KR20040009385A - Vertical furnace for processing semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 처리를 위한 반도체 제조 설비에 관한 것으로서, 특히 반도체 에이퍼 처리를 위한 종형 퍼니스(vertical furnace)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor fabrication equipment for semiconductor wafer processing, and more particularly to a vertical furnace for semiconductor aper processing.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서 다양한 프로세서를 수행하게 되는데, 그 중에서 반도체 웨이퍼 표면에 여러 가지 막을 형성하기 위한 방법으로서 화학 기상 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 방법이 주로 사용된다.Generally, a variety of processors are performed to fabricate a semiconductor device. Among them, a chemical vapor deposition (CVD) method is mainly used as a method for forming various films on a semiconductor wafer surface.
통상적으로, CVD 방법은 장치 내의 압력에 따라 저압 CVD(LPCVD; Low Pressure CVD) 방법과 상압 CVD(Atmospheric Pressure CVD) 방법으로 구분되며, 이 외에도 플라즈마 CVD(PECVD; Plasma Enhanced CVD) 방법 및 광 여기 CVD 방법 등을 포함한다. 이 중에서 LPCVD 공정은, 상압보다 낮은 압력에서 반도체 웨이퍼의 표면에 필요한 물질을 침적시키는 공정으로서, 주로 종형 퍼니스에서 이루어진다.Typically, the CVD method is classified into a low pressure CVD (LPCVD) method and an atmospheric pressure CVD (LPCVD) method according to the pressure in the apparatus, in addition to the plasma enhanced CVD (PECVD) method and the photo-excited CVD method. Method and the like. Among them, the LPCVD process is a process of depositing necessary materials on the surface of a semiconductor wafer at a pressure lower than normal pressure, and is mainly performed in a vertical furnace.
보다 양질의 반도체 소자들을 제조하기 위해서는 상기와 같은 종형 퍼니스에 대한 관리가 철저히 이루어져야 한다는 것은 당연하다. 즉 종형 퍼니스를 구성하는 부품들 중에서 수명이 다 한 부품은 적절한 시기에 교체하여야 하며, 클리닝 공정을 철저히 수행하여 파티클(particle)에 의한 영향이 최소화되도록 하여야 한다.In order to manufacture higher quality semiconductor devices, it is natural that the vertical furnace must be managed thoroughly. That is, the parts that have reached the end of their life should be replaced at the appropriate time, and the cleaning process should be thoroughly performed to minimize the effect of particles.
그러나 종래의 종형 퍼니스의 경우, 부품들 사이의 체결 관계상 특정 부품에 대한 교체나 정비가 용이하지 않은 경우가 있다. 특히 종형 퍼니스의 경우, 종형 퍼니스의 하부에서의 상대적으로 낮은 온도로 인하여, 쿼츠(quartz) 재질로 이루어진 캡 커버(cap cover)를 사용하는데, 이 캡 커버를 해체하기 위해서는 회전 캡과 보트 플레이트까지 모두 해체하여야 한다는 문제가 있다.However, in the case of a conventional vertical furnace, there are cases in which replacement or maintenance of a specific part is not easy due to the fastening relationship between the parts. Especially in the case of longitudinal furnaces, due to the relatively low temperatures at the bottom of the longitudinal furnaces, a cap cover made of quartz material is used. To disassemble the cap cover, both the rotating cap and the boat plate are used. There is a problem of dismantling.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 캡 커버의 탈착 및 부착이 용이한 반도체 웨이퍼 처리를 위한 종형 퍼니스를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a vertical furnace for semiconductor wafer processing in which the cap cover is easily detachable and attached.
도 1은 일반적인 종형 퍼니스를 나타내 보인 도면이다.1 shows a typical longitudinal furnace.
도 2는 종래의 종형 퍼니스의 문제점을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.2 is a view showing for explaining the problem of the conventional longitudinal furnace.
도 3은 본 발명에 따른 종형 퍼니스에서 채용되는 캡 커버를 나타내 보인 도면이다.3 is a view showing a cap cover employed in the vertical furnace according to the present invention.
도 4는 도 3의 캡 커버의 탈착 및 부착 과정을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating a process of detaching and attaching a cap cover of FIG. 3.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 종형 퍼니스는, 웨이퍼 처리 공간을 한정하는 내부 튜브; 상기 내부 튜브 외측에 설치되어 상기 내부튜브를 밀폐하는 외부 튜브; 상기 내부 튜브 및 외부 튜브가 장착되는 플랜지; 상기 외부 튜브 외측에서 상기 내부 튜브 내를 가열하는 히터; 상기 내부 튜브 내에서 웨이퍼가 장착되는 보트; 상기 보트를 지지하며 상기 보트가 회전 가능하도록 하는 회전 캡; 상기 회전 캡 하부에 배치되며, 좌우로 분리가 가능한 캡 커버; 및 상기 캡 커버 하부에 배치되어 상기 플랜지와 접촉되면서 상기 내부 튜브 내의 공간을 밀폐시키는 베이스를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the vertical furnace according to the present invention, the inner tube defining a wafer processing space; An outer tube installed outside the inner tube to seal the inner tube; A flange on which the inner tube and the outer tube are mounted; A heater for heating the inside of the inner tube outside the outer tube; A boat in which a wafer is mounted in the inner tube; A rotating cap supporting the boat and allowing the boat to be rotatable; A cap cover disposed below the rotatable cap and capable of being separated from left and right; And a base disposed under the cap cover and in contact with the flange to seal a space in the inner tube.
상기 캡 커버는 쿼츠 재질로 이루어진 것이 바람직하다.The cap cover is preferably made of a quartz material.
상기 베이스, 캡 커버 및 회전 캡의 중앙을 관통하는 밸로우즈를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 캡 커버는 상기 밸로우즈를 둘러싸도록 중앙부에 원통형의 돌출부를 포함할 수 있다.It is preferable to further include a bellows passing through the center of the base, the cap cover and the rotary cap. In this case, the cap cover may include a cylindrical protrusion at a central portion to surround the bellows.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below.
도 1은 일반적인 종형 퍼니스를 나타내 보인 도면이다.1 shows a typical longitudinal furnace.
도 1을 참조하면, 상기 종형 퍼니스(100)는, 웨이퍼 처리 공간(102)을 한정하는 내부 튜브(Inner tubr)(104)를 포함한다. 내부 튜브(104)는 외부 튜브(outer tube)(106)로 둘러싸이며, 다시 외부 튜브(106)는 히터(heater)(108)로 둘러싸인다. 상기 내부 튜브(104)는 상/하부가 개구된 원통형 구조이며, 상기 외부 튜브(106)는 하부만 개구된 원통형 구조이다. 상기 히트(108)는 내부 튜브(104)내의 웨이퍼 처리 공간(102)에 열을 가하여 웨이퍼 처리 공간(102)이 일정 온도 이상으로 유지되도록 한다.Referring to FIG. 1, the vertical furnace 100 includes an inner tube 104 defining a wafer processing space 102. The inner tube 104 is surrounded by an outer tube 106 and again the outer tube 106 is surrounded by a heater 108. The inner tube 104 has a cylindrical structure with upper and lower openings, and the outer tube 106 has a cylindrical structure with only a lower opening. The heat 108 applies heat to the wafer processing space 102 within the inner tube 104 so that the wafer processing space 102 is maintained above a certain temperature.
상기 내부 튜브(104) 및 외부 튜브(106)는 그 하부에 마련된 플랜지(frange)(110)에 장착된다. 그리고 도면에는 나타내지 않았지만, 이 플래지(110)에는 플랜지(110)를 관통하여 웨이퍼 처리 공간(102) 내로 가스를 공급하는 가스 공급구(미도시)가 장착되며, 동시에 종형 퍼니스(100) 외부로의 가스 배출을 위한 가스 배출구(미도시)도 플랜지(110)를 관통하도록 장착된다.The inner tube 104 and outer tube 106 are mounted to a flange 110 provided at the bottom thereof. Although not shown in the drawing, the flange 110 is equipped with a gas supply port (not shown) for supplying gas into the wafer processing space 102 through the flange 110, and at the same time to the outside of the vertical furnace 100. A gas outlet (not shown) for gas discharge is also mounted to penetrate through the flange 110.
상기 내부 튜브(104) 내의 웨이퍼 처리 공간(102)에는 웨이퍼(130)가 장착되는 보트(boat)(120)가 배치된다. 보트(120)는 복수개의 웨이퍼(130)들을 수직 방향으로 위치되도록 한다. 상기 보트(120)는, 하부의 보트 플레이트(121), 상부의 보트 덮개(122), 및 보트 플레이트(121)와 보트 덮개(122)를 수직 방향으로 상호 연결시키면서 웨이퍼가 장착되는 슬롯(slot)(미도시)을 갖는 보트 바(boat bar)(123)를 포함한다. 따라서 웨이퍼(130)들은 보트 바(123)에 의해 고정된 상태로 보트(120) 내에서 수직 방향으로 배치된다.In the wafer processing space 102 in the inner tube 104, a boat 120 on which the wafer 130 is mounted is disposed. The boat 120 allows the plurality of wafers 130 to be positioned in the vertical direction. The boat 120 includes a lower boat plate 121, an upper boat cover 122, and a slot in which a wafer is mounted while interconnecting the boat plate 121 and the boat cover 122 in a vertical direction. Boat bar 123 with (not shown). Thus, the wafers 130 are disposed in the boat 120 in a vertical direction while being fixed by the boat bar 123.
상기 보트(120)는 종형 퍼니스(100) 외부로의 반출이 가능한데, 이를 위하여 보트(120)는 수직 방향으로 이동할 수 있다. 또한 공정 중에 보트(120)를 회전시키기 위하여, 보트 플레이트(121)에는 회전 축(142)이 부착된다. 도면에 나타내지는 않았지만, 상기 회전 축(142)은 외부의 회전 구동부와 연결된다. 상기 회전 축(142)에는 회전 캡(rotate cap)(144), 캡 커버(cap cover)(146) 및 베이스(base)(148)가 끼워진다. 특히 베이스(148)는 플랜지(110)의 바닥면과 접촉되면서 종형 퍼니스(100) 하부를 밀폐시킨다.The boat 120 may be carried out to the outside of the vertical furnace 100. For this purpose, the boat 120 may move in the vertical direction. In addition, in order to rotate the boat 120 during the process, a rotating shaft 142 is attached to the boat plate 121. Although not shown in the figure, the rotation shaft 142 is connected to an external rotation drive unit. A rotary cap 144, a cap cover 146, and a base 148 are fitted to the rotation shaft 142. In particular, the base 148 is in contact with the bottom surface of the flange 110 to seal the bottom of the longitudinal furnace (100).
종래에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 예컨대 클리닝을 위하여 상기 캡 커버(148)를 탈착하기 위해서는 보트(120) 및 회전 캡(144)을 순차적으로 분리한 후에, 비로소 캡 커버(148)를 탈착시킬 수 있었다. 그러나 보트(120)의 보트 플레이트(121), 회전 캡(144), 캡 커버(146) 및 베이스(148)의 부착은 종형 퍼니스(100) 내부의 밀폐를 위하여 정밀하게 이루어져야 하며, 이에 따라 캡 커버(148)의 탈착 및 부착이 용이하지 않았다.Conventionally, as shown in FIG. 2, after detaching the boat 120 and the rotating cap 144 sequentially, for example, to detach the cap cover 148 for cleaning, the cap cover 148 is detached. I could make it. However, the attachment of the boat plate 121, the rotating cap 144, the cap cover 146, and the base 148 of the boat 120 should be made precisely for sealing the inside of the longitudinal furnace 100, and thus the cap cover. Desorption and attachment of (148) were not easy.
그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 종형 퍼니스에서 채용되는 캡 커버(246)는, 좌우로 상호 탈착 및 부착이 가능한 구조로 이루어진다. 즉 좌측 캡 커버(246a)와 우측 캡 커버(246b)가 부착됨으로써 캡 커버(246) 구조가 완성되며, 좌측 캡 커버(246a)와 우측 캡 커버(246b)를 분리시킬 수 있다. 이를 위하여 좌측 캡 커버(246a) 및 우측 캡 커버(246b)에는 각각 상호 고정을 위한 홈(246c)들이 형성된다. 또한 캡 커버(246)의 중앙부에는 밸로우즈를 둘러싸도록 중앙부에 원통형의 돌출부(246d)를 포함한다. 여기서 벨로우즈는 회전축(142)을 둘러싸서 부품 사이의 부착된 부분이 밀폐되도록 하는 기능을 제공하기 위한 것이다.However, as shown in FIG. 3, the cap cover 246 employed in the vertical furnace according to the present invention has a structure capable of detachable and attaching to each other from side to side. That is, the structure of the cap cover 246 is completed by attaching the left cap cover 246a and the right cap cover 246b, and the left cap cover 246a and the right cap cover 246b can be separated. To this end, grooves 246c for fixing to each other are formed in the left cap cover 246a and the right cap cover 246b. In addition, the central portion of the cap cover 246 includes a cylindrical protrusion 246d in the central portion to surround the bellows. Here, the bellows is to provide a function of enclosing the rotating shaft 142 to seal the attached portion between the parts.
상기와 같이 좌우로 분리가 가능한 캡 커버(246)에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 다른 부품을 분리하지 않더라도 캡 커버(246)만 별도로 분리하는 것이 가능하다. 즉 클리닝을 위하여 캡 커버(246)만 분리하고자 하는 경우에, 캡 커버(246)를 좌측 캡 커버(246a) 및 우측 캡 커버(246b)로 분리하여 좌우측으로 분리시킴으로써 간단하게 캡 커버(246)를 탈착시킬 수 있다. 상기 캡 커버(246)는 쿼츠(quartz) 재질로 이루어져 있으며, 이로 인하여 종형 퍼니스(100) 하부에서의 상대적으로 낮은 온도를 보상할 수 있다.According to the cap cover 246 that can be separated from left to right as described above, as shown in FIG. 4, it is possible to separate the cap cover 246 separately without removing other components. That is, when only the cap cover 246 is to be removed for cleaning, the cap cover 246 is separated into the left cap cover 246a and the right cap cover 246b, and the cap cover 246 is easily separated by the left and right sides. It can be detached. The cap cover 246 is made of a quartz material, thereby compensating for a relatively low temperature in the lower portion of the vertical furnace 100.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 종형 퍼니스에 의하면, 캡 커버가 좌우로 분리 가능한 구조로 이루어져 있으므로, 클리닝 등의 이유로 캡 커버를 탈착시키고자 하는 경우에 다른 부품을 탈착시킬 필요 없이 캡 커버만 좌우로 분리하여 탈착시킴으로써, 용이하게 캡 커버를 탈착시킬 수 있다. 또한 부착시에도, 마찬가지로, 좌우를 부착함으로써 용이하게 캡 커버를 부착시킬 수 있다.As described above, according to the vertical furnace according to the present invention, since the cap cover has a structure that can be separated from side to side, when the cap cover is to be removed for cleaning or the like, there is no need to remove the other parts only the cap cover By detaching from side to side and detaching, the cap cover can be easily detached. In addition, at the time of attachment, a cap cover can be attached easily by attaching right and left similarly.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112981527A (en) * | 2021-04-23 | 2021-06-18 | 青岛赛瑞达电子科技有限公司 | LPCVD polycrystalline furnace process hearth |
| US11639550B2 (en) | 2021-04-15 | 2023-05-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method of depositing a thin layer |
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2002
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