KR102582274B1 - 웨이퍼 공정용 열처리 장치 및 그의 캡 플랜지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이너 튜브와 아우터 튜브의 사이의 배기 공간에 대한 퍼지 가스 분출 기능을 갖는 웨이퍼 공정용 열처리 장치 및 그의 캡 플랜지를 개시하며, 상기 캡 플랜지는 하부의 입구와 상부의 출구가 관통된 퍼지 가스 분출구를 갖는 퍼지 링; 및 상부의 이너 튜브와 아우터 튜브의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 퍼지 영역에 상기 퍼지 링이 결합되는 베이스;를 포함하며, 상기 출구는 상기 입구보다 좁은 면적을 가지고, 퍼지 가스가 상기 입구로 유입되는 것보다 고속으로 상기 출구를 통하여 상기 퍼지 영역의 상부로 분출됨을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 공정용 열처리 장치 및 그의 캡 플랜지{HEATING REACTOR FOR WAFER PROCESSING AND CAP FLANGE THEROF}
본 발명은 웨이퍼 공정용 열처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이너 튜브와 아우터 튜브의 사이의 배기 공간에 대한 퍼지 가스 분출 기능을 갖는 웨이퍼 공정용 열처리 장치 및 그의 캡 플랜지에 관한 것이다.
웨이퍼 공정은 웨이퍼를 처리하는 다양한 공정들을 포함하며, 그 중 고온 반응을 진행하기 위한 열처리 공정이 포함되며, 이를 위한 열처리 장치로서 웨이퍼의 열처리를 위하여 보트를 이용하는 리액터(Reactor)가 예시될 수 있다.
리액터는 투입된 웨이퍼들에 대한 열처리 공정을 수행하는 것이고, 보트는 일정 매수 단위(예시적으로 180매)로 열처리를 위한 웨이퍼들을 차지(Charge)하여 리액터 내부로 투입하거나 열처리된 웨이퍼들을 디스차지(Discharge)하기 위하여 리액터 외부로 배출하기 위한 것이다.
상기한 리액터는 히터 케이스, 아우터 튜브(Outer Tube), 이너 튜브(Inner Tube)를 구비한다. 이 중, 이너 튜브는 예시적으로 상부의 보트 영역과 하부의 단열 영역으로 구분될 수 있다. 보트 영역은 보트가 로딩되며 보트에 실린 웨이퍼에 대한 열처리가 진행되는 영역이고, 단열 영역은 웨이퍼 공정 중에 고온을 유지하는 보트 영역을 외부와 차단하기 위한 단열 구조를 갖는 영역이다.
웨이퍼 공정 중, 반응 가스가 이너 튜브의 상부의 보트 영역으로 공급되며, 반응에 이용된 반응 가스와 공정 결과로 얻어지는 부산물 및 부산 가스는 이너 튜브와 아우터 튜브 사이의 배기 공간 및 아우터 튜브의 배기관을 통하여 배기된다.
일반적으로 반응 가스, 부산물 및 부산 가스는 배기되는 과정에서 이너 튜브와 아우터 튜브 사이의 배기 공간 및 배기 공간 하부의 캡 플랜지 상부에 잔류될 수 있다.
상기와 같이 잔류되는 반응 가스, 부산물 및 부산 가스는 웨이퍼 공정이나 설비에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 이너 튜브와 아우터 튜브의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 캡 플랜지의 상부에 퍼지 가스를 분출함으로써 반응 가스, 부산물 및 부산 가스의 잔류를 방지하고 배출을 유도할 수 있는 웨이퍼 공정용 열처리 장치 및 그의 캡 플랜지를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지는, 하부의 입구와 상부의 출구가 관통된 퍼지 가스 분출구를 갖는 퍼지 링; 및 상부의 이너 튜브와 아우터 튜브의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 퍼지 영역에 상기 퍼지 링이 결합되는 베이스;를 포함하며, 상기 출구는 상기 입구보다 좁은 면적을 가지고, 퍼지 가스가 상기 입구로 유입되는 것보다 고속으로 상기 출구를 통하여 상기 퍼지 영역의 상부로 분출됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 공정용 열처리 장치는, 웨이퍼를 차지한 보트를 수용하는 이너 튜브; 상기 이너 튜브를 수용하는 아우터 튜브; 상기 아우터 튜브 및 상기 이너 튜브의 하부에 구성되며 상기 이너 튜브에 반응 가스를 공급하는 배관들이 설치된 매니폴드; 및 상기 매니폴드의 하부에 구성되며 상기 이너 튜브와 상기 아우터 튜브의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 퍼지 영역에 퍼지 가스 분출구를 가지며 상기 퍼지 가스 분출구를 통하여 상기 퍼지 영역의 상부로 퍼지 가스를 분출시키는 캡 플랜지;를 포함하며, 상기 캡 플랜지는, 하부의 입구와 상부의 출구가 관통된 상기 퍼지 가스 분출구를 갖는 퍼지 링; 및 상기 퍼지 영역에 상기 퍼지 링이 결합되는 베이스;를 포함하고, 상기 출구는 상기 입구보다 좁은 면적을 가지고, 상기 퍼지 가스가 상기 입구로 유입되는 것보다 고속으로 상기 출구를 통하여 상기 퍼지 영역의 상부로 분출됨을 특징으로 한다.
본 발명은 이너 튜브와 아우터 튜브의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 캡 플랜지의 상부에 반응 가스, 부산물 및 부산 가스의 잔류를 방지하고 배출을 유도할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 웨이퍼 공정 수율을 개선하고 설비의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 실시예를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지의 일 실시예를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명의 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지의 다른 실시예를 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지의 또다른 실시예를 나타내는 평면도.
도 5는 도 4의 퍼지 링의 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지의 또다른 실시예를 나타내는 평면도들.
도 8 및 도 9는 도 4의 퍼지 링의 또다른 실시예를 나타내는 단면도들.
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.
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.
본 발명의 웨이퍼 공정용 열처리 장치는 도 1의 수직 리액터로 실시되는 것으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼 공정용 열처리 장치로 예시된 수직 리액터는 대개 아우터 튜브(10), 매니폴드(20), 이너 튜브(30), 구동부(40), 단열 로테이터(60), 단열체(62), 회전판(70), 캡 플랜지(90)를 포함한다.
도 1의 수직 리액터에서 히터의 도시는 생략하였다. 수직 리액터는 고온으로 웨이퍼 공정 분위기를 제어하기 위하여 히터를 필요로 하며, 히터는 일반적으로 아우터 튜브(10)의 외부에 설치되고 이너 튜브(30) 내부의 보트(50)에 실린 웨이퍼의 열처리를 위한 히팅을 수행한다.
도 1의 수직 리액터에 구성된 부품들에 대해 개략적으로 살펴본다.
아우터 튜브(10)는 종형으로 구성되며 이너 튜브(30)를 수용하는 내부 공간을 가지고 외측벽의 하부에 내부 공간과 연결된 배기관(12)을 갖는다.
이너 튜브(30)는 종형으로 구성되고 아우터 튜브(10)의 내부 공간에 수용되며 보트(50)가 배치되는 내부 공간을 갖는다. 이너 튜브(30)의 측벽에 일렬로 수직 배열된 배기구들(30a)이 형성된다. 배기구들(30a)은 아우터 튜브(10)의 배기관(12)이 형성된 위치로부터 상부로 일렬로 배열되도록 구성됨이 바람직하다.
아우터 튜브(10)와 이너 튜브(30)의 측벽들은 이격됨으로써 배기 공간을 형성할 수 있다.
상기한 구조에 의해서, 반응 가스, 부산 가스 및 부산물이 이너 튜브(10)의 배기구들(30a), 아우터 튜브(10)와 이너 튜브(30)의 측벽들 사이의 배기 공간 및 아우터 튜브(10)의 배기관(12)을 경유하여 배기된다.
아우터 튜브(10)의 배기관(12)은 배기를 위한 펌프(도시되지 않음)와 연결됨으로써 펌핑력을 제공받도록 구성될 수 있다.
아우터 튜브(10)와 이너 튜브(30)는 매니폴드(20)를 통하여 하부의 캡 플랜지(90)와 결합된다.
매니폴드(20)는 캡 플랜지(90)의 상부에 구성되며, 이너 튜브(30)의 내부 공간에 반응 가스를 공급하기 위한 배관들(22)이 설치된다. 배관들(22)은 매니폴드(20)의 측벽을 관통한 후 이너 튜브(30)의 상부로 연장되게 구성될 수 있고 외부에서 공급되는 반응 가스를 보트(50)가 배치된 이너 튜브(30)의 내부 공간에 공급하는데 이용된다.
캡 플랜지(90)는 웨이퍼 공정을 진행할 웨이퍼(WF)를 차지한 보트(50)를 이너 튜브(30)의 내부 공간으로 투입하기 위하여 승강하거나 웨이퍼 공정을 진행한 웨이퍼(WF)를 차지한 보트(50)를 이너 튜브(30)에서 배출하기 위하여 하강하도록 구성될 수 있으며, 캡 플랜지(90)의 승강 또는 하강은 캡 플랜지(90)와 결합되는 승하강 모듈(도시되지 않음)의 승강 또는 하강에 연동하여 진행될 수 있다.
도 1은 캡 플랜지(90)가 승강하여서 보트(50)를 이너 튜브(30)의 내부 공간으로 투입한 후 매니폴드(20)와 결합된 상태를 예시한다.
캡 플랜지(90)는 베이스(92)와 퍼지 링(100)을 포함하며, 베이스(92)의 중심에 구동부(40)의 구동축(42)이 관통될 수 있는 관통구가 형성된다.
캡 플랜지(90)의 베이스(92)는 퍼지 링(100)과 결합되며, 퍼지 링(100)은 이너 튜브(30)와 아우터 튜브(10)의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 베이스(92)의 퍼지 영역에 결합된다. 퍼지 링(100)의 결합을 위하여 베이스(92)는 퍼지 영역에 링형 관통구(도시되지 않음)를 구비할 수 있으며, 퍼지 링(100)은 베이스(92)의 링형 관통구에 삽입 고정될 수 있다.
퍼지 링(100)은 퍼지 가스를 분출하기 위한 퍼지 가스 분출구(PH)를 가지며, 퍼지 가스 분출구(PH)는 하부의 입구(102)와 상부의 출구(103)가 관통된 다양한 형상을 가질 수 있다.
캡 플랜지(90)는 상부의 매니 폴드(20) 등과 결합 및 실링을 위한 다양한 부품들을 포함할 수 있으나 본 발명의 실시예의 설명의 편의를 위하여 상기한 부품들의 구체적인 도시 및 설명은 생략한다. 그리고, 퍼지 링(100)의 구체적인 구성 및 설명은 후술한다.
한편, 이너 튜브(30)는 웨이퍼 공정을 위한 보트(50)가 배치되는 상부의 보트 영역과 단열을 위한 단열 영역으로 내부 공간이 구분된다.
보트(50)는 웨이퍼(WF)를 차지하기 위한 복수의 슬롯들이 수직으로 나란히 형성된 구조를 가지며, 웨이퍼 공정을 위하여 이너 튜브(30)의 내부 공간의 상부에 배치된다.
그리고, 이너 튜브(30)의 내부 공간의 하부에는 단열 로테이터(60)와 단열체(62)가 구성된다. 단열 로테이터(60)와 단열체(62)는 이너 튜브(30)의 단열 영역을 구성하기 위한 하나의 예를 나타낸 것이며, 이너 튜브(30)의 단열 영역은 다양하게 변형 구성될 수 있으므로 단열 로테이터(60)와 단열체(62)의 구체적인 설명은 생략한다. 이 중, 단열 로테이터(60)는 상부의 보트(50)를 지지하는 것으로 이해될 수 있다.
도 1에서, 구동부(40)는 구동축(42)을 통하여 회전력을 제공하며, 구동축(42)은 캡 플랜지(90) 상부에 구성되는 회전판(70)과 결합되며, 회전판(70)은 상부에 구성되는 단열 로테이터(60)와 결합되고, 단열 로테이터(60)는 상부의 보트(50)와 결합된다. 결국, 구동부(40)의 구동축(42)이 회전하면, 회전판(70), 단열 로테이터(60) 및 보트(50)가 회전한다.
보트(50)는 차지된 웨이퍼의 전면에 대한 균일한 반응을 유도하기 위하여 웨이퍼 공정 중 상기한 회전력에 의해 회전될 수 있다.
도 1의 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 실시예인 수직 리액터는 이너 튜브(30)의 보트 영역에 보트(50)가 투입된 후 이너 튜브(30)의 내부가 웨이퍼 공정에 접합한 온도를 갖도록 히터의 가열을 제어한다.
수직 리액터는 이너 튜브(30)의 내부를 웨이퍼 공정에 적합한 온도로 히팅한 후 매니폴드(20)의 배관들(22)을 통하여 이너 튜브(30)의 내부로 반응 가스를 공급하고, 보트(50)에 실린 웨이퍼(WF)에 대한 공정을 진행한다.
반응 가스는 이너 튜브(30) 내에서 공정에 이용되며 그 후 이너 튜브(30)의 배기구들(30a), 이너 튜브(30)와 아우터 튜브(10)의 측벽들 간의 배기 공간 및 아우터 튜브(10)의 배기구(12)를 통하여 배기된다.
본 발명의 실시예에 의한 캡 플랜지(90)는 상기한 웨이퍼 공정 중 이너 튜브(30)와 아우터 튜브(10)의 측벽들 간의 배기 공간에 대응하는 퍼지 영역으로 퍼지 가스(P)를 분출한다.
즉, 퍼지 링(100)의 퍼지 가스 분출구(PH)를 통하여 퍼지 가스(P)가 분출되면, 분출된 퍼지 가스(P)는 반응 가스, 부산 가스 및 부산물이 캡 플랜지(90)로 접근하는 것을 방지하고 반응 가스, 부산 가스 및 부산물을 아우터 튜브(10)의 배기구(12)로 배기를 위하여 유도한다.
즉, 캡 플랜지(90)의 퍼지 가스 분출구(PH)에서 퍼지 가스(P)가 분출되면, 캡 플랜지(90) 상부의 퍼지 영역에 반응 가스, 부산물 및 부산 가스가 잔류되는 것이 방지될 수 있고, 그에 따라 웨이퍼 공정의 수율이 개선되고 설비의 손상이 방지될 수 있다.
본 발명의 캡 플랜지(90)의 실시예는 상기한 바와 같이 이너 튜브(30)와 아우터 튜브(10)의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 퍼지 영역에 퍼지 가스(P)를 분출하는 퍼지 가스 분출구(PH)를 갖는다.
보다 구체적으로, 캡 플랜지(90)는 퍼지 링(100) 및 베이스(92)를 포함한다. 이 중, 퍼지 링(100)은 하부의 입구(102)와 상부의 출구(103)가 관통된 퍼지 가스 분출구(PH)를 가지고, 베이스(92)는 퍼지 영역에 퍼지 링(100)이 결합된 구성을 갖는다.
상기한 퍼지 영역은 이너 튜브(30)와 아우터 튜브(10)의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 베이스(92) 상의 영역으로 이해될 수 있다.
퍼지 링(100)에 형성되는 퍼지 가스 분출구(PH)는 입구(102)와 출구(103)를 가지며, 입구(102)와 출구(103)를 연결하는 통로에 의해 형성되는 관통 공간으로 이해될 수 있다.
도 1을 참조하면, 퍼지 가스 분출구(PH)의 출구(103)는 입구(102)보다 좁은 면적을 갖는다. 그리고, 퍼지 가스 분출구(PH)는 입구(102)로부터 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 입구 통로(104) 및 입구 통로(104)와 출구(103)를 연결하며 균일한 폭을 가지며 수직으로 형성된 출구 통로(106)를 포함하는 것으로 예시된다.
여기에서, 입구(102)의 면적을 A1이라 하고, 출구(102)의 면적을 A2라 하며, 입구(102)의 퍼지 가스(P)의 유입 속도를 V1이라 하고, 출구(103)의 퍼지 가스(P)의 분출 속도를 V2라 하면, 이들의 관계는 베르누이 정리에 의해 "A1*V1=A2*V2"로 정의될 수 있다.
즉, 출구(103)를 통하여 분출되는 퍼지 가스(P)의 분출 속도는 입구(102)를 통하여 유입되는 퍼지 가스(P)의 유입 속도보다 고속으로 형성되며, 동일한 면적의 입구(102)에 대하여 출구(103)의 면적이 좁혀질수록 퍼지 가스(P)의 분출 속도는 증가한다.
퍼지 가스 분출구(PH)에서 분출되는 퍼지 가스(P)는 퍼지 링(100)의 상부의 퍼지 영역에 에어 커튼을 형성하고, 에어 커튼에 의해 캡 플랜지(90)의 상부에 반응 가스, 부산물 및 부산 가스가 잔류되는 것을 방지하기 위한 쉴딩(Shielding) 층이 형성되는 것으로 이해될 수 있다.
그 결과, 퍼지 가스(P)는 반응 가스, 부산 가스 및 부산물이 이너 튜브(30)와 아우터 튜브(10)의 측벽들 사이의 배기 공간에서 아우터 튜브(10)의 배기구(12)로 배기되는 과정에서 캡 플랜지(90)로 접근하는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 퍼지 가스(P)를 분출하는 퍼지 가스 분출구(PH)는 다양하게 실시될 수 있다.
먼저, 퍼지 가스 분출구(PH)는 도 2와 같이 퍼지 링(100)을 따라 분산되며 원형의 출구(103)를 갖는 복수의 관통공에 의해 형성될 수 있다. 이때, 퍼지 링(100)은 단일 링으로 구성될 수 있다.
그리고, 관통공에 의해 형성된 도 2의 퍼지 가스 분출구(PH)의 출구들(103)은 퍼지 링(100)의 폭의 중심, 퍼지 링(100)의 폭의 중심에서 이너 튜브(30) 쪽으로 편중된 위치 또는 퍼지 링(100)의 폭의 중심에서 아우터 튜브(10) 쪽으로 편중된 위치 중 어느 하나에 형성될 수 있다.
또한, 퍼지 가스 분출구(PH)의 출구들(103)은 퍼지 링(100)의 중심에 대하여 등각을 갖도록 분산 형성됨이 바람직하다.
한편, 퍼지 가스 분출구(PH)는 도 3와 같이 퍼지 링(100)을 따라 분산되며 출구(103a)가 소정 길이와 소정 폭을 갖는 복수의 커브드 슬릿(curved slit) 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 퍼지 링(100)은 단일 링 또는 이중 링 구조로 구성될 수 있다. 이중 링 구조에 의해 커브드 슬릿의 출구(103a)를 갖도록 퍼지 가스 분출구(PH)를 형성하는 퍼지 링(100)은 도 6 및 도 7을 참조하여 후술한다.
도 3과 같이 퍼지 가스 분출구(PH)의 커브드 슬릿의 출구들(103a)은 퍼지 링(100)의 폭의 중심, 퍼지 링(100)의 폭의 중심에서 이너 튜브(30) 쪽으로 편중된 위치 또는 퍼지 링(100)의 폭의 중심에서 아우터 튜브(10) 쪽으로 편중된 위치 중 어느 하나에 형성될 수 있다.
또한, 퍼지 가스 분출구(PH)의 커브드 슬릿의 출구들(103a)은 퍼지 링(100)의 중심에 대하여 등각을 갖도록 분산 형성됨이 바람직하다.
또한편, 퍼지 링(100)은 도 4와 같이 이너 링(100a)과 아우터 링(100b)을 포함하는 이중 링 구조로 구성될 수 있다. 여기에서, 이너 링(100a)은 아우터 링(100b) 내부에 소정 거리 이격되게 배치된다.
도 4에서, 이격된 이너 링(100a)의 외측면과 아우터 링(100b)의 내측면 사이에 링형 슬릿이 형성되고, 퍼지 가스 분출구(PH)는 링형 슬릿에 대응하는 링형 출구(103)를 갖는다.
도 4와 같이, 이너 링(100a)과 아우터 링(100b)을 갖는 퍼지 링(100)에 의해 구성되는 퍼지 가스 분출구(PH)의 단면 구조는 도 5를 예시하여 설명할 수 있다.
도 5의 퍼지 링(100)은 도 1의 퍼지 링(100)과 동일한 단면 구조를 갖는 것으로 예시되며, 도 1과 비교하여 이너 링(100a)과 아우터 링(100b)을 포함하는 이중 링 구조인 점에 차이가 있다.
즉, 도 5에서, 퍼지 가스 분출구(PH)는 도 4의 링형 슬릿에 의한 입구(102) 및 출구(103)를 가지며, 입구(102)에 연결되는 입구 통로(104) 및 출구(103)에 연결되는 출구 통로(106)를 갖는다. 여기에서, 입구 통로(104)는 입구(102)로부터 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 카운터싱크(Countersink) 구조를 가지며, 출구 통로(106)는 입구 통로(104)와 출구(103)를 연결하며 균일한 폭을 가지며 수직으로 형성된다.
도 5에서, 퍼지 가스 분출구(PH)를 형성하는 입구(102), 출구(103), 입구 통로(104) 및 출구 통로(106)는 이너 링(100a)과 아우터 링(100b) 간의 이격된 공간 즉 링형 슬릿에 의해 형성된다.
퍼지 가스 분출구(PH)의 형성을 위하여, 도 5에서 이너 링(100a)과 아우터 링(100b)은 이격되어 마주하는 측면들이 수직으로 형성된 상부와 경사진 하부를 갖도록 구성된다. 여기에서, 이너 링(100a)과 아우터 링(100b)의 측벽들의 하부는 입구 통로(104)가 하부로 갈수록 폭이 점차 넓어지도록 서로 멀어지는 방향으로 경사짐이 바람직하다.
또한, 퍼지 링(100)은 출구(103a)가 도 3과 같은 커브드 슬릿(curved slit)인 퍼지 가스 분출구(PH)를 형성하기 위하여 도 6 또는 도 7의 이중 링 구조로 실시될 수 있다.
먼저, 도 6을 참조하면, 퍼지 링(100)은 이너 링(100a)과 아우터 링(100b)을 포함한다.
아우터 링(100b)은 내측벽에 분산 형성된 복수의 슬릿 지지부(100c)를 갖는다. 각 슬릿 지지부(100c)는 아우터 링(100b)의 내측벽에서 이너 링(100a) 쪽으로 내향 연장되며 이너 링(100a)의 외측벽과 맞닿도록 형성된다. 즉, 슬릿 지지부(100c)는 이너 링(100a)의 내측벽과 동일한 커브를 가지면서 마주하는 면을 갖는다.
그 결과, 커브드 슬릿의 입구(103a)를 갖는 퍼지 가스 분출구(PH)는 분산된 슬릿 지지부(100c)들 사이의 이너 링(100a)과 아우터 링(100b)이 이격된 공간에 의해 형성된다.
그리고, 도 7을 참조하면, 이너 링(100b)은 외측벽에 분산 형성된 복수의 슬릿 지지부(100d)를 갖는다. 각 슬릿 지지부(100d)는 이너 링(100a)의 외측벽에서 아우터 링(100b) 쪽으로 외향 연장되며 아우터 링(100b)의 내측벽과 맞닿도록 형성된다. 즉, 슬릿 지지부(100d)는 아우터 링(100b)의 외측벽과 동일한 커브를 가지면서 마주하는 면을 갖는다.
그 결과, 커브드 슬릿의 입구(103a)를 갖는 퍼지 가스 분출구(PH)는 분산된 슬릿 지지부(100d)들 사이의 이너 링(100a)과 아우터 링(100b)이 이격된 공간에 의해 형성된다.
한편, 퍼지 가스 분출구(PH)는 도 5와 달리 도 8 및 도 9와 같이 다양한 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 상기한 도 5 내지 도 8의 퍼지 가스 분출구(PH)의 구조는 단일 링 구조와 이중 링 구조의 퍼지 링에 공통으로 적용될 수 있다. 도 8 및 도 9는 편의를 위하여 이중 링 구조로 형성된 경우로 설명한다.
도 8을 참조하면, 퍼지 가스 분출구(PH)는 입구 통로(104), 출구 통로(106) 및 연결 통로(108)를 갖는다.
이 중, 입구 통로(104)는 입구(102)로부터 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지도록 형성되고, 출구 통로(106)는 균일한 폭을 가지며 출구(103)와 연결되고 수직으로 형성된다. 그리고, 연결 통로(108)는 입구 통로(104)와 출구 통로(106)를 수평으로 연결하도록 구성된다. 여기에서, 연결 통로(108)는 출구 통로(106)와 동일하거나 넓은 폭을 갖도록 형성됨이 바람직하다.
도 9의 퍼지 가스 분출구(PH)는 도 8과 동일하게 입구 통로(104), 출구 통로(106) 및 연결 통로(108)를 갖는다.
그리고, 입구 통로(104)는 입구(102)로부터 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지도록 형성되고, 출구 통로(106)는 균일한 폭을 가지며 출구(103)와 연결되고 아우터 튜브(30)를 향하도록 경사지게 형성된다. 그리고, 연결 통로(108)는 입구 통로(104)와 출구 통로(106)를 수평으로 연결하도록 구성된다. 여기에서, 연결 통로(108)는 출구 통로(106)와 동일하거나 넓은 폭을 갖도록 형성됨이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 퍼지 가스 분출구를 갖는 퍼지 링을 캡 플랜지에 구성하고 배기되는 반응 가스, 부산 가스 및 부산물에 대하여 퍼지 가스를 분출하도록 구성된다. 그러므로, 본 발명은 반응 가스, 부산물 및 부산 가스가 배기 과정에서 배기 공간의 하부에 잔류되지 않고 원활히 배출될 수 있어서, 웨이퍼 공정 수율을 개선하고 설비의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 원형, 커브드 슬릿 또는 링형 등 다양한 출구를 갖거나 다양한 관통 구조를 갖도록 퍼지 가스 분출구를 구현할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 설비 환경에 따라 최적의 상태로 퍼지 가스를 분출하는 퍼지 가스 분출구를 적용할 수 있고, 그 결과 반응 가스, 부산물 및 부산 가스가 설비 내에 잔류되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (17)

  1. 하부의 입구와 상부의 출구가 관통된 퍼지 가스 분출구를 갖는 퍼지 링; 및
    상부의 이너 튜브와 아우터 튜브의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 퍼지 영역에 상기 퍼지 링이 결합되는 베이스;를 포함하며,
    상기 출구는 상기 입구보다 좁은 면적을 가지고,
    퍼지 가스가 상기 입구로 유입되는 것보다 고속으로 상기 출구를 통하여 상기 퍼지 영역의 상부로 분출됨을 특징으로 하는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 퍼지 영역에 링형 관통구가 형성되며,
    상기 퍼지 링은 상기 링형 관통구에 삽입 고정되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 분출구는 상기 퍼지 링을 따라 분산되며 원형의 상기 출구를 갖는 복수의 관통공에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 분출구는 상기 퍼지 링을 따라 분산되며 상기 출구가 소정 길이와 소정 폭을 갖는 복수의 커브드 슬릿(curved slit)에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 퍼지 링은 아우터 링과 상기 아우터 링의 내부에 배치되는 이너 링을 포함하고,
    상기 아우터 링의 내측벽에서 상기 이너 링 쪽으로 내향 연장되며 상기 이너 링의 외측벽과 맞닿는 복수의 슬릿 지지부가 상기 아우터 링을 따라 분산 형성되며,
    상기 복수의 커브드 슬릿은 상기 복수의 슬릿 지지부들 사이에 상기 이너 링과 상기 아우터 링이 이격된 공간에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 퍼지 링은 아우터 링과 상기 아우터 링의 내부에 배치되는 이너 링을 포함하고,
    상기 이너 링의 외측벽에서 상기 아우터 링 쪽으로 외향 연장되며 상기 아우터 링의 내측벽과 맞닿는 복수의 슬릿 지지부가 상기 이너 링을 따라 분산 형성되며,
    상기 복수의 커브드 슬릿은 상기 복수의 슬릿 지지부들 사이의 상기 이너 링과 상기 아우터 링이 이격된 공간에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 퍼지 링은 아우터 링과 상기 아우터 링의 내부에 배치되는 이너 링을 포함하고,
    상기 퍼지 가스 분출구는 상기 출구가 이너 링의 외측면과 상기 아우터 링의 내측면이 이격된 링형 슬릿에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 분출구는,
    상기 입구로부터 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 입구 통로; 및
    상기 입구 통로와 상기 출구를 연결하며 균일한 폭을 가지며 수직으로 형성된 출구 통로;를 포함하는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 분출구는,
    상기 입구로부터 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 입구 통로; 및
    균일한 폭을 가지며 상기 출구와 연결되고 수직으로 형성된 출구 통로; 및
    상기 입구 통로와 상기 출구 통로를 수평으로 연결하는 연결 통로;를 포함하는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 분출구는,
    상기 입구로부터 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 입구 통로;
    균일한 폭을 가지며 상기 출구와 연결되고 상기 아우터 튜브를 향하도록 경사진 출구 통로; 및
    상기 입구 통로와 상기 출구 통로를 수평으로 연결하는 연결 통로;를 포함하는 웨이퍼 공정용 열처리 장치의 캡 플랜지.
  11. 웨이퍼를 차지한 보트를 수용하는 이너 튜브;
    상기 이너 튜브를 수용하는 아우터 튜브;
    상기 아우터 튜브 및 상기 이너 튜브의 하부에 구성되며 상기 이너 튜브에 반응 가스를 공급하는 배관들이 설치된 매니폴드; 및
    상기 매니폴드의 하부에 구성되며 상기 이너 튜브와 상기 아우터 튜브의 측벽들 사이의 배기 공간에 대응하는 퍼지 영역에 퍼지 가스 분출구를 가지며 상기 퍼지 가스 분출구를 통하여 상기 퍼지 영역의 상부로 퍼지 가스를 분출시키는 캡 플랜지;를 포함하고,
    상기 캡 플랜지는,
    하부의 입구와 상부의 출구가 관통된 상기 퍼지 가스 분출구를 갖는 퍼지 링; 및
    상기 퍼지 영역에 상기 퍼지 링이 결합되는 베이스;를 포함하며,
    상기 출구는 상기 입구보다 좁은 면적을 가지고,
    상기 퍼지 가스가 상기 입구로 유입되는 것보다 고속으로 상기 출구를 통하여 상기 퍼지 영역의 상부로 분출됨을 특징으로 하는 웨이퍼 공정용 열처리 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 분출구는 상기 퍼지 링을 따라 분산되며 원형의 상기 출구를 갖는 복수의 관통공에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 분출구는 상기 퍼지 링을 따라 분산되며 상기 출구가 소정 길이와 소정 폭을 갖는 복수의 커브드 슬릿(curved slit)에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 퍼지 링은 아우터 링과 상기 아우터 링의 내부에 배치되는 이너 링을 포함하고,
    상기 아우터 링의 내측벽에서 상기 이너 링 쪽으로 내향 연장되며 상기 이너 링의 외측벽과 맞닿는 복수의 슬릿 지지부가 상기 아우터 링을 따라 분산 형성되며,
    상기 복수의 커브드 슬릿은 상기 복수의 슬릿 지지부들 사이에 상기 이너 링과 상기 아우터 링이 이격된 공간에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 퍼지 링은 아우터 링과 상기 아우터 링의 내부에 배치되는 이너 링을 포함하고,
    상기 이너 링의 외측벽에서 상기 아우터 링 쪽으로 외향 연장되며 상기 아우터 링의 내측벽과 맞닿는 복수의 슬릿 지지부가 상기 이너 링을 따라 분산 형성되며,
    상기 복수의 커브드 슬릿은 상기 복수의 슬릿 지지부들 사이의 상기 이너 링과 상기 아우터 링이 이격된 공간에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 퍼지 링은 아우터 링과 상기 아우터 링의 내부에 배치되는 이너 링을 포함하고,
    상기 퍼지 가스 분출구는 상기 출구가 상기 이너 링의 외측면과 상기 아우터 링의 내측면이 이격된 링형 슬릿에 의해 형성되는 웨이퍼 공정용 열처리 장치.
  17. 제11 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 분출구는,
    상기 입구로부터 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 입구 통로; 및
    상기 입구 통로와 상기 출구를 연결하며 균일한 폭을 가지며 수직으로 형성된 출구 통로;를 포함하는 웨이퍼 공정용 열처리 장치.
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