[发明专利]快速热处理设备

说明书

一种快速热处理设备包括：室，其用于快速热处理；支撑台，其布置在室的内下侧上，以支撑和旋转经受快速热处理的基板；热源装置，其布置在室的内上侧上，以使光直射在经受快速热处理的基板处，以快速加热基板；用于温度测量的基板，其与经受快速热处理的基板的一部分向上间隔开，并由与经受快速热处理的基板的材料相同的材料形成；热电偶，其用于温度测量，安装在用于温度测量的基板上，以测量用于温度测量的基板的温度；支撑部件，其由透光材料形成，支撑用于温度测量的基板；以及透光板，其布置在支撑部件与热源装置之间，以使室的相对内部空间彼此隔离，其中，由热电偶测量的用于温度测量的基板的温度被认为是经受快速热处理的基板的温度。

技术领域

本发明涉及一种快速热处理设备，更具体地，涉及一种快速热处理设备，其用于测量以非接触方式进行精确快速热处理的基板的温度。

此外，本发明是在国家研究和发展项目的支持下开发的一项发明，并且支持本发明的国家研究和发展项目的信息如下：

[项目编号]10048649

[政府部门名称]贸易、工业和能源部

[研究管理局名称]韩国工业技术评估所

[研究计划名称]核心工业技术发展计划

[项目名称]具有动物纤毛结构激发的开放结网络结构的有毒气体传感器电极的低温(50℃或更低)干式表面处理技术的发展

[机构]ULTECH有限公司

[研究期间]2015年6月1日至2016年5月31日

背景技术

随着半导体器件的高度集成和基板尺寸的不断扩大，人们对降低半导体器件的生产成本的要求越来越高。为了满足要求，主要采用热处理工艺，特别是快速热处理工艺。

快速热处理工艺需要精确控制基板的温度，因为基板的温度在极短的时间内在相对较宽的温度范围内升高和降低。此外，为了在保持基板的均匀温度分布的同时执行快速热处理工艺，必须在基板的整个区域上保持恒定的热性能。为了在基板的整个区域上实现温度均匀性，必须适当地布置用于加热基板的灯，并适当地控制提供给每个灯的功率，以在基板的整个区域上形成均匀的热通量。然而，因为有许多参数(包括：引入到用于快速热处理工艺的室中的气体的流量以及基板下方和旁边的室的内部结构)并且这些参数是可变的，所以仅通过硬件型室设计的优化不容易确保大尺寸基板的整个区域上的温度均匀性。

准确测量在用于快速热处理工艺的室中的大尺寸基板的温度是公认的确定快速热处理工艺可靠性和半导体器件质量的重要因素。根据基板是否接触温度测量装置，测量在用于快速热处理工艺的室中的基板的温度的方法分为接触式和非接触式，并且为了防止由温度测量装置与基板之间的接触引起的基板损坏，主要采用非接触式温度测量方法。此外，为了在基板整个区域上获得均匀的工艺性能，主要采用旋转快速热处理设备而不是固定快速热处理设备，在快速热处理工艺过程中，旋转快速热处理设备旋转在用于快速热处理工艺的室中的基板，固定快速热处理设备不水平旋转基板而是固定基板。应用到非接触式快速热处理设备的基板温度测量方法的实例被韩国专利号10-0337107(专利文献1)、韩国专利号10-0395662(专利文献2)、韩国专利公开号10-2002-0019016(专利文献3)、韩国专利号10-0423184(专利文献4)和韩国专利号10-1097718(专利文献5)公开。

发明内容

技术问题

然而，被专利文献1至5公开的传统的非接触式基板温度测量方法使用高温计，并且在快速热处理工艺过程中，高温计的光学测量受例如基板的条件(即，作为温度的函数的辐射率、室的几何结构特征、高温计的光谱波长以及在基板上形成的膜的类型和厚度)的影响。