KR20190070839A

KR20190070839A - 적외선 가열 램프 튜브장치

Info

Publication number: KR20190070839A
Application number: KR1020180105947A
Authority: KR
Inventors: 지칭 동
Original assignee: 동타이 하이-테크 이큅먼트 테크놀로지 씨오., 엘티디
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-06-21
Also published as: DE102018215103A1; US20190182905A1; WO2019114233A1; JP2019106354A; CN107841728A

Abstract

본 발명은 적외선 가열 램프 튜브 기술분야에 관한 것으로, 특히 적외선 가열 램프 튜브 장치에 관한 것이다. 상기 적외선 가열 램프 튜브 장치는 마운팅 플레이트 및 상기 마운팅 플레이트에 마련된 복수개의 적외선 가열 램프 튜브를 포함하고, 상기 복수개의 적외선 가열 램프 튜브는 상기 마운팅 플레이트의 중심을 원심으로 원주방향을 따라 방사상으로 배열되며, 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브의 연장선은 모두 상기 마운팅 플레이트의 중심을 향한다. 본 발명의 상기 적외선 가열 램프 튜브 장치는, 복수개의 적외선 가열 램프 튜브는 마운팅 플레이트의 중심을 원심으로 원주방향을 따라 방사상으로 배열되며, 이러한 적외선 가열 램프 튜브의 배치 구조는 더욱 우수한 온도 균일성 제어를 실현할 수 있고, 더 높은 공정 균일성 요구를 만족시킬 수 있다.

Description

적외선 가열 램프 튜브장치{INFRARED HEATING LAMP TUBE DEVICE}

본 발명은 적외선 가열 램프 튜브 기술분야에 관한 것으로, 특히 적외선 가열 램프 튜브 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광전 소자, 태양 에너지 소자, 반도체 소자는 다양한 제조 공정으로 기판 표면을 처리하여 제조된다. 에피택셜 필름 또는 소재가 화학기상증착(CVD) 공정 또는 금속 유기물 CVD 공정에 의해 기판상에 성장 또는 증착되는 방법은 광범위하게 사용되고 있으며, 일반적으로 에피택셜 필름 또는 소재는 특정 소자, 예를 들어, 광전 소자, 태양 에너지 소자 등의 경우에 따라 복수의 서로 다른 조성을 갖는 층을 포함한다.

일반적으로, CVD 기술은 반응 유형 또는 압력에 의해 분류되며, 저압 CVD, 상압 CVD, 플라즈마 강화 CVD 및 금속 유기 화합물 CVD 등을 포함한다. 그 공통적인 특징은 공정 증착에 사용되는 챔버는 공기로부터 차단되고, 내부의 필름 증착 공정에 사용되는 웨이퍼 기판은 일정한 공정 온도까지 가열되어야 한다. 따라서, 고온에서 온도의 균일성을 유지하는 것은 공정의 결과에 아주 큰 영향을 미친다.

평판형 반응 챔버의 경우, 웨이퍼 캐리어로 웨이퍼 기판을 웨이퍼 캐리어 레일을 따라 공정 증착 챔버 내부로 이송시키고, 웨이퍼 기판을 지지하는 웨이퍼 서셉터(susceptor)의 하면은 가열 램프 어셈블리로부터 방사되는 에너지에 노출되며, 웨이퍼 기판은 웨이퍼 서셉터에 의해 공정 온도까지 가열된다. 적외선 가열 램프 어셈블리는 웨이퍼 캐리어 레일의 하측에 배치되고, 복수개의 장착 높이가 일치한 적외선 가열 램프 튜브를 포함한다. 각각의 램프 튜브는 전원에 독립적으로 연결 및 제어될 수 있으며, 즉, 제어부를 통해 각각의 램프 튜브로 흐르는 전기량을 독립적으로 조절할 수 있다.

그러나, 종래의 적외선 가열 램프 튜브는 일반적으로 평행하게 배치되는 방식을 채용하여, 램프 튜브의 가열 영역이 전체 웨이퍼 영역, 나아가 받침판 영역을 커버하도록 하였다. 이러한 적외선 가열 램프 튜브의 평행하게 배치되는 방식은 각각의 램프 튜브의 전기량을 독립적으로 조절하여 램프 튜브의 방사 에너지를 제어할 수는 있지만, 램프 튜브의 평행하게 배치되는 방향의 온도 분포만 조절할 수 있고, 램프 튜브의 수직되게 배치되는 방향의 온도 분포는 조절할 수 없으며, 즉, 각각의 램프 튜브의 길이방향에서 출력을 조절할 수 없으므로 이 방향에서의 온도 분포는 조절할 수 없다. 이러한 문제로 인해 종래 제어기술의 온도 분포는 더 높은 균일성 요구를 만족시킬 수 없다.

본 발명은 종래의 적외선 가열 램프 튜브의 평행하게 배치되는 방식이 더 높은 온도 분포의 균일성 요구를 만족시킬 수 없는 과제를 해결하는 적외선 가열 램프 튜브 장치를 제공하고자 한다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 마운팅 플레이트 및 상기 마운팅 플레이트에 마련된 복수개의 적외선 가열 램프 튜브를 포함하고, 상기 복수개의 적외선 가열 램프 튜브는 상기 마운팅 플레이트의 중심을 원심으로 원주방향을 따라 방사상으로 배열되며, 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브의 연장선은 모두 상기 마운팅 플레이트의 중심을 향하는 적외선 가열 램프 튜브 장치를 제공한다.

나아가, 상기 적외선 가열 램프 튜브는 적어도 두 그룹으로 나누어 지고, 각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브의 상기 마운팅 플레이트 중심을 향하는 일 단은 각각 원형으로 형성되고, 각 원형은 내부로부터 외부로 차례로 배치된다.

구체적으로, 각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브의 상기 마운팅 플레이트의 중심으로부터 멀리 떨어진 일 단은 원형 또는 직사각형으로 형성된다.

구체적으로, 상기 각 적외선 가열 램프 튜브는 상기 마운팅 플레이트에서 원주방향을 따라 균일하게 배치된다.

나아가, 상기 적외선 가열 램프 튜브는 L형 구조를 가진다.

구체적으로, 상기 적외선 가열 램프 튜브의 상기 마운팅 플레이트의 중심을 향하는 일 단에는 상기 적외선 가열 램프 튜브를 지지하는 스탠드가 마련되고, 상기 스탠드는 상기 마운팅 플레이트에 장착된다.

구체적으로, 상기 마운팅 플레이트에는 상기 적외선 가열 램프 튜브가 관통되도록 장착관통홀이 마련되며, 상기 적외선 가열 램프 튜브의 상기 마운팅 플레이트의 중심으로부터 멀리 떨어진 일 단은 상기 장착관통홀을 관통한다.

나아가, 상기 적외선 가열 램프 튜브와 상기 장착관통홀은 밀폐되게 연결된다.

구체적으로, 상기 적외선 가열 램프 튜브와 연결되고, 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브 또는 각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브를 제어하기 위한 출력 조절기를 더 포함한다.

구체적으로, 상기 마운팅 플레이트에서 상기 각 적외선 가열 램프 튜브의 설치높이는 일치하다.

본 발명의 상술한 기술방안은 아래와 같은 장점을 가진다.

본 발명에 따른 상기 적외선 가열 램프 튜브 장치에 있어서, 복수개의 적외선 가열 램프 튜브는 마운팅 플레이트의 중심을 원심으로 원주방향을 따라 방사상으로 배열되며, 이러한 적외선 가열 램프 튜브의 배치 구조는 더욱 우수한 온도 균일성 제어를 실현할 수 있고, 더 높은 공정 균일성 요구를 만족시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 가열 램프 튜브 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 가열 램프 튜브 장치의 평면도이다;
도3은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 가열 램프 튜브 장치의 적외선 가열 램프 튜브의 구성을 나타내는 개략도이다.

본 발명의 실시예의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 명확하게 설명하기 위하여, 이하, 본 발명의 실시예의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기술방안을 상세하게 설명하고, 후술하는 실시예는 본 발명의 일부 실시예일 뿐, 전부의 실시예가 아니다. 본 발명의 실시예에 기초하여, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 창조적인 노동을 거치지 않은 전제하에서 획득한 기타 전체 실시예는 본 발명의 보호 범위에 속한다.

도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는, 마운팅 플레이트(1) 및 상기 마운팅 플레이트(1)에 마련된 복수개의 적외선 가열 램프 튜브(2)를 포함하고, 상기 복수개의 적외선 가열 램프 튜브 (2)는 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심을 원심으로 원주방향을 따라 방사상으로 배열되며, 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)의 연장선은 모두 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심을 향하는 적외선 가열 램프 튜브 장치를 제공한다.

상기 각 적외선 가열 램프 튜브(2)는 상기 마운팅 플레이트(1) 상에서 원주방향을 따라 균일하게 배치되며, 즉 임의의 인접하는 2개의 상기 적외선 가열 램프 튜브(2) 사이의 협각은 동일하다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 적외선 가열 램프 튜브 장치는 공정 증착 챔버 내부에 장착되며, 웨이퍼 기판을 적재하기 위한 웨이퍼 캐리어는 적외선 가열 램프 튜브에 평행되게 수평으로 공정 위치로 전송되며, 이때 웨이퍼 캐리어는 적외선 가열 램프 튜브 장치의 직 상방에 위치한다. 웨이퍼 캐리어는 적외선 가열 램프 튜브의 방사에너지를 받아서 웨이퍼 기판을 공정 온도까지 가열한다. 본 실시예에 따른 상기 적외선 가열 램프 튜브 장치는 복수개의 적외선 가열 램프 튜브(2)가 마운팅 플레이트(1)의 중심을 원심으로 원주방향을 따라 방사상으로 배열함으로써 챔버 내부의 온도 분포 균일성을 향상시킨다.

나아가, 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)는 적어도 두 그룹으로 나누어 지고, 각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)의 상기 마운팅 플레이트(1) 중심을 향하는 일 단은 각각 원형으로 형성되고, 각 원형은 내부로부터 외부로 차례로 배치된다. 각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심으로부터 멀리 떨어진 일 단은 원형 또는 직사각형으로 형성된다.

본 실시예에서, 상기 적외선 가열 램프 튜브는 다섯개 그룹으로 나누어 지고, 각각 제1그룹 적외선 가열 램프 튜브(201), 제2그룹 적외선 가열 램프 튜브(202), 제3그룹 적외선 가열 램프 튜브(203), 제4그룹 적외선 가열 램프 튜브(204) 및 제5그룹 적외선 가열 램프 튜브(205)이며, 각 그룹의 적외선 가열 램프 튜브는 서로 교차되게 배치될 수 있으며, 각 그룹 중 적외선 가열 램프 튜브의 설치 수량은 실제적 수요에 따라 조절될 수 있다.

상기 제1그룹 적외선 가열 램프 튜브(201)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심을 향하는 일 단은 제1원형을 형성하고, 상기 제2그룹 적외선 가열 램프 튜브(202)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심을 향하는 일 단은 제2원형을 형성하며, 상기 제3그룹 적외선 가열 램프 튜브(203)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심을 향하는 일 단은 제3원형을 형성하고, 상기 제4그룹 적외선 가열 램프 튜브(204)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심을 향하는 일 단은 제4원형을 형성하고, 상기 제5그룹 적외선 가열 램프 튜브(205)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심을 향하는 일 단은 제5원형을 형성하며, 상기 제1원형, 제2원형, 제3원형, 제4원형 및 제5원형은 내부로부터 외부로 차례로 배치된다. 제1그룹 적외선 가열 램프 튜브(201) 및 제2그룹 적외선 가열 램프 튜브(202)는 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심 영역의 가열온도를 제공하고, 제3그룹 적외선 가열 램프 튜브(203) 및 제4그룹 적외선 가열 램프 튜브(204)는 상기 마운팅 플레이트(1)의 중간 영역의 가열온도를 제공하고, 제5그룹 적외선 가열 램프 튜브(205)는 상기 마운팅 플레이트(1)의 외곽 영역의 가열온도를 제공함으로써, 상기 마운팅 플레이트(1)의 전체 가열존(heating zone)을 구성한다.

상기 장치는, 상기 적외선 가열 램프 튜브와 연결되고, 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브 또는 각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브를 제어하기 위한 출력 조절기를 더 포함한다. 가열존의 중심 영역, 중간 영역 및 외곽 영역의 온도 기울기는 서로 다른 영역의 적외선 가열 램프 튜브에 대한 독립적인 출력 조절 제어를 통해 실현할 수 있다. 따라서, 상기 출력 조절기를 통해 각각의 적외선 가열 램프 튜브의 출력을 조절하거나, 또는 각 그룹의 적외선 가열 램프 튜브의 출력을 조절함으로써, 전체 가열 영역에 대하여 원주방향의 온도 분포 균일성 제어를 실현할 수 있다.

상기 마운팅 플레이트(1)에서 상기 각 적외선 가열 램프 튜브(2)의 설치높이는 일치하며, 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)의 설치높이와 웨이퍼 캐리어 레일은 평행된다. 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)와 전원은 독립적으로 또는 영역적으로 연결될 수 있으며, 출력 조절기를 통해 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브(2) 또는 어느 한 영역 중의 적외선 가열 램프 튜브에 흐르는 전기량을 독립적으로 조절함으로써, 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브(2) 또는 영역의 온도 분포를 독립적으로 조절하는 목적을 달성한다.

서로 다른 그룹에서 적외선 가열 램프 튜브의 길이 및 출력 설정은 웨이퍼 캐리어 형상의 제한을 다르게 받을 수 있다. 상기 마운팅 플레이트(1)는 직사각형 또는 원형 구조를 적용할 수 있으며, 상기 각 적외선 가열 램프 튜브(2)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심으로부터 멀리 떨어진 일 단은 상기 마운팅 플레이트(1)의 형상과 서로 매칭되는 직사각형 또는 원형을 형성한다.

현재 사용하는 웨이퍼 캐리어의 형상은 주로 직사각형이며, 따라서 본 실시예에서 상기 마운팅 플레이트(1)은 직사각형 구조를 적용하고, 상기 각 적외선 가열 램프 튜브(2)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심으로부터 멀리 떨어진 일단은 상기 마운팅 플레이트(1)의 형상과 서로 매칭되는 직사각형을 형성하며, 이에 따라 상기 각 적외선 가열 램프 튜브(2)의 길이의 크기는 요구에 따라 조절하여 변경하여야 한다.

본 실시예에서, 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)는 L형 구조를 가지고, 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)의 가열 필라멘트는 한쪽 단부에서 인출된다.

상기 적외선 가열 램프 튜브(2)의 상기 마운팅 플레이트(10)의 중심으로부터 멀리 떨어진 일 단은 필라멘트의 인출단이고, 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)의 필라멘트 인출단은 냉단이며, 상기 냉단은 상기 마운팅 플레이트(1)을 관통하여야 하며, 상기 마운팅 플레이트(1)에는 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)가 관통되도록 장착관통홀이 마련된다.

상기 적외선 가열 램프 튜브(2)와 상기 장착관통홀은 밀폐되게 연결되며, 전체 적외선 가열 램프 튜브 장치가 공정 챔버에 장착될 경우, 밀폐되게 연결되는 방식으로 공기를 차단시킨다. 본 실시예에서, 상기 장착관통홀과 상기 적외선 가열 램프 튜브(2) 사이는 O형 밀폐링으로 밀폐되게 장착된다.

상기 적외선 가열 램프 튜브(2)의 상기 마운팅 플레이트(1)의 중심을 향하는 일 단에는 상기 적외선 가열 램프 튜브(2)를 지지하는 스탠드가 마련되고, 상기 스탠드는 상기 마운팅 플레이트(1)에 장착 및 고정되며, 상기 스탠드는 금속 재료로 제조될 수 있으며, 세라믹과 같은 내온성 비금속 재료로 제조될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상기 적외선 가열 램프 튜브 장치는, 복수개의 적외선 가열 램프 튜브는 마운팅 플레이트의 중심을 원심으로 원주방향을 따라 방사상으로 배열되고, 이러한 적외선 가열 램프 튜브의 배치 구조는 더욱 우수한 온도 균일성 제어를 실현할 수 있고, 더 높은 공정 균일성 요구를 만족시킬시 수 있다.

유의할 것은, 이상의 실시예는 본 발명의 기술방안을 설명하기 위하여 제시한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 상술한 실시예를 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 각 실시예에 기재된 기술방안에 대하여 수정 또는 상기 기술방안중의 일부 기술특징을 균등대체할 수 있으며; 이러한 수정 또는 대체는 본 발명의 각 실시예에 따른 기술방안의 사상과 범위로부터 벗어나지 않음을 이해하여야 할 것이다.

1: 마운팅 플레이트 2: 적외선 가열 램프 튜브
201: 제1그룹 적외선 가열 램프 튜브 202: 제2그룹 적외선 가열 램프 튜브
203: 제3그룹 적외선 가열 램프 튜브 204: 제4그룹 적외선 가열 램프 튜브
205: 제5그룹 적외선 가열 램프 튜브

Claims

마운팅 플레이트 및 상기 마운팅 플레이트에 마련된 복수개의 적외선 가열 램프 튜브를 포함하고,
상기 복수개의 적외선 가열 램프 튜브는 상기 마운팅 플레이트의 중심을 원심으로 원주방향을 따라 방사상으로 배열되며, 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브의 연장선은 모두 상기 마운팅 플레이트의 중심을 향하는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제1항에 있어서,
상기 적외선 가열 램프 튜브는 적어도 두 그룹으로 나누어 지고, 각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브의 상기 마운팅 플레이트 중심을 향하는 일 단은 각각 원형으로 형성되고, 각 원형은 내부로부터 외부로 차례로 배치되는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제2항에 있어서,
각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브의 상기 마운팅 플레이트의 중심으로부터 멀리 떨어진 일 단은 원형 또는 직사각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제1항에 있어서,
상기 각 적외선 가열 램프 튜브는 상기 마운팅 플레이트에서 원주방향을 따라 균일하게 배치되는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제1항에 있어서,
상기 적외선 가열 램프 튜브는 L형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제5항에 있어서,
상기 적외선 가열 램프 튜브의 상기 마운팅 플레이트의 중심을 향하는 일 단에는 상기 적외선 가열 램프 튜브를 지지하는 스탠드가 마련되고, 상기 스탠드는 상기 마운팅 플레이트에 장착되는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제5항에 있어서,
상기 마운팅 플레이트에는 상기 적외선 가열 램프 튜브가 관통되도록 장착관통홀이 마련되며, 상기 적외선 가열 램프 튜브의 상기 마운팅 플레이트의 중심으로부터 멀리 떨어진 일 단은 상기 장착관통홀을 관통하는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제7항에 있어서,
상기 적외선 가열 램프 튜브와 상기 장착관통홀은 밀폐되게 연결되는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제2항에 있어서,
상기 적외선 가열 램프 튜브와 연결되고, 각각의 상기 적외선 가열 램프 튜브 또는 각 그룹의 상기 적외선 가열 램프 튜브를 제어하기 위한 출력 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.
제1항에 있어서,
상기 마운팅 플레이트에서 상기 각 적외선 가열 램프 튜브의 설치높이는 일치한 것을 특징으로 하는 적외선 가열 램프 튜브 장치.