JP6246123B2 - 冷却能力を高めた加熱要素 - Google Patents
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Description
半導体装置の製造における多くのプロセスステップは、炉内で実行される。炉システムは、ウェーハを該炉へまたは該炉から該ウェーハを移動させるためのウェーハローディングアセンブリを含むことができる。処理のために、プロセスガスを該炉に導入することができる。炉は、石英管を含み、炉処理チャンバを形成することができる。加熱要素は、該石英管の外部に設けることができる。断熱部は、該加熱要素を覆うのに用いることができ、高温の該炉処理チャンバを雰囲気外の室温から断熱している。該断熱部は、熱損失を最小限にし、その結果として、該炉に対して、より高い加熱温度と、より速いランプアップ速度をもたらす。しかし、該断熱部は、該炉チャンバのランプダウン速度(ランプダウンレート)に影響を及ぼす可能性があり、その結果として、より低いスループットをもたらす。
いくつかの実施形態において、本発明は、ヒータアセンブリと、冷却能力を高めることができる、該ヒータアセンブリを用いた炉とを開示している。該冷却能力を高めるという特徴は、該炉内の均一な温度プロファイルへの影響を伴わずにおよび最小限にして、該ヒータアセンブリの冷却速度の改善を可能にすることができる。該冷却能力を高めるという特徴は、該ヒータアセンブリの断熱層内に埋め込まれた、または、該断熱層の外面と、該ヒータアセンブリの保護シェルとの間に、1つ以上のチャネルを含むことができる。該冷却能力の向上は、ガスフローまたは液体フロー等の流体フローを含むことができる。例えば、該チャネルの入口または出口開口部を変化させる、流動コンダクタンスの調節機能を加えることができる。該チャネルを通る流量を制御するために、ポンプ、ブロワーまたはファンを含めることができる。また、該流体フローを自動的に調節するために、制御装置も含めることができる。
プロセスサイクルタイムおよびシステムスループットは、ほとんどの半導体製造プロセスの設計および評価において重要なパラメータである可能性がある。より迅速な加熱および/または冷却は、サイクルタイムを恐らく大幅に低減する可能性があるため、加熱および冷却は、全体のサイクルタイムに関して重要な要因である。
Claims (16)
- 断熱材料から成り、加熱要素を周囲空気から断熱するように構成される断熱層と、
前記断熱層内に設けられ、該断熱層の長さに沿って貫通している1つ以上のチャネルと、
前記1つ以上のチャネルに結合され、入口を備えるプレナムと、
前記1つ以上のチャネルに結合され、該1つ以上のチャネルの流動コンダクタンスを調節可能に変化させるように構成されるプレートまたはリングと、
を備える断熱部。 - 前記1つ以上のチャネルは、前記断熱層の長さに沿って直線状であるかまたは湾曲している、請求項1に記載の断熱部。
- 前記プレートまたはリングに結合され、該プレートまたはリングを前記断熱層に固定結合するように構成される固定アセンブリをさらに備える、請求項1または2に記載の断熱部。
- 前記プレートまたはリングに結合され、前記1つ以上のチャネルの流動コンダクタンスを自動的に調節するように構成される制御装置アセンブリをさらに備える、請求項1から3までのいずれか1項に記載の断熱部。
- 前記プレナムの入口に結合された送風機アセンブリをさらに備える、請求項1から4までのいずれか1項に記載の断熱部。
- 前記1つ以上のチャネルは、前記断熱層内に挿入されたチューブによって形成される、請求項1から5までのいずれか1項に記載の断熱部。
- ヒータと、
断熱材料から成り、前記ヒータを周囲空気から断熱するように構成される断熱層と、
前記断熱層内に配置され、該断熱層の長さに沿って貫通している1つ以上のチャネルと、
前記1つ以上のチャネルに結合され、入口を備えるプレナムと、
前記1つ以上のチャネルに結合され、該1つ以上のチャネルの流動コンダクタンスを調節可能に変化させるように構成されるプレートまたはリングと、
を備えるシステム。 - 石英管であって、前記ヒータが前記石英管の外側に配置される石英管をさらに備える、請求項7に記載のシステム。
- 前記プレートまたはリングに結合され、該プレートまたはリングを前記断熱層に固定結合するように構成される固定アセンブリをさらに備える、請求項7または8に記載のシステム。
- 前記プレートまたはリングに結合され、前記1つ以上のチャネルの前記流動コンダクタンスを自動的に調節するように構成される制御装置アセンブリをさらに備える、請求項7から9までのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記プレナムの前記入口に結合された送風機アセンブリをさらに備える、請求項7から10までのいずれか1項に記載のシステム。
- チャンバを制御可能に加熱する方法であって、
前記チャンバを加熱するためにヒータを作動させ、
少なくとも、前記ヒータが作動される時間の一部の間、断熱層内の1つ以上のチャネルを介して流体を流すことを含み、
前記断熱層は、前記チャンバ内の熱が逃げるのを防ぐために前記ヒータを覆っており、
前記1つ以上のチャネルの出口開口部に結合されたプレートまたはリングによって、該1つ以上のチャネルの流動コンダクタンスを調節可能に変化させることをさらに含む、チャンバを制御可能に加熱する方法。 - 前記流体は、ガスまたは液体を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記流動コンダクタンスは手動で調節される、請求項12または13に記載の方法。
- 前記流動コンダクタンスは、制御装置によって自動的に調節される、請求項12または13に記載の方法。
- 前記流体が前記1つ以上のチャネルに入る前、または前記1つ以上のチャネルから出た後に、熱交換器を介して前記流体を流すことをさらに含む、請求項12から15までのいずれか1項に記載の方法。
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