KR20020030093A - Hot wall rapid thermal processor - Google Patents

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KR20020030093A
KR20020030093A KR1020027001786A KR20027001786A KR20020030093A KR 20020030093 A KR20020030093 A KR 20020030093A KR 1020027001786 A KR1020027001786 A KR 1020027001786A KR 20027001786 A KR20027001786 A KR 20027001786A KR 20020030093 A KR20020030093 A KR 20020030093A
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KR
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wafer
fluid
chamber
heating chamber
heating
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KR1020027001786A
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Inventor
크리스토퍼 티. 라틀리프
제프리 엠. 코왈스키
타이킹 퀴우
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에이에스엠엘 유에스, 인코포레이티드
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Abstract

웨이퍼(28)의 열처리 장치(10)가 개시되어 있다. 상기 열처리 장치는 열 공급원(20)을 가지는 가열 챔버(18)를 포함한다. 냉각 챔버(32)가 상기 가열 챔버에 인접하여 배치되고, 그 냉각 챔버는 냉각 공급원(40)을 포함한다. 웨이퍼 홀더(38)는 통로(54)를 통해 냉각 챔버와 가열 챔버 사이에서 이동하도록 구성되고, 하나 이상의 셔터(52)가 상기 통로의 크기를 결정한다. 하나 이상의 셔터는, 웨이퍼 홀더가 상기 통로를 통과할 수 있는 개방 위치와, 상기 개방된 위치에 있는 경우에 형성되는 통로 보다 작은 통로를 형성하는 차단 위치 사이에서 이동할 수 있다.The heat treatment apparatus 10 of the wafer 28 is disclosed. The heat treatment apparatus includes a heating chamber 18 having a heat source 20. Cooling chamber 32 is disposed adjacent the heating chamber, the cooling chamber comprising a cooling source 40. The wafer holder 38 is configured to move between the cooling chamber and the heating chamber through the passage 54, with one or more shutters 52 determining the size of the passage. One or more shutters may move between an open position through which the wafer holder can pass through the passage and a blocking position that defines a passage smaller than the passage formed when in the open position.

Description

고온 벽 방식의 신속 열처리 장치{HOT WALL RAPID THERMAL PROCESSOR}HOT WALL RAPID THERMAL PROCESSOR}

열처리 장치는 반도체 장치의 제조를 포함한 여러 산업계에서 이용된다. 이러한 열처리 장치들은 열적 어닐링(annealing), 열적 정련(cleaning), 열적 화학증착, 열적 산화 및 열적 질화등과 같은 여러 가지 상이한 제조 공정에서 사용된다. 이러한 열처리들은 종종 웨이퍼의 온도를 열처리 전 및 열처리 중에 350 - 1300℃ 까지 상승시킬 것을 필요로 한다. 또한, 이러한 열처리들은 종종 하나 이상의 유체가 웨이퍼로 공급될 것을 필요로 한다.Heat treatment devices are used in many industries, including the manufacture of semiconductor devices. Such heat treatment devices are used in many different manufacturing processes such as thermal annealing, thermal cleaning, thermal chemical vapor deposition, thermal oxidation and thermal nitriding. Such heat treatments often require raising the temperature of the wafer to 350-1300 ° C. before and during the heat treatment. In addition, these heat treatments often require one or more fluids to be supplied to the wafer.

열처리 장치의 열적 조건을 만족시키기 위한 몇 가지 디자인적인 문제점들이 있다. 예를 들어, 몇몇 경우에, 처리되는 웨이퍼의 온도를 매우 신속히 상승 및/또는 하강시키는 것이 바람직할 것이다. 이러한 급격한 온도 변화 중에, 웨이퍼에손상이 발생하는 것을 방지할 수 있을 정도로 웨이퍼 온도의 균일성이 달성되어야 한다. 웨이퍼들이 고온 프로세싱중의 극히 작은 온도 차이도 견디지 못하는 경우가 있다. 예를 들어, 1200℃ 에서 1-2℃ 이상의 온도차는 어떤 웨이퍼의 실리콘 결정내에 슬립(slip)을 생성하기에 충분한 응력을 유발할 수도 있다. 결과적인 슬립면은 그 슬립이 통과하는 소자를 파괴할 것이다.There are several design problems to satisfy the thermal conditions of the heat treatment apparatus. For example, in some cases it would be desirable to raise and / or lower the temperature of the wafer being processed very quickly. During this abrupt temperature change, uniformity of the wafer temperature should be achieved to prevent damage to the wafer. Wafers may not withstand even the smallest temperature differences during high temperature processing. For example, a temperature difference of 1200 ° C. to 1-2 ° C. or higher may cause enough stress to create a slip in the silicon crystal of a certain wafer. The resulting slip surface will destroy the device through which the slip passes.

유체를 웨이퍼로 공급하는 것 또한 디자인적인 문제를 야기할 수 있다. 예를 들어, 유체에 대한 웨이퍼의 노출은, 불균일한 처리 경과를 피하기 위해, 그 웨이퍼에 걸쳐 균일하여야 한다. 또한, 열처리 장치내의 유체는 그 열처리 장치로부터 반드시 신속하게 배출되어야 하는 경우가 있다. 유체 공급과 관련한 다른 문제점은 가열 챔버내의 유체를 다른 유체로 교체하는 것이다. 이러한 유체의 교환은 최초 유체와 교체 유체 사이의 상호작용을 최소화하면서 이루어져야 하는 경우가 있다.Supplying fluid to the wafer can also cause design issues. For example, the exposure of the wafer to the fluid should be uniform across the wafer to avoid uneven processing progress. In addition, the fluid in the heat treatment apparatus may be quickly discharged from the heat treatment apparatus in some cases. Another problem with the fluid supply is the replacement of the fluid in the heating chamber with another fluid. This exchange of fluid sometimes has to be done while minimizing the interaction between the original fluid and the replacement fluid.

본 출원은 1999년 8월 12일자로 출원된 "고온 벽 방식의 신속 열처리 장치"라는 명칭의 미합중국 특허 제 09/373,894 호 및 2000년 7월 7일자로 출원된 "고온 벽 방식의 신속 열처리 장치"라는 명칭의 미합중국 특허 제 60/217,321 호의 부분계속출원이며, 상기 출원의 전체 기재내용을 본 명세서에서 참조로서 기재하였다.The present application is directed to US Patent No. 09 / 373,894, entitled "Hot Heat Wall Type Rapid Heat Treatment Apparatus," filed August 12, 1999, and "High Temperature Wall Type Rapid Heat Treatment Device," filed July 7, 2000. Partially filed in US Patent No. 60 / 217,321, entitled All, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

본 발명은 웨이퍼에 열을 가하는 장치에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼를 신속하게 열처리하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for applying heat to a wafer, and more particularly, to an apparatus for rapidly heat treating a wafer.

도 1a 는 냉각 챔버에 인접한 가열 챔버를 구비한 열처리 장치의 단면도.1A is a cross-sectional view of a heat treatment apparatus having a heating chamber adjacent to a cooling chamber.

도 1b 는 셔터를 구비한 열처리 장치를 그 셔터가 개방 위치에 있는 상태로 도시한 단면도.1B is a cross-sectional view of a heat treatment apparatus having a shutter with the shutter in an open position;

도 1c 는 셔터를 구비한 열처리 장치를 그 셔터가 차단 위치에 있는 상태로 도시한 단면도.1C is a cross-sectional view of a heat treatment apparatus having a shutter, with the shutter in a blocking position;

도 2a 는 프로세싱 튜브 외측에 배치된 가열판을 구비한 가열 챔버의 단면도.2A is a cross-sectional view of a heating chamber with a heating plate disposed outside the processing tube.

도 2b 는 프로세싱 튜브 내측에 배치된 가열판을 구비한 가열 챔버의 단면도.2B is a cross-sectional view of a heating chamber with a heating plate disposed inside the processing tube.

도 3 은 웨이퍼에 냉각 유체를 공급하기 위한 냉각 유체 도관을 구비한 냉각 챔버의 단면도.3 is a cross-sectional view of a cooling chamber having a cooling fluid conduit for supplying cooling fluid to the wafer.

도 4a 는 다수의 유체 포트가 형성된 가열 챔버의 상단부의 저면도.4A is a bottom view of the top of a heating chamber in which a plurality of fluid ports are formed.

도 4b 는 다수의 유체 포트와 결합된 루멘(lumen)을 포함하는 가열 챔버의 상단부의 단면도.4B is a cross sectional view of an upper portion of a heating chamber including lumens coupled with multiple fluid ports;

도 4c 는 상단부를 통해 연장하는 다수의 유체 포트를 도시한 가열 챔버의 상단부의 단면도.4C is a cross sectional view of the top of the heating chamber showing a number of fluid ports extending through the top.

도 5a 는 가열 챔버내에서 유체의 하향 유동을 생성하도록 배치된 유체 유입 포트 및 유체 배출 포트를 구비한 유체 공급 시스템의 단면도.5A is a cross-sectional view of a fluid supply system having a fluid inlet port and a fluid outlet port arranged to produce a downward flow of fluid in the heating chamber.

도 5b 는 가열 챔버내에서 유체의 하향 유동을 생성하도록 배치된 유체 유입 포트 및 유체 배출 포트를 구비한 유체 공급 시스템의 단면도.5B is a cross-sectional view of a fluid supply system having a fluid inlet port and a fluid outlet port arranged to produce a downward flow of fluid in the heating chamber.

도 6a 는 프로세싱 튜브로부터 가열 챔버내로 연장하는 유동 억류 부재를 구비한 유체 공급 시스템의 단면도.6A is a cross-sectional view of a fluid supply system having a flow arrestor member extending from a processing tube into a heating chamber.

도 6b 는 둥근 단면 형상의 프로세싱 튜브내의 도 6a 의 유체 공급 시스템의 단면도.6B is a cross-sectional view of the fluid supply system of FIG. 6A in a processing tube of round cross-sectional shape.

도 6c 는 사각 단면 형상의 프로세싱 튜브내의 도 6a 의 유체 공급 시스템의 단면도.6C is a cross-sectional view of the fluid supply system of FIG. 6A in a processing tube of rectangular cross-sectional shape.

도 6d 는 다수의 유체 유입 포트 및 다수의 유체 배출 포트를 구비한 유체 공급 시스템의 단면도.6D is a cross-sectional view of a fluid supply system having a plurality of fluid inlet ports and a plurality of fluid outlet ports.

도 7a 는 유체 유동 영역에 인접 배치된 유동 분배 챔버를 구비한 유체 공급 시스템의 단면도.=7A is a cross sectional view of a fluid supply system having a flow distribution chamber disposed adjacent the fluid flow region.

도 7b 는 유동 분배 챔버내에 사용하기 위한 유동 분배 부재의 측면도.7B is a side view of a flow distribution member for use in the flow distribution chamber.

도 7c 는 원호형 유동 분배 부재를 가지는 유체 공급 시스템의 단면도.7C is a cross-sectional view of a fluid supply system having an arcuate flow distribution member.

도 7d 는 평평한 유동 분배 부재를 가지는 유체 공급 시스템을 둥근 단면 형상의 프로세싱 튜브내에 도시한 단면도.7D is a cross sectional view of a fluid supply system having a flat flow distribution member in a processing tube of round cross-sectional shape;

도 7e 는 평평한 유동 분배 부재를 가지는 유체 공급 시스템을 사각 단면 형상의 프로세싱 튜브내에 도시한 단면도.7E is a cross sectional view of a fluid supply system having a flat flow distribution member in a processing tube of rectangular cross-sectional shape;

도 8 은 가열판과 결합된 유동 억제 부재를 구비한 유체 공급 시스템의 단면도.8 is a cross-sectional view of a fluid supply system with a flow inhibiting member associated with a heating plate.

도 9a 내지 9d 는 유입 포트의 일부, 유체 유동 영역 및, 유체 배출 영역의 일부에 의해 형성된 유체 유동 통로를 구비한 유체 공급 시스템을 도시한 도면.9A-9D illustrate a fluid supply system having a portion of an inlet port, a fluid flow region, and a fluid flow passage formed by a portion of the fluid discharge region.

도 10a 는 개방 위치의 셔터의 단면도.10A is a sectional view of the shutter in the open position;

도 10b 는 차단 위치의 셔터의 단면도.10B is a sectional view of the shutter in the shut off position;

도 11a 는 웨이퍼 홀더가 가열 챔버내에 배치되었을 때 바람직한 차단 위치에 있는 셔터의 평면도.11A is a plan view of the shutter in a preferred blocking position when the wafer holder is disposed in a heating chamber;

도 11b 는 차단 위치의 일 예에 위치하는 셔터의 평면도.11B is a plan view of the shutter located at one example of the blocking position;

도 11c 는 샤프트를 수용하는 리세스를 구비한 셔터의 평면도.11C is a plan view of a shutter with a recess for receiving the shaft;

도 12a 는 동심(同心)적인 가열 영역에 배치된 다수의 가열 소자의 단면도.12A is a cross-sectional view of a plurality of heating elements disposed in concentric heating zones.

도 12b 는 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 동심적으로 배치된 가열 소자의 단면도.12B is a cross-sectional view of the heating elements disposed concentrically with each other in accordance with an embodiment of the present invention.

도 12c 및 도 12d 는 본 발명의 일 실시예에 따라 가열 영역들 사이에 배치된 단열 장벽의 단면도.12C and 12D are cross-sectional views of an insulating barrier disposed between heating zones in accordance with one embodiment of the present invention.

도 13 은 냉각 챔버로부터 연장하는 샤프트 도관을 도시한 도면.13 shows a shaft conduit extending from the cooling chamber.

도 14 는 전도 및 복사에 의한 상대적인 열전도 기여를 도시한 그래프.14 is a graph showing the relative heat conduction contributions by conduction and radiation.

도 15a 및 도 15b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 홀더의 단면도.15A and 15B are cross-sectional views of a wafer holder in accordance with one embodiment of the present invention.

도 16a 내지 도 16d 는 본 발명의 4 개의 대체 실시예에 따른 웨이퍼 홀더의 단면도.16A-16D are cross-sectional views of a wafer holder in accordance with four alternative embodiments of the present invention.

도 17 은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 승강 조립체 및 웨이퍼 홀더의 일부를 도시한 단면도.17 is a cross-sectional view of a portion of a wafer lift assembly and wafer holder in accordance with an embodiment of the present invention.

도 18 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 홀더의 사시도.18 is a perspective view of a wafer holder according to another embodiment of the present invention.

도 19 는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 홀더 및 열처리 장치를 도시한 단면도.19 is a cross-sectional view showing a wafer holder and a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 20 은 열처리 장치내에서 가스의 유동 및 억류를 도시한 열처리 장치의 부분 단면도.20 is a partial cross-sectional view of the heat treatment apparatus showing the flow and detention of the gas in the heat treatment apparatus.

도 21 은 본 발명의 일 실시예에 따른 예비 가열 챔버를 위한 가열 영역의 단면도.21 is a cross-sectional view of a heating zone for a preheating chamber in accordance with an embodiment of the present invention.

도 22 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열처리 장치의 일부를 부분 단면도시한 사시도.22 is a perspective view partially showing a portion of a heat treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 23 은 도 22 의 셔터 공동 부분의 부분 절개 사시도.FIG. 23 is a partial cutaway perspective view of the shutter cavity portion of FIG. 22; FIG.

도 24a 및 도 24c 각각은 본 발명의 웨이퍼 캐리어의 다른 실시예의 단면도, 상부 사시도 및 하부 사시도.24A and 24C are cross-sectional, top and bottom perspective views, respectively, of another embodiment of the wafer carrier of the present invention.

본 발명은 열처리 장치에 관한 것이다. 그 장치는 열 공급원을 구비한 가열 챔버를 포함한다. 냉각 챔버가 열처리 챔버에 근접 배치되고, 또 냉각 공급원을 포함한다. 웨이퍼 홀더는 통로를 통해 냉각 챔버와 가열 챔버 사이에서 이동하도록 구성된다. 하나 이상의 셔터(shutter)가 통로의 크기를 결정하며, 그 셔터는 웨이퍼 홀더가 통로를 통과할 수 있는 개방 위치와 셔터가 개방된 위치에 있는 경우에 형성되는 통로 보다 작은 통로를 형성하는 차단 위치 사이에서 이동할 수 있다. 특히 바람직한 이점으로서, 셔터는 가열 챔버와 냉각 챔버 간의 단열 및 화학적 분리를 촉진할 수 있다.The present invention relates to a heat treatment apparatus. The apparatus includes a heating chamber with a heat source. The cooling chamber is disposed proximate to the heat treatment chamber and includes a cooling source. The wafer holder is configured to move between the cooling chamber and the heating chamber through the passage. One or more shutters determine the size of the passageway, the shutter between the open position through which the wafer holder can pass the passageway and the blocking position forming a passageway smaller than the passageway formed when the shutter is in the open position. You can move on. As a particularly preferred advantage, the shutter can promote thermal insulation and chemical separation between the heating chamber and the cooling chamber.

열처리 장치의 다른 실시예는 냉각 챔버에 인접 배치된 가열 챔버를 포함한다. 웨이퍼 홀더가, 그 웨이퍼 홀더로부터 웨이퍼를 제거할 수 있는 적재 위치에서 냉각 챔버내에 배치되도록 구성된다. 웨이퍼 홀더는 냉각 챔버 및 가열 챔버 사이에서 이동할 수 있다. 냉각 판과 같은 냉각 공급원은, 웨이퍼 홀더가 적재 위치에 배치되었을 때 웨이퍼 홀더 아래쪽에 오도록, 냉각 챔버내에 배치된다.Another embodiment of the heat treatment apparatus includes a heating chamber disposed adjacent to the cooling chamber. The wafer holder is configured to be disposed in the cooling chamber at a loading position that can remove the wafer from the wafer holder. The wafer holder can move between the cooling chamber and the heating chamber. A cooling source, such as a cooling plate, is disposed in the cooling chamber so that the wafer holder is below the wafer holder when the wafer holder is placed in the stowed position.

열처리 장치의 다른 실시예는 폐쇄된 상단부를 가지는 가열 챔버를 포함한다. 다수의 가열 소자가 가열 챔버의 폐쇄된 상단부 위쪽에 배치된다. 가열 챔버의 상단부는, 가열 소자로부터 열 에너지를 받고 가열 챔버내부에 배치된 가열판의 표면에 걸쳐 실질적으로 균일하게 열 에너지를 분배하도록 구성된 가열판을 포함한다. 가열판은 유체 공급원과 연결된 다수의 유체 포트를 포함한다. 웨이퍼 홀더에 의해 지지되는 웨이퍼가 유체 포트를 통해 가열 챔버내로 공급되는 유체를 수용하도록, 가열 챔버내에 웨이퍼 홀더가 배치된다.Another embodiment of the heat treatment apparatus includes a heating chamber having a closed top. Multiple heating elements are disposed above the closed top of the heating chamber. The upper end of the heating chamber includes a heating plate configured to receive thermal energy from the heating element and distribute the thermal energy substantially uniformly over the surface of the heating plate disposed within the heating chamber. The heating plate includes a plurality of fluid ports connected with a fluid source. The wafer holder is disposed in the heating chamber such that the wafer supported by the wafer holder receives the fluid supplied through the fluid port into the heating chamber.

본 발명의 다른 실시예는 가열 챔버에 인접 배치된 냉각 챔버를 포함한다. 웨이퍼 홀더는, 그 웨이퍼 홀더가 냉각 챔버와 가열 챔버 사이에서 통로를 통해 이동되도록 구동되는 하나 이상의 샤프트와 연결된다. 둘 이상의 셔터들이 통로에 인접 배치되고 수평면내에서 이동되어, 통로의 크기를 결정한다. 둘 이상의 셔터들은, 그 둘 이상의 셔터들이 웨이퍼 홀더와 연결된 하나 이상의 샤프트를 둘러싸는 차단 위치로 이동될 수 잇다.Another embodiment of the invention includes a cooling chamber disposed adjacent the heating chamber. The wafer holder is connected with one or more shafts that are driven such that the wafer holder is moved through a passageway between the cooling chamber and the heating chamber. Two or more shutters are placed adjacent to the passageway and moved within the horizontal plane to determine the size of the passageway. Two or more shutters may be moved to a blocking position surrounding the one or more shafts in which the two or more shutters are connected with the wafer holder.

본 발명은 또한 가열 챔버와, 그 가열 챔버내로 유체를 공급하기 위한 하나이상의 유체 유입 포트를 구비한 열처리 장치에 관한 것이다. 유체 유입 포트의 높이 보다 낮은 높이에서 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버내로 연장하는 부재가 있다. 그 부재는 열처리 장치내에서 처리되는 웨이퍼의 일부의 둘레와 상보(相補)적인 형상을 가지는 엣지(edge)를 구비한다. 웨이퍼 홀더는 가열 챔버내에서 이동할 수 있으며, 웨이퍼를 상기 부재에 인접하게 이동시켜, 가열 챔버내에 유체 유동 영역을 형성할 수 있다.The invention also relates to a heat treatment apparatus having a heating chamber and at least one fluid inlet port for supplying fluid into the heating chamber. There is a member extending into the heating chamber from the side of the heating chamber at a height lower than the height of the fluid inlet port. The member has an edge having a shape complementary to a circumference of a portion of the wafer to be processed in the heat treatment apparatus. The wafer holder can move within the heating chamber and move the wafer adjacent to the member to form a fluid flow region within the heating chamber.

가열 챔버 및 그 가열 챔버내로 유체를 공급하기 위한 하나 이상의 유체 유입 포트를 가지는 열처리 장치의 다른 실시예는 하나 이상의 유체 유입 포트로부터의 유체 유동을 분배하는 유동 분배 챔버를 포함한다. 유동 분배 챔버는, 유체 유입 포트로부터의 유체가 유동 분배 챔버를 통해 가열 챔버로 유입되도록, 배치된다.Another embodiment of a heat treatment apparatus having a heating chamber and one or more fluid inlet ports for supplying fluid into the heating chamber includes a flow distribution chamber that distributes fluid flow from one or more fluid inlet ports. The flow distribution chamber is arranged such that fluid from the fluid inlet port enters the heating chamber through the flow distribution chamber.

열처리 장치는 또한, 가열 챔버로부터 유체를 회수하기 위한 유체 배출 포트 및, 가열 챔버로부터의 유체 유동을 유체 배출 포트로 분배하기 위한 제 2 유동 분배 챔버를 포함한다. 제 2 유동 분배 챔버는, 가열 챔버로부터의 유체가 유동 분배 챔버를 통해 유체 배출 포트로 유입되도록, 배치된다.The heat treatment apparatus also includes a fluid discharge port for withdrawing fluid from the heating chamber, and a second flow distribution chamber for distributing fluid flow from the heating chamber to the fluid discharge port. The second flow distribution chamber is arranged such that fluid from the heating chamber enters the fluid discharge port through the flow distribution chamber.

유체 유입 포트와 관련된 유동 분배 챔버는, 유체 유입 포트로부터의 유체가 유동 분배 챔버를 통해 가열 챔버로 들어가도록 배치된 유동 분배 부재를 포함할 수 있다. 유사하게, 유체 배출 포트와 관련된 유동 분배 챔버는, 가열 챔버로부터의 유체가 유동 분배 챔버를 통해 유체 배출 포트로 들어가도록 배치된 유동 분배 부재를 포함할 수 있다.The flow distribution chamber associated with the fluid inlet port may include a flow distribution member disposed to allow fluid from the fluid inlet port to enter the heating chamber through the flow distribution chamber. Similarly, the flow distribution chamber associated with the fluid discharge port may include a flow distribution member disposed such that fluid from the heating chamber enters the fluid discharge port through the flow distribution chamber.

본 발명은 또한 웨이퍼의 신속한 열처리를 위한 방법에 관한 것이다. 그 방법은 가열판을 구비한 가열 챔버를 마련하는 단계와, 가열판을 가열하는 단계를 포함한다. 그 방법은 또한 웨이퍼를 웨이퍼 홀더에 위치시키는 단계와, 가열판으로부터 웨이퍼로 열이 전도되도록 웨이퍼가 열 공급원에 충분히 근접되게 배치될 때까지 웨이퍼 홀더를 가열판을 향해 이동시키는 단계를 포함한다.The invention also relates to a method for rapid heat treatment of a wafer. The method includes providing a heating chamber with a heating plate, and heating the heating plate. The method also includes positioning the wafer in the wafer holder and moving the wafer holder toward the heating plate until the wafer is placed close enough to the heat source to conduct heat from the heating plate to the wafer.

그 방법은 또한, 원하는 목표 조건이 웨이퍼에 달성된 후에 가열판으로부터 웨이퍼 홀더를 후퇴시키는 단계와, 상기 웨이퍼 홀더위쪽으로부터 가열 챔버내로 유체를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.The method may also include retracting the wafer holder from the heating plate after the desired target conditions have been achieved on the wafer, and supplying fluid from above the wafer holder into the heating chamber.

본 발명의 다른 양태에서, 본 발명은 웨이퍼의 보다 균일한 가열을 촉진하도록 구성된 열처리 장치 및 웨이퍼 홀더를 제공한다.In another aspect of the invention, the invention provides a heat treatment apparatus and a wafer holder configured to promote more uniform heating of the wafer.

또 다른 양태에서, 열처리 장치는, 가열 챔버 및 냉각 챔버 사이에 압력차를 만들고 퍼지(purge) 가스를 유동시킴으로써, 가열 챔버내의 가스의 억류(containment)를 개선한다.In another aspect, the heat treatment apparatus improves the containment of the gas in the heating chamber by making a pressure difference between the heating chamber and the cooling chamber and flowing a purge gas.

본 발명은 열처리 장치에 관한 것이다. 열처리 장치는 냉각 공급원을 구비한 냉각 챔버에 인접 배치된 가열 공급원을 구비한 가열 챔버를 포함한다. 그 열처리 장치는 또한 가열 챔버와 냉각 챔버 사이에서 통로를 통해 이동하도록 구성된 웨이퍼 홀더를 포함한다. 통로의 크기를 제어하기 위해 셔터가 배치된다. 셔터는 웨이퍼 홀더가 통과할 수 있을 정도로 충분히 큰 통로가 형성되는 개방 위치와 보다 작은 통로가 형성되는 차단 위치 사이에서 이동될 수 있다. 셔터는 웨이퍼 홀더가 냉각 챔버에 위치하는지 또는 가열 챔버내에 위치하는지에 관계없이 차단 위치에 배치될 수 있다.The present invention relates to a heat treatment apparatus. The heat treatment apparatus includes a heating chamber having a heating source disposed adjacent to a cooling chamber having a cooling source. The heat treatment apparatus also includes a wafer holder configured to move through a passageway between the heating chamber and the cooling chamber. Shutters are arranged to control the size of the passageway. The shutter can be moved between an open position where a passage is large enough for the wafer holder to pass through and a blocking position where a smaller passage is formed. The shutter may be placed in the blocking position regardless of whether the wafer holder is located in the cooling chamber or in the heating chamber.

셔터는 단열체로서 구성될 수 있다. 따라서, 셔터가 차단 위치에 배치되었을 때, 그 셔터는 가열 챔버와 냉각 챔버 간의 단열을 셔터가 없는 경우에 얻어지는 단열 정도 이상으로 강화시킨다. 증대된 단열은 또한 가열 챔버내의 평균 온도와 냉각 챔버내의 평균 온도 간의 차이를 크게 할 수 있다. 예를 들어, 가열 챔버내의 주어진 평균 온도에 대해, 냉각 챔버는 셔터 없이 얻을 수 있는 온도 보다 더 낮은 평균 온도를 가질 수 있다. 냉각 챔버내의 평균 온도를 낮추는 것은, 웨이퍼가 냉각 챔버내에 위치될 때, 온도 강하율을 증대시킬 수 있게 한다. 유사하게,가열 챔버내의 높아진 평균 온도는, 웨이퍼가 가열 챔버내에 있을 때, 온도 상승율을 증대시킬 수 있게 한다. 온도 상승율 및 강하율을 크게 하는 것은 웨이퍼 처리 속도를 빠르게 하고, 그에 따라 생산을 보다 신속하게 한다.The shutter may be configured as an insulator. Thus, when the shutter is placed in the blocking position, the shutter strengthens the insulation between the heating chamber and the cooling chamber to the degree of insulation obtained in the absence of the shutter. Increased insulation can also widen the difference between the average temperature in the heating chamber and the average temperature in the cooling chamber. For example, for a given average temperature in the heating chamber, the cooling chamber may have an average temperature lower than the temperature obtainable without a shutter. Lowering the average temperature in the cooling chamber makes it possible to increase the rate of temperature drop when the wafer is placed in the cooling chamber. Similarly, the elevated average temperature in the heating chamber makes it possible to increase the rate of temperature rise when the wafer is in the heating chamber. Increasing the rate of temperature rise and rate of drop increases the speed of wafer processing, thus making production faster.

열 공급원은 가열판을 포함하며, 그 가열판은 상부에 배치된 가열 소자로부터의 열선(heat ray)을 받는다. 가열판은 받은 열을 다시 가열 챔버내에 배치된 가열판의 표면으로부터 가열 챔버내로 복사한다. 가열판은 높은 열전도성 물질로 제조되어, 받은 열이 가열판에 걸쳐 보다 균일하게 분배된다. 가열판내의 열 분포 균일성의 증가는 또한 가열 챔버내로 열선이 균일하게 복사되는 것을 증대시킨다.The heat source comprises a heating plate, which receives heat rays from the heating element disposed thereon. The heating plate radiates the received heat back into the heating chamber from the surface of the heating plate disposed in the heating chamber. The heating plate is made of a high thermal conductivity material so that the received heat is distributed more evenly over the heating plate. Increasing the uniformity of heat distribution in the heating plate also increases the uniform radiation of the hot wire into the heating chamber.

웨이퍼이 온도 상승 중에, 웨이퍼 홀더는 가열 챔버내의 어느 곳에도 배치될 수 있다. 그러나, 웨이퍼 홀더내의 웨이퍼가 가열판에 충분히 근접하여 열이 가열판으로부터 웨이퍼로 전달될 수 있도록, 웨이퍼 홀더를 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 웨이퍼는 가열판으로부터 2 밀리미터내에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 가열판에 대한 웨이퍼의 배치는 전도 및 복사 모두를 통해 열전달이 일어날 수 있게 한다. 웨이퍼로의 열전달이 두 가지 형태로 일어나기 때문에, 열처리 장치는 열전달 기구로서 복사를 주로 이용하는 장치에 의해 얻어질 수 있는 것 보다 신속한 온도 상승을 달성할 수 있다.While the wafer is rising in temperature, the wafer holder can be placed anywhere in the heating chamber. However, it is desirable to place the wafer holder so that the wafer in the wafer holder is close enough to the heating plate so that heat can be transferred from the heating plate to the wafer. For example, the wafer is preferably placed within 2 millimeters from the heating plate. The placement of the wafer relative to this hot plate allows heat transfer to occur through both conduction and radiation. Since heat transfer to the wafer occurs in two forms, the heat treatment apparatus can achieve a faster temperature rise than can be obtained by an apparatus that mainly uses radiation as a heat transfer mechanism.

가열판은 가열 챔버의 상단부의 적어도 일부를 형성하고, 웨이퍼로부터 가열판으로의 통로는 차단되지 않는다. 이러한 차단되지 않은 경로는 웨이퍼가 가열판에 보다 근접하게 이동될 수 있게 한다. 또한, 차단되지 않은 경로는 웨이퍼의 표면에서 조건들을 보다 잘 제어할 수 있게 한다. 예를 들어, 가열판의 온도 변화와같은 가열판의 조건의 변화들은 어떠한 중간 매체를 통한 전달에 의해 지연되지 않고 직접적으로 웨이퍼로 전달된다.The heating plate forms at least a portion of the upper end of the heating chamber and the passage from the wafer to the heating plate is not blocked. This unblocked path allows the wafer to be moved closer to the hot plate. In addition, the unblocked path allows better control of conditions on the surface of the wafer. For example, changes in the conditions of the hot plate, such as changes in the temperature of the hot plate, are transferred directly to the wafer without being delayed by delivery through any intermediate medium.

가열판의 온도와 웨이퍼 표면의 온도 사이의 관계식은 가열판으로부터 웨이퍼의 특정 변위에 대해 구해질 수 있을 것이다. 이러한 관계식은 가열판의 온도를 조절함으로써 웨이퍼의 온도를 제어하는데 이용할 수 있을 것이다. 가열 판은 열적 질량(thermal mass)이 크기 때문에, 용이하게 모니터링 되고 제어될 수 있는 온도를 가지는 열 저장부로서 작용한다. 가열판의 온도가 용이하게 제어될 수 있기 때문에, 상기 관계식은 웨이퍼의 온도를 현재 가능한 것 보다 용이하게 제어할 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 개선된 온도 안정성 및 개선된 온도 제어를 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 과열 문제들을 상당히 감소시키고, 열 순환과 관련한 문제들을 상당히 감소시킨다. 또한, 최고 전력(peak power) 요구량을 상당히 감소시키고, 전체적인 에너지 효율을 개선한다.The relationship between the temperature of the hot plate and the temperature of the wafer surface may be obtained for a particular displacement of the wafer from the hot plate. This relationship may be used to control the temperature of the wafer by adjusting the temperature of the heating plate. The heating plate acts as a heat reservoir having a temperature that can be easily monitored and controlled because of its large thermal mass. Since the temperature of the hot plate can be easily controlled, the above relationship makes it easier to control the temperature of the wafer than is currently possible. In addition, the present invention provides improved temperature stability and improved temperature control. For example, the present invention significantly reduces overheating problems and significantly reduces problems with thermal cycling. It also significantly reduces peak power requirements and improves overall energy efficiency.

많은 수의 개선된 유체 공급 시스템들이 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들어, 다수의 유체 포트가 가열 챔버의 상단부에 형성될 수 있다. 유체는 이러한 유체 포트를 통해 가열 챔버내로 공급될 수 있다. 이러한 유체 포트가 가열 챔버의 상단부에 배치되기 때문에, 웨이퍼가 가열 챔버의 상단부에 근접 배치된 경우에도 유체는 웨이퍼 홀더내의 웨이퍼의 상부면상으로 공급될 수 있다. 웨이퍼로의 유체 공급의 균일성을 증대시키기 위해, 이러한 유체 포트는 상부에 걸쳐 균일하게 배치될 수 있다. 증대된 균일성은 가열 챔버의 상단부로부터 웨이퍼를 향해 액체가 플러그(plug) 형태로 유동할 수 있게 한다. 플러그 형태는 가열 챔버로부터 유체가 보다 신속하게 배출될 수 있게 한다. 또한, 플러그 형태의 유동은 가열 챔버내의 유체가 교환되는 가스들 사이의 상호 작용 정도를 감소시키면서 신속하게 교체될 수 있게 한다.Many improved fluid supply systems are within the scope of this invention. For example, multiple fluid ports may be formed at the top of the heating chamber. Fluid may be supplied into the heating chamber through this fluid port. Since this fluid port is disposed at the top of the heating chamber, the fluid can be supplied onto the top surface of the wafer in the wafer holder even if the wafer is placed close to the top of the heating chamber. In order to increase the uniformity of the fluid supply to the wafer, such fluid ports can be arranged uniformly across the top. Increased uniformity allows liquid to flow in a plug form from the top of the heating chamber towards the wafer. The plug form allows fluid to be discharged more quickly from the heating chamber. In addition, the plug-like flow allows fluid in the heating chamber to be quickly replaced while reducing the degree of interaction between the gases being exchanged.

가열판이 가열 챔버의 상단부에 포함될 수 있기 때문에, 유체 포트는 가열 판내에 포함될 수도 있다. 따라서, 가열판은 웨이퍼로의 열 및 유체 모두를 공급하는데 사용될 수 있다; 그러나, 이것은 단지 하나의 예이며 다른 구성을 이용할 수도 있다.Since a heating plate may be included at the top of the heating chamber, the fluid port may be included in the heating plate. Thus, the heating plate can be used to supply both heat and fluid to the wafer; However, this is just one example and other configurations may be used.

냉각 챔버내의 냉각 공급원은 냉각판을 포함할 수 있다. 그 냉각판은, 웨이퍼 홀더가 냉각 챔버내의 하나 이상의 적재 위치를 점유하는 경우에 냉각판의 상부면이 웨이퍼 홀더상의 웨이퍼에 인접될 수 있도록, 배치될 수 있다. 적재 위치는 웨이퍼 홀더로부터 웨이퍼가 적재되고 하역되는 동안 웨이퍼 홀더가 점유할 수 있는 위치이다. 바람직하게, 냉각판은, 높은 열전도성을 가짐으로써 냉각판의 상부면을 통해 냉각이 분포되고, 높은 열방출성을 가짐으로써 냉각 효과가 냉각 챔버내로 분포된다. 냉각판을 통한 냉각의 분포는 웨이퍼에 제공되는 냉각 균일성을 증대시키고, 그에 따라 냉각중에 웨이퍼에 발생하는 응력이 감소된다.The cooling source in the cooling chamber may comprise a cooling plate. The cold plate may be disposed such that the upper surface of the cold plate may be adjacent to the wafer on the wafer holder when the wafer holder occupies one or more loading positions in the cooling chamber. The loading position is a position that the wafer holder can occupy while the wafer is loaded and unloaded from the wafer holder. Preferably, the cooling plate has a high thermal conductivity, so that cooling is distributed through the upper surface of the cooling plate, and having a high heat release property, the cooling effect is distributed into the cooling chamber. The distribution of cooling through the cold plate increases the cooling uniformity provided to the wafer, thereby reducing the stress that occurs on the wafer during cooling.

냉각 공급원은 또한 냉각 유체를 냉각 챔버로 공급하기 위한 냉각 유체 도관을 포함한다. 냉각 유체 도관은 냉각판과 함께 사용될 수도 있고 또는 냉각판을 대체할 수도 있다.The cooling source also includes a cooling fluid conduit for supplying cooling fluid to the cooling chamber. Cooling fluid conduits may be used with or in place of cold plates.

도 1a 는 열처리 장치(10)의 단면을 도시한다. 열처리 장치(10)는 그 장치(10)의 가열부(14)를 부분적으로 둘러싸는 케이싱(12)을 포함한다.가열부(14)는 가열 챔버(18)에 인접 배치된 하나 이상의 단열부(16)를 포함한다. 다수의 가열 소자(20)가 가열 챔버(18)의 상단부(22)에 인접하여 단열부(16)에 부착된다. 적절한 가열 소자(20)는 컴퓨터(도시 안됨)에 의해 제어되는 전력 공급원에 연결된 저항식 가열 소자를 포함한다. 그러나, 본 발명이 그 저항식 가열 소자로 제한되는 것은 아니다.1A shows a cross section of the heat treatment apparatus 10. The heat treatment apparatus 10 includes a casing 12 that partially surrounds the heating portion 14 of the apparatus 10. The heating portion 14 includes at least one heat insulation portion disposed adjacent to the heating chamber 18. 16). A number of heating elements 20 are attached to the thermal insulation 16 adjacent to the upper end 22 of the heating chamber 18. Suitable heating elements 20 include resistive heating elements connected to a power supply controlled by a computer (not shown). However, the present invention is not limited to the resistive heating element.

가열 챔버(18)는 프로세싱 튜브(24)에 의해 부분적으로 형성된다. 가열판(26)은 가열 챔버(18)의 상단부(22)를 형성한다. 가열판(26)은 그 가열판에 인접 배치된 웨이퍼(28)를 충분히 덮을 수 있는 둘레를 갖는다. 가열판(26)은 프로세싱 튜브(24)의 나머지로서 그 프로세싱 튜브(24)와 같은 물질로 제조될 수도 있고 또는 그와는 상이한 물질로 제조될 수도 있다. 또한, 가열판(26)은 프로세싱 튜브(24)의 나머지와 일체로 형성될 수도 있고 또는 프로세싱 튜브(24)의 나머지 부분에 부착될 수도 있다. 프로세싱 튜브(24)에 적합한 물질을 고순도 수정, 융합된 실리카 및 실리콘 탄화물을 포함한다. 그러나, 그 물질로 제한되는 것은 아니다. 또한, 가열판(26)은 바람직하게 실리콘 탄화물 및 실리콘 탄화물로 덮인 그라파이트와 같은 높은 열전도성 물질로 구성된다.Heating chamber 18 is formed in part by processing tube 24. The heating plate 26 forms the upper end 22 of the heating chamber 18. The heating plate 26 has a circumference that can sufficiently cover the wafer 28 disposed adjacent to the heating plate. The heating plate 26 may be made of the same material as the processing tube 24 as the rest of the processing tube 24 or may be made of a different material. In addition, the heating plate 26 may be integrally formed with the rest of the processing tube 24 or may be attached to the rest of the processing tube 24. Suitable materials for the processing tube 24 include high purity quartz, fused silica and silicon carbide. However, it is not limited to the material. In addition, the heating plate 26 is preferably made of a high thermal conductive material such as silicon carbide and graphite covered with silicon carbide.

가열판(26) 및 가열 소자(20)는 열처리 장치(10)에 사용하기 위한 열 공급원의 한 예로서 기능한다. 가열판(26)은 가열 소자(20)로부터 복사되는 열선을 받고 가열 챔버(18)내로 2 차 열선을 복사한다. 가열판(26)이 높은 열전도성을 가지기 때문에, 가열 소자(20)로부터 받은 열은 가열판(26)을 통해서 분산된다. 선택적으로, 다수의 제 2 가열 소자(30)를 프로세싱 유닛의 측부에 인접한 단열부(16)에 결합시킬 수 있다. 제 2 가열 소자(30)는 가열 챔버(18)에 부가적인 열을 제공할 수 있으며 및/또는 가열 챔버(18)내에서 보다 양호한 온도제어를 달성하기 위해서 그리고 보다 양호한 온도 균일성을 달성하기 위해서 사용될 수 있다. 하나의 예로서, 가열 소자는 저항식 가열소자 형태를 취할 수도 있다.The heating plate 26 and the heating element 20 serve as one example of a heat source for use in the heat treatment apparatus 10. The heating plate 26 receives the heating wire radiated from the heating element 20 and radiates the secondary heating wire into the heating chamber 18. Since the heating plate 26 has high thermal conductivity, the heat received from the heating element 20 is dispersed through the heating plate 26. Optionally, a plurality of second heating elements 30 may be coupled to the thermal insulation 16 adjacent to the sides of the processing unit. The second heating element 30 can provide additional heat to the heating chamber 18 and / or to achieve better temperature control in the heating chamber 18 and to achieve better temperature uniformity. Can be used. As one example, the heating element may take the form of a resistive heating element.

열처리 장치(10)는 또한 가열 챔버(18)에 인접 배치된 냉각 챔버(32)를 포함한다. 도 1a 는 냉각 챔버(32)의 바닥으로부터 상향 연장하는 다수의 웨이퍼 지지 핀(34)에 지지된 웨이퍼(28)를 도시한다. 웨이퍼 지지 핀(34)으로부터 웨이퍼(28)를 적재 및/또는 하역하기 위해, 냉각 챔버(32)는 적재/록(lock) 챔버로부터 슬릿 밸브(36)를 통해 접근될 수 있다. 핀으로부터 웨이퍼(28)를 적재 및 하역하기 위해 로봇 아암을 이용할 수 있다. 도 1a 에는 하나의 웨이퍼(28)만을 도시하였지만, 다수의 웨이퍼(28)를 유지하는 카트릿지가 웨이퍼 지지 핀(34)상에서 지지될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 열처리 장치(10)는 다수의 웨이퍼(28)를 동시에 처리하는 경우에도 이용할 수 있다.The heat treatment apparatus 10 also includes a cooling chamber 32 disposed adjacent to the heating chamber 18. 1A shows a wafer 28 supported on a number of wafer support pins 34 extending upward from the bottom of the cooling chamber 32. To load and / or unload the wafer 28 from the wafer support pins 34, the cooling chamber 32 may be accessed through the slit valve 36 from the loading / lock chamber. Robotic arms may be used to load and unload wafers 28 from the pins. Although only one wafer 28 is shown in FIG. 1A, a cartridge holding multiple wafers 28 may be supported on wafer support pins 34. Therefore, the heat processing apparatus 10 of this invention can be utilized also when processing many wafers 28 simultaneously.

도 1a 는 또한 웨이퍼(28) 아래쪽의 적재 위치에 있는 웨이퍼 홀더(38)를 도시한다. 적재 위치는, 웨이퍼(28)가 웨이퍼 지지 핀(34)에 적재되고 및/또는 하역될 때, 웨이퍼 홀더(38)에 의해 점유되는 위치이다. 웨이퍼 홀더(38)는 핀을 둘러싸는 링 형상 및/또는 판/디스크 형상을 취할 수 있다. 이하에서 보다 자세히 설명하는 바와 같이, 웨이퍼 홀더(38)는 냉각 챔버(32)와 가열 챔버(18) 사이에서 이동되도록 구성된다.1A also shows the wafer holder 38 in a stowed position below the wafer 28. The loading position is the position occupied by the wafer holder 38 when the wafer 28 is loaded and / or unloaded onto the wafer support pin 34. Wafer holder 38 may take the form of a ring and / or a plate / disk surrounding the pins. As described in more detail below, the wafer holder 38 is configured to move between the cooling chamber 32 and the heating chamber 18.

냉각 공급원(40)은, 웨이퍼 홀더(38)가 냉각 챔버(32)내에 배치된 경우에 웨이퍼 홀더(38)의 아래쪽에 오도록, 냉각 챔버(32)내에 배치된다. 바람직하게, 냉각 공급원(40)은 냉각 챔버(32)의 바닥부에 인접 배치되고, 가장 바람직하게는 웨이퍼 홀더(38)가 적재 위치에 있을 때 웨이퍼(28)의 아래쪽에 배치된다.The cooling source 40 is disposed in the cooling chamber 32 so that the wafer holder 38 is below the wafer holder 38 when the wafer holder 38 is disposed in the cooling chamber 32. Preferably, the cooling source 40 is disposed adjacent to the bottom of the cooling chamber 32, most preferably below the wafer 28 when the wafer holder 38 is in the stowed position.

바람직하게, 냉각 공급원(40)은 냉각판(42)을 포함한다. 냉각판(42)은, 도 1a 에 도시한 바와 같이, 하나 이상의 냉각 유체 도관(44)에 인접 배치될 수 있다. 선택적으로, 냉각판(42)은, 도 1b 에 도시한 바와 같이, 냉각판(42)을 통해 연장하는 하나 이상의 냉각 유체 도관(44)을 포함할 수 있다. 냉각 유체는 냉각 유체 도관(44)을 통해 유동될 수 있다. 냉각판(42)은 상기 유체의 냉각 효과가 그 냉각판의 표면에 걸쳐 분포되도록 하는 기능을 하여, 웨이퍼 홀더(38)에 의해 유지되는 웨이퍼(28)가 보다 균일한 냉각 효과를 받도록 한다. 냉각 유체 도관(44)과 함께 사용하기에 적절한 냉각 유체는 저온수 및 액체 질소를 포함한다. 그러나, 그러한 유체로 제한되는 것은 아니다. 냉각판(42)에 적합한 물질은 실리콘 탄화물, 알루미늄, 스테인레스 강, 실리콘 질화물로 피복된 구리 및 알루미늄 질화물과 같은 높은 열전도성 물질 및/또는 높은 열방출성 물질을 포함한다. 그러나, 그러한 물질로 제한되는 것은 아니다.Preferably, the cooling source 40 comprises a cooling plate 42. The cooling plate 42 may be disposed adjacent one or more cooling fluid conduits 44, as shown in FIG. 1A. Optionally, the cold plate 42 may include one or more cooling fluid conduits 44 extending through the cold plate 42, as shown in FIG. 1B. Cooling fluid may flow through the cooling fluid conduit 44. The cooling plate 42 functions to distribute the cooling effect of the fluid over the surface of the cooling plate, so that the wafer 28 held by the wafer holder 38 receives a more uniform cooling effect. Suitable cooling fluids for use with the cooling fluid conduits 44 include cold water and liquid nitrogen. However, it is not limited to such fluids. Suitable materials for the cooling plate 42 include high thermal conductivity materials and / or high heat release materials such as silicon carbide, aluminum, stainless steel, copper and aluminum nitride coated with silicon nitride. However, it is not limited to such materials.

냉각 공급원(40)이 냉각판(42)인 경우에, 실질적으로 균일한 웨이퍼(28) 냉각을 제공하기 위해, 냉각판(42)은 바람직하게 웨이퍼(28)의 평면에 실질적으로 평행한 연속적인 상부면(46)을 구비한다. 그러나, 냉각판(42)이 웨이퍼 지지 핀(34)을 수용할 정도로 큰 다수의 개구를 포함할 수 있고, 또는 웨이퍼 지지 핀(34)이 냉각판(42)의 상부면(46)에 직접 장착될 수도 있다.In the case where the cooling source 40 is a cold plate 42, in order to provide a substantially uniform wafer 28 cooling, the cold plate 42 is preferably continuous substantially parallel to the plane of the wafer 28. It has an upper surface 46. However, the cold plate 42 may include a number of openings large enough to receive the wafer support pins 34, or the wafer support pins 34 mount directly to the top surface 46 of the cold plate 42. May be

바람직하게, 냉각판(42)의 상부면(46)은 웨이퍼(28)의 둘레 보다 큰 둘레를 가진다. 또한, 바람직하게, 냉각판(42)은 웨이퍼 지지 핀(34)상에 위치된 웨이퍼(28)와 또는 웨이퍼 홀더(38)에 의해 유지되는 웨이퍼(28)와 대략 동심적으로 배치된다. 예를 들어, 바람직하게, 냉각판(42)은 웨이퍼(28) 보다 큰 직경을 가지는 둥근 형상을 가진다. 냉각판(42)의 둥근 형상은, 그 냉각판(42)의 중심이 대략적으로 웨이퍼(28)의 중심 아래쪽에 위치되도록, 배치된다. 이러한 동심적인 배치는, 웨이퍼(28)에 대한 냉각판(42)의 증대된 직경과 함께, 냉각판(42)의 둘레가 웨이퍼(28)의 둘레를 넘어 연장하도록 한다.Preferably, the upper surface 46 of the cold plate 42 has a circumference greater than the circumference of the wafer 28. Further, preferably, the cold plate 42 is disposed approximately concentrically with the wafer 28 positioned on the wafer support pin 34 or with the wafer 28 held by the wafer holder 38. For example, preferably, the cooling plate 42 has a rounded shape with a larger diameter than the wafer 28. The round shape of the cooling plate 42 is disposed so that the center of the cooling plate 42 is located substantially below the center of the wafer 28. This concentric arrangement, along with the increased diameter of the cold plate 42 relative to the wafer 28, allows the perimeter of the cold plate 42 to extend beyond the perimeter of the wafer 28.

웨이퍼 홀더(38)는 샤프트(48)와 결합된다. 샤프트(48)는, 그 샤프트(48)를 승하강 이동시키는 승강 기구(도시 안됨)와 결합된다. 도 1b 에 도시된 바와 같이, 샤프트(48)의 상승 운동은 웨이퍼 홀더(38)를 상승시킨다. 웨이퍼 홀더(38)가 도 1a 에 도시된 바와 같이 적재위치에 있는 경우, 웨이퍼 홀더(38)의 상승은 웨이퍼(28)를 웨이퍼 지지 핀(34)으로부터 상승시키며 웨이퍼 홀더(38)를 냉각 챔버(32)로부터 가열 챔버(18)로 이동시킬 수 있다. 샤프트(48)는 또한 하향 이동될 수 있어, 웨이퍼 홀더(38)를 가열 챔버(18)로부터 냉각 챔버(32)로 이동시킬 수 있고 웨이퍼 지지 핀(34)상의 웨이퍼(28)를 교체할 수 있게 한다. 비록, 하나의 샤프트(48)와 결합된 웨이퍼 홀더(38)를 도시하였지만, 웨이퍼 홀더(38)를 2, 3 및 4 개의 다수의 샤프트(48)와 결합시킬 수도 있으며, 그 개수는 제한되지 않는다. 또한, 열처리 장치(10)는 냉각판(42)을 포함하고, 그 냉각판(42)은 웨이퍼 홀더(38)와 결합된 샤프트(48) 각각을 수용하도록 구성된 개구를 포함할 수 있다.Wafer holder 38 is coupled with shaft 48. The shaft 48 is coupled with a lifting mechanism (not shown) that moves the shaft 48 up and down. As shown in FIG. 1B, the upward movement of the shaft 48 raises the wafer holder 38. When the wafer holder 38 is in the stowed position as shown in FIG. 1A, the rise of the wafer holder 38 raises the wafer 28 from the wafer support pins 34 and raises the wafer holder 38 into the cooling chamber ( From 32 to the heating chamber 18. The shaft 48 can also be moved downwards to move the wafer holder 38 from the heating chamber 18 to the cooling chamber 32 and to replace the wafer 28 on the wafer support pin 34. do. Although the wafer holder 38 is shown coupled to one shaft 48, the wafer holder 38 may be coupled to two, three and four multiple shafts 48, but the number is not limited. . The heat treatment apparatus 10 also includes a cold plate 42, which may include an opening configured to receive each of the shafts 48 associated with the wafer holder 38.

도 1b 에 도시된 바와 같이, 열처리 장치(10)는 냉각 챔버(32)와 가열 챔버(18) 사이의 통로(54)의 크기를 결정하는 셔터(52)를 포함한다. 도 1b 에 도시된 셔터(52)는, 웨이퍼 홀더(38)가 가열 챔버(18)와 냉각 챔버(32) 사이를 통과하기에 충분한 정도로 큰 통로(54)를 셔터(52)가 형성하는, 개방위치에 배치되어 있다.As shown in FIG. 1B, the heat treatment apparatus 10 includes a shutter 52 that determines the size of the passage 54 between the cooling chamber 32 and the heating chamber 18. The shutter 52 shown in FIG. 1B is open, in which the shutter 52 defines a passage 54 large enough to allow the wafer holder 38 to pass between the heating chamber 18 and the cooling chamber 32. It is located at the position.

셔터(52)는 화살표(B)로서 도시된 방향을 따라 수평면 상에서 셔터(52)를 이동시키는 모터(56)와 결합될 수 있다. 따라서, 셔터(52)는, 셔터(52)가 개방 위치에 있을 때 형성되는 통로(54)의 크기 보다 작은 통로(54)를 형성하는, 차단위치로 이동될 수 있다. 예를 들어, 도 1c 는 차단 위치에 있는 셔터(52)를 도시하는데, 이 때 통로(54)의 크기는 웨이퍼 홀더(38)에 연결된 샤프트(48)의 크기에 접근한다. 따라서, 웨이퍼 홀더(38)가 가열 챔버(18)내에 배치된 동안에, 셔터(52)가 차단 위치에 있을 수 있다. 도 1c 에 도시된 구성은 웨이퍼(28)가 처리되는 동안에 열처리 장치(10)에 바람직한 구성이다.The shutter 52 can be combined with a motor 56 that moves the shutter 52 on a horizontal plane along the direction shown by arrow B. FIG. Thus, the shutter 52 can be moved to the blocking position, forming a passage 54 smaller than the size of the passage 54 formed when the shutter 52 is in the open position. For example, FIG. 1C shows the shutter 52 in the blocking position, where the size of the passage 54 approaches the size of the shaft 48 connected to the wafer holder 38. Thus, while the wafer holder 38 is disposed in the heating chamber 18, the shutter 52 can be in the blocking position. The configuration shown in FIG. 1C is a preferred configuration for the heat treatment apparatus 10 while the wafer 28 is being processed.

웨이퍼(28)의 처리는 유체, 가스 또는 증기를 가열 챔버(18)내의 웨이퍼(28)로 공급하는 것을 포함한다. 도 1c 에 도시된 셔터(52)의 차단 위치는 가열 챔버(18)로부터 냉각 챔버(32)로 유체가 유입되는 것을 줄이거나 내지는 방지하는 역할을 한다. 따라서, 셔터(52)는 이러한 유체가 냉각 챔버(32) 또는 관련된 적재/록 챔버 내에서 오염되는 것을 방지한다.Processing of the wafer 28 includes supplying fluid, gas or vapor to the wafer 28 in the heating chamber 18. The blocking position of the shutter 52 shown in FIG. 1C serves to reduce or prevent the flow of fluid from the heating chamber 18 into the cooling chamber 32. Thus, the shutter 52 prevents this fluid from being contaminated in the cooling chamber 32 or the associated load / lock chamber.

셔터(52)는 또한 단열부로서 작용하도록 구성될 수 있다. 셔터(52)가 단열부로서 구성되고 그 셔터(52)가 차단 위치에 있을 때, 셔터(52)는 가열 챔버(18)와냉각 챔버(32)의 단열을 증대시키는 기능을 한다. 증대된 단열 효과에 의해, 가열 챔버(18)내의 평균 온도와 냉각 챔버(32)내의 평균 온도 간의 온도차를 크게 할 수 있다. 특히, 냉각 챔버(32)내의 평균 온도에 대한 가열 챔버(18)내의 평균 온도의 비율은 셔터(52)가 없는 경우 보다 클 수가 있다. 결과적으로, 웨이퍼(28)는 셔터(52)가 없는 경우 보다 신속하게 가열 및/또는 냉각될 수 있다. 단열 효과의 증대는 또한 냉각 챔버(32) 및 가열 챔버(18)내의 평균 온도를 특정 범위내에서 유지하는데 필요한 에너지의 양을 감소시킨다.The shutter 52 may also be configured to act as a thermal insulation. When the shutter 52 is configured as a heat insulator and the shutter 52 is in the blocking position, the shutter 52 functions to increase the heat insulation of the heating chamber 18 and the cooling chamber 32. By the increased adiabatic effect, the temperature difference between the average temperature in the heating chamber 18 and the average temperature in the cooling chamber 32 can be enlarged. In particular, the ratio of the average temperature in the heating chamber 18 to the average temperature in the cooling chamber 32 may be larger than without the shutter 52. As a result, the wafer 28 can be heated and / or cooled more quickly in the absence of the shutter 52. Increasing the adiabatic effect also reduces the amount of energy required to maintain the average temperature within the cooling chamber 32 and the heating chamber 18 within a certain range.

셔터(52)가 단열부로서 작용할 때, 셔터(52)는 또한 그 셔터(52)와 가열판(26) 사이의 온도 강하를 감소시키는 기능을 한다. 따라서, 셔터의 상단에 인접한 곳의 온도는 셔터(52)가 없는 경우에 얻을 수 있는 온도 보다 고온 판에 보다 근접할 수 있다. 결과적으로, 가열 챔버(18)내의 온도는 작업과 작업(run-to-run)의 반복성 및 웨이퍼 온도의 균일성을 개선할 수 있는 등온(等溫)에 접근한다. 또한, 가열 챔버(18)의 거의 등온적인 특성은 가열 챔버(18)내에 보다 적은 수의 저온 지점(cold spot)이 형성되게 한다. 저온 지점의 감소는 웨이퍼(28) 평면내의 열적 균일성 그리고 웨이퍼(28)의 상단부 및 바닥부 사이의 열적 균일성을 개선한다.When the shutter 52 acts as a thermal insulation, the shutter 52 also functions to reduce the temperature drop between the shutter 52 and the heating plate 26. Thus, the temperature near the top of the shutter can be closer to the hot plate than the temperature attainable in the absence of the shutter 52. As a result, the temperature in the heating chamber 18 approaches isothermal, which can improve the repeatability of work and run-to-run and the uniformity of wafer temperature. In addition, the nearly isothermal nature of the heating chamber 18 causes fewer cold spots to be formed in the heating chamber 18. Reduction of cold spots improves thermal uniformity in the wafer 28 plane and between the top and bottom of the wafer 28.

도 1a 내지 도 1c 는 각각 셔터(52)를 포함하는 열처리 장치(10)를 도시하고 있지만, 본 발명의 일부 실시예는 셔터(52)를 포함하지 않을 수도 있다.1A-1C illustrate a heat treatment apparatus 10 each including a shutter 52, some embodiments of the invention may not include a shutter 52.

도 2a 는 열처리 장치(10)의 다른 실시예를 도시한다. 가열판(26) 및 프로세싱 튜브(24)는 서로 독립적이다. 가열판(26)은 프로세싱 튜브(24)와 가열소자(20) 사이에 배치된다. 따라서, 가열판(26)은 프로세싱 튜브(24) 만에 의해 제공될 수 있는 것 보다 더 균일한 열 분포를 제공한다.2A shows another embodiment of a heat treatment apparatus 10. The heating plate 26 and the processing tube 24 are independent of each other. The heating plate 26 is disposed between the processing tube 24 and the heating element 20. Thus, the heating plate 26 provides a more uniform heat distribution than can be provided by the processing tube 24 alone.

도 2b 는 열처리 장치(10)의 다른 실시예를 도시하는데, 그 실시예에서 가열판(26) 및 프로세싱 튜브(24)는 서로 의존적이다. 가열판(26)이 프로세싱 튜브(24)내에 배치되어, 가열판(26)은 가열 챔버(18)의 상단부(22)로서의 역할을 한다. 따라서, 가열 소자(20)로부터의 열은 가열판(26)에 의해 분산되기 전에 프로세싱 튜브(24)를 통과한다. 가열판(26)은 프로세싱 튜브(24)에 대해 같은 높이에서 장착될 수 있고, 또는 프로세싱 튜브(24)와 가열판(26) 사이에 공기 갭(gap)이 형성될 수도 있다. 열처리 장치(10)의 다른 실시예는 가열판(26)을 포함하지 않는다. 유사하게, 도 1c 에 도시된 열처리 장치(10)의 실시예와 같은 특정 열처리 장치(10)의 실시예로부터 냉각 공급원이 제거될 수도 있다.2B shows another embodiment of a heat treatment apparatus 10, in which the heating plate 26 and the processing tube 24 are dependent on each other. The heating plate 26 is disposed in the processing tube 24, so that the heating plate 26 serves as the upper end 22 of the heating chamber 18. Thus, heat from the heating element 20 passes through the processing tube 24 before being dissipated by the heating plate 26. The heating plate 26 may be mounted at the same height relative to the processing tube 24, or an air gap may be formed between the processing tube 24 and the heating plate 26. Another embodiment of the heat treatment apparatus 10 does not include a heating plate 26. Similarly, a cooling source may be removed from an embodiment of a particular heat treatment apparatus 10, such as the embodiment of the heat treatment apparatus 10 shown in FIG. 1C.

도 3 에 도시된 바와 같이, 냉각 공급원은 냉각 유체의 공급을 위한 다수의 냉각 유체 도관을 포함할 수 있다. 그러한 냉각 유체 도관은 냉각 챔버(32)내의 웨이퍼(28)의 표면을 향하도록 배향될 수 있고, 또는 웨이퍼(28)로부터 멀리 떨어진 지점에서 냉각 챔버(32)내로 냉각 유체를 공급할 수도 있다.As shown in FIG. 3, the cooling source may comprise a plurality of cooling fluid conduits for the supply of cooling fluid. Such cooling fluid conduits may be oriented to face the surface of the wafer 28 in the cooling chamber 32, or may supply cooling fluid into the cooling chamber 32 at a point remote from the wafer 28.

선택적으로, 냉각 유체 도관은 웨이퍼 홀더(38)의 둘레를 초과하는 둘레의 루프(loop)로 성형될 수 있다. 루프형 냉각 유체 도관은 냉각 챔버(32)내에 위치될 수 있고, 그에 따라 웨이퍼 홀더(38)는 그 웨이퍼 홀더(38)가 웨이퍼(28)를 이송할 때 냉각 유체 도관을 통해 이동할 수 있다. 추가적으로, 루프형 냉각 유체 도관은 루프의 둘레를 따라 배치된 냉각 유체 포트를 가질 수 있다. 냉각 유체는다수의 상이한 냉각 유체 포트로부터 동시에 공급될 수 있으며, 그에 따라 냉각 유체가 냉각 챔버(32)내에서 웨이퍼(28)로 샤워식으로 공급 될 수 있다. 샤워 효과는 단속적인 냉각 유체 도관에 의해 얻어질 수 있는 것 보다 균일한 웨이퍼(28) 냉각을 얻을 수 있게 하며, 강제 대류식 냉각을 가능하게 한다.Optionally, the cooling fluid conduit may be shaped into a loop around the perimeter of the wafer holder 38. The looped cooling fluid conduit may be located in the cooling chamber 32 such that the wafer holder 38 may move through the cooling fluid conduit when the wafer holder 38 carries the wafer 28. Additionally, the looped cooling fluid conduit can have cooling fluid ports disposed along the circumference of the loop. Cooling fluid can be supplied simultaneously from a number of different cooling fluid ports, such that cooling fluid can be showered into the wafer 28 in the cooling chamber 32. The shower effect makes it possible to obtain more uniform wafer 28 cooling than can be obtained by intermittent cooling fluid conduits, and allows forced convective cooling.

비록, 도 3 이 냉각판(42) 없이 사용되는 냉각 유체 도관을 도시하고 있지만, 하나 이상의 냉각 유체 도관을 냉각판과 함께 사용하여 웨이퍼(28)의 온도 강하를 증대시킬 수 있다.Although FIG. 3 illustrates a cooling fluid conduit used without a cooling plate 42, one or more cooling fluid conduits may be used with the cooling plate to increase the temperature drop of the wafer 28.

전술한 바와 같이, 웨이퍼 홀더(38)내에서의 웨이퍼(28) 처리는 가열 챔버(18)내의 웨이퍼(28)의 표면에 유체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 이하의 설명은 여러 가지 유체 공급 시스템에 관한 것이다. 이상에서 설명한 각각의 열처리 장치(10)는 이하에서 설명하는 유체 공급 시스템과 함께 사용되도록 변형될 수 있다. 또한, 가열 챔버(18)의 상단부(22)를 설명하는 이상의 설명은 가열판(26)에 의해 또는 프로세싱 튜브(24)에 의해 한정될 수도 있다. 결과적으로, 이하에서 설명하는 가열 챔버(18)의 상단부(22)는 가열판(26) 또는 프로세싱 튜브(24)에 의해 한정될 수도 있다.As noted above, processing of the wafer 28 in the wafer holder 38 may include supplying fluid to the surface of the wafer 28 in the heating chamber 18. The description below relates to various fluid supply systems. Each of the heat treatment apparatuses 10 described above can be modified to be used with the fluid supply system described below. Further, the above description of the upper end 22 of the heating chamber 18 may be defined by the heating plate 26 or by the processing tube 24. As a result, the upper end 22 of the heating chamber 18 described below may be defined by the heating plate 26 or the processing tube 24.

도 4a 는 가열 챔버(18)의 상단부(22)의 바닥을 도시한다. 가열 챔버(18)의 상단부(22)는 다수의 유체 포트(70)를 포함한다. 이러한 유체 포트(70)는, 프로세싱 튜브(24) 또는 가열판(26) 중 어느 것이 가열 챔버(18)의 상단부(22)로서 작용하느냐에 따라, 가열판(26) 또는 프로세싱 튜브(24)내에 형성된다. 유체 포트(70)는 하나 이상의 유체 공급원과 유체 연통된다. 유체 공급원으로부터의 유체는 유체 포트(70)를 통해 가열 챔버(18) 및/또는 냉각 챔버(32)로 공급된다. 웨이퍼(28) 위쪽에 배치된 유체 포트(70)의 위치로 인해, 유체 포트(70)로부터의 유체가 웨이퍼(28)상으로 하향 유동한다. 배출 도관(도시 안됨)이 냉각 챔버(32)내에 또는 가열 챔버(18)내에 배치되어, 가열 챔버(18)내로 공급된 유체를 제거할 수 있다. 바람직하게, 유체 배출 도관은 가열 챔버(18)의 바닥에 인접하여 배치되며, 그에 따라 웨이퍼(28)의 처리 중에 웨이퍼(28) 아래쪽에 오도록 한다. 웨이퍼(28)의 처리 중에 웨이퍼(28)에 대한 유체 배출 포트(93)의 이러한 위치로 인해, 가열판(26)내의 유체 포트(70)로부터 공급되는 유체가 웨이퍼(28)의 표면위로 하향 유동하고 유체 배출 포트까지 하향 이동하게 된다.4A shows the bottom of the upper end 22 of the heating chamber 18. The upper end 22 of the heating chamber 18 includes a plurality of fluid ports 70. This fluid port 70 is formed in the heating plate 26 or the processing tube 24, depending on which of the processing tube 24 or the heating plate 26 acts as the upper end 22 of the heating chamber 18. Fluid port 70 is in fluid communication with one or more fluid sources. Fluid from the fluid source is supplied to the heating chamber 18 and / or the cooling chamber 32 through the fluid port 70. Due to the position of the fluid port 70 disposed above the wafer 28, fluid from the fluid port 70 flows downward onto the wafer 28. A discharge conduit (not shown) may be disposed in the cooling chamber 32 or in the heating chamber 18 to remove the fluid supplied into the heating chamber 18. Preferably, the fluid discharge conduit is disposed adjacent to the bottom of the heating chamber 18 and thus below the wafer 28 during processing of the wafer 28. Due to this location of the fluid discharge port 93 relative to the wafer 28 during processing of the wafer 28, fluid supplied from the fluid port 70 in the heating plate 26 flows down onto the surface of the wafer 28. It moves downward to the fluid outlet port.

도 4a 에 도시된 바와 같이, 유체 포트(70)는 가열 챔버(18)의 상단부(22)에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 유체 포트(70)는 몇 가지 상이한 격자 패턴(lattice pattern) 중 하나로 또는 동심적인 기하학적 형상으로 정렬될 수 있다. 이러한 유체 포트(70)의 균일한 분포는 웨이퍼(28)의 평면에 걸친 균일한 유체 공급을 촉진하고, 가열 챔버(18)의 상단부(22)로부터 웨이퍼(28)를 향한 유체의 플러그 형태의 유동을 촉진한다. 이러한 균일성은, 웨이퍼(28)에 걸친 유체의 불균일한 분포가 고르지 못한 증착 결과를 초래할 수 있는 화학 증착과 같은 공정에서, 아주 중요하다. 가열 챔버(18)내의 유체 포트(70)의 개수는 바람직하게 0 내지 1000 이며, 보다 바람직하게는 200 내지 800 이고, 가장 바람직하게는 550 내지 650 이다. 인접 유체 포트(70)들 사이의 거리는 바람직하게 0.0 내지 0.5 인치이고 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.4 인치이다.As shown in FIG. 4A, the fluid port 70 may be uniformly distributed over the upper end 22 of the heating chamber 18. For example, the fluid ports 70 may be aligned in one of several different lattice patterns or in concentric geometric shapes. This uniform distribution of the fluid port 70 facilitates a uniform fluid supply across the plane of the wafer 28 and facilitates the plug-like flow of fluid from the upper end 22 of the heating chamber 18 toward the wafer 28. To promote. This uniformity is very important in processes such as chemical vapor deposition where non-uniform distribution of fluids across the wafer 28 can result in uneven deposition. The number of fluid ports 70 in the heating chamber 18 is preferably between 0 and 1000, more preferably between 200 and 800, most preferably between 550 and 650. The distance between adjacent fluid ports 70 is preferably 0.0 to 0.5 inches and more preferably 0.1 to 0.4 inches.

일 예로서, 도 4b 는 다수의 유체 포트(70)를 가지는 가열 챔버(18)의 상단부(22)의 단면도를 제공한다. 유체 포트(70)는 가열판(26)에 형성된 도관(80)과 연결된다. 도관(80)은 유체 도관과 연결되도록 구성된 고정부(82)에서 종료된다. 그 유체 도관은 유체 포트(70)를 통해 가열 챔버(18)내로 유체를 전송하는데 이용될 수 있고 및/또는 유체 포트(70)를 통해 가열 챔버(18)로부터 유체를 회수하는데 이용될 수도 있다.As an example, FIG. 4B provides a cross sectional view of an upper end 22 of a heating chamber 18 having multiple fluid ports 70. The fluid port 70 is connected to the conduit 80 formed in the heating plate 26. Conduit 80 terminates at a fixture 82 configured to connect with the fluid conduit. The fluid conduit may be used to transfer fluid into the heating chamber 18 through the fluid port 70 and / or may be used to withdraw fluid from the heating chamber 18 through the fluid port 70.

도 4c 는 가열 챔버(18)의 상단부(22)의 또 다른 예를 도시한다. 유체 포트(70)는 가열 챔버(18)의 상단부(22)를 형성하는 프로세싱 튜브(24)의 부분을 통해 연장한다. 외측 루멘(84)은, 그 루멘이 각 유체 포트(70)와 유체 연통되도록, 가열 챔버(18)의 상단부(22)의 상단에 연결된다.4C shows another example of the upper end 22 of the heating chamber 18. The fluid port 70 extends through the portion of the processing tube 24 that forms the upper end 22 of the heating chamber 18. The outer lumen 84 is connected to the top of the upper end 22 of the heating chamber 18 such that the lumen is in fluid communication with each fluid port 70.

유체 포트는 제 1 유체 포트(70) 그룹과 제 2 유체 포트 그룹으로 나눌 수 있다. 제 1 유체 포트(70) 그룹은 제 1 유체 도관과 유체 연통될 수 있고, 제 2 유체 포트(70) 그룹은 제 1 유체 도관과 독립된 제 2 유체 도관과 유체 연통될 수 있다. 제 1 유체 도관과 제 2 유체 도관을 통해 서로 상이한 유체가 공급될 수 있다. 결과적으로, 제 2 유체 포트(70) 그룹으로부터 공급되는 것과 상이한 유체가 제 1 유체 포트(70) 그룹으로부터 공급될 수 있다. 선택적으로, 제 1 유체 도관이 가열 챔버(18)내로 유체를 공급하는데 사용되고, 제 2 유체 도관은 가열 챔버(18)로부터 유체를 회수하는데 사용될 수 있다.The fluid port can be divided into a first fluid port 70 group and a second fluid port group. The first group of fluid ports 70 may be in fluid communication with the first fluid conduit, and the second group of fluid ports 70 may be in fluid communication with a second fluid conduit independent of the first fluid conduit. Different fluids may be supplied to each other through the first fluid conduit and the second fluid conduit. As a result, fluid different from that supplied from the second fluid port 70 group can be supplied from the first fluid port 70 group. Optionally, a first fluid conduit can be used to supply fluid into the heating chamber 18 and a second fluid conduit can be used to recover the fluid from the heating chamber 18.

도 5a 에는 유체 공급 시스템이 도시되어 있는데, 이 경우에 열처리 장치(10)는 유체 유입 포트(90)에서 종료되는 유체 유입 도관(88)과 유체 배출 포트(93)에서 종료되는 유체 배출 도관(92)을 포함한다. 유체 유입 포트(90)및 유체 배출 포트(93)는 가열 챔버(18)내의 어느 곳에도 배치될 수 있다. 그러나, 유체 유입 포트(90) 및 유체 배출 포트(93)는 웨이퍼(28)의 처리중에 웨이퍼(28)의 표면 위쪽의 높이에 있는 것이 바람직하다. 이러한 유체 유입 포트 및 유체 배출 포트의 위치에 의해, 유체가 유체 유입 포트(90)로부터 웨이퍼(28)의 표면을 가로질러 유체 배출 포트(93)까지 유동될 수 있다. 따라서, 유체 유동 영역은, 웨이퍼의 처리 중에, 가열 챔버의 상단부와 웨이퍼 사이에 형성된다.The fluid supply system is shown in FIG. 5A, in which case the heat treatment apparatus 10 is fluid inlet conduit 88 terminated at fluid inlet port 90 and fluid outlet conduit 92 terminated at fluid outlet port 93. ). Fluid inlet port 90 and fluid outlet port 93 may be located anywhere within heating chamber 18. However, the fluid inlet port 90 and the fluid outlet port 93 are preferably at a height above the surface of the wafer 28 during processing of the wafer 28. This position of the fluid inlet port and the fluid outlet port allows fluid to flow from the fluid inlet port 90 across the surface of the wafer 28 to the fluid outlet port 93. Thus, a fluid flow region is formed between the upper end of the heating chamber and the wafer during processing of the wafer.

도 5b 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(28)의 처리 중에, 유체 유입 포트(90)는 웨이퍼(28)의 위쪽에 배치될 수 있고, 유체 배출 포트(93)는 가열 챔버(18)내에서 또는 냉각 챔버(32)내에서 웨이퍼(28) 아래쪽에 배치될 수 있다. 유체 배출 포트(93)에 대한 유체 유입 포트(90)의 이러한 위치는 가열 챔버(18)내에 하향 유체 유동을 생성한다. 선택적으로, 유체 도관이 반대로 작동될 수도 있고, 그에 따라 웨이퍼(28)의 처리 중에 유체 배출 포트(93)가 웨이퍼(28) 위쪽에 있고 유체 유입 포트(90)가 웨이퍼(28)의 아래쪽에 있을 수도 있다.As shown in FIG. 5B, during processing of the wafer 28, the fluid inlet port 90 may be disposed above the wafer 28, and the fluid outlet port 93 is in the heating chamber 18 or It may be disposed below the wafer 28 in the cooling chamber 32. This position of the fluid inlet port 90 relative to the fluid outlet port 93 creates a downward fluid flow in the heating chamber 18. Optionally, the fluid conduits may be operated in reverse such that the fluid outlet port 93 is above the wafer 28 and the fluid inlet port 90 is below the wafer 28 during processing of the wafer 28. It may be.

도 6a 는 가열 챔버(18)를 도시하고 있으며, 그 가열 챔버는 프로세싱 튜브(24)의 측면으로부터 내측으로 연장하는 유동 억류 부재(94)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼(28) 및 유동 억류 부재(94)가 가열 챔버(18)내에서 유체 유동 영역(96)의 하부를 형성하도록, 웨이퍼(28)가 가열 챔버(18)내에 배치될 수도 있다. 유동 억류 부재(94)에 적합한 물질은 고순도 석영, 융합된 실리카 및 실리콘 탄화물을 포함한다. 그러나, 그 물질로 제한되는 것은 아니다. 유동 억류 부재(94)는 프로세싱 튜브(24)와 일체일 수도 있고 또는 용접과 같은 기술을 이용하여 프로세싱 튜브(24)에 부착된 별도의 부품일 수도 있다.6A shows a heating chamber 18, which includes a flow arrester 94 extending inwardly from the side of the processing tube 24. As shown, the wafer 28 may be disposed in the heating chamber 18 such that the wafer 28 and the flow detaining member 94 form a lower portion of the fluid flow region 96 within the heating chamber 18. have. Suitable materials for the flow arrester 94 include high purity quartz, fused silica, and silicon carbide. However, it is not limited to the material. Flow arrest member 94 may be integral with processing tube 24 or may be a separate component attached to processing tube 24 using techniques such as welding.

도 6b 는 도 6a 에 A 로 표시한 축선에서 가열 챔버(18)내로 하향 도시한 프로세싱 튜브(24)의 단면도이다. 유동 억류 부재(94)의 내측 엣지(98)는 웨이퍼 둘레의 부분의 형상에 상보(相補)적인 형상을 갖는다. 또한, 유동 억류 부재(94)의 내측 엣지(98)는 그 내측 엣지에 대응하는 웨이퍼 둘레의 부분 보다 크다. 웨이퍼(28)의 둘레 크기와 유동 억류 판의 내측 엣지(98)의 둘레 크기 차이로 인해, 웨이퍼(28)가 그 웨이퍼(28)와 유동 억류 부재(94)의 내측 엣지(98) 사이에 갭(100)을 형성하면서 유동 억류 부재(94)에 인접하게 위치될 수 있다. 이러한 갭(100)은 유체 유동 영역(96)으로 공급되는 유체가 그 유체 유동 영역(96)을 빠져나갈 수 있는 경로를 제공한다. 가열 챔버(18)로부터 유체 유동 영역(96)으로 빠져나가는 유체를 배출하기 위해, 보조 유체 배출 포트(104)를 구비한 보조 유체 배출 도관(102)이 유동 억류 부재(94) 아래쪽에 선택적으로 배치될 수 있다.FIG. 6B is a cross-sectional view of the processing tube 24 shown downward into the heating chamber 18 at the axis indicated by A in FIG. 6A. The inner edge 98 of the flow arrester 94 has a shape complementary to the shape of the portion around the wafer. In addition, the inner edge 98 of the flow arrester 94 is larger than the portion around the wafer that corresponds to the inner edge. Due to the difference in the circumferential size of the wafer 28 and the circumferential size of the inner edge 98 of the flow detaining plate, the wafer 28 is gap between the wafer 28 and the inner edge 98 of the flow detaining member 94. It can be positioned adjacent flow detent member 94 while forming 100. This gap 100 provides a path through which fluid supplied to the fluid flow region 96 can exit the fluid flow region 96. An auxiliary fluid discharge conduit 102 with an auxiliary fluid discharge port 104 is optionally disposed below the flow arrester 94 for discharging fluid exiting the heating chamber 18 into the fluid flow region 96. Can be.

유동 억류 부재(94)는 갭(100)을 형성하도록 크기가 정해지며, 그 갭(100)은 유체가 유체 유동 영역(96)으로부터 가열 챔버(18)의 나머지 부분으로 빠져나가는 것을 감소시킨다.Flow detaining member 94 is sized to form a gap 100, which reduces the flow of fluid from the fluid flow region 96 into the rest of the heating chamber 18.

가열 챔버(18)내로 유체를 공급하는 중에, 바람직하게, 웨이퍼(28)는 유동 억류 부재(94)에 인접하여 배치된다. 유체 유동 영역(96)은 웨이퍼(28)의 처리중에 반드시 제어되어야 하는 가열 챔버(18)내의 분위기 체적을 제한한다. 분위기 조건들은 체적이 큰 경우 보다 적은 경우에 보다 제어하기가 용이하기 때문에, 전체 가열 챔버(18)내에서 얻을 수 있는 것 보다 유체 유동 영역(96)내에서 보다 쉽게 제어될 수 있다. 예를 들어, 온도의 균일성은 큰 체적의 경우 보다 적은 체적의 경우에 보다 용이하게 제어된다. 따라서, 유체 유동 영역(96)은 온도를 보다 용이하게 제어할 수 있게 한다.During the supply of fluid into the heating chamber 18, the wafer 28 is preferably disposed adjacent to the flow arrester 94. The fluid flow region 96 limits the volume of the atmosphere in the heating chamber 18 that must be controlled during the processing of the wafer 28. Atmospheric conditions can be controlled more easily in the fluid flow region 96 than can be obtained in the entire heating chamber 18 because they are easier to control when they are less than when they are large. For example, the uniformity of temperature is more easily controlled for smaller volumes than for larger volumes. Thus, the fluid flow region 96 makes it easier to control the temperature.

유체 유동 영역(96)은 가스들 간의 상호 작용을 감소시키면서 가열 챔버(18)내에서 가스들을 교환하는 공정을 단순화시킨다. 바람직하게, 가열 챔버(18)의 상단부(22)와 유체 유동 영역(96)의 바닥부측 사이의 거리가 실질적으로 일정하다. 그러한 일정한 거리는 유체 유입 도관으로부터 유체 배출 도관까지의 유체 유동을 플러그 유동 패턴으로 촉진한다. 플러그 유동 패턴은 최소한의 상호작용만이 일어나도록 하면서 하나의 가스가 다른 가스를 따를 수 있게 한다. 결과적으로, 유체 유동 영역(96)을 통해 하나의 유체의 유동이 종료하는 것과 동시에 다른 유체의 유동이 시작됨으로써, 유체 유동 영역(96)내의 유체는 유체 유동 영역(96)을 통한 이어지는 유체 유동에 의해 교환된다. 유체들 간의 상호 작용을 보다 감소시키기 위해, 제 1 유체 유동의 종료와 제 2 유체 유동의 개시 사이에 시간 지연을 둘 수도 있다.The fluid flow region 96 simplifies the process of exchanging gases within the heating chamber 18 while reducing the interaction between the gases. Preferably, the distance between the upper end 22 of the heating chamber 18 and the bottom side of the fluid flow region 96 is substantially constant. Such constant distance promotes fluid flow from the fluid inlet conduit to the fluid outlet conduit in a plug flow pattern. The plug flow pattern allows one gas to follow another while only minimal interaction occurs. As a result, the flow of one fluid through the fluid flow region 96 ends and at the same time the flow of the other fluid begins, such that the fluid in the fluid flow region 96 is subject to subsequent fluid flow through the fluid flow region 96. Exchanged by To further reduce the interaction between the fluids, a time delay may be placed between the end of the first fluid flow and the onset of the second fluid flow.

도 6a 및 도6b 에는 하나의 유체 배출 포트(93)를 가지는 하나의 유체 배출 도관(92) 및/또는 하나의 유체 유입 포트(90)를 가지는 하나의 유체 유입 도관(88)이 도시되어 있지만, 열처리 장치(10)는 다수의 유체 유입 도관(88) 및/또는 다수의 유체 배출 도관(92)을 포함할 수 있다. 또한, 하나의 유체 유입 도관(88)은 다수의 유체 유입 포트(90)를 가질 수도 있다. 추가적으로, 열처리 장치(10)가 다수의 유체 배출 도관(92)을 가질 수도 있고 그리고, 하나의 유체 배출 도관(92)이 다수의 유체 배출 포트(93)를 포함할 수도 있다. 열처리 장치(10)내의 유체 도관의 개수 및 유체 포트의 개수가 증가하면, 웨이퍼(28) 표면에서 유체의 조건에 대해 보다 큰 정도로 제어할 수 있다.6A and 6B show one fluid inlet conduit 88 having one fluid outlet port 93 and / or one fluid inlet conduit 88 having one fluid inlet port 90, The heat treatment apparatus 10 may include a plurality of fluid inlet conduits 88 and / or a plurality of fluid outlet conduits 92. In addition, one fluid inlet conduit 88 may have multiple fluid inlet ports 90. Additionally, the heat treatment apparatus 10 may have a plurality of fluid discharge conduits 92, and one fluid discharge conduit 92 may include a plurality of fluid discharge ports 93. Increasing the number of fluid conduits and the number of fluid ports in the heat treatment apparatus 10 allows greater control over the conditions of the fluid on the wafer 28 surface.

도 6c 는 도 6a 에서 A 로 표시된 축선에서 가열 챔버(18)내부를 향해 아래쪽으로 본 상태를 도시한 사각형 프로세싱 튜브(24)의 단면도이다. 열처리 장치(10)는 유동 억류 부재(94) 위쪽에 배치된 다수의 유체 유입 포트를 포함한다. 각 유체 유입 포트는 유체 유동 영역(96)의 대향하는 측면상의 유체 배출 포트와 정렬된다. 다수의 유체 유입 포트 및 유체 배출 포트는 웨이퍼(28)의 표면을 가로지르는 유체 유동의 플러그 유동 특성을 증대시킬 수 있다.FIG. 6C is a cross-sectional view of a rectangular processing tube 24 showing the state viewed downwards inside the heating chamber 18 at the axis indicated by A in FIG. 6A. The heat treatment apparatus 10 includes a plurality of fluid inlet ports disposed above the flow arrester 94. Each fluid inlet port is aligned with a fluid outlet port on an opposite side of the fluid flow region 96. Multiple fluid inlet ports and fluid outlet ports can enhance plug flow characteristics of fluid flow across the surface of wafer 28.

도 6d 는 가열 챔버(18)의 대향 측면상에 정렬된 다수의 유동 억류 부재(94)를 가지는 열처리 장치(10)를 도시한다. 각 유동 억류 부재(94)의 내측 엣지(98)는 웨이퍼 둘레의 일부의 형상에 상보적인 형상을 갖는다. 또한, 각 유동 억류 부재(94)의 내측 엣지(98)는 대응하는 형상의 웨이퍼 둘레의 부분 보다 크다. 결과적으로, 각 유동 억류 부재(94)는, 웨이퍼(28)와 유동 억류 부재(94)의 내측 엣지(98) 사이에 갭(100)을 형성하면서, 웨이퍼(28)의 일부에 인접 배치될 수 있다.6D shows a heat treatment apparatus 10 having a plurality of flow restraining members 94 aligned on opposite sides of the heating chamber 18. The inner edge 98 of each flow arrester 94 has a shape that is complementary to the shape of a portion around the wafer. In addition, the inner edge 98 of each flow retaining member 94 is larger than the portion around the wafer of the corresponding shape. As a result, each flow detaining member 94 may be disposed adjacent to a portion of the wafer 28, forming a gap 100 between the wafer 28 and the inner edge 98 of the flow detaining member 94. have.

도 7a 는 유동 억류 부재(94)와 프로세싱 튜브(24)의 벽 사이에 위치한 유동 분배 부재(106)를 도시한다. 유동 분배 부재(106)는 산화 및 대기압 프로세싱에 특히 적합하다. 유동 분배 부재(106)는 유체 유입 도관과 관련되며, 유동 분배 부재(106)는 유체 배출 도관과 관련된다. 유동 분배 부재(106)는 유동 억류 판의 내측 엣지(98)에 위치될 수 있고 또는 프로세싱 튜브(24)의 벽에 인접될 수 있다. 다수의 개구(108)가 유동 분배 부재(106)를 관통하여 형성된다. 개구(108)는 바람직하게 0.01 내지 0.1 인치의 직경, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.02 인치, 가장 바람직하게는 0.02 내지 0.03 인치의 직경을 가진다. 바람직하게, 플러그 형태의 유동을 얻기 위해, 개구(108)는 유동 분배 부재로부터 이격된다. 개구(108)는 보다 균일한 유동을 촉진하기 위해 서로 상이한 크기들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 유입 포트의 바로 앞쪽에 위치하는 개구(108)는 유체 유입 포트의 둘레부에 위치하는 개구(108) 보다 작은 직경을 가질 수가 있다. 그렇게 작은 직경은 둘레부에서 개구(108)로의 유체 유동을 촉진한다. 유동 분배 부재(106)의 다른 실시예는 메시 스크린 및 와이어 그리드(mesh screen and wire grid)를 포함한다. 그러나 그것으로 한정되는 것은 아니다. 유체 유입 도관과 관련된 유동 분배 부재(106)내의 개구(108)의 개수, 크기 및 배열은 유체 배출 도관과 관련된 유동 분배 부재(106)내의 개구(108)의 개수 등과 같거나 또는 상이할 수 있다.FIG. 7A shows the flow distribution member 106 positioned between the flow confinement member 94 and the wall of the processing tube 24. Flow distribution member 106 is particularly suitable for oxidative and atmospheric processing. Flow distribution member 106 is associated with a fluid inlet conduit, and flow distribution member 106 is associated with a fluid outlet conduit. The flow distribution member 106 may be located at the inner edge 98 of the flow restraint plate or may be adjacent to the wall of the processing tube 24. A plurality of openings 108 are formed through the flow distribution member 106. The opening 108 preferably has a diameter of 0.01 to 0.1 inches, more preferably 0.15 to 0.02 inches, most preferably 0.02 to 0.03 inches. Preferably, the opening 108 is spaced apart from the flow distribution member to obtain a plug-like flow. The openings 108 may have different sizes from each other to promote more uniform flow. For example, the opening 108 located directly in front of the fluid inlet port may have a smaller diameter than the opening 108 located at the circumference of the fluid inlet port. Such a small diameter facilitates fluid flow from the perimeter to the opening 108. Another embodiment of the flow distribution member 106 includes a mesh screen and a wire grid. But it is not limited to that. The number, size, and arrangement of openings 108 in the flow distribution member 106 associated with the fluid inlet conduits may be the same as or different from the number of openings 108 in the flow distribution member 106 associated with the fluid outlet conduits.

프로세싱 튜브(24)의 벽과 유동 분배 부재(106)는 함께 작용하여 유체 유입 포트 둘레의 유체 유동 분배 챔버(110)를 형성한다. 유동 분배 챔버(110)는 유체가 유체 유동 영역(96)으로 들어가기 위해 통과하는 면적을 크게 하며, 그 면적은 유동 분배 챔버(110)가 없는 경우의 면적 보다 크다. 유동 분배 챔버(110)는 또한 유체 배출 포트 둘레에 형성될 수 있다. 유체 배출 포트 둘레의 유동 분배 챔버(110)는 유체 유동 영역(96)을 떠나는 유체의 유동이 보다 퍼지게 하는 작용을할 수 있다. 결과적으로, 이러한 유동 분배 챔버는 유체 유동 영역(96)내의 유체가 유체 배출 포트에서 수렴하는 것을 방지한다. 유체 유입 포트 주위에 형성된 유동 분배 챔버(110)와 유체 배출 포트의 주위에 형성된 유체 챔버의 효과는 웨이퍼(28)의 표면에 걸친 유체 유동의 플러그 유동 특성을 증대시킨다.The wall of the processing tube 24 and the flow distribution member 106 work together to form a fluid flow distribution chamber 110 around the fluid inlet port. The flow distribution chamber 110 enlarges the area through which the fluid passes to enter the fluid flow region 96, which is larger than the area without the flow distribution chamber 110. Flow distribution chamber 110 may also be formed around the fluid discharge port. The flow distribution chamber 110 around the fluid discharge port can act to make the flow of fluid leaving the fluid flow region 96 more spread. As a result, this flow distribution chamber prevents the fluid in the fluid flow region 96 from converging at the fluid discharge port. The effect of the flow distribution chamber 110 formed around the fluid inlet port and the fluid chamber formed around the fluid outlet port increases the plug flow characteristics of the fluid flow across the surface of the wafer 28.

유동 분배 챔버(110)는 또한 다른 방법으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 유동 분배 챔버(110)는 금속 칩(chip)과 같은 다공성 매체 또는 확산 물질로 채워질 수 있다.Flow distribution chamber 110 may also be configured in other ways. For example, the flow distribution chamber 110 may be filled with a porous medium or diffusion material, such as a metal chip.

도 7c 는 둥근 단면을 가지는 프로세싱 튜브(24)의 단면도이다. 유체 유입 포트 둘레의 유동 분배 챔버(110)와 유체 배출 포트 둘레의 유동 분배 챔버(110)는 원호형이다. 비록, 유동 분배 챔버(110)가 180°이상의 원호로서 도시되었지만, 그 보다 작은 각도에 걸친 원호형의 유동 분배 챔버(110) 역시 예상할 수 있다.7C is a cross sectional view of the processing tube 24 having a round cross-section. The flow distribution chamber 110 around the fluid inlet port and the flow distribution chamber 110 around the fluid outlet port are arcuate. Although the flow distribution chamber 110 is shown as an arc of more than 180 degrees, an arc-shaped flow distribution chamber 110 over smaller angles can also be expected.

도 7d 에는 둥근 단면의 프로세싱 튜브(24)와 직선형 외관의 유동 분배 부재(106)가 도시되어 있다. 이러한 기하학적 형태는, 유동 분배 챔버(110)들이 길이를 따라 일정한 거리에 있다는 이점이 있다. 결과적으로, 유체가 유동 분배 챔버(110)들 사이에서 이동하는 거리는, 유동 분배 부재(106)가 곡선형 외관을 가질 경우 보다 균일하다. 증대된 균일성은, 두개의 유동 분배 챔버(110)들 사이의 중간에서, 웨이퍼(28)의 중심부의 유체 유동 조건과 웨이퍼(28)의 엣지의 유체 유동 조건들 간의 유사성을 증대시킨다.7D shows a processing tube 24 of round cross section and a flow distribution member 106 of straight appearance. This geometry has the advantage that the flow distribution chambers 110 are at a constant distance along the length. As a result, the distance that the fluid travels between the flow distribution chambers 110 is more uniform when the flow distribution member 106 has a curved appearance. Increased uniformity increases the similarity between the fluid flow conditions at the center of the wafer 28 and the fluid flow conditions at the edge of the wafer 28, between the two flow distribution chambers 110.

도 7e 는 사각형 단면의 프로세싱 튜브(24)의 단면도이다. 두개의 유동 분배 부재(106)는 모두 직선형 외관을 가진다. 이러한 기하학적 형상은, 길이를 따라 서로 일정한 거리로 이격된 유동 분배 챔버(110)들과 관련한 이점을 갖는다.7E is a cross sectional view of the processing tube 24 in a rectangular cross section. Both flow distribution members 106 have a straight appearance. This geometry has the advantage associated with flow distribution chambers 110 spaced apart from each other along a length.

도 7a 내지 도 7e 는 각각의 유동 분배 챔버(110)와 관련된 하나의 유체 유입 포트 및 하나의 유체 배출 포트를 각각 도시하고 있지만, 각 유동 분배 챔버(110)는 다수의 유체 유입 포트 및/또는 다수의 유체 배출 포트와 관련될 수도 있다.7A-7E illustrate one fluid inlet port and one fluid outlet port respectively associated with each flow distribution chamber 110, each flow distribution chamber 110 may have multiple fluid inlet ports and / or multiple fluid inlets. It may be associated with the fluid discharge port of the.

도 8 에 도시된 바와 같이, 유동 분배 챔버(110)는 프로세싱 튜브(24)의 측면으로부터 내측으로 연장하는 제 2 유동 억류 부재(94)에 의해 부분적으로 형성될 수 있다. 유동 분배 부재(106)는 유동 억류 부재(94) 및 제 2 유동 억류 부재(94) 사이에 위치한다. 제 2 유동 억류 부재(94)는 가열판(26)의 엣지를 수용하는 크기의 리세스를 선택적으로 포함할 수 있다. 결과적으로, 제 2 유동 억류 부재(94)는 가열판(26)을 지지할 수 있다. 가열판(26)은 프로세싱 튜브(24)와 같은 높이에 장착될 수 있고 또는 공기 갭이 프로세싱 튜브(24)와 가열판(26) 사이에 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 8, the flow distribution chamber 110 may be formed in part by a second flow detaining member 94 extending inwardly from the side of the processing tube 24. The flow distribution member 106 is located between the flow arrest member 94 and the second flow arrest member 94. The second flow detaining member 94 may optionally include a recess sized to receive the edge of the heating plate 26. As a result, the second flow detaining member 94 can support the heating plate 26. The heating plate 26 may be mounted at the same height as the processing tube 24 or an air gap may be formed between the processing tube 24 and the heating plate 26.

하나의 가열 챔버(18)가 서로 상이한 높이에 배치된 몇 개의 유동 분배 챔버(110)들을 포함할 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼(28)는 가열 챔버(18)의 상단부로부터 상이한 간격으로 처리될 수 있다.One heating chamber 18 may include several flow distribution chambers 110 disposed at different heights from one another. As a result, the wafer 28 can be processed at different intervals from the top of the heating chamber 18.

도 9a 는 확대된 유체 유입 포트 및 확대된 유체 유출 포트를 구비한 열처리 장치(10)의 단면을 도시한다. 웨이퍼의 처리 중에, 바람직하게, 그 웨이퍼는 유체 유입 포트의 가장 낮은 지점에 인접 배치된다. 유체 유입 도관의 일부, 유체 유동 영역 및, 유체 배출 도관이 결합되어, 유체 유입 도관과, 유체 유동 영역 및, 유체배출 도관의 일부를 통해 연장하며 단면의 기하학적 형상이 실질적으로 동일한 유체 유동 통로(112)를 형성한다. 실질적으로 일정한 단면의 기하학적 형상은, 유동 통로(112)의 한 부분내의 유체 유동 패턴이 유동 통로(112)를 통해 실질적으로 유지된다는 것을 의미한다. 이것은, 유체 유입 포트내의 유동 패턴이 유체 유동 영역을 가로질러 유지될 수 있게 한다. 결과적으로, 플러그 형태의 유동이 유체 유입 포트에서 생성된 경우, 그 플러그 형태의 유동이 유체 유동 영역을 통해 실질적으로 유지된다.9A shows a cross section of a heat treatment apparatus 10 having an enlarged fluid inlet port and an enlarged fluid outlet port. During processing of the wafer, the wafer is preferably placed adjacent to the lowest point of the fluid inlet port. A portion of the fluid inlet conduit, the fluid flow region, and the fluid outlet conduit are combined to extend through the fluid inlet conduit, the fluid flow region and the portion of the fluid outlet conduit, and the fluid flow passage 112 having substantially the same cross-sectional geometry. ). The substantially constant cross-sectional geometry means that the fluid flow pattern in one portion of the flow passage 112 is substantially maintained through the flow passage 112. This allows the flow pattern in the fluid inlet port to be maintained across the fluid flow region. As a result, when a plug-like flow is generated at the fluid inlet port, the plug-like flow is substantially maintained through the fluid flow region.

도 9b 는 A 로 표시된 축선에서 프로세싱 튜브(24) 내부를 향해 아래쪽으로 본 상태를 도시한 프로세싱 튜브(24)의 단면도이며, 도 9c 는 B 로 표시된 축선에서 프로세싱 튜브(24) 내부를 향해 위쪽으로 본 상태를 도시한 프로세싱 튜브(24)의 단면도이다. 유체 유동 영역(96)은 그 유동 영역의 대향면에 배치된 유동 영역 형성 벽(114)에 의해 부분적으로 형성된다. 유동 영역 형성 벽(114)은 유체 유입 도관 및 유체 배출 도관에 대해 여러 가지 위치를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 9d 는 프로세싱 튜브(24)의 단면도이며, 이 때 유동 영역 형성 벽(114)은 유체 유입 도관이 유체 배출 도관으로부터 이격되도록 크기가 정해진다.FIG. 9B is a cross sectional view of the processing tube 24 showing the state downwardly toward the inside of the processing tube 24 at the axis indicated by A, and FIG. 9C is upwardly toward the inside of the processing tube 24 at the axis indicated by B. FIG. It is sectional drawing of the processing tube 24 which shows this state. Fluid flow region 96 is formed in part by flow region forming walls 114 disposed on opposite surfaces of the flow region. Flow region forming wall 114 may have various positions with respect to fluid inlet conduits and fluid outlet conduits. For example, FIG. 9D is a cross sectional view of the processing tube 24, wherein the flow region forming wall 114 is sized such that the fluid inlet conduit is spaced apart from the fluid outlet conduit.

유동 분배 부재(106)는 유체 유입 도관내에 위치한다. 유사하게, 유동 분배 부재(106)는 유체 배출 도관내에 위치한다. 결과적으로, 유동 분배 챔버(110)는 유체 유입 도관 및 유체 유출 도관내에 형성된다. 유동 분배 부재(106)는 유체 배출 도관의 길이를 따라 유체 유입 포트에 배치될 수 있다. 유동 분배 부재(106)는 유체 유동을 유체 유입 도관 및/또는 유체 배출 도관의 폭에 걸쳐 펼치는 역할을한다. 결과적으로, 유동 분배 부재(106)는 유체 유동 통로(112)내의 플러그 형태 유동을 촉진한다.Flow distribution member 106 is located in the fluid inlet conduit. Similarly, flow distribution member 106 is located in the fluid discharge conduit. As a result, the flow distribution chamber 110 is formed in the fluid inlet conduit and the fluid outlet conduit. Flow distribution member 106 may be disposed at the fluid inlet port along the length of the fluid discharge conduit. The flow distribution member 106 serves to spread the fluid flow over the width of the fluid inlet conduit and / or the fluid outlet conduit. As a result, the flow distribution member 106 promotes plug-like flow in the fluid flow passage 112.

유체 유입 도관 및 유체 배출 도관은 유체 유동 영역(96)의 형상에 매칭(matching)되는 형상을 갖는다. 도시된 바와 같이, 유체 유동 영역(96)은 웨이퍼(28)의 폭과 같은 정도의 폭을 갖는다. 결과적으로, 유체 유입 도관 및 유체 배출 도관은 웨이퍼 지름과 같은 정도의 폭(W)을 갖는다. 유사하게, 유체 유동 영역(96)은 유체 유입 포트의 두께와 같은 정도의 두께를 갖는다. 결과적으로, 유체 유입 도관 및 유체 배출 도관은 유체 유입 포트의 두께에 근사한 두께(T)를 갖는다. 유체 유입 도관, 유체 유동 영역(96) 및, 유체 배출 도관의 일정한 형상으로 인해, 유체 유입 도관, 유체 유동 영역(96) 및, 유체 배출 도관 각각에서 유체가 유사한 유동 패턴을 유지할 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼 표면에서의 유체 유동 패턴은 유체 유입 도관내의 유체 유동 패턴을 제어함으로써 제어될 수 있다.The fluid inlet conduit and the fluid outlet conduit have a shape that matches the shape of the fluid flow region 96. As shown, the fluid flow region 96 has a width the same as the width of the wafer 28. As a result, the fluid inlet conduit and the fluid outlet conduit have a width W about the same as the wafer diameter. Similarly, the fluid flow region 96 has a thickness that is equal to the thickness of the fluid inlet port. As a result, the fluid inlet conduit and the fluid outlet conduit have a thickness T close to the thickness of the fluid inlet port. Due to the constant shape of the fluid inlet conduit, fluid flow region 96, and fluid outlet conduit, fluid may maintain a similar flow pattern in each of the fluid inlet conduit, fluid flow region 96, and fluid outlet conduit. As a result, the fluid flow pattern at the wafer surface can be controlled by controlling the fluid flow pattern in the fluid inlet conduit.

프로세싱 튜브와 일체형으로 도시하였지만, 유체 유입 도관 및 유체 배출 도관은 유체 유동 영역(96)에 매칭되는 형상을 가질 수 있고, 또 프로세싱 튜브(24)의 형상에 무관할 수도 있다.Although shown integrally with the processing tube, the fluid inlet conduit and fluid outlet conduit may have a shape that matches the fluid flow region 96 and may be independent of the shape of the processing tube 24.

하나의 프로세싱 튜브(24)가 전술한 유체 공급 시스템의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 열처리 장치(10)가 가열판(26)에 정렬된 유체 포트(70)와, 유체 유입 도관(88)과, 유체 유동 영역(96)의 대향 측면에 배치된 유체 배출 도관(92)을 포함할 수 있다.One processing tube 24 may comprise a combination of the fluid supply systems described above. For example, one heat treatment apparatus 10 includes a fluid port 70 aligned with a heating plate 26, a fluid inlet conduit 88, and a fluid discharge conduit disposed on opposite sides of the fluid flow region 96. 92).

도 10a 는 단열 효과를 제공하도록 디자인된 셔터(52)의 측면을 도시한다.셔터(52)는 다수의 부재(116)로 구성된다. 그러한 부재(116)를 구성하기에 적합한 재료는 절연체로 덮인 석영, 실리콘 탄화물, 불투명 석영 및 융합된 실리카를 포함한다. 그러나 이러한 물질로 제한되는 것은 아니다. 그 부재(116)들은 인접 부재(116)들 사이에 공기 갭(118)이 적어도 부분적으로 형성되도록 정렬된다. 공기의 열전도성이 낮기 때문에, 이러한 개방된 공기 갭(118)은 셔터(52)에 단열 특성을 부가한다.10A shows the side of a shutter 52 designed to provide an adiabatic effect. The shutter 52 is composed of a plurality of members 116. Suitable materials for constructing such member 116 include quartz covered with insulator, silicon carbide, opaque quartz and fused silica. However, it is not limited to these materials. The members 116 are aligned such that an air gap 118 is at least partially formed between adjacent members 116. Because of the low thermal conductivity of air, this open air gap 118 adds thermal insulation to the shutter 52.

바람직하게, 개방된 공기 갭(118)은 각 부재(116)의 두께 보다 약간 큰 높이를 갖는다. 공기 갭(118)의 개방 특성으로 인해, 도 10b 에 도시한 바와 같이 셔터(52)들이 서로 맞물릴 수 있다. 특히, 하나의 셔터(52)의 부분은 다른 셔터(52)의 부분내로 미끄러져 수용된다. 하나의 셔터(52)가 다른 셔터(52)내로 미끄러져 수용된 경우, 바람직하게, 대향 셔터(52)의 부재들은 서로와 접촉하지 않음으로써, 가열 챔버(18)내에 입자가 생성되는 것을 방지한다.Preferably, the open air gap 118 has a height slightly greater than the thickness of each member 116. Due to the open nature of the air gap 118, the shutters 52 may be engaged with each other, as shown in FIG. 10B. In particular, a portion of one shutter 52 slides into a portion of another shutter 52. When one shutter 52 slides into another shutter 52, preferably, the members of the opposing shutters 52 do not come into contact with each other, thereby preventing generation of particles in the heating chamber 18.

도 11a 는 셔터(52)들이 도 1c 에 도시된 차단 위치에 있는 경우를 도시한 셔터(52)의 평면도이다. 셔터(52)는 웨이퍼 홀더(38)와 연결된 샤프트(48)의 형상 및 크기에 상응하는 기하학적 형상을 가지는 리세스(120)를 포함한다. 따라서, 웨이퍼 홀더(38)가 가열 챔버(18)내에 위치되었을 때, 셔터(52)들이 함께 이동될 수 있으며, 그에 따라 그 셔터들이 샤프트(48)의 형상과 유사한 형상의 통로(54)를 형성한다. 통로(54)가 샤프트(48)에 상보적인 형상을 가지기 때문에, 샤프트(48)가 통로(54)내에 맞게 삽입되어 가열 챔버(18) 및 냉각 챔버(32) 사이의 가스 교환을 감소시키고 또 가열 챔버(18)와 냉각 챔버(32) 사이의 복사 열 전달을 감소시킨다.이러한 형상은 또한 가열 챔버(18)로부터 냉각 챔버(32)로 열이 복사 전달되는 것을 감소하는 역할을 한다.FIG. 11A is a plan view of the shutter 52 showing the case where the shutters 52 are in the blocking position shown in FIG. 1C. The shutter 52 includes a recess 120 having a geometric shape corresponding to the shape and size of the shaft 48 connected with the wafer holder 38. Thus, when the wafer holder 38 is positioned in the heating chamber 18, the shutters 52 can be moved together, such that the shutters form a passage 54 shaped like the shape of the shaft 48. do. Since the passage 54 has a shape complementary to the shaft 48, the shaft 48 is inserted into the passage 54 to reduce gas exchange between the heating chamber 18 and the cooling chamber 32 and to heat up. The radiation heat transfer between the chamber 18 and the cooling chamber 32 is reduced. This shape also serves to reduce the heat transfer from the heating chamber 18 to the cooling chamber 32.

도 11b 는 셔터(52)들이 도 1a 에 도시된 셔터의 위치와 같은 차단 위치에 있는 경우를 도시한 셔터(52)의 평면도이다. 셔터(52)들이 서로 미끄러져 충분히 멀어짐으로써, 통로(54)를 효과적으로 폐쇄한다. 웨이퍼 홀더(38)가 냉각 챔버(32)내에 위치할 때, 통로(54)가 폐쇄되어 냉각 챔버(32) 및 가열 챔버(18)의 단열 효과를 높인다. 따라서, 도 11b 의 셔터 구성은 웨이퍼 홀더(38)가 냉각 챔버(32)내에 위치될 때 바람직하다.11B is a plan view of the shutter 52 showing the case where the shutters 52 are in the same blocking position as the position of the shutter shown in FIG. 1A. The shutters 52 slide away from each other enough to close the passage 54 effectively. When the wafer holder 38 is located in the cooling chamber 32, the passage 54 is closed to enhance the thermal insulation effect of the cooling chamber 32 and the heating chamber 18. Thus, the shutter configuration of FIG. 11B is desirable when the wafer holder 38 is located in the cooling chamber 32.

도 11c 는 개구의 크기를 결정하는데 사용될 수 있는 하나의 셔터(52)를 도시한다. 하나의 셔터(52)는, 셔터(52)가 차단 위치에 있고 웨이퍼 홀더(38)가 가열 챔버(18)내에 위치할 때 셔터(52)를 수용하는 깊은 리세스(120)를 포함한다. 바람직하게, 리세스(120)는 충분히 깊어, 웨이퍼 홀더(38)가 가열 챔버(18)내에 위치할 때 냉각 챔버(32)와 가열 챔버(18) 사이에서 통로(54)를 가로질러 셔터(52)가 연장될 수 있다.11C shows one shutter 52 that can be used to determine the size of the opening. One shutter 52 includes a deep recess 120 that receives the shutter 52 when the shutter 52 is in the blocking position and the wafer holder 38 is in the heating chamber 18. Preferably, the recess 120 is deep enough so that the shutter 52 across the passage 54 between the cooling chamber 32 and the heating chamber 18 when the wafer holder 38 is located in the heating chamber 18. ) May be extended.

도 11a 내지 도 11c 에 도시된 셔터(52)는 웨이퍼 홀더(38)와 결합된 샤프트(48)를 수용하기 위한 하나의 리세스(120)를 포함한다; 그러나, 셔터(52)가 웨이퍼 홀더(38)와 결합된 다수의 샤프트(48)를 수용하기 위한 다수의 리세스(120)를 포함할 수도 있다.The shutter 52 shown in FIGS. 11A-11C includes one recess 120 for receiving a shaft 48 coupled with the wafer holder 38; However, the shutter 52 may also include a plurality of recesses 120 for receiving a plurality of shafts 48 coupled with the wafer holder 38.

전술한 셔터(52)가 다수의 부재(116)로 구성될 수 있지만, 각 셔터(52)는 하나의 부재(116)로부터 구성될 수도 있다. 또한, 전술한 각 통로(54)는 두개의 셔터들로부터 구성되지만; 열처리 장치(10)는 하나의 통로(54)를 형성하는 3 개 또는 그 이상의 셔터(52)를 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 하나의 리세스내로 이동하는 7 개의 셔터(52)가 이동된다.Although the above-described shutter 52 may be composed of a plurality of members 116, each shutter 52 may be composed of one member 116. Also, each passage 54 described above is constructed from two shutters; The heat treatment apparatus 10 may include three or more shutters 52 forming one passage 54. In another embodiment, seven shutters 52 are moved into one recess.

도 12a 내지 도 12d 는 전술한 열처리 장치(10)와 함께 사용된 가열 소자(20)의 가능한 배열을 도시한다. 가열 소자(20)는 각각 동심적인 가열 영역(122)내에 배치된다. 특히 가열 영역(122)내의 가열 소자(20)는 도 12a 에 도시된 바와 같이 동심적인 원형태로 배치될 수 있다. 선택적으로, 도 12b 에 도시한 바와 같이, 둥근 형상의 하나의 가열 소자(20)가 가열 영역(122)을 차지할 수도 있다. 상이한 가열 영역(122)내의 가열 소자(20)는 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다. 다수의 가열 소자(20)가 특정 가열 영역(122)내에 포함되는 경우, 가열 소자(20)들은 직렬 또는 병렬로 전기 연결되거나 또는 각각 제어될 수 있다. 열전쌍(thermocouples)이 각 영역의 중심에 제공되어 온도 피드백을 제공할 수 있다.12A-12D show a possible arrangement of the heating elements 20 used with the heat treatment apparatus 10 described above. The heating elements 20 are each arranged in concentric heating zones 122. In particular, the heating elements 20 in the heating region 122 may be arranged in concentric circles as shown in FIG. 12A. Optionally, as shown in FIG. 12B, one rounded heating element 20 may occupy the heating region 122. The heating elements 20 in the different heating zones 122 are preferably controlled independently. If multiple heating elements 20 are included in a particular heating region 122, the heating elements 20 may be electrically connected in series or in parallel or controlled respectively. Thermocouples may be provided at the center of each region to provide temperature feedback.

도 12c 에 도시된 바와 같이, 단열 장벽(124)이 가열 영역(122)들 사이에 위치될 수 있다. 도 12d 에 도시된 바와 같이, 단열 장벽(124)은 단열부(16)로부터 프로세싱 튜브(24)를 향해 연장될 수 있고 프로세싱 튜브(24)에 결합될 수도 있다. 다른 실시예에서, 단열 장벽(124)은 단열부로부터 가열판(26)을 향해 연장될 수 있고 가열판(26)에 결합될 수 있다.As shown in FIG. 12C, a thermal barrier 124 may be located between the heating regions 122. As shown in FIG. 12D, the thermal barrier 124 may extend from the thermal insulation 16 toward the processing tube 24 and may be coupled to the processing tube 24. In other embodiments, the thermal barrier 124 may extend from the thermal insulation towards the heating plate 26 and may be coupled to the heating plate 26.

단열 장벽(124)은 서로 상이한 가열 영역(122)내의 가열 소자(20)에 의해 발생된 열의 혼합(cross talk)을 줄일 수 있다. 결과적으로, 특정 가열 영역(122)에서 발생된 열이 가열판(26) 또는 프로세싱 튜브(24)를 향하게 된다. 따라서, 특정가열 소자(20)에 대한 조절은 그 조절된 가열 소자(20)에 인접한 프로세싱 튜브(24) 또는 가열판(26)의 부분에 주로 영향을 미친다. 결과적으로, 단열 장벽(124)은 가열 챔버(18)내의 열 조건에 대한 제어를 보다 잘 할 수 있게 한다. 도 12a 내지 도 12d 에는 둥근 단면의 프로세싱 튜브(24)가 도시되었지만, 가열 소자(20) 및 단열 장벽(124)은 사각형 단면의 프로세싱 튜브(24)에 적용될 수도 있다.The thermal barrier 124 may reduce cross talk of heat generated by the heating elements 20 in the different heating zones 122. As a result, heat generated in the particular heating zone 122 is directed to the heating plate 26 or the processing tube 24. Thus, the adjustment to the particular heating element 20 primarily affects the portion of the processing tube 24 or the heating plate 26 adjacent to the controlled heating element 20. As a result, the thermal barrier 124 allows better control over thermal conditions within the heating chamber 18. Although FIGS. 12A-12D show a processing tube 24 of round cross section, the heating element 20 and thermal barrier 124 may be applied to the processing tube 24 of rectangular cross section.

도 13 에는 냉각 챔버(32)로부터 연장하는 샤프트 도관(126)을 구비하는 열처리 장치(10)가 개시되어 있다. 샤프트 도관(126)은 냉각 챔버(32) 아래에서 연장하는 샤프트(48)의 일부를 둘러싼다. 샤프트 도관(126)은 냉각 챔버(32)의 프레임과 일체일 수 있고, 또는 냉각 챔버(32)의 프레임에 부착된 별도의 단편일 수도 있다. 선택적으로, 샤프트 도관(126)이 "아코디언" 형상의 벨로우즈(도시 안함)일 수 있다. 전술한 어떠한 열처리 장치(10)도 샤프트 도관(126)을 이용할 수 있다.13 discloses a heat treatment apparatus 10 having a shaft conduit 126 extending from a cooling chamber 32. Shaft conduit 126 surrounds a portion of shaft 48 that extends below cooling chamber 32. The shaft conduit 126 may be integral with the frame of the cooling chamber 32 or may be a separate piece attached to the frame of the cooling chamber 32. Optionally, shaft conduit 126 may be a bellows (not shown) in an “accordion” shape. Any of the heat treatment devices 10 described above may utilize shaft conduits 126.

냉각 챔버(32)로부터 멀리 떨어진 위치에서 샤프트 도관(126)과 샤프트(48) 사이에 밀봉부(128)가 형성된다. 밀봉부(128)는 냉각 챔버(32)로부터 유체가 빠져나가는 것을 줄이는 역할을 하고 및/또는 대기로부터 냉각 챔버(32)내로 유체가 유입되는 것을 줄이는 역할을 한다. 결과적으로, 밀봉부(128)는 냉각 챔버(32)를 대기로부터 열적으로 및 물리적으로 격리시키는 것을 돕는다. 이러한 격리는 냉각 챔버(32)내의 분위기를 조절하는 것을 강화시킨다.A seal 128 is formed between the shaft conduit 126 and the shaft 48 at a location remote from the cooling chamber 32. The seal 128 serves to reduce the escape of fluid from the cooling chamber 32 and / or to reduce the flow of fluid into the cooling chamber 32 from the atmosphere. As a result, the seal 128 helps to thermally and physically isolate the cooling chamber 32 from the atmosphere. This isolation enhances the regulation of the atmosphere within the cooling chamber 32.

밀봉부(128)의 이격된 위치는 그 밀봉부(128)에 가해지는 열을 감소시킨다. 예를 들어, 웨이퍼(28)가 가열 챔버(18)내에 위치하는 동안에, 가열 챔버(18)내의샤프트(48)의 부분은 가열될 것이다. 그러나, 샤프트(48)의 하부는, 냉각 챔버(32)에 근접하기 때문에 및/또는 가열 챔버(18)내에 있는 시간이 짧기 때문에, 낮은 온도로 유지된다. 냉각 챔버(32)로부터 떨어진 밀봉부(128)의 위치로 인해, 냉각 챔버(32) 내에 또는 인접하여 배치되는 경우 보다 더, 밀봉부(128)가 샤프트(48)의 하부에 노출된다. 결과적으로, 냉각 챔버(32)로부터 떨어진 밀봉부(128)의 위치는 그 밀봉부(128)를 열 손상으로부터 보호하는 역할을 하며, 그에 따라 밀봉부(128)를 보존할 수 있게 한다. 냉각 챔버(32)로부터 밀봉부(128)까지의 거리는 샤프트(48)가 가열 챔버(18)내로 연장하는 최대 거리와 거의 같은 것이 바람직하다.The spaced position of the seal 128 reduces the heat applied to the seal 128. For example, while the wafer 28 is located in the heating chamber 18, the portion of the shaft 48 in the heating chamber 18 will be heated. However, the lower part of the shaft 48 is kept at a low temperature because of its proximity to the cooling chamber 32 and / or because of the short duration of time in the heating chamber 18. Due to the location of the seal 128 away from the cooling chamber 32, the seal 128 is exposed at the bottom of the shaft 48 more than if disposed in or adjacent to the cooling chamber 32. As a result, the position of the seal 128 away from the cooling chamber 32 serves to protect the seal 128 from thermal damage, thereby making it possible to preserve the seal 128. The distance from the cooling chamber 32 to the seal 128 is preferably about the same as the maximum distance that the shaft 48 extends into the heating chamber 18.

밀봉부(128)는 냉각 챔버(32)와 샤프트(48)의 접합부에 형성될 수 있다. 그러한 밀봉부(128)는 샤프트(48)와 샤프트 도관(126) 사이의 밀봉부(128) 대신에, 또는 함께 사용될 수 있다.The seal 128 may be formed at the junction of the cooling chamber 32 and the shaft 48. Such a seal 128 may be used in place of, or in conjunction with, the seal 128 between the shaft 48 and the shaft conduit 126.

본 발명은 또한 열처리 장치(10)의 작동 방법에 관한 것이다. 열처리 장치(10)의 작동 중에, 웨이퍼(28) 온도를 높이는 동안 웨이퍼 홀더(38)는 가열 챔버(18)내의 어느 곳에도 위치될 수 있다. 그러나, 가열판(26)과 웨이퍼(28) 사이의 공기를 통해 열이 웨이퍼(28)로 전달되도록, 웨이퍼(28)는 가열판(26)에 근접 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 웨이퍼(28)가 가열판(26)으로부터 복사되는 열선을 받기 때문에, 웨이퍼(28) 및 가열판(26)의 접근은 웨이퍼(28)가 복사 및 전도 모두에 의해 동시에 가열된다. 이러한 두가지 열전달 기구는 온도 상승을 가속한다. 그러나, 본 발명이 상기한 것으로 제한되지는 않으며, 웨이퍼가 고온판으로부터 멀리 떨어진 경우에는 비-전도 모드로 작동될 수도 있다.The invention also relates to a method of operating the heat treatment apparatus 10. During operation of the heat treatment apparatus 10, the wafer holder 38 may be located anywhere within the heating chamber 18 while raising the wafer 28 temperature. However, the wafer 28 is preferably placed proximate to the heating plate 26 so that heat is transferred to the wafer 28 through the air between the heating plate 26 and the wafer 28. In addition, since the wafer 28 receives heat rays radiated from the heating plate 26, the approach of the wafer 28 and the heating plate 26 is simultaneously heated by both the radiation and the conduction. These two heat transfer mechanisms accelerate the temperature rise. However, the present invention is not limited to the above, and may be operated in a non-conductive mode when the wafer is far from the hot plate.

온도 상승 중에 그리고 웨이퍼(28)가 전도가 일어날 정도로 가열판(26)에 가깝게 있을 때, 웨이퍼(28)에 전달되는 열 중 전도에 의해 전달되는 열은 바람직하게 20 - 90%, 보다 바람직하게 20 - 70% 이다. 온도 상승중에, 웨이퍼(28)가 가열판(26)으로부터 2 mm 이내에 배치되는 것이 바람직하며, 가열판(26)으로부터 1 mm 이내에 배치되는 것이 보다 바람직하다. 그러나, 소정 정도의 열이 전도에 의해 전달되도록 하는데 요구되는 웨이퍼(28)와 가열판(26) 사이의 거리는 가열판(26)의 온도의 함수이다. 예를 들어, 가열판(26)의 온도가 약 900℃ 일 때, 웨이퍼(28)는 가열판(26)으로부터 2 mm 내에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 가열판(26)의 온도가 약 500℃ 일 때, 웨이퍼(28)는 가열판(26)으로부터 0.8 mm 내에 배치되는 것이 바람직하다. 웨이퍼(28)와 가열판(26) 사이의 거리는 가열 속도를 제어하기 위해 웨이퍼의 처리 중에 변경될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼를 가열판(26)에 보다 접근 이동시킴으로써 온도 상승 속도를 크게 할 수 있다.During the temperature rise and when the wafer 28 is close to the heating plate 26 such that conduction occurs, the heat transferred by conduction in the heat transferred to the wafer 28 is preferably 20-90%, more preferably 20-. 70%. During the temperature rise, the wafer 28 is preferably disposed within 2 mm from the heating plate 26, and more preferably within 1 mm from the heating plate 26. However, the distance between the wafer 28 and the heating plate 26 required to allow a certain amount of heat to be transferred by conduction is a function of the temperature of the heating plate 26. For example, when the temperature of the heating plate 26 is about 900 ° C., the wafer 28 is preferably disposed within 2 mm from the heating plate 26. However, when the temperature of the heating plate 26 is about 500 ° C., the wafer 28 is preferably disposed within 0.8 mm from the heating plate 26. The distance between the wafer 28 and the heating plate 26 can be changed during processing of the wafer to control the heating rate. For example, the temperature rise rate can be increased by moving the wafer closer to the heating plate 26.

도 14 는 가열판(26)으로부터 웨이퍼까지의 거리가 서로 다른 2 개의 변위점에서 복사에 의한 열유속(heat flux)과 전도에 의한 열유속을 비교 도시한다. 열전달은 주로 복사에 의해 이루어진다. 그러나; 도시된 바와 같이, 전도에 의한 열유속의 백분율은 웨이퍼가 가열판(26)에 접근하였을 때 증가한다. 예를 들어, 900℃ 이고 가열판(26)으로부터 0.2 mm 이격된 경우, 전도에 기인한 열유속은 전체 열유속의 약 2/3 가 된다. 그러나, 900℃ 이고 가열판(26)으로부터 1 mm 이격된 경우, 전도에 기인한 열유속은 전체 열유속의 약 1/3 까지 감소 된다. 결과적으로,전도성 열 유속의 이점을 얻기 위해서, 웨이퍼는 반드시 가열판(26)에 근접 배치되어야 한다.FIG. 14 shows a comparison of heat flux due to radiation and heat flux due to conduction at two displacement points having different distances from the heating plate 26 to the wafer. Heat transfer is mainly by radiation. But; As shown, the percentage of heat flux due to conduction increases as the wafer approaches the heating plate 26. For example, at 900 ° C. and 0.2 mm away from the heating plate 26, the heat flux due to conduction is about two thirds of the total heat flux. However, at 900 ° C. and 1 mm away from the heating plate 26, the heat flux due to conduction is reduced to about one third of the total heat flux. As a result, in order to take advantage of the conductive heat flux, the wafer must be placed close to the heating plate 26.

웨이퍼(28)에서 목표 조건이 얻어진 후에, 웨이퍼(28)가 처리된다. 예를 들어, 웨이퍼(28)가 목표 온도에 도달하면, 유체가 가열 챔버(18)내로 공급된다. 선택적으로, 웨이퍼(28)가 목표 온도에 도달하면, 웨이퍼(28)를 가열판(26)으로부터 후퇴시킬 수 있다. 가열판(26)으로부터 웨이퍼(28)를 후퇴시키는 것은 유체 유입 도관(88)과 연결된 유체 유입 포트(90) 아래쪽으로 웨이퍼(28)를 이동시키는 역할을 하며 또는 웨이퍼(28)와 가열판(26) 사이의 간극을 크게 함으로써 웨이퍼(28)상의 유체 유동 특성을 개선할 수도 있다.After the target conditions are obtained at the wafer 28, the wafer 28 is processed. For example, when the wafer 28 reaches the target temperature, fluid is supplied into the heating chamber 18. Optionally, when the wafer 28 reaches the target temperature, the wafer 28 may be retracted from the heating plate 26. Retracting the wafer 28 from the heating plate 26 serves to move the wafer 28 below the fluid inlet port 90 connected to the fluid inlet conduit 88 or between the wafer 28 and the heating plate 26. It is also possible to improve the fluid flow characteristic on the wafer 28 by increasing the gap of.

웨이퍼(28)의 처리 중에, 웨이퍼 홀더(38)를 회전시켜 웨이퍼(28)를 회전시킬 수 있다. 웨이퍼(28)가 회전될 때, 그 웨이퍼(28)는 바람직하게 0 내지 600 r.p.m. 으로 회전되고, 보다 바람직하게 5 내지 15 r.p.m. 으로 회전된다. 웨이퍼(28)의 회전은, 웨이퍼(28)의 처리 중에 가열 챔버(18)내로 공급된 유체에 웨이퍼(28)가 보다 균일하게 노출되도록 한다. 웨이퍼(28)의 회전은 또한 보다 균일한 열 분배를 제공한다.During the processing of the wafer 28, the wafer holder 38 can be rotated to rotate the wafer 28. When the wafer 28 is rotated, the wafer 28 is preferably 0 to 600 r.p.m. And more preferably 5 to 15 r.p.m. Is rotated. Rotation of the wafer 28 allows the wafer 28 to be more evenly exposed to the fluid supplied into the heating chamber 18 during processing of the wafer 28. Rotation of the wafer 28 also provides more uniform heat distribution.

웨이퍼(28)가 가열 챔버(18)내에서 처리된 후에, 셔터(52)가 개방되고 웨이퍼 홀더(38)가 냉각 챔버(32)내로 하강될 수 있다. 웨이퍼(28)가 웨이퍼 홀더(38)로부터 제거되기에 앞서서, 웨이퍼(28)에서 목표 조건이 얻어진다. 예를 들어, 웨이퍼(28)가 웨이퍼 홀더(38)로부터 제거되기에 앞서서, 웨이퍼(28)의 온도를 원하는 온도 범위로 낮출 수 있다.After wafer 28 has been processed in heating chamber 18, shutter 52 may be opened and wafer holder 38 may be lowered into cooling chamber 32. Prior to the wafer 28 being removed from the wafer holder 38, target conditions are obtained at the wafer 28. For example, before the wafer 28 is removed from the wafer holder 38, the temperature of the wafer 28 can be lowered to a desired temperature range.

본 발명의 다른 실시예에서, 웨이퍼 홀더에 의해 지지되는 웨이퍼의 보다 균일한 가열을 촉진할 수 있도록 구성된 열처리 장치 및 웨이퍼 홀더가 제공된다. 특히, 열처리 장치내에서의 가열 및 냉각에 의한 웨이퍼의 열응력을 최소화하는 웨이퍼 홀더 및 열처리 장치가 제공된다. 가열 챔버내에서 웨이퍼가 가열될 때, 웨이퍼의 둘레 엣지는 웨이퍼의 중심부 보다 더 빨리 가열될 것이다. 유사하게, 웨이퍼의 둘레 엣지는 웨이퍼의 중심부 보다 더 빨리 냉각될 것이다. 웨이퍼의 엣지와 중심부 사이의 이러한 온도차는 웨이퍼내에 열응력을 발생시킨다. 그러한 열응력은 특히 고온에서 문제가 되며, 웨이퍼에 형성된 반도체 소자의 불량을 유발할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, a heat treatment apparatus and a wafer holder are provided that are configured to facilitate more uniform heating of a wafer supported by a wafer holder. In particular, a wafer holder and a heat treatment apparatus are provided which minimize the thermal stress of the wafer by heating and cooling in the heat treatment apparatus. When the wafer is heated in the heating chamber, the circumferential edge of the wafer will heat faster than the center of the wafer. Similarly, the peripheral edge of the wafer will cool faster than the center of the wafer. This temperature difference between the edge and the center of the wafer creates thermal stress in the wafer. Such thermal stress is particularly problematic at high temperatures and may lead to defects in the semiconductor devices formed on the wafer.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 웨이퍼 홀더 및 열처리 장치는 웨이퍼의 둘레 엣지의 열 승하강 속도를 늦추도록 구성되었다. 이것은 웨이퍼의 둘레 엣지의 적어도 일부에 근접 배치된 엣지 작용 부재를 구비한 웨이퍼 홀더를 채용함으로써 이루어진다. 본 발명에 따라 엣지 작용 부재를 가지는 웨이퍼 홀더의 일 실시예가 도 15 에 도시되어 있다. 웨이퍼 홀더(138)는 하나 이상의 웨이퍼 지지 부재(140) 및 엣지 작용 부재(142)를 포함한다. 하나 이상의 웨이퍼 지지 부재(140)는 웨이퍼 홀더(138)내에서 웨이퍼를 보유하고 그 웨이퍼를 실질적으로 평평한 방식으로 지지한다. 웨이퍼 지지 부재(140)로는 어떠한 적절한 지지 부재도 가능할 것이며, 어떠한 특정 디자인으로 한정되지 않는다. 적합한 지지 부재(140)의 일 실시예는 다수의 상향 연장 핀, 평평한 베이스판, 리세스가 형성된 베이스판, 환형 링, 안전 링 등을 포함한다. 그러나, 그 것들로 한정되는 것은 아니다. 특히, 웨이퍼 지지 부재(140)는 웨이퍼 지지부의 회전중에 웨이퍼의 확실한 지지 및 유지를 보장한다. 웨이퍼 홀더(138)는 그 웨이퍼 홀더를 열처리 장치(10)내에서 승하강시키는 샤프트(48)에 결합된다.In order to solve this problem, the wafer holder and the heat treatment apparatus of the present invention have been configured to slow down the heat rising rate of the peripheral edge of the wafer. This is accomplished by employing a wafer holder with edge action members disposed proximate to at least a portion of the circumferential edge of the wafer. One embodiment of a wafer holder having an edge action member in accordance with the present invention is shown in FIG. 15. Wafer holder 138 includes one or more wafer support members 140 and edge action members 142. One or more wafer support members 140 hold the wafer in the wafer holder 138 and support the wafer in a substantially flat manner. The wafer support member 140 may be any suitable support member, and is not limited to any particular design. One embodiment of a suitable support member 140 includes a plurality of upwardly extending pins, a flat base plate, a recessed base plate, an annular ring, a safety ring, and the like. However, it is not limited to them. In particular, wafer support member 140 ensures reliable support and retention of the wafer during rotation of the wafer support. The wafer holder 138 is coupled to a shaft 48 that raises and lowers the wafer holder in the heat treatment apparatus 10.

특별한 이점으로서, 웨이퍼 홀더(138)는 엣지 작용 부재(142)를 포함한다. 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 열처리 장치에서 웨이퍼를 가열 및 냉각하는 동안, 엣지 작용 부재(142)는 웨이퍼 엣지와 웨이퍼 중심부 사이에 온도차가 발생하는 것을 최소화한다. 다시 도 15 로 돌아가서, 일 실시예에 따른 엣지 작용 부재(142)를 구비한 웨이퍼 홀더(138)가 도시되어 있다. 웨이퍼 홀더(138)는, 웨이퍼 직경 전체에 걸쳐 연장하는 평평한 베이스판(141)과 그 베이스판(141)의 둘레 엣지 근방에 위치하는 상향 연장 엣지 작용 부재(142)로 이루어진 지지 부재(140)를 포함한다. 엣지 작용 부재(142)는 웨이퍼(28)의 둘레 엣지로부터 이격된다. 엣지 작용 부재(142)는 수직 배향된(즉, 웨이퍼에 직각인) 원형 밴드를 포함하며, 그 원형 밴드는 베이스판(141)으로부터 상향으로 연장하고 웨이퍼(28)의 둘레 엣지의 적어도 일부를 둘러싼다. 바람직하게, 엣지 작용 부재(142)는 웨이퍼의 상당한 둘레 엣지를 둘러싸고, 가장 바람직하게는 엣지 작용 부재(142)가 웨이퍼의 전체 둘레를 둘러싼다. 엣지 작용 부재(142)는 베이스판(141)과 일체로 형성될 수 있고 또는 용접과 같은 주지의 기술을 통해 베이스판(141)에 부착되는 별도의 단면으로 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 엣지 작용 부재(142)는 웨이퍼의 위치에 걸쳐서 연장하며, 그에 따라 웨이퍼의 둘레 주변에 열 장벽을 생성한다. 따라서, 웨이퍼의 엣지 근방에 열 질량체를 제공하는 것에 더하여, 엣지 작용부재(142)는 또한 가열 챔버의 측벽으로부터 나오는 어떠한 복사열도 차단한다.As a particular advantage, the wafer holder 138 includes an edge action member 142. As described in more detail below, during heating and cooling the wafer in the heat treatment apparatus, the edge action member 142 minimizes the occurrence of a temperature difference between the wafer edge and the wafer center. 15, a wafer holder 138 with an edge action member 142 is shown, according to one embodiment. The wafer holder 138 includes a support base 140 including a flat base plate 141 extending over the entire wafer diameter and an upwardly extending edge action member 142 located near the circumferential edge of the base plate 141. Include. The edge action member 142 is spaced apart from the circumferential edge of the wafer 28. Edge action member 142 includes a circular band that is vertically oriented (ie, perpendicular to the wafer), the circular band extending upward from base plate 141 and surrounding at least a portion of the circumferential edge of wafer 28. All. Preferably, the edge acting member 142 surrounds a significant circumferential edge of the wafer, most preferably the edge acting member 142 surrounds the entire circumference of the wafer. The edge action member 142 may be integrally formed with the base plate 141 or may be formed as a separate cross section attached to the base plate 141 through a known technique such as welding. In this embodiment, the edge action member 142 extends over the position of the wafer, thereby creating a thermal barrier around the perimeter of the wafer. Thus, in addition to providing a thermal mass near the edge of the wafer, the edge acting member 142 also blocks any radiant heat from the side walls of the heating chamber.

엣지 작용 부재(142)는 웨이퍼의 둘레 엣지 부근에 배치된 열 질량체를 제공한다. 이러한 열 질량체는, 가열 중에 그 열 질량체의 온도가 웨이퍼의 온도 보다 낮은 경우에, 웨이퍼의 엣지로부터 열을 빼앗을 것이다. 이러한 것을 촉진하기 위해, 엣지 작용 부재를 구비한 웨이퍼 홀더가 웨이퍼(또는 다른 기본 물질)의 열 질량 보다 큰 열 질량을 가지도록 디자인하여, 에너지 흡수율을 크게 한다. 도 15 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더 및 그 홀더의 엣지 작용 부재는 t1및 t2의 두께를 가진다. 적절한 열 질량을 제공할 수 있는 웨이퍼 홀더 물질은 석영, 실리콘 탄화물, Al2O3, 융합 실리카, 실리콘, 또는 세라믹을 포함한다. 그러나 그러한 물질만으로 제한되는 것은 아니다. 웨이퍼 홀더 및 엣지 작용 부재는 통상적으로 동일한 물질로 제조된다. 그러나, 서로 상이한 물질로 제조될 수도 있다. 적절한 열 질량을 제공할 수 있는 웨이퍼 홀더의 두께(t1및/또는 t2)는 약 0 내지 10 mm 이며, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 4 mm 이고, 가장 바람직하게는 약 0.75 내지 2 mm 이다. 소위 당업자라면, 체적 및 두께의 디자인 조건과, 밀도, 비열, 방출성 및 반사도의 물질 특성과 같은 변수들은, 에너지 흡수율을 위한 원하는 열 질량을 생성하고 그에 따라 웨이퍼에 걸쳐 원하는 온도 프로파일을 얻을 수 있도록, 선택될 수 있다는 것을 알 것이다. 물론, 상이한 형태의 가열 장치 및 상기한 형태의 웨이퍼는 엣지 작용 부재의 상이한 크기 및 배치를 필요로 할 것이다. 실리콘 웨이퍼에서, 요구되는 목적은 통상적으로 웨이퍼(즉, 엣지와 중심부 사이)내의 온도편차를 최소화하는 것이고, 그에 따라 엣지 작용 부재가 채용되어 웨이퍼에 걸쳐 실질적으로 균일한 가열 및 냉각을 촉진시킨다.The edge action member 142 provides a thermal mass disposed near the circumferential edge of the wafer. Such thermal mass will take heat away from the edge of the wafer if the temperature of the thermal mass during heating is lower than the temperature of the wafer. To facilitate this, the wafer holder with the edge action member is designed to have a thermal mass larger than that of the wafer (or other base material), thereby increasing the energy absorption rate. As shown in FIG. 15, the wafer holder and the edge action member of the holder have a thickness of t 1 and t 2 . Wafer holder materials that can provide adequate thermal mass include quartz, silicon carbide, Al 2 O 3 , fused silica, silicon, or ceramics. However, it is not limited to such materials alone. The wafer holder and the edge action member are typically made of the same material. However, they may be made of different materials from each other. The thickness t 1 and / or t 2 of the wafer holder capable of providing a suitable thermal mass is about 0 to 10 mm, more preferably about 0.5 to 4 mm and most preferably about 0.75 to 2 mm. . To those skilled in the art, variables such as volume and thickness design conditions and material properties of density, specific heat, emissivity and reflectivity can be used to produce the desired thermal mass for energy absorption and thus to obtain the desired temperature profile across the wafer. It will be appreciated that it may be chosen. Of course, different types of heating devices and wafers of the type described above will require different sizes and arrangements of edge action members. In silicon wafers, the desired purpose is typically to minimize the temperature deviation within the wafer (ie, between the edge and the center), so that the edge action member is employed to promote substantially uniform heating and cooling across the wafer.

바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 엣지 작용 부재가 불투명한 또는 부분적으로 불투명한 물질로 제조된다. 이것은, 가열 공급원으로부터 웨이퍼의 엣지로 복사 열전달이 되는 것을 선택적으로 차단할 수 있는 추가적인 이점을 제공한다. 복사 열전달의 차단을 적절하게 맞추기 위해, 웨이퍼에 대해 여러 가지 다른 방향으로 배향되도록 엣지 작용 부재를 배치할 수 있다. 예를 들어, 이하에서 보다 자세하게 설명하는 바와 같이, 엣지 작용 부재가 웨이퍼의 둘레 엣지 위쪽에 배치되고, 그에 따라 가열 챔버의 상단부에 있는 열 공급원으로부터 방출되는 복사로부터 웨이퍼의 엣지를 차단한다. 불투명 또는 부분 불투명을 제공하는 바람직한 물질은 석영, 실리콘, 실리콘 탄화물, 융합 실리카를 포함한다. 그러나, 그러한 물질로만 한정되지 않는다.In a preferred embodiment, the edge action member according to the invention is made of an opaque or partially opaque material. This provides the additional advantage of selectively blocking radiant heat transfer from the heating source to the edge of the wafer. In order to properly match the blocking of radiant heat transfer, the edge action member may be arranged to be oriented in various different directions with respect to the wafer. For example, as will be described in more detail below, an edge action member is disposed above the circumferential edge of the wafer, thereby blocking the edge of the wafer from radiation emitted from a heat source at the top of the heating chamber. Preferred materials that provide opacity or partial opacity include quartz, silicon, silicon carbide, fused silica. However, it is not limited only to such materials.

기재된 모든 실시예에서, 도 15 및 도 16a 내지 도 16b 에 도시된 바와 같이, 엣지 작용 부재는 웨이퍼의 둘레 엣지로부터 거리(d) 만큼 이격된다. 요구되는 열적 작용을 제공하기 위해, 엣지 작용 부재는 웨이퍼(28)의 둘레 엣지로부터 최대 약 1 인치까지의 "거리(d)" 만큼 이격되어 배치되어야 한다. 바람직하게, 엣지 작용 부재는 웨이퍼(28)의 둘레 엣지로부터 약 0.5 내지 10 mm 의 거리 만큼 이격되어 배치된다.In all the embodiments described, as shown in FIGS. 15 and 16A-16B, the edge action member is spaced apart by a distance d from the circumferential edge of the wafer. In order to provide the required thermal action, the edge action member must be spaced apart by a “distance d” up to about 1 inch from the circumferential edge of the wafer 28. Preferably, the edge action member is disposed at a distance of about 0.5 to 10 mm from the circumferential edge of the wafer 28.

엣지 작용 부재(142)의 일 실시예가 도 15 에 도시되어 있지만, 그 엣지 작용 부재는 여러 가지 다양한 형상으로 구성될 수 있을 것이다. 다른 실시예가 도16a 및 도 16b 에 도시되어 있다. 도 16a 에는, 도 15 에 도시된 것과 유사한 구성을 가지고 웨이퍼의 둘레 엣지를 둘러싸는 엣지 작용 부재가 수직 배향된 웨이퍼 홀더가 도시되어 있으며; 이 실시예를 제외하고, 지지 부재(140)는 웨이퍼의 전체 직경에 걸쳐 연장하는 평평한 베이스판(141)에 대향하는 엣지를 따라 웨이퍼를 지지하는 두개의 외측으로 연장되고 서로 대향하는 판들(144, 145)로 구성된다. 선택적으로, 지지 부재(140)는 둘레를 따라 웨이퍼를 지지하는 원형 지지 디스크 또는 링(143)(도 17 참조)으로 구성된다.Although one embodiment of the edge action member 142 is shown in FIG. 15, the edge action member may be configured in a variety of different shapes. Another embodiment is shown in FIGS. 16A and 16B. FIG. 16A shows a wafer holder with a configuration similar to that shown in FIG. 15, with the edge action member vertically oriented surrounding the circumferential edge of the wafer; Except for this embodiment, the support member 140 includes two outwardly opposing plates 144 that support the wafer along an edge opposite the flat base plate 141 extending over the entire diameter of the wafer. 145). Optionally, the support member 140 is comprised of a circular support disk or ring 143 (see FIG. 17) that supports the wafer along its perimeter.

웨이퍼 홀더의 두 개의 변형 실시예가 도 16b 및 도 16c 에 도시되어 있다. 웨이퍼 홀더(138)는 지지 부재(140) 및 엣지 작용 부재(148)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 엣지 작용 부재(148)는 웨이퍼(28)의 둘레 엣지로부터 이격되며, 웨이퍼의 둘레 엣지 또는 적어도 일부를 둘러싸는 수평 배향(즉, 웨이퍼에 평행하게 배향된) 원형 밴드를 포함한다. 바람직하게, 엣지 작용 부재(148)는 웨이퍼의 둘레 엣지의 상당부분을 둘러싸며, 가장 바람직하게는 웨이퍼의 전체 둘레를 둘러싼다. 엣지 작용 부재(148)는 도 16b 에 도시된 바와 같이 웨이퍼의 둘레 엣지 아래쪽에 배치되거나 또는 도 16c 에 도시된 바와 같이 웨이퍼의 둘레 엣지 위쪽에 배치될 수 있다. 엣지 작용 부재가 웨이퍼의 둘레 엣지 위쪽에 위치된 경우, 웨이퍼 홀더는 가열 챔버의 상단부내의 열 공급원으로부터 웨이퍼의 엣지로 열이 복사 전달되는 것을 방지하는 부가적인 효과를 제공한다. 이것은, 엣지 작용 부재의 열적 작용에 더하여, 웨이퍼의 엣지의 가열을 느리게 하는 것을 돕고 그에 따라 웨이퍼의 엣지의 온도 승하강율이 웨이퍼의 중심부의 승하강율과 비슷해지게 함으로써, 웨이퍼(28)내의 온도 비-균일성을 감소시킨다.Two variations of the wafer holder are shown in FIGS. 16B and 16C. The wafer holder 138 includes a support member 140 and an edge action member 148. In this embodiment, the edge action member 148 is spaced apart from the circumferential edge of the wafer 28 and includes a horizontal orientation (ie, oriented parallel to the wafer) that surrounds the circumferential edge or at least a portion of the wafer. . Preferably, the edge action member 148 surrounds a substantial portion of the circumferential edge of the wafer and most preferably surrounds the entire circumference of the wafer. The edge action member 148 may be disposed below the circumferential edge of the wafer as shown in FIG. 16B or above the circumferential edge of the wafer as shown in FIG. 16C. When the edge action member is positioned above the circumferential edge of the wafer, the wafer holder provides the additional effect of preventing heat transfer from the heat source in the top of the heating chamber to the edge of the wafer. This, in addition to the thermal action of the edge action member, helps slow the heating of the edge of the wafer and thus makes the temperature rise rate of the edge of the wafer similar to the rate of rise of the center of the wafer, thereby reducing the temperature non- Reduce uniformity.

웨이퍼 엣지에 원하는 열적 작용을 제공하기 위해, 엣지 작용 부재(148)가 웨이퍼의 위쪽 또는 아래쪽에서 그 웨이퍼와 평행하게 배치된 경우, 엣지 작용 부재(148)는 웨이퍼 엣지에 걸쳐 연장되어야 한다. 엣지 작용 부재(148)는 웨이퍼의 엣지를 약 0-10 mm 초과하여(또는 경우에 따라 그 미만으로) 연장할 것이다. 지지 부재(140)는 임의의 적절한 지지부를 포함할 것이다. 예를 들어, 엣지 작용 부재(148)가 웨이퍼 아래쪽에 배치된 도 16b 에서, 지지 부재(140)는 수평의 엣지 작용 부재(148)로부터 상향 연장하여 웨이퍼(28)의 하부측과 맞닿는 다수의 직선형 핀(150)을 포함한다. 선택적으로, 그 핀들은 엣지 작용 부재에 의해 지지되도록 대향된 챔버 벽들로부터 연장된 다른 부재에 의해 지지될 수도 있다. 지지 링이 사용될 수도 있다.In order to provide the desired thermal action at the wafer edge, when the edge action member 148 is disposed parallel to the wafer at the top or bottom of the wafer, the edge action member 148 must extend across the wafer edge. The edge action member 148 will extend the edge of the wafer by more than about 0-10 mm (or less in some cases). The support member 140 will include any suitable support. For example, in FIG. 16B where the edge acting member 148 is disposed below the wafer, the support member 140 extends upward from the horizontal edge acting member 148 to abut a number of straight lines that abut the bottom side of the wafer 28. Pin 150. Optionally, the pins may be supported by another member extending from opposite chamber walls to be supported by the edge action member. Support rings may be used.

엣지 작용 부재(148)가 웨이퍼 위쪽에 위치된 도 16c 에 도시된 다른 실시예에서, 지지 부재(140)는, 엣지 작용 부재로부터 연장되고 웨이퍼 하부로 돌출한 외측방향 돌출부(153)를 가지는 엣지 작용 부재(148)에 의해 지지되는 L-자형 부재(152)를 포함한다. 외측방향 돌출부(153)는 웨이퍼(28)의 하부측과 맞닿는 다수의 핀(154)을 포함한다. 당업자가 명백히 알 수 있는 바와 같이, 지지 부재(140)는 여러 가지 형태로 구성될 수 있고, 도시된 실시예로만 한정되지 않는다. 유일한 제한은 지지부재가 웨이퍼의 견고한 지지부를 제공한다는 것이다.In another embodiment shown in FIG. 16C where the edge action member 148 is positioned above the wafer, the support member 140 has an edge action with an outward protrusion 153 extending from the edge action member and protruding below the wafer. And an L-shaped member 152 supported by the member 148. Outward protrusion 153 includes a plurality of pins 154 that abut the bottom side of wafer 28. As will be apparent to those skilled in the art, the support member 140 may be configured in various forms and is not limited to the illustrated embodiment. The only limitation is that the support member provides a firm support of the wafer.

본 발명의 다른 실시예가 도 16d 에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 엣지 작용 부재(148)는 상부(156a) 및 하부(156b)의 두 부분을 포함하며, 웨이퍼의 적어도 일부를 둘러싸는 뒤집힌 L-자형 밴드와 유사하다. 상부(156a)는 웨이퍼의 수평면에 평행이고, 상기 웨이퍼의 위쪽에서 이격되게 배치된다. 상부(156a)는 웨이퍼 엣지를 따라 연장하며, 그에 따라 챔버의 상단부내의 열 공급원으로부터 웨이퍼 엣지로 복사되는 열의 적어도 일부를 차단한다. 상부(156a)에는 하부(156b)가 연결된다. 하부(156b)는 웨이퍼의 수평면에 직각인 수직방향으로 배치되고, 웨이퍼로부터 이격 배치된다. 상부 및 하부는 일체로 형성될 수 있고, 그 대신에 두개의 분리된 단편으로 형성된 후에 용접과 같은 공지 기술을 이용하여 서로 부착될 수 있다. 특별한 이점으로서, 이러한 웨이퍼 홀더의 실시예는, (1)웨이퍼의 엣지에 인접하여 배치된 열 질량체에 의해 웨이퍼의 엣지에서 불균일하게 가열 및 냉각이 되는 것을 억제하고, (2)챔버의 상단부로부터 웨이퍼의 엣지로 복사되는 열의 적어도 일부를 차단하는, 이중 효과를 제공한다.Another embodiment of the present invention is shown in FIG. 16D. In this embodiment, the edge action member 148 includes two portions, top 156a and bottom 156b, similar to an inverted L-shaped band surrounding at least a portion of the wafer. Top 156a is parallel to the horizontal plane of the wafer and is spaced apart from the top of the wafer. Top 156a extends along the wafer edge, thereby blocking at least some of the heat radiated from the heat source in the top of the chamber to the wafer edge. The lower portion 156b is connected to the upper portion 156a. The lower portion 156b is disposed in a vertical direction perpendicular to the horizontal plane of the wafer and spaced apart from the wafer. The top and bottom can be formed integrally, instead they can be formed into two separate pieces and then attached to each other using known techniques such as welding. As a particular advantage, embodiments of such wafer holders (1) inhibit uneven heating and cooling at the edge of the wafer by thermal masses placed adjacent to the edge of the wafer, and (2) wafers from the top of the chamber. Provides a dual effect, blocking at least some of the heat that is radiated to the edges.

도 17 및 도 18 에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 웨이퍼 홀더는 웨이퍼 승강 조립체(170)를 포함한다. 일반적으로, 웨이퍼 승강 조립체(170)는 승강 로드(174)를 통해 결합된 다수의 승강 핀(172)을 포함한다. 바람직하게, 승강 로드는 3 개의 승강 핀(172)에 연결된 3 개의 스포크(spoke)를 포함한다. 승강 핀은 지지 부재(140)내의 개구를 통해 연장하고 후퇴하여 웨이퍼(28)를 상승 및 하강시킨다. 예를 들어, 처리를 위해 웨이퍼를 수용하고자 하는 경우, 승강 핀이 연장되고, 통상적으로 단부 작용부(도시 안함)에 의해 이송되는 웨이퍼(28)가 상기 핀 위쪽에 위치되고, 그 후에 웨이퍼는 연장된 핀상에 놓여진다. 연장된 위치에서, 핀은 엣지 작용 부재의 높이 위까지의 거리만큼 연장한다.17 and 18 show another embodiment of the present invention. In this embodiment, the wafer holder includes a wafer lift assembly 170. In general, wafer lift assembly 170 includes a plurality of lift pins 172 coupled through lift rod 174. Preferably, the lifting rod includes three spokes connected to three lifting pins 172. Lift pins extend and retract through openings in support member 140 to raise and lower wafer 28. For example, when it is desired to receive a wafer for processing, a lift pin is extended, and a wafer 28, typically conveyed by an end action (not shown), is positioned above the pin, after which the wafer is extended. Is placed on the pin. In the extended position, the pin extends by a distance up to the height of the edge action member.

웨이퍼 처리를 위해, 승강 핀은 지지 부재(140)내의 개구를 통해 후퇴되며, 그에 따라 도 17 에 도시된 바와 같이 웨이퍼가 지지 부재상에 놓인다. 처리 후에, 승강 핀이 다시 연장하고 웨이퍼를 엣지 작용 부재 위쪽으로 상승시키며, 웨이퍼를 제거한다.For wafer processing, the lift pins are retracted through the openings in the support member 140, thus placing the wafer on the support member as shown in FIG. After the treatment, the lifting pins extend again, raise the wafer above the edge action member, and remove the wafer.

여러 가지 구성의 지지 부재를 사용할 수 있고, 여러 가지 상이한 지지 부재들 중 도면에 도시된 하나의 지지 부재가 도면에 도시된 여러 가지 상이한 엣지 작용 부재의 실시예와 조합될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 도 19 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 장치내에 배치된 웨이퍼 홀더의 일 실시예를 도시한다. 웨이퍼 홀더(138)는 웨이퍼 지지 부재(140) 및 엣지 작용 부재(142)를 포함한다. 그 엣지 작용 부재(142)는 유동 억류 부재(94)에 근접하고, 유동 억류 부재(94)의 내경 및 웨이퍼 홀더(138)의 외경 사이에 갭이 형성되도록 그 유도 억류 부재로부터 이격된다.It is to be understood that support members of various configurations may be used, and that one support member shown in the figures among various different support members may be combined with embodiments of the various different edge action members shown in the figures. Figure 19 illustrates one embodiment of a wafer holder disposed in a heat treatment apparatus in accordance with one embodiment of the present invention. The wafer holder 138 includes a wafer support member 140 and an edge action member 142. The edge action member 142 is close to the flow arrester 94 and spaced apart from the induced arrester such that a gap is formed between the inner diameter of the flow arrester 94 and the outer diameter of the wafer holder 138.

본 발명의 다른 양태에서, 열처리 장치는 프로세싱 튜브내에서 특히, 가열 챔버(18)내에서 가스의 개선된 억류를 제공한다. 도 20 을 참조하면, 유체 공급 시스템에 의해 웨이퍼(28)의 표면으로 프로세스 가스가 공급됨에 따라, 이러한 가스들을 열처리 장치의 고온 영역(즉, 가열 챔버)내에 그리고 웨이퍼를 둘러싸는 영역내에 잔류시키는 것이 바람직하다. 특히, 열 억류에 추가하여, 셔터(52)의 채용으로 가열 챔버(18)내에 프로세스 가스를 억류할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세스 챔버(18)의 바닥과 셔터(52)의 상단 사이에서 프로세싱 튜브내에 작은 "갭(g1)"을 제공하고 그 갭(g1)을 통해 냉각 챔버(32)로부터 가열 챔버(18)로 퍼지 가스를 유동시킴으로써, 그러한 억류가 달성된다. 가열 챔버(18) 및 냉각 챔버(32) 사이의 압력차가 유지되는데, 이 때 냉각 챔버(32)내의 압력이 가열 챔버(18)내의 압력 보다 크다. 따라서, 정압(positive pressure)이 냉각 챔버내에서 또는 셔터 하우징 체적내에서 셔터(52)아래쪽에 설정되고, 그 정압에 의해 퍼지 가스가 가열 챔버내로 유동하게 된다. 제 2 갭(g2)이 대향하는 셔터(52)들 사이에 제공될 수 있으며, 그 제 2 갭의 길이는 최소화되는 것이 바람직하다. 억류를 제공하는데 필요한 퍼지 가스 유속이 작도록 갭(g1 및 g2)이 작은 것이 바람직하며, 갭(g1 및 g2)은 약 0.040 내지 0.15 인치인 것이 바람직하다.In another aspect of the present invention, the heat treatment apparatus provides for improved confinement of gas in the processing tube, in particular in the heating chamber 18. Referring to FIG. 20, as the process gas is supplied to the surface of the wafer 28 by a fluid supply system, it is desirable to leave these gases in the high temperature region (ie, the heating chamber) of the heat treatment apparatus and in the region surrounding the wafer. desirable. In particular, in addition to heat confinement, the use of the shutter 52 can confine the process gas in the heating chamber 18. In one embodiment, a small “gap g1” is provided in the processing tube between the bottom of the process chamber 18 and the top of the shutter 52 and through the gap g1 from the cooling chamber 32 to the heating chamber ( By depressing purge gas 18), such detention is achieved. The pressure difference between the heating chamber 18 and the cooling chamber 32 is maintained, wherein the pressure in the cooling chamber 32 is greater than the pressure in the heating chamber 18. Thus, a positive pressure is set below the shutter 52 in the cooling chamber or in the shutter housing volume, and the positive pressure causes the purge gas to flow into the heating chamber. A second gap g2 may be provided between the opposing shutters 52, the length of which is preferably minimized. Preferably, the gaps g1 and g2 are small so that the purge gas flow rates required to provide detention are small, and the gaps g1 and g2 are preferably about 0.040 to 0.15 inches.

다른 실시예에서, 억류는 제 1 억류 및 제 2 억류에 의해 제공된다. 제 2 억류는 바로 앞의 문단에서 설명한 바와 같으며, 그 제 2 억류는 가열 챔버의 바닥과 셔터의 상단 사이의 갭(g1)의 제공 및 셔터 아래쪽에서 정압을 유지하는 것에 의해 이루어진다. 프로세스 가스의 제 1 억류는 유동 억류 부재(94)를 가로지르는 압력차에 의해 얻어진다. 이러한 실시예에서, 유동 억류 부재(94) 아래쪽의 압력은 그 부재(94)의 위쪽의 압력 보다 크며, 이에 따라 퍼지 가스가 유동 억류 부재의 내측 엣지(98)와 웨이퍼(28) 사이에 형성된 갭(100)을 통과하여 유동 억류 부재(94) 위쪽 영역까지 유동하게 된다. 유동 억류 부재(94) 위쪽의 영역은 프로세스 가스가 웨이퍼로 공급되는 곳이고, 이상 설명한 억류 체계는 프로세스 가스를 이 영역에서 고립시키고 억류시키는 것을 촉진한다.In another embodiment, the detention is provided by the first and second detentions. The second detention is as described in the preceding paragraph, the second detention being made by providing a gap g1 between the bottom of the heating chamber and the top of the shutter and maintaining a constant pressure below the shutter. The first detention of the process gas is obtained by the pressure difference across the flow detention member 94. In this embodiment, the pressure under the flow arrester 94 is greater than the pressure above the member 94, so that purge gas is formed between the inner edge 98 of the flow arrester and the wafer 28. It passes through the 100 and flows to the region above the flow arresting member 94. The region above the flow detent member 94 is where the process gas is supplied to the wafer, and the detention scheme described above facilitates isolation and detention of the process gas in this region.

프로세스 가스의 분열(disruption)을 최소화하기 위해, 압력차가 몇 인치 물기둥(water column) 정도로 작은 것이 바람직하다. 또한, 프로세스 가스에 미치는 영향을 최소화하기 위해, 퍼지 가스는 불활성이고 초순도의 가스인 것이 바람직하다.In order to minimize disruption of the process gas, it is desirable for the pressure differential to be as small as a few inches of water column. In addition, to minimize the effect on the process gas, the purge gas is preferably an inert and ultra-pure gas.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 열처리 장치는 추가적인 냉각 스테이션을 채용할 수 있다. 추가적인 냉각 스테이션은 웨이퍼를 보다 신속히 냉각시키는데 사용될 것이고 및/또는 웨이퍼를 장치로부터 제거하기에 앞서서 웨이퍼를 보다 낮은 온도(예를 들어, 약 23℃의 상온 정도로 낮은 온도)로 냉각하는데 사용될 것이다. 바람직하게, 냉각 스테이션은 냉각 챔버(32)에 인접 배치되고, 그러나 그 냉각 챔버(32)로부터 열적으로 단절된다. 냉각 챔버(32)로부터의 단열은 냉각 스테이션이 가열 챔버의 영향으로부터 단절되는 것을 돕는다. 냉각 스테이션은 웨이퍼를 추가로 냉각시키는 냉각 수단을 포함한다. 하나 이상의 수냉식 판, 열전기 냉각 판, 평행한 수냉식 판 등과 같은 어떠한 적절한 냉각 수단도 이용할 수 있다. 또한, 질소의 샤워와 같은 중화(corrective) 냉각도 이용할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the heat treatment apparatus may employ an additional cooling station. An additional cooling station may be used to cool the wafer more quickly and / or to cool the wafer to a lower temperature (eg, as low as room temperature of about 23 ° C.) prior to removing the wafer from the device. Preferably, the cooling station is arranged adjacent to the cooling chamber 32 but is thermally disconnected from the cooling chamber 32. Insulation from the cooling chamber 32 helps the cooling station disconnect from the effects of the heating chamber. The cooling station includes cooling means for further cooling the wafer. Any suitable means of cooling may be used, such as one or more water cooled plates, thermoelectric cooling plates, parallel water cooled plates and the like. In addition, corrective cooling such as a shower of nitrogen can also be used.

본 발명의 다른 실시예에서, 열처리 장치는 예열 스테이션을 포함한다. 몇몇 용도의 경우에, 특정 온도 창(window)에서 매우 균일한 온도 프로파일을 갖는 것이 중요하다. 이것은 주입(implanting) 후에 실리콘을 처리하는 경우에 특히 그러하다. 악영향을 방지하기 위해, 전체적인 온도는 반드시 약 600℃ 이상으로 매우 균일하여야 한다. 따라서, 일 실시예에서, 예열 또는 예비-조절 챔버가 제공된다. 예열/예비-조절 챔버는 두 가지 방법으로 이용될 수 있다. 첫째로, 웨이퍼를 안정화 온도까지 가열할 때 그 챔버를 단순히 예비 가열기로서 사용하는 것이다.이러한 안정화 온도는 열적 균일성이 매우 중요하게 되는 온도 보다 낮은 온도일 것이다. 안정화 온도에 도달한 후에, 웨이퍼는 가열 챔버(18)와 같은 장치의 보다 고온 영역으로 삽입되고, 실질적으로 균일한 방식으로 원하는 온도까지 상승된다. 이러한 방법은 가장 중요한 보다 높은 온도에서 웨이퍼의 열적 균일성을 개선하는 것을 돕는다.In another embodiment of the invention, the heat treatment apparatus comprises a preheating station. For some applications, it is important to have a very uniform temperature profile in a particular temperature window. This is especially the case when the silicon is processed after implanting. To avoid adverse effects, the overall temperature must be very uniform, at least about 600 ° C. Thus, in one embodiment, a preheating or pre-regulating chamber is provided. The preheat / pre-regulation chamber can be used in two ways. First, the chamber is simply used as a preheater when heating the wafer to a stabilization temperature. This stabilization temperature will be lower than the temperature at which thermal uniformity becomes very important. After reaching the stabilization temperature, the wafer is inserted into a higher temperature region of the device, such as heating chamber 18, and raised to the desired temperature in a substantially uniform manner. This method helps to improve the thermal uniformity of the wafer at the higher temperatures that are most important.

둘째로, 또 다른 방법은, 웨이퍼에 대한 엣지 가열 효과를 보상하는 원하는 온도 프로파일을 웨이퍼상에 실현하기 위해 예열/예비-조절 챔버를 이용하는 것이다. 이러한 시스템은 가열중에 웨이퍼에 온도 분산을 제공하기 위해 구성된 것이다. 웨이퍼에 대한 가열의 분산은 웨이퍼의 중심부가 웨이퍼의 엣지 보다 약 50℃ 정도 높은 온도가 되도록 변화시킬 수 있다. 특별한 이점으로서, 웨이퍼내의 온도 차는 약 600 내지 1100 ℃의 가장 중요한 온도 창에서 최소화된다.Secondly, another method is to use a preheat / pre-regulation chamber to realize on the wafer a desired temperature profile that compensates for the edge heating effect on the wafer. Such a system is configured to provide temperature dispersion to the wafer during heating. Dispersion of heating to the wafer can be varied such that the center of the wafer is at a temperature about 50 ° C. above the edge of the wafer. As a particular advantage, the temperature difference in the wafer is minimized at the most important temperature window of about 600 to 1100 ° C.

예열/예비-조절 챔버(180)가 도 21 에 도시되어 있다. 그 챔버(180)는 하나 이상의 가열 영역(182)을 포함하며, 그 가열 영역(182)은 웨이퍼 아래쪽에서 축대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다. 각각의 가열 영역은, 서로 상이한 온도로 선택적으로 가열될 수 있도록, 독립적으로 온도제어된다. 서로 상이한 온도 영역들은 웨이퍼의 상이한 부분들을 상이한 온도로 가열한다. 열전쌍을 이용하여 각 영역의 온도 피드백을 달성할 수 있다.Preheat / pre-regulation chamber 180 is shown in FIG. 21. The chamber 180 includes one or more heating regions 182, which are preferably disposed symmetrically under the wafer. Each heating zone is independently temperature controlled so that it can be selectively heated to a different temperature from each other. Different temperature regions heat different portions of the wafer to different temperatures. Thermocouples can be used to achieve temperature feedback in each region.

본 발명의 다른 실시예가 도 22 및 도 23 에 개시되어 있다. 명확한 도시를 위해, 가열 챔버만을 도시하였고 내부 부품의 일부는 도시하지 않았다. 특별한 이점으로서, 이러한 실시예에서, 셔터는 그 셔터의 일부내에 형성된 셔터 공동(192)을 포함한다. 특히, 도 23(명확한 도시를 위해 상부 셔터를 제거하였다) 에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 하나 이상의 내부 셔터(190)는 큰 리세스(191)를 포함한다. 그 리세스(191)는, 대향하는 셔터들(190)들이 폐쇄되었을 때 그 내부에 셔터 공동(192)이 형성되도록, 반원형인 것이 바람직하다. 셔터 공동(192)은 웨이퍼 캐리어(138)를 수용하기에 적합한 크기 및 지름을 갖는다. 그 셔터 공동으로 인해, 웨이퍼 캐리어가 그 공동 내부에 위치될 수 있고, 처리를 위해 가열 영역(182)내에 배치되기 전에 웨이퍼를 적절히 예열할 수 있다.Another embodiment of the invention is disclosed in FIGS. 22 and 23. For clarity, only the heating chamber is shown and some of the internal parts are not shown. As a particular advantage, in this embodiment, the shutter includes a shutter cavity 192 formed in a portion of the shutter. In particular, as shown in more detail in FIG. 23 (removed the top shutter for clarity), one or more internal shutters 190 include a large recess 191. The recess 191 is preferably semicircular so that the shutter cavity 192 is formed therein when the opposing shutters 190 are closed. Shutter cavity 192 has a size and diameter suitable for receiving wafer carrier 138. The shutter cavity allows the wafer carrier to be positioned inside the cavity and to properly preheat the wafer prior to being placed in the heating area 182 for processing.

이러한 실시예는 어닐링 공정에 특히 적합하다. 예를 들어, 어닐링 공정 중에, 처리되는 웨이퍼의 종류에 따라 온도가 약 900 내지 1200℃ 에 달할 것이다. 셔터 공동(192)은 웨이퍼가 가열 영역(182)내로 들어가기 전에 예열될 수 있는 폐쇄 영역을 제공한다. 이것은, 완전한 어닐링 온도에 노출되기 전에 웨이퍼의 중심부가 가열될 수 있게 하여, 상기의 높은 온도에서 웨이퍼내부의 균일성을 개선한다.This embodiment is particularly suitable for the annealing process. For example, during the annealing process, the temperature will reach about 900-1200 ° C., depending on the type of wafer being processed. The shutter cavity 192 provides a closed area that can be preheated before the wafer enters the heating area 182. This allows the center of the wafer to be heated before it is exposed to the complete annealing temperature, improving uniformity within the wafer at such high temperatures.

리세스가 형성된 셔터(190) 및 셔터 공동은 이상에서 설명된 여러 가지 웨이퍼 캐리어 실시예 중 어느 것도 수용하도록 구성될 수 있다. 웨이퍼 캐리어의 다른 실시예가 도 24a 내지 도 24c 에 개시되어 있다. 이러한 실시예에서, 엣지 작용 부재(142)는 웨이퍼의 엣지를 지나서 연장하는 평평한 판의 일부이다. 또한, 다른 핀(173) 구성을 이용할 수도 있다. 핀(172)에 비해, 핀(173)은 보다 크고 그리고 웨이퍼와 맞닿는 둥근 표면을 가진다. 이 실시예의 웨이퍼 캐리어는, 셔터 공동내에 위치되기 위해, 일부 다른 실시예 보다 좁은 프로파일을 제공한다. 그러나, 어떠한 웨이퍼 캐리어 실시예도 셔터 공동(192)내에 위치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.The recessed shutter 190 and shutter cavity may be configured to accommodate any of the various wafer carrier embodiments described above. Another embodiment of a wafer carrier is disclosed in FIGS. 24A-24C. In this embodiment, the edge action member 142 is part of a flat plate that extends beyond the edge of the wafer. Other pin 173 configurations may also be used. Compared to the fin 172, the fin 173 is larger and has a rounded surface that abuts the wafer. The wafer carrier of this embodiment provides a narrower profile than some other embodiments for positioning in the shutter cavity. However, it should be understood that any wafer carrier embodiment may be located within the shutter cavity 192.

비록 전술한 바람직한 실시예 및 예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 이러한 예들은 본 발명은 한정하기 위한 것이 아니라 예시하기 위한 것이라는 것을 이해하여야 하며, 당업자가 변형 실시예 및 조합 실시예를 용이하게 실시할 수 있다는 것을 알 수 있으며, 그러한 변형 및 조합 실시예는 본 발명 및 이하의 특허청구범위내에 포함될 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above-described preferred embodiments and examples, it should be understood that these examples are intended to illustrate, not to limit, and those skilled in the art will readily practice variations and combinations. It will be appreciated that such modifications and combinations will be within the scope of the invention and the following claims.

Claims (57)

열처리 장치로서:As the heat treatment device: 열 공급원을 구비한 가열 챔버;A heating chamber having a heat source; 상기 가열 챔버에 인접 배치되고 냉각 공급원을 구비한 냉각 챔버;A cooling chamber disposed adjacent said heating chamber and having a cooling source; 상기 열 공급원과 냉각 공급원 사이에 배치된 통로를 통해 냉각 챔버와 가열 챔버 사이에서 이동하는 웨이퍼 홀더;A wafer holder moving between a cooling chamber and a heating chamber through a passage disposed between the heat source and the cooling source; 웨이퍼 홀더가 상기 통로를 통과할 수 있는 개방 위치와, 상기 개방된 위치에 있는 경우에 형성되는 통로 보다 작은 통로를 형성하는 차단 위치 사이에서 이동할 수 있으며, 상기 통로의 크기를 결정하는 하나 이상의 셔터를 포함하는 열처리 장치.One or more shutters may be moved between an open position through which the wafer holder can pass through the passage, and a blocking position that defines a passage smaller than the passage formed when in the open position, and which determines the size of the passage. Heat treatment apparatus comprising. 제 1 항에 있어서, 상기 열 공급원은 다수의 가열 소자에 인접 배치된 가열판이며, 상기 가열판은 상기 가열 소자로부터 열을 받고 가열 챔버내로 열을 다시-복사하는 열처리 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein said heat source is a heating plate disposed adjacent a plurality of heating elements, said heating plate receiving heat from said heating element and re-radiating heat back into a heating chamber. 제 2 항에 있어서, 프로세싱 튜브가 가열 챔버를 형성하며, 상기 가열판은 상기 프로세싱 튜브 외측에 배치되는 열처리 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein a processing tube forms a heating chamber and the heating plate is disposed outside the processing tube. 제 2 항에 있어서, 상기 가열 챔버는 가열판을 포함하는 프로세싱 튜브에 의해 형성되는 열처리 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein said heating chamber is formed by a processing tube comprising a heating plate. 제 4 항에 있어서, 상기 가열판으로부터 웨이퍼 홀더까지의 경로가 차단되지 않는 열처리 장치.The heat treatment apparatus of claim 4, wherein a path from the heating plate to the wafer holder is not blocked. 제 1 항에 있어서, 프로세싱 튜브가 가열 챔버를 형성하며, 상기 프로세싱 튜브의 상단부는 상기 가열 챔버내로 유체를 공급하는 다수의 유체 포트를 포함하는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein a processing tube forms a heating chamber, and an upper end of the processing tube includes a plurality of fluid ports for supplying fluid into the heating chamber. 제 6 항에 있어서, 상기 유체 포트는 폐쇄된 상단부에 걸쳐 균일하게 분포된 열처리 장치.7. The apparatus of claim 6 wherein the fluid ports are uniformly distributed over the closed top. 제 6 항에 있어서, 상기 유체 포트로부터 공급되는 유체가 웨이퍼 홀더에 의해 유지되는 웨이퍼 위쪽에서 그 웨이퍼상으로 공급되도록, 상기 유체 포트가 배치되는 열처리 장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the fluid port is disposed such that fluid supplied from the fluid port is supplied onto the wafer above the wafer held by the wafer holder. 제 6 항에 있어서, 제 1 의 다수의 유체 포트가 제 1 유체 도관과 연결되고, 제 2 의 다수의 유체 포트가 제 2 유체 도관과 연결되는 열처리 장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the first plurality of fluid ports are connected with the first fluid conduit, and the second plurality of fluid ports are connected with the second fluid conduit. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 공급원은 냉각 챔버의 바닥에 인접하여 배치되는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the cooling source is disposed adjacent the bottom of the cooling chamber. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 공급원은 웨이퍼 홀더가 냉각 챔버내에서 차지하는 가장 낮은 위치의 아래쪽에 위치되는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the cooling source is located below the lowest position occupied by the wafer holder in the cooling chamber. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 공급원은 냉각 유체 도관을 포함하거나 냉각 유체를 상기 냉각 챔버내로 공급하는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the cooling source comprises a cooling fluid conduit or supplies cooling fluid into the cooling chamber. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 공급원은 냉각판이고, 상기 냉각판은 냉각판을 통과시켜 냉각 유체를 이송하기 위한 하나 이상의 도관을 가지는 냉각판인 열처리 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein said cooling source is a cooling plate, said cooling plate being a cooling plate having one or more conduits for conveying cooling fluid through the cooling plate. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 공급원은 냉각 유체를 이송하기 위한 하나 이상의 도관에 인접 배치된 냉각판인 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the cooling source is a cooling plate disposed adjacent one or more conduits for transporting cooling fluid. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 공급원은 하나 이상의 개구를 포함하는 냉각판이며, 상기 각각의 개구는 웨이퍼 홀더를 지지하는 샤프트를 미끄럼 방식으로 수용하는 열처리 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the cooling source is a cooling plate comprising one or more openings, each opening slidingly receiving a shaft supporting the wafer holder. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 공급원은 웨이퍼 홀더에 의해 유지되는 웨이퍼와 대략 동심적으로 배치된 냉각판인 열처리 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein said cooling source is a cooling plate disposed substantially concentrically with a wafer held by a wafer holder. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 공급원은, 웨이퍼 홀더에 의해 유지되는 통상적인 웨이퍼의 바닥면의 표면적 보다 큰 표면적의 상부면을 가지는 냉각판인 열처리 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein said cooling source is a cooling plate having a top surface with a surface area greater than the surface area of the bottom surface of a conventional wafer held by a wafer holder. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더는 상기 웨이퍼가 열 공급원에 인접 배치될 수 있도록 상기 웨이퍼를 유지하는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the wafer holder holds the wafer such that the wafer can be disposed adjacent to a heat source. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더의 어느 부분도 상기 웨이퍼 홀더에 의해 유지되는 웨이퍼 위쪽으로 연장하지 않는 열처리 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein no portion of the wafer holder extends above the wafer held by the wafer holder. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 셔터가 실질적으로 수평인 평면에서 미끄러지는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the one or more shutters slide in a substantially horizontal plane. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 셔터는 열 차단 물질로 구성되는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the one or more shutters are comprised of a thermal barrier material. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 셔터는, 웨이퍼 홀더가 가열 챔버내에 위치할 때, 차단 위치를 점하는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the one or more shutters occupy a blocking position when the wafer holder is located in the heating chamber. 제 1 항에 있어서, 샤프트가 상기 웨이퍼 홀더를 지지하고, 상기 하나 이상의 셔터중 하나 이상은 리세스를 가지는 측면을 구비하고, 상기 리세스는 상기 샤프트의 단면 윤곽에 상보(相補)적인 형상을 가지는 열처리 장치.2. The shaft of claim 1, wherein a shaft supports the wafer holder, at least one of the one or more shutters having a side surface having a recess, the recess having a shape complementary to the cross-sectional contour of the shaft. Heat treatment device. 제 23 항에 있어서, 상기 하나 이상의 셔터는 상기 샤프트가 하나 이상의 리세스에 수용되는 차단 위치로 이동하는 열처리 장치.24. The apparatus of claim 23, wherein said at least one shutter moves to a blocking position where said shaft is received in at least one recess. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 셔터중 하나 이상은, 그 사이에 공기 갭의 일부 이상이 형성되도록 배치된 둘 이상의 부재들을 포함하는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein at least one of the one or more shutters includes two or more members disposed such that at least a portion of the air gap is formed therebetween. 제 25 항에 있어서, 상기 둘 이상의 부재는 단열재로 덮인 석영 또는 평평한 불투명 석영으로 이루어지는 열처리 장치.27. The apparatus of claim 25, wherein said at least two members are comprised of quartz or flat opaque quartz covered with a thermal insulator. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 셔터는 통로의 양측에 배치된 두개의 셔터를 포함하고, 상기 두개의 셔터는 서로를 향해서 그리고 서로로부터 멀어지게 이동할 수 있는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the one or more shutters comprise two shutters disposed on either side of the passageway, the two shutters being movable toward and away from each other. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 셔터중 하나 이상은 상기 하나 이상의 셔터중 다른 하나 내에 미끄러져 수용되는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein at least one of the one or more shutters is slidably received within another one of the one or more shutters. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 셔터중 선택된 제 1 셔터는 상기 하나 이상의 셔터중의 제 2 셔터내에 미끄러져 수용되어, 상기 제 1 셔터와 제 2 셔터가 공기 갭의 적어도 일부를 형성하는 열처리 장치.The heat treatment apparatus of claim 1, wherein a first shutter selected from the one or more shutters is slid in a second shutter of the one or more shutters such that the first and second shutters form at least a portion of an air gap. . 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 셔터는 통로를 완전히 폐쇄하는 차단위치를 점할 수 있는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, wherein the one or more shutters may be in a blocking position to completely close the passage. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 챔버내로 유체를 공급하도록 배치된 하나 이상의 유체 유입 포트를 추가로 포함하는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, further comprising one or more fluid inlet ports arranged to supply fluid into the heating chamber. 제 31 항에 있어서, 상기 유체 유입 포트의 높이 보다 낮은 높이에서 상기 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버내부로 부재가 연장하는 열처리 장치.32. The apparatus of claim 31 wherein the member extends into the heating chamber from a side of the heating chamber at a height lower than the height of the fluid inlet port. 제 31 항에 있어서, 상기 유체 유입 포트의 높이 보다 높은 높이에서 상기 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버내부로 부재가 연장하는 열처리 장치.32. The apparatus of claim 31 wherein the member extends into the heating chamber from a side of the heating chamber at a height higher than the height of the fluid inlet port. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버내부로 연장되고 가열판에 연결되는 부재를 포함하는 열처리 장치.2. The apparatus of claim 1 including a member extending from a side of said heating chamber into a heating chamber and connected to a heating plate. 제 34 항에 있어서, 상기 부재는 가열판을 지지하는 열처리 장치.35. The apparatus of claim 34, wherein said member supports a heating plate. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버내로 부재가 연장하며, 상기 부재는 열처리 장치내에서 처리되는 웨이퍼 부분의 둘레와 상보적인 형상의 엣지를 가지는 열처리 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein a member extends from a side of the heating chamber into the heating chamber, the member having an edge that is complementary in shape to the perimeter of the portion of the wafer being processed in the thermal processing apparatus. 제 36 항에 있어서, 상기 엣지의 길이는 그 엣지와 상보적인 둘레의 부분 보다 긴 열처리 장치.37. The apparatus of claim 36, wherein the length of the edge is longer than the portion of the circumference that is complementary to the edge. 제 31 항에 있어서, 상기 하나 이상의 유체 유입 포트로부터의 유체의 유동을 분배하는 유동 분배 챔버를 추가로 포함하고, 상기 유체 유입 포트로부터의 유체가 상기 유동 분배 챔버를 통과하여 가열 챔버내로 들어가도록 상기 유동 분배 챔버가 배치되는 열처리 장치.32. The apparatus of claim 31, further comprising a flow distribution chamber that distributes the flow of fluid from the one or more fluid inlet ports, wherein the fluid from the fluid inlet port passes through the flow distribution chamber and enters the heating chamber. A heat treatment apparatus in which a flow distribution chamber is disposed. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 유체 유입 포트로부터의 유체의 유동을 분배하기 위한 유동 분배 챔버를 추가로 포함하고, 상기 유체 유입 포트로부터의 유체가 상기 유동 분배 챔버를 통과하여 가열 챔버내로 들어가도록 상기 유동 분배 챔버가 배치되는 열처리 장치.10. The system of claim 1, further comprising a flow distribution chamber for distributing flow of fluid from said at least one fluid inlet port, wherein fluid from said fluid inlet port passes through said flow distribution chamber and enters into a heating chamber. A heat treatment apparatus in which the flow distribution chamber is disposed. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 챔버로부터 유체를 회수하기 위한 유체 배출포트와;2. The apparatus of claim 1, further comprising: a fluid discharge port for withdrawing fluid from said heating chamber; 상기 가열 챔버로부터의 유체의 유동을 상기 유체 배출 포트로 분배하기 위한 유동 분배 챔버를 추가로 포함하며,Further comprising a flow distribution chamber for distributing the flow of fluid from the heating chamber to the fluid discharge port, 상기 가열 챔버로부터의 유체가 상기 유동 분배 챔버를 통해 유체 배출 포트로 들어가도록 상기 유동 분배 챔버가 배치되는 열처리 장치.And the flow distribution chamber is arranged such that fluid from the heating chamber enters the fluid discharge port through the flow distribution chamber. 제 39 항에 있어서, 상기 유동 분배 챔버는, 상기 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버의 내부로 연장하는 부재와 상기 가열 챔버의 벽 사이에 위치하는 유동 분배 부재를 포함하는 열처리 장치.40. The apparatus of claim 39, wherein the flow distribution chamber comprises a flow distribution member positioned between a member extending from a side of the heating chamber into the heating chamber and a wall of the heating chamber. 제 39 항에 있어서, 상기 유동 분배 챔버는 상기 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버내부로 연장하는 제 1 부재와 상기 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버내부로 연장하는 제 2 부재 사이에 위치하는 유동 분배 부재를 포함하는 열처리 장치.40. The flow distribution chamber of claim 39, wherein the flow distribution chamber comprises a flow distribution member positioned between a first member extending from the side of the heating chamber into the heating chamber and a second member extending from the side of the heating chamber into the heating chamber. Heat treatment apparatus comprising. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 챔버내로 유체를 공급하도록 배치된 하나 이상의 유체 유입 포트와;2. The apparatus of claim 1, further comprising: one or more fluid inlet ports arranged to supply fluid into the heating chamber; 유체를 상기 가열 포트로 회수하도록 배치된 하나 이상의 유체 배출 포트를 추가로 포함하며,Further comprising one or more fluid discharge ports arranged to return fluid to the heating ports, 상기 하나 이상의 유체 유입 포트로부터 하나 이상의 유체 배출 포트로 유동하는 유체가 가열 챔버를 가로질러 유동하도록 상기 하나 이상의 유체 배출 포트가 배치되는 열처리 장치.And the one or more fluid outlet ports are disposed such that fluid flowing from the one or more fluid inlet ports to the one or more fluid outlet ports flows across the heating chamber. 열처리 장치로서:As the heat treatment device: 열 공급원을 구비한 가열 챔버;A heating chamber having a heat source; 상기 가열 챔버에 인접 배치되고 냉각 공급원을 구비한 냉각 챔버;A cooling chamber disposed adjacent said heating chamber and having a cooling source; 상기 열 공급원과 냉각 공급원 사이에 배치된 통로를 통해 냉각 챔버와 가열 챔버 사이에서 이동하는 웨이퍼 홀더;A wafer holder moving between a cooling chamber and a heating chamber through a passage disposed between the heat source and the cooling source; 상기 웨이퍼 홀더가 상기 통로를 통과할 수 있는 개방 위치와, 상기 개방된 위치에 있는 경우에 형성되는 통로 보다 작은 통로를 형성하는 차단 위치 사이에서 이동할 수 있으며, 상기 통로의 크기를 결정하는 하나 이상의 셔터;At least one shutter that can move between an open position through which the wafer holder can pass through the passage and a blocking position that defines a passage smaller than the passage formed when in the open position, the size of the passage being determined ; 상기 가열 챔버내로 유체를 공급하도록 배치된 하나 이상의 유체 유입 포트;One or more fluid inlet ports arranged to supply fluid into the heating chamber; 상기 가열 챔버로부터 유체를 회수하도록 배치된 하나 이상의 유체 배출 포트;One or more fluid discharge ports arranged to withdraw fluid from the heating chamber; 상기 유체 유입 포트로부터의 유체가 가열 챔버로 분배되고 상기 가열 챔버로부터의 유체가 배출 포트로 분배될 때 통과하도록 배치된 유동 분배 챔버와;A flow distribution chamber arranged to pass when fluid from the fluid inlet port is distributed to a heating chamber and fluid from the heating chamber is distributed to a discharge port; 상기 가열 챔버의 측면으로부터 가열 챔버 내부로 연장하고, 상기 웨이퍼 홀더내에 지지되는 웨이퍼 부분의 둘레에 상보적인 형상의 엣지를 가지는 하나 이상의 유동 억류 부재를 포함하는 열처리 장치.And at least one flow detaining member extending from a side of the heating chamber into the heating chamber and having an edge of complementary shape around a portion of the wafer supported in the wafer holder. 웨이퍼 열처리 방법으로서:As a wafer heat treatment method: 상기 웨이퍼를 열 공급원에 인접하여 위치시키는 단계;Positioning the wafer adjacent to a heat source; 상기 웨이퍼를 복사 및 전도 모두에 의해 가열하는 단계를 포함하며,Heating the wafer by both radiation and conduction, 전도에 의해 상기 웨이퍼에 전달되는 열의 백분율은 약 30 내지 90 % 인 웨이퍼 열처리 방법.Wherein the percentage of heat transferred to the wafer by conduction is about 30 to 90%. 제 45 항에 있어서, 상기 전도에 의해 웨이퍼로 전달되는 열의 백분율은 약 40 내지 80 % 인 웨이퍼 열처리 방법.46. The method of claim 45, wherein the percentage of heat transferred to the wafer by conduction is about 40 to 80%. 제 45 항에 있어서, 상기 전도에 의해 웨이퍼로 전달되는 열의 백분율은 약 50 내지 70 % 인 웨이퍼 열처리 방법.46. The method of claim 45, wherein the percentage of heat transferred to the wafer by conduction is about 50 to 70%. 제 45 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 가열 단계중에 상기 웨이퍼의 열 공급원에 대한 근접 거리를 변경하는 단계를 포함하는 웨이퍼 열처리 방법.46. The method of claim 45, comprising changing a proximity distance to a heat source of the wafer during the heating step of the wafer. 제 45 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 열 공급원으로부터 30 mm 내에 위치하는 웨이퍼 열처리 방법.46. The method of claim 45, wherein the wafer is located within 30 mm of the heat source. 제 45 항에 있어서, 상기 근접 거리는 2 mm 내지 0.2 mm 사이에서 변하는 웨이퍼 열처리 방법.46. The method of claim 45, wherein the proximity distance varies between 2 mm and 0.2 mm. 제 48 항에 있어서, 상기 근접 거리는 2 mm 내지 0.2 mm 사이에서 변하는 웨이퍼 열처리 방법.49. The method of claim 48, wherein the proximity distance varies between 2 mm and 0.2 mm. 제 45 항에 있어서, 유체를 상기 웨이퍼를 공급하는 단계; 및46. The method of claim 45, further comprising: feeding the wafer with fluid; And 상기 웨이퍼를 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 웨이퍼 열처리 방법.And rotating the wafer. 제 45 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 5 내지 15 r.p.m. 의 속도로 회전되는 웨이퍼 열처리 방법.46. The wafer of claim 45, wherein the wafer is between 5 and 15 r.p.m. The wafer heat treatment method is rotated at a speed of. 웨이퍼를 열처리 장치내에서 지지하는 웨이퍼 홀더로서:As a wafer holder for supporting a wafer in a heat treatment apparatus: 웨이퍼를 지지하는 표면을 가지는 지지 부재;A support member having a surface for supporting a wafer; 상기 웨이퍼의 둘레 엣지의 적어도 일부로부터 근접하여 이격 배치되는 엣지 작용 부재를 포함하며,An edge action member spaced apart from at least a portion of a circumferential edge of the wafer, 상기 엣지 작용 부재는 웨이퍼의 둘레 엣지의 온도 상승 속도를 늦추는 웨이퍼 홀더.The edge action member slows the rate of temperature rise of the peripheral edge of the wafer. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 챔버는 상기 가열 챔버내의 압력 보다 높은 압력에서 유지되며,The method of claim 1, wherein the cooling chamber is maintained at a pressure higher than the pressure in the heating chamber, 상기 냉각 챔버로부터 상기 가열 챔버로 퍼지 가스가 유동되어 상기 가열 챔버내의 프로세스 가스의 억류를 제공하는 열처리 장치.And a purge gas flows from said cooling chamber to said heating chamber to provide restraint of process gas within said heating chamber. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 챔버에 인접 배치되고 상기 냉각 챔버와 열적으로 단열된 냉각 스테이션을 추가로 포함하는 열처리 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a cooling station disposed adjacent the cooling chamber and thermally insulated from the cooling chamber. 제 1 항에 있어서, 웨이퍼 아래쪽에 위치된 하나 이상의 가열 영역을 가지고 상기 웨이퍼와 열적으로 관련된 예열/예비-조절 스테이션을 추가로 포함하고,Further comprising a preheat / pre-regulation station thermally associated with the wafer with one or more heating zones located below the wafer, 상기 각각의 가열 영역이 서로 상이한 온도로 선택적으로 가열될 수 있도록, 상기 각각의 가열 영역은 독립적인 온도 제어부와 연결되는 열처리 장치.And wherein each heating zone is connected to an independent temperature controller so that each heating zone can be selectively heated to a different temperature from each other.
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