18
US20100032425A1 (en) 2010-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101070667B1 (ko) 기판 처리 장치, 가열 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
KR101624984B1 (ko) 열처리 챔버에서 웨이퍼 지지부의 온도 측정 및 제어 장치 및 방법
KR101170006B1 (ko) 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 유전체창의 온도 조절 기구
JP6772258B2 (ja) ミリ秒アニールシステムのための予熱方法
US7226488B2 (en) Fast heating and cooling apparatus for semiconductor wafers
US7327948B1 (en) Cast pedestal with heating element and coaxial heat exchanger
US7941039B1 (en) Pedestal heat transfer and temperature control
KR100978975B1 (ko) 열 처리 챔버에서 웨이퍼 지지부의 온도 측정 및 제어 방법
JP6239559B2 (ja) 放射加熱された基板のクールダウンを向上させるための装置および方法
JP4537200B2 (ja) ウエハバッチ処理システム及び方法
GB2317497A (en) Semiconductor wafer thermal processing apparatus
KR102424677B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
KR20200023987A (ko) 플라즈마 처리 장치
JP2019153737A (ja) 基板処理装置
WO2021039271A1 (ja) 半導体装置の製造方法および製造装置
WO2023145054A1 (ja) ヒータユニット、多層構造体、処理装置及び半導体装置の製造方法
JP2005093911A (ja) 基板処理装置
JP2007081428A (ja) 基板処理装置
JP2005285941A (ja) 基板処理装置

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: 20150827

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160831

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170830

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180920

Year of fee payment: 8