KR20010020156A - 급속 열처리(ｒｔｐ) 시스템용 팽창성 엘라스토머 요소 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 급속 열처리(RTP) 챔버는 투명한 플레이트 및 본체를 포함하며, 플레이트는 본체로 기밀 밀봉되며, 기밀 밀봉은 팽창성 요소가 팽창되므로써 활성화된다.
Description
급속 열처리(Rapid Thermal Processing)(RTP)는 얇은 시이트, 석판 또는 디스크 형성에 있어서 물체 또는 웨이퍼를 가열하기 위한 일반적으로 충분히 조절될 수 있는 방법 뿐만 아니라, 반도체 공정에 사용될 수 있는 다용도 광학 가열법이다. 일반적으로, 물체는 챔버 벽의 적어도 일부가 투명한 챔버로 한번에 삽입되어, 강력한 가열 램프로부터의 복사선(irdiation)을 투과시킨다. 벽의 투명한 부분은 일반적으로 석영이며, 이는 3 내지 4 마이크론 이하의 복사선을 투과시킬 것이다. 이러한 램프는 일반적으로 텅스텐-할로겐 램프이지만, 아크 램프(arc lamp) 또는 가시광선 및/또는 근적외선의 그밖의 다른 공급원이 사용될 수 있다. 램프로부터의 복사선은 벽의 투명한 부분을 통해 가열하려는 물체의 표면상으로 유도된다. 물체가 벽의 투명한 부분에 의해 투과된 가시광선 또는 근적외선 스펙트럼 영역의 빛을 흡수하는 한, RTP 방법으로 상이한 물질 공정 및 조건에 대한 온도 및 처리 가스의 급속 변화를 가능하게 할 수 있다. RTP는 다양한 반도체 공정의 "열 경비"를 감소시킬 수 있으며, 물질이 급속 냉각될 경우, "냉동"될 수 있는 다양한 준안정적인 상태의 산물을 유도해낼 수 있다.
RTP 시스템은 비교적 신규한 것이다. 지난 10 또는 15년 동안, 이러한 시스템은 단지 연구와 개발에만 이용되어 왔다. 작업의 추진은 온도 균일성을 증가시켰으며, 열 경비를 감소시키는 가열 순환 및 공정을 발달시켰다. 종래의 RTP 기계는 평탄한 플레이트 또는 디스크 형태의 일정하지 않은 균질 물질을 가열시킬 수 있으며, 반도체 처리 공정에 적합한 플레이트에 걸쳐 균일한 온도를 유도할 수 있다.
현재 RTP 시스템에서의 온도 조절은 반도체 웨이퍼의 비교적 일정하지 않으며 특징이 없는 후부의 온도를 단색성(또는 좁은 파장 밴드) 고온계로 측정하므로써 대부분 수행된다. 온도 측정의 결과는 일반적으로 피드백 조절에 이용되어 가열 램프 전력을 조절한다. 그러나, 변화하는 복사선율을 갖는 후부 피복된 웨이퍼는 이러한 방식으로 사용될 수 없으며, 후부 층은 보통 에칭되거나 온도는 접촉 열전대를 이용하여 측정된다.
온도 조절의 더욱 신규한 방법은 본원에 참고문헌으로 인용된 미국 특허 제 5,359,693호에 기재된 전력 조절되는 개방루프 가열법이다.
본원에 참고문헌으로 인용된 독일 특허 DE 42 23 133 C2에는 RTP 기계에서 비교적 결함이 없는 물질을 유도하는 방법이 기재되어 있다. 열 비균일성을 유도하는 장치는 더욱 일정한 처리의 요구로 인해 지난 몇 년간 감소되어 왔다. 사용된 방법으로는 개별적인 램프 전력의 조절, 환형 램프의 사용 및 독립적인 전력 제어기를 갖는 반도체 웨이퍼의 회전 방법이 있다.
대부분의 RTP 기계는 하나의 말단 개구를 갖는 얇은 직사각형 석영 반응 챔버를 갖는다. 반응 챔버는 종래에 공지된 방법으로 함께 결합된("용접된") 평탄한 석영 플레이트의 세트로부터 제조된다. 진공 사용을 위한 챔버는 종종 평탄하게된 타원형 단면을 갖는다. 심지어 챔버는 평탄한 원통형 팬케이크 형태로 제조될 수 있다. 일반적으로, 가열하려는 얇은 물제를 수평으로 고정시키지만, 또한, 수직으로 또는 임의의 편리한 방향으로 고정시킬 수 있는 챔버가 사용된다. 반응기 챔버는 일반적으로 얇아서, 램프를 가열하려는 물질에 근접하게 유도시킬 수 있다. 반응기 챔버는 웨이퍼 조작 시스템이 작업중에 있을 경우, 공기에 의해 작동되는 문에 의해 한 단부에서 개폐된다. 문은 일반적으로 스테인레스 강으로 제조되며, 내부에는 석영 플레이트가 부착될 수 있다. 처리 가스는 문의 반대쪽으로 챔버에 유입되고, 문쪽으로 배출된다. 처리 가스 흐름은 종래에 공지된 방식으로 다양한 분기관에 연결된 컴퓨터 조절 밸브에 의해 조절된다.
웨이퍼 크기를 300mm 직경까지 증가시킬 경우, 석영 "박스"는 제조 및 사용에 드는 비용이 점차로 비싸진다. RTP 챔버내의 부속 장치의 양과 크기는 동일한 비율로 증가된다. 그러나, 상이한 재료로 제조된 RTP 챔버는 뜨거운 웨이퍼가 장파장의 적외선을 복사선한다는 점에서 차이를 가지며, 상기 적외선은 가시광선 및 근적외선에 투명한 RTP 시스템의 석영 벽을 가열시킨다. 따라서, 시스템의 투명한 벽을 비투명한 벽의 상이한 물질로 밀봉시키는 것이 어려운데, 그 이유는 상이한 물질의 차별적 팽창이 RTP 챔버의 다양한 부분의 상대적인 이동을 유도하기 때문이다. 차별적 팽창은 석영 플레이트의 상이한 부분에서 매우 균일하지 않은 힘을 유도하며, 이러한 힘은 매우 고가의 플레이트를 균열시킨다.
석영 플레이트와 RTP 챔버의 다른 부분 사이의 상대적인 이동은 밀봉 물질을 "스크러빙(scrubbing)"시킬 수 있어서, 챔버의 오염을 유도한다. 이러한 오염은 실리콘-게르마늄의 화학 증기 증착(CVD)에 있어서 특히 나쁘며, 이 시스템은 특이적으로 세척되어야 하며, 전체 시스템은 시스템의 벽으로부터 수증기의 모든 흔적이 제거되도록 "베이킹"되어야 하며, 표준 밀봉 물질은 우수한 CVD 성장을 방지할 수 있을 정도로 충분히 물질로부터 기체를 제거해야 한다. 금속 가스켓이 사용되어야 하며, 고압으로 가압되어야 하며, 석영 플레이트를 균일하게 가열하지 못하면, 플레이트는 균열될 수 있다.
관련된 출원
RTP 원리를 기초로 하는 반응기는 종종 웨이퍼 처리 공정 동안 반응기 챔버 개구의 한쪽 단부의 전체 단면을 갖는다. 현저하게 큰 직경을 가지며, 웨이퍼보다 더 두꺼울 수 있는 다양한 웨이퍼 홀더, 가드 링 및 가스 분포 플레이트가 챔버내에 도입되어야 하며, 공정이 변화되거나 예를 들어, 상이한 크기의 웨이퍼를 사용할 경우, 용이하고 신속하게 변화되어야 하기 때문에 이러한 구조가 성립되었다. 반응 챔버 용적은 이를 염두해두고 이러한 부품으로 고안되었다. 본원에 참고문헌으로 인용되었으며, 본원 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 제 5,580,830호에는 공정 챔버에 있어서 가스 흐름을 조절하고 불순물을 제어하기 위한 문에서의 틈의 용도 및 가스 흐름의 중요성에 대해 교시되어 있다.
통상적인 RTP 시스템으로 가열하려는 웨이퍼는 전형적으로 시스템의 반사기 벽과 정확히 평행하게 웨이퍼를 고정시키는 다수의 석영 핀상에 위치한다. 종래 시스템에서 웨이퍼는 설치된 서셉터(susceptor), 전형적으로 균일한 실리콘 웨이퍼상에 위치한다.
본원에 참고문헌으로 인용되었으며, 본 발명의 양수인에게 양도된 공동계류중인 특허 출원 제 08/537,409호에는 웨이퍼로부터 분리된 중요한 서셉터 플레이트에 대해 교시되어 있다.
Ⅲ-Ⅳ 반도체의 급속 열처리는 실리콘의 RTP와 같이 성공적이지 않았다. 이러한 이유중 하나는 표면이 예를 들어, 갈륨 비화물(GaAs)의 경우에서 비소(As)의 비교적 높은 증기압을 갖기 때문이다. 표면 영역은 As를 고갈시키며, 물질의 질에 손상을 입히게 된다. 본원에 참고문헌으로 인용되었으며, 본 발명의 양수인에게 양도된 공동계류중인 특허 출원 08/631,265호는 이러한 문제를 극복하는 방법 및 장치를 제공하고 있다.
발명의 목적
본 발명의 목적은 깨끗하며, 기밀되고, 챔버를 여러회 가열 및 냉각시킨 후에도 여전히 깨끗하고, 기밀된 상태를 유지하는 RTP 시스템을 제공하는데 있다. 본 발명의 목적은 세척 및 챔버로의 보조 부품의 적재를 위해 신속하고 용이하게 해체될 수 있는 RTP 챔버를 제공하는데 있다. 본 발명의 목적은 세척 최고조의 진공 표준까지 세척될 수 있는 RTP 챔버를 제공하는데 있다.
발명의 요약
RTP 시스템의 공정 챔버의 석영 플레이트 윈도우는, RTP 시스템의 신속한 열 순환 동안 윈도우와 본체가 가열되고 냉각됨에 따른 윈도우와 본체의 상대적 이동에 상관 없이 윈도우를 균일하게 가압하는 팽창성 탄성 요소를 사용하여 챔버의 본체에 밀봉된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 두개의 가열 램프의 뱅크가 구비되어 있으며, 개구가 말단에 위치한 석영 반응기 챔버 RTP 시스템이다.
도 2는 본 발명의 가장 바람직한 구체예의 RTP 챔버의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 구체예의 RTLP 챔버의 개략도이다.
도 4는 도 2의 영역 A를 확대한 개략도이다.
도 5는 도 3의 영역을 확대한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 구체예를 확대한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 구체예를 확대한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 구체예를 확대한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 구체예를 확대한 개략도이다.
본 발명은 팽창성 O-고리를 이용하여 RTP 챔버의 본체에 크고 투명한 석영 플레이트를 밀봉시켜 플레이트상에 균일한 압력을 가하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1에는 램프 세트(16 및 18)로부터의 복사선으로 가열시키기 위한, 정위에서 석영 핀(14)에 의해 지지된 웨이퍼(12)가 구비된 종래의 RTP 챔버(10)의 단면 개략도가 도시되어 있다. 챔버(10)는 매우 연마된 내벽(22)을 갖는 하우징에 의해 지지된다. 문(24)은 챔버(10)를 기밀 밀봉하는데 사용된다. 웨이퍼(10)의 온도는 고온계(26)에 의해 측정된다. 컴퓨터 또는 다른 조절 수단(28)은 고온계(26)로부터의 온도 기록을 수신하고, 램프(16 및 18)를 조절하여 미리 프로그램된 스케줄에 따라 웨이퍼(12)를 가열시킨다. 또한, 컴퓨터(28)는 챔버(10)로 처리 가스(28)를 유입시키는 가스 흐름 제어기(30)를 조절하기 위해 제공된다.
도 2에는 본 발명의 가장 바람직한 구체예가 도시되어 있다. 웨이퍼(10)는 석영 핀(미도시됨)에 의해 공정을 위해 정위에 고정된다. 한 세트의 램프(16)가 도시되어 있다. 도 2에 묘사된 RTP 챔버는 종래 RTP에 공지된 바와 같이 램프(16) 또는 다른 복사선 공급원으로부터의 복사선에 대해 투명한 하나 이상의 플레이트(32) 및 본체(30)를 포함한다. 챔버의 본체(30)는 바람직하게는 알루미늄 또는 스테인레스 강과 같은 금속으로부터 제조된다. 개구(미도시됨)는 웨이퍼(10)를 삽입하기 위해 본체에 설치된다. 문(미도시됨)은 이 개구를 밀봉하는데 사용되어, 웨이퍼(12)가 가열될 경우, 챔버 내에서 처리 가스를 보유할 수 있게 한다. 챔버로의 가스 공급은 도시되지 않았다. 가스 공급 시스템 및 가스 조절 시스템은 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 본체(30)는 중공 실린더 또는 중공 직사각형일 수 있다.
플레이트(32 및 33)는 바람직하게는 석영으로 제조되며, 이는 사실상 램프(16)로부터의 대부분의 복사선에 대해 투명하다. 그러나, 석영은 약 4 마이크론보다 파장이 긴 복사선을 흡수한다. 웨이퍼가 뜨거울 경우, 웨이퍼는 4 마이크론 보다 긴 파장의 원적외선의 에너지를 복사하며, 이러한 복사선은 석영 플레이트(32)에 매우 용이하게 흡수된다. 챔버의 본체(30)는 용이하게 물 냉각되며, 플레이트(32)는 공기 흐름에 의해 냉각될 수 있지만, 본체(30)와 플레이트(32) 사이의 온도차 및 플레이트(32)에 걸친 온도차는 본체(30)와 플레이트(32)의 상대적 이동을 증가시킨다. o-고리 밀봉제를 사용하는 전형적인 밀봉과 본체(30)에 대한 플레이트(32)의 볼팅은 종종 석영 플레이트의 균열을 초래한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 팽창성 O-고리와 같은 팽창성 부재(34)를 사용하여, 팽창성 탄성 부재가 팽창될 경우, 플레이트(32)에 대한 안정된 압력을 가할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 정위에 팽창성 O-고리(34)를 고정시키기 위한 O-고리 그루브를 갖는 고리(35)가 도시되어 있다. 밀봉 요소(36)는, 밀봉이 팽창성 요소(34)를 팽창시키므로써 활성화되어 밀봉 요소(36)에 대해 플레이트(32)를 가압시킬 경우, RTP 챔버의 본체(30)와 플레이트(32) 사이의 가스 흐름을 방해하는데 사용될 수 있다. 밀봉 요소(36)는 엘라스토머 O-고리일 수 있다. 가장 바람직한 밀봉 요소(36)는 테플론(TM)과 같은 완전히 플루오르화된 물질로부터 제조된다. 전형적인 비톤 O-고리(viton O-ring)는 플레이트(32)와 본체(30)의 상대적 이동에 의해 스크러빙되어, 챔버와 웨이퍼(12)를 오염시킬 수있다. 또한, 플레이트(32) 중앙으로부터 플레이트 외부쪽으로 전도된 열은 밀봉 요소(36)로 전달되고, 밀봉 요소가 분해되어 오염을 초래하는 온도까지 밀봉 요소(36)의 온도를 상승시킬 수 있다. 테플론(TM) 밀봉 요소를 사용하면 이러한 문제들을 해결할 수 있다. 도 2에 도시된 원형 영역 A는 본 발명자에 의해 예상된 다양한 구체예중 일부를 후에 도면으로 확대해서 나타내기 위해 표시한 영역이다.
팽창성 요소(34)는 팽창성 엘라스토머 요소이거나, 요구되는 탄성을 제공하기 위해 금속 벨로우 장치(metallic bellows arrangement)일 수 있다.
도 3에는 본 발명의 대안적인 바람직한 구체예가 도시되어 있으며, 팽창성 요소(34)는 환형 석영 플레이트(32)의 주변부 주위로 잡아늘려진다. 이러한 경우 플레이트(32)와 본체(30)의 상대적 이동은 팽창성 O-고리를 가압시키며, 팽창성 O-고리의 표면 스크러빙을 유도하지 않는다. 도 3에 도시된 구체예에 있어서, 팽창성 요소 자체는 팽창성 요소(34)가 팽창될 경우, 본체(30)로 플레이트(32)를 밀봉시킨다. 도 3에 도시된 구체예 및 다른 구체예에 사용될 수 있는 팽창성 요소(34)는 많은 단면이 있다. 팽창성 요소(34)를 팽창시키는데 사용되는 유체에 대한 라인은 이러한 개략도에 도시되지 않았다.
도 4는 도 2의 영역 A를 확대한 개략도이다. 도 5는 도 3의 상응하는 부분의 개략도이다. 도 6에는 도 2의 팽창성 엘라스토머 요소(34)가, 플레이트(32)의 온도가 상승할 경우, 테플론(TM)의 얇은 시이트(40)가 플레이트(32)로 고착되는 것을 방지하는 시스템에 대해 상응하는 영역이 도시되어 있다. 또한, 플레이트(32)의 중앙 영역 주위에 "불투명" 석영(42)을 부가하여 제조된 플레이트(32)가 도 6에 도시되어 있다. 불투명 석영(42)은 매우 소량의 진공이 채워진 공간을 가지며, 이 공간은 램프(16)로부터의 가시광선을 산란시키며, 가시광선 및 근IR 광선이 요소(34)로 "광선 파이핑(light piped)"되는 것을 방지하며, 플레이트(32) 중앙으로부터 플레이트(32) 주변부로의 열적으로 전도되는 울림을 감소시킨다.
도 7에는 플레이트(32)에 본체(30)를 밀봉시키고, 밀봉시키는데 필요한 압력을 가하는데 사용되는 팽창성 O-고리(34)가 도시되어 있다.
도 8에는 초고 진공의 종래에 공지된 연질 구리 가스켓 또는 밀봉제(44)인 밀봉 요소가 도시되어 있다. 최고 순도가 예를 들어, Si-Ge CVD로 처리되는 챔버내에 필요할 경우, 이러한 밀봉제가 요구된다. 이러한 초고순도 작업을 위한 대안적이고 더욱 바람직한 밀봉 요소는 도 9에 도시되어 있으며, 금속 피복된 탄성 요소(46)가 밀봉 요소로서 도시되어 있다.
상기 명세서는 단일 요소 석영 또는 다른 투명한 플레이트를 다루었지만, 본 발명자는 종래에 공지된 방식으로 금속과 결합된 투명한 플레이트가 상기 도시된 방식으로 밀봉될 수 있다는 것 또한 예상할 수 있다.
저자는 많은 상이한 종류의 팽창성 탄성 요소가 RTP 챔버의 밀봉을 활성하는데 사용될 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 특히, 더욱 고온 물질이 이러한 용도로 사용되거나 발명될 수 있으며, 특정 형태가 특정 공정에 매우 적합할 수 있다. 이러한 신규한 물질 및 상이한 형태의 용도는 이러한 발견의 결과로서 당업자에게는 자명할 것이다.
Claims (20)
- 본체, 및 본체에 아주 근접하여 위치하는 하나 이상의 플레이트를 포함하는 급속 열처리(RTP) 챔버에 있어서, 플레이트의 적어도 일부가 RTP 시스템의 복사선 공급원으로부터의 복사선에 대해 투명하며, 플레이트가 본체로 기밀 밀봉되고, 기밀 밀봉이 팽창성 요소에 의해 활성화되는 급속 열처리 챔버.
- 제 1 항에 있어서, 밀봉 요소가 본체와 플레이트 사이에 위치하며, 팽창성 요소가 팽창될 경우 플레이트와 본체를 상대적으로 함께 가압함을 특징으로 하는 챔버.
- 제 2 항에 있어서, 불활성 고온 내성 물질이 팽창성 요소와 플레이트 사이에 위치함을 특징으로 하는 챔버.
- 제 3 항에 있어서, 불활성 고온 내성 물질이 테플론(TM)임을 특징으로 하는 챔버.
- 제 2 항에 있어서, 밀봉 요소가 테플론(TM) 밀봉 요소임을 특징으로 하는 챔버.
- 제 2 항에 있어서, 밀봉 요소가 구리 가스켓 초고 진공 밀봉 요소임을 특징으로 하는 챔버.
- 제 2 항에 있어서, 밀봉 요소가 금속 피복된 엘라스토머 밀봉 요소임을 특징으로 하는 챔버.
- 제 1 항에 있어서, 팽창성 요소가 플레이트와 본체 사이에 위치함을 특징으로 하는 챔버.
- 제 1 항에 있어서, 플레이트가 주변부를 갖는 환형 플레이트이며, 팽창성 요소는 플레이트 주변부 주위에 위치함을 특징으로 하는 챔버.
- 제 1 항에 있어서, 플레이트가 복사선을 산란시키는 플레이트의 주변부에 인접한 영역을 갖는 석영 플레이트임을 특징으로 하는 챔버.
- 복사선 공급원,본체, 및 본체에 매우 근접하여 위치하는 하나 이상의 플레이트를 포함하는 RTP 챔버로서, 플레이트의 적어도 일부가 RTP 시스템의 복사선 공급원으로부터의 복사선에 대해 투명하며, 플레이트가 본체로 기밀 밀봉되고, 기밀 밀봉이 팽창성 요소에 의해 활성화되는 RTP 챔버,가스를 RTP 챔버로 유입시키기 위한 가스 조절 수단, 및RTP 챔버에 함유된 물체를 가열하기 위한 복사선 공급원의 조절 수단과 물체가 가열될 경우, 적합한 가스로 물체를 에워싸기 위한 가스 조절 수단의 조절 수단을 포함하는 급속 열처리(RTP) 시스템.
- 제 10 항에 있어서, 밀봉 요소가 본체와 플레이트 사이에 위치하며, 팽창성 요소가 팽창될 경우 플레이트와 본체를 상대적으로 함께 가압함을 특징으로 하는 시스템.
- 제 11 항에 있어서, 불활성 고온 내성 물질이 팽창성 요소와 플레이트 사이에 위치함을 특징으로 하는 시스템.
- 제 12 항에 있어서, 불활성 고온 내성 물질이 테플론(TM)임을 특징으로 하는 시스템.
- 제 11 항에 있어서, 밀봉 요소가 테플론(TM) 밀봉 요소임을 특징으로 하는 시스템.
- RTP 시스템을 사용하여 물체를 급속 열처리(RTP)하는 방법에 있어서,물체를 RTP 챔버에 위치시키는 단계로서, RTP 챔버가 본체, 및 본체에 매우 근접하여 위치하는 하나 이상의 플레이트를 포함하며, 플레이트의 적어도 일부가 RTP 시스템의 복사선 공급원으로부터의 복사선에 대해 투명하며, 플레이트가 본체로 기밀 밀봉되고, 기밀 밀봉은 팽창성 요소에 의해 활성화되는 단계, 및복사선 공급원으로부터의 복사선으로 물체를 가열시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 밀봉 요소가 본체와 플레이트 사이에 위치하며, 팽창성 요소가 팽창될 경우 플레이트와 본체를 상대적으로 함께 가압함을 특징으로 하는 방법.
- 제 16 항에 있어서, 불활성 고온 내성 물질이 팽창성 요소와 플레이트 사이에 위치함을 특징으로 하는 방법.
- 제 17 항에 있어서, 불활성 고온 내성 물질이 테플론(TM)임을 특징으로 하는 방법.
- 제 16 항에 있어서, 밀봉 요소가 테플론(TM) 밀봉 요소임을 특징으로 하는 방법.
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| US6165273A (en) * | 1997-10-21 | 2000-12-26 | Fsi International Inc. | Equipment for UV wafer heating and photochemistry |
| US5965048A (en) * | 1998-11-20 | 1999-10-12 | General Electric Company | Heated chamber including an open wall with a gas curtain |
| US6689222B2 (en) * | 1999-11-03 | 2004-02-10 | Applied Materials, Inc. | Sealable surface method and device |
| DE102004025150B4 (de) * | 2004-05-21 | 2019-05-09 | Mattson Technology, Inc. | Lagebestimmung eines Halbleitersubstrats auf einer Rotationsvorrichtung |
| US8172950B2 (en) * | 2005-11-30 | 2012-05-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and semiconductor device producing method |
| JP5051875B2 (ja) * | 2006-12-25 | 2012-10-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置および成膜方法 |
| CN102112652B (zh) * | 2008-07-25 | 2013-04-24 | 洛尔等离子技术有限公司 | 用于等离子辅助地对管状构件的内侧进行涂覆的装置 |
| US9640412B2 (en) * | 2009-11-20 | 2017-05-02 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for enhancing the cool down of radiatively heated substrates |
| CA2942672C (en) * | 2014-03-20 | 2021-10-26 | Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co., Ltd. | Connection structure and input/output connection structure of semiconductor microwave generator for microwave oven, and microwave oven |
| US10475674B2 (en) * | 2015-03-25 | 2019-11-12 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Light irradiation type heat treatment apparatus and method for manufacturing heat treatment apparatus |
| JP6847610B2 (ja) * | 2016-09-14 | 2021-03-24 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| JP6850636B2 (ja) * | 2017-03-03 | 2021-03-31 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US11851754B2 (en) * | 2017-09-28 | 2023-12-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Sealing article comprising metal coating, method of making and method of using the same |
| FR3140672A1 (fr) * | 2022-10-07 | 2024-04-12 | Annealsys | Four à recuit thermique rapide à étanchéité améliorée |
Family Cites Families (17)
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|---|---|---|---|---|
| FR2474131B1 (fr) * | 1980-01-18 | 1986-11-21 | Marine Ind Petrole | Perfectionnements aux joints toriques et vannes equipees pour les recevoir |
| JPS59928A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-06 | Ushio Inc | 光加熱装置 |
| US4547247A (en) * | 1984-03-09 | 1985-10-15 | Tegal Corporation | Plasma reactor chuck assembly |
| US4632624A (en) * | 1984-03-09 | 1986-12-30 | Tegal Corporation | Vacuum load lock apparatus |
| US4724874A (en) * | 1986-05-01 | 1988-02-16 | Asyst Technologies | Sealable transportable container having a particle filtering system |
| JPS63236312A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Toshiba Corp | 減圧気相成長装置 |
| US4738618A (en) * | 1987-05-14 | 1988-04-19 | Semitherm | Vertical thermal processor |
| US5155336A (en) * | 1990-01-19 | 1992-10-13 | Applied Materials, Inc. | Rapid thermal heating apparatus and method |
| US5179677A (en) * | 1990-08-16 | 1993-01-12 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for substrate heating utilizing various infrared means to achieve uniform intensity |
| US5157804A (en) * | 1991-07-23 | 1992-10-27 | Construction Specialties, Inc. | Roll-up entrance foot mat |
| US5252062A (en) * | 1992-10-15 | 1993-10-12 | International Business Machines Corporation | Thermal processing furnace |
| US5444217A (en) * | 1993-01-21 | 1995-08-22 | Moore Epitaxial Inc. | Rapid thermal processing apparatus for processing semiconductor wafers |
| US5800686A (en) * | 1993-04-05 | 1998-09-01 | Applied Materials, Inc. | Chemical vapor deposition chamber with substrate edge protection |
| US5592581A (en) * | 1993-07-19 | 1997-01-07 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Heat treatment apparatus |
| DE4408947C2 (de) * | 1994-03-16 | 1997-03-13 | Balzers Hochvakuum | Vakuumbehandlungsanlage |
| US5551985A (en) * | 1995-08-18 | 1996-09-03 | Torrex Equipment Corporation | Method and apparatus for cold wall chemical vapor deposition |
| US5645301A (en) * | 1995-11-13 | 1997-07-08 | Furon Company | Fluid transport coupling |
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