KR0165857B1 - 종형 열처리 장치 - Google Patents

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KR0165857B1
KR0165857B1 KR1019920002283A KR920002283A KR0165857B1 KR 0165857 B1 KR0165857 B1 KR 0165857B1 KR 1019920002283 A KR1019920002283 A KR 1019920002283A KR 920002283 A KR920002283 A KR 920002283A KR 0165857 B1 KR0165857 B1 KR 0165857B1
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가즈나리 사카타
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이노우에 다케시
도오교오 에레구토론 사가미 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은, 피처리체를 반출입하기위한 개구부를 가지는 함체와, 상기 피처리체에 소정의 열처리를 실시하는 상기 함체내에 설치된 열처리로와, 이 열처리로의 아래에 설치되고, 상기 열처리로에 반출입되는 상기 피처리체를 대기시키는 대기공간을 가지며, 또 상기 함체에 설치된 청정기체 도입구와, 이 청정기체 도입구에 접속되고 상기 대기공간으로부터 격리한 송풍통로와, 대기공간을 통과한 청정기체의 일부를 다시 대기공간에 유입시키는 재순환통로와, 상기 대기공간을 통과한 청정기체를 상기 함체의 바깥으로 배출하는 배기구로 되는 종형열처리장치에 관한 것이다.

Description

종형 열처리장치
제1도는 본 발명의 종형 열처리장치의 일실시예를 나타내는 전체구성 사시도.
제2도는 제1도에 나타내는 본 발명의 종형 열처리장치의 설치상태를 나타내는 사시도.
제3도는 제1도에 나타내는 본 발명의 종형 열처리장치의 개략종단면도.
제4도는 제3도의 IV-IV선 화살표에서 본 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 열처리 장치 2 : 함체
3 : 반응관 4 : 가열히터
5 : 열처리로 6 : 베이스 플레이트
7 : 스카벤져 8 : 천정부
9 : 열배기 덕트 10 : 웨이퍼 보트
11a, 11b : 관통공 12 : 반도체 웨이퍼
13 : 대기 공간 14 : 보온통
15 : 턴테이블 16 : 캡부
17 : 보트 엘레베이터 18 : 아암부
19 : 가이드 축 19a, 19b : 브라켓트
20 : 청정기체 도입구 21 : 저판
22 : 저부 구획벽 23 : 송풍통로
24 : 팬유니트 25 : 필터
30 : 엘레베이터 31 : 재순환통로
32 : 간격 33 : 기체 수집박스
34 : 배기덕트 34a : 활성탄 필터
35 : 배기구 36 : 배기팬
37 : 배기 처리계 38 : 배기 처리계 덕트
39 : 개구부 40 : 이송아암
41 : 보트 반송기구 42 : 이송레일
43 : 보트 재치부
본 발명은 종형 열처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체장치의 제조공정에 있어서의 열확산공정 혹은 성막공정으로 사용되는 열처리장치로서, 무진화 및 공간최소화등을 도모할 수 있는 종형열처리장치가 널리 이용되고 있다.
이와같은 종형열처리장치로서는, 원통형상으로 형성된 반응관과, 이것을 둘러싸는 히터 및 단열재등으로 된 열처리로가 거의 사각형상의 함체내에 수직으로 설치되어있다.
또, 이 함체내에 설치되는 열처리로의 하부에는, 예를들면 피처리체인 다수개의 반도체 웨이퍼를 재치한 웨이퍼보트를 대기시키는 대기공간이 설치되어있다.
이 웨이퍼보트를 보트엘레베이터와 같은 승강수단에 의하여 상하운동하여 열처리로 내에 반출하고 처리가스에 의하여 처리될 수 있도록 되어있다.
그리고, 열처리로구로부터 배출되고 열처리로내에 남은 처리가스와 고온기체를 노외로 배출하기위한 배기기구가 열처리장치에 설치되어있다.
이와같은 구성을 가지기 때문에, 종형열처리장치는, 열처리로를 대략 수평으로 배설한 횡형열처리장치와 비교해 볼 때, 그 배치공간을 크게 감소시키므로, 공간을 최소화할 수 있다.
또, 반응광과 직접접촉하지 않고 열처리로 내에 웨이퍼보트를 로드하거나 언로드할 수가 있다.
이 때문에, 장치 전체의 무진화(無塵化)를 도모할 수가 있다.
그리고, 이들 종형열처리 장치에서는, 더욱 그 무진화를 도모하기 위하여 먼지제거용필터를 통하여 청정기체를 흡입하여 대기공간내에 흡입하여 통과시키고, 여기에서 대기하고있는 반도체 웨이퍼에 먼지가 붙어있는 것을 방지하고 있다.
또, 이 대기공간을 통과한 청정기체는, 열처리장치를 점검하기 위하여 설치된 크린룸과, 분리된 점검실로 배출되어있다.
그런데, 반도체장치의 보다 나은 고미세화, 고집적화 및 양산화의 요구가 증대하고 있는 오늘날에 있어서는, 크린룸의 청정도(크린도)를 등급 10 정도(0.2㎛의 퍼티클이 10개 이하/ft3)로 유지할필요로 되어있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 열처리장치와 같이, 일단 그 안에 들어간 청정기체를 점검실로 방출하도록 한 구성에서는, 점검실의 청정도를, 예를들면 등급 100정도 (0.2㎛ 의 피터클이 100개 이하/ft3) 로 확보하는 것은 곤란하였다.
이 때문에 열처리장치 내에서 배출된 파티클이 점검실측으로부터 크린룸측으로 이 장치내를 통하여 누설하여 처리하는 반도체 웨이퍼에 부착하고 그 생산효율을 떨어뜨린다는 문제가 있었다.
특히 반도체 장치의 미세화정도가 진행되고 있고 반도체 패턴의 최소폭 치수가 1.0㎛에서 0.5㎛이행하고 있는 현상에서 바라보면 상술한 무제점의 해결이 당업계에서는 강하게 요망되고있다.
또, 반도체장치의 열처리시에 있어서는, 여러가지 유해가스, 예를들면 포스핀(PH3), 비소(As)등이 처리가스로서 사용되고 있다.
종래, 이들 처리가스의 사용량도 비교적 작고, 이 장치내에 남는 유해가스도 매우 작기 때문에, 열처리로구에 배설한 배기기구에 의하여 충분한 노내의 배기를 실시할 수 있었다.
이 때문에 열처리장치내에 형성한 대기공간을 통과시킨 청정기체를 그대로 점검실로 배출하여도 소정의 청정도가 유지되었다.
그러나, 반도체 웨이퍼 자체의 크기가 대형화하고 있는데, 예를들면 5인치, 6인치에서 8인치로 이행함에 따라 처리가스의 사용량도 대폭증가한다.
이 때문에 종래와 같은 열처리로에 배열설치한 배기기구만으로는 충분한 배기를 실시할 수 없으며, 크린룸내에 이 장치를 조작하는 오퍼레이터에 대한 유해가스에 의한 안전도에 여전히 문제가 있었다.
특히, 반도체 웨이퍼에 헤드핑을 실시할 때에 도입하는 불순물, 예를들면 P 나 As 등의 주입조작은 이온주입장치등에도 종래로부터 이루어져오고 있었다.
그러나, 이들 장치에서는 토탈코스트, 제조효율 및 이온주입후의 애닐에 따르는 열확산에 기인하는 반도체 디바이스의 미세화의 곤란성등의 관점에서 각종의 문제점이 있었다.
이 때문에, 이와같은 불순물 도입 프로세스는, 최근에 기술발전의 현저한 열처리장치에 의하여 성막처리와 동시에 이루어지는 경향이 강하고, 여기에 상술한 문제점의 해결이 강하게 요청되고 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 열처리공간의 대기공간의 분위기의 청정도를 소정의 레벨로 유지하고 또 점검실분위기의 청정도를 떨어뜨리는 일이 없이 크린룸의 분위기의 청정도도 소정의 레벨로 유지시킨다.
이것에 의하여 열처리체의 제조효율을 크게 향상시킴과 동시에, 열처리장치에서 사용한 잔류유해가스도 유효하게 배제할 수 있는 종형열처리장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 전면(前面)에 피처리체를 반출입하기위한 개구부를 가지는 함체와, 이 함체내에 설치되고 피처리체에 소정의 열처리를 하기위한 열처리로와, 이 열처리로의 아래에 설치되고, 상기 열처리로에 반출입되는 피처리체를 대기시키기 위한 대기공간을 가지며, 이 대기공간에 송풍통로를 거쳐서 청정기체를 도입하기 위한 청정기체 도입구와, 대기공간을 통과한 청정기체를 함체의 바깥으로 배출하는 배기구와, 대기공간을 통과한 청정기체의 일부를 송풍통로에 유입시키기 위한 재순환 통로를 구비하며, 배기구로부터 배출되는 기체를 이 장치의 외부로 배열설치한 소정의 배기처리계에 공급하도록 한 종형열처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 종형열처리장치는, 이상과 같이 구성되어 있기 때문에 청정기체가 청정기체 도입구에서 함체내로 들어오며 대기공간내에 대기하고 있는 피처리체인, 예를들면 반도체 웨이퍼로 부터 파티클을 배제하기 위하여 사이드 플로우가 실시된다.
이 대기공간을 통과한 청정기체는 집합되어 배기구로부터 함체의 바깥으로 배출되고, 덕트등을 통하여 공장의 배기처리계에 공급처리된다.
한편, 대기공간을 통과한 청정기체의 일부는 재순환통로에 순환되어 다시 대기공간으로 되돌아 간다. 이것에 의하여 대량의 청정기체를 대기공간에 공급되도록 한다.
이하, 본 발명의 종형열처리장치의 일실시예를, 첨부한 도면에 의하여 설명한다.
제1도에서 제3도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 종형열처리장치(1)는, 예를들면 철판등에 의하여 대략 단면이 사각형상으로 형성된 개폐가 자유로운 함체(2)로 되어있다.
예를들면, 함체(2)의 폭 W는 950mm, 깊이 D는 900mm, 높이 H는 2800mm 정도로 구성되어있다.
특히, 제3도에 나타낸 바와같이, 함체(2)의 상부에는 석영등의 재료로 되고 원통형상으로 형성된 반응관이 설치되고, 이 반응관(3)을 포위하여 가열히터(4)와 단열재로 되는 처리가스가 공급되는 열처리로(5)가 대략 수직으로 설치되어 있다.
이 열처리로(5)의 하단부는, 함체(2)의 대략 중앙부에 수평으로 고정부착된 스테인레스 스틸등으로된 베이스 플레이트(6)에 지지고정되어 있다.
또, 베이스 플레이트(6)의 하부에는, 열처리로(5)의 노 입구에서 배출되며 노내에 잔류한 처리가스와 고온기체를 배출하기 때문에, 예를들면 스테인레스스틸등에 의하여 상자형으로 형성된 스카벤져(scavener)(7)가 배열설치되어있다.
이 스카벤져(7)의 측면부에는 함체(2)의 천정부(8)에 연장되고 배기구(35)에 연통한 열배기 덕트(9)가, 또 베이스 플레이트(6)와 스카벤져(7)의 거의 중간부에는 이들의 아래에 배열설치되는 석영등으로 되는 웨이퍼보트(10)를 열처리로(5)내에 반출입하기위한 관통구멍(11a)(11b)이 각각 형성되어 있다.
그리고, 스카벤져(7)의 아래에는, 대기공간(13)이 형성되며 열처리로(5)내에 반출입되는 피처리체, 예를들면 반도체 웨이퍼(12)를 처리전 또는 처리 후 일정시간동안 대기시키도록 되어있다.
또, 석영등으로 되는 보온통(14)상에는 웨이퍼보트(10)가 수직으로 설치되며 이 웨이퍼보트(10)내에 소정의 피치를 가지고 다수의 반도체 웨이퍼(12)가 적층, 재치되어 있다.
이 웨이퍼보트(10)는 대기공간(13)에서 대기하도록 되어있다.
또, 보온통(14)이, 구동수단(도시없음)에 의하여 자유롭게 회전되는 턴테이블(15)상에 고정되어 있다.
이 턴테이블(15)의 하부에는, 웨이퍼보트(10)가 열처리로(5)내에 반입된 때, 열처리로(5)의 관통구멍(11a)을 밀봉하는 원반상의 캡부(16)가 형성되어있다.
여기에서 상술한 보온통(14), 턴테이블(15) 및 캡부(16)는 일체로 형성되며, 열처리장치(1)의 함체(2)내의 하부의 일측에서 횡방향으로 뻗은 보트 엘레베이터(17)의 2개의 아암부(18)에 부착되어있다.
이 보트 엘레베이터(17)는 함체(2)의 상하방향으로 뻗어나와 배열설치되고 그 양단을 함체(2)의 측벽(2b)에 고정부착한 브라켓트(19a)(19b)에 피보트지지됨과 동시에 스테핑코터등(도시없음)에 의하여 회전구동되는 가이드축(19)을 가지고 있다.
그리고, 이 가이드축(19)은, 그 외주에 스크류나사가 형성되어있고, 이 가이드축(19)을 회전시켜서 이것을 이맞춤하는 그 기단에 볼나사를 내장하는 아암(18)을 가상선으로 나타낸 바와 같이, 승강시키므로서, 웨이퍼보트(10)를 대기공간(13)내로 승강시키고, 열처리로(5)에 반출입되도록 하고있다.
또, 웨이퍼보트(10)를 열처리로(5)로부터 반출입한 때, 열처리로(5)의 개구부인 관통구멍(11a)을 밀폐하는 도시하지 않은 덮개체가 스카벤져(7)내에 설치되어있다.
한편, 특히 제4도에 나타낸 바와 같이, 보트엘레베이터(17)의 하부단부의 후벽(2a), 즉 열처리장치(1)의 정면에서 보아 오른 쪽 아래 안의 함체(2)의 후벽(2a), 대기공간(13)에 유입하기위한 청정기체를 열처리장치(1)에 도입하기위한 청정기체도입구(20)가 열려져 있다. 이 청정기체도입구(20)에는, 열처리장치(1)내에 청정기체를 강제적으로 보내어 넣기위한 기체공급수단, 예를들면 송풍팬(21)이 부착되어있다.
그리고, 이 송풍팬(21)의 근방에는 공급하는 청정기체의 유량을 적절하게 조정하기위한 유량조정용 댐퍼(도시하지 않음0가 설치되어있다.
그리고 장치(1)내에 도입된 청정기체를 함체(2)의 저부의 도입측에서 타측으로 보내기 위하여 함체(2)의 하부에 함체의 저판으로부터도 소정 간격만큼 떨어지게하는데, 예를들면 철판등으로 되는 중간간막이로서 기능하는 저부구획벽(22)이 설치되어있다.
이것에 의하여 저부구획벽(22)과 함체의 저판(21)사이에 제3도에 나타낸 바와 같이, 송풍통로(23)가 형성된다.
그리고, 함체(2)의 정면에서 보아 좌측의 저부에는 도입구(20)에서 보내어진 청정기체를 함체(2)의 저부에서 위쪽으로 불어올리기 때문에, 예를들면 2대의 팬유니트(24)가 병렬설치되어있다.
또, 팬유니트(24)의 위 쪽에는, 대기공간(13)의 전면에 설치되도록 하여 펀칭메탈(19)이 수직으로 설치됨과 동시에, 이 펀칭메탈(19)의 전면에는, 예를들면 HEPA(High Efficency Rarticulate Air의 약어) 필터로 되는 먼지 제거용 필터(25)가 대략 그 전체에 걸쳐서 배열설치되어 있다. 이 먼지 제거용 필터(25)에 의하여 청정기체류는 먼지가 제거되고 정류되어 대기공간(13)내를 거의 수평방향으로 흐르도록 된다.
한편, 필터(25)의 대향면에는 보트엘레베이터(17)를 덮어서 대기공간(13)에서 떨어지기 때문에, 예를들면 스테인레스 스틸로 되는 엘레베이터 커버(30)가 배열설치되어 있다.
그리고, 이 엘레베이터 (17)가 부착되어있는 함체(2)의 측벽(2b) 사이에 종방향으로 뻗어있는 재순환통로(31)를 형성하고, 대기공간(13)을 통과하여, 반도체 웨이퍼(12)에서 파티클을 배제하기 위하여 사이드 플로우된 청정기체를 이 재순환통로(31)에 재순환되도록 되어있다.
보다 구체적으로 설명하면, 엘레베이터 커버(30)에는 보트 엘레베이터(17)의 2개의 간격(32)이, 특히 제4도에 나타낸 바와 같이, 함체(2)의 상하방향을 따르도록 형성되어있다.
또 2 개의 간격(32) 주변은 도시한 바와 같이 보스부를 형성하여 보강하여도 좋다.
이 때문에 대기공간을 통과한 청정기체의 일부는 이 간격(32)을 통과하여 재순환통로(31)내에 유입하도록 되어있다.
그리고 이 재순환통로(31)의 하단부는 송풍통로(23)와 연결되어 통해있고, 이 재순환통로(31)내에 유입한 청정기체의 일부가 송풍팬(22)에 유도되어 재순환하도록 구성되어있다.
다른 한편, 이 재순환통로(31)의 위 쪽에는, 이것에 연통하여 이 안의 많은 기체를 수집하기 위한 기체수집박스(33)가 설치되어있음과 동시에, 이 기체수집박스(33)에는 함체(2)의 천정부(8)까지 뻗은 배기구(35)와 연통한 청정기체 배기덕트(34)가 접속되어있다.
또, 함체(2)의 후벽(2a)의 우측상부에는, 대기공간(13)을 통과한 청정기체를 함체(2)의 바깥으로 배출하기 위한 배기구(35)가 설치되어 있고, 이 배기구(35)에는 앞에서 설명한 청정기체 배기덕트(34)가 접속되어 있다.
그리고, 이 배기구(35)내에는, 청정기체 배기덕트(34)내의 배관 콘덕턴스에 의한 기체유통손실을 보충하기 위한 기체공급수단으로서의 배기팬(36)이 설치되어있어서 항상 회전하여 배기덕트가(34)로부터의 배기를 촉진하도록 되어있다.
또, 배기팬(36)의 근방에는, 유량조절용 댐퍼(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 또, 배기덕트(34)의 도중에 여과 후 직접 청정기체의 일부를 대기중(점검실) 배기하는 활성탄 필터(34a)를 배열설치하여도 좋다.
그리고, 배기구(35)의 외측에는, 예를들면 먼지제거장치등을 포함하는 공장의 소정의 배기처리계(37)에 장치(1)로부터의 배기를 유도하기 위한 배기처리계 덕트(38)가 접속되어 있다.
이것에 의하여 배기된 청정기체를 점검실로 배출하는 일이 없이 모드이 배기처리계(37)에 장치(1)로부터의 배기를 도입하기 위한 배기처리계 덕트(38) 가 접속되어있다.
또, 특히 제2도에 나타낸 바와 같이, 장치(1)의 각 함체(2)의 정면하부에는, 웨이퍼보트(10)를 장치(1)내로 반입/반출하기 위하여, 웨이퍼보트(10)의 치수보다도 한바퀴 큰 개구부(39)가 형성되어있다.
이 개구부(39)에는, 에어등에 의하여 구동되는 슬라이드 도어(39a)가 설치되고, 웨이퍼보트(10)의 장치내에의 반입 후, 이 슬라이드 도어(39a)를 닫아서 장치를 자유롭게 밀폐하도록 되어있다.
또, 개구부(39)의 근방에는, 장치(1)의 외부에서 웨이퍼보트(10) 를 보트 엘레베이터(17)의 2개의 아암부(18)상에 이송하기 위한 이송아암(40)이 설치되어있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 열처리장치(1)는, 통상, 여러 유니트, 제2도에 나타내는 예에서는 4대로 병열설치되어있다. 그리고, 각 열처리장치(1)의 정면에는, 처리하고자하거나 또는 처리된 반도체 웨이퍼(12)를 적재, 수용한 웨이퍼보트(10) 를 반송하기 위한 보트반송기구(41)가 장치(41)의 정면상에 따라서 자유롭게 이동할 수 있도록 설치되어있다.
이 보트 반송기구(41)는, 나란히 배치되어있는 방향을 따라서 설치도 이송레일(42)과, 이 레일(42)상을 웨이퍼보트(10) 를 재치하거나 또는 재치하지 않은 상태에서 장치(1)의 정면에 대향하여 이동하는 보트재치부(43)로 구성되어있다.
그리고, 이 이송레일(42)의 선단에는, 도시되어있지 않은, 예를들면 25장의 반도체 웨이퍼(12)를 수용한 웨이퍼 캐리어를 다수 수용가능한 캐리어 스톡커나, 이 웨이퍼 캐리어내의 반도체 웨이퍼(12)를 웨이퍼보트(10) 에 이송하기 위한 웨이퍼 이송기구, 또는 웨이퍼 이송기구(41)와의 사이에서 웨이퍼보트(10)의 이송을 수평수직변환을 행하면서 실시하는 보트이송기구등이 배치되어있다.
또, 이 실시예에서는 반도체 웨이퍼(12)를 웨이퍼보트(10) 에 적층한 상태에서, 이 웨이퍼보트(10) 를 열처리장치(1)와 보트반송기구(41)와의 사이에서 이송하는 배치방식에 대하여 설명하였다.
그러나, 이것에 한정되지 않고, 다른 밀폐형의 장치, 예를들면여러 장의 반도체 웨이퍼(12)를 수용할 수 있는 웨이퍼 카셋트를 여러 개 장치(1)내에 넣고 이 장치(1)내에서 웨이퍼 카셋트와 웨이퍼보트(10) 와의 사이에서 반도체 웨이퍼(12)를 자동적으로 이송하도록 구성하는 것도 가능하다.
이어서, 이와같이하여 구성된 본 발명의 열처리장치(1)의 실시예의 작용, 동작을 설명한다.
우선, 도시하지 않은 캐리어스톡커에서 웨이퍼 이송기구나 보트이송기구등을 사용하여 여러 개의 피처리체인 반도체 웨이퍼(12)를 적재수용한 수직으로 기립상태의 웨이퍼보트(10)를 보트반송기구(41)의 보트재치부(43)에 재치하고, 이송레일(42)상에서 소정의 열처리장치(1)의 개구부(39)의 정면까지 이동한다.
그리고, 슬라이드도어(39a)를 에어등에 의하여 구동하여 개구부(39)를 열고, 이송아암(40)을 이동하여 보트재치부(43)상에 재치되어있는 웨이퍼보트(10)를 보트엘레베이터(17)의 2개의 아암부(18)상에 이송한다.
웨이퍼보트(10) 의 이송완료 후, 개구부(39)의슬라이드도어(39a)를 닫아서 열처리장치(1)내를 밀폐상태로 한다.
한편, 웨이퍼보트(10) 의 보트엘레베이터(17)에의 이송에 앞서서 미리 실시하는 열처리에 대응하여 열처리로(5)내를 소정의 온도로 설정하여 놓음과 동시에 장치(1)내의 소정개소에 설치한 송풍팬(21), 팬유니트(24) 및 배기팬(36)을 미리 회전구동하여 놓는다.
이 때문에, 청정기체 도입구(20)에서 송풍팬(21)에 의하여 장치(1)내에 들어온 청정기체(공기)는, 함체(2) 저부에 형성된 송풍통로(23)를 통과하여 팬유니트(24)에 의하여 함체(2)의 위쪽을 향하여 도시한 바와 같이 불어 올리게 된다.
그 후, 청정기체는, 대기공간(13)의 정면에 설치한 먼지제거용 필터(25)의 거의 전영역을 통과하여 먼지제거, 정류되고 함체(2)의 측벽(2c)의 거의 전영역에서 사이드 플로우되어 대기공간(13)내를 거의 수평으로 흐른다.
여기에서, 이 대기공간(13)내에서 대기하고 있는 웨이퍼보트(10)에 적재되어있는 반도체 웨이퍼(12)에 사이드플로우를 실시하여, 이것에 먼지가 부착하는 것을 적극적으로 방지한다.
이 때, 청정기체의 풍량과 풍속은, 난류가 발생하지 않는 정도, 바람직하게는 0.3∼0.4m/sce로 설정한다.
그리고, 이 대기공간(13)내를 통과한 청정기체의 일부는, 필터(25)에 대향하여 배설된 엘레베이터 커버(30)에 형성된 간격(32)으로부터 재순환통로(31)내에 유입한다.
여기에서, 청정기체의 일부는 재순환통로(31) 안을 아래로 흘러서 송풍통로(23)에 유입하여 재순환하고, 다시 대기공간(13)내에 청정기체로서 흐른다.
한편, 재순환통로(31)내의 잔여청정기체는, 이 안을 함체(2)의 위쪽을 향하여 흐르고, 기체수집박스(33), 청정기체배기덕트(34)를 통하여 배기팬(36)에 의하여 배기구(35)에서 배기처리계덕트(38)에 의하여 배기처리계(37)에 공급배출된다.
여기에서, 함체(2)의 상부에 설치한 배기팬(36)에 의하여 재순환통로(31)내의 청정기체를 강제적으로 배기하고 있기때문에, 대기공간(13)내에 난류가 발생하는 일이 없고, 반도체 웨이퍼(12)에 소망의 사이드플로우를 실시할 수가 있다.
또, 이 때, 난류가 발생하지 않도록하기 위하여 송풍팬(21), 배기팬(36) 및 이들 근방에 설치한 유량조정용댐퍼를 적절하게 조정하여 풍량 또는 풍속을 조정한다.
또, 배기구(35)의 바깥에는, 배기처리계덕트(38)가 접속되어있기 때문에, 반도체 웨이퍼(12)에서 배제된 먼지를 포함하는 가능성이 있는 청정기체는, 장치(1)의 주변부의 점검실에 직잡 배출하는 일이 없이 전체 공장의 배기처리계(37)에 공급되는 것으로 된다.
특히, 여기에서 배기처리계(37)로부터는, 배기처리계덕트(38)에 대하여 강제적으로 흡인이 되고있고, 청정기체의 배출을 촉진하고 있다.
한편, 대기공간(13)에 대기중인 반도체 웨이퍼(12)는, 소정의 준비가 완료된 후, 가이드축(19)을 회전구동시켜서 보트엘레베이터(17)를 상승시켜서 웨이퍼보트(10)를 열처리로(5)내에 로드하므로서 노(5)내에 수용하고, 그 하단부를 원반상의 캡부(16)으로 밀봉한다.
그리고, 이 반도체 웨이퍼(12)에 처리가스에 의하여 소정시간, 온도, 분위기로 원하는 열처리를 실시한다.
이 열처리기간중에서도, 상술한 유량의 청정기체를 대기공간(13)에 흐르게함과 동시에 스카벤져(7)를 구동하여 열처리로(5)의 노구에서 열을 장치(1) 바깥으로 배출한다.
이 열처리가 종료하면, 열처리로(5)내의 처리가스를 배기함과 동시에 질소가스등의 불활성 가스를 노내에 충진하여 다시 배기하는 조작을 여러번 되풀이하고 노내의 잔류유해가스를 충분히 배제한다.
그 후, 상술한 로드순서와는 반대로 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼(12)를 열처리로(5)에서 대기공간(13)으로 꺼내고(언로드), 청정기체의 사이드 플로우를 실시하면서, 반도체 웨이퍼(12)의 온도가 200℃ 정도까지 강하할 때까지 대기공간(13)내에서 방열하면서 대기시킨다.
그리고, 열처리로(5)의 노구에서 배출된 노내에 잔류한 처리가스와 고온기체는 스카벤져(7)에 의하여 흡인되어 장치(1)의 바깥으로 배출된다. 여기에서, 처리가 끝난 반도체 웨이퍼(12)의 표면에서는 그 온도가 200℃ 정도로 될 때까지 유해가스로서의 처리가스를 방출한다. 그리고, 이 유해가스의 일부 및 반도체 웨이퍼(12)의 잔류열은, 주위의 공기와 열교환되고, 가열된 공기는 대기공간(13)의 상부에 대류에 의하여 이동하며, 스카벤져(7)에 의하여 흡인되어, 이것에 접속된 열배기덕트(9)를 통하여 함체(2)의 바깥으로 배출되며, 배기처리계덕트(38)를 통하여 배기처리계(37)등의 유해가스제거장치에 의하여 처리된다.
또, 대기공간(13)내의 파티클 및 스카벤져(7)에 의해서도 배출되지 않는 잔류유해가스는, 청정기체의 사이드플로우에 의하여 대기공간(13)에서 배출된다.
이 배출된 파티클과 잔류유해가스는, 제3도의 화살표로 나타낸 바와같이, 함체(2)내를 상승하여 청정기체배기덕트(34), 배기처리계덕트(38)를 제해, 제진(除害, 除塵)장치인 배기처리계(37)에 보내져 처리되는 것으로 된다.
이 때문에 점검실이 유해가스에 의하여 오염되는 일이 없고, 또 점검실이나 크린룸 분위기의 청정도를 충분히 유지할 수 있으며 반도체 장치의 효율을 향상시킬 수 있는 것으로 된다.
또, 이 언로드 대기중에는 열처리한 반도체 웨이퍼(12)에서 부식성의 인(燐)가스가 방출되기 때문에, 언로드 검출하여 팬유니트(24)의 회전을 정지하고 재순환을 정지하도록 한다.
그리고, 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼(12)의 온도가 약 200℃ 이하로 된 때, 개구부(39)의 슬라이드도어(39a)를 열어서 상술한 반입순서와는 반대의 순서로 웨이퍼보트(10) 를 보트반송기구(41)의 보트재치부(43)로 보내고, 이송레일(42)에 의하여 소정개소에 반송한다.
그리고, 상술한 순서로서 미처리한 반도체 웨이퍼(12)의 웨이퍼보트(10)를 보트재치부(43)에 재치하여 열처리장치(1)측으로 반송한다.
이와같은 반입, 반출순서를 되풀이한다.
이와같이, 본 발명의 실시예의 열처리장치에서는, 반도체 웨이퍼(12)의 열처리시 또는 비열처리시를 불문하고 대기공간(13)내에 대량의 청정기체를 흐르게 하고, 그 일부를 순환시키면서 통과시켜서 통과한 청정기체를 점검실로 배출하는 일이 없고, 이것을 모두 배기처리계(37)로 공급하도록 하였다.
이 때문에, 점검실 및 크린룸의 분위기의 청정도를 충분히 유지시킬 수 있도록 되었다. 이것에 의하여 반도체 웨이퍼(12)에 파티클등의 먼지가 부착하는 확율을 확실하게 저하시킬 수 있으며, 효율이 크게 향상하였다.
본 발명의 실시예에 의하면, 8인치 반도체 웨이퍼 상에 부착하는 0.2㎛ 이상의 파티클을 10개 이내로 억제할 수 있었다.
또, 방열대기중에 열처리가 끝난 반도체 웨이퍼에서 발생하는 유해가스등의 처리가스는, 점검실에 배출되는 일이없이 배기처리계(37)에서 처리하도록 했기 때문에, 안정성을 크게 향상시킬 수가 있고, 오퍼레이터의 건강을 해치는 일이 없다. 또 대기공간(13)을 통과한 청정기체의 일부를 재순환시키고 있기 때문에, 대량의 청정기체를 대기공간(13)에 흐르게할 수 있으며, 효율의 향상에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 먼지제거용 필터(25)의 오염을 적극적으로 방지할 수 있게된다.

Claims (10)

  1. 피처리체를 반출입하기위한 개구부(39)를 가지는 함체(2)와, 상기 피처리체에 소정의 열처리를 실시하는 상기 함체(2)내에 설치된 열처리로(5)와, 이 열처리로(5)의 아래에 설치되고, 상기 열처리로(5)에 반출입되는 상기 피처리체를 대기시키는 대기공간(13)을 가지며, 또 상기 함체(2)에 설치된 청정기체 도입구(20)와, 이 청정기체 도입구(20)에 접속되고 상기 대기공간(13)으로부터 격리한 송풍통로(23)와, 대기공간(13)을 통과한 청정기체의 일부를 다시 대기공간(13)에 유입시키는 재순환통로(31)와, 상기 대기공간(13)을 통과한 청정기체를 상기 함체(2)의 바깥으로 배출하는 배기구(35)로 이루어지는 종형열처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 청정기체 도입구(20)의 근방에 송풍팬을 설치하는 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 송풍통로(23)에 팬유니트(24)를 설치한 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대기공간(13)의 청정기체도입측에 먼지제거용 필터를 설치하는 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 대기공간(13)의 청정기체 유출측과 상기 함체(2)의 측벽(2b)과의 사이에 엘레베이터 커버(30)를 입설하여 상기 재순환통로(31)를 형성하는 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 열처리로(5)의 하부에 스카벤져(7)를 배열설치하고, 이 스카벤져(7)상에 상기 배기구(35)에 연결되어 통하는 열배기덕트(9)를 접속한 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 재순환통로(31)와 상기 배기구(35) 사이를 청정기체 배기덕트(34)로 접속하고 상기 배기구(35)의 근방에 배기팬(36)을 설치한 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 배기구(35)를 배기처리계 덕트(34)를 통하여 배기처리계(37)에 접속한 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 개구부(39)에 대향하여 피처리체의 반송장치를 배치한 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 피처리체가 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로하는 종형열처리장치.
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