KR100688705B1 - 수직형 확산로의 프로세스 튜브 - Google Patents

수직형 확산로의 프로세스 튜브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 관한 것으로서, 반응에 필요한 온도를 유지하기 위한 히터(11)가 외측에 설치된 수직형 확산로의 프로세스 튜브(10)에 있어서, 프로세스 튜브(10)의 하단에 밀폐된 가열챔버(12)가 설치되고, 가열챔버(12)의 일측에 반응가스유입포트(13), 수소유입포트(14) 및 산소유입포트(15)가 각각 구비되며, 프로세스 튜브(10)의 외측면에 가열챔버(12)와 프로세스 튜브(12)의 상단을 연결하는 가스공급관(16)이 설치되어, 수소유입포트(14) 및 산소유입포트로(15) 각각 유입된 수소 및 산소가 히터(11)로부터 방출되는 고열에 의해 가열된 가열챔버(12)내에서 반응에 필요한 온도로 가열되어 반응가스유입포트(13)를 통해 유입된 반응가스와 함께 가스공급관(16)을 통해 프로세스 튜브(10)의 상단으로 공급되는 것으로서, 번 시스템(burn system)을 사용하지 않고 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 수소와 산소를 반응하기에 알맞은 온도를 유지한 상태로 공급함으로써 장비의 고장 발생 빈도를 줄이고, 장비의 부피 및 가격을 줄이는 효과를 가지고 있다.

Description

수직형 확산로의 프로세스 튜브{PROCESS TUBE OF A VERTICAL FURNACE}
도 1은 종래의 수직형 확산로의 프로세스 튜브를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 수직형 확산로의 프로세스 튜브를 도시한 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 ; 프로세스 튜브 11 ; 히터
12 ; 가열챔버 13 ; 반응가스유입포트
14 ; 수소유입포트 15 ; 산소유입포트
16 ; 가스공급관 17 ; 가스배기포트
18 ; 가스유입구 19 ; 가스유입판
본 발명은 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 번 시스템(burn system)을 사용하지 않고 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 수소와 산소를 반응하기에 알맞은 온도를 유지한 상태로 공급하는 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정에서 웨이퍼의 표면에 분자기체를 반응시켜서 필요한 박막을 형성하는 공정을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; 이하 "CVD"라 한다) 공정이라 하며, CVD 공정에 사용되는 확산로는 튜브(tube)가 설치되는 형상에 따라 수직형 확산로(vertical type furnace)와 수평형 확산로(horizental type furnace)로 나뉜다.
CVD 공정에 사용되는 확산로 중 수직형 확산로의 프로세스 튜브를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 수직형 확산로의 프로세스 튜브를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 프로세스 튜브(1)는 쿼츠(quartz) 재질로 형성되어 외측에 반응을 위하여 고온을 방출하는 히터(미도시)가 설치되고, 하단이 개방되어 미도시된 승강판의 상승으로 인해 일정 개수의 웨이퍼를 장착한 보트(boat; 미도시)가 내측에 삽입되며, 외측 하부에 반응가스유입포트(1a) 및 가스배기포트(1b), 그리고, 수소유입포트(1c) 및 산소유입포트(1d)가 각각 구비되고, 외측면에 반응가스유입포트(1a)와 상단을 서로 연결하는 반응가스공급관(1e)이 설치되며, 상측에 반응가스공급관(1e)으로부터 공급되는 반응가스를 내측으로 공급하도록 복수의 반응가스유입구(1f)가 형성되는 반응가스유입판(1g)이 설치되고, 외측 하부에 수소유입포트(1c) 및 산소유입포트(1d)로수소(H2)와 산소(O2)를 각각 가열하여 공급하는 번 시스템(burn system; 2)이 구비된다.
번 시스템(2)은 케이스(2a)와, 케이스(2a)의 내측에 수소유입포트(1c)와 산 소유입포트(1d)에 각각 수소(H2)와 산소(O2)를 각각 공급하는 수소공급라인(2b)과 산소공급라인(2c)이 구비되며, 수소공급라인(2b) 및 산소공급라인(2c)상에 이들을 가열하는 예열히터(2d)가 설치된다.
이와 같은 종래의 수직형 확산로의 프로세스 튜브(1)는 번 시스템(2)에 설치된 예열히터(2d)에 의해 프로세스 튜브(1)로 공급되는 수소(H2)와 산소(O2)를 일정한 온도로 가열함으로써 수소(H2)와 산소(O2)가 불꽃을 형성하여 반응하도록 한다.
그러나, 이러한 종래의 수직형 확산로의 프로세스 튜브(1)에 구비된 번 시스템(2)은 예열히터(2d)로부터 발생되는 열에 의해 관련 부품이 쉽게 변형되어 잦은 고장을 발생시키며, 차지하는 부피가 커서 수직형 확산로가 커지게 되는 원인이 될뿐만 아니라 번 시스템을 구비함으로 인해 장비의 가격을 상승시키는 원인이 되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 번 시스템(burn system)을 사용하지 않고 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 수소와 산소를 반응하기에 알맞은 온도를 유지한 상태로 공급함으로써 장비의 고장 발생 빈도를 줄이고, 장비의 부피 및 가격을 줄일 수 있는 수직형 확산로의 프로세스 튜브를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 반응에 필요한 온도를 유지하기 위한 히터가 외측에 설치된 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 있어서, 히터에 의해 프로세스 튜브와 함께 가열되는 가열챔버가 프로세스 튜브의 하단에 밀폐되도록 설치되고, 가열챔버의 일측에 반응가스유입포트, 수소유입포트 및 산소유입포트가 각각 구비되며, 프로세스 튜브의 외측면에 가열챔버와 프로세스 튜브의 상단을 연결하는 가스공급관이 설치되어, 수소유입포트 및 산소유입포트로 각각 유입된 수소 및 산소가 히터로부터 방출되는 고열에 의해 가열된 가열챔버내에서 반응에 필요한 온도로 가열되어 반응가스유입포트를 통해 유입된 반응가스와 함께 가스공급관을 통해 프로세스 튜브의 상단으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 수직형 확산로의 프로세스 튜브를 도시한 사시도이다. 본 발명에 따른 수직형 확산로의 프로세스 튜브(10)는 외측에 반응에 필요한 온도를 유지하기 위한 히터(11)가 설치되고, 하단에 밀폐된 가열챔버(12)가 설치되고, 가열챔버(12)의 일측에 반응가스유입포트(13), 수소유입포트(14) 및 산소유입포트(15)가 각각 구비되며, 프로세스 튜브(10)의 외측면에 가열챔버(12)와 프로세스 튜브(10)의 상단을 연결하는 가스공급관(16)이 설치된다.
프로세스 튜브(10)는 쿼츠(quartz) 재질로 형성되고, 외측에 반응을 위하여 고온을 방출하는 히터(11)가 설치되며, 하단이 개방되어 미도시된 승강판의 상승으로 인해 일정 개수의 웨이퍼를 장착한 보트(boat; 미도시)가 내측에 삽입된다.
히터(11)는 프로세스 튜브(10) 내측에 보트(미도시)에 의해 장착된 웨이퍼(미도시)를 CVD 공정을 실시하기에 필요한 온도를 유지하기 위하여 고열을 방출하며, 프로세스 튜브(10) 하단에 설치된 가열챔버(12)는 히터(11)에 의해 프로세스 튜브(10)와 함께 가열된다.
가열챔버(12)는 일측면에 반응가스유입포트(13), 수소유입포트(14) 및 산소유입포트(15)가 각각 구비되며, 이들을 통해 외부의 가스공급원들로부터 각각 반응가스, 수소(H2) 및 산소(O2)가 내측으로 공급된다.
또한, 가열챔버(12)는 상측이 가스공급관(16)에 의해 프로세스 튜브(10) 상단과 연결된다.
한편, 프로세스 튜브(10)는 하측에 가스배기포트(17)가 구비되어 내측으로 공급되어 반응을 마친 가스를 외부로 배출시키며, 상측에 가스공급관(16)으로부터 공급되는 반응가스를 내측으로 공급하도록 복수의 가스유입구(18)가 형성되는 반응가스유입판(19)이 설치된다.
이와 같은 구조로 이루어진 수직형 확산로의 프로세스 튜브의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
가열챔버(12)는 프로세스 튜브(10)와 함께 히터(11)로부터 방출되는 고열에 의해 반응에 필요한 온도로 가열됨으로써 외부의 가스공급원(미도시)들로부터 수소유입포트(14) 및 산소유입포트(15)를 통해 내측으로 유입된 수소(H2) 및 산소(O2)를 서로 반응에 충분한 온도로 상승시킨다.
가열챔버(12) 내에서 서로 반응에 충분한 온도로 가열된 수소(H2) 및 산소(O2)는 반응가스유입포트(13)를 통해 가열챔버(11) 내로 유입된 반응가스와 함께 가스공급관(16)을 거쳐 가스유입판(19)의 가스유입구(18)를 통해 프로세스 튜브(10)로 공급된다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 번 시스템(burn system)을 사용하지 않고 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 수소와 산소를 반응하기에 알맞은 온도를 유지한 상태로 공급함으로써 장비의 고장 발생 빈도를 줄이고, 장비의 부피 및 가격을 줄인다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 확산로의 프로세스 튜브는 번 시스템(burn system)을 사용하지 않고 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 수소와 산소를 반응하기에 알맞은 온도를 유지한 상태로 공급함으로써 장비의 고장 발생 빈도를 줄이고, 장비의 부피 및 가격을 줄이는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 수직형 확산로의 프로세스 튜브를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (1)

  1. 반응에 필요한 온도를 유지하기 위한 히터가 외측에 설치된 수직형 확산로의 프로세스 튜브에 있어서,
    상기 히터에 의해 상기 프로세스 튜브와 함께 가열되는 가열챔버가 상기 프로세스 튜브의 하단에 밀폐되도록 설치되고, 상기 가열챔버의 일측에 반응가스유입포트, 수소유입포트 및 산소유입포트가 각각 구비되며, 상기 프로세스 튜브의 외측면에 상기 가열챔버와 상기 프로세스 튜브의 상단을 연결하는 가스공급관이 설치되어, 상기 수소유입포트 및 상기 산소유입포트로 각각 유입된 수소 및 산소가 상기 히터로부터 방출되는 고열에 의해 가열된 상기 가열챔버내에서 반응에 필요한 온도로 가열되어 상기 반응가스유입포트를 통해 유입된 반응가스와 함께 상기 가스공급관을 통해 상기 프로세스 튜브의 상단으로 공급되는 것
    을 특징으로 하는 수직형 확산로의 프로세스 튜브.
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