KR20210050725A - Tube and substrate processing apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입구를 형성하는 테두리의 쿨링이 가능한 튜브 및 그를 이용한 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a tube capable of cooling an edge forming an inlet, and a substrate processing apparatus using the same.
기판처리장치는 웨이퍼와 같은 기판에 절연막, 보호막, 산화막, 금속막 등을 증착하기 위한 장치이다.The substrate processing apparatus is an apparatus for depositing an insulating film, a protective film, an oxide film, a metal film, etc. on a substrate such as a wafer.
기판처리장치의 일례로 리액터(Reactor)가 예시될 수 있다. A reactor may be exemplified as an example of a substrate processing apparatus.
리액터는 고온의 열처리를 통하여 웨이퍼에 박막을 증착하는 장치이며, 한 번에 많은 수의 웨이퍼를 처리하기 위하여 보트(Boat)를 이용하도록 구성된다.The reactor is a device that deposits a thin film on a wafer through high-temperature heat treatment, and is configured to use a boat to process a large number of wafers at once.
보트는 일정한 매수 단위(예시적으로 180매)로 웨이퍼들을 다층으로 차지(Charge)하도록 구성되며, 리액터는 웨이퍼들을 차지(Charge)한 보트를 수직으로 반입하거나 반출하는 구조를 갖는다. The boat is configured to charge wafers in multiple layers in a predetermined unit (e.g. 180 sheets), and the reactor has a structure in which the boat charged with the wafers is vertically carried in or out.
보트의 하부에는 단열부가 구성된다. 단열부는 웨이퍼 공정이 진행되는 보트가 위치한 공간의 온도 환경을 외부와 분리하기 위한 것이다.Insulation is formed in the lower part of the boat. The thermal insulation part is for separating the temperature environment of the space where the boat where the wafer process is performed is located from the outside.
공정의 진행을 위하여, 보트와 단열부는 리액터에 수직으로 반입되며, 반입된 보트와 단열부는 리액터의 튜브 내에 수용된다. In order to proceed with the process, the boat and the heat insulation part are carried vertically into the reactor, and the carried boat and the heat insulation part are accommodated in the tube of the reactor.
튜브는 웨이퍼 공정이 진행되는 보트가 위치한 공간을 외부와 분리하는 역할을 한다. The tube serves to separate the space in which the boat where the wafer process is performed is located from the outside.
리액터는 일반적으로 이너 튜브와 아우터 튜브를 포함하는 이중 튜브 구조로 설계된다. 이너 튜브는 보트 및 단열부를 수용하며 공정 환경을 형성하고, 아우터 튜브는 이너 튜브를 수용하며 이너 튜브를 보호한다.The reactor is generally designed in a double tube structure including an inner tube and an outer tube. The inner tube accommodates the boat and thermal insulation and forms a process environment, and the outer tube houses the inner tube and protects the inner tube.
아우터 튜브의 외부에는 히팅 블록이 구성되며, 히팅 블록은 이너 튜브의 내부 공간이 공정을 위한 온도 환경을 갖도록 발열된다.A heating block is formed outside the outer tube, and the heating block generates heat so that the inner space of the inner tube has a temperature environment for the process.
이너 튜브와 아우터 튜브의 하부에는 매니폴드가 구성된다. 그리고, 단열부의 하부에는 캡 플랜지가 구성된다.A manifold is formed under the inner tube and the outer tube. And, a cap flange is configured in the lower part of the heat insulation part.
캡 플랜지는 보트 및 단열부를 탑재하고 승강 또는 하강할 수 있다.The cap flange mounts the boat and insulation and can be raised or lowered.
캡 플랜지가 승강하면, 보트 및 단열부가 이너 튜브에 반입되고, 캡 플랜지의 테두리는 기밀을 유지하기 위하여 매니폴드의 하부와 조립된다. When the cap flange is raised and lowered, the boat and the heat insulating part are carried into the inner tube, and the rim of the cap flange is assembled with the lower part of the manifold to maintain airtightness.
캡 플랜지가 하강하면, 보트 및 단열부가 이너 튜브에서 반출되며, 캡 플랜지와 매니폴드의 조립 상태가 해제된다.When the cap flange is lowered, the boat and the heat insulating portion are carried out from the inner tube, and the assembled state of the cap flange and the manifold is released.
기밀을 유지하기 위하여, 캡 플랜지와 매니폴드 사이 및 매니폴드와 아우터 튜브 사이에 오링이 각각 구성된다.In order to maintain airtightness, O-rings are formed between the cap flange and the manifold and between the manifold and the outer tube, respectively.
아우터 튜브는 히팅 블록의 발열에 의해 가열된다. 히팅 블록은 캡 플랜지가 하강하여 보트 및 단열부가 이너 튜브에서 반출된 경우에도 발열을 지속하므로, 아우터 튜브도 보트 지속적으로 가열된다.The outer tube is heated by the heat generated by the heating block. The heating block continues to generate heat even when the cap flange is lowered and the boat and the heat insulating portion are taken out of the inner tube, so that the outer tube is also heated continuously.
상기와 같이 가열된 아우터 튜브에 의해, 열적 손상(Thermal Damage)이 매니폴드와 아우터 튜브 사이의 오링에 발생될 수 있다. 오링이 열적 손상되는 경우 기밀을 유지하는데 어려움이 있다.Due to the outer tube heated as described above, thermal damage may occur in the O-ring between the manifold and the outer tube. If the O-ring is thermally damaged, it is difficult to maintain airtightness.
상기한 오링의 열적 손상을 방지하기 위하여, 매니폴드는 오링이 구성되는 위치의 하측 내부에 프로세스 쿨링 워터(Process Cooling Water: PCW)가 순환되도록 구성될 수 있다. 매니폴드의 오링이 구성되는 위치는 쿨링 워터의 순환에 의해 쿨링될 수 있으며, 오링의 열적 손상은 쿨링된 매니폴드에 의해 방지될 수 있다.In order to prevent thermal damage to the O-ring, the manifold may be configured such that Process Cooling Water (PCW) circulates inside the lower side of the location where the O-ring is configured. The position where the O-ring of the manifold is configured can be cooled by circulation of cooling water, and thermal damage of the O-ring can be prevented by the cooled manifold.
그러나, 프로세스 쿨링 워터는 비열이 높은 액체 냉매이므로 오링에 대한 온도 조절에 한계가 있다.However, since the process cooling water is a liquid refrigerant having a high specific heat, there is a limit to temperature control for the O-ring.
그리고, 매니폴드가 낮은 온도를 유지하는 경우, 공정에 따라 매니폴드의 내벽에 파우더가 형성되는 문제점이 있다.In addition, when the manifold maintains a low temperature, there is a problem in that powder is formed on the inner wall of the manifold depending on the process.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 오링과 접하는 테두리가 순환되는 기체와 같은 냉매에 의해 쿨링됨으로써 하부에 접하는 매니폴드의 오링을 열적 손상으로부터 보호할 수 있는 기판처리장치의 튜브를 제공함을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problem, and provides a tube of a substrate processing apparatus capable of protecting the O-ring of a manifold in contact with the lower side from thermal damage by being cooled by a refrigerant such as a circulating gas. The purpose.
또한, 본 발명은 매니폴드와 접하는 아우터 튜브의 테두리가 순환되는 기체와 같은 냉매에 의해 쿨링됨으로써 아우터 튜브의 열이 하부의 매니폴드로 전달되는 것을 억제할 수 있는 기판처리장치를 제공함을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of suppressing the transfer of heat from the outer tube to the lower manifold by cooling the rim of the outer tube in contact with the manifold by a refrigerant such as circulating gas. do.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 기판처리장치의 튜브는, 하부에 입구를 형성하는 테두리를 구비하며, 상기 테두리의 내부에 냉매의 흐름을 위한 쿨링 유로가 형성되고, 상기 냉매에 의해 상부의 열이 상기 테두리의 하부로 전달되는 것이 억제됨을 특징으로 한다.The tube of the substrate processing apparatus of the present invention for achieving the above technical problem has an edge forming an inlet at the lower portion, a cooling passage for the flow of refrigerant is formed in the inside of the edge, and the upper column is heated by the refrigerant. It is characterized in that the transmission to the lower portion of the rim is suppressed.
또한, 본 발명의 기판처리장치는, 이너 튜브; 하부에 입구를 형성하며 내부에 냉매의 흐름을 위한 쿨링 유로가 형성된 테두리를 구비하고, 상기 이너 튜브를 수용하는 아우터 튜브; 및 상기 아우터 튜브의 상기 테두리 하부에 조립되는 매니폴드;를 구비함을 특징으로 한다.In addition, the substrate processing apparatus of the present invention comprises: an inner tube; An outer tube having an inlet formed at a lower portion thereof and having a rim formed with a cooling passage for the flow of refrigerant therein, and accommodating the inner tube; And a manifold assembled under the rim of the outer tube.
본 발명에 의하면, 튜브의 하부에 입구를 형성하는 테두리가 기체와 같은 냉매에 의해 쿨링됨으로써 상부의 열이 하부의 매니폴드의 오링으로 전달되는 것이 억제될 수 있고, 그 결과 오링을 열적 손상으로부터 보호할 수 있다.According to the present invention, since the rim forming the inlet at the lower part of the tube is cooled by a refrigerant such as gas, it is possible to suppress the transfer of upper heat to the O-ring of the lower manifold, and as a result, protect the O-ring from thermal damage. can do.
또한, 본 발명에 의하면, 이너 튜브와 아우터 튜브 중 아우터 튜브의 테두리가 내부에 순환되는 기체와 같은 냉매에 의해 쿨링됨으로써 상부의 열이 하부의 매니폴드로 전달되는 것이 억제될 수 있다.In addition, according to the present invention, since the rim of the outer tube among the inner tube and the outer tube is cooled by a refrigerant such as gas circulating therein, it is possible to suppress the transfer of upper heat to the lower manifold.
그러므로, 매니폴드와 아우터 튜브의 사이에 실링을 위해 구성되는 오링이 열적 손상으로부터 보호될 수 있으며, 기판처리장치의 신뢰성이 개선될 수 있다.Therefore, the O-ring configured for sealing between the manifold and the outer tube can be protected from thermal damage, and the reliability of the substrate processing apparatus can be improved.
또한, 오링을 열적 손상으로부터 보호하기 위하여 매니폴드 자체를 쿨링시킬 필요가 없기 때문에, 매니폴드가 과도하게 낮은 온도를 유지하는 것이 방지될 수 있다. 그러므로, 공정에 따라 매니폴드의 내벽에 파우더가 생성되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 공정 신뢰성이 개선될 수 있는 이점이 있다.In addition, since it is not necessary to cool the manifold itself to protect the O-ring from thermal damage, the manifold can be prevented from maintaining an excessively low temperature. Therefore, it is possible to prevent the powder from being generated on the inner wall of the manifold according to the process, and as a result, there is an advantage that the process reliability can be improved.
도 1은 본 발명의 기판처리장치의 바람직한 실시예를 나타내는 단면도.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대 단면도.
도 3은 도 2의 3-3 부분 횡 단면도.
도 4는 테두리, 결합 커버 및 포트들의 일부 분해 사시도.
도 5는 냉매 공급 장치와 모니터링 장치를 설명하기 위한 도면.1 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of portion A of FIG. 1.
3 is a partial cross-sectional view of 3-3 in FIG. 2.
Figure 4 is a partial exploded perspective view of the rim, coupling cover and ports.
5 is a view for explaining a refrigerant supply device and a monitoring device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Terms used in the present specification and claims are not limited to a conventional or dictionary meaning and are not interpreted, but should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical matters of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.Since the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, various equivalents and modifications that can replace them at the time of the present application are There may be.
도 1의 기판처리장치의 실시예는 아우터 튜브(10)와 이너 튜브(20)를 갖는 이중 튜브 구조를 갖는 리액터를 예시한 것이다. 그리고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대 단면도이고, 도 3은 도 2의 3-3 부분 횡 단면도이다. 또한, 도 4는 테두리(14), 결합 커버(16) 및 포트들의 일부 분해 사시도이다.The embodiment of the substrate processing apparatus of FIG. 1 illustrates a reactor having a double tube structure having an
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 기판처리장치의 실시예를 설명한다.An embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
도 1의 실시예는 아우터 튜브(10), 이너 튜브(20), 매니폴드(30), 캡 플랜지(40), 단열부(50), 보트(60), 가스 분사 노즐(70), 구동부(80) 및 조립 링(35)을 포함한다.The embodiment of FIG. 1 is an
아우터 튜브(10)는 이너 튜브(20)가 내부 및 외부의 환경 차(압력 차 및 온도 차)에 의해 손상되는 것을 방지하기 위한 완충 공간 즉 이격된 공간을 형성하기 위한 것이다.The
예시적으로, 아우터 튜브(10)는 실린더 형상을 가지며, 측벽의 하부에 이너 튜브(20)로부터 배기된 가스를 배기하기 위한 배기구(12)가 형성되고, 하부에 개방된 입구를 형성하는 테두리(14)를 구비한다. 아우터 튜브(10)는 예시적으로 석영 재질로 형성될 수 있다.Exemplarily, the
테두리(14)의 상부의 아우터 튜브(10)의 몸체는 이너 튜브(20)의 직경보다 큰 실린더형으로 예시되며, 아우터 튜브(10)는 이너 튜브(20)를 내부에 수용할 수 있는 볼륨을 갖는다.The body of the
그리고, 아우터 튜브(10)의 테두리(14)는 외측벽에서 소정 폭 돌출되며 소정 두께를 갖도록 형성된다. 그리고, 테두리(14)의 내부에는 쿨링 유로(CL)가 형성되며, 쿨링 유로(CL)는 냉매가 테두리(14)를 따라 순환되도록 형성된다. Further, the
도 3과 같이, 쿨링 유로(CL)의 인렛 위치에는 인렛 포트(IP)가 구성되고, 쿨링 유로(CL)의 아웃렛 위치에는 아웃렛 포트(OP)가 구성된다. As shown in FIG. 3, an inlet port IP is configured at an inlet position of the cooling path CL, and an outlet port OP is configured at an outlet position of the cooling path CL.
인렛 포트(IP)는 냉매를 외부로부터 쿨링 유로(CL)로 공급하는 경로를 제공하며, 아웃렛 포트(OP)는 냉매를 쿨링 유로(CL)에서 외부로 배출하는 경로를 제공한다. 상기한 인렛 포트(IP)와 아웃렛 포트(OP)는 결합 커버(16)를 이용하여 테두리(14)의 인렛 위치 및 아웃렛 위치에 구성될 수 있다. 인렛 포트(IP)와 아웃렛 포트(OP)의 구체적인 구성의 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.The inlet port IP provides a path for supplying the refrigerant from the outside to the cooling flow path CL, and the outlet port OP provides a path for discharging the refrigerant from the cooling flow path CL to the outside. The inlet port IP and the outlet port OP may be configured at the inlet position and the outlet position of the
한편, 상기한 아우터 튜브(10)의 내부에 구성되는 이너 튜브(20)는 기판인 웨이퍼(WF)에 박막이 형성되는 반응 공간을 형성하기 위한 것이며, 하부의 입구를 통하여 반입되는 보트(60) 및 단열부(50)를 수용한다. 보트(60)는 반입되는 경우 이너 튜브(20)의 중앙의 상부에 위치하며, 단열부(50)는 반입되는 경우 이너 튜브(20)의 중앙의 하부에 위치한다.On the other hand, the
이너 튜브(20)의 내부 공간의 일측에 수직으로 설치된 가스 분사 노즐(70)이 위치한다.A
이너 튜브(20)의 측벽 중 가스 분사 노즐(70)이 위치한 곳과 반대쪽에는 분사구들(24, 26)이 형성된다. In the side wall of the
이 중, 분사구들(24)은 보트(60)와 마주하는 위치에 수직으로 일렬로 형성되며, 분사구(26)는 아우터 튜브(10)의 분사구(12)와 적어도 일부가 마주하는 위치에 형성된다.Among them, the
분사구들(24)은 보트(60)를 거치며 웨이퍼 공정에 이용된 이너 튜브(20) 내부의 공정 가스를 아우터 튜브(10)로 배기하기 위한 것이며, 분사구(26)는 단열부(50)를 거친 퍼지 가스를 아우터 튜브(10)로 배기하기 위한 것이다. The
매니폴드(30)는 상기한 아우터 튜브(10)와 이너 튜브(20)의 하부에 구성된다.The manifold 30 is configured under the
매니폴드(30)는 테두리(16)에 접하는 결합 커버(16)를 이용하여 아우터 튜브(10)의 테두리(14)와 결합될 수 있다. 매니폴드(30)는 결합 커버(16)와 볼트와 너트(도시되지 않음)를 이용하거나 별도의 클램프(도시되지 않음)를 이용하여 조립될 수 있으며, 이는 당업자에 의해 용이하게 실시될 수 있으므로 대한 구체적인 방법의 예시 및 설명은 생략한다. The manifold 30 may be coupled to the
여기에서, 결합 커버(16)는 테두리(14)의 상면과 측면을 커버하면서 접하는 "ㄱ" 형상으로 꺽어진 링 형태로 구성될 수 있으며, 인렛 포트(IP)와 아웃렛 포트(OP)를 결합하기 위한 구성을 가질 수 있다. 상기한 결합 커버(16)의 구체적인 구성의 설명은 후술하는 도 3 및 4를 참조하여 상세히 설명한다.Here, the
그리고, 매니폴드(30)의 내측의 상부에 조립 링(35)이 조립되며, 조립 링(35)은 입구를 형성하는 이너 튜브(20)의 하단을 지지한다. 조립 링(35)은 예시적으로 아우터 튜브(10)의 입구와 이너 튜브(20)의 입구 간의 이격된 간격을 밀폐하기 위하여 구성된 것으로 이해될 수 있다.In addition, the
상기한 매니폴드(30)는 캡 플랜지(40)의 테두리의 상부에 구성되며, 캡 플랜지(40)와 이너 튜브(20) 사이에 가스를 공급하도록 구성된다. 이를 위하여, 매니폴드(30)의 측벽에는 가스를 공급하기 위한 인렛(74)이 설치되며, 인렛(74)은 가스 분사 노즐(70)의 하부와 결합된다.The manifold 30 is configured above the rim of the
매니폴드(30)의 상면에는 아우터 튜브(10)가 구성된다. 아우터 튜브(10)의 테두리(14)의 저면은 매니폴드(30)의 상면과 접하며,, 이들 사이는 오링(O-ring)(OR)이 기밀을 유지하기 위하여 구성된다. 오링(OR)은 매니폴드(30)의 상면에 아우터 튜브(10)의 테두리(14)를 따라 형성된 채널에 삽입되도록 구성되는 것으로 예시될 수 있다.An
그리고, 매니폴드(30)는 하측이 캡 플랜지(40)와 접하도록 구성되고, 이들 사이도 오링(OR)이 기밀을 유지하기 위하여 구성됨이 바람직하다.In addition, the manifold 30 is configured such that the lower side is in contact with the
캡 플랜지(40)는 상부에 구성되는 보트(60), 단열부(50)를 지지하며, 승강 또는 하강되도록 구성될 수 있다. The
캡 플랜지(40)의 승강 또는 하강은 하부에 구성되는 승하강 모듈(도시되지 않음)에 의해 제어될 수 있다. The lifting or lowering of the
보트(60) 및 단열부(50)는 캡 플랜지(40)의 승강에 의해 이너 튜브(20) 내에 반입될 수 있다. 이때, 캡 플랜지(40)의 에지는 매니폴드(30)의 하측과 접하여 실링을 유지한다.The
이와 반대로, 보트(60) 및 단열부(50)는 캡 플랜지(40)의 하강에 의해 이너 튜브(20)의 외부로 반출될 수 있다. 이때, 캡 플랜지(40)의 에지는 매니폴드(30)의 하측과 분리된다.Conversely, the
도 1은 캡 플랜지(40)의 승강에 의해, 이너 튜브(20) 내에 보트(60) 및 단열부(50)가 위치된 상태를 예시한 것이다.1 illustrates a state in which the
구동부(80)는 캡 플랜지(40)의 하부에 구성되며 캡 플랜지(40)를 관통하여 단열부(50) 중 내부 단열부(52)와 결합되는 구동축을 구비한다.The
구동부(80)는 구동축을 회전시킴으로써 상부의 내부 단열부(52)에 회전력을 전달한다.The driving
한편, 단열부(50)는 보트(60)의 하부 및 캡 플랜지(40)의 상부에 구성된다. 단열부(50)는 내부 단열부(52)와 외부 단열부(54)를 포함한다. 내부 단열부(52)와 외부 단열부(54)는 단열재로써 구성된다. On the other hand, the
외부 단열부(54)는 중심에 세로 방향의 장공을 가지며 균일한 두께의 측벽을 가지며, 내부 단열부(52)는 외부 단열부(54)의 장공에 삽입되는 원 기둥 형상을 갖는다. 외부 단열부(54)는 캡 플랜지(40)의 상면과 접하면서 고정되도록 구성될 수 있다.The outer
내부 단열부(52)는 구동부(80)로부터 전달되는 회전력을 상부의 보트(60)로 전달할 수 있다.The internal
보트(60)는 기판들 즉 웨이퍼들(WF)을 차지(Charge)하도록 구성된다. 보트(60)는 상부 지지판(62), 하부 지지판(64) 및 복수의 라드(Rod, 66)를 구비한다. 상부 지지판(62)과 하부 지지판(64)은 서로 평행하게 이격 배치되며 이들 사이에 수직으로 설치되는 복수의 라드(66)에 의해 고정된다. 그리고, 복수의 라드(66) 각각에는 웨이퍼(WF)를 차지하기 위한 슬롯들이 복수의 층을 이루도록 형성된다. 각 층의 웨이퍼(WF)는 복수의 라드(36) 사이에 위치된 후 라드(66)의 동일 층의 슬롯들에 안착될 수 있다.The
보트(60)는 상기한 단열부(50) 중 내부 단열부(52)의 상부와 결합되도록 구성된다.The
상기한 구성에 의해, 보트(60)는 웨이퍼 공정 중에 내부 단열부(52)를 통해 전달되는 회전력에 의해 회전될 수 있다. 상기한 회전에 의해 공정 가스는 보트(60)에 차지된 웨이퍼들(WF)의 전면에 고르게 공급될 수 있다.With the above configuration, the
보트(60)와 단열부(50)의 일측에 가스 분사 노즐(70)이 수직으로 설치된다. 가스 분사 노즐(70)은 이너 튜브(20)의 노즐 영역에 설치되며 다양한 형상을 갖도록 다양하게 구성될 수 있다. 가스 분사 노즐(70)은 분사구들(72)을 구비한다.A
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의하면, 공정 가스는 가스 분사 노즐(70)로 유입된 후 상부로 이동되는 과정에서 활성화되며 분사구들(72)를 통하여 보트(60)의 웨이퍼들(WF)로 분사될 수 있다. According to the embodiment of the present invention configured as described above, the process gas is activated in the process of flowing upward after flowing into the
그리고, 보트(60)의 웨이퍼들(WF)로 분사된 공정 가스는 보트(60)의 웨이퍼(WF)를 거치거나 이너 튜브(20)의 내벽을 따라 흐른 후 이너 튜브(20)의 배기구들(24)을 통하여 배기될 수 있다. 이너 튜브(20)의 배기구들(24)에서 배기된 대부분의 공정 가스는 아우터 튜브(10)의 배기구(12)를 통하여 외부로 배출된다.In addition, the process gas injected to the wafers WF of the
그리고, 캡 플랜지(40) 또는 매니폴드(30)에 퍼지 가스를 위한 유입 구조(도시되지 않음)가 구성될 수 있으며, 이를 통하여 퍼지 가스가 단열부(50)의 하부로 공급될 수 있고 이너 튜브(20)의 배기구(26) 및 아우터 튜브(10)의 배기구(12)를 통하여 배기될 수 있다.In addition, an inlet structure (not shown) for the purge gas may be configured in the
상기한 도 1과 같이 구성되는 기판 처리 장치에서, 아우터 튜브(10)의 외부에 히팅 블록(도시되지 않음)이 구성된다.In the substrate processing apparatus configured as shown in FIG. 1, a heating block (not shown) is configured outside the
히팅 블록은 아우터 튜브(10)의 측벽과 상면을 둘러싸도록 구성될 수 있으며, 이너 튜브(20) 내부의 반응 공간을 가열하기 위해서 발열된다.The heating block may be configured to surround the side wall and the upper surface of the
아우터 튜브(10)는 히팅 블록의 발열에 의해 가열된다. 히팅 블록은 캡 플랜지(40)가 하강하여 보트(60) 및 단열부(50)가 이너 튜브(10)에서 반출된 경우에도 발열을 지속한다. 그러므로, 아우터 튜브(10)는 보트(60) 및 단열부(50)의 반입 및 반출 여부와 무관하게 공정을 위하여 지속적으로 가열된다.The
아우터 튜브(10)의 열은 테두리(14)를 통하여 매니폴드(30) 쪽으로 전달될 수 있다. 이때, 열에 의한 열적 손상(Thermal Damage)이 매니폴드(30)와 아우터 튜브(10) 사이의 오링(OR)에 발생될 수 있다.The heat of the
상기한 오링(OR)의 열적 손상을 방지하기 위하여, 본 발명의 실시예에서 상술한 바와 같이 아우터 튜브(10)의 테두리(14)에 쿨링 유로(CL)가 형성된다.In order to prevent thermal damage to the O-ring OR, the cooling passage CL is formed in the
쿨링 유로(CL)는 매니폴드(30)와 아우터 튜브(10)의 테두리(14) 사이의 실링을 위한 오링(OR)과 중첩되는 상부에 형성된다. The cooling flow path CL is formed at an upper portion overlapping with the O-ring OR for sealing between the manifold 30 and the
냉매는 인렛 위치에서 쿨링 유로(CL)로 공급되고, 아우터 튜브(10)의 테두리(14) 내를 순환하며, 아웃렛 위치에서 쿨링 유로(CL)로부터 배출된다. 이때, 인렛 위치와 아웃렛 위치는 인접하게 형성될 수 있으며, 쿨링 유로(CL)는 인렛 위치에서 순환을 시작하며, 테두리(14)를 따라 형성되고, 아웃렛 위치에서 순환을 종료하도록 형성된다.The refrigerant is supplied to the cooling passage CL at the inlet position, circulates within the
쿨링 유로(CL)에 냉매가 순환되는 경우, 냉매에 의해 아우터 튜브(10)의 상부의 열이 테두리(14)의 하부로 전달되는 것이 억제될 수 있다. 즉, 아우터 튜브(10)의 상부의 열이 오링(OR)에 전달되는 것이 억제될 수 있으며, 오링(OR)의 열적 손상이 방지될 수 있다.When the refrigerant is circulated in the cooling passage CL, heat from the upper portion of the
특히, 본 발명의 실시예는 쿨링 유로(CL)가 오링(OR)의 상부의 중첩된 위치에 형성된다. 그러므로, 보다 효과적으로 열이 오링(OR)에 전달되는 것을 억제할 수 있다.In particular, in the embodiment of the present invention, the cooling passage CL is formed in an overlapped position on the upper portion of the O-ring OR. Therefore, it is possible to more effectively suppress heat transfer to the O-ring (OR).
그리고, 쿨링 유로(CL)에 공급되는 냉매로서 기체가 공급됨이 바람직하다. 기체는 액체보다 비열이 낮아서 액체보다 테두리(14)의 온도 조절이 쉬운 용이한 이점이 있다.In addition, it is preferable that gas is supplied as a refrigerant supplied to the cooling passage CL. Since the gas has a lower specific heat than the liquid, there is an advantage that it is easy to control the temperature of the
본 발명의 실시예는 쿨링 유로(CL)를 따라 냉매를 순환시키기 위하여, 인렛 포트(IP), 아웃렛 포트(OP) 및 결합 커버(16)를 구비한다.An embodiment of the present invention includes an inlet port IP, an outlet port OP, and a
인렛 포트(IP)는 상기한 인렛 위치에서 테두리(14)의 측면을 관통하며, 외부에서 쿨링 유로(CL)로 냉매를 공급하도록 구성된다.The inlet port IP penetrates the side surface of the
아웃렛 포트(OP)는 상기한 인렛 위치와 가까운 상기한 아웃렛 위치에서 테두리(14)의 측면을 관통하며, 쿨링 유로(CL)를 순환한 냉매를 배출하도록 구성된다.The outlet port OP passes through the side surface of the
결합 커버(16)는 테두리(14)의 측면과 상면을 커버하며 인렛 위치와 아웃렛 위치에 대응하는 관통구(18)를 구비한다. The
상기한 인렛 포트(IO)와 아웃렛 포트(OP)는 노즐(100) 및 지지체(102)를 구비하도록 각각 구성된다. The inlet port IO and the outlet port OP are configured to have a
노즐(100)은 일단이 테두리(14)의 측면의 인렛 위치 또는 아웃렛 위치를 관통하여 쿨링 유로(CL)에 도달하도록 구성되며 타단이 결합 커버(16)의 측벽을 관통하여 노출될 수 있는 길이를 가지며 내부에 냉매가 흐르는 관으로 구성될 수 있다. The
지지체(102)는 노즐(100)의 외벽에서 돌출되며 테두리(14)의 측면에 밀착되는 판상으로 구성될 수 있다. 지지체(102)는 테두리(14)의 측면과 결합 커버(16)의 측벽 사이에 개재됨으로써 인렛 포트(IO)와 아웃렛 포트(OP)의 위치를 고정하는 역할을 한다.The
결합 커버(16)는 지지체의 개재 즉 수용을 위한 수용 공간(19)을 가지며, 수용 공간(19)은 결합 커버(16)의 관통구(18)가 형성된 위치의 내측면에 형성되고 지지체(102)를 수용할 수 있는 볼륨을 갖도록 형성된다.The
테두리(14)가 매니폴드(30)와 조립된 상태는 결합 커버(16)와 매니폴드(30)의 결합에 의해 지지될 수 있으며, 매니폴드(30)는 결합 커버(16)는 상술한 바와 같이 볼트와 너트(도시되지 않음) 또는 별도의 클램프(도시되지 않음)를 이용하여 결합될 수 있다.The state in which the
상술한 구성에 의하여, 본 발명의 실시예는 아우터 튜브(10)의 테두리(14)가 쿨링 유로(CL)을 따라 흐르는 기체와 같은 냉매에 의해 쿨링되며, 아우터 튜브(10)의 상부의 열이 테두리(14)를 경유하여 매니폴드(30)의 오링(OR)으로 전달되는 것이 억제될 수 있다. 그러므로, 열적 손상으로부터 매니폴드(30)와 아우터 튜브(10)의 테두리(14) 사이에 구성되는 오링(OR)이 보호될 수 있다.According to the above-described configuration, in the embodiment of the present invention, the
또한, 상기한 구성에 의하여, 아우터 튜브(10)의 열이 매니폴드(30)로 전달되는 것이 억제된다. 즉, 본 발명의 실시예는 낮은 온도를 유지하도록 매니폴드(30)를 쿨링 시킬 필요가 없다. 그러므로, 매니폴드(30)가 과도하게 낮은 온도를 유지하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 매니폴드(30)의 낮은 온도에 의해, 공정에 따라 매니폴드(30)의 내벽에 파우더가 생성되는 것을 방지할 수 있다.Further, by the above-described configuration, heat from the
그리고, 본 발명의 실시예는 서로 다른 온도 환경에 대응하여 서로 다른 유속으로 냉매를 공급하도록 도 5와 같이 실시될 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention may be implemented as shown in FIG. 5 to supply the refrigerant at different flow rates in response to different temperature environments.
도 5의 실시예는 냉매 공급 장치 및 온도 모니터(300)를 구비하도록 구성된다.The embodiment of FIG. 5 is configured to include a refrigerant supply device and a
온도 모니터(300)는 온도 탐칩(RC)를 통하여 오링(OR)의 온도를 측정하는 모니터링 설비로 이해될 수 있다.The temperature monitor 300 may be understood as a monitoring facility that measures the temperature of the O-ring (OR) through a temperature tom chip (RC).
냉매 공급 장치는 서로 다른 온도 환경에 대응하여 서로 다른 유속의 상기 냉매의 공급을 스위칭하는 둘 이상의 공급 스위치를 포함도록 구성되며, 선택된 공급 스위치를 통하여 온도 환경에 대응하는 유속의 냉매를 인렛 위치로 공급하도록 구성될 수 있다.The refrigerant supply device is configured to include two or more supply switches for switching the supply of the refrigerant at different flow rates in response to different temperature environments, and supplies the refrigerant at a flow rate corresponding to the temperature environment to the inlet position through the selected supply switch. Can be configured to
보다 구체적으로, 냉매 공급 장치는 예시적으로 제1 냉매 공급원(200)과 제2 냉매 공급원(202)을 포함할 수 있으며, 제1 냉매 공급원(200)은 제1 온도 환경의 노멀 공정에 대응한 제1 유속으로 냉매의 공급 속도를 조절하는 공급 조절기(210) 및 선택된 경우 제1 유속의 냉매를 쿨링 유로(CL)로 공급하는 제1 공급 스위치(220)를 포함하도록 구성되고, 제2 냉매 공급원(202)은 제1 온도 환경보다 고온의 제2 온도 환경의 고온 공정에 대응한 제2 유속으로 냉매의 공급 속도를 조절하는 공급 조절기(212) 및 선택된 경우 제2 유속의 냉매를 쿨링 유로(CL)로 공급하는 제2 공급 스위치(222)를 포함하도록 구성된다.More specifically, the refrigerant supply device may include a first
따라서, 냉매 공급 장치는 선택된 공급 스위치(제1 공급 스위치(220) 또는 제2 공급 스위치(222))를 통하여 온도 환경에 대응하는 유속의 냉매를 테두리(14)의 인렛 위치로 공급할 수 있다.Accordingly, the refrigerant supply device may supply the refrigerant having a flow rate corresponding to the temperature environment to the inlet position of the
예시적으로, 웨이퍼 공정이 진행되거나 대기 중인 경우 히팅 블록이 600℃로 가열되고, 클리닝 공정인 경우 히팅 블록이 800℃로 가열하는 것으로 예시할 수 있다. For example, when the wafer process is in progress or waiting, the heating block is heated to 600°C, and in the case of the cleaning process, the heating block is heated to 800°C.
본 발명의 실시예는 히팅 블록이 600℃로 가열되는 경우의 제1 온도 환경과 히팅 블록이 800℃로 가열되는 경우의 제2 온도 환경으로 구분하여 동작될 수 있고, 제1 온도 환경인 경우 제1 공급 스위치(220)가 냉매를 공급할 수 있으며, 제2 온도환경인 경우 제2 공급 스위치(222)가 냉매를 공급할 수 있다.The embodiment of the present invention can be operated by dividing into a first temperature environment when the heating block is heated to 600°C and a second temperature environment when the heating block is heated to 800°C. The
제1 공급 스위치(220)와 제2 공급 스위치(222)의 제어는 온도 모니터(300)로부터 제어 신호를 수신함에 따른 자동 제어 또는 작업자에 의한 매뉴얼 제어 등 다양하게 구현될 수 있다.Control of the
또한, 도 5에서 설명되지 않은 부호 400은 보조적으로 이용될 수 있는 카트리지 블록 히터로 이해될 수 있으며, 카트리지 블록 히터(400)는 매니폴드(30)가 일정한 온도 이상(예시적으로 180℃ 이상)이 유지될 필요성이 있는 경우 설치될 수 있으며 매니폴드(30)의 온도를 제어하기 위한 것이다.In addition,
이상과 같이, 본 발명은 쿨링 유로(CL)가 형성된 아우터 튜브(10)의 테두리에 의해 고온이 매니폴드(30)의 오링(OR)으로 전달되는 것이 억제될 수 있으며, 그 결과 오링(OR)이 열적 손상으로부터 보호될 수 있으며, 기판처리장치의 신뢰성이 개선될 수 있다.As described above, in the present invention, high temperature can be suppressed from being transmitted to the O-ring OR of the manifold 30 by the rim of the
또한, 매니폴드가 과도하게 낮은 온도를 유지하는 것이 방지될 수 있으며, 그 결과, 공정에 따라 매니폴드의 내벽에 파우더가 생성되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 공정 신뢰성이 개선될 수 있다.In addition, it is possible to prevent the manifold from maintaining an excessively low temperature, and as a result, it is possible to prevent powder from being generated on the inner wall of the manifold depending on the process, and as a result, process reliability may be improved.
Claims (14)
상기 테두리의 내부에 냉매의 흐름을 위한 쿨링 유로가 형성되고,
상기 냉매에 의해 상부의 열이 상기 테두리의 하부로 전달되는 것이 억제됨이 특징으로 하는 기판처리장치의 튜브.It has an edge forming an entrance at the bottom,
A cooling passage for the flow of refrigerant is formed in the inside of the rim,
The tube of the substrate processing apparatus, characterized in that the heat from the upper part is suppressed from being transferred to the lower part of the rim by the refrigerant.
상기 테두리는 하부의 매니폴드와 접하도록 조립되며,
상기 쿨링 유로는 상기 매니폴드와 상기 튜브 사이의 실링을 위한 오링과 중첩되는 상부에 형성되는 기판처리장치의 튜브.The method of claim 1,
The rim is assembled to be in contact with the lower manifold,
The cooling passage is a tube of the substrate processing apparatus that is formed on an upper portion overlapping with an O-ring for sealing between the manifold and the tube.
상기 테두리의 측면을 관통하며, 외부에서 상기 쿨링 유로로 상기 냉매를 공급하는 인렛 포트;
상기 인렛 포트와 가까운 위치에서 상기 테두리의 측면을 관통하며 상기 쿨링 유로를 순환한 상기 냉매를 배출하는 아웃렛 포트; 및
적어도 상기 테두리의 측면을 커버하며 상기 인렛 포트와 상기 아웃렛 포트가 인출되는 관통구들이 형성되는 결합 커버;를 구비하며,
상기 인렛 포트와 상기 아웃렛 포트가 상기 테두리에 결합된 상태는 상기 결합 커버에 의해 지지되는 기판처리장치의 튜브.The method of claim 1,
An inlet port penetrating a side surface of the rim and supplying the refrigerant to the cooling passage from the outside;
An outlet port passing through a side surface of the rim at a position close to the inlet port and discharging the refrigerant circulating through the cooling passage; And
And a coupling cover that covers at least a side surface of the rim and has through holes through which the inlet port and the outlet port are drawn out,
The tube of the substrate processing apparatus supported by the coupling cover when the inlet port and the outlet port are coupled to the rim.
상기 인렛 포트와 상기 아웃렛 포트는,
상기 냉매가 흐르는 노즐; 및
상기 노즐의 외벽에서 돌출되며 상기 테두리의 측면에 밀착되는 지지체;를 구비하며,
상기 지지체를 수용하는 수용 공간이 상기 결합 커버의 상기 관통구가 형성된 위치의 내측면에 형성되고,
상기 지지체가 상기 수용 공간에 삽입됨으로써 상기 인렛 포트와 상기 아웃렛 포트가 상기 결합 커버에 의해 지지되는 기판처리장치의 튜브.The method of claim 3,
The inlet port and the outlet port,
A nozzle through which the refrigerant flows; And
It has a; a support protruding from the outer wall of the nozzle and in close contact with the side surface of the rim,
An accommodation space for accommodating the support is formed on the inner surface of the coupling cover at the position where the through hole is formed,
The tube of the substrate processing apparatus in which the inlet port and the outlet port are supported by the coupling cover by inserting the support into the accommodation space.
상기 결합 커버는 상기 테두리의 측면에 접하는 커버 측면과 상기 테두리의 상면과 접하는 커버 상면이 일체로 형성된 링 형태로 구성되며,
상기 테두리가 상기 매니폴드와 조립된 상태는 상기 결합 커버와 상기 매니폴드의 결합에 의해 지지되는 기판처리장치의 튜브.The method of claim 3,
The coupling cover is configured in a ring shape in which a cover side in contact with a side surface of the frame and a cover top surface in contact with an upper surface of the frame are integrally formed,
The tube of the substrate processing apparatus is supported by the coupling of the coupling cover and the manifold when the rim is assembled with the manifold.
기체가 상기 냉매로서 공급되는 기판처리장치의 튜브.The method of claim 1,
A tube of a substrate processing apparatus in which gas is supplied as the refrigerant.
하부에 입구를 형성하며, 내부에 냉매의 흐름을 위한 쿨링 유로가 형성된 테두리를 구비하고, 상기 이너 튜브를 수용하는 아우터 튜브; 및
상기 아우터 튜브의 상기 테두리 하부에 조립되는 매니폴드;를 구비함을 특징으로 하는 기판 처리 장치.Inner tube;
An outer tube forming an inlet at a lower portion, having an edge formed with a cooling passage for the flow of refrigerant therein, and accommodating the inner tube; And
And a manifold assembled under the rim of the outer tube.
상기 쿨링 유로는 상기 매니폴드와 상기 튜브 사이의 실링을 위한 오링과 중첩되는 상부에 형성되는 기판처리장치.The method of claim 7,
The cooling flow path is a substrate processing apparatus formed on an upper portion overlapping with an O-ring for sealing between the manifold and the tube.
상기 테두리의 측면을 관통하며, 외부에서 상기 쿨링 유로로 상기 냉매를 공급하는 인렛 포트;
상기 인렛 포트와 가까운 위치에서 상기 테두리의 측면을 관통하며 상기 쿨링 유로를 순환한 상기 냉매를 배출하는 아웃렛 포트; 및
적어도 상기 테두리의 측면을 커버하며 상기 인렛 포트와 상기 아웃렛 포트가 인출되는 관통구들이 형성되는 결합 커버;를 구비하며,
상기 인렛 포트와 상기 아웃렛 포트가 상기 테두리에 결합된 상태는 상기 결합 커버에 의해 지지되는 기판처리장치.The method of claim 7,
An inlet port penetrating a side surface of the rim and supplying the refrigerant to the cooling passage from the outside;
An outlet port passing through a side surface of the rim at a position close to the inlet port and discharging the refrigerant circulating through the cooling passage; And
And a coupling cover that covers at least a side surface of the rim and has through holes through which the inlet port and the outlet port are drawn out,
When the inlet port and the outlet port are coupled to the edge, the substrate processing apparatus is supported by the coupling cover.
상기 인렛 포트와 상기 아웃렛 포트는,
상기 냉매가 흐르는 노즐; 및
상기 노즐의 외벽에서 돌출되며 상기 테두리의 측면에 밀착되는 지지체;를 구비하며,
상기 지지체를 수용하는 수용 공간이 상기 결합 커버의 상기 관통구가 형성된 위치의 내측면에 형성되고,
상기 지지체가 상기 수용 공간에 삽입됨으로써 상기 인렛 포트와 상기 아웃렛 포트가 상기 결합 커버에 의해 지지되는 기판처리장치.The method of claim 9,
The inlet port and the outlet port,
A nozzle through which the refrigerant flows; And
It has a; a support protruding from the outer wall of the nozzle and in close contact with the side surface of the rim,
An accommodation space for accommodating the support is formed on the inner surface of the coupling cover at the position where the through hole is formed,
The substrate processing apparatus in which the inlet port and the outlet port are supported by the coupling cover by inserting the support into the accommodation space.
상기 결합 커버는 상기 테두리의 측면에 접하는 커버 측면과 상기 테두리의 상면과 접하는 커버 상면이 일체로 형성된 링 형태로 구성되며,
상기 테두리가 상기 매니폴드와 조립된 상태는 상기 결합 커버와 상기 매니폴드의 결합에 의해 지지되는 기판처리장치.The method of claim 9,
The coupling cover is configured in a ring shape in which a cover side in contact with a side surface of the frame and a cover top surface in contact with an upper surface of the frame are integrally formed,
When the rim is assembled with the manifold, the substrate processing apparatus is supported by the coupling of the coupling cover and the manifold.
기체가 상기 냉매로서 공급되는 기판처리장치.The method of claim 7,
A substrate processing apparatus in which gas is supplied as the refrigerant.
서로 다른 온도 환경에 대응하여 서로 다른 유속의 상기 냉매의 공급을 스위칭하는 둘 이상의 공급 스위치를 포함하는 냉매 공급 장치를 더 포함하며, 상기 냉매 공급 장치는 선택된 공급 스위치를 통하여 상기 온도 환경에 대응하는 유속의 상기 냉매를 상기 인렛 위치로 공급하는 기판처리장치.The method of claim 7,
Further comprising a refrigerant supply device including two or more supply switches for switching the supply of the refrigerant at different flow rates in response to different temperature environments, wherein the refrigerant supply device includes a flow rate corresponding to the temperature environment through a selected supply switch The substrate processing apparatus for supplying the refrigerant of the inlet to the inlet position.
상기 냉매 공급 장치는
제1 온도 환경의 노멀 공정에 대응한 제1 유속의 상기 냉매를 공급하는 제1 공급 스위치; 및
상기 제1 온도 환경보다 고온의 제2 온도 환경의 고온 공정에 대응하여 상기 제1 유속보다 빠른 제2 유속의 상기 냉매를 공급하는 제2 공급 스위치를 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 13,
The refrigerant supply device
A first supply switch for supplying the refrigerant at a first flow rate corresponding to a normal process in a first temperature environment; And
And a second supply switch for supplying the refrigerant at a second flow rate faster than the first flow rate in response to a high-temperature process in a second temperature environment that is higher than the first temperature environment.
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