KR101150772B1 - Semiconductor heat treatment method and semiconductor heat treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
열처리가 끝난 반도체 웨이퍼를 냉각통(5)에 수납하여 로구(1a)의 하방으로부터 대피시켜서 냉각함으로써, 열처리작업 전체의 스루풋을 대폭 개선하면서 미처리된 반도체 웨이퍼에 악영향을 주는 일 없이 병행하여 열처리가 가능해지는 반도체 열처리방법 및 반도체 열처리장치를 제공한다.
열처리로(1)의 하방에 로구(1a)를 통하여 연통하는 로드 록실(2) 내에서 빈 냉각통(5)을 로구(1a)의 하방으로 이송하는 공정, 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼를 탑재한 열처리로(1) 내의 보트(3)를 이 빈 냉각통(5)에 수납하는 공정, 이 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트(3)를 수납한 냉각통(5)을 로드 록실(2) 내에서 로구(1a)의 하방으로부터 대피시키는 공정, 미처리된 반도체 웨이퍼를 탑재한 별도의 보트(3)를 로드 록실(2) 내에서 로구(1a)의 하방으로 이송하는 공정, 이 보트(3)를 열처리로(1) 내로 이송해서 열처리를 행하는 공정, 대피되어 있었던 냉각통(5)으로부터 열처리 후의 냉각이 완료된 보트(3)를 꺼내는 공정, 보트(3)로부터 반도체 웨이퍼를 반출하는 공정, 및 이 보트(3)에 미처리된 반도체 웨이퍼를 반입하는 공정을 구비한 구성으로 한다.
The heat-treated semiconductor wafer is stored in the cooling chamber 5, evacuated from the lower side of the furnace 1a, and cooled, so that the heat treatment can be performed in parallel without significantly affecting the throughput of the entire heat treatment operation without adversely affecting the untreated semiconductor wafer. Provided are a semiconductor heat treatment method and a semiconductor heat treatment apparatus.
The process of transferring the empty cooling cylinder 5 below the furnace 1a in the load lock chamber 2 which communicates through the furnace 1a below the furnace 1a, and the heat processing which mounted the heat-processed semiconductor wafer The process of accommodating the boat 3 in the furnace 1 to this empty cooling cylinder 5 and the cooling cylinder 5 which accommodated the boat 3 which mounted this heat-processed semiconductor wafer in the load lock chamber 2 are carried out. Evacuating from the lower side of the furnace 1a, transferring a separate boat 3 on which the unprocessed semiconductor wafer is mounted, to the lower side of the furnace 1a in the load lock chamber 2, A process of transferring into the heat treatment furnace 1 to perform heat treatment, a step of taking out the boat 3 after the heat treatment is completed from the evacuated cooling vessel 5, a process of carrying out the semiconductor wafer from the boat 3, and the boat It is set as the structure provided with the process of carrying in the unprocessed semiconductor wafer in (3).
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 반도체 부재를 보트에 탑재해서 산화막 형성이나 불순물 확산, 기상 성장, 어닐 등의 열처리를 행하는 반도체 열처리방법 및 반도체 열처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래의 반도체 열처리장치에는 반도체 웨이퍼를 보트에 탑재해서 열처리로 내로 이송하여 열처리를 행함과 아울러, 열처리를 끝낸 후에도 이 열처리로 내에서 소정의 취출 가능 온도까지 냉각을 행하는 것이 있었다(예를 들면, 일본 특허 제2649611호를 참조).In the conventional semiconductor heat treatment apparatus, a semiconductor wafer is mounted on a boat, transported into a heat treatment furnace, and subjected to heat treatment. After the heat treatment is completed, the semiconductor heat treatment apparatus is cooled to a predetermined take-out temperature in the heat treatment furnace (for example, Japan See patent no.
그런데, 이렇게 열처리를 행할 때마다 로 내를 냉각 후의 소정의 취출 가능 온도에서 다시 처리온도까지 가열하고 있었던 것으로는, 이 열처리로의 축열 에너지의 손실이 커지고, 또한 열처리에 필요로 하는 시간 뿐만 아니라 냉각에 필요로 하는 시간도 열처리로를 점유하므로 작업 전체의 스루풋이 향상되지 않는다는 문제가 있었다.By the way, whenever the heat treatment is performed in this way, the inside of the furnace is heated again to the processing temperature from the predetermined take-out temperature after cooling, so that the loss of heat storage energy of the heat treatment furnace increases, and not only the time required for the heat treatment but also cooling Since the time required for the part also occupies a heat processing furnace, there existed a problem that the throughput of the whole operation | work did not improve.
또한, 종래의 반도체 열처리장치에는 열처리로의 하방에 로구(爐口)를 통해서 연통하는 로드 록실(室)을 형성하고, 열처리를 끝낸 반도체 웨이퍼를 보트와 함 께 이 로드 록실 내로 이송해서 냉각을 행하도록 한 것도 있다(예를 들면, 일본 특허공개 2001-68425호 및 일본 특허공개 2001-118839호를 참조).Further, in the conventional semiconductor heat treatment apparatus, a load lock chamber communicating with a furnace through a furnace is formed below the heat treatment furnace, and the semiconductor wafer after the heat treatment is transferred to the load lock chamber together with the boat for cooling. (See, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-68425 and Japanese Patent Laid-Open No. 2001-118839).
이렇게 반도체 웨이퍼의 냉각을 로드 록실 내에서 행하도록 하면, 열처리로 내의 온도를 상기 소정의 취출 가능 온도까지 내릴 필요가 없으므로 이 열처리로의 축열 에너지의 손실이 적어진다. 그런데, 이 반도체 열처리장치의 경우에도 로드 록실 내에서 냉각되는 반도체 웨이퍼의 보트가 열처리로의 로구 하방을 막고 있으므로, 다음의 미처리된 반도체 웨이퍼를 열처리하고자 해도 앞의 반도체 웨이퍼의 냉각이 완료될 때까지 열처리로를 사용할 수 없어, 작업 전체의 스루풋이 향상되지 않는다는 문제는 해소되지 않았다.When the semiconductor wafer is cooled in the load lock chamber in this manner, it is not necessary to lower the temperature in the heat treatment furnace to the predetermined extractable temperature, thereby reducing the loss of heat storage energy in the heat treatment furnace. However, in the case of the semiconductor heat treatment apparatus, since the boat of the semiconductor wafer cooled in the load lock chamber is blocking the downward path of the heat treatment furnace, even if the next unprocessed semiconductor wafer is to be heat treated, until the cooling of the preceding semiconductor wafer is completed. The problem that the heat treatment furnace could not be used and the throughput of the whole operation was not improved was not solved.
여기서, 상기 로드 록실 내로 이송된 보트를 다시 로드 록실의 밖으로 꺼내서 냉각할 수 있으면, 다음의 미처리된 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트를 열처리로로 이송할 수 있게 된다고 생각된다. 그러나 로드 록실 내는 외부로부터 기밀상태로 되어서 내부에 비산화성의, 통상은 불활성 가스를 채우거나 이 가스를 흐르게 하거나, 혹은 감압할 수 있는 공간이며, 열처리에 의한 여열이 남은 반도체 웨이퍼를 이 로드 록실로부터 밖으로 꺼내서 외부의 청정공기에 접촉시킬 수는 없다.If the boat transported into the load lock chamber can be taken out of the load lock chamber and cooled again, it is considered that the boat on which the next unprocessed semiconductor wafer is mounted can be transferred to the heat treatment furnace. However, the inside of the load lock chamber is an airtight state from the outside, and is a space in which a non-oxidizing, usually inert gas can be filled, or the gas can be flowed or reduced in pressure. It cannot be taken out of and brought into contact with the outside clean air.
또한, 로드 록실을 넓게 해서, 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼의 보트를 열처리로로부터 이 로드 록실 내로 이송한 후에 로구 하방으로부터 대피시켜 두고, 이것에 의해 열처리할 동안에 미처리된 반도체 웨이퍼를 탑재해 둔 보트를 로구 하방으로 이송해서 열처리로로 이송함으로써, 앞의 반도체 웨이퍼를 냉각할 동안에 다음의 반도체 웨이퍼의 열처리를 행하는 것도 고려된다.In addition, the load lock chamber was widened, and the boat of the heat-treated semiconductor wafer was transferred from the heat treatment furnace into the load lock chamber, and evacuated from below the furnace. Thus, the boat on which the unprocessed semiconductor wafer was mounted during the heat treatment was used. It is also contemplated to perform the heat treatment of the next semiconductor wafer while cooling the previous semiconductor wafer by transferring it downward to the heat treatment furnace.
그러나 이 경우에는 미처리된 반도체 웨이퍼와 냉각 중의 여열이 남은 반도체 웨이퍼나 그 보트가 같은 로드 록실 내에 존재하게 되어, 이 미처리된 반도체 웨이퍼가 냉각 중의 반도체 웨이퍼나 보트의 열에 의해 악영향을 받을 우려가 있다는 문제가 생긴다. 또, 이 때문에 미처리된 반도체 웨이퍼의 보트를 냉각 중의 반도체 웨이퍼의 보트로부터 가능한 한 떼어놓도록 하는 것도 고려되지만, 이를 위해서는 로드 록실 내를 매우 넓게 할 필요가 있어, 반도체 열처리장치의 설비비용이 증가하며, 또 설치공간이 지나치게 커진다는 문제가 생긴다. 또한, 혹시 이러한 냉각을 행했다고 해도 냉각에 필요로 하는 시간은 여전히 매우 길어진다고 생각된다. 스루풋을 향상시킴과 아울러 냉각시간의 새로운 단축이 필요하게 되는 경우도 있다.In this case, however, the unprocessed semiconductor wafer and the remaining semiconductor wafer during cooling or its boat are present in the same load lock chamber, and the unprocessed semiconductor wafer may be adversely affected by the heat of the cooling semiconductor wafer or boat. Occurs. It is also contemplated that the boat of the unprocessed semiconductor wafer should be separated from the boat of the semiconductor wafer under cooling as much as possible, but for this purpose, it is necessary to make the load lock chamber very wide, which increases the installation cost of the semiconductor heat treatment apparatus. In addition, the installation space becomes too large. Moreover, even if such cooling is performed, the time required for cooling is still considered to be very long. In addition to improving throughput, new reductions in cooling times may be required.
[특허문헌1 : 일본 특허 제2649611호 공보][Patent Document 1: Japanese Patent No. 2649611]
[특허문헌2 : 일본 특허공개 2001-68425호 공보][Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-68425]
[특허문헌3 : 일본 특허공개 2001-118839호 공보][Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-118839]
본 발명은 열처리가 끝난 반도체 부재를 냉각통에 수납하여 로구 하방으로부터 대피시켜서 냉각함으로써, 열처리작업 전체의 스루풋을 대폭 개선하면서 미처리된 반도체 부재에 악영향을 주는 일 없이 병행하여 열처리가 가능하게 되는 반도체 열처리방법 및 반도체 열처리장치를 제공하고자 하는 것이다.According to the present invention, the semiconductor member is heat-treated by storing the semiconductor member after heat treatment in a cooling tube, evacuating from the lower side of the furnace, and cooling it, thereby significantly improving the throughput of the entire heat treatment operation, and enabling heat treatment in parallel without adversely affecting the untreated semiconductor member. It is to provide a method and a semiconductor heat treatment apparatus.
청구항 1의 반도체 열처리방법은 열처리로의 하방에 로구를 통해 연통하는 로드 록실 내에서, 빈 냉각통을 로구 하방으로 이송하는 공정, 열처리가 끝난 반도체 부재를 탑재한 열처리로 내의 보트를 이 빈 냉각통에 수납하는 공정, 이 열처리가 끝난 반도체 부재를 탑재한 보트를 수납한 냉각통을 로드 록실 내에서 로구 하방으로부터 대피시키는 공정, 미처리된 반도체 부재를 탑재한 별도의 보트를 로드 록실 내에서 로구 하방으로 이송하는 공정, 이 보트를 열처리로 내로 이송해서 열처리를 행하는 공정, 대피되어 있던 냉각통으로부터 열처리 후의 냉각이 완료된 보트를 꺼내는 공정, 보트로부터 반도체 부재를 반출하는 공정, 및 이 보트에 미처리된 반도체 부재를 반입하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.In the semiconductor heat treatment method of
또한, 냉각통은 내부의 반도체 부재나 보트의 열을 외부의 로드 록실 내에 거의 방출하는 일 없이 이 반도체 부재의 냉각을 신속하게 행하는 것이다(다른 청구항에 있어서도 같음). 따라서 이 냉각통에는 액체나 기체의 냉매를 로드 록실의 외부로부터 순환시켜서 내부를 직접적으로 및/또는 간접적으로 강제 냉각하는 냉각수단을 설치할 필요가 있다. 또, 이 냉각수단은 외부로부터 전력을 공급해서 펠티에 효과에 의해 냉각통의 내부를 냉각하도록 한 것이어도 된다. 또한, 「미처리된 반도체 부재」란, 열처리로에서 열처리를 행해야 할 반도체 부재를 말한다(다른 청구항에 있어서도 같음). 또, 청구항 1에 있어서 냉각통으로부터 보트를 꺼내는 공정과 이 보트의 반도체 부재를 반출/반입하는 공정은 임의의 타이밍에서 실행할 수 있다.In addition, the cooling cylinder rapidly cools the semiconductor member without almost discharging the heat of the internal semiconductor member or the boat into the external load lock chamber (as in the other claims). Therefore, it is necessary to provide cooling means for circulating liquid or gas refrigerant from the outside of the load lock chamber and forcibly cooling the inside directly and / or indirectly. In addition, this cooling means may supply electric power from the outside, and may cool the inside of a cooling cylinder by the Peltier effect. In addition, "an unprocessed semiconductor member" means the semiconductor member which should be heat-processed in a heat processing furnace (it is the same also in another claim). Moreover, the process of taking out a boat from a cooling cylinder, and the process of carrying out / carrying in the semiconductor member of this boat can be performed in arbitrary timing in
청구항 2의 반도체 열처리방법은 열처리로의 하방에 로구를 통해 연통하는 로드 록실 내에서, 빈 냉각통을 로구 하방으로 이송하는 공정, 열처리가 끝난 반도체 부재를 탑재한 열처리로 내의 보트를 이 빈 냉각통에 수납하는 공정, 이 열처리가 끝난 반도체 부재를 탑재한 보트를 수납한 냉각통을 로드 록실 내에서 로구 하방으로부터 대피시키는 공정, 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 수납한 별도의 냉각통을 로드 록실 내에서 로구 하방으로 이송하는 공정, 이 로구 하방으로 이송된 냉각통의 보트를 열처리로 내로 이송해서 열처리를 행하는 공정, 대피되어 있었던 냉각통에 수납된 보트로부터 열처리 후의 냉각이 완료된 반도체 부재를 반출하는 공정, 및 이 냉각통에 수납된 보트에 미처리된 반도체 부재를 반입하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.In the semiconductor heat treatment method of
청구항 3의 반도체 열처리방법은 내부를 외부로부터 기밀상태로 해서 불활성 분위기로 한 빈 냉각통을 열처리로의 로구 하방으로 이송해서 이 로구에 기밀하게 접속하는 공정, 열처리가 끝난 반도체 부재를 탑재한 열처리로 내의 보트를 이 빈 냉각통에 수납하는 공정, 이 열처리가 끝난 반도체 부재를 탑재한 보트를 수납한 냉각통의 내부를 외부로부터 기밀상태로 해서 이 냉각통을 열처리로의 로구 하방으로부터 대피시키는 공정, 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 수납하고, 내부를 외부로부터 기밀상태로 해서 불활성 분위기로 한 별도의 냉각통을 열처리로의 로구 하방으로 이송해서 이 로구에 기밀하게 접속하는 공정, 이 별도의 냉각통에 수납된 보트를 열처리로 내로 이송해서 열처리를 행하는 공정, 대피되어 있었던 냉각통에 수납된 보트로부터 반도체 부재를 반출하는 공정, 및 이 냉각통에 수납된 보트에 미처리된 반도체 부재를 반입하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.In the semiconductor heat treatment method of
또한, 「불활성 분위기」란, 감압하거나 불활성 가스의 충전이나 유통을 행한 분위기를 의미한다. 따라서 청구항 3에 있어서의 냉각통은 단지 내부의 반도체 부재나 보트의 열을 외부에 거의 방출하는 일 없이, 이 반도체 부재의 냉각을 신속하게 행할 뿐만 아니라 로드 록실의 기능도 아울러 갖게 된다(청구항 6에 있어서도 같음).In addition, a "inert atmosphere" means the atmosphere which pressure-reduced or filled and distributed inert gas. Therefore, the cooling cylinder of
청구항 4의 반도체 열처리장치는 보트에 탑재된 반도체 부재의 열처리를 행하는 1이상의 열처리로와, 이 1이상의 열처리로의 하방에 로구를 통해서 연통하는 로드 록실을 구비한 반도체 열처리장치에 있어서, 열처리로의 개수를 넘는 수의 보트가 배치됨과 아울러, 로드 록실 내에 1개의 보트에 탑재된 반도체 부재의 냉각을 행하는 1이상의 냉각통이 배치되고, 냉각통을 로드 록실 내에서 이송할 수 있는 제1 냉각통 이송장치, 반도체 부재를 탑재한 보트를 로구 하방으로 이송하는 보트 로구 이송장치, 반도체 부재를 탑재한 보트를 열처리로 내로 이송함과 아울러, 이 열처리로 내로부터 반도체 부재를 탑재한 보트를 로구 하방에 배치된 냉각통 내로 이송하는 제1 보트 이송장치, 및 냉각통으로부터 반도체 부재를 탑재한 보트를 꺼내는 보트 취출장치를 구비한 것을 특징으로 한다.A semiconductor heat treatment apparatus according to
청구항 5의 반도체 열처리장치는 보트에 탑재된 반도체 부재의 열처리를 행하는 1이상의 열처리로와, 이 1이상의 열처리로의 하방에 로구를 통해서 연통하는 로드 록실을 구비한 반도체 열처리장치에 있어서, 열처리로의 개수를 넘는 수의 보트가 배치됨과 아울러, 로드 록실 내에 1개의 보트에 탑재된 반도체 부재의 냉각을 행하는 냉각통이 이 보트의 수와 동수 배치되고, 냉각통을 로드 록실 내에서 이송할 수 있는 제2 냉각통 이송장치와, 로구 하방에 배치된 냉각통 내로부터 반도체 부재를 탑재한 보트를 열처리로 내로 이송함과 아울러, 이 열처리로 내로부터 반도체 부재를 탑재한 보트를 로구 하방에 배치된 냉각통 내로 이송하는 제2 보트 이송장치를 구비한 것을 특징으로 한다.A semiconductor heat treatment apparatus according to
청구항 6의 반도체 열처리장치는, 보트에 탑재된 반도체 부재의 열처리를 행하여 하방에 로구를 갖는 1이상의 열처리로를 구비한 반도체 열처리장치에 있어서, 열처리로의 개수를 넘는 수의 보트와, 내부를 외부로부터 기밀상태로 해서 불활성 분위기로 할 수 있고, 1개의 보트에 탑재된 반도체 부재의 냉각을 행하는, 이 보트의 수와 동수의 냉각통과, 냉각통을 이송할 수 있는 제3 냉각통 이송장치와, 냉각통의 내부를 외부로부터 기밀상태로 하는 냉각통 기밀장치와, 로구 하방에 배치된 냉각통을 이 로구에 기밀하게 접속하는 냉각통 접속장치와, 로구에 기밀하게 접속된 냉각통 내에서 반도체 부재를 탑재한 보트를 열처리로 내로 이송함과 아울러, 이 열처리로 내에서 반도체 부재를 탑재한 보트를 로구에 기밀하게 접속된 냉각통 내로 이송하는 제3 보트 이송장치를 구비한 것을 특징으로 한다.A semiconductor heat treatment apparatus according to claim 6, wherein the semiconductor heat treatment apparatus is provided with at least one heat treatment furnace having heat treatment of a semiconductor member mounted on a boat and having a furnace hole below. A third cooling cylinder conveying apparatus capable of conveying the number and the same number of cooling vessels and cooling cylinders of the boat, which can be in an airtight state, can be inert atmosphere, and cool the semiconductor member mounted on one boat; The semiconductor member in the cooling cylinder airtight apparatus which makes the inside of a cooling cylinder airtight from the outside, the cooling cylinder connection apparatus which connects the cooling cylinder arrange | positioned under the furnace to airtightly to this furnace, and the cooling cylinder hermetically connected to the furnace. And a third boat for transporting the boat equipped with the lamella into the heat treatment furnace, and transferring the boat equipped with the semiconductor member in the heat treatment furnace into a cooling vessel hermetically connected to the furnace. It characterized in further comprising an agent feeding device.
(발명의 효과)(Effects of the Invention)
청구항 1의 발명에 의하면, 열처리가 끝난 반도체 부재를 보트와 함께 냉각통에 수납하고, 열처리로의 로구 하방으로부터 대피시켜서 냉각하므로, 이 냉각 동안에 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 로구 하방으로부터 열처리로 내로 이송할 수 있다. 따라서, 앞의 반도체 부재의 냉각과 다음 반도체 부재의 열처리를 병행하여 행함으로써 작업 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또, 열처리가 끝난 반도체 부재의 보트는 로드 록실 내의 냉각통에 수납되므로, 같은 로드 록실 내에 미처리된 반도체 부재가 존재해도 열에 의한 악영향을 주는 일도 생기지 않는다.According to the invention of
청구항 2의 발명에 의하면, 열처리가 끝난 반도체 부재를 보트와 함께 냉각통에 수납하고, 열처리로의 로구 하방으로부터 대피시켜서 냉각하므로, 이 냉각 동안에 별도의 냉각통을 로구 하방으로 이송해서, 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 이 로구 하방의 별도의 냉각통으로부터 열처리로 내로 이송할 수 있다. 따라서, 앞의 반도체 부재의 냉각과 다음 반도체 부재의 열처리를 병행하여 행함으로써 작업 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또, 열처리가 끝난 반도체 부재의 보트와 미처리된 반도체 부재의 보트는 로드 록실 내의 다른 냉각통에 각각 수납되므로, 이 열처리가 끝난 반도체 부재가 미처리된 반도체 부재에 열에 의한 악영향을 주는 일도 생기지 않는다.According to the invention of
청구항 3의 발명에 의하면, 열처리가 끝난 반도체 부재를 보트와 함께 냉각통에 수납하고, 열처리로의 로구 하방으로부터 대피시켜서 냉각하므로, 이 냉각 동안에 별도의 냉각통을 로구 하방으로 이송해서, 내부의 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 열처리로 내로 이송할 수 있다. 따라서, 앞의 반도체 부재의 냉각과 다음의 반도체 부재의 열처리를 병행하여 함으로써 작업 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또, 열처리가 끝난 반도체 부재의 보트는 내부를 외부로부터 기밀상태로 해서 불활성 분위기로 한 냉각통에 수납되므로, 그 자신이 로드 록 기능을 갖는 냉각통 속에서 냉각될 수 있어, 같은 냉각통에 수납된 미처리된 반도체 부재에 열에 의한 악영향을 주는 일도 생기지 않는다.According to the invention of
청구항 4의 발명에 의하면, 제1 보트 이송장치에 의해 열처리가 끝난 반도체 부재를 보트와 함께 냉각통에 수납하고, 제1 냉각통 이송장치에 의해 이 냉각통을 열처리로의 로구 하방으로부터 대피시켜서 냉각할 수 있으므로, 이 냉각 동안에 보트 로구 이송장치와 제1 보트 이송장치에 의해 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 열처리로 내로 이송할 수 있다. 따라서, 앞의 반도체 부재의 냉각과 다음의 반도체 부재의 열처리를 병행하여 행함으로써 작업 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또, 열처리가 끝난 반도체 부재의 보트는 로드 록실 내의 냉각통에 수납되므로, 같은 로드 록실 내에 미처리된 반도체 부재가 존재해도 열에 의한 악영향을 주는 일도 생기지 않는다.According to the invention of
청구항 5의 발명에 의하면, 제2 보트 이송장치에 의해 열처리가 끝난 반도체 부재를 보트와 함께 냉각통에 수납하고, 제2 냉각통 이송장치에 의해 이 냉각통을 열처리로의 로구 하방으로부터 대피시켜서 냉각하므로, 이 냉각 동안에 제2 냉각통 이송장치에 의해 별도의 냉각통을 로구 하방으로 이송해서, 제2 보트 이송장치에 의해 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 이 로구 하방의 별도의 냉각통으로부터 열처리로 내로 이송할 수 있다. 따라서, 앞의 반도체 부재의 냉각과 다음의 반도체 부재의 열처리를 병행하여 행함으로써 작업 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또, 열처리가 끝난 반도체 부재의 보트와 미처리된 반도체 부재의 보트는 로드 록실 내의 다른 냉각통에 각각 수납되므로, 이 열처리가 끝난 반도체 부재가 미처리된 반도체 부재에 열에 의한 악영향을 주는 일도 생기지 않는다.According to the invention of
청구항 6의 발명에 의하면, 제3 보트 이송장치에 의해 열처리가 끝난 반도체 부재를 보트와 함께 냉각통에 수납하고, 제3 냉각통 이송장치에 의해 열처리로의 로구 하방으로부터 대피시켜서 냉각하므로, 이 냉각 동안에 제3 냉각통 이송장치에 의해 별도의 냉각통을 로구 하방으로 이송해서, 제3 보트 이송장치에 의해 이 냉각통의 내부의 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 열처리로 내로 이송할 수 있다. 따라서, 앞의 반도체 부재의 냉각과 다음 반도체 부재의 열처리를 병행하여 행함으로써 작업 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또, 열처리가 끝난 반도체 부재의 보트는 내부를 외부로부터 기밀상태로 해서 불활성 분위기로 한 냉각통에 수납되므로, 그 자신이 로드 록 기능을 갖는 냉각통 속에서 냉각할 수 있어, 같은 냉각통에 수납된 미처리된 반도체 부재에 열에 의한 악영향을 주는 일도 생기지 않는다.According to the sixth aspect of the present invention, the semiconductor member, which has been heat treated by the third boat transfer apparatus, is housed together with the boat in a cooling vessel, and the third cooling vessel transfer apparatus is evacuated from the lower side of the heat treatment furnace and cooled. In the meantime, another cooling cylinder can be conveyed below a furnace by the 3rd cooling cylinder conveyance apparatus, and the boat equipped with the unprocessed semiconductor member in the inside of this cooling cylinder can be conveyed into a heat processing furnace by a 3rd boat conveying apparatus. Therefore, the throughput of the whole work can be improved by performing cooling of the previous semiconductor member and heat treatment of the next semiconductor member in parallel. Moreover, since the boat of the heat-processed semiconductor member is housed in the cooling tank which made the inside airtight from the outside and made into inert atmosphere, it can cool itself in the cooling tank which has a load lock function, and it is stored in the same cooling cylinder. No adverse effect of heat is caused on the untreated semiconductor member.
도 1은 본 발명의 일실시형태를 나타내는 것으로서, 반도체 열처리장치의 구조를 나타냄과 아울러 냉각통과 보트의 동작에 의해 반도체 열처리방법을 나타내는 종단면도이다.FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of the present invention, showing the structure of a semiconductor heat treatment apparatus and showing a semiconductor heat treatment method by operation of a cooling barrel and a boat.
도 2는 본 발명의 일실시형태를 나타내는 것으로서, 로드 록실을 이송하는 냉각통과 보트의 동작을 나타내는 평면도이다.Fig. 2 is a plan view showing an embodiment of the present invention and showing operations of a cooling barrel and a boat for transporting a load lock chamber.
도 3은 본 발명의 일실시형태를 나타내는 것으로서, 로드 록실 내에 냉각통을 3개 배치한 경우의 평면도이다.3 shows an embodiment of the present invention and is a plan view in the case where three cooling cylinders are arranged in a load lock chamber.
도 4는 본 발명의 일실시형태를 나타내는 것으로서, 열처리로를 2개 설치하고 냉각통을 4개 배치한 경우의 평면도이다.4 is a plan view showing an embodiment of the present invention, in which two heat treatment furnaces are provided and four cooling cylinders are arranged.
도 5는 본 발명의 일실시형태를 나타내는 것으로서, 열처리로를 2개 설치하 고 냉각통을 6개 배치한 경우의 평면도이다.5 is a plan view showing an embodiment of the present invention in which two heat treatment furnaces are provided and six cooling cylinders are arranged.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 열처리로 1a : 로구 1:
1b : 프로세스 튜브 2 : 로드 록실 1b: process tube 2: load lock chamber
3 : 보트 4 : 엘리베이터 적재부 3: boat 4: elevator loading part
5 : 냉각통 5a : 상부 문5: cooling
이하, 본 발명의 최량의 실시형태에 대해서 도 1~도 5를 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best embodiment of this invention is described with reference to FIGS.
우선, 가장 단순한 구성을 취하는 실시형태로서, 반도체 웨이퍼를 보트에 탑재하여 열처리를 행하는 반도체 열처리방법(청구항 1에 대응) 및 반도체 열처리장치(청구항 4에 대응)에 대해서 설명한다.First, as an embodiment having the simplest configuration, a semiconductor heat treatment method (corresponding to claim 1) and a semiconductor heat treatment apparatus (corresponding to claim 4) for mounting a semiconductor wafer on a boat and performing heat treatment will be described.
이 반도체 열처리장치는 도 1에 나타내는 바와 같이, 열처리로(1)와 이 열처리로(1)의 하단의 로구(1a)의 하방에 형성된 로드 록실(2)을 갖는다. 열처리로(1)는 다수장의 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트(3)를 석영유리제의 프로세스 튜브(1b) 내에 수납하여, 적절한 분위기 중에 있어서 소정의 온도 프로파일로 가열함으로써 열처리를 행하는 것이다. 따라서, 이 열처리로(1)는 프로세스 튜브(1b)의 외측 혹은 내측에 배치된 열원에 의하거나, 또는 이 프로세스 튜브(1b) 자체가 열원으로 되어서, 보트(3)에 탑재된 반도체 웨이퍼를 소정의 온도-시간 조건에 따라 가열함과 아울러, 프로세스 튜브(1b)의 내부를 밀폐하여 도시생략된 가스의 흡배기구에 의해 내부의 분위기를 제어할 수 있도록 되어 있다.As shown in FIG. 1, the semiconductor heat treatment apparatus includes a
로드 록실(2)은 내부를 외부로부터 기밀상태로 해서, 도시생략된 가스의 흡배기구에 의해 불활성 분위기로 할 수 있도록 한 방이다. 불활성 분위기란, 로드 록실(2) 내를 감압하여 거의 진공상태로 하거나, 불활성 가스(질소 가스나 아르곤 가스 등)의 충전이나 유통을 행한 분위기이며, 이것에 의해 로드 록실(2) 내에서 반도체 웨이퍼에 자연산화막이 형성되는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다.The
또한, 로드 록실(2)의 내부는 로구(1a)를 통해서 열처리로(1)에 연통하게 되어 있다. 무엇보다 본 실시예에서는 이 로구(1a)에 개폐문이 설치되어 있고, 이 개폐문에 의해 열처리로(1) 내와 로드 록실(2) 내의 공간을 칸막이할 수 있도록 되어 있다. 단, 이 로구(1a)는 보트(3)를 열처리로(1) 내로 이송했을 때에 이 보트(3)의 지지체에 의해 막힐 수도 있으므로, 이러한 개폐문은 반드시 설치할 필요는 없다. 또, 이 로드 록실(2)의 내부는 보트(3)에 탑재하는 반도체 웨이퍼를 옮겨 쌓기 위해, 도시생략된 개폐문에 의해 외부와도 통하도록 되어 있다.The inside of the
상기 열처리로(1)와 로드 록실(2)의 내부에는 2개의 보트(3)가 배치되어 있다. 보트(3)는 다수의 반도체 웨이퍼를 상하에 간격을 두고 탑재할 수 있도록 이루어진 반송체이며, 엘리베이터 적재부(4)에 적재되어서 로구(1a)를 통해 열처리로(1) 내와 로드 록실(2) 내 사이를 상하로 이송됨과 아울러, 도시생략된 리프터에 의해 로드 록실(2) 내에서 수평 이송할 수 있도록 되어 있다.Two
또한, 로드 록실(2) 내에는 1개의 냉각통(5)이 배치되어 있다. 냉각통(5)은 보트(3)를 수납해서 주위를 둘러싸는 수납체이며, 상면을 개폐하는 상부 문(5a)이 설치됨과 아울러, 하면에도 하부 문이 설치되고, 둘레 측면에도 도시생략된 개폐문 이 설치되어 있다. 단, 냉각통(5)의 하부 문은 수납한 보트(3)의 지지체에 의해 막힐 수도 있으므로 반드시 설치할 필요는 없다. 그리고 저면은 보트(3)의 하단을 적재 지지할 수 있음과 아울러, 엘리베이터 적재부(4)가 관통하여 이 보트(3)를 상하 이동시킬 수 있는 개구부가 형성되어 있다.In addition, one
이 냉각통(5)은 적어도 둘레 측면을 포함하는 각 면이 수냉 재킷 구조로 됨과 아울러, 바람직하게는 내부에 냉각 가스를 유통시키는 도시생략된 흡배기구가 형성되어 있어서, 이들 양자의 작용에 의해 내부에 수납된 보트(3)의 반도체 웨이퍼를 신속하게 냉각할 수 있다. 또, 이 냉각통(5)은 내부가 수냉 재킷에 의해 둘러싸여져 있으므로 반도체 웨이퍼나 보트(3)의 여열을 외부에 거의 누설하는 일은 없지만, 경우에 따라 단열층을 부가해서 수냉 재킷의 외면과 외부의 단열을 도모하도록 해도 된다. 이 냉각통(5)은 도시생략된 리프터에 의해 로드 록실(2) 내에서 수평 이송이나 회전을 행하거나 열처리로(1)의 하방에서 상하 이동시킬 수 있도록 되어 있다.The
상기 반도체 열처리장치는 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 열처리로(1)의 프로세스 튜브(1b) 내의 보트(3)에 탑재된 반도체 웨이퍼의 열처리를 행한다. 이 때, 로드 록실(2) 내의 로구(1a)의 하방에는 빈 냉각통(5)이 대기하고, 이 냉각통(5)의 안측(도시 우측)에는 미처리된 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트(3)가 대기하고 있다. 미처리된 반도체 웨이퍼란, 열처리로(1)에서의 금회의 열처리가 미처리인 것이며, 반도체 제조 프로세스에 있어서 별도의 공정에서의 열처리를 포함하여 다른 처리는 행해져 있어도 된다. 열처리로(1) 내의 보트(3)의 반도체 웨이퍼의 열처리가 끝나 면, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 냉각통(5)이 로구(1a)까지 상승해서 상부 문(5a)이 열림과 아울러, 로구(1a)의 개폐문도 열린다.As shown in FIG. 1A, the semiconductor heat treatment apparatus heat-treats the semiconductor wafer mounted on the
또한, 엘리베이터 적재부(4)는 이 냉각통(5) 내를 상승해서 열처리로(1) 내의 보트(3)를 적재하고, 하강해서 이 보트(3)를 냉각통(5) 내에 내려 저면에 의해 지지시킨다. 그리고 도 1(c)에 나타내는 바와 같이, 냉각통(5)이 하강해서 원래의 대기위치로 되돌아옴과 아울러, 이 냉각통(5)의 상부 문(5a)과 하부 문이 닫힌다. 또, 도 2(a)~도 2(c)는 이 도 1(a)~도 1(c)에 나타낸 동작을 평면도로 나타낸 것이다.Moreover, the
이렇게 해서 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트(3)가 냉각통(5)에 수납되면, 도 1(d)에 나타내는 바와 같이 이 냉각통(5)이 안측으로 대피함과 아울러, 안측에 있었던 미처리된 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트(3)가 로구(1a)의 하방으로 이송되어 엘리베이터 적재부(4)상에 적재된다. 이 이송은, 예를 들면 도 2(d)에 나타내는 바와 같이 냉각통(5)이 화살표(M1)를 따라 ㄷ자형상으로 이송됨과 아울러, 미처리된 반도체 웨이퍼의 보트(3)가 화살표(M2)를 따라 곧바로 냉각통(5)이 있었던 위치로 이송됨으로써 행할 수 있다.In this way, when the
이때, 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트(3)와 미처리된 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트(3)가 같은 로드 록실(2) 내에 동시에 존재하게 되지만, 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼의 보트(3)는 냉각통(5) 내에 수납되어 있으므로 열처리의 여열이 냉각통(5)의 외부로 새는 일은 거의 없어, 옆의 보트(3)의 미처리된 반도체 웨이퍼에 악영향을 줄 우려는 생기지 않는다. 또, 이 냉각통(5)은 로드 록실(2) 내의 안측으로 대피함으로써 로구(1a)의 하방을 열기 때문에, 이곳으로 미처리된 반도체 웨이퍼를 탑재한 보트(3)를 이송할 수 있게 된다. 그리고 로드 록실(2)의 안측으로 이송된 냉각통(5)은 수냉 재킷에 의한 수냉과 냉각 가스의 유통에 의한 냉각에 의해, 내부에 수납된 보트(3)의 반도체 웨이퍼를 냉각한다.At this time, the
또한, 로구(1a)의 하방으로 이송되어 있었던 미처리된 반도체 웨이퍼의 보트(3)는 도 1(e)에 나타내는 바와 같이 엘리베이터 적재부(4)의 상승에 의해 열처리로(1) 내로 이송된다.Moreover, the
또한, 이 보트(3)의 이송 직전에는 도 1(d)에 나타내는 바와 같이 로구(1a)의 개폐문이 열리고, 이 보트(3)의 이송 직후에는 도 1(e)에 나타내는 바와 같이 로구(1a)의 개폐문이 닫힌다. 그리고 열처리로(1)가 열처리를 개시해서 이 보트(3)의 반도체 웨이퍼의 열처리가 행해진다. 따라서, 이 열처리로(1)는 앞의 반도체 웨이퍼의 열처리를 끝낸 후에 냉각을 행하지 않고 다음 반도체 웨이퍼의 열처리를 개시할 수 있으므로, 로 내를 일단 소정의 취출 가능 온도까지 냉각한 후에 가열한다는 여분의 축열 에너지의 손실이 없어진다.In addition, as shown in FIG. 1 (d), immediately before the transfer of the
또한, 이 반도체 열처리장치는 로드 록실(2)의 안측으로 이송된 냉각통(5)에 의해, 전에 열처리를 끝낸 반도체 웨이퍼의 냉각을 행함과 아울러, 다음의 미처리된 반도체 웨이퍼의 열처리를 병행하여 행할 수 있다. 또, 엘리베이터 적재부(4)는 나중의 냉각통(5)의 이송에 구비되어서 일단 하강하여 원래의 위치로 되돌아온다. 또한, 도 2(e)는 이 도 1(e)의 상태를 평면도로 나타낸 것이다.In addition, the semiconductor heat treatment apparatus performs cooling of the semiconductor wafer which has been previously heat treated by the
본 실시형태(이하, 「기본 실시형태」라고 함)에서는 열처리로(1)에 의한 열처리의 쪽이 냉각통(5)에 의한 냉각보다 긴 시간을 필요로 하는 경우에 대하여 설명한다. 이 때문에, 열처리로(1) 내의 보트(3)의 반도체 웨이퍼가 열처리가 행해지고 있을 동안에, 냉각통(5) 내에 수납된 보트(3)의 반도체 웨이퍼의 냉각이 완료된다. 이렇게 해서 냉각이 완료되면, 도 1(f)에 나타내는 바와 같이 그 때 내부에 있었던 보트(3)의 위치는 그대로, 냉각통(5)만을 로구(1a)의 하방의 위치로 이송한다. 이때, 냉각통(5)은 둘레 측면의 개폐문을 열어서, 보트(3)만을 남기고 도 2(f)의 화살표(M3)로 나타내는 바와 같이 이송함으로써 이 보트(3)를 꺼낼 수 있다.In this embodiment (hereinafter, referred to as "basic embodiment"), the case where the heat treatment by the
이렇게 해서 보트(3)가 꺼내지면, 로드 록실(2)의 개폐문을 열어서, 도 1(f)의 화살표로 나타내는 바와 같이 이 보트(3)에 탑재된 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼를 외부로 반출함과 아울러, 외부로부터 미처리된 반도체 웨이퍼를 보트(3)에 반입해서 탑재시킨다. 이 반도체 웨이퍼의 반출과 반입은 통상은 도시생략된 공업용 로보트에 의해 1장씩 또는 복수장씩 일괄해서 행해진다.In this way, when the
상기 반도체 웨이퍼의 반출과 반입의 작업시에는 청정공기가 흐르는 웨이퍼 스톡 영역과 로드 록실(2)을 사이에 두고 있는 개폐문이 열리므로, 로드 록실(2) 내에 이 청정공기가 흘러 들어올 우려가 있다. 그러나 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼는, 이때에는 이미 냉각이 완료되어 있으므로 이 청정공기에 의해 악영향을 받을 우려는 생기지 않는다. 그리고 이 반도체 웨이퍼의 반출/반입이 완료되면 즉시 로드 록실(2)의 개폐문이 닫히고, 다시 이 로드 록실(2) 내를 불활성 분위기로 되돌 린다.At the time of carrying out and carrying out of the said semiconductor wafer, since the opening / closing door which opens between the wafer stock area | region which flows clean air and the
이렇게 해서 반도체 웨이퍼의 반출과 반입이 완료되면, 도 1(a)에 나타내는 최초의 상태로 된다. 그리고 열처리로(1) 내의 보트(3)에 탑재된 반도체 웨이퍼의 열처리가 완료되면, 다시 상기 동작을 반복한다.In this way, when carrying out and carrying out of a semiconductor wafer are completed, it will be in the initial state shown to Fig.1 (a). When the heat treatment of the semiconductor wafer mounted on the
이상 설명한 바와 같이, 기본 실시형태의 반도체 열처리방법(청구항 1에 대응) 및 반도체 열처리장치(청구항 4에 대응)에 의하면, 전에 열처리를 끝낸 반도체 웨이퍼를 냉각통(5) 내에서 냉각함과 동시에, 다음의 반도체 웨이퍼의 열처리를 병행하여 행할 수 있으므로 작업 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또, 열처리를 끝낸 반도체 웨이퍼는 냉각통(5) 내에 수납되어 냉각되므로, 여열이 냉각통(5)의 외부로 새어나와 로드 록실(2) 내의 미처리된 반도체 웨이퍼에 악영향을 주는 일도 없어진다. 또한, 열처리로(1)는 내부에서 반도체 웨이퍼를 소정의 취출 가능 온도까지 냉각할 필요가 없으므로 여분의 축열 에너지의 손실이 생기는 일도 없어진다.As described above, according to the semiconductor heat treatment method (corresponding to claim 1) and the semiconductor heat treatment apparatus (corresponding to claim 4) of the basic embodiment, while cooling the semiconductor wafer after the heat treatment before, in the
여기서, 청구항 4에서 말하는 제1 냉각통 이송장치란, 냉각통(5)을 로드 록실(2) 내에서 이송하는 장치이다(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함). 그리고 기본 실시형태에서는 이 냉각통(5)을 로구(1a)의 하방으로 이송하거나, 이 로구(1a)의 하방으로부터 대피시키기 위해 로드 록실(2) 내에서 냉각통(5)에 수평 이송이나 회전을 행하게 하고, 또 열처리로(1)의 하방 등의 소정 위치에서 필요한만큼 상하 이동시키는 리프터가 이 제1 냉각통 이송장치에 해당된다.Here, the 1st cooling cylinder conveyance apparatus of
또한, 청구항 4에서 말하는 보트 로구 이송장치란, 보트(3)를 열처리로(1)의 로구(1a)의 하방으로 이송하는 장치이다(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함). 그리고 기본 실시형태에서는 보트(3)를 이렇게 로드 록실(2) 내에서 이송하는 도시생략된 리프터가 이 보트 로구 이송장치에 해당된다. In addition, the boat locus conveying apparatus of
또한, 청구항 4에서 말하는 제1 보트 이송장치란, 이 로구(1a)의 하방의 보트(3)를 열처리로(1) 내로 이송하거나, 이 열처리로(1) 내로부터 냉각통(5) 내로 이송하는 장치이다(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함). 그리고 기본 실시형태에서는 보트(3)를 이렇게 이송하는 엘리베이터 적재부(4)와 이 엘리베이터 적재부(4)를 구동하는 도시생략된 엘리베이터 장치가 이 제1 보트 이송장치에 해당된다.In addition, the 1st boat transfer apparatus of
또한, 청구항 4에서 말하는 보트 취출장치란, 보트(3)를 냉각통으로부터 꺼내는 장치이다(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함). 그리고 기본 실시형태에서는 열처리 후의 냉각이 완료된 보트(3)를 남기고, 이 냉각통(5)만을 로드 록실(2) 내에서 이송시키는 리프터가 이 보트 취출장치에 해당된다. 이에 한정하지 않고, 기본 실시형태는 보트(3)를 냉각통(5)으로부터 꺼내는 임의의 형태를 포함한다.In addition, the boat take-out apparatus of
또한, 상기 기본 실시형태에서는 냉각통(5)이 수냉 재킷과 냉각 가스에 의해 내부를 냉각하는 경우를 나타냈지만, 이 냉각통(5)의 냉각수단은 임의이며, 재킷 내에 물 등의 액체를 흐르게 하는 것에 의한 냉각만으로 하거나, 냉각통(5) 내에 냉각 가스를 흐르게 하는 것에 의한 냉각만(단, 이 경우는, 냉각통(5)은 별도수단, 예를 들면 단열재 등에 의해 외부에 대하여 충분히 단열되어 있을 필요가 있음)이어도 좋고, 이들 이외의 냉매의 순환에 의해 냉각하거나, 외부로부터 전력을 공급해서 펠티에 효과에 의해 냉각하는 것도 가능하다.Moreover, although the case where the
또한, 상기 기본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼의 반출과 반입을 로드 록실(2) 내의 안측에서 행하는 경우를 나타냈지만, 앞쪽이나 그 밖의 위치에서 행할 수도 있다. 단, 상기 기본 실시형태와 같이 로드 록실(2) 내의 안측에서 반도체 웨이퍼의 반출/반입을 행한 쪽이 보트(3)나 냉각통(5)의 이송 회수를 적게 할 수 있다. 또, 도 1(e)에 나타낸 상태에서 보트(3)를 냉각통(5) 내에 수납한 채, 이 냉각통(5)의 둘레 측면의 개폐문과 로드 록실(2)의 개폐문을 동시에 열어서 반도체 웨이퍼의 반출과 반입을 행할 수도 있다.In addition, although the case where carrying out and carrying out of a semiconductor wafer is performed in the inside of the
또한, 상기 기본 실시형태에서는 2개의 보트(3)가 배치되는 경우를 나타냈지만, 3개이상의 보트(3)가 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 열처리로(1)와 냉각통(5)에 각각 1개씩의 보트(3)가 수납되어도 1개이상의 보트(3)가 로드 록실(2) 내에 남게 되지만, 이 보트(3)에는 사전에 미처리된 반도체 웨이퍼가 탑재되어 있어도 되고, 빈 상태로 되어 있어도 된다.In addition, although the case where two
또한, 상기 기본 실시형태에서는 1개의 냉각통(5)이 배치되는 경우를 나타냈지만, 2개이상의 냉각통(5)을 배치할 수도 있다. 이 경우, 보트(3)도 냉각통(5)의 개수를 초과하는 수를 배치하면, 복수의 보트(3)의 반도체 웨이퍼를 복수의 냉각통(5)에서 병행하여 냉각할 수 있으므로 열처리로(1)에서의 열처리보다 냉각통(5)에서의 냉각의 쪽이 긴 시간을 필요로 할 때에 유효하게 된다.Moreover, although the case where one
또한, 상기 기본 실시형태에서는 열처리로(1)가 1개만 설치되어 있는 경우를 나타냈지만, 2개이상의 열처리로(1)가 같은 로드 록실(2)에 연통하도록 되어 있어도 된다. 이 경우, 열처리로(1)의 개수의 2배의 수의 보트(3)와 열처리로(1)의 개수와 동수의 냉각통(5)이 배치되어 있으면, 각 열처리로(1)마다 상기 기본 실시형태와 같은 방법으로 열처리를 행할 수 있다.In addition, although the case where only one
단, 열처리로(1)에서의 열처리보다 냉각통(5)에서의 냉각의 쪽이 단시간에 끝나는 경우에는, 열처리로(1)의 개수보다 적은 수의 냉각통(5)이여도, 각 열처리로(1)에서 이 1개이상의 냉각통(5)을 공용함으로써 낭비없이 냉각을 행할 수 있다. 그리고 보트(3)도 열처리로(1)의 개수를 넘는 수가 있으면 되고, 열처리로(1)의 개수와 냉각통(5)의 개수를 합한 수의 보트(3)가 있으면, 냉각통(5)을 낭비없이 이용할 수 있다.However, in the case where the cooling in the
또한, 상기 기본 실시형태에서는 로드 록실(2) 내에서 보트(3)를 냉각통(5)으로부터 일단 꺼낸 후에(반도체 웨이퍼의 반출/반입은 이 보트(3)의 취출의 전후 중 어느 쪽에서나 행해도 됨) 열처리로(1)로 이송하는 경우를 나타냈지만, 보트(3)를 냉각통(5)에 수납한 채 반도체 웨이퍼의 반출/반입을 행하여 열처리로(1)로 이송하도록 해도 된다(청구항 2 및 청구항 5에 대응). 이 경우에는 열처리로(1)의 개수나 보트(3)를 더욱 늘릴 수는 있지만, 냉각통(5)은 이 보트(3)의 수와 동수개가 필요하게 된다.In addition, in the said basic embodiment, once the
여기서, 청구항 5에서 말하는 제2 냉각통 이송장치란, 보트(3)를 수납한 채 반도체 웨이퍼의 반출/반입을 행하는 냉각통(5)을 로드 록실(2) 내에서 이송하는 장치이다(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함). 따라서, 이 경우에도 청구항 4의 제1 냉각통 이송장치와 마찬가지로 이 냉각통(5)을 로구(1a)의 하방으로 이송하거나, 이 로구(1a)의 하방으로부터 대피시키기 위해, 로드 록실(2) 내에서 냉각통(5)에 수평 이송이나 회전을 행하게 하고, 또한 열처리로(1)의 하방 등의 소정 위치에서 필요한만큼 상하 이동시키는 리프터가 이 제2 냉각통 이송장치에 해당된다. 또한, 이 경우에는 보트(3)에 탑재된 반도체 웨이퍼의 반출/반입을 위해 냉각통(5)에 수평 이송 등을 행하게 하는 리프터도 이 제2 냉각통 이송장치에 포함할 수 있다.Here, the 2nd cooling cylinder conveyance apparatus of
또한, 청구항 5에서 말하는 제2 보트 이송장치란, 냉각통(5) 내의 보트(3)를 열처리로(1) 내로 이송하거나, 이 열처리로(1) 내로부터 냉각통(5) 내로 이송하는 장치이다(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함). 그리고 이 경우에는 냉각통(5) 내와 열처리로(1) 내 사이에서 보트(3)를 이와 같이 이송하는 엘리베이터 적재부(4)와 이 엘리베이터 적재부(4)를 구동하는 도시생략된 엘리베이터 장치가 이 제2 보트 이송장치에 해당된다.In addition, the 2nd boat transfer apparatus of
예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이, 열처리로가 1개이며, 3개씩의 보트(3)와 냉각통(5)이 배치되어 있을 경우, 열처리로(1)의 하방을 이들 냉각통(5)이 도 3의 화살표로 나타내는 바와 같이 순서대로 삼각형상으로 이송되도록 하면, 열처리로(1)에서의 열처리보다 냉각통(5)에서의 냉각의 쪽이 긴 시간을 필요로 할 때에도 이 열처리로(1)가 빈 상태로 대기시간이 생기는 일이 없어진다. 단, 이 경우에도 냉각시간이 열처리시간의 2배를 넘으면 열처리로(1)에 대기시간이 생기게 되 지만, 이와 같이 냉각시간이 매우 길어질 때(반대로 열처리시간이 짧아질 때라도 같음)에는 보트(3)와 냉각통(5)의 개수를 더욱 증가시키면 된다.For example, as shown in FIG. 3, when there are one heat processing furnace and three
또한, 예를 들면 도 4에 나타내는 바와 같이 로드 록실(2)의 상방에 2개의 열처리로(1)를 설치함과 아울러, 보트(3)와 냉각통(5)도 4개씩 배치한 경우에는 로드 록실(2) 내에서 4개의 냉각통(5)을 도 4의 화살표로 나타내는 바와 같이 순서대로 사각형상으로 이송하면, 1개의 열처리로(1)와 2개씩의 보트(3)와 냉각통(5)을 배치한 경우와 거의 같은 크기의 로드 록실(2)을 사용해서 처리능력을 2배로 향상시킬 수 있게 된다.For example, as shown in FIG. 4, when installing the two
단, 이 도 4의 경우에는 도 1 및 도 2에 나타낸 구성과 마찬가지로 열처리시간이 냉각시간보다 길 경우에 최적인 구성이며, 냉각시간이 열처리시간보다 길어질 경우에는 보트(3)와 냉각통(5)의 개수를 더욱 증가시키면 된다. 즉, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 2개의 열처리로(1)와 6개씩의 보트(3)와 냉각통(5)을 배치하면, 도 3에 나타낸 구성과 마찬가지로 냉각시간이 열처리시간의 2배를 초과할 때 까지는 열처리로(1)에 대기시간이 생기는 일이 없다. 또, 이 도 5의 경우에는 도 4에 나타낸 구성과 마찬가지로 로드 록실(2) 내의 공간을 유효하게 활용할 수 있다.However, in the case of FIG. 4, the configuration is optimal when the heat treatment time is longer than the cooling time as in the configuration shown in FIGS. 1 and 2, and when the cooling time is longer than the heat treatment time, the
또한, 상기 기본 실시형태에서는 로드 록실(2) 내에 냉각통(5)을 배치하는 경우를 나타냈지만, 이 냉각통(5)의 내부를 외부로부터 기밀상태로 해서 불활성 분위기로 할 수 있도록 해서 로드 록실(2)과 같은 기능을 갖게 함으로써, 이 로드 록실(2)을 사용하지 않도록 할 수도 있다(청구항 3 및 청구항 6에 대응).In addition, in the said basic embodiment, although the case where the
이 경우에도, 청구항 2 및 청구항 5의 경우와 같이, 보트(3)를 냉각통(5)에 수납한 상태에서 열처리로(1)로 이송하게 되므로, 1개이상의 열처리로(1)에 대하여 이 열처리로(1)의 개수를 초과하는 보트(3)와, 이 보트(3)의 수와 동수의 냉각통(5)을 사용해서, 각 열처리로(1)에서 열처리를 행함과 동시에 1개이상의 냉각통(5)에서 냉각처리를 병행하여 실행할 수 있다. 단, 냉각통(5)에 수납된 보트(3)를 열처리로(1) 내로 이송하거나, 열처리 후에 이 열처리로(1) 내의 보트(3)를 냉각통(5)에 수납할 때에는 이들 냉각통(5)을 열처리로(1)의 로구(1a)에 기밀하게 접속해서 외기가 들어가지 않도록 하여 불활성 분위기를 유지할 필요가 있다.Also in this case, as in the case of
무엇보다, 냉각통(5) 내의 보트(3)에 반도체 웨이퍼를 반출/반입하는 작업시에는, 청정공기가 흐르는 웨이퍼 스톡 영역과 접속하고나서 냉각통(5)의 개폐문을 열기 때문에 냉각통(5) 내에 이 청정공기가 흘러 들어올 우려가 있다. 그러나 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼는, 이때에는 이미 냉각이 완료되어 있으므로 이 청정공기에 의해 악영향을 받을 우려는 생기지 않고, 이 반도체 웨이퍼의 반출/반입이 완료되면, 즉시 냉각통(5)의 개폐문이 닫히고, 다시 이 냉각통(5) 내를 불활성 분위기로 되돌린다.Above all, in the operation of carrying out / loading the semiconductor wafer into the
여기서, 청구항 6에서 말하는 냉각통 기밀장치란, 냉각통의 내부를 외부로부터 기밀상태로 하기 위한 장치이며(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함), 청구항 6에서 말하는 냉각통 접속장치란, 로구 하방에 배치된 냉각통을 이 로구에 기밀하게 접속하기 위한 장치이다(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함). Here, the cooling cylinder airtight apparatus of Claim 6 is an apparatus for making the inside of a cooling cylinder airtight from the exterior (including the other well-known means used to achieve this objective), and the cooling cylinder connection of Claim 6 The apparatus is an apparatus for hermetically connecting a cooling cylinder disposed below the furnace port to the furnace tool (including other well-known means used to achieve this object).
또한, 청구항 6에서 말하는 제3 냉각통 이송장치란, 외부로부터 기밀상태로 해서 불활성 분위기로 할 수 있는 냉각통(5)을 이송하는 장치이며(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함), 로드 록실(2)이 존재하지 않는 것을 제외하면 청구항 5의 제2 냉각통 이송장치와 같은 것이다. 따라서, 이 경우에도 이 냉각통(5)을 로구(1a)의 하방으로 이송하거나, 이 로구(1a)의 하방으로부터 대피시키기 위해 냉각통(5)에 수평 이송이나 회전을 행하게 하고, 또한 열처리로(1)의 하방 등의 소정 위치에서 필요한만큼 상하 이동시키는 리프터가 이 제3 냉각통 이송장치에 해당된다. 또, 이 경우에는 냉각통 접속장치에 의한 냉각통(5)과 열처리로(1)의 로구(1a)의 기밀접속이 가능해지는 위치까지의 이송을 행하는 리프터도 이 제3 냉각통 이송장치에 포함할 수 있다.In addition, the 3rd cooling cylinder conveying apparatus of Claim 6 is an apparatus which conveys the
또한, 청구항 6에서 말하는 제3 보트 이송장치란, 로구(1a)에 기밀하게 접속된 냉각통(5) 내로부터 보트(3)를 열처리로(1) 내로 이송하거나, 이 열처리로(1) 내로부터 보트(3)를 로구(1a)에 기밀하게 접속된 냉각통(5) 내로 이송하기 위한 장치이다(이 목적을 달성하기 위해 사용되는 공지의 다른 수단도 포함). 단, 청구항 5의 제2 보트 이송장치와는 달리, 열처리로(1)로부터 냉각통(5)에 보트(3)를 수납할 경우나 이 냉각통(5)으로부터 열처리로(1)에 보트(3)를 이송할 경우에, 이들 서로에게 접속된 냉각통(5)과 열처리로(1)의 내부의 기밀상태를 손상시키는 일이 없도록 할 필요가 있다.In addition, with the 3rd boat transfer apparatus of Claim 6, the
또한, 상기 실시형태에서는 반도체 웨이퍼의 열처리를 행하는 경우에 대하여 설명했지만, 예를 들면 유리기판상에 반도체를 형성한 반도체 부재의 열처리를 행 하는 경우에 대해서도 마찬가지로 실시 가능하다.In addition, in the above embodiment, the case where the heat treatment of the semiconductor wafer is performed has been described, but the case of heat treatment of the semiconductor member in which the semiconductor is formed on the glass substrate can be performed in the same manner.
본 발명에 의하면, 열처리가 끝난 반도체 부재를 보트와 함께 냉각통에 수납하고, 열처리로의 로구 하방으로부터 대피시켜서 냉각하므로, 이 냉각 동안에, 미처리된 반도체 부재를 탑재한 보트를 열처리로 내로 이송할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 반도체 열처리방법 및 반도체 열처리장치는 반도체 부재의 냉각과 열처리를 병행하여 행함으로써 작업 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the heat-treated semiconductor member is housed together with the boat in a cooling chamber and evacuated from the lower side of the furnace, the boat equipped with the untreated semiconductor member can be transferred into the heat treatment furnace during the cooling. Will be. Therefore, the semiconductor heat treatment method and the semiconductor heat treatment apparatus of the present invention can improve the throughput of the whole work by performing cooling and heat treatment of the semiconductor member in parallel.
Claims (6)
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