KR100515777B1 - Semiconductor manufacturing system for high temperature thermal process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온공정용 반도체 제조장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고온공정용 반도체 제조장치는, 내부 공간을 정의하는 수직관상형 라이너 튜브와 라이너 튜브 내에 수용되어 복수의 반도체 기판을 로딩하여 열처리 공정을 할 수 있는 공간을 제공하는 수직관상형의 반응튜브를 포함하는 고온 공정용 반도체 제조장치에 있어서, 반응튜브 내의 공정온도를 조절하기 위해서 반응튜브와 라이너 튜브의 측벽 사이에 형성되는 공간에 배치되어 라이너 튜브의 내측벽면에 장착된 복수의 온도 조절용 써모커플(Thermocouple)을 포함하는 써모커플부를 포함한다. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process. The semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process according to the present invention is a vertical tubular liner tube defining an inner space and a vertical tubular reaction provided in the liner tube to provide a space for loading a plurality of semiconductor substrates to perform a heat treatment process. A semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process including a tube, comprising: a plurality of temperature control thermostats disposed on an inner wall surface of a liner tube disposed in a space formed between the reaction tube and a side wall of the liner tube in order to control a process temperature in the reaction tube; And a thermocouple portion including a thermocouple.
이렇게 반응튜브의 외측에 배치된 라이너 튜브에 온도조절용 써모커플부가 마련되어, 써모커플의 구성성분에 의한 반응튜브의 오염을 효과적으로 방지할 수 있고, 따라서, 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. Thus, the thermocouple part for temperature control is provided in the liner tube arrange | positioned on the outer side of a reaction tube, and can prevent the contamination of the reaction tube by the component of a thermocouple effectively, and can therefore improve productivity of a process.
Description
본 발명은 고온공정용 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 특히, 한 번에 다량의 반도체 기판을 공정 처리할 수 있는 수직관상의 반응튜브를 가진 반도체 고온공정용 반도체 제조장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for high temperature processing, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus for semiconductor high temperature processing having a vertical tubular reaction tube capable of processing a large amount of semiconductor substrates at one time.
일반적으로 열처리용 반도체 제조장치는, 공정 특정상 시간이 많이 소요되므로 한 번에 다량의 반도체 기판을 처리할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 반응가스의 균일한 흐름에 의해서 공정의 균일도가 영향을 받기 때문에, 반도체 기판을 수평으로 적층할 수 있는 기판 로딩용 보트와 수직 관상형 반응 튜브관을 사용하는 것이 일반적이다. 그리하여, 가열장치에 의해서 열을 받는 반응튜브의 내부는 상하로 길게 연장되었다. 이러한 구조의 고온공정용 반도체 제조장치는, 반응튜브 내부의 공정온도를 일정하게 조절하기 위해서 프로파일 써모커플(Profiling Thermocouple)를 장착하여 사용한다. In general, the semiconductor manufacturing apparatus for heat treatment is configured to be able to process a large amount of semiconductor substrates at a time, because the process specific phase takes a lot of time. Since the uniformity of the process is affected by the uniform flow of the reaction gas, it is common to use a substrate loading boat and a vertical tubular reaction tube tube capable of horizontally stacking semiconductor substrates. Thus, the inside of the reaction tube, which is heated by the heating device, was extended long up and down. The semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of such a structure is equipped with the profile thermocouple (Profiling Thermocouple) in order to adjust the process temperature inside a reaction tube uniformly.
도 1은 종래의 고온공정용 반도체 제조장치의 단면 개략도로서, 프로파일 써모커플이 장착된 단면을 보여주고 있다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process, and shows a cross section in which a profile thermocouple is mounted.
종래의 고온공정용 반도체 제조장치는, 소정의 밀폐된 내부공간을 제공하는 라이너 튜브(1010)와, 이 라이너 튜브(1010) 내부에 수용되어 특정한 열처리 공간을 형성하는 수직관상의 반응튜브(1020)와, 반응튜브(1020) 내로 인입 및 인출되면서 복수의 반도체 기판(100)을 로딩할 수 있는 기판 로딩용 보트(1030)와, 기판 로딩용 보트(1030)를 하단에서 지지하면서 기판 로딩용 보트(1030)를 반응튜브(1020) 내로 인입 및 인출시킬 수 있도록 기계 장치가 장착되어 있는 판상의 도어 플레이트(1040)를 포함한다. 그리고, 일반적으로 종래의 고온공정용 반도체 제조장치는, 반응튜브 내부의 온도를 콘트롤(control)하기 위해서 반응튜브의 측벽면에 프로파일 써모커플(1070)이 장착되어 있다. 이러한 프로파일 써모커플(1070)을 장착하기 위해서 반응튜브(1020)에는 반응튜브(1020)의 벽내부를 관통하여 상하 길이방향으로 선형으로 형성된 써모커플 수용홈(미도시)이 형성되어 있다. 그리하여, 반응튜브(1020)를 길이방향에 대해서 수 개의 영역으로 분리하여 각각의 영역에 프로파일 써모커플(1070)이 장착되도록 그 길이가 다르게 형성되어 있다. 1050은 각각 반응튜브(1020) 내로 공정가스 및 퍼지가스를 공급하는 가스 공급부이고, 1060은 반응튜브(1020) 내로 인입된 가스가 외부로 배출되는 가스 배출부이다. The conventional high temperature process semiconductor manufacturing apparatus includes a liner tube 1010 that provides a predetermined closed interior space, and a vertical tube-shaped reaction tube 1020 that is accommodated inside the liner tube 1010 to form a specific heat treatment space. And a substrate loading boat 1030 capable of loading the plurality of semiconductor substrates 100 into and out of the reaction tube 1020, and a substrate loading boat 1030 supporting the substrate loading boat 1030 from the bottom thereof. 1030 includes a plate-shaped door plate 1040 on which a mechanical device is mounted to draw and withdraw the reaction tube 1020. In general, in the conventional semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process, the profile thermocouple 1070 is mounted on the side wall of the reaction tube in order to control the temperature inside the reaction tube. In order to mount the profile thermocouple 1070, a thermocouple receiving groove (not shown) is formed in the reaction tube 1020 in a vertical direction through the inner wall of the reaction tube 1020. Thus, the length of the reaction tube 1020 is separated into several regions with respect to the longitudinal direction and the profile thermocouple 1070 is mounted in each region. 1050 is a gas supply unit for supplying a process gas and a purge gas into the reaction tube 1020, respectively, and 1060 is a gas discharge unit for discharging the gas introduced into the reaction tube 1020 to the outside.
그런데, 이러한 종래의 고온공정용 반도체 제조장치는, 써모커플은 열전쌍 도선과 이를 외부로 노출이 되지 않도록 열전쌍도선 외피에 형성된 TC쉬스(Thermo Couple sheath)로 구성되어 있다. 그리하여, 고온에서 공정을 진행하면, 온도를 조절하는 동안에 고온의 상태에서 써모커플의 열전쌍 재료에 함유된 중금속 등의 원소가 확산되어 나와 반응튜브(1020)를 오염시키는 경향이 있다. 그리고, 반응튜브(1020)의 재질은 주로 석영으로 제조하므로, 반응튜브(1020) 벽면에 써모커플 수용홈과 같은 가공을 하면, 반응튜브를 제조하는 기술이 어려워진다. 또한, 그렇지 않으면 석영 반응튜브 외측벽에 TC쉬스를 용접하여 접척해야 하기 때문에 용접점이 반응튜브의 오염원이 될 수 있다. 그 제조의 복잡성에 따른 생산성 저하가 우려되고, 또한 추가가공에 의해서 발생되는 미세 크랙(micro crack)으로 고온 공정에서의 기계적인 결함을 발생시킬 수 있는 확률도 높다. However, the conventional high temperature process semiconductor manufacturing apparatus, the thermocouple is composed of a thermocouple lead and a TC sheath (Thermo Couple sheath) formed on the shell of the thermocouple lead so that it is not exposed to the outside. Thus, when the process is performed at a high temperature, elements such as heavy metals contained in the thermocouple material of the thermocouple are diffused in the state of high temperature during temperature control to contaminate the reaction tube 1020. In addition, since the material of the reaction tube 1020 is mainly made of quartz, if a process such as a thermocouple receiving groove is formed on the wall of the reaction tube 1020, it becomes difficult to manufacture a reaction tube. In addition, the welding point may be a source of contamination of the reaction tube because otherwise the TC sheath must be welded to the outer wall of the quartz reaction tube. The productivity decreases due to the complexity of the production, and there is a high possibility of generating mechanical defects in a high temperature process due to micro cracks generated by further processing.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고온공정용 반도체 제조장치에 장착되는 프로파일 써모커플을 보다 안전한 위치에 배치함으로써, 반응튜브 내로 프로파일 써모커플에 의한 오염물질이 침투하는 것을 효과적으로 방지하고, 반응튜브의 제작시에 발생되는 결함을 감소시킴으로써, 장치의 가동율과 공정능력 및 생산성을 향상시킬 수 있는 고온공정용 반도체 제조장치를 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to place the profile thermocouple mounted in the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process in a safer position, thereby effectively preventing contaminants by the profile thermocouple from penetrating into the reaction tube and reacting. It is to provide a semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process that can improve the operation rate, process capability and productivity of the apparatus by reducing defects generated during the production of the tube.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치는, 내부 공간을 정의하는 수직관상형 라이너 튜브와 라이너 튜브 내에 수용되어 복수의 반도체 기판을 로딩하여 열처리 공정을 할 수 있는 공간을 제공하는 수직관상형의 반응튜브를 포함하는 고온 공정용 반도체 제조장치에 있어서, 반응튜브 내의 공정온도를 조절하기 위해서 상기 반응튜브와 라이너 튜브의 측벽 사이에 형성되는 공간에 배치되어 라이너 튜브의 내측 벽면에 장착된 복수의 온도 조절용 써머커플(Thermocouple)을 수용하는 써모커플부를 포함한다. In order to achieve the above technical problem, the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of the present invention, the vertical tubular liner tube and the liner tube defining an inner space is accommodated in the liner tube space to load a plurality of semiconductor substrate to perform a heat treatment process A semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process including a vertical tubular reaction tube provided, the apparatus being disposed in a space formed between the reaction tube and the side wall of the liner tube so as to control the process temperature in the reaction tube. And a thermocouple section for receiving a plurality of thermocouples for temperature control mounted thereon.
여기서, 온도조절용 써모커플은 온도 프로파일용 써머커플(Profiling Thermocouple)인 것으로서 공정온도를 일정하게 조절하는 써모커플이다. 그리고, 온도조절용 써모커플은 막대형 써모커플로서 라이너 튜브의 측벽을 따라서 길이방향으로 배치되어 길게 형성된 반응튜브 내의 온도를 비교적 정확하게 조절할 수 있다. Here, the thermocouple for temperature control is a thermocouple for temperature profile (Profiling Thermocouple) is a thermocouple that constantly adjusts the process temperature. And, the thermocouple for temperature control is a rod-shaped thermocouple is disposed in the longitudinal direction along the side wall of the liner tube to control the temperature in the reaction tube formed relatively long.
써머커플부는 라이너 튜브의 벽면에 형성되어 온도 조절용 써모커플을 지지고정하는 써모커플 고정부를 포함하고 있다. 여기서, 써모커플 고정부는 써모커플들의 길이방향의 가로방향으로 형성된 띠 고리형으로서, 써모커플의 길이방향을 따라서 일정한 간격을 두고서 복수 개 형성되어 있다. 그리고, 이들 써모커플들은 라이너 튜브 측벽에 상호 평행하게 나란히 배열되어 있어 반응튜브로부터 거의 동일한 거리에 위치되어 온도의 모니터링이 정확하다. The thermocouple section includes a thermocouple fixture that is formed on the wall of the liner tube and holds the thermocouple for temperature control. Here, the thermocouple fixing part is a band annular formed in the horizontal direction of the thermocouple in the longitudinal direction, and a plurality of thermocouples are formed at regular intervals along the longitudinal direction of the thermocouple. In addition, these thermocouples are arranged side by side parallel to the liner tube sidewalls so that they are located at about the same distance from the reaction tube for accurate temperature monitoring.
써모커플 고정부는 써모커플의 길이방향에 대해서 가로로 형성되고, 일측은 라이너 튜브의 일측과 접촉 고정되며, 중앙부분은 써모커플들을 하나로 지지할 수 있도록 실질적으로 부분 타원형으로 형성되고, 타측은 라이너 튜브 쪽으로 절곡된 띠형태이다. The thermocouple fixture is formed transversely with respect to the length of the thermocouple, one side is fixed in contact with one side of the liner tube, the central portion is formed in a substantially partial oval to support the thermocouple as one, the other side liner tube It is shaped like a band bent to the side.
한편, 써모커플 고정부는, 각각의 써모커플을 낱개로 지지하도록 형성된 복수의 고리로 구성될 수도 있다. 이때, 써모커플 고정부는 일측은 라이너 튜브의 측벽에 부착 고정되며, 중앙영역은 써모커플을 수용 지지할 수 있도록 반구형으로 형성되고, 타측은 라이너 튜브와 부착되지 않고 개방되어 있다. On the other hand, the thermocouple fixing portion may be composed of a plurality of rings formed to individually support each thermocouple. At this time, the thermocouple fixing portion is fixed to one side is attached to the side wall of the liner tube, the central region is formed in a hemispherical shape to accommodate the thermocouple, the other side is open without being attached to the liner tube.
한편, 써모커플부는 복수개의 써모커플이 일체형으로 모아 형성하는 클러스터 형으로 구성할 수도 있다. On the other hand, the thermocouple portion may be configured in a cluster form in which a plurality of thermocouples are integrally formed.
이렇게 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치는, 고온열처리용 반도체 장치에서 필연적으로 사용되는 써모커플로부터 오염의 가능성을 감소시켜, 장치의 공정능력을 향상시키고, 장치의 가동율을 개선시킬 수 있다. Thus, the high temperature process semiconductor manufacturing apparatus of this invention can reduce the possibility of contamination from the thermocouple used inevitably in the high temperature heat processing semiconductor device, and can improve the process capability of an apparatus, and can improve the operation rate of an apparatus.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
도 2는 본 발명의 고온 공정용 반도체 제조장치를 나타낸 개략 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process of the present invention.
이를 참조하면, 본 발명의 고온 공정용 반도체 제조장치는, 장치의 내부공간을 정의하는 하부가 개방된 실린더 형상의 라이너 튜브(10)와, 내부에 공정을 진행할 수 있는 공정 공간을 제공하는 반응튜브(20)와, 이 반응튜브(20) 내부로 인/출입하면서 다량의 반도체 기판(100)을 로딩할 수 있는 기판 로딩용 보트(30)와, 이 기판 로딩용 보트(30)를 하부에서 지지하는 보트 하부 지지구조부(35)와, 보트 하부지지구조부(35)를 하부에서 지지하면서 상하로 이동하여 반응튜브(20)의 개구부(20a)를 밀폐할 수 있도록 판상으로 형성된 도어 플레이트(40)와, 라이너 튜브(10)를 외측으로 둘러싸고서 배치되어 반응튜브(20) 내부를 고온으로 가열하는 가열장치(15)가 배치되어 있다. 그리고, 라이너 튜브(10)의 측벽에는 길이방향으로 나란히 배치되어 가열장치(15)와 제어장치(미도시)와 연결되어 반응튜브(20) 내의 온도를 모니터링하고 세팅된 값에 일정하게 제어할 수 있도록 써모커플부(70a)가 장착되어 있다. 라이너 튜브(10)의 하부 측방에는 공정가스를 인입시키는 공정가스 공급부(50)와 반응튜브(20) 내부로 공급된 공정가스를 배출하는 공정가스 배출부(60)가 형성되어 있다. 도어 플레이트(40)에는 기판 로딩용 보트(30)를 미세하게 상하로 작동시킬 수 있는 구동장치(80)를 더 포함할 수 있다. Referring to this, the semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process according to the present invention includes a cylindrical liner tube 10 having an open bottom, which defines an internal space of the apparatus, and a reaction tube providing a process space therein. 20, a substrate loading boat 30 capable of loading a large amount of semiconductor substrate 100 while drawing in and out of the reaction tube 20, and a substrate loading boat 30 supported from below. The boat lower support structure portion 35 and the door plate 40 formed in a plate shape so as to move up and down while supporting the boat lower support structure portion 35 from the bottom to seal the opening 20a of the reaction tube 20; The heater 15 is arranged to surround the liner tube 10 to the outside to heat the inside of the reaction tube 20 to a high temperature. In addition, the sidewalls of the liner tube 10 are arranged side by side in the longitudinal direction and connected to a heating device 15 and a control device (not shown) so that the temperature in the reaction tube 20 can be monitored and controlled to a predetermined value. The thermocouple part 70a is attached so that it may be. The lower side of the liner tube 10 is formed with a process gas supply unit 50 for introducing the process gas and a process gas discharge unit 60 for discharging the process gas supplied into the reaction tube 20. The door plate 40 may further include a driving device 80 capable of operating the substrate loading boat 30 finely up and down.
라이너 튜브(10)는 상부가 밀폐된 돔형으로 형성되고 하부는 개방된 개구부를 갖는 실리더형이다. 이 반응튜브(20)는 고온에서 견딜 수 있도록 석영(quartz)이나 실리콘 카바이드(SiC)로 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 1200 ℃ 이상의 고온공정에서는 실리콘 카바이드로 형성되는 것이 바람직하다.The liner tube 10 is formed in a closed dome shape at the top and a cylinder shape having an opening at the bottom. The reaction tube 20 is preferably formed of quartz or silicon carbide (SiC) to withstand high temperatures. In particular, it is preferable to form silicon carbide in the high temperature process of 1200 degreeC or more.
반응튜브(20)는, 상하가 개방된 원통형으로서 내부는 공정을 진행할 수 있는 공간을 제공한다. 그리고, 반응튜브(20)의 하단부는 라이너 튜브(10)와 함께 가열장치(15, 히터)를 고정시키는 블록(가열장치를 둘러싸고 있는 고정체)에 고정되어 있다. 이러한 반응튜브(20)는 주로 실리콘 카바이드나 석영으로 제작된다. The reaction tube 20 has a cylindrical shape in which the upper and lower sides are opened, and provides a space in which the process can be performed. The lower end of the reaction tube 20 is fixed to a block (fixing body surrounding the heating device) which fixes the heating device 15 and the heater together with the liner tube 10. The reaction tube 20 is mainly made of silicon carbide or quartz.
기판 로딩용 보트(30)는, 거의 내부공간이 원기둥형으로 형성되고, 통상의 고온공정에서 다량의 반도체 기판(100)을 로딩할 수 있도록 수평으로 형성된 다수의 슬롯들(미도시)이 길이방향으로 일정한 간격을 가지고 형성되어 있다. 기판로딩용 보트(30)의 하부에는 일반적으로 보트캡(35)이 배치되어 있다. Substrate loading boat 30, the inner space is formed in a substantially cylindrical shape, a plurality of slots (not shown) formed horizontally so as to load a large amount of the semiconductor substrate 100 in a normal high temperature process in the longitudinal direction It is formed at regular intervals. A boat cap 35 is generally disposed below the boat 30 for substrate loading.
도어 플레이트(40)는, 반응튜브(20)의 개구부를 완전히 밀폐할 수 있도록 원형 판상으로 형성되어 있다. 도어 플레이트(40)의 상부에는 전술한 기판 로딩용 보트(30)를 지지하고 있는 보트 캡(35)이 얹혀 지게 되고, 도어 플레이트(40)가 상하로 이동하면서 기판 로딩용 보트(30)를 반응튜브(20) 내로 인입 및 인출시키는 역할을 한다. The door plate 40 is formed in a circular plate shape to completely seal the opening of the reaction tube 20. The boat cap 35 supporting the above-described substrate loading boat 30 is placed on the upper portion of the door plate 40, and the substrate loading boat 30 reacts while the door plate 40 moves up and down. It serves to draw in and out of the tube 20.
써모커플부(70a)는, 긴 막대형의 써모커플(73a)과 이를 라이너 튜브에 지지하는 써모커플 고정부를 포함한다. 써모커플(73a)은 반응튜브(20) 내의 온도를 감지하여 소정의 전기신호로 변화시키기 위해서 한쌍의 열정쌍으로 형성되어 있다. 그리고, 반응튜브(20)의 특성이 상하로 길게 형성된 원통형이어서 반응튜브(20)의 길이방향으로 온도를 일정하게 제어하기 때문에 써모 커플(73a)의 형태는 긴 막대형인 것이 바람직하다. 그리하여 써모커플(73a)은, 그 하부가 도어 플레이트(40) 부분에서부터 수직으로 라이너 튜브의 측벽을 따라 길이방향으로 제어하고자하는 높이까지 연장되어 있다. The thermocouple portion 70a includes an elongated rod-shaped thermocouple 73a and a thermocouple fixing portion for supporting it on the liner tube. The thermocouple 73a is formed as a pair of passion pairs in order to sense the temperature in the reaction tube 20 and change it into a predetermined electric signal. In addition, since the characteristic of the reaction tube 20 is a cylindrical shape formed long up and down to control the temperature constant in the longitudinal direction of the reaction tube 20, the shape of the thermo couple 73a is preferably a long rod. Thus, the thermocouple 73a extends from the portion of the door plate 40 to the height at which the thermocouple 73a is to be longitudinally controlled along the sidewall of the liner tube.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치에 장착된 써모커플부의 제1실시예를 나타낸 단면 개략도이다. 도 3a에서는 설명 편의상 라이너 튜브(10)의 측벽면만 나타나도록 도시하였고, 도 3b에서는 반응튜브(20)도 같이 나타나도록 도시하였다. 3A to 3B are cross-sectional schematic diagrams illustrating a first embodiment of a thermocouple unit mounted in a semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process of the present invention. In FIG. 3A, only the sidewall surface of the liner tube 10 is shown for convenience of description, and in FIG. 3B, the reaction tube 20 is also shown.
이들을 참조하면, 써모 커플부(70a)는, 막대형의 써모커플들(73a)이 라이너 튜브(10)의 측벽에 길이방향으로 상호 평행하게 나란히 배치되어 있고, 각각의 써모커플들(73a)을 라이너 튜브(10)의 측벽 면에 고정할 수 있도록 써모커플(73a)의 길이방향에 가로로 띠모양의 고리형으로 형성된 써모커플 고정부(71a)가 각각의 써모커플(73a)의 길이방향을 따라서 소정의 간격을 두고 복수개 형성되어 있다. 즉, 각각의 써모 커플들(73a)에 대해서 각각의 세 개의 써모커플 고정부(71a)가 지지하고 있는 형태이다. 그리고, 이들 각각의 써모커플들(73a)은 그 하단부가 도어 플레이트(도 2의 40)와 연결되어 도선이 외부로 인출되어 있다. 이때, 각각의 써모커플 고정부(71a)는, 일측은 라이너 튜브(10)에 부착되고 중앙부분은 하나의 써모커플(73a)을 수용할 수 있도록 거의 반원형으로 되고, 타측은 라이너 튜브(10) 쪽으로 굽어져 있다. 이때, 써모커플 고정부(71a)의 일측은 반드시 라이너 튜브(10)와 접촉하여 고정되어야 하지만, 써모커플 고정부(71a)의 타측 단부는 라이너 튜브(10)에 고정될 수도 있지만 라이너 튜브(10)의 측벽과 접촉하지 않고 라이너 튜브(10) 쪽으로 절곡된 상태에서 약간의 공간을 두고 이격될 수도 있다.Referring to these, the thermo couple portion (70a), the rod-shaped thermocouples (73a) are arranged side by side parallel to each other in the longitudinal direction on the side wall of the liner tube 10, each of the thermocouples (73a) A thermocouple fixing portion 71a formed in a band-like annular shape horizontally in the longitudinal direction of the thermocouple 73a so as to be fixed to the side wall surface of the liner tube 10 has a longitudinal direction of each thermocouple 73a. Therefore, a plurality is formed at predetermined intervals. That is, each of the three thermocouple fixing parts 71a is supported by the thermo couples 73a. Each of the thermocouples 73a has a lower end connected to the door plate 40 of FIG. 2, and lead wires are drawn out to the outside. At this time, each thermocouple fixing portion (71a), one side is attached to the liner tube 10 and the center portion is almost semi-circular to accommodate one thermocouple (73a), the other side liner tube 10 Bent towards At this time, one side of the thermocouple fixing portion 71a must be fixed in contact with the liner tube 10, but the other end of the thermocouple fixing portion 71a may be fixed to the liner tube 10, but the liner tube 10 It may be spaced apart a little space in the state bent toward the liner tube 10 without contacting the side wall of the).
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치에 장착된 써모커플부의 제2실시예를 나타낸 개략단면도이다. 여기서도 도 3a와 도 3b에서와 같이, 도 4a는 라이너 튜브(10)의 측벽면만 나타나도록 도시하였고, 도 4b는 반응튜브(20)도 같이 나타나도록 도시하였다. 4A to 4B are schematic cross-sectional views showing a second embodiment of the thermocouple unit mounted in the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of the present invention. 3A and 3B, FIG. 4A shows only the sidewall surface of the liner tube 10 and FIG. 4B shows the reaction tube 20.
이를 참조하면, 써모커플부(70b)는, 라이너 튜브(10)의 측벽에 길이방향을 따라 나란히 평행하게 상호 인접하여 배치된 복수의 써모커플들(73b)과, 이들 써모커플(73b)을 하나의 단위로 지지하기 위해서 써모커플(73b)의 길이방향의 가로로 형성된 써모커플 고정부(71b)를 포함한다. 즉, 써모커플 고정부(71b)는 일측은 라이너 튜브(10)에 부착되고 중앙부분은 써모커플들(73b)을 수용할 수 있는 공간을 확보할 수 있도록 실질적으로 타원형으로 형성되고, 타측은 라이너 튜브(10) 쪽으로 굽어져 있다. 이때, 써모커플 고정부(71b)의 일측은 반드시 라이너 튜브(10)와 접촉하여 고정되어야하고, 써모커플 고정부(71b)의 타측은 라이너 튜브(10)에 고정될 수도 있지만 라이너 튜브(10)의 측벽과 접촉하지 않고 라이너 튜브(10) 쪽으로 절곡된 상태에서 약간의 공간을 두고 이격된 채로 형성될 수도 있다. 여기서, 써모커플 고정부(71b)는 써모커플(73b)의 길이방향을 따라서 소정간격으로 이격하여 복수 개가 형성되어 있다. 이러한 형태의 써모커플부(70b)는 제조가 용이한 것이 장점이다. Referring to this, the thermocouple unit 70b includes a plurality of thermocouples 73b disposed adjacent to each other in parallel and parallel to the sidewall of the liner tube 10 along the longitudinal direction, and one of these thermocouples 73b. It includes a thermocouple fixing portion 71b formed laterally in the longitudinal direction of the thermocouple 73b to support in units of. That is, the thermocouple fixing part 71b is substantially oval so that one side is attached to the liner tube 10 and the center part has a space for accommodating the thermocouples 73b, and the other side is a liner. It is bent toward the tube 10. At this time, one side of the thermocouple fixing portion 71b must be fixed in contact with the liner tube 10, and the other side of the thermocouple fixing portion 71b may be fixed to the liner tube 10, but the liner tube 10 It may be formed to be spaced apart a little space in the state bent toward the liner tube 10 without contacting the side wall of the. Here, a plurality of thermocouple fixing portions 71b are spaced apart at predetermined intervals along the longitudinal direction of the thermocouple 73b. The thermocouple portion 70b of this type is advantageous in that it is easy to manufacture.
도 5는 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치에 장착된 써모커플부의 제3실시예를 나타낸 개략 사시도이다. 5 is a schematic perspective view showing a third embodiment of the thermocouple unit mounted in the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of the present invention.
이를 참조하면, 써모커플부는, 복수의 써모커플들(73c)이 라이너 튜브(10)에 대해서 길이방향으로 길게 배치되고 상호 나란히 평행하게 배치되되, 이들 써모커플들(73c)이 하나의 클러스터(cluster) 형태의 군집을 이루면서 써모커플 고정부(70c)에 고정되어 있다. Referring to this, the thermocouple portion, the plurality of thermocouples (73c) are disposed in the longitudinal direction with respect to the liner tube 10 and are arranged parallel to each other parallel to each other, these thermocouples (73c) is a cluster (cluster) It is fixed to the thermocouple fixing part (70c) while forming a group of).
이러한 형태의 써모커플부(70c)는, 원통형의 반응튜브(20) 또는 반응챔버(미도시)의 중앙으로 배치될 경우에, 온도 측정의 정확성을 확보할 수 있다. 그리고, 반드시 반도체 장치가 아닌 타 공정의 열처리 장치에서 원통형의 반응로에서 온도를 정확하게 모니터링(monitoring)하고 제어하기 위해서 유용한 형태이다. The thermocouple portion 70c of this type can ensure accuracy of temperature measurement when it is disposed in the center of the cylindrical reaction tube 20 or the reaction chamber (not shown). In addition, it is a form useful for accurately monitoring and controlling the temperature in a cylindrical reactor in a heat treatment apparatus of another process, not necessarily a semiconductor device.
이와 같이, 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치는, 써모커플부(70a,70b)가 반응튜브(20)와는 거리가 이격된 라이너 튜브(10)에 장착되어 있기 때문에, 써모커플(73a,73b)을 구성하고 있는 금속성분이 고온의 열처리 도중에 외부로 확산되어 반응튜브(20)를 오염시키는 위험성을 크게 감소시킬 수 있다. 그리고, 금속오염으로부터 안전하므로 공정의 안정성을 확보할 수 있어 공정 능력을 향상시킬 수 있다. 한편, 이러한 형태의 써모커플부(70a,70b)를 사용하는 고온용 반도체 제조장치는, 사용되는 반응튜브(20)의 설계구성이 간단해져서 보다 신뢰성 있는 반응튜브를 제작할 수 있다. As described above, in the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of the present invention, since the thermocouple portions 70a and 70b are mounted on the liner tube 10 spaced apart from the reaction tube 20, the thermocouples 73a and 73b. The metal component constituting the c) may diffuse to the outside during the high temperature heat treatment to greatly reduce the risk of contaminating the reaction tube 20. In addition, since it is safe from metal contamination, the stability of the process can be ensured and the process capability can be improved. On the other hand, the high-temperature semiconductor manufacturing apparatus using the thermocouple portions 70a and 70b of such a form has a simple design structure of the reaction tube 20 to be used, thereby making it possible to produce a more reliable reaction tube.
상술한 바와 같이 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치는, 써모커플부를 라이너 튜브의 내측벽에 배치함으로써, 써모커플로부터 반응튜브가 써모커플을 구성하는 재료 금속에 오염 되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라서, 공정 능력을 향상시킬 수 있다. As described above, the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of the present invention can prevent the reaction tube from being contaminated by the material metal constituting the thermocouple from the thermocouple by arranging the thermocouple portion on the inner wall of the liner tube. Accordingly, process capability can be improved.
그리고, 반응튜브의 구조를 간단하게 구성할 수 있어, 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다. In addition, the structure of the reaction tube can be easily configured, and the durability of the device can be improved.
또한, 반응튜브 표면에 써모커플부를 장착하기 위해서 별도의 용접공정이 필요가 없기 때문에 반응튜브의 오염원을 최소화시킬 수 있다. In addition, since a separate welding process is not required to mount the thermocouple portion on the reaction tube surface, it is possible to minimize the contamination source of the reaction tube.
도 1은 종래의 고온공정용 반도체 제조장치의 개략 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process.
도 2는 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치를 나타낸 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor manufacturing apparatus for a high temperature process of the present invention.
도 3a는 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치의 라이너 튜브에 장착된 온도조절용 써모커플의 제1실시예를 나타낸 단면도이다.Figure 3a is a cross-sectional view showing a first embodiment of the thermocouple for temperature control mounted on the liner tube of the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of the present invention.
도 3b는 도 4a의 A-A 선을 따라 절개한 평면도이다. 3B is a plan view taken along the line A-A of FIG. 4A.
도 4a는 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치의 라이너 튜브에 장착된 온도조절용 써모커플의 제2실시예를 나타낸 단면도이다.Figure 4a is a cross-sectional view showing a second embodiment of the thermocouple for temperature control mounted on the liner tube of the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of the present invention.
도 4b는 도 5a의 B-B 선을 따라 절개한 평면도이다.4B is a plan view taken along the line B-B of FIG. 5A.
도 5는 본 발명의 고온공정용 반도체 제조장치의 라이너 튜브에 장착된 온도조절용 써모커플의 제3실시예를 나타낸 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the thermocouple for temperature control mounted on the liner tube of the semiconductor manufacturing apparatus for high temperature process of the present invention.
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