KR200284632Y1 - Vertical Furnace with an Advanced Heater Structure - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 제조 공정에 사용되는 종형로에 관한 것으로, 챔버를 형성하는 종형로를 하부에서 지지하는 매니폴드, 매니폴드 상부에 지지고정되는 히터베이스, 히터베이스에 의해 측면지지되며 챔버를 형성하는 튜브의 수직 방향을 따라 튜브의 하단부까지 연장되어 형성된 히터, 및 히터를 측면에서 보조지지하는 히터고정대를 포함하는 반도체 제조용 종형로 장치이다.The present invention relates to a vertical furnace used in the semiconductor manufacturing process, a manifold supporting the vertical furnace forming the chamber from the bottom, a heater base supported on the upper manifold, the side is supported by the heater base to form a chamber It is a vertical furnace apparatus for manufacturing a semiconductor comprising a heater formed extending to the lower end of the tube along the vertical direction of the tube, and a heater fixing support for supporting the heater from the side.

Description

히터 구조를 개선한 반도체 제조용 종형로{Vertical Furnace with an Advanced Heater Structure}Vertical Furnace with an Advanced Heater Structure for Improved Heater Structure

본 고안은 반도체장치 제조에 사용되는 종형 로장비(Vertical Furnace)에 관한 것으로, 상세하게는 로 내에 설치된 히터의 열이 석영 튜브의 모든 부분을 고루 가열할 수 있도록 히터의 구조를 개선한 종형로에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical furnace used for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a vertical furnace in which the heater structure is improved so that the heat of the heater installed in the furnace can heat all parts of the quartz tube evenly. It is about.

반도체 장치의 제조공정에서는 소자 형성을 위한 여러 가지 물질막을 형성하고 패턴닝하기 위해 다양한 공정이 다양한 환경에서 이루어진다. 이들 공정 가운데상당 부분이 고온에서 이루어지고 이러한 고온 환경을 부여하기 위해 몇 가지형태의 가열방법이 사용된다.In the manufacturing process of semiconductor devices, various processes are performed in various environments to form and pattern various material films for forming devices. Many of these processes take place at high temperatures and several types of heating methods are used to provide this high temperature environment.

그 가운데에는 히터 벽체 내부 공간에 석영의 튜브를 설치하고 이 튜브 내에 웨이퍼를 넣어 고온의 공정 환경을 만들어주는 경우가 있다. 흔히 이런 형태를 로(Furnace)형 설비라 한다. 일반적으로 이런 로장비에는 대량의 웨이퍼가 한꺼번에 적재도구에 실려 공정 공간에 투입되는 배치방식을 사용하게 되며, 반도체장치 제조공정상 열산화막을 형성하거나, 주입된 원소를 확산시키는 확산로로 많이 사용된다.In some cases, a quartz tube is installed in a space inside the heater wall, and a wafer is placed inside the tube to create a high-temperature processing environment. This type is often referred to as furnace type equipment. In general, such a furnace equipment uses a batch method in which a large amount of wafers are loaded into a loading tool at a time and put into a process space. In the semiconductor device manufacturing process, a thermal oxide film is formed or a diffusion furnace for diffusing injected elements.

이러한 로형 장비 가운데 많이 사용되는 것은 종형로(vertical furnace)로서, 여기서는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapour Deposition) 공정이 주로 이루어진다. LPCVD는 고온 진공 분위기에서 공간 내로 소오스 가스를 투입하면 투입된 가스는 서로 반응하여 반응물질을 형성하면서 동시에 진공 공간에서 확산되어 그 과정 속에서 웨이퍼상에 막으로 적층되는 현상을 이용한 것이다.The most commonly used furnace type is a vertical furnace, in which a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process is mainly performed. LPCVD utilizes a phenomenon in which, when a source gas is introduced into a space in a high temperature vacuum atmosphere, the injected gases react with each other to form a reactant, and at the same time, are diffused in a vacuum space and stacked in a film on a wafer in the process.

도1은 종래의 종형로 구조의 단면을 개략적으로 도시하고 있다.Figure 1 schematically shows a cross section of a conventional longitudinal furnace structure.

로는 가장 안쪽의 실린더형으로 된 내측 튜브(미도시)를 내장하며 실린더 위쪽이 돔형으로 폐쇄된 형태의 외측 튜브(4)와, 외측 튜브(4)의 외측에 위치하여 외측 튜브(4)를 가열하는 히터(1)로 구비되어 있다. 튜브는 주로 석영재질로 이루어지며 히터의 열이 복사와 전도로 튜브를 통해 내부에 적재된 웨이퍼 및 튜브 내부 공간인 챔버(6)에 미치게 된다.The furnace has an inner tube (not shown) of the innermost cylinder shape, and the outer tube 4 of the dome-shaped closed upper part of the cylinder and the outer tube 4 are located outside the outer tube 4 to heat the outer tube 4. The heater 1 is provided. The tube is mainly made of quartz and the heat of the heater is directed to the chamber 6 which is the wafer and the tube inner space loaded therein through the radiation and conduction tube.

히터(1)의 하부에는 히터(1)를 지지고정하는 히터베이스(2)가 위치하고, 히터베이스(2)는 고정핀(5)에 의해 매니폴드(3)에 고정되어 있다. 매니폴드(3)에는 프로세스가스가 주입되는 인입관(7) 등이 설치되어 있다.The heater base 2 which supports the heater 1 is located in the lower part of the heater 1, and the heater base 2 is being fixed to the manifold 3 by the fixing pin 5. As shown in FIG. The manifold 3 is provided with an inlet pipe 7 through which process gas is injected.

이러한 구조를 갖는 종래의 종형로에서, 가스 주입 후 챔버(6) 내에서 증착 등의 화학반응을 위하여 히터를 가열하면, 도1의 구조에서 보는 바와같이, 외측 튜브(4)의 하부에까지 히터(1)의 열이 완전히 전달되지 못하고 있다. 이때, 히터(1)의 열이 완전히 전달되는 외측 튜브(4)의 상부와 히터(1)의 열이 불완전하게 전달되는 외측 튜브(4)의 하부 사이에 온도편차에 A위치부터 증착이 발생하며, 이로 인하여 히터(1)와 매니폴드(3) 사이의 A 위치에 크랙(crack)의 발생이 집중된다. 이러한 크랙의 발생은, 프로세스 진행 중에 파티클을 다량으로 발생시켜 공정의 불량율을 높이게 되고, 발생한 파티클을 제거하기 위해 튜브를 자주 세척하여야 하므로, 이는 공정을 복잡하게 할 뿐 아니라 장비의 수명을 감소시켜 원가 상승의 주요 원인이 되고 있다.In a conventional vertical furnace having such a structure, when the heater is heated for chemical reaction such as deposition in the chamber 6 after gas injection, as shown in the structure of FIG. The heat in 1) is not completely transferred. At this time, the deposition occurs from the position A in the temperature deviation between the upper portion of the outer tube 4, the heat of the heater 1 is completely transmitted and the lower portion of the outer tube 4, the heat of the heater 1 is incompletely transferred. As a result, cracks are concentrated at the A position between the heater 1 and the manifold 3. The occurrence of such cracks increases the defect rate of the process by generating a large amount of particles during the process, and the tube must be frequently cleaned to remove the particles, which not only complicates the process but also reduces the life of the equipment, thereby reducing the cost. It is a major cause of the rise.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 튜브에 발생하는 크랙을 방지하여 공정의 불량율의 원인이 되는 파티클의 발생을 최대한 억제하며, 결과적으로 튜브의 수명을 최대로 하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve this problem, to prevent the cracks occurring in the tube to suppress the generation of particles that cause the failure rate of the process to the maximum, and as a result, to maximize the life of the tube.

도1은 종래의 종형로 구조의 개략 단면도, 그리고1 is a schematic cross-sectional view of a conventional longitudinal furnace structure, and

도2는 본 고안에 따른 종형로 구조의 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a vertical furnace structure according to the present invention.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on main parts of drawing

2: 히터베이스 3: 매니폴드2: heater base 3: manifold

4: 외측 튜브 5: 고정핀4: outer tube 5: holding pin

6: 챔버 7: 가스 인입관6: chamber 7: gas inlet pipe

11: 히터 13: 히터고정대11: Heater 13: Heater Fixture

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 튜브의 하단까지 가열할 수 있도록 히터의 위치를 개선시킨 종형로 구조를 제공한다.In order to achieve this object, the present invention provides a longitudinal furnace structure in which the position of the heater is improved to be heated to the bottom of the tube.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 고안에 따른 종형로 구조의 개략 단면도이다. 도2에 도시된 바와같이, 종형로는 매니폴드(3), 고정핀(5), 히터베이스(2), 외측 튜브(4), 챔버(6), 가스 인입관(7)과 히터(11) 및 히터고정대(13) 등으로 구성된다.2 is a schematic cross-sectional view of a vertical furnace structure according to the present invention. As shown in FIG. 2, the vertical furnace has a manifold 3, a fixing pin 5, a heater base 2, an outer tube 4, a chamber 6, a gas inlet tube 7 and a heater 11. ) And the heater fixing stand 13 or the like.

외측 튜브(4)는 매니폴드(3)에 지지고정되고, 가스 인입관(7)은 매니폴드(3)에 설치되어 있다.The outer tube 4 is fixed to the manifold 3, and the gas inlet pipe 7 is provided in the manifold 3.

히터(11)는 히터베이스(2)에 결합되며, 여기서 히터(11)의 하부 위치는 외측 튜브(4)의 하단부까지 연장되어 있다(B 부분).The heater 11 is coupled to the heater base 2, where the lower position of the heater 11 extends to the lower end of the outer tube 4 (part B).

또한, 히터베이스(2)로 지지되는 히터(11)를 더욱 공고히 지지하기 위하여 히터베이스(2) 상부에 히터고정대(13)가 별도로 구비되어 있다.In addition, in order to more firmly support the heater 11 supported by the heater base 2, a heater fixing stand 13 is separately provided on the heater base 2.

이러한 구조를 갖는 본 고안의 종형로에서, 히터에 의해 가열된 챔버(6) 내에 공정가스를 주입하여 증착 등의 화학반응을 일으키게 될 때, 도2의 구조에서 보는 바와같이, 히터(11)가 외측 튜브(4)의 하부에까지 연장 구성되어 있어서, 외측 튜브(4)의 하부까지 가열을 할 수 있게 되어 있다. 따라서, 히터(11)의 열이 외측 튜브(4)의 상부 및 하부 전체를 고르게 가열하게 됨으로써, 매니폴드(3)와 히터(11) 사이에서 발생하는 온도편차를 없앰으로써, 히터(11)와 매니폴드(3) 사이의 B 위치에 크랙(crack) 등의 발생이 방지된다.In the vertical furnace of the present invention having such a structure, when a process gas is injected into the chamber 6 heated by the heater to cause a chemical reaction such as vapor deposition, as shown in the structure of FIG. It extends to the lower part of the outer side tube 4, and can be heated to the lower part of the outer side tube 4. Accordingly, the heat of the heater 11 evenly heats the entire upper and lower portions of the outer tube 4, thereby eliminating the temperature deviation generated between the manifold 3 and the heater 11, thereby reducing the temperature between the heater 11 and the heater 11. The occurrence of cracks or the like is prevented at the B position between the manifolds 3.

또한, 히터베이스(2) 상부에 설치된 히터고정대(13)는 히터(11)를 측면에서 견고히 지지고정함으로써, 히터베이스(2)의 측면에서 하부로 연장되어 있음으로 인하여 발생할 수 있는 히터(11)의 지지도 약화를 방지한다.In addition, the heater fixing stand 13 installed on the heater base 2 is fixed to support the heater 11 firmly from the side, so that the heater 11 that may be caused by extending downward from the side of the heater base 2. The support also prevents the weakening.

이상의 구조 및 작용을 갖는 본 고안의 종형로 구조에 의하면, 튜브에 발생하는 크랙을 방지하여 공정의 불량율의 원인이 되는 파티클의 발생을 최대한 억제할 수 있으며, 결과적으로 튜브의 수명을 최대로 하여 종형로의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 장비의 가동률의 향상, 공정의 안정화 및 생산성의 향상을 도모할 수 있다.According to the vertical furnace structure of the present invention having the above structure and action, it is possible to prevent the cracks generated in the tube to suppress the generation of particles that cause the failure rate of the process to the maximum, and consequently to maximize the life of the tube The life of the furnace can be extended. In addition, the operation rate of the equipment can be improved, the process can be stabilized, and the productivity can be improved.

Claims (1)

반도체 제조 공정에 사용되는 종형의 로에 있어서,In the vertical furnace used in the semiconductor manufacturing process, 챔버를 형성하는 종형로를 하부에서 지지하는 매니폴드;A manifold supporting the longitudinal furnace which forms the chamber from below; 상기 매니폴드 상부에 지지고정되는 히터베이스;A heater base supported and fixed on the manifold; 상기 히터베이스에 의해 측면지지되며, 상기 챔버를 형성하는 튜브의 수직 방향을 따라 상기 튜브의 하단부까지 연장되어 형성된 히터; 및A heater which is laterally supported by the heater base and extends to a lower end of the tube along a vertical direction of the tube forming the chamber; And 상기 히터를 측면에서 보조지지하는 히터고정대를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 종형로 장치.Vertical furnace apparatus for manufacturing a semiconductor, characterized in that it comprises a heater fixing support for supporting the heater from the side.