JP2007194584A - バッチ式反応チャンバーのヒーティング方法及びそのヒーティングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】反応チャンバー内で均一な温度勾配を形成することができるバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステムを提供する。
【解決手段】高速温度上昇または降下のためのヒーターが適用されるバッチ式の反応チャンバーで、工程空間の上下区域に対して互いに別の加熱担当領域を形成してその加熱温度を違うように遂行することによって均一な温度勾配を形成する。このためヒーターユニットを反応チャンバーの上下長さに対して区分された一双のヒーターユニットを設置して温度調節装置を通じて一つラインのヒーターユニットでその発熱量を別にするようにして、このような一双のヒーターユニットで互いに境界である上下領域に対する配置を段差があり異なるようにしたヒーターユニットを具備して反応チャンバーに互いに別の加熱担当領域を持つようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は、高速温度上昇または降下のためのヒーターが適用されるバッチ式の反応チャンバーであり、工程空間の上下区域に対して、互いに別の加熱担当領域を形成し、その加熱温度を違うように遂行することによって、反応チャンバーの温度制御を容易とし、特に反応チャンバー内で均一な温度勾配を形成することができるバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法及びシステムに関する。

一般的に半導体製造工程またはこれが応用される平板表示基板（ＬＣＤ、ＰＤＰ）の製造工程には多数の熱処理工程が含まれている。例えば、薄膜蒸着工程やアクティベーション工程または結晶化工程には熱処理工程が単位工程で含まれている。薄膜形成の代表的方法である化学気相蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、気体状態の化合物を加熱した母材表面で反応させて生成物を母材表面に蒸着させる方法である。特に半導体やこれが応用される平板表示基板（例えばＬＣＤ、ＰＤＰ）などの生産工程では非常に重要な単位工程となっている。

例示の図１は、化学気相蒸着装置で、例えばシリコン薄膜を半導体基板に蒸着させるための半導体製造装置を示している。多数の基板を処理するためのバッチ（Ｂａｔｃｈ）方式の工程装置を示している。薄膜の微細構造と成長結果は、成長界面上で核生成過程と表面拡散によって決定されて基板温度、反応器圧力、ガス組成によって影響を受けて、熱処理や後続工程により微細構造の変化が起きるのに、その変化は薄膜の特性に直接的な影響を与える。

このため半導体製造装置は、図１に示すように、工程空間を提供する反応チャンバー１と、この反応チャンバー１内で熱処理環境を作るためのヒーター装置２と薄膜の材料として気相のソースガス（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｇａｓ）を供給するためのガス供給装置（図示せず）からなり、ガスライン７は反応チャンバー１に連結される。そして、ＣＶＤでは腐食性、有毒性ガスを多量に使用するためコールドトラップやスクラバーなどのガス排出装置が付加されて、工程の清浄度を維持するための移送装置を含む。

そして、半導体基板１００を多数搭載するためのバッチ式のボート３は、図２に示すように、反応チャンバー１への投入のために乗降装置４が含まれる。ボート３への半導体基板１００ローディングまたはアンローディングのため、ステーションとは移送装置であるエンドエフェクター５が媒介になっている。一方、このようなバッチ式の処理方式によって、多量の半導体基板の熱処理環境を作るために、ヒーター装置２が備えられる。投入された多数の半導体基板を抵抗加熱式で熱処理するため、反応チャンバー１にコイル型に巻取られたヒーター６が主に使われている。

ヒーター装置２は、バッチ式の基板処理装置により、上下の領域を加熱担当領域で区分してセクター別に独立して制御され駆動される。そして温度調節装置（図示せず）を通して段階的に発熱が遂行される。これは例えば、韓国特許１０−２０００−００７３４２７号または韓国特許１０−２０００−００５５７２９号によって公開されている。一方、反応チャンバーのヒーター装置は、工程の迅速性のため、熱処理工程を連続的に遂行する工程で温度の急速な上昇と下降を通して生産性を向上させねばならない側面と、微細な半導体素子の特性を維持するためには、不必要な熱量の供給を抑制（ｌｏｗ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｕｄｇｅｔ）しなければならない側面がある。

このため、工程温度に到達するのに必要な準備時間（ｏｖｅｒ−ｈｅａｄ ｔｉｍｅ）を最小化させるため、高速温度上昇または降下が可能なヒーター装置の適用が要求されている。半導体工程は、多数の熱処理工程を含む段階工程で組合わされており、生産性を極大化させるためには工程時間の短縮が一つの解決課題として位置している。ところが、上記抵抗加熱式のヒーター装置は、このような状況で熱処理工程時間を遅延させるハードウェア的な要素となっている。これはヒーティングコイル自体が、材料物性の限界から熱処理温度に上昇するには、相当な時間が必要であることによる。そのため工程の遅延が発生する。ヒーティングコイルは、断熱体（断熱ブロック８で示す）で囲まれる構造のため、工程完了後の冷却にも相当な時間が発生になる。このような遅延は、直接的な工程遅延となる。このような熱処理工程は、半導体製造工程の中に多数配置されていることを勘案する時、全体工程時間の遅延は生産性下落に大きい影響を与えている要素である。

このような理由で、バッチ式工程処理でも、枚葉式のＲＴＰ装置のような高速温度上昇及び下降が可能な装置の必要性が大きくなっている。この場合、発熱抵抗体として黒鉛（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）、モリシリサイド（ＭｏＳｉ２：Ｋａｎｔｈａｌ Ｓｕｐｅｒとも呼ばれる）、またはシリコンカーバイドが可能である。その成形特性により電気ヒーターのようなコイル形状が困難で、したがって、図３に示すように、バッチ式工程空間である反応チャンバーの円周上を分割して、上下長さの方向に長い棒形状のヒーター９として設置される。しかし、この場合、精密な温度制御ができないので、多様な熱処理環境に適さないという問題点がある。

例えば、上記バッチ式の蒸着装置で、ソースガスの熱分解温度、半導体基板の温度は、成膜速度や粒子生成速度に最も強く影響を及ぼす因子であり、生成物の組成や微細組織に対しても支配的な影響を及ぼすので、ヒーター装置の温度制御はさらに精密に行なう必要がある。すなわち、どの一つの熱処理工程でも、これが要求する温度が反応チャンバー全体空間にわたり均一に作られる必要があるが、ヒーター装置２で反応チャンバー１内部への熱伝逹は輻射熱が支配的で、反応チャンバー内部での温度は輻射と対流熱が支配的な要素として作用されている。

この時、バッチ式の工程空間は、枚葉式と違い数十倍の体積を持つようになって、この工程空間を均一な温度勾配にする為には、工程空間の上下区域に対してセクター別に温度制御を遂行する必要がある。例えば、対流により反応チャンバー１は、相対的にその上部の温度が高くされる。これを防止して、反応チャンバー全体空間で均一な温度勾配にするためには、反応チャンバーの上方へ行くほど低く加熱する必要がある。そのため、コイル形式の電気ヒーターでは、上下方で区分されたヒーターコイルの加熱ユニットを具備して、この温度制御を通し反応チャンバーの全体温度を均一にしている。

ところが、上記ＲＴＰ用ヒーターユニットは、その特性上直線である棒型であるから、これが反応チャンバーの上下方向に沿って設置されることにより、上下方でセクターを区分して区分されたセクター別に互いに別の加熱温度を作ることが困難である。そのため、熱処理による多数の単位工程での不良を引き起こすおそれもある。
韓国特許１０−２０００−００７３４２７号 韓国特許１０−２０００−００５５７２９号

本発明は上記問題点を改善するために創出されたもので、本発明の目的は、ＲＴＰ用ヒーターが適用されるバッチ式の反応チャンバーで、工程空間の上下区域に対して互いに別の加熱担当領域を形成し、その加熱温度を違うように遂行することによって、反応チャンバー内で均一な温度勾配を形成するバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法及びシステムを提供することにある。

本発明によるバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステムは、工程空間であるバッチ式の反応チャンバー（１）の上下長さで区分された発熱体として別途の温度調節装置（１０）を含んでそれぞれの印加ラインが形成されて上下領域の全体領域に対して区分された占有領域を持つ一双のヒーターユニット（１２）でなされたヒーター（１４）と；前記ヒーターによりどれか一つのヒーターユニットと他の一つのヒーターユニットが占有する上下長さを複数のヒーター（１４）に対し互いに段差があるようにして、前記上下領域に対して段をなすように形成された加熱担当領域（Ｔ）及びこの加熱担当領域（Ｔ）を形成する複数のヒーターでなされたヒーターグループ（１６）と；前記ヒーターグループ（１６）が反応チャンバー（１）の外側に沿って順次的に配置されて形成されたヒーティング装置（１８）と；前記ヒーティング装置（１８）によった輻射熱を前記反応チャンバー内部に反射させるために前記ヒーティング装置（１８）外側で包囲するように配置される反射板（２２）を有し前記ヒーティング装置（１８）の加熱による熱損傷を妨ぐために熱交換される冷却水路（２４）を含む反射装置（２６）で構成されたことを特徴とする。

本発明によるバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法は、バッチ式反応チャンバーの上下長さを占有する発熱体としてヒーターユニットを設置して、このヒーターユニットを前記反応チャンバーの外周に沿って設置して工程空間を加熱させるバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法において、バッチ式の反応チャンバー（１）の工程空間でその上下長さを占有する発熱体を別途の温度調節装置（１０）を含んだそれぞれの印加ラインを持つ区分されたつがいのヒーターユニット（１２）を具備し、この区分された温度調節装置を持つつがいのヒーターユニット（１２）によりどれか一つのヒーターユニット（１２）と他の一つのヒーターユニットが占有する長さを別にする複数のヒーターユニットを配置し、ヒーターユニット（１２）の長さに段差があるようにヒーターグループ（１６）を形成し、このヒーターグループ（１６）を反応チャンバー（１）の外周に沿って順次的に配置し、ヒーターグループ（１６）は互いに同じヒーターユニットに対して一つの温度調節装置を含んだ印加ラインを共有し、反応チャンバー（１）で上下に区分されたヒーターユニット（１２）の発熱量調節で上下区域に対して温度調節が可能な加熱担当領域（Ｔ）を形成したことを特徴とする。

本発明は、ヒーターユニットを反応チャンバーの上下長さに対して区分されたつがいのヒーターユニットで設置して温度調節装置を通し一つのラインのヒーターユニットでその発熱量を別にするようにして、このようなつがいのヒーターユニットで互いに境界である上下領域に対する配置に段差を設けて異なるようにしたヒーターユニットを具備して反応チャンバーに互いに別の加熱担当領域を持つようにしたのである。そして、このようなヒーターユニットを一つのヒーターグループにして、このヒーターグループを反応チャンバー外周で設置して全体としてのヒーター装置が備わるようにした。ヒーターグループで同じヒーターユニットは、同じ印加ラインと温度調節装置を共有する。このようなヒーター装置により反応チャンバーには上下区域の段別に加熱担当領域を持つようになって、この加熱担当領域への発熱量調節によりバッチ式反応チャンバーで均一な温度勾配を作ることができる。

そして、このようなヒーター装置は、ヒーターユニットの輻射熱により周辺要素の熱損傷を防止する。また、輻射熱の集中による熱処理効率の上昇のための反射装置を含む。反射装置は、反射ブロックの一組のヒーターユニットに対して、各々分離して設置されることによりヒーターユニットの交替が簡便化され、それぞれの反射ブロックに対して冷却水路が形成される。この時、反射ブロックの区分で、その境界から輻射波長が放出されるのを妨害するように輻射波長遮断スリットを媒介して、それぞれの反射ブロックが連結される。また、反射ブロックは、その交替時周辺要素との干渉を回避して、どれか一つの一区域であらゆる反射ブロックの交替が遂行できるように回動部材を媒介して結びついており、輻射波長遮断スリットは、独立的などれか一つの反射ブロックの脱着が遂行されるように形成される。

本発明によれば、ＲＴＰ用ヒーターが採用になるバッチ式の反応チャンバーで、反応チャンバーの上下長さに対して区分された一双のヒーターユニットで設置して温度調節装置を通し一つラインのヒーターユニットでその発熱量を別にするようにして、このような一双のヒーターユニットでお互いの境界である上下領域に対する配置を段差があるように別にしたヒーターユニットで具備して反応チャンバーにお互い他の加熱担当領域を形成させることによって、反応チャンバーの上下区域に対する別途の温度調節が可能でこれにより反応チャンバーの均一な温度分布が得られる効果がある。合わせて、反射装置は、アルミニウムブロックで成形になって重さが軽くて設置が簡便との利点があって、このような反射ブロックが一組のヒーターユニット別に設置される場合、ヒーターユニットの交替が簡便との効果がある。また、区分された反射ブロックが輻射波長遮断スリットを媒介して装着されるので、輻射波長の外部漏れが防止され、独立的な脱着が可能になり、回動部材が媒介される場合その脱装着が一層簡便になるとの効果がある。

以下、本発明によるバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステムとバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法を、添付の図面を参照して説明する。ここに開示される実施例は、いろいろ実施可能な例の中から当業者の理解を助けるために最も望ましい例を選定して提示した。この発明は、必ずしもこの実施例だけで限定されるものではなく、本発明の範囲内で多様な変化と変更及び他の実施例が可能である。

図４は、本発明によるヒーター装置を示した外観説明図である。図５は、本発明によるヒーティング装置が平面上で展開したことを示す説明図である。そして、図６は、本発明によるヒーティング装置の外観図である。図７は、本発明による反射装置の断面図である。一方、図８は、ヒーターユニット別に区分されて設置される反射装置を示した外観図である。図９〜図１２は、ヒーターユニット別に反射装置が区分されることによって輻射波長の外部漏れを防止するための遮断手段を示した反射装置の平断面図である。

本発明は、図４及び図５に示すように、バッチ式反応チャンバーの上下長さを占有する発熱体としてヒーターユニットを設置してこのヒーターユニットを上記反応チャンバーの外周に沿って設置させて工程空間を加熱させるバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法において：バッチ式の反応チャンバー１工程空間でその上下長さを占有する発熱体を別途の温度調節装置１０を含んだそれぞれの印加ラインを持つ区分されたつがいのヒーターユニット１２を具備して、この区分された温度調節装置を持つつがいのヒーターユニット１２によりどれか一つのヒーターユニット１２と他の一つのヒーターユニットが占有する長さを別にする複数のヒーターユニットを配置してヒーターユニット１２の長さが段が設けられるように形成してヒーターグループ１６を形成し、このヒーターグループ１６を反応チャンバー１の外周に沿って順次的に配置させるもので、ヒーターグループ１６に対して互いに同じヒーターユニットに対して一つの温度調節装置を含んだ印加ラインを共有し、反応チャンバー１で上下で区分されたヒーターユニット１２の発熱量調節で上下区域に対して温度調節が可能な加熱担当領域Ｔを形成したバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法である。

このようなヒーティング方法を遂行するために、本発明はバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステムを提供して、本発明は図４〜図７に示すように、工程空間であるバッチ式の反応チャンバー１の上下長さで区分された発熱体として別途の温度調節装置１０を含んでそれぞれの印加ラインが形成されて上下領域の全体領域に対して区分された占有領域を持つ一双のヒーターユニット１２でなされたヒーター１４と、上記ヒーターによりどれか一つのヒーターユニットと他の一つのヒーターユニットが占有する上下長さを複数のヒーター１４に対し互いに段差があり異なるようして上下領域に対して段をなすように形成された加熱担当領域Ｔ及びこの加熱担当領域Ｔを形成する複数のヒーターで構成されたヒーターグループ１６と、ヒーターグループ１６が反応チャンバー１の外周に沿って順次的に配置されて形成されたヒーティング装置１８及びこのヒーティング装置１８によって輻射熱を反応チャンバー内部で反射させるためにヒーティング装置１８の外側を包囲するように配置される反射板２２を含んでヒーティング装置１８の加熱による熱損傷を妨ぐために熱交換できる冷却水路２４を含む反射装置２６で構成されたバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステムである。

ここで、ヒーターグループ１６は、互いに同じヒーターユニット１２に対し一つの温度調節装置１０を含んだ印加ラインが共有になっていることを特徴とする。ここで、ヒーターユニット１２は”Ｕ”字型で形成されたことを特徴として、このヒーターユニット１２の水平連結部は追加加熱部２０であることを特徴とする。反射装置２６は、ヒーティング装置１８の外側を包囲するように反射ブロック２８が備わって、この反射ブロック２８の内部で伝えられた熱を冷却させるための冷却水路２４が形成されて、反射ブロック２８の内側面にはこれを反射物質で反射コーティング層が形成されて反射板２２を構成することを特徴とする。反射ブロック２８は、軽金属のアルミニウム合金で構成されたことを特徴とする。反射板２２は、反射ブロック２２に輻射波長反射のための反射度も持つ反射コーティング層確保のために反射度が大きい物質として銀または金の貴金属（Ｎｏｂｌｅ Ｍｅｔａｌ）類がコーティングされたことを特徴とする。

本発明は、図８に示すように、反射装置２６は一組のヒーターユニット１２に対して区分された反射ブロック３０で作られて、一組のヒーターユニット１２がブラケット３２を通し反射ブロック３０に設置されたことを特徴とする。この時、反射ブロック３０は、その内部に形成された冷却水路２４を連結するためにその外部で連結パイプ３４が装着されることを特徴とする。また、反射ブロック３０がヒーターユニット１２により区分されることによって、その境界を通した輻射波長の外部放出が妨害になるように処理される必要があって、これに伴い本発明では図９に示すように、反射ブロック３０の境界間に遮断板３６が設置されて、この遮断板３６は区分された反射ブロック３０が組立になる筒型集合を保有支持する締結手段であることを特徴とする。また、他の実施例として反射ブロック３０がヒーターユニット１２により区分されることによって、その境界を通した輻射熱の外部放出が妨害になるように輻射波長遮断スリット３８を媒介して反射ブロックが隣接設置されたことを特徴とする。

具体的には、一実施例として図１０に示すように、輻射波長遮断スリット３８は、反射ブロック３０両端に反応チャンバー側スリットを入口スリット４０で反応チャンバーへの中心線上で上記入口スリット４０と出口スリット４２が同一線上を抜け出すように形成されて、これに延びた１次妨害スリット部４４が形成されて、１次妨害スリット部４４間が反射ブロックの同心円周上で形成された２次妨害スリット部４６で連結して折曲になった凹部と凸部で結びつくように構成されたことを特徴とする。このような凹部と凸部の結合においてはどれか一つの反射ブロックを脱着する為にはとなりの反射ブロックの脱着がまず要求されることができる。

しかし、反射ブロック３０が筒形状をなすことによって、上広下狭の形状をなすようになるので、このような反射ブロック３０の形状によって、特に、輻射波長遮断スリット３８は、これが形成されて隣の反射ブロックと独立的に脱着が可能なように媒介できる。これのために輻射波長遮断スリット３８は一層発展になって図１１に示すように、一実施例として、反射ブロック３０両端に反応チャンバー側スリットを入口スリット４０で反応チャンバー１への中心線上で入口スリット４０と出口スリット４２が同一線上を抜け出すように形成されてこれに延びた１次妨害スリット部４４が形成されて、この１次妨害スリット部４４間には反射ブロック３０の脱着を許しながら１次妨害スリット部４４を通過した残りの輻射波長の流出を妨害するように傾斜するように形成された２次傾斜スリット部４８が形成されるとともに、１次妨害スリット部４４と２次傾斜スリット部４８は反射ブロックの円周方向上から同じ方向へ形成されてなされたことを特徴とする。

一方、他の実施例として、図１２に示すように、輻射波長遮断スリット３８は反射ブロック３０の反応チャンバー側のスリットを入口スリットで反応チャンバー１への中心線上で入口スリット４０と出口スリット４２が同一線上を抜け出すように形成されて、反射ブロック３０の脱着を許しながら複写波長の流出を妨害するように入口スリット４０と出口スリット４２の直線延長線上に干渉するように最小限入口スリット４０と出口スリット４２の直線延長線場を接線とする突出曲面で妨害スリット５０が形成されるとともに、妨害スリット５０は反射ブロック３０の円周方向上から同じ方向へ形成されて構成されたことを特徴とする。そして、反射ブロックは、図８に示すように、その周辺装置との干渉を回避して脱することができるように反射ブロック３０下部に、回動部材５２が設置されたことを特徴とする。

具体的には反射ブロック３０下部にスラスターベアリングと同じ回動部材５２が設置されて、その上に下部結束パネル５４が設置されて、この下部結束パネル上に反射ブロック３０が設置されて、この反射ブロック３０の上に上部結束パネル５６が設置されて、反射装置が筒型に結束される。ここで、このように遮断板で反射ブロックが締結される場合、上部結束パネルは排除になって、下部結束パネル５４は回動部材５２との結合のための媒介手段で、回動部材５２の上板と反射ブロック３０が直接結合するように回動部材の上板が備わる場合、下部結束パネルも排除できる。

詳述した通り、本発明はバッチ式の反応チャンバーに設置されるＲＴＰ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）用ヒーティング装置を提供する。すなわち、本発明ではバッチ式の反応チャンバー１でその上下区域によって区分された加熱担当領域を形成させて、このために区分された占有空間を持つ一双のヒーターユニット１２が形成される（図４及び図５参照）。ヒーターユニット１２は反応チャンバー１の外周に沿って配置され工程空間を加熱して、一双のヒーターユニットは反応チャンバー１の上下長さに対して区分されたヒーターユニット１２として備わって一つのヒーター１４を構成する。

この時、ヒーター１４をなす一双の各ヒーターユニット１２は互いに独立になった印加ラインと温度調節装置１０を具備する。これにより一双のヒーターユニット１２でその区分された区域によって互いに別の発熱量を持つようになる。そして、このような一双のヒーターユニット１２に対し区分された区域を互いに別にする複数のヒーターユニット１２に区分される。このような区分により互いに別の発熱量と互いに別の上下区域を持ち段差が形成された複数のヒーターユニットでヒーター１４が形成されて、反応チャンバー１の上下区域に全区間にわたり順次的に段差がある区域の組合を持つ複数のヒーター１４が一つのヒーターグループ１６を形成する。そして、このようなヒーターグループ１６が組合わされて反応チャンバーの外周全体を耐えられるようにして、反応チャンバーには互いに別の加熱担当区域Ｔを持つヒーティング装置が作られる。

この時、ヒーターグループ１６の組合せにおいては、順次的な配置と互いに同じヒーターユニット１２が反復させて、このヒーターユニット１２が同じ加熱担当区域を持つことによって、ヒーターグループで同じヒーターユニットはその温度調節を互いに連動させることが望ましい。これによりヒーターグループの組合せで同じヒーターユニットを同じ組で一つの印加ラインと温度調節装置を共有するようにする。図示は、３組のヒーターユニットが１組のヒーターグループを形成して３個の加熱担当領域（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）を形成して、３組のヒーターグループが全体ヒーティング装置を形成するのを示している。しかしこれに限定されず、工程空間の全体ボリュームによってそしてヒーターユニットの発熱量と大きさによってヒーターグループとこれらの配置が、実験的に決定されてもよい。

一方、ヒーターユニット１２は印加ラインと接地ラインを発熱区域で回避させるために実質的には側面上”Ｌ”字型に形成されて、そのた端部が反射ブロックを貫通して外部で配置されることが望ましくて、図面上ではその概念説明のためのものである。また、正面上”Ｕ”字型のヒーターユニットでその水平部は発熱量をより一層付加させる追加加熱部２０にすることができる。このような本発明により一つのヒーターグループには互いに別の加熱担当区域を持つようにでき、温度調節装置を通して加熱担当区域の温度制御が可能になる。

例えば、これと共にバッチ式反応チャンバーで上部に熱が集中することが出来ることによって、その加熱温度を加熱担当領域でＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３に遂行すると仮定すれば、簡単には反応チャンバーの加熱温度を作るための基準発熱温度でヒーターユニット‘Ｈ１’の温度に加熱し、ヒーターユニット‘Ｈ３’の温度に加熱してＴ３区域の温度をＴ１区域より高く加熱することができる。そして、Ｔ２区域はその中央の折半になった区域で上下で区分されるによって、Ｔ２−１とＴ２−２により細分化になった区域を持つことができる。これを通じて反応チャンバー全体工程空間を均一な温度勾配にすることができる。このような反応チャンバーへの温度制御はコントロールユニット（図示せず）により遂行できる。

これは加熱担当領域に温度センサーが設置されてこの温度センサーを検出手段でコントロールユニットの入力端と連結して、コントロールユニットには設定された反応チャンバーの温度によってフィードバックを遂行して各加熱担当領域の温度を均一化させる温度調節モードが形成されてこの温度調節モードが含まれたコントロールユニットの出力端に各ヒーターユニットの温度調節装置と連結することによって遂行される。

上記フィードバックを遂行するために、まず適切な温度設定範囲が形成されて、これを作るためにヒーターユニットが駆動されて、この温度設定範囲を維持するためにヒーターユニットの発熱量調節のために温度調節装置を制御する。次に、このようなヒーティング装置によりＲＴＰが遂行するヒーティング装置を囲む従来のような断熱装置は除外され、上記ＲＴＰを補助して周辺装置の熱損傷を防止するために反射装置が設置される（図６、図７参照）。これはモリシリサイド等で構成されたヒーティング装置の輻射熱を反応チャンバーで集中させて、ヒーティング装置から放射状へ放出される輻射熱により反応チャンバー外部に配置された周辺装置の熱損傷を防止するために設置される。

反射装置２６は大きく輻射熱を反射させるための反射板２２とこの反射板を保有支持するための支持構造物からなる。具体的に支持構造物はバッチ式反応チャンバーに沿って円周上で配置されるヒーティング装置外側を包囲する円筒上の反射ブロック２８で作られる。そして、この反射ブロック２８は設置上と製造成形上の利得のためにアルミニウムボディーで作られて、この反射ブロックの内周は銀または金のような貴金属でコーティングされ反射コーティング層が形成されることによって反射板とされる。一方、反射ブロック２８はヒーティング装置１８によった熱損傷を防止するための冷却装置を含み、冷却装置は反射ブロック内部で冷却水路が形成されて、この冷却水路に投入された冷却水と反射ブロックに伝達された熱が交換される。

冷却水路は多数の方法で形成されることができ、例えばダイカストで反射ブロックが製造になる場合一般的な製造工法により冷却水路が形成される。また、製造になった反射ブロック２８に冷却水路２４を形成することは反射ブロック２８にパイプ型の通路を上下で形成させて、穿孔された入口をキャップで閉鎖した後、外部で連結パイプを通し連通させることができる。これによりヒーティング装置１８の外側方に反射板２２が配置されて、ヒーティング装置１８と反射板２２の直接接触による熱伝導をある程度低減させるために、ブラケット３２を通し、離されて反射ブロック２８にヒーティング装置が設置される。

次に、本発明によるヒーティング装置１８は一組のヒーターユニット１２で細分されることによって、その交換設置にいても利点を得ることができる。すなわち、ヒーティング装置１８が損傷される場合、損傷されたヒーターユニット１２の交換だけで最小限の修理が可能になり、ヒーターユニット１２の損傷は各ヒーターユニットへの通電監視を通して遂行される。どれか一つのヒーター１４、すなわち一組のヒーターユニット１２の交替を予想すれば、大口径半導体基板でも直径が１２ｉｎｃｈのものを勘案する時、そして、１００枚以上の半導体基板を処理する長さを持つ反応チャンバーの外部をめぐる筒型の作業空間を考慮する時、狭い筒型の反射ブロック２８の内部に作業者が入って行きヒーターユニットを交替することは不便である。このような理由で本発明は上下で配置される一組のヒーターユニット１２に対し１個の反射ブロック３０が作られて、このような反射ブロック３０の取り外しを通しヒーターユニット１２の交替が可能なように備えられる（図８参照）。

このような場合、反射ブロック３０はヒーターユニットの装着改修によってそれぞれに区分されるので、ヒーター装置を囲む筒形状を維持するために別途の支持構造物が作られることが望ましい。このために上部と下部に各々上部結束パネル５６と下部結束パネル５４が備えられる。特に、下部結束パネル５４は回動部材５２との結束手段であり、回動部材５２はヒーターユニット１２の交替方向を自由にする。これは反射ブロック３０がヒーターユニット１２一組の装着個所別に区分されるように設置される場合、その筒型の結束により放射状で配置されるから、このような放射方向の取り外しは周辺に設置された構造物との干渉を引き起こすことになる。したがって、どの一方向（区域）であらゆる反射ブロックの交替が可能な為には反射ブロック３０が回転になることが要求される。

回動部材５２はスラスターベアリングと共に、二つの分離になった回転盤に雲ベアリングが挿入されて、軸上の回動を可能にする構造物であり、この回転盤の中上板が直接反射ブロック３０と締結になるように作られる場合、下部結束パネル５４は排除されても関係ない。反射ブロック３０の区分により冷却水路２４を連結させる別途の連結水路が要求され、連結水路は反射ブロック３０の外部に連結パイプ３４が設置されて処理される。

次に、反射ブロック３０が多数のブロックに区分されることによって、反射ブロック３０の間を遮断する必要がある。これはスリットを設けて、このスリットを通してヒーター装置の輻射熱が漏れ出ることになって、このような輻射熱は周辺の装置を熱損傷させるようになる。スリットの処理は簡単には、スリットを閉鎖させる図９に示すように遮断板３６を通して実現され、遮断板３６が反射ブロック３０を筒型に結束させる。遮断板３６が装着される場合、別途の結束部材である上部結束パネル５６を削除することができる。ここで、遮断板３６と反射ブロック３０の結束は一般的な手段、例えば反射ブロックに適正個数のナットホール（図示せず）を形成してボウルティング（図示せず）として遂行できる。その反面、遮断板３６を通した反射ブロックの取り外し及び再取り付けは隣の反射ブロックに連結する両側遮断板の取り外しと再取り付けの不便さを伴う。したがって、一層発展的に本発明はスリットを屈曲させて直線上の経路を遮断させることによって、輻射熱（波長）が外部に放出されることを防止できる。すなわち、本発明は反射ブロックがヒーターユニットにより区分されるによって、その境界を通した輻射熱の外部放出が妨害になるように輻射波長遮断スリット３８を媒介して反射ブロックが隣となるように設置されたことを特徴とする。

これのために輻射波長遮断スリットは一実施例として図１０に示すように、輻射波長遮断スリット３８は反射ブロック３０両端に反応チャンバー側スリットを入口スリット４０で反応チャンバーへの中心線上で入口スリット４０と出口スリット４２が同一線上を抜け出すように形成されてこれに延びた１次妨害スリット部４４が形成されて、１次妨害スリット部４４間が反射ブロックの同心円周上で形成された２次妨害スリット部４６で連結して折曲された凹部と凸部で結びつくように構成されたことを特徴とする。これは簡単には凹凸形状のパズル式で締めて合わせることによって達成され、凹凸形状による輻射波長遮断スリット３８は輻射波長の直線経路を妨害する折曲になったスリットを形成して、これを通じて入口スリット４０と出口スリット４２の直線延長線上で通路が形成されるのを妨害するようになる。

これを通じて遮断板３６が備わらなくても、反射ブロックの境界を通し輻射熱が外部に放出されることを防止できる。ただし、このような場合、反射ブロックの脱着においては図示のように反射ブロックで外側に突出タックが形成されることは周辺の干渉無しで脱着が遂行されるようになり、内側に突出タックが形成されたことは最小限左右で隣のどれか一つの反射ブロックが取り外しになった後に脱着が可能となる。

一方、反射ブロックが筒型に形成されて、これは冷却水路を具備するための充分な厚さとなるので、他の実施例として輻射波長遮断スリットはこれが形成されても隣の反射ブロックと独立的に脱着が可能なように媒介できる。これは筒型の反射装置を具備するための各方への反射ブロック３０の境界は同心状に向かう放射状の境界を持って、冷却水路２４の形成のため厚さは外周と内周の長さに充分の差を提供する。すなわち、外側は長く、内側はこれより十分に短い”上広下狭”の弧形状で、これの境界に形成される輻射波長遮断スリット３８の形状により個々に独立的に脱着できる。このような凹部と凸部で結合においてはどれか一つの反射ブロックを脱着する為には隣の反射ブロックの脱着がまず要求される。しかし、反射ブロック３０が筒形状をなすことによって、上広下狭の形状をなすので、このような反射ブロック３０の形状によって、特に、輻射波長遮断スリット３８はこれが形成されても隣の反射ブロックと独立的に脱着が可能なように媒介できる。

これのために輻射波長遮断スリット３８は図１１に示すように一実施例として、反射ブロック３０の両端に反応チャンバー側スリットを入口スリット４０で反応チャンバー１への中心線上で入口スリット４０と出口スリット４２が同一線上を抜け出すように形成されてこれに延びた１次妨害スリット部４４が形成されて、この１次妨害スリット部４４の間には反射ブロック３０の脱着を許しながら１次妨害スリット部４４を通過した残りの輻射波長の流出を妨害するように傾斜するように形成された２次傾斜スリット部４８が形成されるとともに、１次妨害スリット部４４と２次傾斜スリット部４８は反射ブロックの円周方向上から同じ方向へ形成されたことを特徴とする。

これは図示されるように、入口スリット４０と出口スリット４２の最外側の直線延長線上を遮断させる経路（２次傾斜スリット部）が形成されてこれが輻射波長の漏れ経路を干渉することによって、輻射波長の漏れが遮断され、このような輻射波長遮断スリット３８が形成された反射ブロックはその外周と内周に比べて長くなるによって、そしてその傾斜方向によって、独立的な脱着が遂行できる。脱着方向はその中央部に対しては円筒上の中心を抜け出すようになって、適切な方向では隣の反射ブロック３０で突出された１次妨害スリット部の経路線上で遂行される。図示のように、このような方向に対して隣に装着された反射ブロックと干渉することなく脱着できることが分かる。

一方、他の実施例として、図１２のようで、輻射波長遮断スリット３８は反射ブロック３０の反応チャンバー側のスリットを入口スリットで反応チャンバー１への中心線上で上記入口スリット４０と出口スリット４２が同一線上を抜け出すように形成されて、反射ブロック３０の脱着を許しながら輻射波長の流出を妨害するように入口スリット４０と出口スリット４２の直線延長線上に干渉になるように最小限入口スリット４０と出口スリット４２の直線延長線場を接線とする突出曲面で妨害スリット５０が形成されるとともに、妨害スリット５０は反射ブロック３０の円周方向上から同じ方向へ形成されたことを特徴とする。

図示のように、入口スリット４０と出口スリット４２の最外側の直線延長線上に曲面で突出される突出曲面が形成されこれが輻射波長の漏れ経路を干渉することによって輻射波長の漏れが遮断にされ、このような妨害スリット５０が形成された反射ブロックはその外周と内周に比べて長くなることによって、干渉を回避する突出曲面によりその独立的な脱着が遂行できる。脱着方向はその中央部に対しては円筒上の中心を抜け出すようになって、適切な方向では左右の入口スリット４０と出口スリット４２の交差点に対してその中央を連結する方向に遂行される。図示のように、このような方向に対して隣に装着された反射ブロックと干渉することなく脱着できることが分かる。

熱処理工程が含まれる半導体製造装置を示した説明図である。 反応チャンバーにコイル状のヒーターが設置された構成図である。 反応チャンバーに棒形状のヒーターが設置された構成図である。 本発明によるヒーティング装置を示した外観説明図である。 本発明によるヒーティング装置を示した説明図である。 本発明によるヒーティング装置の外観図である。 本発明による反射装置の断面図である。 ヒーターユニット別に区分されて設置される反射装置を示した外観図である。 ヒーターユニット別に反射装置が区分されたことによって輻射波長の外部漏出を防止するための遮断手段を示した反射装置の平断面図である。 ヒーターユニット別に反射装置が区分されたことによって輻射波長の外部漏出を防止するための遮断手段を示した反射装置の平断面図である。 ヒーターユニット別に反射装置が区分されたことによって輻射波長の外部漏出を防止するための遮断手段を示した反射装置の平断面図である。 ヒーターユニット別に反射装置が区分されたことによって輻射波長の外部漏出を防止するための遮断手段を示した反射装置の平断面図である。

符号の説明

１１ 反応チャンバー
１０ 温度調節装置
１２ ヒーターユニット
１４ ヒーター
１６ ヒーターグループ
１８ ヒーティング装置
２０ 追加加熱部
２２ 反射板
２４ 冷却水路
２６ 反射装置
２８、３０ 反射ブロック
３２ ブラケット
３４ 連結パイプ
３６ 遮断板
３８ 輻射波長遮断スリット
４０ 入口スリット
４２ 出口スリット
４４ １次妨害スリット部
４６ ２次妨害スリット部
４８ ２次傾斜スリット部
５０ 妨害スリット
５２ 回動部材
５４ 下部結束パネル
５６ 上部結束パネル

Claims (16)

1. 工程空間であるバッチ式の反応チャンバー（１）の上下長さで区分された発熱体として別途の温度調節装置（１０）を含んでそれぞれの印加ラインが形成されて上下領域の全体領域に対して区分された占有領域を持つ一双のヒーターユニット（１２）でなされたヒーター（１４）と；
   前記ヒーターによりどれか一つのヒーターユニットと他の一つのヒーターユニットが占有する上下長さを複数のヒーター（１４）に対し互いに段差があるようにして、前記上下領域に対して段をなすように形成された加熱担当領域（Ｔ）及びこの加熱担当領域（Ｔ）を形成する複数のヒーターでなされたヒーターグループ（１６）と；
   前記ヒーターグループ（１６）が反応チャンバー（１）の外側に沿って順次的に配置されて形成されたヒーティング装置（１８）と；
   前記ヒーティング装置（１８）によった輻射熱を前記反応チャンバー内部に反射させるために前記ヒーティング装置（１８）外側で包囲するように配置される反射板（２２）を有し前記ヒーティング装置（１８）の加熱による熱損傷を妨ぐために熱交換される冷却水路（２４）を含む反射装置（２６）で構成されたことを特徴とするバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
2. ヒーターグループ（１６）は、お互い同じヒーターユニット（１２）に対し一つの温度調節装置（１０）を含んだ印加ラインが共有になっていることを特徴とする請求項１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
3. ヒーターユニット（１２）は、”Ｕ”字型に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
4. ”Ｕ”字型のヒーターユニット（１２）で水平連結部は、追加加熱部（２０）であることを特徴とする請求項１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
5. 反射装置（２６）は、ヒーティング装置（１８）を外側で包囲するように反射ブロック（２８）が備わっており、この反射ブロック（２８）内部に伝えられた熱を冷却させるための冷却水路（２４）が形成されて、前記反射ブロック（２８）の内側面に、反射物質の反射コーティング層が形成された前記反射板（２２）が設けられることを特徴とする請求項１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
6. 前記反射ブロック（２８）は、アルミニウム合金でなされたことを特徴とする請求項１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
7. 反射板（２２）は、前記反射ブロック（２２）に輻射波長反射のための反射度も持つ反射コーティング層確保のために反射度が大きい物質として銀または金の貴金属類がコーティングによってなされたことを特徴とする請求項１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
8. 反射装置（２６）は、前記１組のヒーターユニット（１２）に対して区分された反射ブロック（３０）で作られて、前記１組のヒーターユニット（１２）がブラケット（３２）を通して前記反射ブロック（３０）に設置されたことを特徴とする請求項１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
9. 反射ブロック（３０）は、その内部に形成された前記冷却水路（２４）を連結するためにその外部に連結パイプ（３４）が装着されることを特徴とする請求項８に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
10. 反射ブロック（３０）には、その境界の間に遮断板（３６）が設置されて、この遮断板（３６）は、区分された反射ブロック（３０）が組み立てられた筒型集合を保持して支持する締結手段であることを特徴とする請求項８に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
11. 反射ブロック（３０）は、ヒーターユニット（１２）により区分されることによって、その境界を通過した輻射熱の外部放出が妨げられるように輻射波長遮断スリット（３８）を媒介して反射ブロック（３０）が隣接設置されたことを特徴とする請求項８に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
12. 輻射波長遮断スリット（３８）は、反射ブロック（３０）両端に反応チャンバー側スリットを入口スリット（４０）として、反応チャンバー（１）への中心線上で前記入口スリット（４０）と出口スリット（４２）が同一線上を抜け出すように形成されて、これに延びた１次妨害スリット部（４４）が形成されて、１次妨害スリット部（４４）の間が反射ブロックの同心円周上で形成された２次妨害スリット部（４６）で連結して折曲した凹部と凸部で結びつくようになされたことを特徴とする請求項１１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
13. 輻射波長遮断スリット（３８）は、反射ブロック（３０）両端に反応チャンバー側スリットを入口スリット（４０）として、反応チャンバー（１）への中心線上で前記入口スリット（４０）と出口スリット（４２）が同一線上を抜け出すように形成されて、これに延びた１次妨害スリット部（４４）が形成されて、この１次妨害スリット部（４４）の間には、反射ブロック（３０）の脱着を許しながら前記１次妨害スリット部（４４）を通過した残り輻射波長の流出を妨害するように傾斜するように形成された２次傾斜スリット部（４８）が形成されるとともに、前記１次妨害スリット部（４４）と２次傾斜スリット部（４８）は反射ブロックの円周方向上から同じ方向へ形成されてなされたことを特徴とする請求項１１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
14. 輻射波長遮断スリット（３８）は、反射ブロック（３０）の反応チャンバー側のスリットを入口スリット（４０）として、反応チャンバー（１）への中心線上で前記入口スリット（４０）と出口スリット（４２）が同一線上を抜け出すように形成されて、前記反射ブロック（３０）の脱着を許しながら輻射波長の流出を妨害するように前記入口スリット（４０）と出口スリット（４２）の直線延長線上に干渉するように最小限入口スリット（４０）と出口スリット（４２）の直線延長線上を接線とする突出曲面で妨害スリット（５０）が形成されるとともに、前記妨害スリット（５０）は反射ブロック（３０）の円周方向上から同じ方向へ形成されてなされたことを特徴とする請求項１１に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
15. 反射ブロック（３０）は、回動が可能なようにその下部に回動部材（５２）が設置されて、この反射ブロック（３０）の上に区分された反射ブロック（３０）が筒型で結束させる上部結束パネル（５６）が設置されたことを特徴とする請求項８に記載のバッチ式反応チャンバーのヒーティングシステム。
16. バッチ式反応チャンバーの上下長さを占有する発熱体としてヒーターユニットを設置して、このヒーターユニットを前記反応チャンバーの外周に沿って設置して工程空間を加熱させるバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法において、
    バッチ式の反応チャンバー（１）の工程空間でその上下長さを占有する発熱体を別途の温度調節装置（１０）を含んだそれぞれの印加ラインを持つ区分されたつがいのヒーターユニット（１２）を具備し、この区分された温度調節装置を持つつがいのヒーターユニット（１２）によりどれか一つのヒーターユニット（１２）と他の一つのヒーターユニットが占有する長さを別にする複数のヒーターユニットを配置し、ヒーターユニット（１２）の長さに段差があるようにヒーターグループ（１６）を形成し、このヒーターグループ（１６）を反応チャンバー（１）の外周に沿って順次的に配置し、ヒーターグループ（１６）は互いに同じヒーターユニットに対して一つの温度調節装置を含んだ印加ラインを共有し、反応チャンバー（１）で上下に区分されたヒーターユニット（１２）の発熱量調節で上下区域に対して温度調節が可能な加熱担当領域（Ｔ）を形成したことを特徴とするバッチ式反応チャンバーのヒーティング方法。
    

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