KR20080091423A - Heat insulation structure, heating device, heating system, substrate processing apparatus, and manufacturing method for a semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 단열 구조체, 가열 장치, 가열 시스템, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the manufacturing method of a heat insulation structure, a heating apparatus, a heating system, a substrate processing apparatus, and a semiconductor device.
상세하게는, 급냉 기술에 관한 것이다.Specifically, the present invention relates to a quenching technique.
본 발명은, 예를 들면, 반도체 집적회로 장치(이하, IC라 한다)의 제조 방법에 사용되는 CVD 장치나 확산 장치, 산화 장치 및 아닐 장치 등의 열처리 장치(furnace)에 이용하기에 유효한 것에 관한 것이다.The present invention relates to, for example, what is effective for use in a heat treatment apparatus such as a CVD apparatus, a diffusion apparatus, an oxidizing apparatus, and an annealing apparatus, which is used in a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as IC). will be.
IC의 제조 방법에 있어서, 반도체소자를 비롯한 집적회로를 만드는 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라 한다)에 질화 실리콘(Si3N4)이나 산화 실리콘 및 폴리 실리콘 등의 CVD막을 형성하는데, 배치(batch)식 종형 핫월(hot wall)형 감압 CVD 장치가 넓게 사용되어 있다.In the method of manufacturing an IC, a CVD film such as silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxide, and polysilicon is formed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) for making an integrated circuit including a semiconductor device. Vertical hot wall pressure reducing CVD apparatuses are widely used.
배치식 종형 핫월형 감압 CVD 장치(이하, CVD 장치라 한다)는, 웨이퍼가 반입되는 이너 튜브(inner tube) 및 이너 튜브를 둘러싸는 아우터 튜브(outer tube) 로 구성되어 종형으로 설치된 프로세스 튜브와, 프로세스 튜브에 의하여 형성된 처리실에 처리 가스로서 성막 가스를 공급하는 가스 공급관과, 처리실을 진공 배기하는 배기관과, 프로세스 튜브 밖에에 부설되어 처리실을 가열하는 히터 유닛과, 보트 엘리베이터에 의하여 승강되어 처리실의 노구를 개폐하는 실캡(seal cap)과, 씰캡 상에 수직으로 설치되어 복수 매의 웨이퍼를 보지하는 보트(boat)를 구비하고 있다.A batch vertical hotwall type pressure reducing CVD apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus) includes a process tube installed vertically by consisting of an inner tube into which a wafer is carried in and an outer tube surrounding the inner tube; A gas supply pipe for supplying the deposition gas as a process gas to the process chamber formed by the process tube, an exhaust pipe for evacuating the process chamber, a heater unit attached to the outside of the process tube to heat the process chamber, and a furnace for the process chamber A seal cap which opens and closes the opening and closing, and a boat which is vertically provided on the seal cap, hold a plurality of wafers.
그리고, 복수 매의 웨이퍼가 보트에 의하여 수직 방향으로 정렬되어 보지된 상태에서 처리실 하단의 노구로부터 반입(boat loading)되고, 씰캡에 의하여 노구가 폐색된 상태에서, 처리실에 성막 가스가 가스 공급관으로부터 공급됨과 동시에, 히터 유닛에 의하여 처리실이 가열됨으로써, 웨이퍼 상에 CVD막이 퇴적된다.The film forming gas is supplied from the gas supply pipe to the processing chamber in a state in which a plurality of wafers are loaded from the furnace port at the lower end of the processing chamber while the wafers are aligned and held vertically by the boat, and the furnace ports are blocked by the seal cap. At the same time, the process chamber is heated by the heater unit, whereby a CVD film is deposited on the wafer.
종래 그러한 종류의 CVD 장치로서는, 히터 유닛과 프로세스 튜브와의 사이의 공간에 냉각 에어(air)를 유통시키는 냉각 에어 통로가 프로세스 튜브를 전체적으로 포위하도록 형성되어 있고, 프로세스 튜브의 노구 부근에 대향하는 냉각 에어 통로 하단부에 급기 덕트(duct)가 접속되어 있는 것이 있다.(특허 문헌 1; 일본특허공개번호 제2005-183823호 공보)Conventionally, as such a CVD apparatus, a cooling air passage for circulating cooling air in a space between a heater unit and a process tube is formed so as to surround the process tube as a whole, and the cooling is opposed to the vicinity of the furnace port of the process tube. An air supply duct is connected to the lower end of the air passage. (Patent Document 1; Japanese Patent Laid-Open No. 2005-183823)
그러나, 급기 덕트가 냉각 에어 통로 하단부에 접속된 CVD 장치에 있어서는, 급기 덕트로부터 냉각 에어 통로에 도입된 냉각 에어는, 히터 유닛 및 프로세스 튜브의 열을 흡수하면서 냉각 에어 통로를 상승하기 때문에, 프로세스 튜브의 상부에서는 냉각 효과가 충분히 이루어 지지 않는다.However, in the CVD apparatus in which the air supply duct is connected to the lower end of the cooling air passage, the cooling air introduced into the cooling air passage from the air supply duct raises the cooling air passage while absorbing the heat of the heater unit and the process tube. In the upper portion of the cooling effect is not sufficiently achieved.
그 결과, 프로세스 튜브 상하 간의 온도 구배는 급격하게 되기 때문에, 프로세스 튜브의 온도가 소기의 값에 도달하기까지의 시간은 길어지게 된다.As a result, since the temperature gradient between the upper and lower process tubes becomes sharp, the time until the temperature of the process tube reaches the desired value becomes long.
또한, 프로세스 튜브 상하 간의 온도 구배가 급격하게 되면, 보트 상부에 보지된 웨이퍼의 온도 이력과 보트 하부에 보지된 웨이퍼의 온도 이력과의 차이가 크게 되기 때문에, 보트 상부에 보지된 처리 완료된 웨이퍼의 막질과, 보트 하부에 보지된 처리 완료된 웨이퍼의 막질간에 차이가 발생한다.In addition, when the temperature gradient between the upper and lower process tubes becomes sharp, the difference between the temperature history of the wafer held at the top of the boat and the temperature history of the wafer held at the bottom of the boat becomes large, so that the film quality of the processed wafer held at the top of the boat is increased. And film quality of the processed wafer held at the bottom of the boat.
본 발명의 목적은, 그와 같은 문제점을 해결하는 것으로서, 단열 구조체나 프로세스 튜브 전체를 균일하게 급냉할 수 있는 단열 구조체, 가열 장치, 가열 시스템, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem, and to provide a heat insulating structure, a heating device, a heating system, a substrate processing apparatus, and a manufacturing method of a semiconductor device capable of uniformly quenching the heat insulating structure or the entire process tube. have.
상기한 과제를 해결하기 위한 수단 중 대표적인 것은, 다음과 같다.Typical examples of the means for solving the above problems are as follows.
세로로 설치한 가열 장치에 사용되는 단열 구조체에 있어서,In the heat insulation structure used for the vertically installed heating apparatus,
원통 형상으로 형성된 측벽부를 갖고, 상기 측벽부가 내외 복수층 구조로 형성되고 있고, It has a side wall part formed in the cylindrical shape, The said side wall part is formed in internal and external multiple layer structure,
상기 측벽부의 복수층 중 외측에 배치된 측벽외층의 상부에 설치되는 냉각 가스 공급구와, A cooling gas supply port provided at an upper portion of the sidewall outer layer disposed outside the plurality of layers of the sidewall portion;
상기 측벽부의 복수층 중 내측에 배치된 측벽내층과 상기 측벽외층과의 사이에 설치되는 냉각 가스 통로와,A cooling gas passage provided between the side wall inner layer and the side wall outer layer disposed inside of the plurality of layers of the side wall portion;
상기 측벽내층의 내측에 설치되는 공간과, A space provided inside the sidewall inner layer,
상기 냉각 가스 통로로부터 상기 공간으로 냉각 가스를 취출(吹出)하도록, 상기 측벽내층의 상기 냉각 가스 공급구보다 하부에 설치되는 복수의 취출공, A plurality of blowout holes provided below the cooling gas supply port of the sidewall inner layer so that cooling gas is blown out of the cooling gas passage into the space;
을 갖는 단열 구조체.Insulation structure having.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태인 CVD 장치를 나타내는 일부 절단 정면도이다.1 is a partial cutaway front view of a CVD apparatus according to one embodiment of the present invention.
도 2는 주요부를 나타내는 정면 단면도이다.2 is a front sectional view showing a main portion.
도 3은 그 평면 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the dog.
도 4는 본 발명의 하나의 실시 형태인 단열 구조체의 주요부를 나타내고 있으며, (a)는 내측으로부터 본 전개도, (b)는 (a)의 b-b선에 따른 평면 단면도, (c)는 (a)의 c-c선에 따른 측면 단면도이다.4: shows the principal part of the heat insulation structure which is one Embodiment of this invention, (a) is an expanded view seen from the inside, (b) is a planar cross section along the bb line of (a), (c) is (a) Side cross-sectional view along the cc line of.
도 5는 동일한 노즐의 부분을 나타내고 있으며, (a)는 측면 단면도, (b)는 (a)의 b-b선에 따른 평면 단면도이다.FIG. 5: shows the part of the same nozzle, (a) is lateral sectional drawing, (b) is sectional sectional drawing along the b-b line of (a).
도 6은 노즐의 배치를 나타내는 전개도이다.6 is a developed view showing the arrangement of the nozzle.
도 7은 충돌 분류에 의한 열전달율을 설명하는 모식도이다.It is a schematic diagram explaining the heat transfer rate by shock collision classification.
[부호의 설명][Description of the code]
1 : 웨이퍼(기판) 2 : 광체(筐體)1 wafer (substrate) 2 ore body
3 : 대기실 10 : CVD 장치(기판 처리 장치)3: waiting room 10: CVD apparatus (substrate processing apparatus)
11 : 프로세스 튜브 12 : 아우터 튜브11: process tube 12: outer tube
13 : 이너 튜브 14 : 처리실13: inner tube 14: treatment chamber
15 : 노구 16 : 매니폴드(manifold)15: old ball 16: manifold
17 : 배기로 18 : 배기관17: exhaust path 18: exhaust pipe
19 : 배기 장치 20 : 압력 센서19: exhaust device 20: pressure sensor
21 : 압력 컨트롤러 22 : 가스 도입관21
23 : 가스 공급 장치 24 : 가스 유량 컨트롤러23: gas supply device 24: gas flow controller
25 : 씰캡 26 : 보트 엘리베이터25: seal cap 26: boat elevator
27 : 모터 28 : 구동 컨트롤러27: motor 28: drive controller
29 : 모터 30 : 회전축29: motor 30: rotating shaft
31 : 보트 32, 33 : 단판(端板)31:
34 : 보지부재(保持部材) 35 : 보지구(保持溝)34: holding member 35: holding member
36 : 단열 캡부 37 : 하측 서브 히터 유닛36: heat insulation cap portion 37: lower sub heater unit
40 : 히터 유닛 41 : 케이스40: heater unit 41: case
42 : 단열 구조체 43 : 측벽부42: heat insulation structure 43: side wall portion
44 : 측벽외층(側壁外層) 45 : 측벽내층(側壁內層)44 side wall
46 : 간격 47 : 냉각 가스 통로46: interval 47: cooling gas passage
48 : 구획벽 49 : 냉각 가스 통로 공간48
50 : 단열 블록 51 : 본체50: insulation block 51: main body
51a : 돌출부 51a: protrusion
52 : 결합웅부[結合雄部, 철부(凸部)]52: Yeongbuungbu, Cheolbu
53 : 결합자부[結合雌部, 요부(凹部)]53: joiner part, main part
54 : 취부구 55 : 보지구54: mounting hole 55: pussy
56 : 발열체 57 : 환상부(環狀部)56: heating element 57: annular portion
58 : 급전부 59 : 접속부58: power supply 59: connection
60 : 삽입구 61 : 급전단자60: insertion hole 61: feed terminal
62 : 도선(渡線) 63 : 발열체 구동장치62: conductor wire 63: heating element structure device
64 : 온도 컨트롤러 65 : 열전대64: temperature controller 65: thermocouple
71 : 덕트 72 : 냉각 가스 도입구71: duct 72: cooling gas inlet
73 : 급기관 74 : 냉각 가스 공급구73: supply pipe 74: cooling gas supply port
75 : 내측 공간(공간) 76 : 지지공(支持孔)75: inner space (space) 76: support hole (æ�� 持 孔)
76a : 요면(凹面) 77 : 노즐(절연부재)76a: concave surface 77: nozzle (insulating member)
77a : 철면(凸面) 78 : 취출공77a: iron surface 78: blowout
79 : 절결부(切缺部) 80 : 천정벽부79: notch part 80: ceiling wall part
81 : 배기공 82 : 배기 덕트81: exhaust hole 82: exhaust duct
90 : 냉각 에어(냉각 가스)90: cooling air (cooling gas)
이하, 본 발명의 하나의 실시 형태를 도면에 입각하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described based on drawing.
본 실시 형태에 있어서, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 관련되는 기판 처리 장치는, IC의 제조 방법에 있어서 성막 공정을 실시하는 CVD 장치(배치식 종형 핫월형 감압 CVD 장치)(10)로서 구성되어 있다.In this embodiment, as shown to FIG. 1 and FIG. 2, the substrate processing apparatus which concerns on this invention is a CVD apparatus (batch-type vertical hotwall type pressure reduction CVD apparatus) which performs a film-forming process in the IC manufacturing method ( 10).
도 1 및 도 2에 나타난 CVD 장치(10)는, 중심선이 수직이 되도록 세로로 배치되어 지지된 종형 프로세스 튜브(11)를 구비하고 있고, 프로세스 튜브(11)는 상호 동심원으로 배치된 아우터 튜브(12)와 이너 튜브(13)로 구성되어 있다.The
아우터 튜브(12)는 석영(SiO2)이 사용되고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 일체 성형되어 있다.The
이너 튜브(13)는 상하 양단이 개구한 원통 형상으로 형성되어 있다. 이너 튜브(13)의 통 중공부는 후기 하는 보트가 반입될 처리실(14)을 형성하고 있고, 이너 튜브(13)의 하단 개구는 보트를 출입하기 위한 노구(15)를 구성하고 있다.The
후술 하는 바와 같이, 보트는 복수 매의 웨이퍼를 길게 정렬한 상태로 보지하도록 구성되어 있다. 따라서, 이너 튜브(13)의 내경은 취급할 웨이퍼의 최대 외경(예를 들면, 직경 300mm)보다 크게 되도록 설정되어 있다.As will be described later, the boat is configured to hold a plurality of wafers in a long aligned state. Therefore, the inner diameter of the
아우터 튜브(12)와 이너 튜브(13) 사이의 하단부는, 원통 형상으로 구축된 매니폴드(16)에 의하여 기밀 봉지되어 있다. 아우터 튜브(12) 및 이너 튜브(13)의 교환 등을 위해서, 매니폴드(16)는 아우터 튜브(12) 및 이너 튜브(13)에 각각 착탈 자재하게 부착되어 있다.The lower end portion between the
매니폴드(16)가 CVD 장치의 광체(2)에 지지 됨으로써, 프로세스 튜브(11)는 수직으로 설치된 상태로 되어 있다.By the manifold 16 being supported by the
아우터 튜브(12)와 이너 튜브(13)의 간격에 의하여 배기로(17)가, 횡단면 형상이 일정폭인 원형 링 형상으로 구성되어 있다.By the space | interval of the
도 1에 나타낸 바와 같이, 매니폴드(16)의 측벽의 상부에는 배기관(18)의 일단이 접속되어 있고, 배기관(18)은 배기로(17)의 최하단부에 통한 상태로 되어 있다.As shown in FIG. 1, one end of the
배기관(18)의 타단에는 압력 컨트롤러(21)에 의하여 제어되는 배기 장치(19)가 접속되어 있고, 배기관(18)의 도중에는 압력 센서(20)가 접속되어 있다.An exhaust device 19 controlled by the
압력 컨트롤러(21)는 압력 센서(20)로부터의 측정 결과를 바탕으로 배기 장치(19)를 피드백 제어하도록 구성되어 있다.The
매니폴드(16)의 하방에는 가스 도입관(22)이 이너 튜브(13)의 노구(15)로 통하도록 배설되어 있고, 가스 도입관(22)에는 원료 가스 공급 장치 및 불활성 가스 공급 장치(이하, 가스 공급 장치라 한다)(23)가 접속되어 있다. 가스 공급 장치(23)는 가스 유량 컨트롤러(24)에 의하여 제어되도록 구성되어 있다.Below the manifold 16, the
가스 도입관(22)으로부터 노구(15)에 도입된 가스는, 이너 튜브(13)의 처리실(14) 내를 유통하여 배기로(17)를 통해 배기관(18)에 의하여 배기된다.The gas introduced into the
매니폴드(16)에는 하단 개구를 폐색하는 씰캡(25)이 수직 방향 하측으로부터 접하도록 되어 있다. 씰캡(25)은 매니폴드(16)의 외경과 거의 동일한 원반 형상으로 구축되고 있고, 광체(2)의 대기실(3)에 설비된 보트 엘리베이터(26)에 의하여 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다.In the manifold 16, the
보트 엘리베이터(26)는 모터 구동의 이송 나사축 장치 및 벨로우즈(bellows) 등에 의하여 구성되어 있고, 보트 엘리베이터(26)의 모터(27)는 구동 컨트롤러(28)에 의하여 제어되도록 구성되어 있다.The
씰캡(25)의 중심선상에는 회전축(30)이 배치되어 회전 자재하게 지지되어 있고, 회전축(30)은 구동 컨트롤러(28)에 의하여 제어되는 모터(29)에 의하여 회전 구동되도록 구성되어 있다.The rotating
회전축(30)의 상단에는 보트(31)가 수직으로 지지되어 있다.The
보트(31)는 상하로 한 쌍의 단판(端板)(32), (33)과, 그 사이에 수직으로 가설된 3본의 보지 부재(34)를 구비하고 있고, 3본의 보지 부재(34)에는 다수의 보지구(35)가 길이 방향으로 등간격으로 파여 있다. 3본의 보지 부재(34)에 있어서 동일한 단(端)으로 파인 보지구(35), (35), (35)끼리는, 서로 대향하여 개구하도록 되어 있다.The
보트(31)는 3본의 보지 부재(34)의 동일 단의 보지구(35) 사이에 웨이퍼(1)가 삽입됨으로써, 복수 매의 웨이퍼(1)를 수평이면서 서로 중심을 가지런히 한 상태로 정렬시켜 보지하도록 되어 있다.In the
보트(31)와 회전축(30) 사이에는 단열 캡부(36)가 배치되어 있다.The heat
회전축(30)은 보트(31)를 씰캡(25) 상면으로부터 들어 올린 상태로 지지함으로써, 보트(31)의 하단을 노구(15)의 위치로부터 적당한 거리만큼 떨어지도록 구성되어 있다. 단열 캡부(36)는 노구(15)의 근방을 단열하도록 되어 있다.The rotating
프로세스 튜브(11)의 외측에는, 세로로 설치된 가열 장치로서의 히터 유닛(40)이 동심원으로 배치되고, 광체(2)에 지지된 상태로 설치되어 있다.On the outer side of the process tube 11, the
히터 유닛(40)은 케이스(41)를 구비하고 있다. 케이스(41)는 스테인리스강(SUS)이 사용되어 상단 폐색하고 하단 개구의 통 형상, 바람직하게는 원통 형상으로 형성되어 있다. 케이스(41)의 내경 및 전장은 아우터 튜브(12)의 외경 및 전장보다 크게 설정되어 있다.The
케이스(41) 내에는 본 발명의 하나의 실시 형태인 단열 구조체(42)가 설치되 어 있다.In the
본 실시 형태에 따른 단열 구조체(42)는, 통 모양, 바람직하게는 원통 형상으로 형성되고 있고, 그 원통체의 측벽부(43)가 내외 이중인 복수층 구조로 형성되어 있다. 즉, 단열 구조체(42)는 측벽부(43) 중 외측에 배치된 측벽외층(44)과, 측벽부 중 내측에 배치된 측벽내층(45)을 구비하고 있다.The
도 3에 나타낸 바와 같이, 원통체인 측벽외층(44)의 외경은 케이스(41)의 내경보다 작게 설정되어 있고. 측벽외층(44)의 외주면과 케이스(41)의 내주면과의 사이에는 각각의 전주(全周)에 의해 간격(46)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 3, the outer diameter of the side wall
측벽외층(44)의 내경은 원통체인 측벽내층(45)의 외경보다 크게 설정되어 있고, 측벽외층(44)의 내주면과 측벽내층(45)의 외주면과의 사이에 형성되는 간격에 의하여 냉각 가스 통로(47)가 형성되어 있다.The inner diameter of the side wall
측벽외층(44)의 내주면에는 상단부터 하단까지 도달하도록 복수(도 3에 있어서는, 12본)의 구획벽(48)이 측벽외층(44)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 각 구획벽(48)은 측벽외층(44)의 직경 방향 내측에 돌출하고 있으며, 그 선단면은 측벽내층(45)의 외주면에 접하고 있다. 따라서, 냉각 가스 통로(47)는 복수의 구획벽(48)에 의하여 복수(도 3에 있어서는, 12개의 공간)로 구획되고 있어, 각각 냉각 가스 통로 공간(49)을 형성하고 있다. 복수의 냉각 가스 통로 공간(49)의 수평 방향의 유로 단면적은 각각 복수의 구획벽(48) 수평 방향의 단면적 각각보다 크게 형성되어 있다.On the inner circumferential surface of the side wall
측벽내층(45)은 단열 블록(50)이 복수 개, 수직 방향으로 적층되어 있음으로 써 하나의 원통체로서 구축되어 있다.The side wall
단열 블록(50)은 단척(短尺)의 중공 원통 형상으로서 도넛 형으로 형성되어 있다. 단열 블록(50)은 바람직하게는, 섬유상 또는 구상(球狀)의 알루미나(alumina)나 실리카(silica) 등의 재료가 사용된다. 예를 들면, 절연재(insulating material)로서도 기능을 하는 단열재가 사용되어, 진공 성형(vacuum form)법으로 일체 성형되어 있다.The
단열 블록(50)의 하단부의 내주 측에는, 결합웅부(철부)(52)가 단열 블록(50)의 내주의 일부를 원형 링 형상으로 절결(切缺)된 상태로 형성되어 있다. 또한, 단열 블록(50)의 상단부의 외주 측에는, 결합자부(요부)(53)가 단열 블록(50) 외주의 일부를 원형 링 형상으로 절결된 상태로 형성되어 있다.On the inner circumferential side of the lower end of the
단열 블록(50)의 상단부 내주 측에는, 내측 방향으로 돌출한 돌출부(51a)가 형성되어 있다.On the inner periphery side of the upper end part of the
하나의 단열 블록(50)의 결합웅부(52)와 다른 단열 블록(50)의 결합자부(53)가 상하로 중첩함으로써 결합된다. 이에 따라, 인접하여 만나는 상하 단열 블록(50)의 돌출부(51a) 간에, 발열체를 취부하기 위한 취부구(요부)(54)가 측벽내층(45)의 내주면을 원형 링 모양으로 절결된 상태가 되도록, 일정한 깊이 일정한 높이로 형성된다. 취부구(54)는 각각의 단열 블록(50)에 대하여 하나씩 대응하여, 하나의 닫힌 원형 모양으로 되어 있다.The coupling
도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 취부구(54)의 내주면에는 걸쇠 형상의 보지구(55)가 복수 개, 원주 방향으로 등간격으로 부착되어 있다. 이 복수 개의 보지 구(55)에 의하여 발열체(56)의 위치가 정해지고 또한 보지되어 있다.As shown in FIG.4 (b), the clasp-shaped holding | gripping
취부구(54)는 그 상하 방향의 폭이 원통 형상의 측벽내층(45)의 외경 방향(원통의 중심과 반대 방향), 즉 구저(溝底)(54a)에 가까워짐에 따라 점차 좁아지도록 형성되어 있다.The mounting
즉, 취부구(54)의 상하에 위치하는 돌출부(51a)의 측벽끼리, 즉 한 쌍의 측벽에는 테이퍼(taper)면 (54b), (54c)이 형성되어 있고, 양 테이퍼면(54b), (54c) 간의 거리는 취부구(54)의 구저(54a)에 가까워질수록 작아지고 있다.That is, the taper surfaces 54b and 54c are formed in the side walls of the protrusion part 51a located above and below the mounting
발열체(56)는 발열 재료라면 어떠한 재료라도 무방하지만, 바람직하게는, Fe-Cr-Al 합금이나 MOSi2 및 SiC 등의 저항 발열 재료가 사용되는 것이 좋다.The
발열체(56)는, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 단면이 직사각형으로 형성된 평판상으로 형성되어 있고, 상측 파부(波部)(56a)와 상측 간격(56c) 및 하측 파부(56b)와 하측 간격(56d)이 각각 번갈아 형성되어, 물결형상으로 되어 있다. 이들은 프레스 가공이나 레이저 절단 가공 등에 의하여 일체 성형된다.As shown in Fig. 4A, the
발열체(56)는 단열 블록(50)의 내주를 따라, 환상 즉 원형 링 형상으로 설치되어 있다.The
발열체(56)가 형성하는 원형 링 형상의 외경은, 취부구(54)의 내경(내주면의 직경)보다 약간 작다. 또한, 발열체(56)가 형성하는 원형 링 형상의 내경은, 돌출부(51a)의 내경보다 약간 크다. The outer ring-shaped outer diameter formed by the
한편, 취부구(54)와 발열체(56)의 단면의 길이변이 평행이 되도록 발열 체(56)는 배치되어 있다.On the other hand, the
이상의 구성에 의하여, 원형 링 형상을 한 발열체(56)의 환상부(57)가 형성된다.By the above structure, the
발열체(56)의 환상부(57)는 단열 블록(50)의 취부구(54)마다 설치되어 있다.The
즉, 환상부(57)는, 돌출부(51a)에 의하여, 상하로 인접하여 만나는 다른 발열체(56)의 환상부(57)와 격리되어 설치되어 있다.That is, the
도 4(a)(b)에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 보지구(55), (55)가 상측 간격(56c)의 하단으로부터 하측 간격(56d)의 상단에 이르기까지 걸쳐지도록 각각 배치되고, 취부구(54)로부터 단열 블록(50) 내에 소정의 길이만치 삽입된다. 그와 같이 하여, 취부구(54)의 내주면에서 떨어진 상태로 발열체(56)가 보지되어 있다.As shown in Fig. 4 (a) and (b), the plurality of holding
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 환상부(57)의 양단에는 한 쌍의 급전부(58), (58)가, 원형 링 형상의 원주 방향과는 직각으로 반경 방향 바깥을 향해 각각 굴곡되어 형성되어 있다.As shown in Figs. 3 and 4, a pair of
한 쌍의 급전부(58), (58)의 선단부에는 한 쌍의 접속부(59), (59)가 서로 반대 방향으로 되도록, 급전부(58), (58)의 연재(延在) 방향과는 직각으로 각각 굴곡되어 형성되어 있다.At the distal end of the pair of
한 쌍의 급전부(58), (58)에 대응하는 단열 블록(50)에는, 한 쌍의 삽입구(60), (60)가 각각 형성되어 있다. 양 삽입구(60), (60)는 취부구(54) 내주면으로부터 반경 방향으로 단열 블록(50)의 외주면에 걸쳐 도달하도록 형성되어 있다.A pair of
양 급전부(58), (58)는 양 삽입구(60), (60)에 각각 삽입되어 있다.Both
상단 한 쌍의 접속부(59), (59) 중 한쪽의 접속부(59)에는 급전단자(61)가 용접되어 있고, 다른 쪽의 접속부(59)에는 도선(渡線)(62)의 상단부가 용접되어 있다. 도선(62)의 하단부는 인접하는 바로 하단의 한쪽 접속부(59)에 접속되어 있다.The
도 1에 나타낸 바와 같이, 발열체(56)는 발열체 구동장치(63)에 접속되어 있고, 발열체 구동장치(63)는 온도 컨트롤러(64)에 의하여 제어되도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the
히터 유닛(40)의 측벽부에는 처리실(14)의 온도를 계측 하는 열전대(65)가 복수 본, 상하 방향으로 간격을 두어 배치되고, 각각 직경 방향으로 삽입되어 있다. 각 열전대(65)는 계측 결과를 온도 컨트롤러(64)로 각각 송신하도록 되어 있다.In the side wall part of the
온도 컨트롤러(64)는 열전대(65)로부터의 계측 온도에 의하여 발열체 구동장치(63)를 피드백 제어하도록 되어 있다.The
또한, 온도 컨트롤러(64)는 복수의 발열체(56)를 하나의 제어 범위로 하여 하나의 제어 존(zone)을 구성하고, 상기 제어 존을 복수의 제어 존, 예를 들면 4개의 제어 존을 구성하도록 접속되어 있다.In addition, the
도 2에 나타낸 바와 같이, 케이스(41)의 상부, 즉 상단 외주면에는 덕트(71)가 환상으로 배관되어 있다. 덕트(71)의 외주면에는 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 도입구(72)가 열려 있고, 냉각 가스 도입구(72)에는 냉각 가스를 공급하는 급기관(73)이 접속되어 있다.As shown in FIG. 2, the
측벽외층(44)의 덕트(71)에 대향하는 위치에는 냉각 가스 공급구(74)가 복수 개, 원주 방향으로 균등하게 배치되어 설치되어 있다. 복수 개의 냉각 가스 공급구(74)는 복수 개의 구획벽(48)을 피하도록 냉각 가스 통로(47)에 대향하는 위치에 각각 배치되어 있다.In the position which opposes the
즉, 복수 개의 냉각 가스 공급구(74)는 냉각 가스 통로(47)의 복수 개의 냉각 가스 통로 공간(49) 각각에 대응하도록 배치되어 있고 각각이 연통(連通)하고 있다.That is, the plurality of cooling
측벽내층(45)보다 내측에는 프로세스 튜브(11)를 설치하기 위한 공간(이하, 내측 공간이라고 한다)(75)이 형성되어 있다.A space (hereinafter referred to as an inner space) 75 for installing the process tube 11 is formed inside the side wall
측벽내층(45)에는, 원주상으로 개공(開孔)된 지지공(76)(도 5 참조)이 냉각 가스 공급구(74)보다 하부가 되는 위치에 복수 개 설치되어 있다. 각 지지공(76)에는 측벽내층(45)의 재료와는 별체(別體)의 절연부재로서 원통 형상의 노즐(77)이 각각 삽입되어 있다.The side wall
도 5에 나타낸 바와 같이, 노즐(77)의 중공부에 의하여, 냉각 가스 통로(47)로부터 내측 공간(75)으로 냉각 가스를 취출하는 취출공(78)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 5, the
한편, 지지공(76)에는 측벽내층(45)의 외주면측에 단상(端狀)으로 요면(76a)이 설치되어 있다·. 또한, 노즐(77)에는, 요면(76a)에 감합(嵌合)하도록 철면(77a)이 설치되어 있다. 즉, 노즐(77)이 지지공(76)에 확실히 감합되도록, 이동 방지부가 설치되어 있다. 이에 따라, 노즐(77)이 냉각 가스의 흐름에 따라 내측 공간(75) 측으로 이동하지 않도록 하고 있다.On the other hand, in the
바람직하게는, 노즐(77)은 측벽내층(45)의 재료보다 알루미나 성분의 함유율 이 높은 세라믹재에 의하여 형성되면, 내구성이 뛰어나서 좋다.Preferably, if the
더욱 바람직하게는, 노즐(77)은, 측벽내층(45)의 재료보다 높은 밀도를 갖는 재료로 하면, 내구성이 뛰어나서 좋다.More preferably, the
또한 바람직하게는, 노즐(77)은, 높은 경도를 갖는 재료로 하면, 내구성이 뛰어나서 좋다.Further, preferably, the
또한 바람직하게는, 노즐(77)은, 측벽내층(45)의 재료보다 높은 곡률강도를 갖는 재료로 하면, 내구성이 뛰어나서 좋다.Further, preferably, the
도 5에 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 노즐(77)은 단열 블록(50)의 돌출부(51a)에 각각 배치되면 된다.As shown in FIG. 5, Preferably, the
돌출부(51a)에는, 노즐(77)의 취출공(78)이 대향하는 위치에 절결부(79)가 형성되어 있다. 절결부(79)는 냉각 가스 통로 공간(49) 측으로부터 내측 공간(75) 측으로 향하여 점차 개구 면적이 넓게 되도록 테이퍼 형상으로 형성되어 있다.The
도 6은 단열 구조체(42)의 전개도이다.6 is a developed view of the
도 6에 나타낸 바와 같이, 취출공(78)을 형성하는 노즐(77)은 냉각 가스 통로 공간(49)에 대하여 열상(列狀)으로 배치되어 있고, 복수 열씩 설치되어 있다. 노즐(77)은 냉각 가스 통로 공간(49)의 원주 방향 중앙보다 양쪽의 구획벽(48), (48) 측으로 각기 치우쳐 열상으로 설치되어 있다.As shown in FIG. 6, the
노즐(77)은 냉각 가스 통로 공간(49)에 대하여 2열로 설치되어 있다.The
복수 본의 노즐(77)의 취출공(78)의 개구 단면적은, 동일한 사이즈로 형성되어 있다.The opening cross-sectional area of the
복수 본의 노즐(77)은 구획벽(48)이 설치되어 있는 위치를 피하도록, 냉각 가스 통로(47)에 대향하는 위치에 각각 설치되어 있다.The plurality of
또한, 복수 본의 노즐(77)은 취출공(78)으로부터 취출된 냉각 가스가 발열체(56)를 피해 취출하도록 배치되어 있다.The plurality of
노즐(77)은 원주 방향으로 균등하게 설치된 복수의 냉각 가스 통로 공간(49) 중 한 쌍의 급전부(58), (58) 근방의 냉각 가스 통로 공간(49)에 가장 많이 배치되어 있다.The
도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 복수의 제어 존으로서 히터 유닛의 상단 측이 하단 측으로 걸쳐, 5개의 제어 존(U, CU, C, CL, L)으로 분할되어 있다.As shown in FIG.2 and FIG.6, in this embodiment, the upper end side of a heater unit is divided into five control zones U, CU, C, CL, L as a some control zone over the lower end side.
복수의 제어 존 중 최상단의 제어 존에 설치된 복수의 노즐(77)의 취출공(78)의 총 개구 면적보다, 복수의 제어 존 중 최하단의 제어 존에 설치된 복수 노즐(77)의 취출공(78)의 총 개구 면적이 크게 설정되어 있다.The blowout holes 78 of the plurality of
본 실시 형태에서는, 최상단의 제어 존(U)보다, 최하단의 제어 존(L)에 설치된 취출공(78)의 총 개구 면적이 크게 설정되어 있다.In this embodiment, the total opening area of the
복수의 제어 존이 4단 이상 설치되었을 경우에 있어서는, 4단 이상의 제어 존 중 최상단으로부터 2단의 제어 존에 설치된 복수 노즐(77)의 취출공(78)의 총 개구 면적보다, 4단 이상의 제어 존 중 최하단으로부터 2단의 제어 존에 설치된 복수 노즐(77) 취출공(78)의 총 개구 면적이 크게 설정되어 있다.In the case where a plurality of control zones are provided in four or more stages, control of four or more stages is greater than the total opening area of the blowout holes 78 of the plurality of
본 실시 형태에서는, 1단째의 제어 존(U) 및 2단째의 제어 존(CU)보다, 4단 째 제어 존(CL) 및 5단째 제어 존(L)에 설치된 취출공(78)의 총 개구 면적이 크게 설정되어 있다.In this embodiment, the total opening of the
복수의 제어 존 중 최상단의 제어 존에 설치된 노즐(77)의 취출공(78)의 충돌 분류량보다, 복수의 제어 존중 최하단 제어 존에 설치된 노즐(77)의 취출공(78)의 충돌 분류량이 크게 설정되어 있다.The collision fractionation amount of the blowout holes 78 of the
본 실시 형태에서는, 최상단의 제어 존(U)보다, 최하단의 제어 존(L)에 설치된 취출공(78)의 충돌 분류량이 크게 설정되어 있다.In this embodiment, the collision fractionation amount of the
복수의 제어 존이 4단 이상 설치되었을 경우에 있어서는, 4단 이상의 제어 존 중 최상단으로부터 2단의 제어 존에 설치된 노즐(77)의 취출공(78)의 충돌 분류량보다, 4단 이상의 제어 존 중 최하단으로부터 2단의 제어 존에 설치된 노즐(77)의 취출공(78)의 충돌 분류량이 크게 설정되어 있다.When a plurality of control zones are provided in four or more stages, the control zone of four or more stages is larger than the collision fractionation amount of the
본 실시 형태에서는, 1단째의 제어 존(U) 및 2단째의 제어 존(CU)보다, 4단째의 제어 존(CL) 및 5단째의 제어 존(L)에 설치된 노즐(77)의 취출공(78)의 충돌 분류량이 크게 설정되어 있다.In the present embodiment, the ejection hole of the
도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 취출공(78)은 적어도, 보트(31)에 재치(載置)되는 제품 웨이퍼가 있는 영역(AR)의 최상단과 동일한 높이부터, 제품 웨이퍼가 있는 영역(AR)의 최하단까지 설치되어 있다.As shown in FIG. 2 and FIG. 6, the
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 단열 구조체(42) 측벽부(43)의 상단 측에는 천정부로서의 천정벽부(80)가 내측 공간(75)을 닫도록 덮여 있다.As shown to FIG. 1 and FIG. 2, the
천정벽부(80)에는 내측 공간(75)의 분위기를 배기하는 배기 경로의 일부로서 의 배기공(81)이 형성되어 있고, 배기공(81)의 상류 측단인 하단은 내측 공간(75)으로 통하고 있다. An
배기공(81)의 하류 측단은 배기 덕트(82)에 접속되어 있다.The downstream side end of the
상기 구성에 따른 CVD 장치에 의한 IC 제조 방법에 있어서 성막 공정을 설명한다.The film formation step in the IC manufacturing method by the CVD apparatus according to the above configuration will be described.
도 1에 나타낸 바와 같이, 미리 지정된 매수의 웨이퍼(1)가 보트(31)에 장전되면, 웨이퍼(1) 군(群)을 보지한 보트(31)는 씰캡(25)이 보트 엘리베이터(26)에 의하여 상승됨으로써, 이너 튜브(13)의 처리실(14)로 반입(boat loading)되어 간다.As shown in FIG. 1, when a predetermined number of wafers 1 are loaded into the
상한에 도달한 씰캡(25)은 매니폴드(16)에 압접(押接)함으로써, 프로세스 튜브(11)의 내부를 밀봉한 상태가 된다. 보트(31)는 씰캡(25)에 지지된 채로 처리실(14)에 존치(存置)된다.The
뒤이어, 프로세스 튜브(11)의 내부가 배기관(18)에 의하여 배기된다.Subsequently, the inside of the process tube 11 is exhausted by the
또한, 온도 컨트롤러(64)가 시컨스(sequence) 제어함으로써 측벽 발열체(56)에 의하여 프로세스 튜브(11)의 내부가, 목표 온도로 가열된다. In addition, by controlling the sequence by the
프로세스 튜브(11)의 내부의 실제 상승 온도와, 온도 컨트롤러(64)의 시컨스 제어 목표 온도와의 오차는, 열전대(65)의 계측 결과를 바탕으로 피드백 제어로 보정된다.The error between the actual rise temperature inside the process tube 11 and the sequence control target temperature of the
또한, 보트(31)가 모터(29)에 의하여 회전된다.In addition, the
프로세스 튜브(11)의 내압 및 온도, 보트(31)의 회전이 전체적으로 일정하게 안정된 상태가 되면, 프로세스 튜브(11)의 처리실(14)에는 원료 가스가 가스 공급 장치(23)에 의하여 가스 도입관(22)으로부터 도입된다.When the internal pressure and the temperature of the process tube 11 and the rotation of the
가스 도입관(22)에 의하여 도입된 원료 가스는, 이너 튜브(13)의 처리실(14) 내를 유통하여 배기로(17)를 통해 배기관(18)에 의하여 배기된다.The source gas introduced by the
처리실(14)을 유통할 때에, 원료 가스가 소정의 처리 온도로 가열된 웨이퍼(1)에 접촉함으로써 열 CVD 반응에 의하여, 웨이퍼(1)에는 CVD 막이 형성된다.When the
소정의 처리 시간이 경과하면, 처리 가스의 도입이 정지된 후에, 질소 가스 등의 퍼지(purge) 가스가 프로세스 튜브(11) 내부에 가스 도입관(22)으로부터 도입된다.When the predetermined processing time has elapsed, after the introduction of the processing gas is stopped, a purge gas such as nitrogen gas is introduced into the process tube 11 from the
동시에, 냉각 가스로서의 냉각 에어(90)가 급기관(73)으로부터 냉각 가스 도입구(72)로 공급된다. 공급된 냉각 에어(90)는 환상 덕트(71) 내에서 전체적으로 확산하고, 복수 개의 냉각 가스 공급구(74)로부터 냉각 가스 통로(47)의 복수 개의 냉각 가스 통로 공간(49)으로 흘러들어간다. At the same time, cooling
각 냉각 가스 통로 공간(49)에 흘러들어간 냉각 에어(90)는 각 냉각 가스 통로 공간(49)을 흘러 내려가고, 각 냉각 가스 통로 공간(49)에 배치된 노즐(77)의 취출공(78)으로부터 내측 공간(75)으로 각기 취출한다.The cooling
취출공(78)으로부터 내측 공간(75)으로 취출한 냉각 에어(90)는 배기공(81) 및 배기 덕트(82)에 의하여 배기된다.The cooling
이상의 냉각 에어(90)의 흐름에 의해, 히터 유닛(40) 전체가 강제적으로 냉각되기 때문에, 단열 구조체(42)는 프로세스 튜브(11)와 함께 큰 레이트(속도)로서 급속히 냉각하게 된다.Since the
한편, 내측 공간(75)은 처리실(14)로부터 격리되어 있기 때문에, 냉각 가스로서 냉각 에어(90)를 사용할 수 있다.On the other hand, since the
그러나, 냉각 효과를 보다 한층 높이기 위해서나, 에어 내의 불순물에 의한 고온 하에서 발열체의 부식을 방지하기 위해, 질소 가스 등의 불활성 가스를 냉각 가스로서 사용해도 된다.However, in order to further enhance the cooling effect or to prevent corrosion of the heating element under high temperature due to impurities in the air, an inert gas such as nitrogen gas may be used as the cooling gas.
처리실(14)의 온도가 소정 온도로 하강하면, 씰캡(25)에 지지된 보트(31)는 보트 엘리베이터(26)에 의하여 하강되어, 처리실(14)로부터 반출(boat unloading)된다.When the temperature of the
이후, 상기 작용을 반복함으로써, CVD 장치(10)에 의하여 웨이퍼(1)에 대한 성막 처리가 실시되어 간다.Subsequently, by repeating the above operation, the film formation process on the wafer 1 is performed by the
한편, 아우터 튜브(12) 및 히터 유닛(40)의 온도는 처리 온도 이상으로 유지할 필요가 없을 뿐만 아니라, 처리 온도 미만으로 내리는 것이 오히려 바람직하기 때문에, 상술한 성막 스텝에 있어서는, 냉각 에어(90)가 내측 공간(75)에 유통함으로써, 아우터 튜브(12) 및 히터 유닛(40)이 강제적으로 냉각된다.On the other hand, since the temperatures of the
이 냉각에 의하여, 예를 들면, 실리콘 질화막인 경우 NH4CI의 부착을 방지하는 것이 가능한 150℃ 정도로 아우터 튜브(12)의 온도를 유지할 수 있다.By cooling, for example, it is possible to maintain the temperature in the case where the silicon nitride film NH 4 CI attaching the
그런데, 통상, 단열 구조체(42)는 열체류(熱體流) 등의 작용에 의하여, 상단측이 하측단보다 열이 높아지기 쉽다. 그 때문에, 예를 들면, 냉각 에어(90)가 냉 각 가스 통로(47) 하단부에 공급되는 경우에는, 냉각 에어(90)는 단열 구조체(42)의 열을 흡수하면서 냉각 가스 통로(47)를 상승해 가기 때문에, 단열 구조체(42)의 상부에서 원하는 냉각 효과를 얻지 못하여, 결과적으로 프로세스 튜브(11)의 상부에서는 냉각 효과가 충분히 이루어지지 않게 된다.By the way, the
본 실시 형태에 있어서는, 냉각 에어(90)는 냉각 가스 통로(47)의 상단부에 냉각된 신선한 상태로 공급되기 때문에, 가장 온도 상승이 큰 상단부 측을 냉각된 냉각 에어(90)에 의하여 냉각할 수 있다.In the present embodiment, since the cooling
그 후, 단열 구조체(42)의 열을 흡수하면서 냉각 가스 통로(47)의 각 냉각 가스 통로 공간(49)을 하강해 가기 때문에, 냉각 에어(90)는 서서히 열 상승하고, 하강함에 따라 서서히 냉각 효과가 작게 된다.Then, since each cooling
그러나, 단열 구조체(42)는, 하단 측에 가까워짐에 따라 축적된 열량이 적기 때문에, 냉각 에어(90)의 냉각 효과가 적음으로써, 오히려, 단열 구조체(42) 전체적으로 균일하게 냉각할 수 있다.However, since the heat quantity accumulated as the
또한, 냉각 가스 통로(47)의 각 냉각 가스 통로 공간(49)을 단열 구조체(42)를 냉각하면서 흘러내린 냉각 에어(90)는, 각 냉각 가스 통로 공간(49)에 배치된 노즐(77)의 취출공(78)으로부터 직경 방향 안쪽으로 취출하여 프로세스 튜브(11)의 아우터 튜브(12) 표면에 충돌 분류(도 7 참조)인 상태로 부딪치기 때문에, 아우터 튜브(12) 즉 프로세스 튜브(11)를 전체적으로 균일하게 냉각할 수 있다.Moreover, the cooling
여기서, 충돌 분류에 의한 열전달율을, 도 7을 참조해 설명한다.Here, the heat transfer rate due to the collision classification will be described with reference to FIG. 7.
실온 및 대기 중에서의 충돌 분류에 의한 열전달율(h)은 다음 수학식(1)으로 표시된다. The heat transfer rate h by the collision classification in the room temperature and the atmosphere is expressed by the following equation (1).
수학식(1) 중, λ는 공기의 열전도율이다. d는 취출공(78)의 구경이다. Nu는 누셀트 수(Nusselt number)이다.In formula (1),? Is a thermal conductivity of air. d is the diameter of the
따라서, 열전달율(h)은 누셀트수(Nu)에 의존한다.Therefore, the heat transfer rate h depends on the Nusselt number Nu.
누셀트 수(Nu)는, 취출공의 구경(d), 취출공으로부터 아우터 튜브(12)까지의 거리(L)의 관계인 경우, 다음 수학식(2)과 같은 관계가 있다.The Nusselt number Nu has a relationship as shown in the following equation (2) in the case of the relationship between the diameter d of the blowout hole and the distance L from the blowout hole to the
수학식(2) 중, Re는 레이놀즈 수(Reynolds number), Pr은 프란틀 수(Prandtl number)이다. 프란틀 수(Pr)은 실온에서의 공기의 물성치로서, 프란틀 수(Pr)는 0.71로 한다.In Equation (2), Re is Reynolds number and Pr is Prandtl number. Prandtle number Pr is a physical property value of air at room temperature, and Prandtle number Pr is 0.71.
레이놀즈 수(Re)는 다음 수학식(3)으로 나타낼 수 있다.Reynolds number Re can be represented by the following equation (3).
수학식(3) 중, U는 취출공으로부터의 분류 유속는 실온에서의 공기의 동점계수(動粘係數)이다.In equation (3), U is the classification flow rate from the blowout hole. Is the kinematic coefficient of air at room temperature.
수학식(3)의 레이놀즈 수(Re)로부터, 열전달율(h)은 취출공으로부터의 분류 유속(U)의 제곱근에 비례하게 된다.From the Reynolds number Re of equation (3), the heat transfer rate h becomes proportional to the square root of the fractional flow rate U from the blowout hole.
유속 U는 분류의 궤도의 압력차로부터 계산할 수 있고, 취출공이 취출하는 측(상류측)과 취출되는 측(하류측)과의 사이의 압력차가 클수록, 유속 U는 커진다.The flow velocity U can be calculated from the pressure difference of the trajectory of the jet, and the larger the pressure difference between the side (upstream side) where the ejection hole is taken out and the side (downstream side) taken out, the larger the flow velocity U becomes.
따라서, 최적인 열전달율(h)의 분포를 고려함으로써, 최적인 취출공의 수를 추측할 수 있다.Therefore, the optimal number of blowout holes can be estimated by considering the distribution of the optimum heat transfer rate h.
본 실시 형태에 있어서는, 냉각 가스는 측벽 상부에 설치되어 있는 냉각 가스 공급구(74)로부터 냉각 가스 통로 공간(49)으로 흘러들어가, 그 후, 냉각 가스 통로 공간(49)을 하측으로 향해 냉각 가스가 흐른다. 상측 취출공(78)의 수가 적게 되어 있기 때문에, 냉각 가스 통로 공간(49)은 상측의 취출공(78)의 총 개구 면적보다 충분히 크게 되어, 하측으로 향한 냉각 가스의 흐름은 유지되기 쉽고, 냉각 가스 통로 공간(49)의 상측보다 하측의 압력이 크게 된다. 그 때문에, 냉각 가스 통로 공간(49)의 하측의 한 개의 취출공(78)으로부터 취출되는 냉각 가스의 충돌 분류량을 크게 할 수 있다.In the present embodiment, the cooling gas flows into the cooling
상기 실시의 형태에 따르면, 다음의 효과를 얻을 수 있다.According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 가장 냉각된 상태의 냉각 가스를 가장 열이 머물기 쉬운 단열 구조체의 상부에 냉각 가스를 도입함으로써, 효과적으로 열교환할 수 있다.(1) By introducing a cooling gas in the uppermost part of the heat insulating structure in which the cooling gas in the most cooled state is most likely to retain heat, heat exchange can be performed effectively.
(2) 단열 구조체의 상단부로부터 냉각 가스를 흘림으로써, 단열 구조체의 하단부로부터 냉각 가스를 흘리는데 비하여, 냉각 가스의 유로를 길게 할 수 있어, 단열 구조체와 효과적으로 열교환을 할 수 있다.(2) By flowing a cooling gas from the upper end of a heat insulation structure, compared with flowing a cooling gas from the lower end part of a heat insulation structure, the flow path of a cooling gas can be lengthened and heat exchange with an heat insulation structure can be carried out effectively.
(3) 히터 유닛에 냉각 가스를 도입하는 냉각 가스 도입구에서는 방열이 격렬하다. 특히, 처리실 내에서 웨이퍼를 처리하고 있는 도중에 프로세스 튜브를 냉각하도록 냉각 가스를 흘리면, 국소적으로 온도가 내려가기 때문에, 웨이퍼 처리 상태에 악영향을 끼친다. 또한, 냉각 가스 도입구를 히터 유닛 하부에 설치하는 경우, 냉각 가스 도입구에 의한 방열에 더하여, 히터 유닛의 하단부에 있는 히터 유닛의 개구부나 노구의 영향을 막도록, 보트와 씰캡 사이에 단열원통이나 단열판을 설치하는 방열 대책이 일반적으로 실시되고 있으나, 그로서는 충분하지 않아, 방열되고 만다. 그 때문에, 그 방열한 열을 보충하기 위해서, 히터 유닛의 하부에 배치된 발열체에 과도하게 전력이 공급되는 상태, 즉 과부하 상태가 빈번하게 이루어져 단선하기 쉽게 된다. (3) Heat dissipation is intense at the cooling gas introduction port through which the cooling gas is introduced into the heater unit. In particular, when the cooling gas flows to cool the process tube while the wafer is being processed in the processing chamber, the temperature is lowered locally, which adversely affects the wafer processing state. In addition, in the case where the cooling gas inlet is provided under the heater unit, in addition to heat dissipation by the cooling gas inlet, the heat insulating cylinder is provided between the boat and the seal cap so as to prevent the influence of the opening or the furnace port of the heater unit at the lower end of the heater unit. Although the heat dissipation countermeasure which installs a heat insulation board is generally implemented, it is not enough and heat dissipation. Therefore, in order to make up for the heat dissipated, a state in which excessive power is supplied to the heating element disposed under the heater unit, that is, an overload condition frequently occurs, and thus it is easy to disconnect.
본 실시 형태에 있어서는, 히터 유닛에 냉각 가스를 흘리는 냉각 가스 도입구를 상단부에 배치한 관계로, 가장 열이 머물기 쉬운 단열 구조체 상부를 효과적으로 냉각할 수 있으며, 더구나, 하부에 배치된 발열체의 과부하 상태를 해소할 수 있다.In this embodiment, since the cooling gas inlet which flows cooling gas to a heater unit is arrange | positioned at the upper end part, the upper part of the heat insulation structure which is easy to hold | maintain heat can be cooled effectively, Furthermore, the overload state of the heat generating body arrange | positioned underneath Can be solved.
(4) 냉각 가스 통로를 구획벽에 의하여 복수의 냉각 가스 통로 공간을 구획함으로써, 단열 구조체를 원주에 따라 균등하게 냉각할 수 있다.(4) By partitioning the plurality of cooling gas passage spaces by the partitioning wall through the cooling gas passage, the heat insulation structure can be cooled evenly along the circumference.
(5) 냉각 가스 통로를 구획하는 구획벽의 단면적보다 냉각 가스 통로 공간의 단면적을 크게 함으로써, 더욱 효과적으로 단열 구조체와 열교환시킬 수 있다.(5) By making the cross-sectional area of the cooling gas passage space larger than the cross-sectional area of the partition wall partitioning the cooling gas passage, heat exchange with the heat insulating structure can be performed more effectively.
(6) 취출 속도를 변화시키면, 취출공의 구경에 따라서는 취출공으로부터 취출된 냉각 가스가 프로세스 튜브와의 충돌 시의 충돌 분류에 의하여 열전도율이 불 균일하게 되지만, 복수의 취출공의 구경을 모두 동일하게 함으로써, 냉각 효율을 제어하기 쉽게 할 수 있어, 복잡한 제어를 필요로 하지 않고 효과적으로 냉각할 수 있다.(6) If the blowout rate is changed, the thermal conductivity becomes non-uniform due to the collision classification when the cooling gas blown out of the blowout hole collides with the process tube depending on the bore size of the blowout hole. By making it the same, it becomes easy to control cooling efficiency, and it can cool effectively, without requiring complicated control.
(7) 복수의 취출공의 구경을 모두 동일하게 함으로써, 복수의 취출공이 가공하기 쉽게 되고, 또한, 취출공과 프로세스 튜브와의 거리를 일정하게 함으로써, 최적인 열전달율의 분포나 최적인 취출공의 수를 설정하기 쉬워진다.(7) By making the diameters of the plurality of blowout holes the same, the plurality of blowout holes can be easily processed, and the distance between the blowout holes and the process tube is made constant, so that the optimal distribution of heat transfer rate and the optimal number of blowout holes can be obtained. It becomes easy to set up.
(8) 취출공을 적어도 보트에 재치되는 제품 웨이퍼가 있는 영역의 최상단과 동일한 높이부터 제품 웨이퍼가 있는 영역의 최하단까지 설치함으로써, 제품 웨이퍼 영역을 효과적으로 냉각할 수 있다.(8) The product wafer region can be effectively cooled by providing the blowout holes at least at the same height as the uppermost end of the region where the product wafer is placed on the boat, and from the lowermost end of the region where the product wafer is located.
(9) 취출공을 냉각 가스 공급구보다 하부에 설치함으로써, 취출공으로부터의 냉각 가스 취출량이나 속도를 보다 균등히 제어할 수 있다.(9) By providing the blowout hole below the cooling gas supply port, it is possible to more uniformly control the amount and speed of cooling gas blowout from the blowout hole.
(10) 취출공의 사이즈가 서로 다른 사이즈가 되면, 취출공으로부터 취출되는 냉각 가스의 유량이 달라져, 프로세스 튜브 전체의 냉각 밸런스가 무너지지만, 취출공을 단열 구조체와는 별체인 노즐에 의하여 구성함으로써, 냉각 가스의 취출 영향에 의하여 단열 구조체가 붕괴하기 쉬운 부분에 취출공을 형성하는 경우에 비하여, 유로나 구경 등이 변화하는 것을 미연에 방지할 수 있다.(10) When the sizes of the blowout holes are different from each other, the flow rate of the cooling gas blown out of the blowout holes changes, and the cooling balance of the entire process tube is broken, but the blowout holes are constituted by nozzles separate from the heat insulating structure. As compared with the case where the blowout hole is formed in a portion where the heat insulating structure tends to collapse due to the blowout effect of the cooling gas, it is possible to prevent the flow path, the aperture, and the like from changing.
(11) 세라믹제의 노즐을 단열 구조체의 발열체 취부구와 동일한 면으로 함으로써, 발열체의 열팽창에 의하여 발열체가 변형하고, 세라믹제의 노즐과 완충함으로써 발열체가 더욱 변형하거나 단선하거나 하는 사고를 방지할 수 있다.(11) By making the ceramic nozzle the same surface as the heating element mounting opening of the heat insulating structure, the heating element is deformed due to thermal expansion of the heating element, and buffering with the ceramic nozzle can prevent the heating element from further deforming or disconnecting. .
(12) 취출공으로부터 취출된 냉각 가스가 프로세스 튜브와의 충돌 시의 충돌 분류 속도를 단열 구조체의 하부를 상부에 비해 빠르게 함으로써, 냉각 가스가 냉각 가스 통로를 통과함으로써 데워진 냉각 가스로도 하부측을 효과적으로 냉각할 수 있다.(12) The coolant gas blown out from the blowout hole speeds up the collision fractionation rate when it collides with the process tube as compared to the upper part, so that the coolant gas is effectively cooled down by the coolant gas heated by passing through the coolant gas passage. Can be cooled.
(13) 2열의 취출공을 냉각 가스 통로 공간의 중심보다 구획벽 측에 각각 치우쳐 배치함으로써, 차가워지기 어려운 구획벽 주변에서 냉각 가스의 흐름을 크게 할 수 있어, 구획벽 주변을 효율적으로 냉각할 수 있다.(13) By arranging two rows of blowout holes on the partition wall side rather than the center of the cooling gas passage space, the flow of the cooling gas can be increased around the partition wall that is hard to cool, and the periphery of the partition wall can be efficiently cooled. have.
바람직하게는, 취출공은 적어도 각각의 구획벽 근방에 1열씩 설치하면 좋다.Preferably, the blowout holes may be provided one row at least in the vicinity of each partition wall.
(14) 하나의 냉각 가스 통로 공간에 대해서 복수열의 취출공을 배치함으로써, 취출공을 보다 광범위하게 설치할 수 있어, 보다 균일하게 처리실 내나 프로세스 튜브를 냉각할 수 있다.(14) By arranging multiple rows of blowout holes in one cooling gas passage space, the blowout holes can be provided more extensively, and the inside of the process chamber and the process tube can be cooled more uniformly.
(15) 취출공과 프로세스 튜브로부터의 거리를 일정하게 유지하고, 취출공의 구경을 동일한 사이즈로 함으로써, 충돌 분류에 의한 열전달율을 조정하기 쉽게 할 수 있다.(15) By keeping the distance from the blowout hole and the process tube constant, and making the diameter of the blowout hole the same size, it is possible to easily adjust the heat transfer rate due to the collision classification.
본 발명은 상기 실시 형태에 국한하지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경이 가능한 것은 말할 나위도 없다.It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
예를 들면, 냉각 가스를 흘리는 방식은, 단열 구조체의 배기공으로부터 배기 장치(blower 등)에 의하여 강제적으로 배기(흡인)하는 방식이라도 무방하며, 냉각 가스 도입구로부터 공급 팬에 의하여 강제적으로 공급하는(압입) 방식이라도 무방하다.For example, the method of flowing the cooling gas may be a method of forcibly evacuating (suction) the exhaust gas from the exhaust hole of the heat insulating structure by means of an exhaust device (blower, etc.). It may be a (indentation) method.
상기 실시 형태에 있어서는, CVD 장치에 대해 설명했으나, 산화, 확산 장치 나 아닐(anneal) 장치 등의 기판 처리 장치 전반에 적용할 수 있다.In the above embodiment, the CVD apparatus has been described, but the present invention can be applied to an overall substrate processing apparatus such as an oxidizing, diffusing apparatus or an annealing apparatus.
피처리 기판은 웨이퍼에 국한하지 않고, 포토마스크(photomask)나 프린트 배선 기판, 액정 패널, 콤팩트 디스크 및 자기 디스크 등이라도 무방하다.The substrate to be processed is not limited to a wafer, and may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, a compact disk, a magnetic disk, or the like.
본원에 있어서 개시되는 발명 중 대표적인 것은, 다음과 같다.The typical thing of the invention disclosed in this application is as follows.
(1) 세로로 설치하는 가열 장치에 사용되는 단열 구조체로서,(1) As a heat insulation structure used for the heating apparatus installed vertically,
원통 형상으로 형성된 측벽부를 갖고, 상기 측벽부가 내외 복수층 구조로 형성되어 있고, It has a side wall portion formed in a cylindrical shape, the side wall portion is formed in a multi-layer structure inside and outside,
상기 측벽부의 복수층 중 외측에 배치된 측벽외층의 상부에 설치되는 냉각 가스 공급구와, A cooling gas supply port provided at an upper portion of the sidewall outer layer disposed outside the plurality of layers of the sidewall portion;
상기 측벽부의 복수층 중 내측에 배치된 측벽내층과 상기 측벽외층과의 사이에 설치되는 냉각 가스 통로와,A cooling gas passage provided between the side wall inner layer and the side wall outer layer disposed inside of the plurality of layers of the side wall portion;
상기 측벽내층의 내측에 설치되는 공간과,A space provided inside the sidewall inner layer,
상기 냉각 가스 통로로부터 상기 공간으로 냉각 가스를 취출하도록, 상기 측벽내층의 상기 냉각 가스 공급구보다 하부에 설치되는 복수의 취출공을 갖는 단열 구조체.And a plurality of blowout holes provided below the cooling gas supply port of the sidewall inner layer so as to blow out the cooling gas from the cooling gas passage to the space.
(2) 상기 측벽외층과 상기 측벽내층과의 사이에 복수의 구획벽이 원주 방향을 따라 설치되어 있고, 상기 냉각 가스 통로가 상기 복수의 구획벽에 의하여 복수로 구획되고 있는 상기 (1)의 단열 구조체.(2) The heat insulation of said (1) in which the some partition wall is provided along the circumferential direction between the said side wall outer layer and the said side wall inner layer, and the said cooling gas path is divided into several by the said some partition wall. Structure.
(3) 상기 측벽외층과 상기 측벽내층과의 사이에 복수의 구획벽이 원주 방향을 따라 설치되어 있고, 상기 냉각 가스 통로가 상기 복수의 구획벽에 의하여 복수 의 냉각 가스 통로 공간으로 구획되고 있으며, 상기 복수의 냉각 가스 통로 공간의 단면적 각각은 상기 구획벽 각각의 단면적보다 크게 형성되어 있는 상기 (1)의 단열 구조체.(3) A plurality of partition walls are provided along the circumferential direction between the side wall outer layer and the side wall inner layer, and the cooling gas passage is partitioned into a plurality of cooling gas passage spaces by the plurality of partition walls, The cross-sectional area of each of the plurality of cooling gas passage spaces is formed larger than the cross-sectional area of each of the partition walls.
(4) 상기 취출공은 상기 냉각 가스 통로가 상기 구획벽에서 구획된 복수의 냉각 가스 통로 공간 각각에 복수열씩 설치되어 있는 상기 (2)의 단열 구조체.(4) The heat dissipation structure according to (2), wherein the blowout hole is provided in a plurality of rows in each of the plurality of cooling gas passage spaces in which the cooling gas passage is partitioned from the partition wall.
(5) 상기 측벽외층과 상기 측벽내층과의 사이에 복수의 구획벽이 원주 방향을 따라 설치되어 있고, 상기 냉각 가스 통로가 상기 복수의 구획벽에 의하여 복수의 냉각 가스 통로 공간으로 구획되고 있으며, 상기 취출공은 상기 냉각 가스 통로 공간의 원주 방향 중앙으로부터 상기 냉각 가스 통로 공간을 형성하는 양쪽의 구획벽 측으로 각각 치우쳐 열상(列狀)으로 설치되어 있는 상기 (1)의 단열 구조체.(5) A plurality of partition walls are provided along the circumferential direction between the side wall outer layer and the side wall inner layer, and the cooling gas passage is partitioned into a plurality of cooling gas passage spaces by the plurality of partition walls, The said blow-out hole is a heat insulation structure of said (1) provided in the columnar form by deviating from the circumferential center of the said cooling gas passage space to the side of both partition walls which form the said cooling gas passage space, respectively.
(6) 상기 취출공은 상기 냉각 가스 통로가 상기 구획벽에서 구획된 복수의 냉각 가스 통로 공간에 대하여 2열씩 설치되어 있는 상기 (2)의 단열 구조체.(6) The heat insulating structure according to (2), wherein the blowout holes are provided in two rows with respect to the plurality of cooling gas passage spaces in which the cooling gas passages are partitioned from the partition wall.
(7) 상기 복수의 취출공의 개구 단면적은 각각 동일한 사이즈로 형성되어 있는 상기 (1)의 단열 구조체.(7) The heat insulation structure of said (1) in which opening cross-sectional areas of the plurality of blowout holes are each formed in the same size.
(8) 상기 구획벽이 원주 방향으로 균등하게 복수 배치되어 있는 상기 (2), (3)의 단열 구조체.(8) The heat insulation structure of said (2) and (3) by which the said partition wall is arrange | positioned equally in the circumferential direction.
(9) 상기 복수의 취출공은 상기 구획벽이 설치되고 있는 위치를 피하도록 상기 냉각 가스 통로에 대향하는 위치에 각각 복수 설치되는 상기 (2)의 단열 구조체.(9) The heat insulation structure according to the above (2), wherein the plurality of blowout holes are provided in plural in positions facing the cooling gas passages, respectively, to avoid the position where the partition wall is provided.
(10) 상기 가스 공급구는 상기 구획벽이 설치되어 있는 위치를 피하도록 상 기 냉각 가스 통로에 대향하는 위치에 설치되는 상기 (2)의 단열 구조체.(10) The heat insulating structure of (2), wherein the gas supply port is provided at a position opposite to the cooling gas passage so as to avoid a position at which the partition wall is installed.
(11) 상기 측벽내층의 내주를 따라 환상 형상인 환상부와, 상기 환상부의 단부에 설치된 한 쌍의 급전부를 가지고 있는 발열체가 상하 방향으로 복수 설치되고, 상기 복수의 발열체 중 인접하는 상기 급전부끼리 접속되어 형성되는 제어 존이 상하 방향으로 복수 설치되고 있으며, 상기 취출공이 취출한 냉각 가스가 상기 발열체를 피해 취출하도록 배치되어 있는 상기 (2)의 단열 구조체.(11) A plurality of heating elements each having an annular annular portion and a pair of feeders provided at an end portion of the annular portion along the inner circumference of the sidewall inner layer are provided in the vertical direction, and the power feeding portion adjacent to the plurality of heat generating elements is disposed. The heat insulation structure of said (2) arrange | positioned so that the control zone formed by mutually connecting may be provided in the up-down direction, and the cooling gas blown out by the said blowing hole may be taken out of the said heat generating body.
(12) 상기 복수의 제어 존 중 최상단의 제어 존에 설치된 상기 복수의 취출공의 총 개구 면적보다, 상기 복수의 제어 존 중 최하단의 제어 존에 설치된 상기 복수의 취출공의 총개구 면적이 크게 설정되어 있는 상기 (11)의 단열 구조체.(12) The total opening area of the plurality of blowout holes provided in the lowermost control zone of the plurality of control zones is set larger than the total opening area of the plurality of blowout holes provided in the control zone at the top of the plurality of control zones. The heat insulation structure of said (11).
(13) 상기 복수의 제어 존을 4단 이상 갖고, 상기 복수의 제어 존 중 최상단으로부터 2단의 제어 존에 설치된 상기 복수의 취출공의 총 개구 면적보다, 상기 복수의 제어 존 중 최하단으로부터 2 단의 제어 존에 설치된 상기 복수의 취출공의 총 개구 면적이 크게 설정되어 있는 상기 (11)의 단열 구조체.(13) It has two or more stages of the said plurality of control zones, and is two steps from the lowermost stage of the said plurality of control zones than the total opening area of the said several blowout hole provided in the control zone of the 2nd stage from the top of the said plurality of control zones. The heat insulation structure of said (11) in which the total opening area of the said some blowout hole provided in the control zone of this is set large.
(14) 상기 복수의 제어 존 중 최상단의 제어 존에 설치된 상기 취출공의 충돌 분류량보다, 상기 복수의 제어 존 중 최하단의 제어 존에 설치된 상기 취출공의 충돌 분류량이 크게 설정되어 있는 상기 (11)의 단열 구조체.(11) The collision classification amount of the blowout holes provided in the lowest control zone among the plurality of control zones is set larger than the collision classification amount of the blowout holes provided in the control zone at the top of the plurality of control zones (11). ) Insulation structure.
(15) 상기 복수의 제어 존을 4단 이상 갖고, 상기 복수의 제어 존 중 최상단으로부터 2단의 제어 존에 설치된 상기 취출공의 충돌 분류량보다, 상기 복수의 제어 존 중 최하단으로부터 2단의 제어 존에 설치된 상기 취출공의 충돌 분류량이 크게 설정되어 있는 상기 (11)의 단열 구조체.(15) Two-stage control of the plurality of control zones from the lowermost of the plurality of control zones than the collision classification amount of the blowout holes provided in the two-stage control zones from the top of the plurality of control zones; The heat insulation structure of said (11) in which the collision fraction of the said blowout hole provided in the zone is set large.
(16) 상기 취출공은 상기 측벽내층과는 별체인 절연부재의 중공부에 의하여 형성되고 있으며, 상기 절연부재는 상기 측벽부에 지지되고 있는 상기 (1)의 단열 구조체.(16) The heat insulation structure according to (1), wherein the blowout hole is formed by a hollow portion of an insulating member that is separate from the side wall inner layer, and the insulating member is supported by the side wall portion.
(17) 상기 취출공은 상기 측벽내층과는 별체인 원통 형상의 절연부재에 의하여 형성되어 있고, 상기 절연부재는 원형의 지지공에 지지되고 있는 상기 (1)의 단열 구조체.(17) The heat insulation structure according to (1), wherein the blowout hole is formed by a cylindrical insulating member that is separate from the sidewall inner layer, and the insulating member is supported by a circular support hole.
(18) 상기 절연부재가, 상기 공간측에 이동하지 않도록 이동 방지부를 가지고 있는 상기 (16)의 단열 구조체.(18) The heat insulation structure of said (16) which has a movement prevention part so that the said insulating member does not move to the said space side.
(19) 상기 절연부재가, 상기 측벽부의 재료보다 높은 밀도를 갖는 재료에 의하여 형성되고 있는 상기 (16), (17), (18)의 단열 구조체.(19) The heat insulating structure according to the above (16), (17) and (18), wherein the insulating member is formed of a material having a higher density than the material of the side wall portion.
(20) 상기 절연부재가, 상기 측벽부의 재료보다 높은 경도를 갖는 재료에 의하여 형성되고 있는 상기 (16), (17), (18)의 단열 구조체.(20) The heat insulating structure according to the above (16), (17) and (18), wherein the insulating member is formed of a material having a hardness higher than that of the side wall portion.
(21) 상기 절연부재가, 상기 측벽부의 재료보다 높은 곡률강도를 갖는 재료에 의하여 형성되고 있는 상기 (16), (17), (18)의 단열 구조체.(21) The heat insulating structure according to the above (16), (17) and (18), wherein the insulating member is formed of a material having a higher curvature strength than that of the side wall portion.
(22) 상기 절연부재가, 상기 측벽부의 재료보다 알루미나 성분의 함유율의 높은 세라믹재에 의하여 형성되고 있는 상기 (16), (17), (18)의 단열 구조체.(22) The heat insulating structure according to the above (16), (17) and (18), wherein the insulating member is formed of a ceramic material having a higher content of alumina components than the material of the side wall portion.
(23) 상기 측벽내층은 내주면에 발열체를 수납하기 위한 원통 형상으로 형성된 취부구를 상하 방향으로 복수 갖고, 상기 복수의 발열체가 상기 복수의 취부구 내에 각각 수납되도록 설치되고 있으며, 상기 복수의 절연부재가 상기 복수의 취부구를 형성하는 내측 돌출부에 배치되고 있는 상기 (11)의 단열 구조체.(23) The side wall inner layer has a plurality of mounting holes formed in a cylindrical shape for accommodating a heating element on an inner circumferential surface in the vertical direction, and the plurality of heating elements are provided to be accommodated in the plurality of mounting holes, respectively. The heat insulation structure of said (11) arrange | positioned at the inner side protrusion part which forms the said several mounting opening.
(24) 상기 내측 돌출부는 상기 절연부재가 배치되는 개소를 상기 취부구의 저면과 동일한 면까지 도려 내고 상기 절연부재가 상기 측벽내층 외주면으로부터 상기 측벽내층 취부구의 저면과 동일한 면까지 배치되어 있는 상기 (23)의 단열 구조체.(24) Said inner side projection part cuts out the location where the said insulating member is arrange | positioned to the same surface as the bottom face of the said mounting hole, and the said insulating member is arrange | positioned from the outer peripheral surface of the said side wall inner layer to the same surface as the bottom face of the said side wall inner layer mounting hole (23) ) Insulation structure.
(25) 상기 냉각 가스 공급구는, 원주 방향으로 균등하게 복수 설치되어 있는 상기 (1)의 단열 구조체.(25) The heat insulation structure of said (1) in which the said cooling gas supply port is provided in multiple numbers equally in the circumferential direction.
(26) 상기 측벽부의 상단측에 천정부를 구비해 있고, 상기 천정부에는 상기 공간으로부터 상기 냉각 가스를 배기하기 위한 배기공이 설치되고 있는 상기 (1)의 단열 구조체.(26) The heat insulation structure according to (1), wherein a ceiling portion is provided on an upper end side of the side wall portion, and an exhaust hole for exhausting the cooling gas from the space is provided in the ceiling portion.
(27) 상기 냉각 가스 공급구에 상기 냉각 가스를 공급하는 환상의 덕트를 갖고, 상기 덕트에 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 도입구를 갖는 상기 (25)의 단열 구조체.(27) The heat insulation structure according to (25), having an annular duct for supplying the cooling gas to the cooling gas supply port, and having a cooling gas inlet for supplying a cooling gas to the duct.
(28) 상기 (1)의 단열 구조체를 구비하는 가열 장치.(28) A heating apparatus comprising the heat insulating structure of (1).
(29) 상기 (28)의 가열 장치의 배기공에 접속되고, 상기 배기공의 하류측에 설치되는 배기 장치를 구비하는 가열 시스템.(29) A heating system comprising an exhaust device connected to the exhaust hole of the heating device of (28) and provided downstream of the exhaust hole.
(30) 상기 (28)의 가열 장치와, 상기 가열 장치의 내부에서 기판을 처리하는 처리실을 구비하는 기판 처리 장치.(30) A substrate processing apparatus comprising the heating device of (28) above and a processing chamber for processing a substrate inside the heating device.
(31) 상기 (29)의 가열 장치 시스템과, 상기 가열 장치의 내부에서 기판을 처리하는 처리실을 구비하는 기판 처리 장치.(31) A substrate processing apparatus comprising the heating device system of (29) and a processing chamber for processing a substrate inside the heating device.
(32) 상기 (30)의 기판 처리 장치를 이용해 처리하는 반도체 장치의 제조 방 법으로서, 상기 가열 장치의 발열체가 기판을 가열하는 단계와, 상기 배기 장치가 상기 가열 장치 내를 냉각하는 단계를 갖는 반도체 장치의 제조 방법.(32) A method of manufacturing a semiconductor device processed using the substrate processing apparatus of (30), wherein the heating element of the heating device heats the substrate, and the exhaust device cools the inside of the heating device. The manufacturing method of a semiconductor device.
본 발명에 따르면, 단열 구조체나 프로세스 튜브 전체를 균일하게 급냉할 수 있다.According to the present invention, the heat insulating structure or the entire process tube can be quenched uniformly.
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