KR0153206B1 - Horizontal diffusion apparatus of semiconductor manufacture process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼를 적재한 보트가 넣어지는 공정튜브와, 이 공정튜브내의 온도를 공정에 필요한 온도로 유지시키기 위한 히터와, 상기 히터를 제어하기 위한 것으로 공정튜브내의 온도를 검출하는 온도센서와, 상기 공정튜브와 히터 사이에 설치되어 히터의 열에서 발생되는 불순물이 공정챔버로 침투되지 않도록 보호하는 라이너로 구성된 반도체 제조공정의 수평형 로 확산장치에 있어서, 상기 공정튜브내의 온도를 검출하는 온도센서가 공정튜브와 라이너 사이에 설치된 구성이다.The present invention provides a process tube into which a boat loaded with a semiconductor wafer is placed, a heater for maintaining the temperature in the process tube at a temperature required for the process, a temperature sensor for controlling the heater to detect the temperature in the process tube, In the horizontal furnace diffusion device of the semiconductor manufacturing process consisting of a liner is installed between the process tube and the heater to protect the impurities generated from the heat of the heater into the process chamber, the temperature for detecting the temperature in the process tube The sensor is installed between the process tube and the liner.
따라서 고온공정에 의한 열변형으로 공정튜브내 굴곡이 형성되어도 교체가 가능하여 수리후 재사용할 수 있는 경제적인 잇점이 있으며, 교체작업이 용이하여 작업시간을 단축시킴으로써 생산성이 향상되는 효과가 있다.Therefore, even if the bend in the process tube is formed due to heat deformation by the high temperature process, there is an economical advantage that can be replaced after repair, and there is an effect that productivity is improved by shortening the working time by easy replacement work.
Description
제1도는 종래의 수평형 수평형 로 확산장치를 나타내는 일부 절결단면도이다.1 is a partially cutaway sectional view showing a conventional horizontal horizontal furnace diffuser.
제2도는 본 발명에 따른 수평형 수평형 로 확산장치를 나타내는 일부 절결 단면도이다.2 is a partial cutaway cross-sectional view showing a horizontal horizontal furnace diffuser according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 수평형 수평형 로 확산장치에서 온도센서의 설치구조를 나타내는 제2도의 A-A선 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2 showing the installation structure of the temperature sensor in the horizontal horizontal furnace diffuser according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 공정튜브 12~14 : 제 1 내지 제 3 온도센서11: process tube 12-14: first to third temperature sensor
15 : 히터 16 : 온도센서 지지용 블록15 heater 16 temperature sensor support block
17 : 삽입홈 18 : 라이너17: insertion groove 18: liner
본 발명은 반도체 제조공정의 확산(Diffusion)장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온공정으로 인한 공정튜브와 온도센서 보호용 튜브의 휨 현상으로 정기 백-업(Back-Up)시 교체가 불가능하고 온도이상 현상을 유발하는 것을 방지할 수 있도록 한 반도체 제조공정의 수평형 수평형 로 확산장치에 관한 것이다.The present invention relates to a diffusion device of a semiconductor manufacturing process, and more particularly, due to the warpage of the process tube and the temperature sensor protection tube due to the high temperature process is impossible to replace during regular back-up (temperature) The present invention relates to a horizontal horizontal furnace diffusion device of a semiconductor manufacturing process capable of preventing anomalies from occurring.
일반적으로 반도체 제조공정중, 확산공정은 반도체 기판에 n형이나 p형 영역을 만들기 위하여 선택적으로 불순물을 첨가하는 공정이다. 이러한 확산공정을 수행하기 위한 수평형 로 확산장치는 전형적으로 반도체 웨이퍼를 공정튜브내에 넣고 여기에 원하는 불순물(도펀트: Dopant)이 포함된 비활성 가스를 통과시킴으로서 행하여지고, 공정튜브내의 온도는 보통 실리콘의 경우ㆍ800℃에서 1200℃ 까지이고, 갈륨 비소인 경우는 600℃에서 1000℃까지의 범위이다.Generally, in the semiconductor manufacturing process, the diffusion process is a process of selectively adding impurities to make n-type or p-type regions on the semiconductor substrate. Horizontal furnace diffusers for performing such diffusion processes are typically performed by placing a semiconductor wafer into a process tube and passing an inert gas containing the desired impurities (dopant), the temperature in the process tube being usually In the case of 800 ° C to 1200 ° C, and in the case of gallium arsenide, it is in the range of 600 ° C to 1000 ° C.
제1도는 상기와 같은 수평형 로 확산장치의 종래예를 나타낸 구조도로서, 수평형 로 확산장치는 공정을 수행하기 위한 공정튜브(1)가 구비되어 있고, 이 공정튜브(1)의 일측에는 공정가스가 주입되는 주입구(1a)가 형성되어 있으며, 공정튜브(1)내에는 반도체 웨이퍼를 적재한 보트(2)가 넣어지게 된다.FIG. 1 is a structural diagram showing a conventional example of the horizontal furnace diffuser as described above, wherein the horizontal furnace diffuser is provided with a process tube 1 for performing a process, and on one side of the process tube 1 An injection hole 1a through which gas is injected is formed, and a boat 2 on which a semiconductor wafer is loaded is placed in the process tube 1.
또한 상기 공정튜브(1)의 외측에는 히터(3)가 설치되는 것으로, 이 히터(3)는 공정튜브(1) 내부를 공정에 필요한 온도로 유지하기 위한 것이고, 상기 히터(3)와 공정튜브(1) 사이에는 히터(3)의 열에서 발생되는 각종 불순물(Fc,Mg,Na 등)이 공정튜브(1)내에 침투하는 것을 차단흡수하는 보호막 기능의 라이너(Liner)(4)가 설치되어 있다.In addition, a heater 3 is installed outside the process tube 1, and the heater 3 is used to maintain the inside of the process tube 1 at a temperature required for the process, and the heater 3 and the process tube. Between the (1) is provided a liner (4) of the protective film function to block and absorb the various impurities (Fc, Mg, Na, etc.) generated from the heat of the heater 3 in the process tube (1) have.
한편, 공정튜브(1) 내부는 공정에 필요한 온도로 유지되어야 하므로 온도센서를 설치하여 온도를 검출하도록 되어 있고, 이 온도센서에 의해 검출된 데이터는 제어부(도시 안됨)로 출력되어 제어부가 히터를 제어하여 원하는 온도를 유지할 수 있도록 되어 있다.On the other hand, the inside of the process tube (1) is to be maintained at the temperature required for the process is installed to detect the temperature by installing a temperature sensor, the data detected by the temperature sensor is output to the control unit (not shown) so that the control unit It can be controlled to maintain the desired temperature.
이때 공정튜브(1)는 프론트(Front), 센터(Center), 리어(Rear)의 3영역으로 구분되어 있고, 이 3 영역의 온도를 검출하기 위하여 3개의 온도센서가 설치되어 진다. 즉 제 1 온도센서(5)는 프론트 영역의 온도를 검출하고, 제 2 온도센서(6)는 센터 영역의 온도를 검출하며, 제 3 온도센서(7)는 리어 영역을 검출하도록 되어 있는 것으로, 각 온도센서의 끝단이 해당 영역에 위치하고 있다.At this time, the process tube 1 is divided into three areas, Front, Center, and Rear, and three temperature sensors are installed to detect the temperature of the three areas. That is, the first temperature sensor 5 detects the temperature of the front region, the second temperature sensor 6 detects the temperature of the center region, and the third temperature sensor 7 detects the rear region, The end of each temperature sensor is located in its area.
또한 상기 제 1 내지 제 3 온도센서(5)~(7)는 보호용 튜브(8)에 싸여져 보호되어 있으며, 공정튜브(1)에 형성된 삽입홀(1b)에 삽입되어진 구성이다.In addition, the first to third temperature sensors 5 to 7 are enclosed and protected by the protective tube 8 and are inserted into the insertion holes 1b formed in the process tube 1.
이러한 구성의 수평형 로 확산장치는 고온공정, 예를 들면 약 750~1200℃의 고온에서 공정이 수행되므로 공정튜브(1) 및 온도센서 보호용 튜브(8)를 내열성이 높은 석영(Quartz)으로 제조하게 된다. 그러나 이러한 고온공정을 반복적으로 수행하게 되면서 공정튜브(1)나 온도센서 보호용 튜브(8)가 열에 견디지 못하고 부분적으로 휨현상이 발생하게 된다.The horizontal furnace diffuser having such a configuration is manufactured at a high temperature process, for example, at a high temperature of about 750 to 1200 ° C., so that the process tube 1 and the temperature sensor protection tube 8 are made of quartz having high heat resistance. Done. However, as the high-temperature process is repeatedly performed, the process tube 1 or the temperature sensor protection tube 8 do not endure heat and partially cause bending.
또한 공정을 반복적으로 수행하게 되면, 공정튜브내에 불순물이 증가하여 규정치를 넘어서게 된다. 이로써 공정튜브내에 이상온도 현상으로 불량품이 발생될 염려가 있기 때문에 보통 60회 정도 공정을 수행한 후에는 정기적으로 공정튜브(1)를 분해하여 굴곡부분을 수리하거나 불순물을 제거하여 재사용할 수 있도록 하고 있다.In addition, if the process is performed repeatedly, impurities in the process tube increase, exceeding the prescribed value. Because of this, there is a risk of defective products due to abnormal temperature phenomenon in the process tube, so after performing the process about 60 times, the process tube (1) is periodically disassembled to repair the bent portion or to remove impurities and reuse it. have.
그러나 고온공정으로 공정튜브(1)와 온도센서 보호용 튜브(8)가 열변형하여 굴곡이 형성되면, 특히 온도센서 보호용 튜브(8)가 삽입되는 공정튜브(1)의 삽입홀(1b) 부분과 온도센서 보호용 튜브(8)에 발생된 굴곡에 의해 공정튜브(1)의 삽입홀(1b)로부터 온도센서 보호용 튜브(8)를 빼내는 작업이 용이치 않아 교체작업에 어려움이 있고, 이로써 공정튜브(1)의 수리나 불순물 제거작업이 지연됨으로써 생산성 저하의 주요인이 되었다.However, when the process tube 1 and the temperature sensor protection tube 8 are thermally deformed by bending at a high temperature process, bending is formed, in particular, the insertion hole 1b of the process tube 1 into which the temperature sensor protection tube 8 is inserted is formed. It is difficult to remove the temperature sensor protection tube 8 from the insertion hole 1b of the process tube 1 due to the bending generated in the temperature sensor protection tube 8, so that it is difficult to replace the process. Delays in the repair and removal of impurities in 1) resulted in lower productivity.
또한 공정튜브(1)의 삽입홀(1b)과 온도센서 보호용 튜브(8)의 열변형으로 굴곡현상이 심하게 형성될 경우에는 분리가 불가능하여 사용할 수 없게 되었던 것이고, 이러한 경우 공정튜브(1)를 파손시켜 폐기해야 하므로 경제적인 손실을 가져오는 문제점이 있었다.In addition, when the bending phenomenon is severely formed due to the thermal deformation of the insertion hole 1b of the process tube 1 and the tube for protecting the temperature sensor 8, it is impossible to use the process tube 1 in this case. There is a problem that brings economic losses because it must be destroyed.
본 발명자는 전술한 종래 반도체 제조공정의 수평형 로 확산장치의 문제점을 해결하고자 본 발명을 창안하게 되었다.The inventors of the present invention have devised the present invention to solve the problems of the horizontal furnace diffusion device of the conventional semiconductor manufacturing process described above.
본 발명의 목적은, 고온공정으로 인한 열변형으로 공정튜브와 온도센서 보호용 튜브에 굴곡이 형성되어도 공정튜브의 분해가 용이하여 교체시간을 단축시킬 수 있고, 이로써 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조공정의 수평형 로 확산장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention, even if a bend is formed in the process tube and the temperature sensor protection tube due to thermal deformation due to the high temperature process, the process tube can be easily disassembled, thereby reducing the replacement time, thereby improving the semiconductor manufacturing process. To provide a horizontal furnace diffusion device.
본 발명의 다른 목적은 고온공정에 의한 열변형으로 공정튜브와 온도센서 보호용 튜브에 심한 굴곡이 형성되어도 공정튜브의 분해가 가능하여 공정튜브를 수리하거나 불순물을 제거할 수 있도록 함으로써 공정튜브의 수명이 연장되고 재사용할 수 있어 경제적인 잇점이 있는 반도체 제조공정의 수평형 로 확산장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the life of the process tube by repairing the process tube or to remove impurities even if severe bending is formed in the process tube and the temperature sensor protection tube due to thermal deformation by high temperature process. It is to provide a horizontal furnace diffusion device of a semiconductor manufacturing process which is economical because it can be extended and reused.
상기의 목적은 확산공정을 수행하기 위해 반도체 웨이퍼가 적재된 보트가 넣어지는 공정튜브와, 이 공정튜브내의 온도를 공정에 필요한 온도로 유지시키기 위한 히터와, 상기 히터를 제어하기 위한 것으로 공정튜브내의 온도를 검출하는 온도센서와, 상기 공정튜브와 히터 사이에 설치되어 히터의 열에서 발생되는 불순물이 공정챔버로 침투되지 않도록 보호하는 라이너로 구성된 반도체 제조공정의 수평형 로 확산장치에 있어서, 상기 공정튜브내의 온도를 검출하는 온도센서가 공정튜브와 라이너 사이에 설치됨을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 수평형 로 확산장치에 의해 달성될 수 있다.The above object is to provide a process tube into which a boat loaded with a semiconductor wafer is loaded to perform a diffusion process, a heater for maintaining the temperature in the process tube at a temperature required for the process, and to control the heater. A horizontal furnace diffusion device of a semiconductor manufacturing process comprising a temperature sensor detecting a temperature and a liner disposed between the process tube and the heater to protect impurities from heat from the heater from penetrating into the process chamber. The temperature sensor for detecting the temperature in the tube can be achieved by a horizontal furnace diffusion device of the semiconductor manufacturing process, characterized in that installed between the process tube and the liner.
이때 상기 공정튜브와 라이너 사이에 온도센서 삽입홀이 형성된 온도센서 지지용 블록을 설치하고, 상기 온도센서 지지용 블록의 삽입홈에 온도센서를 삽입하여 고정하는 거이 바람직하다.In this case, it is preferable to install a temperature sensor support block having a temperature sensor insertion hole formed between the process tube and the liner, and to fix the temperature sensor by inserting the temperature sensor into the insertion groove of the temperature sensor support block.
이하, 본 발명에 따른 반도체 제조 공정의 수평형 로 확산장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a horizontal furnace diffusion device of a semiconductor manufacturing process according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 따른 실시예를 나타내는 일부 절결 단면도이고, 제3도는 제2도의 A-A선 단면도로서, 제1도와 동일한 부분에 대해서는 동일부호로 표시하고 구성 및 동작에 대한 중복되는 설명은 생략한다.FIG. 2 is a partially cutaway cross-sectional view showing an embodiment according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and the same parts as in FIG. .
본 발명의 실시예는 반도체 제조 공정중 확산공정을 수행하기 위한 공정튜브(11)가 구비되어 있고, 이 공정튜브(11)내의 온도를 검출할 수 있는 온도센서가 설치되어 있으며, 상기 온도센서는 공정튜브(11)내의 프론트, 센터, 리어 영역의 온도를 각각 검출할 수 있도록 1 내지 제 3 온도센서(12)~(14)가 설치된다.Embodiment of the present invention is provided with a process tube 11 for performing a diffusion process in the semiconductor manufacturing process, a temperature sensor capable of detecting the temperature in the process tube 11 is installed, the temperature sensor is First to third temperature sensors 12 to 14 are provided to detect the temperatures of the front, center, and rear regions of the process tube 11, respectively.
따라서 상기 제 1 내지 제 3 온도센서(12)~(14)에 의해 검출된 각 영역의 온도는 제어부(도시 안됨)로 출력함으로써 제어부가 히터(15)를 제어하여 공정튜브(11)내의 온도를 공정에 필요한 온도로 유지시키게 된다.Therefore, the temperature of each region detected by the first to third temperature sensors 12 to 14 is output to a controller (not shown), so that the controller controls the heater 15 to control the temperature in the process tube 11. It is maintained at the temperature required for the process.
또한 상기와 같은 제 1 내지 제3 온도센서(12)~(14)는 공정튜브(11)와 라이너(18) 사이에 설치되는 것으로, 제 1 내지 제 3 온도센서(12)~(14)의 끝단이 각각의 대응하는 프론트, 센터, 리어 영역에 위치되도록 설치하며, 이 제 1 내지 제 3 온도센서(12)~(14)는 공정튜브(11)와 라이너(18) 사이에 설치된 온도센서 지지용 블록(16)에 설치된다.In addition, the first to third temperature sensors 12 to 14 as described above are installed between the process tube 11 and the liner 18, and the first to third temperature sensors 12 to 14. The ends are installed at respective corresponding front, center, and rear regions, and the first to third temperature sensors 12 to 14 support the temperature sensors installed between the process tube 11 and the liner 18. It is installed in the block 16.
상기 온도센서 지지용 블록(16)은 제3도에 도시된 바와 같이 내경이 공정튜브(11)보다 크고 외경은 라이너(18)보다 작은 원통형으로 형성되고, 일단부로부터 길이방향으로 형성한 3개의 삽입홀(17)을 형성하고 있다.The temperature sensor support block 16 is formed in a cylindrical shape having an inner diameter larger than the process tube 11 and an outer diameter smaller than the liner 18, as shown in FIG. The insertion hole 17 is formed.
상기 삽입홀(17)에는 제 1 내지 제 3 온도센서(12)~(14)가 삽입되어 고정되는 것으로, 각각의 온도센서의 길이에 맞는 깊이로 형성되고, 원주방향으로 나란하게 배치되도록 형성한다.The first to third temperature sensors 12 to 14 are inserted into and fixed to the insertion hole 17, and are formed to have a depth corresponding to the length of each of the temperature sensors, and are arranged to be arranged side by side in the circumferential direction. .
또한 상기 온도센서 지지용 블록(16)은 강도가 높고 열전도율 및 내열성이 높은 재질, 예를 들면 실리콘 카바이드(Silicon Carbide)로 제조하는 것이 좋다.In addition, the temperature sensor support block 16 may be made of a material having high strength, high thermal conductivity, and high heat resistance, for example, silicon carbide.
이러한 구성의 수평형 로 확산장치는 고온공정으로 공정튜브(11)가 열변형하여 굴곡이 형성되어도 제 1 내지 제 3 온도센서(12)~(14)가 공정튜브(11)의 외측에 설치된 것이므로 공정튜브(11) 및 온도센서를 분해하는 데 어려움이 없고, 이로써 공정튜브의 교체작업이 용이하고 작업시간이 단축되므로 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.The horizontal furnace diffusion device having such a configuration is that the first to third temperature sensors 12 to 14 are installed outside the process tube 11 even when the process tube 11 is thermally deformed and bent in a high temperature process. There is no difficulty in disassembling the process tube 11 and the temperature sensor, thereby making it easy to replace the process tube and shorten the working time, thereby improving productivity.
또한 공정튜브(11)의 열변형으로 굴곡현상이 심하게 형성될 경우에도 온도센서가 공정튜브(11)의 외측에 설치된 것이므로 공정튜브를 분해하는 데 아무런 영향을 주지 않기 때문에 이 때에도 공정튜브의 교체가 가능하게 되는 것이다. 이로 인해 공정튜브를 정기적으로 분해하여 수리할 수 있고, 불순물을 제거하여 재사용할 수 있는 것이다.In addition, even when the bending phenomenon is severely formed due to thermal deformation of the process tube 11, since the temperature sensor is installed outside the process tube 11, the process tube is replaced even at this time because it does not affect disassembly of the process tube. It becomes possible. Because of this, the process tube can be periodically disassembled and repaired, and impurities can be removed and reused.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조공정의 수평형 로 확산장치에 의하면, 공정튜브내의 온도를 검출하는 온도센서가 공정튜브의 외측에 설치됨으로써 고온공정에 의한 열변형으로 공정튜브에 굴곡이 형성되어도 교체가 가능하여 수리후 재사용할 수 있는 경제적인 잇점이 있으며, 교체작업이 용이하여 작업시간을 단축시킴으로써 생산성이 향상되는 효과가 있다.As described above, according to the horizontal furnace diffusion apparatus of the semiconductor manufacturing process according to the present invention, the temperature sensor for detecting the temperature in the process tube is installed on the outside of the process tube, the bending is formed in the process tube by the thermal deformation by high temperature process Even if the replacement is possible, there is an economical advantage that can be reused after repairing, and the replacement work is easy, thereby reducing the working time and improving productivity.
Claims (3)
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| KR1019950034168A KR0153206B1 (en) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Horizontal diffusion apparatus of semiconductor manufacture process |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019950034168A KR0153206B1 (en) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Horizontal diffusion apparatus of semiconductor manufacture process |
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Family Applications (1)
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| O074 | Maintenance of registration after opposition [patent]: final registration of opposition | ||
| O132 | Decision on opposition [patent] | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090615 Year of fee payment: 12 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |