KR100980961B1 - 종형 열처리 장치 및 피처리체 이동 탑재 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종형 열처리 장치에 있어서, 피처리체 수납 용기(캐리어)(16)와 링 형상 지지판(15)을 통하여 상하 방향에 간격을 두고 복수의 피처리체를 보유 지지하는 피처리체 보유 지지구(보트)(9) 사이에서 피처리체(W)를 이동 탑재하는 개량된 이동 탑재 기구(21)가 개시된다. 이동 탑재 기구(21)는 소정 간격을 두고 배치된 복수매의 기판 지지구(21)를 갖고, 각 기판 지지구(21)는 각각의 아래쪽에서 피처리체(W)를 잡는 손잡이 기구(28)를 갖고 있다. 각 손잡이 기구(28)는 기판 지지구(20)의 선단부에 고정 설치되어 피처리체(W)의 전방 모서리부를 계지하는 고정 계지부(30)와, 기판 지지구(20)의 기단부로 이동 가능하게 설치되어 피처리체(W)의 후방 모서리부를 착탈 가능하게 계지하는 가동 계지부(31)를 갖고 있다. 복수매의 피처리체(W)가 동시에 신속하면서 확실하게 이동 탑재된다. 간결한 손잡이 기구(28)의 구성에 의해 기판 지지구(21)의 두께가 감소하여 링 형상 지지판(15)의 배열 피치를 작게 할 수 있고, 열처리로 내에서 한번에 처리할 수 있는 피처리체(W)의 매수가 증대된다. 이들에 기인하여 처리량의 향상이 실현된다.
링 형상 지지판, 기판 지지구, 손잡이 기구, 가동 계지부, 피처리체

Description

종형 열처리 장치 및 피처리체 이동 탑재 방법{VERTICAL HEAT TREATMENT EQUIPMENT AND METHOD FOR TRANSFERRING OBJECT TO BE TREATED}
본 발명은 종형 열처리 장치 및 피처리체 이동 탑재 방법에 관한 것으로, 특히 링 형상 지지판을 갖는 보유 지지구에 대해 복수매의 피처리체를 일괄하여 이동 탑재하는 것을 가능하게 하는 이동 탑재 기구의 개량에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에는 피처리체, 예를 들어 반도체 웨이퍼에 산화, 확산, CVD 및 어닐 등의 각종 열처리를 실시하는 공정이 포함된다. 이러한 공정을 실행하기 위한 열처리 장치 중 하나로서, 다수매의 웨이퍼를 한번에 열처리하는 것이 가능한 종형 열처리 장치가 이용되고 있다.
이 종형 열처리 장치는 하부에 노구(爐口)를 갖는 열처리로와, 그 노구를 밀폐하는 덮개와, 이 덮개 상에 설치되어 다수매의 웨이퍼를 링 형상 지지판을 통하여 상하 방향에 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구(웨이퍼 보트라고도 함)와, 상기 덮개를 승강시켜 보유 지지구를 열처리로로 반입 반출하는 승강 기구와, 복수매의 웨이퍼를 소정 간격으로 수납하는 수납 용기(캐리어 혹은 카세트라고도 함)와 상기 보유 지지구 사이에서 웨이퍼의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고 있다. 이동 탑재 기구는 소정 간격을 두고 배치된 복수매의 기판 지지구 (포크라고도 함)를 갖고 있다. 상기 링 형상 지지판은 고온 열처리시 웨이퍼의 주연부에 발생하는 슬립(결정 결함)을 억제 내지 방지하는 대책으로서 이용되고 있다.
JP5-13547A는 도12에 도시한 바와 같이, 반송용 기판 지지구(50) 및 밀어 올림용 기판 지지구(51)를 구비한 밀어 올림식 이동 탑재 기구(이하에「이동 탑재 기구 A」라고 함)를 구비한 종형 열처리 장치를 개시한다. 반송용 기판 지지구(50)는 웨이퍼(W)의 하면을 지지하는 상면을 갖는 판 형상 부재로 이루어지고, 밀어 올림용 기판 지지구(51)는 각각의 상면이 웨이퍼(W)의 하면을 지지하는 3개의 지지 핀(52)을 갖는 판 형상 부재로 이루어진다.
웨이퍼를 보유 지지구(9)에 이동 탑재하는 경우, 우선 웨이퍼(W)를 지지한 반송용 기판 지지구(50)를 보유 지지구(9) 내의 링 형상 지지판(15)의 위쪽에, 그리고 밀어 올림용 기판 지지구(51)를 상기 링 형상 지지판(15)의 아래쪽에 각각 배치한다[도12의 (a)]. 다음에, 밀어 올림용 기판 지지구(51)를 상승시켜 반송용 기판 지지구(50) 상으로부터 웨이퍼(W)를 들어올리고, 이 상태에서 반송용 기판 지지구(50)를 보유 지지구(9)로부터 퇴거시킨다[도12의 (b)]. 다음에, 밀어 올림용 기판 지지구(51)를 하강시켜 웨이퍼(W)를 링 형상 지지판(15) 상에 적재하고, 그 후 밀어 올림용 기판 지지구(51)를 보유 지지구(9)로부터 퇴거시킨다[도12의 (c)]. 이에 의해, 한 장의 웨이퍼의 이동 탑재 작업이 완료된다.
JP2003-338531A는 웨이퍼를 포크(기판 지지구)의 아래쪽에서 현수 지지하는 이동 탑재 기구(이하에「이동 탑재 기구 B」라 함)를 구비한 종형 열처리 장치를 개시한다. 이 이동 탑재 기구는 포크의 아래쪽으로 돌출하는 단면 L자형의 복수의 계지 부재를 구비하고 있고, 이들 계지 부재는 L자의 수평 부분의 상면에서 웨이퍼 주연부의 하면을 지지한다. 각 계지 부재는 각 계지 부재가 웨이퍼를 지지하고 있는 지지 위치와, 각 계지 부재가 웨이퍼의 외주연으로부터 외측으로 이동하여 웨이퍼의 지지가 해제되어 있는 해제 위치 사이에서 액튜에이터의 구동에 의해 이동된다.
상술한 이동 탑재 기구 A 및 이동 탑재 기구 B는 웨이퍼를 1장씩밖에 이동 탑재할 수 없기 때문에 이동 탑재 작업에 많은 시간이 필요하고, 이것이 처리량 향상의 저해 요인이 되고 있다. 또한, 이동 탑재 기구는 그 구조에 기인하여 두께(높이 방향의 크기)가 크기 때문에 보유 지지구의 링 형상 지지판 사이의 피치를 크게, 예를 들어 16 ㎜ 정도로 할 필요가 있다. 이로 인해, 소정 크기의 보유 지지구에 탑재할 수 있는 웨이퍼의 매수(처리 매수)는 최대라도 50장 정도이며, 이 점으로부터도 처리량의 향상이 저지되고 있다. 또한, 이동 탑재 기구 B에서는 포크의 선단부측 및 기단부측에 배치한 계지 부재가 모두 이동하며, 그로 인해 포크에 복잡한 구조물이 부설되어 그것이 포크의 높이 방향 크기의 증대를 초래하고, 그 결과로서 보유 지지구의 링 형상 지지판 사이의 피치를 작게 하는 것이 어렵다.
본 발명의 포괄적인 목적은 종형 열처리 장치의 처리량을 향상시키는 것이다.
본 발명의 하나의 목적은 링 형상 지지판을 갖는 보유 지지구 대해 피처리체를 복수매씩 이동 탑재하는 것을 가능하게 하여, 이에 따라 피처리체의 이동 탑재시간을 단축하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동 탑재 기구, 특히 그 기판 지지구의 손잡이 기구의 구조를 간소화하여 좁은 간극에 기판 지지구를 삽입할 수 있도록 하고, 이에 의해 링 형상 지지판 사이의 피치를 작게 하여 1회에 열처리할 수 있는 피처리체의 매수를 늘리는 것을 가능하게 하는 데 있다.
본 발명은 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 상기 노구를 밀폐하는 덮개와, 상기 덮개 상에 설치되어 다수매의 피처리체를 링 형상 지지판을 통하여 상하 방향에 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 덮개를 승강시켜 보유 지지구를 열처리로로 반입 반출하는 승강 기구와, 소정 간격을 두고 배치된 복수매의 기판 지지구를 갖고, 복수매의 피처리체를 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 피처리체의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구를 구비하고, 상기 이동 탑재 기구는 상기 각 기판 지지구의 아래쪽에서 피처리체를 잡는 손잡이 기구를 갖고 있고, 상기 손잡이 기구는 상기 각 기판 지지구의 선단부에 고정 설치되어 피처리체의 전방 모서리부를 계지하는 고정 계지부와, 상기 각 기판 지지구의 기단부에 이동 가능하게 부착되어 피처리체의 후방 모서리부를 착탈 가능하게 계지하는 가동 계지부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 각 기판 지지구에는 상기 기판 지지구의 하면과 피처리체의 상면 사이에 간극이 존재하도록 피처리체의 전후 주연부를 수용하는 수용부가 설치되어 있다. 이에 의해, 피처리체를 잡을 때에 기판 지지구의 하면에서 피처리체의 상면을 문질러 손상되는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 각 링 형상 지지판에는 상기 고정 계지부 및 상기 가동 계지부와의 간섭을 피하기 위한 절결부가 설치되어 있다. 이에 의해, 손잡이 기구가 링 형상 지지판과 간섭하지 않고 피처리체를 확실하게 잡을 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판 지지구 중 적어도 어느 하나에는 맵핑 센서가 설치되고, 상기 맵핑 센서는 상기 기판 지지구의 두 개의 선단부 사이를 진행하는 광선이 피검출물에 의해 차단되도록 상기 기판 지지구를 이동시킴으로써, 피검출물의 위치를 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 이에 의해, 보유 지지구 내에서 링 형상 지지판에 각각 보유 지지된 복수의 피처리체를 그 배열 방향을 따라 주사함으로써, 각 링 형상 지지판 상에 있어서의 피처리체의 유무를 검출하여 맵핑할 수 있다. 처리 전후의 피처리체의 보유 지지구로부터의 초과 유무를 검출할 수가 있기 때문에 피처리체의 파손 등의 사고를 미연에 방지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정 계지부 및 상기 가동 계지부는 내열성 수지재로 이루어진다. 이에 의해, 상기 고정 계지부 및 상기 가동 계지부의 내구성이 향상되고, 또한 이들 계지부가 피처리체의 오염원이 되지 않는다.
본 발명은 또한 하부에 노구를 갖는 열처리로와, 상기 노구를 밀폐하는 덮개와, 상기 덮개 상에 설치되어 다수매의 피처리체를 링 형상 지지판을 통하여 상하 방향에 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 상기 덮개를 승강시켜 보유 지지구를 열처리로로 반입 반출하는 승강 기구와, 복수매의 피처리체를 소정 간격으로 수납하는 수납 용기와 상기 보유 지지구 사이에서 피처리체의 이동 탑재를 행하기 위한 이동 탑재 기구를 구비한 종형 열처리 장치에 의해 피처리체를 이동 탑재하는 방법에 있어서, 상기 이동 탑재 기구로서 소정 간격으로 배치된 복수매의 기판 지지구를 갖는 것을 이용하고, 상기 이동 탑재 기구로서 각 기판 지지구의 아래쪽에서 피처리체를 잡는 손잡이 기구를 갖고, 또한 상기 손잡이 기구가 기판 지지구의 선단부에 고정 설치되어 피처리체의 전방 모서리부를 계지하는 고정 계지부와, 기판 지지구의 기단부측으로 이동 가능하게 부착하여 피처리체의 후방 모서리부를 착탈 가능하게 계지하는 가동 계지부를 갖는 것을 이용하고, 상기 각 기판 지지구를 이동 탑재 출발 지점에 있는 피처리체의 위쪽에 배치하여 상기 가동 계지부를 상기 고정 계지부에 근접시킴으로써 피처리체를 잡고, 계속해서 피처리체를 잡고 있는 상기 각 기판 지지구를 이동 탑재 목표 지점의 위쪽까지 이동하고, 계속해서 상기 가동 계지부를 상기 고정 계지부로부터 멀리함으로써 피처리체를 해방하여 이동 탑재 목표 지점의 상에 피처리체를 배치하는 것을 특징으로 하는 피처리체 이동 탑재 방법을 제공한다.
도1은 본 발명에 따른 종형 열처리 장치의 일 실시 형태를 개략적으로 도시하는 종단면도이다.
도2는 이동 탑재 기구의 측면도이다.
도3은 도2의 이동 탑재 기구를 다른 방향에서 본 측면도이다.
도4는 이동 탑재 기구의 기판 보유 지지구 및 그 관련 부품을 도시하는 평면 도이다.
도5는 링 형상 지지판의 평면도이다.
도6은 기판 지지구를 도시하는 아래쪽으로부터의 평면도이다.
도7은 다른 기판 지지구를 도시하는 아래쪽으로부터의 평면도이다.
도8은 기판 지지구 선단부의 고정 계지부 및 수용부를 도시하는 개략적 측면도이다.
도9는 기판 지지구 기단부측의 가동 계지부 및 수용부를 도시하는 개략적 측면도이다.
도10은 기판 지지구 기단부측의 가동 계지부 및 구동부를 도시하는 개략적 측면도이다.
도11은 이동 탑재 기구의 작용을 설명하는 개략적 측면도이다.
도12는 종래의 종형 열처리 장치에 있어서의 이동 탑재 기구의 일례를 설명하는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 종형 열처리 장치
W : 반도체 웨이퍼(피처리체)
3 : 열처리로
4 : 노구
6 : 덮개
9 : 보유 지지구
11 : 승강 기구
15 : 링 형상 지지판
16 : 수납 용기
20 : 기판 지지구(피처리체 지지구)
21 : 이동 탑재 기구
28 : 손잡이 기구
30 : 고정 계지부
31 : 가동 계지부
34, 35 : 수용부
36, 37 : 절결부
40 : 맵핑 센서
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해서 첨부 도면을 기초로 상세하게 서술한다. 도1은 본 발명에 따른 종형 열처리 장치의 일 실시 형태를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도2는 이동 탑재 기구의 측면도, 도3은 도2의 이동 탑재 기구를 다른 방향에서 본 측면도, 도4는 이동 탑재 기구의 기판 보유 지지구 및 그 관련 부품을 도시하는 평면도, 그리고 도5는 링 형상 지지판의 평면도이다.
도1에 도시한 바와 같이, 이 종형 열처리 장치(1)는 장치의 외곽을 이루는 하우징(2)을 갖고 있고, 이 하우징(2) 내의 위쪽에 종형 열처리로(3)가 설치되어 있다. 열처리로(3)는 피처리체(피처리 기판이라고도 함), 예를 들어 얇은 원판 형상의 반도체 웨이퍼(W)를 수용하여 소정의 처리, 예를 들어 CVD 처리를 실시한다. 열처리로(3)는 그 하단부가 노구(4)로서 개구된 세로 길이의 처리 용기 본 예로서는 석영제의 반응관(5)과, 이 반응관(5)의 노구(4)를 개폐하는 승강 가능한 덮개(6)와, 반응관(5)의 주위를 덮어 반응관(5) 내를 소정의 제어된 온도, 예를 들어 300 ℃ 내지 1200 ℃로 가열 가능한 히터(가열 기구)(7)로 주로 구성되어 있다.
하우징(2) 내에는 열처리로(3)를 구성하는 반응관(5) 및 히터(7)를 지지하는 스테인리스 강제의 베이스 플레이트(8)가 수평하게 설치되어 있다. 베이스 플레이트(8)에는 반응관(5)을 삽입하기 위한 도시하지 않은 개구가 형성되어 있다.
반응관(5)은 베이스 플레이트(8)의 개구에 그 아래쪽으로부터 상향으로 삽입 관통되고, 반응관(5)의 하단부에 형성된 외향의 플랜지부를 플랜지 보유 지지 부재로 베이스 플레이트(8)에 고정함으로써 반응관(5)이 베이스 플레이트(8) 상에 설치된다. 반응관(5)은 세정 등을 위해 베이스 플레이트(8)로부터 제거할 수 있다. 반응관(5)에는 반응관(5) 내에 처리 가스나 퍼지용 불활성 가스를 도입하는 복수의 가스도입관이 접속되고, 또한 반응관(5) 내를 감압 제어 가능한 진공 펌프 및 압력 제어 밸브 등을 갖는 배기관이 접속되어 있다(도시 생략).
하우징(2) 내에 있어서의 베이스 플레이트(8)로부터 아래쪽에는 작업 영역(로딩 영역)(10)이 설치되어 있다. 이 작업 영역(10)을 이용하여 덮개(6) 상에 설치된 보유 지지구(보트)(9)가 열처리로(3)[즉 반응관(5)] 내에 로드되는 동시에 열처리로(3)로부터 언로드되고, 또한 보유 지지구(9)에 대한 웨이퍼(W)의 이동 탑재 가 행해진다. 작업 영역(10)에는 보트(9)를 열처리로(3)에 로드하는 동시에 열처리로(3)로부터 언로드하기 위해 덮개(6)를 승강시키는 승강 기구(11)가 설치되어 있다. 덮개(6)는 노구(4)의 개구단부에 접촉하여 노구(4)를 밀폐한다. 덮개(6)의 하부에는 보유 지지구(9)를 회전하기 위한 도시하지 않은 회전 기구가 설치되어 있다.
보유 지지구(9)는 복수의 웨이퍼(W)를 다단으로 지지하는 본체부(9a)와, 이 본체부(9a)를 지지하는 다리부(9b)를 구비하고, 다리부(9b)가 회전 기구의 회전축에 접속되어 있다. 도시 예의 보유 지지구(9)는, 예를 들어 석영제이며, 대구경, 예를 들어 직경 300 ㎜의 다수 예를 들어 75장 정도의 웨이퍼(W)를, 링 형상 지지판(15)을 통하여 수평 자세로 상하 방향에 소정 간격, 예를 들어 11 mm 피치로 보유 지지할 수 있다. 본체부(9a)와 덮개(6) 사이에는 노구(4)로부터의 방열에 의한 반응관(5) 내의 온도 저하를 방지하기 위한 도시하지 않은 하부 가열 기구가 설치되어 있다. 또한, 보유 지지구(9)는 다리부(9b)를 갖고 있지 않아도 좋고, 이 경우 본체부(9a)가 덮개(6) 상에 보온통을 통하여 적재된다. 보유 지지구(9)는 복수개의 지지 기둥(12)과, 이 지지 기둥(12)의 상단부 및 하단부에 접속된 천정판(13) 및 바닥판(14)과, 지지 기둥(12)에 배치된 링 형상 지지판(15)으로 구비하고 있다. 링 형상 지지판(15)은 지지 기둥(12)에 소정 간격으로 설치된 오목부 또는 볼록부에 결합하여 다단으로 배치되어 있다. 링 형상 지지판(15)은, 예를 들어 석영제 또는 세라믹제이고 두께가 2 mm 내지 3 mm 정도이며, 웨이퍼(W)의 외경보다도 약간 큰 외경으로 형성되어 있다.
하우징(2)의 전방부에는 적재대(로드 포트라고도 함)(17)가 설치되어 있다. 적재대(17) 상에는 복수, 예를 들어 25장 정도의 웨이퍼(W)를 소정 간격으로 수납한 수납 용기(캐리어 혹은 카세트라고도 함)(16)가 적재되고, 수납 용기(16)로부터 하우징(2) 내로 또는 그 반대로 웨이퍼(W)의 반입 반출이 행해진다. 수납 용기(16)는 그 전방면에 도시하지 않은 착탈 가능한 덮개를 구비한 밀폐형 수납 용기이다. 작업 영역(10) 내의 전방부에는 수납 용기(16)의 덮개를 제거하여 수납 용기(16) 내를 작업 영역(10) 내에 연통하는 도어 기구(18)가 설치되어 있다. 작업 영역(10) 내에는 소정 간격으로 배치된 복수매의 기판 지지구(포크라고도 함)(20)를 갖고, 수납 용기(16)와 보유 지지구(9) 사이에서 웨이퍼(W)의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구(21)가 설치되어 있다.
작업 영역(10) 밖에 있어서 하우징(2) 내의 전방부 위쪽에는 수납 용기(16)를 스톡해 두기 위한 보관 선반(22)과, 적재대(17)로부터 보관 선반(22)으로 또는 그 반대로 수납 용기(16)를 반송하기 위한 도시하지 않은 반송 기구가 설치되어 있다. 또한, 덮개(6)를 개방하였을 때에 노구(4)로부터 고온의 노 내의 열이 아래쪽의 작업 영역(10)으로 방출되는 것을 억제 내지 방지하기 위해, 작업 영역(10)의 위쪽에 노구(4)를 덮거나 또는 폐색하는 셔터 기구(23)가 설치되어 있다.
이동 탑재 기구(21)는 복수매, 예를 들어 5장의 웨이퍼(W)를 상하 방향에 소정 간격으로 지지하는 복수매, 예를 들어 5장의 기판 지지구(포크 혹은 지지판이라고도 함)[20(20a 내지 20e)]를 갖고 있다. 중앙의 기판 지지구(20a)는 다른 기판 지지구와 별개로 단독으로 전후 방향으로 이동할 수 있다. 중앙의 기판 지지구 (20a) 이외의 기판 지지구(위로부터 1, 2, 4 및 5번째)(20b 내지 20e)는 도시하지 않은 피치 변환 기구에 의해 중앙의 기판 지지구(20a)에 대해 상하 방향으로 무단계로 이동할 수 있다. 즉, 5장의 기판 지지구(20a 내지 20e)는 중앙의 기판 지지구(20a)를 기준으로 하여 상하 방향 간격(피치)을 무단계로 변경할 수 있다. 이에 의해, 수납 용기(16) 내의 웨이퍼(W)의 수납 피치와 보유 지지구(9) 내의 웨이퍼(W)의 탑재 피치가 다른 경우라도, 수납 용기(16)와 보유 지지구(9) 사이에서 한번에 복수매의 웨이퍼(W)를 이동 탑재할 수 있다.
이동 탑재 기구(21)는 승강 가능한 승강 아암(24)과, 이 승강 아암(24)에 수평면 내에서 선회 가능하게 부착된 상자형의 베이스(25)를 갖고 있다. 이 베이스(25) 상에는 중앙의 1장의 기판 지지구(20a)를 전방으로 이동 가능하게 하는 제1 이동체(26)와, 중앙의 기판 지지구(20a)를 협지하여 상하로 2장씩 배치된 4장의 기판 지지구(20b 내지 20e)를 전방으로 이동 가능하게 하는 제2 이동체(27)가, 베이스(25)의 길이 방향을 따라 진퇴 이동 가능하게 설치되어 있다. 이에 의해, 제1 이동체(26)만을 이동시킴으로써 1장의 웨이퍼(W)를 이동 탑재하는 매엽 이동 탑재와, 제1 이동체(26) 및 제2 이동체(27)를 함께 이동시킴으로써 복수매인 경우 5장의 웨이퍼(W)를 동시에 이동 탑재하는 일괄 이동 탑재를 선택적으로 행할 수 있도록 되어 있다. 상술한 바와 같이 제1 이동체(26) 및 제2 이동체(27)를 동작시키기 위해 베이스(25)의 내부에는 도시하지 않은 이동 기구가 설치되어 있다. 이 이동 기구 및 상기 피치 변환 기구는, 예를 들어 JP2001-44260A에 개시된 것을 이용할 수 있다.
각 기판 지지구(20)는, 예를 들어 알루미나 세라믹의 박판에 의해 형성되어 있고, 바람직하게는 선단부측이 두 갈래로 분기된 평면으로부터 보아 대략 U자형으로 형성되어 있다(도4, 도6 및 도7 참조). 이동 탑재 기구(21)는 각 기판 지지구(20)의 아래쪽에서 웨이퍼(W)를 한 장씩 전후로부터 보유 지지하는 것이 가능한 손잡이 기구(28)를 구비하고 있다. 이 손잡이 기구(28)는 도8 내지 도10에도 도시한 바와 같이, 기판 지지구(20)의 선단부에 설치되어 웨이퍼(W)의 전방 모서리부를 계지하는 고정 계지부(30)와, 기판 지지구(20)의 기단부에 설치되어 웨이퍼(W)의 후방 모서리부를 착탈 가능하게 계지하는 가동 계지부(31)와, 이 가동 계지부(31)를 구동하는 구동기구, 예를 들어 에어 실린더(32)를 구비하고 있다.
에어 실린더(32)로 가동 계지부(31)를 전진시킴으로써 가동 계지부(31)와 고정 계지부(30) 사이에서 웨이퍼(W)를 전후로부터 협지할(잡을) 수 있고, 가동 계지부(31)를 후퇴시킴으로써 웨이퍼(W)를 해방할 수 있다. 기판 지지구(20)의 기단부에 가동 계지부(31)와의 간섭을 피하기 위한 절결부(33)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
고정 계지부(30) 및 가동 계지부(31)는 거기로부터 웨이퍼(W)가 그 자중에 의해 이탈하지 않도록 웨이퍼(W)의 주연부를 지지하기 위해, 경사면(30a, 31a)을 갖고 있는 것이 바람직하다. 또한, 각 기판 지지구(20)에는 각 기판 지지구(20)의 하면과 그것에 보유 지지되는 웨이퍼(W)의 상면 사이에 간극(g)이 존재하도록, 스페이서로서 웨이퍼(W)의 전후 주연부를 수용하는 수용부(34, 35)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 도시 예의 경우, 기판 지지구(20)의 선단부의 좌우에 각각 하나 의 수용부(34)가, 기단부의 좌우에 각각 하나의 수용부(35)가 설치되어 있다. 또한, 선단부측의 수용부(34)와 고정 계지부(30)가 일체적으로(단일 부품으로서) 형성되어 있어 콤팩트화가 도모되고 있다. 고정 계지부(30), 가동 계지부(31) 및 수용부(34, 35)는 내열성 수지, 예를 들어 PEEK(Polyetheretherketone)에 의해 형성되어 있는 것이, 내구성이 향상되는 점 및 웨이퍼의 오염원이 되지 않는 점에서 바람직하다.
상기 링 형상 지지판(15)의 외경이 웨이퍼(W)의 외경보다도 큰 경우에는, 도4 및 도5에 도시한 바와 같이 고정 계지부(30) 및 가동 계지부(31)와의 간섭을 피하기 위해, 또한 필요에 따라서 기단부측의 수용부(35)와의 간섭을 피하기 위해 링 형상 지지판(15)에 절결부(36, 37)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 링 형상 지지판(15)의 외경이 웨이퍼(W)의 외경보다 작은 경우에는 링 형상 지지판(15)에 반드시 절결부(36, 37)를 설치할 필요는 없다.
상하로 인접하는 2개의 링 형상 지지판(15, 15) 사이의 간극에 1장의 기판 지지구(20)를 삽입할 수 있도록, 기판 지지구(20)의 상면과 고정 계지부(30)의 하면 사이의 거리(h)는 위쪽의 링 형상 지지판(15)의 하면과 아래쪽의 링 형상 지지판(15) 상에 장착된 웨이퍼(W) 상면 사이의 거리(k)(7.7 mm 정도)보다도 작은 치수, 예를 들어 5.95 mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 매엽 이동 탑재시에 이용되는 기판 지지구(20a)의 선단부에는 보유 지지구(9)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 맵핑을 행하기 위한 맵핑 센서(40)가 설치되어 있다.
도시 예에서는 기판 지지구(20)의 한 쪽의 선단부에 적외광선의 출입광이 가 능한 맵핑 센서(40)의 센서 헤드(40a)가 설치되고, 기판 지지구(20)의 다른 쪽의 선단부에는 맵핑 센서(40)의 센서 헤드(40a)로부터 출광된 적외광선을 반사시켜 맵핑 센서(40)의 센서 헤드(40a)로 입광시키는 반사경(41)이 설치되어 있다. 도시 예에 있어서, 맵핑 센서(40)는 도시하지 않은 검출 기구를 갖고, 검출 기구 내에 설치된 발광 소자 및 수광 소자가 광파이버(42)를 통하여 센서 헤드(40a)에 접속되어 있다. 이동 탑재 기구(21)는 도5에 도시한 바와 같이 맵핑 센서(40)를, 보유 지지구(9) 내에 다단에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 따라 상하 방향(도5의 지면 수직 방향)으로 주사함으로써 보유 지지구(9) 내의 각 단[각 링 형상 지지판(15)]에 있어서의 웨이퍼(W)의 유무를 검출하고, 이 검출 결과를 이동 탑재 기구(21)의 구동계의 인코더 값을 기초로 하여 파악할 수 있는 위치 정보와 관련지어 기록(맵핑)할 수 있다. 또한, 처리 전후에 있어서의 보유 지지구(9) 내에서의 각 웨이퍼(W)의 보유 지지 상태, 예를 들어 보유 지지구(9)로부터의 웨이퍼(W)의 초과의 유무를 검출할 수 있다. 이 맵핑 센서(40)는 이동 탑재 기구(21)의 자동 티칭할 때에 목표 이동 탑재 위치에 설치된 티칭용 목표 부재의 검출에도 이용할 수 있다. 자동 티칭시에 있어서, 목표 부재에 의해 적외광선이 차단되는 위치에 이동 탑재 기구(21)가 이동하면, 그때의 이동 탑재 기구(21)의 구동계의 인코더 값을 기초로 하여 목표 부재의 위치가 산출된다.
도11에 의해 웨이퍼(W) 이동 탑재시의 이동 탑재 기구(21)의 동작을 개략적으로 설명한다. 우선, 기판 지지구(20)를 수납 용기 내에 삽입하여 이동 탑재 대상의 웨이퍼(W)의 위쪽에 위치시킨다. 그리고, 기판 지지구(20) 하의 손잡이 기구 (28)의 가동 계지부(31)를 고정 계지부(30)에 근접하도록 이동하여[손잡이 기구(28)를 폐쇄함] 웨이퍼(W)를 잡는다. 이 상태에서 기판 지지구(20)를 수납 용기로부터 퇴출시켜 수납 용기로부터 웨이퍼(W)를 반출하고, 계속해서 기판 지지구(20)를 보유 지지구(9)의 링 형상 지지판(15)의 위쪽에 위치시킨다[도11의 (a)]. 다음에, 손잡이 기구(28)의 가동 계지부(31)를 고정 계지부(30)로부터 멀리하도록 이동하여[손잡이 기구(28)를 개방함] 웨이퍼(W)를 손잡이 기구(28)로부터 해방하여 링 형상 지지판(15) 상에 적재한다[도11의 (b)]. 다음에, 기판 지지구(20)를 상승시키고, 또한 기판 지지구(20)를 보유 지지구(9)로부터 퇴거시킨다[도11의 (c)]. 도11에서는 도면의 간략화를 위해 복수매의 기판 지지구(20) 중 하나만을 도시하였지만, 복수의 기판 지지구(20)가 동시에 상기의 동작을 행하고 복수매의 웨이퍼(W)를 동시에 이동 탑재할 수 있는 것은 물론이다.
상기 실시 형태에 따르면, 이하와 같은 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이동 탑재 기구(21)가 복수매, 예를 들어 5장의 기판 지지구[20(20a 내지 20e)]를 갖고, 각 기판 지지구(20)가 그 아래쪽에서 웨이퍼(W)를 잡는 손잡이 기구(28)를 구비하고 있기 때문에, 링 형상 지지판(15)을 갖는 보유 지지구(9)에 대해 웨이퍼(W)를 복수매, 예를 들어 5장씩 이동 탑재할 수 있어 이동 탑재 시간의 대폭적인 단축을 도모할 수 있다. 특히, 손잡이 기구(28)가 기판 지지구(20)의 선단부에 고정 설치되어 웨이퍼(W)의 전방 모서리부를 계지하는 고정 계지부(30)와, 기판 지지구(20)의 기단부로 이동 가능하게 부착되어 웨이퍼(W)의 후방 모서리부를 착탈 가능하게 계지하는 가동 계지부(31)로 이루어지고, 바꾸어 말하면 기판 지지구(20)의 선단부 의 계지부를 고정식으로 하였기 때문에, 포크(기판 지지구)(20)의 선단부 및 기단부에 배치한 계지 부재가 모두 가동하는 종래의 이동 탑재 기구 B(배경 기술을 참조)와 비교하여 기판 지지구(20) 전체의 구조를 간소화할 수 있고, 또한 기판 지지구(20)의 두께를 얇게 할 수 있다. 얇은 기판 지지구(20)는 좁은 간극에 삽입할 수 있기 때문에 보유 지지구(9)의 링 형상 지지판(15) 사이의 피치를, 예를 들어 종래의 16 ㎜ 정도로부터 예를 들어 11 ㎜ 정도로 작게 할 수 있어, 그 결과 같은 크기의 보유 지지구(9)에 의해 다수의 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 한 번의 열처리에 있어서의 처리 매수를, 예를 들어 종래의 50장 정도로부터 예를 들어 그 1.5배인 75장 정도로 증대할 수 있고, 아울러 처리량의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 손잡이 기구(28)에 의해 웨이퍼(W)를 기판 지지구(20)의 아래쪽에서 용이하게 잡을 수 있다. 또한, 기판 지지구(20)에는 기판 지지구(20)의 하면과 웨이퍼(W)의 상면 사이에 간극이 존재하도록 웨이퍼(W)의 전후 주연부를 수용하는 수용부(34, 35)가 설치되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 잡을 때에 기판 지지구(20)의 하면에서 웨이퍼(W)의 표면을 문질러 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 링 형상 지지판(15)에는 고정 계지부(30) 및 가동 계지부(31)와의 간섭을 피하기 위한 절결부(36, 37)가 설치되어 있기 때문에, 손잡이 기구(28)가 링 형상 지지판(15)과 간섭하지 않고 웨이퍼(W)를 확실하게 잡을 수 있다.
기판 지지구(20) 중 적어도 하나(20a)에 맵핑 센서(40)가 설치되고, 맵핑 센서(40)는 기판 지지구(20a)의 두 개의 선단부 사이를 진행하는 광선이 피처리체(웨 이퍼)(W)에 의해 차단되도록 기판 보유 지지구(20a)를 이동시킴으로써 피처리체(W)의 위치를 검출할 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 보유 지지구(9) 내에서 링 형상 지지판(15)에 각각 보유 지지된 복수의 피처리체(W)를 그 배열 방향을 따라(상하 방향으로) 주사함으로써, 각 링 형상 지지판(15) 상에 있어서의 피처리체(W)의 유무를 검출하여 위치 정보와 관련지어 기록(맵핑)할 수 있다. 또한, 처리 전후의 피처리체(W)의 보유 지지구(9)로부터의 초과의 유무를 검출할 수 있기 때문에 피처리체(W)의 파손 등의 사고를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 기판 지지구(20)의 선단부에는 고정 계지부(30)가 설치되어 있지만, 그것은 이동 구조가 아니기 때문에 고정 계지부(30)와의 간섭 방지에 배려하지 않고 맵핑 센서(40)를 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 기판 지지구(20) 전체의 두께를 작게 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태 내지 실시예를 도면에 의해 상세하게 서술해 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태 내지 실시예에 한정되는 것은 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서의 다양한 설계 변경 등이 가능하다.

Claims (6)

  1. 하부에 노구(4)를 갖는 열처리로(3)와,
    상기 노구(4)를 밀폐하는 덮개(6)와,
    상기 덮개(6) 상에 설치되어 다수매의 피처리체(W)를 링 형상 지지판(15)을 통하여 상하 방향에 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구(9)와,
    상기 덮개(6)를 승강시켜 보유 지지구(9)를 열처리로(3)로 반입 반출하는 승강 기구(11)와,
    복수매의 피처리체(W)를 소정 간격으로 수납하는 수납 용기(16)와 상기 보유 지지구(9) 사이에서 피처리체(W)의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구(21)를 포함하는 종형 열처리 장치(1)이며,
    상기 이동 탑재 기구(21)는 간격을 두고 배치된 복수매의 기판 지지구(20) 및 상기 기판 지지구(20) 각각의 하측에서 피처리체(W)를 잡도록 구성된 복수의 손잡이 기구(28)를 구비하며,
    상기 기판 지지구(20)는 각각 피처리체(W)의 상부면의 전방 모서리부 및 후방 모서리부를 수용하기 위해 상기 기판 지지구(20)의 하면에 설치된 전방 수용부(34) 및 후방 수용부(35)를 구비하고, 상기 전방 수용부(34) 및 후방 수용부(35)는 각각 비스듬하게 하방을 향하는 경사면을 구비하며,
    상기 손잡이 기구(28)는 상기 각 기판 지지구(20)의 선단부에 고정 설치되어 피처리체(W)의 전방 모서리부를 계지하는 고정 계지부(30)와, 상기 각 기판 지지구(20)의 기단부에 이동 가능하게 부착되어 피처리체(W)의 후방 모서리부를 착탈 가능하게 계지하는 가동 계지부(31)를 갖고, 상기 고정 계지부(30)는 상방으로 비스듬하게 피처리체(W)의 하부면의 전방 모서리부를 지지하는 경사면(30a)을 구비하며, 상기 가동 계지부(31)는 상방으로 비스듬하게 피처리체(W)의 하부면의 후방 모서리부를 지지하는 경사면(31a)을 구비하고,
    상기 전방 수용부(34)의 경사면이 수평면과 이루는 경사각은 상기 고정 계지부(30)의 경사면(30a)이 상기 수평면과 이루는 경사각보다 작으며,
    상기 후방 수용부(35)의 경사면이 상기 수평면과 이루는 경사각은 상기 가동 계지부(31)의 경사면(31a)이 상기 수평면과 이루는 경사각보다 작고,
    상기 가동 계지부(31)는 상기 기판 지지구(20)에 대해 전방으로 이동하여 상기 고정 계지부(30)에 근접해 피처리체(W)를 잡으며, 이때 피처리체(W)의 전방 모서리부가 상기 전방측 수용부(34)의 경사면 및 상기 고정 계지부(30)의 경사면(30a)에 의해 보유 지지되고, 피처리체(W)의 후방 모서리부가 상기 후방 수용부(35)의 경사면 및 상기 가동 계지부(31)의 경사면(31a)에 의해 보유 지지되며, 상기 기판 지지구(20)와 피처리체(W) 사이에 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 각 링 형상 지지판(15)에는 상기 고정 계지부(30) 및 상기 가동 계지부(31)의 간섭을 피하기 위한 절결부(36, 37)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지구(20) 중 적어도 하나에 맵핑 센서(40)가 설치되고, 상기 맵핑 센서(40)는 상기 기판 지지구(20)의 두 개의 선단부 사이를 진행하는 광선이 피검출물에 의해 차단되도록 상기 기판 지지구(20)를 이동시킴으로써, 피검출물의 위치를 검출할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고정 계지부(30) 및 상기 가동 계지부(31)가 내열성 수지재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 종형 열처리 장치.
  6. 하부에 노구(4)를 갖는 열처리로(3)와,
    상기 노구(4)를 밀폐하는 덮개(6)와,
    상기 덮개(6) 상에 설치되어 다수매의 피처리체(W)를 링 형상 지지판(15)을 통하여 상하 방향에 소정 간격으로 보유 지지하는 보유 지지구(9)와,
    상기 덮개(6)를 승강시켜 보유 지지구(9)를 열처리로(3)로 반입 반출하는 승강 기구(11)와,
    복수매의 피처리체(W)를 소정 간격으로 수납하는 수납 용기(16)와 상기 보유 지지구(9) 사이에서 피처리체(W)의 이동 탑재를 행하는 이동 탑재 기구(21)를 구비하고,
    상기 이동 탑재 기구(21)는 간격을 두고 배치된 복수매의 기판 지지구(20) 및 상기 기판 지지구(20) 각각의 하측에서 피처리체(W)를 잡도록 구성된 복수의 손잡이 기구(28)를 구비하며,
    상기 기판 지지구(20)는 각각 피처리체(W)의 상부면의 전방 모서리부 및 후방 모서리부를 수용하기 위해 상기 기판 지지구(20)의 하면에 설치된 전방 수용부(34) 및 후방 수용부(35)를 구비하고, 상기 전방 수용부(34) 및 후방 수용부(35)는 각각 비스듬하게 하방을 향하는 경사면을 구비하며,
    상기 손잡이 기구(28)는 상기 각 기판 지지구(20)의 선단부에 고정 설치되어 피처리체(W)의 전방 모서리부를 계지하는 고정 계지부(30)와, 상기 각 기판 지지구(20)의 기단부에 이동 가능하게 부착되어 피처리체(W)의 후방 모서리부를 착탈 가능하게 계지하는 가동 계지부(31)를 갖고, 상기 고정 계지부(30)는 상방으로 비스듬하게 피처리체(W)의 하부면의 전방 모서리부를 지지하는 경사면(30a)을 구비하며, 상기 가동 계지부(31)는 상방으로 비스듬하게 피처리체(W)의 하부면의 후방 모서리부를 지지하는 경사면(31a)을 구비하고,
    상기 전방 수용부(34)의 경사면이 수평면과 이루는 경사각은 상기 고정 계지부(30)의 경사면(30a)이 상기 수평면과 이루는 경사각보다 작은 종형 열처리 장치에 의해 피처리체를 이동 탑재하는 방법에 있어서,
    상기 후방 수용부(35)의 경사면이 상기 수평면과 이루는 경사각은 상기 가동 계지부(31)의 경사면(31a)이 상기 수평면과 이루는 경사각보다 작은 종형 열처리 장치(1)를 제공하는 단계와,
    상기 각 기판 지지구(20)를 이동 탑재 출발 지점에 있는 피처리체(W)의 상방에 각각 배치하는 단계와,
    상기 가동 계지부(31)를 상기 고정 계지부(30)에 근접시켜 피처리체(W)를 잡음으로써, 피처리체(W)의 전방 모서리부가 상기 전방 수용부(34)의 경사면 및 상기 고정 계지부(30)의 경사면(30a)에 의해 보유 지지되고, 피처리체(W)의 후방 모서리부가 상기 후방 수용부(35)의 경사면 및 상기 가동 계지부(31)의 경사면(31a)에 의해 보유 지지되며, 상기 기판 지지구(20)와 피처리체(W) 사이에 간극이 형성되도록 하는 단계와,
    피처리체(W)를 잡고 있는 상기 기판 지지구(20)를 이동 탑재 목표 지점의 상방까지 이동시키는 단계와,
    상기 가동 계지부(31)를 상기 고정 계지부(30)로부터 멀리함으로써 피처리체(W)를 해방하여 이동 목표 지점 상에 피처리체(W)를 배치하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 피처리체 이동 탑재 방법.
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