KR200443041Y1 - Joining Structure of Vestibule Block For Furnace - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 제조용 열처리로(Furnace)의 히터부와 단열블럭의 결합구조에 관한 것으로서, 본 고안은 히팅챔버와 단열블럭을 포함하는 반도체 제조용 열처리로(furnace)에 있어서, 열량을 공급하는 상기 히팅챔버의 상부와 상기 히터부에 결합되어 단열작용을 하는 단열블럭(block)의 결합면이 경사각을 이루며 결합되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a coupling structure of a heater unit and a heat insulating block of a heat treatment furnace (Furnace) for manufacturing a semiconductor, the present invention is a heat treatment furnace (furnace) for manufacturing a semiconductor comprising a heating chamber and a heat insulating block, the heating for supplying heat It is characterized in that the coupling surface of the heat insulating block (block) coupled to the upper portion of the chamber and the heater to perform a heat insulating action is formed at an inclination angle.
본 고안에 따르면, 반도체 제조용 열처리로의 히터부와 단열블럭의 조립시 결합되는 결합면을 예각을 이루도록 하여, 열기류의 흐름을 완벽히 차단하여 열방출 및 외기영향을 최소화함으로써 온도 안정성 및 재현성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, by making the abutment surface coupled to the heater portion of the heat treatment furnace for semiconductor manufacturing and the assembling block to be acute angle, the flow of hot air is completely blocked to minimize the heat emission and the influence of outside air to increase the temperature stability and reproducibility It is effective.
히팅챔버, 단열블럭 Heating chamber, insulation block
Description
도 1은 종래의 일반적인 열처리로의 외형을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a conventional general heat treatment furnace.
도 2는 종래의 열처리로에서의 단열블럭과 히팅챔버의 결합구조를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a coupling structure of a heat insulating block and a heating chamber in a conventional heat treatment furnace.
도 3은 본 고안에 따른 열처리로의 단열블록과 히팅챔버의 결합구조를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a coupling structure of the insulating block and the heating chamber of the heat treatment furnace according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 다른 실시예를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing another embodiment according to the present invention.
도 5는 본 고안에 따른 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing another embodiment according to the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 구체적인 설명**** Detailed description of the main parts of the drawing **
10: 온도형성부 20: 히터열선10: temperature forming unit 20: heater heating wire
30: 히팅챔버 40: 단열블럭30: heating chamber 40: insulation block
50: 온도 및 외기영향부분50: temperature and air influence
본 고안은 반도체 제조용 열처리로(Furnace)의 히터부와 단열블럭의 결합구 조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조용 열처리로의 히터부와 단열블럭의 조립시 결합되는 결합면을 예각을 이루도록 하여, 열기류의 흐름을 완벽히 차단하여 온도 안정성 및 재현성을 높일 수 있도록 열처리로의 단열블럭 결합구조에 관한 것이다. The present invention relates to a coupling structure of the heater portion and the thermal insulation block of the semiconductor manufacturing heat treatment furnace (Furnace), and more specifically, to form an acute angle of the coupling surface coupled when assembling the heater portion and the thermal insulation block of the semiconductor manufacturing heat treatment furnace, The present invention relates to an insulating block coupling structure of a heat treatment furnace to completely block the flow of hot air to increase temperature stability and reproducibility.
반도체를 제조하기 위해서는 반도체의 원재료인 웨이퍼에 산화, 확산 그리고 증착 등의 여러 공정이 수행되어야 하며 이러한 공정은 대개 주변환경과 격리된 반응로에서 이루어진다. 일반적인 반도체 공정에서의 Furnace 공정으로는 Impurity가 Wafer 표면으로부터 안으로 주입되는 Diffusion 공정과 Wafer 위에 화학적으로 안정한 보호피막을 형성하는 방법으로 800℃~1200℃의 Heater 온도범위 내의 대기압 상태에서 여러 가지 Gas를 주입하여 이루어지는 Oxidation 공정이 있다. In order to manufacture a semiconductor, various processes such as oxidation, diffusion, and deposition are performed on a wafer, which is a raw material of the semiconductor, and this process is usually performed in a reactor isolated from the surrounding environment. Furnace process in general semiconductor process is a method of injecting various gases at atmospheric pressure within the heater temperature range of 800 ℃ ~ 1200 ℃ as a method of forming a chemically stable protective film on the wafer and impurity is injected into the wafer from inside the wafer surface. There is an oxidization process.
특히 Diffusion 공정은 웨이퍼의 표면에 열에너지를 이용하여 불순물 원자를 웨이퍼의 내부에 주입시켜 블순물층이 형성되도록 하는 공정으로, 선 증착으로 도핑하고자 하는 불순물의 산화막을 형성하고, 캡산화학이 형성되어 도펀트의 외부방출을 막게 되며, 이후 온도와 시간을 적절이 조절하여 원하는 깊이의 불순물 도핑 영역을 얻게 된다. 또한, 상기 Oxidation 공정은 고온에서 산소나 수증기를 주입시키고 열을 가해 실리콘 웨이퍼의 표면에 얇고 균일한 실리콘 산화막을 형성시키는 공정으로, 건조한 산소를 주입하는 건조산화와 수증기를 주입하는 습식산화로 구별되며, 이러한 산화 방식을 위해서 사용되는 것이 열처리로(Furnace)이다. 보통 웨이퍼 100~200장을 한꺼번에 투입시켜 배치(batch)방식으로 산화공정을 수행한다. 웨이퍼를 투입하는 방향에 따라 수평방식과 수직방식으로 나뉘며, 기본적으로 열에 너지를 공급하여 열반응을 통해 일루어지는 바, 열원을 공급하는 부위(Heater)가 필수적이다.In particular, the Diffusion process is a process of injecting impurity atoms into the wafer using thermal energy on the surface of the wafer to form an impurity layer. An oxide film of an impurity to be doped by linear deposition is formed, and a capsan chemical is formed to form a dopant. To prevent the external emission of the, and then to appropriately control the temperature and time to obtain the impurity doped region of the desired depth. In addition, the oxidation process is a process of injecting oxygen or water vapor at a high temperature and applying heat to form a thin and uniform silicon oxide film on the surface of the silicon wafer, and is divided into dry oxidation that injects dry oxygen and wet oxidation that injects water vapor. For this oxidation method, a heat treatment furnace is used. Usually, 100 ~ 200 wafers are put together and the oxidation process is performed by batch method. The wafer is divided into a horizontal method and a vertical method according to the direction in which the wafer is placed. Basically, heat energy is supplied through heat reaction to supply heat energy, and a heat supply part is essential.
상기 Heater의 작용시 발생하는 온도 편차는 ±0.5℃의 정밀함이 요구되며 이를 위해서는 Heater 내부의 열손실 및 외기로부터의 영향을 받지 않도록 온도의 변화 및 재현성의 확보가 필요하며 그렇지 못하면 양질의 재품을 대량 생산하는데 있어서 크게 손실이 오는 것은 당연하다.The temperature deviation that occurs during the operation of the heater is required to be accurate to ± 0.5 ℃. To this end, it is necessary to secure the change of temperature and reproducibility so as not to be affected by the heat loss and the outside air inside the heater. Naturally, there is a great loss in production.
도 1은 일반적인 Furance의 외형을 도시한 사시도이다. 파워단자(150)를 통해 외부의 전원을 인가하여 내부에 온도조절부를 통해 열원을 열처리로의 내부로 공급하는 구조이며, 히팅챔버(130)의 상부와 단열블럭(140)의 결합으로 온도의 안정성을 확보하는 구조이다. 여기에서 상기 단열블럭(140)과 히팅챔버(130)의 상면이 결합되는 부위의 결합면을 단면도를 통하여 도시한 것이 도 2의 도면이다.(A~A'단면일부) 1 is a perspective view showing the appearance of a typical furance. External power is applied through the
종래의 기존의 히팅챔버와 단열 Block의 결합단면을 도 2의 (a)을 통해 살펴보면, 종래의 열처리로의 열원공급과 단열을 이루는 부분은, 내부에 단차진 면을 형성하는 히팅챔버(130)와 상기 히팅챔버에 열원을 공급하는 온도형성부(110), 실질적인 열을 발생시키는 히터열선(120)으로 형성된 히터부에 상기 히팅챔버(130)의 내부와 결합되도록 대응되는 구조의 단열블럭(140)을 형성하여 결합하는 구조로 형성된다.Looking at the cross section of the conventional heating chamber and the conventional heat insulating block through Figure 2 (a), the portion of the heat source supply and heat insulation of the conventional heat treatment furnace, the
특히 상기 히팅챔버의 내부의 단차면과 결합하는 단열블럭의 단차면의 결합은 직각을 이루도록 형성되어 있는 것이 특징이다. 그러나, 상기 단열 Block과 상 기 히팅챔버의 상부와의 조립시 육안상으로는 면과 면이 일치하여 조립되는 것처럼 보이지만 실제로는 단열 Block 입자의 영향으로 면접촉이 아닌 점접촉으로 이루어진다. 따라서 열기류 흐름을 완벽하게 차단할 수 없으며 온도방출 및 외기영향을 받는 부분(150)에 의해 영향을 받게 된다(도 2의 (b)). 이처럼 각각의 결합부위의 각을 직각으로 하여 상기 히팅챔버의 상부와 단열블럭을 조립시에는 온도의 방출이 심하고 외부 공기의 영향을 받게 되는 부분이 심화되어 안정적이 온도재현성을 발현해 내지 못하는 문제점이 발생하였다.In particular, the coupling of the stepped surface of the insulating block coupled to the stepped surface inside the heating chamber is characterized in that it is formed to form a right angle. However, when assembling the insulating block and the upper portion of the heating chamber, the surface and the surface appear to be assembled on the naked eye, but are actually made of point contact instead of surface contact under the influence of the insulating block particles. Therefore, it is not possible to completely block the flow of hot air flow and is affected by the
본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은, 반도체 제조용 열처리로의 히팅챔버의 상부와 단열블럭의 조립시 결합되는 결합면을 예각을 이루도록 하여, 열기류의 흐름을 완벽히 차단하여 온도 안정성 및 재현성을 높일 수 있는 열처리로의 단열블럭 결합구조를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to achieve a sharp angle of the coupling surface coupled during the assembly of the upper portion of the heating chamber and the insulating block in the heat treatment furnace for semiconductor manufacturing, the flow of hot air completely It is to provide a heat insulating block coupling structure of the heat treatment furnace to increase the temperature stability and reproducibility by blocking.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안은, 히팅챔버와 단열블럭을 포함하는 반도체 제조용 열처리로(furnace)에 있어서, 열량을 공급하는 상기 히터히팅챔버와 상기 히팅챔버의 상부에 결합되어 단열작용을 하는 단열블럭(block)의 결합면이 경사각을 이루며 결합되는 것을 특징으로 하는 열처리로의 단열블럭 결합구조를 제공하여 외부기류의 흐름을 원척적으로 차단하도록 해 히팅챔버 내부의 온도의 안정성을 확보할 수 있도록 한다. The present invention for solving the above technical problem, in the heat treatment furnace (furnace) for manufacturing a semiconductor comprising a heating chamber and a heat insulating block, is coupled to the heater heating chamber and the heating chamber for supplying heat to the heat insulating action. By providing a heat insulating block coupling structure of the heat treatment furnace, characterized in that the coupling surface of the heat insulating block (block) is formed at an inclined angle to prevent the flow of external air inherently, to ensure the stability of the temperature inside the heating chamber. To help.
또한, 본 고안은 상기 히팅챔버는 히터열선을 포함하는 온도형성부와 열선 포함하여 이루어지며, 상기 히팅챔버의 내벽은 단차를 형성하되, 상기 단차면의 수직방향(Y)의 수직 분선과 수평방향(X)의 수평분선이 이루는 경사각이 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 열처리로의 단열블럭 결합구조를 형성하여 히터 내부의 온도안정성을 확보하며, 히터 내부의 온도편차를 최소화할 수 있도록 한다. In addition, the present invention is made of the heating chamber comprises a temperature forming unit and a heating wire including a heater heating wire, the inner wall of the heating chamber to form a step, the vertical dividing line and the horizontal direction of the vertical direction (Y) of the step surface By forming an adiabatic block coupling structure of the heat treatment furnace, the inclination angle formed by the horizontal dividing line (X) forms an acute angle to ensure temperature stability inside the heater, and to minimize the temperature deviation inside the heater.
또한, 본 고안은 상기 경사각은 60~65도인 것을 특징으로 하는 열처리로의 단열블럭 결합구조를 제공하여, 접촉부위를 확장함과 아울러 온도안정성 및 온도재현성을 구현할 수 있도록 한다. In addition, the present invention provides a heat insulating block coupling structure of the heat treatment furnace, characterized in that the inclination angle is 60 ~ 65 degrees, to extend the contact portion and to realize the temperature stability and temperature reproducibility.
또한, 본 고안은 상기 히팅챔버의 내벽은 단차를 형성하되, 상기 단차면의 수직방향분선(Y)과 상기 단차면의 연장분선(Z)이 이루는 경사각이 예각(w)을 이루는 것을 특징으로 하는 열처리로의 단열블럭 결합구조를 제공하여 제조상의 다양성을 구현할 수 있도록 한다. In addition, the present invention is characterized in that the inner wall of the heating chamber forms a step, the inclination angle between the vertical dividing line (Y) of the step surface and the extension dividing line (Z) of the step surface forms an acute angle (w). By providing a heat insulation block coupling structure of the heat treatment furnace to implement a variety of manufacturing.
또한, 본 고안은 상기 경사각(w)은 60~65도인 것을 특징으로 하는 열처리로의 단열블럭 결합구조를 제공하여 온도안정성과 온도재현성의 확보의 효율성을 높일수 있게 한다.In addition, the present invention provides an insulating block coupling structure of the heat treatment furnace, characterized in that the inclination angle (w) is 60 ~ 65 degrees to increase the efficiency of securing the temperature stability and temperature reproducibility.
또한, 본 고안은 상기 단열블럭의 경사면 또는 상기 단열블럭의 경사면과 결합하는 상기 히팅챔버의 단차면은 요철을 형성하여 대응하는 구조로 결합하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 단열블럭 결합구조를 제공하여 접촉부위의 확장과 보다 효율적인 온도 안정성을 확보할 수 있도록 한다. In addition, the present invention provides a heat insulating block coupling structure of the heat treatment furnace, characterized in that the stepped surface of the heating chamber coupled to the inclined surface of the heat insulating block or the inclined surface of the heat insulating block to form a concave-convex coupling to the corresponding structure. This ensures expansion of the contact area and more efficient temperature stability.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the present invention.
도 3를 참조하면,본 고안은 일반적인 반응로의 구성에서 특징적인 열원을 공급하는 히팅챔버(30)의 상부와 단열블록의 결합구조를 변형한 것을 그 기술요지로 하는바, 상기 히팅챔버(30)의 내부는 온도형성부(10), 히터열선(20)을 포함하며, 상기 히팅챔버의 내벽에는 단차가 진 형상으로 구현되어 있으며, 극히 상기 히팅챔버의 내부로 삽입결합되는 단열블럭(40)역시 상기 히팅챔버 내부와 대응하여 결합될 수 있는 구조의 단차 형상으로 구현되어 있다.Referring to Figure 3, the present invention is a modification of the coupling structure of the heat insulating block and the upper portion of the
특히, 도 3의 (a)에 형성된 바와 같이, 결합면의 경사는 상기 히팅챔버의 수직방향분선(Y)과 상기 단차면의 수평방향분선(X)이 이루는 각이 예각(θ)을 이루도록 형성됨이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 예각은 60~65도이며, 특히 65도로 경사를 형성함이 더욱 바람직하다. 도 3의 (b)는 상기 단열블럭과 히팅챔버의 상부가 결합되는 것을 도시한 결합단면도이다.In particular, as shown in (a) of FIG. 3, the inclination of the mating surface is formed such that an angle formed between the vertical dividing line Y of the heating chamber and the horizontal dividing line X of the stepped surface forms an acute angle θ. This is preferred. More preferably, the acute angle is in the range of 60 to 65 degrees, and particularly preferably inclined at 65 degrees. Figure 3 (b) is a cross-sectional view showing that the upper portion of the insulating block and the heating chamber is coupled.
도 4를 참조하면, 본 고안의 다른 실시예인 결합구조를 도시한 도면이다.4 is a view showing a coupling structure which is another embodiment of the present invention.
본 실시예에서는 상기 단차면의 수직방향분선(Y)과 상기 단차면의 연장분선(Z)이 이루는 경사각이 예각(w)을 이루는 것을 특징으로 하는 결합구조를 제시할 수 있다. 상기 수직방향분선은 도 3에 도시된 수직방향분선(Y)과 동일하며, 단차면의 연장분선(Z)은 상기 단열블럭의 단면의 표면을 연장한 연장선을 의미하며, 상기 단차면의 연장분선(Z)과 수직방향분선(Y)이 이루는 각을 w라 할 때, 상기 w는 예각을 이루는 것이 바람직하며, 60~65도를 형성됨이 더욱 바람직하다. 물론 상기 단열 블럭의 단차면과 히팅챔버 내부의 단차면은 대응되도록 결합되어야 하는바, 상기 히팅챔버 내부의 단차면의 연장분선(Z')과 수직방향분선(Y)이 이루는 각 역시 w로 형성됨이 바람직하다.In this embodiment, the inclination angle formed by the vertical dividing line Y of the stepped surface and the extension dividing line Z of the stepped surface forms an acute angle w. The vertical dividing line is the same as the vertical dividing line Y shown in FIG. 3, and the extension dividing line Z of the stepped surface means an extension line extending the surface of the cross section of the insulating block, and the extension dividing line of the stepped surface. When the angle between (Z) and the vertical dividing line Y is defined as w, it is preferable that the w forms an acute angle, and more preferably, 60 to 65 degrees is formed. Of course, the stepped surface of the insulating block and the stepped surface inside the heating chamber should be coupled to correspond to each other, and the angle formed by the extension dividing line Z 'and the vertical dividing line Y of the stepped surface inside the heating chamber is also formed as w. This is preferred.
도 5를 참조하면, 상기 바람직한 경사각을 이루어 결합하는 단차면에 소정의 요철을 부여하는 일 실시예의 구조를 형상화하고 있다. 특히 단차면의 형상이 도 3의 형상뿐만 아니라, 이와 역방향으로 형성되는 도 4의 실시예의 경우에도 적용이 가능하다. 또한, 도시된 바와 같은 요철형상뿐만 아니라 결합면의 접촉면적을 극대화할 수 있는 어떠한 형상이라도 가능하다. Referring to FIG. 5, the structure of an exemplary embodiment in which predetermined irregularities are applied to a stepped surface that is formed by combining the above-described preferred inclination angle is shaped. In particular, the shape of the stepped surface is applicable not only to the shape of FIG. 3 but also to the embodiment of FIG. In addition, as well as the concave-convex shape as shown, any shape that can maximize the contact area of the mating surface is possible.
본 고안의 작용은 상기 히팅챔버의 내벽의 단차진 부분과 결합하는 상기 단열블럭의 결합구조가 직각이 아닌 예각으로 형성하여 결합되도록 하여, 결합면의 갭(Gab)의 공차 및 부수적인 조건으로 열방출 및 외기 영향을 최소화할 수 있다. 즉 열방출 및 외기의 유통 통로가 될 수 있는 결합면에 경사를 주거나, 상술한 바와 같이 단차면에 경사를 줌과 동시에 요철을 형성함으로써, 온도 영향부 및 외기의 영향부분(50) 부분에 외기의 유입이나 열기류의 영향을 완벽하게 차단하며, 외부 환경에 무관하게 상기 히터 내부의 온도 편차가 ±0.5℃ 내로 유지시킬 수 있도록 한다. 이처럼 기류의 흐름을 방해할 수 있는 결합면에 경사를 형성하고, 나아가 경사와 동시에 요철을 부여하는 구조로 인해 열방출 및 외기영향을 최소화할 수 있으며, 히터 내부온도의 안정성을 부여하여 온도의 재현성을 확보할 수가 있게 된다. 이를 바탕으로 양질의 제품을 대량생산을 가능케하여 생산의 효율성을 확보할 수 있는 장점을 구현할 수 있게 된다.The action of the present invention is to form a coupling structure of the insulating block coupled to the stepped portion of the inner wall of the heating chamber is formed at an acute angle rather than a right angle, so that the gap and tolerance of the gap (Gab) of the coupling surface Emissions and outside air effects can be minimized. That is, by inclining the mating surface which may be a heat dissipation path and the circulation passage of the outside air, or by inclining the step surface as described above, and forming an unevenness, the outside air is affected by the temperature affecting part and the
전술한 바와 같은 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 고안의 기술적 사상은 본 고안의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 실용신안청구범위뿐만 아니라 이 실용신안청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention as described above, specific embodiments have been described. However, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the described embodiments of the present invention, but should be defined by the utility model claims and equivalents thereof.
본 고안에 따르면, 반도체 제조용 열처리로의 히터부와 단열블럭의 조립시 결합되는 결합면을 예각을 이루도록 하여, 열기류의 흐름을 완벽히 차단하여 열방출 및 외기영향을 최소화함으로써 온도 안정성 및 재현성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, by making the abutment surface coupled to the heater portion of the heat treatment furnace for semiconductor manufacturing and the assembling block to be acute angle, the flow of hot air is completely blocked to minimize the heat emission and the influence of outside air to increase the temperature stability and reproducibility It is effective.
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