KR20060040894A - Furnace for heat treatment process - Google Patents

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조경옥
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Abstract

본 발명은 반도체 제조를 위한 열처리 공정진행시 이너튜브 내측의 온도가 균일(uniformity)하게 유지되는 퍼니스(furnace)에 관한 것이다.The present invention relates to a furnace in which the temperature inside the inner tube is uniformly maintained during the heat treatment process for semiconductor manufacturing.

이와 같은 본 발명은 캡 및 베이스 플레이트를 통한 과도한 열방출을 방지하여 이너 튜브 내측 공간 전체가 균일한 온도를 유지할 수 있도록 하기 위한 것으로써, 원통 형상의 아웃터 튜브와, 상기 아웃터 튜브의 직경보다 작게 형성되고 아웃터 튜브 내측으로 삽입되어 설치되는 이너 튜브와, 상기 이너 튜브 하부에 위치하고 열선이 형성되어 있는 캡을 구비한다. 여기서, 본 발명은 상기 캡 위쪽에 설치되고 공정진행 중 캡 부근의 온도를 체크하는 온도감지센서를 더 구비할 수 있고, 또 상기 열선에 흘려주는 전류량을 조절하고 이에 따른 열선의 온도를 디스플레이하는 제어부를 더 구비할 수도 있다.
The present invention is to prevent excessive heat dissipation through the cap and the base plate to maintain a uniform temperature throughout the inner tube inner space, the outer tube of the cylindrical shape is formed smaller than the diameter of the outer tube And an inner tube inserted into the outer tube and installed therein, and a cap disposed under the inner tube and having a heating wire formed thereon. Herein, the present invention may further include a temperature sensor installed above the cap and checking a temperature near the cap during the process, and controlling the amount of current flowing to the hot wire and displaying the temperature of the hot wire accordingly. It may be further provided.

퍼니스, 열처리 공정, 캡, 열선, 제어부Furnace, heat treatment process, cap, heating wire, control unit

Description

열처리 공정을 위한 퍼니스{Furnace for heat treatment process} Furnace for heat treatment process             

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 퍼니스의 개략적인 분해사시도이고,1 is a schematic exploded perspective view of a furnace according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of FIG. 1,

도 3은 퍼니스의 캡을 확대하여 도시한 것이다.
3 shows an enlarged view of the cap of the furnace.

<도면의 주요부분에 대한 참조 부호의 설명><Description of reference numerals for main parts of the drawings>

50 : 웨이퍼 200 : 캡(cap)50 wafer 200 cap

120 : 아웃터 튜브(outer tube) 130 : 이너 튜브(inner tube)120: outer tube 130: inner tube

150 : 보트(boat) 160 : 사이드 더미(side dummy)150: boat 160: side dummy

170 : 단열판 210 : 베이스 플레이트(base plate)170: insulation plate 210: base plate

230 : 열선 250 : 온도감지장치230: hot wire 250: temperature sensing device

270 : 제어부
270 control unit

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 특히 열처리 공정진행시 이너튜브 내측의 온도가 균일(uniformity)하게 유지되는 퍼니스(furnace)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly to a furnace in which the temperature inside the inner tube is uniformly maintained during the heat treatment process.

일반적으로 반도체를 제조하는 과정에서 반도체 기판인 웨이퍼는 물질층의 증착공정과 증착된 물질층을 에칭하는 공정, 세정공정, 건조공정, 확산 및 이온주입공정 등 여러단계의 공정을 거치게 된다. 이러한 공정에서 웨이퍼는 해당공정을 실시하기에 가장 적합한 조건에 놓이게 된다. In general, in the process of manufacturing a semiconductor, a wafer, which is a semiconductor substrate, is subjected to various steps such as a process of depositing a material layer, a process of etching a deposited material layer, a cleaning process, a drying process, a diffusion process, and an ion implantation process. In such a process, the wafer is placed in the most suitable conditions for carrying out the process.

예를 들어, 에칭이나 물질층 증착공정은 물리적, 화학적인 방법으로 이루어지는데 통상 웨이퍼와 에칭 소오스 또는 증착용 물질 소오스 사이에 반응을 활성화시키기 위해 웨이퍼는 적정온도로 가열된다. For example, an etching or material layer deposition process is a physical or chemical method in which the wafer is heated to an appropriate temperature to activate the reaction between the wafer and the etching source or deposition material source.

또한, 확산공정은 불순물이 웨이퍼로 확산해 들어갈 만한 충분한 에너지를 가질 수 있도록 고온에서 이루어지며, 공정의 정확성과 신뢰성 등을 위해 프로파일(profile)을 실시한다. 여기서 프로파일(profile)이란, 확산장비에 있어서 튜브 내 정확한 온도를 제어(control)하기 위해, 온도측정장치 이른바 스파이크 써모커플(thermo couple) 등을 이용하여 온도 보상을 실시하는 일련의 작업을 말한다. 그리고 확산(diffusion)이란 평형상태를 이루려는 자연 현상을 이용한 물질간의 혼합을 말하며, 미시적으로는 원자들 간의 혼합현상을 의미한다. 이러한 확산 개념은 반도체 제조 공정들 대부분과 어느 정도 관계가 있으며, 특히 열산화 공정(Thermal Oxidation), 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 등과 관계있다. In addition, the diffusion process is performed at a high temperature so that impurities have sufficient energy to diffuse into the wafer, and a profile is performed for accuracy and reliability of the process. Here, the profile refers to a series of operations in which temperature compensation is performed by using a temperature measuring device, so-called spike thermocouple, etc., in order to control the precise temperature in the tube in the diffusion equipment. In addition, diffusion refers to mixing between materials using natural phenomena to achieve an equilibrium state, and microscopically refers to mixing between atoms. This concept of diffusion has some relevance to most semiconductor manufacturing processes, especially thermal oxidation and chemical vapor deposition (CVD).

이러한 공정들은 약 400℃ 내지 1200℃의 높은 온도에서 이루어지므로 반도 체 소자의 제조는 열처리의 반복으로 이루어지는 공정이라고 말할 수 있다. Since these processes are performed at a high temperature of about 400 ℃ to 1200 ℃ can be said that the manufacturing of the semiconductor device is a process consisting of repeated heat treatment.

반도체 소자 제조를 위한 열처리 관련 공정으로는 실리콘, 폴리실리콘 등의 표면 산화를 위한 열산화, 불순물을 확산하기 위한 열확산, 반도체 기판상의 화학반응에 의한 막형성을 위한 CVD 및 균일한 확산, 재결정, 합금의 고상전이 및 일그러짐의 제거 등을 목적으로 하는 어닐(anneal) 등이 있다. 이 같은 산화, 확산, 어닐 및 CVD 등을 행하는 장치에는 퍼니스(furnace)와 급속승강온도장치(Rapid Thermal Processor)가 있다. 현재는 두세 가지 예를 제외하고는 대부분 퍼니스가 이용되고 있다. 상기 퍼니스는 호리존탈(horizontal)형에서 시작해서 대구경화(300mm)에서는 버티컬(vertical)형으로 바뀌었다.Heat treatment-related processes for semiconductor device manufacturing include thermal oxidation for surface oxidation of silicon and polysilicon, thermal diffusion to diffuse impurities, CVD and uniform diffusion, recrystallization, and alloy for film formation by chemical reaction on semiconductor substrates. And annealing for the purpose of eliminating solid phase transition and distortion. The apparatus for performing such oxidation, diffusion, annealing, CVD, etc. includes a furnace and a rapid thermal processor. Currently, furnaces are mostly used, with the exception of two or three examples. The furnace was changed from a horizontal type to a vertical type at large diameters (300 mm).

이러한 퍼니스는 크게 이너 튜브(inner tube)와, 상기 이너 튜브의 외측을 커버하는 캡형상의 아웃터 튜브(outer tube)와, 상기 아웃터 튜브의 외측에 설치되어 내측 공간을 가열하는 히터와, 상기 이너 튜브 내부로 유입 또는 배출되고 확산 내지 증착막이 형성될 다수의 웨이퍼가 수평 적재된 보트를 포함하여 구성된다. 상기 보트의 상부 및 하부 각각에는 인젝터(미도시)로부터 분사되는 반응 가스가 보트에 적재되어 있는 웨이퍼에 균일한 흐름으로 공급되도록 하고, 반응가스가 웨이퍼에 직접적으로 분사되지 않도록 하는 플레이트, 이른바 사이드 더미(side dummy)가 적어도 하나 이상 설치된다. 아울러 사이드 더미는 이너 튜브 내측의 온도가 균일하게 유지될 수 있도록 도와준다.Such a furnace includes an inner tube, an outer tube of a cap shape covering the outer side of the inner tube, a heater installed outside the outer tube to heat an inner space, and an inner tube. And a plurality of wafers horizontally loaded with a plurality of wafers to be introduced into or discharged from which the diffused to deposited film is formed. Each of the upper and lower portions of the boat allows a reaction gas injected from an injector (not shown) to be supplied in a uniform flow to a wafer loaded in the boat, and a plate, a so-called side dummy, to prevent the reaction gas from being injected directly onto the wafer At least one side dummy is installed. The side dummy also helps to maintain a uniform temperature inside the inner tube.

한편, 캡은 베이스 플레이트에 설치되는데, 이 베이스 플레이트는 아웃터 튜브 하부에 결합되어 공정진행시 퍼니스 내측 공간을 밀폐시켜준다. 상기 캡 상부에 는 캡 및 베이스 플레이트를 통한 열방출을 완화하기 위한 다수의 단열판이 위치한다. 이 단열판은 연결장치(미도시)에 장착되어 캡 중앙에 형성된 홀로 결합한다. On the other hand, the cap is installed in the base plate, which is coupled to the bottom of the outer tube to seal the interior space of the furnace during the process. The upper portion of the cap is located a plurality of insulating plates for mitigating heat release through the cap and the base plate. The insulation plate is mounted to a connecting device (not shown) and coupled to a hole formed in the center of the cap.

열처리 공정시 이너 튜브 내측의 온도가 위치에 관계없이 균일하도록 제어하는 것은 반도체 소자의 품질면 등에서 매우 중요하다. 그런데 상술한 종래 퍼니스에 의하면 공정진행시 이너 튜브의 내측온도(400℃ 내지 1200℃)와 외측온도(상온)의 차이로 인해 캡 및 베이스 플레이트를 통한 열방출량이 매우 크다. 따라서 이너 튜브 내측의 캡 및 베이스 플레이트 부근(국소; 局所)의 온도가 이너 튜브 내측 다른 위치와의 온도와 균일한 상태를 유지하는 것이 불가능한 문제점이 발생한다. During the heat treatment process, controlling the temperature inside the inner tube to be uniform regardless of the position is very important in terms of quality of the semiconductor device. However, according to the conventional furnace described above, due to the difference between the inner temperature (400 ° C. to 1200 ° C.) and the outer temperature (room temperature) of the inner tube during the process, the amount of heat released through the cap and the base plate is very large. Therefore, a problem arises in that the temperature near the cap and the base plate inside the inner tube cannot be kept uniform with the temperature with the other position inside the inner tube.

이런 문제를 해결하기 위해 종래의 퍼니스는 보트 상하부에 다수의 사이드 더미와 캡 위쪽에 다수의 단열판을 배치해 캡 및 베이스 플레이트로의 열방출을 방지하고 있다. 그러나 상기 단열판 내지 사이드 더미를 이용해 퍼니스 내측의 온도가 전체적으로 균일하도록 조절하는 것은 쉽지 않다. 또 각 공정마다 요구되는 온도가 다르고 이에 사용되는 각각의 퍼니스 마다 캡 및 베이스 플레이트로의 열방출량이 다르므로 균일한 온도 유지를 위해 설치되는 단열판 내지 사이드 더미의 매수는 각 설비마다 달리진다. 결국, 반도체 제조설비인 퍼니스의 관리가 어려워지는 문제점이 발생하게 된다.In order to solve this problem, a conventional furnace has a plurality of side piles and a plurality of heat insulating plates disposed above the cap to prevent heat dissipation to the cap and the base plate. However, it is not easy to adjust the temperature inside the furnace as a whole by using the insulation plate or the side dummy. In addition, since the temperature required for each process is different, and the amount of heat discharged to the cap and the base plate is different for each furnace used therein, the number of insulation plates or side piles installed for maintaining a uniform temperature varies for each facility. As a result, it becomes difficult to manage the furnace which is a semiconductor manufacturing facility.

또한, 공정진행시, 예컨대 증착 공정진행시 이너 튜브 내측의 온도가 균일(uniformity)하지 않을 경우 웨이퍼 전면에 동일한 증착두께를 얻지 못하게 되고, 결국 반도체 소자의 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.
In addition, when the process proceeds, for example, when the temperature inside the inner tube is not uniform during the deposition process, the same deposition thickness cannot be obtained on the entire surface of the wafer, resulting in a problem that the quality of the semiconductor device is degraded.

이에 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, Accordingly, an object of the present invention is to solve the above conventional problems,

첫째, 캡 및 베이스 플레이트를 통한 과도한 열방출을 방지하여 퍼니스의 이너 튜브 내측 공간 전체가 균일한 온도를 유지할 수 있는 퍼니스를 제공하는데 있다. First, it is to provide a furnace in which the entire inner tube inner space of the furnace can maintain a uniform temperature by preventing excessive heat dissipation through the cap and the base plate.

둘째, 단열판 및 사이드 더미를 이용하지 않고도 균일한 온도 유지가 가능한 퍼니스를 제공하는데 있다.
Second, to provide a furnace that can maintain a uniform temperature without using a heat insulating plate and a side dummy.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 퍼니스는 원통 형상의 아웃터 튜브와, 상기 아웃터 튜브의 직경보다 작게 형성되고 아웃터 튜브 내측으로 삽입되어 설치되는 이너 튜브와, 상기 이너 튜브 하부에 위치하고 열선이 형성되어 있는 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the furnace of the present invention is a cylindrical outer tube, an inner tube which is formed smaller than the diameter of the outer tube and is inserted into the outer tube and installed, and a heating wire is formed below the inner tube, It characterized in that it comprises a cap.

여기서, 상기 열선은 캡의 상부면에 형성되거나 캡의 내부에 형성될 수 있으고, 상기 열선의 배치는 나선모양 등으로 이루어질 수 있다.Here, the heating wire may be formed on the upper surface of the cap or formed inside the cap, and the arrangement of the heating wire may be formed in a spiral shape or the like.

또한, 상기 열선은 400℃ 이상의 온도를 견딜 수 있는 재질로 이루어진다.In addition, the hot wire is made of a material capable of withstanding a temperature of 400 ℃ or more.

또한, 캡 위쪽에 설치되고 공정진행 중 캡 부근의 온도를 체크하는 온도감지센서를 더 구비할 수 있고, 나아가 상기 온도감지센서와 연결되고, 온도감지센서가 측정한 열량을 온도로 디스플레이 하며, 측정된 온도를 기준으로 상기 열선에 흘려주는 전류량을 조절하고, 이에 따른 열선의 온도를 디스플레이하는 제어부를 더 구 비할 수 있다.In addition, a temperature sensor installed above the cap and checking the temperature in the vicinity of the cap during the process can be further provided, further connected to the temperature sensor, and displays the amount of heat measured by the temperature sensor as a temperature, measuring A control unit for adjusting the amount of current flowing to the hot wire on the basis of the temperature, and thereby displays the temperature of the hot wire may be further provided.

본 발명의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다. The characteristic constitution of the present invention and the effects thereof will be more clearly understood through detailed description of the embodiments.

본 발명의 실시예는 당해 기술이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 그리고 도면에서 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위해 강조된 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 비록, 본 발명은 첨부된 도면에 의하여 설명되지만, 다양한 형태, 크기 등으로 대체될 수 있음은 당해 기술이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 칭함)에게 자명한 일이다. 한편, 일반적으로 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In addition, the shape and the like of the elements in the drawings are highlighted for a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements. Although the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, it can be replaced by various forms, sizes, etc. It is obvious to those skilled in the art (hereinafter referred to as "the person skilled in the art"). On the other hand, in the case of well-known techniques generally known, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 퍼니스(furnace)의 개략적인 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이고, 도 3은 퍼니스의 캡을 확대하여 도시한 것이다. 1 is a schematic exploded perspective view of a furnace (furnace) according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of Figure 1, Figure 3 is an enlarged view of the cap of the furnace.

도 1 내지 도 3을 참조하면 열처리 공정을 수행하는 퍼니스는 아웃터 튜브(outer tube ; 120), 이너 튜브(inner tube ; 130), 보트(boat ; 150) 및 캡(cap ; 200) 등을 포함하여 구성된다.1 to 3, the furnace performing the heat treatment process includes an outer tube 120, an inner tube 130, a boat 150, a cap 200, and the like. It is composed.

아웃터 튜브(120)는 수직으로 세워진 원통 형상으로, 그 형상은 흡사 종형(bell type)으로 상단부는 막히고 하단부가 개구되어 있는 형상이다. 이 아웃터 튜브(120)에는 폐가스 및 미반응 가스가 배기되도록 배기구(미도시)가 형성되어 있으며, 이 배기구로는 진공펌프(미도시) 및 에어 밸브(미도시)를 포함하는 배기장치( 미도시)가 연결된다.The outer tube 120 is a cylindrical shape standing vertically, the shape is similar to the bell type (bell type) is the shape of the top end is blocked and the bottom end is open. An exhaust port (not shown) is formed in the outer tube 120 to exhaust waste gas and unreacted gas. The exhaust port includes a vacuum pump (not shown) and an air valve (not shown). ) Is connected.

그리고 상기 아웃터 튜브(120)의 외측으로는 내측 공간을 가열하는 히터가 설치된다. 열처리 공정은 정확한 온도 제어가 요구되므로 퍼니스 내측 온도를 체크할 수 있도록 상기 히터의 외벽을 따라 서로 다른 높이에 다수의 온도측정장치(미도시)가 설치된다. A heater for heating the inner space is installed outside the outer tube 120. Since the heat treatment process requires accurate temperature control, a plurality of temperature measuring devices (not shown) are installed at different heights along the outer wall of the heater to check the temperature inside the furnace.

이너 튜브(130)는 아웃터 튜브(120)의 직경보다 작게 형성되고, 아웃터 튜브(120) 내측으로 삽입된다. 상기 이너 튜브(130) 내부에는 보트(150)가 유입 또는 배출되는데, 상기 보트(150)에는 확산 내지 증착막이 형성될 다수의 웨이퍼(50)가 수평 적재되어 있다. 이 보트(150)의 유입 또는 배출은 보트(150)를 승ㅇ하강시키는 보트 엘리베이터(미도시)에 의하여 이루어진다.The inner tube 130 is formed smaller than the diameter of the outer tube 120, it is inserted into the outer tube 120. The boat 150 is introduced or discharged into the inner tube 130, and a plurality of wafers 50 on which the diffusion or deposition film is to be formed are horizontally stacked on the boat 150. The inflow or discharge of the boat 150 is made by a boat elevator (not shown) that lifts and lowers the boat 150.

이와 같이 웨이퍼(50)가 적재된 보트(150)를 수용하는 이너 튜브(130)에는 반응가스 공급부(미도시)로부터 공급된 반응 가스가 유입되도록 반응가스 공급배관(미도시)이 연통되고, 반응가스 공급배관의 단부에는 반응 가스를 분사하는 인젝터(미도시)가 형성되어 있다. The reaction gas supply pipe (not shown) is in communication with the inner tube 130 accommodating the boat 150 on which the wafer 50 is loaded so that the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit (not shown) flows into the inner tube 130. At the end of the gas supply pipe is formed an injector (not shown) for injecting the reaction gas.

상기 보트(150)의 상부 및 하부에는 인젝터로부터 분사되는 반응 가스가 보트(150)에 적재되어 있는 웨이퍼(50)에 균일한 흐름으로 공급되도록 하고, 반응가스가 웨이퍼(50)에 직접적으로 분사되지 않도록 하는 플레이트, 이른바 사이드 더미(side dummy; 160)가 설치된다. Reaction gas injected from the injector is supplied to the upper and lower portions of the boat 150 in a uniform flow to the wafer 50 loaded on the boat 150, and the reaction gas is not directly injected to the wafer 50. In order to prevent this, a so-called side dummy 160 is installed.

캡(200)은 아웃터 튜브(120) 하부에 결합되어 공정진행시 퍼니스 내부를 밀폐시켜주는 베이스 플레이트(210)에 설치되며, 이 캡(200)의 상부면에는 열선(230) 이 배치된다. 이 열선(230)에서는 주위 온도가 100℃ 내지 400℃가 되도록 열이 발생한다. 본 실시예에서는 상기 열선(230)을 나선 모양으로 배치하였으나, 다른 어떤 모양으로도 배치될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 열선(230)은 캡(200) 내부에 배치될 수도 있다. The cap 200 is installed on the base plate 210 coupled to the lower portion of the outer tube 120 to seal the inside of the furnace during the process, and a hot wire 230 is disposed on the upper surface of the cap 200. In this hot wire 230, heat is generated such that the ambient temperature is 100 ° C to 400 ° C. In the present embodiment, the heating wire 230 is arranged in a spiral shape, but it is apparent to those skilled in the art that the heating wire 230 may be arranged in any other shape. In addition, the heating wire 230 may be disposed inside the cap 200.

열처리 공정진행시 이너 튜브(130)의 내측 온도는 대략 400℃ 내지 1200℃ 이다. 캡(200)이 열선(230)에서 발생한 열에 의해 400℃의 온도를 가질 경우 상기 이너 튜브(130)의 내측에서 상기 캡(200)으로의 열전달은 없거나 있다고 하더라도 종래처럼 과도하게 일어나지 않게 된다. 따라서 이너 튜브(130) 내측의 캡(200) 및 베이스 플레이트(210) 부근의 온도와 이너 튜브(130) 내측 다른 위치의 온도는 균일하게 유지될 수 있다. 한편, 공정진행시 이너 튜브(130)의 내측 온도는 400℃ 이상의 고온이므로 상기 열선(230)은 내열성이 커야 한다. 즉, 400℃ 내지 1200℃ 정도의 온도를 견딜 수 있는 재질로 이루어진다. The inner temperature of the inner tube 130 during the heat treatment process is approximately 400 ℃ to 1200 ℃. When the cap 200 has a temperature of 400 ℃ by the heat generated from the heating wire 230, even if there is no heat transfer from the inner side of the inner tube 130 to the cap 200 will not occur excessively as conventional. Therefore, the temperature near the cap 200 and the base plate 210 inside the inner tube 130 and the temperature at other positions inside the inner tube 130 may be maintained uniformly. On the other hand, since the inner temperature of the inner tube 130 during the process is a high temperature of 400 ° C or more, the heating wire 230 must have a high heat resistance. That is, it is made of a material that can withstand a temperature of about 400 ℃ to 1200 ℃.

한편, 상기 캡(200) 상부에는 캡(200) 및 베이스 플레이트(210)를 통한 열방출을 저지하기 위한 단열판(170)이 위치할 수 있다. 이 단열판(170)은 연결장치(미도시)에 장착되어 캡(200) 중앙에 형성된 홀(215)로 결합한다. 종래의 퍼니스에 있어서 상기 단열판(170)은 상술한 사이드 더미(160)와 함께 이너 튜브의 내측 공간 전체가 균일한 온도를 유지하도록 하는데 중요한 역할을 한 반면에 본 발명에서는 캡(200)에 형성된 열선(230)으로 인해 그 중요도가 낮아졌다. 나아가, 본 발명의 일실시예에서는 단열판(170)이 설치되지 않을 수도 있다. On the other hand, the top of the cap 200 may be a heat insulating plate 170 for preventing heat release through the cap 200 and the base plate 210. The insulation plate 170 is mounted to a connection device (not shown) and coupled to the hole 215 formed in the center of the cap 200. In the conventional furnace, the heat insulating plate 170 plays an important role in maintaining the uniform temperature of the entire inner space of the inner tube together with the side dummy 160 described above, whereas in the present invention, the heating wire formed in the cap 200 is provided. (230) lowered its importance. Furthermore, in one embodiment of the present invention, the heat insulating plate 170 may not be installed.

상기 단열판(170) 위쪽에는 온도감지센서(250)가 설치되어 있다. 이는 공정 진행 중 캡(200) 부근의 온도를 체크하여 퍼니스 내부온도와 동일하게 유지되고 있는지 여부를 알 수 있게 해준다. 상기 온도감지센서(250)는 접촉방식을 이용한 유리제 온도계, 압력식 온도계, 열전대, 바이메탈식 온도계 및 저항식 온도계 등이 이용될 수 있다. The temperature sensor 250 is installed above the insulation plate 170. This checks the temperature in the vicinity of the cap 200 during the process to see whether it is maintained at the same temperature as the furnace. The temperature sensor 250 may be a glass thermometer, a pressure thermometer, a thermocouple, a bimetal thermometer and a resistance thermometer using a contact method.

제어부(270)는 퍼니스 외부에 위치하여 열선(230)에 흐르는 전류 흐름을 제어하고, 이에 따라 열선(230)의 온도를 조절한다. 즉, 제어부(270)는 요구되는 온도에 따라 열선(230)에 흘려주는 전류량을 조절하고, 이에 따른 열선(230)의 온도를 디스플레이(display) 한다. The control unit 270 is located outside the furnace to control the flow of current flowing in the heating wire 230, thereby adjusting the temperature of the heating wire 230. That is, the controller 270 adjusts the amount of current flowing to the heating wire 230 according to the required temperature, and displays the temperature of the heating wire 230 accordingly.

아울러, 제어부(270)는 상술한 온도감지센서(250)와도 연결되어 있다. 상기 제어부(270)는 온도감지센서(250)에서 측정한 열량을 온도로 디스플레이 해주고, 이 온도, 즉 캡(200) 부근의 온도가 이너 튜브(130)의 내측 온도를 측정하는 장치, 이른바 프로파일 써모커플(미도시)을 통해 측정한 이너 튜브(130)의 내측 온도와 상이할 경우 열선(230)에 흐르는 전류량을 조절한다. 이러한 제어에 의해 퍼니스의 이너 튜브(130) 내측 온도는 완전히 균일해질 수 있다. In addition, the controller 270 is also connected to the above-described temperature sensor 250. The control unit 270 displays the amount of heat measured by the temperature sensor 250 as a temperature, the temperature, the temperature near the cap 200 is a device for measuring the internal temperature of the inner tube 130, so-called profile thermo If it is different from the inner temperature of the inner tube 130 measured through the couple (not shown) to adjust the amount of current flowing in the heating wire (230). By such control, the temperature inside the inner tube 130 of the furnace can be completely uniform.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 종래 퍼니스의 단열판과 사이드 더미를 이용해 캡 및 베이스 플레이트를 통한 열방출을 저지하여 내부 온도가 균일하도록 조절하는 것과는 달리, 캡(200)에 배치된 열선에 의해 이너 튜브(130)의 내측 온도를 균일하게 유지할 수 있다는 특징이 있다. As described above, according to one embodiment of the present invention, unlike the heat regulation through the cap and the base plate by using the heat insulation plate and the side dummy of the conventional furnace to adjust the internal temperature to be uniform, it is disposed on the cap 200 The inner temperature of the inner tube 130 can be maintained uniformly by the hot wire.

한편, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량 이 가능함은 명백하다.
On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiments, it is apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 캡에 형성된 열선으로 인해 캡 및 베이스 플레이트를 통한 과도한 열방출을 방지하는 효과가 있다. 이로 인해 이너 튜브의 내측 공간 중 일부분(국소;局所)의 온도가 달라지는 것을 방지하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention has an effect of preventing excessive heat dissipation through the cap and the base plate due to the hot wire formed in the cap. Therefore, there is an effect of preventing the temperature of a part (local) of the inner space of the inner tube is changed.

또한, 균일한 온도 유지를 위해 단열판 및 사이드 더미를 이용하지 않기 때문에 퍼니스마다 단열판 및 사이드 더미를 상이한 매수로 설치할 필요가 없어진다. 즉, 반도체 제조설비인 퍼니스의 관리가 용이해진다.


In addition, since the heat insulating plate and the side dummy are not used for maintaining a uniform temperature, there is no need to install the heat insulating plate and the side dummy in different numbers for each furnace. That is, management of the furnace which is a semiconductor manufacturing facility becomes easy.


Claims (10)

반도체 소자 제조공정 중 열처리 공정을 행하는 퍼니스(furnace)에 있어서,In a furnace that performs a heat treatment step of the semiconductor device manufacturing process, 원통 형상의 아웃터 튜브와, 상기 아웃터 튜브의 직경보다 작게 형성되고 아웃터 튜브 내측으로 삽입되어 설치되는 이너 튜브와, 상기 이너 튜브 하부에 위치하고 열선이 형성되어 있는 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼니스.And a cylindrical outer tube, an inner tube formed smaller than the diameter of the outer tube and inserted into the outer tube and installed therein, and a cap positioned below the inner tube and having a hot wire formed therein. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 열선은 캡의 상부면에 형성되어 있음을 특징으로 하는 퍼니스.Furnace characterized in that the heating wire is formed on the upper surface of the cap. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 열선은 나선모양으로 배치되는 것을 특징으로 하는 퍼니스.Furnace characterized in that the heating wire is arranged in a spiral shape. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열선은 캡의 내부에 형성되어 있음을 특징으로 하는 퍼니스.Furnace characterized in that the heating wire is formed inside the cap. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 열선은 400℃ 내지 1200℃ 온도를 견딜 수 있는 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 퍼니스.The heating wire is a furnace, characterized in that made of a material that can withstand temperatures of 400 ℃ to 1200 ℃. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 열선에 흘려주는 전류량을 조절하고, 이에 따른 열선의 온도를 디스플레이(display)하는 제어부를 더 구비함을 특징으로 하는 퍼니스. Furnace characterized in that it further comprises a control unit for controlling the amount of current flowing to the hot wire, and thereby displays the temperature of the hot wire. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 캡 위쪽에 설치되고 공정진행 중 캡 부근의 온도를 체크하는 온도감지센서를 더 구비함을 특징으로 하는 퍼니스.Furnace characterized in that it is installed above the cap and having a temperature sensor for checking the temperature near the cap during the process. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 온도감지센서는 유리제 온도계, 압력식 온도계, 열전대, 바이메탈식 온도계 및 저항식 온도계 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 퍼니스. The temperature sensor is a furnace characterized in that selected from glass thermometers, pressure thermometers, thermocouples, bimetal thermometers and resistance thermometers. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 온도감지센서와 연결되고, 온도감지센서가 측정한 열량을 온도로 디스플레이 하며, 측정된 온도를 기준으로 상기 열선에 흘려주는 전류량을 조절하고, 이에 따른 열선의 온도를 디스플레이하는 제어부를 더 구비함을 특징으로 하는 퍼니스.The control unit is connected to the temperature sensor, and displays the amount of heat measured by the temperature sensor as a temperature, adjusts the amount of current flowing to the heating wire based on the measured temperature, and displays the temperature of the heating wire accordingly. Furnace characterized in that. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 온도감지센서와 연결되고, 온도감지센서가 측정한 열량을 온도로 디스플레이 하며, 측정된 온도를 기준으로 상기 열선에 흘려주는 전류량을 조절하고, 이에 따른 열선의 온도를 디스플레이하는 제어부를 더 구비함을 특징으로 하는 퍼니스.The control unit is connected to the temperature sensor, and displays the amount of heat measured by the temperature sensor as a temperature, adjusts the amount of current flowing to the heating wire based on the measured temperature, and displays the temperature of the heating wire accordingly. Furnace characterized in that.
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