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KR100532702B1 - Furnace apparatus and heat treatment method using the apparatus - Google Patents

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KR100532702B1
KR100532702B1 KR1020040037362A KR20040037362A KR100532702B1 KR 100532702 B1 KR100532702 B1 KR 100532702B1 KR 1020040037362 A KR1020040037362 A KR 1020040037362A KR 20040037362 A KR20040037362 A KR 20040037362A KR 100532702 B1 KR100532702 B1 KR 100532702B1
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KR
South Korea
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cooling
reaction tube
semiconductor
furnace apparatus
manufacturing
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Application number
KR1020040037362A
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Inventor
권상환
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에이스하이텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 확산, 기상 박막 형성공정(CVD공정)에서 높은 온도의 히터를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 한 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치 및 그것의 열처리 방법에 관한 것으로, 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치는 내부에 복수의 기판들이 적재되는 석영보트가 위치되는 반응관; 상기 반응관을 가열하기 위하여 상기 반응관을 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리를 포함하되; 상기 히터 어셈블리는 단열블럭과, 상기 단열블럭 안쪽에 설치되는 열 발생 코일; 상기 단열블럭 내부의 온도를 강제로 떨어뜨리기 위한 공냉수단을 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a furnace apparatus for semiconductor manufacture and a heat treatment method thereof, which enables to rapidly cool a high temperature heater in a diffusion and vapor phase thin film forming process (CVD process). A reaction tube in which a quartz boat on which a plurality of substrates are loaded is located; A heater assembly installed to surround the reaction tube to heat the reaction tube; The heater assembly includes a heat insulation block and a heat generating coil installed inside the heat insulation block; Air cooling means for forcibly lowering the temperature inside the insulating block.

Description

퍼니스 장치 및 그 장치를 사용한 열처리 방법{FURNACE APPARATUS AND HEAT TREATMENT METHOD USING THE APPARATUS} Furnace apparatus and heat treatment method using the apparatus {FURNACE APPARATUS AND HEAT TREATMENT METHOD USING THE APPARATUS}

본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 확산, 기상 박막 형성공정(CVD공정)에서 높은 온도의 히터를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 한 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치 및 그것의 열처리 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing facility, and more particularly, to a furnace apparatus for semiconductor manufacturing and a heat treatment method thereof for rapidly cooling a high temperature heater in a diffusion and vapor phase thin film forming process (CVD process). will be.

잘 알려져 있는 바와 같이, 반도체 소자는 기판상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입 등의 공정을 선택적으로 반복 수행하여 만들어진다. As is well known, semiconductor devices are made by selectively repeating a process such as photographing, etching, diffusion, chemical vapor deposition, ion implantation, and the like on a substrate.

상술한 공정 중 빈번히 수행되는 공정의 하나인 확산공정은 고온 분위기하에서 기판 내에 원하는 도전형의 불순물을 확산시키는 공정을 수행한다. 그리고 확산공정이 이루어지는 확산로는 대략 800-1250도 이상에서 기판 표면에 상에 증착(Deposition) 또는 산화(Oxide)막을 형성하는 공정등을 수행하기 위하여 이용되고 있다. The diffusion process, which is one of the above-mentioned processes, is performed to diffuse impurities of a desired conductivity type into a substrate in a high temperature atmosphere. In addition, a diffusion path in which a diffusion process is performed is used to perform a process of forming a deposition or an oxide film on a surface of a substrate at about 800-1250 degrees or more.

기존의 확산로 장비는 확산로의 온도를 공정처리를 위한 조건상태(대략 800-1250도)로 가열하는데 걸리는 시간은 매우 짧은 반면에, 확산로의 온도를 스텐바이상태(대기상태)로 냉각하는데 걸리는 시간은 매우 길다.(평균 냉각온도속도 2~3 ℃/min), 물론, 히터의 외곽에는 냉각수 순환 라인이 설치되어 있으나, 냉각수 순환 라인은 단열재 외곽에 설치되어 있기 때문에 높은 냉각 효과를 기대하기 어렵다. Conventional diffusion furnace equipment has a very short time for heating the temperature of the diffusion furnace to a condition for processing (approximately 800-1250 degrees), while cooling the temperature of the diffusion furnace to the standby state (standby state). The time required is very long (average cooling temperature rate 2 ~ 3 ℃ / min). Of course, the cooling water circulation line is installed on the outside of the heater, but the cooling water circulation line is installed on the outside of the insulation, so expect high cooling effect. it's difficult.

이처럼, 기존의 확산로 장비는 공정시간 대비 히터의 온도를 냉각하는데 걸리는 시간이 상대적으로 길기 때문에 단위 시간당 기판 처리량이 매우 저조하다는 단점을 갖고 있다.As such, the conventional diffusion furnace equipment has a disadvantage that the substrate throughput per unit time is very low because the time taken to cool the temperature of the heater is relatively long compared to the process time.

본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 공정시간의 단축을 도모하기 위하여, 히터 내부의 온도를 급냉하는 것이 가능한 새로운 형태의 반도체 기판의 열처리 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide a heat treatment apparatus and a method of a new type of semiconductor substrate capable of quenching the temperature inside the heater in order to shorten the process time.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치는 내부에 복수의 기판들이 적재되는 석영보트가 위치되는 반응관; 상기 반응관을 가열하기 위하여 상기 반응관을 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리를 포함하되; 상기 히터 어셈블리는 단열블럭과, 상기 단열블럭 안쪽에 설치되는 열 발생 코일; 상기 단열블럭 내부의 온도를 강제로 떨어뜨리기 위한 공냉수단을 포함한다.Furnace apparatus for manufacturing a semiconductor according to the present invention for achieving the above object is a reaction tube in which a quartz boat on which a plurality of substrates are placed is located; A heater assembly installed to surround the reaction tube to heat the reaction tube; The heater assembly includes a heat insulation block and a heat generating coil installed inside the heat insulation block; Air cooling means for forcibly lowering the temperature inside the insulating block.

본 발명에 의하면, 상기 공냉수단은 냉각용 기체가 상기 단열블럭 내부로 공급되는 공급부; 상기 단열블럭 내부의 고온의 냉각용 기체가 밖으로 배출되는 배출부를 포함한다.According to the present invention, the air cooling means includes a supply unit for supplying a cooling gas into the adiabatic block; It includes a discharge portion discharged out of the high-temperature cooling gas inside the adiabatic block.

본 발명에 의하면, 상기 공급부는 상기 냉각용 기체가 상기 유입포트를 통해 단열블럭 내부로 균일하게 공급될 수 있도록 상기 단열블럭의 하부에 관통되어 형성되는 다수의 분사홀들을 포함한다.According to the present invention, the supply part includes a plurality of injection holes formed through the lower portion of the insulating block so that the cooling gas can be uniformly supplied into the insulating block through the inlet port.

본 발명에 의하면, 상기 분사홀들은 상기 단열블럭에 방사상으로 배치되게 형성된다 According to the present invention, the injection holes are formed to be radially disposed on the insulating block.

본 발명에 의하면, 상기 배출부는 상기 공급부를 통해 공급된 냉각용 기체가 빠져나가는 그리고 상기 단열블럭의 상부에 방사상으로 배치되는 배출홀들; 상기 배출홀들을 통해 배출되는 배출 포트가 포함된다.According to the present invention, the discharge portion is discharged through the cooling gas supplied through the supply portion exit holes disposed radially on top of the insulating block; A discharge port is discharged through the discharge holes.

본 발명에 의하면, 상기 공냉수단은 상기 배출부를 통해 배출되는 고온의 냉각용 기체를 상온으로 냉각시켜주는 냉각부를 더 포함한다.According to the present invention, the air cooling means further includes a cooling unit for cooling the high temperature cooling gas discharged through the discharge unit to room temperature.

본 발명에 의하면, 상기 냉각부는 상기 배출부와 연결되는 유입포트; 상기 유입포트를 통해 유입된 고온의 냉각용 기체를 냉각시키는 칠러(chiller)를 포함한다. According to the present invention, the cooling unit inlet port connected to the discharge portion; It includes a chiller (chiller) for cooling the high-temperature cooling gas introduced through the inlet port.

본 발명에 의하면, 상기 냉각부는 상기 유출포트를 통해 배출되는 냉각용 기체에 포함된 파티클들을 제거하는 필터를 더 포함한다.According to the present invention, the cooling unit further includes a filter for removing particles contained in the cooling gas discharged through the outlet port.

상기 목적을 달성하기 위하여, 내부에 복수의 기판들이 적재되는 석영보트가 위치되는 반응관을 가열하기 위하여 상기 반응관을 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리를 포함하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치에서의 열처리 방법은 상기 반응관이 상기 히터 어셈블리의 히팅코일에 의해 소정의 처리온도로 가열되는 단계; 복수의 기판들이 적재된 석영보트가 상기 반응관 내부로 로딩되어 열처리하는 단계; 열처리를 끝낸 상기 석영보트를 상기 반응관으로부터 언로딩하는 단계; 상기 석영보트가 언로딩된 직후, 상기 반응관을 급속히 냉각시키기 위해 강제 공냉하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a heat treatment method in a furnace apparatus for manufacturing a semiconductor comprising a heater assembly installed to surround the reaction tube to heat the reaction tube in which the quartz boat on which a plurality of substrates are loaded is located Heating the reaction tube to a predetermined processing temperature by a heating coil of the heater assembly; A quartz boat loaded with a plurality of substrates is loaded into the reaction tube and heat treated; Unloading the quartz boat after the heat treatment from the reaction tube; Immediately after the quartz boat is unloaded, forced air cooling to rapidly cool the reaction tube.

본 발명에 의하면, 상기 강제 공냉 단계는 상기 반응관 외곽 상부에서 뜨거운 공기를 외부로 배출함과 동시에, 상기 반응관 외곽 하부에서 외부로부터 냉각용 기체가 공급된다.According to the present invention, in the forced air cooling step, the hot air is discharged to the outside from the upper portion of the reaction tube and the cooling gas is supplied from the outside to the lower portion of the reaction tube.

본 발명에 의하면, 상기 강제 공냉 단계는 상기 히터 어셈블리를 통해 외부로 배출되는 고온의 기체를 냉각시킨 후 외부로 배출시킨다.According to the present invention, the forced air cooling step is to cool the hot gas discharged to the outside through the heater assembly and then discharged to the outside.

이하, 본 발명에 따른 반도체 기판 열처리 공정을 위한 시스템을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a system for a semiconductor substrate heat treatment process according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

종래 기술과 비교한 본 발명의 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.Advantages of the present invention over prior art will become apparent from the detailed description and claims with reference to the accompanying drawings. In particular, the present invention is well pointed out and claimed in the claims. However, the present invention may be best understood by reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements throughout the various drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition)을 위한 퍼니스 장치를 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a furnace apparatus for chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition) according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 퍼니스 장치(100)는 고온 분위기하에서 기판 내에 원하는 도전형의 불순물을 확산시키는 공정을 수행하는 열처리 장치이다. 이 퍼니스 장치(100)는 내측 튜브(Inner tube, 112)와 외측 튜브(Outer tube, 114)로 이루어지는 반응관(110), 히터 어셈블리(120), 복수의 기판(w)들이 적재되는 석영보트(116), 이 보트(116)를 지지하는 그리고 상기 반응관(110)의 플랜지(111)에 결합되는 시일 캡(118), 그리고 상기 시일 캡(118)과 연결되어 상기 보트(116)를 상기 반응관(110)에 로딩/언로딩시키기 위한 로더 장치(119)를 구비하고 있다. 1 to 2, the furnace apparatus 100 according to the present invention is a heat treatment apparatus that performs a process of diffusing impurities of a desired conductivity type in a substrate under a high temperature atmosphere. The furnace apparatus 100 includes a reaction tube 110 including an inner tube 112 and an outer tube 114, a heater assembly 120, and a quartz boat on which a plurality of substrates w are loaded. 116, a seal cap 118 supporting the boat 116 and coupled to a flange 111 of the reaction tube 110, and connected to the seal cap 118 to react the boat 116 to the reaction. A loader device 119 for loading / unloading the pipe 110 is provided.

상기 내측 튜브(112)는 석영으로 된 관으로, 그 내부에 기판(w)가 적재된 석영 보트(Quartz boat, 116)가 삽입되어 기판(w) 상에 화학기상증착이 진행되는 곳이다. 상기 외측 튜브(114)는 내측 튜브(112)의 외측에 설치되어 그 내부를 밀폐시키는 역할을 하며, 상기 히터 어셈블리(120)는 외측 튜브(114)의 외측에 설치되어 기판(w)를 소정 온도로 가열하게 된다. The inner tube 112 is a tube made of quartz, where a quartz boat 116 having a substrate w loaded therein is inserted, and chemical vapor deposition proceeds on the substrate w. The outer tube 114 is installed outside the inner tube 112 and serves to seal the inside thereof, and the heater assembly 120 is installed outside the outer tube 114 to set the substrate w at a predetermined temperature. Will be heated.

상기 반응관의 플랜지(111) 일측에는 상기 내측 튜브(112) 내부로 화학소스 가스를 주입하기 위한 가스 주입구(111a)가 마련되어 있으며, 다른 일측에는 펌프(미도시됨)와 연결되어 외측 튜브(114) 내부를 감압시키기 위해 공기를 흡입하는 공기 흡입구(111b)가 마련되어 있다. One side of the flange 111 of the reaction tube is provided with a gas inlet 111a for injecting a chemical source gas into the inner tube 112, and the other side is connected to a pump (not shown) and the outer tube 114. An air inlet 111b for sucking air is provided to depressurize the inside.

도 2는 도 1에 도시된 히터 어셈블리를 보여주는 도면이고, 도 3 및 도 4는 공급부와 배출부가 설치된 단열블럭을 보여주는 도면들이다. FIG. 2 is a view showing the heater assembly shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are views showing an insulating block provided with a supply part and a discharge part.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 히터 어셈블리(120)는 상부블럭(122a), 하부블럭(122b) 그리고 측면블럭(122c)으로 이루어지는 단열블럭(122)을 포함한다. 이 단열블럭(122)의 안쪽에는 열을 발생시키는 코일(124)이 설치되며, 상기 단열블럭의 외곽에는 냉각수 순환라인(126)이 설치된다. 그리고 상기 냉각수 순환라인(126)을 보호하기 위해 보호커버(126a)가 상기 냉각수 순환라인(126)을 감싸도록 설치된다. 또한, 상기 히터 어셈블리(1200는 상기 단열블럭(122) 내부의 온도를 강제로 떨어뜨리기 위한 공냉 수단(130)을 갖는다. As shown in FIGS. 2 to 4, the heater assembly 120 includes an insulating block 122 including an upper block 122a, a lower block 122b, and a side block 122c. A coil 124 for generating heat is installed inside the insulation block 122, and a cooling water circulation line 126 is installed outside the insulation block. A protective cover 126a is installed to surround the cooling water circulation line 126 to protect the cooling water circulation line 126. In addition, the heater assembly 1200 has an air cooling means 130 for forcibly lowering the temperature inside the insulating block 122.

상기 공냉 수단(130)을 구체적으로 살펴보면, 냉각용 기체로 외부공기(또는 불활성가스가 사용될 수 있으며, 이하 외부공기라고 칭함.)가 상기 단열블럭 내부로 공급되는 공급부(132)와, 상기 단열블럭 내부로 공급된 외부 공기가 단열블럭 밖으로 배출되는 배출부(140) 그리고 배출된 불활성가스를 상온으로 냉각시켜주는 냉각부(150)를 포함한다. Looking at the air-cooling means 130 in detail, the supply unit 132 is supplied to the inside of the insulating block, the outside air (or inert gas may be used, hereinafter referred to as external air) as the cooling gas, and the insulating block And a cooling unit 150 for cooling the discharged inert gas to room temperature.

상기 공급부(132)에 연결되는 유입포트(134a) 그리고 상기 유입포트(134a)를 통해 유입된 기체가 상기 단열블럭(122) 내부로 균일하게 공급될 수 있도록 상기 하부블럭(122b)에 관통되어 형성되는 다수의 분사홀(136)들을 갖는다. 상기 분사홀(136)들은 상기 하부블럭(122b)에 방사상으로 배치되며 그 분사각이 수직하도록 형성될 수 있다. The inlet port 134a connected to the supply unit 132 and the gas introduced through the inlet port 134a are formed to penetrate the lower block 122b so as to be uniformly supplied into the adiabatic block 122. It has a plurality of injection holes (136). The injection holes 136 may be disposed radially in the lower block 122b and may be formed such that their injection angles are vertical.

그리고, 상기 배출부(140)는 상기 단열블럭(122)의 상부블럭(122a) 에 연결되는 배출포트(142a) 그리고 상기 단열블럭 내부의 고온의 공기를 배출하기 위하여 상기 상부블럭(122a)에 관통되어 형성되는 다수의 배출홀(144)들을 갖는다. 상기 배출홀(144)들은 상기 상부블럭(122a)에 방사상으로 배치된다. The discharge unit 140 penetrates the discharge port 142a connected to the upper block 122a of the insulating block 122 and the upper block 122a to discharge high-temperature air inside the insulating block 122. It has a plurality of discharge holes 144 are formed. The discharge holes 144 are disposed radially in the upper block 122a.

한편, 상기 배출부(140)의 배출포트(142a)에는 상기 배출포트를 통해 배출되는 고온의 공기를 냉각하기 위한 냉각부(150)의 유입포트(152)가 연결된다. 상기 냉각부(150)는 상기 유입포트(152)를 통해 유입되는 뜨거운 공기를 냉각시키기 위한 칠러(chiller;154)를 통과한 공기가 외부로 배출되는 유출포트(158)를 갖는다. On the other hand, the inlet port 152 of the cooling unit 150 for cooling the hot air discharged through the discharge port is connected to the discharge port 142a of the discharge unit 140. The cooling unit 150 has an outlet port 158 through which air passing through a chiller 154 for cooling hot air introduced through the inlet port 152 is discharged to the outside.

이와 같이 히터 어셈블리(120)를 갖는 퍼니스 장치에서의 증착 공정은 다음과 같다. As described above, the deposition process in the furnace apparatus having the heater assembly 120 is as follows.

상기 반응관(110)이 상기 히터 어셈블리(120)의 히팅코일(124)에 의해 소정의 공정처리온도(예를 들어 800-1250도)로 가열되면, 복수의 기판들이 적재된 석영보트(116)가 로더장치(119)에 의해 상승하여 상기 반응관(110) 내부로 로딩된다. 그리고, 소정의 반응가스들이 상기 반응관 내부로 공급되어 막형성 또는 확산 등의 열처리가 진행된다. 이렇게 소정 시간동안 열처리 공정이 완료되면, 상기 석영보트(116)는 상기 반응관(110)으로부터 언로딩된다. When the reaction tube 110 is heated to a predetermined process temperature (for example, 800-1250 degrees) by the heating coil 124 of the heater assembly 120, a plurality of substrates are loaded quartz boat 116 Is lifted by the loader device 119 is loaded into the reaction tube (110). Then, predetermined reaction gases are supplied into the reaction tube to perform heat treatment such as film formation or diffusion. When the heat treatment process is completed for a predetermined time, the quartz boat 116 is unloaded from the reaction tube 110.

상기 석영보트(116)가 언로딩된 직후, 상기 반응관(110)을 급속히 냉각시키기 위해 강제 공냉 과정이 이루어진다. 즉, 냉각부(150)가 동작되면, 상기 단열블럭(122)과 상기 반응관(110) 사이의 공기(뜨거운 공기)가 상기 배출부(140)의 배출홀(144)들을 통해 냉각부(150)로 흡입(유입)되고, 이와 동시에 상기 단열블럭(122)과 상기 반응관(110) 사이의 공간으로는 상기 공급부(132)를 통해 외부의 공기(상온의 공기)가 유입된다. 이 외부 공기는 상기 히터 어셈블리(120)의 공급부의 경로(유입포트- 분사홀들)를 통해 상기 단열블럭(122)과 상기 반응관(110) 사이의 공간으로 분사된다.Immediately after the quartz boat 116 is unloaded, forced air cooling is performed to rapidly cool the reaction tube 110. That is, when the cooling unit 150 is operated, air (hot air) between the insulating block 122 and the reaction tube 110 passes through the discharge holes 144 of the discharge unit 140. At the same time, the outside air (air at room temperature) is introduced into the space between the heat insulating block 122 and the reaction tube 110 through the supply part 132. The outside air is injected into the space between the heat insulation block 122 and the reaction tube 110 through a path (inlet port-injection holes) of the supply unit of the heater assembly 120.

이처럼, 상기 외부공기는 상기 단열블럭(122)과 상기 반응관(110) 사이의 공간에서 상승하기 때문에 외부공기가 전체적으로 빠르게 급랭되고, 결국 온도의 급랭을 얻을 수 있는 장점이 있다. 외부공기는 상승하면서 상기 반응관과 코일의 온도를 떨어뜨리게 되고, 이렇게 해서 뜨거워진 공기는 상기 배출부(140)의 배출홀(144)들을 통해 상기 냉각부(150)로 유입된다. As such, since the external air rises in the space between the insulating block 122 and the reaction tube 110, the external air is rapidly quenched as a whole, and thus, there is an advantage in that the rapid quenching of temperature is obtained. As the outside air rises, the temperature of the reaction tube and the coil is dropped, and the hot air is introduced into the cooling unit 150 through the discharge holes 144 of the discharge unit 140.

상기 냉각부로 유입된 공기는 칠러(154)를 통과하면서 냉각되어진 후 유출포트(158)를 통해 외부로 배출된다. 한편, 상기 유출포트(158)에는 배출되는 공기에 포함된 파티클(이물질)들을 거르기 위한 필터(159)가 설치되어 있다. 상기 필터(159)는 뜨거운 공기에 의해 손상됨 가능성이 높기 때문에, 가능한 냉각부 전에 설치하는 것보다 냉각부 후단에 설치되는 것이 바람직하다.  The air introduced into the cooling unit is cooled while passing through the chiller 154 and then discharged to the outside through the outlet port 158. On the other hand, the outlet port 158 is provided with a filter 159 for filtering particles (foreign matter) contained in the discharged air. Since the filter 159 is highly likely to be damaged by hot air, it is preferable that the filter 159 is installed at the rear end of the cooling unit rather than being installed before the cooling unit.

이러한 공기의 흐름을 통해 상기 히터 어셈블리(120)의 내부 온도는 850~1250도에서 300도까지 15~20℃/min의 속도로 급속하게 냉각됨으로써, 반응관(또는 히터 어셈블리)의 냉각 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 이 공기의 흐름은 상기 반응관의 하부에서 상부로 상승하기 때문에 온도의 균일성을 얻을 수 있다. Through the air flow, the internal temperature of the heater assembly 120 is rapidly cooled at a rate of 15 to 20 ° C./min from 850 to 1250 degrees to 300 degrees, thereby shortening the cooling time of the reaction tube (or the heater assembly). You can. In addition, since the air flow rises from the bottom of the reaction tube to the top, temperature uniformity can be obtained.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. And, it is possible to change or modify within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the written description, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 히터 내부의 온도를 신속하게 냉각이 가능해짐으로써 공정 대기 시간을 단축시킬 수 있어 생산성 향상 효과를 얻을 수 있다. 뜨거운 공기를 냉각한 후 외부로 배출함으로써 실내의 온도 상승 문제가 발생되지 않으며, 특히 필터를 설치함으로써 실내 오염을 방지할 수 있다. As described above in detail, the present invention can obtain the following effects. By rapidly cooling the temperature inside the heater, the process waiting time can be shortened and the productivity improvement effect can be obtained. Cooling the hot air and then discharging it to the outside does not cause a temperature increase in the room, and in particular, by installing a filter, it is possible to prevent indoor contamination.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼니스 장치를 개략적으로 보여주는 도면;1 shows schematically a furnace apparatus according to a preferred embodiment of the invention;

도 2는 도 1에 도시된 퍼니스 장치에서 반응관을 냉각하기 위한 공기 흐름을 도시한 도면;FIG. 2 shows an air flow for cooling the reaction tube in the furnace apparatus shown in FIG. 1; FIG.

도 3은 공급부가 설치된 단열블럭의 하부블럭을 보여주는 도면;3 is a view showing a lower block of the insulating block in which the supply unit is installed;

도 4는 배출부가 설치된 단열블럭의 상부블럭을 보여주는 도면;4 is a view showing an upper block of the insulating block in which the discharge unit is installed;

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

110 : 반응관110: reaction tube

120 : 히터 어셈블리120: heater assembly

122 : 단열블럭122: insulation block

124 : 코일124 coil

130 : 공냉수단 130: air cooling means

Claims (11)

반도체 제조를 위한 퍼니스 장치에 있어서: In the furnace apparatus for semiconductor manufacturing: 내부에 복수의 기판들이 적재되는 석영보트가 위치되는 반응관;A reaction tube in which a quartz boat in which a plurality of substrates are placed is placed; 상기 반응관을 가열하기 위하여 상기 반응관을 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리를 포함하되;A heater assembly installed to surround the reaction tube to heat the reaction tube; 상기 히터 어셈블리는 The heater assembly 단열블럭과, 상기 단열블럭 안쪽에 설치되는 열 발생 코일;An insulation block and a heat generating coil installed inside the insulation block; 상기 단열블럭 내부의 온도를 강제로 떨어뜨리기 위한 공냉수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치.Furnace apparatus for manufacturing a semiconductor, characterized in that it comprises an air cooling means for forcibly lowering the temperature inside the insulating block. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공냉수단은The air cooling means 냉각용 기체가 상기 단열블럭 내부로 공급되는 공급부;A supply unit for supplying a gas for cooling into the insulating block; 상기 단열블럭 내부의 고온의 냉각용 기체가 밖으로 배출되는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치.Furnace apparatus for manufacturing a semiconductor, characterized in that it comprises an outlet for discharging the high-temperature cooling gas inside the insulating block. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 공급부는 상기 냉각용 기체가 유입되는 상기 유입포트를 통해 유입된 냉각용 기체가 상기 단열블럭 내부로 균일하게 공급될 수 있도록 상기 단열블럭의 하부에 관통되어 형성되는 다수의 분사홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치.The supply unit includes a plurality of injection holes formed to penetrate the lower portion of the insulating block so that the cooling gas introduced through the inlet port through which the cooling gas flows into the insulating block. Furnace apparatus for manufacturing a semiconductor. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 분사홀들은 상기 단열블럭에 방사상으로 배치되게 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치. Furnace apparatus for manufacturing a semiconductor, characterized in that the injection holes are radially disposed in the insulating block. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 배출부는 The discharge portion 상기 공급부를 통해 공급된 냉각용 기체가 빠져나가는 배출홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치.Furnace apparatus for manufacturing a semiconductor, characterized in that it comprises discharge holes through which the gas for cooling supplied through the supply portion exits. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 공냉수단은The air cooling means 상기 배출부를 통해 배출되는 고온의 냉각용 기체를 상온으로 냉각시켜주는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치.Furnace apparatus for manufacturing a semiconductor, characterized in that further comprising a cooling unit for cooling the high-temperature cooling gas discharged through the discharge to room temperature. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 냉각부는 상기 배출부와 연결되는 유입포트;The cooling unit is an inlet port connected to the discharge portion; 상기 유입포트를 통해 유입된 고온의 냉각용 기체를 냉각시키는 칠러(chiller);Chiller (chiller) for cooling the high-temperature cooling gas introduced through the inlet port; 상기 칠러를 통과한 냉각용 기체가 외부로 배출되는 유출포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치.Furnace apparatus for manufacturing a semiconductor, characterized in that it comprises an outlet port for the cooling gas passing through the chiller is discharged to the outside. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 냉각부는 상기 유출포트를 통해 배출되는 냉각용 기체에 포함된 파티클들을 제거하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치.The cooling unit further comprises a filter for removing particles contained in the gas for cooling discharged through the outlet port. 내부에 복수의 기판들이 적재되는 석영보트가 위치되는 반응관을 가열하기 위하여 상기 반응관을 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리를 포함하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치에서의 열처리 방법에 있어서: A heat treatment method in a furnace apparatus for manufacturing a semiconductor comprising a heater assembly installed to surround the reaction tube in order to heat a reaction tube in which a quartz boat on which a plurality of substrates are stacked is placed is heated: 상기 반응관이 상기 히터 어셈블리의 히팅코일에 의해 소정의 처리온도로 가열되는 단계; Heating the reaction tube to a predetermined processing temperature by a heating coil of the heater assembly; 복수의 기판들이 적재된 석영보트가 상기 반응관 내부로 로딩되어 열처리하는 단계; A quartz boat loaded with a plurality of substrates is loaded into the reaction tube and heat treated; 열처리를 끝낸 상기 석영보트를 상기 반응관으로부터 언로딩하는 단계; Unloading the quartz boat after the heat treatment from the reaction tube; 상기 석영보트가 언로딩된 직후, 상기 반응관을 급속히 냉각시키기 위해 강제 공냉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치에서의 열처리 방법. And immediately after the quartz boat is unloaded, forcibly air cooling to rapidly cool the reaction tube. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 강제 공냉 단계는 The forced air cooling step 상기 반응관 외곽 상부에서 뜨거운 공기를 외부로 배출함과 동시에, 상기 반응관 외곽 하부에서 외부로부터 냉각용 기체가 공급되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치에서의 열처리 방법. The hot air is discharged to the outside from the upper portion of the reaction tube, the cooling gas is supplied from the outside from the lower portion of the reaction tube, the heat treatment method in the furnace apparatus for manufacturing a semiconductor. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 강제 공냉 단계는 The forced air cooling step 상기 히터 어셈블리를 통해 외부로 배출되는 고온의 기체를 냉각시킨 후 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스 장치에서의 열처리 방법. The heat treatment method of the furnace apparatus for manufacturing a semiconductor, characterized in that for cooling the hot gas discharged to the outside through the heater assembly and then discharged to the outside.
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