KR20060003187A - Cleaning boat and apparatus for fabricating semiconductor employ the same - Google Patents

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KR20060003187A KR1020040051990A KR20040051990A KR20060003187A KR 20060003187 A KR20060003187 A KR 20060003187A KR 1020040051990 A KR1020040051990 A KR 1020040051990A KR 20040051990 A KR20040051990 A KR 20040051990A KR 20060003187 A KR20060003187 A KR 20060003187A
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Abstract

세정 보트 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치가 제공된다. 세정 보트 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치는, 웨이퍼 제조 공정이 진행되는 공정장치와, 주위의 유체 흐름을 방해하도록 폐쇄형으로 형성된 상판부와 상판부와 대향하는 하판부와 상판부와 상기 하판부 사이에 수직으로 개재된 다수의 보트바로 이루어진다.A cleaning boat and a semiconductor manufacturing apparatus including the same are provided. The cleaning boat and the semiconductor manufacturing apparatus including the same include a process apparatus through which a wafer manufacturing process proceeds, and a top plate portion and an upper plate portion facing the upper plate portion and a top plate portion formed to be closed so as to disturb the fluid flow therebetween. It consists of a number of interposed boat bars.

확산공정, 보트, 튜브Diffusion Process, Boat, Tube

Description

세정 보트 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치{Cleaning boat and apparatus for fabricating semiconductor employ the same}Cleaning boat and apparatus for fabricating semiconductor employ the same

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 보트를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a cleaning boat according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 간략히 도시한 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 관한 부호 설명><Description of symbols on the main parts of the drawings>

100 : 세정 보트 110 : 상판부100: washing boat 110: upper plate

120 : 하판부 130 : 보트바120: lower part 130: boat bar

200 : 반도체 제조 장치 210 : 내부 튜브200: semiconductor manufacturing apparatus 210: inner tube

220 : 외부 튜브 230 : 가스 공급부220: outer tube 230: gas supply

240 : 가스 배기부240 gas exhaust unit

본 발명은 세정 보트 및 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 특히, 주위의 유체 흐름을 방해하는 폐쇄형 상판부를 포함하는 세정 보트 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cleaning boat and a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a cleaning boat and a semiconductor manufacturing apparatus including the closed top plate that obstructs the flow of surrounding fluid.                         

일반적으로 반도체소자 제조 공정 내에서 웨이퍼는 사진, 식각, 화학기상증착 및 금속증착 등의 고정을 반복하여 수행한 후 반도체 장치로 제작된다.In general, a wafer is fabricated as a semiconductor device after repeatedly performing fixing such as photo, etching, chemical vapor deposition, and metal deposition in a semiconductor device manufacturing process.

즉 반도체소자의 제조 공정은 여러가지 전기적, 광학적 및 화학적 특성들을 갖는 얇은 폴리실리콘막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 여러 층의 박막을 웨이퍼 위에 순차적으로 형성시키는 과정으로서, 박막의 증착공정, 박막이 원하는 소자적 전기적 특성을 지닐 수 있도록 박막의 일부분을 제거하기 위한 사진식각 공정, 박막의 전기적 특성을 바꾸기 위한 확산 공정과 이온주입 공정 및 박막의 결정 특성을 안전화시키는 열처리 공정 등으로 이루어진다.In other words, the semiconductor device manufacturing process is a process of sequentially forming thin films of various layers such as a thin polysilicon film, an oxide film, a nitride film, and a metal film having various electrical, optical, and chemical properties on a wafer. It consists of a photolithography process for removing a portion of the thin film so as to have the desired device electrical properties, a diffusion process for changing the electrical properties of the thin film, an ion implantation process, and a heat treatment process to secure the crystal properties of the thin film.

확산 공정과 이온주입 공정 및 열처리 공정은 필요에 따라 공정 튜브를 사용한다. The diffusion process, the ion implantation process, and the heat treatment process use process tubes as necessary.

공정 튜브는 내부 튜브와 외부 튜브로 이루어져 있다. 내부 튜브 안에 웨이퍼가 적재된 보트를 위치시키고 내부 튜브 및 외부 튜브안에 소정의 압력을 유지시킨 후 히터를 이용해 일정 온도를 유지하도록 한다. 압력과 온도를 유지시킨 후 내부 튜브와 연결된 가스 공급부를 통해 공정가스를 주입한다. 주입된 공정가스는 내부 튜브를 순환하며 웨이퍼 위에 박막을 형성하고 잔류하는 공정가스는 외부 튜브에 연결된 가스 배기부를 통해 배출된다. The process tube consists of an inner tube and an outer tube. A boat loaded with wafers is placed in the inner tube, and a predetermined pressure is maintained in the inner tube and the outer tube, and then a constant temperature is maintained by using a heater. After maintaining the pressure and temperature, process gas is injected through the gas supply connected to the inner tube. The injected process gas circulates through the inner tube and forms a thin film on the wafer, and the remaining process gas is discharged through the gas exhaust connected to the outer tube.

그러나 웨이퍼의 특성에 따라 공정가스가 달라지므로 공정을 마치면 내부 튜브의 내측면에 남은 공정가스를 제거하기 위해 내부 튜브와 외부 튜브를 세정해야한다. 공정을 마치면 세정 보트를 내부 튜브에 삽입하여 가스 공급부를 통해 세정가스를 주입하여 내부 튜브와 외부 튜브의 내측면을 세정한다. However, since the process gas varies according to the characteristics of the wafer, the inner tube and the outer tube must be cleaned to remove the process gas remaining on the inner side of the inner tube after the process is completed. After the process, the cleaning boat is inserted into the inner tube to inject the cleaning gas through the gas supply unit to clean the inner surfaces of the inner tube and the outer tube.                         

내부 튜브 안에서 세정가스의 흐름이 빠르기 때문에 세정가스는 내부 튜브에서 외부 튜브로의 이동이 빠르다. 또한 세정 보트의 상판부가 중공을 가지고 있기에 중공을 통해서 세정가스가 빠져나가 내부 튜브에서 정체하는 시간이 짧아진다. 내부 튜브에서 정체 시간이 짧기 때문에 세정가스가 불필요하게 많이 사용되고 순환하지 않고 빠져나가 내부 튜브와 외부 튜브의 세정 효과가 떨어진다.The cleaning gas flows quickly from the inner tube to the outer tube because of the rapid flow of the cleaning gas in the inner tube. In addition, since the upper plate portion of the cleaning boat has a hollow, the time for the washing gas to escape through the hollow and stagnate in the inner tube is shortened. Due to the short stagnation time in the inner tube, the cleaning gas is unnecessarily used and escapes without circulating and the cleaning effect of the inner tube and the outer tube is reduced.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 주위의 유체 흐름을 방해하는 세정 보트를 제공하는데 있다. It is an object of the present invention to provide a cleaning boat that obstructs the flow of fluid around it.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 내부 튜브에 세정가스의 정체시간을 늘려 세정 효과를 높이는 반도체 제조 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus that increases the cleaning time by increasing the stagnation time of the cleaning gas in the inner tube.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problem of the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, another technical problem that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 보트는, 주위의 유체 흐름을 방해하도록 폐쇄형으로 형성된 상판부와 상판부와 대향하는 하판부와 상판부와 하판부 사이에 수직으로 개재된 다수의 보트바를 포함한다.Cleaning boat according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the upper plate and the upper plate formed in a closed type so as to obstruct the fluid flow around the lower plate and the vertically interposed between the upper plate and the lower plate Contains a number of boat bars.

상기한 또 다른 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 세정가스를 주입하는 가스 공급부를 포함하는 내부 튜브와 내 부 튜브의 외측을 둘러싸고 가스 배기부를 포함하는 외부 튜브와 내부 튜브에 내재되고 주위의 유체 흐름을 방해하도록 폐쇄형으로 형성된 상판부와 상판부와 대향하는 하판부와 상판부와 하판부 사이에 수직으로 개재된 다수의 보트바를 포함하는 세정 튜브를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a semiconductor, including an inner tube including a gas supply unit for injecting cleaning gas and an outer tube surrounding an outer side of the inner tube and including a gas exhaust unit And a cleaning tube comprising an upper plate portion inherently embedded in the inner tube and closed to block the surrounding fluid flow, and a lower plate portion facing the upper plate portion and a plurality of boat bars interposed vertically between the upper plate portion and the lower plate portion.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 제조 장치로는 CVD(화학기상증착)장치, 확산 장치 등이 사용될 수 있다.As the semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, a CVD (chemical vapor deposition) apparatus, a diffusion apparatus, or the like may be used.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 보트를 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view showing a cleaning boat according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여, 세정 보트(100)는 상판부(110), 하판부(120), 보트바(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the cleaning boat 100 includes an upper plate 110, a lower plate 120, and a boat bar 130.                     

상판부(110)는 주위의 유체 흐름을 방해하도록 형성된 폐쇄형 원판으로 이루어져 있다. 상판부(110)는 석영 재질로 형성되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유체는 세정가스를 사용한다. 이러한 세정가스는 ClF3 가스를 사용한다.Top plate 110 is made of a closed disc formed to interfere with the fluid flow around. The upper plate 110 is formed of a quartz material. Fluid according to an embodiment of the present invention uses a cleaning gas. This cleaning gas uses ClF3 gas.

하판부(120)는 원형의 판 형상을 가지고 있으며 상판부와 대향한다. 하판부(120)는 석영 재질로 형성되어 있다.The lower plate portion 120 has a circular plate shape and faces the upper plate portion. The lower plate portion 120 is formed of a quartz material.

보트바(130)는 다수의 원형의 바(Bar) 형태로 구성되며 상판부(110)와 하판부(120) 사이에 수직으로 개재되어 있다. 보트바(130)는 석영 재질로 형성되어 있다. 보트바(130)는 상판부(110)와 하판부(120)를 지지하기 위해 배치된다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 보트바는 4개의 보트바를 사용하며 공정 보트와 동일하게 배치되어 있다.The boat bar 130 is configured in the form of a plurality of circular bars, and is vertically interposed between the upper plate 110 and the lower plate 120. The boat bar 130 is formed of a quartz material. The boat bar 130 is disposed to support the upper plate 110 and the lower plate 120. For example, a boat bar according to an embodiment of the present invention uses four boat bars and is arranged in the same manner as a process boat.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여, 반도체 제조 장치(200)는 내부 튜브(210), 외부 튜브(220), 세정용 보트(100)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the semiconductor manufacturing apparatus 200 includes an inner tube 210, an outer tube 220, and a cleaning boat 100.

내부 튜브(210)는 상측이 개방된 반원통형으로 형성되어 있고 하측 한측에 세정가스가 주입되는 가스 공급부(230)을 포함하고 있다. 내부 튜브(210)는 주입되는 세정가스에 의해 변형이 없어야 한다.The inner tube 210 is formed in a semi-cylindrical shape of which the upper side is open and includes a gas supply unit 230 into which a cleaning gas is injected into the lower side. The inner tube 210 should not be deformed by the cleaning gas injected.

외부 튜브(220)는 반원통형으로 형성되어 있고 소정의 간격을 두고 내부 튜브(210)를 둘러싸고 있다. 외부 튜브(220)는 가스 공급부(230)로부터 주입된 세정가스가 배출되는 가스 배기부(240)를 포함하고 있다. 외부 튜브(220)는 주입되는 세정가스에 의해 변형이 없어야 한다. The outer tube 220 is formed in a semi-cylindrical shape and surrounds the inner tube 210 at predetermined intervals. The outer tube 220 includes a gas exhaust part 240 through which the cleaning gas injected from the gas supply part 230 is discharged. The outer tube 220 should not be deformed by the cleaning gas injected.                     

세정 보트(100)는 주위의 유체 흐름을 방해하는 폐쇄형 원판 형상의 상판부(110), 상판부에 대항하는 원판 형상의 하판부(120), 상판부(110)와 하판부(120) 사이에 수직으로 개재되는 다수의 보트바(130)를 포함한다. 세정 보트(100)는 석영 재질로 형성되어 있다. 세정 보트(100)는 다른 공정 보트와는 달리 웨이퍼, 더미 웨이퍼, 플레이트를 삽입하지 않는다.The cleaning boat 100 is vertically disposed between the closed disc-shaped upper plate 110, the disc-shaped lower plate 120 opposed to the upper plate, and the upper plate 110 and the lower plate 120 to disturb the fluid flow therebetween. A plurality of boat bars 130 are interposed. The cleaning boat 100 is made of quartz. The cleaning boat 100 does not insert a wafer, a dummy wafer, or a plate unlike other process boats.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치(200)의 동작 및 사용 방법은 하기의 방식과 같다.An operation and a method of using the semiconductor manufacturing apparatus 200 according to an embodiment of the present invention are as follows.

내부 튜브(210) 안에서 진행하는 확산 공정, 열처리 공정 및 화학기상층착 공정이 끝나면 내부 튜브(210) 안에 세정 보트(100)를 위치시킨다. 위치시킨 후 가스 배기부(240)에 연결된 진공펌프(도시하지 않음)를 작동시켜 내부 튜브(210)와 외부 튜브(220)의 내부를 진공상태로 만들고 소정의 압력으로 유지시킨다. 내부 튜브(210)에 포함된 가스 공급부(230)을 통해 내부 튜브(210) 안으로 세정가스를 주입한다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 세정가스는 ClF3 가스를 사용한다. 주입된 세정가스는 내부 튜브(210)를 순환하면서 내부 튜브 내측면을 세정한다. 세정가스가 진공 상태인 내부 튜브(210)로 일정한 속도를 가지고 주입되고, 내부 튜브(210) 내에서 세정가스의 확산에 의하여 세정가스는 내부 튜브(210)의 하측에서부터 상측으로 이동하게 된다. 내부 튜브(210)의 상측으로 이동된 세정가스는 외부 튜브(220)의 가스 배기부(240)와 연결된 진공펌프(도시하지 않음)에 의해 외부로 배출된다. After the diffusion process, the heat treatment process, and the chemical vapor deposition process, which are performed in the inner tube 210, the cleaning boat 100 is positioned in the inner tube 210. After positioning, the vacuum pump (not shown) connected to the gas exhaust unit 240 is operated to vacuum the inside of the inner tube 210 and the outer tube 220 and maintain the pressure at a predetermined pressure. The cleaning gas is injected into the inner tube 210 through the gas supply part 230 included in the inner tube 210. For example, the cleaning gas according to an embodiment of the present invention uses ClF3 gas. The injected cleaning gas circulates the inner tube 210 to clean the inner tube inner surface. The cleaning gas is injected into the inner tube 210 in a vacuum at a constant speed, and the cleaning gas moves upward from the lower side of the inner tube 210 by the diffusion of the cleaning gas in the inner tube 210. The cleaning gas moved to the upper side of the inner tube 210 is discharged to the outside by a vacuum pump (not shown) connected to the gas exhaust unit 240 of the outer tube 220.

세정가스가 내부 튜브(210)의 내부로 흐르면서 진공상태였던 내부 튜브(210) 의 압력이 높아져 대기압과 같아지게 된다. 상승된 압력을 낮쳐주기 위해 진공펌프를 작동시켜 펌핑(Pumping)을 하게 된다. 펌핑을 하게 되면 내부 튜브(210)에 있던 세정가스가 펌핑하는 방향으로 흐르게 되어 외부 튜브(220)의 가스 배기부(240)로 빠져나간다. 세정가스가 내부 튜브(210)에 정체하는 시간이 짧아지게 되므로 세정효과가 낮아지고 많은 세정가스가 필요하다. As the cleaning gas flows into the inner tube 210, the pressure of the inner tube 210 that is in a vacuum is increased to be equal to the atmospheric pressure. Pumping is performed by operating the vacuum pump to lower the elevated pressure. When pumping, the cleaning gas in the inner tube 210 flows in the pumping direction and exits to the gas exhaust part 240 of the outer tube 220. Since the time for which the cleaning gas is stagnated in the inner tube 210 is shortened, the cleaning effect is low and a lot of cleaning gas is required.

그러나 세정 보트(100)의 상판부(110)가 폐쇄형으로 형성되어 있어 진공펌프의 펌핑에 의해서 세정가스가 외부 튜브(210)로 이동할 때 세정 보트(100)의 폐쇄형 상판부(110)에 세정가스가 부딪치면서(도 2의 A 참조) 외부 튜브(220)로 향하던 방향이 하측으로 바뀐다. 이와 같은 경우가 반복되어 세정가스는 내부 튜브(210)를 순환하게 된다. 세정가스의 흐름이 하측을 향하게 바뀜으로 내부 튜브(210)에서의 정체 시간이 증가하여 세정 효과를 높일 수 있고 정체 시간이 증가한만큼 세정가스의 주입을 줄일 수 있다. 또한 세정 보트(100)의 폐쇄형 상판부(110)에 부딪치면서 세정가스의 흐름 속도는 느려지게 되어 내부 튜브(210)에서 정체하는 시간이 증가한다.However, the upper plate portion 110 of the cleaning boat 100 is formed in a closed type, so that the cleaning gas is moved to the closed upper plate portion 110 of the cleaning boat 100 when the cleaning gas moves to the outer tube 210 by the pumping of the vacuum pump. Bumps (see A in FIG. 2), the direction toward the outer tube 220 changes downward. This case is repeated so that the cleaning gas circulates through the inner tube 210. As the flow of the cleaning gas is turned downward, the retention time in the inner tube 210 is increased, thereby increasing the cleaning effect and reducing the injection of the cleaning gas as the retention time is increased. In addition, while hitting the closed top plate 110 of the cleaning boat 100, the flow rate of the cleaning gas is slowed to increase the time of stagnation in the inner tube (210).

잔류하는 세정가스는 가스 배기부(240)를 통해 배출된다.The remaining cleaning gas is discharged through the gas exhaust unit 240.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although the present invention has been described 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 scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 세정 보트 및 반도체 제조 장치는 세정 가스의 흐름을 방해하여 내부 튜브에 정체하는 시간을 늘려 세정 효과를 높여 세정가스를 절감하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the cleaning boat and the semiconductor manufacturing apparatus may reduce the cleaning gas by increasing the time for stopping the flow of the cleaning gas and stagnating the inner tube to increase the cleaning effect.

Claims (4)

주위의 유체 흐름을 방해하도록 폐쇄형으로 형성된 상판부;An upper plate portion formed to be closed so as to disturb the flow of the surrounding fluid; 상기 상판부와 대향하는 하판부; 및A lower plate portion facing the upper plate portion; And 상기 상판부와 상기 하판부 사이에 수직으로 개재된 다수의 보트바를 포함하는 세정 보트.Cleaning boat comprising a plurality of boat bars interposed vertically between the upper plate and the lower plate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상판부는 석영 재질인 것을 특징으로 하는 세정 보트.The top plate is a cleaning boat, characterized in that the quartz material. 세정가스를 주입하는 가스 공급부를 포함하는 내부 튜브;An inner tube including a gas supply for injecting a cleaning gas; 상기 내부 튜브의 외측을 둘러싸고 가스 배기부를 포함하는 외부 튜브; 및An outer tube surrounding an outer side of the inner tube and including a gas exhaust; And 상기 내부 튜브에 내재되고 주위의 유체 흐름을 방해하도록 폐쇄형으로 형성된 상판부와 상기 상판부와 대향하는 하판부와 상기 상판부와 상기 하판부 사이에 수직으로 개재된 다수의 보트바를 포함하는 세정 보트를 포함하는 반도체 제조 장치.A cleaning boat comprising an upper plate portion inherently embedded in the inner tube and formed to be closed so as to interfere with the surrounding fluid flow, a lower plate portion facing the upper plate portion, and a plurality of boat bars vertically interposed between the upper plate portion and the lower plate portion. Semiconductor manufacturing apparatus. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 세정 보트는 석영 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.The cleaning boat is a semiconductor manufacturing apparatus, characterized in that formed of a quartz material.
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