KR101945264B1 - Substrate processing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 복수의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 보트를 내부에 수용하는 공정 튜브; 상기 공정 튜브를 내부에 수용하는 히터 블록; 상기 히터 블록의 상부에 배치되어 상기 공정 튜브를 덮는 커버 블록; 및 상기 히터 블록의 내측면에 배치되어 상기 공정 튜브를 가열하는 열선;을 포함할 수 있다. 상기 히터 블록은 상기 공정 튜브보다 상부로 연장되어 상기 커버 블록과 함께 상기 공정 튜브의 상부에 가열 공간을 제공하고, 상기 열선은 상기 공정 튜브보다 상부로 연장되어 상기 가열 공간을 향하는 부분이 상기 가열 공간을 가열할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes: a process tube accommodating therein a wafer boat loaded with a plurality of wafers; A heater block accommodating the process tube therein; A cover block disposed on the heater block and covering the process tube; And a hot wire disposed on an inner surface of the heater block to heat the process tube. Wherein the heater block extends above the process tube to provide a heating space on top of the process tube with the cover block, the heat line extending above the process tube and facing the heating space, Can be heated.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}[0001] SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS [0002]

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a substrate processing apparatus.

반도체 소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입 등의 공정을 선택적으로 반복 수행하여 만들어진다. 이러한 공정 중 화학기상증착 공정은 반응로 내에 공정 가스를 주입하고 수직 방향으로 배치된 복수의 웨이퍼들을 가열하여 각 웨이퍼 상에 박막을 증착시킬 수 있다.Semiconductor devices are fabricated by selectively repeating processes such as photolithography, etching, diffusion, chemical vapor deposition, and ion implantation on a wafer. Among these processes, the chemical vapor deposition process can deposit a thin film on each wafer by injecting a process gas into the reactor and heating a plurality of wafers arranged in a vertical direction.

관련 기술들에 따르면, 반응로는 그 둘레에 배치된 히터를 통해 가열되는데, 이에 따라 웨이퍼 중앙(center)의 온도가 상대적으로 낮고, 웨이퍼 가장자리(edge)의 온도가 상대적으로 높아지게 되어 온도 산포에 따른 박막의 품질이 저하되는 문제가 있다.
According to the related art, the reactor is heated through a heater disposed therearound, whereby the temperature of the center of the wafer is relatively low, the temperature of the wafer edge is relatively high, The quality of the thin film is deteriorated.

이에, 당 기술분야에서는 수직형 반응로의 상부에서 열손실이 발생하는 것을 방지하고, 웨이퍼 중앙으로 열전달을 증가시켜 온도 산포를 개선하기 위한 방안이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need in the art for a method for preventing the generation of heat loss in the upper part of the vertical reaction furnace and for increasing the heat transfer to the center of the wafer to improve the temperature dispersion.

다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
It should be understood, however, that the scope of the present invention is not limited thereto and that the objects and effects which can be understood from the solution means and the embodiments of the problems described below are also included therein.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 복수의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 보트를 내부에 수용하는 공정 튜브; 상기 공정 튜브를 내부에 수용하는 히터 블록; 상기 히터 블록의 상부에 배치되어 상기 공정 튜브를 덮는 커버 블록; 및 상기 히터 블록의 내측면에 배치되어 상기 공정 튜브를 가열하는 열선;을 포함할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes: a process tube accommodating therein a wafer boat loaded with a plurality of wafers; A heater block accommodating the process tube therein; A cover block disposed on the heater block and covering the process tube; And a hot wire disposed on an inner surface of the heater block to heat the process tube.

상기 히터 블록은 상기 공정 튜브보다 상부로 연장되어 상기 커버 블록과 함께 상기 공정 튜브의 상부에 가열 공간을 제공하고, 상기 열선은 상기 공정 튜브보다 상부로 연장되어 상기 가열 공간을 향하는 부분이 상기 가열 공간을 가열하는 것을 특징으로 한다.
Wherein the heater block extends above the process tube to provide a heating space on top of the process tube with the cover block, the heat line extending above the process tube and facing the heating space, Is heated.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 수직형 반응로의 상부에서 열손실이 발생하는 것을 방지하고, 웨이퍼 중앙으로 열전달을 증가시켜 온도 산포를 개선할 수 있는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, there can be provided a substrate processing apparatus capable of preventing heat loss from occurring in the upper part of the vertical reaction furnace and increasing heat transfer to the center of the wafer to improve temperature dispersion.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
The various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and can be more easily understood in the course of describing a specific embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에서 히터 블록을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 공정 튜브에 구비된 돌출부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 돌출부의 변형예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 커버 블록에 결합된 반사부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8a 및 8b는 반사부의 변형예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a heater block in the substrate processing apparatus of FIG.
3 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a perspective view schematically showing a protrusion provided on a process tube;
5A to 5C are perspective views schematically showing a modified example of the projecting portion.
6 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 is a perspective view schematically showing a reflector coupled to the cover block;
8A and 8B are perspective views schematically showing a modified example of the reflecting portion.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In this specification, terms such as "upper,""upper,""upper,""lower,""lower,""lower,""side," and the like are based on the drawings, It will be possible to change depending on the direction.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치에서 히터 블록을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
A substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a heater block in the substrate processing apparatus of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 수직형 반응로(vertical-type furnace) 구조를 가지며, 공정 튜브(100), 히터 블록(200), 커버 블록(300), 열선(400)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 열선(400)과 연결되는 제어부(500)를 더 포함할 수 있다.
Referring to FIGS. 1 and 2, a substrate processing apparatus 10 according to an exemplary embodiment of the present invention has a vertical-type furnace structure and includes a process tube 100, a heater block 200, A cover block 300, and a heat line 400. The control unit 500 may further include a controller 500 connected to the heating wire 400.

상기 공정 튜브(100)는 높이 방향으로 수직하게 연장하여 반응 챔버를 정의할 수 있다. 상기 공정 튜브(100)는 외측 튜브(outer tube)(110) 및 상기 외측 튜브(110) 내에 설치되는 내측 튜브(inner tube)(120)를 포함할 수 있다. The process tube 100 may extend vertically in the height direction to define a reaction chamber. The process tube 100 may include an outer tube 110 and an inner tube 120 disposed within the outer tube 110.

상기 내측 튜브(120)는 상단 및 하단이 개방된 원통 형상을 가지며, 복수의 웨이퍼(W)가 수직 방향(높이 방향)으로 적재된 웨이퍼 보트(130)를 내부에 수용할 수 있다.The inner tube 120 has a cylindrical shape with its upper and lower ends opened. The inner tube 120 can house the wafer boat 130 in which a plurality of wafers W are stacked in the vertical direction (height direction).

상기 외측 튜브(110)는 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 원통 형상을 가지며, 상기 내측 튜브(120)를 밀폐시킬 수 있다. 상기 외측 튜브(110)의 상단은 돔 형상으로 돌출된 구조를 가질 수 있다.The outer tube 110 has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened, and the inner tube 120 can be sealed. The upper end of the outer tube 110 may have a structure protruding in a dome shape.

상기 외측 튜브(110)와 내측 튜브(120)는, 예를 들어, 석영, 실리콘 카바이드와 같은 내열성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
The outer tube 110 and the inner tube 120 may be made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide, but the present invention is not limited thereto.

상기 공정 튜브(100)를 지지하기 위한 매니폴드(140)는 상기 외측 튜브(110) 아래에 상기 외측 튜브(110)와 동심원 형상으로 배치될 수 있다. 상기 매니폴드(140)는 상부 및 하부가 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 매니폴드(140)는, 예를 들어, 강철로 이루어질 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.A manifold 140 for supporting the process tube 100 may be disposed concentrically with the outer tube 110 below the outer tube 110. The manifold 140 may have a cylindrical shape with upper and lower openings. The manifold 140 may be made of, for example, steel, but is not limited thereto.

상기 외측 튜브(110)의 하부 개방 단부는 반경 방향으로 돌출하는 플랜지를 가질 수 있고, 상기 플랜지는 상기 매니폴드(140)의 상단에 놓여 지지될 수 있다. 상기 내측 튜브(120)의 하부 개방 단부의 플랜지는 상기 매니폴드(140)의 상단에 놓여 지지될 수 있다. 상기 외측 튜브(110)는, 예를 들어, 상기 플랜지와 상기 매니폴드(140) 사이에 개재되는 오링(o-ring)과 같은 밀봉 부재를 통해서 밀폐될 수 있다.
The lower open end of the outer tube 110 may have a radially projecting flange and the flange may be supported on the upper end of the manifold 140. The flange of the lower open end of the inner tube 120 may be supported on the upper end of the manifold 140. The outer tube 110 may be sealed through a sealing member such as an o-ring interposed between the flange and the manifold 140, for example.

상기 공정 튜브(100)는 수직 방향으로 탑재된 복수의 웨이퍼(W)들을 지지하는 웨이퍼 보트(130)를 수용할 수 있다. 상기 웨이퍼 보트(130)는 도어 플레이트(160) 상에 지지될 수 있다. 상기 도어 플레이트(160)는 승강 기구(170)에 의해 승강 및 하강하여 상기 웨이퍼 보트(130)를 상기 공정 튜브(100) 내부로 인입 또는 인출할 수 있다. The process tube 100 may receive a wafer boat 130 supporting a plurality of wafers W mounted in a vertical direction. The wafer boat 130 may be supported on the door plate 160. The door plate 160 can be lifted and lowered by the lifting mechanism 170 to draw the wafer boat 130 into or out of the process tube 100.

상기 웨이퍼 보트(130)는, 예를 들어, 대략 25 내지 200매 정도의 웨이퍼(W)들을 탑재할 수 있다.The wafer boat 130 can mount, for example, approximately 25 to 200 wafers W thereon.

상기 도어 플레이트(160)는 상기 매니폴드(140)의 하부에 배치되어 상기 공정 튜브(100)를 밀봉시킬 수 있다. 따라서, 상기 도어 플레이트(160)는 상기 공정 튜브(100) 내의 공정 가스 또는 공정 부산물이 상기 매니폴드(140) 및 도어 플레이트(160) 사이에 유입되는 것을 방지할 수 있다.The door plate 160 may be disposed under the manifold 140 to seal the process tube 100. Accordingly, the door plate 160 may prevent process gas or process by-products in the process tube 100 from flowing between the manifold 140 and the door plate 160.

상기 도어 플레이트(160)의 하부에는 모터와 같은 구동 기구(180)가 설치되고, 상기 웨이퍼 보트(130)의 하단부로부터 연장되는 회전축은 상기 도어 플레이트(160)의 관통홀을 통해 상기 구동 기구(180)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 도어 플레이트(160) 상의 웨이퍼 보트(130)는 상기 공정 튜브(100) 내에서 회전 가능하도록 지지될 수 있다.
A driving mechanism 180 such as a motor is installed below the door plate 160 and a rotation axis extending from the lower end of the wafer boat 130 is coupled to the driving mechanism 180 . Accordingly, the wafer boat 130 on the door plate 160 can be rotatably supported within the process tube 100.

상기 매니폴드(140)의 하단에는 가스 도입관으로서 적어도 하나의 노즐(141)이 설치되고, 상기 노즐(141)은 상기 공정 튜브 내에 공정 가스를 분사할 수 있다. 상기 노즐(141)은 상기 공정 튜브(200)의 하부에서 상기 매니폴드(140)를 관통하여 상기 매니폴드(140) 내부까지 연장할 수 있다. 예를 들면, 상기 노즐(141)은 석영, 스테인레스강 또는 합금을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 상기 노즐은 상기 도어 플레이트(160)를 관통하도록 설치될 수 있다.At the lower end of the manifold 140, at least one nozzle 141 is provided as a gas introduction pipe, and the nozzle 141 can inject a process gas into the process tube. The nozzle 141 may extend from the lower portion of the process tube 200 to the inside of the manifold 140 through the manifold 140. For example, the nozzle 141 may comprise quartz, stainless steel or an alloy. Alternatively, the nozzle may be installed to penetrate the door plate 160.

상기 노즐(141)은 가스 유량 제어기(MFC)가 설치된 가스 공급 파이프와 연결되고, 상기 가스 유량 제어기를 통해 원하는 타이밍에 원하는 양의 공정 가스를 공급할 수 있다. 상기 노즐(141)은 증착 공정을 위한 공정 가스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 가스 공급원은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 증착하기 위한 공정 가스를 제공할 수 있다.The nozzle 141 is connected to a gas supply pipe provided with a gas flow controller (MFC), and can supply a desired amount of the process gas at a desired timing through the gas flow controller. The nozzle 141 may provide a process gas for the deposition process. For example, the gas source may provide a process gas for depositing a silicon oxide film or a silicon nitride film.

상기 매니폴드(140)에는 배기관(142)이 설치되어 상기 공정 튜브 내의 가스를 외부로 배출할 수 있다. 상기 배기관(142)은 내측 튜브(120)와 외측 튜브(110) 사이의 공간에 연통될 수 있다. 상기 배기관(142)은 진공 펌프와 같은 배기 장치와 연결되어 상기 공정 튜브 내의 압력이 기 설정된 압력 레벨(진공도)이 되도록 진공 배기를 수행할 수 있다.
An exhaust pipe 142 is installed in the manifold 140 to exhaust gas in the process tube. The exhaust pipe 142 may communicate with a space between the inner tube 120 and the outer tube 110. The exhaust pipe 142 may be connected to an exhaust device such as a vacuum pump to perform vacuum evacuation so that the pressure in the process tube is a predetermined pressure level (degree of vacuum).

상기 히터 블록(200)은 대략 원통 형상을 가지며, 내부 공간(S)을 가져 상기 공정 튜브(100)를 둘러싸는 구조로 내부에 수용할 수 있다. 상기 히터 블록(200)은 히터 베이스(210)에 지지되어 수직으로 설치될 수 있다. The heater block 200 may have a substantially cylindrical shape and may have an internal space S therein to house the process tube 100. The heater block 200 may be supported vertically by the heater base 210.

상기 히터 블록(200)은 다층 구조물일 수 있다. 상기 히터 블록(200)은 내벽(220) 및 외벽(230)을 포함하며, 상기 내벽(220)과 외벽(230) 사이에는 냉각 가스 통로(240)가 형성될 수 있다. 상기 외벽(230)의 상부에는 냉각 가스 공급 포트(250)가 구비될 수 있고, 상기 내벽(220)에는 상기 냉각 가스 통로(240)와 상기 내부 공간(S)을 연결시키는 복수의 공급홀(260)이 형성될 수 있다. 냉각 가스가 상기 내부 공간(S) 전체로 널리 퍼지도록 상기 공급홀(260)들은 내벽(220)의 하부로부터 상부까지 기 설정된 위치에 배치될 수 있다. 도면에서는 일부가 하부에 배치된 것으로 예시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
The heater block 200 may be a multi-layer structure. The heater block 200 includes an inner wall 220 and an outer wall 230 and a cooling gas passage 240 may be formed between the inner wall 220 and the outer wall 230. A cooling gas supply port 250 may be provided on the outer wall 230 and a plurality of supply holes 260 may be formed in the inner wall 220 to connect the cooling gas passage 240 and the inner space S. [ May be formed. The supply holes 260 may be disposed at predetermined positions from the bottom to the top of the inner wall 220 so that the cooling gas spreads widely throughout the inner space S. [ In the drawings, a part is disposed at the lower portion, but the present invention is not limited thereto.

상기 커버 블록(300)은 상기 히터 블록(200)의 상부에 배치되어 상기 공정 튜브(100)를 덮을 수 있다.The cover block 300 may be disposed on the heater block 200 to cover the process tube 100.

상기 커버 블록(300)은 상기 내부 공간(S)과 연결되는 가스 통로(310)를 가질 수 있다. 상기 내부 공간(S) 내의 냉각 가스는 상기 가스 통로(310)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 가스 통로(310)는 수직 가스 통로(311) 및 수평 가스 통로(312)를 포함할 수 있다. 상기 수직 가스 통로(311)는 상기 내부 공간(S)과 연결되고, 상기 수평 가스 통로(312)는 상기 수직 가스 통로(311)로부터 수평 방향으로 연장되어 상기 커버 블록(300)의 외주면에 연결된 배기 파이프(320)와 연결될 수 있다.
The cover block 300 may have a gas passage 310 connected to the internal space S. The cooling gas in the inner space (S) can be discharged to the outside through the gas passage (310). The gas passage 310 may include a vertical gas passage 311 and a horizontal gas passage 312. The vertical gas passage 311 is connected to the inner space S and the horizontal gas passage 312 extends in the horizontal direction from the vertical gas passage 311 and is connected to the outer periphery of the cover block 300, And may be connected to the pipe 320.

상기 히터 블록(200)과 커버 블록(300)은, 예를 들어, 세라믹과 같은 고단열성의 물질을 재질로 하여 이루어질 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. The heater block 200 and the cover block 300 may be made of a material having a high heat insulating property such as ceramic, but the present invention is not limited thereto.

상기 히터 블록(200)은 상기 공정 튜브(100)보다 상부로 더 길게 연장될 수 있다. 즉, 상기 히터 블록(200)의 상부 개방 단부는 상기 공정 튜브(100)의 상면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 상기 히터 블록(200)의 상부 개방 단부에 배치되는 상기 커버 블록(300)은 상기 히터 블록(200)의 상기 공정 튜브(100)의 상면으로부터 연장된 높이(H)만큼 상기 공정 튜브(100)의 상면과 이격될 수 있다. The heater block 200 may extend longer than the process tube 100. That is, the upper open end of the heater block 200 may be located at a higher level than the upper surface of the process tube 100. The cover block 300 disposed at the upper open end of the heater block 200 is connected to the upper surface of the process tube 100 by a height H extending from the upper surface of the process tube 100 of the heater block 200, Can be spaced apart from the upper surface.

상기 히터 블록(200)은 상기 공정 튜브(100)보다 상부로 연장되어 상기 커버 블록(300)과 함께 상기 공정 튜브(100)의 상부에 가열 공간(HS)을 제공할 수 있다.
The heater block 200 may extend above the process tube 100 to provide a heating space HS with the cover block 300 on top of the process tube 100.

상기 열선(400)은 상기 히터 블록(200)의 내측면에 배치되어 상기 공정 튜브(100)를 가열할 수 있다. 상기 열선(400)은 상기 내부 공간(S)으로 노출되는 상기 히터 블록(200)의 내벽(220)에 설치될 수 있다.The heat ray 400 may be disposed on the inner surface of the heater block 200 to heat the process tube 100. The heat line 400 may be installed on the inner wall 220 of the heater block 200 exposed to the inner space S.

상기 열선(400)은 상기 히터 블록(200)의 하부 단부에서 상부 단부를 행해 상기 내벽(220)을 따라서 나선 형태로 연장되어 구비될 수 있다. 상기 열선(400)은 외부에서 인가되는 전력에 의해 상기 내부 공간(S) 내의 온도가 원하는 온도 분포를 갖도록 가열할 수 있다.The heating line 400 may extend from the lower end of the heater block 200 in an elongated shape along the inner wall 220 at an upper end thereof. The heat ray 400 can be heated by the external power so that the temperature in the internal space S has a desired temperature distribution.

상기 열선(400)은 상기 공정 튜브(100)보다 상부에 배치될 수 있다. 상기 공정 튜브(100)보다 상부에 배치되는 열선(400)은 상기 가열 공간(HS)을 향하여 노출될 수 있다. 그리고, 상기 가열 공간(HS)을 향하는 열선(400)이 상기 가열 공간(HS)을 가열할 수 있다.
The hot wire 400 may be disposed above the process tube 100. A heat ray 400 disposed above the process tube 100 may be exposed toward the heating space HS. The heating space (HS) can heat the heating space (HS) by the heat ray (400) directed toward the heating space (HS).

도 2에서 도시하는 바와 같이, 상기 히터 블록(200)은 높이 방향을 따라서 복수의 영역으로 구획될 수 있고, 상기 열선(400)은 상기 히터 블록(200)의 높이 방향을 따라서 구획된 각 영역에 각각 배치될 수 있다. 그리고, 각 영역에서 개별적으로 구동하여 상기 공정 튜브(100)를 가열할 수 있다.2, the heater block 200 may be divided into a plurality of regions along the height direction, and the heat lines 400 may be divided into a plurality of regions divided along the height direction of the heater block 200 Respectively. Then, the process tube 100 can be heated individually by driving in each region.

예를 들어, 상기 히터 블록(200)은 높이 방향으로 제1 영역(lower zone)(Z1), 제2 영역(center zone)(Z2) 및 제3 영역(upper zone)(Z3)으로 구획될 수 있다. 여기서, 상기 제1 영역(Z1)은 더미 웨이퍼가 적재된 영역일 수 있고, 상기 제2 영역(Z2)은 박막 증착을 위한 웨이퍼(W)들이 적재된 영역일 수 있고, 상기 제3 영역(Z3)은 상기 가열 공간(HS)이 위치하는 영역일 수 있다.For example, the heater block 200 may be divided into a lower zone Z1, a center zone Z2, and a third zone Z3 in the height direction have. Here, the first region Z1 may be a region on which the dummy wafer is loaded, the second region Z2 may be a region on which wafers W are deposited for thin film deposition, and the third region Z3 May be a region where the heating space HS is located.

상기 제1 내지 제3 영역(Z1, Z2, Z3)에는 각각 열선(400a, 400b, 400c)이 배치될 수 있다. 각 영역에 배치된 상기 열선(400a, 400b, 400c)은 개별 구동을 통해서 상기 공정 튜브(100)를 포함한 상기 내부 공간(S)을 가열할 수 있다. The heat lines 400a, 400b, and 400c may be disposed in the first to third regions Z1, Z2, and Z3, respectively. The heat lines 400a, 400b, 400c disposed in the respective regions can heat the internal space S including the process tube 100 through separate driving.

제어부(500)는 상기 제1 내지 제3 영역(Z1, Z2, Z3)에 배치된 상기 열선(400a, 400b, 400c)과 각각 연결되어 각 영역에서의 가열 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(Z1)과 제3 영역(Z3)에서의 가열 온도가 제2 영역(Z2)에서의 가열 온도보다 높게 조절할 수 있다. 특히, 제3 영역(Z3)의 가열 온도를 제2 영역(Z2)보다 높게 조절함으로써 공정 튜브(100)의 상부 영역에서 열을 보상할 수 있다.The controller 500 may be connected to the heating wires 400a, 400b, and 400c disposed in the first to third zones Z1, Z2, and Z3 to adjust heating temperatures in the respective zones. For example, the heating temperature in the first zone Z1 and the third zone Z3 can be controlled to be higher than the heating temperature in the second zone Z2. In particular, heat can be compensated in the upper region of the process tube 100 by adjusting the heating temperature of the third zone Z3 higher than the second zone Z2.

각 영역(Z1, Z2, Z3)에서의 가열 온도는 반도체 공정의 특성에 맞게 적절하게 조절할 수 있다.
The heating temperature in each of the regions Z1, Z2, and Z3 can be appropriately adjusted according to the characteristics of the semiconductor process.

본 실시예에 따르면 히터 블록(200)이 공정 튜브(100)보다 높게 연장된 구조를 가짐으로써 공정 튜브(100)의 상부에 열 보상을 위한 가열 공간(HS)을 확보할 수 있다. 그리고, 공정 튜브(100)보다 높게 상부에 배치되는 열선(400)을 통해서 가열 공간(HS)을 가열함으로써 가열 공간(HS)에 노출되는 공정 튜브(100)의 상부가 가열되도록 한다. According to the present embodiment, since the heater block 200 has a structure extending higher than the process tube 100, it is possible to secure a heating space (HS) for heat compensation on the upper portion of the process tube 100. The upper portion of the process tube 100 exposed to the heating space HS is heated by heating the heating space HS through the heat line 400 disposed above the process tube 100.

이와 같이 공정 튜브(100)의 돌출된 상부가 가열됨으로써 공정 튜브(100)의 중앙 영역으로 열 전달을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 공정 튜브(100)의 중앙에 배치되는 웨이퍼(W)의 중앙으로 열 전달을 증가시킬 수 있다. 따라서, 기존 웨이퍼에서 중앙의 온도가 낮고 가장자리의 온도가 높은 문제를 해결할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 온도 산포를 개선할 수 있다.The heated upper portion of the process tube 100 can be heated to increase the heat transfer to the central region of the process tube 100 and thus to the center of the wafer W disposed in the center of the process tube 100 Heat transfer can be increased. Therefore, it is possible to solve the problem that the temperature of the center of the existing wafer is low and the edge temperature is high. That is, the temperature distribution of the wafer W can be improved.

일반적인 공정 튜브는 열선과 직접 마주하는 측면을 통해서 주로 가열되고, 돔 형상으로 돌출된 상부는 구조상 측면에 비해 가열되지 못하는 문제가 있었으며, 본 실시예에서는 공정 튜브(100)의 상부에 온도 보상을 위한 가열 공간(HS)을 확보하여 이러한 문제를 해결하였다.
In general, a process tube is heated mainly through a side directly facing a heat ray, and an upper portion protruding in a dome shape has a problem that it can not be heated as compared with a side surface in the structure. In this embodiment, This problem is solved by securing the heating space (HS).

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다. 도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4는 공정 튜브에 구비된 돌출부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.A substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 3 and 4. Fig. Fig. 3 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a perspective view schematically showing a protrusion provided on the process tube.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(20)는 공정 튜브(100A), 히터 블록(200), 커버 블록(300), 열선(400), 제어부(500)를 포함할 수 있다.
3 and 4, a substrate processing apparatus 20 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a process tube 100A, a heater block 200, a cover block 300, a heat line 400, 500).

도 3에서 도시하는 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 구성은 상기 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)와 기본적인 구성이 실질적으로 동일하다. 다만, 공정 튜브(100A)의 구조가 상기 도 1 및 도 2에 도시된 공정 튜브와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 차이점을 위주로 설명한다.
The configuration of the substrate processing apparatus according to the embodiment shown in FIG. 3 is substantially the same as the basic configuration of the substrate processing apparatus 10 according to the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. However, since the structure of the process tube 100A is different from the process tube shown in FIGS. 1 and 2, the description of the parts overlapping with the previously described embodiment will be omitted and differences will be mainly described.

상기 공정 튜브(100A)는 외측 튜브(110) 및 상기 외측 튜브(110) 내에 설치되는 내측 튜브(120)를 포함할 수 있다. The process tube 100A may include an outer tube 110 and an inner tube 120 disposed within the outer tube 110.

상기 외측 튜브(110)는 상단이 폐쇄되고 돔 형상으로 돌출되는 구조를 가지고, 하단이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 외측 튜브(110)는 가열 공간(HS)으로 노출되는 상단 표면에 돌출부(111)를 가질 수 있다. The outer tube 110 has a structure in which the upper end is closed and protrudes in a dome shape, and the lower end of the outer tube 110 may have a cylindrical shape. The outer tube 110 may have a protrusion 111 on the upper surface exposed to the heating space HS.

도 4를 참조하면, 상기 돌출부(111)는, 예를 들어, 핀 형상의 구조를 가질 수 있다. 상기 돌출부(111)는 복수개가 상기 외측 튜브(110)의 상단 중앙에서 방사상으로 배열될 수 있다.
Referring to FIG. 4, the protrusion 111 may have a pin-like structure, for example. A plurality of protrusions 111 may be radially arranged at the upper center of the outer tube 110.

도 5a 내지 도 5c에서는 상기 돌출부의 변형예를 개략적으로 나타내고 있다.5A to 5C schematically show a modified example of the projecting portion.

도 5a를 참조하면, 돌출부(112)는, 예를 들어, 링 형상의 구조를 가질 수 있다. 상기 돌출부(112)는 복수개가 상기 외측 튜브(110)의 상단 중앙을 기준으로 동심원을 이루며 배열될 수 있다.Referring to Fig. 5A, the protrusion 112 may have, for example, a ring-shaped structure. A plurality of the protrusions 112 may be arranged concentrically with respect to the center of the upper end of the outer tube 110.

도 5b를 참조하면, 돌출부(113)는, 예를 들어, 상기 외측 튜브(110)의 상단 표면에서 상부로 돌출되는 깔때기 형상의 구조를 가질 수 있다. Referring to FIG. 5B, the protrusion 113 may have a funnel-shaped structure that protrudes upward, for example, from the upper surface of the outer tube 110.

도 5c를 참조하면, 돌출부(114)는, 예를 들어, 원뿔 형상의 구조를 가질 수 있다. 상기 돌출부(114)는 원뿔 형상의 꼭지점이 상기 외측 튜브(110)의 상단 표면에 접하는 형태로 배치될 수 있다.
Referring to FIG. 5C, the protrusion 114 may have, for example, a conical shape. The protrusion 114 may be disposed such that a vertex of a conical shape is in contact with an upper surface of the outer tube 110.

상기 돌출부(111, 112, 113, 114)는 상기 가열 공간(HS)으로 노출되는 공정 튜브(100)의 상단 표면에 형성되어 열에 노출되는 면적을 증대시킴으로써 상기 공정 튜브(100)의 중앙 영역으로 열 전달을 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 가열 공간(HS)으로 노출되는 표면적을 증가시켜서 측면과의 차등 가열에 따른 열을 보상할 수 있다.
The protrusions 111, 112, 113 and 114 are formed on the upper surface of the process tube 100 exposed to the heating space HS to increase the area exposed to heat, It can increase transmission. That is, it is possible to increase the surface area exposed to the heating space (HS), thereby compensating for heat due to differential heating with the side surface.

도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 7은 커버 블록에 결합된 반사부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
A substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 6 and 7. Fig. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view schematically showing a reflector coupled to a cover block.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(30)는 공정 튜브(100), 히터 블록(200), 커버 블록(300), 열선(400), 제어부(500)를 포함할 수 있다.
6 and 7, a substrate processing apparatus 30 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a process tube 100, a heater block 200, a cover block 300, a heat line 400, 500).

도 6에서 도시하는 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 구성은 상기 도 1 및 도 3에 도시된 실시예에 따른 기판 처리 장치(10, 20)와 기본적인 구성이 실질적으로 동일하다. 다만, 반사부(600)를 더 포함하는 점에서 상기 도 1 및 도 3에 도시된 기판 처리 장치(10, 20)와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 차이점을 위주로 설명한다.
The constitution of the substrate processing apparatus according to the embodiment shown in Fig. 6 is substantially the same as that of the substrate processing apparatuses 10 and 20 according to the embodiment shown in Figs. 1 and 3. However, since the substrate processing apparatuses 10 and 20 are different from the substrate processing apparatuses 10 and 20 shown in FIGS. 1 and 3 in that the substrate processing apparatus further includes the reflector 600, the description of the parts that are the same as those of the above- .

상기 반사부(600)는 상기 커버 블록(300)의 하부면에 구비되어 상기 열선(400)으로부터 가해지는 열을 상기 공정 튜브(100)로 반사시킬 수 있다. The reflector 600 may be disposed on a lower surface of the cover block 300 to reflect the heat applied from the heat line 400 to the process tube 100.

상기 히터 블록(200)의 내측면에 배치된 상기 열선(400)으로부터 발생되는 열은 상기 공정 튜브(100)의 상부에 배치되는 상기 반사부(600)에 의해 상기 공정 튜브(100)로 반사되어 상기 공정 튜브(100)의 상단부를 가열할 수 있다. 따라서, 상기 커버 블록(300)을 통해서 손실되는 열 에너지를 제어하여 상기 공정 튜브(100)를 가열하는데 사용할 수 있다.
The heat generated from the heat ray 400 disposed on the inner surface of the heater block 200 is reflected to the process tube 100 by the reflector 600 disposed on the upper portion of the process tube 100 The upper end of the process tube 100 can be heated. Accordingly, it is possible to control the heat energy lost through the cover block 300 to heat the process tube 100.

상기 반사부(600)는 대략 원 형상의 플레이트 구조를 가질 수 있다. 상기 반사부(600)는 중앙에 상기 커버 블록(300)의 가스 통로(310)와 연결되는 개구(610)를 가질 수 있다. The reflector 600 may have a substantially circular plate structure. The reflector 600 may have an opening 610 at the center thereof to be connected to the gas passage 310 of the cover block 300.

상기 반사부(600)는, 예를 들어, 크롬(Cr), 백금(Pt), 스테인리스 스틸(SUS)등과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.The reflector 600 may be made of a metal such as chromium (Cr), platinum (Pt), stainless steel (SUS) or the like, but is not limited thereto.

상기 반사부(600)는 상기 커버 블록(300)의 하부면 전체 또는 일부를 덮을 수 있다. 즉, 반사부(600)의 면적 비율을 조절하여 반도체 공정 특성에 맞도록 웨이퍼 중앙과 가장자리 사이의 온도 차이를 감소시키거나 증가시킬 수 있다.
The reflector 600 may cover all or a part of the lower surface of the cover block 300. That is, the area ratio of the reflector 600 can be adjusted to reduce or increase the temperature difference between the center and the edge of the wafer in accordance with semiconductor process characteristics.

도 8a 및 8b에서는 반사부(600)의 변형예를 개략적으로 나타내고 있다.8A and 8B schematically show a modified example of the reflector 600. FIG.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 반사부(600A)는 상기 커버 블록(300)에서 상기 공정 튜브(100)를 향해 연장되는 반사면(611)을 가질 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 실시예와 달리 본 실시예에 따른 반사부(600A)는 대략 원뿔 형상의 입체적인 구조를 가지는 점에서 차이가 있다.8A and 8B, the reflector 600A may have a reflective surface 611 that extends from the cover block 300 toward the process tube 100. As shown in FIG. In other words, unlike the embodiment shown in FIG. 7, the reflector 600A according to the present embodiment differs in that it has a three-dimensional structure of a substantially conical shape.

도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(600A)는 상기 반사면(611)을 관통하는 복수의 관통홀(612)을 가질 수 있다. 상기 복수의 관통홀(612)을 통해서 상기 내부 공간(S) 내의 가스는 상기 커버 블록(300)의 가스 통로(310)를 따라서 외부로 배기될 수 있다.As shown in FIG. 8A, the reflection portion 600A may have a plurality of through holes 612 passing through the reflection surface 611. FIG. The gas in the internal space S can be exhausted to the outside along the gas passage 310 of the cover block 300 through the plurality of through holes 612. [

도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(600B)는 상기 공정 튜브(100)를 향해 돌출된 반사면(611)의 중앙에 개구(610)를 가질 수 있다. 물론, 도 8a와 같이 반사면(611)에 복수의 관통홀(612)을 가지는 것도 가능하다.
8B, the reflector 600B may have an opening 610 at the center of the reflecting surface 611 protruding toward the process tube 100. [ Of course, it is also possible to have a plurality of through holes 612 in the reflecting surface 611 as shown in FIG. 8A.

이와 같이, 반사부(600, 600A, 600B)가 공정 튜브(100)의 상부에 배치되어 열선(400)으로부터의 열을 상기 공정 튜브(100)로 반사시킴으로써 상기 공정 튜브(100)의 상부에서 열원의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 공정 튜브(100)의 상부에서 열을 보상할 수 있다.
As such, the reflectors 600, 600A, 600B are disposed on top of the process tube 100 to reflect heat from the heat line 400 to the process tube 100, Can play a role. Thus, heat can be compensated at the top of the process tube 100.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.

10, 20, 30... 기판 처리 장치
100... 공정 튜브
110... 외측 튜브
120... 내측 튜브
200... 히터 블록
300... 커버 블록
400... 열선
500... 제어부
600, 600A, 600B... 반사부10, 20, 30 ... substrate processing apparatus
100 ... process tube
110 ... outer tube
120 ... inner tube
200 ... heater block
300 ... cover block
400 ... heat line
500 ... controller
600, 600A, 600B,

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 복수의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 보트를 내부에 수용하는 공정 튜브;
상기 공정 튜브를 내부에 수용하는 히터 블록;
상기 히터 블록의 상부에 배치되어 상기 공정 튜브를 덮는 커버 블록;
상기 히터 블록의 내측면에 배치되어 상기 공정 튜브를 가열하는 열선; 및
상기 커버 블록의 하부면에 구비되어 상기 열선으로부터 가해지는 열을 상기 공정 튜브로 반사시키는 반사부를 포함하고,
상기 히터 블록은 상기 공정 튜브보다 상부로 연장되어 상기 커버 블록과 함께 상기 공정 튜브의 상부에 가열 공간을 제공하고,
상기 열선은 상기 공정 튜브보다 상부로 연장되어 상기 가열 공간을 향하는 부분이 상기 가열 공간을 가열하고,
상기 반사부는 상기 커버 블록에서 상기 공정 튜브를 향해 연장되는 반사면을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
A process tube accommodating therein a wafer boat loaded with a plurality of wafers;
A heater block accommodating the process tube therein;
A cover block disposed on the heater block and covering the process tube;
A heating wire disposed on an inner surface of the heater block to heat the process tube; And
And a reflector provided on a lower surface of the cover block and reflecting the heat applied from the hot line to the process tube,
The heater block extending above the process tube to provide a heating space at the top of the process tube with the cover block,
Wherein the heating line extends upwardly from the process tube so that the portion facing the heating space heats the heating space,
Wherein the reflective portion has a reflective surface extending from the cover block toward the process tube.
제5항에 있어서,
상기 반사부는 상기 반사면을 관통하는 복수의 관통홀을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the reflective portion has a plurality of through holes passing through the reflective surface.
삭제delete 삭제delete
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