KR101587238B1 - 종형 열처리 장치 및 열처리 방법 - Google Patents

종형 열처리 장치 및 열처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 적어도, 반응관과, 기판을 보유하기 위한 열처리용 보트와, 기판을 가열하기 위한 히터와, 반응관 내에 분위기 가스를 도입하기 위한 가스 도입관과, 가스 도입관과 접속되는 가스 공급관과, 반응관 아래에 설치된 플랜지체 또는 반응관에 형성되어 가스 도입관이 삽통되는 가스 포트부를 갖는 종형 열처리로에 있어서, 가스 도입관과 가스 공급관의 접속은, 반응관 외에서 조인트를 개입시켜 수행되고, 상기 조인트는 적어도 플랜지부를 가지는 금속제 단관을 갖고, 상기 금속제 단관의 플랜지부가 가스 포트부에 설치된 플랜지부와 O링을 개입시켜 접속되어 형성된 관통공에, 가스 도입관이 삽통되어 조인트로 가스 공급관과 접속된 것인 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치이다. 이에 의해, 기판에 오손을 일으키는 일 없이, 가스 도입관의 파손을 방지하여 가스 도입관을 용이하게 가스 공급관과 접속할 수 있는 종형 열처리 장치가 제공된다.

Description

종형 열처리 장치 및 열처리 방법{VERTICAL HEAT TREATMENT APPARATUS AND HEAT TREATMENT METHOD}
본 발명은, 반도체 실리콘 웨이퍼 등의 기판에 열처리를 수행하기 위한 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 단결정 실리콘(이하, 단지 "실리콘"이라고도 함) 등의 단결정 잉곳으로부터 기판을 자르고 나서 반도체 디바이스를 제조할 때까지의 사이에는, 기판의 가공 프로세스로부터 소자의 형성 프로세스까지 다수의 공정이 개재한다. 그러한 공정 중 하나에 열처리 공정이 있다. 이 열처리 공정은, 기판 표층에서의 무결함층의 형성, 산소 석출물의 형성에 의한 개터링층의 형성, 산화막의 형성, 불순물 확산 등의 목적으로 수행되는 매우 중요한 프로세스이다.
이러한 열처리 공정으로 이용되는 열처리로, 예를 들면, 산화나 불순물 확산에 이용되는 확산로(산화·환원 장치)로서는, 현재, 기판의 대구경화에 수반하여, 기판을 수평으로 유지한 상태로 복수의 기판을 동시에 열처리하는 종형의 열처리로가 주로 이용되고 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조). 종형 열처리로에서는, 통상, 복수의 기판을 보유하기 위한 열처리용 보트가 이용되고 있다. 이러한 복수의 기판에 동시에 열처리를 실시하는 열처리로는, 배치식의 열처리 장치로 부른다.
도 3은 배치식의 종형 열처리 장치의 일례를 나타내는 개략 설명도이다. 열처리 장치(30)의 반응실(31)은, 주로 반응관(32)과, 반응관 아래에 설치된 플랜지체(33)에 의해 구성되어 있다. 또한, 반응관은 내열성이 높은 탄화규소(SiC)제이며, 플랜지는 석영제로 이루어져 있다. 반응실의 내측에는 열처리용 보트(34)가 설치되어 있고, 이 열처리용 보트에 보유된 복수의 기판(35)은, 반응실 주위에 설치된 히터(36)에 의해 가열된다. 또한, 반응실에는 가스 공급관(37)으로부터 공급되는 분위기 가스를 가스 도입관(38)을 개입시켜 도입하고, 열처리 장치의 상방으로부터 가스를 흘려 기판의 주위를 통과시켜, 가스 배기관(39)으로부터 외부로 배기한다.
이 가스 도입관(38)의 재질은 탄화규소가 이용된다. 왜냐하면, 석영으로 구성했을 경우, 1250℃ 정도의 고온으로 열처리를 실시하면, 가스 도입관이 열에 의해 변형하고, 열처리용 보트(34)에 접촉하여 파손되어 버리는 문제가 있기 때문이다. 이 때문에, 1250℃ 이상의 고온 열처리를 실시하는 열처리 장치에서는, 오로지 탄화규소의 가스 도입관이 이용되고 있다.
이러한 가스 도입관(38)은 접속부(40)에서 가스 포트부(41)에 접속되고, 더욱이 가스 포트부는 가스 공급원(도시하지 않음)에 접속되는 가스 공급관(37)에 접속되어 있다. 또한, 가스 포트부는 구조가 복잡하고 탄화규소로는 제작이 곤란해지기 때문에, 제작이 용이한 석영이 이용되고 있다. 이때, 사용하는 분위기 가스는 열처리의 목적에 따라서 다르지만, 주로 H2, N2, O2, Ar 등이 이용된다. 또한, 불순물 확산의 경우에는, 이러한 가스를 캐리어 가스로서 불순물 화합물 가스를 도입한다.
그렇지만, 상기와 같은 배치식 열처리 장치를 이용하여 Ar 등의 불활성 가스 분위기로 기판으로서 실리콘 웨이퍼의 열처리를 실시했을 경우, 실리콘 웨이퍼에 오손이 발생하는 문제가 발생한다.
선행 기술 문헌
특허 문헌
특허 문헌 1 : 특개2002-289602호 공보
상기 문제의 원인은, 반응관과 반응관 아래에 설치된 플랜지체의 간극으로부터 누설한 공기가 가스 도입관의 접속부로부터 가스 도입관 내에 침입하여, 상기 공기 중에 포함되는 산소에 의해 열처리 중의 기판 표면에 산화막이 형성되는 것에 있었다.
이러한 문제에 대해 본 발명자는, 도 4와 같이, 가스 도입관(50)을 석영제로 하고, 반응관(51) 또는 반응관 아래에 설치된 플랜지체(52)에 형성된 가스 포트부(53)에 용접하는 것으로 접속부를 없애고, 공기의 침입을 막는 것으로 기판의 림(산화막)의 문제를 해결하고, 또한 열에 의한 석영제 가스 도입관의 변형을 SiC로 이루어지는 보호관(54)으로 가림으로써 해결하는 열처리 장치를 제안했다. 그러나, 이와 같이 가스 도입관을 반응관 또는 반응관 아래에 설치된 플랜지체에 형성된 가스 포트부에 용접했을 경우, 반응관 또는 플랜지체를 취급할 때에, 가스 도입관을 파손되어 버리는 문제가 발생했다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 기판에 오손을 일으키는 일 없이, 가스 도입관의 파손을 방지하여, 가스 도입관을 용이하게 가스 공급관과 접속할 수 있는 종형 열처리 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 적어도, 반응관과 상기 반응 관 내에 배치되어 기판을 보유하기 위한 열처리용 보트와, 상기 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 반응관 내에 분위기 가스를 도입하기 위한 가스 도입관과, 상기 가스 도입관과 접속되는 가스 공급관과, 상기 반응관 아래에 설치된 플랜지체 또는 상기 반응관에 형성되어 상기 가스 도입관이 삽통되는 가스 포트부를 갖는 종형 열처리 장치로서, 상기 가스 도입관과 상기 가스 공급관의 접속은, 상기 반응관 외에서 조인트를 개입시켜 수행되고, 상기 조인트는 적어도 플랜지부를 가지는 금속제 단관을 가지며, 상기 금속제 단관의 플랜지부가 상기 가스 포트부에 설치된 플랜지부와 O링을 개입시켜 접속되고, 상기 금속제 단관이 상기 가스 포트부에 접속되는 것으로 형성되는 관통공에, 상기 가스 도입관이 삽통되어 상기 조인트로 상기 가스 공급관과 접속된 것인 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치를 제공한다.
이와 같이, 본 발명의 종형 열처리 장치이면, 가스 도입관을 반응관 또는 반응관 아래에 설치된 플랜지체에 용접하는 일 없이, 가스 포트부의 플랜지부와 금속제 단관의 플랜지부가 O링을 개입시켜 접속되어 금속제 단관이 가스 포트부에 접속되는 것으로 형성되는 관통공에 가스 도입관을 통해 조인트로 가스 공급관에 접속시키는 구조가 된다. 따라서, 가스 도입관이 반응관 또는 플랜지체와 일체화하는 것이 없고, 반응관 또는 플랜지체의 취급 시에 잘못하여 가스 도입관을 파손하는 것을 방지할 수 있고, 가스 포트부의 플랜지부와 금속제 단관의 플랜지부가 O링을 개입시켜 접속되는 구조에 의해, 가스 도입관을 용이하게 가스 공급관에 접속하는 것이 가능해진다. 또한, 종래와 같이 반응관 내에 가스 도입관과 가스 포트부와의 접속부를 가지지 않기 때문에 산소가 가스 도입관에 혼입하는 것이 방지되어 기판에 오손(산화막)이 발생할 것도 없다.
또한, 상기 조인트는, 상기 금속제 단관에 더하여 슬리브와 너트를 더 구비하며, 상기 슬리브는 상기 가스 공급관의 선단부에 장착되어 있고, 상기 슬리브의 내경은 상기 가스 도입관의 외경보다 크고, 외경은 상기 가스 공급관의 선단부의 외경보다 큰 것이며, 상기 너트가 상기 가스 공급관에 삽통되는 것으로 상기 슬리브에 계합하고, 타단의 내주에는 나사 홈이 형성되어 있고, 상기 가스 포트부의 플랜지부에 접속된 상기 금속제 단관의 플랜지부와는 반대측에 형성된 외주 나사 홈과 나사 결합되는 동시에, 상기 금속제 단관의 플랜지부와는 반대측의 단부는, 상기 슬리브를 O링을 개입시켜 수용하여 감합하고 있고, 상기 슬리브는 상기 가스 도입관을 수용하여 감합하고 있는 것이며, 상기 너트를 상기 금속제 단관에 나사 끼워맞춤으로써, 상기 너트에 계합한 상기 슬리브가 상기 금속제 단관측에 O링을 개입시켜 압착하고, 상기 가스 공급관과 상기 가스 도입관이 기밀을 유지하게 접속되는 것인 것이 바람직하다.
이와 같이, 너트를 금속제 단관에 나사 끼워맞춤으로써 슬리브가 금속제 단관측에 O링을 개입시켜 압착하는 것에 의해, 가스 도입관과 가스 공급관이 접속되는 것이면, 가스 도입관과 가스 공급관의 접속이 보다 용이하게 수행되어 접속부의 기밀성을 높일 수 있다.
또한, 상기 가스 포트부의 재질이 석영이고, 상기 가스 도입관의 재질이 석영, 탄화규소 또는 실리콘이며, 상기 반응관의 재질이 탄화규소인 것으로 할 수 있다.
이와 같이 가스 포트부의 재질을 석영으로 함으로써, 복잡한 형상의 가스 포트부의 가공을 용이하게 실시할 수 있는 동시에, 반응관의 재질을 탄화규소인 것으로 함으로써 고온의 열처리에서도 반응관의 변형을 방지할 수 있다. 가스 도입관의 재질을 석영, 탄화규소 또는 실리콘으로 함으로써 가공이 용이한 한편 기판이 금속 등으로 오염될 것도 없다.
또한, 상기 가스 도입관의 재질이 석영이며 탄화규소제의 보호관에 덮인 것으로 할 수 있다.
이와 같이, 가스 도입관의 재질이 석영의 경우에, 탄화규소제의 보호관에서 가리는 것에 의해, 1250℃ 이상으로 했던 것보다 고온의 열처리에 의해서도 가스 도입관이 열에 의해 변형하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이러한 종형 열처리 장치를 이용하여 1000~1350℃의 온도 범위에서 실리콘 웨이퍼의 열처리를 실시하는 것으로, 실리콘 웨이퍼에 오손을 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 열처리 장치에 의하면, 가스 도입관을 반응관 또는 반응관 아래에 설치된 플랜지체에 용접하는 일 없이, 가스 포트부의 플랜지부와 금속제 단관의 플랜지부가 O링을 개입시켜 접속되고, 금속제 단관이 가스 포트부에 접속되는 것으로 형성되는 관통공에 가스 도입관을 통해 조인트로 가스 공급관에 접속시키는 구조로 하는 것으로, 가스 도입관이 반응관 또는 플랜지체와 일체화하는 것이 없고, 반응관 또는 플랜지체의 취급 시에 잘못하여 가스 도입관을 파손하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가스 포트부의 플랜지부와 금속제 단관의 플랜지부가 O링을 개입시켜 접속되는 구조에 의해, 가스 도입관을 용이하게 가스 공급관에 접속하는 것이 가능해진다. 또한, 반응관 내에 가스 도입관과 가스 포트부와의 접속부를 가지지 않기 때문에, 산소가 가스 도입관에 혼입하는 것이 방지되어 기판에 오손이 발생하는 것이 없는 열처리 장치로 이루어진다.
도 1은 본 발명의 종형 열처리 장치의 일례를 나타내는 개략 설명도이다.
도 2는 본 발명의 종형 열처리 장치의 일례이며, 가스 도입관이 석영제인 경우에, 가스 도입관이 탄화규소제 보호관으로 덮여 있는 개략 설명도이다.
도 3은 종래의 배치식의 종형 열처리 장치의 일례를 나타내는 개략 설명도이다.
도 4는 가스 포트부와 가스 도입관이 일체화한 석영제 플랜지체에 탄화규소제 반응관을 접속하여, 탄화규소제 보호관을 장착한 종형 열처리 장치의 일례를 나타내는 개략 설명도이다.
이하, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
전술과 같이, 종래, 품질 향상 등의 여러 가지 목적으로 기판에 열처리를 실시하면, 기판에 오손이 발생했다. 이 원인은 반응관과 플랜지체의 간극으로부터 누설한 공기가 가스 도입관과 가스 포트부의 조인트부로부터 가스 도입관 내에 침수하여, 열처리 중의 기판 표면에 산화막을 형성하는 것에 따른 것으로 생각할 수 있었다. 이 대책으로서 가스 도입관을 석영제로 하고, 반응관 또는 반응관 아래에 설치된 플랜지체의 가스 포트부에 용접하는 것으로 접속부를 없애고, 또한 열에 의한 변형을 방지하기 위해, 탄화규소제의 보호관을 장착하는 것으로 기판의 오손의 문제는 해결했지만, 반응관 또는 반응관 아래에 설치된 플랜지체에 형성된 가스 포트부에 긴 가스 도입관이 용접되는 구조가 되어, 열처리 장치의 조립, 해체 시에 플랜지를 취급할 때, 가스 도입관을 파손시켜 버리는 것이 다발하게 이루어졌다.
따라서, 본 발명자는, 기판의 오손을 발생하는 일 없이, 또한 조립 또는 해체 시에 가스 도입관을 파손하는 것이 없는 열처리 장치의 개발에 착수했다. 그 결과, 가스 도입관과 가스 공급관의 접속은, 반응관 외에서 조인트를 개입시켜 수행되고, 상기 조인트는 적어도 플랜지부를 가지는 금속제 단관을 갖고, 상기 금속제 단관의 플랜지부가 상기 가스 포트부에 설치된 플랜지부와 O링을 개입시켜 접속되고, 금속제 단관이 가스 포트부에 접속되는 것으로 형성되는 관통공에, 가스 도입관이 삽통되어 상기 조인트로 상기 가스 공급관과 접속되는 구조로 하는 것으로 가스 도입관의 파손을 막을 수 있는 동시에, 누설에 근거한 웨이퍼의 오손이 발생하지 않는 것을 찾아냈다.
이하, 본 발명에 따른 열처리 장치의 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 있어서의 열처리 장치의 일례를 나타내는 개략 설명도이다. 본 발명에 따른 종형 열처리 장치는, 도 1(a)에 나타낸 바와 같이, 열처리 장치(1)에 있어서, 반응실(2)는 반응관(3)과, 반응관 아래에 설치된 플랜지체(4)에 의해 구성되어 있다. 또한, 반응관의 내부에는 열처리용 보트(5)가 배치되어 있고, 이 열처리용 보트에 기판(6)이 보유되어 있다. 또한, 반응실의 주위에는 기판을 가열하기 위한 히터(7)가 설치되어 있다. 반응실에는 분위기 가스를 공급하기 위한 가스 도입관(8)과, 배기하기 위한 가스 배기관(9)이 설치되어 있다. 또한, 플랜지체와 반응관이 별개로 구성되어 있는 경우는 플랜지체에, 반응관과 플랜지체가 일체로 구성되어 있는 경우는, 직접 반응관에, 가스 포트부(10)가 형성된다.
여기서, 본 발명에서는, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 가스 공급관(11)은, 반응관(3) 외부에서 가스 도입관(8)에 조인트(12)를 개입시켜 접속되어 있다. 조인트(12)는 적어도 플랜지부(13)을 가지는 금속제 단관(14)을 포함한다. 가스 포트부(10)에 설치된 플랜지부(15)와 이 금속제 단관의 플랜지부(13)가 O링(16)을 개입함으로써 접속되는 것으로, 가스 포트부(10)로부터 금속제 단관(14)에 걸쳐 거의 동일한 직경의 관통공(20)이 형성된다. 이 관통공(20)에 L자형의 가스 도입관(8)의 수평부가 삽통되어 조인트(12)를 개입시켜 가스 공급관(11)에 접속되어 있다.
본 발명의 종형 열처리 장치에서는, 가스 도입관(8)을 반응관(3) 또는 반응관 아래에 설치된 플랜지체(4)에 용접하는 일 없이, 가스 포트부(10)의 플랜지부(15)와 금속제 단관(14)의 플랜지부(13)가 O링(16)을 개입시켜 접속되고, 금속제 단관(14)이 가스 포트부(10)에 접속되는 것으로 형성되는 관통공(20)에, 가스 도입관(8)이 삽통되어 상기 조인트(12)에서 상기 가스 공급관(11)과 접속되는 구조 때문에, 가스 공급관(11)과 가스 도입관(8) 및 플랜지체(4)를 용이하게 접속시킬 수 있어, 가스 도입관(8)의 탈착이 가능하게 된다. 또한, 종래의 열처리 장치에서는, 반응관의 장착 시 등에 있어서 반응관 내부가 보이지 않기 때문에, 가스 도입관과 반응관이 접촉하여, 가스 도입관이 파손되어 버리고 있었다. 그러나, 본 발명의 종형 열처리 장치에서는, 반응관(3)을 플랜지체(4)에 장착하고 나서 가스 도입관(8)을 고정할 수 있으므로, 장치의 조립이나 해체 시에 가스 도입관(8)을 파손하는 것이 없다. 또한, 종래의 열처리 장치에서는, 가스 도입관과 가스 포트부의 접속부가 반응관 내에 존재하고 있고, 반응관과 플랜지체의 간극으로부터 누설한 공기가 접속부로부터 가스 도입관 내에 침입하여, 열처리 중의 기판 표면에 산화막을 일으켰지만, 본 발명의 열처리 장치에서는 가스 도입관과 가스 공급관의 접속부가 반응관 외에 있기 때문에, 기판에 오손을 일으키는 것이 없다.
더욱이, 반응관(3)은 내열성이 높은 탄화규소(SiC)제, 가스 포트부(10)는 석영제인 열처리 장치가 바람직하다. 이와 같이 반응관을 탄화규소제로 하는 이유는 열처리 온도가 예를 들면 1250℃ 이상이라고 하는 고온으로 사용하면 석영제의 반응관에서는 변형을 일으킬 가능성이 있지만, 저온으로 사용하는 경우에는 반응관을 석영제로 할 수도 있다. 이 경우는, 특히 플랜지체(4)를 마련할 필요도 없고, 석영으로 반응관과 플랜지체를 일체로 구성해도 괜찮다. 또한, 가스 포트부(10)를 포함한 플랜지체(4)는 구조가 복잡하게 되기 때문에 재질은 석영제로 하는 것이 바람직하지만, 석영제에 한정하지 않고 탄화규소제로 할 수도 있고, 탄화규소로 반응관과 플랜지체를 일체로 구성해도 괜찮다.
또한, 이 가스 도입관(8)의 재질로서는, 석영, 탄화규소, 실리콘으로 할 수 있다. 다만, 석영으로 가스 도입관을 구성했을 경우, 고온의 열처리를 실시하는 것으로 변형할 가능성이 있기 때문에, 도 2에 나타낸 바와 같이 석영제의 가스 도입관(21)을 보호관(22)으로 가리는 것으로 열에 의한 변형을 막을 수 있다. 이 보호관은, 탄화규소, 탄화규소에 의한 CVD 코팅이 실시된 탄화규소, 탄화규소에 의한 CVD 코팅이 실시된 실리콘, 탄화규소에 의한 CVD 코팅이 실시된 탄소 중 어느 하나에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 석영보다 열변형에 강하기 때문에, 가스 도입관이 열변형에 의해, 열처리 보트나 반응관에 접촉하는 트러블을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 보호관의 측면으로 슬릿을 형성해 두면, 보호관 내부의 CVD 코팅이 보다 확실하게 할 수 있기 때문에 보다 바람직하다.
다음에, 가스 도입관과 가스 공급관을 접속하는 조인트에 대해, 도 1(b)을 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 1(b)은 도 1(a)의 가스 도입관과 가스 공급관을 접속하는 조인트를 확대한 것이다.
본 발명의 조인트(12)는 금속제 단관(14), 슬리브(17), 너트(18)를 구비하고 있다. 슬리브(17)는 금속제이며, 가스 공급관(11)의 선단에 용접되어 있고, 내경이 가스 도입관(8)의 외경보다 크고, 외경이 가스 공급관(11)의 선단부의 외경보다 크다. 너트(18)는, 일단면에 내경이 가스 공급관의 외경보다 크고, 슬리브의 외경보다 작은 구멍을 중심으로 가지며, 가스 공급관에 삽통되는 것으로 슬리브(17)와 계합한다. 이 너트(18)의 타단의 내주에는 나사 홈이 형성되고, 이 나사 홈은, 가스 포트부(10)의 플랜지부(15)에 접속된 금속제 단관(14)의 플랜지부(13)와는 반대측에 형성된 외주 나사 홈과 나사 결합된다. 또한, 금속제 단관(14)의 내경은, 가스 도입관(8)의 외경보다 약간 크고, 금속제 단관(14)의 플랜지부(13)와는 반대측의 단부의 내경은 슬리브(17)의 외경보다 약간 크고, 그리고 이 직경이 바뀌는 단차 부분에는 O링(19)이 장착되어 있다. 금속제 단관(14)의 플랜지부(13)와는 반대측의 단부는, 슬리브(17)를 O링(19)을 개입시켜 수용하여 감합하고 있고, 슬리브(17)는 가스 도입관(8)을 수용하여 감합하고 있다. 본 발명에 있어서 가스 도입관(8)과 가스 공급관(11)을 접속하려면, 가스 도입관(8)을 반응실 측보다, 가스 포트부(10)의 플랜지부(15)와 금속제 단관(14)의 플랜지부(13)가 O링(16)을 개입시켜 접속되고, 금속제 단관(14)이 가스 포트부(10)에 접속되는 것으로 형성되는 관통공(20)에 삽통하여, 적어도 O링(19)으로부터 선단이 나오도록 장착한다. 그 후, 너트(18)를 금속제 단관(14)에 나사 끼움으로써, 너트(18)에 계합한 슬리브(17)가 금속제 단관 측에 O링(19)을 개입시켜 압착하고, 가스 공급관과 가스 도입관이 기밀을 유지하게 접속된다.
이러한 구조의 조인트에 의해, 가스 공급관과 가스 도입관과의 접속을 보다 용이하게 수행하여, O링을 개입함으로써 접속부의 기밀성을 높일 수 있다. 또한, 조인트는 이러한 구조에 한정되지 않고, 금속제 단관과 가스 도입관과 가스 공급관이 기밀을 유지하게 접속할 수 있는 것이면 다른 구조를 채용해도 좋다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 열처리 장치를 이용하여, 기판으로서 실리콘 웨이퍼를 이용하고, 1000~1350℃의 온도 범위에서 열처리를 실시하면, 실리콘 웨이퍼에 오손을 발생하는 것을 방지할 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
도 1에 나타낸 바와 같은, 탄화규소제 반응관과, 반응관 아래에 설치된 석영제 플랜지체를 마련하고, 플랜지체에 가스 포트부가 형성되어 있는 종형 열처리로에 있어서, SUS제 직관과, SUS제 플랜지부로 완성되는 금속제 단관의 플랜지부와 가스 포트부의 플랜지부를 O링을 개입시켜 접속했다. 이와 같이 금속제 단관과 가스 포트부가 접속되는 것에 의해 형성되는 관통공에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 미리 탄화규소제의 보호관을 장착한 석영제 가스 도입관을 삽통하고, 금속제 단관의 단부로부터 노출한 가스 도입관에 O링을 장착하고, 아르곤 가스 공급관을 O링을 개입시켜 감합하고, 너트를 금속제 단관에 나사 끼워맞춤으로써, 너트에 계합한 슬리브가 금속제 단관 측에 O링을 개입시켜 압착하고, 가스 도입관과 가스 공급관이 기밀을 보관 유지하도록 접속했다. 이 상태로, 반응관 내에 아르곤 가스를 공급하여, 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼에 1200℃ 1시간의 열처리를 실시했다. 어닐링 후 실리콘 웨이퍼의 표면을 KLA TENCOR사의 SP-1을 이용하여 DWN 모드의 High-Throughput 조건으로 측정했을 때의 Haze치는 0.06 ppm가 되고, 면거칠기는 발생하지 않았다. 또한, 장치 점검 시에 열처리 치구의 조립을 몇 번 수행해도, 가스 도입관을 파손할 것은 없었다.
(비교예 1)
도 3과 같이, 탄화규소제 반응관 아래에 설치된 석영제 플랜지체의 가스 포트부에 탄화규소제 가스 도입관을 반응실 내에서 접속하고, 반응관 내에 아르곤 가스를 공급하도록 하여, 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼에 1200℃ 1시간의 열처리를 실시했다. 그러나, 웨이퍼의 표면의 Haze치는 0.5 ppm 이상으로 강한 면거칠기가 발생했다. 이것은, 탄화규소제 반응관과 플랜지체의 접속부로부터 리크 한 공기가, 가스 포트부와 탄화규소제 가스 도입관의 접속부로부터 가스 도입관 내의 아르곤 가스에 혼입했기 때문이라고 생각할 수 있다.
(비교예 2)
도 4와 같이, 가스 포트부와 미리 탄화규소제의 보호관을 장착한 가스 도입관이 일체화한 석영제 플랜지체에 탄화규소제 반응관을 접속하고, 반응관에 아르곤 가스를 공급하면서 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼에 1200℃ 1시간의 열처리를 실시했는데, 웨이퍼의 표면의 Haze치는 0.06 ppm와 면거칠기는 발생하지 않았다. 그러나, 장치 점검 시에 반응관을 제외하고, 점검을 실시하고, 그 후 가스 도입관을 반응관 내에 들어가도록 반응관을 내림 장착할 경우에, 반응관이 가스 도입관과 접촉하여, 가스 도입관을 파손하는 일이 있었다.
더욱이, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용 효과를 상주하는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (9)

  1. 반응관과, 상기 반응관 내에 배치되어 기판을 보유하기 위한 열처리용 보트와, 상기 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 반응관 내에 분위기 가스를 도입하기 위한 가스 도입관과, 상기 가스 도입관과 접속되는 가스 공급관과, 상기 반응관 아래에 설치된 플랜지체에 형성되어 상기 가스 도입관이 삽통되는 가스 포트부를 갖는 종형 열처리 장치에 있어서,
    상기 가스 도입관은 L자형이고,
    상기 가스 도입관과 상기 가스 공급관의 접속은, 상기 반응관 외에서 조인트를 개입시켜 수행되고, 상기 조인트는 플랜지부를 가지는 금속제 단관을 갖고, 상기 금속제 단관의 플랜지부가 통 형상의 상기 가스 포트부에 설치된 플랜지부와 O링을 개입시켜 접속되고, 상기 금속제 단관이 상기 가스 포트부에 접속되는 것으로 형성되는 관통공에, 상기 L자형의 가스 도입관의 수평부가 삽통되어 상기 조인트로 상기 가스 도입관이 상기 가스 공급관과 접속된 것이고,
    상기 가스 포트부를 포함하는 플랜지체의 재질이 석영이고, 상기 가스 도입관의 재질이 석영, 탄화규소 또는 실리콘이며, 상기 반응관의 재질이 탄화규소인 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조인트는, 상기 금속제 단관에 더하여 슬리브와 너트를 더 구비하며, 상기 슬리브는 상기 가스 공급관의 선단부에 장착되어 있고, 상기 슬리브의 내경은 상기 가스 도입관의 외경보다 크고, 외경은 상기 가스 공급관의 선단부의 외경보다 큰 것이며, 상기 너트가 상기 가스 공급관에 삽통되는 것으로 상기 슬리브에 계합하고, 타단의 내주에는 나사 홈이 형성되어 있고, 상기 가스 포트부의 플랜지부에 접속된 상기 금속제 단관의 플랜지부와는 반대측에 형성된 외주 나사 홈과 나사 결합되는 동시에, 상기 금속제 단관의 플랜지부와는 반대측의 단부는, 상기 슬리브를 O링을 개입시켜 수용하여 감합하고 있고, 상기 슬리브는 상기 가스 도입관을 수용하여 감합하고 있는 것이며, 상기 너트를 상기 금속제 단관에 나사 끼워맞춤으로써, 상기 너트에 계합한 상기 슬리브가 상기 금속제 단관측에 O링을 개입시켜 압착하고, 상기 가스 공급관과 상기 가스 도입관이 기밀을 유지하게 접속되는 것인 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가스 포트부의 재질이 석영이고, 상기 가스 도입관의 재질이 석영, 탄화규소 또는 실리콘이며, 상기 반응관의 재질이 탄화규소인 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스 도입관의 재질이 석영이며 탄화규소제의 보호관에 덮인 것인 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 가스 도입관의 재질이 석영이며 탄화규소제의 보호관에 덮인 것인 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 가스 도입관의 재질이 석영이며 탄화규소제의 보호관에 덮인 것인 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  9. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제6항, 제8항 중 어느 한 항에 기재된 종형 열처리 장치를 이용하여 1000~1350℃의 온도 범위에서 실리콘 웨이퍼의 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11612684B2 (en) 2017-03-01 2023-03-28 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Encapsulation device, drug delivery device and emergency pack

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9157681B2 (en) 2010-02-04 2015-10-13 National University Corporation Tohoku University Surface treatment method for atomically flattening a silicon wafer and heat treatment apparatus
JP5477955B2 (ja) * 2010-02-25 2014-04-23 株式会社日立国際電気 熱処理装置および半導体装置の製造方法
JP5750900B2 (ja) * 2011-01-18 2015-07-22 住友電気工業株式会社 石英管と金属管との接続構造
JP2013138180A (ja) * 2011-12-01 2013-07-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体ウェハの熱処理方法、太陽電池の製造方法及び熱処理装置
KR101867364B1 (ko) 2012-01-03 2018-06-15 삼성전자주식회사 배치 타입 반도체 장치
JPWO2013150636A1 (ja) * 2012-04-05 2015-12-14 国立大学法人東北大学 シリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法及び熱処理装置
EP2835820A1 (en) * 2012-04-05 2015-02-11 National University Corporation, Tohoku University Atomic-order flat surface treatment method of silicon wafer, and heat treatment device
JP6345497B2 (ja) * 2014-06-16 2018-06-20 古河機械金属株式会社 ガス流通管の取付具及び気相成長装置
JP6706901B2 (ja) * 2015-11-13 2020-06-10 東京エレクトロン株式会社 処理装置
WO2017138183A1 (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置、継手部および半導体装置の製造方法
CN106222753B (zh) * 2016-08-22 2018-07-06 中国科学技术大学 一种微型快速升降温退火炉
JP6749954B2 (ja) * 2018-02-20 2020-09-02 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム
WO2020189176A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ガス供給部、基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP7038770B2 (ja) * 2020-08-12 2022-03-18 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム
KR20240030548A (ko) * 2022-08-31 2024-03-07 주식회사 유진테크 배치식 기판처리장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007266337A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3075793A (en) * 1959-06-03 1963-01-29 Crawford Fitting Co Packed wedge type coupling having positioning means
JPH01241819A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板の熱処理装置
JP3108466B2 (ja) * 1991-06-19 2000-11-13 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
JP2602307Y2 (ja) * 1992-03-02 2000-01-11 神鋼電機株式会社 表面処理装置
JPH0786174A (ja) * 1993-09-16 1995-03-31 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
JP3436955B2 (ja) * 1993-10-18 2003-08-18 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
EP0731893B1 (en) * 1994-09-15 2002-02-20 Environ Products Inc. Pipe coupling assembly, system and method
CN1154571A (zh) 1995-03-30 1997-07-16 株式会社F.T.L 制造半导体器件的方法和半导体器件的制造设备
JPH09260298A (ja) * 1996-03-18 1997-10-03 Kokusai Electric Co Ltd 半導体製造装置の反応ガス導入ノズル支持構造
US6375194B1 (en) 1996-08-23 2002-04-23 Mosel Vitelic, Inc. Method for semiconductor wafer processing system
JP2965015B2 (ja) * 1997-10-29 1999-10-18 日本電気株式会社 半導体装置の耐熱電極およびその製造方法
US6407367B1 (en) 1997-12-26 2002-06-18 Canon Kabushiki Kaisha Heat treatment apparatus, heat treatment process employing the same, and process for producing semiconductor article
JP2000068259A (ja) * 1998-08-19 2000-03-03 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置
JP3644880B2 (ja) 2000-06-20 2005-05-11 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
JP2002289602A (ja) 2001-03-27 2002-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体基板処理装置
JP2003209063A (ja) 2001-11-08 2003-07-25 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置および熱処理方法
US6851729B2 (en) * 2001-12-07 2005-02-08 Parker-Hannifin Corporation Tube fitting for medium pressure applications
JP5040213B2 (ja) 2006-08-15 2012-10-03 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007266337A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11612684B2 (en) 2017-03-01 2023-03-28 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Encapsulation device, drug delivery device and emergency pack

Also Published As

Publication number Publication date
TWI445090B (zh) 2014-07-11
US8821656B2 (en) 2014-09-02
JP2010045251A (ja) 2010-02-25
WO2010018654A1 (ja) 2010-02-18
CN102124547B (zh) 2014-05-28
EP2315237A4 (en) 2012-05-09
EP2315237A1 (en) 2011-04-27
TW201021126A (en) 2010-06-01
JP5176771B2 (ja) 2013-04-03
US20110139319A1 (en) 2011-06-16
KR20110052610A (ko) 2011-05-18
CN102124547A (zh) 2011-07-13
EP2315237B1 (en) 2019-05-01

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