TWI824899B - 高壓熱處理裝置 - Google Patents

高壓熱處理裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI824899B
TWI824899B TW111149839A TW111149839A TWI824899B TW I824899 B TWI824899 B TW I824899B TW 111149839 A TW111149839 A TW 111149839A TW 111149839 A TW111149839 A TW 111149839A TW I824899 B TWI824899 B TW I824899B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pressure
temperature area
heat treatment
module
partition plate
Prior art date
Application number
TW111149839A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202326914A (zh
Inventor
林根榮
Original Assignee
南韓商Hpsp有限公司
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 南韓商Hpsp有限公司 filed Critical 南韓商Hpsp有限公司
Publication of TW202326914A publication Critical patent/TW202326914A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI824899B publication Critical patent/TWI824899B/zh

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02Supplying steam, vapour, gases, or liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/007Partitions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D2001/0059Construction elements of a furnace
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F27D2007/063Special atmospheres, e.g. high pressure atmospheres
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002Cooling of furnaces
    • F27D2009/0005Cooling of furnaces the cooling medium being a gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Abstract

本發明提供一種高壓熱處理裝置,包括:內部腔室,容納要進行熱處理的對象物;外部腔室,設置有:殼體、及分隔板,將所述殼體劃分成收容內部腔室的高溫區域和溫度低於高溫區域的低溫區域,而在分隔板上設置有排放孔,連通高溫區域和低溫區域;供氣模組,以高於大氣壓的第一壓力向內部腔室供應用於熱處理的製程氣體,以第二壓力向外部腔室供應保護氣體,所述第二壓力的設定與第一壓力緊密相關;以及排放模組,控制排放孔的打開,將高溫區域內的保護氣體排放至低溫區域。

Description

高壓熱處理裝置
本發明涉及一種在高壓環境下對處理對象物進行熱處理時所使用的熱處理裝置。
一般來說,在半導體製程中,離子植入(ion implantation)製程會在晶圓的界面產生損傷。退火(annealing)是通過熱處理來恢復晶圓面產生相關損傷的製程。除了退火之外,在激活雜質時,形成薄膜(CVD)時,在進行歐姆接觸合金製程時,也要對晶圓進行熱處理。
在進行熱處理時,氣體會對晶圓產生作用。該氣體可以高壓供應於容納晶圓的腔室。熱處理製程結束後,使用的氣體從腔室中排出。排氣完成後,熱處理後的晶圓就可從腔室中取出。然後,將新的晶圓和氣體供應至腔室以進行下一步的熱處理。
腔室需要具有一定程度的密封力,這樣才能防止氣體外泄。腔室的密封力(和隔熱能力)對於防止腔室內的熱量外泄也很重要。這種密封力同時也是降低腔室溫度的一個障礙性因素。
具體而言,由於熱處理是在高溫環境下進行的,因此有必要在熱處理期間或熱處理結束後降低腔室的溫度。例如,在熱處理結束後,在對熱處理晶片進行提取時,首先就需要降低腔室的溫度。然而,由於腔室的密封性良好,腔室的冷卻需要很長時間。因此,這就導致對晶圓的熱處理製程的作業時間(Tact time)變長的問題出現。
《要解決的問題》
本發明的其中一個目的在於,提供一種高壓熱處理裝置,能根據不同需要,對腔室能進行迅速的冷卻。 《解決問題的手段》
為了解決上述技術性課題,本發明的實施例提供一種高壓熱處理裝置,包括:內部腔室,容納要進行熱處理的對象物;外部腔室,設置有:殼體、及分隔板,將所述殼體劃分成收容所述內部腔室的高溫區域和溫度低於所述高溫區域的低溫區域,而在所述分隔板上設置有排放孔,連通所述高溫區域和所述低溫區域;供氣模組,以高於大氣壓的第一壓力向所述內部腔室供應用於所述熱處理的製程氣體,以第二壓力向所述外部腔室供應保護氣體,所述第二壓力的設定與第一壓力緊密相關;以及排放模組,控制所述排放孔的打開,將所述高溫區域內的保護氣體排放至所述低溫區域。
於此,所述殼體包括:封蓋部,與所述分隔板一起定義所述低溫區域,而所述封蓋部與所述分隔板中的至少一個容納有冷卻媒介,用於將排放至所述低溫區域的所述保護氣體冷卻。
於此,所述封蓋部設置在所述分隔板的上側,與所述分隔板相對;所述封蓋部和所述分隔板二者都容納有所述冷卻媒介,用所述冷卻媒介釋放的冷氣將所述低溫區域填充。
於此,所述封蓋部相比於所述分隔板可容納更多量的冷卻媒介。
於此,所述外部腔室使所述保護氣體在低溫區域與所述冷卻媒介進行熱交換冷卻後,又循環至所述高溫區域。
於此,所述排放模組包括:與所述排放孔相對應的通孔封蓋;以及驅動單元,將所述通孔封蓋在關閉所述排放孔的位置與打開所述排放孔的位置之間進行移動。
於此,所述排放模組還包括:鉸鏈,將所述通孔封蓋可旋轉地結合於所述分隔板。
於此,所述驅動單元包括:可前後運動的致動器;以及連桿,與所述通孔封蓋相結合,可旋轉地結合於所述致動器。
於此,本發明還包括:所述排氣模組,將所述製程氣體和所述保護氣體從所述內部腔室和外部腔室進行排氣,而所述排放模組在所述排氣模組運行之前,將所述排放孔打開。
於此,本發明還包括:加熱模組,設置於所述高溫區域,對所述製程氣體及所述高溫區域內的所述保護氣體進行加熱,而所述分隔板還包括:與所述加熱模組相對設置的隔熱層。
本發明的另一實施例提供一種高壓熱處理裝置,包括:內部腔室,容納要進行熱處理的對象物;外部腔室,設置有殼體,而所述殼體具有劃分出收容所述內部腔室的高溫區域、以及溫度低於所述高溫區域的低溫區域;供氣模組,以高於大氣壓的第一壓力向所述內部腔室供應用於所述熱處理的製程氣體,以第二壓力向所述外部腔室供應保護氣體,所述第二壓力的設定與第一壓力緊密相關;以及加熱模組,設置於所述高溫區域,對所述製程氣體以及所述高溫區域內的所述保護氣體進行加熱;以及排放模組,在所述高溫區域受到所述加熱模組的作用,將完成加熱的所述保護氣體排放至所述低溫區域。
於此,所述殼體包括:分隔板,將所述高溫區域和低溫區域劃分;以及封蓋部,與所述分隔板一起定義所述低溫區域,而所述分隔板形成所述保護氣體排向所述低溫區域的通路。
於此,所述通路包括:排放孔,貫通形成於所述分隔板,連通所述高溫區域和所述低溫區域;所述排放模組,包括:與所述排放孔相對應的通孔封蓋;以及驅動單元,將所述通孔封蓋在關閉所述排放孔的位置與打開所述排放孔的位置之間進行移動。
於此,本發明還包括:排氣模組,將所述製程氣體和所述保護氣體從所述內部腔室和外部腔室進行排氣,而所述排放模組在所述排氣模組運行之前,將所述保護氣體從所述高溫區域排放至所述低溫區域。
於此,所述分隔板還包括:設置在所述加熱模組上側的隔熱層,與所述加熱模組位置相對。 《發明的效果》
具有如上所述結構之本發明中高壓熱處理裝置,其外部腔室不僅收容內部腔室,還將包含的高溫區域和低溫區域分開設置,這樣供氣模組供應的保護氣體受到排氣模組的作用下,從高溫區域向低溫區域排氣,在高溫區域被加熱的保護氣體就會在低溫區域進行熱交換,從而完成迅速冷卻過程。
冷卻的保護氣體回歸高溫區域後,就能以快於自然冷卻的速度將高溫區域以及內部腔室冷卻。這樣就完成了對高溫腔室的迅速冷卻,半導體晶圓的熱處理製程也就能縮短其作業時間。
以下內容將參照附圖,對本發明中較佳實施例的高壓熱處理裝置進行詳細說明。在本說明書中,即使是不同的實施例,對於相同或相似的結構,也將賦予相同或相似的元件符號,對類似的相關說明將用第一次說明文字內容來代替。
圖1是示出本發明一實施例中的高壓熱處理裝置100的概念圖。
參照該圖,高壓熱處理裝置100包括:內部腔室110;外部腔室120;供氣模組130;排氣模組140;排放模組150。
內部腔室110形成有收容熱處理對象物的收容空間。內部腔室110在高溫高壓的製程環境下為了防止顆粒化現象產生,可用非金屬材質,例如石英來製造。在附圖上雖然進行了省略,但在內部腔室110的下端設置有能打開收容空間的門(未圖示)。隨著所述門的下降,收容空間就被打開,所述對象物就被抓持器(未圖示)拾取並移送至內部腔室110。內部腔室110的外側設置有加熱器(未圖示),在加熱器的作用下,內部腔室110的溫度可以達到數百攝氏。所述對象物例如可以是晶圓。在這種情況下,所述抓持器可以是能夠將所述晶圓堆疊為多個層的晶舟(wafer boat)。
外部腔室120是容納內部腔室110的結構。外部腔室120與內部腔室110不同的是,其不受半導體晶片污染問題的影響,因此可以用金屬材料製成。外部腔室120具有殼體121,其具有的內部空間可以容納內部腔室110。殼體121的下部也設有門(未圖示),所述門與內部腔室110的門一起下降,可以打開所述內部空間。
所述內部空間可以通過分隔板123劃分為兩個區域。所述分隔板123的下側可以是內部腔室110所在的高溫區域125。所述分隔板123的上側可以是溫度低於所述高溫區域125的低溫區域127。所述高溫區域125通過加熱器的加熱,使溫度升高,達到僅次於內部腔室110的溫度,但所述低溫區域127的溫度明顯低於所述高溫區域125。低溫區域127受冷卻介質影響,例如在冷卻水的影響下溫度會下降。
供氣模組130是向腔室110、120供應氣體的結構。所述供氣模組130具有與半導體工廠的實際設備供氣設備相連的氣體供應器131。所述氣體供應器131可以有選擇性地為所述內部腔室110提供製程氣體,例如氫/氘、氟、氨、氯、氮等。所述氣體供應器131可以為所述外部腔室120提供保護性氣體,例如惰性氣體中的氮氣。這些製程氣體和保護性氣體分別通過製程氣體管線133或保護氣體管線135進入至所述內部腔室110或外部腔室120。所述外部腔室120中注入的保護氣體,具體填入於所述外部腔室120與內部腔室110之間的空間。
所述製程氣體和所述保護性氣體,作為高於大氣壓的壓力,例如其可以形成數倍甚至數十倍氣壓的高壓。另外,當所述製程氣體的壓力為第一壓力,所述保護性氣體的壓力為第二壓力時,可以維持所述兩者的設定關係。例如,所述第二壓力可以設定為高於所述第一壓力的壓力。而這種壓力差具有防止所述製程氣體從內部腔室110洩漏的優點。
排氣模組140是將所述製程氣體和所述保護氣體從腔室110、120進行排氣的結構。為了從所述內部腔室110排出所述製程氣體,排氣管141連接於所述內部腔室110的上部。所述排氣管141設置在所述低溫區域127,可從低溫區域127向所述外部腔室120的外部延伸。所述排氣管141可安裝氣體排放器143。所述氣體排放器143可以是控制所述製程氣體排放的閥門結構。
為了從外部腔室120排出所述保護氣體,類似於所述結構,可以設置與所述外部腔室120相連的排氣管145以及安裝在其上的氣體排放器147。由於這些排氣管141和145彼此相連通,因此,在所述製程氣體被所述保護氣體稀釋後,其濃度便下降,進而又被排出。
排放模組150是將高溫區域125中存在的所述保護氣體排放到低溫區域127的結構。所述高溫區域125內存在的所述保護氣體,其能量比所述低溫區域127內存在的所述保護氣體更大。因此可通過對流排的形式放到所述低溫區域127。所述保護氣體可以在所述低溫區域127中失去熱能,並循環至所述高溫區域125。所述保護氣體由於進行的循環和熱交換,所述高溫區域125和所述內部腔室110就可以快速冷卻。
高壓熱處理裝置100的控制結構參照圖2進行詳細說明。圖2是圖示用於說明圖1中高壓熱處理裝置100控制結構的方塊圖。
參照本圖及圖1,所述高壓熱處理裝置100除了前面描述的供氣模組130等結構之外,還可以包括:加熱模組160;感知模組170;控制模組180;以及儲存模組190。
所述加熱模組160是包含所述加熱器的結構。所述加熱器可設置在所述外部腔室120的內部空間。所述加熱器可以對所述製程氣體加熱使其迅速達到製程溫度。
感知模組170是用於感知所述腔室110、120環境的結構。感知模組170可設置壓力器171和測溫器175。所述壓力器171和測溫器175可以設置在各個所述腔室110、120中。
控制模組180是控制供氣模組130、排氣模組140等的結構。所述控制模組180可以基於所述感知模組170的感知結果來控制所述供氣模組130等結構。
所述儲存模組190是為了能將可參考的資料、程序等儲存並提供至控制模組的結構。所述儲存模組190可包括:快閃記憶體(flash memory)、硬碟(hard disk)、磁光碟、以及光碟中的至少一種類型的儲存介質。
根據上述結構,所述控制模組180可以根據通過所述壓力器171獲得的所述腔室110、120的壓力、即所述第一壓力和所述第二壓力,控制供氣模組130的運行。
所述控制模組180還可以根據所述測溫器175獲得的所述腔室110、120的溫度,控制排放模組150的運行。所述排放模組150是在熱處理過程中需要降低所述腔室110、120的溫度,或者在熱處理結束時進行運行的。
在熱處理結束的情形下,所述排氣模組140啟動,在所述製程氣體進行排氣之前,所述排放模組150可以啟動。基於所述排放模組150的運轉,所述保護氣體通過自然循環和熱交換的形式對所述製程氣體進行冷卻。所述製程氣體可以冷卻至設定溫度以下,通過所述排氣模組140而被排氣。這就能在所述製程氣體以高溫狀態排氣時,將可能發生的爆炸等危險因素提前規避。
所述排放模組150的具體結構和運轉將參照圖3至圖7進行說明。
首先,圖3是圖示用於說明圖1中高壓熱處理裝置100的排放模組150相關結構其中一個形態的部分截面圖。圖4是圖示圖3中排放模組150相關結構另一形態的部分截面圖。
如果進一步參考本圖進行說明的話,所述殼體121可以包括主體部分121a和封蓋部121b。如果說主體部分121a大體上呈圓桶形狀,那麼封蓋部121b與主體部分121a的開放上部形成相對應的形狀。所述封蓋部121b可以大體上呈現類似圓頂的形狀。
所述分隔板123可以與所述封蓋部121b在位置相對的狀態下,與其分隔而設置。所述分隔板123被支撐於主體部分121a上並設置在所述封蓋部121b的下側。所述分隔板123與所述主體部分121a一起定義所述高溫區域125,與所述封蓋部121b一起定義所述低溫區域127。
在所述高溫區域125設有所述加熱模組160。所述加熱模組160可以包括加熱器161和隔熱塊165。所述加熱器161可以具有包裹所述內部腔室110的形狀。所述高溫區域125中的保護氣體和內部腔室110中的處理氣體可以通過加熱器161產生的熱被加熱。所述隔熱塊165內置有加熱器161,這樣可防止所述加熱器161的熱量傳遞至所述主體部分121a一側。
與所述加熱器161相對應,所述分隔板123的下部可以設置隔熱層123a。所述隔熱層123a可設置在所述加熱模組160的上側,從而形成正對著所述加熱器161的位置關係。所述隔熱層123a能阻止在所述加熱器161產生的熱量傳遞到低溫區域127。
分隔板123的上部可設置冷卻層123b。所述冷卻層123b具有容納冷卻介質的空間,冷卻介質可以例如是冷卻水。與所述冷卻層123b相對應,所述封蓋部121b也可以設置具有容納冷卻水的空間。所述封蓋部121b可容納比所述分隔板123更多的冷卻水。由於所述封蓋部121b定義低溫區域127的上部,因此排出至低溫區域127的所述保護氣體上升至最大限度的過程裡,主要與所述封蓋部121b進行熱交換。
容納在所述封蓋部121b和/或所述冷卻層123b中的冷卻水將低溫區域127充入冷氣。因此低溫區域127的溫度就可以維持較低的溫度水平。排入至低溫區域127的所述保護氣體可與所述冷氣進行熱交換而冷卻。
在所述分隔板123上還可設置貫通的排放孔123c。所述排放孔123c是將高溫區域125和低溫區域127連通的結構。所述排放孔123c可以受到所述排放模組150的控制進行打開和關閉。
所述外部腔室120可以使所述保護氣體從低溫區域127循環至高溫區域125。例如,所述外部腔室120可以在所述分隔板123與所述主體部分121a之間、以及在所述主體部分121a與所述加熱模組160之間形成間隙G的結構。在這種情況下,所述保護氣體可以通過所述間隙G進行循環。
根據上述結構,在所述排放模組150關閉所述排放孔123c的情形下(參圖3),所述加熱器161產生的熱量可加熱所述內部腔室110和高溫區域125中的氣體。所述加熱器161產生的熱量受到所述隔熱層123a的作用不能傳熱至所述低溫區域127。另外,所述低溫區域127通過所述封蓋部121b和/或冷卻層123b的冷卻水也可保持低溫狀態。因此,所述高溫區域125和低溫區域127兩者即使具有相同的壓力,兩者之間的溫度狀態也具有明顯的差異。
當要冷卻所述製程氣體時,所述排放孔123c受到所述排放模組150的控制而被打開。在這種情況下,所述高溫區域125內的所述保護氣體通過排放孔123c而上升,從而流向所述低溫區域127。高溫狀態的所述保護氣體在所述低溫區域127內與所述冷卻水的冷氣進行熱交換冷卻。冷卻後的低溫保護氣體在所述分隔板123與所述主體部分121a之間的間隙G(或排放孔123c)等結構可回歸至所述高溫區域125。
隨著所述保護氣體不斷通過自然地對流循環,所述製程氣體就可以與所述保護氣體進行熱交換從而達到快速冷卻的效果。所述製程氣體在充分冷卻後,又可通過所述排氣管141排放到外部。
接下來,圖5是圖示圖4中分隔板123的平面圖。
參照本圖,所述排放孔123c設置在離開冷卻層123b的中心位置處。這是因為所述內部腔室110的上部位於冷卻層123b的中心位置。
所述冷卻層123b的形狀呈圓盤形,所述排放孔123c也可以圓形的開口。在這種情況下,所述排放孔123c的直徑D 1與所述冷卻層123b的直徑D 2相比,可以呈特定的比率關係。具體而言,確定的這個比率可以在從高溫區域125排放到低溫區域127的過程中,防止由於熱量的快速排放而對所述內部腔室110產生熱衝擊的不利影響。
上述內容是以排放孔123c作為流動通路,舉例說明了在所述保護氣體從所述高溫區域125排出到所述低溫區域127的情形,但所述通道也可以是其他形態。例如,由於所述分隔板123是以水平軸為中心進行旋轉或升降的結構,基於這種設置,所述分隔板123與殼體121之間形成的空間可以成為所述通道。
圖6是圖示圖3中排放模組150一個狀態的概念圖,圖7是圖示圖3中排放模組150另一狀態的概念圖。
參考本圖進一步說明的話,所述排放模組150可以包括:通孔封蓋151;鉸鏈153;致動器155;以及連桿157。
所述通孔封蓋151的尺寸大小於所述排放孔123c相對應。所述通孔封蓋151可在封閉位置圖6關閉所述排放孔123c。所述通孔封蓋151又可在開放位置圖7上打開所述排放孔123c。
所述通孔封蓋151可以通過鉸鏈153旋轉並結合至所述分隔板123。這種設計結構允許通孔封蓋151在所述封閉位置與所述開放位置之間旋轉。
為了能移動所述通孔封蓋151,可設置驅動單元。所述驅動單元可以包括致動器155和連桿157。
所述致動器155是前後運動的結構。所述致動器155可以是前後運轉的氣缸結構。更具體而言,所述氣缸可以是電動機操作下的電動型氣缸。
所述連桿157是將所述氣缸的移動部與所述通孔封蓋151相連接的結構。所述連桿157的一端與所述通孔封蓋151相結合。而所述連桿157的另一端與所述移動部可旋轉地結合。為了能對應所述連桿157的旋轉,在所述連桿157和所述移動部中的一個結構上設置長孔,在另一個上可以設置可移動插入至所述長孔的銷。
如上所述的高壓熱處理裝置並不侷限於上述實施例的設置和操作方法。上述實施例也可以通過選擇性地組合各個實施例中的全部或部分結構來實現各種形式的變形實施例。
100:高壓熱處理裝置 110:內部腔室(腔室) 120:外部腔室(腔室) 121:殼體 121a:主體部分 121b:封蓋部 123:分隔板 123a:隔熱層 123b:冷卻層 123c:排放孔 125:高溫區域 127:低溫區域 130:供氣模組 131:氣體供應器 133:製程氣體管線 135:保護氣體管線 140:排氣模組 141,145:排氣管 143,147:氣體排放器 150:排放模組 151:通孔封蓋 153:鉸鏈 155:致動器 157:連桿 160:加熱模組 161:加熱器 165:隔熱塊 170:感知模組 171:壓力器 175:測溫器 180:控制模組 190:儲存模組 D 1, D 2:直徑 G:間隙
圖1是示出本發明一實施例中的高壓熱處理裝置的概念圖; 圖2是示出用於說明圖1中高壓熱處理裝置控制結構的方塊圖; 圖3是示出用於說明圖1中高壓熱處理裝置的排放模組相關結構其中一個形態的部分截面圖; 圖4是示出圖3中排放模組相關結構另一形態的部分截面圖; 圖5是示出圖4中分隔板的平面圖; 圖6是示出圖3的排放模組一個形態的概念圖;以及 圖7是示出圖3的排放模組另一形態的概念圖。
100:高壓熱處理裝置
110:內部腔室
120:外部腔室
121:殼體
123:分隔板
125:高溫區域
127:低溫區域
130:供氣模組
131:氣體供應器
133:製程氣體管線
135:保護氣體管線
140:排氣模組
141,145:排氣管
143,147:氣體排放器
150:排放模組

Claims (15)

  1. 一種高壓熱處理裝置,包括:一內部腔室,容納要進行熱處理的對象物;一外部腔室,設置有:一殼體;以及一分隔板,將所述殼體劃分成收容所述內部腔室的一高溫區域和溫度低於所述高溫區域的一低溫區域,而在所述分隔板上設置有一排放孔,連通所述高溫區域和所述低溫區域;一供氣模組,以高於大氣壓的一第一壓力向所述內部腔室供應用於所述熱處理的一製程氣體,以一第二壓力向所述外部腔室供應一保護氣體,所述第二壓力的設定與所述第一壓力緊密相關;以及一排放模組,控制所述排放孔的打開,將所述高溫區域內的所述保護氣體排放至所述低溫區域。
  2. 根據請求項1所述的高壓熱處理裝置,其中,所述殼體包括:一封蓋部,與所述分隔板一起定義所述低溫區域,其中,所述封蓋部與所述分隔板中的至少一個容納有一冷卻媒介,用於將排放至所述低溫區域的所述保護氣體冷卻。
  3. 根據請求項2所述的高壓熱處理裝置,其中,所述封蓋部,設置在所述分隔板的上側,與所述分隔板相對,以及所述封蓋部和所述分隔板二者都容納有所述冷卻媒介,用所述冷卻媒介釋放的冷氣將所述低溫區域填充。
  4. 根據請求項3所述的高壓熱處理裝置,其中,所述封蓋部相比於所述分隔板容納更多量的所述冷卻媒介。
  5. 根據請求項2所述的高壓熱處理裝置,其中,所述外部腔室使所述保護氣體在所述低溫區域與所述冷卻媒介進行熱交換冷卻後,又循環至所述高溫區域。
  6. 根據請求項1所述的高壓熱處理裝置,其中,所述排放模組包括:一通孔封蓋,與所述排放孔相對應;以及一驅動單元,將所述通孔封蓋在關閉所述排放孔的位置與打開所述排放孔的位置之間進行移動。
  7. 根據請求項6所述的高壓熱處理裝置,其中,所述排放模組進一步包括:一鉸鏈,將所述通孔封蓋可旋轉地結合於所述分隔板。
  8. 根據請求項7所述的高壓熱處理裝置,其中,所述驅動單元包括:一致動器,可前後運動;以及一連桿,與所述通孔封蓋相結合,可旋轉地結合於所述致動器。
  9. 根據請求項1所述的高壓熱處理裝置,進一步包括:一排氣模組,將所述製程氣體和所述保護氣體從所述內部腔室和所述外部腔室排氣,其中,所述排放模組在所述排氣模組運行之前,將所述排放孔打開。
  10. 根據請求項1所述的高壓熱處理裝置,進一步包括:一加熱模組,設置於所述高溫區域,對所述製程氣體以及所述高溫區域內的所述保護氣體進行加熱,其中,所述分隔板進一步包括:一隔熱層,與所述加熱模組相對設置。
  11. 一種高壓熱處理裝置,包括:一內部腔室,容納要進行熱處理的對象物;一外部腔室,設置有一殼體,而所述殼體具有劃分出收容所述內部腔室的一高溫區域以及溫度低於所述高溫區域的一低溫區域;一供氣模組,以高於大氣壓的一第一壓力向所述內部腔室供應用於所述熱處理的一製程氣體,以一第二壓力向所述外部腔室供應一保護氣體,所述第二壓力的設定與所述第一壓力緊密相關;以及 一加熱模組,設置於所述高溫區域,對所述製程氣體以及所述高溫區域內的所述保護氣體進行加熱;以及一排放模組,在所述高溫區域受到所述加熱模組的作用,將完成加熱的所述保護氣體排放至所述低溫區域。
  12. 根據請求項11所述的高壓熱處理裝置,其中,所述殼體包括:一分隔板,將所述高溫區域和所述低溫區域劃分;以及一封蓋部,與所述分隔板一起定義所述低溫區域;其中,所述分隔板形成所述保護氣體排向所述低溫區域的一通路。
  13. 根據請求項12所述的高壓熱處理裝置,其中,所述通路包括:一排放孔,貫通形成於所述分隔板,連通所述高溫區域和所述低溫區域,其中,所述排放模組,包括:一通孔封蓋,與所述排放孔相對應;以及一驅動單元,將所述通孔封蓋在關閉所述排放孔的位置與打開所述排放孔的位置之間進行移動。
  14. 根據請求項11所述的高壓熱處理裝置,進一步包括:一排氣模組,將所述製程氣體和所述保護氣體從所述內部腔室和所述外部腔室排氣,其中,所述排放模組在所述排氣模組運行之前,將所述保護氣體從所述高溫區域排放至所述低溫區域。
  15. 根據請求項12所述的高壓熱處理裝置,其中,所述分隔板進一步包括:一隔熱層,設置在所述加熱模組上側,與所述加熱模組的位置相對。
TW111149839A 2021-12-23 2022-12-23 高壓熱處理裝置 TWI824899B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210185713A KR102444786B1 (ko) 2021-12-23 2021-12-23 냉각 효율을 향상시키는 고압챔버
KR10-2021-0185713 2021-12-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202326914A TW202326914A (zh) 2023-07-01
TWI824899B true TWI824899B (zh) 2023-12-01

Family

ID=83460869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111149839A TWI824899B (zh) 2021-12-23 2022-12-23 高壓熱處理裝置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230204290A1 (zh)
EP (1) EP4202982B1 (zh)
JP (1) JP2023094614A (zh)
KR (2) KR102444786B1 (zh)
CN (1) CN116344386A (zh)
IL (1) IL299384A (zh)
TW (1) TWI824899B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW291589B (zh) * 1995-03-30 1996-11-21 Ftl Co Ltd
US20030038127A1 (en) * 2001-08-23 2003-02-27 Yong Liu System and method of fast ambient switching for rapid thermal processing
WO2004008052A2 (en) * 2002-07-15 2004-01-22 Aviza Technology, Inc. System and method for cooling a thermal processing apparatus
US20070084406A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Joseph Yudovsky Reaction chamber with opposing pockets for gas injection and exhaust
US20090014435A1 (en) * 2007-06-25 2009-01-15 Hitachi Kokusai Electric Inc. Heating apparatus, substrate processing apparatus employing the same, method of manufacturing semiconductor devices, and insulator
TWM465660U (zh) * 2013-06-10 2013-11-11 Tangteck Equipment Inc 擴散爐結構
US20140287375A1 (en) * 2013-03-25 2014-09-25 Hitachi Kokusai Electric Inc. Insulation structure and method of manufacturing semiconductor device
US20160376701A1 (en) * 2014-03-20 2016-12-29 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and ceiling part
US20190080941A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-14 Kokusai Electric Corporation Cooling unit, heat insulating structure, and substrate processing apparatus

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100268416B1 (ko) 1998-08-26 2000-11-01 윤종용 반도체장치 제조설비용 냉각챔버
KR100561848B1 (ko) * 2003-11-04 2006-03-16 삼성전자주식회사 헬리컬 공진기형 플라즈마 처리 장치
JP2006203033A (ja) * 2005-01-21 2006-08-03 Hitachi Kokusai Electric Inc 熱処理装置
KR101511512B1 (ko) * 2013-04-26 2015-04-13 주식회사 케이엔제이 냉각팬을 구비한 서셉터 제조장치
JP6263407B2 (ja) * 2014-02-10 2018-01-17 光洋サーモシステム株式会社 熱処理装置
KR102118268B1 (ko) * 2015-09-30 2020-06-02 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW291589B (zh) * 1995-03-30 1996-11-21 Ftl Co Ltd
US20030038127A1 (en) * 2001-08-23 2003-02-27 Yong Liu System and method of fast ambient switching for rapid thermal processing
WO2004008052A2 (en) * 2002-07-15 2004-01-22 Aviza Technology, Inc. System and method for cooling a thermal processing apparatus
US20070084406A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Joseph Yudovsky Reaction chamber with opposing pockets for gas injection and exhaust
US20090014435A1 (en) * 2007-06-25 2009-01-15 Hitachi Kokusai Electric Inc. Heating apparatus, substrate processing apparatus employing the same, method of manufacturing semiconductor devices, and insulator
US20140287375A1 (en) * 2013-03-25 2014-09-25 Hitachi Kokusai Electric Inc. Insulation structure and method of manufacturing semiconductor device
TWM465660U (zh) * 2013-06-10 2013-11-11 Tangteck Equipment Inc 擴散爐結構
US20160376701A1 (en) * 2014-03-20 2016-12-29 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and ceiling part
US20190080941A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-14 Kokusai Electric Corporation Cooling unit, heat insulating structure, and substrate processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
IL299384A (en) 2023-07-01
CN116344386A (zh) 2023-06-27
JP2023094614A (ja) 2023-07-05
EP4202982B1 (en) 2024-05-01
KR102444786B1 (ko) 2022-09-19
KR20230096819A (ko) 2023-06-30
TW202326914A (zh) 2023-07-01
US20230204290A1 (en) 2023-06-29
EP4202982A1 (en) 2023-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6641226B2 (ja) 真空蒸着装置並びに蒸発源の冷却方法
JP2003124172A (ja) ウェーハの処理方法、ウェーハの処理装置、エッチング方法およびエッチング装置
JP2000003918A (ja) 半導体熱処理装置及びその方法
TWI669411B (zh) Substrate processing apparatus, cooling unit, heat insulating structure, and method of manufacturing semiconductor device
TWI806809B (zh) 高壓熱處理裝置
US20100301236A1 (en) Shorten Temperature Recovery Time of Low Temperature Ion Implantation
TWI824899B (zh) 高壓熱處理裝置
US20210310739A1 (en) Cleaning method and heat treatment apparatus
KR102668583B1 (ko) 고압 기판 처리 장치 및 방법
JP4883804B2 (ja) 半導体熱処理方法及び半導体熱処理装置
KR100631822B1 (ko) 플라즈마 공정챔버의 기판냉각장치 및 방법
KR100560623B1 (ko) 반도체 제조 장치 및 그 동작 방법
KR101370755B1 (ko) 기판처리장치
TWI824898B (zh) 高壓熱處理裝置以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組
JP2005235962A (ja) 加熱炉
KR20060112282A (ko) 식각챔버의 수증기 공급 시스템 및 식각가스제거 방법
JPH11260742A (ja) 熱処理装置
KR100268416B1 (ko) 반도체장치 제조설비용 냉각챔버
KR101965415B1 (ko) 단계적인 압력과 서로 다른 열전달 분위기가 형성되는 다수 챔버를 이용한 이차 전지용 극판의 건조방법
KR20190035346A (ko) 다목적 소형 ?칭로
US20220139759A1 (en) Substrate holder, substrate transfer device, and method of manufacturing substrate holder
JP2004084997A (ja) ガス冷油冷真空炉
JP2000183069A (ja) 熱処理装置
KR100559594B1 (ko) 박막 텅스텐 장비에 사용되는 히터 조립체
JPH10149993A (ja) 半導体製造装置