KR100432440B1 - 종형 열처리장치 - Google Patents

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KR100432440B1
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마사히로 미야시타
겐이치 야마가
가츠히코 미하라
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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

제1웨이퍼보트를 싣고서 웨이퍼 이재(移載)영역과 열처리로내의 위치 사이를 이동하는 제1보트엘리베이터와, 제2웨이퍼보트를 싣고서 웨이퍼 이재영역과 열처리로내의 위치 사이를 이동하는 제2보트엘리베이터를 설치하면, 웨이퍼보트의 이재를 행하지 않기 때문에 웨이퍼보트의 위치 어긋남의 문제가 없어져서 웨이퍼보트의 전도(轉倒)를 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼보트의 이재를 행하는 경우에도, 웨이퍼보트의 하단측에 절결부를 형성하고, 웨이퍼 이재스테이지의 상면에 절결부와 적합(適合)하는 가이드부재를 설치하여 웨이퍼보트를 웨이퍼 이재스테이지로 재치할 때에, 강제적으로 위치맞춤을 행하면 위치 어긋남이 보정되어, 어긋남의 누적이 없기 때문에, 웨이퍼보트의 전도를 방지할 수 있다.

Description

종형 열처리장치
본 발명은, 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 피처리기판에 대해 열처리를 행하기 위한 종형 열처리장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 제조함에 있어서 중요한 공정의 하나로서, 예컨대 산화막의 형성, 도펀트의 확산, 어닐 또는 CVD 등을 행하는 열처리공정이 있고, 예컨대 종형 열처리장치에서 실시되고 있다. 종형 열처리장치에서는, 반응관의 아래측에서 웨이퍼보트에 다수 매의 웨이퍼를 탑재한 후, 보트엘리베이터를 상승시켜 웨이퍼를 반응관내로 반입하고, 반응관내를 소정의 온도로 가열하면서 처리가스를 반응관내로 도입하여 소정의 열처리를 행한다.
열처리공정 전체의 효율을 높이는 방법의 하나로서, 웨이퍼보트를 2기 준비하여, 한쪽의 웨이퍼보트를 반응관내로 로드해서 열처리를 행하는 동안에, 다른쪽의 웨이퍼보트로 웨이퍼(W)를 이재하는 것이 행해지고 있다. 구체적으로는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 우선 도 1A에 나타낸 공정이 있어서 웨이퍼(W)를 탑재한 제1웨이퍼보트(11)를 보트엘리베이터(12)의 보온통(13)상에 이재(移載)하고, 보트엘리베이터(12)를 상승시켜 열처리로(14)내로 반입해서 열처리를 행한다. 한편, 제2웨이퍼보트(15)를 웨이퍼 이재스테이지(16)에 재치하여, 웨이퍼 이재암(17)에 의해 이 웨이퍼보트(15)로 웨이퍼(W)를 이재한다. 여기서, 웨이퍼보트(11)의 보온통(13)으로의 재치(載置)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 웨이퍼보트(11)의 하단부에 형성된 환(環)형상 돌기부(11a)를 보온통(13)의 상면에 형성된 凹부(13a)에 끼워 맞춤으로써 행해진다.
계속해서, 도 1B에 나타낸 공정에서, 보트엘리베이터(12)를 하강시켜 열처리가 종료한 제1웨이퍼보트(11)를 반출하고, 도시하지 않은 보트 이재암에 의해 중간스테이지(18)로 이재한 후, 보트 이재암에 의해 제2웨이퍼보트(15)를 보트엘리베이터(12)의 보온통(13)상으로 이재한다. 그리고, 도 1C에 나타낸 공정에 있어서, 제2웨이퍼보트(15)를 열처리(14)내로 반입하여 열처리를 행하고, 한편, 제1웨이퍼보트(11)를 보트 반송암에 의해 웨이퍼 이재스테이지(16)로 이재하여 여기서 웨이퍼(W)의 이재를 행한다.
그러나, 상술한 방법에서는 제1 및 제1웨이퍼보트(11, 15)를 보트 이재암에 의해 웨이퍼 이재스테이지(16), 보트엘리베이터(12), 중간스테이지(18) 순으로 이재하고 있지만, 웨이퍼보트(11(15))는 단순히 스테이지(16, 18)상에 재치되어 있는데 지나지 않고, 또한 비용적인 이유 등도 포함해서 보트 이재암의 정밀도에도 한계가 있기 때문에, 이재시 다소의 위치 어긋남은 피할 수 없다.
그리고, 이재를 반복함으로써 웨이퍼보트(11)의 위치 어긋남이 점차로 누적되고, 결국에는 웨이퍼보트(11)의 하단이 보트엘리베이터(12)상의 보온통(13)의 凹부에 끼워 맞출 수 없게 되어 웨이퍼보트(11)의 낙하사고를 발생시킬 우려가 있다. 이와 같은 사고가 일어나면, 웨이퍼보트(11)는 파손되고, 이 웨이퍼보트는 석영 등을 고정밀도로 가공하여 제작된 것이어서 매우 고가인 것이 큰 손실을 받게 된다.
이와 같은 사고의 발생을 방지하기 위해, 웨이퍼보트의 하단부에 절결부를 형성함과 더불어 보온통측에 상기 절결부에 적합하는 형상의 가이드를 설치하고, 웨이퍼보트를 보온통에 재치할 때에 웨이퍼보트의 절결부에 가이드를 삽입하여 위치맞춤을 행하며, 이로 인해 위치 어긋남의 발생을 억제하는 방법도 검토되고 있다. 그러나, 이 경우 웨이퍼보트나 보온통의 재질인 석영이나 SiC 등은 미끄러지기 어렵기 때문에, 위치맞춤이 확실하게 행해지지 않아, 위치 어긋남의 누적을 회피하기에는 충분하지 않은 것으로 생각된다.
한편, 반도체 웨이퍼(이하, " 웨이퍼 " 로 칭함)에 대해 성막처리나, 산화막의 형성 등의 열처리를 일괄하여 행하는 열처리장치로는 예컨대 도 3에 나타낸 바와 같은 종형 열처리장치가 있다. 도면중 20은 오픈형 웨이퍼카세트(21: 이하 카세트(21)로 칭함)의 입출력포트이고, 이 후방에는 카세트암(22a)의 이재로를 매개로 상측에 스토커(22), 하측에 중간스테이지(23)가 배열설치되어 있다. 중간스테이지(23)의 후방측에는, 웨이퍼 이재수단(23a)을 매개로 웨이퍼보트(24)가 설치되어 있다. 웨이퍼보트(24)의 위쪽에는 열처리로(25)가 배열설치되어 있고, 보트엘리베이터(24a)가 상승하여 웨이퍼보트(24)가 열처리로(25)내로 반입되게 된다.
여기서, 상술한 웨이퍼보트(24)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상하 양단부의 영역에 대해서는, 더미영역으로 사용하지 않고, 이 양단부를 없앤 영역을 처리영역으로서 처리용 웨이퍼(W1: 이하 웨이퍼(W1)로 칭함)가 탑재된다. 그 이유는, 열처리로(25)의 구조상, 열처리로(25)내에서 웨이퍼보트(24)의 상부측이나 하부측은 설정온도와의 온도차가 크기 때문에 균일한 열처리를 행하는 것이 곤란하기 때문이다. 그리고, 이 더미영역에는 더미 웨이퍼(W2)가 항시 탑재된다. 또한, 더미 웨이퍼(W2)는 카세트(21)로부터 웨이퍼보트(24)로 이재되는 웨이퍼(W1)의 매수가 상기 처리영역의 웨이퍼의 매수보다 적은 때에는, 처리영역에 웨이퍼가 탑재되어 있지 않은 이빠진 부분이 생기고, 이로 인해 처리가스의 균일한 흐름이 방해받기 때문에, 이 이빠진 부분을 메우기 위해서도 탑재된다.
상술한 종형 열처리장치에서는, 웨이퍼(W1)는 처리용 웨이퍼카세트(21a: 이하 처리용 카세트(21a)로 칭함)에 수납되고, 더미 웨이퍼(W2)는 더미용 웨이퍼카세트(21b: 이하 더미용 카세트(21b)라 칭함)에 수납되어 있으며, 이들 처리용 카세트(21a)와 더미용 카세트(21b)는 스토커(22)에 수용되어 있다. 그리고, 스토커(22)로부터 중간스테이지(23)로 카세트암(22a)에 의해 처리용 카세트(21a)와 더미용 카세트(21b)를 반송하고, 이전에 입출력포트(20)에서 도시하지 않은 웨이퍼카운터에 의해 카운트한 각 처리용 카세트(21a)내의 웨이퍼(W1)의 매수의 카운트값에 따라, 우선 웨이퍼 이재수단(23a)에 의해 더미 웨이퍼(W2)를 웨이퍼보트(24)의 소정 위치로 이재하고 나서 웨이퍼(W1)를 이재하도록 하였다.
그런데, 최근과 같이 패턴의 미세화가 진행되고, 디바이스가 섬세하게 되면, 자연산화막이나 파티클의 발생을 보다 더한층 억제하는 것이 중요하게 되고 있다. 이 때문에, 열처리로(25)의 아래쪽 영역에 형성된 이재실을 구획하기도 하고, 카세트 자체를 덮개를 설치한 클로즈형으로 하며, 이 카세트내의 청정도를 높이는 구상이 진행되고 있다. 이와 같은 구상의 열처리장치로서는 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이, 예컨대 이재실(26)의 벽부(27)에 덮개가 부착된 인수인도구(27a)를 형성하고, 스토커(22)로부터 반송된 클로즈형 카세트(28: 이하 카세트(28)로 칭함)를 장착하여 덮개를 떼어 내고, 카세트(28)내를 인수인도구(27a)를 매개로 이재실(26)내로 개방하여, 카세트(28)내의 웨이퍼를 이재암(29)에 의해 웨이퍼보트(24)로 이재하는 것이 검토되고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 클로즈형 카세트(28)에서는, 덮개를 열지 않으면카세트(28)내의 웨이퍼의 매수를 카운트할 수 없다. 따라서, 인수인도구(27a)에 카세트(28)를 장착함으로써, 예컨대 인수인도구(27a) 근방에 설치된 웨이퍼 카운터에 의해 웨이퍼의 매수를 카운트하게 된다. 그리고, 웨이퍼보트(24)의 처리영역(처리용 웨이퍼의 보유영역)의 웨이퍼의 매수보다도 상기 카운트한 웨이퍼(W1)의 매수가 적은 경우에는, 상술한 바와 같이 부족분의 웨이퍼를 더미 웨이퍼(W2)에서 보충하지 않으면 안된다.
그런데, 웨이퍼보트(24)의 처리영역에 위로부터 차례로 웨이퍼(W1)를 이재하고 있는 것이면, 부족분의 더미 웨이퍼(W2)는 카세트(28)내의 웨이퍼(W1)를 이재한 후, 그 하단측으로 이재하면 되지만, 일반적으로는 이와 같이 위로부터 차례로 웨이퍼(W1)를 이재하지 않는 것이 많다.
일례로서, 웨이퍼보트(24)의 처리영역은, 예컨대 도 4에 나타낸 바와 같이, 1카세트만큼의 웨이퍼의 매수마다 3개의 블럭(B(B1,B2,B3))으로 블럭화되고(3개의 블럭화는 단순한 일례에 지나지 않음), 각 블럭(B)에 1개의 카세트(28)를 할당하여 관리하는 경우가 있다. 이는 예컨대 카세트(28)내에 모니터 웨이퍼를 포함시켜 두고, 그 모니터 웨이퍼를 후에 해석하여, 그 모니터 웨이퍼가 포함되는 카세트(28)가 어떤 블럭에서 처리되었는가를 파악하기 위함이다. 또한, 웨이퍼(W1)의 매수가 적을 때에는 될 수 있으면 특성이 양호한 영역, 예컨대 처리영역의 중심에 가까운 영역에 배열하는 경우가 있다.
이와 같은 운용에 있어서는, 웨이퍼(W1)의 상단측에 더미 웨이퍼(W2)가 위치한다는 배열패턴이 포함되게 되지만, 이 경우에는 파티클 오염을 경감하기 위해서는 웨이퍼(W1)보다도 먼저 더미 웨이퍼(W2)을 이재할 필요가 있고, 웨이퍼(W1)를 이재하고 그 상단측에 후로부터 더미 웨이퍼(W2)를 이재하는 것을 회피하지 않으면 안된다.
따라서, 이 경우에는, 우선 처리용 웨이퍼 카세트(28a: 이하 처리용 카세트(28a)로 칭함)를 인수인도구(27a)에 장착하여 웨이퍼(W1)의 매수를 카운트로 하고, 이어서 처리용 카세트(28a)와 더미용 웨이퍼 카세트(28b: 이하 더미용 카세트(28b)로 칭함)를 교환하며, 더미용 웨이퍼(W2)를 웨이퍼보트(24)로 이재한다. 이 후, 더미용 카세트(28b)와 처리용 카세트(28a)를 교환하고, 웨이퍼(W1)를 웨이퍼보트(24)로 이재하지 않으면 안된다.
여기서, 처리용 카세트(28a)와 더미용 카세트(28b)의 교환시에는, 그 때마다 카세트(28a, 28b)나 인수인도구의 덮개의 개폐가 필요하고, 또한 스토커(22)와 인수인도구(27) 사이의 카세트(28a, 28b)의 반송 등의 조작을 행하지 않으면 안되기 때문에, 시퀀스가 복잡하게 됨과 더불어 조작에 시간이 걸린다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 그 목적은 제1 및 제2보지구(保持具)를 이용하여 피처리체의 열처리를 행함에 있어서 보지구의 전도를 방지할 수 있는 종형 열처리장치를 제공함에 있다. 또한, 다른 목적은 더미용 피처리기판을 보지구로 이재함에 있어서 이재작업을 용이하면서 단시간에 행할 수 있고, 또한 카세트 수용부에 수용할 수 있는 처리용 피처리기판 카세트의 수를 많게 할 수 있는 종형 열처리장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 종형 열처리장치의 작용을 나타낸 설명도이고,
도 2는 종래의 보온통에 웨이퍼보트를 탑재시킨 상태를 나타낸 설명도,
도 3은 종래의 종형 열처리장치를 나타낸 측면도,
도 4는 웨이퍼보트를 나타낸 측면도,
도 5는 종래의 종형 열처리장치를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명의 제1실시형태에 따른 종형 열처리장치의 주요부를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 제1실시형태에 따른 종형 열처리장치의 주요부를 나타낸 평면도,
도 8은 본 발명의 제1실시형태에 따른 종형 열처리장치 전체를 나타낸 단면도,
도 9는 본 발명의 제1실시형태에 따른 종형 열처리장치의 작용을 나타낸 설명도,
도 10은 본 발명의 제2실시형태에 따른 열처리장치의 이재실 내부를 나타낸 사시도,
도 11은 본 발명의 제2실시형태에 따른 열처리장치를 나타낸 평면도,
도 12는 본 발명의 제2실시형태에 따른 열처리장치를 나타낸 단면도,
도 13은 클로즈형 카세트를 나타낸 사시도,
도 14는 본 발명의 제2실시형태에 따른 열처리장치의 작용을 설명하기 위한 설명도,
도 15A는 본 발명의 제3실시형태에 따른 열처리장치를 나타낸 단면도,
도 15B는 도 15A에 나타낸 열처리장치에 있어서, 카세트내의 웨이퍼 매핑 정보를 얻는 방법을 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 제4실시형태에 따른 종형 열처리장치의 주요부를 나타낸 사시도,
도 17은 본 발명의 제4실시형태에 따른 웨이퍼보트의 일부와 웨이퍼 이재스테이지를 나타낸 사시도,
도 18은 웨이퍼보트가 웨이퍼 이재스테이지상에 재치된 상태를 나타낸 단면도,
도 19는 본 발명의 제4실시형태에 따른 종형 열처리장치의 작용을 나타낸 설명도이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1특징은, 노내로의 반출입을 하측으로부터 행하는 종형 열처리로와, 복수의 피처리체를 보지하고, 종형 열처리로에 출입되는 제1 및 제2보지구, 제1보지구를 탑재하고, 열처리로내의 위치와 이 열처리로내의 위치로부터 떨어진 이재영역 사이를 이동하며, 상기 제1보지구를 반송하는 제1보지구 반송수단, 제2보지구를 탑재하고, 열처리로내의 위치와 이 열처리로내의 위치로부터 떨어진 이재영역 사이를 이동하며, 제2보지구를 반송하는 제2보지구 반송수단 및, 이재영역에서 제1보지구와 제2보지구에 대해 피처리체의 인수인도를 행하는 피처리체 이재수단을 구비하고, 제1보지구 반송수단과 제2보지구 반송수단에 의해 제1보지구와 제2보지구를 교대로 열처리로내로 반출입하여 피처리체의 열처리를 행하는 종형 열처리장치이다.
본 발명의 제2특징은, 종형 열처리로에 연통함과 더불어, 제1 및 제2보지구와 제1 및 제2보지구 반송수단과 피처리체 이재수단을 수용하는 이재실과, 이 이재실내의 이재영역에 설치되고, 더미용 피처리체를 보지하는 제3보지구, 상기 이재실의 실벽에서 이재영역으로 향하는 위치에 개구되고, 이재실 외부로부터 피처리체를 이재실내로 반입하기 위한 인수인도구, 복수의 피처리체를 수납하는 카세트본체와 이 카세트본체의 개구부를 개폐가능하게 밀폐하는 덮개를 갖추고, 카세트본체의 덮개로 밀폐된 개구부를 인수인도구에 장착하여 덮개를 벗김으로써 카세트내부를 이재실내로 연통시켜, 피처리체를 이재실내로 반송가능한 상태로 하는 덮개부착 밀폐형 피처리체 카세트 및, 인수인도구에서 밀폐형 피처리체 카세트의 덮개가 벗겨진 후, 밀폐형 피처리체 카세트내의 피처리체의 매수를 카운트하기 위한 피처리체 카운터를 더 구비하고, 이재수단은 인수인도구에 장착된 밀폐형 피처리체 카세트와 제1 및 제2보지구 사이에서 피처리체를 이재함과 더불어, 피처리체 카운터의 카운트 결과에 기초하여 제3보지구로부터 더미용 피처리체를 제1 또는 제2보지구로 이재하는 것을 더 행하는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치이다.
본 발명의 제3특징은, 이재실의 외부영역에 설치되고 처리전의 피처리체를 수납한 피처리체 카세트 및 처리후의 피처리체를 수납한 피처리체 카세트를 수용하는 카세트 수용부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치이다.
본 발명의 제4특징은, 종형 열처리로에 연통함과 더불어, 제1 및 제2보지구와 제1 및 제2보지구 반송수단과 피처리체 이재수단을 수용하는 이재실과, 이 이재실내의 이재영역에 설치되고 더미용 피처리체를 보지하는 제3보지구, 복수의 처리용 피처리체를 수납하기 위한 피처리체 카세트, 피처리체 카세트내의 피처리체의 매수를 카운트하기 위한 피처리체 카운터, 이재실내의 상기 이재영역에 설치되고 피처리체 카세트가 재치(載置)되는 인수인도 재치부 및, 이재실의 외부영역에 설치되고 처리전의 피처리체를 수납한 피처리체 카세트 및 처리후의 피처리체를 수납한 피처리체 카세트를 수납하기 위한 카세트 수용부를 구비하고, 이재수단은 인수인도 재치부에 장착된 피처리체 카세트와 제1 및 제2보지구 사이에서 피처리체를 이재함과 더불어, 피처리체 카운터의 카운트 결과에 기초하여 제3보지구로부터 더미용 피처리체를 제1 또는 제2보지구로 이재하는 것을 더 행하는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치이다.
본 발명의 제5특징은, 노내로의 반출입을 하측으로부터 행하는 종형 열처리로와, 복수의 피처리체를 보지하고 종형 열처리로의 출입되는 보지구, 종형 열처리로내와 이 열처리로의 아래쪽 위치 사이에서 보지구를 승강시키는 보지구 승강수단, 보지구의 아래쪽 위치로부터 이간(離間)된 이재영역에 설치되고 보지구를 재치하는 보지구 재치부, 보지구 승강수단과 보지구 재치부에 사이에서 보지구의 이동을 행하는 이재수단, 보지구 재치부에 재치된 보지구에 대해 피처리체의 인수인도를 행하는 피처리체 이재수단 및, 보지구 재치부의 보지구의 위치를 강제적으로 위치맞추는 위치맞춤기구를 설치한 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치이다.
본 발명의 제6특징은, 위치맞춤기구는 보지구의 하단부에 설치된 계합부(係合部)와, 보지구 재치부에 설치되어 계합부와 끼워 맞추어지는 가이드부재 및, 가이드부재를 계합부로 향하여 밀어올리는 밀어올림부를 구비하고, 보지구가 보지구 재치부에 재치될 때에 밀어올림기구에 의해 가이드부재가 밀어올려져 보지구의 계합부에 강제적으로 계합되고, 보지구의 위치맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치이다.
본 발명의 제7특징은, 보지구 재치부의 재치면에 기체를 공급하기 위한 기체공급수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치이다.
(실시예)
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1실시형태에 따른 종형 열처리장치의 주요부를 나타낸 사시도이고, 도 7은 그 평면도이다. 도면중 102는 후술하는 종형 열처리로이고, 이 열처리로(102)의 아래측에는 제1보지구 반송수단을 이루는 제1보트엘리베이터(103)와 제2보지구 반송수단을 이루는 제2보트엘리베이터(104)가 좌우로 대향하여 배열설치되어 있다. 이들 제1 및 제2보트엘리베이터(103, 104)는 동일 구조이고, 여기서는 편의상 제1보트엘리베이터(103)를 대표로 하여 설명한다.
제1보트엘리베이터(103)는, 열처리로(102)의 아래쪽 위치로부터 왼쪽으로 치우친 위치에 수직으로 설치된 볼나사축(131a)에 체결되면서, 가이드판(131b)에 따라 승강가능한 승강기대(131)를 구비하고 있고, 가이드판(131b)은 상기 볼나사축(131a)의 내측에 설치되어 있어 나사축(131a)을 열처리로(102)의 복사열로부터 보호하는 열복사판을 겸하고 있다.
또한, 승강기대(131)에는 모터(M)에 의해 회전하는 수직의 회전축(132a)에 의해 수평방향으로 회전 자유자재의 회전기대(132)가 장치되어 있다. 회전기대(132)의 상면에는, 상기 열처리로(102)의 덮개(135)와, 보온통(133)을 매개로 제1보지구인 제1웨이퍼보트(134)가 탑재되어 있고, 이 웨이퍼보트(134)는 예컨대 100매의 반도체 웨이퍼(W)를 소정 간격으로 상하로 배열하여 보지할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 제2보트엘리베이터(104)도 제1보트엘리베이터(103)와 마찬가지로, 승강부재(141), 회전기대(142), 열처리로(102)의 덮개(145), 보온통(143), 제2웨이퍼보트(144)를 구비하고 있다. 이렇게 함으로써, 제1보트엘리베이터(103) 및 제2보트엘리베이터(104)는 제1 및 제2웨이퍼보트(134, 144)를 웨이퍼 이재영역과 열처리로(102)내의 소정 위치 사이에서 반송하도록 구성되어 있다.
웨이퍼 이재영역에는, 피처리체 이재수단을 이루는 웨이퍼 이재수단(105)이설치되어 있고, 이 웨이퍼 이재수단(105)은 상기 제1 및 제2웨이퍼 보트(134, 144)와, 중간 인수인도부(121)와의 사이에서 웨이퍼를 예컨대 복수매 일괄하여 이재하는 웨이퍼 이재암(151)을 구비하고 있다.
여기서, 웨이퍼 이재영역을 포함하는 종형 열처리장치의 전체구성에 대해 도 8에 기초하여 설명한다. 이 종형 열처리장치에서는, 장치본체의 가장 안쪽에 상기 열처리로(102)가 설치되고, 이 아래쪽 위치에 제1웨이퍼 보트(134)가 배열설치되어 있으며, 그 앞쪽의 웨이퍼 이재영역에 제2웨이퍼보트(144)가 배열설치되어 있다. 또한, 제2웨이퍼보트(144)의 앞쪽에는 웨이퍼 이재수단(105)이 설치되어 있다. 이 웨이퍼 이재수단(105)을 매개로 제2웨이퍼보트(144)와 대향하는 위치에는 웨이퍼 인수인도부(121)가 배열설치되어 있고, 이 웨이퍼 인수인도부(121)에는 웨이퍼(W)를 수납하는 캐리어(161)가 배치되어 있다.
또한, 웨이퍼 인수인도부(121)의 위쪽 영역에는 캐리어 수납선반(122)이 설치되어 있어 이들 웨이퍼 인수인도부(121)와 캐리어 수납선반(122)으로 향하는 위치에는 캐리어 이재기(123)의 이동영역이 확보되어 있음과 더불어, 그 앞쪽에는 웨이퍼 카세트(161)의 입출력포트(120)가 배치되어 있다. 도면중 캐리어 이재기(123)는 지주(123a)에 따라 승강하는 승강대(123b)를 구비하고 있다. 도면 중 F는 공기필터부이다.
다음에, 상술한 종형 열처리장치의 작용에 대해 도 9에 기초하여 설명한다. 우선, 도 9A에 나타낸 공정에서는 제1보트엘리베이터(103)에 의해 제1웨이퍼보트(134)를 열처리로(102)내의 소정 위치에 반입하여, 이웨이퍼보트(134)에 보지된 피처리체 예컨대 웨이퍼(W)에 대해 소정의 열처리를 행한다. 한편, 제2보트엘리베이터(104)는 회전기대(142)가 웨이퍼 이재영역에 위치하고, 웨이퍼 이재암(151)이 웨이퍼 인수인도부(121)의 캐리어(161)내의 웨이퍼(W)를 제2보트엘리베이터(104)상의 제2웨이퍼보트(144)로 이재한다.
계속해서, 도 9B에 나타낸 공정에서는, 제1보트엘리베이터(103)의 승강부재(131)를 열처리로(102)의 아래쪽 위치까지 하강하고, 열처리가 종료된 제1웨이퍼보트(134)를 열처리로(102)로부터 반출한 후, 회전기대(142)를 회전시켜 웨이퍼보트(134)를 상기 아래쪽 위치로부터 웨이퍼 이재영역까지 이동한다. 이어서, 제2웨이퍼보트(144)의 회전기대(142)를 웨이퍼 이재영역으로부터 열처리로(102)의 아래쪽 위치까지 회전하고, 더욱이 승강부재(141)를 상기 아래쪽 위치로부터 열처리로(102)내의 소정 위치까지 상승하여 제2웨이퍼보트(144)를 열처리로내로 반입한다.
그리고, 도 9C에 나타낸 공정에서는, 웨이퍼 이재영역에 위치하는 제1웨이퍼보트(134)에 대해 웨이퍼 이재암(151)에 의해 웨이퍼(W)의 이재를 행한다. 이렇게 해서 한쪽의 웨이퍼보트(134(144))가 열처리로(102)내로 반입되어 있는 상태동안, 다른쪽의 웨이퍼보트(144(134))에 대해 웨이퍼 이재영역에서 웨이퍼(W)의 이재를 행해, 2기의 웨이퍼보트(134, 144)를 교대로 열처리로(102)내로 반입하여 웨이퍼(W)에 대해 열처리를 행한다.
이와 같은 종형 열처리장치에서는, 웨이퍼보트(134(144))를 보트엘리베이터(103, 104)로 이재시킨 채로 열처리로(102)의 아래쪽과 웨이퍼 이재영역사이를 이동시켜, 보트암에 의한 이체(移替)가 불필요하기 때문에, 웨이퍼 보트(134(144))의 위치 어긋남의 누적이라는 문제는 없게 되고, 웨이퍼보트(134(144))를 이재하는 것이 원인이었던 웨이퍼보트(134(144))의 전도사고를 방지할 수 있다.
이상 본 발명에서는, 제1웨이퍼보트(134)와 제2웨이퍼보트(144)에 공통의 웨이퍼 이재수단(105)에 의해 웨이퍼(W)를 이재하는 대신에, 각각 다른 웨이퍼 이재수단에 의해 웨이퍼(W)를 이재하도록 해도 된다.
도 10은 본 발명의 제2실시형태에 따른 종형 열처리장치의 주요부를 나타낸 사시도이고, 도 11은 그 평면도, 도 12는 그 측면도이다. 도 11중 221은 이재실이고, 이 이재실(221)의 전방측의 벽부(221a)에는 후술하는 클로즈형 카세트가 장착되는 인수인도구(222)가 형성되어 있다. 이 인수인도구(222)는 평상시는 도시하지 않은 덮개로 닫혀 있다.
이재실(221)의 가장 안쪽의 위쪽에는 열처리로(102)가 설치되어 있고, 이 열처리로(102)의 아래쪽에는 2기의 보트엘리베이터(103, 104)가 좌우로 대향하여 배열설치되어 있다. 제1보트엘리베이터(103)에는 제1웨이퍼보트(134)가 설치되어 있고, 제2보트엘리베이터(104)에는 제2웨이퍼보트(144)가 설치되어 있다. 제1 및 제2웨이퍼보트(134, 144)에는 각각 예컨대 50매의 처리용 웨이퍼(W1)가 소정 간격을 두어 상하로 배열설치되어 있다. 또한, 이들 제1, 제2 보트엘리베이터(103, 104), 제1, 제2웨이퍼보트(134, 144)는 도 6, 도 7에 나타낸 제1실시형태와 동일 구성이므로 설명을 생략한다.
그리고, 이들 2기의 웨이퍼보트는 한쪽의 보트가 열처리로(102)에 반입되고 있는 동안, 다른쪽의 보트로 웨이퍼 이재영역에 있어서 웨이퍼(W)가 이재되고, 이렇게 하여 웨이퍼보트(134, 144)는 교대로 열처리로(102)에 반입된다.
또한, 예컨대 보트엘리베이터(104)의 앞쪽에는 제3보지구를 이루고 더미 웨이퍼(W2)를 보지하는 더미 웨이퍼용 보트(205)가 예컨대 재치대(251)상에 재치되어 있다. 이 더미 웨이퍼용 보트(205)는 웨이퍼보트(134, 144)와 동일 구조이지만, 간단히 그 구조에 대해 설명하면, 예컨대 천정판(252a)과 밑판(252b) 사이에 보지구가 상하로 소정 간격으로 형성된 예컨대 6개의 지주(253)를 반원주방향으로 설치하고, 천정판(252a(밑판(252b))의 거의 직경방향의 대향하는 지주 사이로부터 더미 웨이퍼(W2)를 진입하여 더미 웨이퍼(W2)의 주연부를 보지구멍내로 삽입하고, 이렇게 해서 예컨대 50매의 더미 웨이퍼(W2)를 소정 간격으로 상하로 배열하여 보지할 수 있도록 구성되어 있다.
여기서, 더미 웨이퍼(W2)라는 것은, 웨이퍼(W1)의 매수가 제1웨이퍼보트(134)에 탑재할 수 있는 웨이퍼의 매수에 충분하지 않은 경우에 부족분을 보충하기 위해 웨이퍼보트에 탑재되는 웨이퍼이고, 웨이퍼보트의 상하 양단부의 영역, 즉 설정온도와의 온도차가 크고, 특성이 조금 열화하므로, 영역에 미리 배열해 두는 것도 포함된다.
상기 인수인도구(222)의 가장 안쪽에는 이재수단을 이루는 웨이퍼 이재수단(206)이 설치되어 있다. 이 웨이퍼 이재수단(206)은 승강, 회전 자유자재의 기대(261)에 복수의 이재암(262)(도면에서는 편의상 1매만 나타냄)을 진퇴자유자재로 설치하여 구성되어 있고, 이 이재암(262)은 후술하는 클로즈형 카세트와 상기 웨이퍼보트(134, 144) 사이에서 웨이퍼(W1)를 예컨대 복수매 일괄하여 이재함과 더불어, 더미 웨이퍼용 보트(205)와 상기 웨이퍼보트(134, 144)사이에서 더미 웨이퍼(W2)를 예컨대 복수매 일괄하여 이재한다. 또한, 이재암(262)은 웨이퍼(W1)나 더미 웨이퍼(W2)를 1매씩 이재할 수도 있도록 구성되어 있다.
인수인도구(222)로 향하는 위치에는, 클로즈형 카세트내의 웨이퍼(W1)의 매수를 카운트하기 위한 피처리기판 카운터를 이루는 웨이퍼 카운터(263)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼 카운터(262)는 예컨대 광반사형 센서에 의해 카세트의 최상단으로부터 최하단까지 주사하고, 웨이퍼(W1)의 주연부로부터의 반사광을 이용하여 카세트내의 웨이퍼(W1)의 유무를 검출하도록 구성되며, 이 검출정보는 제어부(279)의 메모리내에 격납된다. 상기 제어부(279)는 이 정보(매핑정보)에 기초하여 카세트내의 웨이퍼의 배열을 파악하고, 더미 웨이퍼(W2)를 보트상의 어느 단(구멍 번호)에 보충하면 되는가를 판단하며, 이재수단(262)에 대해 도시하지 않은 콘트롤러로부터 더미 웨이퍼(W2)의 억세스명령을 출력한다.
이재실(221)의 외부에서의 인수인도구(222)의 아래쪽에는 클로즈형 카세트의 재치대(264)가 설치되어 있고, 인수인도구(222)의 앞쪽의 위쪽에는 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 복수의 클로즈형 카세트를 상하방향으로 배열하여 수용하는 카세트 수용부 예컨대 스토커(265)가 설치되어 있어, 클로즈형 카세트는 상기 재치대(264)와 스토커(265) 사이에서 도시하지 않은 반송기구에 의해 반송되도록 구성되어 있다.
계속해서, 상기 벽부(221a)의 인수인도구(222)에 이재실(2)의 외부로부터 밀착되는 클로즈형 카세트(207: 이하 카세트(207)로 칭함)에 대해 도 13을 참조하여 간단히 설명한다. 이 카세트(207)는, 예컨대 13매의 웨이퍼(W1)를 선반형상(棚狀)으로 보지하도록 슬로트(270)가 다단으로 형성된 카세트본체(271)와, 이 카세트본체(271)의 웨이퍼 취출구(取出口)인 개구부(272)를 기밀하게 막기 위한 덮개(273)를 구비하고 있다.
상기 덮개(273)는 카세트본체(271)의 개구부(272)의 내측에 들어가도록 설치되어 있고, 또한 덮개(273)에는 예컨대 2개소에 열쇠구멍(274)이 설치되어 있어, 이 열쇠구멍(274)에 키(275)를 삽입하여 돌림으로써, 덮개(273)의 상단과 하단으로부터 예컨대 4개의 로크핀(276)이 밀어올려져 카세트본체(271)에 덮개(273)가 고정되도록 구성되어 있다. 이와 같은 카세트(207)는 벽부(221a)의 인수인도구(222)에 이재실(221)의 외부로부터 장착된다.
다음에, 이와 같은 열처리장치의 작용에 대해 도 14에 기초하여 설명 한다. 한쪽의 웨이퍼보트(134)를 열처리로(102)내에 반입하고, 이 웨이퍼보트(134)에 보지된 웨이퍼(W1)에 대해 열처리를 행하여 두고, 다른쪽의 웨이퍼보트(144)에 대해 다음에 처리하고자 하는 웨이퍼(W1)의 이재를 개시하는 것으로 한다.
이재실(221)의 외부에서는, 우선 1개째의 카세트(207a)를 스토커(265)로부터 도시하지 않은 반송기구에 의해 재치대(264)상에 재치하여 이재실(221)의 인수인도구(222)에 외측으로부터 장착한다. 이어서, 도시하지 않은 개폐기구에 의해 열쇠구멍(274)에 키(275)를 삽입하여 돌리고, 로크핀(276)을 해제하여 인수인도구(222)를막고 있는 덮개와 함께 덮개(273)를 열고, 웨이퍼 카운터(263)에 의해 이 카세트(207a)내에 수납되어 있는 웨이퍼(W1)의 배열상황, 즉 어떤 슬로트(270)에 웨이퍼(W1)가 있고, 어떤 슬로트(270)에 웨이퍼(W1)가 없는가를 검출하고, 이 정보를 제어부(279)의 메모리내에 격납한다(도 14A).
여기서, 웨이퍼보트(144)는 상술한 바와 같이, 상부와 하부의 도면중 사선으로 나타낸 영역(S1)에 미리 더미 웨이퍼(W2)가 탑재되어 있고, 이 영역(S1) 이외의 영역(S2)에 처리영역이 형성되어 있어, 이 처리영역(S2)은 예컨대 1개째의 카세트(207a), 2개째의 카세트(207b), 3개째의 카세트(207c)에 대응하는 3개의 블록(B1, B2, B3)으로 분할되어 있다. 카세트(207a)에는 웨이퍼보트(144)의 k번째의 구멍부에 보지되는 웨이퍼(W1)가 없는 것으로 한다.
계속해서, 도 14B에 나타낸 바와 같이, 상기 웨이퍼(W1)의 배열상황에 기초하여 더미 웨이퍼(W2)를 웨이퍼 이재수단(206)에 의해 더미 웨이퍼용 보트(205)로부터 웨이퍼보트(144)로 이재한다. 즉, 웨이퍼 이재수단(206)은 제어부(279)에 의해 더미 웨이퍼(W2) 이재의 억세스명령을 받아서 더미 웨이퍼용 보트(205)로 3매의 더미 웨이퍼(W2)를 취하러 가고, 이 더미 웨이퍼(W2)를 웨이퍼보트(144)의 k번째의 구멍부로 이재한다.
이렇게 해서 더미 웨이퍼(W2)가 이재된 후, 도 14c에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W1)를 웨이퍼 이재수단(206)에 의해 카세트(207a)로부터 웨이퍼보트(144)로 이재한다. 즉, 웨이퍼 이재수단(206)은 제어부(279)에 의해 웨이퍼(W1) 이재의 억세스명령을 받아서 카세트(207a)로 웨이퍼(W1)를 취하러 가고, 이 웨이퍼(W1)를 웨이퍼보트(144)의 대응하는 블록의 k번째 이외의 구멍부로 이재한다. 계속해서, 카세트(207a)와 카세트(207b)를 교환하고, 마찬가지로 카세트(207b)내의 웨이퍼(W1)의 배열상황을 검출하며, 우선 더미 웨이퍼(W2)를 보트(144)의 m번째와 n번째의 구멍부로 이재한 후, 나머지의 구멍에 웨이퍼(W1)를 이재한다. 마찬가지로 카세트(207b)와 카세트(207c)를 교환하고, 카세트(207c)내의 웨이퍼(W1)를 보트(144)로 이재한다.
이와 같이 웨이퍼보트(144)에 웨이퍼(W1)와 더미 웨이퍼(W2)를 이재한 후, 우선 웨이퍼보트(134)를 열처리로(102)로부터 반출하고, 이어서 웨이퍼보트(144)를 열처리로(102)내로 반입하여 웨이퍼보트(144)에 탑재되어 있는 웨이퍼(W1)에 대해 열처리를 행한다.
한편, 웨이퍼보트(134)에 탑재되어 있는 열처리후의 웨이퍼(W1)와 보충용 더미 웨이퍼(W2)는 웨이퍼 이재수단(206)에 의해 우선 웨이퍼(W1)를 카세트(207(207a, 207b, 207c))로 이재한 후, 더미 웨이퍼(W2)를 더미 웨이퍼용 보트(205)로 이재한다. 그리고, 웨이퍼(W1)의 카세트(207)로의 이재가 종료한 후, 카세트(207)의 덮개(273)와, 인수인도구(222)를 막고 있는 덮개를 닫는다. 이재실(202)의 외부에서는 열처리후의 웨이퍼(W1)가 수납된 카세트(207)를 스토커(265)로 반송하고, 이어서 스토커(265)로부터 열처리전의 웨이퍼(W1)가 수납된 카세트(207)를 재치대(264)까지 반송한다.
이와 같은 열처리장치에서는, 이재실(221)내에 더미 웨이퍼용 보트(205)를 설치하고, 여기부터 웨이퍼보트(134(144))로 더미 웨이퍼(W2)를 이재하고 있기 때문에, 더미 웨이퍼용 카세트를 준비하고, 이를 인수인도구(222)에 장착하지 않아도 된다. 이것은 클로즈형 카세트(207)를 이용할 경우에는, 웨이퍼(W1) 및 더미 웨이퍼(W2)의 이재의 시퀀스를 맞추는데 극히 유효하다.
왜냐하면, 클로즈형 카세트(207)는 덮개의 개폐작업을 포함한 인수인도구(222)로의 장착, 떼어 냄 작업에 시간이 걸리고, 임시로 더미 웨이퍼용 보트(205)를 이용하지 않으면 처리용 카세트내의 웨이퍼(W1)를 카운트한 후, 일단이 카세트를 인수인도구로부터 떼어 내고, 이어서 더미 웨이퍼용 카세트를 장착하여 더미 웨이퍼(W2)의 이재를 행하며, 그후 처리용 카세트를 재차 장착하여 웨이퍼(W1)를 웨이퍼보트로 이재한다는 번잡한 공정을 행하지 않으면 안된다.
본 실시형태에서는 이들의 번잡한 공정이 불필요하기 때문에, 스토커로부터 더미 웨이퍼용 카세트를 매개로 더미 웨이퍼(W2)를 웨이퍼보트로 이재하는 경우에 비해, 웨이퍼보트로의 웨이퍼(W1) 및 더미 웨이퍼(W2)의 이재가 용이하게 되고, 이재공정의 프로그램도 용이하게 된다. 또한 이들의 이재에 필요한 시간을 큰 폭으로 단축할 수 있다.
더욱이, 더미 웨이퍼용 보트(205)를 이재실(221)내에 설치함으로써, 더미 웨이퍼용 카세트를 별도로 준비할 필요는 없게 되고, 스토커(265)에 더미 웨이퍼용 카세트를 수용할 필요도 없게 된다. 이 때문에, 스토커(265)로는 열처리전후의 처리용 카세트만이 수용되기 때문에, 스토커(265)에 수용할 수 있는 처리용 카세트가 많게 된다.
이와 같이 스토커(265)에 수용할 수 있는 처리용 카세트의 수가 많게 되면,열처리후의 처리용 카세트의 수용수가 많게 된다. 여기서, 열처리장치의 외부와 스토커(265) 사이의 처리용 카세트의 반출입작업은, 예컨대 오퍼레이터가 열처리후의 처리용 카세트가 있는 수에 도달한 경우(열처리전의 처리용 카세트가 적게 된 경우)에 행하고 있지만, 열처리후의 처리용 카세트의 수용수가 많게 되면 이와 교환되는 열처리전의 처리용 카세트의 수용수도 많게 된다.
여기서, 스토커(265)에 수용되어 있는 열처리전의 웨이퍼의 수가 1일괄 처리에 상당하는 웨이퍼의 매수에 만족하지 않게 되면, 열처리후의 웨이퍼가 수납되어 있는 카세트를 취출하여 새로운 카세트를 보충하지 않으면 안되지만, 처리용 카세트의 수용수가 많게 되면 이와 같은 상태로 될 확률이 감소된다. 따라서, 교환작업의 횟수가 감소하고, 이에 따라 오퍼레이터의 개재를 적게할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 제3실시형태에 대해 도 15를 이용하여 설명한다. 본 실시형태가 상술한 제2실시형태와 다른 점은, 처리용 웨이퍼가 수납된 처리용 웨이퍼 카세트를 클로즈형 카세트가 아닌 오픈형 카세트로 한 것이다. 도 15중 281은 피처리기판 카세트 예컨대 처리용 웨이퍼 카세트(282: 이하 카세트(282)로 칭함)의 입출력포트를 이루는 카세트 스테이지이고, 이 카세트 스테이지(281)는 회전축(281a)에 의해 가장 안쪽에 90도 기울어지도록, 즉 카세트(282)내에 가로로 놓인 웨이퍼가 수평이 되도록 구성되어 있다.
카세트 스테이지(281) 근방의 수평으로 된 웨이퍼를 향하는 위치에는 웨이퍼 카운터(283)가 설치되어 있고, 이 웨이퍼 카운터(283)는 평상시에는 기울어진 카세트(282)의 하측에 있어서, 카세트(282)가 기울어져서 카세트(282)의 상측으로 이동하도록 구성되어 있다.
카세트 스테이지(281)의 가장 안쪽에는 카세트(282)가 재치되는 인수인도 재치부를 이루는 예컨대 3단의 선반(棚)으로서 구성된 웨이퍼 인수인도부(284)가 배열설치되어 있고, 웨이퍼 인수인도부(284)의 위쪽측에는 복수의 카세트(282)를 수용하는 스토커(285)가 설치되어 있다. 카세트(282)는 카세트 스테이지(281)와 웨이퍼 인수인도부(284)와 스토커(285) 사이를 반송기구(286)에 의해 반송된다. 또한, 웨이퍼 인수인도부(284)의 가장 안쪽에는 상술한 제2실시형태와 마찬가지로, 웨이퍼 이재수단(206)과, 더미 웨이퍼용 보트(205), 웨이퍼보트(134, 144)가 설치되어 있다. 그 외의 구성은 제2실시형태와 동일하다.
이와 같은 열처리장치에서는, 도 15B에 나타낸 바와 같이, 카세트(282)가 재치된 카세트 스테이지(281)가 기울어지면, 웨이퍼 카운터(283)가 카세트(282)의 최상부로부터 최하부까지 주사하고, 카세트(282)내의 웨이퍼(W1)의 배열상황을 검출하며, 이 매핑정보를 제어부(299)의 메모리내에 격납한다. 이어서, 이 배열상황이 파악된 카세트(282)를 반송기구(286)에 의해 스토커(285)에 일시적으로 수용한다.
그리고, 스토커(285)로부터 3개의 카세트(282)를 웨이퍼 인수인도부(284)로 반송하고, 이어서 상술한 웨이퍼(W1)의 배열상황에 기초하여 더미 웨이퍼(W2)를 웨이퍼 이재수단(206)에 의해 더미 웨이퍼용 보트(205)로부터 웨이퍼 보트(144)로 이재한다. 이후, 웨이퍼(W1)를 웨이퍼 이재수단(206)에 의해 카세트(282)로부터 웨이퍼보트(144)로 이재한다.
본 실시형태에 있어서도, 웨이퍼보트(134(144))에 더미 웨이퍼(W2)를 이재할경우에는, 이재실(221)내에 설치된 더미 웨이퍼용 보트(205)와 웨이퍼보트(134(144)) 사이에서 이재하면 되고, 특별히 이재실(202)의 외부까지 더미 웨이퍼용 카세트를 취하러 갈 필요는 없기 때문에, 더미 웨이퍼(W2)의 이재를 용이하면서 신속하게 행할 수 있다. 또한, 스토커(285)에 더미 웨이퍼용 카세트를 수용할 필요가 없기 때문에, 카세트(282)를 수용하는 스페이스가 커지게 된다. 이 때문에, 오퍼레이터에 의한 스토커(285)와 장치외부 사이의 열처리전후의 처리용 카세트의 교환작업의 작업횟수가 감소한다.
이상에 있어서 본 발명에서는 2기의 웨이퍼보트를 이용하는 경우에 한정하지 않고, 웨이퍼보트가 1기인 종형 열처리장치에도 적용할 수 있다. 이 경우에는, 웨이퍼보트로의 처리용 웨이퍼나 더미 웨이퍼의 이재시간이 수율에 영향을 주기 때문에, 이들 웨이퍼의 이재시간이 단축되는 것은 수율의 향상에 유효하다. 또한, 본 발명에서는, 웨이퍼 카운터로서 초음파센서를 이용해도 된다. 더욱이, 클로즈형 웨이퍼 카세트를 이용할 경우, 덮개 등의 개폐기구의 규모가 크기 때문에 인수인도구를 1개로 하는 것이 저비용으로 되고, 스페이스도 축소되기 때문에 바람직하지만, 예컨대 인수인도구를 가로로 3단으로 설치하고, 각각의 인수인도구에 웨이퍼 카세트를 장착해도 된다.
계속해서, 본 발명의 제4실시형태에 대해 설명한다. 도 16은 본 실시형태에 따른 종형 열처리장치의 사시도이다. 본 실시형태는, 웨이퍼보트의 하단측에 절결부를 설치하고, 웨이퍼보트를 재치하여 웨이퍼의 이재를 행하는 웨이퍼 이재스테이지에 강제적인 위치맞춤기구를 설치한 점을 특징으로 하고 있고, 상술한 제1실시형태와 달리 종래와 같이 보트엘리베이터가 1기의 장치에 적용된다.
도면중 361은 보지구 승강수단을 이루는 승강가능한 보트엘리베이터이고, 이 보트엘리베이터(361)의 상면에는 열처리로(302)의 덮개(320)를 매개로 단열부재 예컨대 보온통(362)이 설치되어 있으며, 이 보온통(361) 위에는 제1보지구를 이루는 제1웨이퍼보트(307A)가 탑재되어 있다. 이 보트엘리베이터(361)는 탑재된 웨이퍼보트(307A)를 열처리로(302)내의 소정 위치와 열처리로(302)의 아래쪽 위치 사이에서 반송하도록 구성되어 있다.
상기 열처리로(302)의 아래쪽 위치로부터 떨어진 영역에는, 보지구 재치부를 이루는 웨이퍼 이재스테이지(363)와, 중간스테이지(364)가 배열설치되어 있고, 웨이퍼 이재스테이지(363)의 상면에는 제2보지구를 이루는 제2웨이퍼보트(307B)가 재치되어 있다. 상기 제1웨이퍼보트(307A) 및 제2웨이퍼보트(307B)는 동일 구조이고(이하 편의상 웨이퍼보트로 함), 예컨대 석영 또는 SiC로 형성되며, 천정판(371a)과 밑판(371b) 사이에 예컨대 100매의 반도체 웨이퍼(W)를 소정 간격으로 상하로 배열하여 수용할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 밑판(371b)의 하단측에는, 예컨대 도 17, 18에 나타낸 바와 같이, 지축(支軸)부(372)를 매개로 상기 웨이퍼 이재스테이지(363)의 재치면에 재치되는 재치플레이트(373)가 설치되어 있고, 이 재치플레이트(373)의 하단측에는 환형상 돌기부(374)가 형성되어 있다. 또한, 이 환형상 돌기부(374)의 하단측의 예컨대 3개소의 위치에는 계합부를 이루는 절결부(374a)가 형성되어 있다.
상기 웨이퍼 이재스테이지(363)의 상면에는, 예컨대 도 17, 18에 나타낸 바와 같이, 상기 웨이퍼보트(307)의 환형상 돌기부(374)가 끼워 맞춰지는 원형상의 凹부(381)가 형성되어 있다. 이 凹부(381)의 내경은, 환형상 돌기부(374)의 외경보다도 약간 크게 형성되어 있고, 예컨대 환형상 돌기부(374)의 외경이 200mm인 경우, 凹부(381)의 내경은 205mm 정도로 설정된다. 또한, 웨이퍼 이재스테이지(363)의 상면에 있어서 凹부(381)의 외주연부분이 웨이퍼보트(307)의 재치면으로 되지만, 이 재치면에서의 웨이퍼보트의 재치플레이트(373)와 접촉하는 부분에는, 기체공급수단을 이루는 공기공급수단(382)에 접속된 다수의 공기공급구멍(382a)이 천설(穿設)되어 있다.
상기 凹부(381)에는, 각각 이 凹부(381)와 凹부(381)의 내주면에 형성된 절입부에 걸치도록, 예컨대 90도씩 어긋난 위치에 3매의 가이드부재(383)가 설치되어 있다. 이 가이드부재(383)는 상기 웨이퍼보트(307)의 환형상 돌기부(374)에 형성된 절결부(374a)에 적합하는 형상 예컨대 사다리꼴 형상을 이루고 있고, 예컨대 마찰력을 절감하기 위해 테프론코팅된 금속으로 구성되어 있다.
이 가이드부재(383)의 하단측에는, 예컨대 실린더로 이루어진 밀어올림기구(384)가 설치되어 있어, 웨이퍼보트가 凹부(381)에 끼워 맞춰질 때 이 밀어올림기구(384)에 의해 가이드부재(383)가 상기 절결부(374a)에 적합하는 위치까지 밀어올려지도록 구성되어 있다.
도 16에 나타낸 바와 같이 상기 보트엘리베이터(361), 웨이퍼 이재스테이지(363), 중간스테이지(364)에 의해 둘러싸인 영역의 중앙에는, 이재수단을 이루는 보트 이재암(365)이 설치되어 있다.
이 보트 이재암(365)은 승강 자유자재, 회전 자유자재, 신축 자유자재로 구성되어 있고, 웨이퍼보트(307)의 밑판(371b)과 재치플레이트(373)와의 간격(391)으로 들어 가며, 웨이퍼보트(307)를 들어 올려 웨이퍼 이재스테이지(363), 보트엘리베이터(361)상의 보온통(362), 중간스테이지(364)로 이재한다. 또한, 도 16중 366은 웨이퍼 이재스테이지(363)상에 재치된 제2웨이퍼보트(307B)와 도시하지 않은 웨이퍼 인수인도부의 캐리어와의 사이에서 웨이퍼(W)를 이재하기 위한 피처리체 이재수단을 이루는 웨이퍼 이재암이다.
다음에, 이와 같은 종형 열처리장치의 작용에 대해 설명한다. 열처리가 종료하고, 보트엘리베이터(361)를 하강시켜 제1웨이퍼보트(307A)를 반출한 것으로 하면, 우선 보트 이재암(365)에 의해 제1웨이퍼보트(307A)를 중간스테이지(364)로 이재한다. 그후, 처리전의 웨이퍼(W)가 탑재된 웨이퍼 이재스테이지(363)상의 제2웨이퍼보트(307B)를 보트 이재암(365)에 의해 보트엘리베이터(361)의 보온통(362)상으로 이체(移替)하고, 열처리로(302)내로 반입하여 열처리를 행한다. 한편, 제1웨이퍼보트(307A)는 보트 이재암(365)에 의해 중간 스테이지(364)로부터 웨이퍼 이재스테이지(363)로 이재하여 여기서 웨이퍼(W)의 이재를 행한다.
여기서, 웨이퍼보트(307)는 웨이퍼 이재스테이지(363)에 다음과 같이 해서 재치된다. 우선, 도 19A에 나타낸 바와 같이, 보트 이재암(365)을 강하시키고, 웨이퍼보트(307)의 환형상 돌기부(374)를 웨이퍼 이재스테이지(363)의 凹부(381)내에 끼워 맞추며, 재치플레이트(373)의 하면을 재치면으로 재치한다. 그리고, 도 19B에 나타낸 바와 같이, 보트 이재암(365)을 해제한 후, 가이드부재(383)를 밀어올림기구(384)에 의해 밀어올림과 더불어, 공기공급수단(382)에 의해, 공기공급구멍(382a)을 매개로, 상기 이재면에 공기를 공급한다.
이와 같이하면, 도 19C에 나타낸 바와 같이, 보트 이재암(365)이 해제된 시점에서는, 웨이퍼보트(307)의 중심위치 또는 주변방향이 위치가 어긋나 있어, 상기 절결부(374a)에 가이드부재(383)가 적합하지 않는 경우, 웨이퍼보트(307)가 횡방향 또는 주변방향으로 가이드부재(383)가 적합하는 위치까지 이동하고, 이로 인해 3개소의 절결부(374a)에서 강제적으로 위치맞춤이 행해지기 때문에, 웨이퍼보트(308)의 중심위치와, 주변방향의 위치맞춤을 행할 수 있다. 또한, 도 18, 도 19에서는 가이드부재(383)와 절결부(374a) 사이에 편의상 약간의 틈을 주어 나타냈지만, 실제로는 기밀하게 합쳐진 상태로 되어 있다.
종래에는, 웨이퍼보트를 웨이퍼 이재스테이지로 이재할 경우에는, 웨이퍼보트 이재암과 재치면에 웨이퍼보트의 하중이 분산되고, 웨이퍼보트는 석영이나 SiC 등 미끄럽지 않은 재질이 이용되고 있었기 때문에, 위치맞춤이 곤란하였다. 그렇지만 본 실시형태에서는, 위치맞춤할 때에는 가이드부재(383)를 밀어올림으로써 웨이퍼보트(307)의 하중이 이 가이드부재(383)로 집중하기 때문에 웨이퍼보트(307)측의 절결부(374a)가 가이드부재(383)에 따라 미끄러지고, 이 결과 양자가 서로 끼워 맞춰져, 위치맞춤이 정확하게 행해진다. 더욱이, 재치면에는 공기가 불기 사작하기 때문에, 이 공기의 불기 시작하는 힘에 의해 웨이퍼보트(307)의 재치플레이트(373)와 재치면 사이의 마찰력이 절감되기 때문에, 웨이퍼보트(307)가 미끄러지기 쉬운 상태로 되어, 위치맞춤이 부드럽게 행해진다.
이와 같은 종형 열처리장치에서는, 웨이퍼보트(307)를 웨이퍼 이재스테이지(363)로부터 상기 보온통(362)상으로 재치할 때에 다소의 어긋남이 생겨도, 열처리 종료후 보온통(362)으로부터 중간스테이지(364)를 매개로 웨이퍼 이재스테이지(363)로 이재할 때에 강제적으로 위치맞춤이 행해지기 때문에, 일단 발생한 위치 어긋남은 보정되고, 이렇게 해서 1회의 처리마다 위치 어긋남이 보정되기 때문에, 위치 어긋남이 누적되는 일은 없다. 이 결과, 위치 어긋남의 누적이 원인이었던 웨이퍼보트의 전도사고를 방지할 수 있다.
이상에 있어서 본 실시형태에서는, 중간스테이지(364)에서 강제적으로 위치맞춤을 행하여도 되고, 웨이퍼 이재스테이지(363) 및 중간스테이지(364)의 양쪽에서 강제적으로 위치맞춤을 행하여도 된다. 또한, 재치면에 공기를 공급하는 대신에, 예컨대 웨이퍼보트(307)를 위쪽으로부터 흡인하여 재치면이나 위치맞춤할 때에 가이드부재(383)에 걸리는 웨이퍼보트(307)의 하중을 절감하여, 웨이퍼보트(307)와 재치면 사이의 마찰력을 절감하도록 해도 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제1 및 제2보지구를 이용하여 피처리체의 열처리를 행함에 있어서, 이들 보지구의 전도를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 처리용 피처리기판이나 더미용 피처리기판의 제1보지구로의 이재작업을 용이하면서 단시간에 행할 수 있고, 또한 카세트 수용부에 다수의 피처리체 카세트를 수용할 수 있다.

Claims (3)

  1. 피처리체의 노내로의 반출입을 하측으로부터 행하기 위한 종형 열처리로와,
    복수의 피처리체를 보지하고, 상기 종형 열처리로내로 반출입되는 제1 및 제2보지구,
    상기 제1보지구가 탑재되고, 상기 종형 열처리로의 내부위치와 상기 종형 열처리로의 내부위치로부터 떨어진 이재영역 사이에서 상기 제1보지구를 이동시키며, 상기 내부위치와 상기 종형 열처리로로부터 수직으로 떨어진 중간위치 사이에서 상기 제1보지구를 수직으로 이동시키기 위한 수단과 상기 중간위치와 상기 이재영역 사이에서 상기 제1보지구를 수평으로 회전시키기 위한 수단을 포함하는 제1보지구 반송수단,
    상기 제2보지구가 탑재되고, 상기 종형 열처리로의 내부위치와 상기 종형 열처리로의 내부위치로부터 떨어진 상기 이재영역 사이에서 상기 제2보지구를 이동시키며, 상기 내부위치와 상기 종형 열처리로로부터 수직으로 떨어진 중간위치 사이에서 상기 제2보지구를 수직으로 이동시키기 위한 수단과 상기 중간위치와 상기 이재영역 사이에서 상기 제2보지구를 수평으로 회전시키기 위한 수단을 포함하는 제2보지구 반송수단,
    상기 이재영역에 설치되고, 더미 피처리체를 보지하기 위한 제3보지구 및,
    상기 이재영역에 설치되고, 상기 제1보지구 반송수단과 상기 제2보지구 반송수단에 의해 이동된 상기 제1 및 제2보지구에 피처리체를 공급하고, 상기 제3보지구로부터, 상기 제1보지구 반송수단 및 상기 제2보지구 반송수단에 의해 이동된 상기 제1 및 제2보지구로 상기 더미 피처리체를 반송하기 위한 피처리체 이재수단을 구비하여 구성되고,
    상기 제1보지구 반송수단의 상기 회전수단과 상기 제2보지구 반송수단의 상기 회전수단이 교대로 수평으로 회전되어, 상기 제1보지구와 상기 제2보지구가 상기 종형 열처리로와 상기 이재영역 사이를 상반되게 교대로 이동됨으로써, 상기 종형 열처리로에 위치된 상기 어느 하나의 보지구의 상기 피처리체가 처리되는 동안, 연속적인 재치 및 열처리가 진행되도록 상기 이재영역의 상기 다른 보지구에 상기 더미 피처리체 재치되는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  2. 노내로의 반출입을 그 하측으로부터 행하기 위한 종형 열처리로와,
    복수의 피처리체를 보지하고, 상기 종형 열처리로에 반출입되는 보지구,
    상기 종형 열처리로의 내부와 상기 종형 열처리로의 아래쪽 위치 사이에서 상기 보지구를 승상시키기 위한 보지구 승강수단,
    상기 종형 열처리로의 상기 아래쪽 위치로부터 떨어진 이재영역에 설치되고, 상기 보지구를 재치하기 위한 보지구 재치부,
    상기 보지구 승강수단과 상기 보지구 재치부 사이에서 상기 보지구를 이동시키기 위한 이재수단,
    상기 보지구 재치부에 재치된 상기 보지구에 대해, 피처리체를 인수인도하기 위한 피처리체 이재수단 및,
    상기 보지구 재치부상에 재치된 상기 보지구의 위치를 강제적으로 위치맞추기 위한 위치맞춤기구를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  3. 피처리체의 노내로의 이동을 그 하측으로부터 행하기 위한 종형 열처리로와,
    복수의 피처리체를 보지하고, 상기 종형 열처리로에 반출입되는 보지구,
    상기 종형 열처리로의 내부와 상기 종형 열처리로의 아래쪽 위치 사이에서 상기 보지구를 승상시키기 위한 보지구 승강수단,
    상기 종형 열처리로의 상기 아래쪽 위치로부터 떨어진 이재영역에 설치되고, 상기 보지구를 재치하기 위한 보지구 재치부,
    상기 보지구 승강수단과 상기 보지구 재치부 사이에서 상기 보지구를 이동시키기 위한 이재수단,
    상기 보지구 재치부에 재치된 상기 보지구에 대해, 피처리체를 인수인도하기 위한 피처리체 이재수단 및,
    상기 보지구 재치부의 중심위치상에 이 중심위치로부터 떨어진 이동위치로부터 상기 보지구를 강제적으로 중심에 두기 위한 중심수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
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