KR20050095541A - 가열 스테이지 - Google Patents

가열 스테이지 Download PDF

Info

Publication number
KR20050095541A
KR20050095541A KR1020040115318A KR20040115318A KR20050095541A KR 20050095541 A KR20050095541 A KR 20050095541A KR 1020040115318 A KR1020040115318 A KR 1020040115318A KR 20040115318 A KR20040115318 A KR 20040115318A KR 20050095541 A KR20050095541 A KR 20050095541A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lamp
stage
heating
glass
heating stage
Prior art date
Application number
KR1020040115318A
Other languages
English (en)
Inventor
오다가키도루
미즈카와요이치
Original Assignee
우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우시오덴키 가부시키가이샤 filed Critical 우시오덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20050095541A publication Critical patent/KR20050095541A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 발명은 웨이퍼 등의 피가열물을 고온으로 가열할 수 있는 동시에 가열 중에 불순물의 발생에 의한 피가열물의 오염을 방지하는 것을 가능하게 한 가열 스테이지를 제공하는 것이다.
피가열물을 올려놓는 평탄한 스테이지부를 구비하는 동시에, 이 스테이지부에 이어서, 그 내부에 가열 수단으로서 다수의 램프가 수납되는 원통부를 갖는 글래스제 부재와, 원통부와 저면부를 갖고, 글래스제 부재와 일체화하여 감압 상태의, 또는 불활성 가스가 충전되는, 내부 공간을 구성하는 금속제 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 가열 스테이지로 한다.

Description

가열 스테이지{HEATING STAGE}
본 발명은 가열 스테이지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 반도체 웨이퍼나 글래스 기판의 가열 장치의 챔버에 있어서의 가열부를 구성하는 가열 스테이지에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼나 액정 기판 혹은 회로 기판 등의 웨이퍼 상에 반도체 박막을 형성하거나, 웨이퍼 상에 도포 된 레지스트액을 건조 에칭하여 레지스트막을 형성하는 데에, 가열 스테이지가 이용된다. 통상적으로, 이 가열 스테이지에 설치되는 가열 수단은, 저항 가열을 이용한 것이 대부분이고, 예컨대, 탄화규소(SiC) 히터와 같은 세라믹 히터가 이용되고 있었다. 일본국 특개평 2002-329566호 공보에는 탄화규소 히터를 사용한 웨이퍼 가열 장치가 개시되어 있다. 또, 일본국 특개 2004-6242호 공보에는 저항 발열체로서 탄탈이나 텅스텐, 몰리브덴 등의 고융점 금속을 사용하고, 기체 세라믹으로서 질화 알루미늄, 질화규소, 질화붕소, 사이얼론 등을 사용한 세라믹 히터를 나타내고 있다. 도 6에는, 세라믹 히터로 이루어지는 가열 스테이지의 개략도를 도시한다. 가열 스테이지(200)는 세라믹 기체(43) 중에 저항 발열체(42)가 예컨대 일체 소결되어 이루어져 있고, 급전선(41)으로부터의 급전에 의해 저항 발열체가 발열하여, 피가열물(WF)을 가열한다.
(특허문헌1)일본국 특개평 2002-329566호 공보
(특허문헌2)일본국 특개평 2004-6242호 공보
그러나, 세라믹 히터는, 반도체 프로세스와 같은 높은 청결도가 요구되는 공정에서는, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 세라믹 히터는, 700℃∼800℃와 같은 고온으로 가열한 상태이면, 세라믹의 미소한 요철이나 간극에 흡착되어 있던 불순물이 방출되고, 그것이 웨이퍼에 흡착되어 오염이나 불량의 원인이 된다. 이러한 웨이퍼의 오염은, 통칭 컨태미라고 불린다.
또, 종래의 가열 스테이지에서는, 가열 후의 가열 스테이지의 강온(降溫)이 늦으므로, 가열 공정에서의 피가열물을 교환하는 택트 타임(tact time)이 지연되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 상기의 문제점에 감안하여, 종래의 세라믹 히터 대신에, 웨이퍼 등의 피가열물을 고온으로 가열하는 것을 할 수 있는 동시에, 가열 중에 불순물의 발생에 의한 피가열물의 오염을 방지하는 것을 가능하게 하고, 또한 강온 성능을 개선한 가열 스테이지를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서, 다음과 같은 수단을 채용하였다.
제1 수단은 피가열물을 올려 놓는 평탄한 스테이지부를 구비하는 동시에, 이 스테이지부에 이어서, 그 내부에 가열 수단으로서 다수의 램프가 수납되는 원통부를 갖는 글래스제 부재와, 원통부와 저면부를 갖고, 글래스제 부재와 일체화하여 감압 상태의, 또는 불활성 가스가 충전되는, 내부 공간을 구성하는 금속제 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 가열 스테이지로 하는 것이다.
제2 수단은, 상기 램프는, 양단에 봉지부를 갖는 동시에 관형 봉체의 내부에 필라멘트를 갖고, 이 램프의 봉지부는, 상기 피가열물을 지지하는 영역을 갖는 표면과는 반대 방향으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 가열 스테이지로 하는 것이다.
제3 수단은, 상기 램프의 배면에 세라믹 섬유로 이루어지는 시트로 이루어지는 반사 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 가열 스테이지로 하는 것이다.
제4 수단은, 상기 스테이지부에 냉각 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 가열 스테이지로 하는 것이다.
제5 수단은, 상기 냉각 수단이 스테이지부 하방에 설치한 냉각 가스 분출관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 4 기재의 가열 스테이지로 하는 것이다.
제6 수단은, 상기 스테이지부를 중공 구조로 하고, 이 중공 구조의 간극에 냉각 가스를 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 청구항 4 기재의 가열 스테이지로 하는 것이다.
본 발명의 일 실시 형태를 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다. 도 1은, 웨이퍼 가열 등에 사용되는 본 발명에 관한 가열 스테이지의 개요를 도시하는 단면도이다. 동 도면에 있어서, 기호 100은 가열 스테이지 전체를 가리킨다. 기호 50은 재질이 석영 글래스 등으로 구성되고, 상부에 웨이퍼 등의 피가열물을 올려놓는 평탄하고, 평평한 글래스 스테이지부이며, 글래스 스테이지부(50)에 이어서, 그 내부에 가열 수단으로서 효율적으로 적외선을 방사하는 다수의 램프(3)가 수납되는 원통부(51)를 갖고, 원통부(51)의 단부에 플랜지부(52)를 갖는 글래스제 부재(100A)와, 플랜지부(52)와 기밀하게 접면하는 금속제 플랜지부(25)를 갖으며, 금속제 플랜지부(25)에 이어서 원통 형상의 금속 통체부(20)와 저면부(26)를 갖고, 글래스제 부재(100A)와 일체화하여 감압 상태의, 또는 불활성 가스가 충전되는, 내부 공간을 구성하는 금속제 부재(100B)를 구비하고 있다. 금속제 부재는 예컨대 스테인레스로 이루어진다.
글래스제의 플랜지부(52)와 금속제 플랜지부(25)는 O-링(24a)을 개재시키고, 기호 21의 협지부재 A와 기호 22의 협지부재 B에 끼워 고정된다. 협지부재 A와 협지부재 B는 나사(23a)로 체결 고정되고, 또한 나사(23b)로 가열 스테이지 외의 부재와 고정된다. 협지부재 A(21)와 글래스 제의 플랜지부(52)간에는 O-링(24c)이, 협지부재 A(21)와 가열 스테이지 외의 부재간에는 O-링(24b)이 개재된다.
광 반사판(5), 램프(3), 균열판(4)은 이 도면과 같이 지지 기둥 부재(14)에 의해 금속제 부재(100B)의 저면부(26)로부터 지지되고, 글래스제 부재(100A)를 상방으로 떼어냄으로써, 광 반사판(5), 램프(3), 균열판(4)의 유지관리가 용이하게 행해지게 된다. 또한, 광 반사판(5), 램프(3), 균열판(4)의 지지 방법은 이 예에 한정되는 것은 아니다.
도시를 생략했지만, O-링(24a, 24b, 24c)의 내열 보호를 위해, 금속제 플랜지부(25)의 주위가 수냉된다.
기호 4는 글래스 스테이지부(50) 내부의 상부와 램프(3)간에 설치되는 카본 등으로 이루어지는 균열판, 5는 램프(3)의 하부에 설치되는, 램프(3)로부터 방사되는 광을 균열판(4) 측에 반사하는 광 반사판이고, 세라믹 섬유로 이루어진다. 기호 6은 램프 리드선, 기호 12는 외부 전원에 접속되는 외부 급전선, 기호 8은 전류 도입 단자, WF는 웨이퍼 등의 피가열물, 기호 13은 광 반사판(5)에 설치된 램프 봉지부(31)를 관통하는 관통 구멍이다.
본 발명의 가열 스테이지(100)의 내부 공간은, 본 실시예에서는 질소에 의해 13.3kPa의 압력으로 정화되어 있고, 이것에 의해서, 가열 중에 램프(3)의 온도가 상승하여도, 램프(3)의 램프 봉지부(31)에 이용되는 시일박(32)의 산화가 방지된다. 질소는 도 1에서 가스 도입구(10)로부터 램프(3)의 봉지부(31) 근방 가까이에 방출되고, 가열 스테이지(100)의 내부 공간 내의, 금속제 부재(100B)의 저면부(26) 근방의 가스가 가스 배출구(9)로부터 배출되게 되어 있으며, 램프(3)의 봉지부(31) 근방에는 충분한 질소 분위기가 유지되어, 봉지부(31)의 금속박 산화에 대한 우려가 없다.
또, 글래스 스테이지부(50)는 글래스제이므로, 불순물이 흡착되지 않고, 고온에 가열되어도, 불순물에 대한 발생이 없으며, 웨이퍼로의 오염에 대한 문제가 없어진다. 또, 램프(3)가 배치되는 가열 스테이지(100)의 내부 공간은 외부와 차단되어 있으므로, 램프나 램프의 배선으로부터의 오염도 없어진다.
도 2는 램프(3)의 구조를 도시하는 사시도이다.
동 도면에서, 31은 시일박(32)을 통해 필라멘트(34)와 램프 리드선(6)을 접속하는 동시에, 관형 봉체의 신장 방향에 대하여 직각 방향으로 굴곡하고, 글래스 스테이지부(50)의 상부 표면과는 반대측으로 신장하는 방향으로 배치되는 램프 봉지부, 32는 몰리브덴박 등으로 이루어지는 시일박, 33은 글래스제의 통으로 이루어지는 밸브 또는 봉체, 34는 밸브(33) 내에 삽입된 필라멘트, 35는 서포터이다.
또한, 밸브(33) 내에는 할로겐 가스가 봉입되어 있고, 또, 이러한 관형 봉체의 양단에 시일부를 갖는 램프를 더블 엔드 타입이라고 한다.
램프(3) 양단의 램프 리드선(6)에 통전하면, 필라멘트(34)가 적열하여 적외선을 방사한다. 필라멘트(34)로부터 방사된 적외선은, 글래스 스테이지부(50)의 상부 표면에 설치된 균열판(4)에 조사되고, 또한 균열판(4)으로부터 웨이퍼 등의 피가열물(WF)을 균일하게 가열한다.
도 3은 램프(3)의 램프 봉지부(31)를 굴곡하는 이점을 설명하는 도면이다.
도 3(a)은, 본 발명에 관한 램프(3)의 구성을 도시하는 도면, 도 3(b)는, 본 발명에 관한 램프(3)와 대비하기 위한 램프의 구성을 도시하는 도면이다.
여기서, 램프(3)의 적외선을 방사하는 부분을 발광부, 실질적으로 광을 방사하지 않는 램프 봉지부(31)를 비발광부라고 하면, 가령, 도 3(b)에 도시하는 것과 같은 램프의 비발광부가, 글래스 스테이지부(50)의 표면과 대면하고 있으면, 피가열물(WF)의 비발광부에 대응하는 부분의 가열이 어렵게 되어, 균일하게 가열하기 어려워진다. 그것에 대하여, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 램프 봉지부(31)를 글래스 스테이지부(50)의 표면과는 반대측으로 구부리면, 비발광부가 글래스 스테이지부(50)의 상면에 대면하는 비율이 적어지므로, 피가열물(WF)을 균일하게 가열하는 것이 가능하게 된다. 또, 램프 봉지부(31)가 굴곡하면, 인접하는 램프(3)의 발광부를 접근하여 배치할 수 있으므로, 상기와 같이, 비발광부가 글래스 스테이지부(50) 표면에 대면하는 비율을 적게 하여, 피가열물(WF)을 균일하게 가열할 수 있게 된다.
도 4는, 도 1의 가열 스테이지(1)를 상부 표면측에서 본 램프(3)의 배치를 도시하는 도면이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 내측에 다수의 봉체가 직관 형상의 램프(3)를 나열하고, 그 외측에 다수의 원 고리 형상의 램프(3)를 동심원 형상으로 배치한 것이다.
원 고리 형상의 램프(3)는, 원을 2분할한 반원형, 혹은 4분할한 형상으로 조합하여, 원 고리 형상이 되도록 배치되어 있다. 하나의 램프로 원을 형성해도 되지만, 직경이 커지면, 봉체의 길이가 길어져 제조가 어렵게 되므로, 분할하여 짧게 되도록 한다. 물론 4분할 이상으로 분할한 램프를 이용하여도 된다. 또한, 동 도면에서, 직관 형상의 램프(3)를 배치한 부분을 그 외측과 동일하게, 원 고리 형상의 램프(3)를 동심원 형상으로 배치하여도 된다. 또, 직경이 작은 소면적의 웨이퍼이면, 하나의 램프의 봉체를 소용돌이 형상으로 형성하고, 하나의 램프만으로 구성되도록 하여도 된다.
또, 피가열물(WF)은, 가열 중 측면으로부터 열이 방사되므로, 중앙부에 비해 주변부의 온도가 낮아지기 쉽다. 따라서, 가열 수단으로 이용하는 다수의 램프(3)는, 도시되어 있지 않는 전력 제어 수단에 의해 다수의 존으로 나누어 전력 제어하면 된다. 예컨대, 도 4와 같이 램프(3)가 배치되어 있는 경우, 내측의 직관 형상의 램프군과, 외측의 원 고리 형상의 램프군으로, 따로따로 전력 제어한다. 웨이퍼와 같은 피가열물(WF)은, 주변부의 온도가 낮아지기 쉬우므로, 중앙부에 대하여 주변부가 어느 정도 온도가 하강되는지 미리 실험하여 측정해 놓고, 그 결과에 따라서, 외측의 원 고리 형상 램프군을 내측의 직관 형상 램프군에 비해 출력이 커지도록 입력 전력을 제어한다. 각 램프(3)는 직렬로 접속되어 있고, 다수의 램프를 하나의 영역으로 전력 제어가 가능하다.
다음에, 광 반사판(5)의 상세에 관해서 도 1을 이용하여 설명한다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 광 반사판(5)은, 램프(3)의 글래스 스테이지부(50)의 상면과는 반대측에 설치되고, 그 재질은 적외 영역의 광을 효율적으로 반사하는 동시에, 700℃ 이상의 내열성을 갖고, 램프 리드선(6)에 근접하여 설치되는 것으로부터, 쇼트의 문제가 없는 것을 고려하여, 알루미나 또는 알루미나와 실리커로 이루어지는 세라믹 섬유를 판 형상으로 한 것이다. 또한, 광 반사판(5)은 세라믹 섬유가 아니고, 예컨대, 석영 등의 유리판의 표면에 고순도 알루미나를 도포 등에 의해서 형성한 것을 이용하여도 된다.
광 반사판(5)에는, 굴곡한 램프 봉지부(31)가 통과하는 관통 구멍(13)이 설치되어 있다. 램프 봉지부(31)를 이 관통 구멍(13)에 통과시킴으로써, 램프(3)으로부터의 광이 램프 봉지부(31)에 조사되는 것을 방지하고, 램프 봉지부(31)의 온도 상승을 억제할 수 있게 된다. 세라믹 판을 광 반사판으로 함으로써, 램프(3)으로부터 글래스 스테이지부(50)의 상면과는 반대 방향으로 방사되는 광을 글래스 스테이지부(50)의 상면 방향으로 반사하여, 피가열물(WF)의 가열의 효율을 높일 수 있게 된다.
다음에, 균열판(均熱坂; 4)의 상세에 관해서 도 1을 이용하여 설명한다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 피가열물(WF)을 균일하게 가열하고 싶은 경우에는, 램프(3)와 글래스 스테이지부(50) 상면간에 균열판(4)을 설치하여도 된다. 램프(3)로부터의 광은 균열판(4)에 조사되고, 글래스 스테이지부(50) 상면에 올려놓인 피가열물(WF)은, 이 균열판(4)으로부터의 복사에 의해 가열된다. 균열판(4)으로 이용되는 카본 플레이트는 열 전도성이 높고, 램프(3)의 발광부가 없는 부분에도 열을 전달하며, 전체적으로 균일하게 온도 상승시킬 수 있게 된다. 따라서, 피가열물(WF)을 균일하게 가열할 수 있게 된다.
다음에, 본 발명에 관한 가열 스테이지에서 웨이퍼를 가열하였을 때의 실험 결과를 도 5를 이용하여 설명한다. 또한, 가열 스테이지(1)의 구조는, 기본적으로는 도 1에 도시하는 것과 동일하지만, 램프(3)의 개수는 33개, 반사판(5)을 사용하지만, 균열판(4)은 사용하지 않는다. 피가열물(WF)로서, ø200mm의 실리콘 웨이퍼를 사용하고, 설정 온도 750℃에서 가열하였을 때의 표면 아홉 곳의 온도를 열전쌍으로 측정한 것이다. 아홉 곳의 평균온도는 757℃에서, 온도 분포의 폭은 +13.5deg∼-20.4deg, 면내 편차는 ±2.2%였다.
다음에, 본 발명에 관한 가열 스테이지의, 냉각 수단의 구조와 그 효과를 나타낸다.
냉각 수단의 구조의 예를 들면, 도 7, 도 9에 도시하는 바와 같다. 도 7은, 냉각 가스 분출관을 글래스 스테이지부(50)의 하방에 설치한 구조이다. 도 7(a)는 가열 스테이지(100)의 상방에서 보았을 때의 냉각 가스 분출관(60)의 배치를 도시하는 도면이고, 스테이지부 내에 있으므로, 파선으로 도시하고 있다. 60a는 가스 분출구이고, 화살표는 냉각 가스의 분출 방향이다. 냉각 가스 분출관(60)은 예컨대 석영 글래스제이다. 도 7(b)는 가열 스테이지(100)의 단면도 안에서 냉각 가스 분출관(60)의 배치를 도시한 도면이다. 화살표는 냉각 가스가 흐르는 방향을 도시한다. 또한, 도 7, 도 9에서는 램프(3)는 편의상 하나로 도시하고 있지만 실제는 도 4에 도시한 배치로 되어 있다.
도 7(a)에서 알 수 있듯이, 이 예에서는 냉각 가스 분출관(60)이 링 형상이고, 질소 가스 등의 냉각 가스는 링 안쪽으로 향하여 관에 개구한 가스 분출구(60a)로부터 분출되며, 가열 스테이지(100) 하방의 금속 통체부 (20)의 저면부(26)로부터 배출된다. 동 도면에서는, 램프 리드선이나 균열판이나 피가열물은 편의상 생략되어 있다. 도 8은 냉각 가스 분출관(60)의 개략도를 도시하지만, 도 7(b)의 가스 도입구(10)를 2개소로 하여, 그 2개의 가스 도입구(10)에 냉각 가스 분출관(60)의 레그부(60b)가 연결 설치된다.
또, 도 9는 글래스 스테이지부(20)를 다수의 지주(50a)에 의해 극간(G)을 설치한 중공 구조를 나타내고 있다. 금속 통체부는 생략되어 있다. 그 중공 구조의 극간(G)에 냉각 가스를 직접 흐르게 한다. 60은 냉각 가스 분출관이고, 극간(G)에 개구하며, 극간(G) 내를 화살표와 같이 냉각 가스가 흐른다.
도 10은 냉각 효과를 도시하는 도면이다. 도 7에서 도시한 냉각 가스 분출관을 사용하여 글래스 스테이지를 냉각했을 때의 석영 글래스의 글래스 스테이지부와 실리콘 웨이퍼의 온도 측정 결과이다. 측온은 글래스 스테이지의 표면 및 실리콘 웨이퍼 상에 K형 열전대를 매설하여 행하였다. 램프 배치는 도 4의 배치로 행하고, 입력 전압은 외측의 일련의 원 고리 형상의 램프에 200V, 직관 형상의 램프에 170V이며, 120초간 점등시켜, 그 후 소등하였다. 냉각 가스의 유량은 50리터/분이다. 도면에서, 글래스 스테이지부의 온도는 파선으로 도시하고, 냉각한 경우가 (a), 냉각을 행하지 않은 경우가 (b)이다. 또, 실리콘 웨이퍼의 온도는 실선으로 나타내고, 냉각한 경우가 (c), 냉각을 행하지 않은 경우가 (d)이다.
이 측정 결과의 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 점등 후 120초에서, 석영 글래스의 글래스 스테이지부의 온도는 냉각한 경우에는 약250℃, 냉각하지 않은 경우에는 약300℃까지 승온하였다. 한편, 실리콘 웨이퍼의 온도는 냉각의 유무에 관계없이, 모두 약420℃까지 승온하고, 냉각에 의한 실리콘 웨이퍼의 가열 온도로의 영향은 없었다.
그리고, 램프 소등 후 120초에서는, 냉각이 없는 경우에는 석영 글래스의 글래스 스테이지부의 온도(도면 중(c))가 약250℃이고, 냉각이 있는 경우에는 글래스 스테이지부의 온도(도면 중(d))가 약190℃까지 강온하였다. 또, 실리콘 웨이퍼의 온도는, 냉각 없음의 경우에는 약 210℃였지만, 냉각있음의 경우에는 약150℃까지 강온하였다.
이와 같이, 상기 스테이지부에 냉각 수단을 설치함으로써, 실리콘 웨이퍼 등의 피가열물의 도달 온도에는 문제없는 한편으로 강온은 빨라지고, 결국에는 급속 강온이 가능하게 되어, 가열 공정의 택트 타임의 단축이 가능하게 되는 것을 알 수 있다.
청구항1 기재의 발명에 의하면, 피가열물을 올려놓는 스테이지부가 글래스제이므로, 불순물이 흡착되지 않고, 고온으로 가열되어도, 불순물의 발생이 없으며, 웨이퍼 등의 피가열물로의 오염에 대한 문제가 없어진다. 또, 램프가 배치되는 스테이지부의 내부 공간은, 외부와 차단되어 있으므로 램프나 램프의 배선으로부터의 오염도 없어진다.
청구항2 기재의 발명에 의하면, 램프의 비발광부가 스테이지부의 상면에 대면하는 비율이 적어지고, 피가열물을 균일하게 가열하는 것이 가능하게 된다. 또, 인접한 램프의 발광부를 접근하여 배치하는 것이 가능하게 되고, 비발광부가 스테이지부 표면에 대면하는 비율을 적게 하여, 피가열물을 균일하게 가열할 수 있게 한다. 또한, 스테이지부의 상면과는 반대측에 설치된 커넥터부의 방향으로 램프로부터의 배선을 쉽게 모을 수 있게 되어, 속선(束線)이나 접속 등의 처리 작업이 용이하게 된다.
청구항3에 기재의 발명에 의하면, 램프의 배면에 세라믹 섬유로 이루어지는 시트를 반사 부재로서 구비하였으므로, 열 충격에 강하고 단열성에 우수한 반사 부재가 된다.
청구항4에 기재의 발명에 의하면, 스테이지부에 냉각 수단을 설치함으로써, 급속 강온이 가능하게 되고, 가열 공정의 택트 타임의 단축이 가능하게 된다.
청구항5에 기재의 발명에 의하면, 냉각 수단을 스테이지부 하방에 설치한 냉각 가스 분출관으로 함으로써 냉각 수단의 배치가 간단하고, 냉각이 효과적으로 행해진다.
청구항6에 기재의 발명에 의하면, 스테이지부를 중공 구조로 하고, 이 중공 구조의 간극에 냉각 가스를 흐르게 함으로써 스페이스의 절약이 가능하게 되어, 냉각이 효과적으로 행해진다.
도 1은 본 발명의 가열 스테이지의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 램프의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 램프의 구조를 도시하는 도면 및 종래의 램프의 구성을 도시하는 도면을 대비한 도면이다.
도 4는 본 발명의 가열 스테이지를 상표면측에서 본 램프의 배치를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 가열 스테이지에서 웨이퍼를 가열하였을 때의 실험 결과를 설명하는 도면이다.
도 6은 종래의 세라믹 히터로 이루어지는 가열 스테이지의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 가열 스테이지에서, 냉각 가스 분출관을 글래스 스테이지부의 하방으로 설치한 구조를 도시한다.
도 8은 냉각 가스 분출관의 개략도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 가열 스테이지에서, 글래스 스테이지부를 다수의 지주(支柱)에 의해 극간을 설치한 공중 구조로 한 예를 도시한다.
도 10은 본 발명에서의 강온의 효과를 알 수 있는 온도 측정 결과를 도시한다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
3 : 램프 4 : 균열판
5 : 광 반사판 6 : 램프 리드선
8 : 전류 도입 단자 9 : 가스 배출구
10 : 가스 도입구 11 : 가스 도입관
12 : 외부 급전선 13 : 관통 구멍
14 : 지지 기둥 부재 20 : 금속 통체부
21 : 협지부재 A 22 : 협지부재 B
23a, 23b :나사 24a, 24b, 24c : O-링
25 : 금속제 플랜지부 26 : 저면부
31 : 램프 봉지부 32 : 시일박
33 : 밸브 34 : 필라멘트
35 : 서포터 41 : 급전선
42 : 저항 발열체 43 : 세라믹 기체
50 : 글래스 스테이지부 50a: 지주
51 : 원통부 52 : 플랜지부
60 : 냉각 가스 분출관 60a: 가스 분출구
60b: 레그부 70 : 지주
100: 가열 스테이지 100A: 글래스제 부재
100B: 금속제 부재 200 : 가열 스테이지
WF : 피가열물 G : 극간

Claims (6)

  1. 피가열물을 올려놓는 평탄한 스테이지부를 구비하는 동시에, 이 스테이지부에 이어서, 그 내부에 가열 수단으로서 다수의 램프가 수납되는 원통부를 갖는 글래스제 부재와,
    원통부와 저면부를 갖고, 글래스제 부재와 일체화하여 감압 상태의, 또는 불활성 가스가 충전되는, 내부 공간을 구성하는 금속제 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 가열 스테이지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 램프는, 양단에 봉지부를 갖는 동시에 관형 봉체의 내부에 필라멘트를 갖고, 이 램프의 봉지부는, 상기 피가열물을 지지하는 영역을 갖는 표면과는 반대 방향으로 굴곡하는 것을 특징으로 하는 가열 스테이지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 램프의 배면에 세라믹 섬유로 이루어지는 시트를 반사 부재로서 구비한 것을 특징으로 하는 가열 스테이지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스테이지부에 냉각 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 가열 스테이지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 냉각 수단이 스테이지부 하방에 설치한 냉각 가스 분출관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가열 스테이지.
  6. 제4항에 있어서, 상기 스테이지부를 중공 구조로 하고, 이 중공 구조의 극간에 냉각 가스를 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 가열 스테이지.
KR1020040115318A 2004-03-26 2004-12-29 가열 스테이지 KR20050095541A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004092303 2004-03-26
JPJP-P-2004-00092303 2004-03-26
JP2004168681A JP4710255B2 (ja) 2004-03-26 2004-06-07 加熱ステージ
JPJP-P-2004-00168681 2004-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050095541A true KR20050095541A (ko) 2005-09-29

Family

ID=34989935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040115318A KR20050095541A (ko) 2004-03-26 2004-12-29 가열 스테이지

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7082261B2 (ko)
JP (1) JP4710255B2 (ko)
KR (1) KR20050095541A (ko)
CN (1) CN1674721A (ko)
TW (1) TW200532777A (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5089288B2 (ja) * 2007-01-26 2012-12-05 大日本スクリーン製造株式会社 減圧乾燥装置
JP4930170B2 (ja) * 2007-04-20 2012-05-16 ウシオ電機株式会社 白熱ランプ
JP4974805B2 (ja) 2007-08-10 2012-07-11 トヨタ自動車株式会社 加熱炉および加熱炉の加熱方法
US8637794B2 (en) 2009-10-21 2014-01-28 Lam Research Corporation Heating plate with planar heating zones for semiconductor processing
CN103222041B (zh) * 2010-07-27 2016-01-20 东电电子太阳能股份公司 用于加热基板的加热装置和方法
CN110657636B (zh) * 2019-09-27 2021-01-29 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） 干燥装置
CN113218081B (zh) * 2021-03-29 2022-07-19 青岛海尔空调器有限总公司 空气处理设备加热元件固定结构及空气处理设备

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61196515A (ja) * 1985-02-26 1986-08-30 Mitsubishi Electric Corp 帯域溶融型半導体製造装置
JPH0323629A (ja) * 1989-06-21 1991-01-31 Nec Corp 半導体素子製造装置
JP3165938B2 (ja) * 1993-06-24 2001-05-14 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置
JPH08191074A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Touyoko Kagaku Kk 高速熱処理装置
JPH10339591A (ja) * 1997-06-10 1998-12-22 Komatsu Ltd ヒートパイプを利用した温度制御装置
WO1999041777A1 (fr) * 1998-02-13 1999-08-19 Seiko Epson Corporation Procede de production d'un dispositif semi-conducteur et appareil de traitement a chaud
JP2002208466A (ja) * 2001-01-05 2002-07-26 Tokyo Electron Ltd 加熱ランプと加熱処理装置
JP4210060B2 (ja) * 2001-03-09 2009-01-14 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP2002305158A (ja) * 2001-04-09 2002-10-18 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US6753507B2 (en) 2001-04-27 2004-06-22 Kyocera Corporation Wafer heating apparatus
JP2002329566A (ja) 2001-04-27 2002-11-15 Kyocera Corp ウエハ加熱装置
JP3932843B2 (ja) * 2001-09-03 2007-06-20 ウシオ電機株式会社 ヒータランプおよび光照射式加熱装置
JP4026761B2 (ja) 2002-03-28 2007-12-26 日本碍子株式会社 セラミックヒーター
JP3588457B2 (ja) * 2002-04-26 2004-11-10 京セラ株式会社 ウェハ加熱装置
JP4319433B2 (ja) * 2003-03-11 2009-08-26 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理装置
WO2005017988A1 (ja) * 2003-08-15 2005-02-24 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置および半導体デバイスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4710255B2 (ja) 2011-06-29
CN1674721A (zh) 2005-09-28
JP2005311270A (ja) 2005-11-04
TW200532777A (en) 2005-10-01
US7082261B2 (en) 2006-07-25
US20050213951A1 (en) 2005-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101772837B (zh) 载置台构造以及处理装置
JP5055756B2 (ja) 熱処理装置及び記憶媒体
US7471885B2 (en) Filament lamp
US8014652B2 (en) Filament lamp and light-irradiation-type heat treatment device
JP4935417B2 (ja) 光照射式加熱処理装置
JP4821819B2 (ja) フィラメントランプおよび光照射式加熱処理装置
TW201709336A (zh) 熱處理裝置及熱處理方法
KR20100126256A (ko) 배치대 구조 및 열처리 장치
JP2010225645A (ja) 熱処理装置
US7082261B2 (en) Heating stage
TWI605533B (zh) 具有可撓式間隙件的燈頭印刷電路板
JP6438330B2 (ja) 熱処理装置
JP2006060117A (ja) 熱処理装置
JP4734885B2 (ja) 加熱ユニット
US20180254206A1 (en) Rotor cover
JP2010073787A (ja) 熱処理装置
US11004704B2 (en) Finned rotor cover
KR101118154B1 (ko) 기판의 열처리장치용 램프
JP5525174B2 (ja) 熱処理装置
JP2005150390A (ja) 加熱ステージ

Legal Events

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