KR101458963B1 - Heater for papid heat treatment apparatus - Google Patents
Heater for papid heat treatment apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- KR101458963B1 KR101458963B1 KR20140018436A KR20140018436A KR101458963B1 KR 101458963 B1 KR101458963 B1 KR 101458963B1 KR 20140018436 A KR20140018436 A KR 20140018436A KR 20140018436 A KR20140018436 A KR 20140018436A KR 101458963 B1 KR101458963 B1 KR 101458963B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- window
- lamp
- substrate
- reflector
- heater
- Prior art date
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
-
- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
- H01L21/67—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
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
Abstract
Description
본 발명은 기판의 열처리 장치에 이용되는 히터장치에 관한 발명으로서, 히터장치에 포함되는 반사갓이 구비된 개별 램프를 분할 구성된 복사열 투과윈도우를 포함한 윈도우부재에 직접 장착 구성함으로써, 기판과의 이격거리 및 윈도우상의 Heat budget(열손실) 이 최소화 되어 기판의 온도를 급속 승온 강온시킬수 있고, 국부적인 온도제어를 용이하게 할 뿐만 아니라, 온도균일도가 향상되며, 생산수율(Throughput) 이 개선될 수 있는 열처리장치용 히터장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heater device used in a heat treatment apparatus for a substrate, in which an individual lamp provided with a reflector included in a heater apparatus is directly mounted on a window member including a radiation heat transmission window having a divided structure, A heat treatment apparatus which can minimize the heat budget on the window to rapidly raise and lower the temperature of the substrate, facilitate the local temperature control, improve the temperature uniformity, and improve the throughput To a heater device.
일반적으로 기판의 열처리 장치는 고속열처리(Rapid Thermal Anealing), 고속 열세정(Rapid Thermal Cleaning), 고속 열화학 증착(Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition)등의 기판의 열처리를 위한 장비로서, 200도 내지 1200도로 기판을 급속히 가열 냉각하며, 점차 기판이 대면적 고집적화됨에 따라 매초 수백도 정도의 속도로 기판을 승온하거나 강온하는 공정도 필요하다. In general, a substrate heat treatment apparatus is a device for heat treatment of a substrate such as Rapid Thermal Annealing, Rapid Thermal Cleaning, Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition, The substrate is rapidly heated and cooled. As the substrate is gradually increased in size, a process of heating or cooling the substrate at a rate of several hundreds of degrees per second is required.
상기 급속 열처리 장치는 기판을 회전가능하게 지지하는 기판지지부를 포함하는 공정챔버와, 공정챔버의 상부에 마련되어 기판을 향해 복사열을 조사하는 다수의 램프를 갖는 가열유닛과, 상기 웨이퍼의 온도를 측정하여 피드백함으로써 웨이퍼의 온도균일성을 유지하기 위한 온도제어부를 포함한다.The rapid thermal processing apparatus includes a processing chamber including a substrate support portion rotatably supporting a substrate, a heating unit provided at an upper portion of the processing chamber and having a plurality of lamps for radiating radiant heat toward the substrate, And a temperature control unit for maintaining temperature uniformity of the wafer by feedback.
이러한 급속열처리 장치에서는 기판의 열처리 동안 높은 온도균일도가 요구되며, 기판의 급속한 승온 및 강온이 넓은 온도 범위에서 매우 정밀하게 제어되어야 한다. In such a rapid thermal annealing apparatus, a high temperature uniformity is required during the heat treatment of the substrate, and the rapid temperature rise and the rapid temperature decrease of the substrate must be precisely controlled in a wide temperature range.
이와 같은 정밀한 온도제어에 앞서 필수적으로 선행되어야 하는 것은 바로 기판에 열을 급속하고 균일하게 공급하거나 제거하기 위한 히터부재의 설계이다.Prior to such precise temperature control, it is essential to design the heater element to supply or remove heat to the substrate rapidly and uniformly.
도 1a 도와 1b는 종래 기판의 열처리 공정장치의 단면도이며, 상기 공정장치에서 복수 개의 전구형 텅스텐 할로겐 램프(120)들이 히터하우징(110)내에 배치된다.FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views of a heat treatment apparatus of a conventional substrate, in which a plurality of
상기 히터하우징(110)과 공정챔버(210) 사이에는 쿼츠 재질의 복사열 투과윈도우(250)가 공정챔버(210)의 상부를 폐쇄하도록 배치된다.A quartz radiant
상기 투과 윈도우(250)는 공정챔버(210)와 히터하우징사이(110)에 실링부재(260a)를 포함하는 윈도우클램프(260)에 의해 고정된다.The
또한, 상기 공정챔버(210) 내부에 설치되는 기판지지부재(230) 상에 기판(200)이 안착된 상태에서, 상기 램프(120)들에 파워를 인가시키고 상기 기판지지부재(230)를 회전시키면서 기판(200)을 가열한다.In the state where the
기판(200) 가열 동안 온도감지부(미도시)를 통해 기판(200)온도를 감지하여 램프(120) 파워를 제어하게 되며, 히터하우징(110) 내에 형성되는 냉각수로(150)를 통해 냉각수를 유동시켜 히터하우징을 냉각시킨다.The temperature of the
그러나 이러한 급속 열처리장치용 히터의 경우, 램프(120)가 히터하우징(110)내에 수용되어 투과윈도우(250)와 이격되어 상부에 배치되며, 높은 온도, 압력 및 물리적인 충격에 견딜 수 있도록 충분한 두께의 쿼츠재질의 단일 투과윈도우(250)와 실링부재(260a)를 포함하는 윈도우클램프(260)가 공정챔버(210) 상부를 직접적으로 폐쇄하도록 형성된다. However, in the case of a heater for such a rapid thermal processing apparatus, the
이러한 기판(200)과 램프(120)의 이격거리 및 투과윈도우(250)의 잠열로 인해 급속온도 승강이 용이하지 않고, 균일한 온도제어가 어려운 문제가 있다.Due to the spacing distance between the
한편, 도 1b는 상기 쿼츠재질의 투과윈도우(250) 를 돔형의 투과윈도우(280)로 구성하여 두께를 감소시키고, 상기 잠열을 줄이는 잇점이 있으나, 돔형구조로 인하여 중심부로 갈수록 램프(120)와 기판(200)과의 이격거리가 멀어져 파워가 부족해 지는 문제가 있다.1B shows an advantage in that the
한편 종래, 급속 열처리장치용 히터장치에서 통상 상기 히터하우징(110)은 하나의 큰 원형 혹은 사각형태로 복수의 램프(120)를 수용하고, 상기 히터하우징(110)의 램프수용부(130)에는 반사코팅(미도시)이 되어 있다. Conventionally, in a heater apparatus for a rapid thermal annealing apparatus, the
반사코팅은 사용시간이 지남에 따라 코팅막이 벗겨지고 이물에 의해 반사도가 감소되기 때문에 히터하우징(110) 전체를 교체하거나 재코팅하여 사용하게 된다.Since the reflective coating is peeled off over time and reflectivity is reduced by foreign matter, the
또한, 상기 도1a와 도1b상의 쿼츠재질의 투과윈도우(250,280)는 장치가 대면적화 됨에 따라 온도, 압력 물리적 충격으로 인해 쉽게 파손되어 수율 및 생산성 저하를 가져오고, 생산비용을 증대시킨다.In addition, the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반사갓이 구비된 램프를 대응되는 분할된 윈도우가 장착된 윈도우플레이트에 직접 장착하여, 램프와 기판과의 이격거리를 최소화하고, 잠열이 최소화된 분할된 윈도우를 적용함으로써, 열처리 공정시 급속한 온도승강이 가능하고 균일한 온도제어가 용이한 열처리 장치용 히터장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to minimize the distance between a lamp and a substrate by directly mounting a lamp equipped with a reflector on a window plate having a corresponding divided window The present invention also provides a heater apparatus for a heat treatment apparatus which can rapidly raise and lower the temperature during a heat treatment process and can perform uniform temperature control by applying a divided window in which latent heat is minimized.
본 발명의 또 다른 목적은, 윈도우가 개별 램프형상에 맞도록, 또는 일정 갯수의 램프 영역별 전방에 분할 배치되도록 구성됨으로써, Power Zone에 따르는 램프의 배치가 용이하도록 구성되는 열처리 장치용 히터장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a heater apparatus for a heat treatment apparatus which is configured such that a window is adapted to an individual lamp shape or a predetermined number of lamp regions are disposed in front of each other, .
본 발명의 또 다른 목적은, 반사갓과 윈도우를 독립적으로 구성하여 유지보수시 히터하우징의 교체없이 용이하게 반사막을 교환할 수 있으며, 쿼츠 투과윈도우의 파손을 방지하여 생산성 및 생산비용이 개선된 열처리장치용 히터장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a heat treatment apparatus and a method of manufacturing the same, which can independently constitute the reflector and the window to easily replace the reflective film without replacing the heater housing during maintenance, And to provide a heater device therefor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 급속 열처리장치용 히터장치는, 히터장치의 구성들이 설치되는 다수의 분할된 복사열 투과윈도우를 포함하는 윈도우 부재와, 상기 윈도우부재에 설치되어 기판에 복사열을 조사하기 위한 반사갓이 구비된 복수의 램프부재와, 상기 램프부재의 상부에 구비되어 상기 램프부재로 부터의 열을 냉각시키기 위한 냉각부재를 포함하며, 상기 윈도우부재에 상기 램프부재를 대면하는 부분에 분할된 윈도우가 설치되되,상기 반사갓이 구비된 램프부재는 대면하는 분할된 윈도우가 설치된 윈도우플레이트에 직접 장착되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heater apparatus for a rapid thermal annealing apparatus, including: a window member including a plurality of divided radiant heat transmission windows in which structures of a heater apparatus are installed; And a cooling member provided at an upper portion of the lamp member and for cooling the heat from the lamp member, wherein the window member is divided into a portion facing the lamp member, And the lamp member having the reflector is directly mounted on the window plate on which the divided windows facing are installed.
바람직하게는 상기 윈도우베이스의 하면에는 광조사각 확장부가 형성되며,상기 윈도우와 윈도우베이스사이에는 실링부재가 포함된다.Preferably, an optical expansion unit is formed on a lower surface of the window base, and a sealing member is disposed between the window and the window base.
또한 상기 윈도우베이스 내부에는 냉각수로가 형성될 수 있고, 상기 반사갓의 배면에는 방열부재가 추가 설치될 수 있다.In addition, a cooling water path may be formed in the window base, and a heat dissipating member may be further provided on the back surface of the reflector.
여기서, 상기 반사갓은 램프 형상에 따라 배면에 독립적으로 설치되되 전방에는 램프형상에 맞는 분할된 윈도우가 대면하여 설치될 수 있다.Here, the reflector may be installed independently on the rear surface depending on the shape of the lamp, and the divided windows corresponding to the lamp shape may be installed on the front of the reflector.
또한 상기 반사갓은 일정갯수의 램프 배면에 영역별로 분할 구성되되, 전방에는 영역별로 분할된 윈도우가 대면하여 설치될 수 있다.Further, the reflection shadows are divided into a predetermined number of lamps on the rear surface of the lamp, and windows divided into the front windows may be installed facing each other.
바람직하게는 상기 램프와 분할윈도우들이 상기 공정챔버 내부의 기판중심으로부터 외부를 향하여 동심원상으로 배치되도록 구성된다.Preferably, the ramp and the split windows are configured to be concentrically disposed outwardly from the substrate center within the process chamber.
본 발명에 의해, 급속 열처리장치는 독립적인 반사갓을 구비한 램프부재를 분할된 얇은 두께의 개별 윈도우에 설치함으로써 기판과 히터부재 사이의 이격거리를 최소화하여 급속한 온도 승강을 할 수 있다.According to the present invention, the rapid thermal annealing apparatus is capable of rapidly raising and lowering the temperature by minimizing the separation distance between the substrate and the heater member by installing the lamp member having the independent reflector on the divided thin-walled individual window.
또한, 윈도우를 보다 최소화된 두께로 형성할 수 있으므로 Heat budget이 최소화 되어 기판의 온도제어 및 온도균일도를 향상 시킬 수 있다.In addition, since the window can be formed with a minimized thickness, the heat budget can be minimized and the temperature control of the substrate and temperature uniformity can be improved.
또한, 독립적인 반사갓의 교체 및 유지보수가 용이하고 윈도우 파손을 방지 할 수 있어 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is easy to replace and maintain the independent reflector, prevent window breakage, and improve productivity and yield.
첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1a, 1b는 종래 열처리장치용 히터장치의 단면도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 열처리장치용 히터장치의 사시도이며,
도 3 은 상기 열처리장치용 히터장치의 저면 사시도이며,
도 4 는 상기 열처리장치용 히터장치가 포함된 열처리장치의 내부단면도이며,
도 5 는 상기 열처리장치용 히터장치에 포함되는 램프부재와 윈도우부재의 부분단면도이며,
도 6(a) 는 상기 램프부재의 또 다른 실시예의 측단면도이며,
도 6(b) 는 상기 램프부재의 평면도이며,
도 7(a) 는 윈도우 하우징에 윈도우가 설치된 윈도우부재의 부분단면도이며,
도 7(b) 는 상기 윈도우부재의 또 다른 실시예에 따른 부분단면도이며,
도 8(a) 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 저면 사시도이며,
도 8(b) 는 상기 히터장치에서 냉각부재가 분리된 상태의 상부 사시도이며,
도 9(a) 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 저면 사시도이며,
도 9(b) 는 상기 히터장치에서 냉각부재가 분리된 상태의 상부 사시도이며,
도 10(a) 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 저면 사시도이며,
도 10(b) 는 상기 히터장치에서 냉각부재가 분리된 상태의 상부 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1A and 1B are sectional views of a heater device for a conventional heat treatment apparatus,
2 is a perspective view of a heater apparatus for a heat treatment apparatus according to the present invention,
3 is a bottom perspective view of the heater device for the heat treatment apparatus,
4 is an internal cross-sectional view of the heat treatment apparatus including the heater apparatus for the heat treatment apparatus,
5 is a partial cross-sectional view of the lamp member and the window member included in the heater device for the heat treatment apparatus,
6 (a) is a side cross-sectional view of another embodiment of the lamp member,
6 (b) is a plan view of the lamp member,
7 (a) is a partial sectional view of a window member provided with a window in a window housing,
7 (b) is a partial cross-sectional view according to another embodiment of the window member,
8 (a) is a bottom perspective view of a heater device according to another embodiment of the present invention,
Fig. 8 (b) is an upper perspective view of the heater device in which the cooling member is separated,
9 (a) is a bottom perspective view of a heater device according to another embodiment of the present invention,
Fig. 9 (b) is an upper perspective view of the heater device in which the cooling member is separated,
10 (a) is a bottom perspective view of a heater device according to another embodiment of the present invention,
10 (b) is an upper perspective view of the heater device in a state where the cooling member is separated.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventor may, on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to explain its invention in the best way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are presented. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.
도 2 는 본 발명에 따른 열처리장치용 히터장치의 사시도이며, 2 is a perspective view of a heater apparatus for a heat treatment apparatus according to the present invention,
도 3 은 상기열처리장치용 히터장치의 저면 사시도이며, 3 is a bottom perspective view of the heater device for the heat treatment apparatus,
도 4 는 상기 히터장치가 포함된 열처리장치의 내부단면도이며, 4 is an internal sectional view of the heat treatment apparatus including the heater device,
도 5 는 상기 열처리장치용 히터장치에 포함되는 램프부재와 윈도우부재의 부분단면도이며, 5 is a partial cross-sectional view of the lamp member and the window member included in the heater device for the heat treatment apparatus,
도 6(a) 는 상기 램프부재의 또 다른 실시예의 측단면도이며, 6 (a) is a side cross-sectional view of another embodiment of the lamp member,
도 6(b) 는 상기 램프부재의 평면도이며, 6 (b) is a plan view of the lamp member,
도 7 은 윈도우플레이트에 윈도우가 설치된 윈도우부재의 부분단면도이며, 7 is a partial cross-sectional view of a window member provided with a window on a window plate,
도 8(a) 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 저면 사시도이며, 8 (a) is a bottom perspective view of a heater device according to another embodiment of the present invention,
도 8(b) 는 상기 히터장치에서 냉각부재가 분리된 상태의 상부 사시도이며, Fig. 8 (b) is an upper perspective view of the heater device in which the cooling member is separated,
도 9(a) 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 저면 사시도이며, 9 (a) is a bottom perspective view of a heater device according to another embodiment of the present invention,
도 9(b) 는 상기 히터장치에서 냉각부재가 분리된 상태의 상부 사시도이며, Fig. 9 (b) is an upper perspective view of the heater device in which the cooling member is separated,
도 10(a) 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 저면 사시도이며, 10 (a) is a bottom perspective view of a heater device according to another embodiment of the present invention,
도 10(b) 는 상기 히터장치에서 냉각부재가 분리된상태의 상부 사시도이다.10 (b) is an upper perspective view of the heater device in a state where the cooling member is separated.
도 2 내지 10(B)를 참조하면, 본 발명에 따른 기판의 열처리장치용 히터장치는, 상기 히터장치의 구성들이 설치되는 다수의 분할된 복사열 투과윈도우(21)를 포함하는 윈도우부재(20)와, 상기 윈도우부재(20)에 설치되어 기판(200)에 복사열을 조사하기 위한 반사갓(34)이 구비된 복수의 램프부재(30)와, 상기 램프부재(30)의 상부에 구비되어 상기 램프부재(30)로 부터의 열을 냉각시키기 위한 냉각부재(40)를 포함하며, 상기 윈도우부재(20)에 상기 램프부재(30)를 대면하는 부분에 윈도우(21)가 설치되되,상기 반사갓(34)이 구비된 개별램프(31)는 대면하는 분할된 윈도우(21)가 설치된 윈도우 플레이트(22)에 직접 장착되는 것을 특징으로 한다.2 to 10 (B), a heater device for a heat treatment apparatus for a substrate according to the present invention includes a
바람직하게는 상기 윈도우플레이트(22)의 윈도우베이스(22a)하면에는 광조사각 확장부(22d)가 형성되며,상기 윈도우(21)와 윈도우베이스(22a)사이에는 실링부재(22f)가 포함된다. Preferably, an optical extensional
상기 윈도우베이스(22a) 내부에는 냉각수로(22e)가 형성된다.A cooling
바람직 하게는 상기 램프부재(30)에 포함되는 반사갓(34)의 배면에는 방열부재(35)가 추가 설치될 수 있다.Preferably, a
또한 상기 윈도우부재(20)상에 개별 램프부재(30)를 직접 장착하기 위하여 상기 램프부재의 반사갓 장착부(34b)와 정합 가능한 실링덮개(22b) 상의 장착홈(22c)이 추가로 형성될 수 있다.A mounting
상기 열처리장치는 기판(200)에 대한 열처리 공정을 수행하기 위한 장치로서, 상기 열처리장치는 열처리 공정이 수행되는 공정챔버(50)와, 상기 공정챔버(50)의 상부에 배치되어 기판(200)에 열을 가하기 위한 히터장치(100)와, 상기 공정챔버(50) 내부에 배치되어 기판(200)을 지지하기 위한 기판지지부재(70)와, 상기 기판지지부재(70)를 회전시키기 위한 회전구동부재(80)를 포함한다.The heat treatment apparatus includes a
상기 열처리 장치는 열처리공정이 진행되는 동안 가열되는 기판(200)의 온도를 감지하기 위한 온도감지부재(54)를 포함하고, 상기 온도감지부재(54)로 부터의 온도를 기준으로 램프전원부(미도시)의 전력을 분배 제어하는 온도제어기(미도시)를 더 포함하여 구성된다.The heat treatment apparatus includes a
상기 열처리 장치는 일예로 상기 기판지지부재(70)) 하부에 블럭킹베이스부재(93)가 배치되어 공정챔버의 단턱부(51)에 정합된다.In the heat treatment apparatus, for example, a blocking
그리하여, 상기 블럭킹베이스부재(93) 및 상기 회전지지대(72)를 포함하는Thus, the blocking
기판지지부재(70)가 상하구동부재(90)상의 구동기기(94)에 의해 상하 방향으로 이동된다.The
상기 상하구동기기(94)는 공압실린더 또는 모터 등에 의해 구동되며, 연결부재(91)에 의해 상기 블럭킹베이스부재(93) 즉, 상기 회전지지대(72)의 회전축을 감싸는 몸체에 결합되어, 상기 상하구동기기(94)의 구동에 의해 상기 블럭킹베이스부재(93)와 기판지지링(71) 그리고 회전지지대(72)가 상하 방향으로 구동될 수 있도록 구성된다.The
또한, 상기 연결부재(91)와 공정챔버(50)의 하부 사이에는 벨로우즈부재(92)가 설치되어, 상기 상하구동기기(94)에 의해 상기 블럭킹베이스부재(93)와 회전지지대(72)를 포함하는 기판지지부재(70)가 상하 구동되는 경우, 상기 공정챔버(50)내부의 공정 기체가 외부로 누출되는 것을 방지하도록 구성된다.A bellows
또한, 상기 공정챔버(50)의 하부에는 상기 공정챔버(50) 내에서 승하강되어 기판(200)을 상기 기판지지부재(70)에 안착시키거나 상기 기판지지부재(70)로부터 기판(200)을 상승시키기 위한 기판승강부재(53)가 설치된다. 기판승강부재는 승강핀(53a), 실링용 벨로우즈(53b), 그리고 장착플레이트(53c)로 구성되고, 승강구동부재(59)에 연결되어 승강 구동된다.The lower part of the
상기 공정챔버(50)의 하부에는 기판승강부재(53) 및 상기 기판승강부재(53)를 상기 공정챔버 내에서 상하 방향으로 구동하기 위한 기판승강부재구동부(59)가 설치된다.A substrate elevating
그리하여, 상기 기판승강부재구동부(59)의 구동에 의해 상기 기판승강부재(53)가 상방으로 이송되어 로봇암에 의해 전달되는 기판(200)을 전달받고, 이후 상기 기판승강부재(53)가 하강되어 기판(200)을 상기 기판지지부재(70)에 안착시킨다.The
한편, 상기 공정챔버(50)의 하부 또는 상기 블럭킹베이스 부재(93)에는 상기 기판(200)의 온도를 감지하기 위한 온도감지부재(54)가 설치되어, 열처리 공정이 진행되는 동안 상기 기판(200)의 온도를 감지하고 이를 온도제어기에 피드백하여 히터(100)로의 전력을 제어함으로써 상기 기판 또는 서셉터의 온도를 균일하게 제어하도록 구성된다.A
상기 기판(200) 또는 서셉터의 온도를 측정하기 위한 온도감지부재(54)는 상The
기 기판 또는 기판이 수용된 서셉터에 접촉 또는 비접촉 방식으로 설치할 수 있고 바람직하게는 회전 열처리의 경우 비접촉 방식이 용이하며, 일예로 적외선 센서인파이로미터 가 사용될 수 있다.The substrate or the substrate can be placed in contact with or in a noncontact manner with the susceptor accommodated therein. In the case of the rotary heat treatment, the noncontact type is easy. For example, an infrared ray sensor can be used.
상기 공정챔버(50)의 측부에는 공정가스 또는 냉각기체의 유입 및 유출을 위한 유출입구(55,56,57,58)가 형성된다.At the side of the
상기 히터장치(100)는 복수의 분할된 투과윈도우(21)를 포함하는 윈도우 부재(20)와, 상기 윈도우부재(20)에 설치되어 기판(200)에 복사열을 조사하기 위한 복수의 램프부재(30)와, 상기 램프부재(30)의 상부에 구비되어 상기 램프부재(30)로 부터의 열을 냉각시키기 위한 냉각부재(40)를 포함한다.The
상기 냉각부재(40)에는 냉각기체의 유입 및 유출을 위한 냉각기체 유출입구(42, 43)가 형성되고, 램프부재(30)들을 통한 광 조사동안 상기 유출입구(42, 43)를 통해 냉각기체를 유동시킴으로써, 램프부재(30)들을 냉각하도록 구성 된다.The cooling
상기 램프부재(30)는 램프(31)로부터 조사되는 광의 반사를 위한 반사갓(34), 램프바디(32) 및 전원커넥터(33)를 포함하여 구성되며, 상기 램프(31)로부터 조사되는 적외선 광을 통해 기판(200)을 가열하도록 구성된다.The
상기 공정챔버(50) 내부에는 기판지지부재(70)이 배치되며, 상기 기판지지부A substrate support member (70) is disposed within the process chamber (50)
재(70)는 기판지지링(71)이 회전지지대(72)에 의해 고정된 상태에서 회전됨으로써 기판이 균일하게 가열된다.The
상기 공정챔버(50) 내에서 상기 기판지지부재(70)는 승하강되며, 상기 기판(200)의 가열 시에 상승되어 기판(200)이 상기 램프부재(20)들을 가까이 대면한 상태에서 회전 가열된다.The
이때, 상기 회전지지대(72)의 중심부에는 회전축이 형성되어 있어, 회전구동부재(80)로부터 전달되는 회전력으로 상기 기판(200)이 안착된 기판지지부재(70)가 회전되도록 구성된다.At this time, a rotation shaft is formed at the center of the
상기 회전구동부재(80)는 일예로 자성유체(81d)를 포함하여 구성되는 회전실링부재(81)와 회전구동 모터(88)로 구성되며, 상기 회전실링부재(81)의 하우징(81a)내부에서 상기회전지지대(72)의 회전축과 회전실링부재 회전축(81c)이 커플링(87)을 통해 결합된다. 상기 회전실링부재 하우징(81a)의 측벽에는 조립 및 분해를 위해 실링용 오링(86a)을 포함한 체결커버(86)가 추가로 구성된다.The
상기 회전지지대(72)는 중심부에 회전축이 형성되어 있고,상기 회전축은 자성유체(81d) 및 베어링(81b)를 포함하여 구성되는 회전실링부재(81)의 중심축과 커플링되며, 상기 회전실링부재(81)의 중심축은 회전모터(88)의 중심축과 순차적으로 나란하게 커플링(87)을 통해 결합되어 기판(200)에 회전력을 전달하게 된다.The
상기 회전축상의 공정챔버(50) 내부와 외부는 상기 자성유체실(81d)을 통해 격리되고, 공정가스가 외부로 유출되는 것을 방지한다.The inside and the outside of the
또한, 상기 회전구동부재(80) 중심축상의 일측면에 위치감지센서(89)가 설치되어,기판의 입출입시 기판지지부재(70)의 정지위치 혹은 회전구동모터(88)의 회전 기준점등을 제어하게 된다.A
상기 히터장치에 포함되는 램프부재(30)는 상기 윈도우부재(20)의 상부에 배치되어 기판(200)에 복사열을 조사하도록 마련된다.The
상기 램프부재(30)에 포함되는 반사갓(34)은 램프(31)의 형상 및 크기에 따라 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 반사갓(34)에 방열부재(35)를 설치하여, 상기 램프(31)로부터 발생되는 열을 보다 원활히 방출하도록 구성될 수 있다. The
여기서, 상기 램프부재(30)에 포함되는 램프(31)는 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 적외선 램프 즉 텅스텐-할로겐 램프로 마련될 수 있다.Here, the
상기 램프부재(30)에 포함되는 반사갓(34)은 반사효율을 향상시킬 수 있도록 별도의 코팅층(34a) 이 형성될 수 있다. A
바람직하게는 상기 코팅층(34a)은 금(Au), 이산화티타늄(TiO2) 이다.Preferably, the
상기 램프부재(30)에 포함되는 반사갓(34)은 램프(31)에 바로 인접하여 있기 때문에 열처리 과정에서 지속적으로 온도가 상승되며, 이로 인해 일정온도 이상에서는 반사갓(34)에 형성된 코팅층(34a)이 증발하거나 흘러내려 효과적인 반사가 이루어지지 않을 수 있다.Since the
따라서, 램프부재(30)로부터 발생되는 열을 보다 원활하게 방출하도록 상기 냉각부재(40)내로 냉각공기가 유동할 수 있는 입출입부(42,43)가 형성된다.Therefore, the inlet /
상기 램프부재(30)를 냉각하기 위한 구성으로서는 전술한 냉각방법 이외에 다양한 방식이 이용될 수 있다.As the configuration for cooling the
상기 램프부재(30)를 대면하는 부분에는 쿼츠 재질로 구성되는 분할된 복사열 투과윈도우(21)가 윈도우베이스(22a)상부에 안착되며, 상기 투과윈도우(21)는 개별 램프부재(30) 별로 분할 구성된다.A divided radiant
또한 램프부재(30)를 직접 착탈 가능하도록, 상기 윈도우플레이트(22)의 개별램프(31)와 대면되는 실링덮게(22b) 가장자리에 반사갓(34)의 장착부(34b)와 정합 가능한 착탈홈(22c)을 포함하여 구성된다.A
즉, 도 1a,1b 의 종래 히터장치에 포함되는 윈도우(250)는 공정챔버(210) 전면에 전체적으로 충분히 두꺼운 하나의 원형 혹은 사각형태로서, 윈도우 클램프에 의해 고정 실링되며, 윈도우클램프(260)위로 개별램프(120)가 수용되는 히터하우징(110)이 적층되어 설치되지만, That is, the
본원발명에 포함되는 히터장치는 램프부재(30)와 기판(220)과의 이격거리를 최소화 할 수 있도록 개별 램프부재(30)를 분할된 박형 투과윈도우(21)가 안착된 윈도우플레이트(22)에 직접 장착하여 형성된다. The heater device included in the present invention is configured such that the
본원 발명에 포함되는 히터장치는 윈도우(21)의 Heat budget을 최소화 할 수 있도록 상기 램프부재(30)와 윈도우플레이트(22)사이의 투과윈도우(21)는 램프부재(30) 의 형상 및 배치에 따라 얇고 분할된 형태로 대면하여 형성된다.The heater unit included in the present invention may have a structure in which the
또한 상기 투과윈도우(21)는 일정갯수의 램프부재(30)에 영역별로 분할 대면하여 설치 될 수 있다.The
즉, 도 5 에 도시되는 바와 같이, 상기 램프부재(30)는 상기 윈도우부재(20)와의 직접결합에 의해 설치되어, 종래 히터장치보다 기판과의 이격거리를 최소화 할 수 있다.That is, as shown in FIG. 5, the
상기 쿼츠 재질로 구성되는 투과윈도우(21)는 램프부재(30) 별로 분할 배치됨으로써, 전체적으로 하나의 투과윈도우를 형성하여 일체로 배치하는 경우에 비해, 투과윈도우(21)의 두께 및 면적을 얇고 작게 형성할 수 있다.The
따라서, 본원 발명에 따르는 상기 히터장치는 기판 가열시 램프부재(30)와 기판(220)과의 이격거리가 최소화되고, 투과윈도우(21)의 Heat budget 이 최소화 되어, 보다 급속한 승온 및 강온이 가능하고, 정밀한 온도제어 및 균일한 열처리가 가능하다.Accordingly, the heater apparatus according to the present invention minimizes the separation distance between the
도 5 및 7 에 도시된 실시예에서, 상기 투과윈도우(21)와 윈도우베이스(22a) 사이에는 실링부재(22f)가 배치되어 상기 공정챔버(51) 내부의 공정가스가 상기 램프부재(30)로 누설되거나 공정챔버(51) 외부의 기체가 내부로 유입되는 것을 방지하도록 구성된다.5 and 7, a sealing
바람직하게는 상기 실링부재(22f)는 도 7(a)에서와 같이 분할 투과윈도우(21)의 가장자리 경사면에 오링을 배치하여 구성한다.Preferably, the sealing
바람직하게는 상기 실링부재(22f)는 도 7(b)와 같이 분할 투과윈도우(21)의 가장자리 상하면에 오링을 배치하여 구성할 수 있다.The sealing
또한, 상기 윈도우베이스(22a)의 하면은 전방을 향할수록 넓어지는 단면 형상으In addition, the lower surface of the
로 형성되어, 상기 램프(31)로부터 조사되는 광이 상기 램프부재(30)의 직접So that the light emitted from the
하부뿐만이 아니라 인접한 영역에 중첩하여 확산 조사될 수 있도록 구성된다.So that they can be diffused and irradiated not only in the lower portion but also in the adjacent region.
그리하여, 인접하는 램프(31)들로부터 조사되는 광이 중첩되어 기판(200) 상에 조사됨으로써, 기판을 보다 균일하게 가열할 수 있도록 구성된다.Thus, the light irradiated from the
한편, 도 8 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 사시도로서, 상8 is a perspective view of a heater apparatus according to another embodiment of the present invention,
기 실시예에서는 램프부재(30)가 원주의 분할된 형상으로 형성된 상태에서, 상기 윈도우부재(20)가 상기 램프부재(30)의 전방을 커버하도록 형성된 실시예를 도시한다.In this embodiment, the
또한, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 사시도로서, 상기 실시예에서는 상기 투과윈도우(21)가 원주의 분할된 형상으로 형성되어, 수 개(3 개 내지 10 개)의 램프(30)들의 전방을 커버하도록 형성 배치된다. 9 is a perspective view of a heater device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
한편, 도 10 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히터장치의 사시도로서, 상기 실시예에서는 수 개의 램프부재(30)들을 영역별로 구분하고, 각 영역별로 상기 윈도우부재(20)가 커버하도록 형성된 실시예를 도시한다.10 is a perspective view of a heater apparatus according to another embodiment of the present invention. In this embodiment,
상기 실시예들에서는, 상기 램프부재(30)들이 기판(200)의 중심으로부터 외부를 향하여 동심원적으로 배치된다.In the above embodiments, the
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments and the drawings, it is to be understood that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Various modifications and variations may be made without departing from the scope of the appended claims.
20: 윈도우부재
30: 램프부재
40: 냉각부재
50: 공정챔버
70: 기판처리부재
80 :회전구동부재
90 :상하구동부재
53 :기판승강부재
200: 기판20: absence of window
30: Lamp member
40: cooling member
50: Process chamber
70: substrate processing member
80:
90: Up and down drive member
53: substrate lift member
200: substrate
Claims (7)
히터장치의 구성들이 설치되는 다수의 분할된 복사열 투과 윈도우를 포함하는 윈도우부재와;
상기 윈도우부재에 설치되어 기판에 복사열을 조사하기 위한 반사갓이 구비된 복수의 램프부재와;
상기 램프부재의 상부에 구비되어 상기 램프부재로부터의 열을 냉각시키기 위한 냉각부재를 포함하며,
상기 윈도우부재에 포함되는 윈도우베이스 하면에는 광조사각 확장부가 형성되며, 상기 윈도우부재에 포함되는 윈도우와 윈도우베이스 사이에는 실링부재가 포함되고,
상기 윈도우베이스 내부에는 냉각수로가 형성되고, 상기 반사갓의 배면에는 방열부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치용 히터장치.A heater apparatus for a rapid thermal annealing apparatus used in a heat treatment apparatus for a substrate,
A window member including a plurality of divided radiant heat transmission windows in which the configurations of the heater device are installed;
A plurality of lamp members provided on the window member and having a reflector for radiating radiant heat to the substrate;
And a cooling member provided on the lamp member for cooling the heat from the lamp member,
Wherein a light irradiation angle expansion portion is formed on the bottom surface of the window base included in the window member, a sealing member is included between the window included in the window member and the window base,
Wherein a cooling water channel is formed in the window base, and a heat dissipating member is installed on a back surface of the reflector.
상기 반사갓은 램프 형상에 부합되도록 배면에 독립적으로 설치되되 전방에는 램프형상에 부합하는 분할된 윈도우가 대면하여 설치되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치용 히터장치.The method according to claim 1,
Wherein the reflector is installed independently on the rear surface so as to conform to the shape of the lamp, and a divided window corresponding to the lamp shape is provided in front of the reflector.
상기 반사갓은 램프 배면에 영역별로 분할 구성되되, 전방에는 영역별로 분할된 윈도우가 대면하여 설치되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치용 히터장치.3. The method of claim 2,
Wherein the reflector is divided into zones on the back surface of the lamp, and windows divided by zones are provided in front of the reflector.
상기 램프와 분할윈도우들이 공정챔버 내부의 기판중심으로부터 외부를 향하여 동심원상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치용 히터장치.The method of claim 3,
Wherein the lamp and the split windows are arranged concentrically from the center of the substrate inside the process chamber toward the outside.
상기 윈도우부재에서 상기 램프부재를 대면하는 부분에는 분할된 윈도우가 설치되되,
상기 반사갓이 구비된 램프부재는 대면하는 분할된 윈도우가 설치된 윈도우 플레이트에 직접 장착되는 것을 특징으로 하는 급속 열처리 장치용 히터장치.The method according to claim 1,
Wherein a divided window is provided at a portion of the window member facing the lamp member,
Wherein the lamp unit having the reflector is directly mounted on a window plate on which divided windows facing are installed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20140018436A KR101458963B1 (en) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Heater for papid heat treatment apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20140018436A KR101458963B1 (en) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Heater for papid heat treatment apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101458963B1 true KR101458963B1 (en) | 2014-11-12 |
Family
ID=52287256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20140018436A KR101458963B1 (en) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Heater for papid heat treatment apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101458963B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016122835A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Applied Materials, Inc. | Lamp heating for process chamber |
WO2017003866A1 (en) * | 2015-06-29 | 2017-01-05 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Vacuum compatible led substrate heater |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000017153A (en) * | 1998-08-06 | 2000-03-25 | 다나카 아키히로 | Cooling structure for light illuminating-type heating apparatus |
KR20020090987A (en) * | 2002-11-01 | 2002-12-05 | 코닉 시스템 주식회사 | Heater module of rapid thermal process apparatus |
KR20030088504A (en) * | 2001-04-17 | 2003-11-19 | 맛선 테크놀러지, 인코포레이티드 | Rapid thermal processing system for integrated circuits |
KR20120130022A (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-28 | 조주현 | Lighting apparatus for industry |
-
2014
- 2014-02-18 KR KR20140018436A patent/KR101458963B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000017153A (en) * | 1998-08-06 | 2000-03-25 | 다나카 아키히로 | Cooling structure for light illuminating-type heating apparatus |
KR20030088504A (en) * | 2001-04-17 | 2003-11-19 | 맛선 테크놀러지, 인코포레이티드 | Rapid thermal processing system for integrated circuits |
KR20020090987A (en) * | 2002-11-01 | 2002-12-05 | 코닉 시스템 주식회사 | Heater module of rapid thermal process apparatus |
KR20120130022A (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-28 | 조주현 | Lighting apparatus for industry |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016122835A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Applied Materials, Inc. | Lamp heating for process chamber |
US10356848B2 (en) | 2015-01-30 | 2019-07-16 | Applied Materials, Inc. | Lamp heating for process chamber |
WO2017003866A1 (en) * | 2015-06-29 | 2017-01-05 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Vacuum compatible led substrate heater |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9240341B2 (en) | Top wafer rotation and support | |
US10576582B2 (en) | Spot heater and device for cleaning wafer using the same | |
JP6840138B2 (en) | Wafer heating diode laser for processing | |
TWI569345B (en) | Apparatus for treating a wafer-shaped article | |
CN104704626B (en) | Minimal-contact edge ring for rapid thermal treatment | |
WO2016036496A1 (en) | Susceptor and pre-heat ring for thermal processing of substrates | |
CN102414800A (en) | Heat treatment apparatus | |
CN103572211A (en) | Physical vapor deposition equipment and physical vapor deposition process | |
JP2016519418A (en) | Modular substrate heater for efficient thermal cycling | |
CN116190266A (en) | Multi-zone lamp control and individual lamp control in a lamphead | |
KR101458963B1 (en) | Heater for papid heat treatment apparatus | |
US11961748B2 (en) | Support unit and substrate treating apparatus including the same | |
US9117858B2 (en) | Heater block and heat treatment apparatus having the same | |
KR102009864B1 (en) | Substrate processing apparatus | |
KR20220066592A (en) | Substrate heating apparatus having window and reflecting member and substrate processing apparatus having the same | |
KR102121406B1 (en) | Wafer heating device | |
US11828656B2 (en) | Reflector plate for substrate processing | |
KR102407266B1 (en) | A support unit, a substrate processing apparatus comprising the same and a substrate processing method | |
KR101458962B1 (en) | Rapid heat processing apparatus | |
US20240079252A1 (en) | Reflector plate for substrate processing | |
US10781533B2 (en) | Batch processing chamber | |
KR20210029671A (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
KR20220032622A (en) | Low contact area substrate support for etch chamber | |
CN114628270A (en) | Semiconductor substrate processing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171001 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181001 Year of fee payment: 5 |