KR20000017025A - 광조사식 가열장치 - Google Patents

광조사식 가열장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20000017025A
KR20000017025A KR1019990031790A KR19990031790A KR20000017025A KR 20000017025 A KR20000017025 A KR 20000017025A KR 1019990031790 A KR1019990031790 A KR 1019990031790A KR 19990031790 A KR19990031790 A KR 19990031790A KR 20000017025 A KR20000017025 A KR 20000017025A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
guard ring
substrate
ring
semiconductor wafer
guard
Prior art date
Application number
KR1019990031790A
Other languages
English (en)
Inventor
모토아츠시
스즈키신지
Original Assignee
다나카 아키히로
우시오덴키 가부시키가이샤
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 다나카 아키히로, 우시오덴키 가부시키가이샤 filed Critical 다나카 아키히로
Publication of KR20000017025A publication Critical patent/KR20000017025A/ko

Links

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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/687—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68721—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge clamping, e.g. clamping ring
    • 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
    • H01L21/68—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 for positioning, orientation or alignment
    • 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
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation

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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 발명은 외경이 다른 복수종류의 반도체 웨이퍼를 공통으로 하여 가열처리할 수 있는 것임에도 불구하고, 반도체 웨이퍼의 온도를 균일하게 하는 제어가 용이하고, 가드링의 변형이 발생하지 않는 광조사식 가열장치를 제공한다. 광조사식에 의해 가열처리되는 기판(W)이 가드링(10)에 유지되고, 기판의 외주변이 가드링에 의해 보조적으로 방사가열되는 광조사식 가열장치에 있어서, 가드링과 가드링 지지부(30) 사이에 단위면적당 열용량이 가드링과 동등한 둥근 환상의 보조링(20)을 장치한다. 또한, 복수개의 가드링을 동심원상으로 배치하고, 가장 외측의 가드링을 가드링 지지대로 유지한다.

Description

광조사식 가열장치{Light illuminating-type heating apparatus}
본 발명은 가드링으로 유지된 반도체 웨이퍼 등의 원반상의 기판을 급속가열하여 처리하는 광조사식 가열장치에 관한 것이다.
원반상의 기판, 예를 들면 반도체 웨이퍼는 막형성이나 확산, 또는 어닐링 등을 위해 급속가열, 고온유지, 급속냉각의 열처리를 행하지만, 광조사식의 가열장치를 사용하면, 수초사이에 1000℃ 이상으로 승온할 수 있고, 광조사를 정지하면 급속하게 냉각할 수 있다. 그런데, 반도체 웨이퍼의 면 위를 균일하게 광조사하여도, 반도체 웨이퍼의 외주변으로부터의 열방사 등 때문에, 중앙부보다도 주변부 쪽이 온도가 낮아진다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼의 중앙부의 온도가 1100℃인 경우, 주변부의 온도는 이보다 30℃정도 낮아진다. 이와 같이, 반도체 웨이퍼의 중앙부과 주변부에 온도차가 생겨 온도분포가 불균일하게 되면, 슬립이라고 하는 결정 변이 결함이 발생하여, 불량품이 된다.
반도체 웨이퍼에 슬립이 발생하지 않도록, 반도체 웨이퍼를 급속가열, 고온유지, 급속냉각의 열처리를 행할 때 반도체 웨이퍼의 중앙부와 주변부간 온도차의 발생을 방지하는 방책으로서, 가드링이 사용된다. 가드링은 몰리브덴이나 텅스텐, 탄탈과 같은 고융점 금속재료나 실리콘 카바이드 등의 세라믹 재료로 된 박판의 환상체이며, 둥근 환상의 가드링의 따낸 구멍인 원형 개구부 내주부에 반도체 웨이퍼 지지부가 형성되어 있다.
가드링은 가열장치의 베이스 플레이트의 주변 전체에 걸쳐 설치된 가드링 지지대에 그 주변부가 지지된다. 그리고, 반도체 웨이퍼는 가드링의 원형 개구부에 채워지도록 배치되어, 가드링의 지지부에서 지지되지만, 가드링은 스스로도 광조사에 의해 고온으로 되어 대면하는 반도체 웨이퍼의 외주변을 보조적으로 방사가열하여, 반도체 웨이퍼의 외주변으로부터의 열방사를 보상한다. 이에 따라 반도체 웨이퍼의 중앙부과 주변부간 온도차가 작아져, 온도분포가 거의 균일하게 되어 슬립의 발생이 방지된다.
이와 같이, 가드링 지지대에 지지된 둥근 환상의 가드링은 그 원형 개구부에 반도체 웨이퍼를 둘러싸도록 유지하고, 스스로도 광조사되어 고온으로 되고, 이에 의해 반도체 웨이퍼의 외주변으로부터의 열방사를 보상하므로, 과부족없이 보상하여 반도체 웨이퍼의 중앙부와 주변부간 온도차를 없애는 것에는 가드링이 의사 반도체 웨이퍼이므로, 반도체 웨이퍼의 외연부로서 간주할 수 있는 상태가 바람직하다. 결국, 가드링의 원형 개구부의 내주변의 높이는 대면하는 반도체 웨이퍼의 외주변의 높이와 동등하고, 두께도 반도체 웨이퍼의 두께와 동등하여, 단위 면적당 열용량도 반도체 웨이퍼의 단위면적당 열용량과 동등하게 하는 것이 바람직하다. 이러한 가드링을 사용하면, 광조사할 때, 가드링의 온도변화를 반도체 웨이퍼의 온도변화에 정확하게 추종시킬 수 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼의 외주변으로부터의 열방사를 과부족없이 보상할 수 있어, 반도체 웨이퍼에서 균일한 온도분포를 얻을 수 있다.
이러한 가드링은 예를 들면 일본국 특개평9-22879호 공보에 개시되어 있다.
그런데, 반도체 웨이퍼 외경은 종래는 φ200mm(8인치)인 것이 주류이었으나, 최근에는 대구경화가 진행되어, φ300mm(12인치)의 것으로 이행되고 있다. 또한, φ200mm보다 작은 반도체 웨이퍼도 사용되고 있다. 따라서, 광조사식 가열장치도, 외경이 다른 복수종류의 반도체 웨이퍼를 공통으로 하여 사용할 수 있는 장치가 요구되고 있다.
외경이 다른 복수 종류의 반도체 웨이퍼를 공용할 수 있도록 하는 것에는 가드링 지지대는 가장 큰 반도체 웨이퍼용의 가드링을 지지할 수 있도록 할 필요가 있다. 즉, 가드링 지지대의 내접원을 가장 큰 반도체 웨이퍼용의 가드링의 외경과 동등하게 할 필요가 있다. 따라서, 외경이 작은 반도체 웨이퍼용의 가드링도, 그 외경을 가장 큰 반도체 웨이퍼용의 가드링의 외경과 동일하게 할 필요가 있으며, 둥근 환상의 가드링의 폭(가드링의 외반경과 내반경의 차)이 커진다. 예를 들면 φ300mm의 반도체 웨이퍼용의 가드링을 지지하는 가드링 지지대에 φ200mm의 반도체 웨이퍼도 지지할 수 있도록 하는 것에는 폭이 80mm 정도의 φ200mm의 반도체 웨이퍼의 가드링으로 하는 것으로 된다.
가드링의 외주변은 가드링 지지대에 접촉하고 있으나, 가드링과 가드링 지지대는 동일한 재질로 제작하여도, 형상이 다르기 때문에, 단위 면적당 열용량이 달라져, 가드링 지지대 쪽이 열용량이 커진다. 따라서, 가드링의 열이 접촉면을 거쳐 가드링 지지대로 이동한다. 또한, 가드링의 외주변으로부터 열이 방사한다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼와 가드링이 균일한 온도로 되도록 광조사하여도, 가드링의 외주변 온도가 낮아지게 되어 온도분포가 불균일하게 되고, 가이드링의 반도체 웨이퍼에 가까운 부분의 열이 외주변으로 이동한다. 따라서, 반도체 웨이퍼와 가드링 사이에 행해지는 열복사와 보상의 관계에 영향을 미친다. 즉, 반도체 웨이퍼의 온도가 균일하게 되도록 가열용 램프의 파워를 제어할 때에, 가드링에 생기는 온도분포를 고려하지 않으면 안되므로, 제어가 매우 어렵게 된다.
또한, 가드링의 폭이 크면, 반도체 웨이퍼에 가까운 부분과 외주변과의 온도차에 의해, 가드링 내에 큰 열응력이 발생하고, 이 때문에, 가드링이 변형되고, 현저한 경우는 가드링이 파손된다.
그러므로, 본 발명은 외경이 다른 복수종류의 반도체 웨이퍼를 공통으로 가열처리할 수 있음에도 불구하고, 반도체 웨이퍼의 온도를 균일하게 하는 제어가 용이하고, 가드링의 변형이 발생하지 않는 광조사식 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 광조사식 가열장치의 개략 구성도.
도 2는 가드링, 반도체 웨이퍼, 보조링 및 가드링 지지대의 위치관계를 도시한 평면도.
도 3은 청구항 1의 발명의 실시예의 단면도이며, 도 2의 A-A화살표로 본 단면도.
도 4는 가드링의 일부 평면도.
도 5는 청구항 2 발명의 실시예의 단면도.
도 6은 청구항 3 발명의 실시예의 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 가드링 11 : 본체부
11a : 본체부의 외주변부 12 : 기판 주변 대면부
13 : 기판 지지부 13a : 기판 지지부의 표면
14 : 돌기부 20 : 보조링
21 : 보조링의 내주변부 30 : 가드링 지지대
100 : 노 본체 101 : 램프
102 : 반사 미러 103 : 방사 온도계
104 : 제어부 105 : 램프 점등전원
W : 반도체 웨이퍼 Wa : 반도체 웨이퍼의 외주변
이러한 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1의 발명은, 광조사에 의해 가열처리되는 원반상의 기판이 가드링에 유지되고, 기판의 외주변이 스스로도 광조사에 의해 고온으로 된 가드링에 의해 보조적으로 방사가열되는 광조사식 가열장치에 있어서, 상기 가드링은 상기 기판의 두께와 동등한 높이를 갖는 원주상의 기판 주변 대면부와, 상기 기판 주변 대면부의 외측에 연이어 설치되어 기판과 거의 동일한 두께에서 단위면적당 열용량이 기판과 거의 동일한 둥근 환상의 본체부와, 상기 기판 주변 대면부의 하단으로부터 중심방향을 향하여 확장하여 기판이 재치되는 표면이 테이퍼상인 기판 지지부로 구성되고, 상기 가드링과 가드링 지지대 사이에 단위면적당 열용량이 가드링의 본체부와 동등한 둥근 환상의 보조링이 장치되어, 이 가드링의 본체부의 외주변부가 보조링의 내주변부에 재치되어 유지됨과 동시에, 상기 보조링의 외주변부가 가드링 지지대에 의해 유지된다.
청구항 2의 발명은, 광조사에 의해 가열처리되는 원반상의 기판이 가드링에 유지되고, 기판의 외주변이 스스로도 광조사에 의해 고온으로 된 가드링에 의해 보조적으로 방사가열되는 광조사식 가열장치에 있어서, 상기 가드링은 상기 기판의 두께와 동등한 높이를 갖는 원주상의 기판 주변 대면부와, 상기 기판 주변 대면부의 외측에 연이어 설치되어 기판과 거의 동일한 두께로 되어 단위면적당 열용량이 기판과 거의 동일한 둥근 환상의 본체부와, 상기 기판 주변 대면부의 하단부터 중심방향을 향하여 확장하여 기판이 재치되는 표면이 테이퍼상인 기판 지지부로 구성되며, 상기 가드링은 외경이 다른 기판에 대응하는 복수종류를 갖추고, 외경이 작은 기판에 대응하는 가드링의 본체부의 외주변부가, 외경이 큰 기판에 대응하는 가드링의 기판 지지부에 재치되어 복수개의 가드링이 동심원상으로 배치되며, 가장 외측의 가드링의 본체부의 외주변부가 가드링 지지대에 유지되어, 외측의 가드링을 청구항 1의 발명의 보조링을 대신한다.
청구항 3의 발명은 청구항 1과 청구항 2의 발명을 합체한 것으로, 가장 외측의 가드링과 가드링 지지대 사이에 단위면적당 열용량이 기드링의 본체부와 동등한 둥근 환상의 보조링이 장치되어, 가장 외측의 가드링의 본체부의 외주변부가 보조링의 내주변부에 재치되어 유지됨과 동시에, 상기 보조링의 외주변부가 가드링 지지대에 의해 유지된다.
또한, 청구항 4의 발명과 같이, 가드링의 본체부의 외주변부가 재치되는 보조링의 내주변부가 테이퍼상으로 하는 것이 바람직하다.
이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다. 도 1은 가드링으로 유지된 반도체 웨이퍼를 급속가열하여 처리하는 광조사식의 가열장치의 개략적인 구성의 일예를 도시한 것이다. 노 본체(100)의 내부공간의 상면에는 복수의 환상의 할로겐 램프(101)를 동심원상으로 배치한 원형 광원이 설치되어 있다. 그리고, 램프(101)의 배면에는 단면이 오목형상인 홈형상의 미러(102)가 배치되어 있어, 램프(101)로부터 방사하는 광은 효율 좋게 하방으로 조사된다.
노 본체(100)의 내부공간의 하면에는 가드링 지지대(30)가 설치되어 있다. 가드링 지지대(30)는 외경이 φ300mm인 반도체 웨이퍼를 가열처리할 수 있도록 되어 있다. 외경이 φ300mm보다 작은 반도체 웨이퍼를 가열처리할 때는 가드링(10)은 가드링 지지대(30)에 지지된 보조링(20)에 의해 지지된다. 그리고, 예를 들면 외경이 φ200mm이고 두께가 0.8mm인 원반상을 한 반도체 웨이퍼(W)가 가드링(10)에 의해 수평자세로 유지되어 있다. 따라서, 램프(101)로부터 방사하는 광은 반도체 웨이퍼(W), 가드링(10) 및 보조링(20)을 조사한다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)가 균일하게 가열되도록 가드링 지지대(30)는 도시하지 않는 회전기구에 의해 회전한다. 또한, 반도체 웨이퍼(W) 근방과 램프(10) 근방과의 분위기를 다르게 하기 위해서는 필요에 따라 램프(101)와 반도체 웨이퍼(W)와의 사이에 석영창을 설치하여도 좋다. 또한, 도 1에서, 반도체 웨이퍼(W)를 노 본체(100)에 반입, 반송하기 위한 반입, 반출구는 생략되어 있다.
반도체 웨이퍼(W)의 하측에는 비접촉식의 방사온도계(103)가 설치되어 있어, 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 검출한다. 그리고, 반도체 웨이퍼가 소정의 승온속도, 유지온도, 유지시간, 온도감소 속도로 열처리되도록, 온도 제어부(104)는 방사온도계(103)의 검출온도에 기초하여 램프 점등전원(105)의 출력을 제어한다.
도 2 및 도 2의 A-A화살표로 본 종단면인 도 3은 청구항 1의 발명의 실시예를 나타낸 것이다. 도 2 및 도 3에서, 반도체 웨이퍼(W)는 가드링(10)의 따낸 구멍인 원형 개구부에 채워지도록 하여 유지되어 있다. 가드링(10)은 예를 들면 외경이 φ200mm의 반도체 웨이퍼(W)에 대응하는 것이며, 외경이 300mmφ, 내경이 196mmφ인 둥근 환상체이다. 그리고, 가드링(10)은 가드링 지지대(30)에 지지된 보조링(20)에 의해 지지되어 있다. 보조링(20)은 두께가 0.8mm, 외경이 360mmφ, 내경이 296mmφ인 둥근 환상체이다. 이와 같이, 가드링 지지대(30)가 외경이 φ300mm인 반도체 웨이퍼를 가열처리할 수 있는 것이지만, 가드링(10)의 외경이 작아, 결국 가드링(10)의 폭(가드링(10)의 외경과 내경의 차)이 작아지게 된다. 가드링(10) 및 보조링(20)은 실리콘 카바이드로 형성되어 있고, 열팽창율이나 비열 등의 열적 특성은 실리콘으로 된 반도체 웨이퍼(W)의 열적 특성과 극히 유사하다.
가드링(10)은 둥근 환상체의 본체부(11)를 가지며, 본체부(11)의 단부는 보조링(20)으로 지지된다. 본체부(11)의 두께는 0.8mm이며, 반도체 웨이퍼(W)의 두께와 동일하다. 따라서, 본체부(11)의 단위 면적당 열용량은 반도체 웨이퍼(W)의 단위면적당 열용량과 거의 동등하게 되어, 의사 반도체 웨이퍼로 간주할 수 있다. 또한, 보조링(20)도, 가드링(10)의 단위면적당 열용량과 거의 동등하게 되어 있다. 그리고, 본체부(11)의 외주변부(11a)가 보조링(20)의 내주변부(11)에 재치되어 있다. 여기서, 보조링(20)의 내주변부(11)를 테이퍼상으로 하여, 본체부(11)의 외주변부(11a)을 보조링(20)의 내주변부(11)에 선접촉시키는 것이 좋다. 이에 의해, 가드링(10)과 보조링(20)의 접촉면적이 작아져, 가드링(10)과 보조링(20) 사이의 열전도에 의한 열의 이동이 작아지게 된다.
본체부(11)의 내측에는 둥근 환상의 돌기부(14)가 형성되어 있고, 돌기부(14)의 내주면은, 반도체 웨이퍼(W)를 유지하였을 때에 반도체 웨이퍼(W)의 외주변(Wa)과 약 1mm의 간극을 두고 대면하고, 반도체 웨이퍼(W)의 외주원과 대략 평행한 기판 주변 대면부(12)이다. 그리고, 기판 주변 대면부(12)의 높이는 0.8mm이며, 반도체 웨이퍼(W)의 두께와 동등하게 되어 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼(W)를 유지하였을 때에, 반도체 웨이퍼(W)의 외주변(Wa)과 기판 주변 대면부(12)는 높이 방향으로 거의 과부족없이 대면한다.
반도체 웨이퍼가 재치되는 기판 지지부(13)는 기판 주변 대면부(12)의 하단부터 중심방향을 향하여 형성되어 있다. 기판 지지부(13)의 표면(13a)은 중심을 향하여 내려가게 된 테이퍼 상이며, 그 경사각도는 예를 들면 5°정도이다. 따라서, 반도체 웨이퍼(W)를 기판 지지부(13)에 재치하였을 때에, 반도체 웨이퍼(W)는 기판 지지부(13)의 표면(13a)에 선접촉한 상태에서 지지된다. 즉, 접촉면적이 극히 작아져, 반도체 웨이퍼(W)와 가드링(10)간의 열전도에 의한 열의 이동이 작아진다. 따라서, 기판 지지부(132)를 두껍게 하여도, 열전도에 의한 열의 이동에 영향을 미치지 않는다. 결국, 기판 지지부(12)를 두껍게 하여도 열전도에 의한 열의 이동의 문제가 생기지 않으므로 두껍게 하는 것이 가능하며, 따라서, 기판 지지부(13)를 용이하게 가공할 수 있다.
그리고, 기판 지지부(13)는 도 4에 도시한 바와 같이, 폭이 2mm 정도인 둥근 환상체이다. 따라서, 반도체 웨이퍼(W)를 기판 지지부(13)에 재치하였을 때에, 반도체 웨이퍼(W)의 외주변(Wa)과 기판 주변 대면부(12) 사이의 간극이 기판 지지부(13)에 의해 막히게 된다. 이 때문에, 상방으로부터 조사되는 광은 이 간극으로부터 반도체 웨이퍼(W)의 하측으로 들어가지 않는다. 따라서, 반도체 웨이퍼(W)의 하측에 설치된 비접촉식의 방사온도계(103)의 온도측정에 오차가 생기지 않아, 정확하게 온도를 측정할 수 있다.
그래서, 반도체 웨이퍼(W)를 가드링(10)의 기판 지지부(13)에 재치하여 지지하고, 광조사식 가열장치의 램프(101)를 점등하면, 반도체 웨이퍼(W)와 가드링(10) 및 보조링(20)은 급속하게 온도가 상승한다. 이 때, 가드링 지지대(30)에 접촉하고 있는 보조링(20)의 열은 그 접촉면을 거쳐 열전도에 의해 가드링 지지대(30)로 이동함과 동시에, 보조링(20)의 외주변으로부터 방사하므로, 보조링(20)의 외주부와 내주부에 온도차가 생겨 온도분포가 불균일하게 된다. 그러나, 가드링(10)과 보조링(20)의 접촉면적이 작으므로, 가드링(10)은 온도분포가 불균일한 보조링(20)의 영향을 거의 받지 않아, 온도분포의 균일도가 극히 양호하게 된다. 이 때문에, 온도분포의 예측 및 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 균일하게 하도록 가열용 램프의 파워를 제어하는 것이 용이하게 된다.
다음에, 보조링(20)은 온도분포가 불균일하기 때문에 열응력이 발생하지만, 종래는 폭이 넓은 가드링을 사용하고 있었는데, 폭이 좁은 가드링(10)과 폭이 좁은 보조링(20)으로 나누어져 있으므로, 그 접촉부분에서 어긋남이 생긴다. 이 때문에, 보조링(20)의 열응력은 가드링(10)에 전달되지 않고, 보조링(20)의 열응력도 이러한 어긋남에 의해 완화된다. 따라서, 가드링(10) 및 보조링(20)에는 열응력에 의한 변형은 발생하지 않는다.
또한, 반도체 웨이퍼(W)의 외주변(Wa)으로부터도 열이 방사하지만, 가드링(10)의 본체부(11)는 두께가 반도체 웨이퍼(W)의 두께와 동등하고, 단위면적당 열용량도 반도체 웨이퍼(W)의 단위면적당 열용량과 거의 동등하여, 가드링(10)을 유사반도체 웨이퍼로 간주할 수 있으므로, 가드링(10)의 온도는 반도체 웨이퍼(W)의 온도변화에 정확하게 추종한다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)의 외주변(Wa)이 가드링(10)의 기판 주변 대면부(12)와, 높이 방향으로 거의 과부족 없이 대면하므로, 반도체 웨이퍼(W)의 외주변(Wa)으로부터 방사하는 열은 가드링(10)의 기판 주변 대면부(12)로부터 방사하는 열에 의해 정확하게 보상된다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼(W)의 온도분포가 균일하게 되고, 슬립의 발생을 방지할 수 있다.
더욱이, 반도체 웨이퍼(W)는 기판 지지부(13)의 표면(13a)에 선접촉한 상태로 지지되고, 접촉면적이 극히 작아, 반도체 웨이퍼(W)와 가드링(10)간에 열전도에 의한 열의 이동이 작으므로, 양자간의 열의 이동은 복사에 의한 이동만을 고려만해도 좋으며, 온도분포의 예측 및 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 균일하게 하기 위한 제어가 용이하다.
도 5는 청구항 2의 발명의 실시예를 나타낸 것이다. 가드링(10A)은 외경이 작은 반도체 웨이퍼, 예를 들면, φ200mm의 반도체 웨이퍼용의 가드링이며, 가드링(10B)은 외경이 큰 반도체 웨이퍼, 즉 φ300mm인 반도체 웨이퍼의 가드링이다. φ300mm의 반도체 웨이퍼를 가열처리할 때는 가드링(10B)만을 사용하지만, φ200mm의 반도체 웨이퍼를 가열처리할 때는 도 5에 도시한 바와 같이, 가드링(10B)을 제거하지 않고, 가드링(10B)의 웨이퍼 지지부(13)에 가드링(10A)의 본체부(11)의 외주변부(11a)를 재치한다. 결국, 가드링(10A)과 가드링(10B)을 동심원상으로 배치하고, 가드링(10A)에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 유지하고, 가열처리한다.
따라서, 가드링(10B)은 도 3에 도시한 보조링(20)과 동등한 기능을 다하여, 온도분포의 예측 및 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 균일하게 되도록 가열용 램프의 파워를 제어하는 것이 용이하게 되고, 또한, 가드링(10A)과 가드링(10B)에 열응력에 의한 변형이 발생하지 않는다.
또한, φ200mm보다 작은 반도체 웨이퍼를 가열처리할 때는 가드링(10A)의 내측에, 반도체 웨이퍼(W)에 대응하는 가드링을 겹쳐놓으면 되고, 3종류 이상의 가드링을 사용할 수 있다.
도 6은 청구항 3의 발명의 실시예를 도시한 것이나, 이것은 도 5에 도시한 φ300mm의 반도체 웨이퍼(W)의 가드링(10B)과 가드링 지지대(30) 사이에 보조링(20)을 설치한 것에 해당한다. 따라서, φ200mm의 반도체 웨이퍼(W)의 경우는 가드링(10B)과 보조링(20)이, φ300mm의 반도체 웨이퍼(W)의 경우는 보조링(20)이 각각 도 3에 도시한 보조링(20)과 동등한 기능을 달성하여, 이 경우도, 온도분포의 예측 및 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 균일하게 되도록 가열용 램프의 파워를 제어하는 것이 용이하게 되고, 또한, 가드링(10A)과 가드링(10B) 및 보조링(20)에 열응력에 의한 변형이 발생하지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 외경이 다른 복수종류의 반도체 웨이퍼를 공통으로 사용할 때, 외경이 작은 반도체 웨이퍼를 가열처리할 때에, 종래 사용하고 있었던 폭이 큰 둥근 환상의 가드링을, 폭이 작은 가드링과 폭이 작은 보조링으로, 또는 복수종류의 폭이 작은 가드링으로 분할하므로, 반도체 웨이퍼의 온도를 균일하게 하는 제어가 용이하게 되고, 가드링의 변형이 발생하지 않는 광조사식 가열장치로 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 광조사에 의해 가열처리되는 원반상의 기판이 가드링에 유지되고, 기판의 외주변이 스스로도 광조사에 의해 고온으로 된 가드링에 의해 보조적으로 방사가열되는 광조사식 가열장치에 있어서,
    상기 가드링은 상기 기판의 두께와 동등한 높이를 갖는 원주상의 기판 주변 대면부와, 상기 기판 주변 대면부의 외측에 연이어 설치되어 기판과 거의 동일한 두께로 되어 단위면적당 열용량이 기판과 거의 동일한 둥근 환상의 본체부와, 상기 기판 주변 대면부의 하단으로부터 중심방향을 향하여 확장하여 기판이 재치되는 표면이 테이퍼상인 기판 지지부로 구성되고,
    상기 가드링과 가드링 지지대 사이에 단위면적당 열용량이 가드링의 본체부와 동등한 둥근 환상의 보조링이 장치되어, 이 가드링의 본체부의 외주변부가 보조링의 내주변부에 재치되어 유지됨과 동시에, 상기 보조링의 외주변부가 가드링 지지대에 의해 유지된 것을 특징으로 하는 광조사식 가열장치.
  2. 광조사에 의해 가열처리되는 원반상의 기판이 가드링에 유지되고, 기판의 외주변이 스스로도 광조사에 의해 고온으로 된 가드링에 의해 보조적으로 방사가열되는 광조사식 가열장치에 있어서,
    상기 가드링은 상기 기판의 두께와 동등한 높이를 갖는 원주상의 기판 주변 대면부와, 상기 기판 주변 대면부의 외측에 연이어 설치되어 기판과 거의 동일한 두께에서 단위면적당 열용량이 기판과 거의 동일한 둥근 환상의 본체부와, 상기 기판 주변 대면부의 하단부터 중심방향을 향하여 확장하여 기판이 재치되는 표면이 테이퍼상인 기판 지지부로 구성되며,
    상기 가드링은 외경이 다른 기판에 대응하는 복수종류를 갖추고, 외경이 작은 기판에 대응하는 가드링의 본체부의 외주변부가, 외경이 큰 기판에 대응하는 가드링의 기판 지지부에 재치되어 복수개의 가드링이 동심원상으로 배치되며, 가장 외측의 가드링의 본체부의 외주변부가 가드링 지지대에 유지된 것을 특징으로 하는 광조사식 가열장치.
  3. 제2항에 있어서, 가장 외측의 가드링과 가드링 지지대 사이에 단위면적당 열용량이 기드링의 본체부와 동등한 둥근 환상의 보조링이 장치되어, 가장 외측의 가드링의 본체부의 외주변부가 보조링의 내주변부에 재치되어 유지됨과 동시에, 상기 보조링의 외주변부가 가드링 지지대에 의해 유지된 것을 특징으로 하는 광조사식 가열장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 가드링의 본체부의 외주변부가 재치되는 보조링의 내주변부가 테이퍼상인 것을 특징으로 하는 광조사식 가열장치.
KR1019990031790A 1998-08-07 1999-08-03 광조사식 가열장치 KR20000017025A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP98-234865 1998-08-07
JP23486598A JP3296300B2 (ja) 1998-08-07 1998-08-07 光照射式加熱装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20000017025A true KR20000017025A (ko) 2000-03-25

Family

ID=16977562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990031790A KR20000017025A (ko) 1998-08-07 1999-08-03 광조사식 가열장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6163648A (ko)
EP (1) EP0978867A2 (ko)
JP (1) JP3296300B2 (ko)
KR (1) KR20000017025A (ko)
TW (1) TW419709B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100395661B1 (ko) * 2002-09-24 2003-08-25 코닉 시스템 주식회사 급속 열처리 장치
US10053848B2 (en) 2013-09-03 2018-08-21 Dong Jin Lee Adjustment unit of unpowered automatic water flushing toilet bowl seat having function of controlling air discharge and intake only by body weight

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6449428B2 (en) * 1998-12-11 2002-09-10 Mattson Technology Corp. Gas driven rotating susceptor for rapid thermal processing (RTP) system
US6280646B1 (en) * 1999-07-16 2001-08-28 Micron Technology, Inc. Use of a chemically active reticle carrier for photomask etching
JP2001338878A (ja) * 2000-03-21 2001-12-07 Sharp Corp サセプタおよび表面処理方法
JP4549484B2 (ja) * 2000-03-30 2010-09-22 東京エレクトロン株式会社 枚葉式熱処理装置
JP4409714B2 (ja) * 2000-04-07 2010-02-03 東京エレクトロン株式会社 枚葉式熱処理装置
DE10052724B4 (de) * 2000-10-24 2012-08-02 Pac Tech-Packaging Technologies Gmbh Behandlungseinrichtung für Wafer
US7172497B2 (en) 2001-01-05 2007-02-06 Asm Nutool, Inc. Fabrication of semiconductor interconnect structures
US6953392B2 (en) 2001-01-05 2005-10-11 Asm Nutool, Inc. Integrated system for processing semiconductor wafers
US7204743B2 (en) 2001-02-27 2007-04-17 Novellus Systems, Inc. Integrated circuit interconnect fabrication systems
TWI222154B (en) 2001-02-27 2004-10-11 Asm Nutool Inc Integrated system for processing semiconductor wafers
KR100423184B1 (ko) * 2001-05-29 2004-03-16 코닉 시스템 주식회사 급속열처리 장치
US6868302B2 (en) 2002-03-25 2005-03-15 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Thermal processing apparatus
JP2006019565A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置
JP2006173560A (ja) * 2004-11-16 2006-06-29 Sumitomo Electric Ind Ltd ウエハガイド、有機金属気相成長装置および窒化物系半導体を堆積する方法
DE102004058521A1 (de) * 2004-12-04 2006-06-14 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von dicken Gallium-Nitrit-Schichten auf einem Saphirsubstrat und zugehörigen Substrathalter
JP4786940B2 (ja) * 2005-05-31 2011-10-05 株式会社国際電気セミコンダクターサービス 熱処理装置及び熱処理方法
JP5013044B2 (ja) * 2005-11-30 2012-08-29 ウシオ電機株式会社 光照射式加熱装置
TWI354320B (en) * 2006-02-21 2011-12-11 Nuflare Technology Inc Vopor phase deposition apparatus and support table
KR100867191B1 (ko) 2006-11-02 2008-11-06 주식회사 유진테크 기판처리장치 및 기판처리방법
KR101312283B1 (ko) * 2008-01-30 2013-09-27 참엔지니어링(주) 웨이퍼 홀더
JP2010153467A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置および半導体装置の製造方法
US20110297088A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Texas Instruments Incorporated Thin edge carrier ring
CN103270579B (zh) 2010-12-21 2016-03-09 佳能安内华股份有限公司 基板热处理设备
JP2012195562A (ja) * 2011-02-28 2012-10-11 Hitachi Kokusai Electric Inc 異径基板用アタッチメントおよび基板処理装置ならびに基板若しくは半導体デバイスの製造方法
US20150001180A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Applied Materials, Inc. Process kit for edge critical dimension uniformity control
CN106611737B (zh) * 2015-10-26 2020-11-10 北京北方华创微电子装备有限公司 一种压环装置
DE102017101648A1 (de) 2017-01-27 2018-08-02 Aixtron Se Transportring
JP7361005B2 (ja) * 2020-09-18 2023-10-13 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、基板保持具、半導体装置の製造方法、及び、プログラム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4535227A (en) * 1983-10-04 1985-08-13 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Method for heating semiconductor wafer by means of application of radiated light
EP0448346B1 (en) * 1990-03-19 1997-07-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Vapor-phase deposition apparatus
US5534072A (en) * 1992-06-24 1996-07-09 Anelva Corporation Integrated module multi-chamber CVD processing system and its method for processing subtrates
JP4027998B2 (ja) 1995-07-07 2007-12-26 大日本スクリーン製造株式会社 基板の光照射式熱処理装置
JP3366548B2 (ja) 1997-02-26 2003-01-14 久光製薬株式会社 イオントフォレーシス用デバイス構造体及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100395661B1 (ko) * 2002-09-24 2003-08-25 코닉 시스템 주식회사 급속 열처리 장치
US10053848B2 (en) 2013-09-03 2018-08-21 Dong Jin Lee Adjustment unit of unpowered automatic water flushing toilet bowl seat having function of controlling air discharge and intake only by body weight

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000058471A (ja) 2000-02-25
JP3296300B2 (ja) 2002-06-24
TW419709B (en) 2001-01-21
EP0978867A2 (en) 2000-02-09
US6163648A (en) 2000-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20000017025A (ko) 광조사식 가열장치
TWI692047B (zh) 用於epi製程之晶圓加熱的二極體雷射
US7414224B2 (en) Backside rapid thermal processing of patterned wafers
US9449858B2 (en) Transparent reflector plate for rapid thermal processing chamber
KR101923050B1 (ko) 급속 열 처리를 위한 최소 접촉 에지 링
JP6258334B2 (ja) 改善されたエッジリングリップ
KR20000017024A (ko) 광조사식 가열장치의 가드링
TW201903903A (zh) 熱處理方法
WO2021211214A1 (en) Apparatus, systems, and methods of measuring edge ring distance for thermal processing chambers
CN110783233B (zh) 高温计的背景消除
JP4143376B2 (ja) 加熱装置及び半導体素子製造装置用ヒータアセンブリ
JP4323764B2 (ja) 熱処理装置
US9768052B2 (en) Minimal contact edge ring for rapid thermal processing
TWI724822B (zh) 用於epi製程之晶圓加熱的二極體雷射
US20230140032A1 (en) Apparatus for thermally processing a substrate
JPS63143814A (ja) 光加熱処理装置
JPH02291118A (ja) ウェハーの表面及び周囲加熱のための放射熱源を利用したウェハー均一加熱方法及びその装置
JP2009099896A (ja) 熱処理装置及び半導体装置の製造方法
KR20050121879A (ko) 웨이퍼 지지장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid