KR920008036B1

KR920008036B1 - Vacuum Reactor for Photochemical Deposition and Rapid Thermal Treatment

Info

Publication number: KR920008036B1
Application number: KR1019900007230A
Authority: KR
Inventors: 전치훈; 김윤태; 이영수; 김보우
Original assignee: 재단법인 한국전자통신연구소; 경상현
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1992-09-21
Also published as: KR910020836A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Vacuum Reactor for Photochemical Deposition and Rapid Thermal Treatment

제1도는 본 발명의 측단면도.1 is a side cross-sectional view of the present invention.

제2도는 본 발명의 정단면도.2 is a front cross-sectional view of the present invention.

제3도는 본 발명의 반응로 벽을 나타낸 평면도.3 is a plan view showing a reactor wall of the present invention.

제4a도, 4b도는 본 발명의 자외광 및 적외광용 그물창을 나타낸 평면도.4a and 4b are plan views showing the net window for the ultraviolet light and the infrared light of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 반응로벽 2 : 적외광 도입창1: Reactor wall 2: Infrared light introduction window

5 : 적외광 그물창 7 : 적외광 차단용 불투명 석영판5 Infrared light window 7 Opaque quartz plate for blocking infrared light

11 : 불투명 석영판 20 : 자외광 노광부11: opaque quartz plate 20: ultraviolet light exposure part

21 : 자외광 도입창 고정구 24 : 자외광 도입창21: UV light introduction window fixture 24: UV light introduction window

38 : 자외광 노광로 40 : 적외광 가열부38: ultraviolet light exposure furnace 40: infrared light heating part

43 : 압축공기 분출구 47 : 텅스텐 할로겐 램프43: compressed air outlet 47: tungsten halogen lamp

본 발명은 광화학 증착 및 급속열처리 장치에 관한 것으로, 특히 하나의 반응로에 의해 반도체 소자 제조공정중 산화규소(SiO₂), 질화규소(Si₃O₄), 산화탄탈늄(Ta₂O₅)등의 절연박막이나 급속박막 그리고 비정질 실리콘 등의 박막증착에 이용되는 광화학 증착(Photo-CVD)과 이온주입 박막의 활성화, 급속박막의 열처리 실리사이드 및 절연박막을 형성하는 용도로 사용되는 급속열처리(RTP)의 두 공정을 연속적 또는 독립적으로 수행하도록 한 광화학 증착 및 급속열처리 장치용 진공 반응로에 관한 것이다. 광화학 증착방법은 종래의 고온의 열처리에 의한 열화학 반응 대신에 자외광 등의 광에너지를 이용하여 50∼300℃ 정도의 낮은 온도에서 광화학 반응을 유발시켜 기판상에 박막을 증착시키는 방법으로, 열화학 반응에서 문제가 되는 반응로의 오염, 이물질의 유입, 불필요한 화합물의 생성등의 문제점을 해결할 수 있고, 여기되어 생성되는 것이 활성인 중상기 뿐이어서 같은 저온 공정인 스퍼러링이나 플라즈마 화학증착법에서 나타나는 박막의 이온 충격손상 및 결함생성의 영향을 거의 무시할 수 있다. 그러나 위와같은 장점을 가지는 광화학 반응을 이용한 광화학 중착장치용 반응로를 설계, 제작하는 데에는 여러가지 기술적으로 어려움이 많다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photochemical vapor deposition and rapid thermal processing apparatus, and in particular, a single reactor, such as silicon oxide (SiO ₂ ), silicon nitride (Si ₃ O ₄ ), tantalum oxide (Ta ₂ O ₅ ), etc., during a semiconductor device manufacturing process. Photo-CVD for the deposition of thin films such as insulating thin films, rapid thin films, and amorphous silicon, activation of ion implanted thin films, rapid thermal treatment (RTP) used for forming heat-treated silicides and insulating thin films of rapid thin films. It relates to a vacuum reactor for photochemical deposition and rapid thermal processing apparatus, which allows two processes of to be carried out continuously or independently. The photochemical deposition method is a method of depositing a thin film on a substrate by causing a photochemical reaction at a low temperature of about 50 to 300 ° C. by using optical energy such as ultraviolet light instead of a thermochemical reaction by a high temperature heat treatment. Problems such as contamination of the reactor, inflow of foreign substances, generation of unnecessary compounds, etc. can be solved, and only the active intermediate phase is excited and produced, resulting in the sputtering and plasma chemical vapor deposition processes. The effects of ion bombardment damage and defect generation are almost negligible. However, there are many technical difficulties in designing and manufacturing a reactor for a photochemical intermediate device using a photochemical reaction having the above advantages.

즉, 반응에 소요되는 대부분의 공정가스들의 광흡수 파장인 약 200nm 이하에서 고출력의 발광피크를 가지는 값싼 광원이 드믈고, 자외광이 반응로에 부착된 도입창을 통해 기판에 조사될때 공정시간이 경과함에 따라 반응 생성물이 자외광 도입창의 내벽에 증착되면서 결과적으로 자외광의 광도를 낮추어 기판상의 증착률이 저하되고, 또 통상 자외광의 강도는 광원으로 부터의 거리의 제곱승에 반비례하므로 자외광 노광부의 구성재료를 적절히 선택하여 기판과의 거리를 최소화 하여야 하며, 증착율을 균일하게 하기 위하여 공정가스의 흐름을 대칭적으로 층류상태를 유지하여야 한다. 그리고 광화학 반응으로 증착된 박막은 일반적으로 밀도가 비교적 낮아 실제의 응용을 위해서는 급속열처리 등의 후처리 공정을 거쳐 박막의 조밀화 등 물리적 화학적 특성을 개선시킬 필요가 있다. 급속열처리 공정은 그 개념이 종래의 활성화, 열처리 등의 단순한 응용에서 부터 화학증착(CVD) 기능을 추가하여 에피택시나 급속박막을 증착하거나 급속한 온도 변화능력으로 반응을 제어하여 초격자 등의 다층박막을 성장시키는 급속열화학 증착(RTCVD)과, 급속열처리와 급속열화학 증착을 연속적으로 수행하는 복합공정으로의 활용이 시도되고 있다. 이러한 다양한 용도로 반응로를 사용하기 위해서는 우선 반응로의 오염 및 이 물질의 혼입을 최소화 하기 위해 진공분위기에서 공정을 수행할 수 있어야 하고, 기판을 열응력에 따른 변형없이 균일하게 급속가열 및 냉각할 수 있어야 하며, 온도제어를 빠르고 D안정하게 하기 위해 비접촉식 온도측정이 필요하며, 급속열화학 증착시 적외광 도입창에 반응물이 증착되는 것을 방지하여야 하고, 급속하게 공정가스를 교체할 수 있도록 반응로의 체적을 최소화 하여야 하며, 또 기판을 반응로에 넣거나 뺄때의 오염을 줄이기 위해 자동 반송장치를 사용할 수 있어야 한다.That is, inexpensive light sources with high output light emission peaks are rare at about 200 nm or less, which is the light absorption wavelength of most process gases required for the reaction, and the process time is long when ultraviolet light is irradiated to the substrate through the introduction window attached to the reactor. As time passes, the reaction product is deposited on the inner wall of the ultraviolet light introduction window, and as a result, the intensity of ultraviolet light is lowered and the deposition rate on the substrate is lowered. In addition, the intensity of ultraviolet light is inversely proportional to the square of the distance from the light source. The material of the exposed part should be properly selected to minimize the distance from the substrate, and the flow of process gas should be symmetrically maintained to make the deposition rate uniform. In addition, the thin film deposited by photochemical reaction generally has a relatively low density, and for practical application, it is necessary to improve physical and chemical properties such as densification of the thin film through a post-treatment process such as rapid heat treatment. The rapid heat treatment process is based on the concept of conventional activation, heat treatment, etc., by adding a chemical vapor deposition (CVD) function to deposit epitaxy or rapid thin film, or to control the reaction with rapid temperature change capability, such as super lattice multilayer thin film Rapid thermal chemical vapor deposition (RTCVD), which grows and grows rapidly, has been attempted to be used as a complex process for performing rapid thermal treatment and rapid thermal chemical vapor deposition. In order to use the reactor for such various purposes, the process must be performed in a vacuum atmosphere to minimize the contamination of the reactor and the incorporation of the substance, and the substrate can be rapidly heated and cooled uniformly without deformation due to thermal stress. Non-contact temperature measurement is required to make temperature control fast and stable, and to prevent the deposition of reactants on the infrared light introduction window during rapid thermochemical deposition, and to rapidly change the process gas. Volumes should be minimized, and automatic conveying devices should be available to reduce contamination when substrates are added or removed from the reactor.

이에 따라 본 발명은 진공반응로를 반응로벽과 자외광 노광부 및 적외광 가열부의 3모듈로 구성하고 광화학 증착, 급속열처리 및 급속열화학 증착 공정이 하나의 반응로에 의해 수행되면서 자외광에 의한 기판세정 및 레지스트 쿠어린(Curing) 공정도 수행하도록 한 광화학 증착 및 급속열처리 장치용 진공반응로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이를 위하여 본 발명은 실제로 내부에서 반응이 일어나는 반응로벽과, 반응로벽의 상단에 힌지로 결합되며 광화학 반응에 필요한 자외광을 공급하는 자외광 노광부와, 반응로벽의 하단에 결합되며 기판에서의 광화학 반응을 촉진하거나 급속열처리 및 급속열화학 증착이 가능하도록 적외광을 공급하는 적외광 가열부들로 구성하여 하나의 반응로에서 여러공정을 연속적 또는 독립적으로 수행 하도록 한다.Accordingly, the present invention comprises a vacuum reactor consisting of three modules of the reactor wall, the ultraviolet light exposure unit and the infrared light heating unit, and the photochemical deposition, rapid thermal treatment, and rapid thermal chemical vapor deposition process are performed by one reactor, It is an object of the present invention to provide a vacuum reactor for photochemical deposition and rapid heat treatment apparatuses which also performs substrate cleaning and resist curing processes. To this end, the present invention is actually coupled to the reactor wall where the reaction takes place inside, an ultraviolet light exposure unit coupled to the upper end of the reactor wall to supply the ultraviolet light required for the photochemical reaction, and coupled to the bottom of the reactor wall substrate Infrared light heating units that supply infrared light to facilitate photochemical reaction or rapid thermal treatment and rapid thermal chemical vapor deposition can be performed continuously or independently in a single reactor.

본 발명을 첨부 도면에 의거 상세하 기술하여 보면 다음과 같다. 하측에 파이로미터 온도 검출량(2b)을 형성한 적외광 도입창(2)이 위·아래에 0링(2a)이 끼워진채 접합된 양극 산화한 알루미늄이나 스테인레스스틸 재질의 반응로벽(1)을 내부에 위·아래에 내아각수 라인(3),(4)을 사방으로 관통시켜 냉벽형이 되도록 하고, 적외광 도입창(2)의 위에 파이로미터 온도검출 구멍(5b)과 가스유출 구멍(5a)이 구비된 적외광 그물형(5)이 설치된 바로 아래의 뒷벽에 형성된 요홈부(1a)에는 제4가스 공급 통로(6a)와 연결된 제4가스분사기(6)를 내장하고, 3개의 기판(18)지지용 석영핀(7a)이 중앙원형 공간(7b)의 하단에 형성된 적외광 차단용 불투명 석영판(7)의 아래쪽 뒷벽의 요홈부(1b)에는 제1가스공급통로(8a)와 연결된 제1가스분사기(8)를 내장하고, 일측벽에는 진공계(9)와 연결되는 진공계 연결구멍(1c)을 형성하면서 타측벽에는 열전대용 구멍(1d)을 형성하는 한편, 앞벽의 게이트 밸브(10)와 그 앞에 보호용 불투명 석영판(11)을 설치한 바로 아래에는 배기용 다기관(12)이 구비된 배기용 플렌지(13)를 설치한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Reactor furnace wall (1) made of anodized aluminum or stainless steel, in which infrared light introduction window (2) having a pyrometer temperature detection amount (2b) formed at the lower side thereof is joined with zero ring (2a) inserted at the top and bottom. Inside the top and bottom, the inner angle line (3), (4) to pass through in all directions to form a cold wall, the pyrometer temperature detection hole (5b) and the gas outflow on the infrared light introduction window (2) The recessed part 1a formed in the rear wall directly below the infrared ray net type 5 with the hole 5a is provided with a fourth gas injector 6 connected to the fourth gas supply passage 6a. The first gas supply passage 8a is provided in the recess 1b of the lower rear wall of the infrared light blocking opaque quartz plate 7 formed at the lower end of the central circular space 7b with quartz pins 7a for supporting two substrates 18. The first gas injector (8) connected to the inner wall, and on one side wall is formed a vacuum connection hole (1c) connected to the vacuum system (9) while the other side wall for the thermocouple While forming the holes 1d, an exhaust flange 13 provided with an exhaust manifold 12 is provided immediately below the gate valve 10 on the front wall and the protective opaque quartz plate 11 in front. .

반응로벽(1)과 사이에 0링(4)이 끼워진채 힌지(15)에 의해 부착된 자외광 노광부(20)의 자외광 도입창 고정구(21)에 냉각수 라인(22)을 형성하고, 가스유출 구멍(23a)이 구비된 자외광 그물창(23)이 설치된 바로위의 뒷벽 요홈부(21a)에는 제2가스공급 통로(24a)와 연결된 제2가스분사기(24)를 설치하고, 그 위에 0링(25)을 사이에 끼운채 자외광 도입창(26)을 설치하는 한편, 자외광 도입창 고정구(21)의 위쪽에 0링을(27)을 사이에 끼운채 결합된 자외광 노광로(28)에는 제3가스분사기(29)와 램프 고정구(30)에 고정된 다수의 저압수온 램프(31)를 설치하면서 배기관(32)과 전력선 연결부(33)가 연결되는 윗벽의 내변은 반사구(34)를 형성한다. 반응로벽(1)과 고정구(16)와 힌지(17)에 의해 결합되고 사이에 공기토출구(40a)가 구비된 내부에 냉각수 통로(41)가 사방으로 관통된 적외광 가열부(40)의 하단에는 냉각수 통로(42)와 압축공기 분출구(43) 및 내면에 반사경(44)이 구비된 적외광 반사판(45)을 설치하고, 그 위에는 세라믹 램프소켓(46)과 연결된 다수의 텅스텐 할로겐 램프(47)를 직각으로 교차되게 설치하고 중앙에는 파이로미터 온도측정구(48)를 형성한 것이다.Cooling water line 22 is formed in the ultraviolet light introduction window fixture 21 of the ultraviolet light exposure portion 20 attached by the hinge 15 with the 0 ring 4 sandwiched between the reactor wall 1 and A second gas injector 24 connected to the second gas supply passage 24a is installed in the rear wall recess 21a immediately above the ultraviolet ray netting window 23 provided with the gas outlet hole 23a. While installing the ultraviolet light introduction window 26 with the 0 ring 25 interposed therebetween, the ultraviolet light coupled with the 0 ring 27 interposed therebetween on the upper part of the ultraviolet light introduction window fixture 21. The inner side of the upper wall to which the exhaust pipe 32 and the power line connection part 33 are connected while the plurality of low pressure water temperature lamps 31 fixed to the third gas injector 29 and the lamp fixture 30 are installed in the exposure path 28. The reflector 34 is formed. Infrared light heating unit 40 is coupled by the reaction furnace wall 1, the fixture 16 and the hinge 17, and the cooling water passage 41 penetrates in all directions inside the air outlet 40a. An infrared light reflector 45 having a coolant passage 42, a compressed air jet 43, and a reflector 44 disposed on an inner surface thereof is provided at a lower end thereof, and a plurality of tungsten halogen lamps connected to the ceramic lamp socket 46 are disposed thereon. 47) is installed to cross at a right angle and the pyrometer temperature measuring sphere 48 is formed in the center.

이와 같이 구성한 본 발명은 반응로벽(1)은 양극산화한 알루미늄이나 스테인레스 스틸로 제작하여 이물질로 인한 오염이나 반응물의 부착을 줄이고, 적외광 도입창(2) 및 자외광 도입창(26)에 의해 적외강 가열부(40)의 텅스텐 할로겐 램프(47)과 자외광 노광부(20)의 저압수온 램프(30)와 격리되면서 적외광이 차단용 불투명 석영판(7)에 의해 자외광 노광부(29)를 직접 가열하지 않도록 한다. 그리고 적외광 차단용 불투명 석영판(7)의 석영핀(7a)에 증착명이 위쪽으로 향하도록 지지되는 기판(18)의 증착면에는 자외광만 공급되어 가열시 열용량이 최소로 되고 기판(18)은 게이트 밸브(10)를 통하여 로보트 등의 자동반송장치에 의해 넣거나 빼도록 한다. 제1가스분사기(8)에 의해 반응로 내부로 균일하게 공급되는 공정가스는 길이방향으로 충류적으로 흐르고 배기용플렌지(13)의 배기용 다기관(12)을 통하여 진공펌프에 의해 배출된다. 그리고 제4가스분사기(6)로 질소, 아르곤 등의 불활성 기체를 적외광 도입창(2)과 적외광 그물창(5)의 사이로 주입하고 가스유출 구멍(5a)으로 통과시킴으로써 급속 열화학 증착시 석영재의 적외광 도입창(2)에 반응물이 증착하는 것을 방지한다. 반응로 내부는 열전대용 구멍(1d)을 통하여 온도를 측정하면서 진공계 연결구멍(1C)을 통하여 내부압력을 측정하는 동시에 파이로미터 온도검출창(5b)과 파이로미터 온도검출 구멍(5b) 및 파이로미터 온도측정구(48)를 통하여는 기판(18)의 순수한 온도를 측정한다. 여기서 피아로미터 온도검출항(5b)은 불화칼슘(CaF₂)이나 징크셀테나이드(ZnSe)로 만든 것이다.According to the present invention configured as described above, the reactor wall 1 is made of anodized aluminum or stainless steel to reduce contamination or adhesion of reactants due to foreign matter, and to the infrared light introduction window 2 and the ultraviolet light introduction window 26. The infrared light is exposed by the opaque quartz plate 7 for blocking infrared light while being isolated from the tungsten halogen lamp 47 of the infrared steel heating part 40 and the low pressure water temperature lamp 30 of the ultraviolet light exposure part 20. Do not heat (29) directly. Subsequently, only ultraviolet light is supplied to the deposition surface of the substrate 18 supported on the quartz fin 7a of the opaque quartz plate 7 for blocking infrared light so that the deposition name is directed upward, thereby minimizing the heat capacity during heating and the substrate 18. Is inserted or removed by an automatic transfer device such as a robot through the gate valve 10. The process gas uniformly supplied into the reactor by the first gas injector 8 flows in a longitudinal direction and is discharged by a vacuum pump through the exhaust manifold 12 of the exhaust flange 13. The fourth gas injector 6 injects an inert gas such as nitrogen or argon between the infrared ray introduction window 2 and the infrared ray netting window 5 and passes it through the gas outlet hole 5a to make the quartz material during rapid thermal chemical vapor deposition. To prevent deposition of reactants on the infrared light introduction window 2. The inside of the reactor measures the internal pressure through the vacuum gauge connecting hole 1C while measuring the temperature through the thermocouple hole 1d, and at the same time, the pyrometer temperature detection window 5b and the pyrometer temperature detection hole 5b and The pure temperature of the substrate 18 is measured through the pyrometer temperature measuring instrument 48. Here, the pyrometer temperature detection term 5b is made of calcium fluoride (CaF ₂ ) or zinc Celtenide (ZnSe).

한편, 차외광 노광로(28)의 저압수온 램프(31)에서 발생하는 자외광은 합성석영으로 만들어진 자외광 도입창(26)를 통하여 기판(18)으로 전달되며 상면의 자외광 반사구(34)는 반사율이 양호한 알루미늄의 표면을 경면 연마한 후 특수처리를 하여 표면의 산화물 방지한다. 그리고 제3가스분사기(29)를 통하여 질소를 공급하면서 저온 수온램프(31)를 터지(Purge)하거나 노광로 내부를 전공으로 할 수 있으며 노광로를 냉각시킬 수 있도록 한다. 제2가스분사기(24)를 통하여는 불활성 가스를 공급하여 자외광 그물창(23)의 가스유출구멍(23a)을 통해 반응로 내부로 보내면서 제1가스분사기(8)로 부터의 공정가스가 자외광 노광부(20)로 유입되는 것을 억제하여 자외광 도입창(26)에 반응생성물이 중착되는 것을 방지하는 동시에 기판(18)에서의 자외광 강도가 일정하게 유지 되도록 한다.Meanwhile, the ultraviolet light generated by the low pressure water temperature lamp 31 of the exterior light exposure path 28 is transmitted to the substrate 18 through the ultraviolet light introduction window 26 made of synthetic quartz, and the ultraviolet light reflector 34 on the upper surface thereof. After polishing the surface of aluminum with good reflectivity, special treatment is performed to prevent oxides on the surface. In addition, while supplying nitrogen through the third gas injector 29, the low temperature water temperature lamp 31 may be purged or the inside of the exposure furnace may be major, and the exposure furnace may be cooled. The inert gas is supplied through the second gas injector 24, and the process gas from the first gas injector 8 is transferred into the reactor through the gas outlet hole 23a of the ultraviolet light netting 23. By preventing the ultraviolet light exposure portion 20 from flowing in, the reaction product is prevented from being deposited on the ultraviolet light introduction window 26 and the intensity of the ultraviolet light in the substrate 18 is kept constant.

특히 이산화 실리콘(SiO₂), 질화실리콘(Si₃O₄)과 같은 실리콘계 절연박막을 형성할때 실란(SiO₄) 가스를 실리콘(Si)의 공급원으로 하여 제1가스분사기(8)를 통하여 공급하면서 신호(O₂), 산화질소(N₂O), 암모니아(NH₃)가스를 제2분사기(24)를 통해 높은 곳에서 자외광 그물창(23)을 통하여 반응로에 흘러주면 광여기 효율이 증가되어 증착률을 높일 수 있다.In particular, when forming a silicon-based insulating thin film such as silicon dioxide (SiO ₂ ), silicon nitride (Si ₃ O ₄ ), the silane (SiO ₄ ) gas is supplied through the first gas injector (8) as a source of silicon (Si). While the signal (O ₂ ), nitrogen oxides (N ₂ O), ammonia (NH ₃ ) gas flows through the ultraviolet light window (23) at a high place through the second injector 24, the optical excitation efficiency This can increase the deposition rate.

또 한편, 적외광 가열부(40)의 적외광 반사판(45)은 알루미늄을 경면 연마한 후 순금으로 도금하여 적외광 반사율이 증가되도록 하고, 압축공기 분출구(43)에 의하여는 텅스텐 할로겐 램프(47)가 냉각되도록 한다. 압축공기 분출구(43)를 통하여 공급되는 압축공기는 텅스텐 할로겐 램프(47)를 냉각시킨 후 반응로벽(1)과 적외광 가열부(40) 사이의 공기토출구(40a)를 통하여 배출되도록 한다.On the other hand, the infrared light reflecting plate 45 of the infrared light heating unit 40 is mirror-polished aluminum and plated with pure gold to increase the infrared light reflectance, the tungsten halogen lamp 47 by the compressed air blower 43 Allow cooling). The compressed air supplied through the compressed air blower outlet 43 is cooled through the air outlet 40a between the reactor wall 1 and the infrared light heater 40 after cooling the tungsten halogen lamp 47.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 반도체 소자제조 공정 중 낮은 공정온도에서 절연박막, 급속박막, 비경질 실리콘 등을 증착할 수 있는 광화학 증착장치, 그리고 열처리 활성화 및 절연박막을 형성할 수 있는 급속 열처리장치는 물론 급속한 온도 변화로서 반응을 제어하여 실리콘이나 갈륨비소(GaAs)의 에피텍시 및 다층박막의 증착이나 가능한 급속열화학 증착장치, 또 자외광에 의한 기판세정 장치 및 레지스트 쿠어링장치 등에 이용할 수 있으며, 상기의 공정들을 연속적으로 수행하는 복합공정용 장치의 반응로로 사용될 수 있다. 그리고 자외광이나 적외광을 이용할 때에는 자외광 노광로(20)와 적외광 가열부(40)를 각각 사용하면서 에너지 효율을 개선할 수 있는 것임을 알 수 있다.As described above, the present invention provides a photochemical vapor deposition apparatus capable of depositing an insulating thin film, a rapid thin film, non-hard silicon, etc. at a low process temperature during a semiconductor device manufacturing process, and a rapid heat treatment apparatus capable of activating heat treatment and forming an insulating thin film. Of course, by controlling the reaction as a rapid temperature change, it can be used for epitaxy of silicon or gallium arsenide (GaAs), deposition of multilayer thin films, possible rapid thermal chemical vapor deposition apparatus, substrate cleaning apparatus by ultraviolet light, resist curing apparatus, etc. It can be used as a reactor of a complex process apparatus that performs the above processes continuously. And when using the ultraviolet light or the infrared light it can be seen that the energy efficiency can be improved while using the ultraviolet light exposure path 20 and the infrared light heater 40, respectively.

Claims

In fact, the reaction furnace wall 1 in which the reaction takes place inside, the ultraviolet light exposure furnace 20 fixed to the upper end of the reactor wall 1 by the hinge 15 and supplying the ultraviolet light necessary for the photochemical reaction, and the reaction furnace Photochemical deposition and rapid thermal processing apparatus, characterized in that composed of infrared light heating unit 40 is coupled to the lower end of the wall (1) by the fixture 10 and the hinge 17 to supply infrared light for heating the substrate Vacuum reactor.

2. The reactor wall (1) according to claim 1, wherein the reactor wall (1) includes an infrared light introduction window (2) provided with a pyrometer temperature detection window (2b), a gas outlet hole (5a), and a pyrometer temperature detection hole (5b). The formed infrared light netting window 5 and the three quartz substrates 7a for supporting the substrate 18 are formed with the infrared light blocking opaque quartz plate 7 formed at the lower end of the central circular hole 7b in the center. The first gas injector 6 and the first gas injector 8 are installed in the two recesses 1a and 1b of the rear wall while the opaque quartz plate 11 is placed in front of the gate valve 10 of the front wall. ) And a vacuum reactor for photochemical deposition and rapid heat treatment apparatus, characterized in that the exhaust flange (13) is provided below the exhaust manifold (12) is installed.

3. The vacuum reactor of claim 2, wherein the infrared netting window (5) inhibits reactant deposition in the infrared light introduction window (2) during rapid thermal chemical vapor deposition.

The ultraviolet light exposing portion 20 is provided with a second gas injector 24 in the rear wall recess 21a just above the ultraviolet light netting window 23 provided with the gas outlet hole 23a. While the ultraviolet light introduction window fixture 21 and the ultraviolet light introduction window fixture 21 is installed thereon, the third gas injector 29 and a plurality of low pressure water temperature lamps 31 are coupled to the upper portion of the ultraviolet light introduction window fixture 21. ) Is a vacuum reaction for photochemical deposition and rapid heat treatment apparatus, characterized in that the ultraviolet light exposure path 28 is installed on the inner surface of the upper wall where the exhaust pipe 32 and the power line connection part 33 are installed. in.

The vacuum reactor according to claim 4, wherein the ultraviolet light reflector (34) is made by mirror polishing and specially processing aluminum.

5. The vacuum reactor according to claim 4, wherein the low temperature water temperature lamp (31) is cooled while supplying nitrogen to the third gas injector (29) to prevent absorption of ultraviolet light by oxygen.

According to claim 1, the infrared heating portion 40 is a plurality of tungsten on the upper surface of the infrared light reflecting plate 45 having the cooling water passage 42 and the compressed air jet port 43 and the reflecting mirror 44 is provided on the inner surface Halogen lamps 47 are installed at right angles to each other, and the air outlet 40a is provided between the reactor wall 1 and the vacuum chemical reactor for photochemical deposition and rapid heat treatment apparatus.

The vacuum reactor of claim 7, wherein the tungsten halogen lamps 47 are arranged in a plurality of right angles to cross each other to increase the temperature uniformity while controlling the heating and cooling rates of the substrate 18. .

8. The vacuum reactor for photochemical apparatus and rapid heat treatment apparatus according to claim 7, wherein the compressed air supplied through the compressed air blower outlet (43) is configured to be discharged to the air outlet (40a) after cooling the tungsten halogen lamp (47).