KR20230144642A - Semiconductor heat treatment device - Google Patents

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KR20230144642A
KR20230144642A KR1020237031885A KR20237031885A KR20230144642A KR 20230144642 A KR20230144642 A KR 20230144642A KR 1020237031885 A KR1020237031885 A KR 1020237031885A KR 20237031885 A KR20237031885 A KR 20237031885A KR 20230144642 A KR20230144642 A KR 20230144642A
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gas
intake
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KR1020237031885A
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후이핑 양
수아이 양
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베이징 나우라 마이크로일렉트로닉스 이큅먼트 씨오., 엘티디.
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스는, 공정 챔버에 웨이퍼 지지 어셈블리를 수용하기 위한 공정 챔버가 설치된다. 바닥부에는 웨이퍼 지지 어셈블리가 출입하도록 개구가 설치되고, 꼭대기부에는 배기구가 설치된다. 공정 챔버 측벽의 바닥부에는 흡기구가 설치된다. 웨이퍼 지지 어셈블리는 승강 가능하며, 웨이퍼 지지 어셈블리가 상승하여 공정 챔버로 진입된 후 상기 개구를 밀봉한다. 가열 실린더는 공정 챔버를 씌우도록 설치되며 공정 챔버를 가열하는 데 사용된다. 흡기관로는 흡기구와 연통되어, 공정 공간에 가스를 이송하는 데 사용된다. 배기관로는 가열 실린더를 관통하여 배기구와 연통되어, 공정 공간의 가스를 배출하는 데 사용된다. 기액 분리 장치는 배기관로와 연통되어, 공정 공간으로부터 배출되는 가스 중 공정 부생성물을 액화 및 수집하고 나머지 가스를 배출하는 데 사용된다. 본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스는 웨이퍼의 입자와 산소 함량 제어를 구현하고, 온도 제어 정밀도와 온도 균일성을 향상시킬 수 있다.A semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention is provided with a process chamber for accommodating a wafer support assembly in the process chamber. An opening is provided at the bottom to allow the wafer support assembly to enter and exit, and an exhaust port is provided at the top. An intake port is installed at the bottom of the side wall of the process chamber. The wafer support assembly is liftable and seals the opening after the wafer support assembly rises and enters the process chamber. The heating cylinder is installed to cover the process chamber and is used to heat the process chamber. The intake pipe communicates with the intake port and is used to transport gas to the process space. The exhaust pipe passes through the heating cylinder and communicates with the exhaust port, and is used to discharge gas from the process space. The gas-liquid separation device is in communication with the exhaust pipe and is used to liquefy and collect process by-products among the gas discharged from the process space and discharge the remaining gas. The semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention can control wafer particles and oxygen content and improve temperature control precision and temperature uniformity.

Description

반도체 열처리 디바이스Semiconductor heat treatment device

본 발명은 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 열처리 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to the field of semiconductor manufacturing, and more specifically to semiconductor heat treatment devices.

칩 FEOL(front end of line) 공정이 계속 축소됨에 따라, 첨단 패키징 디바이스도 지속적으로 더 작은 치수로 개발되고 있다. 이로 인해 더 작은 선폭 처리, 입자 제어 및 공정 정밀도 제어 등 측면에서 첨단 패키징 디바이스에 대한 요구 기준이 높아지고 있다. 경화 공정의 경우, 현재 오븐을 사용하여 패키징 접착제를 가열한다. 그러나 종래 오븐 온도 제어, 산소 함량 제어, 입자 제어 등은 더 이상 첨단 패키징 공정의 수요를 충족시킬 수 없다.As chip front end of line (FEOL) processes continue to shrink, advanced packaging devices are being developed with continually smaller dimensions. This is placing higher demands on advanced packaging devices in terms of smaller linewidth processing, particle control, and process precision control. For the curing process, an oven is currently used to heat the packaging adhesive. However, conventional oven temperature control, oxygen content control, particle control, etc. can no longer meet the demands of advanced packaging processes.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 종래의 오븐은 박스체(1)를 포함한다. 상기 박스체(1) 내부에는 위에서 아래로 순차적으로 설치된 상부 캐비티, 수납 캐비티(11) 및 하부 캐비티가 구비된다. 여기에서 상부 캐비티와 하부 캐비티는 모두 복수의 제1 기공(111)을 통해 수납 캐비티(11)와 연결된다. 상기 수납 캐비티(11)에는 라이저(12) 및 반도체 소자를 운반하기 위한 4개의 캐리어(13)가 설치된다. 상기 라이저(12)의 양단은 각각 상 캐비티 및 하부 캐비티와 연통되고, 라이저(12)에는 복수의 제2기공(121)이 설치되어, 라이저(12)의 내부를 수납 캐비티(11)와 연통시키는 데 사용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박스체(1)의 일측에는 장착 프레임(18), 송풍기(10) 및 가스 채널 구조(16)를 수용하기 위한 장착홈(17)이 설치된다. 여기에서, 송풍기(10)의 출력구는 배기관(15)을 통해 가스 채널 구조(16)와 연통된다. 상기 가스 채널 구조(16)는 상부 캐비티 및 하부 캐비티와 연통된다. 송풍기(10)의 입력구는 장착 프레임(18)과 연결된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 장착 프레임(18) 내측에는 여러 전열관(19)이 장착된다. 열처리 공정을 수행할 때, 전열관(19) 가열에 의해 생성된 열공기는 순차적으로 송풍기(10), 배기관(15) 및 가스 채널 구조(16)를 거쳐 상부 캐비티 및 하부 캐비티로 유입된다. 그 후 복수의 제1 기공(111), 라이저(12) 및 그 위의 제2 기공(121)을 각각 거쳐 수납 캐비티(11)로 유입된다. 따라서 각 캐리어(13) 상의 반도체 소자에 대한 베이킹을 구현한다.Referring to FIGS. 1 to 3 together, a conventional oven includes a box 1. Inside the box 1, an upper cavity, a storage cavity 11, and a lower cavity are installed sequentially from top to bottom. Here, both the upper cavity and the lower cavity are connected to the storage cavity 11 through a plurality of first pores 111. Four carriers 13 for transporting the riser 12 and semiconductor elements are installed in the storage cavity 11. Both ends of the riser 12 communicate with the upper cavity and the lower cavity, respectively, and a plurality of second pores 121 are installed in the riser 12 to communicate the interior of the riser 12 with the storage cavity 11. It is used to As shown in FIG. 2, a mounting groove 17 is installed on one side of the box 1 to accommodate the mounting frame 18, the blower 10, and the gas channel structure 16. Here, the output port of the blower 10 communicates with the gas channel structure 16 through the exhaust pipe 15. The gas channel structure 16 communicates with the upper cavity and the lower cavity. The input port of the blower 10 is connected to the mounting frame 18. As shown in FIG. 3, several heat pipes 19 are mounted inside the mounting frame 18. When performing a heat treatment process, the hot air generated by heating the heat pipe 19 sequentially flows into the upper cavity and the lower cavity through the blower 10, the exhaust pipe 15, and the gas channel structure 16. Thereafter, it flows into the storage cavity 11 through the plurality of first pores 111, the riser 12, and the second pores 121 thereon, respectively. Therefore, baking of the semiconductor devices on each carrier 13 is implemented.

상기 오븐은 실제 적용에서 불가피하게 다음과 같은 문제가 나타난다.The oven inevitably presents the following problems in actual application.

첫째, 상기 수납 캐비티(11) 내부의 공정 영역이 폐쇄되지 않는다. 따라서 상기 공정 영역이 환경 및 주변 소자로부터 영향을 받아 공정의 청결도 요건을 충족시킬 수 없고, 반도체 소자에 대한 입자 제어를 수행할 수 없다. 또한 상기 공정 영역의 산소 함량을 제어할 수 없다. 경화 공정 수행 시, 상기 공정 영역의 산소 함량이 너무 높으면 패키징 접착제의 산화를 초래하여 칩 성능에 영향을 미칠 수 있다.First, the process area inside the storage cavity 11 is not closed. Therefore, the process area is affected by the environment and surrounding devices, so the cleanliness requirements of the process cannot be met, and particle control for semiconductor devices cannot be performed. Additionally, the oxygen content in the process area cannot be controlled. When performing a curing process, if the oxygen content in the process area is too high, it may cause oxidation of the packaging adhesive and affect chip performance.

둘째, 상기 전열관(19)에 의해 생성된 열 손실이 비교적 크다. 또한 외부 환경의 영향이 비교적 크기 커 가열 효율이 비교적 낮고 온도 제어 정밀도가 다소 떨어진다. 또한 상기 전열관(19)이 수납 캐비티(11) 일측에 위치한다. 따라서 수납 캐비티(11) 내의 온도 균일성이 좋지 않아 경화가 불완전할 수 있다. 심각한 경우 패키징 접착제에 기포가 발생하고 웨이퍼가 뒤틀려 평평하지 않은 문제 등이 발생할 수 있다.Second, the heat loss generated by the heat pipe 19 is relatively large. In addition, the influence of the external environment is relatively large, so heating efficiency is relatively low and temperature control precision is somewhat poor. Additionally, the heat pipe 19 is located on one side of the storage cavity 11. Therefore, curing may be incomplete due to poor temperature uniformity within the storage cavity 11. In serious cases, problems such as bubbles occurring in the packaging adhesive and the wafer becoming distorted and uneven may occur.

본 발명은 종래 기술에 존재하는 기술적 문제점 중 적어도 하나를 해결하기 위하여, 반도체 열처리 디바이스를 제공한다. 이는 웨이퍼의 입자 및 산소 함량 제어를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 온도 제어 정밀도 및 온도 균일성을 향상시켜, 칩 성능을 보장할 수 있다.The present invention provides a semiconductor heat treatment device to solve at least one of the technical problems existing in the prior art. This can not only implement particle and oxygen content control of the wafer, but also improve temperature control precision and temperature uniformity, ensuring chip performance.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 반도체 열처리 디바이스를 제공한다. 여기에는 공정 챔버, 가열 실린더, 웨이퍼 지지 어셈블리, 흡기관로, 배기관로 및 기액 분리 장치가 포함된다.In order to achieve the object of the present invention, a semiconductor heat treatment device is provided. This includes the process chamber, heating cylinder, wafer support assembly, intake duct, exhaust duct, and gas-liquid separation device.

상기 공정 챔버에는 상기 웨이퍼 지지 어셈블리를 수용하기 위한 공정 공간이 설치된다. 바닥부에는 상기 웨이퍼 지지 어셈블리가 출입하도록 개구가 설치되고, 꼭대기부에는 배기구가 설치된다. 상기 공정 챔버 측벽의 바닥부에는 흡기구가 설치된다.A process space for accommodating the wafer support assembly is installed in the process chamber. An opening is provided at the bottom to allow the wafer support assembly to enter and exit, and an exhaust port is provided at the top. An intake port is installed at the bottom of the side wall of the process chamber.

상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 승강 가능하다. 상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 상승하여 상기 공정 챔버에 진입한 후 상기 개구를 밀봉한다.The wafer support assembly is capable of being raised and lowered. The wafer support assembly rises to enter the process chamber and then seals the opening.

상기 가열 실린더는 상기 공정 챔버를 씌우도록 설치되어 상기 공정 챔버를 가열하는 데 사용된다.The heating cylinder is installed to cover the process chamber and is used to heat the process chamber.

상기 흡기관로는 상기 흡기구와 연통되어 상기 공정 공간에 가스를 이송하는 데 사용된다.The intake pipe communicates with the intake port and is used to transport gas to the process space.

상기 배기관로는 상기 가열 실린더를 관통하여 상기 배기구와 연통되며 상기 공정 공간의 가스를 배출하는 데 사용된다.The exhaust pipe passes through the heating cylinder, communicates with the exhaust port, and is used to discharge gas from the process space.

상기 기액 분리 장치는 상기 배기관로와 연통된다. 이는 상기 공정 공간으로부터 배출되는 가스 중 공정 부생성물을 액화 및 수집하고 나머지 가스를 배출하는 데 사용된다.The gas-liquid separation device communicates with the exhaust pipe. It is used to liquefy and collect process by-products of the gas discharged from the process space and discharge the remaining gas.

선택적으로, 상기 가열 실린더는 보온 하우징 및 복수의 가열 유닛을 포함한다. 상기 보온 하우징은 상기 공정 챔버를 씌우도록 설치된다. 상기 복수의 가열 유닛은 상기 보온 하우징에서 상기 공정 챔버에 대향하는 내측벽에 설치되며, 각각 상기 공정 공간 중 복수의 상이한 영역을 가열하는 데 사용된다.Optionally, the heating cylinder includes a thermal housing and a plurality of heating units. The thermal housing is installed to cover the process chamber. The plurality of heating units are installed in the thermal housing on an inner wall opposite the process chamber, and are each used to heat a plurality of different areas of the process space.

상기 열처리 디바이스는 온도 검출기 및 제어 유닛을 더 포함한다.The heat treatment device further includes a temperature detector and control unit.

상기 온도 검출기는 상기 공정 공간 중 복수의 상기 가열 유닛에 대응하는 복수의 상기 영역의 실제 온도 값을 실시간으로 검출하고 이를 상기 제어 유닛에 전송하는 데 사용된다.The temperature detector is used to detect in real time the actual temperature values of the plurality of areas corresponding to the plurality of heating units in the process space and transmit them to the control unit.

상기 제어 유닛은 복수의 상기 영역의 실제 온도 값 간의 차이를 기반으로, 상응하는 상기 가열 유닛의 출력 전력을 조절하여, 상기 복수 영역의 온도를 일치시키는 데 사용된다.The control unit is used to match the temperatures of the plurality of zones by adjusting the output power of the corresponding heating unit based on the difference between the actual temperature values of the plurality of zones.

선택적으로, 상기 온도 검출기는 검출관 및 상기 검출관에 설치된 복수의 열전대를 포함한다.Optionally, the temperature detector includes a detection tube and a plurality of thermocouples installed in the detection tube.

상기 검출관은 상기 공정 공간에 수직으로 설치된다. 상기 검출관의 상단은 상기 공정 챔버의 꼭대기부에 가깝고, 상기 검출관의 하단은 상기 공정 챔버 측벽의 바닥부를 관통하여 상기 공정 챔버의 외부로 연장된다.The detection tube is installed vertically in the process space. The upper end of the detection tube is close to the top of the process chamber, and the lower end of the detection tube extends outside the process chamber through the bottom of the side wall of the process chamber.

복수의 상기 열전대의 위치는 복수의 상기 영역과 일대일 대응한다.The positions of the plurality of thermocouples correspond one-to-one with the plurality of areas.

선택적으로, 상기 보온 하우징은 원통형 측벽, 캡 및 보온 슬리브를 포함한다.Optionally, the thermal housing includes a cylindrical side wall, a cap and a thermal sleeve.

상기 원통형 측벽은 상기 공정 챔버를 씌우도록 설치된다.The cylindrical side wall is installed to cover the process chamber.

상기 캡은 상기 원통형 측벽의 꼭대기부에 설치되며, 상기 원통형 측벽 꼭대기부의 개구를 밀봉하는 데 사용된다. 상기 캡에는 상기 배기관로가 관통하도록 비아가 설치된다.The cap is installed at the top of the cylindrical side wall and is used to seal the opening at the top of the cylindrical side wall. A via is installed in the cap to allow the exhaust pipe to pass through.

상기 보온 슬리브는 상기 원통형 측벽과 상기 공정 챔버 사이에 설치되며 상기 원통형 측벽의 바닥부에 가깝다. 이는 상기 원통형 측벽과 상기 공정 챔버 사이의 환형 간격을 밀봉하는 데 사용된다.The thermal sleeve is installed between the cylindrical side wall and the process chamber and is close to the bottom of the cylindrical side wall. It is used to seal the annular gap between the cylindrical side wall and the process chamber.

선택적으로, 상기 공정 챔버의 상기 배기구에는 구형 연결 조인트가 설치된다.Optionally, the exhaust port of the process chamber is fitted with a spherical connection joint.

상기 배기관로 흡기단에는 구형 플랜지가 설치된다. 상기 구형 플랜지는 상기 구형 연결 조인트와 끼워맞춤 연결된다. 상기 배기관로의 배기단은 상기 기액 분리 장치와 연통된다.A spherical flange is installed at the intake end of the exhaust pipe. The spherical flange is fit-connected to the spherical connection joint. The exhaust end of the exhaust pipe communicates with the gas-liquid separation device.

선택적으로, 상기 캡의 상기 비아에는 밀봉 구조가 더 설치된다. 상기 밀봉 구조는 제1 환형 밀봉 부재, 제2 환형 밀봉 부재 및 고정 어셈블리를 포함한다. 상기 비아는 단차공이다. 상기 제1 환형 밀봉 부재는 상기 단차공에 위치하며 상기 구형 플랜지를 씌우도록 설치된다. 상기 제1 환형 밀봉 부재의 외경은 상기 단차공의 그 단차면 이하에 위치한 공경보다 작다. 상기 제2 환형 밀봉 부재는 상기 배기관로의 흡기단을 씌우도록 설치되며 상기 단차공의 단차면에 위치한다. 상기 제2 환형 밀봉 부재의 외경은 상기 단차공의 상기 단차면 이상에 위치한 공경보다 작다.Optionally, a sealing structure is further installed in the via of the cap. The sealing structure includes a first annular sealing member, a second annular sealing member, and a fixing assembly. The via is a stepped hole. The first annular sealing member is located in the step hole and is installed to cover the spherical flange. The outer diameter of the first annular sealing member is smaller than the hole diameter located below the step surface of the step hole. The second annular sealing member is installed to cover the intake end of the exhaust pipe and is located on the step surface of the step hole. The outer diameter of the second annular sealing member is smaller than the hole diameter located above the step surface of the step hole.

상기 고정 어셈블리는 상기 캡과 고정 연결되고, 상기 제2 환형 밀봉 부재 및 상기 제1 환형 밀봉 부재를 아래로 가압하여 이들 둘을 압축 변형시킨다.The fixing assembly is fixedly connected to the cap and presses the second annular sealing member and the first annular sealing member downward to compress and deform them.

선택적으로, 상기 배기관로에는 가스 배출 방향을 따라 복수의 배기 가열 부재가 순차적으로 설치된다. 이는 각각 상기 배기관로에 대해 상기 가스 배출 방향으로 상이한 영역에서 가열을 수행하는 데 사용된다.Optionally, a plurality of exhaust heating members are sequentially installed in the exhaust pipe along the gas discharge direction. This is used to effect heating in different areas in the gas discharge direction, respectively, for the exhaust pipe.

선택적으로, 상기 배기관로는 상기 가스 배출 방향을 따라 순차적으로 연결된 제1 전이관 및 제2 전이관을 포함한다. 여기에서 상기 제1 전이관은 상기 가스 배출 방향을 따라 순차적으로 연결된 제1 수직 구간, 경사 구간 및 제2 수직 구간을 포함한다. 상기 경사 구간의 흡기단은 상기 경사 구간의 배기단보다 높다.Optionally, the exhaust pipe includes a first transition pipe and a second transition pipe sequentially connected along the gas discharge direction. Here, the first transfer pipe includes a first vertical section, an inclined section, and a second vertical section sequentially connected along the gas discharge direction. The intake end of the inclined section is higher than the exhaust end of the inclined section.

상기 제2 전이관은 수직으로 설치된다.The second transition pipe is installed vertically.

선택적으로, 상기 공정 챔버 측벽의 바닥부에는 둘레 방향을 따라 복수의 흡기구가 설치된다.Optionally, a plurality of intake ports are installed at the bottom of the side wall of the process chamber along a circumferential direction.

상기 흡기관로는 상기 공정 챔버를 감싸도록 설치된다. 상기 흡기관로에는 적어도 하나의 흡기단 및 복수의 배기단이 설치된다. 상기 흡기관로의 상기 복수의 배기단은 상기 복수의 흡기구와 일대일 대응하도록 연통된다.The intake pipe is installed to surround the process chamber. At least one intake end and a plurality of exhaust ends are installed in the intake pipe. The plurality of exhaust ends of the intake pipe communicate with the plurality of intake ports in one-to-one correspondence.

상기 흡기관로에는 상기 흡기관로의 가스를 예열하기 위한 예열 구조가 덮인다.The intake pipe is covered with a preheating structure for preheating the gas in the intake pipe.

선택적으로, 상기 공정 챔버는 공정관 및 매니폴드를 포함한다. 여기에서, 상기 공정관의 바닥부가 개방되고, 꼭대기부에는 상기 배기구가 설치된다. 상기 매니폴드의 꼭대기부가 개방되고, 상기 매니폴드의 바닥부가 개방되어 상기 개구를 형성한다. 상기 매니폴드의 꼭대기단은 상기 공정관의 바닥단과 밀봉 연결된다. 상기 매니폴드의 바닥단은 상기 웨이퍼 지지 어셈블리가 상승하여 상기 공정 챔버로 진입된 후 상기 웨이퍼 지지 어셈블리와 밀봉 연결되어, 상기 매니폴드 바닥부의 개구를 밀봉한다. 또한 상기 매니폴드의 측벽에는 상기 흡기구가 설치된다.Optionally, the process chamber includes a process tube and a manifold. Here, the bottom of the process pipe is opened, and the exhaust port is installed at the top. The top of the manifold is open and the bottom of the manifold is open to form the opening. The top end of the manifold is sealed and connected to the bottom end of the process pipe. The bottom end of the manifold is sealingly connected to the wafer support assembly after the wafer support assembly rises and enters the process chamber, thereby sealing the opening of the manifold bottom. Additionally, the intake port is installed on the side wall of the manifold.

선택적으로, 상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 적층된 웨이퍼 브라켓, 단열 구조 및 공정 도어를 포함한다. 상기 웨이퍼 지지 어셈블리가 상승하여 상기 공정 챔버로 진입된 후, 상기 웨이퍼 브라켓과 상기 단열 구조는 상기 공정 공간에 위치한다. 상기 공정 도어는 상기 공정 챔버의 바닥단과 밀봉 연결되어, 상기 공정 챔버 바닥부의 개구를 밀봉한다.Optionally, the wafer support assembly includes a stacked wafer bracket, an insulating structure, and a process door. After the wafer support assembly rises and enters the process chamber, the wafer bracket and the insulation structure are positioned in the process space. The process door is sealingly connected to the bottom of the process chamber and seals the opening of the bottom of the process chamber.

상기 단열 구조는 그 상방에 위치한 공간을 보온시키는 데 사용된다.The insulating structure is used to keep the space located above it warm.

선택적으로, 상기 단열 구조는 단열 브라켓 및 상기 단열 브라켓에 설치되는 복수의 단열판을 포함한다. 복수의 상기 단열판은 수직 방향으로 이격 배치된다.Optionally, the insulation structure includes an insulation bracket and a plurality of insulation plates installed on the insulation bracket. The plurality of insulating plates are arranged to be spaced apart in the vertical direction.

본 발명의 유익한 효과는 하기와 같다.The beneficial effects of the present invention are as follows.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스는, 웨이퍼 지지 어셈블리가 상승하여 공정 챔버로 진입된 후 공정 챔버 바닥부의 개구를 밀봉함으로써, 공정 공간의 밀봉성을 보장할 수 있다. 따라서 공정 청결도 측면의 요건을 충족시킬 수 있고, 반도체 소자에 대한 입자 제어를 수행할 수 있다. 또한 흡기관로와 배기관로를 이용하여 각각 공정 챔버 측벽의 바닥부에 위치한 흡기구 및 공정 챔버 꼭대기부에 위치한 배기구와 연통시켜, 흡기 및 배기를 구현한다. 따라서 공정 공간의 산소 함량을 제어할 수 있다. 또한, 공정 챔버를 씌우도록 설치된 가열 실린더를 통해 공정 챔버를 가열하여, 공정 공간 둘레 방향의 온도 균일성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 동시에 가열 실린더가 외부 환경의 영향을 덜 받아 가열 효율과 온도 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스는, 상기 웨이퍼 지지 어셈블리, 흡기관로와 배기관로 및 가열 실린더를 결합 사용한다. 이를 통해 웨이퍼의 입자 및 산소 함량 제어를 구현 할 수 있을 뿐만 아니라, 온도 제어 정밀도 및 온도 균일성을 향상시켜 칩 성능을 보장할 수 있다. 특히 첨단 패키징 공정에서 온도 제어, 산소 함량 제어 및 입자 제어 등에 대한 종합적인 수요를 충족시킬 수 있다.The semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention can ensure sealability of the process space by sealing the opening at the bottom of the process chamber after the wafer support assembly rises and enters the process chamber. Therefore, requirements in terms of process cleanliness can be met and particle control for semiconductor devices can be performed. In addition, an intake pipe and an exhaust pipe are used to communicate with the intake port located at the bottom of the side wall of the process chamber and the exhaust port located at the top of the process chamber, respectively, to realize intake and exhaust. Therefore, the oxygen content in the process space can be controlled. Additionally, by heating the process chamber through a heating cylinder installed to cover the process chamber, temperature uniformity around the process space can be effectively improved. At the same time, the heating cylinder is less affected by the external environment, improving heating efficiency and temperature control precision. A semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention uses the wafer support assembly, an intake pipe, an exhaust pipe, and a heating cylinder in combination. This not only enables control of wafer particles and oxygen content, but also improves temperature control precision and temperature uniformity to ensure chip performance. In particular, it can meet the comprehensive demands for temperature control, oxygen content control, and particle control in advanced packaging processes.

도 1은 종래 오븐의 내부 구조도이다.
도 2는 종래 오븐의 장착홈의 내부 구조도이다.
도 3은 종래 오븐의 장착 프레임의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공정 챔버의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 보온 하우징의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공정 챔버의 그 배기구에서의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배기관로의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공정 챔버의 그 흡기구에서의 평면 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 흡기관로가 챔버 모듈에 장착된 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기액 분리 장치의 측면 단면도이다.
1 is a diagram showing the internal structure of a conventional oven.
Figure 2 is an internal structural diagram of a mounting groove of a conventional oven.
Figure 3 is a structural diagram of a mounting frame of a conventional oven.
Figure 4 is a cross-sectional view of a semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view of a process chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view of a thermal housing according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a partial cross-sectional view of a process chamber at its exhaust port according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a cross-sectional view of an exhaust pipe according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a plan cross-sectional view of a process chamber at its intake port according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a cross-sectional view of an intake pipe mounted on a chamber module according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a side cross-sectional view of a gas-liquid separation device according to an embodiment of the present invention.

본 발명이 속한 기술분야의 당업자가 본 발명의 기술적 해결책을 보다 잘 이해할 수 있도록, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 열처리 디바이스를 상세히 설명한다.In order for those skilled in the art to which the present invention pertains to better understand the technical solution of the present invention, the semiconductor heat treatment device provided in the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예는 반도체 열처리 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스는 예를 들어 첨단 패키징 디바이스의 제조 과정에 적용되어 패키징 접착체에 대한 경과 공정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 열처리 디바이스는 공정 챔버(2), 가열 실린더(3), 웨이퍼 지지 어셈블리, 흡기관로, 배기관로 및 기액 분리 장치(5)를 포함한다.Referring to Figure 4, an embodiment of the present invention provides a semiconductor heat treatment device. The device can be applied, for example, in the manufacturing process of advanced packaging devices to carry out processing for packaging adhesives. Specifically, the semiconductor heat treatment device includes a process chamber 2, a heating cylinder 3, a wafer support assembly, an intake pipe, an exhaust pipe, and a gas-liquid separation device 5.

여기에서, 공정 챔버(2)에는 상기 웨이퍼 지지 어셈블리를 수용하기 위한 공정 공간이 설치된다. 상기 공정 챔버(2) 바닥부에는 상기 웨이퍼 지지 어셈블리가 출입하도록 개구가 설치된다. 공정 챔버(2) 꼭대기부에는 배기구가 설치되고, 공정 챔버(2) 측벽의 바닥부에는 흡기구가 설치된다. 상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 승강 가능하다. 상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 공정 챔버(2) 바닥부의 개구를 거쳐 승강되어 공정 챔버(2)에 진입된 후 상기 개구를 밀봉한다. 상기 웨이퍼 지지 어셈블리의 구조는 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 웨이퍼 브라켓(24), 공정 도어(23)를 포함한다. 여기에서 웨이퍼 브라켓(24)에는 복수의 웨이퍼 보스가 설치되어, 복수의 웨이퍼(27)를 지지하는 데 사용된다. 복수의 웨이퍼(27)는 수직 방향을 따라 이격 배치된다. 웨이퍼 브라켓(24)이 상기 공정 공간에 위치할 때, 공정 도어(23)는 공정 챔버(2) 바닥단과 밀봉 연결되어, 공정 챔버(2) 바닥부의 개구를 밀봉한다. 이처럼 상기 웨이퍼 지지 어셈블리를 이용하여 공정 챔버(2) 바닥부의 개구를 거쳐 공정 챔버(2) 안 또는 밖으로 이동시킨다. 이를 통해 웨이퍼 브라켓(24)의 웨이퍼를 상기 공정 공간 안 또는 밖으로 이동시켜, 웨이퍼의 로딩 및 언로딩 작업을 구현할 수 있다.Here, the process chamber 2 is provided with a process space for accommodating the wafer support assembly. An opening is provided at the bottom of the process chamber 2 to allow the wafer support assembly to enter and exit. An exhaust port is installed at the top of the process chamber 2, and an intake port is installed at the bottom of the side wall of the process chamber 2. The wafer support assembly is capable of being raised and lowered. The wafer support assembly is lifted and lowered through an opening in the bottom of the process chamber 2, enters the process chamber 2, and then seals the opening. The structure of the wafer support assembly may vary. For example, the wafer support assembly includes a wafer bracket 24 and a process door 23. Here, a plurality of wafer bosses are installed on the wafer bracket 24 and are used to support a plurality of wafers 27. The plurality of wafers 27 are arranged to be spaced apart along the vertical direction. When the wafer bracket 24 is located in the process space, the process door 23 is sealingly connected to the bottom of the process chamber 2 and seals the opening of the bottom of the process chamber 2. In this way, the wafer is moved into or out of the process chamber 2 through the opening in the bottom of the process chamber 2 using the wafer support assembly. Through this, the wafer of the wafer bracket 24 can be moved into or out of the process space, thereby implementing wafer loading and unloading operations.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 단열 구조(242)를 더 포함한다. 상기 단열 구조(242)는 웨이퍼 브라켓(24)과 공정 도어(23) 사이에 위치하며 웨이퍼 브라켓(24)을 운반하는 데 사용된다. 또한 상기 공정 도어(23)와 연결되며, 웨이퍼 브라켓(24)과 단열 구조(242)가 모두 상기 공정 공간에 위치할 때, 공정 도어(23)와 공정 챔버(2)의 바닥단이 밀봉 연결되어, 공정 챔버(2) 바닥부의 개구를 밀봉시킨다. 상기 단열 구조(242)는 그 상방에 위치한 공간을 보온하는 데 사용된다. 따라서 공정 공간의 바닥부의 열 손실을 더욱 감소시킬 수 있어, 공정 공간의 온도 균일성을 향상시키는 데 도움이 된다.As also shown in FIG. 5, the wafer support assembly further includes an insulating structure 242. The insulating structure 242 is located between the wafer bracket 24 and the process door 23 and is used to transport the wafer bracket 24. In addition, it is connected to the process door 23, and when both the wafer bracket 24 and the insulation structure 242 are located in the process space, the process door 23 and the bottom end of the process chamber 2 are sealed and connected. , sealing the opening at the bottom of the process chamber 2. The insulating structure 242 is used to keep the space located above it warm. Therefore, heat loss at the bottom of the process space can be further reduced, helping to improve temperature uniformity in the process space.

단열 구조(242)는 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 단열 구조(242)는 단열 브라켓(242a) 및 상기 단열 브라켓(242a)에 설치된 복수의 단열판(242b)을 포함한다. 복수의 단열판(242b)은 수직 방향으로 이격되어 배치된다. 또한, 상기 단열 브라켓(242a)은 공정 도어(23)와 연결되며, 복수의 웨이퍼 브라켓(24)을 지지한다.The insulation structure 242 may have various structures. For example, as shown in FIG. 5, the insulation structure 242 includes an insulation bracket 242a and a plurality of insulation plates 242b installed on the insulation bracket 242a. The plurality of insulation plates 242b are arranged to be spaced apart in the vertical direction. Additionally, the insulation bracket 242a is connected to the process door 23 and supports a plurality of wafer brackets 24.

본 실시예에 있어서, 상기 흡기관로는 상기 흡기구와 연통되며, 상기 공정 공간 내에 가스를 이송하는 데 사용된다. 예를 들어 경화 공정에서 공정 공간에 보호 가스(예를 들어 질소)를 이송한다. 배기관로(4)는 상기 가열 실린더(3)를 관통하여 상기 배기구와 연통되며, 상기 공정 공간의 가스(예를 들어 공정 부생성물을 포함하는 보호 가스)를 배출하는 데 사용된다. 기액 분리 장치(5)는 상기 배기관로(4)와 연통된다. 이는 공정 공간으로부터 배출되는 가스 중 공정 부생성물을 액화 및 수집하고 나머지 가스를 배출하는 데 사용된다. 기액 분리 장치(5)를 통해, 배출된 가스로부터 공정 부생성물을 분리하여, 배출된 가스의 청결도를 보장할 수 있다.In this embodiment, the intake pipe communicates with the intake port and is used to transport gas within the process space. For example, during the curing process, a protective gas (e.g. nitrogen) is delivered to the process space. The exhaust pipe 4 passes through the heating cylinder 3 and communicates with the exhaust port, and is used to discharge gas (e.g., shielding gas containing process by-products) of the process space. The gas-liquid separation device (5) communicates with the exhaust pipe (4). It is used to liquefy and collect process by-products of the gas discharged from the process space and discharge the remaining gas. Through the gas-liquid separation device 5, process by-products can be separated from the discharged gas, thereby ensuring the cleanliness of the discharged gas.

상기 공정 챔버(2)의 구조는 다양할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(2)는 공정관(21) 및 매니폴드(22)를 포함한다. 여기에서, 상기 공정관(21)의 바닥부가 개방되고, 꼭대기부에는 상기 배기구(21a)가 설치된다. 매니폴드(22)의 꼭대기부가 개방되고, 매니폴드(22)의 바닥부가 개방되어 웨이퍼 지지 어셈블리를 안 또는 밖으로 이동시키도록 개구를 형성한다. 매니폴드(22)의 꼭대기단은 공정관(21)의 바닥단과 밀봉 연결되며, 밀봉 연결의 방식은 예를 들어 다음과 같다. 즉, 공정관(21)의 바닥단과 매니폴드(22)의 꼭대기단에 각각 서로 도킹되는 플랜지가 설치된다. 이 2개의 플랜지 사이에는 밀봉링(29)이 설치되어, 이들 둘 사이의 갭을 밀봉하는 데 사용된다. 매니폴드(22)의 바닥단은 상기 웨이퍼 지지 어셈블리가 상승하여 공정 챔버(2)로 진입된 후, 웨이퍼 지지 어셈블리(예를 들어, 공정 도어(23))와 밀봉 연결된다. 밀봉 연결의 방식은 예를 들어 다음과 같다. 즉, 매니폴드(22)와 바닥단에 밀봉링(28)이 설치되어, 매니폴드(22)와 공정 도어(23) 사이의 갭을 밀봉하는 데 사용된다. 또한, 매니폴드(22)의 측벽에는 상기 흡기구가 설치된다.The structure of the process chamber 2 may vary. For example, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the process chamber 2 includes a process tube 21 and a manifold 22. Here, the bottom of the process pipe 21 is opened, and the exhaust port 21a is installed at the top. The top of the manifold 22 is open, and the bottom of the manifold 22 is open to form an opening for moving the wafer support assembly in or out. The top end of the manifold 22 is sealed and connected to the bottom end of the process pipe 21, and the sealing connection method is, for example, as follows. That is, flanges docked with each other are installed at the bottom end of the process pipe 21 and the top end of the manifold 22, respectively. A sealing ring 29 is installed between these two flanges and is used to seal the gap between them. The bottom end of the manifold 22 is sealed and connected to the wafer support assembly (eg, the process door 23) after the wafer support assembly rises and enters the process chamber 2. The manner of sealing connection is for example: That is, a sealing ring 28 is installed at the manifold 22 and the bottom end, and is used to seal the gap between the manifold 22 and the process door 23. Additionally, the intake port is installed on the side wall of the manifold 22.

웨이퍼 지지 어셈블리는 승강하여 공정 챔버로 진입된 후 공정 챔버 바닥부의 개구를 밀봉하여, 공정 공간의 밀봉성을 보장할 수 있다. 따라서 공정 청결도 요건을 충족할 수 있으며, 반도체 소자에 대한 입자 제어를 구현할 수 있다. 또한 흡기관로 및 배기관로가 각각 공정 챔버 측벽의 바닥부에 위치한 흡기구 및 공정 챔버 꼭대기부에 위치한 배기구와 연통되어, 흡기 및 배기가 구현된다. 따라서 공정 공간의 산소 함량을 제어할 수 있다. 상세하게는, 상기 공정 공간이 밀봉되기 때문에, 공정 공간 내로 유입되는 흡기관로의 가스 유량을 제어하고, 공정 공간 내로 배출되는 배기관로(4)의 가스 유량을 제어함으로써, 공정 공간 내의 기압을 정압으로 제어할 수 있다. 이러한 압력 환경 하에서는 외부 환경의 산소가 공정 공간으로 진입할 수 없으며, 공정이 시작되기 전에 흡기관로를 이용하여 공정 공간에 가스(예를 들어 질소 가스)를 주입할 수도 있다. 또한 배기관로(4)를 열어 공정 공간의 산소를 치환하여, 공정 공간의 산소 함량을 제어할 수 있다.The wafer support assembly is lifted and entered into the process chamber and then seals the opening at the bottom of the process chamber, thereby ensuring the sealability of the process space. Therefore, process cleanliness requirements can be met and particle control for semiconductor devices can be implemented. In addition, the intake pipe and the exhaust pipe communicate with the intake port located at the bottom of the side wall of the process chamber and the exhaust port located at the top of the process chamber, respectively, to realize intake and exhaust. Therefore, the oxygen content in the process space can be controlled. In detail, since the process space is sealed, the gas flow rate of the intake pipe flowing into the process space is controlled, and the gas flow rate of the exhaust pipe 4 discharged into the process space is controlled, thereby reducing the atmospheric pressure in the process space to a positive pressure. You can control it. Under this pressure environment, oxygen from the external environment cannot enter the process space, and gas (for example, nitrogen gas) may be injected into the process space using an intake pipe before the process begins. Additionally, the oxygen content in the process space can be controlled by opening the exhaust pipe 4 to replace oxygen in the process space.

선택적으로, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스는 산소 분석기(26)를 더 포함할 수 있다. 이는 공정 공간의 산소 함량을 검출하여, 산소 치환 완료 후 공정 공간의 산소 함량이 공정 요건을 충족하는지 여부를 확인하는 데 사용된다.Optionally, the semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention may further include an oxygen analyzer 26. It is used to detect the oxygen content in the process space and confirm whether the oxygen content in the process space meets the process requirements after oxygen substitution is completed.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스는 공정 공간의 산소 함량을 제어하는 것을 기반으로, 반도체 소자의 입자를 제어할 수 있다. 이는 저산소 환경에서 산화로 인해 생성되는 입자를 감소시킬 수 있다. 또한 상기 배기관로(4)는 공정 공간에서 공정으로 생성된 부생성물을 배출시킬 수도 있다. 여기에서 알 수 있듯이, 상기 웨이퍼 지지 어셈블리 및 흡기관로와 배기관로를 결합하여 사용함으로써, 웨이퍼의 입자와 산소 함량 제어를 구현할 수 있다. 특히 첨단 패키징 공정의 산소 함량 제어, 입자 제어 등에 대한 종합적인 수요를 충족시킬 수 있다.A semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention can control particles of a semiconductor device based on controlling the oxygen content in the process space. This can reduce particles produced due to oxidation in low-oxygen environments. Additionally, the exhaust pipe 4 may discharge by-products generated during the process in the process space. As can be seen here, by using the wafer support assembly and the intake pipe and exhaust pipe in combination, it is possible to control the particle and oxygen content of the wafer. In particular, it can meet the comprehensive demands for oxygen content control and particle control in advanced packaging processes.

도 4에 도시된 바와 같이, 가열 실린더(3)는 공정 챔버(2)를 씌우도록 설치된다. 즉, 상기 공정관(21)의 주위를 감싸도록 설치되어, 공정 챔버(2)를 가열하는 데 사용된다. 공정 챔버(2)를 씌우도록 설치되는 가열 실린더(3)를 통해 공정 챔버(2)를 가열함으로써, 공정 공간 둘레 방향의 온도 균일성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한 상기 가열 실린더(3)는 외부 환경의 영향을 덜 받아 가열 효율 및 온도 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다.As shown in Figure 4, the heating cylinder 3 is installed to cover the process chamber 2. That is, it is installed to surround the process tube 21 and is used to heat the process chamber 2. By heating the process chamber 2 through the heating cylinder 3 installed to cover the process chamber 2, temperature uniformity around the process space can be effectively improved. Additionally, the heating cylinder 3 can improve heating efficiency and temperature control precision by being less affected by the external environment.

선택적으로, 상기 가열 실린더(3)는 보온 하우징(32)과 복수의 가열 유닛(31)을 포함한다. 여기에서, 보온 하우징(32)은 공정 챔버(2)를 씌우도록 설치된다. 복수의 가열 유닛(31)은 보온 하우징(32)과 공정 챔버(2)의 대향하는 내측벽에 설치되며, 각각 공정 공간의 복수의 상이한 영역을 가열하는 데 사용된다. 예를 들어, 도 4에는 4개의 영역(A 내지 D)이 도시되었으며, 4개의 영역(A 내지 D)은 수직 방향으로 분포된다. 이에 대응하여, 가열 유닛(31)은 4개이고, 4개의 영역(A 내지 D)과 일대일 대응하며, 4개 영역(A 내지 D)을 독립적으로 가열하는 데 사용된다. 이러한 방식으로, 공정 공간 내에서 그 둘레 방향과 축 방향으로의 온도 균일성을 효과적으로 개선할 수 있다. 동시에, 보온 하우징(32)을 통해, 가열 유닛(31)의 열 손실을 줄이고, 외부 환경의 영향을 받지 않도록 함으로써, 가열 효율 및 온도 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다.Optionally, the heating cylinder (3) includes a thermal housing (32) and a plurality of heating units (31). Here, the thermal housing 32 is installed to cover the process chamber 2. A plurality of heating units 31 are installed on opposing inner walls of the thermal housing 32 and the process chamber 2, and are each used to heat a plurality of different areas of the process space. For example, four areas (A to D) are shown in Figure 4, and the four areas (A to D) are distributed in the vertical direction. Correspondingly, there are four heating units 31, which correspond one-to-one with the four areas A to D, and are used to independently heat the four areas A to D. In this way, temperature uniformity in the circumferential and axial directions within the process space can be effectively improved. At the same time, the thermal housing 32 reduces heat loss in the heating unit 31 and prevents it from being influenced by the external environment, thereby improving heating efficiency and temperature control precision.

선택적으로, 온도 균일성의 자동 제어를 구현하고 온도 제어 정밀도를 향상시키기 위해, 반도체 열처리 디바이스는 온도 검출기(33) 및 제어 유닛(미도시)을 더 포함한다. 여기에서 상기 온도 검출기(33)는 상기 공정 공간에서 복수의 가열 유닛(31)에 대응하는 복수의 영역의 실제 온도 값을 실시간으로 검출하고 이를 제어 유닛으로 전송하는 데 사용된다. 상기 제어 유닛은 복수의 영역의 실제 온도 값 간의 차이를 기반으로, 상응하는 가열 유닛(31)의 출력 전력을 조절하여, 복수 영역의 온도를 일치시킨다. 도 4에 도시된 4개 영역(A 내지 D)을 예로 들면, 제어 유닛은 온도 검출기(33)에 의해 검출된 4개 영역(A 내지 D)의 실제 온도 값을 기반으로, 지정된 알고리즘을 채택하여 각 가열 유닛(31)의 출력 전력을 계산하여 획득한다. 예를 들어 공정 공간의 꼭대기부와 바닥부에 가까운 영역 A와 D의 경우, 환경 영향에 더 민감하고 열 손실이 더 많이 발생하기 때문에 그 출력 전력은 영역 B와 C보다 커야 한다. 이러한 방식으로 영역 A와 D, 영역 B와 C의 온도 차이를 허용 온도차 범위 내로 제어할 수 있다.Optionally, in order to implement automatic control of temperature uniformity and improve temperature control precision, the semiconductor heat treatment device further includes a temperature detector 33 and a control unit (not shown). Here, the temperature detector 33 is used to detect in real time the actual temperature values of a plurality of areas corresponding to the plurality of heating units 31 in the process space and transmit them to the control unit. Based on the difference between the actual temperature values of the plurality of zones, the control unit adjusts the output power of the corresponding heating unit 31 to match the temperatures of the multiple zones. Taking the four areas (A to D) shown in Figure 4 as an example, the control unit adopts a specified algorithm based on the actual temperature values of the four areas (A to D) detected by the temperature detector 33 to The output power of each heating unit 31 is calculated and obtained. For example, for areas A and D, which are closer to the top and bottom of the process space, their output power should be greater than areas B and C, as they are more sensitive to environmental influences and generate more heat losses. In this way, the temperature difference between areas A and D and areas B and C can be controlled within the allowable temperature difference range.

상기 온도 검출기(33)의 구조는 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 온도 검출기(33)는 검출관(331) 및 상기 검출관(331)에 설치된 복수의 열전대(332)를 포함한다. 여기에서 검출관(331)은 상기 공정 공간에 수직으로 설치된다. 검출관(331)의 상단은 공정 공간의 꼭대기부에 가깝고, 검출관(331)의 하단은 공정 챔버(2)(예를 들어, 매니폴드(22)) 측벽의 바닥부를 관통하며, 공정 챔버(2)의 외부로 연장된다. 복수의 열전대(332)의 위치는 복수의 영역과 일대일 대응하고, 복수의 열전대(332)의 연결선은 모두 검출관의 하단으로부터 인출된다.The structure of the temperature detector 33 may vary. For example, as shown in FIG. 4, the temperature detector 33 includes a detection tube 331 and a plurality of thermocouples 332 installed in the detection tube 331. Here, the detection tube 331 is installed vertically in the process space. The top of the detection tube 331 is close to the top of the process space, and the bottom of the detection tube 331 penetrates the bottom of the side wall of the process chamber 2 (e.g., the manifold 22), and the process chamber ( It extends outside of 2). The positions of the plurality of thermocouples 332 correspond one-to-one to the plurality of areas, and the connection lines of the plurality of thermocouples 332 are all drawn out from the bottom of the detection tube.

상기 보온 하우징(32)은 구조가 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 보온 하우징(32)은 원통형 측벽(321), 캡(322) 및 보온 슬리브(323)를 포함한다. 여기에서, 원통형 측벽(321)은 공정 챔버(2)를 씌우도록 설치된다. 예를 들어, 각 가열 유닛(31)은 가열선을 포함한다. 상기 가열선은 원통형 측벽(321)의 내측벽에 내장되고, 원통형 측벽(321)의 축 방향을 중심으로 감싼다. 상이한 가열 유닛(31)은 그 전류나 전압의 크기를 독립적으로 제어할 수 있도록 가열선이 서로 독립적임에 유의한다. 물론 실제 적용에서 가열 유닛(31)은 열을 발생시킬 수 있는 기타 임의 가열 요소를 채택할 수도 있다. 또한, 가열 유닛(31)은 원통형 측벽(321)의 내측벽에 내장하는 방식으로 제한되지 않는다. 이는 원통형 측벽(321)이 가열 유닛(31)에 대해 보온의 기능을 수행할 수 있기만 하면 된다.The thermal housing 32 may have various structures. For example, as shown in FIG. 6 , the thermal housing 32 includes a cylindrical side wall 321, a cap 322, and a thermal sleeve 323. Here, a cylindrical side wall 321 is installed to cover the process chamber 2. For example, each heating unit 31 includes a heating wire. The heating wire is built into the inner wall of the cylindrical side wall 321 and wraps around the axial direction of the cylindrical side wall 321. Note that the heating wires of the different heating units 31 are independent of each other so that the magnitude of their currents or voltages can be controlled independently. Of course, in actual application, the heating unit 31 may also adopt any other heating element capable of generating heat. Additionally, the heating unit 31 is not limited to being built into the inner wall of the cylindrical side wall 321. This is as long as the cylindrical side wall 321 can perform the function of insulating heat for the heating unit 31.

상기 캡(322)은 원통형 측벽(321)의 꼭대기부에 설치되어, 상기 원통형 측벽(321) 꼭대기부의 개구를 차단하는 데 사용된다. 또한 상기 캡(322)에는 상기 배기관로(4)가 관통하도록 비아(322a)가 설치된다. 이러한 방식으로, 배기관로(4)가 공정 챔버(2)의 배기구(21a)와 연결될 수 있도록 보장할 수 있다. 또한 가열 유닛(31)에 의해 발생된 열이 환경 기류의 전도 하에서 꼭대기부 개구에서 대량 유실되는 것을 방지하여, 온도 제어 효과를 보장할 수도 있다.The cap 322 is installed at the top of the cylindrical side wall 321 and is used to block the opening at the top of the cylindrical side wall 321. Additionally, a via 322a is installed in the cap 322 to allow the exhaust pipe 4 to pass through. In this way, it can be ensured that the exhaust pipe 4 can be connected to the exhaust port 21a of the process chamber 2. It is also possible to prevent a large amount of heat generated by the heating unit 31 from being lost from the top opening under conduction of the environmental airflow, thereby ensuring the temperature control effect.

상기 보온 슬리브(323)는 상기 원통형 측벽(321)과 공정 챔버(즉, 매니폴드(22)) 사이에 설치되며, 원통형 측벽(321)의 바닥부에 가깝다. 이는 원통형 측벽(321)과 공정 챔버(2) 사이의 환형 간격을 차단하는 데 사용된다. 따라서 가열 유닛(31)에 의해 발생하는 열이 상기 환형 간격으로부터 유실되는 것을 방지하여, 온도 제어 효과를 보장할 수 있다.The thermal sleeve 323 is installed between the cylindrical side wall 321 and the process chamber (i.e., manifold 22) and is close to the bottom of the cylindrical side wall 321. This is used to close the annular gap between the cylindrical side wall 321 and the process chamber 2. Therefore, the heat generated by the heating unit 31 can be prevented from being lost from the annular gap, thereby ensuring the temperature control effect.

상기 배기관로(4)와 공정 챔버(2)의 배기구(21a) 연결 구조는 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(2)의 배기구에는 구형 연결 조인트(422)가 설치된다. 배기관로(4)의 흡기단에는 구형 플랜지(421)가 설치된다. 상기 구형 플랜지(421)는 구형 연결 조인트(422)와 끼워맞춤 연결된다. 예를 들어, 구형 플랜지(421)의 내구면은 구형 연결 조인트(422)의 외구면과 끼워맞춤된다.구형 플랜지(421)와 구형 연결 조인트(422)가 끼워맞춤 연결되어, 구형 플랜지(421)의 내구면이 구형 연결 조인트(422)의 외구면에 상대적으로, 상기 외구면의 구심을 중심으로 회전할 수 있다. 따라서 배기관로(4)의 공정 챔버(2)에 대한 각도를 변경할 수 있다. 즉, 배기관로(4)의 각도를 조절할 수 있어, 장착이 용이한 동시에 유연한 연결을 구현할 수 있다. 선택적으로, 구형 플랜지(421)와 배기관로(4)의 연결 방식은 예를 들어 일체 성형 또는 용접 등이다. 상기 구형 연결 조인트(422)와 공정 챔버(2)(즉, 공정관(21))의 연결 방식은 예를 들어 일체 성형 또는 용접 등이다. 물론 실제 적용에서, 배기관로(4)의 흡기단과 공정 챔버(2)의 배기구 사이는 기타 유연한 연결 또는 범용 연결의 방식을 채택할 수도 있다. 이는 배기관로(4)의 각도를 조절할 수 있기만 하면 된다. 또한 배기관로(4)의 배기단은 기액 분리 장치(5)와 연통된다.The connection structure between the exhaust pipe 4 and the exhaust port 21a of the process chamber 2 may vary. For example, as shown in FIG. 7, a spherical connection joint 422 is installed at the exhaust port of the process chamber 2. A spherical flange 421 is installed at the intake end of the exhaust pipe 4. The spherical flange 421 is fit-connected to the spherical connection joint 422. For example, the inner spherical surface of the spherical flange 421 is fitted with the outer spherical surface of the spherical connection joint 422. The spherical flange 421 and the spherical connection joint 422 are fitted and connected to form the spherical flange 421. The inner spherical surface may rotate relative to the outer spherical surface of the spherical connection joint 422 about the centroid of the outer spherical surface. Therefore, the angle of the exhaust pipe 4 with respect to the process chamber 2 can be changed. In other words, the angle of the exhaust pipe 4 can be adjusted, making it easy to mount and providing flexible connection. Optionally, the connection method between the spherical flange 421 and the exhaust pipe 4 is, for example, integral molding or welding. The connection method between the spherical connection joint 422 and the process chamber 2 (i.e., the process pipe 21) is, for example, integral molding or welding. Of course, in actual application, other flexible or universal connections may be adopted between the intake end of the exhaust pipe 4 and the exhaust port of the process chamber 2. This is as long as the angle of the exhaust pipe 4 can be adjusted. Additionally, the exhaust end of the exhaust pipe (4) communicates with the gas-liquid separation device (5).

선택적으로, 상기 배기관로(4)의 흡기단과 공정 챔버(2)의 배기구가 연결을 유지하도록 보장하는 것을 기반으로, 비아(322a)를 밀봉하고, 가열 유닛(31)에 의해 생성된 열이 환경 기류의 전도 하에서 꼭대기부 개구로부터 대량 유실되는 것을 방지하기 위해, 캡(322)의 비아(322a)에는 밀봉 구조(7)가 더 설치된다. 상기 밀봉 구조(7)는 제1 환형 밀봉 부재(71), 제2 환형 밀봉 부재(72) 및 고정 어셈블리(73)를 포함한다. 여기에서 상기 캡(322)의 상기 비아(322a)는 단차공이다. 상기 제1 환형 밀봉 부재(71)는 상기 단차공에 위치하며 상기 구형 플랜지(421)를 씌우도록 설치된다. 예를 들어, 구형 플랜지(421) 상에 보스(421a)를 설치할 수 있다. 상기 보스(421a)는 예를 들어 구형 플랜지(421)의 배기관로(4)에서 먼 일단에 위치하며, 구형 플랜지(421)의 외구면에 대해 돌출된다. 제1 환형 밀봉 부재(71)는 상기 보스(421a) 상에 적층된다. 상기 제1 환형 밀봉 부재(71)의 외경은 상기 단차공의 그 단차면 이하에 위치한 공경(즉, 최소 직경)보다 작아, 홀벽이 제1 환형 밀봉 부재(71)와의 접촉으로 인해 마손되는 것을 방지한다. 상기 제2 환형 밀봉 부재(72)는 배기관로(4)의 흡기단을 씌우도록 설치되며, 상기 단차공의 단차면에 위치한다. 제2 환형 밀봉 부재(72)의 외경은 상기 단차공의 상기 단차면 이상에 위치한 공경(즉, 최대 직경)보다 작아, 홀벽이 제2 환형 밀봉 부재(72)와의 접촉으로 인해 마손되는 것을 방지한다. 상기 고정 어셈블리(73)는 캡(322)과 고정 연결되고, 제2 환형 밀봉 부재(72) 및 제1 환형 밀봉 부재(71)를 아래로 가압하여 이들 둘을 압축 변형시킨다. 즉, 고정 어셈블리(73)와 상기 보스(421a) 사이의 수직 간격은 제2 환형 밀봉 부재(72)와 제1 환형 밀봉 부재(71)가 원래 상태일 때의 두께의 합보다 작다. 따라서 제2 환형 밀봉 부재(72)와 제1 환형 밀봉 부재(71)를 압축 변형시켜, 밀봉 작용을 일으킬 수 있다. 공정 챔버(2) 꼭대기부 온도가 비교적 높기 때문에, 보온 효과를 보장하기 위하여, 선택적으로, 제2 환형 밀봉 부재(72)와 제1 환형 밀봉 부재(71)는 모두 내화성 섬유 재료 등 고온 내성의 유연한 재료로 제작한다.Optionally, the via 322a is sealed, based on ensuring that the intake end of the exhaust duct 4 and the exhaust port of the process chamber 2 remain connected, and the heat generated by the heating unit 31 is removed from the environment. To prevent mass loss from the top opening under conduction of air flow, a sealing structure 7 is further provided in the via 322a of the cap 322. The sealing structure 7 includes a first annular sealing member 71, a second annular sealing member 72 and a fixing assembly 73. Here, the via 322a of the cap 322 is a stepped hole. The first annular sealing member 71 is located in the step hole and is installed to cover the spherical flange 421. For example, the boss 421a can be installed on the spherical flange 421. For example, the boss 421a is located at one end of the spherical flange 421 farthest from the exhaust pipe 4 and protrudes from the outer spherical surface of the spherical flange 421. A first annular sealing member 71 is laminated on the boss 421a. The outer diameter of the first annular sealing member 71 is smaller than the hole diameter (i.e., minimum diameter) located below the step surface of the step hole to prevent the hole wall from being worn due to contact with the first annular sealing member 71. do. The second annular sealing member 72 is installed to cover the intake end of the exhaust pipe 4 and is located on the step surface of the step hole. The outer diameter of the second annular sealing member 72 is smaller than the hole diameter (i.e., maximum diameter) located above the step surface of the step hole, preventing the hole wall from being worn away due to contact with the second annular sealing member 72. . The fixing assembly 73 is fixedly connected to the cap 322 and presses the second annular sealing member 72 and the first annular sealing member 71 downward to compress and deform them. That is, the vertical gap between the fixing assembly 73 and the boss 421a is smaller than the sum of the thicknesses of the second annular sealing member 72 and the first annular sealing member 71 in their original state. Accordingly, the second annular sealing member 72 and the first annular sealing member 71 can be compressed and deformed to produce a sealing effect. Because the temperature at the top of the process chamber 2 is relatively high, in order to ensure the thermal insulation effect, optionally, both the second annular sealing member 72 and the first annular sealing member 71 are made of high temperature resistant flexible material such as fire-resistant fiber material. Made from materials.

선택적으로, 제1 환형 밀봉 부재(71)의 압축량은 제2 환형 밀봉 부재(72)의 압축량보다 크다. 제1 환형 밀봉 부재(71)의 압축량이 비교적 크기 때문에, 보스(421a)에 작용하는 압축력이 비교적 크다. 이는 구형 플랜지(421)와 구형 연결 조인트(422) 사이의 밀봉을 더욱 신뢰할 수 있도록 한다. 동시에, 제2 환형 밀봉 부재(72)의 압축량이 비교적 작기 때문에(예를 들어 0 내지 3mm), 단차공의 단차면이 과도한 압력으로 인해 손상되는 것을 방지할 수 있다.Optionally, the compression amount of the first annular sealing member 71 is greater than the compression amount of the second annular sealing member 72. Since the compression amount of the first annular sealing member 71 is relatively large, the compression force acting on the boss 421a is relatively large. This makes the seal between the spherical flange 421 and the spherical connection joint 422 more reliable. At the same time, because the compression amount of the second annular sealing member 72 is relatively small (for example, 0 to 3 mm), the step surface of the step hole can be prevented from being damaged due to excessive pressure.

선택적으로, 공정 부생성물이 기체 상태를 유지하고, 비-기체 상태의 공정 부생성물이 배기관로(4)를 막는 것을 방지하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 배기관로(4) 상에서 가스 배출 방향을 따라 복수의 배기 가열 부재(8)가 순차적으로 설치된다. 이는 상기 가스 배출 방향에서 배기관로(4)의 상이한 영역을 각각 가열하는 데 사용된다. 단계적 온도 제어 방식을 채택하여 배기관로(4)를 가열함으로써, 공정 부생성물을 기체 상태로 유지하고, 비-기체 상태의 공정 부생성물이 배기관로(4)를 막는 것을 방지할 수 있다. 또한 배기관로(4)로부터 기액 분리 장치(5)로 유입되는 가스의 온도가 신속한 액화에 더 유리하도록 하여, 액화 효율을 향상시킬 수도 있다.Optionally, in order for the process by-products to remain in the gaseous state and to prevent non-gaseous process by-products from clogging the exhaust duct 4, gas discharge is performed on the exhaust duct 4, as shown in FIG. A plurality of exhaust heating members 8 are sequentially installed along the direction. This is used to respectively heat different areas of the exhaust pipe 4 in the gas discharge direction. By adopting a stepwise temperature control method to heat the exhaust pipe 4, it is possible to maintain the process by-products in a gaseous state and prevent non-gaseous process by-products from clogging the exhaust pipe 4. In addition, the temperature of the gas flowing into the gas-liquid separation device 5 from the exhaust pipe 4 can be made more advantageous for rapid liquefaction, thereby improving liquefaction efficiency.

선택적으로, 배기관로(4)의 가스 유동성을 더욱 향상시키기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 배기관로(4)는 가스 배출 방향으로 순차적으로 연결된 제1 전이관(41a) 및 제2 전이관(41b)을 포함한다. 여기에서 상기 제1 전이관(41a)은 가스 배출 방향으로 순차적으로 연결된 제1 수직 구간(411), 경사 구간(412) 및 제2 수직 구간(413)을 포함한다. 상기 경사 구간(412)의 흡기단은 경사 구간(412)의 배기단보다 높다. 경사 구간(412)은 수평면에 대한 경사 각도가 예를 들어 5°이다. 경사 구간(412)을 통해, 배기관로(4)의 가스 유동성을 효과적으로 개선할 수 있다. 상기 제2 전이관(41b)은 기액 분리 장치(5)와 연결하기 용이하도록 수직으로 설치한다. 또한, 상기 제1 수직 구간(411) 및 제2 수직 구간(413)은 각각 공정 챔버(2) 및 제2 전이관(41b)과의 연결을 구현하는 데 사용된다.Optionally, in order to further improve the gas fluidity of the exhaust pipe 4, as shown in FIG. 8, the exhaust pipe 4 includes a first transition pipe 41a and a second transition pipe sequentially connected in the gas discharge direction. Includes the canal 41b. Here, the first transfer pipe 41a includes a first vertical section 411, an inclined section 412, and a second vertical section 413 sequentially connected in the gas discharge direction. The intake end of the inclined section 412 is higher than the exhaust end of the inclined section 412. The inclination section 412 has an inclination angle of, for example, 5° with respect to the horizontal plane. Through the inclined section 412, gas fluidity in the exhaust pipe 4 can be effectively improved. The second transfer pipe 41b is installed vertically to facilitate connection with the gas-liquid separation device 5. In addition, the first vertical section 411 and the second vertical section 413 are used to implement connection with the process chamber 2 and the second transition pipe 41b, respectively.

선택적으로, 제1 전이관(41a)은 캐비티 어셈블리(2)에 더 가까우며, 바람직하게는 석영관 등과 같은 고온 내성관이다. 제2 전이관(41b)은 비용이 비교적 저렴한 금속관일 수 있다.Optionally, the first transition tube 41a is closer to the cavity assembly 2, and is preferably a high temperature resistant tube such as a quartz tube. The second transfer pipe 41b may be a metal pipe that is relatively inexpensive.

상기 배기관로(4)에 도 8에 도시된 바와 같은 구조를 채택함을 기반으로, 상기 배기 가열 부재(8)는 2개로, 각각 제1 배기 가열 부재(81) 및 제2 배기 가열 부재(82)이다. 여기에서 제1 배기 가열 부재(81)는 제1 전이관(41a)을 덮어, 상기 제1 전이관(41a)을 가열하는 데 사용된다. 제2 배기 가열 부재(82)는 제2 전이관(41b)을 덮어, 상기 제2 전이관(41b)을 가열하는 데 사용된다. 예를 들어, 제1 배기 가열 부재(81)의 가열 온도는 제2 배기 가열 부재(82)의 가열 온도보다 크다. 또한 제1 배기 가열 부재(81)의 가열 온도는 공정 부생성물의 기화 온도보다 훨씬 높게 하고(예를 들어 350℃제2 배기 가열 부재(82)의 가열 온도는 공정 부생성물의 기화 온도보다 약간 높게 한다(예를 들어 250℃이러한 방식으로, 제1 전이관(41a)이 횡관인 경우에도 그 안의 공정 부생성물이 충분한 유동성을 가질 수 있도록 보장할 수 있다. 또한 제2 전이관(41b)으로부터 기액 분리 장치(5)로 유입되는 폐가스의 온도가 신속한 액화에 보다 유리하도록 함으로써, 액화 효율을 향상시킬 수도 있다.Based on adopting the structure as shown in FIG. 8 in the exhaust pipe 4, the exhaust heating members 8 are divided into two, respectively, a first exhaust heating member 81 and a second exhaust heating member 82. )am. Here, the first exhaust heating member 81 covers the first transition pipe 41a and is used to heat the first transition pipe 41a. The second exhaust heating member 82 covers the second transition pipe 41b and is used to heat the second transition pipe 41b. For example, the heating temperature of the first exhaust heating member 81 is greater than the heating temperature of the second exhaust heating member 82. In addition, the heating temperature of the first exhaust heating member 81 is much higher than the vaporization temperature of the process by-product (for example, 350°C), and the heating temperature of the second exhaust heating member 82 is slightly higher than the vaporization temperature of the process by-product. (e.g., 250°C) In this way, even when the first transfer pipe (41a) is a horizontal pipe, it can be ensured that the process by-products therein have sufficient fluidity. In addition, the gas-liquid from the second transfer pipe (41b) Liquefaction efficiency can also be improved by making the temperature of the waste gas flowing into the separation device 5 more favorable for rapid liquefaction.

또한, 선택적으로, 제1 전이관(41a)과 제2 전이관(41b) 사이의 연결 지점에 보온 부재(83)를 더 설치하여, 상기 연결 지점에서의 열 손실을 방지한다. 또한, 제1 전이관(41a)과 제2 전이관(41b) 사이에 밀봉 부재가 더 설치된다. 상기 밀봉 부재의 내열 온도는 예를 들어 300℃이하이다. 상기 제2 배기 가열 부재(82)의 가열 온도는 밀봉 부재가 실효되는 것을 방지하기 위하여 상기 내열 온도보다 낮아야 한다.Additionally, optionally, a heat insulating member 83 is further installed at the connection point between the first transfer pipe 41a and the second transfer pipe 41b to prevent heat loss at the connection point. Additionally, a sealing member is further installed between the first transfer pipe 41a and the second transfer pipe 41b. The heat-resistant temperature of the sealing member is, for example, 300°C or lower. The heating temperature of the second exhaust heating member 82 must be lower than the heat resistance temperature to prevent the sealing member from becoming ineffective.

본 실시예에 있어서, 공정 챔버(2)(예를 들어 매니폴드(22))의 측벽의 바닥부에는 둘레 방향을 따라 복수의 흡기구가 설치된다. 또한 흡기관로는 공정 챔버(2)를 감싸도록 설치된다. 상기 흡기관로에는 적어도 하나의 흡기단 및 복수의 배기단이 설치된다. 상기 흡기관로의 복수의 배기단은 복수의 흡기구와 일대일 대응하도록 연통된다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 흡기관로(9)에는 1개의 흡기단(911)이 설치되어 가스 공급원과 연결하는 데 사용된다. 흡기관로(9)에는 2개의 배기단(912)이 더 설치된다. 이들 둘은 각각 공정 챔버(2)(예를 들어 매니폴드(22))의 측벽 바닥부에 설치된 2개의 흡기구와 연통된다. 선택적으로, 흡기관로(9)는 반원형 관로이고, 흡기단(911)은 흡기관로(9)의 중간 지점에 위치한다. 2개의 배기단(912)은 흡기관로(9)의 양단에 위치한다. 이처럼, 흡기단(911)으로부터 흡기관로(9)로 유입되는 가스는 두 갈래로 나뉘어 각각 2개의 배기단(912)을 향해 유동한다. 또한 2개 배기단(912)을 거쳐 공정 챔버(2)로 유입되어, 흡기 균일성을 향상시킬 수 있다.In this embodiment, a plurality of intake ports are provided along the circumferential direction at the bottom of the side wall of the process chamber 2 (for example, the manifold 22). Additionally, the intake pipe is installed to surround the process chamber (2). At least one intake end and a plurality of exhaust ends are installed in the intake pipe. The plurality of exhaust ends of the intake pipe communicate with the plurality of intake ports in one-to-one correspondence. For example, as shown in FIGS. 9 and 10, one intake end 911 is installed in the intake pipe 9 and is used to connect to the gas supply source. Two more exhaust stages 912 are installed in the intake pipe 9. These two each communicate with two intake ports provided at the bottom of the side wall of the process chamber 2 (e.g. manifold 22). Optionally, the intake pipe 9 is a semicircular pipe, and the intake end 911 is located at the midpoint of the intake pipe 9. Two exhaust ends 912 are located at both ends of the intake pipe 9. In this way, the gas flowing into the intake pipe 9 from the intake end 911 is divided into two branches and flows toward the two exhaust ends 912, respectively. Additionally, it flows into the process chamber 2 through two exhaust stages 912, thereby improving intake uniformity.

또한, 흡기관로(9)에는 예열 구조(92)가 덮인다. 상기 예열 구조(92)는 흡기관로(9)의 가스를 가열하는 데 사용되어, 공정 가스가 공정 공간으로 유입되기 전에 이를 예열할 수 있다. 가스 공급원에 의해 제공되는 가스 온도는 일반적으로 20℃이고 유량이 비교적 크다. 상기 온도가 공정 공간의 온도보다 훨씬 낮다. 따라서 가스가 공정 공간에 직접 유입되면, 공정 공간 바닥부의 대량의 열을 가져가 온도 균일성에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 이유로, 상기 예열 구조(92)를 통해 가스가 공정 공간에 유입되기 전에 이를 예열함으로써, 기류 온도차가 공정 공간의 바닥부 온도 영역에 미치는 영향을 개선하여, 온도 균일성을 향상시킬 수 있다.Additionally, the intake pipe 9 is covered with a preheating structure 92. The preheating structure 92 can be used to heat the gas in the intake pipe 9, thereby preheating the process gas before it flows into the process space. The gas temperature provided by the gas source is generally 20° C. and the flow rate is relatively large. The temperature is much lower than the temperature of the process space. Therefore, if gas flows directly into the process space, it can take a large amount of heat from the bottom of the process space and affect temperature uniformity. For this reason, by preheating the gas before it flows into the process space through the preheating structure 92, the effect of the airflow temperature difference on the temperature area at the bottom of the process space can be improved, thereby improving temperature uniformity.

예열 구조(92)는 구조가 다양할 수 있다. 예를 들어, 흡기관로(9)에 덮이는 흡기 가열 부재, 및 흡기관로(9)의 가스 온도를 검출하기 위한 온도 검출 부재(미도시)를 포함한다. 상기 온도 검출 부재에 의해 검출된 흡기관로(9)의 가스 온도에 따라, 흡기 온도를 정확하게 제어하여 공정 수요를 충족시킬 수 있다. 예를 들어, 흡기관로(9)의 가스 온도를 공정 공간 내의 공정 온도와 일치시킨다. 선택적으로, 상기 흡기 가열 부재의 주위에는 열 손실을 줄이고 예열 효율을 향상시키기 위해 보온 부재가 더 덮인다. 상기 보온 부재는 예를 들어 실리카겔 또는 내화 섬유 등과 같은 보온 재료로 제작된다.The preheating structure 92 may have various structures. For example, it includes an intake heating member that covers the intake pipe 9, and a temperature detection member (not shown) for detecting the gas temperature in the intake pipe 9. According to the gas temperature in the intake pipe 9 detected by the temperature detection member, the intake air temperature can be accurately controlled to meet process demands. For example, the gas temperature in the intake pipe 9 is matched to the process temperature in the process space. Optionally, a heat insulating member is further covered around the intake heating member to reduce heat loss and improve preheating efficiency. The thermal insulation member is made of a thermal insulation material such as silica gel or refractory fiber.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기액 분리 장치(5)는 예를 들어 기액 분리 어셈블리(51), 액체 수집 용기(52) 및 이들 둘과 각각 연결된 액체관로(53) 및 상기 액체관로(53)에 설치된 온오프 밸브(54)를 포함한다. 여기에서, 기액 분리 어셈블리(51)는 상기 배기관로(4)와 연결된다. 이는 공정 공간에서 배출되는 가스 중 공정 부생성물을 냉각시켜 액화시키고, 배출된 가스로부터 분리한 후 액체 수집 용기(52)에 유입시키는 데 사용된다. 이를 통해 상기 공정 부생성물의 액화 및 수집이 구현된다. 분리된 청정 가스는 가스 펌핑 장치로 배출되며, 상기 가스 펌핑 장치는 공장 배기관로 등일 수 있다.As shown in FIG. 4, the gas-liquid separation device 5 includes, for example, a gas-liquid separation assembly 51, a liquid collection container 52, and a liquid pipe 53 connected to these two, respectively. It includes an on-off valve 54 installed in. Here, the gas-liquid separation assembly 51 is connected to the exhaust pipe 4. This is used to cool and liquefy process by-products among the gas discharged from the process space, separate them from the discharged gas, and then introduce them into the liquid collection container 52. Through this, liquefaction and collection of the process by-products are implemented. The separated clean gas is discharged to a gas pumping device, which may be a factory exhaust pipe or the like.

상기 기액 분리 어셈블리(51)는 구조가 다양하다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 기액 분리 어셈블리(51)는 폐가스를 이송하기 위한 응축관로이다. 상기 응축관로가 폐가스를 이송하는 과정에서, 응축관로의 관벽은 폐가스를 응축시킬 수 있다. 또한 응축관로가 수직이기 때문에, 자체 중력 작용 하에서 응축 액체를 폐가스로부터 분리시킬 수 있다. 또한, 응축관로의 내벽은 돌기 구조(511)를 구비한다. 상기 돌기 구조(511)는 응축관로의 폐가스 이송 방향과 반대이고, 응축관로의 축선에 대해 비스듬한 경사면을 포함한다. 이는 응축관로와 폐가스의 접촉 면적을 증가시켜, 응축관로의 응축 효과를 강화시키는 데 사용된다. 경사면이 응축관로의 폐가스 이송 방향과 반대가 되도록 함으로써, 상기 경사면이 폐가스와 접촉될 수 있도록 보장하여, 폐가스의 냉각을 구현할 수 있다. 또한 경사면이 응축관로의 축선에 대해 비스듬하도록 함으로써, 기류를 방해하는 것을 방지할 수 있으며, 응축 액체의 유동을 차단하는 것을 방지할 수 있다.The gas-liquid separation assembly 51 has various structures. For example, as shown in FIG. 11, the gas-liquid separation assembly 51 is a condensation pipe for transporting waste gas. During the process of the condensation pipe transporting waste gas, the pipe wall of the condensation pipe may condense the waste gas. Additionally, because the condensation pipe is vertical, the condensed liquid can be separated from the waste gas under the action of its own gravity. Additionally, the inner wall of the condensation pipe has a protrusion structure (511). The protrusion structure 511 is opposite to the direction of waste gas transport in the condensation pipe and includes an inclined surface that is inclined with respect to the axis of the condensation pipe. This is used to increase the contact area between the condensation pipe and the waste gas, thereby strengthening the condensation effect of the condensation pipe. By making the inclined surface opposite to the direction of waste gas transfer in the condensation pipe, it is possible to ensure that the inclined surface is in contact with the waste gas, thereby realizing cooling of the waste gas. Additionally, by making the inclined surface inclined with respect to the axis of the condensation pipe, it is possible to prevent the airflow from being blocked and the flow of the condensed liquid to be blocked.

상기 돌기 구조(511)는 구조가 다양할 수 있다. 예를 들어, 돌기 구조는 응축관로의 내벽에 어레이 배열된 복수의 시트형 돌기를 포함한다. 각각의 시트형 돌기(그 소재 평면)는 응축관로의 내벽에 대해 아래로 비스듬하다. 즉, 복수의 시트형 돌기의 꼭대기면은 전술한 경사면을 형성한다.The protrusion structure 511 may have various structures. For example, the protrusion structure includes a plurality of sheet-like protrusions arranged in an array on the inner wall of the condensation pipe. Each sheet-like protrusion (its material plane) is inclined downward with respect to the inner wall of the condensation pipe. That is, the top surfaces of the plurality of sheet-like protrusions form the above-described inclined surface.

요약하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스는, 웨이퍼 지지 어셈블리가 상승하여 공정 챔버로 진입된 후 공정 챔버 바닥부의 개구를 밀봉함으로써, 공정 공간의 밀봉성을 보장할 수 있다. 따라서 공정 청결도 측면의 요건을 충족시킬 수 있고, 반도체 소자에 대한 입자 제어를 수행할 수 있다. 또한 흡기관로와 배기관로를 이용하여 각각 공정 챔버 측벽의 바닥부에 위치한 흡기구 및 공정 챔버 꼭대기부에 위치한 배기구와 연통시켜, 흡기 및 배기를 구현한다. 따라서 공정 공간의 산소 함량을 제어할 수 있다. 또한, 공정 챔버를 씌우도록 설치된 가열 실린더를 통해 공정 챔버를 가열하여, 공정 공간 내 그 둘레 방향의 온도 균일성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 동시에 가열 실린더가 외부 환경의 영향을 덜 받아 가열 효율과 온도 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 반도체 열처리 디바이스는, 상기 웨이퍼 지지 어셈블리, 흡기관로와 배기관로 및 가열 실린더를 결합 사용한다. 이를 통해 웨이퍼의 입자 및 산소 함량 제어를 구현 할 수 있을 뿐만 아니라, 온도 제어 정밀도 및 온도 균일성을 향상시켜 칩 성능을 보장할 수 있다. 특히 첨단 패키징 공정에서 온도 제어, 산소 함량 제어 및 입자 제어 등에 대한 종합적인 수요를 충족시킬 수 있다.In summary, the semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention can ensure sealability of the process space by sealing the opening at the bottom of the process chamber after the wafer support assembly rises and enters the process chamber. Therefore, requirements in terms of process cleanliness can be met and particle control for semiconductor devices can be performed. In addition, an intake pipe and an exhaust pipe are used to communicate with the intake port located at the bottom of the side wall of the process chamber and the exhaust port located at the top of the process chamber, respectively, to realize intake and exhaust. Therefore, the oxygen content in the process space can be controlled. Additionally, by heating the process chamber through a heating cylinder installed to cover the process chamber, temperature uniformity in the circumferential direction within the process space can be effectively improved. At the same time, the heating cylinder is less affected by the external environment, improving heating efficiency and temperature control precision. A semiconductor heat treatment device according to an embodiment of the present invention uses the wafer support assembly, an intake pipe, an exhaust pipe, and a heating cylinder in combination. This not only enables control of wafer particles and oxygen content, but also improves temperature control precision and temperature uniformity to ensure chip performance. In particular, it can meet the comprehensive demands for temperature control, oxygen content control, and particle control in advanced packaging processes.

Claims (12)

반도체 열처리 디바이스에 있어서,
공정 챔버, 가열 실린더, 웨이퍼 지지 어셈블리, 흡기관로, 배기관로 및 기액 분리 장치를 포함하고,
상기 공정 챔버에는 상기 웨이퍼 지지 어셈블리를 수용하기 위한 공정 공간이 설치되고, 상기 공정 챔버의 바닥부에는 상기 웨이퍼 지지 어셈블리가 출입하도록 개구가 설치되고, 상기 공정 챔버의 꼭대기부에는 배기구가 설치되고, 상기 공정 챔버의 측벽의 바닥부에는 흡기구가 설치되고,
상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 승강 가능하고, 상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 상승하여 상기 공정 챔버에 진입한 후 상기 개구를 밀봉하는 데 사용되고,
상기 가열 실린더는 상기 공정 챔버를 씌우도록 설치되어 상기 공정 챔버를 가열하는 데 사용되고,
상기 흡기관로는 상기 흡기구와 연통되어 상기 공정 공간에 가스를 이송하는 데 사용되고,
상기 배기관로는 상기 가열 실린더를 관통하여 상기 배기구와 연통되며 상기 공정 공간의 가스를 배출하는 데 사용되고,
상기 기액 분리 장치는 상기 배기관로와 연통되어, 상기 공정 공간으로부터 배출되는 가스 중 공정 부생성물을 액화 및 수집하고 나머지 가스를 배출하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
In the semiconductor heat treatment device,
It includes a process chamber, a heating cylinder, a wafer support assembly, an intake pipe, an exhaust pipe, and a gas-liquid separation device,
A process space for accommodating the wafer support assembly is installed in the process chamber, an opening is installed at the bottom of the process chamber to allow the wafer support assembly to enter and exit, and an exhaust port is installed at the top of the process chamber. An intake port is installed at the bottom of the side wall of the process chamber,
the wafer support assembly is capable of being raised and lowered, the wafer support assembly being raised and used to seal the opening after entering the process chamber;
The heating cylinder is installed to cover the process chamber and is used to heat the process chamber,
The intake pipe is in communication with the intake port and is used to transport gas to the process space,
The exhaust pipe passes through the heating cylinder, communicates with the exhaust port, and is used to discharge gas from the process space,
The gas-liquid separation device is in communication with the exhaust pipe, and is used to liquefy and collect process by-products among the gas discharged from the process space and discharge the remaining gas.
제1항에 있어서,
상기 가열 실린더는 보온 하우징 및 복수의 가열 유닛을 포함하고, 상기 보온 하우징은 상기 공정 챔버를 씌우도록 설치되고, 상기 복수의 가열 유닛은 상기 보온 하우징에서 상기 공정 챔버에 대향하는 내측벽에 설치되며, 각각 상기 공정 공간 중 복수의 상이한 영역을 가열하는 데 사용되고,
상기 반도체 열처리 디바이스는 온도 검출기 및 제어 유닛을 더 포함하고,
상기 온도 검출기는 상기 공정 공간 중 복수의 상기 가열 유닛에 대응하는 복수의 상기 영역의 실제 온도 값을 실시간으로 검출하고 이를 상기 제어 유닛에 전송하는 데 사용되고,
상기 제어 유닛은 복수의 상기 영역의 실제 온도 값 간의 차이를 기반으로, 상응하는 상기 가열 유닛의 출력 전력을 조절하여, 복수의 상기 영역의 온도를 일치시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to paragraph 1,
The heating cylinder includes a thermal insulation housing and a plurality of heating units, the thermal insulation housing is installed to cover the process chamber, and the plurality of heating units are installed on an inner wall of the thermal insulation housing facing the process chamber, each used to heat a plurality of different areas of the process space,
The semiconductor heat treatment device further includes a temperature detector and a control unit,
The temperature detector is used to detect in real time the actual temperature value of the plurality of areas corresponding to the plurality of heating units in the process space and transmit it to the control unit,
The semiconductor heat treatment device, wherein the control unit is used to match the temperatures of the plurality of zones by adjusting the output power of the corresponding heating unit based on the difference between the actual temperature values of the plurality of zones. .
제2항에 있어서,
상기 온도 검출기는 검출관 및 상기 검출관에 설치되는 복수의 열전대를 포함하고,
상기 검출관은 상기 공정 공간에 수직으로 설치되고, 상기 검출관의 상단은 상기 공정 챔버의 꼭대기부에 가깝고, 상기 검출관의 하단은 상기 공정 챔버 측벽의 바닥부를 관통하여 상기 공정 챔버의 외부로 연장되고,
복수의 상기 열전대의 위치는 복수의 상기 영역과 일대일 대응하는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to paragraph 2,
The temperature detector includes a detection tube and a plurality of thermocouples installed in the detection tube,
The detection tube is installed vertically in the process space, the upper end of the detection tube is close to the top of the process chamber, and the lower end of the detection tube penetrates the bottom of the side wall of the process chamber and extends to the outside of the process chamber. become,
A semiconductor heat treatment device, wherein the positions of the plurality of thermocouples correspond one-to-one with the plurality of regions.
제2항에 있어서,
상기 보온 하우징은 원통형 측벽, 캡 및 보온 슬리브를 포함하고,
상기 원통형 측벽은 상기 공정 챔버를 씌우도록 설치되고,
상기 캡은 상기 원통형 측벽의 꼭대기부에 설치되어, 상기 원통형 측벽의 꼭대기부의 개구를 밀봉하는 데 사용되고, 상기 캡에는 상기 배기관로가 관통하도록 비아가 설치되고,
상기 보온 슬리브는 상기 원통형 측벽과 상기 공정 챔버 사이에 설치되며 상기 원통형 측벽의 바닥부에 가깝고, 상기 원통형 측벽과 상기 공정 챔버 사이의 환형 간격을 밀봉하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to paragraph 2,
The thermal housing includes a cylindrical side wall, a cap and a thermal sleeve,
The cylindrical side wall is installed to cover the process chamber,
The cap is installed at the top of the cylindrical side wall and used to seal the opening at the top of the cylindrical side wall, and a via is installed in the cap to allow the exhaust pipe to pass through,
The semiconductor heat treatment device, wherein the thermal insulation sleeve is installed between the cylindrical side wall and the process chamber, is close to the bottom of the cylindrical side wall, and is used to seal the annular gap between the cylindrical side wall and the process chamber.
제4항에 있어서,
상기 공정 챔버의 상기 배기구에는 구형 연결 조인트가 설치되고,
상기 배기관로 흡기단에는 구형 플랜지가 설치되고, 상기 구형 플랜지는 상기 구형 연결 조인트와 끼워맞춤 연결되고, 상기 배기관로의 배기단은 상기 기액 분리 장치와 연통되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to paragraph 4,
A spherical connection joint is installed in the exhaust port of the process chamber,
A semiconductor heat treatment device, wherein a spherical flange is installed at the intake end of the exhaust pipe, the spherical flange is fit-connected to the spherical connection joint, and the exhaust end of the exhaust pipe communicates with the gas-liquid separation device.
제5항에 있어서,
상기 캡의 상기 비아에는 밀봉 구조가 더 설치되고, 상기 밀봉 구조는 제1 환형 밀봉 부재, 제2 환형 밀봉 부재 및 고정 어셈블리를 포함하고, 상기 비아는 단차공이고, 상기 제1 환형 밀봉 부재는 상기 단차공에 위치하며 상기 구형 플랜지를 씌우도록 설치되고, 상기 제1 환형 밀봉 부재의 외경은 상기 단차공의 그 단차면 이하에 위치한 공경보다 작고, 상기 제2 환형 밀봉 부재는 상기 배기관로의 흡기단을 씌우도록 설치되며 상기 단차공의 단차면에 위치하고, 상기 제2 환형 밀봉 부재의 외경은 상기 단차공의 상기 단차면 이상에 위치한 공경보다 작고,
상기 고정 어셈블리는 상기 캡과 고정 연결되고, 상기 제2 환형 밀봉 부재 및 상기 제1 환형 밀봉 부재를 아래로 가압하여 이들 둘을 압축 변형시키는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to clause 5,
A sealing structure is further installed in the via of the cap, the sealing structure includes a first annular sealing member, a second annular sealing member and a fixing assembly, the via is a stepped hole, and the first annular sealing member is the Located in the step hole and installed to cover the spherical flange, the outer diameter of the first annular sealing member is smaller than the hole diameter located below the step surface of the step hole, and the second annular sealing member is located at the intake end of the exhaust pipe. It is installed to cover and is located on the step surface of the step hole, and the outer diameter of the second annular sealing member is smaller than the hole diameter located above the step surface of the step hole,
The semiconductor heat treatment device is characterized in that the fixing assembly is fixedly connected to the cap and presses the second annular sealing member and the first annular sealing member downward to compressively deform them.
제1항에 있어서,
상기 배기관로에는 가스 배출 방향을 따라 복수의 배기 가열 부재가 순차적으로 설치되어, 각각 상기 배기관로에 대해 상기 가스 배출 방향으로 상이한 영역에서 가열을 수행하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to paragraph 1,
A semiconductor heat treatment device, wherein a plurality of exhaust heating members are sequentially installed in the exhaust pipe along a gas discharge direction, each used to perform heating in a different area in the gas discharge direction with respect to the exhaust pipe.
제7항에 있어서,
상기 배기관로는 상기 가스 배출 방향을 따라 순차적으로 연결된 제1 전이관 및 제2 전이관을 포함하고, 상기 제1 전이관은 상기 가스 배출 방향을 따라 순차적으로 연결된 제1 수직 구간, 경사 구간 및 제2 수직 구간을 포함하고, 상기 경사 구간의 흡기단은 상기 경사 구간의 배기단보다 높고,
상기 제2 전이관은 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
In clause 7,
The exhaust pipe includes a first transition pipe and a second transition pipe sequentially connected along the gas discharge direction, and the first transition pipe includes a first vertical section, an inclined section, and a second transition pipe sequentially connected along the gas discharge direction. It includes 2 vertical sections, wherein the intake end of the inclined section is higher than the exhaust end of the inclined section,
A semiconductor heat treatment device, characterized in that the second transition pipe is installed vertically.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정 챔버 측벽의 바닥부에는 둘레 방향을 따라 복수의 흡기구가 설치되고,
상기 흡기관로는 상기 공정 챔버를 감싸도록 설치되고, 상기 흡기관로에는 적어도 하나의 흡기단 및 복수의 배기단이 설치되고, 상기 흡기관로의 상기 복수의 배기단은 상기 복수의 흡기구와 일대일 대응하도록 연통되고,
상기 흡기관로에는 상기 흡기관로의 가스를 예열하기 위한 예열 구조가 덮이는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to any one of claims 1 to 8,
A plurality of intake ports are installed at the bottom of the side wall of the process chamber along the circumferential direction,
The intake pipe is installed to surround the process chamber, at least one intake end and a plurality of exhaust ends are installed in the intake pipe, and the plurality of exhaust ends of the intake pipe communicate with the plurality of intake ports in a one-to-one correspondence. become,
A semiconductor heat treatment device, characterized in that the intake pipe is covered with a preheating structure for preheating the gas in the intake pipe.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정 챔버는 공정관 및 매니폴드를 포함하고, 상기 공정관의 바닥부가 개방되고, 꼭대기부에는 상기 배기구가 설치되고, 상기 매니폴드의 꼭대기부가 개방되고, 상기 매니폴드의 바닥부가 개방되어 상기 개구를 형성하고, 상기 매니폴드의 꼭대기단은 상기 공정관의 바닥단과 밀봉 연결되고, 상기 매니폴드의 바닥단은 상기 웨이퍼 지지 어셈블리가 상승하여 상기 공정 챔버로 진입된 후 상기 웨이퍼 지지 어셈블리와 밀봉 연결되어, 상기 매니폴드의 바닥부의 개구를 밀봉하고, 상기 매니폴드의 측벽에는 상기 흡기구가 설치되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to any one of claims 1 to 8,
The process chamber includes a process pipe and a manifold, the bottom of the process pipe is open, the exhaust port is installed at the top, the top of the manifold is open, and the bottom of the manifold is open to form the opening. The top end of the manifold is sealed and connected to the bottom end of the process tube, and the bottom end of the manifold is sealed and connected to the wafer support assembly after the wafer support assembly rises and enters the process chamber, and the manifold is sealed. A semiconductor heat treatment device, characterized in that the opening at the bottom of the fold is sealed, and the intake port is installed on a side wall of the manifold.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 웨이퍼 지지 어셈블리는 적층된 웨이퍼 브라켓, 단열 구조 및 공정 도어를 포함하고, 상기 웨이퍼 지지 어셈블리가 상승하여 상기 공정 챔버로 진입된 후, 상기 웨이퍼 브라켓과 상기 단열 구조는 상기 공정 공간에 위치하고, 상기 공정 도어는 상기 공정 챔버의 바닥단과 밀봉 연결되어, 상기 공정 챔버 바닥부의 개구를 밀봉하고,
상기 단열 구조는 상기 단열 구조 상방에 위치한 공간을 보온시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to any one of claims 1 to 8,
The wafer support assembly includes a stacked wafer bracket, an insulating structure, and a process door, and after the wafer support assembly rises and enters the process chamber, the wafer bracket and the insulating structure are located in the process space, and the wafer support assembly is positioned in the process space. The door is sealingly connected to the bottom of the process chamber to seal the opening of the bottom of the process chamber,
A semiconductor heat treatment device, wherein the insulating structure is used to keep a space located above the insulating structure warm.
제11항에 있어서,
상기 단열 구조는 단열 브라켓 및 상기 단열 브라켓에 설치되는 복수의 단열판을 포함하고, 복수의 상기 단열판은 수직 방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는, 반도체 열처리 디바이스.
According to clause 11,
The insulation structure includes an insulation bracket and a plurality of insulation plates installed on the insulation bracket, and the plurality of insulation plates are arranged to be spaced apart in a vertical direction.
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