KR20040028736A - 열처리 장치 - Google Patents

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KR20040028736A
KR20040028736A KR10-2003-7013401A KR20037013401A KR20040028736A KR 20040028736 A KR20040028736 A KR 20040028736A KR 20037013401 A KR20037013401 A KR 20037013401A KR 20040028736 A KR20040028736 A KR 20040028736A
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사이또유끼마사
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도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤
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Abstract

처리로(2)로부터의 배기를 행하는 배기계(15) 내의 배기 압력을 대기압과의 차압으로서 검출하는 차압계(23)와, 대기압을 절대압으로 검출하는 기압계(31)에 의해 배기 압력을 절대압으로서 검출한다. 검출된 절대 배기 압력에 의거하여, 압력 가변 밸브(25)의 개방도를 조절하고, 이에 의해 처리로(2) 내의 압력을 조정한다.

Description

열처리 장치{HEAT TREATMENT APPARATUS}
반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서는, 열처리의 하나로서 반도체 웨이퍼의 표면에 산화막을 형성하는 산화 처리 공정이 있다. 산화 처리의 한 방법으로서, 처리로 내에 있어서 반도체 웨이퍼를 소정의 처리 온도에서 수증기와 접촉시켜 산화(습식 산화)시키는 방법이 있다. 습식 산화 처리를 행하기 위한 장치가 일본 특허 공보 특허 공개 소63-210501호에 개시되어 있다. 이 장치는, 수소 가스와 산소 가스를 반응시켜 수증기를 발생시키는 연소 장치를 처리로의 외부에 갖고, 이 연소 장치에 의해 발생하는 수증기가 처리로 내로 공급되어 열처리가 행해진다.
이러한 열처리 장치에는, 미소 감압 공장 배기계에 접속되는 배기계를 구비한 것이 있다. 이 열처리 장치에서는, 처리로 내를 소정의 압력으로 배기하기 위해 배기계에 버터플라이 밸브 방식, 혹은 스테핑 모터와 스프링으로 밸브 개방도를 조정하는 방식의 배기압 제어 밸브가 설치된다. 배기계 내의 배기 압력은 배기계에 설치된 차압계에 의해 검출된 압력에 의거하여, 제어 밸브의 개방도를 조정함으로써 이루어진다.
그러나, 배기압 제어 밸브가 버터플라이 밸브 방식인 경우, 수증기가 결로하여 밸브와 관 사이에 수막이 발생하여, 밸브 개방도의 제어가 불안정해지기 쉽다. 이를 회피하기 위해 밸브의 전후에 대기 도입 포트를 제공할 필요가 있다. 또한, 배기압 제어 밸브가 스테핑 모터와 스프링으로 밸브 개방도를 조정하는 방식인 경우, 밸브 동작을 원활하게 하여 안정된 압력 제어를 행하기 위해, 밸브에 불활성 가스를 도입할 필요가 있어, 구조의 복잡화를 초래하고 있다.
또, 차압계의 검출 결과에만 의거하여 밸브 개방도의 제어를 행하면, 기후 등의 변화에 의해 대기압의 변동이 발생하면 처리로 내의 압력도 변동한다. 이로 인해, 성막된 산화막의 두께에도 변동이 생긴다. 최근에는 매우 얇은 막을 성막하는 것이 요구되고 있고, 또한 막 두께 변동의 허용 폭도 작아지고 있다. 이로 인해, 종래에는 문제가 되지 않은 막 두께 변동이 문제가 되고 있다.
또한, 차압계는 미소 차압 측정용인 것도 있어 굳이 영점 조정이 가능하게 구성되어 있지 않다. 이로 인해, 장기적으로 걸쳐 사용을 한 경우에 측정 정밀도의 유지가 곤란하다.
본 발명은 열처리 장치에 관한 것으로, 특히 처리로 내의 압력 제어 기술에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 열처리 장치의 제1 실시예의 구성을 도시하는 도면.
도2는 압력 가변 밸브의 구조를 개략적으로 도시하는 도면.
도3은 이젝터의 구성을 도시하는 도면.
도4는 본 발명에 따른 열처리 장치의 제2 실시예의 구성을 도시하는 도면.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 간소한 구조이며 또한 장기적인 막 두께 재현성을 얻을 수 있는 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 피처리체를 수용하는 처리로와, 상기 처리로 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리로를 가열하는히터와, 상기 처리로 내를 배기하기 위한 배기 통로를 갖는 배기계와, 상기 배기 통로 내의 배기 압력을 조절하는 배기압 조절 장치와, 상기 배기 통로 내의 배기 압력을 대기압과의 차압으로서 검출하는 차압계와, 상기 대기압을 절대압으로서 검출하는 기압계와, 상기 차압계에 의해 검출된 배기 압력과 상기 기압계에 의해 검출된 대기압으로부터 얻을 수 있는 절대압으로서의 배기 압력에 의거하여, 상기 배기압 조절 장치를 제어하는 제어부를 구비한 열처리 장치를 제공한다.
배기압 조절 장치로서는, 적합하게는 압력 가변 밸브가 사용된다.
배기 통로가 미소 감압의 공장 배기계에 접속되는 경우, 배기 통로에는 적합하게는 이젝터가 설치된다.
또한, 배기압 조절 장치를 이젝터와 이젝터에 공급되는 작동 공기의 유량을 조정하는 조절기로 구성할 수도 있다.
이하에, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 기초로 하여 상세하게 서술한다.
도1에 있어서, 도면 부호 1은 열산화 처리에 적합하도록 구성된 열처리 장치를 나타낸다. 열처리 장치(1)는 종형이고 배치식인 처리로(2)를 구비하고 있다.처리로(2) 내에 반도체 웨이퍼(W)가 수용된 후, 처리로(2) 내에 처리 가스가 도입되어 850 ℃ 정도의 고온하에서 열산화 처리가 행해진다. 또, 열산화 처리를 행할 때의 처리 가스로서는, 수분 함유 가스(예를 들어, 수증기 또는 수증기와 염화 수소 가스와의 혼합 가스) 및 처리로(2) 내에서 반응하여 수분을 발생시키는 가스(예를 들어, 염화 수소 가스와 산소 가스와의 혼합 가스) 등을 이용할 수 있다. 처리로(2)는, 상단이 폐색되고 하단이 개방된 세로로 긴 원통형의 내열성을 갖는 석영제의 처리 용기(반응관)(3)와, 처리 용기(3) 주위에 설치되고 처리 용기(3) 내를 소정의 온도, 예를 들어 300 내지 1000 ℃ 정도로 가열 가능한 히터(4)를 갖는다. 도1에서는, 처리 용기(3)는 이중관 구조로 되어 있지만 단일관 구조라도 좋다.
처리 용기(3)는, 노 입구로서 개방된 하단 개구부(5)를 갖는다. 하단 개구부(5)는, 덮개체(6)에 의해 기밀하게 폐색된다. 덮개체(6) 상에는 석영제의 보트(7)가 노 입구 단열 수단, 예를 들어 보온통(8)을 거쳐서 적재되어 있다. 보트(7)는 다수매, 예를 들어 150매 정도의 반도체 웨이퍼(W)를 수평으로 상하 방향으로 간격을 두고 보유 지지한다. 덮개체(6)는, 승강 기구(9)에 의해 승강시킬 수 있다.
처리로(2)의 하방에는, 작업 영역인 로딩 영역(10)이 제공되어 있다. 로딩 영역(10)에서는, 덮개체(6)로의 보트(7)의 적재 및 덮개체(6)로부터의 보트(7)의 제거가 행해진다.
처리 용기(3)의 하부에는, 복수의 가스 도입 포트(11)(도1에는 1개만 도시함)가 제공되어 있다. 가스 도입 포트(11)로부터 처리 용기(3) 내로 도입된 가스는, 처리 용기(3)의 외관과 내관 사이의 가스 통로(12)를 통해 처리 용기(3)의 정상부로 유도되어 그곳으로부터 처리 용기(3)의 내관 내로 도입된다.
가스 도입 포트(11) 중 하나에는, 처리 가스 공급 수단으로서 H2가스와 O2가스를 반응시켜 H2O(수증기)를 발생시키는 수증기 발생 장치(13)가 접속되어 있다. 도시하지 않은 다른 가스 도입 포트에는, 그 밖의 처리 가스, 예를 들어 NO 가스, CO2가스, HCl 가스, 혹은 불활성 가스, 예를 들어 N2등을 공급하는 가스 공급원이 각각 접속되어 있다(도시하지 않음). 수증기 발생 장치(13)는, 촉매 반응을 이용함으로써 수소와 산소를 반응시켜 수증기를 발생시키는 것으로, 종래의 외부 연소 장치와 비교하여 반응 온도가 저온이므로 파티클이나 오염이 없는 고순도의 수증기를 얻을 수 있다.
처리 용기(3)의 하부에는, 처리 용기(3) 내를 배기하기 위한 배기 포트(14)가 제공되어 있다. 배기 포트(14)에는, 배기계(15)가 접속되어 있다. 배기계(15)는, 복수의 배기 통로 구성 부재에 의해 구성되어 있다. 배기 통로 구성 부재에는, 하강 배관(17), 테플론(등록 상표)제의 덕트(18), 덕트(18)로부터 상방으로 기립 설치된 수냉식 응축용 배관(19) 및 배기관(16)이 포함되고, 이들은 배기 포트(14)에 차례로 접속되어 있다. 덕트(18)의 바닥부에는 드레인관(20)이 접속되고, 드레인관(20)에는 드레인 탱크(21) 및 공기압 제어식 밸브(22)가 차례로 설치되어 있다. 응축용 배관(19) 내에서 응축된 배기 중의 수분은, 덕트(18)로 강하하여 적절한 때에 드레인관(20)을 거쳐서 배출된다.
덕트(18)에는, 배기계(15) 내의 배기 압력을 대기압과의 차압으로서 검출하는 차압계(23)가 부착되어 있다. 차압계(23)로서는, 예를 들어 ±13.3 ㎪(±100 Torr)의 검출 범위를 갖고, 그 검출치에 대응한 0 내지 10 V 범위의 전압을 출력하는 것이 사용된다. 차압계(23)는, 왜곡량을 전기량(전압)으로서 검출하여 출력하는 왜곡 센서(도시하지 않음)를 부착한 다이어프램(24)을 갖고, 그 다이어프램(24)의 한 쪽면에 배기계(15) 내의 배기 압력이 가해지고, 다른 쪽면에 대기압이 가해지도록 되어 있다.
차압계(23)는 덮개체(6)을 개방하여 처리 용기(3) 내를 대기에 개방함으로써, 영점 조정이 가능하다. 후술하는 압력 가변 밸브(25) 및 개폐 밸브(30)를 폐쇄하고, 또한 덮개체(6)를 개방하여 처리 용기(3) 내를 대기에 개방하면, 다이어프램(24)의 양측이 대기압이 된다. 이 때, 차압계(23)가 정상적으로 조정되어 있으면 5 V를 출력한다. 이와 같이, 차압계 출력을 보는 것만으로 차압계(23)가 정상인지 여부를 쉽게 판단할 수 있다. 만일, 차압계 출력이 5 V로부터 벗어나 있으면 차압계(23)에 설치된 출력 조정 손잡이(도시하지 않음)로 차압계(23)의 출력이 5 V가 되도록 조정함으로써, 차압계(23)의 영점 조정(교정)이 가능하다. 이와 같이, 차압계(23)에 영점 조정 기능을 갖게 함으로써, 장기에 걸쳐 신뢰성이 높은 압력 측정을 행할 수 있다.
배기관(16)은 내식성을 갖는 재료, 예를 들어 테플론(등록 상표)에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 배기관(16)의 하류측 단부는, 공장 배기계의 배기 덕트에 접속되어 있다. 공장 배기계의 배기 압력은, 예를 들어 대기압과의 차압이- 1330 ㎩(- 10 Torr) 정도의 미소 감압으로 되어 있다.
배기관(16)에는, 압력 가변 밸브(25)가 설치되어 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 압력 가변 밸브(25)는 밸브 본체(251)를 갖고, 밸브 본체(251)에는 처리 용기(3)로부터의 배기가 도입되는 도입 포트(252)와, 밸브 부재(255)가 수용되는 밸브실(253)과, 공장 배기계에 접속된 배기 포트(254)가 형성되어 있다. 벨로우즈(256)가 밸브 부재(255)보다 상방에 위치하는 압력 가변 밸브(25)의 구성 부재를 부식성 가스로부터 보호하기 위해 설치되어 있다. 벨로우즈(256)의 하단부는 밸브 부재(255)의 상면에 기밀하게 연결되고, 벨로우즈(256)의 상단부는 밸브실(253)의 정상벽에 기밀하게 연결되어 있다.
밸브 부재(255)는, 로드(257)를 거쳐서 실린더(258) 내에 배치된 피스톤(259)에 연결되어 있다. 실린더(258)에는, 피스톤(259)보다 하방의 실린더실 내의 공간(260)으로의 급기 및 배기를 행하는 급기 포트(261a) 및 배기 포트(261b)가 형성되어 있다. 전공(electropneumatic) 비례 밸브(262)는, 급기 포트(261a) 및 배기 포트(261b)를 거쳐서 공간(260) 내의 압력을 제어한다. 피스톤(259)은, 스프링(263)에 의해 항상 하방으로 압박되어 있고, 공간(260) 내의 압력에 따라서 승강한다.
압력 가변 밸브(25)의 완전 폐쇄시에는, 밸브 부재(255)는 밸브 시트(251a)에 착좌한다. 이 때, 밸브 부재(255)와 밸브 시트(251a) 사이를 완전히 밀봉(밸브의 잠금)하기 위해 O링(255a)이 밸브 부재(255)에 장착되어 있다. 밸브 시트(251a)의 표면 형상은, 대략 원추대 형상의 밸브 부재(255)의 외표면 형상과대략 동일하다.
제어부(32)로부터의 제어 신호가 압력 가변 밸브(25)의 전공 비례 밸브(262)에 입력되면, 전공 비례 밸브(262)는 공간(260) 내의 압력을 제어함으로써 밸브 부재(255)의 위치를 조절(개방도를 조절)한다. 밸브 부재(255)와 밸브 시트(251a)와의 간격에 따라서 발생하는 교축 효과에 의해, 압력 가변 밸브(25)보다 상류측 배기계(15) 내의 배기 압력, 나아가서는 처리 용기(3) 내의 압력을 조절할 수 있다. 도2에 도시한 구성의 압력 가변 밸브(25)는, 밸브 개방도의 조정을 매우 정밀하게 행할 수 있고, 또 응답성도 우수하다. 또한, 밸브 부재(255) 및 밸브 시트(251a)의 형상에 기인하여 결로(結露)가 생겨도 물방울이 밸브 부재(255)와 밸브 시트(251a)가 접촉하는 부분의 부근에 부착되기 어렵다. 이로 인해, 결로 대책을 위해 대기 도입이나 불활성 가스 도입을 행할 필요는 없다(행해도 상관은 없음). 이로 인해, 배기계(15) 전체의 구조가 간소화되어 비용의 저감을 도모할 수 있다.
차압계(23) 및 압력 가변 밸브(25)는, 가혹한 부식 환경에 견딜 수 있도록 그들의 접촉 가스면이 비금속의 내식성 재료, 예를 들어 내식성 수지, 바람직하게는 불소 수지에 의해 형성되어 있다.
공장 배기계에는, 통상 복수대의 열처리 장치(1)가 접속되므로 흡인 능력이 낮을뿐만 아니라 압력 변동이 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 배기관(16)의 압력 가변 밸브(25)보다도 하류측에는 이젝터(26)가 설치되어 있다. 이젝터(26)는, 도3에 도시한 바와 같이 직렬로 배치된 복수(2개)의 이젝터 부재(26a, 26b)를 갖는다. 배기관(16)은 이젝터 부재(26a, 26b)의 상류측에서 2개의 관으로 분기하고, 이들 2개의 관은 2개의 이젝터 부재(26a, 26b)에 각각 접속되어 있다. 1단째의 이젝터 부재(26a)에는 작동 기체로서 공기 또는 불활성 가스, 예를 들어 N2가스가 전공 조절기(27)를 거쳐서 도입되고, 이에 의해 1단째의 이젝터 부재(26a)에 배기관(16)으로부터 배기가 흡인된다. 2단째의 이젝터 부재(26b)에는 1단째의 이젝터 부재(26a)로부터 배출되는 가스가 도입되고, 이에 의해 2단째의 이젝터 부재(26b)에 배기관(16)으로부터 배기가 흡인된다. 2단째의 이젝터 부재(26b)로부터 배출되는 가스는 공장 배기계로 배출된다. 이러한 복수단식 이젝터(26)를 이용함으로써, 적은 작동 기체의 소비량으로 대기압 변동 이상의 배기 능력을 얻을 수 있다.
전공 조절기(27)는 장치 제어기(28)로부터의 제어 신호에 의거하여, 배기관(16) 내의 배기 압력이 필요한 압력이 되도록 작동 기체의 유량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 이젝터(26)에 작동 기체로서 공기 또는 질소 가스를 매분 40 리터 공급함으로써, 대기압에 대해 - 133 hPa(- 100 Torr)의 감압 배기가 가능하다. 전공 조절기(27)로 이젝터(26)로의 공급 가스 유량을 조절 가능하게 함으로써, 에너지 절약형 열처리 장치를 제공할 수 있다.
배기관(16)에는 압력 가변 밸브(25) 및 이젝터(26)를 바이패스하는 바이패스관(29)이 접속되고, 이 바이패스관(29)에는 개폐 밸브(30)가 설치되어 있다. 개폐 밸브(30)는 통상 폐쇄되어 있지만, 예를 들어 정전시에 압력 가변 밸브(25)가 자동 밸브 폐쇄되었을 때에 처리 용기(3) 내로 도입되는 불활성 가스, 예를 들어 질소 가스를 배기하기 위해 밸브 개방된다.
열처리 장치(1)에는 또한, 대기압을 절대압으로 검출하는 기압계(31)가 설치되어 있다. 기압계(31)는, 열처리 장치(1)의 설치 장소에 설치된다. 제어부(밸브제어부)(32)에는, 차압계(23) 및 기압계(31)의 검출 신호가 입력된다. 제어부(32)는 양 신호를 기초로 하여 차압계(23)의 검출 압력을 보정하고(배기 압력의 절대압을 획득하고), 이 보정된 검출 압력을 기초로 하여 배기계(15)[압력 가변 밸브(25)의 상류측]가 소정의 배기 압력이 되도록 압력 가변 밸브(25)를 제어한다.
장치 제어기(28)의 도시하지 않는 조작 패널로 열처리 장치(1)의 처리 압력이 설정되고, 그 설정 압력이 장치 제어기(28)로부터 제어부(32)로 입력된다. 이 장치 제어기(28)에 의하면, 예를 들어 904 내지 1037 hPa(680 내지 780 Torr)의 범위 내에서 처리 압력을 설정할 수 있고, 이 설정 압력은 0 내지 5 V의 전압 신호로서 제어부(32)에 입력된다. 기압계(31)로서는, 예를 들어 800 내지 1100 hPa의 측정 가능 범위를 갖고, 측정치를 0 내지 5 V 범위의 전압 신호로서 출력 가능한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 차압계(23)의 검출 신호에 의해서만 압력 가변 밸브(25)를 제어한 경우를 고려한다. 열처리 장치(1)의 설치 장소에 있어서의 대기압 A가 1010 hPa(760 Torr)이고, 처리 압력(설정 압력) B가 931 hPa(700 Torr)로 설정되어 있다고 한다. 이 때, 제어부(32)는, 압력 가변 밸브(25)의 상류측 배기계(15) 내의 배기 압력 C를 차압계(23)에 의해 검출하여 배기 압력 C가 설정 압력 B가 되도록 압력 가변 밸브(25)의 개방도를 제어한다. 차압계(23)는 배기 압력 C를 대기압 A와의 차압(C - A)으로 검출하고 있다. 열처리 중에 기후의 변동으로, 예를 들어 저기압의 접근에 의해 대기압 A가 예를 들어 931 hPa(700 Torr)로 변동하면, 차압계(23)의 검출 압력도 변동한다. 그러면, 그 변동한 검출 압력을 기초로 배기 압력이 제어되므로, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 산화막의 막 두께가 변화되어 버린다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에 의한 열처리 장치(1)에서는 그 때의 대기압 931 hPa(700 Torr)을 기압계(31)에 의해 검출하여, 그 검출 신호를 기초로 하여 제어부(32)가 차압계(23)의 검출 압력을 보정한다. 그리고 제어부(32)는, 배기계(15)의 배기 압력이 931 hPa(700 Torr)이 되도록 압력 가변 밸브(25)의 개방도를 제어한다. 이와 같이, 배기 압력의 절대압을 기초로 하여 제어를 행함으로써 기후의 변동, 즉 기압의 변동에 관계 없이 배기계(15)의 배기 압력, 즉 처리 용기(3) 내의 압력을 항상 일정하게 유지할 수 있어, 원하는 산화막 막 두께를 확실하게 얻을 수 있다.
그런데, 통상, 반도체 장치의 제조 공장에서는 도1에 개략적으로 도시한 바와 같이 복수의 열처리 장치(1)[열처리 장치(1-1), 장치(1-2), 장치(1-3) … 장치(1-n)]가 설치되어 있다. 이들 복수의 열처리 장치(1)에 대해 공통된 하나의 기압계(31)를 이용하여, 이 기압계(31)의 검출 신호를 각 열처리 장치의 제어부(32)에 입력하는 것이 적합하다. 이와 같이 하면, 장치 사이의 막 두께의 변동을 억제 또는 방지할 수 있다.
이 열처리 장치(1)에 있어서는, 가스 도입계 및 배기계의 배관 접속부나 처리로의 덮개체 밀폐부는 밀봉재, 바람직하게는 O링에 의해 기밀하게 접속되는 것이적합하다. 도1에는, 덮개체(6)에 설치한 O링(6a)에 의해 덮개체(6)와 처리 용기(3) 사이를 밀봉한 실시예가 도시되어 있다. 이와 같이 하면, 처리 용기(3)의 기밀성을 높일 수 있고, 상압 처리 또는 미소 감압 처리 이외의 처리, 예를 들어 약감압 처리나 양압 처리를 행한 경우라도, 처리 용기(3) 내로의 대기의 침입 및 처리 용기(3)로부터의 가스 누출이 발생되는 일이 없다. 또, 특히 양압 처리시의 밀봉성을 높이기 위해 덮개체(6)의 하부(예를 들어 도면 부호 6b로 나타낸 위치)에, 스프링 부재를 설치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, O링(6a)에 다소 요동이 생겨도 기밀 상태를 유지할 수 있다.
또한, 배기 압력 제어를 위한 구성은 도1에 도시한 것에 한정되는 것은 아니다. 도4에 도시한 바와 같이, 압력 가변 밸브(25)를 이용하는 일 없이 배기 압력 제어를 이젝터(26) 및 전공 조절기(27)에 의해서만 행해도 좋다. 이 경우, 제어부(32)는 차압계(23) 및 기압계(31)를 이용하여 검출한 절대 배기 압력을 기초로 하여 전공 조절기(27)를 제어하고, 이에 의해 배기 압력이 조정된다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 상세하게 서술하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서의 다양한 설계 변경 등이 가능하다. 처리로는, 종형로에 한정되지 않고 횡형로라도 좋고, 또한 배치식에 한정되지 않고 낱장식인 것이라도 좋다. 피처리 부재로서는 반도체 웨이퍼 이외에, 예를 들어 LCD 기판이나 유리 기판 등이라도 좋다. 수증기 공급 장치는 촉매식에 한정되지 않고, 예를 들어 연소식, 기화기식, 비등식 등이라도 좋다. 또, 열처리 장치는 산화 처리를 행하는 것에 한정되지 않고, 확산 처리,CVD 처리, 어닐링 처리 등에도 적용 가능하게 구성되어 있어도 좋다.

Claims (9)

  1. 열처리 장치에 있어서,
    피처리체를 수용하는 처리로와,
    상기 처리로 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와,
    상기 처리로를 가열하는 히터와,
    상기 처리로 내를 배기하기 위한 배기 통로를 갖는 배기계와,
    상기 배기 통로 내의 배기 압력을 조절하는 배기압 조절 장치와,
    상기 배기 통로 내의 배기 압력을 대기압과의 차압으로서 검출하는 차압계와,
    상기 대기압을 절대압으로서 검출하는 기압계와,
    상기 차압계에 의해 검출된 배기 압력과 상기 기압계에 의해 검출된 대기압으로부터 얻을 수 있는 절대압으로서의 배기 압력을 기초로 하여, 상기 배기압 조절 장치를 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배기압 조정 장치는 배기 압력을 조절할 수 있는 압력 가변 밸브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 압력 가변 밸브는 상기 배기 통로 내의 배기의 흐름을 차단 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 배기 압력을 감압하는 이젝터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 배기압 조정 장치는 이젝터와, 상기 이젝터에 공급되는 작동 기체의 유량을 조정하는 조절기를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 배기 통로는 미소 감압 공장 배기계에 접속되어 있고, 상기 배기 통로에는 이젝터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 배기압 조정 장치는 압력 가변 밸브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 차압계는 상기 처리로를 대기 개방함으로써 영점 조정 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  9. 제1항에 기재된 열처리 장치를 복수 구비하고, 이들 복수의 열처리 장치에서 1개의 기압계가 공용되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치 세트.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101966875B1 (ko) * 2018-10-25 2019-04-08 센서클라우드주식회사 차압 측정 장치 및 이의 보정 방법
KR20200032269A (ko) * 2017-08-18 2020-03-25 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 고압 및 고온 어닐링 챔버

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3543949B2 (ja) * 1999-11-09 2004-07-21 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP4010314B2 (ja) * 2004-12-17 2007-11-21 東京エレクトロン株式会社 ゲートバルブ装置、処理システム及びシール部材の交換方法
JP4813854B2 (ja) * 2005-09-09 2011-11-09 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体の製造方法
CN100378912C (zh) * 2005-09-28 2008-04-02 联华电子股份有限公司 快速热处理机台
US7682987B2 (en) 2006-06-28 2010-03-23 Hitachi Kokusai Electric Inc. Device for processing substrate and method of manufacturing semiconductor device
KR100782484B1 (ko) 2006-07-13 2007-12-05 삼성전자주식회사 열처리 설비
JP5015541B2 (ja) * 2006-10-07 2012-08-29 昭和鉄工株式会社 熱処理装置
TWI442012B (zh) * 2011-11-17 2014-06-21 Kern Energy Entpr Co Ltd 垂直式熱處理爐結構
CN104685312B (zh) * 2012-10-03 2016-12-28 夏普株式会社 基板烧成装置
JP6413293B2 (ja) * 2014-03-27 2018-10-31 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び記憶媒体
JP2016172646A (ja) * 2015-03-16 2016-09-29 東洋インキScホールディングス株式会社 カーボンナノチューブの製造装置
KR20230135517A (ko) 2022-03-16 2023-09-25 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 열처리 장치 및 열처리 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2598637B2 (ja) 1987-02-26 1997-04-09 東京エレクトロン株式会社 酸化・拡散装置
US5088922A (en) * 1990-01-23 1992-02-18 Tokyo Electron Sagami Limited Heat-treatment apparatus having exhaust system
JPH0513544A (ja) 1991-06-28 1993-01-22 Kawasaki Steel Corp 真空チヤンバを有する半導体製造装置
US5837903A (en) * 1995-09-22 1998-11-17 The Scott Fetzer Company Inc. Device for measuring exhaust flowrate using laminar flow element
TW430866B (en) * 1998-11-26 2001-04-21 Tokyo Electron Ltd Thermal treatment apparatus
JP3543949B2 (ja) 1999-11-09 2004-07-21 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
US7076920B2 (en) * 2000-03-22 2006-07-18 Mks Instruments, Inc. Method of using a combination differential and absolute pressure transducer for controlling a load lock
JP3872952B2 (ja) * 2000-10-27 2007-01-24 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置及び熱処理方法
WO2002035590A1 (fr) 2000-10-27 2002-05-02 Tokyo Electron Limited Dispositif de traitement thermique
JP4618912B2 (ja) * 2001-03-12 2011-01-26 Okiセミコンダクタ株式会社 被処理体の加熱処理装置及びその排気方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200032269A (ko) * 2017-08-18 2020-03-25 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 고압 및 고온 어닐링 챔버
US11462417B2 (en) 2017-08-18 2022-10-04 Applied Materials, Inc. High pressure and high temperature anneal chamber
US11469113B2 (en) 2017-08-18 2022-10-11 Applied Materials, Inc. High pressure and high temperature anneal chamber
KR101966875B1 (ko) * 2018-10-25 2019-04-08 센서클라우드주식회사 차압 측정 장치 및 이의 보정 방법

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Publication number Publication date
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US7044731B2 (en) 2006-05-16
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JP2003045867A (ja) 2003-02-14

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