KR0153250B1 - 종형 열처리 장치 - Google Patents

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KR0153250B1
KR0153250B1 KR1019910010737A KR910010737A KR0153250B1 KR 0153250 B1 KR0153250 B1 KR 0153250B1 KR 1019910010737 A KR1019910010737 A KR 1019910010737A KR 910010737 A KR910010737 A KR 910010737A KR 0153250 B1 KR0153250 B1 KR 0153250B1
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히로노부 니시
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카자마 겐쥬
도오교오 에레구토론 사가미 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정 웨이퍼 등의 웨이퍼 형상 피처리물의 열처리장치, 특히 열처리용 반응관을 세로방향으로 배설한 웨이퍼 종형 열처리장치에 관한 것이다.
복수의 웨이퍼를 수용하기 위한 캐리어를 복수 수납하는 캐리어 스토커와, 이 캐리어 스토커에 인접하여 마련되고, 상기 웨이퍼를 캐리어로부터 열처리용 용기에, 또는 상기 열처리용 용기로부터 캐리어로 이재하기 위한 이재기구와, 상기 웨이퍼를 재치한 열처리용 용기를 수용하고, 소정의 열처리를 행하기 위한 복수의 종형열처리로와, 상기 이재기구로부터 종형열처리로에, 또는 이 종형열처리로에서 이재기구로 상기 열처리용 용기를 반송하기 위한 반송기구와, 상기 이재기구를 전용으로 통과하는 클린가스 흐름을 형성하는 가스유통수단을 가지는 종형 열처리장치를 제공한다.

Description

종형 열처리장치
제1도는 본 발명의 1실시예를 나타낸 사시도.
제2도는 제1도의 평면도.
제3도는 본 발명의 이재장치의 요부를 나타낸 측면도.
제4도는 본 발명의 웨이퍼 이재기구 부분을 모식적으로 나타낸 평면도.
제5도는 본 발명의 보오트 이송기구 부분을 모식적으로 나타낸 평면도.
제6도는 본 발명의 요부를 모식적으로 나타낸 장치의 측면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 종형 열처리장치 2 : 반도체 웨이퍼
3 : 웨이퍼 캐리어 4 : 웨이퍼 보오트
10 : 캐리어 스토커 11 : 캐리어 배치선반
12 : 캐리어 유지이송기구 13 : 상하구동기구
14 : 지지체 15 : 수직구동기구
16 : 외장체 17 : 에어필터
19 : 팬 20 : 웨이퍼 이재기구
21 : 웨이퍼 핸들링부 22 : 보오트 재치대
30 : 종형 열처리로 31 : 반응용기
32 : 가열히터 33 : 열처리로 본체
34 : 베이스 플레이트 35 : 턴테이블
36 : 보온통 37 : 보오트 이재아암
38 : 보오트 엘리베이터 39 : 캡부
40 : 보오트 반송기구 41 : 보오트 재치부
42 : 반송레일 50 : 보오트 스토커
51 : 회전구동기구 52 : 턴테이블
53 : 보오트 이재아암 54 : 반응관
55 : 승강기구 56 : 도입배관
60 : 보오트 이송기구 61 : 보오트 유지부
62 : 수평구동장치 63 : 핸들링부
64 : 수직구동기구 65 : 회전구동기구
70 : 보오트 반송기구 71 : 캐리어대
80 : 외장체 81 : 에어필터
82 : 팬
본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정웨이퍼 등의 웨이퍼 형상 피처리물의 열처리장치, 특히 열처리용 반응관을 세로방향으로 배설한 웨이퍼 종형(縱型) 열처리장치에 관한 것이다.
근년에, 반도체 디바이스의 제조공정에 있어서의 열확산 공정이나 성막(成膜) 공정에서 사용되는 열처리장치로서, 스페이스 축소, 에너지 절감, 피처리물인 반도체 웨이퍼의 대구경화(大口經化) 및 자동화로의 대응이 용이하다는 등의 이유 때문에 종형 열처리장치가 개발되어 있다.
이러한 종형 열처리장치는, 산화막, 금속막, 단결정막 등의 성막을 행하거나, 불순물 확산 등을 행하는 산화장치, CVD장치, 에피택셜장치, 확산장치 등의 열처리장치가 설치되어 있다. 이들 열처리장치는 수직방향으로 세워 설치된 반응관을 둘러쌓아 코일히터를 배설하고, 500~1250℃로 가열하여 반응관 내에 배치되는 반도체 웨이퍼 상에 성막을 행하거나, 불순물을 확산시키고 있다. 열처리장치 내에서 반도체 웨이퍼의 이러한 반응을 행할 때에는, 고온에 견디고, 또한 고온에 의해 불순물이 생기지 않는 열에 대하여 안정성이 높은 반도체 웨이퍼의 지지체가 필요하고, 이러한 조건을 만족하는 석영보오트가 사용되고 있다.
상기 열처리를 행하기 위하여는, 예컨대 25매의 반도체 웨이퍼가 수납되어 있는 캐리어를 보관실로부터 반출하고, 웨이퍼 이재장치로 반송하여, 수평상태의 석영보오트로 반도체 웨이퍼의 이재(移載)를 행한다. 그후 보오트 회전구동기구에 의하여 석영보오트가 수평에서 수직상태로 변환되고, 그 상태에서 보오트 반송장치로 이재된다.
이어서, 상기 반송장치를 통하여 반도체 웨이퍼를 재치한 석영보오트가 복수의 열처리로 중 소망하는 하나의 열처리로에 반송된다.
반도체 웨이퍼 이재장치는, 반도체 웨이퍼를 수직으로 서로 평행하게 복수매 수납한 캐리어를 청결한 보관실로부터 반출하여, 캐리어의 아랫쪽에서 지지체를 상승시켜 반도체 웨이퍼를 일괄하여 윗쪽에 지지하고, 윗쪽에 지지된 반도체 웨이퍼를 끼움체에 의하여 일괄해서 끼워 이웃에 수평으로 배치된 석영보오트 상으로 수평이동시키고, 또한 끼움체가 하강하여 석영보오트로 반도체 웨이퍼를 이동시키면, 끼움을 해제하여 이재를 행하는 것이다. 또 상기의 반도체 웨이퍼 이재장치는 석영보오트에서 처리가 끝난 반도체 웨이퍼를 캐리어에 수납하는 경우는, 상기의 조작을 반대로 행하는 것이다.
이러한 반도체 웨이퍼 이재장치는 반도체 웨이퍼를 수납한 캐리어가 청결한 보관실에 보관되어 있더라도, 반도체 웨이퍼의 이재시에는 특히 빈번하게 구동기구가 동작하기 때문에, 먼지, 파티클이 발생하여 오염원이 생기기 쉽고, 먼지, 파티클이 반도체 웨이퍼에 부착하는 것을 방지하는 일은 할 수 없었다.
다수의 반도체 웨이퍼를 이재한 석영보오트의 반송계통로(즉, 보오트 회전구동기구의 이동계통로에서 열처리로에 이르는 계통로)에 대하여도, 마찬가지로 비교적 청결한 실내에 배치되어 있으나 구동기구에 의해, 먼지, 파티클이 생기는 것으로서, 먼지, 파티클이 반도체 웨이퍼에 부착하면 반도체 소자의 수율을 저하시킨다고 하는 결점이 있었다.
근년에 특히, 반도체가 고집적화됨에 따라, 먼지, 파티클은 중요한 문제로 대두되고 있으며, 반송계통로에 있어서의 미소한 먼지, 파티클이라 할지라도 무시할 수 없게 되었다.
본 발명은 상기 결점을 해소하기 위한 것으로서, 웨이퍼를 이재할 때나 혹은 반송시에 먼지, 파티클의 부착이 웨이퍼에 대하여 생기지 않도록 하고, 이에 따라 결함이 없는 고품질의 웨이퍼를 연속하여 제조할 수 있는 종형 열처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 설명에서, 웨이퍼란 반도체 웨이퍼, 액정기판, 기타 웨이퍼 형상을 한 모든 피처리물을 의미한다.
즉, 본 발명은 복수의 웨이퍼를 수용하기 위한 캐리어를 복수 수납하는 캐리어 스토커와, 이 캐리어 스토커에 인접하여 마련되고, 상기 웨이퍼를 캐리어로부터 열처리용 용기에, 또는 열처리용 용기로부터 캐리어로 이재하기 위한 이재기구와, 상기 웨이퍼를 재치한 열처리용 용기를 수용하고, 소정의 열처리를 행하기 위한 복수의 종형 열처리로와, 상기 이재기구로부터 종형 열처리로에, 또는 종형 열처리로에서 이재기구로 상기 열처리용 용기를 반송하기 위한 반송기구와, 상기 이재기구를 전용으로 통과하는 클린가스 흐름을 형성하는 가스유통수단을 가지는 종형 열처리장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 복수의 웨이퍼를 수용하기 위한 캐리어를 복수 수납하는 캐리어 스토커와, 이 캐리어 스토커와의 사이에서 캐리어의 주고받음이 가능하도록 형성하고, 상기 웨이퍼를 캐리어로부터 열처리로용 용기에, 또는 열처리용 용기에서 캐리어로 이재하기 위한 이재기구와, 상기 웨이퍼를 재치한 열처리용 용기를 수용하고, 소정의 열처리를 행하기 위한 복수의 종형 열처리로와, 상기 이재기구로부터 열처리로에 또는 종형 열처리로에서 이재기구로 상기 열처리용 용기를 반송하기 위한 반송기구와, 상기 반송기구를 전용으로 통과하는 클린가스 흐름을 형성하는 가스유통수단을 가지는 종형 열처리장치를 제공한다.
물론, 상기의 클린가스의 가스유통수단은 상기 이재기구와 상기 반송기구에 동시에 마련하여도 좋다.
[실시예]
이하, 본 발명을 반도체 웨이퍼를 열처리하기 위한 종형 열처리장치를 예로서 도면을 참조하여 설명한다.
이 실시예에 있어서의 종형 열처리장치(1)는, 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 피처리물로서 반도체 웨이퍼(2)가 수용된 반송용 용기, 예컨대 웨이퍼 캐리어(3)를 다수 수납가능한 캐리어 스토커(10)와, 상기 웨이퍼 캐리어(3)에 수용된 반도체 웨이퍼(2)를 처리용 용기, 예컨대 석영등으로 이루어진 웨이퍼 보오트(4)로 이재하기 위한 이재기구(20)와, 상기 반도체 웨이퍼(2)가 탑재된 웨이퍼 보오트(4)를 수용하여 소정의 열처리를 행하도록 병렬 배치된 복수의 종형 열처리로(30)와, 이들 종형 열처리로(30)의 배열방향을 따라서 그 전방에 마련되고, 상기 웨이퍼 보오트(4)를 수직상태로 반송하는 보오트 반송기구(40)와, 이 보오트 반송기구(40)를 따라서 형성되고, 처리되지 않은 반도체 웨이퍼(2)의 대기위치에 있음과 동시에 전처리를 실시하는 보오트 스토커(50)와, 웨이퍼 이재기구(20)와 보오트 반송기구(40) 사이에서의 웨이퍼 보오트(4)의 이송을 수평-수직변환을 행하면서 실시하는 보오트 이송기구(60)로 구성되어 있다.
상기 캐리어 스토커(10)에는, 여러단으로 캐리어 배치선반(11)이 설치되어 있고, 각 캐리어 배치선반(11)에 복수(예컨대 6개)의 웨이퍼 캐리어(3)가 수납되도록 구성되어 있다.
상기 하나의 선반에 수용하는 캐리어 수는 1회의 열처리에 사용되는 웨이퍼의 매수, 예컨대 100매를 한번에 처리한다고 하면, 25매가 넣어진 캐리어로 4개의 배열이 한 단위로서 다음공정으로 반송시킬 수 있다는 잇점이 있다. 이와 같이 구성되는 스토커(10) 내에는 클린에어가 예컨들어 웨이퍼면에 평행하게 흐른다. 또 캐리어 스토커(10)와 웨이퍼 이재기구(20)의 사이에서 웨이퍼 캐리어(3)의 반송은 캐리어 반송기구(70)에 의하여 행해진다.
여러단의 캐리어 배치선반(11)으로부터 웨이퍼 캐리어(3)를 상기 캐리어 반송기구(70)로 이송시키기 위하여, 캐리어 스토커(10)는 X-Z(수직-수평) 방향으로 이동가능한 캐리어 유지이송기구(12)를 가지고 있다. 이 기구(12)의 영역에도 클린에어의 다운플로우가 형성되어 있다.
또, 웨이퍼 이재기구(20)는 복수매의 반도체 웨이퍼(2)를 일괄하여 파지하는 웨이퍼 핸들링부(21)를 가지고 있으며, 보오트 이송기구(60)에 의해 보오트 재치대(22) 상에 수평방향으로 재치된 웨이퍼 보오트(4)와, 캐리어 반송기구(70)에 의해 웨이퍼 이재기구(20) 쪽으로 반송된 복수의 웨이퍼 캐리어(3)의 사이에서, 상기 핸들링부(21)에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 이재가 행해진다.
이 웨이퍼 이재의 전공정으로서, 캐리어 단위로 반도체 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫을 미리 정해진 위치, 예컨대 화면 전체에 정렬시키는 오리플러 얼라이너(도시하지 않음)에 의한 위치맞춤을 행한다.
더욱 상세히 설명하면, 제3도에 도시한 바와 같이, 하나의 캐리어(3)에 수납된 모든 반도체 웨이퍼(2)를 상승시켜 동시에 지지하는 상하구동기구(13)에 접속된 지지체(14)가 구비되어 있다. 지지체(14)에 의해 상승지지된 반도체 웨이퍼(2)를 좌우에서 파지하는 핸들링부(21)가 수평 및 수직구동기구(15)에 접속 설치되어, 웨이퍼 보오트(4) 상으로 이재하도록 되어 있다.
이들을 구비한 웨이퍼 이재기구(20)는 제1도의 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 외장체(16)에 의해 외위기(外圍氣)로부터 실질적으로 밀폐되어 있다.
외장체(16)는 염화비닐이나 아크릴판등의 대전방지 플라스틱재로 형성되어, 내부를 관찰할 수 있도록 투명하게 되어 있다. 외장체(16)의 상면에는 에어필터(17)가 형성되고, 에어필터(또는, 팬을 구비하고 있어도 좋음)(17)는 0.1μØ의 입자까지 제거할 수 있는 것이다. 외장체(16)로 덮고, 상면에 에어필터(17)를 부착한 이재기구(20)는, 제4도에 나타낸 바와 같이 측면 및 바닥면에 배기기구 예컨대 팬(19)을 구비하며, 외장체(16)로 덮인 이재기구(20) 내에 적극적으로 클린에어(A)를 끌어들여, 이재기구(20) 내에 클린에어가 층류로서 흐르도록 되어 있다.
보오트 이송기구(60)는 보오트 회전장치(61)와 수평구동장치(62)를 가진다. 이 보오트 회전장치(61)는 웨이퍼 보오트의 양끝단을 지지하는 핸들링부(63)와 수직구동기구(64)와 회전구동기구(65)를 가진다.
상기 보오트 이송기구(60)는 웨이퍼 이재기구(20)에 의하여 반도체 웨이퍼(2)가 탑재된 수평상태의 웨이퍼 보오트(4)를 받아, 이것을 수직상태로 변환하면서 보오트 반송기구(40)의 보오트 재치부(41) 상으로 웨이퍼 보오트(4)를 이송하도록 되어 있다.
또, 보오트 반송기구(40)는 웨이퍼보오트(4)가 수직상태로 재치되는 보우트 재치부(41)를 처리 프로그램에 의거하여, 보오트 스토커(50) 또는 종형 열처리로(30)의 어느 것인가로 반송하기 위한 반송레일(42)과, 이 반송레일(42) 상을 이동하는 스테이지에 재치된 보오트 재치부(41) 및 그것을 위한 구동수단(도시하지 않음)으로 이루어져 있다.
이들 보오트 이송기구(60) 및 보오트 반송기구(40)의 윗쪽 및 측면[단, 보오트 이재기구(20)에 대향하는 측면을 제외함]을 전체적으로 덮도록 하여 외장체(80)가 형성되어 있고, 그 윗면에는 전체에 걸쳐 복수의 에어필터(81)가 설치되어 있다.
이 외장체(80) 및 에어필터(81)는, 웨이퍼 이재기구(20)를 덮는 외장체(16) 및 에어필터(17)의 경우와 마찬가지의 구성으로 이루어지며, 제5도에 나타낸 바와 같이 외장체(80)의 바닥면 및 측면에 팬(82)이 설치되고, 에어필터(팬을 구비하여도 좋음)(81)로부터 클린에어의 다운플로우로 끌어들여서 보오트 이송기구(60) 및 보오트 반송기구(40) 내로 클린에어(B)가 층류로서 위에서 아래로 향해 흐르도록 되어 있다.
각 종형 열처리로(30)는, 제6도에 나타낸 바와 같이, 예를들면 석영에 의해 형성된 반응용기(31)와 그 주위를 둘러싸듯이 배치된 가열히터(32) 및 도시하지 않은 단열재 등으로 열처리로 본체(33)가 구성되어 있으며, 이 열처리로 본체(33)는 대략 수직으로 배열 형성되도록 베이스 플레이트(34)에 고정되어 있다.
반도체 웨이퍼(2)가 소정 피치로 선반에 쌓여 수용된 웨이퍼 보오트(4)는, 회전가능하게 된 턴테이블(35) 상에 설치된 보온통(36)의 윗쪽에, 보오트 이재아암(37)에 의해 보오트 반송기구(40)로부터 이재되어, 승강기구 예를들어 보오트 엘리베이터(38)에 의해 반응용기(31) 내로 로딩된다. 또 반응용기(31)의 개방부의 밀폐는, 턴테이블(35) 등과 일체로 보오트 엘리베이터(38)에 의해 승강되는 원반형상의 캡부(39)에 의하여 행해진다.
또, 보오트 스토커(50)는 2개가 병렬배치된 구성으로 되어 있고, 미처리의 반도체 웨이퍼(2)가 수용된 웨이퍼 보오트(4)를 대기시킴으로써, 웨이퍼 이재시간에 따른 처리효율의 저하를 억제함과 동시에, 반도체 웨이퍼(2)에 대하여 전처리를 실시하여, 처리품질의 향상을 도모하고자 하는 것이다.
보오트 스토커(50)는 처리전의 스토커 뿐만 아니라, 열처리후의 웨이퍼 보오트를 대기시키는 보오트 스토커를 설치하면, 더욱 생산효율을 향상시킨다. 이 스토커에 냉각기체류를 형성하여 상온으로 냉각시키도록 하여도 좋다. 또한 보오트 스토커(50)에서의 보오트의 대기는, 예를들면 보오트의 길이방향을 상하방향으로 위치시켜 배치하는 것이 스페이스 효율이 좋다.
각 보오트 스토커(50)에는, 회전구동기구(51)에 의하여 회전가능하게 된 턴테이블(52)이 설치되어 있고, 이 턴테이블(52) 위에 웨이퍼 보오트(4)가 보오트 이재아암(53)에 의해 보오트 반송기구(40)로부터 이재된다. 이 이재는 웨이퍼 보오트(4)의 길이방향, 상하방향 상태에서 행한다.
또, 턴테이블(52)의 윗쪽에는, 웨이퍼 보오트(4)의 이재시에 장해가 되지 않는 위치에, 석영 등으로 이루어진 원통용기형상의 반응관(54)이 배치되어 있고, 이 반응관(54)은 승강기구(55)에 의해, 턴테이블(52) 상에 재치된 웨이퍼 보오트(4)의 주위를 덮는 것 같이 승강가능하게 되어 있다.
또, 반응관(54)에는 처리가스 도입배관(56)이 접속되어 있고, 이 처리가스 도입배관(56)으로부터 소망의 전처리용 가스, 예컨대 질소가스나 에칭가스 등이 반응관(54) 내로 공급되어 소망의 전처리가 처리되지 않은 반도체 웨이퍼(2)에 대하여 실시된다. 예를들어 질소가스를 전처리용 가스로서 사용하면, 반도체 웨이퍼(2)에 대한 자연산화막의 형성이나 반도체 웨이퍼(2)에 먼지가 부착하는 것을 방지할 수 있다. 또 에칭가스를 사용하면 전공정 등에서 형성된 자연산화막의 제거를 열처리 직전에 행할 수 있다.
또한, 이 실시예에 있어서의 종형 열처리장치(1)에서는, 종형열처리로(30)는 4개가 병렬배치되어 있으며, 다른 열처리 예컨대 Si 에피택셜성장과 열확산 공정 등을 동시에 실시하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 그래서 다른 열처리에 의한 크로스 콘타미네이션을 방지하기 위하여, 웨이퍼 보오트(4)가 접촉하는 부분, 즉 보오트 반송기구(40)의 보오트 재치부(41), 보오트 이송기구(60)의 보오트 유지부(61)(제1도 참조), 웨이퍼 이재기구(20)의 보오트 재치대(22)(제1도 참조) 등은 2세트씩 마련되어 있고, 취급하는 웨이퍼 보오트(4)의 처리내용에 따라 각각 변경하는 것이 가능하도록 되어 있다.
이와같이 구성된 종형 열처리장치(1)에 있어서는, 우선 캐리어 스토커(10)의 캐리어 배치선반(11)으로부터 캐리어 반송기구(70)의 캐리어대(71)에 의해 이재된 웨이퍼 캐리어(3)를 웨이퍼 이재기구(20) 쪽으로 반송한다.
그리고, 보오트 이송기구(60)에 의하여 웨이퍼 보오트(4)를 보오트 재치대(22) 상으로 이송하고, 이 웨이퍼 보오트(4)에 대하여 웨이퍼 캐리어(3)에 수용된 반도체 웨이퍼(2)를 이재한다.
상기의 조작 동안에 웨이퍼 이재기구(20)의 측면, 바닥면에 설치된 팬(19)을 구동시켜서 윗면의 에어필터(17)를 통하여 클린에어(A)를 끌어들인다. 이 클린에어(A)는 외장체(16)에 의해 웨이퍼 이재기구(20)의 내부가 클린룸 등으로부터 격리되어 있기 때문에, 효율좋게 이재공간을 다운플로우로 흘러서 발생하는 미세한 먼지 또는 파티클을 배제할 수 있다.
이 클린에어 유역에 있어서, 지지체(14)가 상하구동기구(13)에 의해 상승하여, 하나의 캐리어 스토커(10) 내에 수납되어 있는 모든 반도체 웨이퍼(2)를 일괄하여 상승시킨다. 상승된 반도체 웨이퍼(2)를 수직구동기구(15)에 의하여, 그 위치까지 수평이동된 핸들링부(21)가 좌우에서 끼워 지지한다.
지지체(14)는 상하구동기구(13)에 의해 하강하고, 핸들링부(21)는 수직구동기구(15)에 의해 웨이퍼 보오트(4) 위로 수평이동한 후, 하강하여 반도체 웨이퍼(2)를 웨이퍼 보오트(4)에 재치시킨다. 그리고 핸들링부(21)가 열려서 반도체 웨이퍼(2)의 끼움을 해제하고 상승하여 다음 웨이퍼 캐리어(3)의 위치로 이동한다. 그리고 차례로 캐리어에 대하여 상기 동작을 반복하여, 반도체 웨이퍼(2)를 웨이퍼 보오트(4)로 이재한다.
반도체 웨이퍼(2)의 이재가 종료되면, 반도체 웨이퍼(2)가 탑재된 웨이퍼 보오트(4)는 보오트 이송기구(60)에 의하여 수평-수직변환되면서 보오트 반송기구(70)로 이송된다.
즉, 반도체 웨이퍼(2)를 지지한 웨이퍼 보오트(4)는 수평구동기구(62)에 의해 웨이퍼 보오트(4)의 위치까지 이동된 보오트 회전장치(61)의 핸들링부(21)에 의하여 끼워지고, 다시 수평구동기구(62)에 의하여 소정의 위치로 이동된 보오트 회전장치(61)의 회전구동기구(65)에 의해 수평지지로부터 수직지지로 된다. 보오트 회전장치(61)는 다시 수직구동기구(64)에 의하여 하강되고, 수직지지한 웨이퍼 보오트(4)를 보오트 반송기구(40)의 보오트 재치위치에 재치한다.
다음에, 웨이퍼 보오트(4)는 처리프로그램에 따라 보오트 반송기구(60)에 의해 각 보오트 스토커(50) 또는 각 종형열처리로(30)의 어느 것인가로 반송된다.
예컨대, 종형열처리로(30)로 반송된 웨이퍼 보오트(4)는 보온통(36) 위에 재치되고, 보오트 엘리베이터(38)에 의해 예컨대 800℃ 정도의 예비가열상태에 있는 반응용기(31) 내로 로딩됨과 동시에, 캡부(39)에 의해 반응용기(31)가 밀폐된다.
이후, 반응용기(31) 내를 소정의 진공도, 예컨대 10Torr 정도로 유지하면서 처리가스, 예를들면 SiH2Cl2, HCl, H2가 도시하지 않은 가스도입관으로부터 공급되어, 반도체 웨이퍼(2)의 처리 예컨대 Si 에피택셜성장을 행한다.
또, 보오트 스토커(50)로 반송된 웨이퍼 보오트(4)는, 턴테이블(52) 위에 재치됨과 동시에, 하강한 반응관(54)에 의해 덮이고, 처리가스 도입배관(56)으로부터 공급된 전처리용 가스, 예컨대 질소가스나 에칭가스에 의해 열처리 공정의 대기기간중에 소망의 전처리가 실시된다.
상기 반도체 웨이퍼(2)의 이재와 웨이퍼 보오트(4)의 종형열처리로(30) 또는 보오트 스토커(50)로의 반송은 차례로 행해짐과 동시에, 처리프로그램에 따라 보오트 스토커(50)에서 대기중인 웨이퍼 보오트(4)도 종형열처리로(30)로 반송된다.
한편, 종형열처리로(30)에서의 처리가 종료된 반도체 웨이퍼(2)는, 웨이퍼 보오트(4)와 함께 보오트 반송기구(40) 및 보오트 이송기구(60)에 의해 웨이퍼 이재기구(20)의 보오트 재치대(22) 위로 이송되고, 다시 웨이퍼 캐리어(3)로 이재된다. 처리가 끝난 반도체 웨이퍼(2)가 수용된 웨이퍼 캐리어(3)는, 캐리어 스토커(10)로 되돌려져, 다음 공정으로 반송된다.
이들 보오트 이송기구(60) 및 보오트 반송기구(70)가 조작되는 동안에, 보오트 이송기구(60) 및 보오트 반송기구(70)의 측면, 바닥면에 설치된 팬(82)을 구동시켜 윗면의 에어필터(81)를 통해 클린에어(B)를 끌어들인다. 이 클린에어(B)는 외장체(80)에 의해 보오트 이송기구(60) 및 보오트 반송기구(70) 내부가 클린룸 등에서 격리되어 있기 때문에, 효율좋게 이들 공간을 다운플로우로서 흘러, 발생하는 미세한 먼지 또는 파티클을 배재할 수 있다.
상기 구성의 종형 열처리장치에 있어서는, 반도체 웨이퍼(2)가 탑재된 웨이퍼 보오트(4)의 대기위치에, 복수의 보오트 스토커(50)를 가지고 있기 때문에, 반도체 웨이퍼(2)의 처리내용에 관계없이, 반도체 웨이퍼(2)의 이재에 따른 처리효율의 저하를 억제할 수 있다. 또 상기 보오트 스토커(50)를 가짐과 동시에, 전 공정에서 반송되어온 웨이퍼 캐리어(3)를 수납하는 캐리어 스토커(10)나 반도체 웨이퍼(2)의 웨이퍼 이재기구(20), 또한 웨이퍼 보오트(4)의 이송이나 반송을 행하는 각 기구(40),(60)을 한 장치 내에 마련하고 있기 때문에, 일련의 열처리에 관련된 각 공정을 연속적으로, 또한 처리내용에 따라 유연하게 실시할 수 있으며, 이에 따른 처리효율의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다. 이들에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 열처리에 따른 제조코스트의 저감이 가능하게 된다.
또, 상기 보오트 스토커(50)에 승강이 자유로운 반응관(54)을 마련하고, 열처리의 전처리로서, 예컨대 불활성 가스처리나 에칭처리를 반도체 웨이퍼(2)에 대하여 실시하는 것을 가능하게 하고 있기 때문에, 대기기간 중에 자연산화막이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 또한 자연산화막을 제거하는 것도 가능하게 된다. 또 반응관 내에서 대기하고 있기 때문에, 먼지 등의 부착에 의한 불량발생을 억제하는 것도 가능하게 된다.
상기한 보오트 스토커(50)의 채용에 의하여, 반도체 웨이퍼(2)를 웨이퍼 보오트(4)에 탑재한 상태에서 대기하는 기간중에, 전처리를 행하는 것이 가능하기 때문에, 대기기간에 기인하는 불량발생을 억제할 수 있으며, 또한 처리품질의 향상을 도모할 수 있고, 열처리 공정의 효율화를 도모하는 것이 가능해진다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 종형 열처리장치에 의하면, 열처리 공정의 효율화를 도모할 수 있고, 불량발생을 억제하는 것이 가능해지며, 또한 웨이퍼 이재기구, 보오트 이송기구 및 보오트 반송기구를 외장체로 덮고, 그들의 측면, 바닥면에 설치된 팬을 구동시켜서 윗면의 에어필터를 통하여 클린에어를 적극적으로 끌어들여, 웨이퍼 이재기구, 보오트 이송기구 및 보오트 반송기구내를 각각 전용으로 층류로서 흐르는 클린에어의 다운플로우를 생기게 하도록 하였기 때문에, 이들 반송계에 발생하는 미세한 먼지 또는 파티클을 신속하게 배제할 수 있으며, 이로 인하여 먼지 또는 파티클의 부착 때문에 웨이퍼의 제품 수율을 저하시키는 일 없이 품질의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 반도체 웨이퍼에 한정하지 않고, 액정의 구동회로기판, TFT회로기판 등, 청정한 환경하에서 처리할 필요가 있는 모든 웨이퍼 형상인 것의 처리에 적용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 복수의 웨이퍼를 수용하기 위한 캐리어를 복수 수납하는 캐리어 스토커(10)와, 이 캐리어 스토커(10)와의 사이에서 상기 캐리어의 주고 받음이 가능하도록 설치되고, 상기 웨이퍼를 캐리어로부터 열처리용 용기에, 또는 이 열처리용 용기로부터 캐리어로 이재하기 위한 이재기구(20)와, 상기 웨이퍼를 재치한 열처리용 용기를 수용하고, 소정의 열처리를 행하기 위한 복수의 종형열처리로(30)와, 상기 이재기구(20)로부터 상기 종형 열처리로(30)에, 또는 상기 종형 열처리로(30)로부터 상기 이재기구(20)로 상기 열처리용 용기를 반송하기 위한 반송 기구와, 상기 이재기구(20)를 전용으로 통과하는 클린가스류를 형성하는 가스유통 수단을 가지는 종형 열처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스유통수단이, 상기 이재기구(20)를 덮는 외장체(16)와, 이 외장체(16)의 정상부에 형성된 필터와, 이 필터를 통하여 클린가스를 도입하고, 이재기구(20)의 아랫쪽으로 클린가스를 배출시키는 팬(19)을 가지는 종형 열처리장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 팬(19)이, 필터의 근방에 형성된 클린가스를 도입하기 위한 제 1 팬과, 이재기구(20)의 아랫쪽에 형성된 적어도 하나 이상의 제 2 팬으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반송기구가, 열처리용 용기를 수평상태로부터 수직상태 또는 그 반대로 전환시키는 회전구동기구와, 이 열처리용 용기를 회전구동기구로부터 받아서, 수직상태대로 상기 종형열처리로(30)로 이송시키는 이송장치를 가지는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열처리용 용기가 석영보오트인 종형 열처리장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 열처리용 용기에 탑재된 미처리의 웨이퍼에 대하여 전처리를 행함과 동시에, 이 웨이퍼를 일시적으로 대기시키는 열처리용 용기 스토커를, 이송장치의 이송로를 따라서 형성한 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  7. 복수의 웨이퍼를 수용하기 위한 캐리어를 복수 수납하는 캐리어스토커(10)와, 이 캐리어 스토커(10)와의 사이에서 상기 캐리어의 주고받음이 가능하도록 형성되고, 상기 웨이퍼를 캐리어로부터 열처리용 용기에, 또는 이 열처리용 용기로부터 캐리어로 이재하기 위한 이재기구(20)와, 상기 웨이퍼를 재치한 열처리용 용기를 수용하고, 소정의 열처리를 행하기 위한 복수의 종형열처리로(30)와, 상기 이재기구(20)로부터 종형열처리로(30)에, 또는 이 종형열처리로(30)로부터 이재기구(20)로 상기 열처리용 용기를 반송하기 위한 반송기구와, 이 반송기구를 전용으로 통과하는 클린가스류를 형성하는 가스유통수단을 가지는 종형 열처리장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이재기구(20)를 전용으로 통과하는 클린가스 류를 형성하는 가스유통수단을 더욱 설치한 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 가스유통수단이, 반송기구를 덮는 외장체(80)와, 이 외장체(80)의 정상부에 형성된 필터와, 이 필터를 통하여 클린가스를 도입하고, 반송기구의 아랫쪽으로부터 클린가스를 배출시키는 팬(82)을 가지는 종형 열처리장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 팬(82)이, 필터의 근방에 형성된 클린가스를 도입하기 위한 제 1 팬과, 반송기구의 아랫쪽에 형성된 적어도 하나 이상의 제 2 팬으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 반송기구가, 열처리용 용기를 수평상태로부터 수직상태 또는 그 반대로 전환시키는 회전구동기구와, 이 열처리용 용기를 회전구동기구로부터 받아서, 수직상태에서 상기 종형열처리로(30)로 이송시키는 이송장치를 가지는 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 열처리용 용기가 석영보우트인 종형 열처리장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 열처리용 용기에 탑재된 미처리의 웨이퍼에 대하여 전처리를 행함과 동시에, 이 웨이퍼를 일시적으로 대기시키는 열처리용 용기 스토커를 이송장치의 이송로를 따라서 형성한 것을 특징으로 하는 종형 열처리장치.
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