KR100217333B1 - Diffusion furnace - Google Patents

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KR100217333B1 KR1019960047554A KR19960047554A KR100217333B1 KR 100217333 B1 KR100217333 B1 KR 100217333B1 KR 1019960047554 A KR1019960047554 A KR 1019960047554A KR 19960047554 A KR19960047554 A KR 19960047554A KR 100217333 B1 KR100217333 B1 KR 100217333B1
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Abstract

반도체소자 제조공정이 진행되는 석영관(Quartz tube)이 공정과정에 수평상태를 유지할 수 있는 반도체 제조용 수평형 확산로에 관한 것이다.And a quartz tube in which a semiconductor device manufacturing process is performed can maintain a horizontal state in the process.

본 발명은, 확산공정이 진행되는 원통형의 석영관, 상기 석영관과 이격되면서 상기 석영관을 감싸고 있는 원통형의 히터, 상기 히터 양쪽 가장자리부와 연결되어 상기 석영관과 외부로 이격되면서 상기 석영관을 감싸고 있는 한쌍의 원통형 베스티불 블럭, 상기 히터와 상기 석영관 사이의 이격된 공간을 채우는 석영관 패드가 구비된 반도체 제조용 수평형 확산로에 있어서, 상기 베스티불 블럭 내측면에는 상기 석영관을 상기 히터의 중심부에 위치하도록 지지하는 석영관 지지대가 설치됨을 특징으로 한다.The present invention relates to a quartz tube having a cylindrical quartz tube in which a diffusion process is performed, a cylindrical heater surrounding the quartz tube while being spaced apart from the quartz tube, a quartz tube connected to both edge portions of the quartz tube, And a quartz tube pad for filling a space between the heater and the quartz tube, wherein the quartz tube is disposed on the inner side of the vestibular block, And a quartz tube support for supporting the quartz tube to be positioned at the center of the quartz tube.

따라서, 히터에서 발산되는 열이 웨이퍼 상에 고르게 전달되어 균일한 막질이 형성되는 효과가 있다.Accordingly, the heat emitted from the heater is uniformly transferred onto the wafer, thereby forming a uniform film quality.

Description

반도체 제조용 수평형 확산로Horizontal spreading furnace for semiconductor manufacturing

본 발명은 반도체 제조용 수평형 확산로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체소자 제조공정이 진행되는 석영관(Quartz tube)이 공정과정에 수평상태를 유지할 수 있는 반도체 제조용 수평형 확산로에 관한 것이다.The present invention relates to a horizontal diffusion furnace for semiconductor fabrication, and more particularly, to a horizontal diffusion furnace for semiconductor manufacturing in which a quartz tube in which a semiconductor device manufacturing process is performed can maintain a horizontal state during a process.

통상, 확산설비에서는 반도체 웨이퍼 상에 산화막을 성장시키는 공정, 웨이퍼 상에 불순물을 확산하는 공정, 웨이퍼 상에 형성된 산화막을 재배열하는 공정 등의 확산공정이 이루어 진다.Generally, in a diffusion facility, a diffusion process such as a process of growing an oxide film on a semiconductor wafer, a process of diffusing impurities on the wafer, and a process of rearranging the oxide film formed on the wafer are performed.

전술한 확산공정에는, 필요에 따라서 수직형 확산로 또는 수평형 확산로를 사용하고 있다. 특히 저압화학기상증착공정에서는 높은 생산성, 공정의 신뢰성 등의 장점을 가지고 있는 수평형 확산로를 통상 사용하고 있다.In the above-described diffusion process, a vertical diffusion furnace or a horizontal diffusion furnace is used as needed. Especially, low-pressure chemical vapor deposition process uses a horizontal diffusion furnace which has advantages such as high productivity and process reliability.

제1도는 확산공정이 진행되는 종래의 반도체 제조용 수평형 확산로의 개략적인 구성도이고, 제2도는 제1도의 AA'선 단면도이다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional horizontal diffusion path for semiconductor manufacturing in which a diffusion process is performed, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'in FIG.

제1도 및 제2도를 참조하면, 석영보트(10)에 적재된 웨이퍼(12)가 투입되어 반도체소자 제조공정이 진행되는 원통형의 석영관(22)이 설치되어 있고, 석영관(22)과 일정한 간격으로 외부로 이격되어 석영관(22)을 감싸며, 석영관(22) 중간부에 위치하는 히터(14)가 설치되어 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a cylindrical quartz tube 22 in which a wafer 12 loaded on a quartz boat 10 is charged and a semiconductor device manufacturing process proceeds is provided, and a quartz tube 22, And a heater 14 is disposed at an intermediate portion of the quartz tube 22 so as to surround the quartz tube 22 at a predetermined interval.

상기 석영관(22) 일측에는 반응가스가 공급되는 반응가스 공급구(24)가 형성되어 있고, 히터(14)에는 코일(16)이 내재되어 있다.A reaction gas supply port 24 through which a reaction gas is supplied is formed at one side of the quartz tube 22 and a coil 16 is embedded in the heater 14.

또한, 히터(14) 양측 가장자리에는 석면 등의 단열소재로써 원통형인 한쌍의 베스티불 블럭(Vestibule block : 18)이 연결되어 있어서, 히터(18)는 내부에 위치한 석영관(22)과 일정한 간격으로 외부로 이격되어 석영관(22)을 감싸고 있다.A pair of Vestibule blocks 18 are connected to both sides of the heater 14 as a heat insulating material such as asbestos so that the heater 18 is spaced apart from the quartz tube 22 And is surrounded by the quartz tube 22.

상기 베스티불 블럭(18)과 석영관(22)과의 이격된 공간에는 섬유재질의 석영관 패드(Quartz tube pad : 20)가 끼워져 있다.A quartz tube pad 20 made of a fibrous material is inserted into a spaced space between the Besti block 18 and the quartz tube 22.

따라서, 반응가스 공급구(24)를 통해서 석영관(22) 내부로 공급되는 반응가스와 히터(14) 내부에 설치된 코일(16)에서 석영관(22) 내부로 전달되는 열을 이용하여 석영보트(10)에 적재된 웨이퍼(12) 상에 확산공정이 진행된다.Therefore, by using the reaction gas supplied into the quartz tube 22 through the reaction gas supply port 24 and the heat transferred to the inside of the quartz tube 22 from the coil 16 provided inside the heater 14, The diffusion process proceeds on the wafer 12 loaded on the wafer 10.

확산공정 진행시, 히터(14)와 연결된 베스티불 블럭(18)은 히터(14)에서 발산되는 열이 외부로 방출되는 것을 방지하고, 석영관 패드(20)는 히터(14)와 베스티불 블럭(18) 사이의 틈새에서 열이 방출되는 것을 최종적으로 방지한다.The quartz tube pad 20 prevents the heat emitted from the heater 14 from being discharged to the exterior and the quartz tube pad 20 is connected to the heater 14, Thereby preventing the heat from being released from the gap between the upper and lower plates 18.

이때 연속되는 확산공정에 의해서 석영관(22) 내부에는 반응가스의 반응에 의해서 생성되는 반응생성물이 축적된다. 이들 반응생성물은 확산공정의 불량원으로 작용할 수 있으므로 정기적으로 석영관(22)을 히터(14) 내부에서 분리하여 세정하는 작업을 진행한다.At this time, reaction products generated by the reaction of the reaction gas are accumulated in the quartz tube 22 by the continuous diffusion process. Since these reaction products may act as a defective source of the diffusion process, the quartz tube 22 is separated from the inside of the heater 14 and cleaned periodically.

세정작업에서는, 먼저 석영관 패드(20)를 석영관(22)에서 제거한다. 이에 따라서 석영관(22)과 베스티불 블럭(18)은 접촉하게되며 이 상태에서 석영관(22)을 히터(14) 내부에서 꺼내게 된다. 히터(14)에서 분리된 석영관(22)은 화학약품처리 된 후, 건조되어 다시 히터(14) 내부에 조립된다.In the cleaning operation, first, the quartz tube pad 20 is removed from the quartz tube 22. As a result, the quartz tube 22 and the Vesteye block 18 are brought into contact with each other, and the quartz tube 22 is taken out from the inside of the heater 14 in this state. The quartz tube 22 separated from the heater 14 is subjected to chemical treatment, dried, and assembled inside the heater 14 again.

그런데, 연속적인 공정과정에 섬유재질의 석영관 패드(20)에 의해서 지지되는 석영관(22)은 하중에 의해서 제2도에 도시된 바와 같이 아래로 쳐져 히터(14)와 평행상태를 유지하지 못하였다.However, in the continuous process, the quartz tube 22 supported by the quartz tube pad 20 made of a fibrous material is struck down by a load as shown in FIG. 2 and kept parallel with the heater 14 I did not.

따라서, 히터(14)에서 발산되는 열이 확산공정중에 있는 웨이퍼(12) 상에 균일하게 전달되지 못하여 균일한 막질이 형성되지 못하는 문제점이 있었다.Accordingly, the heat emitted from the heater 14 is not uniformly transferred to the wafer 12 during the diffusion process, so that a uniform film quality can not be formed.

또한, 석영관 패드(20)를 석영관(22)에서 제거 한 후, 무겁고 강도가 높은 석영관(22)을 히터(14) 내부에서 분해하여 꺼낼 때는, 강도가 높은 석영관(22)과 강도가 약한 석면재질의 베스티불 블럭(18)이 접촉하게 된다.When the quartz tube 22 is removed from the quartz tube 22 and the quartz tube 22 having a high strength is disassembled and taken out from the inside of the heater 14 after the quartz tube pad 20 is removed from the quartz tube 22, A weakest asbestos-based Vesti fire block 18 comes into contact.

이에 따라서, 석영관(22)과 접촉되는 베스티불 블럭(18)의 접촉부분이 떨어져 나가 재사용시 단열효과가 저하되는 문제점이 있었다.As a result, there is a problem that the contact portion of the Vesteye block 18 contacting with the quartz tube 22 is separated and the heat insulating effect is deteriorated when reused.

또한, 석영관(22)을 히터(14) 내부에 끼울 때도, 석영관(22)과 베스티불 블럭(18)이 접촉하여 발생되는 분진들이 세정된 석영관(22) 내부로 들어가므로 인해서 석영관(22)을 다시 세정하여야 하는 문제점이 있었다.Further, even when the quartz tube 22 is fitted into the heater 14, the dust generated by the contact between the quartz tube 22 and the Vestibuloblock 18 enters into the cleaned quartz tube 22, (22) must be cleaned again.

특히, 석영관(22)을 히터(14) 내부에 꺼내거나 끼울 때, 석영관(22)과 베스티불 블럭(18)이 접촉하여 베스티불 블럭(18)이 손상되면, 석영관(22)이 히터(14) 내부의 정위치에 위치하지 못하게 되어 공정이상을 발생시키는 문제점이 있었다.Particularly when the quartz tube 22 is brought into contact with or inserted into the heater 14 and the quartz tube 22 contacts the Besti block 18 and the Besti block 18 is damaged, The heater 14 can not be positioned at a proper position inside the heater 14, resulting in a process abnormality.

본 발명의 목적은, 확산로 내부의 석영관이 석영관 외부에 위치하는 히터와 평행을 유지할 수 있는 반도체 제조용 수평형 확산로를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a horizontal diffusion furnace for semiconductor manufacturing, in which a quartz tube in a diffusion furnace can be kept parallel to a heater located outside a quartz tube.

본 발명의 다른 목적은, 석영관을 히터 내부에 끼우거나 꺼낼 때 석영관과 베스티불 블럭이 접촉하는 것을 방지하는 반도체 제조용 수평형 확산로를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a horizontal diffusion furnace for semiconductor manufacturing, which prevents the quartz tube and the Vestibule block from contacting each other when the quartz tube is inserted into or taken out of the heater.

제1도는 종래의 반도체 제조용 수평형 확산로의 개략적인 구성도이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional horizontal diffusion path for semiconductor manufacturing.

제2도는 종래의 반도체 제조용 수평형 확산로의 문제점을 설명하기 위한 제1도의 AA'선 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 1 for explaining a problem of a conventional horizontal diffusion path for semiconductor fabrication.

제3도는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 수평형 확산로의 구성도이다.FIG. 3 is a configuration diagram of a horizontal diffusion path for semiconductor manufacturing according to an embodiment of the present invention.

제4도는 제3도의 BB'선 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line BB 'of FIG. 3;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

10 : 석영보트 12 : 웨이퍼10: quartz boat 12: wafer

14 : 히터 16 : 코일14: heater 16: coil

18 : 베스티불 블럭 20 : 석영관 패드18: Vesti fire block 20: quartz tube pad

22 : 석영관 24 : 반응가스 공급구22: quartz tube 24: reaction gas supply port

30 : 석영관 지지대30: Quartz tube support

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조용 수평형 확산로는, 확산공정이 진행되는 원통형의 석영관, 상기 석영관과 이격되면서 상기 석영관을 감싸고 있는 원통형의 히터, 상기 히터 양쪽 가장자리부와 연결되어 상기 석영관과 외부로 이격되면서 상기 석영관을 감싸고 있는 한쌍의 원통형 베스티불 블럭, 상기 히터와 상기 석영관 사이의 이격된 공간을 채우는 석영관 패드가 구비된 반도체 제조용 수평형 확산로에 있어서, 상기 베스티불 블럭 내측면에는 상기 석영관을 상기 히터의 중심부에 위치하도록 지지하는 석영관 지지대가 설치됨을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a horizontal spreading furnace for semiconductor manufacturing, comprising: a cylindrical quartz tube in which a diffusion process is performed; a cylindrical heater surrounding the quartz tube while being spaced apart from the quartz tube; And a quartz tube pad filled with a space between the heater and the quartz tube, the quartz tube being connected to the quartz tube, the quartz tube being surrounded by the quartz tube and surrounding the quartz tube, And a quartz tube support for supporting the quartz tube so as to be located at the center of the heater is installed on the inner side of the Vestibule block.

상기 석영관 지지대는 석영재질로 제작되고, 상기 석영관 지지대의 하부는 상기 베스티불 블럭 표면에 삽입되도록 제작됨이 바람직하다.Preferably, the quartz tube support is made of quartz, and the lower part of the quartz tube support is made to be inserted into the surface of the besty.

상기 석영관 지지대 표면에는 상기 석영관의 외부 표면과 밀착될 수 있도록 라운딩처리되고, 상기 석영관 지지대는 일정한 간격으로 2개 설치됨이 바람직하다.The surface of the quartz tube support may be rounded so as to be in close contact with the outer surface of the quartz tube, and two quartz tube supports may be provided at regular intervals.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명의 일 실시예에 따라 확산공정이 진행되는 반도체 제조용 수평형 확산로의 구성도이고, 제4도는 제3도의 BB'선 단면도로서 제1도와 동일한 부품은 동일한 부호로서 표시하고, 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.FIG. 3 is a cross-sectional view of a horizontal diffusion line for semiconductor manufacturing according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB ' Descriptions of overlapping configurations are omitted.

제3도 및 제4도를 참조하면, 히터(14) 양측 가장자리에 위치하고, 석영관(22)과 이격되어 상기 석영관(22)을 감싸고, 원통형으로서 석면 등의 단열소재로 제작된 한쌍의 베스티불 블럭(18)이 위치하여 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, there is shown a pair of vestiges 22, which are located on opposite sides of the heater 14 and are spaced apart from the quartz tube 22 to enclose the quartz tube 22, A fire block 18 is located.

상기 베스티불 블럭(18) 내부 표면에는 베스티불 블럭(18) 내부에 위치하는 석영관(22)을 히터(14)의 중심부에 위치하도록 하는 2개의 석영관 지지대(30)가 일정거리를 두고 삽입되어 있다.Two quartz tube supports 30 are placed on the inner surface of the Vesty bulb block 18 to place a quartz tube 22 located inside the Vesty bulb block 18 at the center of the heater 14, .

상기 석영관 지지대(30)는 석영재질로서 석영관(22)과 접촉되는 부위는 석영관(22)의 외부 표면과 밀착되도록 라운딩처리되어 있다.The quartz tube support 30 is subjected to rounding so that a portion of the quartz tube support 30, which is in contact with the quartz tube 22, is in close contact with the outer surface of the quartz tube 22.

또한, 상기 베스티불 블럭(18)과 석영관(22) 사이의 이격공간에는 섬유재질의 석영관 패드(20)가 끼워져 있다.In addition, a quartz tube pad 20 made of a fibrous material is sandwiched in the spacing space between the Besti block 18 and the quartz tube 22.

따라서, 석영관(22)은 히터(14) 양측에 설치된 한쌍의 베스티불 블럭(18) 내면에 형성된 2개의 석영관 지지대(30)에 의해서 지지되어 확산공정이 진행된다.Therefore, the quartz tube 22 is supported by the two quartz tube supports 30 formed on the inner surfaces of a pair of Vesty bulb blocks 18 installed on both sides of the heater 14, and the diffusion process proceeds.

확산공정시, 석영관(22)은 히터(14) 양측 가장자리에 형성된 베스티불 블럭(18) 내면에 형성된 석영재질의 석영관 지지대(30)에 의해서 지지되어 있으므로 석영관(22)은 히터(14)의 중심부에 위치하여 히터(14)면과 평행상태를 유지한다.The quartz tube 22 is supported by the quartz tube support 30 formed on the inner surface of the Vestibuloblock 18 formed on both sides of the heater 14 so that the quartz tube 22 is supported by the heater 14 And maintains a state parallel to the surface of the heater 14.

그리고, 연속적인 공정과정에 석영관(22) 내부에 축적된 반응생성물을 제거하기 위하여 석영관(22)을 히터(14) 내부에서 꺼내거나 끼울때도 석영관(22)은 베스티불 블럭(18) 내부 표면에 형성된 석영관 지지대(30)에 의해서 지지되어 있으므로 석영관(22)과 베스티블 블락(18)은 접촉하지 않는다.When the quartz tube 22 is taken out or inserted from the inside of the heater 14 in order to remove the reaction products accumulated in the quartz tube 22 in the continuous process, The quartz tube 22 and the best block 18 do not contact each other because they are supported by the quartz tube support 30 formed on the inner surface.

따라서, 본 발명에 의하면 석영관이 석영관 지지대에 의해서 지지되어 히터 중심부에 위치하므로 확산공정시 석영관 내부에 위치하는 웨이퍼 상에는 히터에서 발산되는 열이 고르게 전달되어 균일한 막질이 형성되는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, since the quartz tube is supported by the quartz tube support and positioned at the center of the heater, the heat emitted from the heater is uniformly transferred to the wafer located in the quartz tube during the diffusion process to form a uniform film quality .

또한, 무겁고 강도가 높은 석영관을 히터 내부에서 분해하여 꺼내거나 다시 히터 내부에 끼울 때도, 강도가 높은 석영관과 강도가 약한 석면재질의 베스티불 블럭이 접촉하는 것을 방지할 수 있으므로 석영관과 베스티불 블럭이 접촉하여 접촉부분이 떨어져 나가 공정불량을 일으키는 종래의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, when a heavy and high-strength quartz tube is disassembled from the inside of the heater and then inserted into the heater again, it is possible to prevent the quartz tube having high strength from contacting with the weakest asbestos- There is an effect of solving the conventional problem that the contact portion is brought into contact with the fire block to cause a process failure.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (5)

확산공정이 진행되는 원통형의 석영관, 상기 석영관과 이격되면서 상기 석영관을 감싸고 있는 원통형의 히터, 상기 히터 양쪽 가장자리부와 연결되어 상기 석영관과 외부로 이격되면서 상기 석영관을 감싸고 있는 한쌍의 원통형 베스티불 블럭, 상기 히터와 상기 석영관 사이의 이격된 공간을 채우는 석영관 패드가 구비된 반도체 제조용 수평형 확산로에 있어서, 상기 베스티불 블럭 내측면에는 상기 석영관을 상기 히터의 중심부에 위치하도록 지지하는 석영관 지지대가 설치됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 수평형 확산로.A cylindrical heater that surrounds the quartz tube while being separated from the quartz tube; a pair of quartz tubes which are connected to both edge portions of the heater and are spaced apart from the quartz tube and surround the quartz tube; And a quartz tube pad for filling a spaced space between the heater and the quartz tube, wherein the quartz tube is disposed at a central portion of the heater, And a quartz tube support for supporting the quartz tube. 제1항에 있어서, 상기 석영관 지지대는 석영재질로 제작됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 수평형 확산로.The horizontal spreading furnace according to claim 1, wherein the quartz tube support is made of quartz. 제1항에 있어서, 상기 석영관 지지대의 하부는 상기 베스티불 블럭 표면에 삽입되도록 제작됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 수평형 확산로.The horizontal spreading furnace for semiconductor manufacturing according to claim 1, wherein a lower portion of the quartz tube support is inserted into the surface of the testi block. 제1항에 있어서, 상기 석영관 지지대 표면에는 상기 석영관의 외부 표면과 밀착될 수 있도록 라운딩처리됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 수평형 확산로.The horizontal spreading furnace for semiconductor manufacturing according to claim 1, wherein the surface of the quartz tube support is rounded so as to be in close contact with an outer surface of the quartz tube. 제1항에 있어서, 상기 석영관 지지대는 일정한 간격으로 2개 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 수평형 확산로.The horizontal spreading furnace for semiconductor manufacturing according to claim 1, wherein two quartz tube supports are provided at regular intervals.
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