KR920008010Y1 - 화학증착장치용 기판 가열장치 - Google Patents

화학증착장치용 기판 가열장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

화학증착장치용 기판 가열장치
제1도는 본고안에 이용되는 Si계 광화학반응로의 기판가열장치의 전체 단면도.
제2도는 적외광 반사경과 텅스텐 할로겐 램프로 이루어진 광원부의 조립단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 받침판 101 : 적외선가열장치지지대
104 : 텅스텐할로겐 램프 106 : 적외광반사경
103 : 석영받침판 107 : 냉각수입수관
108 : 오링 11 : 냉각수자켓
본 고안은 반도체고집적 회로 제조공정중 산화규소(SiO2)와 질화규소(Si3H4)박막을 비롯한 절연박막과 여러 종류의 금속 및 실리사이드 등 모든 반도체관련 박말을 증착시키는 화학증착장치중 기판(웨이퍼)을 가열시키는 기판 가열장치를 개량한 것이다.
동일출원인의 특허출원 제88-11867호 Si계 박막증착용 특수광화학반응로는 저온 반응로에 적합하도록 IR가열장치로 제작되어 있으며, IR(Infrared)램프와 IR 반사경에 의해 복사되어 IR광이 웨이퍼에 많이 전달되도록 구성되어 있다.
그러나 반사경의 복사광에 의해 반응로 주위의 온도가 상승되어 증착된 박막의 특성 변화에 영향을 미치게 된다.
따라서 본 고안은 램프로 부터의 직접 복사에 의한 적외광과 반사경에 의해 반사되는 적외광을 차광하여 반응로 주위의 온도가 상승되는 것을 방지하고 알루미늄판으로 제작된 집광판을 설치하여 차광판에 의해 모아진 적외광을 반응로의 가열없이 모두 적외광 투과창을 통과시켜 기판의 가열에 사용되도록 하고 상기 적외광 투과창과 웨이퍼를 상하 로오딩 시키는 페데스탈 부재의 밀봉(Sealing)을 위해 가열장치 내에 냉각수자켓을 설치하여 밀봉상택 파괴되는 것을 방지하도록 한 화학증착장치용 기판가열장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 이하 첨부된 도면에 따라 본 고안의 실시예를 상세히 설명하다.
제1도는 본 고안에 이용되는 Si계 광화학반응로의 개략구성도로서 가열장치가 설치된 상태를 나타낸다.
제2도는 가열장치의 열원부분을 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이 기판(웨이퍼)가열장치는 세개의 모듈로서 램프와 반사경으로 구성된 열원과, 로버트아암에 의해 반응기 내부로 도입된 기판을 받아서 석영받침판사에 내료놓은 페데스탈수재, 기판웨이퍼가 얻혀지는 석영받침판과 적외광투과창으로 이루어진 석영부분으로 대별된다.
먼저 광원부분은 열효율(85%이상)이 좋고 2000시간 이상의 수명을 유지할 수 있는 텅스텐할로겐램프(104)를 여러개 사용하여 반도체기판의 흡수율이 좋은 0.2~2㎛범위의 강한 자외광을 발광케하고 또한 연마질한 알루미늄판에 순금으로 증착한 적외광 반사경(106)을 부착한다.
상기 적외광 반사경은 제2도와 같이 그 표면으로부터의 압축공기의 분출과 반사경 내부의 냉각수순환에 의해 상기한 텅스텐할로겐램프(104)와 반사경(106)의 과열에 따른 성능저하를 방지하게 한다.
그리고 열원부분은 받침판(100)에 의해 반응로와 착탈가능하게 되어 있다.
적외선가열장치지지대(101)를 따라서 상기 받침판(100)의 높이를 조절할 수 있게하여 반응로속의 기판(웨이퍼)과 텅스텐할로겐램프(104)의 거리를 조절할 수 있게 되어 있다
여기서 본 고안의 주요 구성 요소인 페데스탈부재를 설명한다.
페데스탈 받침판(116)에는 공기실린더(111)와 페데스탈(110)이 조립되어 있다.
상기 페데스탈(110)은 공압에 의해 실린더내부의 벨로우즈(110a)가 축소, 팽창되면서, 그 중공내부의 레버(100b)상단에 연결된 삼발의 지지핀(102)이 석영받침판(103)의 구멍으로 부터 출몰되어 로버트 아암으로 이송된 기판을 로버트아암으로 부터 인계하여 석영받침판(103)상에 내려놓은 상하로오딩이 가능하도록 되어 있다.
즉, 공기실린더(110)에 공기가 주입되면 페데스탈(110)이 상승함에 따라 레버(100b)가 상향이동과 동시에 벨로우즈(110a)가 수축되면서 상기 레버(100b)에의해 지지핀(102)이 상승하는 것이다.
그리고 상기 페데스탈(110)과 적외광 투창광(114)과의 밀봉(Sealing)을 이 두분분의 접합부를 오링(O-ring)(108)의 변형에 의해 밀봉상태가 파괴되는 것을 방지하도록 냉각수입수관(107)과 냉각수출수관(108)이 부착된 냉각수자켓(112)을 설치한다.
한편 차광판(115)을 적외광반사경(106)에 연결시켜 텅스텐할로겐램프(104)로 부터의 직접복사에 의한 적외광과 반사경(106)에의해 반사된 적외광을 완벽하게 차광하여 반응로 주위의 온도가 상승하는 것을 방지하고 알루미늄판으로 제작된 집광판(105)을 설치하여 상기 차광판(115)에의해 집속된 적외광을 반응로의 가열없이 100%모두 적외광투과창(114)을 통과시켜 기판의 가열에 사용되도록 한다.
이때 상기 차광판(15)에도 냉각수의 순환으로 차광판자체가 가열되는 것을 방지하기 위한 냉각수관(115)이 내부에 관통되어 연결된다.
또 상술한 석영받침판(103)과 적외광투과창(114)은 적외선의 투과율이 우수한 특수석영을 사용하여 기판의 적외광흡수율을 증대시키고 이들 석영부분을 석영기판 압착링(113)에의해 가열시스템 본체로부터 쉽게 조립되어 재 분해되게 되어 있다.
이상과 같이 본 고안은 지지핀(102)의 상하운동에 의해 석영받침판(103)위에 얻혀진 기판의 로오딩이 가능하여 기판의 직경 크기에 제약받지 않고 공정을 수행할 수 있으며 차광판(115)의 설치로 적외광을 완벽하게 차광하여 반응로 자체의 온도 상승을 방지할 수 있고 또 집광판(105)에 의해 반응로의 가열없이 기판의 가열효율을 증대시킬 수 있을 뿐 아니라 가열장치가 반응로 외부에 위치하므로 공정중 열원에 의한 기판의 오염을 방지하고 램프에 공급되는 전력의 조절로 기판온도를 급속히 변화시킬 수 있어 다층박막 형성 및 공정수유의 향상을 꾀할 수 있다.

Claims (1)

  1. 공정기판의 오염이 없는 다수의 텅스텐할로겐램프(104)와 ; 상기 할로겐램프의 하측에 할로겐램프의 과열을 방지하는 냉벽형(Cold Wall)적외광 반사경(106)과 ; 통상의 페데스탈 받침판에 부착되어 공압에 의해 실린더내부의 벨로우즈 신축에 따라 로버트아암에 의해 반응로 이송된 웨이퍼를 인계하여 석영받침판 상에 놓여지도록 상하로오딩 하는 페데스탈부재와 ; 상기 할로겐램프의 상측에 위치하여 반응로 주위의 온도가 상승되는 것을 방지하고 적외광이 모두 기판의 가열에 사용되도록 적외선 반사경에 연결설치한 수냉형차광판(115)을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학증착장치용 기판 가열장치.
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